(57)【要約】【課題】ウェハチャックに吸着保持された半導体ウェハの反りをより効果的に防止し、半導体ウェハの全面で高い平坦度を実現することのできる技術を提供する。【解決手段】外周壁１２に囲まれた吸引室１３を負圧にすることによって支持ピン１５に支持された半導体ウェハ１１を平坦に吸着保持するためのウェハチャックにおいて、外周壁１２の上面が支持ピン１５の上面よりも低く形成され、外周壁１２上面が半導体ウェハ１１に押付力を及ぼさず、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１が１．８ｍｍ以内であり、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの内側に向かって並ぶ支持ピン１５の配列ピッチＬ２は、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１の１．５倍以下とした。【選択図】図４
2010166085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周壁に囲まれた吸引室を負圧にすることによって支持ピンに支持された半導体ウェハを平坦に吸着保持するためのウェハチャックであって、
前記第１の周壁の上面が前記支持ピンの上面よりも低く形成され、前記第１の周壁の上面は前記半導体ウェハに非接触となっており、
前記第１の周壁と最寄りの第１の前記支持ピンとの間の第１の距離が、前記第１の支持ピンと当該第１の支持ピンの内側に位置する第２の支持ピンとの第２の距離よりも小さく設定されていることを特徴とするウェハチャック。
【請求項２】
請求項１記載のウェハチャックにおいて、前記第１の距離は、０．２ｍｍ以上で１．８ｍｍ以下であることを特徴とするウェハチャック。
【請求項３】
請求項１記載のウェハチャックにおいて、前記第１の周壁の上面と前記支持ピンの上面の高さの差が０．１μｍから１．４μｍの間の値であることを特徴とするウェハチャック。
【請求項４】
請求項１記載のウェハチャックにおいて、前記第１の支持ピンが第１の周壁に沿って一回り配置され、さらに最寄り前記支持ピンより１ｍｍから２．５ｍｍの間の値の距離を隔てた内側にもう一回り２列目の前記第２の支持ピンが配置されていることを特徴とするウェハチャック。
【請求項５】
請求項１記載のウェハチャックにおいて、前記第１の周壁の内側に少なくとも一重に第２の周壁が配置され、前記第２の周壁の内側および外側の少なくとも一方における前記第３の支持ピンと当該第２の周壁との位置関係が、請求項１、２、３または４記載のウェハチャックにおける前記第１の周壁と前記第１の支持ピンとの位置関係と等価となるようにしたことを特徴とするウェハチャック。
【請求項６】
請求項５記載のウェハチャックにおいて、前記第２の周壁の上面と前記第１の支持ピン上面の高さの差が０．１μｍから０．３ｍｍの値であることを特徴とするウェハチャック。
【請求項７】
請求項５記載のウェハチャックにおいて、前記第２の周壁の内側に前記支持ピンを配置せず、内側の圧力が大気圧であることを特徴とするウェハチャック。
【請求項８】
半導体ウェハが載置されるウェハチャックと、露光光源と、前記露光光源から出射され露光原版を通過した露光光を前記半導体ウェハに照射する投影光学系とを含む露光装置であって、
前記ウェハチャックとして、請求項１、２、３、４、５、６または７記載のウェハチャックを用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
半導体ウェハに対して研磨加工やフォトリソグラフィ加工を含むウェハプロスを施すことで半導体装置を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記研磨加工において前記半導体ウェハを保持するウェハチャック、および前記フォトリソグラフィに用いられる露光装置におけるウェハチャック、の少なくとも一方に、請求項１、２、３、４、５、６または７記載のウェハチャックを用いたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において前記研磨加工は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）加工であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハチャックおよびそれを用いた露光技術ならびに半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程において半導体ウェハを吸着保持する用途等に用いられるウェハチャック等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体ウェハ上にレジストを塗布し、原版であるレチクルなどに形成された１層分の回路パターンを露光、現像することにより半導体ウェハ上に所定のレジストパターンを形成する露光装置に於いては、焦点深度内に結像されていないことに起因する解像不良を防止して鮮鋭な回路パターンを形成するために、半導体ウェハの平坦度が重要な技術的課題となる。このため、平坦度の良いウェハチャックによって裏面から真空吸着することで平坦な状態を実現し、これに対して露光処理が行われている。
