JPS609125A - Semiconductor wafer holding and fixing stand - Google Patents
Semiconductor wafer holding and fixing standInfo
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Classifications
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- G—PHYSICS
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、投影露光方式やX線露光方式等のパターン焼
付は装置における半導体ウェハ保持固定台忙関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor wafer holding and fixing table in a pattern printing apparatus using a projection exposure method, an X-ray exposure method, or the like.
〔発明の背景〕 −
半導体回路の大規模集積化に伴い、反射投影式アライナ
によるパターン焼付けが主流となってきた。この方式に
よれば、良好な解像度パターンは、反射光学系の焦点深
度内に半導体ウェハ(以下ウェハと呼ぶ)の表面を合致
させることにより得られる。[Background of the Invention] - With the large-scale integration of semiconductor circuits, pattern printing using a reflective projection aligner has become mainstream. According to this method, a well-resolved pattern is obtained by matching the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as wafer) within the depth of focus of the reflective optical system.
従来、ウェハは高精度に仕上げられたウニノーチャック
面に、真空吸着で保持固定される。ウェハには、シリコ
ンインゴットからスライシングされる過程に生ずるそり
や、半導体集積回路製造工程中に現われる厚さむらがあ
ることを考慮する必要がある。しかし、これらは、高精
度なウェハチャック面の真空吸着により、そりは矯正さ
れる。又、厚さむらは、機械的な傾きの制御の平行出し
機構部(図示せず)を用いることにより、取り除くこ、
とは可能である。この様にして得られたウェハ表面は、
光学系の焦点深度内に位置決めされるはずであるが、時
により達成されない事がある。この原因として考えられ
るものに異物がある。異物とは、ウェハ裏面に付着した
異物、あるいは周辺に廻り込んだホトレジストの残留、
及びウェハチャック表面に付着した異物を指す。これら
異物が、ウェノ・表面の平坦度に悪影響を及ぼす。Conventionally, wafers are held and fixed by vacuum suction on a highly precisely finished Uni-no chuck surface. It is necessary to take into consideration that wafers have warpage that occurs during the process of slicing from a silicon ingot and uneven thickness that appears during the manufacturing process of semiconductor integrated circuits. However, these warps can be corrected by vacuum suction on the wafer chuck surface with high precision. In addition, thickness unevenness can be removed by using a parallel alignment mechanism (not shown) for mechanical tilt control.
is possible. The wafer surface obtained in this way is
It should be positioned within the depth of focus of the optical system, but this is sometimes not achieved. A possible cause of this is a foreign object. Foreign matter refers to foreign matter attached to the backside of the wafer, residual photoresist that has spread around the wafer,
and foreign matter attached to the wafer chuck surface. These foreign substances have an adverse effect on the flatness of the welding surface.
これを解決するため、ウェハチャック表面を凹凸状にし
、凸部の面積の占める割合をウェハに比較して小さくす
ると良く、方法が種々、考案されている。To solve this problem, various methods have been devised to make the surface of the wafer chuck uneven and to make the ratio of the area of the convex portions smaller than that of the wafer.
第1図は、ウェハを載置する真空保持装置の斜視図であ
る。第2図は第1図の構造体の斜視図。8P′3図は第
2図の縦断面図。以下、図を用いて説明する。円状のベ
ース板1の側面を包被する立上りリム2、立上りリム2
の上端に埋込まれたエツジ6、ベース板1に取付けられ
そして実質上これと垂直になって、複数の一定間隔を置
いた先端にテーパを有する円筒状ピン4、ベース板1の
中央部にをま、真空用通路5があり真空ポンプ(図示せ
ず)と連結されている。円筒状ピン4の先端6とエッヂ
6の上端7の高さは、面一になる様、機械加工・研摩を
施しである。この様な構成において、この面上にウェハ
8を載置し、真空用通路5に真空を供給するとウェハ保
持装置内の室部9が負圧となりウェハ8は吸着固定され
る。ウェハに比較して、ウェハの裏面に接する複数個の
ビンの面積が小さいので、前記異物10をはさむ確率を
小さくでき効果的である。ここで注意する点は、ビンと
ピンとの間隔を必要以上に大きくすると、吸着力によっ
て生ずるウェハの局所たわみが増し、ウェハの平坦度が
悪化することである。これで異物に対する問題は解決さ
れた訳である。FIG. 1 is a perspective view of a vacuum holding device on which a wafer is placed. FIG. 2 is a perspective view of the structure shown in FIG. 1. Figure 8P'3 is a longitudinal sectional view of Figure 2. This will be explained below using figures. A rising rim 2 that covers the side surface of the circular base plate 1;
a recessed edge 6 in the upper end, a plurality of regularly spaced cylindrical pins 4 with tapered tips attached to and substantially perpendicular to the base plate 1, in the center of the base plate 1; There is also a vacuum passage 5 connected to a vacuum pump (not shown). The tip 6 of the cylindrical pin 4 and the upper end 7 of the edge 6 are machined and polished so that they are flush with each other. In such a configuration, when the wafer 8 is placed on this surface and a vacuum is supplied to the vacuum passage 5, the chamber 9 in the wafer holding device becomes a negative pressure, and the wafer 8 is fixed by suction. Since the area of the plurality of bins in contact with the back surface of the wafer is smaller than that of the wafer, it is possible to effectively reduce the probability of the foreign object 10 being caught. It should be noted here that if the distance between the bottle and the pin is made larger than necessary, the local deflection of the wafer caused by the attraction force will increase, and the flatness of the wafer will deteriorate. This means that the problem with foreign objects has been resolved.
