JP2012119591A - 吸着装置および吸着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板との間に異物が挟まることを抑制し、かつ半導体基板の平坦性を維持または向上した状態で、該半導体基板を吸着することができる吸着装置および吸着方法を提供すること。
【解決手段】本発明の吸着装置は、半導体基板の中央部を支持する複数の突起部１２が設けられた基礎部１１と、半導体基板の外周部を支持する円筒状の周縁部１３と、半導体基板を吸着する複数の吸着孔と、複数の吸着孔を異なるタイミングで真空引きする真空発生源１４と、を具備する。少なくとも一部の突起部１２には、互いに独立して真空引き可能な複数の吸着孔２１が設けられている。周縁部１３には、吸着孔２１と独立して真空引き可能な吸着孔３１が設けられている。この突起部１２および周縁部１３上に半導体基板を載置した後、真空発生源１４によって複数の吸着孔を真空引きし、半導体基板の複数個所を異なるタイミングで吸着する。
【選択図】図１

Description

この発明は、吸着装置および吸着方法に関する。

近年、環境適応型の電子デバイスとして、絶縁ゲートバイポーラートランジスタ（ＩＧＢＴ）や、絶縁ゲート型電解効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などのパワー半導体装置の重要度が増している。半導体装置の製造工程において、製造ラインに沿って半導体基板を搬送したり、半導体基板を支持台に固定したりするために、半導体基板を真空吸着して保持する吸着装置が提案されている。

図２０は、従来の吸着装置について示す説明図である。図２０に示す吸着装置は、環状や放射状の溝部１０２が設けられた基礎部１０１を備える。この溝部１０２に連結する通気用の孔（真空系統）１０３，１０４を真空引きし、基礎部１０１上に半導体基板１を真空吸着する（例えば、下記特許文献１（第１図）、下記特許文献２（第１図）、下記特許文献３参照。）。

また、別の装置として、基礎部の表面に半導体基板を保持するピン状の突起部を設けて、突起部上に半導体基板を保持する方式（ピンチャック方式）の吸着方法が提案されている。図２１は、従来のピンチャック方式の吸着装置について示す説明図である。また、図２２は、図２１の吸着装置について示す平面図である。図２１，２２に示す吸着装置は、半導体基板１の中央部に接する複数のピン状の突起部１１２が設けられた基礎部１１１と、半導体基板１の外周部に接する円筒状の周縁部１１３と、半導体基板１と基礎部１１１および周縁部１１３とで囲まれた空間を真空吸引する通気用の孔（真空系統）１１４とが設けられている。通気用の孔１１４を介して、半導体基板１と基礎部１１１および周縁部１１３とで囲まれた空間を真空吸引して、半導体基板１を突起部１１２および周縁部１１３に接触させて保持する（例えば、下記特許文献４（第２図）参照。）。

しかしながら、ピンチャック方式の吸着装置では、半導体基板１の、突起部１１２および周縁部１１３に接していない部分が、真空引きされたときの吸引力によって部分的にたわんでしまう。このような問題を解消する吸着装置として、複数の突起部を有する中心部と、溝部を有する外周部とを備えた真空吸着固定台において、前記突起部の配列ピッチは２ｍｍ以下で、かつ、前記中心部と前記外周部とはそれぞれ真空排気可能に構成されている装置が提案されている（例えば、下記特許文献５参照。）。

下記特許文献５では、格子状に配置されたピン状の突起部において、ある突起部から隣り合う突起部に跨って支持される半導体基板の一部を、この突起部同士で支える両端自由支持梁のモデルと仮定し、突起部にかかる集中荷重を算出することで、隣り合う突起部間の間隔（配列ピッチ）を２ｍｍ以下と算出している。このとき、半導体基板の厚さを０．４ｍｍとし、突起部間における半導体基板のたわみの許容範囲を−０．５μｍ以上＋０．５μｍ以下としている。

また、ピンチャック方式の吸着装置では、突起部間における半導体基板のたわみに起因して、半導体基板表面の各突起部との接点の位置が、真空引きせずに突起部上に半導体基板を載せた場合に比べてずれる（以下、ウエハディストーションとする）という問題が生じる。

ウエハディストーションを低減する装置として、半導体基板を支持するための複数の突起部を備え、該突起部上に支持される半導体基板を吸着保持する装置において、半導体基板の厚さ、半導体基板の格子密度、半導体基板の静止摩擦係数、および吸着装置を搭載するステージの最大加速度に基づいて、突起部の配列ピッチと半導体基板の吸着力の最適な設定値を設定する装置が提案されている（例えば、下記特許文献６参照。）。

下記特許文献６に示す技術では、隣り合う突起部間の間隔を２ｍｍとして格子状に配列された突起部を有するピンチャック方式の吸着装置を用いて、直径２００ｍｍ（８インチ）の半導体基板を保持するに際し、縦弾性係数を１．６９×１０¹¹（Ｎ／ｍ）とし、半導体基板の厚さを７２５μｍとした０．２５μｍルールの半導体プロセスにおいて、半導体基板の平坦度の許容値を８０ｎｍとし、ウエハディストーションの許容値を５ｎｍとした場合、半導体基板を吸着する吸着力Ｐ（Ｎ／ｍ²）と、隣り合う突起部間の間隔（配列ピッチ）Ｌ（ｍ）との関係は、次の（１）式および（２）式を満たすことが提案されている。

Ｐ≦０．００３３／Ｌ³ ・・・（１）

Ｌ≦０．０１２５ ・・・（２）

また、別のピンチャック方式の吸着装置として、基板が載置される基板載置面を有する複数の突起部と、複数の突起部の少なくとも一つに形成され、基板載置面に開口される吸引孔と、複数の突起部が設けられる基礎部と、を備え、複数の突起部の基板載置面が同一水平面内に配置される装置が提案されている（例えば、下記特許文献７参照。）。

また、別のピンチャック方式の吸着装置として、次のような装置が提案されている。吸着プレート装置としての冷却プレート装置のプレート本体の内部には冷却機構が設けられており、プレート本体の載置面上に載置される基板を冷却するようになっている。プレート本体の載置面上には、複数の支持突起及び複数の補助突起が形成されており、これらの各支持突起及び各補助突起の第１および第２の頂部端面により基板を支持するようになっている。各支持突起には基板を真空吸着するための真空吸引孔が形成されている。各支持突起のうち基板に接触する第１の頂部端面は、真空吸引孔により基板を真空吸引した際に基板と密着するような平滑性を有している（例えば、下記特許文献８参照。）。

米国特許第３６２７３３８号明細書 米国特許第３７４７２８２号明細書 特許第２８２１６７８号公報 特公昭６０−１５１４７号公報 特許第２５７４８１８号公報 特許第４２９８０７８号公報 特開２００７−３２２８０６号公報 特開２００４−３０３９６１号公報

しかしながら、発明者が鋭意研究を重ねた結果、次のことが判明した。半導体装置が完成した後の半導体基板の厚さは、例えばＩＧＢＴでは、耐圧１８００Ｖクラスで１８０〜３００μｍ程度、耐圧１２００Ｖクラスで１２０〜２００μｍ程度、耐圧６００Ｖクラスで６０〜９０μｍ程度に仕上げられる。さらに、ゲート構造をトレンチゲート型とすることで、耐圧クラスに対応する半導体基板の厚さは、プレーナゲート型の半導体装置よりも薄く設計される。例えば、耐圧６００Ｖクラスのトレンチゲート型ＩＧＢＴの、完成後の半導体基板の厚さは、最も薄い場合で６０μｍ程度である。より効率的に半導体装置を生産する目的で、トレンチゲート型のゲート構造が多用される傾向にある。このように、半導体基板の厚さは１００μｍを優に下回っている。

また、昨今では、シリコンからなる半導体基板は、例えば直径６インチから直径８インチへと大口径化が進められており、半導体装置の生産性向上が図られている。しかし、ＩＧＢＴなどのパワー半導体装置の製造工程において、直径８インチの半導体基板を６０μｍ程度の厚さまで薄化した場合、半導体基板の反りは著しく大きくなる。このため、上述した各特許文献に示すような技術では、薄化された半導体基板や著しく反った半導体基板を、その平坦性を維持または向上した状態で吸着したり、搬送したりすることは難しい。

例えば、上述した特許文献１〜３に示す技術（図２０参照）では、半導体基板１と基礎部１０１の溝部１０２を除く部分１０５との間に、塵や埃などの異物が挟まってしまう。上述したように半導体基板１が薄化されている場合、半導体基板１の異物に接する部分が容易に変形してしまう。また、上述した特許文献４に示す技術（図２１，２２参照）においても、半導体基板１が真空引きされるときの吸引力によって、半導体基板１の、突起部１１２および周縁部１１３に接していない部分が、支持基板１１１側に凸状にたわむため、半導体基板１は大きく変形して平坦性が低下する。その結果、例えば露光工程における露光の解像度が著しく低下してしまう。

