(57)【要約】【課題】変形した半導体ウェハでも所定の保持力を維持して真空吸着することができる基板保持装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、チャック本体部１５０に基板が載置されると、基板と底面部１５１との間の気体を排気して基板を吸着する基板保持装置が提供される。チャック本体部１５０には、基板が載置される領域の底面部１５１に複数のピン１５４が固定される。可動底部１５５は、ピン１５４が挿入され、ピン１５４の延在方向に移動可能であり、基板が載置される領域を覆うように２以上設けられる。【選択図】図２
2016143706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される領域の底面部に複数のピンが固定されるチャック本体部と、
前記ピンが挿入され、前記ピンの延在方向に移動可能であり、前記基板が載置される領域を覆うように２以上設けられる可動底部と、
を備え、前記チャック本体部に前記基板が載置されると、前記基板と前記底面部との間の気体を排気して前記基板を吸着する基板保持装置。
【請求項２】
基板形状データに基づいて前記可動底部の前記ピンの延在方向における位置を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記基板を前記チャック本体部上に載置した際に、前記基板が載置される領域内の各単位面積で、前記可動底部と前記基板とで挟まれる領域の体積が等しくなるように、前記可動底部の位置を決定する請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
基板が載置される領域の底面部に複数のピンが固定されるチャック本体部と、
前記チャック本体部を前記基板の面内方向に回転させる回転機構部と、
を備え、
前記底面部は、前記底面部の中心を通る同じ形状を有する４つ以上の底面領域に分割され、
前記底面領域の高さは、少なくとも２つ以上の異なる条件の組み合わせからなる基板保持装置。
【請求項４】
前記底面領域は、前記底面部の中心に比して外周部の方が底面の高さが低い第１底面領域と、前記底面部の中心に比して前記外周部の方が底面の高さが高い第２底面領域と、を有する請求項３に記載の基板保持装置。
【請求項５】
基板形状データを取得し、
基板が載置される領域の底面部に複数のピンが固定されるチャック本体部と、前記ピンが挿入され、前記ピンの延在方向に移動可能であり、前記基板が載置される領域を覆うように２以上設けられる可動底部と、を備える基板保持装置の前記可動底部を前記基板形状データに基づいて前記ピンの延在方向における位置を制御し、
前記基板保持装置上に、前記基板を載置し、
前記基板と前記底面部との間の気体を排気し、
前記基板に対して半導体製造処理を施す半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板保持装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、半導体ウェハ上に形成される膜によって半導体ウェハがストレスを受けて変形する場合がある。たとえば、平面型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリの場合には、半導体ウェハの面内方向に発生する残留応力が等方的なために、半導体ウェハはお椀型または傘型に変形する。また、メモリ素子を３次元的に配置した３次元型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリの場合には、メモリセル領域と周辺回路領域とで断面構造が異なる。そのため、半導体ウェハの面内方向に発生する残留応力に異方性が発生しやすく、半導体ウェハは鞍型に歪むことがある。
【０００３】
このように変形した半導体ウェハを露光装置などの半導体製造装置のステージ上に載せて、真空吸着しようとしても、半導体ウェハの保持力が低下し、正常に保持することができない。その結果、半導体製造装置における処理にも悪影響を与えてしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、変形した半導体ウェハでも所定の保持力を維持して真空吸着することができる基板保持装置および半導体装置の製造方法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】
