JPH10229115A - Vacuum chuck for wafer - Google Patents
Vacuum chuck for waferInfo
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- JPH10229115A JPH10229115A JP3056797A JP3056797A JPH10229115A JP H10229115 A JPH10229115 A JP H10229115A JP 3056797 A JP3056797 A JP 3056797A JP 3056797 A JP3056797 A JP 3056797A JP H10229115 A JPH10229115 A JP H10229115A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハを保持する
ための部品であるウェハ用真空チャックに関し、特に、
半導体の製造工程または検査工程においてシリコンウェ
ハ等のウェハを保持するために用いられる真空チャック
に関し、とりわけ露光装置においてウェハを保持し平面
矯正することができるウェハ用真空チャックに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum chuck for a wafer, which is a component for holding a wafer, and more particularly, to a vacuum chuck for a wafer.
The present invention relates to a vacuum chuck used for holding a wafer such as a silicon wafer in a semiconductor manufacturing process or an inspection process, and more particularly to a vacuum chuck for a wafer which can hold and flatten a wafer in an exposure apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】集積回路の高集積化に伴い、半導体素子
表面に超微細パターンを形成する技術が要求されるよう
になってきており、露光装置も高解像投影レンズを搭載
した投影露光装置が主流になってきている。この投影レ
ンズの高解像度化に伴い、投影レンズの焦点深度は浅く
なる傾向にあり、そのため露光の際にはその対象となる
ウェハの平面性をより厳密に維持することが要求され
る。2. Description of the Related Art With the increase in the degree of integration of integrated circuits, a technique for forming an ultrafine pattern on the surface of a semiconductor element has been required, and the exposure apparatus has a high-resolution projection lens. Is becoming mainstream. As the resolution of the projection lens increases, the depth of focus of the projection lens tends to be shallow, and therefore, it is required to maintain the planarity of the target wafer more strictly during exposure.
【０００３】露光装置に保持されたウェハの平面性を阻
害する要因の１つとして、ウェハとウェハ保持面との間
に介在する異物が挙げられる。この異物は１μｍ程度の
大きさであっても、ウェハに凹凸をもたらし、露光不良
を生じさせるため無視することができない。異物の存在
による露光不良の問題を解決するために、ウェハとウェ
ハ保持台の接触面積を減少させることが考えられてお
り、たとえばウェハと接触する面の一部に溝が形成され
たウェハ保持台や、ピンコンタクト方式のウェハ保持台
が考案されている。One of the factors that hinder the flatness of a wafer held by an exposure apparatus is foreign matter interposed between the wafer and the wafer holding surface. Even if this foreign matter has a size of about 1 μm, it can not be neglected because it causes unevenness on the wafer and causes exposure failure. In order to solve the problem of exposure failure due to the presence of foreign matter, it has been considered to reduce the contact area between the wafer and the wafer holder, for example, a wafer holder having a groove formed in a part of the surface that contacts the wafer. Also, a pin contact type wafer holding table has been devised.
【０００４】また、材質の面からは、使用時に帯電して
塵埃が付着するのを防ぐため、特開平４−３２３８５０
号公報では、真空チャック本体をＴｉＢ2 やＳｉＣの導
電性セラミックスで構成することが提案されている。し
かしながら、このようなＴｉＢ2 およびＳｉＣは極めて
硬度が高いため、溝部が形成されたウェハ保持台やピン
コンタクト方式のウェハ保持台を製作するには、放電加
工のような特殊な加工方法を用いるしかなかった。Further, from the viewpoint of the material, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 proposes that the vacuum chuck body be made of a conductive ceramic such as TiB 2 or SiC. However, since such TiB 2 and SiC have extremely high hardness, a special processing method such as electric discharge machining can only be used to manufacture a wafer holding table having a groove or a pin contact type wafer holding table. Did not.