このウェハ保持装置は、ベース板上に複数個のピンを設
置し、これらピン4間、及びエッヂ3を同一平面に高精
度に仕上げる必要があり、そのため高度な研摩・ラッピ
ング技術等が不可欠である。又製作費用も多くなり問題
であった。This wafer holding device has multiple pins installed on the base plate, and it is necessary to finish the pins 4 and the edges 3 on the same plane with high precision, so advanced polishing and lapping techniques are essential. . Moreover, the production cost was also high, which was a problem.
本発明の目的は、従来技術の問題点をなくしウェハ裏面
の異物、あるいは周辺に廻り込んだホトレジストの残留
、及びウェハチャック表面に付着した異物等を逃げてウ
ェノ・にそりを与えず、かつ所望の形状に変形させて固
定できるようにした半導体ウェハ保持固定台を提供する
ことにある。It is an object of the present invention to eliminate the problems of the prior art, to escape foreign matter on the back side of the wafer, residual photoresist that has gone around the wafer, and foreign matter adhering to the surface of the wafer chuck, and to prevent the wafer from warping and to achieve desired results. It is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer holding and fixing stand which can be fixed after being deformed into the shape of.
即ち本発明は、上記目的を達成するため、半導体ウェハ
の裏面を固定してウェノ・の表面の平面度を良好にする
ための半導体ウェノ・保持固定台の上部基準平面上に、
エツチング加工によって複数の凹部を加工することによ
りつくられた複数の凸部の面積の割合が半導体ウェノ・
に比較して少ないことを特徴とするものである。That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a method for fixing the back surface of a semiconductor wafer and improving the flatness of the surface of the semiconductor wafer by placing a base on the upper reference plane of a semiconductor wafer holding and fixing table.
The area ratio of multiple convex portions created by etching multiple concave portions is
It is characterized by a small amount compared to .
以下本発明を具体的に説明する。第4図及び第5図は、
ウェノ・チャック面製作のためのエツチング加工作業工
程図である。The present invention will be specifically explained below. Figures 4 and 5 are
FIG. 3 is an etching work process diagram for producing a weno chuck surface.
最初に、第5図(α)に示す如く、ウェノ・チャックの
素材11ヲ用意する。ウェノ・チャック面となる金属表
面のごみ・油脂を、アルカリ性洗浄液によって脱脂洗浄
Prシ、取り除く。次に、60℃〜70℃の温度を10
分間程度かげ乾燥P2を行なう。First, as shown in FIG. 5(α), a weno chuck material 11 is prepared. Remove dirt and oil from the metal surface, which will become the weno chuck surface, by degreasing and cleaning with an alkaline cleaning solution. Next, increase the temperature from 60℃ to 70℃ for 10
Perform shade drying P2 for about a minute.
乾燥後、スピンナーを用い、第5図(h)に示す如くレ
ジスト塗布Psk行ない、均一な膜厚をウェハチャック
面に形成する。引続き、80℃・10分間の乾燥P4を
する。これで、露光の準備が整ったわけである。露光工
程P5では、第5図(−)に示す如くウェハチャック面
に形成すべきパターンが印刷されたネガフィルムシート
のマスク16をウェハチャック上に置き上方より紫外光
14を照射する。その後、現像P6を行なう。現像後、
50〜60℃の温水にてウェハチャック面をきれいに洗
浄する。(第5図(d)に示す如くとなる。)次に、約
150℃にて15分間程度の乾燥P、を行65゜この後
、エツチングを施す。エツチング工程では、約50℃の
塩化第2鉄を用いウェノ1チャック面全ハーフエツチン
グp、8をする。すると第5図(−)となる。ここで、
ハーフエツチングとは、エツチング深さを途中で止め、
貫通させない事を指シ、エツチング深さはエツチング時
間合制御することで決定できる。次に、ウェノ飄チャッ
ク面上に残っているレジストを除去するため、約80℃
の苛性ソーダに浸す(P、)、、すると第5図(イ)と
々る。それから、水洗P1o・乾燥P、1をする。After drying, resist coating Psk is performed using a spinner as shown in FIG. 5(h) to form a uniform film thickness on the wafer chuck surface. Subsequently, drying P4 is performed at 80° C. for 10 minutes. Now you are ready for exposure. In the exposure step P5, as shown in FIG. 5(-), a negative film sheet mask 16 on which a pattern to be formed on the wafer chuck surface is printed is placed on the wafer chuck, and ultraviolet light 14 is irradiated from above. After that, development P6 is performed. After development,
Thoroughly clean the wafer chuck surface with warm water at 50-60°C. (The result is as shown in FIG. 5(d).) Next, drying is performed at about 150° C. for about 15 minutes at 65°, and then etching is performed. In the etching process, half etching is performed on the entire chuck surface of the wafer 1 using ferric chloride at about 50°C. Then, Fig. 5 (-) is obtained. here,
Half-etching means that the etching depth is stopped mid-way.