【０００６】
本発明の一つの実施形態によれば、基板保持装置は、チャック本体部と、可動底部と、を備える。前記チャック本体部には、基板が載置される領域の底面部に複数のピンが固定される。前記可動底部は、前記ピンが挿入され、前記ピンの延在方向に移動可能であり、前記基板が載置される領域を覆うように２以上設けられる。前記チャック本体部に前記基板が載置されると、前記基板と前記底面部との間の気体を排気して前記基板を吸着する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態による基板保持装置を有する半導体製造装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態によるステージの構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態による可動底部の構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態による基板保持方法および半導体装置の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、お椀型に変形したウェハの場合の一例を示す図である。
【図６】図６は、傘型に変形したウェハの場合の一例を示す図である。
【図７】図７は、鞍型に変形したウェハの場合の一例を示す図である。
【図８】図８は、比較例としての基板保持装置の構成を示す図である。
【図９】図９は、比較例としての基板保持装置でのウェハの真空吸着の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態による基板保持装置上にウェハを載置した状態の一例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態による基板保持装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態による基板保持方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、鞍型に変形したウェハの載置方法の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、鞍型に変形したウェハの載置方法の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態による基板保持装置の他の構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態による半導体製造装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる基板保持装置および半導体装置の製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による基板保持装置を有する半導体製造装置の構成の一例を模式的に示す図である。ここでは、半導体製造装置として露光装置１を例示している。露光装置１は、高気密に構成されたたとえばアルミニウムまたはステンレスなどによって構成されるチャンバ１０を有する。
【００１０】
チャンバ１０内には、光源１１と、照明光学系１２と、マスクホルダ１３と、投影光学系１４と、基板保持装置であるステージ１５と、が設けられる。光源１１は、所定の波長の露光光を発生させる装置である。
【００１１】
照明光学系１２は、光源１１からの露光光をマスクホルダ１３上のマスク１３１に照射する。照明光学系１２は、光源１１からの露光光をマスク１３１へと導く図示しない複数のミラーを有する。
【００１２】
マスクホルダ１３は、マスク１３１を保持する。マスクホルダ１３は、マスク載置面と平行な方向に移動可能に構成されている。
【００１３】
投影光学系１４は、マスク１３１で反射した露光光をステージ１５上に投影する。投影光学系１４は、図示しない複数のミラーを有する。
【００１４】
ステージ１５は、複数のピンによって基板であるウェハ１００を支持し、真空吸着機構によってウェハ１００を固定する。
【００１５】
