JPS63226939A

JPS63226939A - ウエハ保持装置

Info

Publication number: JPS63226939A
Application number: JP62060491A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Tsumaki; 妻木　伸夫; Hiromitsu Tokisue; 裕充時末; Toshifumi Koike; 敏文小池; Eiichi Sato; 栄一佐藤; Kumiko Kawai; 川合　久美子
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-09-21

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】〔産業上の利用分野〕本発明は集積回路ウェハを保持する保持装置に係り、特
に空気を吸引してウェハを保持する際にウェハの保持面
に接触する面が小さく、従って接触によるウェハの保持
面側への異物付着が少ないクリーンなウェハ保持装置に
好適なシール構造に関する。

〔従来の技術〕

ここで、第１０図〜第１２図、第１３図〜第１４図は従
来使用されてきた負圧吸引式のウェハ保持装置の一例を
示す、第１０図〜第１２図はビンチャックと呼ばれるも
ので周辺に円周状（外径１３０ｍ、内径１１５ｍｍ）に
連続する平坦なシール部ｌがあり、中央の吸引孔２がら
気体（通常空気）を負圧吸引する。吸引孔２のまわりに
はウェハの下面を支持する多数の点接触部３（凸部）が
存在する。この点接触部３は各々、正四角すい台がら成
り、その頂面（−辺０．２０１１正方形）は、正四角す
い台の底面（−辺２ｎｎ＋の正方形）よりも、がなり小
さな面積になっている（第１１図）。ウェハ４が保持装
置の上に乗ると第１２図で示すごとくシール部１で空気
の流れが遮断されウェハ４と保持装置の間にできた閉空
間５（凹部）は大気圧に比較して負圧となり、ウェハ４
は保持装置にしっかりと吸着される。そしてウェハ４の
保持面である裏面と保持装置の接触面が大きいと、この
接触面に微細な異物がはさまれ、その結果、ウェハ４の
表面の凹凸の原因となって、回路をウェハの表面に光学
的に形成する際にピントが合わずいわゆるデフォーカス
の現象を生じてしまう、また、裏面に異物が付着したま
まになるなどの問題があるため、第１０図に示したごと
くシール部１は周辺のみに形成し、中央付近の大部分は
点接触部３の頂面のごく微小な面のみで点接触によって
支持されるような構造となっている。しかし周辺のシー
ル部１は全面接触するため、異物がはさまれやすい、こ
のような先行技術として特開昭５４−１２０５８５号公
報がある。

第１３図〜第１４図はスピンチャックと呼ばれる保持装
置であり、ウェハ４を保持して回転させるためのもので
ある０回転されるウェハ４の上にはフォトレジストの液
滴が落とされ、遠心力によりフォトレジストを薄くひろ
げることができる。

この例では回転するウェハ４をしっかり保持するため吸
引孔２以外はすべて全面接触式のシール面６となってお
り、異物のはさみ込みによるウェハ表面に凹凸を生じて
しまい、さらにはウェハ裏面への異物が付着してしまう
問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はウェハの保持機能を第１に考慮して作ら
れており全面接触の部分が残されていてウェハとの接触
面積が大きく、接触によるウェハの保持面側への異物の
付着に関しては配慮がなされておらず、この異物が後の
工程でウェハの表面に移ってしまうという問題があった
。

本発明の目的は、ウェハの保持性能をそこなうことなく
、ウェハと保持装置の接触面積を可能な限り減少させ、
直接接触によるウェハ保持面への異物付着を減少させる
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、負圧を保持するために設けられたシール部
に微小流量を流すことを許す微小間隙を設けるか、ある
いはウェハを保持するためのシール面の全面に微小流量
を流すことを許す微小間隙を設けることにより達成され
る。

微小間隙は、負圧を維持するためにはできるだけ小さく
する必要があり、他方では該微小間隙に落ちたゴミ（微
細な異物）がウェハの裏面に付着しないようにするため
には、できるだけ大きい必要がある。従って微小間隙の
大きさはこの両方の要求を満たすものでなくてはならな
い。ゴミの大きさは、ウェハが扱われるクリーンルーム
の性能によって変わるので値を特定することは難しい。