The etching depth can be determined by controlling the etching time while ensuring that no penetration occurs. Next, in order to remove the resist remaining on the surface of the wafer chuck, the temperature was increased to approximately 80°C.
Soak it in caustic soda (P, ), and it will come out as shown in Figure 5 (A). Then, wash P1o and dry P1.
以上のエツチング加工作業工程を経ると、ウェハチャッ
ク面には、エツチング加工による凹部ができ、その結果
チャック全面に凹凸部が形成されたことになる。最終工
程として、ウェハチャック面に硬質クロムメッキ15を
施す(第5図0)に示す。)。これはウェハの材質であ
るSiは非常に高い硬度を持っているため、この硬度以
上の表面処理をウェハチャック面に施し、チャック面を
保護する目的のものである。After the above etching process, recesses are formed on the wafer chuck surface by etching, and as a result, uneven parts are formed on the entire surface of the chuck. As a final step, hard chrome plating 15 is applied to the wafer chuck surface (FIG. 50). ). This is because Si, which is the material of the wafer, has a very high hardness, so the wafer chuck surface is subjected to a surface treatment that has a hardness higher than this to protect the chuck surface.
ウェハチャックの素材は、エツチング性に優れ、耐腐食
性があるステンレス鋼を使用したがpe、Cu、、IJ
、などを用いても良い。この場合、防錆のための表面処
理をする必要がある。また、ウェハチャックの素材とし
てSiを用いることができる。この場合、必ずしも表面
処理をする必要はない。前記、硬質クロムメッキ後、ウ
ェハ吸着用真空穴を機械加工によりウェハチャック裏面
にあけ、チャック表面に貫通させる。この様にして製作
されたウェハチャックを適用した例を上げて説明する。The material for the wafer chuck is stainless steel, which has excellent etching properties and is corrosion resistant.
, etc. may also be used. In this case, it is necessary to perform surface treatment to prevent rust. Further, Si can be used as a material for the wafer chuck. In this case, it is not necessarily necessary to perform surface treatment. After the hard chrome plating, vacuum holes for wafer suction are machined on the back side of the wafer chuck and penetrated through the chuck surface. An example in which the wafer chuck manufactured in this manner is applied will be described.
第6図は、本発明によるウェハチャック面を用いてウェ
ハを固定するウェハ保持固定台である。第7図は第6図
の縦断面図である。ウェノ・チャック面上に形成されて
いるパターンは、基盤の碁石のように整列されている。FIG. 6 shows a wafer holding and fixing table for fixing a wafer using a wafer chuck surface according to the present invention. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of FIG. 6. The patterns formed on the Weno Chuck surface are arranged like the Go stones of the base.
ランド20の直径はφ05圃、ランド間隔は2■、エツ
チング深さは0.2胡である。これにより、凸部面積は
ウェノ・に対し、面積比で約5チとなっている。第8図
、及び第9図は、本発明によるウェノ・チャック面の別
形状を示すもので、第8図は放射状に配列されたノくタ
ーンであり、第9図は螺旋状に配列されたノくターンで
ある。The diameter of the land 20 is φ05, the land spacing is 2cm, and the etching depth is 0.2cm. As a result, the area of the convex portion is approximately 5 cm in area ratio compared to Weno. Figures 8 and 9 show other shapes of the weno chuck surface according to the present invention, in which the grooves in Figure 8 are arranged radially, and the grooves in Figure 9 are arranged spirally. It's a noku turn.
エツチング加工法をヴエノーチャック面製作に適用した
結果、以下忙述べるものが特徴として上げられる。第1
図、高精度加工ができる事。As a result of applying the etching process to the production of the Veno chuck surface, the following features can be mentioned. 1st
Figure: Capable of high-precision machining.
エツチング加工では、ワークの塑性変形、撓み。In etching processing, the workpiece undergoes plastic deformation and deflection.
熱変形などが生じないので、エツチング加工前に高精度
に仕上げたウェノ・チャック面の面精度は維持される。Since thermal deformation does not occur, the surface accuracy of the weno chuck surface, which was finished with high precision before etching, is maintained.
又、エツチング加工により、微細なパターンを精度良く
つくる事ができる。Furthermore, etching allows fine patterns to be created with high precision.
第2として、特殊形状の加工が可能であること。従来、
機械加工ではつくれなかった複雑な形状パターンを容易
に製作できる。本実施例によるウェハチャック面より更
に微細なエツチングも可能であり、エツチング加工の限
界から言えることは、ランド直径φ0.1+mm、ラン
ド間隔02簡も製作可能である。Second, it is possible to process special shapes. Conventionally,
Complex patterns that cannot be created by machining can be easily created. It is possible to perform finer etching than the wafer chuck surface according to this embodiment, and from the limitations of etching processing, it is also possible to manufacture lands with a diameter of φ0.1+mm and a land spacing of 02 mm.
