基板保持体、基板保持体の再生方法及び基板保持体の製造方法
【課題】再製作が容易な基板保持体を提供する。
【解決手段】ウェハＷを吸着保持するスピンチャック１は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤１０と、吸着盤１０上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材１１と、吸着盤１０の上面であってシール部材１１の内側に設けられた支持部材１２と、を有している。シール部材１１と支持部材１２は、第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する紫外線硬化樹脂により形成されている。
【解決手段】ウェハＷを吸着保持するスピンチャック１は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤１０と、吸着盤１０上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材１１と、吸着盤１０の上面であってシール部材１１の内側に設けられた支持部材１２と、を有している。シール部材１１と支持部材１２は、第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する紫外線硬化樹脂により形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を保持する基板保持体、当該基板保持体の再生方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
【０００３】
上述したレジスト塗布処理では、例えばスピンチャックによりウェハを吸着保持した状態で、例えば塗布ノズルからウェハ上にレジスト液を供給し、次いでウェハを回転させて、レジスト液をウェハ表面に拡散させる方法、いわゆるスピンコーティング法が広く用いられている。
【０００４】
上述のスピンコーティング法ではウェハを高速回転させるので、ウェハを吸着保持するスピンチャックには、高い負圧吸着力が求められる。そのため、例えば図１７に示すように、従来のスピンチャック１００では、略円盤状の吸着盤１０１の上面の外周縁部に、上に向かって凸状のシール部１０２を円環状に連続して設け、当該シール部１０２の内周側に、ウェハＷを支持する、上に向かって凸状の支持部１０３を、シール部１０２に同心円状に設けている。
【０００５】
そして、シール部１０２上面の高さを支持部１０３上面の高さよりも高く形成することで、ウェハＷをシール部１０２及び支持部１０３上に載置した状態で吸着盤１０１の内部に形成された吸気孔（図示せず）から排気してウェハＷを吸着保持する際に、ウェハＷを吸着する力がシール部１０２にシール荷重として作用する。その結果、スピンチャック１００は、高い負圧吸着力でウェハＷを吸着保持できる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のスピンチャック１００は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などで一体成形されている。そして、シール部１０２のシール性能を高めるため、成形後にシール部１０２の上端面を研磨して鏡面状に仕上げる作業などが行われる。そのため、スピンチャック１００の製作に時間がかかると共に、製作コストも高くなってしまう。
【０００８】
しかしながら、スピンチャック１００のシール部１０２や支持部１０３は、使用するにつれて磨耗するため、所定の回数使用した後にスピンチャック１００を交換する必要がある。そのため、その都度スピンチャック１００を製作する必要があり、スピンチャック１００を用いて塗布処理を行う、例えば塗布処理装置においては当該塗布処理装置の維持コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、使用済みのスピンチャック１００を基にして新たなスピンチャック１００を容易に再製作できるようにすれば、スピンチャック１００の製作コストや製作時間を低減することができる点に着目した。具体的には、シール部１０２や支持部１０３を吸着盤１０１と一体に形成するのではなく、例えば吸着盤１０１の材質と、シール部１０２及び支持部１０３の材質とを異なったものとし、シール部１０２や支持部１０３が磨耗した際に、当該シール部１０２や支持部１０３のみを容易に除去できるようにするのである。この場合、シール部１０２と支持部１０３を除去した吸着盤１０１に、再度シール部１０２と支持部１０３を形成すれば、当該吸着盤１０１を基にして新たなスピンチャック１００を容易に製作することができる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、再製作が容易な基板保持体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】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板を吸着保持する基板保持体であって、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度で炭化する材料により構成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、シール部材と支持部材が、吸着盤の耐熱温度である前記第１の温度よりも低い第２の温度で炭化する材料で形成されているので、例えば繰り返し使用することによりシール部材と支持部材が磨耗した場合に、シール部材と支持部材を第１の温度より低く且つ第２の温度以上で加熱することで、シール部材と支持部材を炭化して容易に除去することができる。そして、シール部材と支持部材を除去した吸着盤に、再度シール部材と支持部材を形成すれば、この吸着盤を基にして新たな基板保持体を容易に製作することができる。その結果、基板保持体の製作コストや製作時間を低減することができる。
【００１３】
前記シール部材及び前記支持部材は、紫外線硬化樹脂により形成されていてもよい。
【００１４】
前記紫外線硬化樹脂には、ポリエチレンジオシチオフェンを含有させることで導電性が付与されていてもよい。
【００１５】
前記吸着盤はセラミックスにより形成されていてもよい。
【００１６】
前記吸着盤は、導電性部材を含有させることで導電性が付与されたアルミナ、炭化シリコン又は窒化シリコンのいずれかであってもよい。
【００１７】
前記第１の温度は１０００℃であってもよく、前記第２の温度は４００℃〜６００℃であってもよい。
【００１８】
前記吸着盤には、当該吸着盤を回転させる回転軸が設けられ、前記吸着盤と前記回転軸とは、前記第１の温度より低い第３の温度以上で溶融する接着剤により接合されていてもよい。
【００１９】
前記第３の温度は、１５０℃〜２００℃であってもよい。
【００２０】
前記シール部材及び前記支持部材の上端部は、その断面形状が球面状であってもよい。
【００２１】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有していてもよい。
【００２２】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であってもよい。
【００２３】
別な観点による本発明によれば、基板を吸着保持する前記基板保持体の再生方法であって、前記基板保持体は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、且つ前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成され、前記シール部材及び前記支持部材を、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上で加熱することで、前記シール部材と前記支持部材を炭化して除去し、その後、前記シール部材と前記支持部材が除去された吸着盤の上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、前記吸着盤上面に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して当該紫外線硬化樹脂を硬化させることを特徴としている。
【００２４】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有し、前記シール部材及び前記支持部材の前記吸着盤からの除去は、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上での加熱に代えて、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬させることにより行われてもよい。
【００２５】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であってもよい。
【００２６】
また、別な観点による本発明によれば、前記基板保持体の製造方法であって、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、前記吸着盤上面に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して当該紫外線硬化樹脂を硬化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、再製作が容易な基板保持体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、平面図である。