【０００３】
このような、露光装置を詳しく記載している例としては、たとえば、非特許文献１［工業調査会発行、「１９９８年度版  超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック」（平成１０年１１月２０日発行）］などがあり、ウェハチャックは、カップ状の容器の内部に多数の支持ピンを植設した構成になっている。しかし、この構造では、カップ状の容器の外周壁および多数の支持ピンを半導体ウェハの裏面に当接させ、カップ状の容器内を負圧にすることで半導体ウェハを支持する構成であるため、周辺部の反りの矯正が不十分であり、プロセスの微細化は焦点深度を一層浅くしているので、露光時における半導体ウェハの平坦化は年々重要な技術的課題となっている。
【０００４】
これについて、さらに半導体ウェハの周辺部における平坦度の改善を行った発明としては、特許文献１［特開平８−３７２２７号公報］の技術があり、半導体ウェハの周辺部において上向きの反り変形の矯正等には一定の効果を得られるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３７２２７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】工業調査会発行、「１９９８年度版  超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブック」（平成１０年１１月２０日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の従来技術のようなウェハチャックでは、得られる平坦度は十分なものではない。すなわち、上記発明においてもウェハの反りの方向が逆（下向き）である場合は正するような一定の形状関係は示されていないため、半導体ウェハの全面で高い平坦度を実現するためのウェハ矯正には一定の限界が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、ウェハチャックに吸着保持された半導体ウェハの反りをより効果的に防止し、半導体ウェハの全面で高い平坦度を実現することのできる技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、一つのウェハチャックで多様な口径の半導体ウェハを吸着保持させることが可能な技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、半導体装置の製造歩留りを向上させることが可能な技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１３】
すなわち、本発明によるウェハチャックは、外周壁に囲まれた吸引室を負圧にすることによって支持ピンに背面を支持された半導体ウェハを平坦に吸着保持するものであって、外周壁の上面が支持ピンの上面より微少に低く形成され、外周壁は半導体ウェハを保持せずに非接触となり、外気が微少に吸引室内に吸引される。
【００１４】
さらに、外周壁とその最寄りの支持ピンとの距離は一定の距離とし、最外周の最寄りのピンに接する半導体ウェハの傾きが微少となるようなモーメントを発生させ、かつ、吸引による半導体ウェハの撓みを最小限にすることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明による露光装置は、上述したウェハチャックを用いて構成されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、上述したウェハチャックを、半導体ウェハの研磨工程や、半導体ウェハの露光を行う露光装置に適用して半導体装置を製造するものである。
【００１７】
上記のような構成のウェハチャックによれば、流入する空気は外周壁により圧力損失を生じ吸引室は負圧が得られるとともに、その負圧により、外周壁とその最寄りのピンとの間の吸引圧が発生し、その吸引圧により生じたモーメントがその最寄りのピンの内側に働くモーメントと等しければ、その最寄りのピンの上の位置ではモーメントが釣り合うので、ウェハは傾かない。
【００１８】
さらに、外周壁とその最寄りのピンの距離が一定の距離以下であれば、その最寄りのピンから外周土手にかけての撓みあるいは傾きを十分に少なくすることが出来るので、ウェハ外周部付近のウェハの平坦度を高精度に維持することが出来る。
【００１９】
このようなウェハチャックを用いた露光装置によれば、焦点深度の浅い微細プロセスにおいても、良好な回路パターンを半導体ウェハに転写することができる。