【０００５】特開平３−２０２２４６号公報は、セラミ
ックス原料を成形して焼成したチャック本体のシリコン
ウェハを載置する表面にポアのないセラミック薄膜を形
成したことを特徴とする真空チャックを開示する。この
ような構成にすることにより、真空チャックにおいてシ
リコンウェハの載置面に汚れが付着するのを防止しよう
としている。同公報は、セラミック薄膜としてＴｉＣ、
ＴｉＮ、ＳｉＣを開示する一方、チャック本体を構成す
るセラミックスとしてＡｌ2 Ｏ3 を具体的に挙げている
のみである。同公報は、材料および製法の組合せで最も
よい結果となったのは、チャック本体をＡｌ2 Ｏ3 と
し、セラミック薄膜をプラズマＣＶＤによるＴｉＣとし
た場合であったと記載している。しかしながら、このよ
うにＡｌ2Ｏ3 を本体に用いた真空チャックは、熱伝導
性が相対的に低く、このような真空チャックを露光装置
に用いた場合、光源からの露光エネルギのうちレジスト
へのパターン転写に消費された残りのエネルギの大半が
熱に変換されてウェハ上に蓄積され、この蓄積された熱
がウェハの局部的な熱膨張による変形を生じさせ、露光
不良を引起こすおそれがあった。Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-202246 discloses a vacuum chuck characterized in that a ceramic thin film having no pores is formed on a surface of a chuck body obtained by molding and firing a ceramic raw material on which a silicon wafer is mounted. With such a configuration, it is attempted to prevent the vacuum chuck from attaching dirt to the mounting surface of the silicon wafer. The publication discloses TiC,
While TiN and SiC are disclosed, only Al 2 O 3 is specifically mentioned as a ceramic constituting the chuck body. The gazette states that the best result of the combination of the material and the manufacturing method was obtained when the chuck body was made of Al 2 O 3 and the ceramic thin film was made of TiC by plasma CVD. However, the vacuum chuck using Al 2 O 3 for the main body as described above has relatively low thermal conductivity. When such a vacuum chuck is used for an exposure apparatus, the exposure energy from the light source to the resist is not included in the exposure energy. Most of the remaining energy consumed in the pattern transfer is converted to heat and accumulated on the wafer, and the accumulated heat may cause deformation due to local thermal expansion of the wafer, which may cause exposure failure. Was.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、次の
点を満足することができるウェハ用真空チャックを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vacuum chuck for a wafer which can satisfy the following points.
【０００７】（１） 種々の形状のものを加工により容
易に作製することができる。 （２） 蓄熱が起こりやすい用途においても、ウェハの
平坦度を高精度に保ってウェハを保持することができ
る。(1) Various shapes can be easily manufactured by processing. (2) Even in applications where heat storage is likely to occur, the wafer can be held with a high degree of flatness.
【０００８】（３） 異物の付着が少ない。(3) There is little adhesion of foreign matter.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、真空源に接続
してウェハを吸引保持するためのウェハ用真空チャック
であって、ウェハを保持すべき側の表面に導電性材料の
被覆層が設けられた窒化アルミニウムセラミックスから
なることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a vacuum chuck for a wafer which is connected to a vacuum source and holds a wafer by suction, wherein a coating layer of a conductive material is formed on a surface on a side where the wafer is to be held. It is characterized by being made of provided aluminum nitride ceramics.
【００１０】本発明では、従来用いられてきた材料と比
較してさらに熱伝導性のよい窒化アルミニウムセラミッ
クスを本体の基材として使用する。これにより、本発明
の真空チャックを露光装置に用いた場合、露光工程にお
いて、光源からの露光エネルギが変換されウェハ上に蓄
積される熱は真空チャックに逃げやすくなり、熱による
ウェハの変形は抑制され、その結果露光不良も低減され
る。In the present invention, aluminum nitride ceramics having better thermal conductivity as compared with conventionally used materials are used as the base material of the main body. Accordingly, when the vacuum chuck of the present invention is used in an exposure apparatus, in the exposure step, the exposure energy from the light source is converted, and the heat accumulated on the wafer is easily released to the vacuum chuck, and the deformation of the wafer due to the heat is suppressed. As a result, exposure defects are also reduced.
【００１１】また、窒化アルミニウムセラミックスはＳ
ｉＣやＴｉＢ2 に比べて硬度が低いため、容易に機械加
工によって溝部を形成したり、サンドブラストによって
突起部（ピン）を形成することができる。The aluminum nitride ceramic is S
Since the hardness is lower than that of iC or TiB 2 , a groove can be easily formed by machining or a projection (pin) can be formed by sandblasting.
【００１２】さらに、本発明では、窒化アルミニウムセ
ラミックス基材の表面に導電性膜を設けることで、使用
時にチャックが帯電して塵埃が付着するのを防止し、異
物による露光不良を低減させている。Further, in the present invention, by providing a conductive film on the surface of the aluminum nitride ceramic base material, it is possible to prevent the chuck from being charged and dust from adhering during use, and to reduce exposure defects due to foreign matter. .