第3とし、リソグラフィ技術の利用により、マスク原版
のパターンが、正確にチャック面上に再現されることで
ある。よって、製品間にばらつきがなく、コストダウン
が期待できる。1以上のごとく、エツチング加工の特徴
を生かし、ディスクをウェノ・チャックに適用した方法
を説明してきたが、これとは別に、第10図に示す貼り
合わせ方式によっても、ウェハチャック面を製作するこ
とができる。この方式は、厚さ0.3+vfRのステン
レス鋼板21に、前述エツチング加工を行ない、ウエノ
\チャック面を仕上げる。Third, by using lithography technology, the pattern of the mask original can be accurately reproduced on the chuck surface. Therefore, there is no variation between products, and cost reduction can be expected. As mentioned above, we have explained the method of applying the disk to the wafer chuck by taking advantage of the characteristics of the etching process, but apart from this, it is also possible to fabricate the wafer chuck surface by the bonding method shown in Fig. 10. I can do it. In this method, the aforementioned etching process is performed on the stainless steel plate 21 having a thickness of 0.3+vfR to finish the Ueno\chuck surface.
これを接着剤22を用い、ウェノ・チャック部材11に
、圧力をかけ貼り付けるものである。このステンレス鋼
板をシリコンウエノ蔦に変工、シIJ コンエツチング
技術により、凹凸部をつくり、ウェハチャック面に適用
することもできる。This is attached to the weno chuck member 11 by applying pressure using an adhesive 22. This stainless steel plate can also be modified into a silicon vine, which can be applied to the wafer chuck surface by creating irregularities using the IJ contouring technique.
この半導体ウェノ・保持固定台を用℃・た軟X線露光装
置の一実施例を第11図に示す。第11図において、ベ
ース31の上には、中央にXYテーフ゛ル62と、その
両側にウエノ1平坦度検出器36およびマスク平坦度検
出器64が配置されて℃・る。前記XYテーブル32の
上には、薄板変形装置31に配置され、平坦度の検出を
終ったウエノ・36ヲ載置固定する。このウエノ・36
の上方に(ま、平坦度の検出を終ったマスク37が微小
な間隙yで対向配置される。マスク37の上方には、ア
ライメント検出器38が配置され、このアライメント検
出器3Bの出力に連動してXYテーブル32が移動して
、マスク37とウェノ\36の位置合せを行なう。FIG. 11 shows an embodiment of a soft X-ray exposure apparatus using this semiconductor wafer holding and fixing table at a temperature of .degree. In FIG. 11, an XY table 62 is disposed in the center on a base 31, and a wafer 1 flatness detector 36 and a mask flatness detector 64 are arranged on both sides thereof. On the XY table 32, a wafer 36, which is placed in the thin plate deforming device 31 and whose flatness has been detected, is placed and fixed. This Ueno 36
A mask 37 whose flatness has been detected is placed facing each other with a small gap y.Above the mask 37, an alignment detector 38 is placed and is interlocked with the output of this alignment detector 3B. Then, the XY table 32 moves and aligns the mask 37 and the weno\36.
そして、マスク37とウエノ・36の位置合せが終ると
、薄板変形装置35が作動し、ウエノ・36’i所要の
形状に変形させる。さらにマスク37の上方には、軟X
線発生装置39が設置され、軟X線発生装置39で発生
された軟X線が、マスク37を通してウェハ36上に照
射される。このとき、ウェハ36上に、軟X線に反応す
るレジスタ被膜が形成されていると、マスク37に形成
されたパターンをレジスト被膜上に転写することができ
る。When the mask 37 and the Ueno 36 are aligned, the thin plate deforming device 35 is activated to deform the Ueno 36'i into a desired shape. Furthermore, above the mask 37, a soft X
A ray generator 39 is installed, and soft X-rays generated by the soft X-ray generator 39 are irradiated onto the wafer 36 through a mask 37. At this time, if a resist film that reacts to soft X-rays is formed on the wafer 36, the pattern formed on the mask 37 can be transferred onto the resist film.
第12図は、本発明に係る薄板変形装置35の一例を示
すもので、同図において、環状の固定ベース41は、X
Yテーブルに載置固定される。このベース41の中央に
位置するように配置されたベース42は、120度間隔
で配置された3個の板ばね43によって、前記固定ベー
ス41に結合されている。前記ベース42上に形成され
た環状の溝に装着されたOリング44上には、上端に環
状のフランジ45を形成した中空のケース46が載置固
定され、ベース42とケース46の間の気密を保持する
ように力っている。前記フランジ45の上端面の自回縁
側には、真空吸着用の環状の溝47が形成されている。FIG. 12 shows an example of the thin plate deforming device 35 according to the present invention, in which the annular fixed base 41 is
It is placed and fixed on the Y table. A base 42 arranged at the center of the base 41 is coupled to the fixed base 41 by three leaf springs 43 arranged at 120 degree intervals. A hollow case 46 having an annular flange 45 formed at the upper end is placed and fixed on an O-ring 44 fitted in an annular groove formed on the base 42 to ensure airtightness between the base 42 and the case 46. I am trying to hold it. An annular groove 47 for vacuum suction is formed on the self-turning edge side of the upper end surface of the flange 45.
この溝47を覆うようにフランジ45上に載置された可
撓性を有する鋼、アルミ、ステンレス、シん青銅、Si
等の0.4〜3mの金属薄板、または0.7m程度のガ
ラス薄板で形成されたダイヤフラム式のチャック48は
、前記溝47に供給される真空によって吸着固定される
。Flexible steel, aluminum, stainless steel, thin bronze, or Si is placed on the flange 45 to cover this groove 47.