図２は、第１の実施形態によるステージの構成を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。ステージ１５は、図２（ｂ）に示されるように、チャック本体部１５０を有する。チャック本体部１５０は、底面部１５１と、底面部１５１の外周に底面部１５１の上面よりも高くなるように設けられる側面部１５２と、を有する。底面部１５１は、この例では円形を有しているが、他の形状でもよい。底面部１５１と側面部１５２とによって囲まれる領域は、凹部１５３となる。凹部１５３は、ウェハ１００の載置位置に対応する領域に設けられる。底面部１５１の中央付近には、底面部１５１を厚さ方向に貫通する排気孔１５８が設けられる。この例では、排気孔１５８は、底面部１５１の中央付近に１個設けられる場合を示しているが、複数設けられてもよい。
【００１６】
凹部１５３内には、複数のピン１５４が設けられる。ピン１５４は、所定の高さを有する。ピン１５４は、円錐状を有する。これは、ウェハ１００とステージ１５との間に異物を挟み込んだ際の局所的なデフォーカスのリスクを低減するためである。ピン１５４の径寸法は０．１〜１ｍｍ程度であり、高さは数十〜数百μｍ程度である。ただし、ピン１５４の高さは、すべて同一である。各ピン１５４は、所定の間隔で、凹部１５３内に２次元的に配置される。ピン１５４の下端は、チャック本体部１５０の底面部１５１に固定される。
【００１７】
また、凹部１５３内には、２以上の可動底部１５５が設けられる。可動底部１５５は、凹部１５３内に嵌めこまれる底部を２以上に分割したものである。この例では、図２（ａ）に示されるように、円形状の底部を、半径の異なる５つの同心円で区切るとともに、８本の中心を通る直線で区切っている。これによって、凹部１５３内には８０個の可動底部１５５が設けられることになる。可動底部１５５は、底面部１５１に支持部１５６によって支持されている。
【００１８】
図３は、第１の実施形態による可動底部の構成の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は１つの可動底部の上面図であり、（ｂ）は可動底部の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。可動底部１５５には、ピン挿入孔１５５１と、排気孔１５５２と、が厚さ方向に貫通するように設けられる。ピン挿入孔１５５１は、ピン１５４の配置位置に対応して設けられる。排気孔１５５２は、複数のピン挿入孔１５５１で囲まれる領域に設けられる。排気孔１５５２が設けられる位置は任意である。
【００１９】
支持部１５６は、底面部１５１上に可動底部１５５を支持する。支持部１５６は、ロッド１５６１を有する。ロッド１５６１の一端部は、可動底部１５５の下面側に接続され、ロッド１５６１の他端部は、モータなどの図示しないアクチュエータに接続される。アクチュエータによってロッド１５６１が、底面部１５１の底面に垂直な方向に移動することで、可動底部１５５の上面の位置（高さ）を変更することが可能になる。なお、可動底部１５５の上面が、ピン１５４の上端よりも低くなる範囲で可動底部１５５は移動される。
【００２０】
チャック本体部１５０の側面部１５２上には、環状の上部壁部材１５７が設けられる。上部壁部材１５７は、ウェハ１００とチャック本体部１５０とで挟まれる空間を真空とし、ウェハ１００の外周部を支持する。
【００２１】
図１に示されるように、ステージ１５には、基板ステージ制御部２０が設けられる。基板ステージ制御部２０は、ステージ１５に配置されるウェハ１００の形状データを取得し、ウェハ１００の面内方向の各領域における基板の高さを量子化し、量子化したデータに基づいて、可動底部１５５の上面の位置を制御する。
【００２２】
このような構成のステージ１５上にウェハ１００が載置される際に、載置されるウェハ１００の形状を示す量子化したデータにしたがって、基板ステージ制御部２０は凹部１５３内の可動底部１５５の高さを調整する。その後、ウェハ１００がステージ１５上に載置され、図示しない排気装置によって真空吸着が行われることになる。
【００２３】
つぎに、第１の実施形態による基板保持装置でのウェハ１００の保持工程を含む半導体装置の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態による基板保持方法および半導体装置の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。まず、基板形状データを取得する（ステップＳ１１）。基板形状データは、ウェハ１００の各位置における高さを示すデータである。ウェハ１００に高さの基準値を設け、その基準値からウェハ１００の各位置がどれだけ高いのかまたは低いのかを示すデータである。この場合の基板形状データは、ウェハ１００のトポグラフィデータである。基板形状データは、たとえばフィゾー干渉計による測定結果から取得することができる。