【００２０】
このようなウェハチャックあるいは露光装置を用いた半導体の製造方法によれば、焦点深度の浅い微細プロセスにおいても半導体装置の製造が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２２】
（１）．すなわち、本発明のウェハチャックによれば、半導体ウェハと外周壁上面との空間によって外部からの気体が吸引室に吸引されることにより、粘性抵抗による圧力損失を生じ、それによって吸引室と外部との真空シールの役割を果たし、かつ、支持ピンのみで半導体ウェハを吸着保持することができる。これにより、ウェハ吸着を行う全域に於いて均一な吸着保持が可能となり、極めて平坦度の良い吸着保持が可能となる。
【００２３】
（２）．本発明のウェハチャックによれば、一つのウェハチャックで多様な口径の半導体ウェハを吸着保持させることができる、という効果が得られる。
【００２４】
（３）．本発明によるウェハチャックが用いられた露光装置によれば、保持された半導体ウェハの外周部も含めた平坦度が向上するので、半導体ウェハの全域で焦点距離が狂うことなくなり、良好な解像度の回路パターンを半導体ウェハに転写することが可能になる。
【００２５】
（４）．半導体ウェハの研磨装置に本発明によるウェハチャックを用いることで、高い平坦度の研磨面を得ることができる。
【００２６】
（５）．前記（３），（４）により、本発明のウェハチャックを用いた半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの全域において良品の半導体チップを製造することができ、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態であるウェハチャックが用いられた露光装置を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるウェハチャックと半導体ウェハを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるウェハチャックの平面図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿う部分の略断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるウェハチャックの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるウェハチャックの変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態であるウェハチャックの作用の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態であるウェハチャックが用いられた露光装置を示す概略図、図２はそのウェハチャックと半導体ウェハを示す斜視図、図３は図２のウェハチャックの平面図、図４は図３の線Ａ−Ａに沿う部分の略断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態によるウェハチャックが用いられた露光装置は、露光光源としてたとえばＨｇランプ２が用いられている。このＨｇランプ２からの露光光３は楕円ミラー４により収束されてリフレクタ５、中継レンズ６、リフレクタ７を経由してコンデンサレンズ８で収束される。このような照明系を経た後、光はレチクル９に形成された回路パターンを取り込んで縮小レンズ１０によって縮小され、最後にウェハチャック１に保持された半導体ウェハ１１上に投影される。これによってレジストが塗布された半導体ウェハ１１上に回路パターンが転写されることになる。
【００３１】
ここで、図２に示すように、経時変化や熱膨張による変形を防止するためにたとえばセラミックスにより形成され、半導体ウェハ１１を保持するウェハチャック１は、外周壁１２に囲まれた吸引室１３がチャック本体１４に形成されているものである。吸引室１３は、吸引孔１６を介して外部の図示しない排気ポンプ等に接続されている。図３に示すように、外周壁１２は半導体ウェハ１１よりもやや小さく形成されて、半導体ウェハ１１の裏面に回り込んで塗布されたレジスト液の付着等が防止されている。
【００３２】
外周壁１２の上面は、半導体ウェハ１１を裏面から支持する複数本の支持ピン１５の高さより、僅かに低く形成され、半導体ウェハ１１の裏面と外周壁１２の上面は僅かな隙間δを有している。よって、吸引孔１６を介して排気される吸引室１３は、この隙間を介して、外部と連通されているが、リーク流量Ｑは理論計算と実験結果から以下の式で表される。
【数１】
2010166085.tif 000003
【００３３】
ここで、ｂ：外周壁の周長、δ：隙間、μ：粘性係数、ｄＰ／ｄｘ：圧力勾配、とする。
【００３４】
式１に示すように、僅かな隙間にすることにより、そこを流れる空気の粘性が強く働き、外周壁１２を空気が通過する事による圧力損失を生じる（そこを境に真空シールされる）。