A diaphragm type chuck 48 formed of a thin metal plate of 0.4 to 3 m or a thin glass plate of about 0.7 m is fixed by suction by the vacuum supplied to the groove 47 .
前記チャック18の上面には、前記の如<St薄板にエ
ツチングによって浅い溝が形成され、この溝を介してウ
ェハを薄板に真空吸着するようになっている。前記ケー
ス46の側面には、貫通穴49が形成されている。この
貫通穴49に嵌合する環状の枠49の外周に形成された
溝には、0リング50がはめ込まれ、枠49をケース4
6に取付けたとき、ケース46と枠49の間の気密を保
持するようになっている。前記枠49の中央は、前記ベ
ース42とケース46、およびチャック4Bで形成され
る空間と、この空間を通り前記チャック48の表面の溝
と、前記溝47にそれぞれ真空圧を供給するための複数
の配管(図示省略)と、後述するピエゾ素子に電圧を印
加するための複数の配線(図示省略)が貫通し、かつ、
残った空間は充填材21によって埋られ、気密状態を保
持するようになっている。前記枠49の外側面には、前
記配管および配線全支持するブラケット52が固定され
ている。一方、前記枠49の内側に位置するように、前
記配線および配管を支持するブラケット53が、前記ベ
ース42に立設されている。前記ベース42上に&j、
多数の上下動素子54(4インチウェハの全面に10m
間隔で配置する場合には105個、以下105個の場合
で説明する。)が所定の配列で配置されている。この上
下動素子24は、前記ベース42に固定されたチャンネ
ル状のケース55と、ケース55の下端に形成されたね
じ穴にねじ込まれた調整用のねじ56と、ケース55の
上端に形成されたねじ穴にねじ込まれた変位量取出し用
のチップ27と、このねじ56およびチップ57に接す
る一対の鋼球58の間に支持されたピエゾ素子59とに
よって構成されている。そして、前記ケース55の上方
には溝60が形成され、ケース55の上端が弾性変形し
易いように構成されている。また、前記ピエゾ素子59
は、前記配線に接続されている。On the upper surface of the chuck 18, a shallow groove is formed by etching the thin plate as described above, and the wafer is vacuum-adsorbed onto the thin plate through this groove. A through hole 49 is formed in the side surface of the case 46. An O-ring 50 is fitted into a groove formed on the outer periphery of the annular frame 49 that fits into the through hole 49, and the frame 49 is inserted into the case 4.
6, the airtightness between the case 46 and the frame 49 is maintained. The center of the frame 49 includes a space formed by the base 42, the case 46, and the chuck 4B, and a plurality of holes passing through this space to supply vacuum pressure to the grooves on the surface of the chuck 48 and the grooves 47, respectively. Piping (not shown) and a plurality of wiring (not shown) for applying voltage to the piezo element to be described later pass through, and
The remaining space is filled with a filler 21 to maintain an airtight state. A bracket 52 that supports all of the piping and wiring is fixed to the outer surface of the frame 49. On the other hand, a bracket 53 that supports the wiring and piping is erected on the base 42 so as to be located inside the frame 49. &j on the base 42,
A large number of vertically moving elements 54 (10 m on the entire surface of a 4-inch wafer)
In the case of arranging them at intervals, 105 pieces are arranged, and the following description will be made using 105 pieces. ) are arranged in a predetermined arrangement. The vertical movement element 24 includes a channel-shaped case 55 fixed to the base 42, an adjustment screw 56 screwed into a screw hole formed at the lower end of the case 55, and an adjustment screw 56 formed at the upper end of the case 55. It consists of a tip 27 screwed into a screw hole for taking out displacement, and a piezo element 59 supported between a pair of steel balls 58 in contact with the screw 56 and the tip 57. A groove 60 is formed above the case 55 so that the upper end of the case 55 can be easily elastically deformed. Further, the piezo element 59
is connected to the wiring.
前記固定ベース41には、前記板はね43に対応して1
20度間隔で3個の上下動素子61が配置されている。The fixed base 41 has one plate corresponding to the plate spring 43.
Three vertical movement elements 61 are arranged at 20 degree intervals.
この上下動素子61は、前記固定ベース41に固定され
たU字状のケース62と、一端がケース62の上端に固
定され、かつ溝63によって弾性変形可能に形成された
変位取出用のチップ64と、ケース62の下端に形成さ
れたねじ穴にねじ込まれた調整用のねじ65と、チップ
64とねじ65の間に一対の鋼球66を介して支持され
たピエゾ素子67とによって構成されている。そして、
チップ64が、その上端に載置された鋼球68によって
、前記ケース46のフランジ65に配置されたブラケッ
ト69ヲ支えることによって、ケース46を支持するよ
、うな構成になっている。This vertically moving element 61 includes a U-shaped case 62 fixed to the fixed base 41, and a tip 64 for taking out displacement, which has one end fixed to the upper end of the case 62 and is formed to be elastically deformable by a groove 63. , an adjustment screw 65 screwed into a screw hole formed at the lower end of the case 62, and a piezo element 67 supported between the chip 64 and the screw 65 via a pair of steel balls 66. There is. and,
The chip 64 is configured to support the case 46 by supporting a bracket 69 disposed on the flange 65 of the case 46 by means of a steel ball 68 placed on its upper end.
