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JP2012146710A - Wafer fixing device and exposure device - Google Patents

Wafer fixing device and exposure device Download PDF

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JP2012146710A
JP2012146710A JP2011001560A JP2011001560A JP2012146710A JP 2012146710 A JP2012146710 A JP 2012146710A JP 2011001560 A JP2011001560 A JP 2011001560A JP 2011001560 A JP2011001560 A JP 2011001560A JP 2012146710 A JP2012146710 A JP 2012146710A
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Japan
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wafer
fixing apparatus
mounting member
fixing
clamp
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JP2011001560A
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Hidehito Tanaka
秀仁 田中
Keisuke Tanimoto
啓介 谷本
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To fix a wafer having a peripheral part warped upward onto a wafer mounting member while ensuring flatness at the peripheral part without causing any damage on the wafer surface, in a wafer fixing device where the wafer is fixed onto the wafer mounting member.SOLUTION: The wafer fixing device 3 has a wafer mounting member 111 for mounting a wafer Wf, and a clamp mechanism 120 for fixing the wafer onto the wafer mounting member while pressing. The wafer is formed so that the circumferential side end face thereof projects outward, and the clamp mechanism 120 has a clamp member 123 which engages with a projection projecting to the outside of the side end face of the wafer and presses the wafer against the wafer mounting member 111.

Description

本発明は、ウエハ固定装置および露光装置に関し、特に、半導体装置の製造に用いるウエハ(以下、半導体ウエハともいう。)を、その平坦性を保持しつつウエハ載置部材上に固定する構造に関するものである。   The present invention relates to a wafer fixing apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a structure for fixing a wafer (hereinafter also referred to as a semiconductor wafer) used for manufacturing a semiconductor device on a wafer mounting member while maintaining its flatness. It is.

従来から、半導体ウエハを固定するウエハ固定装置は、半導体ウエハを処理する種々の半導体処理装置、例えばエッチング装置、成膜装置、露光装置などで用いられており、このような半導体処理装置内に搬入された半導体ウエハを、該半導体処理装置内のウエハ載置部材上に固定する構造を有している。   Conventionally, a wafer fixing apparatus for fixing a semiconductor wafer has been used in various semiconductor processing apparatuses for processing a semiconductor wafer, for example, an etching apparatus, a film forming apparatus, an exposure apparatus, and the like. The structured semiconductor wafer is fixed on a wafer mounting member in the semiconductor processing apparatus.

図6は、一般的なウエハ固定装置として特許文献1に開示の投影露光装置における基板吸着固定装置を説明する図であり、該基板吸着固定装置の断面構造(図6(a))、およびそのウエハ載置面の構造(図6(b))を示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining a substrate suction fixing device in a projection exposure apparatus disclosed in Patent Document 1 as a general wafer fixing device, a cross-sectional structure of the substrate suction fixing device (FIG. 6A), and its The structure of the wafer mounting surface (FIG. 6B) is shown.

図6に示すウエハ固定装置200は、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いられる投影露光装置に設けられ、被加工材である半導体ウエハ(基板)を保持固定し、かつ反りを矯正して平面性を保つために真空吸着力を利用する基板吸着保持装置である。   A wafer fixing apparatus 200 shown in FIG. 6 is provided in a projection exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element, and holds and fixes a semiconductor wafer (substrate) that is a workpiece, and corrects the warpage to make a flat surface. It is a substrate suction holding device that uses vacuum suction force to maintain the properties.

この基板吸着保持装置200は、半導体ウエハ(基板)を保持固定するウエハチャック(載置台)208を備えており、該ウエハチャック208は、基板201を載置するための載置面202と、載置面202から裏側へ貫通した3つの貫通穴203a〜203cと、これらの貫通穴203a〜203cの周囲に沿って載置面上に設けられた第1の縁堤部204a〜204cと、載置面202の周縁部に形成されている第2の縁堤部205により囲まれた領域内であって、該第1の縁堤部204a〜204cにより囲まれた領域以外の部分に設けられ、載置される基板201を支持する凸部206とを有している。   The substrate suction holding apparatus 200 includes a wafer chuck (mounting table) 208 for holding and fixing a semiconductor wafer (substrate). The wafer chuck 208 has a mounting surface 202 for mounting the substrate 201, and a mounting surface. Three through-holes 203a to 203c penetrating from the placement surface 202 to the back side, first edge bank portions 204a to 204c provided on the placement surface along the periphery of these through-holes 203a to 203c, and placement Provided in a region surrounded by the second edge ridge portion 205 formed at the peripheral edge of the surface 202, except for the region surrounded by the first edge ridge portions 204a to 204c. And a convex portion 206 that supports the substrate 201 to be placed.

また、この基板吸着保持装置200はさらに、上記貫通穴203a〜203cを通るようにそれぞれ配置された、ウエハ201の受渡しを行なうための3本のリフトピン209a〜209c、これらのリフトピン209a〜209cを上下動させる上下動機構部210と、ウエハチャック208を支持するウエハチャック支持部212とを備えており、さらに、載置される基板201、載置面202、第1の縁堤部204a〜304c、第2の縁堤部205、および凸部206とにより形成される空間内を減圧することにより基板201を載置面202上に吸着保持するための真空配管系211を備えている。   Further, the substrate suction holding apparatus 200 further includes three lift pins 209a to 209c, which are arranged so as to pass through the through holes 203a to 203c, respectively, for transferring the wafer 201, and these lift pins 209a to 209c are moved up and down. A vertical movement mechanism 210 for moving the wafer chuck, and a wafer chuck support 212 for supporting the wafer chuck 208; and a substrate 201 to be placed, a placement surface 202, first edge bank portions 204a to 304c, A vacuum piping system 211 for adsorbing and holding the substrate 201 on the mounting surface 202 by reducing the pressure in the space formed by the second edge bank 205 and the convex portion 206 is provided.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

このような構成の基板吸着保持装置200では、外部の搬送装置(図示せず)によって被加工物であるウエハ(基板)201が、載置面202から突き出した状態で待機しているリフトピン209上に載置されると、上下動機構部210は、リフトピン209を下降させ、ウエハチャック208上にウエハ201を受け渡す。ウエハ201がウエハチャック208に接触する直前あるいは直後には、真空配管系211による真空吸引が開始し、ウエハ201はその表面が平坦になるよう載置面202上に吸着保持される。   In the substrate suction holding apparatus 200 having such a configuration, a wafer (substrate) 201 as a workpiece is waiting on a lift pin 209 that is in a state of protruding from the mounting surface 202 by an external transfer device (not shown). The vertical movement mechanism 210 lowers the lift pins 209 and delivers the wafer 201 onto the wafer chuck 208. Immediately before or immediately after the wafer 201 comes into contact with the wafer chuck 208, vacuum suction by the vacuum piping system 211 is started, and the wafer 201 is sucked and held on the mounting surface 202 so that the surface thereof becomes flat.

このようにウエハ201がウエハチャック208上に吸着保持された状態で、該ウエハに対して半導体露光装置による露光転写が行われる。   In this manner, with the wafer 201 held by suction on the wafer chuck 208, the wafer is exposed and transferred by the semiconductor exposure apparatus.

露光転写の終了後は、上述の基板吸着保持装置へのウエハの搬入とは逆の動作により、ウエハが該基板吸着保持装置から搬出される。   After the exposure transfer is completed, the wafer is unloaded from the substrate suction holding device by an operation reverse to the loading of the wafer into the substrate suction holding device.

