(57)【要約】  本願発明の基板保持部材は、基板（Ｗ）の外縁部を支持する基板支持部（１３）と、基板支持部（１３）よりも外周側であって且つ基板支持部（１３）の上面よりも上方に突出して設けられたマスク支持部（１２）と、基板支持部（１３）とマスク支持部（１２）との間に設けられた凹部（１４）とを有するリング状のトレイ（１１）と、トレイ（１１）のマスク支持部（１２）に重ね合わされた状態でトレイ（１１）の凹部（１４）及び基板支持部（１３）を覆うリング状のマスク（２１）と、を有する。
2010026955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、
前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされた状態で、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、
を備えたことを特徴とする基板保持部材。
【請求項２】
前記凹部は、前記リング状のトレイの周方向全体にわたって連続して設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板保持部材。
【請求項３】
基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、
前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされた状態で、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、
前記基板における前記トレイ及び前記マスクから露出している面を静電吸着可能な静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側であって且つ前記静電吸着面よりも下方に設けられたトレイ載置部と、を有する回転ステージと、
を備えた基板処理装置であって、
前記基板が前記静電吸着面に吸着された状態で前記基板の外縁部は前記トレイ載置部側に突出し、
前記トレイが前記トレイ載置部に載置された状態で、前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクは、前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
前記トレイ載置部に、前記回転ステージの回転に伴う前記トレイの滑り移動を規制する規制機構が設けられていることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
【請求項５】
リング状のトレイに設けられた基板支持部に基板の外縁部を支持させ、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられた前記トレイのマスク支持部にリング状のマスクを重ね合わせて、前記トレイ及び前記マスクで前記基板の外縁部を覆った状態で前記基板を保持し、
前記基板を保持した前記トレイ及び前記マスクを回転ステージに向けて移動させ、前記基板における前記外縁部を前記トレイ載置部側に突出させた状態で前記トレイ及び前記マスクから露出している面を前記回転ステージの静電吸着面に吸着させると共に、前記トレイを、前記静電吸着面よりも外周側であって且つ前記静電吸着面よりも下方に設けられたトレイ載置部に載置させることで、前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクが前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆う状態にし、この状態で前記回転ステージを回転させつつ前記基板に対する処理を行い、
前記基板の処理の後、前記トレイが前記トレイ載置部に載置されて前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクが前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆う状態を保ったまま、前記基板に対する静電吸着力の解除を行うことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に厚さが薄い基板の処理に適した、基板保持部材、基板処理装置、基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜形成、表面改質、ドライエッチング等のような処理を基板に対して真空中で行う基板処理において、基板をトレイに載せたまま処理することがある。例えば、特許文献１では、有底のトレイの凹部に落とし込まれた基板の上にさらにリングチャックが載せられ、その状態でトレイごと静電チャックに静電吸着されて基板に対して処理を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５９９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
