JPH09266242A - 吸着用チャック装置 - Google Patents
吸着用チャック装置Info
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- JPH09266242A JPH09266242A JP8097499A JP9749996A JPH09266242A JP H09266242 A JPH09266242 A JP H09266242A JP 8097499 A JP8097499 A JP 8097499A JP 9749996 A JP9749996 A JP 9749996A JP H09266242 A JPH09266242 A JP H09266242A
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Abstract
面積を有するウェーハを吸着時に、前記被吸着体の自重
によるたわみを補正することを特徴とする吸着用チャッ
ク装置を提供すること。 【解決手段】 チャック本体1Aにウェーハ2に対向し
て設けられ、該ウェーハ2と当接する吸着面5Aを有す
る受部4Aを備え、前記ウェーハ2を前記吸着面5Aに
吸着する吸着用チャック装置において、前記チャック本
体1Aが、ウェーハ2を吸着時にウェーハ2と非接触と
なる底面1Acを有する凹部11Aと、該凹部内に流体
を導入する流体導入手段6A、7Aとを設け、前記凹部
内に導入された流体12Aにより、前記凹部の底面側へ
のウェーハ2の自重によるたわみを補正する。
Description
持固定するための吸着用チャック装置、更に詳しくは、
チャック本体が、薄い被吸着体を保持固定する際の接触
面積率を大幅に低減させた上で、被吸着体がチャックと
接触しない部分で生じる自重によるたわみを補正するこ
とを特徴とする吸着用チャック装置に関するものであ
る。
基板を代表とする薄い被吸着体に対して、例えば、フォ
トリソグラフのように表面微細加工を加えたり、また、
光干渉計のように表面形状の計測を実施する際には、高
精度基準面を有する吸着チャックに、前記被吸着体を保
持固定する方法が実施されている。その保持方法とし
て、図10に記載されているようにシリコンウェーハな
どの半導体基板216を多数の孔213を開設したチャ
ック本体210の吸着面210a上に載置して、開口部
210bから気体を吸引してチャック本体内部214を
負圧にして保持する多孔式チャックが知られている。と
ころが、吸着面210aを精度良く形成してあっても、
吸着面210aと被吸着体216との接触部にゴミ等の
異物が介在すると、前記被吸着体が異物部分で局所的に
浮き上がることにより表面形状を悪化させ、結果的に高
精度の加工や計測等を正確に実施することが困難とな
る。
10の上面110aに、同心円状に形成される溝111
を凹設した受部112を複数設け、他の部分を受部11
2の上面より僅かに低く、空間117を形成するように
構成し、溝111に連通する孔113、114を介して
被吸着物116を真空吸着する複数溝式チャックが知ら
れている。
の上面で被吸着物116を保持するために、被吸着物1
16と非接触となる前記空間を多く形成することによ
り、前記多孔式チャックと比較して、被吸着物とチャッ
ク吸着面との接触面積を少なくすることができ、異物に
よる影響が軽減される。
に直角に載置して支持した場合、上述の従来技術である
複数溝式チャックによると、前記被吸着体と非接触とな
る前記空間の存在により、支持点を離れた前記被吸着体
においては被吸着体の自重によるたわみにより湾曲し
て、表面形状を悪化し前記被吸着体表面の加工あるいは
計測等に支障を来すことになる。
発明は、チャック本体が、薄い被吸着体を吸着時に、前
記被吸着体との接触率を大幅に低減した上で、前記被吸
着体の自重で生じるたわみを補正することを特徴とする
吸着用チャック装置を提供することを目的とするもので
ある。
に、本発明は、上面に吸着面を有する受部をチャック本
体に設け、薄い被吸着体を前記吸着面に吸着保持する吸
着用チャック装置において、前記受部間に、前記被吸着
体を吸着時に前記被吸着体と非接触となる底部を有する
凹部と、該凹部内に流体を導入する流体導入手段とを備
え、前記凹部内に導入された流体により、前記底面側へ
の前記被吸着体の自重によるたわみを補正することを特
徴とする。