ところが、この特許文献1に開示の一般的な基板吸着保持装置200では、ウエハ(基板)201にその周縁部で浮き上がるような反りが生じている場合、このようなウエハをその周縁部がウエハチャック208の載置面202に密着するよう吸着保持することが困難であるという問題がある。   However, in the general substrate sucking and holding apparatus 200 disclosed in Patent Document 1, when the wafer (substrate) 201 is warped so as to be lifted at the peripheral edge, the wafer is chucked at the peripheral edge. There is a problem that it is difficult to suck and hold 208 so as to be in close contact with the mounting surface 202 of 208.

また、従来のウエハ固定装置には、特許文献2に開示されているもののように、上記のようなウエハ周縁部での反りに対処可能なものもある。   In addition, some conventional wafer fixing devices can deal with the above-described warpage at the peripheral edge of the wafer, as disclosed in Patent Document 2.

図7は、従来の他のウエハ固定装置として特許文献2に開示のものを説明する図であり、図7(a)及び(b)は、半導体ウエハを固定する動作を可動部の位置変化により示している。   FIG. 7 is a diagram for explaining another conventional wafer fixing device disclosed in Patent Document 2. FIGS. 7A and 7B show the operation of fixing a semiconductor wafer by changing the position of a movable part. Show.

図7に示すウエハ固定装置は、半導体ウエハ10の載置される平坦な上面を有するプラテン(ウエハ載置部材)20と、このプラテン20の中央部に縦方向に形成された部品摺動孔21に摺動可能に挿入され、半導体ウエハ10を吸着保持する固定チャック30と、前記プラテン20の上面の、半導体ウエハ10の載置領域の周縁部に配置された弾性力を有するOリング40と、該プラテン20に昇降可能に設けられ、該半導体ウエハ10の周縁部を該Oリング40の上面上に押圧固定するクランプ部材50とを有している。   The wafer fixing apparatus shown in FIG. 7 has a platen (wafer mounting member) 20 having a flat upper surface on which the semiconductor wafer 10 is placed, and a component sliding hole 21 formed in the center of the platen 20 in the vertical direction. A fixed chuck 30 that is slidably inserted in the semiconductor wafer 10 and holds the semiconductor wafer 10 by suction; an O-ring 40 having an elastic force that is disposed on the peripheral surface of the mounting region of the semiconductor wafer 10 on the upper surface of the platen 20; A clamp member 50 is provided on the platen 20 so as to be movable up and down, and presses and fixes the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 onto the upper surface of the O-ring 40.

前記プラテン20には、半導体ウエハ10の裏面、プラテン20の上面及びOリング40により形成される密閉空間を真空にするために、前記プラテン20の上面に一端が開口した吸込ダクタ部22が形成されており、また、半導体ウエハ10の裏面を冷却させるために前記密閉空間と連結されるガス注入ダクタ部23及びガス排出ダクタ部24が形成されている。   The platen 20 is formed with a suction ductor portion 22 having one end opened on the upper surface of the platen 20 in order to evacuate the sealed space formed by the back surface of the semiconductor wafer 10, the upper surface of the platen 20, and the O-ring 40. Further, a gas injection ductor portion 23 and a gas discharge ductor portion 24 connected to the sealed space for cooling the back surface of the semiconductor wafer 10 are formed.

このようなウエハ固定装置は、上述したような半導体処理装置の処理チャンバーなどの内部に設けられている。   Such a wafer fixing apparatus is provided inside the processing chamber of the semiconductor processing apparatus as described above.

図8は、上記半導体ウエハ固定装置のクランプ部材を示す平面図である。   FIG. 8 is a plan view showing a clamp member of the semiconductor wafer fixing apparatus.

このクランプ部材50は、半導体ウエハ10の直径より大きい内径を有するリング型の板より形成され、多数の爪部51が内周面から中心に向かって突出するよう形成されている。なお、図8中、11は、半導体ウエハ10に形成されたチップパターン(チップ領域の平面形状)である。   The clamp member 50 is formed of a ring-shaped plate having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor wafer 10, and a large number of claw portions 51 are formed so as to protrude from the inner peripheral surface toward the center. In FIG. 8, reference numeral 11 denotes a chip pattern (planar shape of the chip region) formed on the semiconductor wafer 10.

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

ウエハ搬入システム(図示せず)により半導体ウエハ10が半導体処理装置の処理チャンバー内に搬入され、上記プラテン20の上面に対向する位置に保持されると、前記プラテン20に設けられている固定チャック30が上昇して半導体ウエハ10を吸着する(図7(a)参照)。   When the semiconductor wafer 10 is loaded into a processing chamber of a semiconductor processing apparatus by a wafer loading system (not shown) and held at a position facing the upper surface of the platen 20, the fixed chuck 30 provided on the platen 20 is fixed. Rises to adsorb the semiconductor wafer 10 (see FIG. 7A).

その後、固定チャック30が下降することにより半導体ウエハ10の周縁部下面がOリング40の上面と当接し、半導体ウエハ10はOリング40上に載置される。   Thereafter, the lower surface of the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 comes into contact with the upper surface of the O-ring 40 by the lowering of the fixed chuck 30, and the semiconductor wafer 10 is placed on the O-ring 40.

その後、固定チャック30は半導体ウエハ10から離れてさらに下降し、固定チャック30の上端のキャップ部によって、上記部品摺動孔21を閉鎖する。   Thereafter, the fixed chuck 30 is further lowered from the semiconductor wafer 10, and the component sliding hole 21 is closed by the cap portion at the upper end of the fixed chuck 30.

次に、前記クランプ部材50が下降して半導体ウエハ10のエッジ(周縁部)の上面を一定圧力で前記Oリング40上面に密着させて半導体ウエハ10を該プラテン上に押圧固定する。   Next, the clamp member 50 is lowered to bring the upper surface of the edge (periphery) of the semiconductor wafer 10 into close contact with the upper surface of the O-ring 40 with a constant pressure, thereby pressing and fixing the semiconductor wafer 10 onto the platen.

このように半導体ウエハ10をプラテン20上に押圧固定した状態で、この半導体ウエハに対する処理が、半導体処理装置により行われる。   With the semiconductor wafer 10 pressed and fixed on the platen 20 in this way, the semiconductor wafer is processed by the semiconductor processing apparatus.

ところで、半導体ウエハに対する処理、例えばプラズマエッチングやスパッタ蒸着などの処理を行う際には、半導体ウエハは加熱されることとなるので、半導体ウエハ10の処理が行われる表面側とは反対側の裏面を冷却して半導体ウエハの温度が上がり過ぎないように温度調整が行われる。   By the way, when performing a process on a semiconductor wafer, for example, a process such as plasma etching or sputter deposition, the semiconductor wafer is heated. Therefore, the back side opposite to the front side where the process of the semiconductor wafer 10 is performed is performed. Temperature adjustment is performed so that the temperature of the semiconductor wafer is not excessively increased by cooling.

具体的には、まず、ガス注入ダクタ部23及びガス排出ダクタ部24を閉鎖した後、吸込ダクタ部22を通じて空気を吸い込んで、半導体ウエハ10の裏面、プラテン20の上面及びOリング40により形成される密閉空間を真空状態にする。   Specifically, first, the gas injection ductor 23 and the gas discharge ductor 24 are closed, and then the air is sucked through the suction ductor 22 to form the back surface of the semiconductor wafer 10, the top surface of the platen 20, and the O-ring 40. Make the sealed space vacuum.

その後、吸込ダクタ部22を閉鎖し、ガス注入ダクタ部23から冷却用ガスを該密閉空間に注入し、ガス排出ダクタ部24により冷却ガスを該密閉空間から排出することによって、半導体ウエハ10と冷却用ガスとの間で熱交換を行って半導体ウエハを冷却する。なお、上記熱交換ガスとしては主にNガスを用いる。 Thereafter, the suction ductor portion 22 is closed, the cooling gas is injected from the gas injection ductor portion 23 into the sealed space, and the cooling gas is discharged from the sealed space by the gas discharge ductor portion 24, thereby cooling the semiconductor wafer 10. The semiconductor wafer is cooled by exchanging heat with the working gas. Note that N 2 gas is mainly used as the heat exchange gas.