【００２４】
なお、基板形状データは、重ね合わせずれデータを用いて作成することもできる。重ね合わせずれデータは、ウェハ１００に下から回路パターンを重ね合わせていく際に生じる重ね合わせの位置ずれデータである。合わせずれの結果と形状との間の関係式が一般的に知られているので、この関係式を用いてウェハ１００の形状を求めることができる。
【００２５】
また、基板形状データは、アライメントデータを用いて作成することもできる。このアライメントデータの場合も、重ね合わせずれデータの場合と同様にウェハ１００の形状を求めることができる。
【００２６】
さらに、基板形状データは、応力データを用いて作成することもできる。これは、ウェハ１００に成膜したときの材料の応力に関するデータからウェハ１００の歪を予測して、基板形状データを生成するものである。基板形状データとして、これらのいずれを用いることも可能である。
【００２７】
ついで、基板形状データを量子化する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１で取得したアナログ値の基板形状データを、階調を用いてデジタル値の基板形状データに変換する。その結果、基板形状データは、離散値データとなる。たとえば、可動底部１５５の高さが１６段階である場合には、アナログ値の基板形状データを１６階調のデジタル値に変換することができる。
【００２８】
ついで、量子化された基板形状データを半導体製造装置に取り込む。たとえば基板ステージ制御部２０は、量子化された基板形状データを読み込む。基板ステージ制御部２０は、量子化された基板形状データにしたがってステージ１５の可動底部１５５の高さを変化させる（ステップＳ１３）。
【００２９】
その後、半導体製造装置内にウェハ１００を搬送し、ウェハ１００をステージ１５に載置する（ステップＳ１４）。ついで、ステージ１５の排気孔１５８に接続される排気装置は排気を開始し、ウェハ１００を真空チャックする（ステップＳ１５）。
【００３０】
そして、半導体製造装置内でウェハ１００に対する半導体製造処理が実行される（ステップＳ１６）。たとえば、図１に示されるような露光装置の場合には、ウェハ１００上に塗布されたレジストに対する露光処理が行われる。以上によって、処理が終了する。
【００３１】
基板形状データに合わせた可動底部１５５の高さ調整の例について説明する。図５は、お椀型に変形したウェハの場合の一例を示す図であり、（ａ）は基板形状データの一例を示し、（ｂ）は量子化された基板形状データの一例を示し、（ｃ）は可動底部を移動させた後の状態を示している。たとえば平面型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリのように基板の面内方向に関して発生する残留応力が等方的な場合に、ウェハは図５（ａ）に示されるようにお椀型に歪む。
【００３２】
このような基板形状データのｙ＝０の位置で量子化を行ったものが図５（ｂ）である。縦軸は、ステージ１５におけるｙ＝０上での階調を示している。たとえば図５（ｂ）中のｘ0からｘ1の範囲は、最も左側に位置する可動底部１５５に対応する領域である。この領域にあるアナログの基板形状データの値の平均値を求め、その平均値を階調に変換するとａ5になったものとしている。他の可動底部に対応する領域も同様にして階調が求められる。その結果、中央部（ｘ4からｘ6）は低い階調ａ1であり、そこから外周部に向かって階調が一段ずつ高くなる量子化された基板形状データが得られる。
【００３３】
基板ステージ制御部２０は、図５（ｂ）の量子化された基板形状データにしたがって、可動底部１５５を高さ方向に移動させると、図５（ｃ）に示されるようになる。中央部では、可動底部１５５の上面は低くなり、外周部では可動底部１５５の上面は高くなっている。このように、可動底部１５５の上面は、ウェハ１００の反りと同様の形状となるように移動されることになる。
【００３４】