また、上記特許文献６に示す技術において開示されているように、現在の主流となっている直径２００ｍｍ（８インチ）の半導体基板を、隣り合う突起部間の間隔を２ｍｍとし、格子状に配列された突起部を有するピンチャック方式の吸着装置によって吸着した場合、ウエハディストーションは、半導体基板の平坦度に対して約１／２．６倍も発生する。現在量産されている０．２５μｍルールの半導体プロセスの場合、半導体基板の平坦度の許容値は、焦点深度８００ｎｍの１割として８０ｎｍであるのに対し、ウエハディストーションの許容値は、オーバーレイ精度５０ｎｍの１割として５ｎｍとなっている。ウエハディストーションを５ｎｍ以内に抑えるために、半導体基板の平坦度の許容値を１３（＝５×２．６）ｎｍとする必要があり、上述した許容値８０ｎｍに比べてはるかに小さくなっている。つまり、焦点深度から要求される半導体基板の平坦度よりも、オーバーレイ精度から要求される半導体基板の平坦度の方がはるかに厳しい。

上記特許文献６に示す技術において、半導体基板の厚さを０．１ｍｍとした場合に、ウエハディストーションを低減するためには、半導体基板を吸着する吸着力Ｐと、隣り合う突起部間の間隔Ｌとの関係が、次の（３）式および（４）式を満たす必要がある。このため、隣り合う突起部間の間隔Ｌを１．７２ｍｍ以下とし、かつ半導体基板を吸着する吸着力を１２．４ｋＮ／ｍ²以下とする必要がある。

Ｐ≦０．００００６３／Ｌ³ ・・・（３）

Ｌ≦０．００１７２ ・・・（４）

しかしながら、上述したように、ＩＧＢＴのパワー半導体装置の反りは大きく、例えば直径８インチの半導体基板の場合、半導体基板の反りが１ｍｍを超えることはめずらしくない。このため、半導体基板に生じている反りを解消させ、かつ十分に安定した状態で半導体基板を吸着保持するには、半導体基板の厚さが１００μｍ程度である場合、半導体基板を吸着する吸着力を通常４０ｋＮ／ｍ²程度とする必要があり、上記（３）式および（４）式を満たす半導体基板を吸着する吸着力１２．４ｋＮ／ｍ²を大きく超えてしまう。このため、上記特許文献６に示すように、隣り合う突起部を支点として支えられている半導体基板の一部が大きく変形し、半導体装置のたわみやウエハディストーションが素子設計において要求される許容値を超えてしまう。

また、特許文献５に示す技術において、半導体基板の厚さを１００μｍとし、突起部間における半導体基板のたわみの許容範囲を上述した−０．５μｍ以上＋０．５μｍ以下とした場合、隣り合う突起部間の間隔は約０．７ｍｍ以下となる。異方性エッチングによって基礎部上に四角錐状の突起部を形成するに際し、隣り合う突起部間の間隔を約０．７ｍｍ以下とする場合、基礎部のエッチングされない領域を覆うマスクの開口部の幅が狭すぎて、結晶面方位におけるエッチングの除去量を制御することが難しくなる。このため、突起部の高さおよび隣り合う突起部間の間隔の制御性が損なわれる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、半導体基板との間に異物が挟まることを抑制することができる吸着装置および吸着方法を提供することを目的とする。半導体基板の平坦性を維持または向上した状態で、該半導体基板を吸着することができる吸着装置および吸着方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる吸着装置は、次の特徴を有する。半導体基板を吸着する吸着孔を有する吸着装置であって、前記半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部と、少なくとも一部の前記突起部に設けられた、互いに独立して真空引き可能な複数の前記吸着孔と、複数の前記吸着孔を異なるタイミングで真空引きする真空発生手段と、を備える。

また、請求項２の発明にかかる吸着装置は、請求項１に記載の発明において、前記真空発生手段は、前記半導体基板の外周部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔から中央部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔に向かって、または、前記半導体基板の中央部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔から外周部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔に向かって、該吸着孔を順に真空引きすることを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項３の発明にかかる吸着装置は、次の特徴を有する。半導体基板を吸着する吸着孔を有する吸着装置であって、前記半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部と、少なくとも一部の前記突起部に設けられた複数の前記吸着孔と、複数の前記吸着孔を真空引きする真空発生手段と、前記基礎部の上方に載置される前記半導体基板の該基礎部側における気体の流速を、該半導体基板の該基礎部側に対して反対側における気体の流速よりも大きくする気体流発生源と、を備える。

また、請求項４の発明にかかる吸着装置は、請求項３に記載の発明において、前記真空発生手段および前記気体流発生源を制御する制御手段をさらに備える。そして、前記制御手段は、前記気体流発生源によって気体の流速を調整した後、前記真空発生手段によって前記吸着孔を真空引きすることを特徴とする。

また、請求項５の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記半導体基板の外周部を支持する周縁部をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかる吸着装置は、請求項５に記載の発明において、前記半導体基板の外周部を吸着する前記吸着孔は、前記周縁部に設けられていることを特徴とする。

また、請求項７の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記吸着孔は、該吸着孔が設けられた前記突起部を貫通する通気用の孔に接続されており、該吸着孔の内径は、該通気用の孔の内径よりも大きいことを特徴とする。

また、請求項８の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜７のいずれか一つに記載の発明において、前記吸着孔の開口部は、面取り加工が施されていることを特徴とする。

また、請求項９の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部の半導体基板を支持する側の端部は、面取り加工が施されていることを特徴とする。

また、請求項１０の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜９のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部の半導体基板を支持する側の端部には、該突起部に支持された半導体基板からうける外力を吸収する材質からなる部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項１１の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の発明において、隣り合う前記突起部間の間隔は、前記基礎部側よりも半導体基板を支持する側で広くなっていることを特徴とする。

また、請求項１２の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の発明において、前記吸着孔が設けられてない前記突起部の幅は、前記吸着孔が設けられた前記突起部の幅よりも狭いことを特徴とする。

また、請求項１３の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部の前記基礎部の表面からの高さは、全て等しいことを特徴とする。

また、請求項１４の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部には、ねじ部が設けられている。前記基礎部には、前記突起部の前記ねじ部を受けるねじ穴が設けられている。そして、前記突起部の前記基礎部の表面からの高さが全て等しくなるように、前記突起部の前記ねじ部が前記基礎部の前記ねじ穴にねじ込まれていることを特徴とする。

また、請求項１５の発明にかかる吸着装置は、請求項５〜１４のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部および前記周縁部は、半導体基板の、外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす主面側の、該周辺部よりも内側の部分を支持することを特徴とする。

また、請求項１６の発明にかかる吸着装置は、請求項５〜１３のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部の前記基礎部の表面からの高さは、前記周縁部の前記基礎部の表面からの高さより高いことを特徴とする。

また、請求項１７の発明にかかる吸着装置は、請求項５〜１６のいずれか一つに記載の発明において、前記周縁部は、該周縁部上に支持される半導体基板の表面に対して垂直な方向に可動可能に設けられていることを特徴とする。

また、請求項１８の発明にかかる吸着装置は、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の発明において、前記突起部の上方で半導体基板を保持する可動可能な保持部をさらに備える。そして、前記制御手段は、半導体基板が前記突起部に近づく方向に前記保持部を移動し、該保持部に保持された該半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記真空発生手段によって前記吸着孔を真空引きすることを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１９の発明にかかる吸着方法は、次の特徴を有する。半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部の、該突起部に設けられた吸着孔に半導体基板を吸着する吸着方法である。まず、少なくとも一部の前記突起部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の前記吸着孔を異なるタイミングで真空引きし、半導体基板を複数の該吸着孔に吸着する第１の吸着工程を行う。

また、請求項２０の発明にかかる吸着方法は、請求項１９に記載の発明において、前記第１の吸着工程では、前記半導体基板の外周部から中央部に向かって、または、前記半導体基板の中央部から外周部に向かって、徐々に吸着することを特徴とする。

また、請求項２１の発明にかかる吸着方法は、請求項１９または２０に記載の発明において、前記半導体基板の外周部を吸着する前記吸着孔は、前記半導体基板の外周部を支持する周縁部に設けられている。そして、前記第１の吸着工程の前または後に、前記突起部に設けられた前記吸着孔と異なるタイミングで、前記周縁部に設けられた前記吸着孔を真空引きし、前記半導体基板の外周部を該周縁部に設けられた該吸着孔に吸着する第２の吸着工程を行うことを特徴とする。

また、請求項２２の発明にかかる吸着方法は、請求項２１に記載の発明において、前記第２の吸着工程では、前記突起部の上方に昇降可能に設置された前記周縁部の前記吸着孔に前記半導体基板の外周部を吸着する。そして、前記第２の吸着工程の後、該周縁部を下降させて、前記半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記第１の吸着工程を行うことを特徴とする。

また、請求項２３の発明にかかる吸着方法は、請求項１９〜２１のいずれか一つに記載の発明において、まず、半導体基板を保持する昇降可能な保持部によって、前記半導体基板を前記突起部の上方に保持する。その後、該保持部を下降させて該半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記第１の吸着工程を行うことを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項２４の発明にかかる吸着方法は、次の特徴を有する。半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部の、該突起部に設けられた吸着孔に半導体基板を吸着する吸着方法である。まず、前記基礎部の上方に半導体基板を載置する。ついで、前記半導体基板の該基礎部側における気体の流速を、該半導体基板の該基礎部側に対して反対側における気体の流速よりも大きくする気体流発生工程を行う。ついで、前記気体流発生工程の後、少なくとも一部の前記突起部に設けられた複数の前記吸着孔を真空引きし、前記半導体基板を複数の該吸着孔に吸着する第１の吸着工程を行う。