特開平10−233433号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-233433 特開平9−181153号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-181153

以上説明したように、特許文献1に開示の従来の一般的なウエハ固定装置(基板吸着固定装置)200では、ウエハ(基板)201にその周縁部で浮き上がるような反りが生じている場合、このようなウエハをその周縁部がウエハチャック208の載置面202に密着するよう吸着保持することが困難であるという問題がある。   As described above, in the conventional general wafer fixing device (substrate suction fixing device) 200 disclosed in Patent Document 1, when the wafer (substrate) 201 is warped so as to be lifted at the peripheral portion thereof, There is a problem that it is difficult to suck and hold such a wafer so that the peripheral edge thereof is in close contact with the mounting surface 202 of the wafer chuck 208.

また、上記特許文献2に開示のウエハ固定装置では、上記のようなウエハ周縁部で反りには対処可能できるが、この特許文献2に開示のウエハ固定装置では、半導体ウエハ10の周縁部をクランパ50によりOリング40上に押圧して固定しているため、ウエハの、Oリングより内側の部分の下側は中空になっており、この部分で平坦性を確保できないという課題がある。   Further, the wafer fixing device disclosed in Patent Document 2 can cope with the warp at the wafer peripheral portion as described above. However, in the wafer fixing device disclosed in Patent Document 2, the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 is clamped to the clamper. 50, the wafer is pressed and fixed on the O-ring 40, so that the lower side of the portion inside the O-ring is hollow, and there is a problem that flatness cannot be secured at this portion.

また、Oリングの磨耗などの状態によっては、このOリングに押圧して固定されるウエハの高さが、ウエハの表面内で変化するため、クランプ部材がウエハを押える力が変わり、プラテン表面に対するウエハ表面の平坦度が低下する場合もある。   Also, depending on the state of the O-ring wear, etc., the height of the wafer that is pressed against and fixed to the O-ring changes within the surface of the wafer. The flatness of the wafer surface may be reduced.

特に、フォトリソグラフィ技術で用いるフォトレジスト膜などを露光する露光装置では、プラテン(ウエハ載置部材)上でのウエハの平坦度が要求されることとなるが、このような露光装置では、ウエハ固定装置によりプラテン上に固定されたウエハ表面の平坦度が低下すると、ウエハWfの露光パターンにパターン飛びなどの欠陥部分P1及びP2(図5(c)参照)が生ずることとなり、エッチングマスクとしてのレジスト膜の平面パターンを所望のパターンにすることが不可能となるといった問題が生ずる。   In particular, in an exposure apparatus that exposes a photoresist film or the like used in photolithography technology, flatness of the wafer on the platen (wafer mounting member) is required. In such an exposure apparatus, the wafer is fixed. When the flatness of the wafer surface fixed on the platen by the apparatus is lowered, defective portions P1 and P2 (see FIG. 5C) such as pattern jumps occur in the exposure pattern of the wafer Wf, and a resist as an etching mask is generated. There arises a problem that it becomes impossible to change the planar pattern of the film into a desired pattern.

また、クランプ部材がウエハの周縁部の上面を当接することとなるため、ウエハ表面のチップ領域に傷が入るといった問題もある。   Further, since the clamp member comes into contact with the upper surface of the peripheral portion of the wafer, there is a problem that the chip area on the wafer surface is damaged.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、半導体ウエハをウエハ載置部材上に、該ウエハの平坦度を確保しつつウエハ表面を傷つけることなく固定することができるウエハ固定装置及びこのようなウエハ固定装置を用いた露光装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and can fix a semiconductor wafer on a wafer mounting member without damaging the wafer surface while ensuring the flatness of the wafer. It is an object of the present invention to obtain a wafer fixing device and an exposure apparatus using such a wafer fixing device.

本発明に係るウエハ固定装置は、ウエハを載置するウエハ載置部材と、該ウエハ載置部材上に該ウエハを押圧固定するクランプ機構とを有するウエハ固定装置であって、該ウエハは、その周縁の側端面が外側に突出するよう形成されており、該クランプ機構は、該ウエハの側端面の外側に突出する突出部分と係合して該ウエハを該ウエハ載置部材に押圧するクランプ部材を有しており、そのことにより上記目的が達成される。   A wafer fixing apparatus according to the present invention is a wafer fixing apparatus having a wafer mounting member for mounting a wafer and a clamp mechanism for pressing and fixing the wafer on the wafer mounting member. The clamp member is formed so that the side end surface of the peripheral edge protrudes outward, and the clamp mechanism engages with a protruding portion protruding outward of the side end surface of the wafer to press the wafer against the wafer mounting member. This achieves the above object.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記ウエハは、その側端面の突出部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で湾曲した曲面形状としたものであることが好ましい。   According to the present invention, in the wafer fixing apparatus, the wafer has a curved surface shape in a plane including a center of the wafer perpendicular to the surface of the wafer. Preferably there is.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記ウエハは、その側端面の突出部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で折れ曲がった多角形形状としたものであることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, the wafer has a polygonal shape in which the surface shape of the protruding portion of the side end face is bent in a plane perpendicular to the wafer surface and including the center of the wafer. It is preferable that

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記クランプ部材は、前記ウエハの突出部分と係合する係合部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で湾曲した曲面形状としたものであることが好ましい。   According to the present invention, in the wafer fixing device, the clamp member is configured such that the surface shape of the engaging portion that engages with the protruding portion of the wafer is curved in a plane that is perpendicular to the surface of the wafer and includes the center of the wafer. It is preferable to have a curved shape.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記クランプ部材は、前記ウエハの突出部分と係合する係合部分の全体に均等な押圧力は発生するよう、弾性部材により構成されていることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, it is preferable that the clamp member is formed of an elastic member so that a uniform pressing force is generated in the entire engaging portion engaged with the protruding portion of the wafer.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記クランプ機構は、該クランプ部材を昇降させる昇降部材を有し、該クランプ部材は該昇降部材に着脱可能の取り付けられていることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, it is preferable that the clamp mechanism has an elevating member for elevating the clamp member, and the clamp member is detachably attached to the elevating member.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記クランプ部材は、ネジ部材により前記昇降部材に取付られていることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, it is preferable that the clamp member is attached to the elevating member by a screw member.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記クランプ部材は、その表面を、光の反射を防止する反射防止膜により被覆したものであることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, it is preferable that the surface of the clamp member is coated with an antireflection film that prevents reflection of light.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記ウエハ載置部材は、その表面に、該表面上に載置された前記ウエハを吸引して吸着する空気吸入口を形成したものであることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, it is preferable that the wafer mounting member has an air suction port formed on a surface thereof for sucking and adsorbing the wafer mounted on the surface.

本発明は、上記ウエハ固定装置において、前記ウエハ載置部材は、前記空気吸入口を、該ウエハ載置部材の表面に同心円状に複数形成された環状溝内に形成したものであることが好ましい。   In the wafer fixing apparatus according to the present invention, preferably, the wafer mounting member has the air suction port formed in a plurality of concentric annular grooves formed on a surface of the wafer mounting member. .

