JPS60239039A - 半導体ウエハ−の保持装置および保持方法 - Google Patents

半導体ウエハ−の保持装置および保持方法

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JPS60239039A JP60028106A JP2810685A JPS60239039A JP S60239039 A JPS60239039 A JP S60239039A JP 60028106 A JP60028106 A JP 60028106A JP 2810685 A JP2810685 A JP 2810685A JP S60239039 A JPS60239039 A JP S60239039A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は半導体ウェハーを保持する保持装置、特に真空
状態で高エネルギー処理するときのウェハーを保持する
チャックおよびその保持方法に関する。
（発明の技術的背景およびその問題点）半導体集積回路
の製造に際して、基礎となる半導体ウェハーのさまざま
な処理が真空状態で行なわれ、それらはウェハー面に著
しいエネルギー密度を与える。そのような処理としては
、例えば反応性イオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）やイオン
注入がある。さらに、これらの処理に際してウェハーの
表面には過度の高温を受けてはならないフォトレジスト
がコーティングされることもある。
ウェハーの伝熱は真空では複雑である。というのは、真
空ではエネルギー輸送が主に輻射によってなされるから
で、この熱伝導は、ウェハーの背面のごく近傍に、例え
ば冷却金属プレートのようなヒートシンクを設けてもか
なり制限される。
ウェハーと真空プレートの間に水素やヘリウムのような
流動ガスを導入し、真空中に大量の気体漏れが生じない
ように環状のシールを設けることが、それ迄に提案され
ている。しかしながら、実際には背圧によって生ずるウ
ェハーの不確定な撓みにより、熱伝導が不均一となるこ
とが認められている。さらにエクストマーシールは、高
エネルギー処理によって変質したり、分解したりするた
め望ましくない。
（発明の目的） 本発明は上記のような従来技術の欠点を除去するために
なされたもので、その目的は真空中で高エネルギー処理
する際の半導体ウェハーを保持するチャック装置を提供
すること、被処理ウェハーからの熱伝導率の良いチャッ
クを提供すること。
半導体ウェハーの幅全体に亘って非常に均一な熱伝導を
有するチャック装置を提供すること、真空環境へのガス
漏れを最小限にするチャック装置を提供すること、非常
に信頼性があり、比較的簡単で汚染のない安価な構造を
有するチャック装置を提供することおよびこれらの特徴
を有する半導体ウェハーの保持方法を提供することにあ
る。他の目的および特徴は以下の説明で明らかとなるで
あろう。
（発明の概要） 本発明による半導体ウェハーの保持装置および３− 保持方法においては、半導体ウェハーは表面が球面状の
円形支持台に締付金具で固定される。このウェハーは外
縁を締め付は固定されることによって支持台の球面に密
接に押付られ撓ませられる。
この支持台では、好ましくはウェハーの端かられずかに
内側に設けたリング状の溝を有する多数のガス供給口が
ウェハーと球面との間隙を等圧に維持し気圧をコントロ
ールするとともに、この支持台の周囲には真空ポンプ手
段に接続された環状の溝が設けられ、流動ガスの真空環
境への大量流出を防止する。
（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すウェハーチャックの側
断面図であり、第２図はチャックに用いられるウェハー
支持台の平面図である。
尚これらの図において同一部分には同一符号が用いられ
ている。
図において、処理される半導体ウェハーは符号（１１）
で一般に示される。ウェハー（１１）の下には球面を有
する円形の支持台（１３）があり、４− ウェハー（１１）の下にちょうど、その球面が位置する
。ウェハー（１１）の外縁にのみかみ合う環状の締付環
（１７）によって、ウェハー（１１）は球面に締付けら
れる。ウェハーは支持台に締付けられて、その球面（１
５）に密接に押付けられ撓ませられる。支持台（１３）
の球面の曲率は所定の等圧力を受ける自由に支持された
円形ウェハーの曲率に一致するように選定される。
図中、面（１５）の隆起およびウェハーの撓みは図示す
るために誇張されている。実際には標準的な１００ｍｍ
（・３インチ）の半導体ウェハーと１０トル（Ｔｏｒｒ
）の圧力では、約２３１インチの半径の球面が適してい
る。この球面の半径は、ウェハーのサイズおよび／また
は圧力の増大に伴って本質的に比例して増大する。言葉
を換えれば、その隆起は約４５分の弧に相当する。
ウェハーと支持台（１３）との間隙には、中央孔（２３