処理対象の基板として特に厚さが非常に薄い半導体ウェーハの場合には、ウェーハ外縁部とトレイとの接触等によりウェーハ外縁部の破損が起きやすい。ここで問題となるのは、ウェーハの破片が搬送ハンドや静電チャック上に載ってしまうと、それらとウェーハとの間で破片が挟まれ、ウェーハにおける素子形成面にダメージがおよぶ、ウェーハの割れを引き起こす、静電チャック表面がポリイミドなどの柔軟素材だと破片が食い込んで静電チャック用の電極に到達してショートしたりする、といった問題が懸念される。【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、基板の破片を原因とする不具合を回避することができる基板保持部材、基板処理装置、基板処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされた状態で、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、を備えたことを特徴とする基板保持部材が提供される。  
また、本発明の他の一態様によれば、基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされた状態で、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、前記基板における前記トレイ及び前記マスクから露出している面を静電吸着可能な静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側であって且つ前記静電吸着面よりも下方に設けられたトレイ載置部と、を有する回転ステージと、を備えた基板処理装置であって、前記基板が前記静電吸着面に吸着された状態で前記基板の外縁部は前記トレイ載置部側に突出し、前記トレイが前記トレイ載置部に載置された状態で、前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクは、前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆うことを特徴とする基板処理装置が提供される。  
また、本発明のさらに他の一態様によれば、リング状のトレイに設けられた基板支持部に基板の外縁部を支持させ、前記基板支持部よりも外周側であって且つ前記基板支持部の上面よりも上方に突出して設けられた前記トレイのマスク支持部にリング状のマスクを重ね合わせて、前記トレイ及び前記マスクで前記基板の外縁部を覆った状態で前記基板を保持し、前記基板を保持した前記トレイ及び前記マスクを回転ステージに向けて移動させ、前記基板における前記外縁部を前記トレイ載置部側に突出させた状態で前記トレイ及び前記マスクから露出している面を前記回転ステージの静電吸着面に吸着させると共に、前記トレイを、前記静電吸着面よりも外周側であって且つ前記静電吸着面よりも下方に設けられたトレイ載置部に載置させることで、前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクが前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆う状態にし、この状態で前記回転ステージを回転させつつ前記基板に対する処理を行い、前記基板の処理の後、前記トレイが前記トレイ載置部に載置されて前記トレイ及び前記トレイに重ね合わされた前記マスクが前記基板の外縁部に対して離間して前記外縁部を覆う状態を保ったまま、前記基板に対する静電吸着力の解除を行うことを特徴とする基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板の破片を原因とする不具合を回避することができる基板保持部材、基板処理装置、基板処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る基板保持部材の模式断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置の模式図。
【図３】搬送ロボットの模式斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理方法において、基板が回転ステージの静電吸着面に静電吸着され、且つトレイが回転ステージのトレイ載置部に載置された状態を示す要部拡大模式図。
【図５】図２、４に示す回転ステージにおけるトレイ載置部の他の具体例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態では、例えば半導体ウェーハを処理対象の基板とし、その半導体ウェーハに対してスパッタ成膜処理を行う具体例を説明する。
【００１０】
本実施形態で処理対象とする半導体ウェーハは非常に薄く、例えば厚さは１０〜１００μｍ、さらに具体的には５０μｍ前後である。本実施形態では、そのような薄い半導体ウェーハを保持部材で保持した状態で処理室に搬出入する。
【００１１】
図１は、その保持部材１０の模式断面図を示す。また、図１には、保持部材１０に保持された状態の半導体ウェーハＷもあわせて示す。
【００１２】