また、請求項２５の発明にかかる吸着方法は、請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の発明において、前記第１の吸着工程の前に、前記突起部の前記基礎部の表面からの高さを揃えて、該突起部を該基礎部に付ける組立工程をさらに含むことを特徴とする。

また、請求項２６の発明にかかる吸着方法は、請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の発明において、前記第１の吸着工程の前に、前記突起部を前記基礎部に付ける組立工程と、前記組立工程の後、全ての前記突起部の前記基礎部の表面からの高さを揃える調整工程を行うことを特徴とする。

また、請求項２７の発明にかかる吸着方法は、請求項２５または２６に記載の発明において、前記組立工程では、前記突起部に設けられたねじ部を、前記基礎部に設けられた、該突起部の該ねじ部を受けるねじ穴にねじ込むことを特徴とする。

また、請求項２８の発明にかかる吸着方法は、請求項２５または２６に記載の発明において、前記組立工程では、前記突起部を、前記基礎部に設けられた該突起部を受ける穴に差し込むことを特徴とする。

また、請求項２９の発明にかかる吸着方法は、請求項２６に記載の発明において、前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側から該突起部を前記基礎部に押し付けることを特徴とする。

また、請求項３０の発明にかかる吸着方法は、請求項２６に記載の発明において、前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側の端部を研削することを特徴とする。

また、請求項３１の発明にかかる吸着方法は、請求項２６に記載の発明において、前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側から該突起部を前記基礎部に押し付けた後、該突起部の半導体基板を支持する側の端部を研削することを特徴とする。

また、請求項３２の発明にかかる吸着方法は、請求項１９〜３１のいずれか一つに記載の発明において、外周に沿って周辺部が厚く残された半導体基板の、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の内側の面を吸着することを特徴とする。

上述した請求項１〜１８によれば、基礎部に複数の突起部を設け、この突起部に半導体基板を吸着する吸着孔を設けている。吸着孔の内径は、隣り合う突起部間の間隔よりも小さいため、半導体基板との接触面積を従来の吸着装置（図２１，２２参照）に比べて少なくすることができる。また、隣り合う突起部間の間隔を半導体基板の直径、厚さや反りの周期に合わせて調整することで、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。

また、半導体基板の外周部を支持する周縁部を設け、この周縁部に半導体基板を吸着する吸着孔を設けている。このため、半導体基板の中央部を突起部に設けられた吸着孔に吸着する前または吸着した後に、半導体基板の外周部のみを周縁部に設けられた吸着孔に吸着することができる。これにより、半導体基板が大きく反っている場合でも、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。また、複数の突起部の高さを等しくすることで、基礎部上に該基礎部に対して水平に半導体基板を吸着することができる。

また、突起部および周縁部に、半導体基板を吸着する吸着孔を設けている。このため、半導体基板の、隣り合う突起部間、および突起部と周縁部との間の部分に真空引きによる外力がかかることはない。吸着孔の内径は、隣り合う突起部間の間隔よりも小さいため、半導体基板の、隣り合う突起部間の部分に真空吸着力がかかる従来の吸着装置（図２１，２２参照）に比べて、半導体基板にかかる真空吸着力を大幅に低減することができる。これにより、半導体基板のたわみやウエハディストーションを、素子設計において要求される許容値の範囲内にすることができる。

また、請求項１，２によれば、真空発生手段は、複数の吸着孔をそれぞれ独立して異なるタイミングで真空引きする。これにより、おもて面側に凸状または凹状に反った半導体基板を吸着する場合に、半導体基板の反りに応じて、複数の吸着孔を順に真空引きすることができる。したがって、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。

また、請求項３，４によれば、半導体基板の基礎部側に気体を流入する気体流発生手段を備える。このため、半導体基板にベルヌーイの効果による負圧をかけて、平坦性を向上させた状態で半導体基板を突起部上に載置することができる。

また、請求項１９〜３２によれば、突起部および周縁部に設けられた吸着孔を真空引きし、突起部および周縁部上に載置された半導体基板を吸着孔に吸着する。吸着孔の内径は、隣り合う突起部間の間隔よりも小さいため、半導体基板との接触面積を従来の吸着装置に比べて少なくすることができる。

また、請求項１９，２０によれば、異なるタイミングで複数の吸着孔を真空引きし、半導体基板を複数の吸着孔に吸着する。これにより、おもて面側に凸状または凹状に反った半導体基板を吸着する場合に、半導体基板の反りに応じて、複数の吸着孔を順に真空引きすることができる。したがって、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。

また、請求項２４によれば、半導体基板の基礎部側における気体の流速を、半導体基板の基礎部側に対して反対側における気体の流速より大きくした後に、複数の吸着孔を真空引きして半導体基板を複数の吸着孔に吸着する。これにより、半導体基板にベルヌーイの効果による負圧をかけて、平坦性を向上させた状態で、半導体基板を突起部上に載置させた後に、半導体基板を吸着することができる。

本発明にかかる吸着装置および吸着方法によれば、半導体基板との間に異物が挟まることを抑制することができるという効果を奏する。また、半導体基板の平坦性を維持または向上した状態で、該半導体基板を吸着することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品の別の一例について模式的に示す説明図である。 図４に示す部品の組立方法の一例について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品の組立方法の別の一例について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品の組立方法の別の一例について模式的に示す説明図である。 図１に示す吸着装置を構成する部品の別の一例について模式的に示す説明図である。 実施の形態１にかかる吸着装置を用いた吸着方法の一例について示す説明図である。 実施の形態１にかかる吸着装置を用いた吸着方法の別の一例について示す説明図である。 実施の形態２にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。 実施の形態３にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。 実施の形態３にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。 実施の形態４にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。 実施の形態４にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。 実施の形態５にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。 図１６に示す吸着装置を構成する部品について模式的に示す説明図である。 実施の形態６にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。 トレンチゲート型ＩＧＢＴについて示す断面図である。 従来の吸着装置について示す説明図である。 従来のピンチャック方式の吸着装置について示す説明図である。 図２１の吸着装置について示す平面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置および半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本明細書および添付図面においては、ｎまたはｐを冠記した層や領域では、それぞれ電子または正孔が多数キャリアであることを意味する。また、ｎやｐに付す＋および−は、それぞれそれが付されていない層や領域よりも高不純物濃度および低不純物濃度であることを意味する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。また、図２，３は、図１に示す吸着装置を構成する部品について模式的に示す説明図である。図１に示す吸着装置は、半導体基板の中央部を支持する複数の突起部１２が設けられた基礎部１１と、半導体基板の外周部を支持する円筒状の周縁部１３と、半導体基板を吸着する複数の吸着孔２１，３１と、複数の吸着孔を異なるタイミングで真空引きする真空発生源１４と、を具備する。

基礎部１１は、例えば円形状の平面形状を有する。基礎部１１の直径は、半導体基板の直径よりも若干小さい直径となっている。また、基礎部１１は、アルミニウムを主成分とする材料から構成されていてもよい。基礎部１１の側面１５は、アルミニウムの微細な隙間にフッ素樹脂を染み込ませた（含浸させた）材質からなる。

突起部１２は、基礎部１１の半導体基板を吸着する側の面に、例えば格子状に配置されている。突起部１２は、例えば、円柱形状を有していてもよいし、矩形状の断面形状を有していてもよい。突起部１２の直径（または幅、以下、単に幅とする）は、例えば３ｍｍであってもよい。

また、少なくとも一部の突起部１２には、互いに独立して真空引き可能な複数の吸着孔（以下、第１の吸着孔とする）２１が設けられている。図１に示すように、格子状に配置された突起部１２において、第１の吸着孔２１を設けた突起部１２と、第１の吸着孔２１を設けない突起部１２とを交互に配置した構成としてもよい。このとき、第１の吸着孔２１を設けない突起部１２の幅を、第１の吸着孔２１を設けた突起部１２の幅よりも狭くしてもよい。第１の吸着孔２１を設けない突起部１２の幅は、例えば２ｍｍであってもよい。これにより、半導体基板との接触面積を少なくすることができる。また、全ての突起部１２に第１の吸着孔２１が設けられていてもよい。

第１の吸着孔２１は、円状の平面形状を有する。第１の吸着孔２１の直径は、例えば１ｍｍであってもよい。突起部１２の内部には、第１の吸着孔２１に接続され、かつ突起部１２を貫通する通気用の孔（真空系統、以下、第１の通気用の孔とする）２２が設けられている。つまり、第１の吸着孔２１は、他の突起部１２に設けられた他の第１の吸着孔２１と独立した真空系統を有する（図２参照）。

第１の通気用の孔２２は、真空発生源１４に連結されている。真空発生源１４は、それぞれの第１の通気用の孔２２を独立して真空引きする。つまり、複数の突起部１２に、第１の通気用の孔２２および、この第１の通気用の孔２２に連結する真空発生源１４がそれぞれ設けられている。真空発生源１４によって、各第１の通気用の孔２２の内部がそれぞれ独立して真空引きされることで、全ての第１の吸着孔２１は独立して真空引きされる。つまり、真空発生源１４によって、全ての第１の吸着孔２１に、それぞれ独立して負圧を発生させる。これにより、突起部１２に支持された半導体基板は、それぞれ異なるタイミングで全ての第１の吸着孔２１に吸着される。突起部１２の詳細な条件については後述する。