【図３】吸着盤から回転軸を取り外す様子を示す説明図である。
【図４】シール部材及び支持部材を加熱して炭化し、吸着盤から除去した状態を示す説明図である。
【図５】吸着盤にレジストパターンを形成した状態を示す説明図である。
【図６】吸着盤に離型剤を塗布した状態を示す説明図である。
【図７】吸着盤からレジストパターンを除去した状態を示す説明図である。
【図８】吸着盤に紫外線硬化樹脂を塗布する様子を示す説明図である。
【図９】紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる様子を示す説明図である。
【図１０】吸着盤に回転軸を接続した状態を示す説明図である。
【図１１】テンプレートに離型剤と紫外線硬化樹脂を塗布した状態を示す説明図である。
【図１２】離型剤と紫外線硬化樹脂を塗布したテンプレートを吸着盤１０に押し付けた状態を示す説明図である。
【図１３】テンプレートを上昇させ、吸着盤に紫外線硬化樹脂を転写した状態を示す説明図である。
【図１４】従来のスピンチャックを用いて吸着保持したウェハの裏面におけるパーティクルの分布図、及びパーティクルの粒径毎の個数を示すグラフである。
【図１５】本実施の形態にかかるスピンチャックを用いて吸着保持したウェハの裏面におけるパーティクルの分布図、及びパーティクルの粒径毎の個数を示すグラフである。
【図１６】他の実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、平面図である。
【図１７】従来のスピンチャックの構成の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板保持体としてのスピンチャック１の構成の概略を示す平面図である。図２は、スピンチャック１の構成の概略を示す縦断面図である。
【００３０】
スピンチャック１は、図１、図２に示すように、所定の厚みを持った略円盤状の吸着盤１０を有している。
【００３１】
吸着盤１０の材料としては、例えば１０００℃以上の耐熱性を有する、例えばアルミナ、炭化シリコン、窒化シリコン等のセラミックスを用いることができる。なお、本実施の形態においては、例えばセラミックスに導電性の添加剤を付与することで、吸着盤１０に導電性を付与している。
【００３２】
吸着盤１０の外周縁部の上面には、当該外周縁部に沿って連続した、円環状のシール部材１１が設けられている。
【００３３】
吸着盤１０の上面であって、シール部材１１の内側、即ち吸着盤１０上面におけるシール部材に囲まれた領域には、シール部材１１に同心円状に、略円環状の支持部材１２が複数設けられている。図２に示すように、支持部材１２は、例えば平面視において半円環状の部材を所定の間隔あけて配置して構成されている。これにより、後述する排気孔２１を介して吸着盤１０上面の雰囲気を排気した際に、支持部材１２の間を、吸着盤１０の直径方向に沿って排気できるようになっている。
【００３４】
シール部材１１及び支持部材１２は、例えば図１に示すように、断面形状が上に凸状の略半円形状に構成されている。そのため、シール部材１１及び支持部材１２の上端部は、その断面形状が球面状になっている。したがって、スピンチャック１により吸着保持されるウェハＷと、シール部材１１及び支持部材１２とは、平面と球面で接する。そのため、例えばウェハＷがシール部材１１及び支持部材１２と接触した際に、当該ウェハＷの裏面が削られにくくなる。
【００３５】
シール部材１１の内側に隣接して設けられた支持部材１２は、その上端部の高さがシール部材１１の上端部の高さより低く形成されている。また、各支持部材１２は、上端部の高さが、吸着盤１０の外周方向から中心方向に向かって順に低くなるように形成されている。なお、シール部材１１及び支持部材１２の高さＨは、例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００３６】
シール部材１１及び支持部材１２は、例えば紫外線を照射することにより懸架反応が生じて硬化する、紫外線硬化樹脂により形成されている。紫外線硬化樹脂としては、吸着盤１０の耐熱温度よりも低い、例えば４００℃〜６００℃以上で炭化するものが用いられる。また、本実施の形態においては、シール部材１１及び支持部材１２を形成する紫外線硬化樹脂に、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオシチオフェン）を含有させることで、シール部材１１及び支持部材１２に導電性を付与している。
【００３７】
図２に示すように、吸着盤１０の中心には、当該吸着盤１０を厚み方向に貫通する回転軸２０が設けられている。回転軸２０は、その上端部の高さが、例えば吸着盤１０の上面と同じかそれより低くなるように吸着盤１０に接続されている。また、回転軸２０は、例えば図示しない回転機構に接続されており、当該回転機構により回転軸２０を回転させることで、吸着盤１０を回転させることができる。
【００３８】
回転軸２０は、吸着盤１０と熱膨張率が同程度で且つ導電性を有する、例えばチタンにより形成されている。また、回転軸２０と吸着盤１０とは、導電性の接着剤Ｇにより固定されている。なお、接着剤Ｇには、例えば上述の紫外線硬化樹脂が炭化する温度よりも低い、例えば１５０℃〜２００℃以上の温度で溶融するものが用いられる。
【００３９】
回転軸２０の内部には、図示しない排気機構に接続された排気孔２１が形成されている。そのため、スピンチャック１の上面、即ちシール部材１１及び支持部材１２の上面にウェハＷを載置した状態で、排気孔２１から排気することで、シール部材１１、ウェハＷ及び吸着盤１０に囲まれた空間を負圧にし、当該スピンチャック１によりウェハＷを吸着保持することができる。
【００４０】
そして、例えばレジスト塗布処理などを行う際には、スピンチャック１にウェハＷを吸着保持した状態で当該ウェハＷの表面にレジスト液を供給する。そして、スピンチャック１を回転させることでレジスト液がウェハＷの表面に塗り広げられる。
【００４１】
ところで、ウェハＷへの塗布処理などにスピンチャック１を繰り返し用いると、上述のように、スピンチャック１と当該スピンチャック１に吸着保持されるウェハＷとの接触により、シール部材１１や支持部材１２が磨耗してしまう。そうすると、ウェハＷとシール部材１１の間の気密性が維持できなくなったり、支持部材１２によりウェハＷを均等に保持できなくなったりするため、スピンチャック１を交換する必要がある。
【００４２】
この点について、本実施の形態にかかるスピンチャック１は、紫外線硬化樹脂の炭化温度及び接着剤の溶融温度を、吸着盤１０の耐熱温度より低くしているので、シール部材１１や支持部材１２が磨耗してしまった場合でも、当該シール部材１１や支持部材１２が磨耗したスピンチャック１を基に、新たなスピンチャック１を容易に再製作することができる。以下、具体的にスピンチャック１の再製作の工程について説明する。図３〜図１０は、スピンチャック１の再生工程の概略を示す説明図である。
【００４３】
スピンチャック１の再製作にあたっては、先ず吸着盤１０と回転軸２０とを接合する接着剤Ｇの溶融温度以上の温度、例えば１５０℃で、スピンチャック１を加熱する。これにより、接着剤Ｇを溶融させ、図３に示すように、吸着盤１０から回転軸２０が取りはずされる。
【００４４】
次に、シール部材１１と支持部材１２を例えば吸着盤１０ごと、吸着盤１０の耐熱温度より低く且つシール部材１１と支持部材１２を構成する紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度以上の温度、例えば５５０℃で加熱する。これにより、シール部材１１及び支持部材１２が炭化され、図４に示すように、当該シール部材１１と支持部材１２とが吸着盤１０から除去され、吸着盤１０のみが残される。
【００４５】
次に、図５に示すように、シール部材１１と支持部材１２が除去された吸着盤１０の上面であって、シール部材１１及び支持部材１２が設けられていた箇所に、例えばフォトリソグラフィーによりレジストパターンＰを形成する。
【００４６】
次いで、図６に示すように、レジストパターンＰが形成された吸着盤１０に離型剤Ｓを塗布する。この際、吸着盤１０におけるレジストパターンＰが形成されている箇所は、当該レジストパターンＰによりマスキングされ、離型剤Ｓは塗布されない。なお、離型剤Ｓの材料には、上述の紫外線硬化樹脂に対して撥液性を有する材料、例えばフッ素樹脂等が用いられる。
【００４７】
その後、図７に示すように、レジストパターンＰを例えばエッチング等により除去する。これにより、吸着盤１０の上面に、離型剤Ｓによってシール部材１１及び支持部材１２に対応するネガパターンが形成される。その後、離型剤Ｓによるネガパターンが形成された吸着盤１０を、例えば２００℃に加熱して、離型剤Ｓを焼成して固化させる。なお、離型剤Ｓを固化させるにあたっては必ずしも焼成する必要はなく、例えば所定の時間常温環境下に置いておくことで固化させてもよい。
【００４８】