保持部材１０は、リング状のトレイ１１と、同じくリング状のマスク２１とから構成される。これらトレイ１１とマスク２１は、半導体ウェーハＷと共に処理室内に搬入され、スパッタ成膜処理時にプラズマ、高温、種々のガスにさらされるが、それに耐え得る十分な耐熱性及び機械的強度を有し、変形や破損などせずに安定して半導体ウェーハＷを保持することができる。例えば、トレイ１１とマスク２１の材料として、チタン、チタン合金、アルミナなどを挙げることができる。
【００１３】
トレイ１１は、円形リング状に形成され、その外径は半導体ウェーハＷの直径よりも大きく、内径は半導体ウェーハＷの直径よりも小さい。トレイ１１において、半導体ウェーハＷが保持される上面側には段差が設けられ、その反対側の下面は平坦面となっている。
【００１４】
トレイ１１の上面側には、ウェーハ支持部（基板支持部）１３とマスク支持部１２が設けられている。マスク支持部１２は、トレイ１１において半導体ウェーハＷの直径よりも大きな外周側に設けられ、このマスク支持部１２よりも内周側にウェーハ支持部１３が設けられている。
【００１５】
ウェーハ支持部１３の上面は半導体ウェーハＷの円形状に合わせて円形リング状に形成され、マスク支持部１２の上面も円形リング状に形成されている。また、マスク支持部１２の径方向幅寸法はウェーハ支持部１３の径方向幅寸法より大きく、したがってマスク支持部１２の上面の面積はウェーハ支持部１３の上面の面積よりも大きい。
【００１６】
マスク支持部１２はウェーハ支持部１３よりも上方に突出している。なお、ここでの「上方」とは、トレイ１１における平坦な裏面側を下方とした場合の上方を表す。したがって、マスク支持部１２の上面とウェーハ支持部１３の上面との間には高さレベルの違い（段差）があり、マスク支持部１２の上面の方が、ウェーハ支持部１３の上面よりも上方に位置している。
【００１７】
トレイ１１において、ウェーハ支持部１３とマスク支持部１２との間には、凹部１４が設けられている。凹部１４は、半導体ウェーハＷの外縁（エッジ）の曲率に沿うように、リング状のトレイ１１の周方向全体にわたって連続した溝状に形成されている。凹部１４の底は、マスク支持部１２の上面及びウェーハ支持部１３の上面よりも下方に位置する。
【００１８】
半導体ウェーハＷは、その外縁部（周縁部）がトレイ１１のウェーハ支持部１３の上に載置されることでトレイ１１に支持される。半導体ウェーハＷの直径は例えば２００ｍｍであり、そのうちウェーハ支持部１３に接触して支持されるのは外周側の２．５ｍｍほどの部分である。
【００１９】
マスク支持部１２の内径は、半導体ウェーハＷの直径よりもわずかに大きく、そのマスク支持部１２の内周面１５よりも内側に半導体ウェーハＷが収められ、マスク支持部１２の内周面１５によって半導体ウェーハＷの径方向の位置ずれが規制される。
【００２０】
前述したトレイ１１と共に保持部材１０を構成するマスク２１は、円形リング状に形成され、その外径はトレイ１１の外径よりも大きく、内径はトレイ１１の内径よりも小さい。すなわち、マスク２１の径方向幅寸法はトレイ１１の径方向幅寸法より大きく、そのマスク２１における下面の一部がトレイ１１のマスク支持部１２に載置されてトレイ１１に重ね合わされた状態で、マスク２１はトレイ１１のすべてを覆い隠す。マスク２１の下面及び上面は共に平坦な面となっており、下面はトレイ１１よりも径内方側に延びている。
【００２１】
また、マスク２１の最外周部には下方に突出する円形リング状のリブ２２が設けられ、このリブ２２の内周側にトレイ１１が収まることでトレイ１１とマスク２１との径方向の相互の位置ずれが規制される。また、この円形リング状のリブ２２が形成されていることでマスク２１の変形が抑制される。トレイ１１においては円形リング状の凹部１４が形成されていることでトレイ１１の変形が抑制される。なお、凹部１４の主たる機能は、後述するように、半導体ウェーハＷの外縁部に破損が生じた場合にその破片を留め、半導体ウェーハＷの裏側にまわりこまないようにすることである。
【００２２】
本実施形態では、半導体ウェーハＷにおけるトランジスタ等の素子要部が形成された第１の主面に対する反対側の第２の主面に、電極として機能する金属（純金属に限らず合金も含む）膜をスパッタ法にて成膜する。半導体ウェーハＷは、その被成膜面である第２の主面を上側にした状態で、その外縁部がトレイ１１のウェーハ支持部１３に載置支持される。半導体ウェーハＷはその自重でトレイ１１のウェーハ支持部１３に載る。
【００２３】
マスク２１は、トレイ１１のマスク支持部１２の上に重ね合わされる。マスク２１はその自重でトレイ１１のマスク支持部１２の上に載置される。マスク２１がマスク支持部１２に重ね合わされた状態で、マスク２１は、ウェーハ支持部１３、凹部１４およびマスク支持部１２を含むトレイ１１のすべてを覆い、トレイ１１に半導体ウェーハＷが支持されている場合には、その半導体ウェーハＷの外縁部を覆う。このとき、ウェーハ支持部１３上面は、マスク支持部１２上面より低い位置にあることから、半導体ウェーハＷにおける被成膜面とマスク２１の下面との間にはわずかな隙間が形成され、マスク２１は半導体ウェーハＷに接触しない。
【００２４】
