JPS63141313A - 薄板変形装置 - Google Patents

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、半導体ウェハのような薄板試料の表面を所望
の形状、例えば平坦化する薄板変形に係り、特に、ミク
ロンオーダーの微小な凹凸を補正するのに好適な薄板変
形装置に関する。

［従来の技術］ 従来の薄板変形装置は、特公昭５７−２３４１８号に記
載されているように、複数の上下駆動装置を半導体ウェ
ハなどの薄板試料の下部に配し、薄板試料表面の凹凸の
測定結果を基に、薄板試料の一部を前記上下駆動装置で
部分的に上下させることにより１表面を所望の状態にし
ようとするものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術では、薄板試料の表面形状を変化できる範
囲は、上下される部分の間隔によって決まり、最少間隔
は上下駆動装置の大きさによって制限される。従って、
上下される部分を所望の形状状態にすることができても
、その間に当る上下動できない部分は、薄板試料の弾性
係数に依存した変化をしている。

薄板試料を所望の形状例えば精度良く平坦化する技術は
、今後ますます重要になってくる。例えば、近年の半導
体集積回路の微細化に伴い、マスクに形成された回路パ
ターンを転写するときにマスクと半導体付ウェハとの間
隙を数ミクロンオーダーで均一化し、均一度を１ミクロ
ン以下にする必要が生じてきている。しかし、上記従来
技術は、上述したように上下駆動装置の大きさによって
補正できる凹凸の大きさが制限されるため、今後の半導
体装置等の微細化に対応するのが困難である。

本発明の目的は、マスクと薄板との間隙が１ミクロン以
下で均一にすること゛とができるように容易に薄板試料
の表面を変形させる薄板変形装置を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、平面状の試料吸着部の下部に一体に平面状
の電歪素子を設け、この電歪素子の両面の夫々に多数の
線状電極を平行に形成し、かつ、両面間の線状電極が交
差するようにすることで。

達成される。

［作　用］ 試料吸着部で吸着した薄板試料の表面に凹凸がある場合
、該箇所に交点がくる電歪素子両面の線状電極間に電界
を生じさせると、電歪素子の当該箇所が歪む。この歪み
は試料吸着部を通して伝達し、薄板試料の歪が相殺され
て薄板試料は平坦となる。

上記線状電極の間隔を狭くすることにより、精度を高め
ることが可能となる。また、複数枚の電歪素子を用い、
１つの電歪素子の線状電極間に他の電歪素子の線状電極
がくるように配置し、全体として見て線状電極が微細な
間隔で並ぶようにしてもよい。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る薄板変形装置及び制御
系の全体構成図である。第１図に示す実施例の薄板変形
装置１は、ウェハ２を真空吸着するウェハ吸着部３と、
該ウェハ吸着部３の下部に一体に設けられた４枚の電歪
素子４から成る。この薄板変形装置１は、基台５上に載
置されたＸＹテーブル６上に配置され、ウェハ２の表面
は非接触センサ７からなる測定手段で測定される。セン
サ７の出力はアンプ８で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ９
でディジタル信号に変換され、ＣＰＵｌ０に与えられる
。一方図示されていないがウェハ２に対向するマスクに
ついてもマスクの表面の形状が非接触センサからなる測
定手段で測定される。これによりマスクとウェハの間隙
が測定される。ＣＰＵｌ０は、この間隙入力信号に基づ
いて一定の値を示すように制御信号を電歪素子ドライバ
１１に出力し、詳細は後述するようにウェハ２の凹凸を
補正する。また、ＣＰＵｌ０はＸＹテーブル６を駆動す
るモータ１３の制御回路１２に制御信号を出力する。

第２図はウェハ吸着部３の上面図である。ウェハ吸着部
３は正方形の板材でなり、中央部３ａは円形かつ平面状
に突設されている。この中央部３ａはウェハ２より若干
大径に形成され、内側は無数の細い溝３ｂが＼ｈ刻設さ
れている（第２図は溝３ｂの幅を大きくして描いである
）。多溝３ｂは相互に連通ずるように刻設され、中央部
３ａの外周部３ｃはウェハ２の周縁部が載置されるよう
に突状リングとなっている。ウェハ２は。

この突状リング３ｃと溝３ｂ間に形成された無数の支持
突起３ｄにより平面状に吸着支持される。

溝３ｂの底部には、真空ポンプ（図示せず）に接続され
る通路３ｅ（ウェハ吸着部３の内部に穿設されている。

第１図）の開口部３ｆが設けられている。

第３図は電歪素子４の斜視図である。平板状の電歪素子
４は、電歪（強誘電体における電気分極による異方性変
位）効果を有する材料で形成され、ウェハ吸着部３と同
寸の正方形である。電歪素子４の上面には、多数の線状
電極４ａが等間隔かつ平行に、例えば蒸着等により形成
されている。電歪素子４の下面にも、多数の線状電極４
ｂが等間隔かつ平行に形成されている。この線状電極４
ｂは、上面の線状電極４ａに対し、交差するように、本
実施例では直角となるように配置されている。