本発明に係る露光装置は、ウエハの表面に形成した感光性材料からなる感光性膜を露光する露光装置であって、該ウエハをウエハ載置部材上に固定するウエハ固定機構と、該ウエハの表面に形成した感光性膜を露光する露光光を発生する光源と、該光源で発生した露光光を該感光性膜上に導く光学系とを有し、該ウエハ固定機構は、上述した本発明によるウエハ固定装置であり、そのことにより上記目的が達成される。   An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that exposes a photosensitive film made of a photosensitive material formed on a surface of a wafer, a wafer fixing mechanism that fixes the wafer on a wafer mounting member, A light source for generating exposure light for exposing the photosensitive film formed on the surface; and an optical system for guiding the exposure light generated by the light source onto the photosensitive film. The above-mentioned object is achieved by this.

次に作用について説明する。   Next, the operation will be described.

本発明においては、ウエハをウエハ載置部材上に押圧固定するウエハ固定装置において、該ウエハの側端面の外側に突出する突出部分と係合して該ウエハを該ウエハ載置部材に押圧するクランプ部材を有するので、周縁部が上側に反り返ったウエハを、該周縁部での平坦性を確保しつつ、しかもウエハの表面を傷つける恐れなくウエハ載置部材上に固定することができる。   In the present invention, in a wafer fixing device for pressing and fixing a wafer onto a wafer mounting member, a clamp that engages with a protruding portion that protrudes outside a side end surface of the wafer and presses the wafer against the wafer mounting member. Since the member is provided, the wafer whose peripheral portion is warped upward can be fixed on the wafer mounting member while ensuring flatness at the peripheral portion and without damaging the surface of the wafer.

さらには、クランプ部材の、ウエハエッチ部に当接する係合部分(クランプ部材の周縁側面部)は、ウエハのエッジ部分(ウエハの側面突出部)と同様に円弧状の断面形状を有するので、クランプ部材の円弧状側端部がウエハの円弧状側縁部に当接することとなり、ウエハエッジ部での反り返りの程度が多少変動しても、確実にウエハエッジ部をウエハ載置部材上に押圧固定することが可能となる。   Further, the engaging portion (the peripheral side surface portion of the clamp member) that contacts the wafer etch portion of the clamp member has an arcuate cross-sectional shape like the wafer edge portion (wafer side surface protruding portion). The arc-shaped side edge of the member comes into contact with the arc-shaped side edge of the wafer, so that even if the degree of warping at the wafer edge varies slightly, the wafer edge is securely pressed onto the wafer mounting member. Is possible.

また、ウエハ載置部材の表面には、ウエハを吸着する空気吸入口を形成しているので、ウエハの平坦度を全面で維持することができる。   Further, since the air suction port for adsorbing the wafer is formed on the surface of the wafer mounting member, the flatness of the wafer can be maintained over the entire surface.

また、空気吸入口を、ウエハ載置部材の表面に同心円状に複数形成された環状溝内に形成しているので、空気流によるウエハの吸着力をウエハの面内でより均一にすることができる。   Further, since the air suction port is formed in the annular groove formed concentrically on the surface of the wafer mounting member, it is possible to make the wafer adsorption force by the air flow more uniform in the wafer surface. it can.

これにより、ウエハ上の平坦で有効な部分を最大限にすることができ、また、ウエハの周縁部とウエハ載置部材との接触部分からのダスト発生なども抑制することができる。   Thereby, a flat and effective portion on the wafer can be maximized, and dust generation from a contact portion between the peripheral edge of the wafer and the wafer mounting member can be suppressed.

また、クランプ部材の表面を、露光光の反射を防止する反射防止膜により被覆しているので、クランプ部材の表面での露光光の不要反射を防止することができる。   In addition, since the surface of the clamp member is covered with an antireflection film that prevents reflection of exposure light, unnecessary reflection of exposure light on the surface of the clamp member can be prevented.

この結果、ウエハ外周部のフォーカスずれによるパターン飛びを改善して、良好な露光状態を実現できる。   As a result, it is possible to improve pattern skipping due to defocusing on the outer periphery of the wafer and realize a good exposure state.

以上のように、本発明によれば、ウエハをウエハ載置部材上に押圧固定するウエハ固定装置において、該ウエハの側端面の外側に突出する突出部分と係合して該ウエハを該ウエハ載置部材に押圧するクランプ部材を有するので、半導体ウエハをウエハ載置部材上に、該ウエハの平坦度を確保しつつウエハ表面を傷つけることなく固定することができるウエハ固定装置及びこのようなウエハ固定装置を用いた露光装置を得ることができる。   As described above, according to the present invention, in a wafer fixing apparatus that presses and fixes a wafer onto a wafer mounting member, the wafer is placed on the wafer by engaging with a protruding portion that protrudes outside the side end surface of the wafer. Since it has a clamp member that presses against the mounting member, it can fix the semiconductor wafer on the wafer mounting member while securing the flatness of the wafer without damaging the wafer surface, and such wafer fixing. An exposure apparatus using the apparatus can be obtained.

図1は、本発明の実施形態1による露光装置を概念的に説明する図である。FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an exposure apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施形態1による露光装置で用いているウエハ固定装置を説明する図であり、図2(a)は、ウエハ固定装置の全体構成を模式的に示す断面図であり、図2(b)は、該ウエハ固定装置を構成するウエハ載置部材を示す平面図である。FIG. 2 is a view for explaining the wafer fixing device used in the exposure apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 (a) is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of the wafer fixing device. FIG. 2B is a plan view showing a wafer mounting member constituting the wafer fixing device. 図3は、本発明の実施形態1によるウエハ固定装置のクランプ部材の平面形状を説明する図であり、図3(a)は、内周縁の全体によりウエハを押圧する平面リング形状のクランプ部材を示し、図3(b)は、内周縁の数箇所でウエハを押圧するクランプ部材を示している。FIG. 3 is a view for explaining the planar shape of the clamp member of the wafer fixing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a planar ring-shaped clamp member that presses the wafer by the entire inner peripheral edge. FIG. 3B shows a clamp member that presses the wafer at several locations on the inner periphery. 図4は、本発明の実施形態1によるウエハ固定装置を説明する図であり、図4(a)は、クランプ部材が、側端部の断面形状が半円形状であるウエハをクランプする状態を示し、図4(b)は、クランプ部材が、側端部の断面形状が多角形形状であるウエハをクランプする状態を示している。FIG. 4 is a view for explaining the wafer fixing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows a state in which the clamp member clamps a wafer having a semicircular sectional shape at the side end. FIG. 4B shows a state in which the clamp member clamps a wafer whose side end portion has a polygonal cross-sectional shape. 図5は、本発明の実施形態1によるウエハ固定装置の作用効果を説明する図であり、側端部の反りのないウエハをクランプする場合(図5(a))、側端部の反りのあるウエハをクランプする場合(図5(b))、レジスト膜の不良な露光パターン(図5(c))、レジスト膜が良好に露光された状態(図5(d))を示している。FIG. 5 is a diagram for explaining the function and effect of the wafer fixing apparatus according to the first embodiment of the present invention. When clamping a wafer without warping at the side edge (FIG. 5A), FIG. When a certain wafer is clamped (FIG. 5B), the resist film has a poor exposure pattern (FIG. 5C), and the resist film is well exposed (FIG. 5D). 図6は、従来のウエハ固定装置として特許文献1に開示の基板吸着固定装置を説明する図であり、該基板吸着固定装置の断面構造(図6(a))、およびそのウエハ載置面の構造(図6(b))を示している。FIG. 6 is a diagram for explaining a substrate suction fixing device disclosed in Patent Document 1 as a conventional wafer fixing device. FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the substrate suction fixing device (FIG. 6A) and its wafer mounting surface. The structure (FIG. 6B) is shown. 図7は、従来の他のウエハ固定装置として特許文献2に開示のものを説明する図であり、図7(a)及び図7(b)は、半導体ウエハを固定する動作を可動部の位置変化により示している。FIG. 7 is a diagram for explaining another conventional wafer fixing device disclosed in Patent Document 2. FIGS. 7A and 7B show the operation of fixing the semiconductor wafer according to the position of the movable portion. Shown by change. 図8は、従来の半導体ウェーハ固定装置のクランプ部材を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a clamp member of a conventional semiconductor wafer fixing apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1による露光装置を概念的に説明する図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a view for conceptually explaining an exposure apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1に示す露光装置1は、ウエハWfの表面に形成した感光性材料からなる感光性膜、例えばレジスト膜(図示せず)を露光する露光装置である。この露光装置1は、該ウエハをウエハ載置部材上に固定するウエハ固定機構3と、該ウエハの表面に形成した感光性膜を露光する露光光を発生する光源11と、該光源11で発生した露光光を前記感光性膜上に導く光学系2とを有している。なお、図1では、ウエハ固定機構3における、可動部及び固定部を含むステージ部分100を概念的に示している。   An exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 is an exposure apparatus that exposes a photosensitive film made of a photosensitive material formed on the surface of a wafer Wf, for example, a resist film (not shown). The exposure apparatus 1 includes a wafer fixing mechanism 3 that fixes the wafer on a wafer mounting member, a light source 11 that generates exposure light for exposing a photosensitive film formed on the surface of the wafer, and a light source 11 that generates the exposure light. And an optical system 2 that guides the exposed exposure light onto the photosensitive film. FIG. 1 conceptually shows a stage portion 100 including a movable portion and a fixed portion in the wafer fixing mechanism 3.