半導体ウェーハＷは、図１に示すようにトレイ１１及びマスク２１により保持された状態で処理室内に搬入されたり、処理後には処理室内から搬出される。本実施形態によれば、薄い半導体ウェーハＷを、十分な強度を有するトレイ１１に載せてそのトレイ１１ごと搬送することで、処理室内で半導体ウェーハＷをステージに対して昇降させるリフト機構などが半導体ウェーハＷに接触せず半導体ウェーハＷに傷がつくのを防いだり、半導体ウェーハＷにおよぶ衝撃を緩和して破損を防ぐことができる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、マスク２１をトレイ１１の上に重ねて半導体ウェーハＷの外縁部をマスク２１で覆うことで、搬送中に半導体ウェーハＷがトレイ１１から飛び跳ねたり脱落するのを防止できる。
【００２６】
本実施形態に係る処理装置は、基板に対して異なる種類の複数の積層膜の成膜、あるいは特定種類の成膜に対応できるように、複数の処理室を有するマルチチャンバ型処理装置である。各処理室内では基板に対して例えばスパッタ成膜処理が行われるが、本実施形態に係るマルチチャンバ型処理装置は、処理室以外にも基板着脱室を備えている。この基板着脱室内には、図３に示す搬送ロボット５０が設けられている。
【００２７】
この搬送ロボット５０は、駆動機構５１により、水平方向にアーム５２が動作する水平多関節ロボットである。処理前の半導体ウェーハＷは、基板着脱室内で搬送ロボット５０により図示しないカセットからアーム５２の先端に取り付けられたフィンガー（ハンド）５３の上に取り出される。逆に処理後の半導体ウェーハＷはフィンガー５３からカセット内に戻される。半導体ウェーハＷはフィンガー５３の上に自重で載っているだけで、吸着等の保持はされていない。半導体ウェーハＷがフィンガー５３と接している面積に自重分で発生する摩擦力だけが保持力となる。
【００２８】
薄い半導体ウェーハＷは重量が軽いため上記搬送ロボット５０のように摩擦抵抗を利用した搬送方法では大きな摩擦抵抗が期待できず、搬送速度を速くすることが困難である。これに対して、トレイ１１及びマスク２１は半導体ウェーハＷに比べて十分大きな重量があり、これらトレイ１１及びマスク２１ごとフィンガー５３の上に半導体ウェーハＷを載せて搬送することで摩擦抵抗を高めて搬送速度を速くし、トータルの処理時間の短縮が図れる。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態に係る処理装置におけるある一つの処理室を模式的に示す。
【００３０】
処理室３０はチャンバー壁３１によって囲まれている。処理室３０内には図示しないガス導入系及び排気系が接続され、これらの制御により、処理室３０内を所望のガスによる所望の減圧下にすることが可能である。
【００３１】
処理室３０内には、ターゲット３４と回転ステージ３２が対向して設けられている。ターゲット３４はバッキングプレート等に保持されて処理室３０内の上部に設けられ、回転ステージ３２は処理室３０内の底部に設けられている。
【００３２】
回転ステージ３２は静電チャック機構を有し、内部に電極３３が設けられ、その電極３３とステージ表面（静電吸着面３２ａ）との間は誘電体となっている。内部電極３３に図示しない電源から電圧を印加すると、静電吸着面３２ａと、この上に載置された半導体ウェーハＷとの間に静電気力が発生し、半導体ウェーハＷは静電吸着面３２ａに吸着固定される。
【００３３】
回転ステージ３２において、静電吸着面３２ａよりも外周側であって且つ静電吸着面３２ａよりも下方に下がった位置に、トレイ載置部３２ｂが設けられている。トレイ載置部３２ｂは静電吸着面３２ａの周囲を囲むように環状に設けられている。
【００３４】
本実施形態の処理装置は、前述したように複数の処理室を有するマルチチャンバ型処理装置であるが、装置全体の小型化を図るため各処理室の数を抑制すべく、直径の小さいターゲット３４を例えば２つ使用して処理室の共用を行っている。このため、半導体ウェーハＷの被成膜面全面に均一に成膜するため、回転ステージ３２により半導体ウェーハＷを回転させながらスパッタ成膜を行うようにしている。回転ステージ３２は、図２において１点鎖線で示す中心軸のまわりに、内部電極３３ごと回転可能に設けられている。
【００３５】
半導体ウェーハＷは図１に示す状態で保持部材１０（トレイ１１及びマスク２１）ごと、チャンバー壁３１に形成された搬出入口３６を通じて処理室３０内に搬入される。この搬入後、搬出入口３６は図示しないゲートなどによって気密に閉塞される。この後、処理室３０内はスパッタ成膜処理に適した所望の圧力の所望のガス雰囲気にされる。
【００３６】
搬出入口３６を通じた保持部材１０の処理室３０に対する搬出入は搬送ロボットなどを用いて行われる。また、処理室３０内には、図４に示すような例えばピン形状のリフト機構３７が設けられている。トレイ１１はその下面をリフト機構３７に支持される。リフト機構３７は、回転ステージ３２のトレイ載置部３２ｂの下方に形成されたガイド孔３８内およびガイド孔３８より上方の空間を昇降可能に設けられている。なお、リフト機構３７はピン形状に限らずテーブル形状であってもよい。
【００３７】
半導体ウェーハＷを保持した保持部材１０は、図２に示すように、回転ステージ３２の上方位置に搬入され、その後、保持部材１０の下面を支持しているリフト機構３７を下降させることで、保持部材１０を回転ステージ３２に向けて下降させる。