）とウェハーの外縁よりわずかに内側にある環状の溝（
２５）とにより流動ガスが供給される。中央孔（２３）
と溝（２５）は内部孔（２７〜２９）を介して供給管（
３１）に接続されている。供給管（３１）は調節装置（
３３）を介して流動ガス、例えば水素やヘリウムの適当
な供給部に接続されている。半導体処理技術に修熟した
人々には明らかなように、使用する流動ガスは、処理に
応じてカス漏れが生じた時、その処理に有害とならない
ように考慮して選定される。
環状溝（２５）の外側には、やや大きめの第２の環状溝
があり、それは一般に符号（３７）で示される。環状溝
（３７）は内部孔（３９）、（４Ｉ）を介して真空配管
（４３）に接続されており、真空配管は適当な真空ポン
プに接続されている。
環状溝（３７）はウェハー上のオリエンテーションフラ
ットに接する最小半径のちょうど内側に配設されること
が好ましく、そのようなオリエンテーションフラットは
当分野の技術者にはよく知られているように、典型的に
は半導体ウェハー上に周方向の位置決めのために設けら
れている。
環状溝（３７）は、ウェハー（１１）と支持台（１３）
の球面（１５）との間隙を通じて放射状に外側に漏洩し
得る流動ガスを排気するために設けられる。
いろいろな先行技術の構造と比較して、本発明のチャッ
ク装置は、支持台球面の性質およびウェハーの外縁を締
付けることによりウェハーと支持台との間を非常に密接
にすることがわかる。さらに残存する間隙は流動ガスで
満たされてウェハーから支持台への熱伝導は著しく高め
られる。従って、ウェハー上のレジスト被膜を変質させ
るような高温に至ることなく、より高出力レベルの表面
処理をウェハーに適用することができる。さらにウェハ
ーと支持台との間が密着しているため、環状の脱気孔（
３７）により処理工程の真空環境への流動ガスの流出を
防ぐことができ、処理工程で変質し易いエラストマーシ
ールを使用する必要がなくなる。
以上の説明から明らかなように、本発明の実施により、
その目的が達成され、その他有益な結果が得られた。
以上の説明に含まれた、あるいは添付の図面で７− 示された全ての事柄は一例として示したもので。
本発明は何らこれに限定されず、本発明の範囲を逸脱す
ることなく、上述の構造に種々の変形を加えることが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すウェハーチャックの側
断面図、第２図はチャックに用いられるウェハー支持台
の平面図である。 １１・・・・・・・・・半導体ウェハー１３・・・・・
・・・・支持台 １５・・・・・・・・・球面 １７・・・・・・・・・締付環 ２３・・・・・・・・・中央孔 ２５・・・・・・・・・環状溝 ２７〜２９・・・・・内部孔 ３１・・・・・・・・・供給管 ３７・・・・・・・・・第２の環状溝 ４３・・・・・・・・・真空配管 代理人　弁理士　守　谷　−雄 ８−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、真空中で高エネルギー処理する際の半導体ウェハー
    を保持する装置において１球面を有する円形支持台と、
    前記支持台上に配置されたウェハーを固定し、それによ
    ってこのウェハーを撓ませ、前記支持台の球面に密着さ
    せる締付は手段と、中央開口および環状溝を有し、前記
    ウェハーと前記環状溝の内側の前記支持台の球面との間
    隙に制御された圧力下で流動ガスを供給するための、前
    記支持台中に設けられたガス供給手段と、前記支持台の
    外周近傍に設けられた第２の環状溝と、更に前記支持台
    に設けられ、前記ガスの真空環境への流失を最小限にす
    るため、前記第２の環状溝を真空ポンプ装置に接続する
    ガス排気手段とから成ることを特徴とする半導体ウェハ
    ーの保持装置。 ２、前記締付は手段は、前記ウェハーの外縁に機械的に
    結合し、これを締付ける手段から成る特許請求の範囲第
    １項記載の半導体ウェハーの保持装置。 ３、前記球面は、約４５分の円弧に対する球面である特
    許請求の範囲第１項記載の半導体ウェハーの保持装置。 ４、真空中で半導体ウェハーを処理する方法において、
    ウェハーの外縁を球面を有する円形支持台に固定し、そ
    れによって前記支持台の球面でウェハーを密接するよう
    に撓ませることと、前記ウェハーと前記支持台の球面と
    の間隙に制御された圧力下で流動ガスを供給することと
    、前記支持台の球面の外周近傍に設けた環状溝を介して
    前記間隙を通って漏洩するガスを排気することから成る
    ことを特徴とする半導体ウェハーの保持方法。
JP60028106A 1984-02-17 1985-02-15 半導体ウエハ−の保持装置および保持方法 Granted JPS60239039A (ja)

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