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明によるウェハ用真空チャッ
クの本体を構成する窒化アルミニウムセラミックスは、
高熱伝導性であり、耐熱性および耐食性に優れた材料で
ある。また、後の実施例に示すように、ＳｉＣやＴｉＢ
2 に比べて機械加工が容易である。窒化アルミニウムセ
ラミックスは、窒化アルミニウム粉末を焼結することに
よって得られるが、たとえば、窒化アルミニウム粉末
に、焼結助剤としてたとえばアルカリ土類金属の酸化物
またはフッ化物、イットリウムの酸化物またはフッ化
物、希土類元素の酸化物またはフッ化物を単独または２
種以上で１０％以下の添加量において加え、得られた混
合物をスプレードライヤー等によって造粒し、金型また
はＣＩＰ（冷間等方圧プレス成形）により成形体を作製
し、得られた成形体を非酸化性雰囲気たとえばＮ2 雰囲
気中で１６００℃〜２０００℃の温度で焼結する工程に
より得ることができる。窒化アルミニウムセラミックス
基材は、研削加工、研磨加工、サンドブラスト加工等の
加工により、真空チャックとして必要な形状に加工する
ことができる。加工された窒化アルミニウムセラミック
スの表面には、導電性材料からなる被覆層が形成され
る。被覆層を形成した後、真空チャックにおけるウェハ
接触部の平坦度をさらに確保するため、研磨加工等の加
工を行なってもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Aluminum nitride ceramics constituting the main body of a wafer vacuum chuck according to the present invention is:
It has high thermal conductivity and is excellent in heat resistance and corrosion resistance. Further, as shown in a later example, SiC or TiB
Easy to machine compared to 2 . Aluminum nitride ceramics are obtained by sintering aluminum nitride powder. For example, aluminum nitride powder may be used as a sintering aid, for example, an oxide or fluoride of an alkaline earth metal, an oxide or fluoride of yttrium, Oxide or fluoride of rare earth element alone or 2
The resulting mixture is granulated by a spray drier or the like, and a molded body is produced by a mold or CIP (cold isostatic press molding). By sintering at a temperature of 1600 ° C. to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as an N 2 atmosphere. The aluminum nitride ceramic substrate can be processed into a shape required for a vacuum chuck by processing such as grinding, polishing, and sandblasting. A coating layer made of a conductive material is formed on the surface of the processed aluminum nitride ceramic. After forming the coating layer, processing such as polishing may be performed to further secure the flatness of the wafer contact portion in the vacuum chuck.
【００１４】本発明による真空チャックは、ウェハを保
持するために種々の構造を有することができる。窒化ア
ルミニウムセラミックスは加工が容易であるため、真空
チャックとして好ましい形状を加工により容易に得るこ
とができる。ウェハを保持する部分には、ウェハとの接
触面積を減少させるために、溝を形成したり、突起（ピ
ン）を形成することができるが、これらに限定されるこ
となく、必要な形状を適宜付与することができる。The vacuum chuck according to the present invention can have various structures for holding a wafer. Since aluminum nitride ceramics are easy to process, a shape suitable for a vacuum chuck can be easily obtained by processing. A groove or a protrusion (pin) can be formed in a portion for holding the wafer in order to reduce a contact area with the wafer. Can be granted.
【００１５】図１および図２に、ピンコンタクト方式の
真空チャックおよび溝が形成された真空チャックの一具
体例をそれぞれ示す。図１に示すピンコンタクト方式の
真空チャック１１は、円盤形状であり、ウェハを保持す
る部分において周囲にリム１５が形成され、その内側に
は多数の突起部（ピン）１２が形成されている。リム１
５の上面と突起部１２の先端部は同一平面上に存在する
よう仕上げられている。また、ウェハ用真空チャック１
１には排気用貫通孔１４が形成されており、その出口に
はニップル１７が接続される。ニップル１７は、図示し
ない排気管を介して真空ポンプに接続される。図１
（ｂ）に示すように、ウェハ用真空チャック１１にウェ
ハ１３を載置し、貫通孔１４を介して排気を行なうと、
ウェハ１３と真空用チャック１１とに挟まれた空間１６
は減圧状態となり、ウェハ１３はチャック１１上に保持
されるようになる。図２に示すウェハ用真空チャック２
１では、円盤状の基材においてウェハを保持する部分に
は同心円状に溝２２が複数形成されている。各溝２２
は、基材にそれぞれ形成された孔２４に繋がり、それぞ
れの孔２４は、基材中に形成された排気用孔２５に通じ
ている。図２（ｂ）に示すように、真空チャック２１上
にウェハ２３を載置し孔２４および排気用孔２５を介し
て排気を行なえば、ウェハ２３と真空チャック２１とに
挟まれた空間は減圧状態となり、ウェハ２３は保持、固
定される。FIGS. 1 and 2 show specific examples of a pin contact type vacuum chuck and a vacuum chuck having a groove, respectively. The pin-contact type vacuum chuck 11 shown in FIG. 1 has a disk shape, a rim 15 is formed around a portion for holding a wafer, and a number of protrusions (pins) 12 are formed inside the rim 15. Rim 1
The upper surface of 5 and the tip of projection 12 are finished so as to be on the same plane. Vacuum chuck 1 for wafer
An exhaust through hole 14 is formed in 1, and a nipple 17 is connected to an outlet of the exhaust through hole 14. The nipple 17 is connected to a vacuum pump via an exhaust pipe (not shown). FIG.
