(57)【要約】【課題】複数のウェハ支持部材および密封部材がホルダ基板に形成されたウェハホルダにおいて、ウェハ吸着面の平面度を一層向上させる。【解決手段】複数のウェハ支持部材６および密封部材３、４をホルダ基板２に形成する（ｂ）。密封部材３、４の上面３ａ、４ａを切削または研削して当該上面３ａ、４ａの高さを複数のウェハ支持部材６の上面６ａの高さより低くする（ｄ）。複数のウェハ支持部材６の上面６ａを切削または研削して当該上面６ａの高さを密封部材３、４の上面３ａ、４ａの高さに一致させる（ｆ）。このように、密封部材３、４とウェハ支持部材６とが別個に加工されるため、ウェハ支持部材６の上面６ａの高さと密封部材３、４の上面３ａ、４ａの高さとを加工後に一致させることができる。したがって、ウェハホルダ１のウェハ吸着面の平面度を高めることができる。【選択図】図５
2012009465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウェハ支持部材および密封部材がホルダ基板に形成され、前記複数のウェハ支持部材の上面および前記密封部材の上面が結ばれて仮想的に形成されたウェハ吸着面を有するウェハホルダの製造方法であって、
前記複数のウェハ支持部材および前記密封部材を前記ホルダ基板に形成する形成工程と、
前記密封部材の上面を切削または研削して当該上面の高さを前記複数のウェハ支持部材の上面の高さより低くする密封部材加工工程と、
前記複数のウェハ支持部材の上面を切削または研削して当該上面の高さを前記密封部材の上面の高さに一致させるウェハ支持部材加工工程と
が含まれることを特徴とするウェハホルダの製造方法。
【請求項２】
前記密封部材加工工程の終了時点において、前記複数のウェハ支持部材の上面と前記密封部材の上面との高さの差が３〜６μｍの範囲内であるとともに、前記密封部材の上面の表面粗さが、最大高さで０．５〜１μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のウェハホルダの製造方法。
【請求項３】
前記ウェハ支持部材加工工程の終了時点において、前記複数のウェハ支持部材の上面の表面粗さが、最大高さで０．２５〜０．５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハホルダの製造方法。
【請求項４】
前記ウェハ支持部材加工工程には、
前記複数のウェハ支持部材の上面を高速で切削または研削して当該上面の高さを前記密封部材の上面の高さに近付ける高速加工と、
この高速加工の後、前記複数のウェハ支持部材の上面を高精度に切削または研削して当該上面の高さを前記密封部材の上面の高さに一致させる高精度加工と
が含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウェハホルダの製造方法。
【請求項５】
前記高速加工の終了時点において、前記複数のウェハ支持部材の上面の高さが、前記密封部材の上面の高さより１〜１．５μｍの範囲内で高いことを特徴とする請求項４に記載のウェハホルダの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のウェハホルダの製造方法によって製造されたことを特徴とするウェハホルダ。
【請求項７】
請求項６に記載のウェハホルダを有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、ガラス、セラミックスなどの材料からなるウェハを吸着保持するためのウェハホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のウェハホルダは、半導体回路などの製造に用いられる露光装置に装備されており（例えば、特許文献１参照）、ホルダ基板、輪帯シール、多数の微小なピン、真空引き孔およびセンターアップピン孔などから構成されている。
【０００３】
このウェハホルダは、従来、次のような方法（以下、公知技術１という。）で製造されていた。まず、焼結されたブランクに対して、研削加工やラッピング加工により、平面出し、平行出し、せん孔（穿孔）を行う。その後、ブラスト加工により、ピンおよび輪帯シールをホルダ基板に形成する。次いで、ラッピング加工により、ホルダ基板の裏面を高精度に切削する。最後に、このホルダ基板の裏面を基準面として、ラッピング加工およびポリッシング加工により、ピンの上面および輪帯シールの上面を同時に高精度に切削する。これら一連の工程により、ウェハホルダが完成し、ピンの上面および輪帯シールの上面を結ぶ形でウェハ吸着面が仮想的に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に輪帯シールの上面とピンの上面との面積差が大きいため、公知技術１では、ピンの上面および輪帯シールの上面を同時に切削する工程において、両者の加工レート（単位時間当たりの加工量）が互いに異なる。したがって、ウェハホルダでウェハを吸着保持したときに、ウェハが歪んで露光エラーの原因になる事態を確実に防ぐべく、ウェハ吸着面の平面度（フラットネス）を一層向上させることが望まれている。