【００３５】
実験例としては、口径φ２００の半導体ウェハ１１（裏面梨地）を用い、外周壁１２の幅を０．３ｍｍとし、隙間δを０．５μｍとし、真空源を０．７９ｋＰａ（６００ｍｍＨｇ）とした場合において、外周壁１２からの空気の流入による圧力低下は、３．２％であった。同じく、外周壁１２が接触した従来構造のものは圧力低下が１．３％であった。外周壁１２の幅、隙間δを変えることにより、圧力低下を調整することが出来るので、半導体ウェハ１１の口径の変化に対応したウェハチャック１が製作可能である。
【００３６】
半導体ウェハ１１を先端が尖った支持ピン１５で支持する場合、吸引室１３の圧力と大気圧の圧力との圧力差ｄＰで支持ピン１５の先端に押し付け圧力が生ずるが、外周壁１２のような連続面で押し付ける部分と、支持ピン１５の先端で押し付ける部分とでは、押し付ける部分の変形が異なっていると考えられる結果が得られることが経験的に知られている。その差は、真空圧力、ピン先端の面積、ピンの配置、半導体ウェハ１１の裏面状態等と関係している。
【００３７】
本実施の形態に於いては、半導体ウェハ１１の裏面と外周壁１２上面との間では連続面で接触する部分がないが、支持ピン１５の配置については考慮を払う必要がある。しかるに、支持ピン１５の配列ピッチは可能な限り等ピッチとし、外周壁１２の最寄りの支持ピン１５ａはそのピンが受ける吸着圧が均一になるようにすれば、半導体ウェハ１１の裏面状態によらず最も平坦な平坦度を得られる。つまり、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの間隔（距離Ｌ１）は、支持ピン１５の配列ピッチＬ２のおよそ半分の距離に配置すればよく、±５０ｎｍ以内の精度誤差を狙うと、内側の支持ピン１５の配列ピッチＬ２と、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１の関係は、Ｌ２／６≦Ｌ１≦Ｌ２、とすることが望ましい。
【００３８】
この外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１と、内側の支持ピン１５の配列ピッチＬ２との関係は、上述のようなウェハチャックの径方向のみならず、周方向における配列ピッチにも同様に適用することができる。
【００３９】
すなわち、支持ピンが受ける圧力が出来るだけ均一になるようにする観点から、配列ピッチＬ２を外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１の１．５倍以下とする理由は、次のとおりである。
【００４０】
支持ピン１５の先端にかかる力がピン毎に出来るだけ等しくなるようにすることが半導体ウェハ１１の高い平坦度を実現する上で必要である。つまり、吸着保持時に、それぞれの支持ピン１５が受け持つ大気圧がかかる面積が等しくなることである。
【００４１】
特に顕著に問題が出るのは、後述の図５に例示された半導体ウェハ１１を押し上げるための押し上げピン１９が出入りする押し上げ穴１８の周辺部分（内部壁１７）であり、当該内部壁１７の直近の支持ピン１５ａの先端にかかる力は特に平坦度に大きな影響を与える。
【００４２】
この影響について歪みを予想するための実験的な確認を行った。
【００４３】
実験で、図８に例示されるように、内部壁１７に最も近い支持ピン１５ａの配列とさらに一回り外側の支持ピン１５ｂの配列の密度を１．５倍に変え、支持ピン１５ａの先端にかかる圧力Ｐ１（（１）の領域の圧）および支持ピン１５ｂの先端にかかる圧力Ｐ２（（２）の領域の圧）の値を１．５倍〜１／１．５倍差としたところ、９０ｎｍ程度の歪みが測定された。他の要因も含んで１００ｎｍ以下となったので１．５倍が実用の限度と考えられる。当然、さらに良い精度を狙うには１．５倍よりも、より１．０倍に近づけるべき事は言うまでもない。
【００４４】
Ｌ２の値は、現実のウェーハチャック１の加工技術の制約等から１ｍｍ以上必要である。この前提で、上述のように、Ｐ１／Ｐ２＝（１）／（２）を１．５倍〜１／１．５倍差まで許容できるとすると、上述のようにＬ２の最小値が１ｍｍであるから、（１）の領域の（２）の領域に対する圧の比率を１．５倍〜１／１．５倍に制御するには、以下のようになる。
【００４５】
１．５倍のとき、  Ｌ２／２＋Ｌ１（＝Ｌ２）＝１．５Ｌ２  から、Ｌ１＝Ｌ２となる。
【００４６】
１／１．５倍のとき、  Ｌ２／２＋Ｌ１（＝Ｌ２／６）＝Ｌ２・２／３  からＬ１＝１／６＝０．１７ｍｍとなる。
【００４７】
ただし、加工技術の制約からＬ１は０．２ｍｍ程度に制限されるので、Ｌ１の最小値は０．２ｍｍとなる。
【００４８】
一方、外周壁１２と最寄りの支持ピン１５ａの距離Ｌ１は、梁の撓みとして考慮すると最大１．８ｍｍ位までとすることが望ましい。
【００４９】
外周壁１２と支持ピン１５ａの距離Ｌ１を１．８ｍｍ以内に設定する理由を説明する。
【００５０】