周縁部１３は、基礎部１１の側面１５に接して基礎部１１を囲む。また、周縁部１３は、半導体基板の直径よりも若干大きい直径となっている。つまり、基礎部１１の上方に半導体基板が支持されたときに、突起部１２は、半導体基板の中央部を支持する位置に設けられ、周縁部１３は、半導体基板の外周部を支持する位置に設けられている。

周縁部１３が基礎部１１の側面１５に接する部分には、基礎部１１の側面１５と同様の材質からなる。これにより、半導体基板（不図示）と、基礎部１１および周縁部１３とで形成される密閉空間の密閉性を向上することができる。周縁部１３は、基礎部１１から離れていてもよい。

周縁部１３の半導体基板を支持する側の端部には、互いに独立して真空引き可能な複数の吸着孔（以下、第２の吸着孔とする）３１と、環状の溝部３２が設けられている。溝部３２は、周縁部１３によって半導体基板が支持されたときに、半導体基板の辺縁部に対応する位置に設けられているのが望ましい。溝部３２の幅は、例えば１ｍｍであってもよい。また、円形状の溝部３２を設けてもよいし、円弧形状の溝部３２を複数設けてもよい。また、周縁部１３の内部には、第２の吸着孔３１に接続され、かつ周縁部１３を貫通する通気用の孔（真空系統、以下、第２の通気用の孔とする）３３が設けられている。

つまり、第２の吸着孔３３は、突起部１２に設けられた第１の吸着孔２１と独立した真空系統を有する。第２の通気用の孔３３は、真空発生源１４に連結されている。真空発生源１４は、第１の通気用の孔２２と独立して、第２の通気用の孔３３を介して溝部３２を真空引きする。これにより、周縁部１３に支持された半導体基板は、第１の吸着孔２１によって半導体基板を吸着するタイミングと異なるタイミングで溝部３２に吸着される。第２の吸着孔３１および第２の通気用の孔３３の条件は、それぞれ第１の吸着孔２１および第１の通気用の孔２２と同様である。

真空発生源１４は、第１の吸着孔２１に連結された第１の通気用の孔２２の内部、および第２の吸着孔３１に連結された第２の通気用の孔３３の内部を、それぞれ独立して真空引きする機能を有する。つまり、複数の第１の通気用の孔２２および第２の通気用の孔３３は、互いに独立して設けられた配管（不図示）によって真空発生源１４に接続されており、この配管にそれぞれ真空発生源１４が設けられている。また、真空発生源１４は、第１の吸着孔２１に連結された第１の通気用の孔２２の内部、および第２の吸着孔３１に連結された第２の通気用の孔３３の内部を、同時に真空引きしてもよい。

真空発生源１４は、半導体基板の外周部側を支持する位置に設けられた第１の吸着孔２１から中央部側を支持する位置に設けられた第１の吸着孔２１に向かって、第１の吸着孔２１を順に真空引きしてもよい。この場合、真空発生源１４は、第１の吸着孔２１を真空引きする前に、第２の吸着孔３１を真空引きしてもよい。

また、真空発生源１４は、半導体基板の中央部側を支持する位置に設けられた第１の吸着孔２１から外周部側を支持する位置に設けられた第１の吸着孔２１に向かって、第１の吸着孔２１を順に真空引きしてもよい。この場合、真空発生源１４は、第１の吸着孔２１を真空引きした後に、第２の吸着孔３１を真空引きしてもよい。

次に、突起部１２の詳細な条件について説明する。図３に示すように、隣り合う突起部１２は、例えば所定の第１の間隔ｔ₁を空けて配置されている。第１の間隔ｔ₁は、例えば５ｍｍ程度であってもよい。その理由は、次に示すとおりである。

現在の半導体基板の加工精度において半導体基板に生じる反りの周期は、例えば１０ｍｍ程度となる。このような半導体基板の複数個所を複数の突起部１２によって間隔を空けて支持する際に、半導体基板に生じている反りの周期の半分程度の距離で半導体基板を支持することで、ウエハディストーションを１３ｎｍ以内に抑えることができるからである。

現在のパワー半導体分野では、ＬＳＩ製造プロセスで求められるような、５０ｎｍ程度のオーバーレイ精度は求められていない。このため、上述したような１３ｎｍ程度の高いウエハディストーションは求められていない。したがって、オーバーレイ精度や、半導体基板のたわみおよびウエハディストーションに対する精度が低い場合には、第１の間隔ｔ₁を５ｍｍよりも広く設定してもよい。

また、図３に示すように、突起部１２は、半導体基板が支持される側の第１の端部２３の幅ｗ₁が基礎部１１側の第２の端部２４の幅ｗ₂よりも狭い断面形状を有していてもよい。つまり、隣り合う突起部１２間の間隔は、基礎部１１側の第１の間隔ｔ₁よりも半導体基板を支持する側の第２の間隔ｔ₂が広くてもよい。これにより、突起部１２（第１の端部２３）と半導体基板との接触面積を少なくしつつ、突起部１２と基礎部１１との接合部分（第２の端部２４）における強度を向上することができる。

第１の吸着孔２１の内径ｔ₃は、第１の吸着孔２１に接続された第１の通気用の孔２２の内径ｔ₄よりも大きくてもよい。これにより、半導体基板を安定して吸着することができる第１の吸着孔２１の内径ｔ₃の寸法を保った状態で、第１の通気用の孔２２の内径ｔ₄を調整して、半導体基板を吸着する吸着力を調整することができる。第２の吸着孔３１についても同様である（不図示）。

突起部１２の第１の端部２３の角部４１、および第１の吸着孔２１の開口部の角部４２は、面取り加工が施されているのが好ましい。半導体基板に接する部分（第１の端部２３）の角部４１，４２を曲線形状とすることで、半導体基板に傷などが生じることを低減することができる。第２の吸着孔３１についても同様である（不図示）。

第１の吸着孔２１の開口口は、基礎部１１の表面に対して水平に形成されているのが好ましい。その理由は、突起部１２の第１の端部２３に半導体基板が接したときに、半導体基板を基礎部１１に対して水平に支持することができるからである。また、半導体基板を完全に第１の吸着孔２１に吸着することができるからである。

突起部１２の基礎部１１の表面からの高さ（以下、突起部１２の高さとする）ｈは全て等しく揃えられている。つまり、突起部１２の高さｈは、基礎部１１の上方で基礎部１１に対して水平に半導体基板を支持することができるように揃えられている。また、突起部１２の高さｈは、周縁部１３の基礎部１１の表面からの高さ（以下、周縁部１３の高さとする）と等しくなっている。

また、基礎部１１および突起部１２は、突起部１２の高さｈを揃えるための構成を有してもよい。図４は、図１に示す吸着装置を構成する部品の別の一例について模式的に示す説明図である。また、図５は、図４に示す部品の組立方法の一例について模式的に示す説明図である。図４に示すように、突起部１２の第２の端部２４側に、ねじ部２５が設けられている。図５に示すように、基礎部１１には、突起部１２のねじ部２５を受けるねじ穴２６が設けられている。

ねじ部２５は、他の突起部１２および周縁部１３の高さと等しくなる位置までねじ穴２６にねじ込むことができる長さを有する。そして、ねじ穴２６は、少なくとも上記長さのねじ部２５を受けることができる深さを有する。ねじ穴２６は、半導体基板が支持される側から反対側に貫通していてもよい。このとき、ねじ穴２６にねじ込まれたねじ部２５の先端は、半導体基板が支持される側の面に対して反対側の面から外側に突出していてもよい。

ねじ部２５をねじ穴２６にねじ込んだ後に、突起部１２の第１の端部２３側を研削して、全ての突起部１２および周縁部１３の高さを等しくしてもよい。この場合、ねじ部２５をねじ穴２６にねじ込んだときに、全ての突起部１２および周縁部１３の高さが等しくない場合でも、全ての突起部１２および周縁部１３の高さを揃えることができる。ここで、図４，５では、突起部１２および周縁部１３の形状を明確にするため、第１，２の吸着孔２１、３１および第１，２の通気用の孔２２，３３は図示省略している（以下、図６〜１５についても同様）。

図５を参照して、ねじ部２５を有する突起部１２と、ねじ穴２６を有する基礎部１１とを組み立てる方法について説明する。ここでは、突起部１２の第１の端部２３側を研削する場合について説明する。図５に示すように、まず、基礎部１１の側面に、周縁部１３を接合する。ついで、突起部１２のねじ部２５を基礎部１１のねじ穴２６にねじ込む（組立工程）。ついで、突起部１２の第１の端部２３側を下にして、例えば水平方向に回転する砥石４３に接触させる。そして、突起部１２の高さｈが周縁部１３と等しくなるまで、突起部１２の第１の端部２３側を研削する（調整工程）。これにより、全ての突起部１２および周縁部１３の高さが揃えられる。ついで、突起部１２の第１の端部２３に面取り加工を施す（図４参照）。これにより、複数の突起部１２が設けられた基礎部１１が完成する。