As shown in (b), when the wafer 13 is placed on the wafer vacuum chuck 11 and exhausted through the through hole 14,
Space 16 sandwiched between wafer 13 and vacuum chuck 11
Is in a reduced pressure state, and the wafer 13 is held on the chuck 11. Vacuum chuck 2 for wafer shown in FIG.
In FIG. 1, a plurality of grooves 22 are formed concentrically in a portion for holding a wafer in a disk-shaped base material. Each groove 22
Are connected to holes 24 formed in the base material, respectively, and each hole 24 communicates with an exhaust hole 25 formed in the base material. As shown in FIG. 2B, if the wafer 23 is placed on the vacuum chuck 21 and the air is exhausted through the holes 24 and the exhaust holes 25, the space between the wafer 23 and the vacuum chuck 21 is decompressed. In this state, the wafer 23 is held and fixed.
【００１６】本発明による真空チャックにおいてウェハ
を保持する部分には、導電材料からなるコーティングが
施されている。図３は、ウェハ保持のために加工された
表面に導電材料からなるコーティングが施されている様
子を模式的に示す断面図である。図３（ａ）に示すよう
に、真空チャックの加工された表面３０ａにおいて、窒
化アルミニウムセラミックスからなる基材３２ａ上には
導電材料からなる被覆層３４ａが形成されている。また
図３０（ｂ）に示すように、真空チャックの加工された
表面３０ｂにおいて、ウェハ接触部の平坦度を確保する
ため、基材３２ｂ上の導電材料からなる被覆層３４ｂに
おいてウェハと接触する部分が平坦に加工されていても
よい。さらに図３（ｃ）に示すように、真空チャックの
加工された表面３０ｃにおいて、平坦化のために被覆層
３４ｃが部分的に除去されて窒化アルミニウムセラミッ
クスからなる基材３２ｃが表面に露出していてもよい。In the vacuum chuck according to the present invention, a portion holding a wafer is coated with a conductive material. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state where a coating made of a conductive material is applied to a surface processed for holding a wafer. As shown in FIG. 3A, a coating layer 34a made of a conductive material is formed on a substrate 32a made of aluminum nitride ceramics on the processed surface 30a of the vacuum chuck. As shown in FIG. 30 (b), in order to ensure the flatness of the wafer contact portion on the processed surface 30b of the vacuum chuck, a portion of the coating layer 34b made of a conductive material on the base material 32b that contacts the wafer. May be processed flat. Further, as shown in FIG. 3 (c), on the processed surface 30c of the vacuum chuck, the coating layer 34c is partially removed for planarization, and the base material 32c made of aluminum nitride ceramic is exposed on the surface. You may.
【００１７】窒化アルミニウムセラミックスを被覆する
導電材料は、良導体および半導体を含むものである。導
電材料としてたとえば炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化チタ
ン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）等の導電性セラミ
ックス、Ｓｉ、Ａｌ等の金属、導電性テフロン等の導電
性樹脂を挙げることができる。被覆層の厚みは、基材で
ある窒化アルミニウムセラミックスの放熱効果をそれほ
ど低下させない範囲において適宜設定することができ
る。たとえば、炭化ケイ素をコーティングする場合、１
〜２００μｍの厚みが好ましく、炭化チタンまたは窒化
チタンをコーティングする場合、０．２〜５μｍの厚み
が好ましく、テフロンをコーティングする場合１０〜２
００μｍの厚みが好ましい。コーティング方法は、それ
ぞれの材料に適した方法が適宜選択される。たとえば炭
化ケイ素、炭化チタンおよび窒化チタン等の導電性セラ
ミックスをコーティングする場合、ＣＶＤ、プラズマＣ
ＶＤ等を好ましく用いることができ、シリコン、アルミ
ニウム等の金属をコーティングする場合、スパッタリン
グ等を好ましく用いることができ、導電性テフロン等の
樹脂をコーティングする場合、樹脂を塗布した後焼付を
行なう方法等を好ましく用いることができる。The conductive material covering the aluminum nitride ceramics includes a good conductor and a semiconductor. Examples of the conductive material include conductive ceramics such as silicon carbide (SiC), titanium carbide (TiC), and titanium nitride (TiN); metals such as Si and Al; and conductive resins such as conductive Teflon. The thickness of the coating layer can be appropriately set within a range that does not significantly reduce the heat radiation effect of the aluminum nitride ceramics as the base material. For example, when coating silicon carbide, 1
The thickness is preferably 200 to 200 μm. When coating with titanium carbide or titanium nitride, the thickness is preferably 0.2 to 5 μm. When coating with Teflon, 10 to 2 μm is preferable.