したがって、上下動素子61が作動すると、チャック4
8の全体の傾斜を変えることができる。また、ベース4
2とケース46およびチャック48で形成される空間に
真空圧を供給すると、チャック48が大気圧に押され前
記上下動素子54のチップ57に接触するまで押下げら
れ、上下動素子54によって支えられる。した゛がって
、チャック48にウェハが吸着支持されているため、ウ
ェハもチャック48にならって変形される。Therefore, when the vertical movement element 61 operates, the chuck 4
The overall slope of 8 can be changed. Also, base 4
When vacuum pressure is supplied to the space formed by 2, the case 46, and the chuck 48, the chuck 48 is pushed down by atmospheric pressure until it contacts the tip 57 of the vertically moving element 54, and is supported by the vertically moving element 54. . Therefore, since the wafer is suction-supported by the chuck 48, the wafer is also deformed following the chuck 48.
第13図は、第12図における上下動素子54の駆動回
路の一例を示すもので、同図圧おいて、CPU 71は
、第11図に示したウェハ平坦度検出器3およびマスク
平坦度検出器34に接続され、各検出器33.34の検
出データを記憶し、かつ、上下動素子54によるウェハ
36の変形量、すなわち、上下動素子54のピエゾ素子
59に印加すべき電圧をめる。CPU71に接続された
出力ポードア2は、CPU 71の指令に基づいて、作
動させるべき上下動素子54の選択信号と、各上下動素
子54に印加すべき電圧のディジタル値を発振する。出
力ポードア2に接続されたデコーダ76は出力ポードア
2から印加される選択信号に基づいて、ステップアンド
リピート回数に対応して予じめ設定された区画(実施例
では12区分)を指定するための信号を発振する。デコ
ーダ73に接続されたラッチ回路74は、デコーダ75
から印加される信号をラッチする。ラッチ回路74に接
続されたバッファ回路75は、ラッチ回路74から印加
された信号に基づいて、OR回路76を介して作動させ
るべきピエゾ素子59のスイッチング回路(後述)K作
動信号を印加する。一方、出カホ−)72に接続された
25個のD/Aコンバータ77A〜77YIfCは、C
PU71の演算結果忙基づくディジタル信号が印加され
る。高圧電源78とD/A:Iンハ−p 77 A〜7
7 YVC接続された25個のアンプ79A〜79Yは
、高圧電源77から印加される電圧から D/、4コン
バータy7A〜77Yから印加されるアナログ信号に基
づいて所要の電圧を取出す。前記アンプ79A〜79
rKは、それぞれ複数個のピエゾ素子59と、各ピエゾ
素子59に接続されたトランジスタで形成されるスイッ
チ回路8oが並列に接続されている。このスイッチ回路
8oには、前記バッファ回路75かも発信された作動信
号81が印加される。そして、作動信号81が印加され
たスイッチ回路80が作動すると、そのスイッチ回路8
0に接続された式ニジ素子59に、アンプ79′A〜7
9Yからの電圧が印加される。FIG. 13 shows an example of a drive circuit for the vertical movement element 54 in FIG. It stores the detection data of each detector 33 and 34, and stores the amount of deformation of the wafer 36 by the vertical movement element 54, that is, the voltage to be applied to the piezo element 59 of the vertical movement element 54. . The output port door 2 connected to the CPU 71 oscillates a selection signal for the vertically moving element 54 to be operated and a digital value of the voltage to be applied to each vertically moving element 54 based on a command from the CPU 71. A decoder 76 connected to the output port door 2 is configured to specify a preset section (12 sections in the embodiment) corresponding to the number of step-and-repeat operations based on a selection signal applied from the output port door 2. oscillate a signal. The latch circuit 74 connected to the decoder 73 is connected to the decoder 75
Latch the signal applied from A buffer circuit 75 connected to the latch circuit 74 applies a switching circuit (described later) K activation signal to the piezo element 59 to be activated via an OR circuit 76 based on the signal applied from the latch circuit 74 . On the other hand, the 25 D/A converters 77A to 77YIfC connected to the output port 72
A digital signal based on the calculation result of the PU 71 is applied. High voltage power supply 78 and D/A: I-P 77 A~7
7 YVC-connected 25 amplifiers 79A to 79Y extract a required voltage from the voltage applied from the high voltage power supply 77 based on the analog signal applied from the D/4 converters y7A to 77Y. The amplifiers 79A to 79
Each rK has a plurality of piezo elements 59 and a switch circuit 8o formed of a transistor connected to each piezo element 59 connected in parallel. An actuation signal 81 also transmitted from the buffer circuit 75 is applied to this switch circuit 8o. When the switch circuit 80 to which the activation signal 81 is applied is activated, the switch circuit 80 is activated.
0, the amplifiers 79'A to 7
A voltage from 9Y is applied.