ここで、光学系2は、絞り部材12、該絞り部材12を通過した光をレチクルR上に集光する第1の集光レンズ13と、該レチクルRと通過した光を、ウエハ固定機構3上に固定されたウエハWf上に集光する第2の集光レンズ14とを有している。   Here, the optical system 2 includes a diaphragm member 12, a first condenser lens 13 that condenses the light that has passed through the diaphragm member 12 on the reticle R, and the wafer fixing mechanism 3 that transmits the light that has passed through the reticle R. And a second condenser lens 14 for condensing light on the wafer Wf fixed thereon.

図2は上記ウエハ固定機構としてのウエハ固定装置を説明する図であり、図2(a)は、該ウエハ固定装置を模式的に示す断面図であり、図2(b)は、該ウエハ固定装置を構成するウエハ載置部材を示す平面図である。   FIG. 2 is a view for explaining a wafer fixing device as the wafer fixing mechanism, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view schematically showing the wafer fixing device, and FIG. 2 (b) is the wafer fixing device. It is a top view which shows the wafer mounting member which comprises an apparatus.

このウエハ固定装置3は、ウエハをクランプして押圧固定するものであり、ウエハWf1を載置するウエハ載置部材111と、該ウエハ載置部材111上に該ウエハを押圧固定するクランプ機構120とを有している。   The wafer fixing device 3 clamps and presses the wafer, and includes a wafer mounting member 111 for mounting the wafer Wf1, and a clamp mechanism 120 for pressing and fixing the wafer on the wafer mounting member 111. have.

ここで、該ウエハWfは、図4(a)に示すように、その周縁の側端面Swが外側に突出するよう形成されている。つまり、このウエハWfは、その側端面の突出部分Cvの表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で湾曲した曲面形状としたものである。   Here, as shown in FIG. 4A, the wafer Wf is formed such that the side end surface Sw of the peripheral edge protrudes outward. In other words, the wafer Wf has a surface shape of the protruding portion Cv on the side end surface thereof that is curved in a plane perpendicular to the surface of the wafer and including the center of the wafer.

なお、ウエハ側面の突出部分の形状は、図4(a)に示すように湾曲した形状に限定されるものではない。例えば、図4(b)に示すウエハWfaでは、その側端面Swaの突出部分Cvaの表面形状は、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で折れ曲がった多角形形状となっており、このようなウエハの側端面の形状は図4(b)に示す多角形形状でもよい。   The shape of the protruding portion on the side surface of the wafer is not limited to a curved shape as shown in FIG. For example, in the wafer Wfa shown in FIG. 4B, the surface shape of the protruding portion Cva of the side end surface Swa is a polygonal shape that is bent in a plane that is perpendicular to the surface of the wafer and includes the center of the wafer. The shape of the side end surface of such a wafer may be a polygonal shape as shown in FIG.

そして、該クランプ機構120は、該ウエハWfの側端面の外側に突出する突出部分Cvと係合して該ウエハを該ウエハ載置部材に押圧するクランプ部材123を有している。   The clamp mechanism 120 has a clamp member 123 that engages with a protruding portion Cv protruding outside the side end surface of the wafer Wf and presses the wafer against the wafer mounting member.

このクランプ部材123は、例えば、セラミックなどの絶縁性部材により構成することができるが、ウエハの突出部分Cv1と係合する係合部分123aの全体に均等な押圧力が発生するよう、弾性部材により構成してもよい。   The clamp member 123 can be made of, for example, an insulating member such as ceramic. However, the elastic member is used to generate a uniform pressing force on the entire engaging portion 123a that engages with the protruding portion Cv1 of the wafer. It may be configured.

また、上記クランプ機構120は、該クランプ部材123を昇降させる昇降部材122を有し、該クランプ部材123は、該昇降部材122に着脱可能となるようネジ部材122aにより取付られている。ただし、クランプ部材123は昇降部材122に溶接などにより固着されていてもよい。また、この昇降部材122は、ウエハ載置部材111に取り付けられた昇降駆動装置121に、この装置により昇降可能となるよう支持されている。   The clamp mechanism 120 has an elevating member 122 that elevates and lowers the clamp member 123, and the clamp member 123 is attached to the elevating member 122 by a screw member 122a so as to be detachable. However, the clamp member 123 may be fixed to the elevating member 122 by welding or the like. The elevating member 122 is supported by an elevating drive device 121 attached to the wafer mounting member 111 so that the elevating member 122 can be moved up and down by this device.

なお、クランプ部材123は、その表面を、露光光の反射を防止する反射防止膜により被覆した構造とすることが好ましい。   The clamp member 123 preferably has a structure in which the surface thereof is covered with an antireflection film that prevents reflection of exposure light.

また、上記ウエハ載置部材111は、図2(b)に示す平面円形形状を有しており、上記昇降駆動装置121は、このウエハ載置部材111の外周側面に、120度の角度の間隔を隔てて取り付けられている。   Further, the wafer mounting member 111 has a planar circular shape shown in FIG. 2B, and the lifting drive device 121 is spaced at an angle of 120 degrees on the outer peripheral side surface of the wafer mounting member 111. It is attached with a gap.

ただし、隣接する昇降部材122の間隔は、ウエハの直径以上の広さに設定し、ウエハを、隣接する昇降部材122の間を通してウエハ載置部材111上に搬入可能な構造としている。   However, the interval between the adjacent lifting members 122 is set to be larger than the diameter of the wafer so that the wafer can be carried onto the wafer mounting member 111 between the adjacent lifting members 122.

なお、ウエハをウエハ固定装置の外部からウエハ載置部材111上に搬入するための構造は、ウエハを、隣接する昇降部材122の間を通してウエハ載置部材111に搬入可能な構造に限定されるものではない。例えば、リング状クランプ部材123あるいは133(図3(a)あるいは(b)参照)を、中央部分で2分割可能な構造として、ウエハをウエハ固定装置の外部からウエハ載置部材111上に搬入する際には、リング状クランプ部材を2分割して、ウエハをウエハ載置部材111上に搬入する経路を形成するようにしてもよい。   The structure for loading the wafer onto the wafer mounting member 111 from the outside of the wafer fixing device is limited to a structure that allows the wafer to be loaded into the wafer mounting member 111 through the space between the adjacent lifting members 122. is not. For example, the ring-shaped clamp member 123 or 133 (see FIG. 3A or 3B) has a structure that can be divided into two at the central portion, and the wafer is loaded onto the wafer mounting member 111 from the outside of the wafer fixing apparatus. At this time, the ring-shaped clamp member may be divided into two to form a path for carrying the wafer onto the wafer mounting member 111.