A thickness of 00 μm is preferred. As a coating method, a method suitable for each material is appropriately selected. For example, when coating conductive ceramics such as silicon carbide, titanium carbide and titanium nitride, CVD, plasma C
VD or the like can be preferably used. When coating a metal such as silicon or aluminum, sputtering or the like can be preferably used. When coating a resin such as conductive Teflon or the like, a method of performing baking after applying the resin or the like Can be preferably used.
【００１８】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【００１９】[0019]
【実施例】窒化アルミニウム粉末（ＡｌＮ純度９９．９
％、平均粒径１．２μｍ）にＹ2Ｏ3 とＣａＯをそれぞ
れ３重量％および２重量％添加した原料粉末を有機バイ
ンダおよびエタノールと混合してスラリー状にし、これ
をスプレードライヤーにより乾燥して造粒した。得られ
た造粒粉をアイソスタチックプレスを用いて成形し、得
られた成形体について窒素雰囲気中１６００℃、１７０
０℃、１８００℃でそれぞれ焼成して真空チャックの基
材を得た。また、１７００℃の焼成で得られた焼結体
に、窒素雰囲気下１０００ｋｇ／ｃｍ2 において温度１
８００℃で熱間静水圧焼結を施し、真空チャックの基材
を得た。[Example] Aluminum nitride powder (AlN purity 99.9)
%, Average particle size of 1.2 μm) and Y 2 O 3 and CaO added thereto in an amount of 3% by weight and 2% by weight, respectively, and mixed with an organic binder and ethanol to form a slurry, which was dried by a spray drier. Granulated. The obtained granulated powder is molded using an isostatic press, and the obtained molded body is heated at 1600 ° C., 170 ° C. in a nitrogen atmosphere.
It was baked at 0 ° C. and 1800 ° C., respectively, to obtain a base material for a vacuum chuck. Further, the sintered body obtained by sintering at 1700 ° C. was cooled to 1000 kg / cm 2 under a nitrogen atmosphere at a temperature of 1 kg / cm 2 .
Hot isostatic sintering was performed at 800 ° C. to obtain a vacuum chuck base material.
【００２０】以上のようにして得られた基材を加工して
ウェハ用真空チャックを作製した。まず、焼結により得
られた略円板形状の基材の一主表面に研削およびラッピ
ング加工を施し、高精度の平坦面を形成した。高精度の
平坦面を形成するのは、後の工程でさらに加工を行なっ
た場合でも、この平坦面の部分がウェハと接触すべき部
分となるからである。The substrate thus obtained was processed to produce a wafer vacuum chuck. First, one principal surface of a substantially disk-shaped base material obtained by sintering was subjected to grinding and lapping to form a highly accurate flat surface. The reason for forming a high-precision flat surface is that even if further processing is performed in a later step, this flat surface portion is a portion that should come into contact with the wafer.