【００３８】
静電吸着面３２ａは例えば円形状に形成され、トレイ１１の内径は静電吸着面３２ａの直径よりも大きく、トレイ１１の内周面よりも内側に静電吸着面３２ａを入り込ませることができる。
【００３９】
トレイ１１の下降と共にトレイ１１のウェーハ支持部１３に支持された半導体ウェーハＷも下降し、トレイ１１が静電吸着面３２ａよりも下方に下降していくと、半導体ウェーハＷにおいてトレイ１１から露出している下面が静電吸着面３２ａ上に載置され、吸着固定される。半導体ウェーハＷにおいてトレイ１１のウェーハ支持部１３に支持されていた外縁部は、図４に示すように、静電吸着面３２ａよりも外周側のトレイ載置部３２ｂ側にに突出する。
【００４０】
トレイ１１は回転ステージ３２のトレイ載置部３２ｂ上に載置される。図４に示すように、トレイ１１がトレイ載置部３２ｂ上に載置された状態で、ウェーハ支持部１３の上面は静電吸着面３２ａよりも下方に位置し、半導体ウェーハＷの外縁部に対して接触せず離間した状態となる。
【００４１】
トレイ１１の下降と共にトレイ１１のマスク支持部１２に支持されたマスク２１も下降する。トレイ１１のウェーハ支持部１３に半導体ウェーハＷが載っている状態のときから、マスク２１の内周側の部分２１ａは半導体ウェーハＷの外縁部を覆っているが、トレイ１１におけるウェーハ支持部１３とマスク支持部１２との段差を適切に設定しておくことで、トレイ１１が半導体ウェーハＷの支持から外れてトレイ載置部３２ｂに載置された状態となっても、マスク２１の内周側部分２１ａは半導体ウェーハＷの外縁部に接触せず離間した状態を維持できる。
【００４２】
このような図４に示す状態のまま回転ステージ３２が回転されつつ、半導体ウェーハＷに対するスパッタ成膜処理が行われる。すなわち、図２に示す電源装置３５からターゲット３４に電圧を印加することでターゲット３４と回転ステージ３２との間に放電を起こしてプラズマを生起し、これにより生じたイオンが処理空間内の電界によりターゲット３４に向けて加速されてターゲット３４に衝突することで、ターゲット材料の粒子がターゲット３４からたたき出されて半導体ウェーハＷの被成膜面に付着堆積する。
【００４３】
本実施形態によれば、半導体ウェーハＷが保持部材１０によって保持された搬送中、および図４に示す処理中を通じて、半導体ウェーハＷの外縁部の下方に凹部１４が存在するため、半導体ウェーハＷが薄く外縁部がトレイ１１と干渉し、細かい破片が生じても、その破片を凹部１４に落下させてとどめておくことができる。すなわち破片が撒き散らない。これにより、半導体ウェーハＷの破片が半導体ウェーハＷの下面側にまわりこんで、搬送ロボット５０のフィンガー５３との間や静電吸着面３２ａとの間で破片を挟み込んでしまうことを回避できる。したがって、半導体ウェーハＷの素子形成面の損傷や、破片が回転ステージ３２の内部電極３３に食い込むことによるショートなどの不具合を防ぐことができる。
【００４４】
また、処理中、マスク２１は、凹部１４及びウェーハ支持部１３を含むトレイ１１のすべてを覆った状態となっているため、トレイ１１への膜付着を防いで、メンテナンスの軽減を図れる。
【００４５】
スパッタ成膜処理が終了すると、図４に示す状態を維持したまま、まず、図２に示す内部電極３３への電圧印加を停止し、半導体ウェーハＷに対する静電吸着力を解除する。このとき、マスク２１の内周側部分２１ａが半導体ウェーハＷの外縁部を覆っているため、半導体ウェーハＷの回転ステージ３２上での跳ね上がりや、回転ステージ３２からの落下を防ぐことができる。
【００４６】
半導体ウェーハＷの吸着固定が解除された後、図４の状態からリフト機構３７の上昇によりトレイ１１を上昇させ、トレイ１１のウェーハ支持部１３上に半導体ウェーハＷの外縁部を載せ、半導体ウェーハＷを静電吸着面３２ａから持ち上げる。そして、図２に示す搬出入口３６を開けて、図示しない搬送機構により保持部材１０ごと半導体ウェーハＷを処理室３０の外に搬出する。
【００４７】
回転ステージ３２を回転させながらの処理中、半導体ウェーハＷは静電吸着面３２ａに固定されているが、トレイ１１は回転ステージ３２のトレイ載置部３２ｂ上に載っているだけであり、またマスク２１もトレイ１１のマスク支持部１２上に載っているだけである。したがって、回転ステージ３２の回転中、慣性力でトレイ１１やマスク２１は半導体ウェーハＷに対して相対的にずれるような動きをしてしまう可能性がある。トレイ１１を回転ステージ３２に対して固定させたり、トレイ１１とマスク２１とを相互に固定させればそのようなずれの動きはなくせるが、回転を伴う機構のため複雑な構成になりがちである。
【００４８】
そこで、本実施形態では、回転ステージ３２の回転によってトレイ１１やマスク２１がずれるような動きは許容しつつも、図４に示すように、トレイ１１及びマスク２１が回転ステージ３２に載った状態で、それらのいずれの部分も半導体ウェーハＷに接触しないようにしているため、トレイ１１やマスク２１がずれる動きの影響が半導体ウェーハＷに伝わらないようにしている。半導体ウェーハＷが薄いと、トレイ１１やマスク２１とのちょっとした接触でも破損につながりやすいが、本実施形態では前述したようにトレイ１１及びマスク２１を半導体ウェーハＷに対して離間させていることから半導体ウェーハＷの破損を防ぐことができる。また仮に、トレイ１１やマスク２１が半導体ウェーハＷの外縁部に接触して、その外縁部が破損するようなことが生じても、前述したように、トレイ１１の凹部１４に破片を落下させてとどめておくことができるので、その破片を原因とする不具合を回避できる。