前記ウエハ載置部材111の表面には、該表面上に載置された前記ウエハを吸引して吸着するための空気吸入口112aが形成されている。この空気吸入口112aは、図2(a)に示すように、該ウエハ載置部材111の表面に同心円状に複数形成された吸着溝112の底面部に形成することが好ましい。   An air suction port 112a is formed on the surface of the wafer mounting member 111 for sucking and adsorbing the wafer mounted on the surface. As shown in FIG. 2A, the air suction port 112a is preferably formed on the bottom surface portion of the suction groove 112 formed in a concentric manner on the surface of the wafer mounting member 111.

また、図3は、上記クランプ部材123の平面形状を示しており、このクランプ部材123は、図3(a)に示すようにリング状形状を有しており、その内径は、ウエハの直径より若干小さく、図4(a)に示すように、ウエハの中心とリング状クランプ部材の中心とを一致させたとき、ウエハWfの側面の突出部分Cvが、クランプ部材123の内周側縁部である係合部分123aと、ウエハのオリフラ部を除く全周にわたって当接する構造となっている。   FIG. 3 shows the planar shape of the clamp member 123. The clamp member 123 has a ring shape as shown in FIG. 3A, and its inner diameter is larger than the diameter of the wafer. As shown in FIG. 4A, when the center of the wafer is aligned with the center of the ring-shaped clamp member, the protruding portion Cv on the side surface of the wafer Wf is at the inner peripheral side edge of the clamp member 123, as shown in FIG. A certain engaging portion 123a is in contact with the entire circumference excluding the orientation flat portion of the wafer.

ここで、ウエハ載置部材111は、上記空気吸入口112aに連結された複数系統の空気吸引経路113が形成されており、また、その中心部には、ウエハの受け渡しの際にウエハを昇降させる昇降ロッド104cを配置する挿通孔114が形成されており、該昇降ロッド104cの下端は、駆動機構(図示せず)により昇降する昇降プレート104bに取り付けられている。   Here, the wafer mounting member 111 is formed with a plurality of air suction paths 113 connected to the air suction port 112a, and the wafer is moved up and down at the center when the wafer is delivered. An insertion hole 114 for arranging the elevating rod 104c is formed, and the lower end of the elevating rod 104c is attached to an elevating plate 104b that elevates and lowers by a drive mechanism (not shown).

さらに、上記ウエハ載置部材111は、第1の可動台104上に3つの支持ロッド104aにより3点で支持されている。つまり、上記ウエハ載置部材111は、図2(b)に示すように平面円形形状を有しており、上記3つの支持ロッド104aは、このウエハ載置部材111の裏面側の外周縁近傍部に120度の角度を隔てて配置されている。   Further, the wafer mounting member 111 is supported on the first movable table 104 at three points by three support rods 104a. That is, the wafer mounting member 111 has a planar circular shape as shown in FIG. 2B, and the three support rods 104a are located in the vicinity of the outer peripheral edge on the back side of the wafer mounting member 111. Are arranged at an angle of 120 degrees.

従って、3つの支持ロッド104aの高さを独立して調整することで、光源11からの露光光の光軸に対するウエハ表面の角度を調整可能となっている。   Therefore, by independently adjusting the heights of the three support rods 104a, the angle of the wafer surface with respect to the optical axis of the exposure light from the light source 11 can be adjusted.

さらに、上記第1の可動台104は、第2の可動台103上に、該第2の可動台103に対してX方向(図2の紙面の左右方向)及びY方向(図2の紙面の奥行き方向)に移動可能に支持されており、この第2の可動台103は、第3の可動台102上に昇降ピン102aにより上下移動可能に支持されている。この第2の可動台103の上下動により、ウエハの位置を、露光光の焦点位置がウエハ表面上にくるよう調整することができる。   Further, the first movable table 104 is arranged on the second movable table 103 with respect to the second movable table 103 in the X direction (the left-right direction of the paper surface of FIG. 2) and the Y direction (the paper surface of FIG. 2). The second movable base 103 is supported on the third movable base 102 so as to be vertically movable by a lift pin 102a. By moving the second movable table 103 up and down, the position of the wafer can be adjusted so that the focal position of the exposure light is on the wafer surface.

また、第3の可動台102は、露光装置1の本体の固定部材101に対して水平面内で移動可能に保持され、ウエハ固定装置120を、光源から露光光によりウエハ上のチップ領域が順次露光されるよう移動させるステッパーとして機能を有している。   The third movable table 102 is held so as to be movable in a horizontal plane with respect to the fixing member 101 of the main body of the exposure apparatus 1, and the wafer fixing device 120 is sequentially exposed to the chip area on the wafer by exposure light from the light source. It has a function as a stepper to be moved.

また、図3(b)に示すクランプ部材133は、図3(a)に示すクランプ部材123の平面形状とは異なる平面形状を有している。   Further, the clamp member 133 shown in FIG. 3B has a planar shape different from the planar shape of the clamp member 123 shown in FIG.

つまり、このクランプ部材133は、リング状形状を有し、その内径がウエハの直径より若干大きい構造の本体部133aと、このリング状の本体部133aからその内周側に延びるクランプ片133bとを有し、該クランプ片の先端によりウエハWfをウエハ載置部材上に押圧固定する構造となっている。   In other words, the clamp member 133 has a ring-shaped shape, and a main body portion 133a having an inner diameter slightly larger than the diameter of the wafer, and a clamp piece 133b extending from the ring-shaped main body portion 133a to the inner peripheral side. And has a structure in which the wafer Wf is pressed and fixed onto the wafer mounting member by the tip of the clamp piece.

次に、動作について説明する。   Next, the operation will be described.

このような構成の露光装置1では、感光性材料膜(レジスト膜)が形成されたウエハWfが搬入されると、該ウエハWfは、ウエハ固定機構としてのウエハ固定装置3により固定される。   In the exposure apparatus 1 having such a configuration, when a wafer Wf on which a photosensitive material film (resist film) is formed is loaded, the wafer Wf is fixed by a wafer fixing apparatus 3 as a wafer fixing mechanism.

つまり、図2(a)に示すように、昇降ロッド104cがウエハ載置部材111の表面より突出した状態で、ウエハ(図1参照)がこの昇降ロッド104c上に載置され、該昇降ロッド104cが昇降プレート104bの下降とともに下降することで、ウエハ固定装置3のウエハ載置部材111上にウエハは載置される。このとき、ウエハWfは、ウエハ載置部材111の表面に設けられている空気吸入口112aに吸入される空気流によりウエハ載置部材111の表面に吸着固定される。   That is, as shown in FIG. 2A, the wafer (see FIG. 1) is placed on the lifting rod 104c with the lifting rod 104c protruding from the surface of the wafer mounting member 111, and the lifting rod 104c. As the elevating plate 104b is lowered, the wafer is placed on the wafer placing member 111 of the wafer fixing device 3. At this time, the wafer Wf is adsorbed and fixed to the surface of the wafer mounting member 111 by the air flow sucked into the air suction port 112 a provided on the surface of the wafer mounting member 111.