その後、図８に示すように、吸着盤１０上面の離型剤Ｓが塗布されていない箇所に、例えば塗布ノズル３０を用いて紫外線硬化樹脂Ｒを塗布する。この際、吸着盤１０上面に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒの周囲には、紫外線硬化樹脂Ｒに対して撥液性を有する離型剤Ｓが塗布されているので、吸着盤１０に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒは、表面張力により上に凸状となる。
【００４９】
その後、図９に示すように、紫外線硬化樹脂Ｒが塗布された吸着盤１０に紫外線Ｕを照射して紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させ、シール部材１１と支持部材１２を形成する。具体的には、吸着盤１０の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させることでシール部材１１が形成され、吸着盤１０の上面であってシール部材１１の内側に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させることで複数の支持部材１２がそれぞれ形成される。
【００５０】
その後、離型剤Ｓを除去し、図１０に示すように、シール部材１１と支持部材１２が形成された吸着盤１０に回転軸２０を接着剤Ｇを介して接続する。これにより、使用済みのスピンチャック１を再生して、新たなスピンチャックを製作することができる。
【００５１】
以上の実施の形態によれば、スピンチャック１のシール部材１１と支持部材１２が、吸着盤１０の耐熱温度よりも低い温度で炭化する材料で形成されているので、例えばスピンチャック１を繰り返し使用することによりシール部材１１と支持部材１２が磨耗した場合に、シール部材１１と支持部材１２を吸着盤１０の耐熱温度より低く且つシール部材１１と支持部材１２の炭化温度以上の温度で加熱することで、シール部材１１と支持部材１２を炭化し、吸着盤１０から容易に除去することができる。そして、シール部材１１と支持部材１２を除去した後の吸着盤１０に、再度シール部材１１と支持部材１２を形成すれば、この吸着盤１０を基にして新たなスピンチャック１を容易に製作することができる。その結果、スピンチャック１の製作コストや製作時間を低減することができる。
【００５２】
なお、以上の実施の形態では、吸着盤１０の耐熱温度、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度、接着剤Ｇの溶融温度を、この順で低くなるようにしていたが、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度及び接着剤Ｇの溶融温度については、吸着盤１０の耐熱温度よりも低ければ、接着剤Ｇの溶融温度が紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度を上回っていてもよい。いずれの場合においても、吸着盤１０の耐熱温度が、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度及び接着剤Ｇの溶融温度を上回っていれば、吸着盤１０の耐熱温度より低く且つ接着剤Ｇの溶融温度及び紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度以上の温度で加熱することで、吸着盤１０を損傷させることなくシール部材１１、支持部材１２及び接着剤Ｇを吸着盤１０から除去することができる。
【００５３】
なお、吸着盤１０から紫外線硬化樹脂Ｒ、即ちシール部材１１及び支持部材１２を除去する方法として、加熱してシール部材１１及び支持部材１２を炭化させる以外に、例えば吸着盤１０ごとシール部材１１及び支持部材１２を薬液に浸漬させて除去する方法を用いてもよい。
【００５４】
具体的には、例えば濃度９８ｗｔ％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と濃度３０ｗｔ％の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を、６：１の配合率で混合した混合液を１３０℃に加熱し、当該加熱した混合液中に吸着盤１０ごとシール部材１１及び支持部材１２を３０秒間浸漬させる。これにより、シール部材１１及び支持部材１２を溶解させ、吸着盤１０から除去することができる。この際、セラミックスである吸着盤１０は、混合液に溶解することがない。その後、吸着盤１０を混合液から引き上げ、約５分間、例えば純水にて流水洗浄を行い、次いで自然乾燥させることで、吸着盤１０をシール部材１１と支持部材１２が形成される前の状態に戻すことができる。かかる場合、吸着盤１０の材質に求められる特性は、上述の加熱した混合液への耐性であり、セラミックスのような１０００℃以上の耐熱性については不要である。したがって、硫酸と過酸化水素水の混合液によりシール部材１１及び支持部材１２を除去する場合においては、吸着盤１０の材料として、セラミックス以外にも、例えば耐薬品性の樹脂などを用いることができる。
【００５５】
以上の実施の形態においては、使用済みのスピンチャック１を再生して新たなスピンチャック１を製作する場合について説明したが、例えば、新規な吸着盤１０からスピンチャック１を新たに製作する場合は、シール部材１１と支持部材１２の炭化除去は不要であるので、上述の図５〜図１０に示される工程のみを行えばよい。
【００５６】
以上の実施の形態では、例えば塗布ノズル３０により紫外線硬化樹脂Ｒを吸着盤１０に塗布したが、紫外線硬化樹脂Ｒの塗布方法については本実施の形態に限定されるものではなく、例えばスクリーン印刷などにより塗布してもよいし、いわゆるインプリント法により塗布してもよい。
【００５７】
インプリント法を用いる場合は、例えば図１１に示すように、シール部材１１と支持部材１２の凹凸パターンが形成されたテンプレート４０に離型剤Ｓを塗布し、離型剤Ｓの上から紫外線硬化樹脂Ｒをテンプレート４０に塗布する。次いで、図１２に示すように、当該テンプレート４０を吸着盤１０に押し付けることにより、図１３に示すようにシール部材１１と支持部材１２に対応する紫外線硬化樹脂Ｒが吸着盤１０の表面に転写される。このように、インプリント法を用いた場合、吸着盤１０にレジストパターンＰによるマスキングを行う工程等が不要となるので、スピンチャック１の製作に要する時間を更に短縮することができる。
【００５８】
以上の実施の形態においては、シール部材１１及び支持部材１２の上端部は、その断面形状が球面状に形成されている。この場合、スピンチャック１により吸着保持されるウェハＷと、シール部材１１及び支持部材１２とは、平面と球面で接触するため、例えばウェハＷがシール部材１１及び支持部材１２と接触した際に、当該ウェハＷの裏面が削られにくくなり、また、シール部材１１及び支持部材１２の磨耗も低減できる。これにより、スピンチャック１の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
なお、従来のスピンチャック１００を用いて、例えばウェハＷにレジスト塗布処理を施す際に当該ウェハＷを吸着保持すると、スピンチャック１００に付着していた微小なパーティクルなどの異物がウェハＷの裏面に転写されてしまうという問題があった。これは、スピンチャック１００を例えばＰＥＥＫにより一体成形した後、シール部１０２の上端面を研磨により鏡面状に仕上げる際に発生し、研磨の際に生じた微小な溝に堆積したパーティクルや、シール部１０２や支持部１０３とウェハＷとが接触する際に、シール部１０２や支持部１０３が磨耗することで発生するパーティクルに起因している。
【００６０】
そのため、従来のスピンチャック１００では、例えば流水で洗浄したのち、当該スピンチャック１００の上面に例えば清掃用のウェハを複数回押し当て、当該清掃用のウェハの裏面にパーティクルを転写させることで、スピンチャックのパーティクルを除去する、いわゆるエージングという作業が行われる。そして、このエージング作業においては、清掃用のウェハの裏面に転写されるパーティクルを所望の数まで低減するまでに、１００枚以上のウェハが消費されていた。
【００６１】
これに対して、本実施の形態にかかるスピンチャック１においては、シール部材１１及び支持部材１２の状端部の断面形状が球面状となっており、ウェハＷとシール部材１１及び支持部材１２とは平面と球面で接触するので、シール部材１１や支持部材１２が磨耗することを抑制できる。その結果、シール部材１１や支持部材１２の磨耗に起因するパーティクルを低減でき、ウェハＷ裏面へのパーティクルの付着を抑制することができる。
【００６２】
また、シール部材１１の上端面の断面形状が球面状であることにより、シール部材１１とその上部に位置するウェハＷとは常に密着した状態が維持されるので、従来のスピンチャック１００のシール部１０２のように研磨作業を行わずとも、高いシール性を維持することができる。したがって、シール部１０２の研磨によるパーティクルも生じないため、エージング作業を行わずとも、ウェハＷの裏面に転写されるパーティクルを低減することができる。
【００６３】
なお、本発明者らが、本実施の形態にかかるスピンチャック１と、ＰＥＥＫにより成形された従来のスピンチャック１００とにおいて、ウェハＷの裏面に転写されるパーティクルについて調査したところ、スピンチャック１では、従来のスピンチャック１００と比較して、裏面に付着するパーティクルを大幅に低減できることが確認できた。その結果を図１４、図１５に示す。
【００６４】