しかし現在のところゴミの大きさは１０μｍ以下と考え
られるので、微小間隙の大きさは１０μｍよりも太きく
０．０５ｍよりも小さいものであればよいと考えられる
。

〔作用〕

シール部材に設置した微小間隙によりウェハと保持装置
の間はこの微小間隙の分だけ非接触となる。従ってウェ
ハと保持装置の全面接触部分によるウェハへの異物付着
の可能性が低減される作用がある。半導体製造工程で問
題となっている異物は非常に小さく、前述したように現
在は通常１０μｍ以下である。従って接触の可能性をな
くすにはシール部の微小すき間は１０μｍ程度あれば充
分である。負圧吸引を利用してウェハを吸着保持するた
めには、シール部の内側が大気圧に対して充分負圧とな
る必要があるが、１０μｍの微小すき間はこの負圧を維
持するのに充分な狭さである。

〔実施例〕

第１図〜第３図は本発明の第一実施例である。

このピンチャツクの実施例では図に示すごとく、シール
部１に微細な凸起１１が各々平行に形成されてウェハ４
とシール部１との間に微小なすき間をつくる。この凸起
１１の高さｈは１０μｍである。現在ウェハを扱うクリ
ーンルーム内の異物（ゴミ）は１０μｍより小さいので
、この高さｈによりすき間に落ちたゴミはウェハ４の保
持面（裏面）に付着することがない、しかしクリーンル
ームがもっとクリーンに保たれ異物の大きさをもっと小
さくできるようになれば、この高さｈはもっと小さくで
きる。凸起と凸起の間すは５ｍｍとする。これはウェハ
のたわみの大きさに関係する。

ウェハのたわみがもっと大きくなれば、この間すの大き
さはさらに小さくせねばならない、凸起の幅Ｗは、凸起
の強度に関係する。従って保持装置の素材がもっと強い
ものになれば、Ｗは薄くできる。他は第１０図〜第１２
図で示した従来技術と同様である。第３図に示すととく
ウェハが乗った状態でのウェハ４と保持装置のシール部
１における接触は凸起１１の頂面のみとなる。ここで吸
引孔２から気体を吸引すると気体は微小間隙１２を通し
て周辺から吸い込まれる。しかし、微小間隙１２を前記
したように充分小さくすれば、気体の粘性抵抗によりウ
ェハは大きな絞り効果を受け、わずかの流量、たとえば
数ｍ　Ａ　／分でシール部１内側に充分な負圧を保持す
ることができる。

半導体製造工程で現在問題となる異物の大きさは、はと
んどが１０μｍ〜５μｍ以下の微細なものであり、すき
間１２の高さｈは１０μｍ程度あれば異物のウェハ裏面
への直接接触を防ぐのに充分である。尚、凸起１１は各
々平行でなくて中心から放射状に形成してもよい。

第４図〜第７図は本発明の第二実施である。シール部１
の平面構造を第５図に示すごとく構成する。これは空気
の流路がなるべく長くなるように凸起１１を迷路状に構
成した例で、空気は凸起１１に従って矢印のごとくＬ字
形の流路を通ってシール部１の内側に流れ込む、従って
、シール部通過距離が長くなりより大きな粘性抵抗を受
けるため、負圧保持効果が増す、これはスピンチャック
のととくウェハを回転させるため大きな保持力が必要な
場合に好適である。

さらに第８図及び第９図は、第二実施例のシール部１の
さらに外周にクリーンエアを吹き出す溝１３を配置した
第三実施例である。前記第二実施例のウェハ保持装置で
は気体と外からシール部の内側に吸い込むため、外の環
境が汚染されていると、これを内部に吸い込む若干の可
能性をのこしている。そこで図に示すごとくシール部１
の周辺にクリーンエアを供給する環状の溝１１を配置し
。