には被吸着体2と当接する吸着面5Aを有する受部4A
と、前記被吸着体を吸着時に前記被吸着体と非接触とな
る底部1Acを有する凹部11Aと、該凹部内に流体を
導入する流体導入手段6A、7Aとが形成され、チャッ
ク本体1Aに吸着される被吸着体2は、前記チャック本
体1Aの吸着面5Aに真空吸着もしくは静電吸着され、
図3のごとく凹部の底面1Acに向かって自重により湾
曲する被吸着体2は、前記流体導入手段により前記凹部
内に導入された流体12Aによって、図1のごとく上方
に押し上げられることによって、被吸着体2の自重によ
るたわみは補正される。
る受部を小さくして、前記凹部を多くとり、被吸着体と
受部との接触面積を低減することで、異物が前記被吸着
体と受部との間に介在することが極めて少なくなり、高
精度な加工や計測等の正確さがはるかに向上する吸着用
チャック装置を提供することができる。
に、一条の壁状(連続もしくは非連続)として立設し、
前記吸着面に気体吸入手段と連通する溝部を設けるとと
もに、前記受部の内周側に前記凹部を形成し、前記被吸
着体を真空吸着するように構成すると好ましい。
面1Aaに設けられ、この受部4Aの被吸着体2と接触
する吸着面5Aに気体吸入手段9と連通する溝部3Aが
設けられて、真空吸着により被吸着体2を保持している
ので、溝の両サイドの縁4Ac、4Adで被吸着体2を
支持でき、この縁は溝が存在する長さ分だけ溝の両サイ
ドに存在する。
に設けられ、前記受部の内面側に前記凹部を形成してい
るので、前記被吸着体が異物により影響されることな
く、さらに自重たわみを流体により補正されるので、精
度良く加工や計測等ができる。
近傍と当接する外周面側受部と、前記被吸着体の中心側
と当接する中心側受部とで構成し、前記被吸着体の保持
位置を分散させて前記被吸着体を保持するように構成す
ると好ましい。
被吸着体の質量が増大するために、被吸着体の保持力を
増大させる必要があるが、このように構成することによ
り、外周面近傍と当接する外周面側受部による保持力を
増大させないで、中心側受部においても被吸着体を保持
させ、被吸着体の保持位置を分散させることができ、被
吸着体を安定して保持することができる。
く液体を充満して、浮力、圧力、表面張力により前記被
吸着体のたわみを補正することができる。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
体をウェーハと記載して、具体例としてシリコンウェー
ハを代表として説明してゆくが、これのみに限定される
ものではなく、異物の介在や自重によるたわみが表面形
状に影響する、各種半導体基板や液晶ガラス基板等の薄
い被吸着体においても適用されることは勿論のことであ
る。また、以下の実施例において、流体として気体を用
いた場合を例にして説明する。
ように、円板状に形成されたウェーハチャック本体1A
は、上面1Aaに一条の連続したウェーハ受部4Aが平
面円形の壁状に立設されている。該ウェーハ受部4Aの
ウェーハ受面5Aの中央部には溝3Aが凹設され、該溝
3Aの底面には、図示しない気体吸引機構と連結する複
数の通路9が開設され、気体吸入手段が形成され、前記
溝3Aは該通路9を介してウェーハ受面5A上の被吸着
体2を吸引可能に構成されている。
底面1Acと前記内周面4Aaとにより凹部11Aが形
成され、底面1Acの中央部には連通室7と連通する開
口6Aが開設され、前記連通室7は図示しない気体供給
機構と連結して気体12Aを前記凹部11Aに供給可能
に構成されている。尚、前記凹部11Aはウェーハ2を
ウェーハ受面5A上に載置後ウェーハ2の裏面が底面1
Acに接触しない程度の空隙G(図3)を有して形成さ
れている。
る受部4Aのウェーハ受面5Aの接触面積の、全ウェー
ハ面積に対する割合を、図9に示す複数溝式及び図10
に示す多数孔式チャックと比較する。 a)図1の場合 ウェーハ直径φ200mm、受部4Aの外側縁4Ac、
4Acの中心間の距離195mm、内側縁4Ad、4A
dの中心間の距離193mm、外側縁4Ac及び内側縁
4Adのそれぞれの幅を0.3mmとした場合、被吸着
体2の面積Aは、 A=πr2 =π(200/2)2 =10000π[mm
2 ] ウェーハ受け面5Aの面積Bは、 B=2π(195/2)×0.3+2π(193/2)×0.3 =58.5π+57.9π=116.4π[mm2 ] 接触面積率B/A=116.4π/10000π=0.