図１４は、従来のスピンチャック１００を流水洗浄した後、図１５は、本実施の形態にかかるスピンチャック１を同じく流水洗浄した後、当該スピンチャック１００、１によりウェハＷを吸着保持した結果、ウェハＷの裏面に転写されたパーティクルの分布と、パーティクルの粒径毎の個数を計数したグラフを示している。
【００６５】
図１４に示すように、従来のスピンチャック１００においは、ウェハＷ裏面におけるスピンチャック１００と接触する部分の全面にわたって、パーティクルが付着している。また、ウェハＷの裏面に付着した粒径が０．１３μｍ以上のパーティクルの数も約４４，０００個と、非常に膨大なものとなっていた。
【００６６】
これに対して、図１５に示すように、本実施の形態にかかるスピンチャック１においは、ウェハＷ裏面に付着したパーティクルの数が約７５０個と、大幅に低減されていることが確認できた。また、ウェハＷへのパーティクルの付着も、局所的に見られるのみである。
【００６７】
したがって、本実施の形態のスピンチャック１によれば、ウェハＷ裏面へのパーティクルの転写も大幅に低減することができることができる。
【００６８】
また、以上の実施の形態では、シール部材１１並びに支持部材１２、吸着盤１０、及び回転軸２０がそれぞれ導電性を備え、さらに、吸着盤１０と回転軸２０とは導電性を有する接着剤Ｇで接続されているので、当該シール部材１１並びに支持部材１２、吸着盤１０、及び回転軸２０は電気的に等電位な状態になっている。したがって、例えば回転軸２０を、アース電位に接地された回転機構に接続するとこで、スピンチャック１のアースをとることができ、スピンチャック１が帯電することを防止できる。これにより、スピンチャック１にパーティクル等の異物が付着しにくくなり、ウェハＷ裏面に転写されるパーティクルを更に低減することができる。
【００６９】
以上の実施の形態では、支持部材１２の上端部の高さをシール部材１１の上端部の高さより低くし、さらに、各支持部材１２は、上端部の高さが、吸着盤１０の外周方向から中心方向に向かって順に低くなるようにしていたが、支持部材１２の上端部の高さ及びシール部材１１の上端部の高さは本実施の形態に限定されるものではなく、スピンチャック１によりウェハＷを適切に吸着保持できれば、任意に設定が可能である。
【００７０】
特に、従来のスピンチャック１００のように、シール部１０２の上端面を鏡面仕上げしている場合は、ウェハＷと上端面との間のシール性を維持するためには、ウェハＷと上端面とを平行に接触させる必要があった。そのため、シール部１０２や支持部１０３の製作にあたっては、その高さを厳密に管理する必要があった。これに対して、本実施の形態では、シール部材１１及び支持部材１２の上端部を球面状に形成しているので、ウェハをシール部材１１及び支持部材１２が接触する角度によらず、常にシール性を維持した状態で接触させることができる。このため、シール部材１１及び支持部材１２の高さを厳密に管理する必要がなく、スピンチャック１の製作が容易となる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態においては、各支持部材１２は半円環状に形成されていたが、支持部材１２の形状は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばスピンチャック１が用いられる機器において必要とされる吸着力や被吸着物との間の摩擦抵抗に応じて任意に変更が可能である。例えば、高い吸着力が必要とされない機器においては、例えば図１６に示すように、ドット状の支持部材５０を複数形成してもよい。なお、支持部材５０も、支持部材１２と同様に、その断面形状が上に凸状の略半円形状となるように構成されている。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１ スピンチャック
１０ 吸着盤
１１ シール部材
１２ 支持部材
２０ 回転軸
３０ 塗布ノズル
４０ テンプレート
５０ 支持部材
Ｐ レジストパターン
Ｒ 紫外線硬化樹脂
Ｓ 離型剤
Ｗ ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を保持する基板保持体、当該基板保持体の再生方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成されている。
【０００３】
上述したレジスト塗布処理では、例えばスピンチャックによりウェハを吸着保持した状態で、例えば塗布ノズルからウェハ上にレジスト液を供給し、次いでウェハを回転させて、レジスト液をウェハ表面に拡散させる方法、いわゆるスピンコーティング法が広く用いられている。
【０００４】
上述のスピンコーティング法ではウェハを高速回転させるので、ウェハを吸着保持するスピンチャックには、高い負圧吸着力が求められる。そのため、例えば図１７に示すように、従来のスピンチャック１００では、略円盤状の吸着盤１０１の上面の外周縁部に、上に向かって凸状のシール部１０２を円環状に連続して設け、当該シール部１０２の内周側に、ウェハＷを支持する、上に向かって凸状の支持部１０３を、シール部１０２に同心円状に設けている。
【０００５】
そして、シール部１０２上面の高さを支持部１０３上面の高さよりも高く形成することで、ウェハＷをシール部１０２及び支持部１０３上に載置した状態で吸着盤１０１の内部に形成された吸気孔（図示せず）から排気してウェハＷを吸着保持する際に、ウェハＷを吸着する力がシール部１０２にシール荷重として作用する。その結果、スピンチャック１００は、高い負圧吸着力でウェハＷを吸着保持できる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のスピンチャック１００は、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などで一体成形されている。そして、シール部１０２のシール性能を高めるため、成形後にシール部１０２の上端面を研磨して鏡面状に仕上げる作業などが行われる。そのため、スピンチャック１００の製作に時間がかかると共に、製作コストも高くなってしまう。
【０００８】
しかしながら、スピンチャック１００のシール部１０２や支持部１０３は、使用するにつれて磨耗するため、所定の回数使用した後にスピンチャック１００を交換する必要がある。そのため、その都度スピンチャック１００を製作する必要があり、スピンチャック１００を用いて塗布処理を行う、例えば塗布処理装置においては当該塗布処理装置の維持コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、使用済みのスピンチャック１００を基にして新たなスピンチャック１００を容易に再製作できるようにすれば、スピンチャック１００の製作コストや製作時間を低減することができる点に着目した。具体的には、シール部１０２や支持部１０３を吸着盤１０１と一体に形成するのではなく、例えば吸着盤１０１の材質と、シール部１０２及び支持部１０３の材質とを異なったものとし、シール部１０２や支持部１０３が磨耗した際に、当該シール部１０２や支持部１０３のみを容易に除去できるようにするのである。この場合、シール部１０２と支持部１０３を除去した吸着盤１０１に、再度シール部１０２と支持部１０３を形成すれば、当該吸着盤１０１を基にして新たなスピンチャック１００を容易に製作することができる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、再製作が容易な基板保持体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】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板を吸着保持する基板保持体であって、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度で炭化する材料により構成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、シール部材と支持部材が、吸着盤の耐熱温度である前記第１の温度よりも低い第２の温度で炭化する材料で形成されているので、例えば繰り返し使用することによりシール部材と支持部材が磨耗した場合に、シール部材と支持部材を第１の温度より低く且つ第２の温度以上で加熱することで、シール部材と支持部材を炭化して容易に除去することができる。そして、シール部材と支持部材を除去した吸着盤に、再度シール部材と支持部材を形成すれば、この吸着盤を基にして新たな基板保持体を容易に製作することができる。その結果、基板保持体の製作コストや製作時間を低減することができる。
【００１３】
前記シール部材及び前記支持部材は、紫外線硬化樹脂により形成されていてもよい。
【００１４】
前記紫外線硬化樹脂には、ポリエチレンジオシチオフェンを含有させることで導電性が付与されていてもよい。
【００１５】
前記吸着盤はセラミックスにより形成されていてもよい。
【００１６】
前記吸着盤は、導電性部材を含有させることで導電性が付与されたアルミナ、炭化シリコン又は窒化シリコンのいずれかであってもよい。
【００１７】
前記第１の温度は１０００℃であってもよく、前記第２の温度は４００℃〜６００℃であってもよい。
【００１８】
前記吸着盤には、当該吸着盤を回転させる回転軸が設けられ、前記吸着盤と前記回転軸とは、前記第１の温度より低い第３の温度以上で溶融する接着剤により接合されていてもよい。
【００１９】