【００２１】次に、得られた平坦面に所定のパターンを
有するマスクを貼り付け、サンドブラスト加工を施し
た。マスク材の形成方法および貼り付け方法は特に限定
されるものではないが、凸版印刷用の写真製版技術を応
用する方法を採択することができた。すなわち、まずポ
ジ型またはネガ型の紫外線感光性樹脂を用いて板状体を
形成した後、この板状体をベースフィルムに貼り付け、
次に、ネガフィルムを用いて、マスク形成部分が残るよ
うに紫外線による感光を行ない、未硬化の樹脂を溶剤で
洗い流した。これにより、ベースフィルム上にマスクパ
ターンを有する紫外線感光性樹脂の硬化物が残った。こ
のマスクパターンを有するベースフィルム上に接着剤シ
ートを貼り付け、次いでこのシート積層体を窒化アルミ
ニウムセラミックス基材の平坦にされた表面に接着し、
ベースフィルムを剥がすことによりマスクの貼り付けを
完了した。マスク形成用の紫外線感光樹脂は、サンドブ
ラスト加工により削られにくい弾性の大きなものである
必要があり、具体的には、ウレタン系樹脂またはアクリ
ル系樹脂を用いることができた。サンドブラスト加工を
阻止するためのマスクの形状は特に限定されるものでは
ないが、直径０．３〜０．５ｍｍ程度の円形を好ましく
用いることができた。セラミックス基材上においてこの
マスクが設けられた部分は、サンドブラストにより研磨
されない。Next, a mask having a predetermined pattern was attached to the obtained flat surface and subjected to sandblasting. The method for forming the mask material and the method for attaching the mask material are not particularly limited, but a method using a photoengraving technique for letterpress printing could be adopted. That is, after first forming a plate-shaped body using a positive or negative type ultraviolet-sensitive resin, this plate-shaped body is attached to a base film,
Next, using a negative film, exposure to ultraviolet light was performed so that the mask-formed portion remained, and the uncured resin was washed away with a solvent. As a result, a cured product of the ultraviolet-sensitive resin having the mask pattern on the base film remained. An adhesive sheet is pasted on the base film having the mask pattern, and then the sheet laminate is adhered to the flattened surface of the aluminum nitride ceramic base material,
The masking was completed by peeling off the base film. The ultraviolet photosensitive resin for forming the mask needs to have a large elasticity which is hard to be removed by sandblasting, and specifically, a urethane resin or an acrylic resin could be used. The shape of the mask for preventing sandblasting is not particularly limited, but a circular shape having a diameter of about 0.3 to 0.5 mm was preferably used. The portion on which the mask is provided on the ceramic substrate is not polished by sandblasting.
【００２２】次に、マスクが貼り付けられた窒化アルミ
ニウムセラミックス基材の表面にサンドブラスト加工処
理を施した。研磨材としては、平均粒径が７μｍ〜２５
０μｍ程度のアルミナ粒または炭化ケイ素粒を好ましく
用いることができた。研磨材粒子を窒化アルミニウム基
材の表面に吹付け、表面を研磨することにより加工を行
なうことができた。マスク材が貼り付けられた部分は研
磨されず、マスク材が貼り付けられていない部分は一定
の深さで研磨することができた。このサンドブラスト加
工により、マスク材が貼り付けられた部分に突起部（ピ
ン）を形成することができた。突起部の高さは０．１〜
０．６ｍｍ程度とすることができた。Next, the surface of the aluminum nitride ceramic base material to which the mask was attached was subjected to sandblasting. The abrasive has an average particle size of 7 μm to 25 μm.
Alumina particles or silicon carbide particles of about 0 μm could be preferably used. Abrasive particles were sprayed onto the surface of the aluminum nitride base material, and the surface was polished, whereby processing could be performed. The portion where the mask material was affixed was not polished, and the portion where the mask material was not affixed could be polished to a certain depth. By this sandblasting, a projection (pin) could be formed at the portion where the mask material was stuck. The height of the projection is 0.1 ~
It could be about 0.6 mm.
【００２３】サンドブラスト加工処理を施した後、１〜
５０μｍ程度のダイヤモンド砥粒を付着させたブラシを
形成された突起部に接触させ、移動させることにより、
ブラシ研磨を行なった。この研磨により、突起部の先を
尖った形状にした。この工程により、ウェハに接触する
ようになる突起部先端部分の面積が小さくなり、高精度
の平坦な支持面を構成する真空チャックが得られるよう
になる。なお、ウェハを吸着させるべき面の加工を行な
う前にマシニングセンターにより加工を行ない、排気用
貫通孔を形成しておいた。After the sand blasting treatment,
A brush having diamond abrasive grains of about 50 μm attached thereto is brought into contact with the formed protrusion, and is moved.
Brush polishing was performed. By this polishing, the protruding portion was pointed. By this step, the area of the tip end portion of the protrusion that comes into contact with the wafer is reduced, and a vacuum chuck that forms a highly accurate flat support surface can be obtained. It should be noted that the processing was performed by a machining center before processing the surface on which the wafer was to be adsorbed, thereby forming an exhaust through hole.
