JP5036614B2 - 基板用ステージ - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェーハなどの基板を載置する基板用ステージに関する。
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）のような超微細加工を要する半導体や、厚膜用の配線基板をホトリソグラフィ技術を利用して製造している。露光、現像、エッチングなどのホトリソグラフィ技術を適用するにあたっては基板をステージ上に固定して行う。
特許文献１にはステージの周縁部とリフトピンの挿通孔の周縁部を他の部分よりも突出させ、残りの部分を凹部とし。この凹部に冷媒を流すことで基板を効率よく冷却することができるステージが提案されている。
また特許文献２にはステージに対して基板を受け渡すハンドが開示されている。当該ハンドは円形状の吸着部の外周部に円環状の吸着面を設け、この吸着面に真空チャンバーにつながる吸引孔を形成している。
特開２００１−１６０５８６号公報 特開２００３−１５８１６０号公報
一般的にステージの上面は基板を安定して固定するため平坦面となっており、基板の裏面が全面接触する。しかしながら、ＭＥＭＳを作製するための基板には裏面に回路や凹凸部を形成している場合がある。このような場合に、基板裏面をステージに全面接触させると裏面に形成した回路や凹凸部が破壊あるいは変形するおそれがある。
特許文献１によれば冷媒を供給する凹部が形成されているので、この部分では基板裏面がステージに接触しないので回路や凸部の破壊は生じない。しかしながら、特許文献１にあってはリフトピンの挿通孔の周囲が突出しているので、この部分が基板の裏面に接触してしまう。また、リフトピンの先端も基板裏面の中央付近において基板の裏面に接触する。このため裏面に回路などが形成されていると傷がついてしまう。
特許文献２はステージではないが、この考えをステージに応用することも考えられる。しかしながら、特許文献２には如何にして基板の周縁部とハンドの周縁部を一致せしめるかの解決がなされていない。また、ステージにはリフトピンが必要になるが、このリフトピンの処理についての解決もなされていない。
上記課題を解決するため本発明に係るステージは、ステージの周縁部に基板の周縁部を載置するフランジ部が設けられ、このフランジ部の内側には電気回路などを形成した基板の裏面との間に空間を形成する凹部が設けられ、また前記フランジ部上面には基板の位置決めピンが形成され、且つ前記フランジ部に基板移載用のリフトピンが貫通した構成とした。
前記凹部の底面形状は中央部が最も深く外周部が最も浅くなる曲面形状をなすようにしてもよい。このようにすると、自重によって基板が撓んだ場合でも、基板裏面と凹部の底面との間隔が一定になり、安定した処理を行うことができる。
また、位置決めピンとリフトピンについては何れも３本以上とし、それぞれが周方向に等間隔で配置された構成とすることが安定した処理を行う上で好ましい。
本発明に係るステージによれば、裏面に回路などの凹凸部を形成した基板を、当該凹凸部に傷をつけることなく保持することができる。また、基板の位置決めも自動的に行うことができ、更に基板を移載する際にもリフトピンが裏面の回路などに接触することがない。
したがって、本発明に係るステージは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）のような超微細加工を要する半導体や、厚膜用の配線基板をホトリソグラフィ技術を利用して製造する際に有効である。
以下に本発明に係る塗布装置を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係るステージの正面図、図２は同ステージの平面図、図３はステージと基板裏面との間隔と冷却効果との関係を示すグラフ、図４はステージに基板を受け渡すハンドの平面図、図５は同ハンドの側面図である。
ステージ１はセラミックなどの誘電体からなり、内部に静電吸着用の電極２と、水などの冷媒が流れる通路３が形成され、上面には円環状のフランジ部４が形成され、このフランジ部４の内側を凹部５としている。尚、ステージとしては静電吸着に限らず、真空チャックであってもよい。