前記第３の温度は、１５０℃〜２００℃であってもよい。
【００２０】
前記シール部材及び前記支持部材の上端部は、その断面形状が球面状であってもよい。
【００２１】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有していてもよい。
【００２２】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であってもよい。
【００２３】
別な観点による本発明によれば、基板を吸着保持する前記基板保持体の再生方法であって、前記基板保持体は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、且つ前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成され、前記シール部材及び前記支持部材を、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上で加熱することで、前記シール部材と前記支持部材を炭化して除去し、その後、前記シール部材と前記支持部材が除去された吸着盤の上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、前記吸着盤上面に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して当該紫外線硬化樹脂を硬化させることを特徴としている。
【００２４】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有し、前記シール部材及び前記支持部材の前記吸着盤からの除去は、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上での加熱に代えて、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬させることにより行われてもよい。
【００２５】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であってもよい。
【００２６】
また、別な観点による本発明によれば、前記基板保持体の製造方法であって、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、前記吸着盤上面に塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して当該紫外線硬化樹脂を硬化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、再製作が容易な基板保持体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、平面図である。
【図３】吸着盤から回転軸を取り外す様子を示す説明図である。
【図４】シール部材及び支持部材を加熱して炭化し、吸着盤から除去した状態を示す説明図である。
【図５】吸着盤にレジストパターンを形成した状態を示す説明図である。
【図６】吸着盤に離型剤を塗布した状態を示す説明図である。
【図７】吸着盤からレジストパターンを除去した状態を示す説明図である。
【図８】吸着盤に紫外線硬化樹脂を塗布する様子を示す説明図である。
【図９】紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる様子を示す説明図である。
【図１０】吸着盤に回転軸を接続した状態を示す説明図である。
【図１１】テンプレートに離型剤と紫外線硬化樹脂を塗布した状態を示す説明図である。
【図１２】離型剤と紫外線硬化樹脂を塗布したテンプレートを吸着盤１０に押し付けた状態を示す説明図である。
【図１３】テンプレートを上昇させ、吸着盤に紫外線硬化樹脂を転写した状態を示す説明図である。
【図１４】従来のスピンチャックを用いて吸着保持したウェハの裏面におけるパーティクルの分布図、及びパーティクルの粒径毎の個数を示すグラフである。
【図１５】本実施の形態にかかるスピンチャックを用いて吸着保持したウェハの裏面におけるパーティクルの分布図、及びパーティクルの粒径毎の個数を示すグラフである。
【図１６】他の実施の形態にかかるスピンチャックの構成の概略を示す、平面図である。
【図１７】従来のスピンチャックの構成の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板保持体としてのスピンチャック１の構成の概略を示す平面図である。図２は、スピンチャック１の構成の概略を示す縦断面図である。
【００３０】
スピンチャック１は、図１、図２に示すように、所定の厚みを持った略円盤状の吸着盤１０を有している。
【００３１】
吸着盤１０の材料としては、例えば１０００℃以上の耐熱性を有する、例えばアルミナ、炭化シリコン、窒化シリコン等のセラミックスを用いることができる。なお、本実施の形態においては、例えばセラミックスに導電性の添加剤を付与することで、吸着盤１０に導電性を付与している。
【００３２】
吸着盤１０の外周縁部の上面には、当該外周縁部に沿って連続した、円環状のシール部材１１が設けられている。
【００３３】
吸着盤１０の上面であって、シール部材１１の内側、即ち吸着盤１０上面におけるシール部材に囲まれた領域には、シール部材１１に同心円状に、略円環状の支持部材１２が複数設けられている。図２に示すように、支持部材１２は、例えば平面視において半円環状の部材を所定の間隔あけて配置して構成されている。これにより、後述する排気孔２１を介して吸着盤１０上面の雰囲気を排気した際に、支持部材１２の間を、吸着盤１０の直径方向に沿って排気できるようになっている。
【００３４】
シール部材１１及び支持部材１２は、例えば図１に示すように、断面形状が上に凸状の略半円形状に構成されている。そのため、シール部材１１及び支持部材１２の上端部は、その断面形状が球面状になっている。したがって、スピンチャック１により吸着保持されるウェハＷと、シール部材１１及び支持部材１２とは、平面と球面で接する。そのため、例えばウェハＷがシール部材１１及び支持部材１２と接触した際に、当該ウェハＷの裏面が削られにくくなる。
【００３５】
シール部材１１の内側に隣接して設けられた支持部材１２は、その上端部の高さがシール部材１１の上端部の高さより低く形成されている。また、各支持部材１２は、上端部の高さが、吸着盤１０の外周方向から中心方向に向かって順に低くなるように形成されている。なお、シール部材１１及び支持部材１２の高さＨは、例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００３６】
シール部材１１及び支持部材１２は、例えば紫外線を照射することにより懸架反応が生じて硬化する、紫外線硬化樹脂により形成されている。紫外線硬化樹脂としては、吸着盤１０の耐熱温度よりも低い、例えば４００℃〜６００℃以上で炭化するものが用いられる。また、本実施の形態においては、シール部材１１及び支持部材１２を形成する紫外線硬化樹脂に、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオシチオフェン）を含有させることで、シール部材１１及び支持部材１２に導電性を付与している。
【００３７】
図２に示すように、吸着盤１０の中心には、当該吸着盤１０を厚み方向に貫通する回転軸２０が設けられている。回転軸２０は、その上端部の高さが、例えば吸着盤１０の上面と同じかそれより低くなるように吸着盤１０に接続されている。また、回転軸２０は、例えば図示しない回転機構に接続されており、当該回転機構により回転軸２０を回転させることで、吸着盤１０を回転させることができる。
【００３８】
回転軸２０は、吸着盤１０と熱膨張率が同程度で且つ導電性を有する、例えばチタンにより形成されている。また、回転軸２０と吸着盤１０とは、導電性の接着剤Ｇにより固定されている。なお、接着剤Ｇには、例えば上述の紫外線硬化樹脂が炭化する温度よりも低い、例えば１５０℃〜２００℃以上の温度で溶融するものが用いられる。
【００３９】
回転軸２０の内部には、図示しない排気機構に接続された排気孔２１が形成されている。そのため、スピンチャック１の上面、即ちシール部材１１及び支持部材１２の上面にウェハＷを載置した状態で、排気孔２１から排気することで、シール部材１１、ウェハＷ及び吸着盤１０に囲まれた空間を負圧にし、当該スピンチャック１によりウェハＷを吸着保持することができる。
【００４０】
そして、例えばレジスト塗布処理などを行う際には、スピンチャック１にウェハＷを吸着保持した状態で当該ウェハＷの表面にレジスト液を供給する。そして、スピンチャック１を回転させることでレジスト液がウェハＷの表面に塗り広げられる。
【００４１】
ところで、ウェハＷへの塗布処理などにスピンチャック１を繰り返し用いると、上述のように、スピンチャック１と当該スピンチャック１に吸着保持されるウェハＷとの接触により、シール部材１１や支持部材１２が磨耗してしまう。そうすると、ウェハＷとシール部材１１の間の気密性が維持できなくなったり、支持部材１２によりウェハＷを均等に保持できなくなったりするため、スピンチャック１を交換する必要がある。
【００４２】