図６は、傘型に変形したウェハの場合の一例を示す図であり、（ａ）は基板形状データの一例を示し、（ｂ）は可動底部を移動させた後の状態を示している。図６の場合には、（ａ）に示されるように、中央が一番高く外周部が一番低くなるような傘型にウェハ１００が変形している。たとえば平面型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリのように基板の面内方向に関して発生する残留応力が等方的な場合に、ウェハは図６（ａ）に示されるように傘型に歪む。
【００３５】
このような場合にも、ステージ１５の変形の仕方は図５の場合と同様である。その結果が図６（ｂ）に示されている。ウェハ１００の変形と同様に、可動底部１５５の上面は、中央部で高く、外周部で低くなっている。
【００３６】
図７は、鞍型に変形したウェハの場合の一例を示す図であり、（ａ）は基板形状データの一例を示し、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。たとえば３次元型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリでは、メモリセル領域と周辺回路領域のようにウェハ１００の場所が異なるとウェハの断面構造も異なる。その結果、残留応力に異方性が発生しやすくなる。このような場合には、ウェハ１００は図７（ａ）に示されるように鞍型状に歪む。
【００３７】
たとえばｘ＝０の位置では、ウェハ１００の中央部付近で高さが最も高く、外周部に向かって高さが低くなる。しかし、ｙ＝０の位置では、ウェハ１００の中央部付近では高さが低く、外周部に向かって高さが高くなる。そのため、ｙ＝０に対応する図２（ａ）のＡ−Ａ断面では、図７（ｂ）に示すように可動底部１５５の上面が移動され、ｘ＝０に対応する図２（ａ）のＣ−Ｃ断面では、図７（ｃ）に示すように可動底部１５５の上面が移動される。
【００３８】
このように、底部を多数の可動底部１５５で構成することによって、より複雑な形に変形したウェハ１００に対しても対応可能となる。
【００３９】
ここで、比較例としての基板保持装置の場合と比較した第１の実施形態による基板保持装置の効果について説明する。図８は、比較例としての基板保持装置の構成を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００４０】
比較例としての基板保持装置では、チャック本体部１５０の凹部１５３内に複数のピン１５４が設けられる。ピン１５４はチャック本体部１５０の底面部１５１に固定される。また、側面部１５２は、ウェハ１００と底面部１５１とで挟まれる空間を真空とし、ウェハ１００の外周部を支持する。このように、比較例としての基板保持装置では、可動底部が設けられず、底部はチャック本体部１５０の底面部１５１となる。その結果、場所によって底面部１５１の高さが変わることがない。
【００４１】
つぎに、比較例としての基板保持装置におけるウェハ１００の真空吸着手順について説明する。図９は、比較例としての基板保持装置でのウェハの真空吸着の一例を示す図である。まず、図９（ａ）に示されるように、基板保持装置（チャック本体部１５０）上にウェハ１００を載置する。ここでは、ウェハ１００はお椀型に歪んでいるものとする。また、基板保持装置を５つの領域Ｒ１〜Ｒ５に分割する。この領域Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ面積が等しいものとする。
【００４２】
比較例としての基板保持装置では、上記したように底面部１５１の高さはどの領域Ｒ１〜Ｒ５でも同じである。そのため、底面部１５１とウェハ１００とで挟まれる領域の体積が、領域Ｒ１と領域Ｒ５では略同じで、領域Ｒ２と領域Ｒ４では略同じで、領域Ｒ１は領域Ｒ２よりも大きく、領域Ｒ２は領域Ｒ３よりも大きくなる。つまり、反り量の大きい外周部側の領域Ｒ１，Ｒ５ほど吸着完了までに吸引しなければならない気体の量が多くなる。
【００４３】
排気を行っていくと、図９（ｂ）、（ｃ）に示されるようにウェハ１００の位置が変化する。そして、図９（ｃ）に示されるように、外周部側ほど吸着完了までに吸引しなければならない気体の量が多くなり、基板保持装置の上面よりウェハ１００が浮くことになる。その結果、ウェハ１００の外周部からのリークが大きくなる。そして、図９（ｄ）に示されるように、真空チャックが不完全になってしまう。
【００４４】