【００４９】
なお、トレイ載置部３２ｂに、回転ステージ３２の回転に伴うトレイ１１の滑り移動を規制する規制機構を設けてもよい。例えば、図５（ａ）に、トレイ１１の下面を収容することができる溝４１を設けた例を示す。この場合、溝４１の側壁によってトレイ１１の径方向の移動を規制することができる。また、図５（ｂ）には、トレイ載置部表面に細かな凹凸４２を設けた例を示す。あるいは、トレイ載置部表面を粗面化処理してもよい。この場合、トレイ載置部表面と、この上に載置されるトレイ下面との摩擦力を高めて、トレイ１１がすべり移動しにくくできる。
【００５０】
なお、特許文献１では、静電吸着面に対してトレイの裏面が吸着される構成となっているのに対し、本実施形態では、静電吸着面３２ａに対して半導体ウェーハＷが直接吸着される。したがって、本実施形態によれば、例えばステージに内蔵したヒータ等により半導体ウェーハを加熱する場合には、ステージと半導体ウェーハとの間にトレイが介在しないため、ステージからウェーハへの熱伝達が阻害されることなく半導体ウェーハを所望の温度にするべく加熱または冷却の制御性をよくすることができる。また、ウェーハと吸着面との密着度合いがウェーハ全面にわたりばらつくことなく均一にでき、ウェーハ面内の温度分布の均一化も図れる。以上のことから、ウェーハ処理品質を高めることができる。また、トレイを静電吸着するとなるとトレイは絶縁物に限られるが、本実施形態ではトレイの材質は絶縁物に限られず、材料選択の制約を受けない。
【００５１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５２】
処理対象の基板としては、半導体ウェーハに限らず、例えば、リソグラフィにおけるパターン転写用のマスク、ディスク状記録媒体などであってもよい。また、基板に対して行う処理もスパッタ成膜に限らず、スパッタエッチング、ＣＤＥ（chemical dry etching）、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）、表面改質などの処理であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  保持部材
１１  トレイ
１２  マスク支持部
１３  ウェーハ支持部（基板支持部）
１４  凹部
２１  マスク
３０  処理室
３２  回転ステージ
３２ａ  静電吸着面
３２ｂ  トレイ載置部
３４  ターゲット
【図１】
2010026955.tif 000003
【図２】
2010026955.tif 000004
【図３】
2010026955.tif 000005
【図４】
2010026955.tif 000006
【図５】
2010026955.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月21日(2011.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側且つ上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、
前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされて、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、
静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側且つ下方に設けられたトレイ載置部と、を有する回転ステージと、
を備え、
前記基板が前記静電吸着面に吸着され且つ前記トレイが前記トレイ載置部に載置された状態で、前記基板の前記外縁部は前記静電吸着面から前記トレイ載置部側に突出し、前記基板支持部は前記基板の前記外縁部に対して下方に離間し、前記マスクは前記基板の前記外縁部に対して上方に離間することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記リング状のトレイの周方向全体にわたって連続して設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記トレイ載置部に、前記回転ステージの回転に伴う前記トレイの滑り移動を規制する規制機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記回転ステージは、搬出入口を有するチャンバー壁によって囲まれた処理室に設けられ、