【０００６】
こうした要望は、ＩＣの高集積化や高機能化に伴い、グローバルフラットネスやローカルフラットネスなどの平面度の高精度化が厳しく要求される場合に、とりわけ強くなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、ウェハ吸着面の平面度を一層向上させることが可能なウェハホルダの製造方法、ウェハホルダおよび露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る第１のウェハホルダの製造方法は、複数のウェハ支持部材（６）および密封部材（３、４）がホルダ基板（２）に形成され、前記複数のウェハ支持部材の上面（６ａ）および前記密封部材の上面（３ａ、４ａ）が結ばれて仮想的に形成されたウェハ吸着面（Ｐ）を有するウェハホルダ（１）の製造方法であって、前記複数のウェハ支持部材および前記密封部材を前記ホルダ基板に形成する形成工程と、前記密封部材の上面を切削して当該上面の高さを前記複数のウェハ支持部材の上面の高さより低くする密封部材加工工程と、前記複数のウェハ支持部材の上面を切削して当該上面の高さを前記密封部材の上面の高さに一致させるウェハ支持部材加工工程とが含まれるウェハホルダの製造方法としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るウェハホルダは、上記ウェハホルダの製造方法によって製造されたウェハホルダ（１）としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る露光装置は、上記ウェハホルダ（１）を有する露光装置（３０）としたことを特徴とする。
【００１１】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、密封部材加工工程およびウェハ支持部材加工工程において、密封部材とウェハ支持部材とが別個に加工される。そのため、両者の上面の面積差が大きくて加工レートが異なっても、ウェハ支持部材の上面の高さと密封部材の上面の高さとを加工後に一致させることができる。したがって、ウェハホルダのウェハ吸着面の平面度を一層向上させることが可能となる。その結果、ウェハホルダによるウェハの吸着保持時の歪みを抑制し、露光エラーの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光装置の基本構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す露光装置のウェハホルダ近傍を示す正面図であって、（ａ）はウェハがセンターアップ上に保持された状態図、（ｂ）はウェハがウェハホルダ上に保持された状態図である。
【図３】同実施の形態１に係るウェハホルダを示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその拡大縦断面図である。
【図４】同実施の形態１に係るウェハホルダの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】同実施の形態１に係るウェハホルダの製造方法を示す工程図であって、（ａ）はブランク加工工程の断面図、（ｂ）は形成工程の断面図、（ｃ）は基準面加工工程の断面図、（ｄ）は輪帯シール加工工程の断面図、（ｅ）はピン加工工程の前段（高速加工）の断面図、（ｆ）はピン加工工程の後段（高精度加工）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１５】
図１乃至図５は、本発明の実施の形態１に係る図である。この実施の形態１では、ウェハ支持部材としてピン６を用い、密封部材として輪帯シール３、４を用いている。なお、図２、図３および図５においては、わかりやすさを重視して図示しているため、各構成要素の寸法比率は必ずしも正確ではない。
【００１６】
この実施の形態１に係る露光装置３０は、図１に示すように、照明光学系３２を有しており、照明光学系３２にはアライメント光学系３６が含まれている。照明光学系３２の近傍（図１左方）には光源３３が、紫外線などの露光光を照明光学系３２に供給しうるように配置されている。
【００１７】
また、照明光学系３２の下方には、図１に示すように、マスクＲを載置するためのマスクステージ３７が水平方向（図１上下方向に直角な方向）に移動自在に設置されている。マスクステージ３７の近傍（図１左方）にはマスク交換系３８が配置されており、このマスク交換系３８により、マスクステージ３７を水平方向に移動させることができる。
【００１８】
また、マスクステージ３７の下方には、図１に示すように、ウェハステージ３１が水平方向に移動自在に設置されており、ウェハステージ３１上には、表面に感光剤を塗布したウェハＷを載置することができる。ウェハステージ３１の近傍（図１左方）にはステージ制御系３５が配置されており、このステージ制御系３５により、ウェハステージ３１を水平方向に移動させることができる。