図６，７は、図１に示す吸着装置を構成する部品の組立方法の別の一例について模式的に示す説明図である。図６，７に示すように、突起部１２は、第２の端部２４側の幅が先端に向かってを徐々に狭くなる形状を有していてもよい。以下、突起部１２の第２の端部２４側の幅が徐々に狭くなっている部分をテーパー部２７とする。テーパー部２７は、円錐形状でもあってもよいし、多角錐形状であってもよい。基礎部１１には、突起部１２のテーパー部２７を受ける穴（以下、テーパー部用の穴とする）２８が設けられている。

テーパー部２７は、他の突起部１２の高さおよび周縁部１３の高さと等しくなる位置まで、テーパー部用の穴２８に差し込む構成を有する。そして、テーパー部用の穴２８は、少なくとも上記長さのテーパー部２７を受けることができる深さを有する。テーパー部用の穴２８は、半導体基板が支持される側からその反対側に貫通していてもよい。このとき、テーパー部用の穴２８に差し込まれたテーパー部２７の先端は、半導体基板が支持される側の面に対して反対側の面から外側に突出してもよい。

また、テーパー部用の穴２８は、テーパー部２７が差し込まれたときに、基礎部１１の表面に垂直に突起部１２を固定することができる形状を有する。例えば、テーパー部用の穴２８は、テーパー部２７の最も幅のある部分よりも若干小さい幅を有する。テーパー部用の穴２８の幅は、半導体基板が支持される側からその反対側に向かって徐々に狭くなっていてもよいし、テーパー部用の穴２８の幅は、半導体基板が支持される側からその反対側に向かって等しくてもよい。

テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に差し込んだ後に、さらにテーパー部２７をテーパー部用の穴２８に押し込んで、全ての突起部１２および周縁部１３の高さを等しくしてもよい。また、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に押し込む代わりに、突起部１２の第１の端部２３側を研削してもよいし、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に差し込んだ後、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に押し込み、さらにその後に、突起部１２の第１の端部２３側を研削してもよい。この場合、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に差し込んだときに、全ての突起部１２および周縁部１３の高さが等しくない場合でも、全ての突起部１２および周縁部１３の高さを揃えることができる。

図６，７を参照して、テーパー部２７を有する突起部１２と、テーパー部用の穴２８を有する基礎部１１とを組み立てる方法について説明する。ここでは、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に差し込んだ後、さらにテーパー部２７をテーパー部用の穴２８に押し込む場合について説明する。まず、基礎部１１の側面に、周縁部１３を接合する。ついで、突起部１２のテーパー部２７を、基礎部１１のテーパー部用の穴２８に差し込む（組立工程）。

ついで、平坦な面を有する部材（平板）４４によって、全ての突起部１２に第１の端部２３側から基礎部１１に圧力をかけて、突起部１２を基礎部１１に押し付ける。つまり、突起部１２のテーパー部２７を基礎部１１のテーパー部用の穴２８に押し込む（調整工程）。これにより、突起部１２の高さ４５が他の突起部１２の高さ４６より外側に突出している突起部１２を、他の突起部１２および周縁部１３の高さと揃える。

調整工程では、平板４４によってテーパー部２７をテーパー部用の穴２８に押し込んだ後に、突起部１２の第１の端部２３側を研削してもよい。また、調整工程では、組立工程の後、平板４４による押し込みを行わずに、突起部１２の第１の端部２３側を研削して、全ての突起部１２および周縁部１３の高さと揃えてもよい。ついで、突起部１２の第１の端部２３に面取り加工を施す。これにより、複数の突起部１２が設けられた基礎部１１が完成する。

上述した組立方法では、ねじ部２５をねじ穴２６にねじ込む、または、テーパー部２７をテーパー部用の穴２８に差し込む（以下、突起部１２を基礎部１１に付けるとする）際に、例えば、突起部１２の高さｈが周縁部１３の高さより高くなるように付けるのが好ましい。これにより、突起部１２の高さｈが周縁部１３の高さより低くなってしまうことを回避することができる。また、調整工程を行わずに、組立工程のみで、全ての突起部１２および周縁部１３の高さが揃うように、突起部１２を基礎部１１に付けてもよい。このように、基礎部１１に突起部１２を付けることで、複数の突起部１２の高さ方向の寸法がそれぞれ異なっている場合でも、全ての突起部１２の高さｈを等しく揃えることができる。

図８は、図１に示す吸着装置を構成する部品の別の一例について模式的に示す説明図である。図８に示すように、突起部１２の第１の端部２３に、突起部１２上に支持された半導体基板からうける外力を吸収する材質からなる部材２９を設けてもよい。部材２９は、例えば、突起部１２上に支持された半導体基板からうける外力を吸収する弾性率を有するやわらかい材料からなる。突起部１２の第１の端部２３に部材２９が設けられていることで、突起部１２の第１の端部２３上に半導体基板が載置されたときに、部材２９が変形する。これにより、突起部１２の高さにばらつきがあったとしても、基礎部１１に対して水平に半導体基板を支持することができる。

また、上述した説明では、周縁部１３を格子状に配置しているが、これに限らず、周縁部１３に第２の吸着孔３１を設けない構成としてもよい。また、突起部１２を、例えば同心円状や千鳥格子状に配置してもよい。

次に、実施の形態１にかかる吸着装置を用いて半導体基板を吸着する方法について説明する。全ての突起部１２に第１の吸着孔２１が設けられ、かつ周縁部１３に第２の吸着孔３１が設けられている吸着装置を例に説明する（以下、図９〜１５，１８に示す吸着方法においても同様）。まず、例えば搬送アームなどによって、半導体基板の外周部が周縁部１３と重なるように、突起部１２および周縁部１３上に、半導体基板を載置する。

ついで、複数の第１の吸着孔２１に連結された各第１の通気用の孔２２の内部を、真空発生源１４によって異なるタイミングで真空引きする（第１の吸着工程）。第１の吸着工程では、複数の第１の吸着孔２１に連結された各第１の通気用の孔２２の内部を、真空発生源１４によって同時に真空引きしてもよい。また、第１の吸着工程と独立して、真空引きが可能な第２の吸着孔３１に連結された第２の通気用の孔３３の内部を、真空発生源１４によって真空引きする（第２の吸着工程）。このとき、第１の吸着工程の後に第２の吸着工程を行ってもよいし、第２の吸着工程の後に第１の吸着工程を行ってもよい。

これにより、複数の第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１がそれぞれ異なるタイミングで真空引きされる。つまり、半導体基板の中央部が、第１の間隔ｔ₁の間隔ごと点在する突起部１２に設けられた第１の吸着孔２１によって吸着されて支持される。また、半導体基板の外周端部が、周縁部１３に設けられた第２の吸着孔３１によって吸着されて支持される。

第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１によって半導体基板を吸着する順番は、種々変更可能である。例えば、第１の吸着工程では、半導体基板の外周部から中央部に向かって、または、半導体基板の中央部から外周部に向かって、徐々に半導体基板を吸着してもよい。第２の吸着工程では、前記第１の吸着工程の前または後に、半導体基板の外周部を吸着してもよい。また、第１の吸着工程と第２の吸着工程とを同時に開始してもよい。例えば、最も外側に設けられた第１の吸着孔２１と同時に、第２の吸着孔３１の真空引きが行われてもよい。

このように、突起部１２の第１の吸着孔２１に半導体基板を吸着することで、半導体基板が反っている場合でも、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。例えば、直径８インチで厚さ２００μｍの半導体基板に、定格電流１００Ａ、１７００Ｖの耐圧クラスのトレンチゲート型ＩＧＢＴを形成することで、反りが４ｍｍ程度になった半導体基板を、真空吸着力４０ｋＮｍ²で吸着する場合、格子状に配置した突起部１２間の第１の間隔ｔ₁を２０ｍｍとしたとしても、半導体基板の反りを解消させた状態で、突起部１２上に半導体基板を吸着することができる。トレンチゲート型ＩＧＢＴの構成については後述する。

また、半導体基板の反りは、半導体基板表面に形成される膜の応力によって生じるため、半導体基板の形状は、半導体基板の中心を基準として対称的に反った形状となる。このため、第２の吸着工程の後に第１の吸着工程を行う、または、第１の吸着工程の後に第２の吸着工程を行うなど、第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１を真空引きするタイミングに時間的な差をつけることで、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。

図９，１０は、実施の形態１にかかる吸着装置を用いた吸着方法の別の一例について示す説明図である。製造工程において行われる様々な処理により、おもて面側に凸状や凹状に反った状態の半導体基板１を吸着してもよい。図９に示すように、おもて面側に凸状に反った半導体基板１の裏面側を吸着する場合、半導体基板１の裏面の中央部は突起部１２に接触せず、半導体基板１の裏面の外周部のみが周縁部１３に接触する。このため、第２の吸着工程を行った後に、第１の吸着工程を行う。

一方、図１０に示すように、おもて面側に凹状に反った半導体基板１の裏面側を吸着する場合、半導体基板１の裏面の中央部のみが突起部１２に接触し、半導体基板１の裏面の外周部側は他の突起部１２や周縁部１３に接触しない。このため、第１の吸着工程において、半導体基板１の裏面の中央部から外周部側に向かって徐々に半導体基板１の裏面の中央部を吸着し、その後、第２の吸着工程を行う。