【００２４】次に、加工を行なった基材に対して、水洗
浄、界面活性剤による洗浄、硝酸、硫酸、塩酸等による
酸洗浄、および純水洗浄を行なって乾燥した後、基材の
突起部を形成した面に、プラズマＣＶＤにより０．２μ
ｍ〜５μｍの厚みの導電膜を形成した。炭化チタン（Ｔ
ｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）または炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）からなる導電膜を加工された基材にそれぞれ形成
し、ウェハ用真空チャックをそれぞれ得た。それぞれの
材料からなる導電膜をプラズマＣＶＤによって形成する
ための条件を表１に示す。以上の工程により、得られた
基材に対してそれぞれ導電膜をコーティングし、図１に
示すような突起部が形成された構造を有するウェハ用真
空チャックを作製した。Next, the processed base material is subjected to water washing, washing with a surfactant, acid washing with nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, etc., and washing with pure water, followed by drying. 0.2μ by plasma CVD on the surface where the part was formed
A conductive film having a thickness of m to 5 μm was formed. Titanium carbide (T
iC), titanium nitride (TiN) or silicon carbide (Si
The conductive film of C) was formed on each of the processed base materials, and vacuum chucks for wafers were obtained. Table 1 shows conditions for forming a conductive film made of each material by plasma CVD. Through the above steps, the obtained base materials were coated with conductive films, respectively, to produce a wafer vacuum chuck having a structure in which protrusions were formed as shown in FIG.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】［比較例］ＳｉＣ焼結体からなる成形体を
基材として用い、これを実施例と同様にして加工するこ
とにより、真空チャックを得た。ウェハを吸着させるべ
き面に対してコーティングは行なわなかった。[Comparative Example] A vacuum chuck was obtained by processing a molded body made of a SiC sintered body as a substrate in the same manner as in the example. No coating was performed on the surface where the wafer was to be adsorbed.
【００２７】また、アルミナ成形体からなる基材を用い
て、これを実施例と同様に加工し、ウェハを吸着させる
べき面に０．２〜５μｍの厚みのＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｓｉ
Ｃからそれぞれなる導電膜を形成し、真空チャックを得
た。Further, using a substrate made of an alumina molded body, this was processed in the same manner as in the embodiment, and a TiN, TiC, Si
A conductive film made of C was formed to obtain a vacuum chuck.
【００２８】以上のようにして得られた実施例および比
較例の特性について比較した結果を表２に示す。表２に
示す加工性の評価については、基材を研削加工して平坦
な表面を得るときに砥石を１往復させる間に切込むこと
のできる最大量を測定して評価の指標とした。窒化アル
ミニウムセラミックスおよびアルミナに対してはこの最
大切込量を１２μｍ程度とすることができた一方、Ｓｉ
Ｃに対しては最大切込量は２．５〜３μｍに抑えられ
た。加工性の評価において、○はこのような切削加工時
のダイヤモンド砥石切込最大深さが１０μｍ以上である
ことを示しており、×はこの最大切込深さが３μｍ未満
であることを示している。表２に示すウェハ変形の評価
については、得られたウェハ用真空チャックを露光装置
に装着し、ウェハをその上に載置して露光処理を６０秒
間行なった後のウェハ最大変形量を求めることにより比
較を行なった。ウェハ最大変形量は、レーザ干渉計を用
いてたとえばＪＩＳ Ｂ７４３０（１９７７）に規定さ
れるような平面度を求めることにより得ることができ
る。表に示す○は露光処理後のウェハ最大変形量が０．
２μｍ以下であることを示し、△は０．２〜０．５μｍ
であることを示し、×は０．５μｍを超えることを示し
ている。なお、異物の付着については、実施例および比
較例とも、ウェハの保持面に付着する異物は少なく、満
足のいくものであった。Table 2 shows the results of comparison of the characteristics of the examples and comparative examples obtained as described above. Regarding the evaluation of workability shown in Table 2, the maximum amount that can be cut during one reciprocation of the grindstone when grinding the base material to obtain a flat surface was measured and used as an evaluation index. For aluminum nitride ceramics and alumina, the maximum depth of cut could be about 12 μm, while
For C, the maximum depth of cut was suppressed to 2.5 to 3 μm. In the evaluation of workability, ○ indicates that the maximum cutting depth of the diamond grinding stone during such cutting is 10 μm or more, and × indicates that the maximum cutting depth is less than 3 μm. I have. For the evaluation of the wafer deformation shown in Table 2, the obtained wafer vacuum chuck is mounted on an exposure apparatus, and the wafer is placed on the wafer, and the wafer is subjected to exposure processing for 60 seconds to determine the maximum deformation amount of the wafer. Was compared. The maximum deformation amount of the wafer can be obtained by using a laser interferometer to obtain the flatness as specified in, for example, JIS B7430 (1977). The circles in the table indicate that the maximum deformation amount of the wafer after the exposure processing was 0.
2 μm or less, Δ is 0.2 to 0.5 μm
And x indicates that it exceeds 0.5 μm. Regarding the adhesion of the foreign matter, both the examples and the comparative examples showed that the amount of the foreign matter attached to the holding surface of the wafer was small and satisfactory.