01164 よって、接触面積率は1.16%
4Aから10mmピッチで中心側に同心の受部をさらに
5本設けた場合を考えると、この付加された5本の受け
部が、図1の実施例の場合より、接触面積が増加し、こ
こに詳細な計算例は記載しないが、接触面積率約6%と
図1の場合と比べて5倍以上の異物混入の恐れがあるこ
とになる。 c)多数孔式チャックの場合 φ1mmの孔が200個あるとした場合の孔面積の総和
は、 πr2 ×200=π0.52 ×200=50π[mm
2 ] 接触面積B=10000π−50π=9950π[mm
2 ] 接触面積率B/A=9950π/10000π=0.9
95 よって、接触面積率99.5%となる。
積率が大幅に異なることがわかる。よって、これらの計
算結果から、図1に記載した本実施例においては、異物
が被吸着体と受部の間に介在する恐れは極めて少なくな
ることがわかる。
たわみを円形平板の変形式を用いて説明する。図4に示
すように、円板の周囲を固定し等分布荷重をうけるとす
ると、円板中心から矢印方向にrの座標をとり、a:円
板半径、Wmax:最大たわみ、h:厚さ、ν:ポアソ
ン比、P分布荷重、E:ヤンブ率、D:板の曲げ剛性と
した場合は、 D=Eh3 /12(1−ν2 ) ・・・・(1) Wmax=P・a4 /64[Eh3 /12(1−ν2 )]・・・(2) 一方、シリコンウェーハを例とする場合、分布荷重P
は、シリコンの密度ρs、重力加速度g、厚さhとする
と、 P=ρs・g・h ・・・・(3) である。
7×10-3[m]、直径φ=0.2(a=0.1)
[m]、密度ρs=2.328×103 、ポアソン比ν
=0.44、重力加速度g=9.8[m/s2 ] 、ヤ
ング率E=1.9×1011[kg/m2 ]、とすると、 Wmax=0.001597/430.555=3.7
μm となる。現状のシリコンウェーハの形状精度は1μm以
下が必要とされるので、前記たわみ量は明らかに形状精
度に影響することになる。(3)式に示されるように、
シリコンウェーハの自重による分布荷重は、P=ρs・
g・hであるために、このたわみを補正するには、この
圧力Pに相当する力でウェーハの裏面から押圧すればよ
いことになる。そして、最大たわみ量は(2)式から、
ウェーハの半径aの4乗に比例するので、シリコンウェ
ーハの大口径化(φ300〜φ400mm)に伴い、た
わみ量が増大する事は明白であり、自重たわみ補正はま
すます必要になる。
る。図3に示すように、ウェーハチャック本体1Aのウ
ェーハ受面5Aにウェーハ2を載置すると、ウェーハ2
の中央部は凹部11Aの底面1Acに向かって自重でた
わむ。通路9を介して気体を吸引するとウェーハ2は吸
引保持され、さらに連通室7を介して凹部11A内に気
体12Aを導入すると、その気体によってウェーハ2の
中央部は上方に押され、導入される気体12Aの圧力と
ウェーハ2の分布荷重Pがバランスしたところで、ウェ
ーハ2のたわみ補正が完了し、図1の状態となる。
ャック本体を用いたが、これは図5(a)もしくは
(b)に示すように、平面方形状のチャック本体であっ
ても、平面D字状のチャック本体であってもよく、ま
た、ウェーハ2を真空吸着により保持しているが、これ
は静電的に保持するものでもよい。また、受部は図6
(a)、(b)に示すように複数設けてもよく、気体を
吸引する溝は連続的に設けているが、これは図8に示す
ように、非連続に形成してもよい。また、本実施例で
は、たわみを補正するのに、気体を凹部に導入している
が、図7に示すように液体を含む流体であってもよいこ
とは勿論である。
体1Aにウェーハ2に対向して設けられ、該ウェーハ2
と当接する吸着面5Aを有する受部4Aを備え、前記ウ
ェーハ2を前記吸着面5Aに真空吸着もしくは静電吸着
する吸着用チャック装置である。そして、前記チャック
本体1Aが、前記ウェーハ2を吸着時に前記ウェーハ2
と非接触となる底面1Acを有する凹部11Aと、該凹
部内11Aに流体を導入する流体導入手段6A、7Aと
を設け、前記凹部内11Aに導入された流体12Aによ
り、上方に押し上げられることにより、前記凹部底面1
Ac側への前記ウェーハ2の自重によるたわみを補正す
る。
を有する受部4Aを小さくして、前記凹部11Aを多く
とり、ウェーハ2と受部4Aとの接触面積を少なくする
ことにより、異物が前記ウェーハ2と受部4Aとの間に
介在することが極めて少なくなり、ウェーハを極めて安
定で精度良く保持固定する吸着用チャック装置を提供す
ることができる。
ャック本体1Aの上面1Aaに設けられ、この受部4A
のウェーハ2と接触する吸着面5Aに気体吸入手段9と
連通する溝部3Aが設けられて、真空吸着によりウェー
ハ2を保持しているので、溝の両サイドの縁4Ac、4
Adで被吸着体2を支持でき、この縁は溝が存在する長
さ分だけ溝の両サイドに存在する。
に設けられ、前記受部の内周側に前記凹部を形成してい
るので、前記ウェーハが異物により影響されることな
く、さらに自重たわみを流体により補正されるので、精
度良く加工や計測等ができる。
4Aを、前記ウェーハ2の外周面近傍と当接する外周面
側受部8A、8Bと、前記ウェーハ2の中心側と当接す