その後、昇降駆動装置121が昇降部材122を下降させると、昇降部材122に取付られているクランプ部材123の係合部分(内周側縁部)123aが図4(a)に示すようにウエハWfの側面の突出部分Cvに当接し、所定の押圧力により該クランプ部材123がウエハWfをウエハ載置部材111に押圧固定する。   Thereafter, when the elevating drive device 121 lowers the elevating member 122, the engagement portion (inner peripheral side edge portion) 123a of the clamp member 123 attached to the elevating member 122 becomes the wafer Wf as shown in FIG. The clamp member 123 presses and fixes the wafer Wf to the wafer mounting member 111 with a predetermined pressing force.

このとき、クランプ部材123を弾性部材により構成している場合には、クランプ部材123は、ウエハの周縁部をその全周に渡って均一な押圧力で押圧することとなる。   At this time, when the clamp member 123 is formed of an elastic member, the clamp member 123 presses the peripheral edge of the wafer with a uniform pressing force over the entire periphery.

これにより、図5(b)に示すように、ウエハの周縁部で反りが生じている場合でも、図5(a)に示すように、側端部の反りのないウエハをクランプする場合と同様に、ウエハの周縁部がウエハ載置部材の表面に密着固定されることとなる。   As a result, as shown in FIG. 5B, even when the wafer is warped at the peripheral edge, as shown in FIG. In addition, the peripheral edge of the wafer is closely fixed to the surface of the wafer mounting member.

このようにウエハがウエハ固定装置3により固定された状態で、支持ロッド104aの高さが、該ウエハ表面が光学系からの露光光の光軸に対して所定の角度、例えば、垂直になるよう調整される。   Thus, with the wafer fixed by the wafer fixing device 3, the height of the support rod 104a is such that the wafer surface is at a predetermined angle, for example, perpendicular to the optical axis of the exposure light from the optical system. Adjusted.

さらに、第1の可動台104の水平面内での移動により、レチクルRを透過した露光パターンの、各チップ領域に対する位置合わせが行われ、第2の可動台103の昇降動作により、露光光の焦点位置がウエハ表面上にくるようウエハ載置部材の高さ方向の調整が行われる。   Further, the movement of the first movable table 104 in the horizontal plane aligns the exposure pattern transmitted through the reticle R with respect to each chip region, and the second movable table 103 moves up and down to focus the exposure light. The height of the wafer mounting member is adjusted so that the position is on the wafer surface.

そして、このように露光光の光学系に対するウエハの角度及び位置が調整された後、ウエハWfのチップ領域Ch毎にレジスト膜の露光が行われる。   Then, after the angle and position of the wafer with respect to the optical system of the exposure light are adjusted in this way, the resist film is exposed for each chip region Ch of the wafer Wf.

このとき、第3の可動台102は、ウエハ固定装置120を、光源から露光光によりウエハ上のチップ領域が順次露光されるよう移動させるステッパーとして機能する。   At this time, the third movable stage 102 functions as a stepper that moves the wafer fixing device 120 so that the chip regions on the wafer are sequentially exposed by the exposure light from the light source.

このようにしてウエハWfのチップ領域に対する露光処理が完了すると、昇降駆動装置121が昇降部材122を上昇させることにより、昇降部材122に取付られているクランプ部材123の係合部分(内周側縁部)123aが、ウエハWfの側面の突出部分Cvから離間し、該クランプ部材123によるウエハWfの押圧固定が解除される。また、ウエハの空気吸引口への空気流による吸着動作が停止して、ウエハ載置部材111に対するウエハの吸着が解除される。さらに、昇降ロッド104cが上昇すると、ウエハがこの昇降ロッド104cによりウエハ載置面から持ち上げられ、この状態で、図示しない搬送装置の搬送アームにより、ウエハは、昇降ロッド104cから取り去られて、次工程の半導体処理装置、例えばエッチング装置などに処理チャンバーへ搬送される。   When the exposure process for the chip area of the wafer Wf is completed in this way, the lifting drive device 121 raises the lifting member 122, thereby engaging the engagement portion (inner peripheral side edge) of the clamp member 123 attached to the lifting member 122. Part) 123a is separated from the protruding portion Cv on the side surface of the wafer Wf, and the pressing and fixing of the wafer Wf by the clamp member 123 is released. Further, the adsorption operation by the air flow to the air suction port of the wafer is stopped, and the adsorption of the wafer to the wafer mounting member 111 is released. Further, when the lifting rod 104c is lifted, the wafer is lifted from the wafer mounting surface by the lifting rod 104c. In this state, the wafer is removed from the lifting rod 104c by the transfer arm of the transfer device (not shown), and next It is transferred to a processing chamber by a semiconductor processing apparatus in the process, for example, an etching apparatus.

このような構成の本実施形態1による露光装置1では、ウエハWfをウエハ載置部材111上に押圧固定するウエハ固定装置3を備え、該ウエハ固定装置3を、該ウエハの側端面の外側に突出する突出部分Cvと係合して該ウエハWfを該ウエハ載置部材111に押圧するクランプ部材123を有する構造としたので、周縁部が上側に反り返ったウエハWfを、該周縁部での平坦性を確保しつつ、しかもウエハの表面を傷つける恐れなくウエハ載置部材上に固定することができる。   The exposure apparatus 1 according to the first embodiment configured as described above includes the wafer fixing device 3 that presses and fixes the wafer Wf onto the wafer mounting member 111, and the wafer fixing device 3 is disposed outside the side end surface of the wafer. Since the structure has the clamp member 123 that engages with the projecting protruding portion Cv and presses the wafer Wf against the wafer mounting member 111, the wafer Wf whose peripheral portion is warped upward is flattened at the peripheral portion. It can be fixed on the wafer mounting member while ensuring the property and without damaging the surface of the wafer.

さらには、クランプ部材123の、ウエハエッチ部に当接する係合部分(クランプ部材の周縁側面部)123aは、ウエハのエッジ部分(ウエハの側面突出部)Cvと同様に円弧状の断面形状を有するので、クランプ部材の円弧状側端部がウエハの円弧状側縁部に当接することとなり、ウエハエッジ部での反り返りの程度が多少ばらついても、確実にウエハエッジ部Cvをウエハ載置部材111上に押圧固定することが可能となる。   Furthermore, the engaging portion (peripheral side surface portion of the clamp member) 123a that contacts the wafer etch portion of the clamp member 123 has an arcuate cross-sectional shape in the same manner as the edge portion (side surface protruding portion of the wafer) Cv. Therefore, the arc-shaped side end portion of the clamp member comes into contact with the arc-shaped side edge portion of the wafer, and the wafer edge portion Cv is surely placed on the wafer mounting member 111 even if the degree of warping at the wafer edge portion varies somewhat. It becomes possible to press and fix.

また、本実施形態では、ウエハ載置部材111の表面には、ウエハを吸着する空気吸入口112aを形成しているので、ウエハの平坦度を全面で維持することができる。   In this embodiment, since the air suction port 112a for adsorbing the wafer is formed on the surface of the wafer mounting member 111, the flatness of the wafer can be maintained over the entire surface.

また、空気吸入口112aを、ウエハ載置部材111の表面に同心円状に複数形成された吸着溝112内に形成しているので、空気流によるウエハの吸着力をウエハの面内でより均一にすることができる。   Further, since the air suction port 112a is formed in a plurality of suction grooves 112 formed concentrically on the surface of the wafer mounting member 111, the wafer suction force by the air flow is more uniformly in the plane of the wafer. can do.

これにより、ウエハ上の平坦で有効な部分を最大限にすることができ、また、ウエハの周縁部とウエハ載置部材との接触部分からのダスト発生なども抑制することができる。   Thereby, a flat and effective portion on the wafer can be maximized, and dust generation from a contact portion between the peripheral edge of the wafer and the wafer mounting member can be suppressed.

また、クランプ部材の表面を、露光光の反射を防止する反射防止膜により被覆しているので、クランプ部材の表面での露光光の不要反射を防止することができる。   In addition, since the surface of the clamp member is covered with an antireflection film that prevents reflection of exposure light, unnecessary reflection of exposure light on the surface of the clamp member can be prevented.