【００２９】[0029]
【表２】 [Table 2]
【００３０】表２に示すように、本発明に従う実施例の
真空チャックは熱伝導性が高く、長時間の露光において
も、ウェハの平坦性を高い精度で維持できるものであっ
た。また、窒化アルミニウムセラミックス基材は加工し
やすく、ＳｉＣ焼結体を基材として用いる場合よりも１
／３〜１／５の加工時間で必要な形状を得ることができ
た。このことは、１２インチウェハ等の大型ウェハに対
応する真空チャックを製造する場合に特に有利である。As shown in Table 2, the vacuum chuck of the embodiment according to the present invention has high thermal conductivity and can maintain the flatness of the wafer with high accuracy even during long-time exposure. Further, the aluminum nitride ceramic base material is easy to process, and is 1% less than when the SiC sintered body is used as the base material.
The required shape could be obtained with a processing time of ３ to １ ／. This is particularly advantageous when manufacturing a vacuum chuck corresponding to a large wafer such as a 12-inch wafer.
【００３１】以上の実施例では、ピンコンタクト方式の
真空チャックについてより詳細に説明したが、本発明は
このような形式のものに限定されるものではなく、他の
構造を有するもの、たとえばウェハを保持する部分に溝
が形成された形式のもの等についても適用できるもので
ある。溝を有する真空チャックを製造する場合でも、基
材表面に所定のパターンを有するマスクを貼り付けたサ
ンドブラスト加工や砥石による機械加工等を行なうこと
により溝を形成することができる。In the above embodiment, the pin contact type vacuum chuck has been described in more detail. However, the present invention is not limited to such a type, and the present invention is not limited to such a type. The present invention is also applicable to a type in which a groove is formed in a holding part. Even in the case of manufacturing a vacuum chuck having a groove, the groove can be formed by performing sandblasting in which a mask having a predetermined pattern is attached to the surface of the base material or machining with a grindstone.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、短い加工時間、低いコ
ストにより製造することができ、ウェハ平坦度を高精度
に保ち、しかも異物付着の少ないウェハ用真空チャック
を提供することができる。本発明による真空チャック
は、特に露光装置に装着すれば、露光時の熱によるウェ
ハの変形が抑えられ、露光不良をより低減することがで
きる。本発明のウェハ用真空チャックは、半導体装置の
製造において、製品歩留りの向上に寄与し得るものであ
る。According to the present invention, it is possible to provide a vacuum chuck for a wafer which can be manufactured with a short processing time and at a low cost, maintains the wafer flatness with high accuracy, and has less foreign matter adhesion. In particular, when the vacuum chuck according to the present invention is mounted on an exposure apparatus, deformation of a wafer due to heat during exposure can be suppressed, and exposure defects can be further reduced. INDUSTRIAL APPLICABILITY The wafer vacuum chuck of the present invention can contribute to an improvement in product yield in the manufacture of semiconductor devices.
【図１】（ａ）はピンコンタクト方式のウェハ用真空チ
ャックの一具体例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）
はその断面図である。FIG. 1A is a plan view schematically showing a specific example of a pin contact type wafer vacuum chuck, and FIG.
Is a sectional view thereof.
【図２】（ａ）は溝が形成されたウェハ用真空チャック
の一具体例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）はその
断面図である。FIG. 2A is a plan view schematically showing a specific example of a wafer vacuum chuck in which a groove is formed, and FIG. 2B is a cross-sectional view thereof.
【図３】本発明によるウェハ用真空チャックにおいて、
窒化アルミニウムセラミックスの基材上に導電性材料か
らなる被覆層が形成されている様子を模式的に示す断面
図である。FIG. 3 shows a vacuum chuck for a wafer according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a coating layer made of a conductive material is formed on a base material of aluminum nitride ceramics.
１１、２１ ウェハ用真空チャック １２ 突起部 １４ 排気用貫通孔 ２２ 溝 ２４ 孔 ２５ 排気用孔 11, 21 Vacuum chuck for wafer 12 Projection 14 Exhaust through hole 22 Groove 24 Hole 25 Exhaust hole
Claims (1)
ためのウェハ用真空チャックであって、 ウェハを保持すべき側の表面に導電性材料の被覆層が設
けられた窒化アルミニウムセラミックスからなることを
特徴とする、ウェハ用真空チャック。1. A vacuum chuck for a wafer connected to a vacuum source for holding a wafer by suction, comprising an aluminum nitride ceramic having a coating layer of a conductive material provided on a surface on a side to hold the wafer. A vacuum chuck for a wafer, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056797A JPH10229115A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Vacuum chuck for wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056797A JPH10229115A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Vacuum chuck for wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229115A true JPH10229115A (en) | 1998-08-25 |
Family
ID=12307418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3056797A Pending JPH10229115A (en) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Vacuum chuck for wafer |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH10229115A (en) |
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