図１０は、第１の実施形態による基板保持装置上にウェハを載置した状態の一例を模式的に示す断面図である。ウェハ１００がお椀状に変形している場合、第１の実施形態の基板保持装置であるステージ１５では、ウェハ１００の形状に合わせて各可動底部１５５の高さが変更される。その結果、ウェハ１００をステージ１５上に載置した状態では、ウェハ１００と可動底部１５５とで挟まれる領域の体積が、それぞれの領域Ｒ１〜Ｒ５で略等しくなる。その結果、排気を開始すると、領域Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれで排気が完了するまでの時間を揃えることができる。つまり、ウェハ１００を精度よく吸着することができるという効果を有する。また、ウェハ１００を理想的に近い形で保持することができるので、その後に行われる半導体製造処理工程を精度よく実行することが可能になる。
【００４５】
第１の実施形態によれば、基板保持装置の底部を２以上の領域に分割し、載置するウェハ１００の形状に合わせて底部の高さを独立して変えるようにした。これによって、分割した領域で底部とウェハ１００とで挟まれる空間の体積を略等しくすることができ、どの領域でも吸着させるまでの時間を揃えることができる。その結果、変形したウェハ１００を正常に平面矯正して基板保持装置に吸着させることができるという効果を有する。また、基板保持装置の底部を多数に分割することで、複雑な形状に変形してしまったウェハ１００にも対応することができるという効果を有する。
【００４６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、任意の形状にウェハが変形した場合にも平面矯正することができる基板保持装置について説明した。第２の実施形態では、３次元型のＮＡＮＤ型フラッシュメモリにおいて、図７（ａ）に示したように鞍型に変形した場合を例に挙げ、このようなウェハを保持することができる基板保持装置について説明する。
【００４７】
図１１は、第２の実施形態による基板保持装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図であり、（ｄ）は（ａ）に底面の高低を書き込んだ図である。基板保持装置１５Ａは、チャック本体部１５０を有する。チャック本体部１５０は、底面部１５１と、その外周部付近を囲う側面部１５２と、を有する。底面部１５１と、側面部１５２と、によって凹部１５３が構成される。底面部１５１には、ピン１５４が同じ高さとなるように配置される。また、側面部１５２の上面の位置は、ピン１５４の上部の位置と同じになるように、側面部１５２の高さが調整される。
【００４８】
底面部１５１は、半径の異なる２つの同心円Ｃ１，Ｃ２で区切られるとともに、２本の中心を通る直線Ｌ１，Ｌ２で区切られる。その結果、底面部１５１は、８個の領域Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒ２４に区切られる。ここでは、同心円Ｃ１内で直線Ｌ１，Ｌ２によって区切られる４つの領域をＲ１１〜Ｒ１４とする。また、同心円Ｃ２内の同心円Ｃ１を除く領域で、直線Ｌ１，Ｌ２によって区切られる４つの領域をＲ２１〜Ｒ２４とする。
【００４９】
第２の実施形態では、チャック本体部１５０の底面部１５１は、領域Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２３の高さが、領域Ｒ１１，Ｒ１３，Ｒ２２，Ｒ２４の高さに比して高くなるように、底面部１５１に高床部１６０が設けられる。底面の高低の関係が図１１（ｄ）に示されている。
【００５０】
領域Ｒ１１，Ｒ２１の組み合わせ、領域Ｒ１２，Ｒ２２の組み合わせ、領域Ｒ１３，Ｒ２３の組み合わせ、領域Ｒ１４，Ｒ２４の組み合わせは、平面視上それぞれ同じ形状を有している。また、領域Ｒ１１，Ｒ２１の組み合わせと領域Ｒ１３，Ｒ２３の組み合わせは、底面の高低の関係が同じ関係を有する第１底面領域に分類される。領域Ｒ１２，Ｒ２２の組み合わせと領域Ｒ１４，Ｒ２４の組み合わせは、底面の高低の関係が同じ関係を有する第２底面領域に分類される。そして、これらの第１底面領域と第２底面領域とが、面内で交互に配置される構成となっている。
【００５１】
高床部１６０の高さは、載置されるウェハ１００の変形度合いの大きさに応じて、決定される。たとえば、載置されるウェハ１００の位置の最大値と最小値の差の平均値が１００μｍであれば、段差の大きさは１００μｍとされ、２００μｍであれば、段差の大きさは２００μｍとされる。
【００５２】