【００１９】
また、マスクステージ３７とウェハステージ３１との間には、図１に示すように、マスクステージ３７上のマスクＲのパターンをウェハステージ３１上のウェハＷに投影するための投影光学系３４が設置されている。
【００２０】
さらに、露光装置３０は、図１に示すように、主制御部３９を有しており、主制御部３９は、上述したアライメント光学系３６、光源３３、マスク交換系３８およびステージ制御系３５に接続されている。
【００２１】
そして、ウェハステージ３１は、図２に示すように、ウェハベース２１、Ｙステージ２２、Ｘステージ２３、Ｚチルト駆動部２４、試料台２５、ウェハホルダ１、伸縮機構２７およびセンターアップ２６から構成されており、センターアップ２６は、３本の円柱状のスピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有している。ここで、ウェハベース２１の上側にはＹステージ２２がＹ方向（図２紙面に直角な方向）に移動自在に搭載されており、Ｙステージ２２の上側にはＸステージ２３がＸ方向（図２左右方向）に移動自在に搭載されている。Ｘステージ２３の上側には、Ｚチルト駆動部２４を介して試料台２５が支持されており、試料台２５の上側にはアルミナ製のウェハホルダ１が固着されている。また、Ｘステージ２３の上側には、伸縮機構２７を介してセンターアップ２６が昇降自在に支持されており、センターアップ２６の各スピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、試料台２５およびウェハホルダ１に遊嵌された状態となっている。
【００２２】
したがって、このウェハステージ３１においては、伸縮機構２７を伸張させてセンターアップ２６を上昇させることにより、図２（ａ）に示すように、ウェハＷをセンターアップ２６上に保持することができるとともに、伸縮機構２７を収縮させてセンターアップ２６を下降させることにより、図２（ｂ）に示すように、ウェハＷをウェハホルダ１上に保持することができる。
【００２３】
また、ウェハホルダ１は、図３に示すように、円盤状のホルダ基板２を有している。ホルダ基板２の表面２ａには、その周縁部に台形断面状の輪帯シール３が、円環状に配置された形でホルダ基板２と一体に形成されている。また、ホルダ基板２には、その中心部の近傍に３つの円形のセンターアップピン孔５が、円周上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で配置された形で、ホルダ基板２の表面２ａから裏面２ｂまでホルダ基板２の厚さ方向に貫通して形成されている。これらのセンターアップピン孔５には、上述したセンターアップ２６のスピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが遊嵌されている。これらのセンターアップピン孔５の周囲には、それぞれ円筒状の輪帯シール４が形成されている。また、ホルダ基板２の表面２ａには、３万〜５万本の円錐台状の微小なピン６がほぼ均等に配置された形でホルダ基板２と一体に形成されている。さらに、ホルダ基板２には、６つの円形の真空引き孔７がホルダ基板２の放射方向に沿って一直線上に等角度間隔で配置された形で、それぞれホルダ基板２の表面２ａから裏面２ｂまでホルダ基板２の厚さ方向に貫通して形成されている。
【００２４】
なお、このウェハホルダ１には、図３（ｂ）に示すように、ピン６の平坦な上面６ａおよび輪帯シール３、４の平坦な上面３ａ、４ａを結ぶ形でウェハ吸着面Ｐが仮想的に形成されている。
【００２５】
また、ホルダ基板２のサイズは、直径１５０〜４５０ｍｍ、厚さ８〜１９ｍｍである。輪帯シール３のサイズは、幅１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。各輪帯シール４のサイズは、幅１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。センターアップピン孔５のサイズは、直径８ｍｍである。各ピン６のサイズは、先端直径１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。ピン６同士の間隔は、１．６〜２．２ｍｍである。各真空引き孔７のサイズは、直径０．５〜３ｍｍ程度である。
【００２６】
そして、この露光装置３０を用いて、半導体デバイス等のデバイスを製造する際には、マスクステージ３７上にマスクＲを載置するとともに、ウェハステージ３１のウェハホルダ１上にウェハＷを吸着保持する。この状態で、主制御部３９からの指令に基づき、光源３３から露光光が照明光学系３２に照射され、マスクＲのパターンがウェハＷに投影されて転写される。その後、このウェハＷに各種の後処理を施すと、デバイスが完成する。
【００２７】