前記フランジ部４の上面は基板Ｗ裏面の周縁部を載置するため、平滑に仕上げられている。またフランジ部４には周方向に等間隔で３個の位置決めピン６が植設されている。尚、位置決めピン６の本数は３本以上であってもよく、３〜１０本、好ましくは８本であることが好ましい。
位置決めピン６の形状は裁頭円錐形状をなし、複数の位置決めピン６で囲まれる内部に基板Ｗを落とし込めば、ある程度ラフであっても位置決めピン６の内側のテーパ面に沿って自動的に基板Ｗの中心とステージ１の中心とが一致するように位置決めされる。
前記フランジ部４の上面で位置決めピン６よりも径方向で内側位置にはリフトピン７の挿通孔８が形成されている。なお、挿通孔８の孔は、基板Ｗがフランジ部４に載置されたときに基板Ｗよりも外に出ないように、そしてできるだけ基板Ｗの外周面に近い位置に配置されていることが望ましい。挿通孔８の孔が基板Ｗが載置されたときに基板Ｗよりも外に出てしまうと、例えばプラズマエッチング処理などの減圧下での処理を施す場合にエッチング耐性を損なうことがある。前記リフトピン７は３本でも、それ以上でもよく、３〜６本、好ましくは４本であることが好ましい。なお、リフトピン７は周方向において位置決めピン６と重ならず、位置決めピン６と位置決めピン６の中間にリフトピン７が位置するようにしている。このように位置決めピン６及びリフトピン７を周方向に沿って均等に配置することで処理レートが均一になるようにしている。
前記凹部５の底面は図示例では平面としているが、基板Ｗの撓みを考慮して中心部が最も深くなった凹球面としてもよい。
図３のグラフはステージの凹部５の底面と基板Ｗの裏面との間隔と冷却効果との関係を示し、チラーの温度が６０℃の場合の基板裏面の温度を測定したものである。このグラフから、間隔は０．１〜０．３ｍｍとすることが好ましいと言える。
一方、ステージ１に基板Ｗを受け渡すハンド１０は、図４、５に示すように、基部１１から平行に２本のフィンガー１２を延出し、各フィンガー１２の先端部に一段高くなった載置部１３を形成し、また基部１１にも保持する基板Ｗの外周縁に沿って一段高くなった載置部１４を形成し、この載置部１４に吸引孔１５を形成している。吸着孔はウェハの外周縁、つまりウェハの接触可能領域のみ吸着しているため、裏面に回路が形成されていても、回路を傷つけることがない。
以上において、ステージ１の上方までハンド１０に吸着保持された基板Ｗが搬送されてくると、リフトピン７が上昇しハンド１０から基板Ｗを受け取る。この後、ハンド１０が後退しリフトピン７が下降する。すると基板Ｗは位置決めピン６のテーパー面によって中心がステージ１の中心と一致するようにその周縁部のみがステージ１のフランジ部４上に載置される。この状態でプラズマ処理などがなされる。
本発明に係るステージは、ホトリソグラフィー技術を利用したＭＥＭＳの作製などに利用可能である。
本発明に係るステージの正面図 同ステージの平面図 凹部底面と基板裏面との距離と温度との関係を示すグラフ ステージに基板を受け渡すハンドの平面図 同ハンドの側面図
符号の説明
１…ステージ、２…静電吸着用の電極、３…冷媒通路、４…フランジ部、５…凹部、６…位置決めピン、７…リフトピン、８…リフトピン挿通孔、１０…ハンド、１１…ハンドの基部、１２…フィンガー、１３，１４…載置部、１５…吸引孔、Ｗ…基板。

Claims (4)

  1. 裏面に凹凸部が形成されている基板を載置するステージであって、このステージは周縁部に回路が形成されていない基板の周縁部を載置する円環状で平滑なフランジ部が設けられ、このフランジ部の内側には基板の裏面との間に空間を形成する凹部が設けられ、また前記フランジ部上面には裁頭円錐形状をした基板の位置決めピンが形成され、且つ前記フランジ部に基板移載用のリフトピンが貫通していることを特徴とする基板用ステージ。
  2. 請求項１に記載のステージにおいて、前記凹凸部は電気回路であることを特徴とする基板用ステージ。
  3. 請求項１に記載のステージにおいて、前記凹部の底面形状は中央部が最も深く外周部が最も浅くなる曲面形状をなしていることを特徴とする基板用ステージ。
  4. 請求項１に記載のステージにおいて、前記位置決めピンとリフトピンの数は何れも３本以上とし、それぞれが周方向に等間隔で配置され、且つ位置決めピンと位置決めピンとの中間にリフトピンが位置していることを特徴とする基板用ステージ。
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