また、チャック本体部１５０の底面部１５１の下部には、回転部１５９が設けられる。回転部１５９は、チャック本体部１５０を面内方向に回転させる。これは、ウェハ１００面内での変形に合わせて、高床部１６０の位置を合わせるためである。
【００５３】
ここで、第２の実施形態による基板保持装置の基板保持方法の一例について説明する。図１２は、第２の実施形態による基板保持方法の一例を示すフローチャートである。まず基板形状データを取得する（ステップＳ３１）。これによって、図７（ａ）に示されるような鞍型に変形したウェハ１００の基板形状データが得られる。
【００５４】
ついで、基板形状データを用いて、ウェハ１００内の基準となる位置に対して、外周部が低くなっている位置（あるいは外周部が高くなっている位置）がどのくらいの角度ずれているかを算出する（ステップＳ３２）。たとえば外周部の最低位置（あるいは外周部の最高位置）を求める。外周部の最低位置（あるいは外周部の最高位置）とウェハ１００の中心とを結ぶ線分と、ウェハ１００のノッチ（の中心）とウェハ１００の中心とを結ぶ線分と、が交わる角度を求める。
【００５５】
その後、基板ステージ制御部２０は、算出した角度だけ基板保持装置を回転させる（ステップＳ３３）。これによって、チャック本体部１５０の高床部１６０の位置が、載置されるウェハ１００の変形に合わされる。ついで、ウェハ１００を回転されたチャック本体部１５０上に載置する（ステップＳ３４）。その後、排気装置によってチャック本体部１５０の凹部１５３内が排気されて、ウェハ１００が真空チャックされる（ステップＳ３５）。そして、ウェハ１００に対する半導体製造処理が実行される（ステップＳ３６）。
【００５６】
図１３と図１４は、鞍型に変形したウェハの載置方法の一例を示す図であり、各図において、（ａ）は基板形状データの一例を示し、（ｂ）は基板保持装置の回転の一例を示している。なお、基板保持装置の基準位置は、図１１（ｄ）に示される位置にあるものとする。また、基板保持装置の基準位置は、載置されるウェハ１００内に設けられる基準位置、たとえばノッチの配置位置と対応付けされているものとする。
【００５７】
図１３（ａ）の基板形状データにおいて、ノッチはｙ＝０の位置にあるものとする。また、外周部の最低位置はノッチの位置を基準にして反時計回りに４５°回転した位置にある。その結果、基板ステージ制御部２０は、図１３（ｂ）に示されるように、基板保持装置を図１１（ｄ）の状態から反時計回りに４５°（−４５°）回転させて位置合わせを行う。
【００５８】
図１４（ａ）の基板形状データにおいて、ノッチはｙ＝０の位置にあるものとする。また、外周部の最低位置はノッチの位置を基準にして時計回りに９０°回転した位置にある。その結果、基板ステージ制御部２０は、図１４（ｂ）に示されるように、基板保持装置を図１１（ｄ）の状態から時計回りに９０°回転させて位置合わせを行う。
【００５９】
なお、図１１（ｂ）、（ｃ）では、上面が平坦な高床部１６０を領域Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２３に設けたが、このような形態に限定されない。図１５は、第２の実施形態による基板保持装置の他の構成例を示す図であり、（ａ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ断面図に対応する図であり、（ｂ）は図１１（ａ）のＦ−Ｆ断面図に対応する図である。図１５に示されるように、各領域にスロープ状の高床部１６１を設けてもよい。すなわちチャック本体部１５０の底面部１５１の形状を鞍型状にしてもよい。
【００６０】
なお、図１１は一例であり、実施形態がこれに限定されるものではない。たとえば底面部１５１を半径の異なる３つ以上の同心円で区切ってもよいし、３本以上の中心を通る直線で区切ってもよい。
【００６１】
第２の実施形態では、基板保持装置のチャック本体部１５０の底面部１５１を、鞍型に対応した高さを有する形状とし、チャック本体部１５０を平面内で回転可能な構成とした。そして、チャック本体部１５０の底面部１５１の形状がウェハ１００の形状と合致するようにチャック本体部１５０を回転させてから、鞍型に変形したウェハ１００を載置した。これによって、ウェハ１００の各領域と底面部１５１とで挟まれる体積を略等しくすることができ、どの領域でも吸着させるまでの時間を揃えることができる。その結果、鞍型に変形したウェハ１００を正常に平面矯正して基板保持装置に吸着させることができるという効果を有する。
【００６２】