この結果、ウエハ外周部のフォーカスずれによるパターン飛びP1及びP2(図5(c))を改善して、良好な露光状態(図5(d))を実現できる。   As a result, it is possible to improve the pattern skips P1 and P2 (FIG. 5C) due to defocusing of the outer peripheral portion of the wafer and realize a good exposure state (FIG. 5D).

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. It is understood that the patent documents cited in the present specification should be incorporated by reference into the present specification in the same manner as the content itself is specifically described in the present specification.

本発明は、ウエハ固定装置および露光装置の分野において、半導体ウエハをウエハ載置部材上に、該ウエハの平坦度を確保しつつウエハ表面を傷つけることなく固定することができるウエハ固定装置及びこのようなウエハ固定装置を用いた露光装置を提供することができる。   The present invention relates to a wafer fixing apparatus and a wafer fixing apparatus capable of fixing a semiconductor wafer onto a wafer mounting member without damaging the wafer surface while ensuring the flatness of the wafer in the field of a wafer fixing apparatus and an exposure apparatus. An exposure apparatus using a simple wafer fixing apparatus can be provided.

1 露光装置
2 光学系
3 ウエハ固定装置(ウエハ固定機構)
11 光源
12 絞り部材
13 第1の集光レンズ
14 第2の集光レンズ
102 第3の可動台
103 第2の可動台
104 第1の可動台
104a 支持ロッド
104b 昇降プレート
104c 昇降ロッド
111 ウエハ載置部材
112 吸着溝
112a 空気吸入口
114 部品摺動孔
120 クランプ機構
121 昇降駆動装置
122 昇降部材
122a ネジ部材
123、133 クランプ部材
133a クランプ部材本体部
133b クランプ片
Cv、Cva 突出部分
R レチクル
Sw、Swa ウエハ側端面
Wf、Wfa ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 2 Optical system 3 Wafer fixing device (wafer fixing mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 12 Diaphragm member 13 1st condensing lens 14 2nd condensing lens 102 3rd movable stand 103 2nd movable stand 104 1st movable stand 104a Support rod 104b Lifting plate 104c Lifting rod 111 Wafer mounting Member 112 Suction groove 112a Air inlet 114 Parts sliding hole 120 Clamp mechanism 121 Lifting drive device 122 Lifting member 122a Screw member 123, 133 Clamp member 133a Clamp member main body 133b Clamp piece Cv, Cva Protruding portion R Reticle Sw, Swa Wafer Side end face Wf, Wfa Wafer

Claims (11)

ウエハを載置するウエハ載置部材と、該ウエハ載置部材上に該ウエハを押圧固定するクランプ機構とを有するウエハ固定装置であって、
該ウエハは、その周縁の側端面が外側に突出するよう形成されており、
該クランプ機構は、該ウエハの側端面の外側に突出する突出部分と係合して該ウエハを該ウエハ載置部材に押圧するクランプ部材を有しているウエハ固定装置。
A wafer fixing device having a wafer mounting member for mounting a wafer, and a clamp mechanism for pressing and fixing the wafer on the wafer mounting member,
The wafer is formed such that the side end surface of the periphery projects outward.
The wafer fixing apparatus, wherein the clamp mechanism includes a clamp member that engages with a protruding portion that protrudes outward from a side end surface of the wafer and presses the wafer against the wafer mounting member.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記ウエハは、その側端面の突出部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で湾曲した曲面形状としたものである、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The wafer fixing apparatus, wherein the wafer has a surface shape of a protruding portion on a side end surface thereof curved in a plane perpendicular to the surface of the wafer and including a center of the wafer.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記ウエハは、その側端面の突出部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で折れ曲がった多角形形状としたものである、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The wafer fixing apparatus, wherein the wafer has a surface shape of a protruding portion on a side end surface thereof, which is a polygonal shape bent in a plane perpendicular to the surface of the wafer and including the center of the wafer.
請求項2または3に記載のウエハ固定装置において、
前記クランプ部材は、前記ウエハの突出部分と係合する係合部分の表面形状を、該ウエハの表面に垂直な、該ウエハの中心を含む面内で湾曲した曲面形状としたものである、ウエハ固定装置。
In the wafer fixing device according to claim 2 or 3,
The clamp member is a wafer in which the surface shape of the engaging portion that engages with the protruding portion of the wafer is a curved shape that is curved in a plane that is perpendicular to the surface of the wafer and includes the center of the wafer. Fixing device.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記クランプ部材は、前記ウエハの突出部分と係合する係合部分の全体に均等な押圧力が発生するよう、弾性部材により構成されている、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The wafer fixing apparatus, wherein the clamp member is constituted by an elastic member so that a uniform pressing force is generated in the entire engaging portion that engages with the protruding portion of the wafer.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記クランプ機構は、
該クランプ部材を昇降させる昇降部材を有し、
該クランプ部材は、該昇降部材に着脱可能の取り付けられている、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The clamping mechanism is
An elevating member for elevating the clamp member;
The wafer fixing device, wherein the clamp member is detachably attached to the elevating member.
請求項6に記載のウエハ固定装置において、
前記クランプ部材は、ネジ部材により前記昇降部材に取付られている、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 6, wherein
The wafer fixing apparatus, wherein the clamp member is attached to the elevating member by a screw member.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記クランプ部材は、その表面を、光の反射を防止する反射防止膜により被覆したものである、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The wafer fixing apparatus, wherein the clamp member has a surface coated with an antireflection film that prevents light reflection.
請求項1に記載のウエハ固定装置において、
前記ウエハ載置部材は、その表面に、該表面上に載置された前記ウエハを吸引して吸着する空気吸入口を形成したものである、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 1,
The wafer mounting apparatus, wherein the wafer mounting member is formed with an air suction port for sucking and adsorbing the wafer mounted on the surface of the wafer mounting member.
請求項9に記載のウエハ固定装置において、
前記ウエハ載置部材は、前記空気吸入口を、該ウエハ載置部材の表面に同心円状に複数形成された環状溝内に形成したものである、ウエハ固定装置。
The wafer fixing apparatus according to claim 9, wherein
The wafer mounting apparatus is a wafer fixing apparatus in which the air suction port is formed in an annular groove formed in a plurality of concentric shapes on the surface of the wafer mounting member.
ウエハの表面に形成した感光性材料からなる感光性膜を露光する露光装置であって、
該ウエハをウエハ載置部材上に固定するウエハ固定機構と、
該ウエハの表面に形成した感光性膜を露光する露光光を発生する光源と、
該光源で発生した露光光を該感光性膜上に導く光学系とを有し、
該ウエハ固定機構は、請求項1に記載のウエハ固定装置である、露光装置。
An exposure apparatus that exposes a photosensitive film made of a photosensitive material formed on a surface of a wafer,
A wafer fixing mechanism for fixing the wafer on the wafer mounting member;
A light source for generating exposure light for exposing a photosensitive film formed on the surface of the wafer;
An optical system that guides the exposure light generated by the light source onto the photosensitive film,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the wafer fixing mechanism is a wafer fixing apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114551297A (en) * 2022-01-29 2022-05-27 中国科学院光电技术研究所 Substrate cooling and fixing device of etching machine
CN119057691A (en) * 2024-08-29 2024-12-03 北京日扬弘创智能装备有限公司 Wafer polishing and grinding system and method
CN119165744A (en) * 2024-04-29 2024-12-20 上海微电子装备(集团)股份有限公司 Edge holding device and photolithography equipment
JP7645282B2 (en) 2020-05-01 2025-03-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Electrostatic clamping system and method

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