この点について、本実施の形態にかかるスピンチャック１は、紫外線硬化樹脂の炭化温度及び接着剤の溶融温度を、吸着盤１０の耐熱温度より低くしているので、シール部材１１や支持部材１２が磨耗してしまった場合でも、当該シール部材１１や支持部材１２が磨耗したスピンチャック１を基に、新たなスピンチャック１を容易に再製作することができる。以下、具体的にスピンチャック１の再製作の工程について説明する。図３〜図１０は、スピンチャック１の再生工程の概略を示す説明図である。
【００４３】
スピンチャック１の再製作にあたっては、先ず吸着盤１０と回転軸２０とを接合する接着剤Ｇの溶融温度以上の温度、例えば１５０℃で、スピンチャック１を加熱する。これにより、接着剤Ｇを溶融させ、図３に示すように、吸着盤１０から回転軸２０が取りはずされる。
【００４４】
次に、シール部材１１と支持部材１２を例えば吸着盤１０ごと、吸着盤１０の耐熱温度より低く且つシール部材１１と支持部材１２を構成する紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度以上の温度、例えば５５０℃で加熱する。これにより、シール部材１１及び支持部材１２が炭化され、図４に示すように、当該シール部材１１と支持部材１２とが吸着盤１０から除去され、吸着盤１０のみが残される。
【００４５】
次に、図５に示すように、シール部材１１と支持部材１２が除去された吸着盤１０の上面であって、シール部材１１及び支持部材１２が設けられていた箇所に、例えばフォトリソグラフィーによりレジストパターンＰを形成する。
【００４６】
次いで、図６に示すように、レジストパターンＰが形成された吸着盤１０に離型剤Ｓを塗布する。この際、吸着盤１０におけるレジストパターンＰが形成されている箇所は、当該レジストパターンＰによりマスキングされ、離型剤Ｓは塗布されない。なお、離型剤Ｓの材料には、上述の紫外線硬化樹脂に対して撥液性を有する材料、例えばフッ素樹脂等が用いられる。
【００４７】
その後、図７に示すように、レジストパターンＰを例えばエッチング等により除去する。これにより、吸着盤１０の上面に、離型剤Ｓによってシール部材１１及び支持部材１２に対応するネガパターンが形成される。その後、離型剤Ｓによるネガパターンが形成された吸着盤１０を、例えば２００℃に加熱して、離型剤Ｓを焼成して固化させる。なお、離型剤Ｓを固化させるにあたっては必ずしも焼成する必要はなく、例えば所定の時間常温環境下に置いておくことで固化させてもよい。
【００４８】
その後、図８に示すように、吸着盤１０上面の離型剤Ｓが塗布されていない箇所に、例えば塗布ノズル３０を用いて紫外線硬化樹脂Ｒを塗布する。この際、吸着盤１０上面に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒの周囲には、紫外線硬化樹脂Ｒに対して撥液性を有する離型剤Ｓが塗布されているので、吸着盤１０に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒは、表面張力により上に凸状となる。
【００４９】
その後、図９に示すように、紫外線硬化樹脂Ｒが塗布された吸着盤１０に紫外線Ｕを照射して紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させ、シール部材１１と支持部材１２を形成する。具体的には、吸着盤１０の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させることでシール部材１１が形成され、吸着盤１０の上面であってシール部材１１の内側に塗布された紫外線硬化樹脂Ｒを硬化させることで複数の支持部材１２がそれぞれ形成される。
【００５０】
その後、離型剤Ｓを除去し、図１０に示すように、シール部材１１と支持部材１２が形成された吸着盤１０に回転軸２０を接着剤Ｇを介して接続する。これにより、使用済みのスピンチャック１を再生して、新たなスピンチャックを製作することができる。
【００５１】
以上の実施の形態によれば、スピンチャック１のシール部材１１と支持部材１２が、吸着盤１０の耐熱温度よりも低い温度で炭化する材料で形成されているので、例えばスピンチャック１を繰り返し使用することによりシール部材１１と支持部材１２が磨耗した場合に、シール部材１１と支持部材１２を吸着盤１０の耐熱温度より低く且つシール部材１１と支持部材１２の炭化温度以上の温度で加熱することで、シール部材１１と支持部材１２を炭化し、吸着盤１０から容易に除去することができる。そして、シール部材１１と支持部材１２を除去した後の吸着盤１０に、再度シール部材１１と支持部材１２を形成すれば、この吸着盤１０を基にして新たなスピンチャック１を容易に製作することができる。その結果、スピンチャック１の製作コストや製作時間を低減することができる。
【００５２】
なお、以上の実施の形態では、吸着盤１０の耐熱温度、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度、接着剤Ｇの溶融温度を、この順で低くなるようにしていたが、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度及び接着剤Ｇの溶融温度については、吸着盤１０の耐熱温度よりも低ければ、接着剤Ｇの溶融温度が紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度を上回っていてもよい。いずれの場合においても、吸着盤１０の耐熱温度が、紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度及び接着剤Ｇの溶融温度を上回っていれば、吸着盤１０の耐熱温度より低く且つ接着剤Ｇの溶融温度及び紫外線硬化樹脂Ｒの炭化温度以上の温度で加熱することで、吸着盤１０を損傷させることなくシール部材１１、支持部材１２及び接着剤Ｇを吸着盤１０から除去することができる。
【００５３】
なお、吸着盤１０から紫外線硬化樹脂Ｒ、即ちシール部材１１及び支持部材１２を除去する方法として、加熱してシール部材１１及び支持部材１２を炭化させる以外に、例えば吸着盤１０ごとシール部材１１及び支持部材１２を薬液に浸漬させて除去する方法を用いてもよい。
【００５４】
具体的には、例えば濃度９８ｗｔ％の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と濃度３０ｗｔ％の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を、６：１の配合率で混合した混合液を１３０℃に加熱し、当該加熱した混合液中に吸着盤１０ごとシール部材１１及び支持部材１２を３０秒間浸漬させる。これにより、シール部材１１及び支持部材１２を溶解させ、吸着盤１０から除去することができる。この際、セラミックスである吸着盤１０は、混合液に溶解することがない。その後、吸着盤１０を混合液から引き上げ、約５分間、例えば純水にて流水洗浄を行い、次いで自然乾燥させることで、吸着盤１０をシール部材１１と支持部材１２が形成される前の状態に戻すことができる。かかる場合、吸着盤１０の材質に求められる特性は、上述の加熱した混合液への耐性であり、セラミックスのような１０００℃以上の耐熱性については不要である。したがって、硫酸と過酸化水素水の混合液によりシール部材１１及び支持部材１２を除去する場合においては、吸着盤１０の材料として、セラミックス以外にも、例えば耐薬品性の樹脂などを用いることができる。
【００５５】
以上の実施の形態においては、使用済みのスピンチャック１を再生して新たなスピンチャック１を製作する場合について説明したが、例えば、新規な吸着盤１０からスピンチャック１を新たに製作する場合は、シール部材１１と支持部材１２の炭化除去は不要であるので、上述の図５〜図１０に示される工程のみを行えばよい。
【００５６】
以上の実施の形態では、例えば塗布ノズル３０により紫外線硬化樹脂Ｒを吸着盤１０に塗布したが、紫外線硬化樹脂Ｒの塗布方法については本実施の形態に限定されるものではなく、例えばスクリーン印刷などにより塗布してもよいし、いわゆるインプリント法により塗布してもよい。
【００５７】
インプリント法を用いる場合は、例えば図１１に示すように、シール部材１１と支持部材１２の凹凸パターンが形成されたテンプレート４０に離型剤Ｓを塗布し、離型剤Ｓの上から紫外線硬化樹脂Ｒをテンプレート４０に塗布する。次いで、図１２に示すように、当該テンプレート４０を吸着盤１０に押し付けることにより、図１３に示すようにシール部材１１と支持部材１２に対応する紫外線硬化樹脂Ｒが吸着盤１０の表面に転写される。このように、インプリント法を用いた場合、吸着盤１０にレジストパターンＰによるマスキングを行う工程等が不要となるので、スピンチャック１の製作に要する時間を更に短縮することができる。
【００５８】
以上の実施の形態においては、シール部材１１及び支持部材１２の上端部は、その断面形状が球面状に形成されている。この場合、スピンチャック１により吸着保持されるウェハＷと、シール部材１１及び支持部材１２とは、平面と球面で接触するため、例えばウェハＷがシール部材１１及び支持部材１２と接触した際に、当該ウェハＷの裏面が削られにくくなり、また、シール部材１１及び支持部材１２の磨耗も低減できる。これにより、スピンチャック１の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