（第３の実施形態）
第２の実施形態は、鞍型にウェハが変形する場合に特化したものである。しかし、場合によっては、ウェハが鞍型に変形しない場合もある。第３の実施形態では、このような場合にも対応できる半導体製造装置について説明する。
【００６３】
図１６は、第３の実施形態による半導体製造装置の構成の一例を模式的に示す図である。図１６では、２台の半導体製造装置２Ａ，２Ｂと、ウェハ搬送部３０と、制御部４０と、を有する。半導体製造装置２Ａ，２Ｂは、同じ種類の半導体製造処理を行う装置であり、半導体製造処理部２５が設けられている。半導体製造処理部２５は、たとえば露光処理部、エッチング処理部、または成膜処理部などである。それぞれの半導体製造装置２Ａ，２Ｂでは、基板保持装置の構成が異なっている。半導体製造装置２Ａには、比較例としての基板保持装置１５Ｃが設けられており、半導体製造装置２Ｂには、第２の実施形態の基板保持装置１５Ａが設けられている。
【００６４】
ウェハ搬送部３０は、制御部からの指示に従ってウェハ１００を半導体製造装置２Ａまたは半導体製造装置２Ｂへと搬送する。
【００６５】
制御部４０は、基板形状データを取得し、基板形状データから半導体製造装置２Ａと半導体製造装置２Ｂとのいずれにウェハ１００を搬送するかを決定する。たとえば基板形状データの最大位置と最小位置との差が所定の閾値未満である場合には、変形していないウェハ１００として扱い、半導体製造装置２Ａに搬送するようにウェハ搬送部３０に指示を出す。また、基板形状データの最大位置と最小位置との差が所定の閾値以上である場合には、鞍状に変形しているウェハ１００として扱い、半導体製造装置２Ｂに搬送するようにウェハ搬送部３０に指示を出す。
【００６６】
なお、半導体製造装置２Ｂ内におけるウェハ１００の配置方法については、第２の実施形態で説明したものと同様であるので、詳細を省略する。
【００６７】
また、上記した例では、変形していないと判断されるウェハ１００を保持する半導体製造装置２Ａと、鞍型に変形していると判断されるウェハ１００を保持する半導体製造装置２Ｂと、が設けられる場合を示した。しかし、実施形態がこれに限定されるものではない。たとえば、半導体製造装置を３台以上配置してもよい。この場合、変形していないと判断されるウェハ１００を保持する１台の半導体製造装置と、鞍型に変形していると判断されるウェハ１００を保持する２台の半導体製造装置と、になる。この場合、鞍型に変形していると判断されるウェハ１００を保持する半導体製造装置は、基板形状データの最大位置と最小位置との差が１００μｍ以下のものを扱うものと、１００μｍよりも大きいものを扱うものと、にさらに分類される。
【００６８】
第３の実施形態では、変形していないと判断されるウェハ１００を保持する半導体製造装置と、鞍型に変形していると判断されるウェハ１００を保持する半導体製造装置と、基板形状データからどちらの半導体製造装置にウェハ１００を搬送するかを判断する制御部４０と、を設けた。これによって、処理対象のウェハ１００の変形の度合いに応じて基板保持装置を変更することができるという効果を有する。
【００６９】
なお、上記した基板保持装置は、露光装置、エッチング装置、成膜装置などの各種半導体製造装置の基板ステージとして使用することができる。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１  露光装置、２Ａ，２Ｂ  半導体製造装置、１０  チャンバ、１１  光源、１２  照明光学系、１３  マスクホルダ、１４  投影光学系、１５  ステージ、１５Ａ，１５Ｃ  基板保持装置、２０  基板ステージ制御部、２５  半導体製造処理部、３０  ウェハ搬送部、４０  制御部、１００  ウェハ、１３１  マスク、１５０  チャック本体部、１５１  底面部、１５２  側面部、１５３  凹部、１５４  ピン、１５５  可動底部、１５６  支持部、１５７  上部壁部材、１５８，１５５２  排気孔、１５９  回転部、１６０  高床部、１５５１  ピン挿入孔、１５６１  ロッド。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１３】
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【図１４】
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