上記の構成において、たとえば、第14図に示すよう忙
、チャック48に支持されたウェハ36を12の区画(
1)〜(X[l)に分けて露光する場合九ついて説明す
る。なお、上下動素子54はチャック48の下に配置さ
れている。そして、1回の露光の際には各露光範囲(I
)〜(刈)について、それぞれ、露光範囲の外周を含む
25個の上下動素子54を作動させ、露光範囲内の変形
状態が、その周囲の未変形部分から影響を受けないよう
にしている。In the above configuration, for example, as shown in FIG. 14, the wafer 36 supported by the chuck 48 is divided into 12 sections (
1) to (X[l)] The case of exposing separately will be explained. Note that the vertical movement element 54 is arranged below the chuck 48. Then, during one exposure, each exposure range (I
) to (kari), 25 vertically moving elements 54 including the outer periphery of the exposure range are operated to prevent the deformation state within the exposure range from being influenced by the surrounding undeformed portion.
また、105個の上下動素子24と、それらを駆動する
25個のアンプ79A〜79Yは、第15図に示すよう
に対応する。すなわち、105個の上下動素子54含1
〜109(但し8,16,94,102は欠番)で示し
、25個のアンプ79A〜yqYをA、Yで示すと、区
画(1)の場合、上下動素子1はアンプCで駆動される
。同様に、上下動素子2はアンプDC13−E、4−A
、5−B、9−H,1o−7・・・・・・・・・・・・
44−U、45−Vが各々対応する。また、区画(II
)の場合は、3−E、4−A、5−B、6−C。Furthermore, the 105 vertically moving elements 24 and the 25 amplifiers 79A to 79Y that drive them correspond to each other as shown in FIG. 15. That is, 105 vertically moving elements 54 including 1
~109 (however, 8, 16, 94, and 102 are missing numbers), and the 25 amplifiers 79A to yqY are denoted by A and Y. In the case of section (1), the vertical movement element 1 is driven by the amplifier C. . Similarly, the vertical movement element 2 is the amplifier DC13-E, 4-A.
, 5-B, 9-H, 1o-7...
44-U and 45-V correspond to each other. Also, section (II
), 3-E, 4-A, 5-B, 6-C.
7−D 、 11−1 、12−F −、・−−−−−
−46−W、 47−X カ各各対応する。第6図この
ような関係を模式的に示すもので、バッファ75から1
の作動信号51が発振されると、アンプyqAに接続さ
れた上下動素子54の4番目のピエゾ素子59(P4)
と、アンプ79B K接続された上下動素子54の5番
目のピエゾ素子59(P5)と、・・・・・・・・・、
アンプ79YIIC接続された上下動素子の43番目の
ピエゾ素子59(P43)が作動することを示している
。7-D, 11-1, 12-F -, ·------
-46-W, 47-X correspond to each. FIG. 6 schematically shows such a relationship.
When the actuation signal 51 is oscillated, the fourth piezo element 59 (P4) of the vertical movement element 54 connected to the amplifier yqA
and the fifth piezo element 59 (P5) of the vertical movement element 54 connected to the amplifier 79BK,...
This shows that the 43rd piezo element 59 (P43) of the vertical movement elements connected to the amplifier 79YIIC is activated.
このようにして、CPU81から区画指定信号とその区
画において各アンプ7qA〜79Yから出すべき電圧の
ディジタル信号が発振されると、露光領域とその周辺の
25・個の上下動素子54が作動して、ウェハ36の露
光領域を所要の形状に変形させることができる。In this way, when the CPU 81 oscillates the division designation signal and the digital signal of the voltage to be output from each amplifier 7qA to 79Y in that division, the 25 vertical movement elements 54 in and around the exposure area are activated. , the exposure area of the wafer 36 can be transformed into a desired shape.
なお、本薄板変形装置は、X線露光装置の細光式露光装
置にもそのまま適用できる。Note that the present thin plate deforming device can also be applied as is to a fine-light type exposure device of an X-ray exposure device.
上下動素子はピエゾ素子の他、電磁力、流体等を用いる
こともできる。As the vertical movement element, in addition to a piezo element, electromagnetic force, fluid, etc. can also be used.
以上説明した工5に本発明によれば、パターン焼付は装
置に用いられる半導体ウェハ保持固定台において、ウェ
ノ・を固定する面積がウエノ・に比較して小さいので、
ウエノ1裏面の異物があった場合、あるいは周辺に廻り
込んだホトレジストの残留、及びウェノ・チャック表面
に付着した異物があった場合でも、吸着されたウエノ1
にそりが発生するのを防止し、しかも溝を付けたウェハ
保持固定面を高精度に形成できる故、ウェハ焼付面を高
精度に所要の形状に形成でき、ウェハへのマスクパター
ンの解像度が向上し、しいてはウェハの歩留が向上する
ことができる効果を奏する。特にウェノ・の形状を極部
的に修正することは不可能につき、溝を付けたウエノ・
保持固定面を高精度に平坦にする必要がある(極部的な
凹凸があったのでは使用にたえられない。)。従って、
本発明のようにエツチング技術ヲ用いることによってこ
の目的を達成することができる。According to the present invention, in step 5 explained above, the area for fixing the wafer in the semiconductor wafer holding and fixing table used in the device is smaller than that of the wafer.
Even if there are foreign objects on the back side of the wafer 1, residual photoresist that has gone around the periphery, or foreign objects attached to the surface of the wafer chuck, the wafer 1 that has been adsorbed will
Because it prevents warping from occurring and can form a grooved wafer holding and fixing surface with high precision, the wafer printing surface can be formed into the desired shape with high precision, improving the resolution of the mask pattern on the wafer. However, the yield of wafers can be improved. In particular, it is impossible to locally modify the shape of the weno.