次に、ウェハホルダ１の製造方法について、図４および図５に基づいて説明する。
【００２８】
まず、ブランク加工工程で、研削加工やラッピング加工により、図５（ａ）に示すように、焼結されたブランク９に対して、平面出し、平行出し、せん孔を行う（図４のステップＳ１）。すると、ブランク９にセンターアップピン孔５および真空引き孔７が形成される。
【００２９】
その後、形成工程に移行し、ブラスト加工により、図５（ｂ）に示すように、ピン６および輪帯シール３、４をホルダ基板２に形成する（図４のステップＳ２）。
【００３０】
次いで、基準面加工工程に移行し、ラッピング加工により、図５（ｃ）に示すように、ホルダ基板２の裏面２ｂをその全面にわたって高精度に切削する（図４のステップＳ３）。
【００３１】
その後、輪帯シール加工工程に移行し、ダイヤモンド加工により、ホルダ基板２の裏面２ｂを基準面として、図５（ｄ）に示すように、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａを切削する（図４のステップＳ４）。そして、この切削により、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａをピン６の上面６ａより低くし、両者の高さの差ΔＨ１を３〜６μｍの範囲内とする。また、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａの表面粗さを最大高さＲｙで０．５〜１μｍの範囲内とする。ここで、最大高さＲｙは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で定義されている値である。以下、同様である。
【００３２】
最後に、ピン加工工程に移行し、ラッピング加工およびポリッシング加工により、ホルダ基板２の裏面２ｂを基準面として、ピン６の上面６ａを２段階で切削する（図４のステップＳ５、Ｓ６）。
【００３３】
すなわち、まず、ウェハホルダ１の生産性の向上を重視して、ラッピング加工により、図５（ｅ）に示すように、ピン６の上面６ａを高速で切削する（図４のステップＳ５）。そして、この切削により、ピン６の上面６ａの高さを輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａの高さに近付け、両者の高さの差ΔＨ２を１〜１．５μｍの範囲内とする。このとき、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａがピン６の上面６ａより低くなっているため、面全体を同時にラッピング加工しても、輪帯シール３、４と干渉することはなく、ピン６の上面６ａのみを削ることができる。したがって、ピン６の上面６ａを短時間で効率よく切削することができる。
【００３４】
次いで、ウェハホルダ１の加工精度の向上を重視して、ポリッシング加工により、図５（ｆ）に示すように、ピン６の上面６ａを高精度に切削する（図４のステップＳ６）。そして、この切削により、ピン６の上面６ａの高さを輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａの高さに一致させる。このとき、ピン６の上面６ａの表面粗さを最大高さＲｙで０．２５〜０．５μｍ（つまり、上述した輪帯シール加工工程における輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａの表面粗さの半分）の範囲内とする。
【００３５】
なお、このポリッシング加工の方法としては、例えば、研磨ポリッシャ（図示せず）の上側にウェハホルダ１を裏向きに載置し、この研磨ポリッシャとウェハホルダ１との間に、研磨材を含む研磨液体（スラリー）を供給して介在させた状態で、ウェハホルダ１に対して研磨ポリッシャを相対的に移動させる方法が挙げられる。
【００３６】
ここで、ウェハホルダ１が完成し、ウェハホルダ１の製造方法が終了する。
【００３７】
このように、輪帯シール加工工程およびピン加工工程において、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａとピン６の上面６ａとが別個に切削加工される。すなわち、輪帯シール加工工程で輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａが切削された後、ピン加工工程でピン６の上面６ａが切削される。そのため、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａとピン６の上面６ａとの面積差が大きくて加工レートが異なる場合でも、上述した公知技術１と異なり、ピン６の上面６ａの高さと輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａの高さとを加工後に一致させることができる。
【００３８】