外周壁１２の最寄りの支持ピン１５ａと、その内側の支持ピン１５ｂのピッチをＬ２、半導体ウェハ１１の周辺部のオーバーハング（すなわち外周壁１２と支持ピン１５ａの距離）をＬ１、分布荷重をｗ、縦弾性係数をＥ、断面二次モーメントをＩとすると、オーバーハングの先端（外周壁１２の直上）の撓みｙは、近似的に
【数２】
2010166085.tif 000004
と表すことができる。
【００５１】
ここで、半導体ウェハ１１としてＳｉ基板を想定し、ｗを８０ｋＰａ（６００ｍｍＨｇ）、Ｌ１を１．８ｍｍ、Ｌ２を２ｍｍ、Ｅを１６６ＭＰａ、半導体ウェハ１１の板厚を０．７２５ｍｍ→Ｉ＝０．０３１８ｍｍ4 を代入すると撓みｙ＝５０ｎｍとなり、平坦度１００ｎｍ以下を達成するためには、ここでの撓みの要因は５０ｎｍ以下とするのが妥当であるので、Ｌ１は、上述のように１．８ｍｍ以下が必要条件と考えられる。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態１のウェハチャック１において、半導体ウェハ１１と外周壁１２の上面の隙間距離により、外部の気体の流入量が変化する。気体の流入量は式１で表される。このとき、この隙間δが大きすぎると気体の流入量が増えて、吸引室１３の圧力低下を招き、少なすぎると半導体ウェハ１１と外周壁１２上面が接触し、実施の形態１で示す効果を発揮できない場合がある。また、半導体ウェハ１１の裏面に付着した異物の挟み込みにより、その部分が盛り上がり、平坦度が悪化する場合がある。
【００５３】
実験では、φ２００の半導体ウェハ１１で裏面が梨地のものを用い、外周壁１２の幅を０．３ｍｍ、隙間距離を０．５μｍとしたとき、吸引室１３の圧力は３％程度低下する。実用上の圧力低下の許容を１０％とすれば、式１にあてはめて考えると、
外周壁の幅が０．３ｍｍのとき、隙間δは最大０．７５μｍ、
外周壁の幅が２．０ｍｍのとき、隙間δは最大１．４μｍ、
までが隙間δを設定可能な最大限度と考えられる。
【００５４】
また、外周壁１２と半導体ウェハ１１のウェハが接触しないように最低でも０．１μｍ以上の隙間δを必要とする。
【００５５】
外周壁１２の幅は、２．０ｍｍ以上であると、真空吸着圧の影響で半導体ウェハ１１の外周部の撓みが増大するので、当該幅の値は、２．０ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００５６】
（実施の形態３）
実施の形態１のウェハチャック１において、外周壁１２に沿って一回り配置されている最寄りの支持ピン１５ａとそのさらに内側に一回り配置されている２列目の支持ピン１５ｂの間隔は半導体ウェハ１１の外周部の平坦度を高精度にするために重要である。
【００５７】
すなわち、平均曲率１／Ｒで反った半導体ウェハ１１において、これを真空吸着で吸引し矯正するわけであるが、最外周部に於いて矯正が行われるための支持ピン１５の配置の条件が必要である。
【００５８】
従来技術のウェハチャックの構造は外周壁１２は半導体ウェハ１１と接し真空シールの役割を果たしていたが、このため外周壁１２と接する部分に於いて半導体ウェハ１１は平均曲率を矯正しきれずに傾きを残してしまう。
【００５９】
本実施の形態においては、半導体ウェハ１１に接触する外周壁１２の最寄りの支持ピン１５ａの接触部分に於いて半導体ウェハ１１の傾きを低減し、外周壁１２の最寄りの支持ピン１５ａにおける接触の面圧を他の支持ピン１５と等しくなるように、２列目の支持ピン１５ｂを最外周の支持ピン１５ａの内周に一回り配置し、支持ピン１５の配置密度を一様にし、特に平坦度の得にくい外周壁１２付近の平坦度を向上させることができる。このとき、外周壁１２の最寄りの支持ピン１５ａと２列目の支持ピン１５ｂの距離（配列ピッチＬ２）は上述したように、１〜２．５ｍｍの間の値、望ましくは２ｍｍとすることが、半導体ウェハ１１の平坦度の精度を得やすい。
【００６０】
支持ピン１５の先端部の面積を同じとする場合は上に述べたが、支持ピン１５の配置密度が一様でない場合は、その密度に応じて支持ピン１５の先端部の面積を変化させてもよい。
【００６１】
（実施の形態４）
実施の形態１〜３のウェハチャック１において、外周壁１２および最寄りの支持ピン１５ａおよび２列目の支持ピン１５ｂについての作用効果は、図５におけるウェハチャック１の中心に近い部分に配置されている半導体ウェハ１１を搬送するために用いる押し上げピン１９のための押し上げ穴１８を有する内部壁１７、内部壁１７の最寄りの支持ピン１５ａ、内部壁から２列目の支持ピン１５ｂについても同様の結果を得られる。
【００６２】
このように、本実施の形態に示すウェハチャック１によって、保持された半導体ウェハ１１の外周壁１２および、内部壁１７付近における反りの発生が防止されて平坦な状態に保持されるので、図１に例示された露光装置のウェハチャック１に適用した場合に、縮小レンズ１０の半導体ウェハ１１の各部に対する焦点距離が狂うことなく良好な解像度の回路のパターンを半導体ウェハ１１に転写することが可能になる。