なお、従来のスピンチャック１００を用いて、例えばウェハＷにレジスト塗布処理を施す際に当該ウェハＷを吸着保持すると、スピンチャック１００に付着していた微小なパーティクルなどの異物がウェハＷの裏面に転写されてしまうという問題があった。これは、スピンチャック１００を例えばＰＥＥＫにより一体成形した後、シール部１０２の上端面を研磨により鏡面状に仕上げる際に発生し、研磨の際に生じた微小な溝に堆積したパーティクルや、シール部１０２や支持部１０３とウェハＷとが接触する際に、シール部１０２や支持部１０３が磨耗することで発生するパーティクルに起因している。
【００６０】
そのため、従来のスピンチャック１００では、例えば流水で洗浄したのち、当該スピンチャック１００の上面に例えば清掃用のウェハを複数回押し当て、当該清掃用のウェハの裏面にパーティクルを転写させることで、スピンチャックのパーティクルを除去する、いわゆるエージングという作業が行われる。そして、このエージング作業においては、清掃用のウェハの裏面に転写されるパーティクルを所望の数まで低減するまでに、１００枚以上のウェハが消費されていた。
【００６１】
これに対して、本実施の形態にかかるスピンチャック１においては、シール部材１１及び支持部材１２の状端部の断面形状が球面状となっており、ウェハＷとシール部材１１及び支持部材１２とは平面と球面で接触するので、シール部材１１や支持部材１２が磨耗することを抑制できる。その結果、シール部材１１や支持部材１２の磨耗に起因するパーティクルを低減でき、ウェハＷ裏面へのパーティクルの付着を抑制することができる。
【００６２】
また、シール部材１１の上端面の断面形状が球面状であることにより、シール部材１１とその上部に位置するウェハＷとは常に密着した状態が維持されるので、従来のスピンチャック１００のシール部１０２のように研磨作業を行わずとも、高いシール性を維持することができる。したがって、シール部１０２の研磨によるパーティクルも生じないため、エージング作業を行わずとも、ウェハＷの裏面に転写されるパーティクルを低減することができる。
【００６３】
なお、本発明者らが、本実施の形態にかかるスピンチャック１と、ＰＥＥＫにより成形された従来のスピンチャック１００とにおいて、ウェハＷの裏面に転写されるパーティクルについて調査したところ、スピンチャック１では、従来のスピンチャック１００と比較して、裏面に付着するパーティクルを大幅に低減できることが確認できた。その結果を図１４、図１５に示す。
【００６４】
図１４は、従来のスピンチャック１００を流水洗浄した後、図１５は、本実施の形態にかかるスピンチャック１を同じく流水洗浄した後、当該スピンチャック１００、１によりウェハＷを吸着保持した結果、ウェハＷの裏面に転写されたパーティクルの分布と、パーティクルの粒径毎の個数を計数したグラフを示している。
【００６５】
図１４に示すように、従来のスピンチャック１００においは、ウェハＷ裏面におけるスピンチャック１００と接触する部分の全面にわたって、パーティクルが付着している。また、ウェハＷの裏面に付着した粒径が０．１３μｍ以上のパーティクルの数も約４４，０００個と、非常に膨大なものとなっていた。
【００６６】
これに対して、図１５に示すように、本実施の形態にかかるスピンチャック１においは、ウェハＷ裏面に付着したパーティクルの数が約７５０個と、大幅に低減されていることが確認できた。また、ウェハＷへのパーティクルの付着も、局所的に見られるのみである。
【００６７】
したがって、本実施の形態のスピンチャック１によれば、ウェハＷ裏面へのパーティクルの転写も大幅に低減することができることができる。
【００６８】
また、以上の実施の形態では、シール部材１１並びに支持部材１２、吸着盤１０、及び回転軸２０がそれぞれ導電性を備え、さらに、吸着盤１０と回転軸２０とは導電性を有する接着剤Ｇで接続されているので、当該シール部材１１並びに支持部材１２、吸着盤１０、及び回転軸２０は電気的に等電位な状態になっている。したがって、例えば回転軸２０を、アース電位に接地された回転機構に接続するとこで、スピンチャック１のアースをとることができ、スピンチャック１が帯電することを防止できる。これにより、スピンチャック１にパーティクル等の異物が付着しにくくなり、ウェハＷ裏面に転写されるパーティクルを更に低減することができる。
【００６９】
以上の実施の形態では、支持部材１２の上端部の高さをシール部材１１の上端部の高さより低くし、さらに、各支持部材１２は、上端部の高さが、吸着盤１０の外周方向から中心方向に向かって順に低くなるようにしていたが、支持部材１２の上端部の高さ及びシール部材１１の上端部の高さは本実施の形態に限定されるものではなく、スピンチャック１によりウェハＷを適切に吸着保持できれば、任意に設定が可能である。
【００７０】
特に、従来のスピンチャック１００のように、シール部１０２の上端面を鏡面仕上げしている場合は、ウェハＷと上端面との間のシール性を維持するためには、ウェハＷと上端面とを平行に接触させる必要があった。そのため、シール部１０２や支持部１０３の製作にあたっては、その高さを厳密に管理する必要があった。これに対して、本実施の形態では、シール部材１１及び支持部材１２の上端部を球面状に形成しているので、ウェハをシール部材１１及び支持部材１２が接触する角度によらず、常にシール性を維持した状態で接触させることができる。このため、シール部材１１及び支持部材１２の高さを厳密に管理する必要がなく、スピンチャック１の製作が容易となる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態においては、各支持部材１２は半円環状に形成されていたが、支持部材１２の形状は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばスピンチャック１が用いられる機器において必要とされる吸着力や被吸着物との間の摩擦抵抗に応じて任意に変更が可能である。例えば、高い吸着力が必要とされない機器においては、例えば図１６に示すように、ドット状の支持部材５０を複数形成してもよい。なお、支持部材５０も、支持部材１２と同様に、その断面形状が上に凸状の略半円形状となるように構成されている。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１ スピンチャック
１０ 吸着盤
１１ シール部材
１２ 支持部材
２０ 回転軸
３０ 塗布ノズル
４０ テンプレート
５０ 支持部材
Ｐ レジストパターン
Ｒ 紫外線硬化樹脂
Ｓ 離型剤
Ｗ ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を吸着保持する基板保持体であって、
第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、
前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、
前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、
前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成されていることを特徴とする、基板保持体。
【請求項２】
前記シール部材及び前記支持部材は、紫外線硬化樹脂により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持体。
【請求項３】
前記紫外線硬化樹脂には、ポリエチレンジオシチオフェンを含有させることで導電性が付与されていることを特徴とする、請求項２に記載の基板保持体
【請求項４】
前記吸着盤はセラミックスにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項５】
前記吸着盤は、導電性部材を含有させることで導電性が付与されたアルミナ、炭化シリコン又は窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする、請求項４に記載の基板保持体。
【請求項６】
前記第１の温度は１０００℃であり、前記第２の温度は４００℃〜６００℃であることを特徴とする、請求項１〜５に記載の基板保持体。
【請求項７】
前記吸着盤には、当該吸着盤を回転させる回転軸が設けられ、前記吸着盤と前記回転軸とは、前記第１の温度より低い第３の温度以上で溶融する接着剤により接合されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項８】
前記第３の温度は、１５０℃〜２００℃であることを特徴とする、請求項７に記載の基板保持体。
【請求項９】
前記シール部材及び前記支持部材の上端部は、その断面形状が球面状であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項１０】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、
前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有していることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持体。
【請求項１１】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１でることを特徴とする、請求項１０に記載の基板保持体。
【請求項１２】
基板を吸着保持する基板保持体の再生方法であって、
前記基板保持体は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、且つ前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成され、