前記基板は前記トレイに支持され、前記マスクが前記トレイに重ねられた状態で、前記搬出入口を通じて前記処理室の内外に搬出入されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板を支持した前記トレイ及び前記マスクを、前記回転ステージ上で昇降させるリフト機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板は、真空下の前記回転ステージ上で処理されることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側且つ上方に突出して設けられたマスク支持部とを有するリング状のトレイにおける前記基板支持部に基板の外縁部を支持させ、且つ前記マスク支持部に重ね合わされたリング状のマスクで前記基板の前記外縁部を覆った状態で、前記トレイ及び前記マスクを、静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側且つ下方に設けられたトレイ載置部とを有する回転ステージに向けて移動させ、
前記基板が前記静電吸着面に吸着され、前記トレイが前記トレイ載置部に載置され、前記静電吸着面から前記トレイ載置部側に突出した前記外縁部に対して前記基板支持部が下方に離間し、且つ前記マスクが前記外縁部に対して上方に離間した状態で、前記回転ステージを回転させつつ前記基板を処理し、
前記基板の処理の後、前記トレイが前記トレイ載置部に載置され且つ前記マスクが前記マスク支持部に重ね合わされたまま、前記基板に対する静電吸着力を解除することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
前記基板を前記トレイに支持し、前記トレイに前記マスクを重ねた状態で、前記回転ステージが設けられた処理室の内外に搬出入することを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記トレイの下面を支持するリフト機構によって、前記基板を支持した前記トレイ及び前記マスクを前記回転ステージに向けて移動させることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板を、真空下の前記回転ステージ上で処理することを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、特に厚さが薄い基板の処理に適した基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、基板の破片を原因とする不具合を回避することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板の外縁部を支持する基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側且つ上方に突出して設けられたマスク支持部と、前記基板支持部と前記マスク支持部との間に設けられた凹部と、を有するリング状のトレイと、前記トレイの前記マスク支持部に重ね合わされて、前記トレイの前記凹部及び前記基板支持部を覆うリング状のマスクと、静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側且つ下方に設けられたトレイ載置部と、を有する回転ステージと、を備え、前記基板が前記静電吸着面に吸着され且つ前記トレイが前記トレイ載置部に載置された状態で、前記基板の前記外縁部は前記静電吸着面から前記トレイ載置部側に突出し、前記基板支持部は前記基板の前記外縁部に対して下方に離間し、前記マスクは前記基板の前記外縁部に対して上方に離間することを特徴とする基板処理装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、基板支持部と、前記基板支持部よりも外周側且つ上方に突出して設けられたマスク支持部とを有するリング状のトレイにおける前記基板支持部に基板の外縁部を支持させ、且つ前記マスク支持部に重ね合わされたリング状のマスクで前記基板の前記外縁部を覆った状態で、前記トレイ及び前記マスクを、静電吸着面と、前記静電吸着面よりも外周側且つ下方に設けられたトレイ載置部とを有する回転ステージに向けて移動させ、前記基板が前記静電吸着面に吸着され、前記トレイが前記トレイ載置部に載置され、前記静電吸着面から前記トレイ載置部側に突出した前記外縁部に対して前記基板支持部が下方に離間し、且つ前記マスクが前記外縁部に対して上方に離間した状態で、前記回転ステージを回転させつつ前記基板を処理し、前記基板の処理の後、前記トレイが前記トレイ載置部に載置され且つ前記マスクが前記マスク支持部に重ね合わされたまま、前記基板に対する静電吸着力を解除することを特徴とする基板処理方法が提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、基板の破片を原因とする不具合を回避することができる基板処理装置及び基板処理方法が提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010026955.tif 000008
【国際調査報告】
2010026955.tif 000009
2010026955.tif 000010
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