したがって、ウェハホルダ１のウェハ吸着面Ｐの平面度を高めることが可能となる。例えば、公知技術１のように、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａとピン６の上面６ａとを同時に切削加工する場合に比べて、ウェハ吸着面Ｐの平面度を半分以下の精度に高めることができる。
【００３９】
その結果、ウェハホルダ１でウェハＷを吸着保持したときに、このウェハＷの歪みを抑制し、露光エラーの発生を低減することが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００４０】
なお、上述した実施の形態１では、アルミナ製のウェハホルダ１について説明した。しかし、アルミナ以外の材質（例えば、アルティック（アルミナ＋ＴｉＣ系セラミックス）、ＳｉＣ、ＳｉＣ−ＣＶＤＳｉＣ（ＳｉＣ基材の表面に、ＣＶＤ（化学蒸着法）によりＳｉＣをコーティングしたもの）、ＡｌＮ、低熱膨張セラミックスなど）からなるウェハホルダ１に本発明を同様に適用することも可能である。
【００４１】
また、上述した実施の形態１では、直径０．５〜３ｍｍ程度の円形の真空引き孔７が６つ、ホルダ基板２に一直線上に等角度間隔で配置されたウェハホルダ１について説明した。しかし、ウェハホルダ１のウェハ吸着面ＰにウェハＷを吸着保持する際に真空引き機能を果たす限り、真空引き孔７のサイズ、形状、個数、配置方法を任意に設定することができる。
【００４２】
また、上述した実施の形態１では、ブランク加工工程において、ブランク９にセンターアップピン孔５および真空引き孔７を形成した後、形成工程において、ピン６および輪帯シール３、４をホルダ基板２に形成する場合について説明した。しかし、センターアップピン孔５および真空引き孔７が予め形成されている場合には、ブランク加工工程を省くことにより、ウェハホルダ１の製造工程を簡素化することができる。
【００４３】
さらに、上述した実施の形態１では、基準面加工工程において、ホルダ基板２の裏面２ｂを高精度に切削した後、輪帯シール加工工程およびピン加工工程において、このホルダ基板２の裏面２ｂを基準面として、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａおよびピン６の上面６ａを切削する場合について説明した。しかし、輪帯シール加工工程およびピン加工工程においてホルダ基板２の裏面２ｂを基準面とする必要がない場合は、基準面加工工程を省くことにより、ウェハホルダ１の製造工程を簡素化することができる。
【００４４】
また、上述した実施の形態１では、ピン加工工程において、ピン６の上面６ａを２段階（高速加工と高精度加工）で切削する場合について説明したが、このピン６の上面６ａの切削は必ずしも２段階で行う必要はない。例えば、あまり高精度な仕上げ加工を必要としない場合は、高速加工のみでピン６の上面６ａを切削することも可能である。
【００４５】
また、上述した実施の形態１では、輪帯シール３、４の上面３ａ、４ａやピン６の上面６ａを切削する場合について説明したが、これらを切削する代わりに研削しても構わない。
【００４６】
また、上述した実施の形態１では、ウェハ支持部材がピン６である場合について説明したが、ピン６以外のウェハ支持部材（例えば、四角柱、三角錐、四角錐など）を有するウェハホルダ１に本発明を同様に適用することも可能である。
【００４７】
さらに、上述した実施の形態１では、密封部材が輪帯シール３、４である場合について説明したが、輪帯シール３、４以外の密封部材（例えば、四角形などの多角形の壁その他）を有するウェハホルダ１に本発明を同様に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、特に、平面度の高精度化が厳しく要求される技術分野に有益である。
【符号の説明】
【００４９】
１……ウェハホルダ
２……ホルダ基板
２ａ……表面
２ｂ……裏面
３、４……輪帯シール（密封部材）
３ａ、４ａ……上面
５……センターアップピン孔
６……ピン（ウェハ支持部材）
６ａ……上面
７……真空引き孔
９……ブランク
２１……ウェハベース
２２……Ｙステージ
２３……Ｘステージ
２４……Ｚチルト駆動部
２５……試料台
２６……センターアップ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ……スピンドル部
２７……伸縮機構
３０……露光装置
３１……ウェハステージ
３２……照明光学系
３３……光源
３４……投影光学系
３５……ステージ制御系
３６……アライメント光学系
３７……マスクステージ
３８……マスク交換系
３９……主制御部
Ｐ……ウェハ吸着面
Ｒ……マスク
Ｗ……ウェハ
【図１】
2012009465.tif 000003
【図２】
2012009465.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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