(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス構造部のみを薄くすることでその外周縁部にリブが形成された半導体ウエハに対し所定の処理を施す処理室内で当該半導体ウエハが載置される基板載置部と、前記リブが存する半導体ウエハの外周縁部に押圧力を加え得るクランプ手段と、基板載置部に組付けた静電チャックとを備える半導体ウエハ保持装置であって、
前記基板載置部はその中央領域を凸状に突出させた段付き形状であり、この凸状の突出部上面がリブ内側のチップ有効部の面積より小さく形成され、
前記リブが基板載置部に対向する方向から半導体ウエハを当該突出部に載置し、前記クランプ手段により押圧力を加えると、前記リブの下端面が基板載置部の一段下がった平坦面に接触し、静電チャック機構を作動させると、デバイス構造部が突出部上面に面接触して吸着保持されるように構成したことを特徴とする半導体ウエハ保持装置。
【請求項２】
前記クランプ手段は、前記基板載置部の周囲に立設した昇降自在な駆動軸と、駆動軸の先端に連結された環状のクランプリングとを備え、駆動軸を作動させてクランプリングを下降させると、半導体ウエハの外周縁部全体に押圧力が作用することを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ保持装置。
【請求項３】
前記半導体ウエハに作用する押圧力を変更自在としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体ウエハ保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに対し所定の処理を施す処理室内で当該半導体ウエハを保持する半導体ウエハ保持装置に関し、より詳しくは、デバイス構造部のみを薄くすることでその外周縁部にリブが形成された半導体ウエハ用の半導体ウエハ保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＤやプラズマエッチングなどの所定の処理を行う真空処理装置においては、真空雰囲気中の処理室内で半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）を保持するために、静電吸着方式の所謂静電チャックを組み込んだ基板ステージ（基板保持装置）が配置されている。このように静電チャックによりウエハを保持して上記所定の真空処理を行う場合、ウエハが位置ずれを起こさないように保持するだけでなく、当該基板を密着性よく保持してウエハの加熱、冷却の際にその面内温度を一定に保持したりすること等の性能が求められる。
【０００３】
ところで、最近では生産性の向上のため、ウエハを大径かつ薄肉のもの（１５０μｍ以下の厚さ）にする傾向がある。このようなウエハに対し、所望のデバイス構造を形成すべく薄膜形成やエッチング処理等の複数の処理工程を実施すると、当該ウエハには様々な方向の反りが生じる。この場合、反りの大きいウエハを基板ステージに載置し、静電チャック機構によりウエハを保持すると、ウエハのうち反りが生じている部分が基板ステージに保持できないという不具合が生じる。
【０００４】
そこで、従来では、基板ステージの周囲に立設した昇降自在な複数本の駆動軸と、当該駆動軸の上端に接続され、ウエハの外周縁部に押圧力を加え得るクランプリングとからなるクランプ手段を設けることが特許文献１で開示されている。このものでは、当該クランプリングを基板ステージの上方に位置させた状態で、基板ステージ上にウエハを載置し、クランプリングを下降させてウエハの外周縁部に押圧力を加えて、ウエハを基板ステージ上面に密着させ、この状態で、静電チャック機構を作動させてウエハを基板ステージに吸着保持する。これにより、クランプ手段によりウエハを基板ステージに密着固定させ、この状態で静電チャックによりウエハを吸着保持することで、反ったウエハであっても密着性よく保持できる。
【特許文献１】特開２００１−５３０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ウエハを大径かつ薄肉のものとすると、耐圧が低下したり、デバイス構造部製作の各処理工程中や搬送中にウエハが破損する虞が増大する。このことから、近年では、デバイス構造部のみを薄くすることでその外周縁部にリブが形成された所謂リブ付きウエハを用いることが提案されている。然し、このようなリブ付きウエハであっても、リブを有さない従来のウエハと同様に、各処理工程を実施すると様々な方向に反りが生じていることから、リブの形成面と反対側の面（デバイス構造が形成される面）に所定の処理を実施するために、当該リブ付きウエハが破損することなく、密着性よく基板ステージに保持されるようにする必要がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、リブ付きウエハが、破損することなしに密着性よく基板載置部に保持（セット）できる半導体ウエハ保持装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、デバイス構造部のみを薄くすることでその外周縁部にリブが形成された半導体ウエハに対し所定の処理を施す処理室内で当該半導体ウエハが載置される基板載置部と、前記リブが存する半導体ウエハの外周縁部に押圧力を加え得るクランプ手段と、基板載置部に組付けた静電チャックとを備える半導体ウエハ保持装置であって、前記基板載置部はその中央領域を凸状に突出させた段付き形状であり、この凸状の突出部上面がリブ内側のチップ有効部の面積より小さく形成され、前記リブが基板載置部に対向する方向から半導体ウエハを当該突出部に載置し、前記クランプ手段により押圧力を加えると、前記リブの下端面が基板載置部の一段下がった平坦面に接触し、静電チャック機構を作動させると、デバイス構造部が突出部上面に面接触して吸着保持されるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の半導体ウエハ保持装置でリブ付きウエハ保持する際は、リブが基板載置部に対向する方向から、リブ内側の面積より小さい突出部上面に当該ウエハを載置する。このとき、デバイス構造形成のために複数の処理工程を経たウエハは様々な方向に反りが生じている。そして、クランプリングによりリブが存するウエハの外周縁部に押圧力を加えると、リブの下端面が基板載置部の一段下がった平坦面に接触する。この場合、ウエハは、その反りが矯正され、突出部上面との間で微少な間隙を介して保持される。また、クランプリングにより押圧力を加えても、リブの下端面が上記平坦面に接触するため、当該押圧力でウエハが破損する等の不具合は生じない。そして、静電チャックを作動させると、ウエハは、そのリブ内側の面が突出部上面と面接触して吸着保持される。