る中心側受部8E、8Fとで構成し、前記ウェーハ2の
たわみ量を少なくするように構成することができる。ウ
ェーハの大型化、大口径化に伴い、ウェーハの質量が増
大するために、ウェーハの保持力を増大させる必要があ
るが、このように構成することにより、外周面近傍と当
接する外周面側受部による保持力を増大させないで、中
心側受部においてもウェーハを保持させ、ウェーハの保
持位置を分散させることができ、ウェーハを安定して保
持することができる。
体を充満することにより簡便に補正する実施例を開示し
た図である。チャック本体1Hの上面1Haの受部8B
に近接して同心的に受部8Hを立設して、該受部8Hと
チェック本体1Hの上面中央部の底面1Hcとで凹部1
1Hを形成し、該凹部11Hに連通室10から液体12
Hを充満してウェーハ2のたわみを補正するものであ
る。
ック本体が、ウェーハと当接する吸着面を有する受部を
小さくして前記ウェーハと受部との接触面積を少なくす
ることにより、異物がウェーハと受部との間に介在する
ことが極めて少なくなるのに加え、ウェーハを吸着時に
ウェーハと非接触となる凹部に導入された流体により、
前記凹部の底面側へのウェーハの自重によるたわみの補
正を行っているので、ウェーハを安定して、なおかつ、
形状精度を悪化させることなく固定保持することがで
き、これらの結果として、ウェーハ表面の高精度におけ
る加工や計測等を実施することができる吸着用チャック
装置を提供することができる。
積率を大幅に低減しているので、異物がウェーハと受部
との間に介在することが極めて少なくなるのに加え、流
体によりウェーハの自重によるたわみを補正しているの
で、ウェーハを精度良く安定して保持することが可能で
あり、この結果より、ウェーハ表面に対する高精度加工
や高精度計測等の実施を可能とするような、極めて安定
で精度悪化を生じさせない吸着用チャック装置を提供す
ることができる。
示す図である。
ーハがたわんだ状態を示す説明図である。
る。
本体を示す図である。
本体を示す図である。
電チャック本体を示す図である。
ャック本体を示す図である。
ク本体を示す図である。
を示す図である。
である。
H、1J) 2 被吸着体(シリコンウェーハ) 3 溝(3A〜3C) 4 ウェーハ受部(4A、4B) 5 ウェーハ受面(5A〜5D) 7 連通室(7A〜7C) 11 凹部(11A〜11H)
Claims (4)
- 【請求項1】 上面に吸着面を有する受部をチャック本
体に設け、薄い被吸着体を前記吸着面に吸着保持する吸
着用チャック装置において、 前記受部間に前記被吸着体を吸着時に前記被吸着体と非
接触となる底部を有する凹部と、 該凹部内に流体を導入する流体導入手段とを備え、 前記凹部内に導入された流体により、前記底面側への前
記被吸着体の自重によるたわみを補正することを特徴と
する吸着用チャック装置。 - 【請求項2】 前記受部を、前記チャック本体上面に、
一条の壁状(連続もしくは非連続)として立設し、前記
吸着面に気体吸入手段と連通する溝部を設けるととも
に、前記受部の内周側に前記凹部を形成し、前記被吸着
体を真空吸着することを特徴とする請求項1記載の吸着
用チャック装置。 - 【請求項3】 前記受部を、前記被吸着体の外周面近傍
と当接する外周面側受部と、前記被吸着体の中心側と当
接する中心側受部とで構成し、前記被吸着体の保持位置
を分散させて前記被吸着体を保持することを特徴とする
請求項1記載の吸着用チャック装置。 - 【請求項4】 前記凹部に液体を充満して、浮力、圧
力、表面張力により前記被吸着体のたわみを補正するこ
とを特徴とする請求項1記載の吸着用チャック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8097499A JPH09266242A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 吸着用チャック装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8097499A JPH09266242A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 吸着用チャック装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09266242A true JPH09266242A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=14193966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8097499A Pending JPH09266242A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 吸着用チャック装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09266242A (ja) |
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