そして、電歪素子４の両面は絶縁膜でコーティングされ
、電極４ａ、４ｂを保護すると共にショートしないよう
にされている。各電極４ａ、４ｂの一本一本は外部に引
き出され、電歪素子ドライバ１１（第１図）に接続され
、ＣＰＵｌ０からの制御信号により任意の電極４ａ、４
ｂ間に直流電界が印加されるようになっている。

第４図は電歪素子４の電気的構成図である。第４図（ａ
）に示すように、電歪素子の上面電極と下面電極との間
には容量が形成され、この容量に電荷が供給されると、
電歪作用により電歪素子はその厚さを変える。例支ばＡ
点での厚さを変えたい場合、当該箇所Ａで交差する上面
ｆｆｉ極Ｂと下面電極Ｃとの間に直流電界を印加すると
、第４図（ｂ）に示すようにＡ点での厚さが変化する。

従って、かかる電歪素子を備える薄板変形装置を基準面
上に固定しておき、電歪素子の所望の箇所の厚さを変化
させると、該変化は上部に一体接合されたウェハ吸着部
を通してウェハに伝達され、ウェハの凹凸を補正するこ
とができる。この様な変化はミクロンオーダで起きるた
め、マクロ的にみればハードなウェハ吸着部やウェハあ
るいは多層構造の上部電歪素子は、ミクロ的には柔らか
いものとみることができるからである。

電歪素子４は第３図に示した構成であり、上述したこと
から容易に推測できるように、線状電極４ａ間及び４ｂ
間の間隔が狭い程、高精度の凹凸補正ができるものが得
られる。しかし、製造上の困難が伴う場合には、本実施
例のように複数枚の電歪素子を重ねて使用する。例えば
、１つの電歪素子の電極間隔が８ミクロンである場合、
４枚の電歪素子を２ミクロンづつずらして重ねることに
より、実質的に２ミクロン間隔の電極を備えた電歪素子
が得られる。

斯かる構成の薄板変形装置を使用してマスクとウェハの
間隙を均一化、即ちウェハの平坦度を上げる方法につい
て説明する。

ｘＮＩＡｎ光方式や、エキシマレーザ露光方式により回
路パターンをウェハ２上に転写する場合、まず、ウェハ
２を吸着部３上に載置し、吸着部３の溝３ｂを真空にし
てウェハ２全面を均一に吸着保持する。そして、ＣＰＵ
ｌ０からの指示によりＸＹデープル６を前後左右に移動
させ、ウェハ２全面の凹凸状態をセンサ７で検知すると
共にマスクの表面を測定し、マスクとウェハ２の間隙を
ＣＰＵ１０内のメモリに格納する。

次に、ＣＰＵｌ０は、マスクとウェハ２の間隙に応じた
上面電極４ａ、下面電極４ｂを選択し、当該箇所の間隙
及びその大きさに応じて、選択した電極間に所要の極性
、所要の大きさの直流電界を印加するようにドライバ１
１に制御信号を出力する。

これにより、電歪素子４の所要箇所の厚さが変化し、ウ
ェハ２の凹凸は電歪素子４の変化により補正され、マス
クとウェハ２の間隙が均一化される。

この状態でウェハに対してマスク上の回路パターンの転
写を行なうことにより、微細なパターンが鮮明にウェハ
２上に描かれる。このとき、電歪素子の上記容量は理想
的な容量でないため電荷の漏れが生ずる。これに対して
は、繰返し失われた電荷を供給することにより、各点の
電荷をほぼ一定の値に保持することができる。これによ
り、電歪素子の変化すなわちウェハ２の平坦度も同様に
保持される。

本実施例によれば、高集積化する半導体製造工程（特に
０．５μｍ以下のりソグラフイで用し）られるＸ線露光
方式）で要求される平坦度を十分達成することができ、
量産を可能とする効果がある。

尚、本発明は上記実施例の様に半導体ウェハの平坦化に
限らず、高精度な平面を作り出す必要がある他の技術分
野にも有効に適用できることはいうまでもない。

［発明の効果コ 本発明によれば、薄板試料の表面をサブミクロンオーダ
の高精度の平面等にすることができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る薄板変形装置と制御系
の構成図、第２図はウェハ吸着部の上面図、第３図は電
歪素子の斜視図、第４図（ａ）は電歪素子の電気的構成
図、第４図（ｂ）は電歪素子の変化説明図である。 １・・・薄板変形装置、２・・・ウェハ、３・・・ウェ
ハ吸着部、４・・・電歪素子、４ａ、４ｂ・・・線状電
極、１１・・・電歪素子ドライバ。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 第１図 第２図 第３　図 ４α ｂ ｓ４　　図 （Ｑ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、上面に多数の線状電極を平行かつ等間隔に形成し、
   これらの線状電極と交差する角度で多数の線状電極を平
   行かつ等間隔に下面に形成した平板状の電歪素子を、変
   形させる薄板試料を吸着保持する平板状の吸着部の下部
   に一体に設けて成り、前記薄板試料の凹凸箇所で交差す
   る前記上面線状電極と下面線状電極との間に所要の電界
   をかけ電歪素子の当該箇所の厚さを変化させて前記薄板
   試料の凹凸を相殺するようにした薄板変形装置。