このように、複数の第１の吸着孔２１のそれぞれを真空引きするタイミングに時間的な差をつけてもよい。半導体基板の反りが半導体基板の中心に点対称でない場合に、半導体基板の反りが最も深い部分から吸着するなど、半導体基板の反りに応じて、第１の吸着孔２１のそれぞれを真空引きするタイミングを変更することができる。

また、第１の吸着工程の前に、複数の突起部１２が設けられた基礎部１１を組み立ててもよい（図４〜７参照）。つまり、第１の吸着工程を行う前に、突起部１２を基礎部１１に付ける工程（組立工程のみ、または組立工程の後に調整工程）を行ってもよい。具体的には、例えは、突起部１２のねじ部２５を基礎部１１のねじ穴２６にねじ込んでから（組立工程）、突起部１２の第１の端部２３を研削して、全ての突起部１２の高さｈを揃えてもよい（調整工程：図５参照）。これにより、全ての突起部１２の高さｈを等しく揃えた状態で、第１の吸着工程を行うことができる、また、吸着する半導体基板の直径や反りの状態に合わせて、その都度、隣り合う突起部１２間の第１の間隔ｔ₁を調整することができる。

以上、説明したように、実施の形態１にかかる吸着装置によれば、基礎部１１に複数の突起部１２を設け、この突起部１２に第１の吸着孔２１を設けている。第１の吸着孔２１の内径ｔ₃は、隣り合う突起部間の第１の間隔ｔ₁よりも小さいため、半導体基板との接触面積を従来の吸着装置（図２１，２２参照）に比べて少なくすることができる。これにより、突起部１２と半導体基板との間に異物が挟まることを抑制することができる。また、第１の間隔ｔ₁を半導体基板の直径、厚さや反りの周期に合わせて調整することで、半導体基板の反りを解消しながら、半導体基板を吸着することができる。これにより、半導体基板の平坦性を向上した状態で、半導体基板を吸着することができる。

また、半導体基板の外周部を支持する周縁部１３を設け、この周縁部１３に第２の吸着孔３１を設けている。このため、半導体基板の中央部を突起部１２に設けられた第１の吸着孔２１に吸着する前または吸着した後に、半導体基板の外周部のみを周縁部１３に設けられた第２の吸着孔３１に吸着することができる。これにより、半導体基板が大きく反っている場合でも、半導体基板の反りを解消した状態で、半導体基板を吸着することができる。また、複数の突起部１２の高さを等しくすることで、基礎部１１上に該基礎部１１に対して水平に半導体基板を吸着することができる。

また、突起部１２および周縁部１３に第１，２の吸着孔２１，３１を設けている。このため、半導体基板の、隣り合う突起部１２間、および突起部１２と周縁部１３との間の部分に真空引きによる外力がかかることはない。第１，２の吸着孔２１，３１の内径は、隣り合う突起部１２間の第１の間隔ｔ₁によりも小さいため、半導体基板の、隣り合う突起部間の部分に真空引きによる外力がかかる従来の吸着装置（図２１，２２参照）に比べて、半導体基板にかかる真空吸着力を大幅に低減することができる。これにより、半導体基板のたわみやウエハディストーションを、素子設計において要求される許容値の範囲内にすることができる。つまり、半導体基板の平坦性を維持した状態で、該半導体基板を吸着することができる。

また、真空発生源１４は、第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１をそれぞれ独立して異なるタイミングで真空引きする。これにより、おもて面側に凸状または凹状に反った半導体基板を吸着する場合に、半導体基板の反りに応じて、第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１を順に真空引きすることができる。したがって、半導体基板の反りを解消させた状態で、つまり半導体基板の平坦性を向上させた状態で、半導体基板を吸着することができる。

また、複数の突起部１２のうち、少なくとも一部の突起部１２に第１の吸着孔２１を設けている。このため、吸着する必要のある領域にある突起部１２のみに、第１の吸着孔２１を設けることで、異なる直径を有する半導体基板を吸着する場合や、円形の半導体基板から切り出した切片を吸着して加工する場合なども、１つの吸着装置で行うことができる。

また、実施の形態１にかかる吸着方法によれば、突起部１２および周縁部１３に設けられた第１，２の吸着孔２１，３１を真空引きし、突起部１２および周縁部１３上に載置された半導体基板を第１，２の吸着孔２１，３１に吸着する。第１，２の吸着孔２１，３１の内径は、隣り合う突起部１２間の間隔よりも小さいため、半導体基板との接触面積を従来の吸着装置に比べて少なくすることができる。これにより、突起部１２と半導体基板との間に異物が挟まることを抑制することができる。

また、異なるタイミングで複数の第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１を真空引きし、半導体基板を第１，２の吸着孔２１，３１に吸着する。これにより、おもて面側に凸状または凹状に反った半導体基板を吸着する場合に、半導体基板の反りに応じて、第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１を順に真空引きすることができる。したがって、半導体基板の反りを解消させた状態で、半導体基板を吸着することができる。つまり、半導体基板の平坦性を向上した状態で、半導体基板を吸着することができる。

（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。実施の形態１において、外周に沿って厚く残された周辺部５２によって段差形状をなす半導体基板（以下、リブウエハとする）５１を吸着してもよい。

実施の形態２では、図１１に示すように、リブウエハ５１の周辺部５２によって段差形状をなす主面側の、周辺部５２よりも内側の凹部のみを、突起部１２に設けられた第１の吸着孔２１および周縁部１３に設けられた第２の吸着孔３１に吸着する。また、突起部１２の高さｈを周縁部１３の高さより高くして、リブウエハ５１の周辺部５２によって薄くなっている凹部を、突起部１２に設けられた第１の吸着孔２１のみに吸着させてもよい（不図示）。この場合、リブウエハ５１の周辺部５２は、周縁部１３に設けられた第２の吸着孔３１に吸着してもよい。吸着装置の構成および吸着方法は、実施の形態１と同様である。

以上、説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１２，１３は、実施の形態３にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。実施の形態１において、周縁部５３は、周縁部５３上に支持される半導体基板の表面に対して垂直な方向に昇降可能に設けられていてもよい。

実施の形態３における吸着方法について、例えば、おもて面側に凹状に反った半導体基板の裏面側を吸着する場合を例に説明する。まず、図１２に示すように、例えば搬送アーム（不図示）などによって、基礎部１１の上方に昇降可能に設置された周縁部５３上に、半導体基板１の裏面を下にして載置する。ついで、第２の工程を行い、周縁部５３に設けられた第２の吸着孔３１に半導体基板１の裏面の外周部を吸着する。

ついで、図１３に示すように、周縁部５３を下降して、半導体基板１の裏面の中央部を全ての突起部１２に接触させる。このとき、半導体基板１の外周部には、周縁部５３が下降することによる下向きの外力が加わる。これにより、半導体基板１を平坦な状態で、突起部１２上に載置することができる。上述したように、周縁部５３は基礎部１１よりも大きい内径を有する。このため、周縁部５３が基礎部１１に接触することはない。ついで、第１の吸着工程を行う。

第１の吸着工程において複数の突起部１２を異なるタイミングで真空引きする場合、第１の吸着工程の途中で、周縁部５３の第２の吸着孔３１による吸着を解除してもよい。例えば、第１の吸着工程において、半導体基板１の裏面の、中央部から外周部に向かって徐々に半導体基板１を吸着しているときに、半導体基板１の平坦性が維持されたタイミングで、周縁部５３の第２の吸着孔３１による吸着を解除してもよい。

ここでは、おもて面側に凹状に反った半導体基板を用いた吸着方法について説明したが、これに限らず、平坦な半導体基板に適用してもよい。また、周縁部５３を移動させる代わりに、可動可能に設けられた基礎部を上昇させてもよい。それ以外の吸着装置の構成および吸着方法は、実施の形態１と同様である。

以上、説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図１４，１５は、実施の形態４にかかる吸着装置を用いた吸着方法について示す説明図である。実施の形態１において、突起部１２の上方で半導体基板を保持する可動可能な保持部５４をさらに備えていてもよい。

実施の形態４における吸着方法について、例えば、おもて面側に凹状に反った半導体基板の裏面側を吸着する場合を例に説明する。まず、図１４に示すように、例えば搬送アーム（不図示）などによって、基礎部１１の上方に昇降可能に設置された保持部５４上に、半導体基板１の裏面を下にして載置する。

ついで、図１５に示すように、保持部５４を下降して、半導体基板１の裏面の中央部を突起部１２に接触させる。このとき、半導体基板１の裏面の中央部には、保持部５４が下降することによる下向きの外力が加わる。これにより、半導体基板１を所望の位置で、突起部１２上に載置することができる。ついで、第１の吸着工程を行う。

ここでは、おもて面側に凹状に反った半導体基板を用いた吸着方法について説明したが、これに限らず、おもて面側に凸状に反った半導体基板や、平坦な半導体基板に適用してもよい。また、保持部５４を移動させる代わりに、可動可能に設けられた基礎部を上昇させてもよい。それ以外の吸着装置の構成および吸着方法は、実施の形態１と同様である。