【０００９】
このように本発明では、処理すべきウエハがリブ付きのものであっても、当該ウエハが密着性よく保持され、例えばウエハを加熱、冷却する場合でもその面内温度を一定に保持したりすること等の性能を発揮させることができる。
【００１０】
本発明においては、前記クランプ手段は、前記基板載置部の周囲に立設した昇降自在な駆動軸と、駆動軸の先端に連結された環状のクランプリングとを備え、駆動軸を作動させてクランプリングを下降させると、半導体ウエハの外周縁部全体に押圧力が作用する構成を採用すればよい。
【００１１】
ところで、リブ付きウエハの処理面に所定の処理を実施した後、リブが形成された面に対しバックグラインド等のさらに所定の処理が行われることがある。このため、ウエハが破損しないよう、基板載置部へのウエハのセット方向に応じて前記半導体ウエハに作用する押圧力を変更自在とすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照して説明すれば、１は、デバイス構造部のみを薄くすることでその外周縁部にリブＷＲが形成されたリブ付きウエハＷにエッチング等の所定の処理を施す処理室内に設けられる基板ステージ（基板載置部）であり、リブの形成面と反対側の面（デバイス構造が形成される面）を上側にして当該ウエハＷを保持する。基板ステージ１は、基台２と基台２上面中央部に設けられた静電チャック３とを具備する。金属製の基台２は、その中央領域を凸状に突出させた段付き形状であり、この凸状の突出部２ａ上面がリブ内側のチップ有効部の面積より小さく形成されている。
【００１３】
静電チャック３は、突出部２ａ上面に設けたシリコンゴム等の絶縁物内に所定のパターンで電極（図示せず）を配置して構成され、静電チャック３の電極への電圧印加で被処理基板Ｓが基板ステージ１に吸着保持される。この場合、静電チャック３を含む突出部２ａの平坦面２ｂからの高さは、後述するクランプ手段により押圧力を加えると、リブＷＲの下端面が基台２の一段下がった平坦面２ｂに接触し、ウエハＷの裏面（リブ内側の面）が微小な隙間を介して突出部２ａ上面に対し略平行となるように設定されている。
【００１４】
基台２の周囲には、クランプ手段４が設けられ、このクランプ手段４と静電チャック３を有する基板ステージ１とで本実施の形態のウエハ保持装置が構成される。クランプ手段４は、ウエハＷのリブＷＲが存する外周縁部に押圧力を加えるクランプリング４１を具備する。クランプリング４１の下面には複数本の駆動軸４２が垂設されており、各駆動軸４２は、基板ステージ１の一段下がった平坦面２ｂで上下に貫通してエアーシリンダ等の駆動手段４３に連結されている。これにより、駆動手段４３の作動によりクランプリング４１が基板ステージ１に対し昇降する。
【００１５】
次に、本発明のウエハ保持装置へのリブ付きウエハＷの保持動作を説明する。先ず、クランプリング４１が上昇位置にある状態で、フィンガー部を設けた公知の構造の搬送ロボットにより、リブＷＲが基板ステージ１に対向する方向から当該リブＷＲが突出部２ａ上面を跨ぐように（リブの側面と突出部２ａとの間に微小な間隙を存して）ウエハＷが載置される。このとき、デバイス構造形成のために複数の処理工程を経たウエハは様々な方向に反りが生じている（図２（ａ）及び図３（ｂ）参照）。
【００１６】
次に、駆動手段４３を作動させて駆動軸４２を下降させると、クランプリング４１により、リブＷＲが存するウエハＷの外周縁部に押圧力を加えられて、リブＷＲの下端面が基板載置部の一段下がった平坦面２ｂに接触するようになる（図２（ｂ）及び図３（ｂ）参照）。このとき、ウエハＷはその反りが矯正され、突出部２ｂ上面との間で微少な間隙を介して略水平に保持される。そして、静電チャック３を作動させると、ウエハＷは、そのリブ内側の面が突出部２ａ上面と面接触して密着保持される。
【００１７】
これにより、本実施の形態のウエハ保持手段では、処理すべきウエハＷがリブＷＲ付きのものであっても、当該ウエハＷが密着性よく基板ステージ１に保持させることができ、例えばウエハＷを加熱、冷却する場合でもその面内温度を一定に保持したりすること等の性能を発揮させることができる。
【００１８】
尚、本実施の形態においては、リブＷＲが形成される面と反対の面にデバイス構造部が形成されることから、リブＷＲが基板ステージ１に対向する方向から当該リブＷＲが突出部２ａ上面を跨ぐようにウエハＷを載置する場合について説明したが、リブが形成された面に対しバックグラインド等のさらに所定の処理が行われる場合には、ウエハＷが破損しないよう、ウエハＷのセットすべき方向に応じてクランプリング４１を介して作用する押圧力を変更自在とすることが好ましい。この場合、駆動手段４３がエアーシリンダであれば、レギュレータを介してエアーシリンダへの供給圧力を変化させれば、クランプリング４１を介して作用する押圧力が変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の半導体ウエハ保持装置をウエハを保持した状態で示す切断側面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す半導体ウエハ保持装置への半導体ウエハの密着保持を説明する図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、  図１に示す半導体ウエハ保持装置への半導体ウエハの密着保持を説明する図。
【符号の説明】
【００２０】
１  基板ステージ（基板載置部）
２  基台
３  静電チャック
４１  駆動軸（クランプ手段）
４２  クランプリング（クランプ手段）
Ｗ  半導体ウエハ
ＷＲ  リブ
【図１】
0004839294.tif 000002
【図２】
0004839294.tif 000003
【図３】
0004839294.tif 000004