周辺の異物をシール面の内側に吸い込むことのないよう
にした。尚、クリーンエアはエア供給孔１４より溝１３
へ供給される。

〔他の実施例〕

以上の実施例においては凸起によって形成する微小間隙
１２は、シール部１に形成しているが、他の実施例にお
いてはウェハを支える全面に微小間隙を設けてもよい、
このように全面に微小間隙を設けることにより、シール
部だけに微小間隙を設けるよりも、吸引し続ける気体の
流量を少なくすることができる。

また前記実施例においてはウェハは円形をなしシール部
はこのウェハの円形外周に沿って形成されていたが、他
の実施例においては円形以外のウェハも考えられシール
部はウェハの外周よりもさらに内側に形成されることも
考えられる。

前記実施例においては負圧を形成するための吸引孔は保
持装置の中央に存在していたが、他の実施例においては
シール部の微小間隙内に設けることもできる。これによ
り負圧維持効果をさらに高めることができる。

前記第一実施例においては凸起の高さｈは１０μｍであ
ったが、前記したようにこの高さｈはゴミよりも大きく
かつ負圧を維持するに充分に小さいものであればよい、
現在のところこの高さｈは１０μｍよりも太きく　０．
０５−よりも小さい範囲が考えられる。また凸起と凸起
の間すは５ｍｓとしたが、他の実施例においては５−〜
４■とすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負圧吸引式のウェハ保持装置において
、シール部においてのウェハとの接触面積を大幅に低減
できるので、保持装置とウェハが直接に接触することに
よるウェハへの異物の付着を大幅に低減できる。これに
より例えば、ウェハ表面に光学的に回路を形成するため
の縮小露光装置を使用する際に、ウェハの外周部に設け
られたシール面に異物をかみ込むことを原因として生じ
るウェハ面の微小な凹凸による焦点ボケ（いわゆるデフ
ォーカス）が生じ１歩留りが低下してしまうことを防ぐ
効果がある。またスピンチャックに応用すればウェハ裏
面への異物付着の大幅低減することができ、これも最終
的な歩留り向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係るウェハ支持装置の平
面図、第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第２図
のウェハ支持装置にウェハを乗せた状態を示す図、第４
図は第二実施例を示す平面図、第５図は第４図の一部拡
大図、第６図は第４図のＶＩ−Ｖｌ断面図、第７図は第
４図の■−■断面図、第８図は第三実施例を示す平面図
、第９図は第８図の［−１に断面図、第１０図は従来の
ウェハ支持装置を表わす平面図、第１１図は第１０図の
夏−夏断面図、第１２図は第１１ｗ１のウェハ支持装置
にウェハを乗せた状態を示す図、第１３図はウェハ支持
装置を示す第２従来例の平面図、第１４図は第１３図の
ウェハ支持装置にウェハを乗せた状態を示す断面側面図
である。１・・・シール部、　　　　２・・・吸引孔、３・・・
点接触部（凸部）、４・・・ウェハ。５・・・閉空間（凹部）、　６・・・シール面。１１・・・凸起、　　　　　　１２・・・微小間隙、１
３・・・溝、　　　　　　　１４・・・エア供給孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウェハを乗せる凸部と負圧を生ぜしめるための凹
部が多数形成された面を有する負圧吸引式ウェハ保持装
置において、前記面の負圧を維持するために設けられた
シール部に、あるいは全面に、微小流量を流すことを許
す微小間隙を設けたことを特徴とするウェハ保持装置。
（２）前記特許請求の範囲第１項において、シール部は
ウェハ外周に沿って形成されたことを特徴とするウェハ
保持装置。
（３）前記特許請求の範囲第１項において、負圧を形成
するための吸引孔をシール部の微小間隙内に設置したこ
とを特徴とするウェハ保持装置。
（４）前記特許請求の範囲第２項において、シール部の
外周側に清浄気体を供給する領域を設けたことを特徴と
するウェハ保持装置。