以上、説明したように、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。また、図１７は、図１６に示す吸着装置を構成する部品について模式的に示す説明図である。実施の形態１において、基礎部１１の上方に載置された半導体基板の基礎部１１側の空間に気体を流入して、半導体基板の基礎部１１側における気体の流速を、半導体基板の基礎部１１側に対して反対側における気体の流速よりも大きくする機構を設けていてもよい。

実施の形態５では、図１６，１７に示すように、基礎部１１の突起部６１側の表面に沿って気体を流入する流入用配管６２と、流入用配管６２に連結する気体流発生源６３と、真空発生源１４および気体流発生源６３を制御する制御部（不図示）と、を具備する。突起部６１の第１の吸着孔６４および第１の通気用の孔６５の内径は、例えば１ｍｍであってもよい。第１の間隔ｔ₁は、例えば１０ｍｍであってもよい。

実施の形態５では、突起部６１の直径（第２の端部２４の幅ｗ₂）は、流入用配管６２から流入される気体によって効率よく渦巻き流を形成することができる程度の幅を有しているのが好ましい。つまり、突起部６１の直径は、流入用配管６２から流入される気体の流路を塞がない程度に細いことが好ましい。

例えば、第１の間隔ｔ₁が５ｍｍの場合、突起部６１の直径は２ｍｍ程度であることが好ましい。また、第１の間隔ｔ₁が１０ｍｍの場合、突起部６１の直径は４ｍｍ程度であることが好ましい。つまり、突起部６１によって塞がれる気体の流路を、基礎部１１の表面積の１／３程度とすることが好ましい。

流入用配管６２は、周縁部１３の側壁に沿って、基礎部１１の表面上を這うように気体を流入する角度で設けられている。例えば、流入用配管６２は、基礎部１１の端部に９０度ごとに４本設けられている（図１６では２本のみ図示する）。流入用配管６２から流入される気体の向きが同一となるように、流入用配管６２の気体流入口の向きは、基礎部１１の円周にそって同一方向に揃えられている。流入用配管６２の気体流入口の形状を円形状とし、その直径は、例えば２ｍｍであってもよい。

気体流発生源６３は、基礎部１１の上方に載置された半導体基板の基礎部１１側の気体の流速が、半導体基板の基礎部１１側に対して反対側の気体の流速よりも大きくなるように、半導体基板の基礎部１１側の空間に気体を流入する。流入する気体は、例えば窒素（Ｎ₂）であってもよい。

気体流発生源６３によって半導体基板の基礎部１１側に流れる気体の流速を大きくすることで、半導体基板の基礎部１１側の面にかかる圧力は、半導体基板の基礎部１１側の面に対して反対側の面にかかる圧力に比べて低くなる。つまり、次の（５）式に示すベルヌーイの定理によるエネルギー保存の法則が成り立ち、半導体基板には、基礎部１１側に押し下げる方向に負圧が生じる。

１／２・ρｖ²＋Ｐ＝一定 ・・・（５）

ここで、ρは気体の密度であり、ｖは気体の流速であり、Ｐは圧力である。上記（５）式において、左辺の第１項は動圧を示し、左辺の第２項は静圧を示す。上記（５）式より、気体流発生源６３によって流入する気体の流速を大きくすれば、半導体基板にかかる負圧を大きくすることができる。この負圧によって、半導体基板は突起部６１に押し付けられて支持される。気体流発生源６３によって流入する気体の流量および流速は、半導体基板の反りの状態に合わせて種々調整するのが好ましい。

制御部は、気体流発生源６３によって半導体基板の基礎部１１側に流れる気体の流速を大きくした後、真空発生源１４によって第１の吸着孔６４および第２の吸着孔３１を真空引きする。真空発生源１４によって第１の吸着孔６４および第２の吸着孔３１を真空引きする構成は、実施の形態１と同様である。

また、制御部は、半導体基板にかかる負圧によって、半導体基板と基礎部１１および周縁部１３とで囲まれる密閉空間が形成されるとともに、気体流発生源６３による流入用配管６２からの気体の流入を終了する。その後、制御部は、真空発生源１４による真空引きを開始する。それ以外の構成は、実施の形態１と同様である。

次に、実施の形態５にかかる吸着装置を用いて半導体基板を吸着する方法について説明する。まず、例えば搬送アームなどによって、半導体基板の外周部が周縁部１３と重なるように、突起部６１および周縁部１３上に、半導体基板を載置する。ついで、気体流発生源６３によって半導体基板の基礎部１１に気体を流入し、半導体基板の基礎部１１側を流れる気体の流速を、半導体基板の基礎部１１側に対して反対側を流れる気体の流速よりも大きくする（気体流発生工程）。これにより、半導体装置に負圧がかかり、半導体基板と突起部６１との距離を狭めることができる。ついで、気体流発生工程の後、第１の吸着工程を行う。それ以外の方法は、実施の形態１と同様である。

また、実施の形態５にかかる吸着装置の別の一例として、複数の流入用配管６２を基礎部１１の中央に設けて、基礎部１１の中央から放射状に円周方向に気体を流入してもよい。この場合、突起部６１の配置は、気体の流路を基礎部１１の中央側および端部側から確保するために、基礎部１１の円周に沿って放射状に配置するのが好ましい。これにより、気体の流速を大きくすることによって生じた負圧の圧力損失を少なくすることができる。このため、基礎部１１の中央側から流入した気体を、基礎部１１の端部側まで到達させることができる。

また、周縁部１３の内径を、半導体基板の内径よりも大きくしてもよい。これにより、半導体基板にかかる負圧によって、半導体基板が突起部６１に接触したときに、半導体基板と周縁部１３との間に隙間が生じる。つまり、半導体基板と、基礎部１１および周縁部１３とで囲まれた空間は密閉されない。このため、流入用配管６２による気体の流入によって半導体基板が突起部６１に接触した後に、流入用配管６２による気体の流入を継続しても、半導体基板と周縁部１３の間の隙間から、流入用配管６２によって流入された気体は排気される。したがって、流入用配管６２による気体の流入を継続しながら、真空発生源１４による真空引きを開始することができる。これにより、制御部によって、流入用配管６２による気体の流入を終了するタイミングを厳密に制御する必要がなくなる。

また、気体流発生源６３は、半導体基板の基礎部１１側に気体の流速を大きくすることができればよく、例えば半導体基板の基礎部１１側に気体を吸引して気体流を発生させてもよいし、周縁部１３を設けずに、例えば基礎部１１の形状を変えることで、半導体基板の基礎部１１側に気体流を発生させてもよい。

以上、説明したように、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態５にかかる吸着装置によれば、真空引きを行う真空発生源１４と、半導体基板の基礎部１１側に気体を流入する気体流発生源６３と、気体流発生源６３によって気体を流入した後に、真空発生源１４による真空引きを制御する制御部と、を備える。このため、半導体基板にベルヌーイの効果による負圧をかけて、平坦性を向上させた状態で半導体基板を突起部６１上に載置することができる。そして、その後に、真空発生源１４によって真空引きを行うことができるので、平坦性を向上した状態で半導体基板を吸着することができる。また、半導体基板の反りの中心が半導体基板の中心からずれた形状であっても、半導体基板を平坦な状態で全ての突起部６１に接触させることができる。

また、実施の形態５にかかる吸着方法によれば、気体流発生工程を行った後に、第１の吸着工程を行う。これにより、半導体基板にベルヌーイの効果による負圧をかけて、平坦性を向上させた状態で、半導体基板を突起部６１上に載置させた後に、半導体基板を吸着することができる。このため、半導体基板の平坦性を向上した状態で、半導体基板を吸着することができる。

（実施の形態６）
図１８は、実施の形態６にかかる吸着装置について模式的に示す説明図である。実施の形態１において、周縁部１３を設けない構成としてもよい。また、実施の形態１、５において、突起部７２と隣り合う他の２つの突起部７２により正三角形状をなすように配置してもよい。

実施の形態６では、図１８に示すように、基礎部７１上の半導体基板が載置される位置７０の中心に、１つの突起部７２が配置されている。そして、基礎部７１上に、１辺の長さが例えば５ｍｍとなる正三角形の各頂点の位置に突起部７２が配置されるように、全ての突起部７２を等間隔に配置している。なお、図１８では、隣り合う突起部７２が正三角形状をなすように配置されていることを明確にするため、隣り合う突起部７２どうしを点線で結んでいる。

また、実施の形態６では、周縁部１３を設けていない。周縁部１３に代えて、半導体基板の外周部を支持する複数の突起部７３を設けている。つまり、複数の突起部７２のうち、半導体基板が載置される位置７０の外周部上に配置されている突起部が、突起部７３である。

実施の形態６では、隣り合う突起部７２間の第１の間隔ｔ₁が同一となるように突起部７２を配置しているが、これに限らず、種々変更可能である。例えば、半導体基板が載置される位置７０の中心に配置された突起部７２を中心として、同心円状に突起部７２を配置してもよい。