前記シール部材及び前記支持部材を、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上で加熱することで、前記シール部材と前記支持部材を炭化して除去し、
その後、前記シール部材と前記支持部材が除去された吸着盤の上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
その後、前記吸着盤上面に塗布された各紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、前記吸着盤の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで前記シール部材を形成し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで支持部材を形成することを特徴とする、基板保持体の再生方法。
【請求項１３】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、
前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有し、
前記シール部材及び前記支持部材の前記吸着盤からの除去は、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上での加熱に代えて、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬させることにより行われることを特徴とする、請求項１２に記載の基板保持体の再生方法。
【請求項１４】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であることを特徴とする、請求項１３に記載の基板保持体の再生方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれかに記載の基板保持体の製造方法であって、
前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
その後、前記吸着盤上面に塗布された各紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、前記吸着盤の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで前記シール部材を形成し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで支持部材を形成することを特徴とする、基板保持体の製造方法。
【請求項１】
基板を吸着保持する基板保持体であって、
第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、
前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、
前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、
前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成されていることを特徴とする、基板保持体。
【請求項２】
前記シール部材及び前記支持部材は、紫外線硬化樹脂により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持体。
【請求項３】
前記紫外線硬化樹脂には、ポリエチレンジオシチオフェンを含有させることで導電性が付与されていることを特徴とする、請求項２に記載の基板保持体
【請求項４】
前記吸着盤はセラミックスにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項５】
前記吸着盤は、導電性部材を含有させることで導電性が付与されたアルミナ、炭化シリコン又は窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする、請求項４に記載の基板保持体。
【請求項６】
前記第１の温度は１０００℃であり、前記第２の温度は４００℃〜６００℃であることを特徴とする、請求項１〜５に記載の基板保持体。
【請求項７】
前記吸着盤には、当該吸着盤を回転させる回転軸が設けられ、前記吸着盤と前記回転軸とは、前記第１の温度より低い第３の温度以上で溶融する接着剤により接合されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項８】
前記第３の温度は、１５０℃〜２００℃であることを特徴とする、請求項７に記載の基板保持体。
【請求項９】
前記シール部材及び前記支持部材の上端部は、その断面形状が球面状であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の基板保持体。
【請求項１０】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、
前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有していることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持体。
【請求項１１】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１でることを特徴とする、請求項１０に記載の基板保持体。
【請求項１２】
基板を吸着保持する基板保持体の再生方法であって、
前記基板保持体は、第１の温度以上の耐熱性を有する吸着盤と、前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して設けられたシール部材と、前記吸着盤の上面であって前記シール部材の内側に設けられた支持部材と、を有し、且つ前記シール部材と前記支持部材は、前記第１の温度より低い第２の温度以上で炭化する材料により形成され、
前記シール部材及び前記支持部材を、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上で加熱することで、前記シール部材と前記支持部材を炭化して除去し、
その後、前記シール部材と前記支持部材が除去された吸着盤の上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
その後、前記吸着盤上面に塗布された各紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、前記吸着盤の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで前記シール部材を形成し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで支持部材を形成することを特徴とする、基板保持体の再生方法。
【請求項１３】
前記シール部材と前記支持部材は、硫酸と過酸化水素水の混合液により除去可能な紫外線硬化樹脂により形成され、
前記吸着盤は、第１の温度以上の耐熱性に代えて、前記硫酸と過酸化水素水の混合液への耐性を有し、
前記シール部材及び前記支持部材の前記吸着盤からの除去は、前記第１の温度より低く且つ前記第２の温度以上での加熱に代えて、硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬させることにより行われることを特徴とする、請求項１２に記載の基板保持体の再生方法。
【請求項１４】
前記硫酸と過酸化水素水の混合液は、硫酸と過酸化水素水の配合率が６：１であることを特徴とする、請求項１３に記載の基板保持体の再生方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれかに記載の基板保持体の製造方法であって、
前記吸着盤上面の外周縁部に沿って連続して液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に前記液体状の紫外線硬化樹脂を塗布し、
その後、前記吸着盤上面に塗布された各紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、前記吸着盤の上面の外周縁部に沿って塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで前記シール部材を形成し、前記吸着盤の上面であって前記外周縁部に塗布された紫外線硬化樹脂の内側に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させることで支持部材を形成することを特徴とする、基板保持体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１０５８６７（Ｐ２０１３−１０５８６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８２６７（Ｐ２０１１−２４８２６７）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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