【００６３】
（実施の形態５）
上述の例では、一つの外周壁１２にて特定サイズの半導体ウェハ１１の吸着固定を行う場合を例示したが、異なる口径の外周壁１２を多重に配置して、サイズの異なる複数の半導体ウェハ１１の吸着固定を可能にしてもよい。
【００６４】
すなわち、図６に例示されるウェハチャック１では、外周壁１２の内側に外周壁１２Ａを配置し、一つのウェハチャック１にて、外周壁１２に対応した小口径の半導体ウェハ１１および外周壁１２Ａに対応した大口径の半導体ウェハ１１、のいずれの吸着固定にも使用可能にしたものである。
【００６５】
この場合、外周壁１２および外周壁１２Ａは、小口径および大口径のいずれの半導体ウェハ１１を吸着固定する場合でも、当該半導体ウェハ１１の裏面とは非接触であるため、図５に例示した内部壁１７、押し上げ穴１８、押し上げピン１９、等の構成は、最も内側の外周壁１２の中心部に配置するだけで、半導体ウェハ１１の全面における負圧吸着を実現できる。
【００６６】
なお、式１よりリークＱは、周長ｂに比例するので、ｄＰを吸着に必要な値に維持するためには、外側の周壁ほど隙間δを小さくする必要がある。
【００６７】
また、異なった口径の半導体ウェハを目的とせずに、反りの大きい半導体ウェハを吸着するとき、中心部分から順に吸着させれば、反りによる吸着不良の問題を大幅に低減することができる。この場合の内部の土手（周壁）の高さの差は確実に吸着を行うための限界として一般に考えられている０．３ｍｍ以内を最大として、０．１μｍ以上とすればよい。
【００６８】
（実施の形態６）
図７に、上述のウェハチャック１およびそれを備えた露光装置を用いた半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートを例示する。
【００６９】
すなわち、半導体単結晶からなるインゴットをスライスして得られた半導体基板を研磨して半導体ウェハ１１を製造する（ステップ１０１）。
【００７０】
次に、周知のウェハプロセスにて、図１の露光装置等を用いたフォトリソグラフィにて、半導体ウェハ１１に半導体装置の回路パターンを転写形成する。このとき、上述の各実施の形態のウェハチャック１を露光装置における半導体ウェハ１１の固定に使用することで、露光装置の縮小レンズ１０の半導体ウェハ１１の各部に対する焦点距離が狂うことなく良好な解像度の回路のパターンを半導体ウェハ１１に転写することが可能になる。
【００７１】
なお、このウェハプロセスでは、多層配線構造等におけるウェハ下地部分の凹凸の上層側への悪影響を防止すべく、ＣＭＰ（化学機械研磨）技術等による半導体ウェハ１１の表面の平坦化が行われるが、このＣＭＰ技術を実行する研磨装置における半導体ウェハ１１のチャッキングに、上述の各実施の形態のウェハチャック１を用いることで、半導体ウェハ１１の各部における最大撓み量を５０ｎｍ以下に制御する、高平坦化が可能となり、下地の凹凸等に起因する上層の回路パターン欠陥の低減等を実現できる（ステップ１０２）。
【００７２】
このようなウェハプロセスにて多数の半導体装置が一括して形成された半導体ウェハ１１は、ウェハプローブ等により、個々の半導体装置の機能検査が行われ（ステップ１０３）、さらに、半導体ウェハ１１のダイシング工程にて、複数の半導体装置を個別のチップ（ペレット）に分離し（ステップ１０４）、ステップ１０３の検査工程で良品と判定されたチップのみをパッケージングする（ステップ１０５）。
【００７３】
これにより、製品の半導体装置が完成する。本実施の形態では、上述のように、ウェハチャック１にて、高い平坦度にて半導体ウェハ１１を保持して露光を行うので、露光装置での縮小レンズ１０の半導体ウェハ１１の各部に対する焦点距離の高精度化が達成され、回路パターンの転写精度の向上が実現される。
【００７４】
また、ＣＭＰ工程に本実施の形態のウェハチャック１を適用することで、ＣＭＰ工程での半導体ウェハ１１の高度の平坦度化により、多層配線構造における断線等の欠陥低減を実現できる。この結果、半導体装置の製造工程における高歩留りを達成できる。
【００７５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７６】
以上の説明では、主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である光露光装置について説明したが、それに限定されるものでなく、電子ビーム露光装置、さらにはこれら露光装置にとどまらず半導体ウェハを平坦な状態に保持する必要のある種々の半導体製造装置や半導体検査装置に適用することが可能である。
【００７７】
さらに、半導体装置の製造工程に限らず、液晶等の製造工程にも適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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