It is necessary to flatten the holding and fixing surface with high precision (it is unusable if there are extreme unevenness). Therefore,
This objective can be achieved by using etching techniques as in the present invention.
第1図は従来のウェノ・を載置する真空保持装置の斜視
図、第2図は第1図の構造体の斜視図第3図は第2図の
縦断面図、第4図はウェハチャック面製作のためのエツ
チング加工作業工程を示す図、第5図は第4図に示す工
程によって形成されるウェハチャック面を示す図、第6
図は本発明によるウェハチャック面を用いてウェハを保
持固定するウェハ保持固定台を示す図、第7図は第6図
の縦断面図、第8図及第9図は各々本発明によるウェハ
チャック面の別形状を示す図、第10図は貼り合わせ方
式によるウェノ・チャック面の製作例を示す図、第11
図は本発明半導体ウェハ保持固定台を用いたX線露光装
置の一例を示す斜視図、第12図は本発明に係る薄板変
形装置の一実施例を示す正面部分断面図、第13図は第
12図に示す薄板変形装置の駆動回路の一例を示すブロ
ック線図、第14図はウニ/%と上下動素子の位置関係
を示す平面図、第15図は上下動素子とその駆動回路と
の対応を示す平面図、第16図は上下動素子とその駆動
回路の対応を示す模式図である。
11・・・・・・・・・・・・・・・ウニ/・チャック
部材12・・・・・・・・・・・・・・・レジスト13
・・・・・・・・・・・・・・・マスク15・・・・・
−・・・・・・・・硬質クロムメッキ20・・・・・・
・・・・・・・・・ランド22・・・・・・・・・・・
・・・・接着剤48・・・・・・・・・・・−・・ダイ
ヤフラム式チャック54・・・・・・・・・・・・・・
・ウニノー変形用上下動素子49 、57・・・・・・
・・・ピエゾ素子61・・・・・−・・・・−・・全体
傾斜調整用上下動素子部 1 図
@2 図
第3 図
第4図 第5図
第6 図
第7閲
第8 図
殖10図
21
第11 図
第14図
絽
第15 図
第16団Fig. 1 is a perspective view of a conventional vacuum holding device for placing a wafer, Fig. 2 is a perspective view of the structure shown in Fig. 1, Fig. 3 is a longitudinal sectional view of Fig. 2, and Fig. 4 is a wafer chuck. FIG. 5 is a diagram showing the etching work process for surface production; FIG. 5 is a diagram showing the wafer chuck surface formed by the process shown in FIG. 4;
The figure shows a wafer holding and fixing base for holding and fixing a wafer using a wafer chuck surface according to the present invention, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of FIG. 6, and FIGS. 8 and 9 are each a wafer chuck according to the present invention. Figure 10 is a diagram showing another shape of the surface, Figure 10 is a diagram showing an example of manufacturing a weno chuck surface by the bonding method, Figure 11
The figure is a perspective view showing an example of an X-ray exposure apparatus using the semiconductor wafer holding and fixing table of the present invention, FIG. Fig. 12 is a block diagram showing an example of the drive circuit of the thin plate deforming device, Fig. 14 is a plan view showing the positional relationship between the vertical movement element and the vertical movement element, and Fig. 15 is a diagram showing the relationship between the vertical movement element and its drive circuit. FIG. 16 is a plan view showing the correspondence, and a schematic diagram showing the correspondence between the vertical movement element and its drive circuit. 11・・・・・・・・・・・・・Sea urchin/Chuck member 12・・・・・・・・・・・・Resist 13
・・・・・・・・・・・・Mask 15・・・・・・
−・・・・・・Hard chrome plating 20・・・・・・
・・・・・・・・・Land 22・・・・・・・・・・・・
...Adhesive 48...Diaphragm chuck 54...
・Vertical movement elements 49, 57 for Uni-No deformation...
. . . Piezo element 61 . . . - Vertical movement element section for overall inclination adjustment 1 Figure @ 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 View Figure 8 Figure 10 Figure 21 Figure 11 Figure 14 Figure 15 Figure 16 Group
Claims (1)
形成するための半導体ウェハ保持固定台であって、該半
導体ウェハ保持固定台の上部基準平面上に、エツチング
加工によって複数の凹部を加工することによりつくられ
た複数の凸部の面積の割合が半導体ウェハに比較して少
ないことを特徴とする半導体ウェハ保持固定台。A semiconductor wafer holding and fixing table for fixing the back side of a semiconductor wafer and forming a wafer front surface into a desired shape, wherein a plurality of recesses are formed by etching on an upper reference plane of the semiconductor wafer holding and fixing table. A semiconductor wafer holding and fixing stand characterized in that the area ratio of the plurality of convex portions formed by the above is smaller than that of the semiconductor wafer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58115863A JPS609125A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Semiconductor wafer holding and fixing stand |
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JPS609125A true JPS609125A (en) | 1985-01-18 |
JPS6330781B2 JPS6330781B2 (en) | 1988-06-21 |
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ID=14673009
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- 1983-06-29 JP JP58115863A patent/JPS609125A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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