また、隣り合う突起部７２間の第１の間隔ｔ₁は、半導体基板のたわみやウエハディストーションが素子設計において要求される許容値を満たすように決定するのが好ましい。例えば、ｎｍ単位の正確性は求められていない場合、第１の間隔ｔ₁を５０ｍｍとしてもよい。しかしながら、第１の間隔ｔ₁が大きくなりすぎると、半導体基板の反りを解消させながら、半導体基板を吸着することができなくなる。例えば定格電圧６００Ｖとし、定格電流１００Ａとしたトレンチゲート型ＩＧＢＴが形成された半導体基板において、例えば、ＩＧＢＴ完成後の半導体基板の厚さが８０μｍである場合、全体の反りが１５ｍｍ程度になってしまう。このため、第１の間隔ｔ₁を５０ｍｍ以下とするのが好ましい。

以上、説明したように、実施の形態６によれば、突起部７２を上述したように配置することで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜６に示す吸着装置によって吸着する半導体基板に形成される半導体装置の一例について説明する。図１９は、トレンチゲート型ＩＧＢＴについて示す断面図である。図１９に示すようなトレンチゲート型ＩＧＢＴを、吸着装置によって吸着する半導体基板に形成してもよい。図１９に示すように、トレンチゲート型ＩＧＢＴは、ｎ^-ドリフト領域８１となる半導体基板のおもて面の表面層に、ｐベース領域８２が設けられている。ｐベース領域８２の表面層には、ｎ⁺エミッタ領域８３が選択的に設けられている。

ｎ⁺エミッタ領域８３およびｐベース領域８２を貫通して、ｎ^-ドリフト領域８１に達するトレンチの内部には、ゲート絶縁膜８４を介してゲート電極８５が設けられている。エミッタ電極８６は、ｎ⁺エミッタ領域８３およびｐベース領域８２に接する。また、エミッタ電極８６は、層間絶縁膜８７によって、ゲート電極８５から絶縁されている。ｎ^-ドリフト領域８１となる半導体基板の裏面の表面層には、ｎバッファ領域８８およびｐ⁺コレクタ領域８９がこの順に積層されている。

（実施例１）
本願発明にかかる吸着装置で半導体基板を吸着した場合に、半導体基板にかかる外力について検証する。実施の形態１に従い、吸着装置の設定を行った。突起部１２の第１の吸着孔２１の形状を円状とし、その内径ｔ₃を１ｍｍとした。第１の吸着孔２１が設けられた突起部１２の幅ｗ₂を３ｍｍとした。第１の吸着孔２１が設けられていない突起部１２の幅ｗ₂を２ｍｍとした。隣り合う突起部１２間の第１の間隔ｔ₁を５ｍｍとした。また、シリコン（Ｓｉ）からなる平坦な半導体基板を用意した。半導体基板の厚さを７２５μｍとし、半導体基板の格子密度を２．３４８３ｇ／ｃｍ³とした。

そして、実施の形態１にかかる吸着装置に上述した平坦な半導体基板を吸着した場合に、半導体装置にかかる外力を算出した。また、比較として、従来の吸着装置（例えば、図２１，２２参照）に、平坦な半導体基板を吸着した場合に、半導体装置にかかる外力を算出した。従来の吸着装置の隣り合う突起部１２間の間隔は、実施の形態１にかかる吸着装置と同様である。

実施の形態１にかかる吸着装置では、半導体基板の、隣り合う突起部１２間の部分には真空引きによる外力がかからない。このため、半導体基板の、隣り合う突起部１２間では、半導体基板のたわみやウエハディストーション（半導体基板が曲がることによる突起部との接点の位置ずれ量）は、半導体基板の自重による影響のみを考慮する。この場合、半導体基板の、隣り合う４つの突起部１２で支持する５ｍｍ四方の部分にかかる重力は、０．０００４１３８４７Ｎ程度となる。

一方、従来の吸着装置において、半導体基板の、隣り合う４つの突起部１２で支持する５ｍｍ四方の部分に、例えば約１２．４ｋＮ／ｍ²の吸着力をかけて半導体基板を吸着して保持した。この場合、半導体基板の５ｍｍ四方の部分にかかる負圧は、０．３１Ｎ程度となる。したがって、実施の形態１にかかる吸着装置では、半導体基板の、隣り合う突起部１２間の部分にかかる外力を、従来の吸着方法に比べて１／１０００倍程度にすることができることがわかる。

また、実施の形態１にかかる吸着装置では、第１の吸着孔２１の上にある半導体基板の一部分に負圧がかかる。半導体基板の負圧がかかる部分を２つの支点で支える材料力学モデルと仮定すると、第１の吸着孔２１の内径ｔ₃は１ｍｍであるため、半導体基板には、直径１ｍｍの円状の部分にのみ負圧がかかり、半導体基板のたわみ量を直径１ｍｍの円状の部分に生じるたわみ量とすることができる。

ここで、たわみ量は、支点間距離の４乗に比例する。また、ウエハディストーションは、支点間距離の３乗に比例する。このため、実施の形態１にかかる吸着装置では、半導体基板の、隣り合う４つの突起部で形成される５ｍｍ四方の部分に負圧がかかる従来の吸着装置に比べて、半導体基板のたわみ量を１／６２５倍程度とすることができ、半導体基板のウエハディストーションを１／１２５倍程度とすることができる。

また、半導体基板のたわみ量およびウエハディストーションは、半導体基板を真空吸着した際の真空吸着力に比例する。実施の形態１にかかる吸着装置では、半導体基板の負圧がかかる部分（第１の吸着孔２１上にある半導体基板の一部の部分）に、上述した従来の吸着装置にかけた吸着力（１２．４Ｎ／ｍ²）の１０倍の吸着力１２４ｋＮ／ｍ²をかけたとしても、半導体基板のたわみ量は１／６２．５倍程度となり、半導体基板のウエハディストーションは１／１２．５倍程度となる。つまり、実施の形態１にかかる吸着装置では、半導体基板のたわみ量およびウエハディストーションを、従来の吸着装置に比べて十分に小さくすることができることがわかる。

（実施例２）
実施の形態５にかかる吸着装置で半導体基板を吸着したときの、半導体基板の反りの状態について検証した。実施の形態５に従い、吸着装置の設定を行った。流入用配管６２は基礎部１１の端部に９０度ごとに４本設けた。流入用配管６２の気体流入口の形状を円形状とし、その直径を２ｍｍとした。

まず、８インチの半導体基板を用意し、定格電圧１２００Ｖとし、定格電流５０Ａとしたトレンチゲート型ＩＧＢＴ（図１９参照）を形成した。ＩＧＢＴ完成後の半導体基板の厚さは１３０μｍである。これにより、半導体基板にはおもて面に凹状に反りが生じ、その反り量は９ｍｍとなった。ついで、このおもて面に凹状に反った半導体基板を、おもて面を上にして、実施の形態５にかかる吸着装置の突起部１２および周縁部１３上に載置した。ここで、半導体基板の外周部が、周縁部１３の上方に位置するように載置している。

ついで、４本の流入用配管６２のそれぞれの気体流入口から、１リットル／分の流速で、半導体基板の基礎部１１側の空間に気体を流入した。これにより、ベルヌーイの効果によって、半導体基板の反りが減少した状態で、半導体基板を複数の突起部１２に接近させることができることがわかった。ついで、真空発生源１４によって第１の吸着孔２１および第２の吸着孔３１を真空引きすると同時に、流入用配管６２からの気体の流入を停止した。真空発生源１４による真空吸着力を４０ｋＰａとした。これにより、半導体基板の反りを解消した状態で、半導体基板を吸着することができることがわかった。

以上において本発明では、素子が形成された半導体基板を吸着する場合を例に説明しているが、上述した実施の形態に限らず、半導体基板を吸着して処理が行われる各種工程において適用することが可能である。例えば、露光工程に用いることで、焦点深度から要求される半導体基板の平坦度や、オーバーレイ精度から要求される半導体基板の平坦度を満たすように、半導体基板を吸着することができる。また、突起部や吸着孔の寸法は、吸着する半導体基板の寸法や反りの状態に合わせて種々変更可能である。

以上のように、本発明にかかる吸着装置および吸着方法は、大きく反った状態の薄い半導体基板を吸着する際に有用である。

１１ 基礎部
１２ 突起部
１３ 周縁部
１４ 真空発生源
２１ 吸着孔（第１）
２２ 通気用の孔（第１）
３１ 吸着孔（第２）
３２ 溝部
３３ 通気用の孔（第２）

Claims (32)

1. 半導体基板を吸着する吸着孔を有する吸着装置であって、
   前記半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部と、
   少なくとも一部の前記突起部に設けられた、互いに独立して真空引き可能な複数の前記吸着孔と、
   複数の前記吸着孔を異なるタイミングで真空引きする真空発生手段と、
   を備えることを特徴とする吸着装置。
2. 前記真空発生手段は、前記半導体基板の外周部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔から中央部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔に向かって、または、前記半導体基板の中央部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔から外周部側を支持する位置に設けられた前記吸着孔に向かって、該吸着孔を順に真空引きすることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
3. 半導体基板を吸着する吸着孔を有する吸着装置であって、
   前記半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部と、
   少なくとも一部の前記突起部に設けられた複数の前記吸着孔と、
   複数の前記吸着孔を真空引きする真空発生手段と、
   前記基礎部の上方に載置される前記半導体基板の該基礎部側における気体の流速を、該半導体基板の該基礎部側に対して反対側における気体の流速よりも大きくする気体流発生源と、
   を備えることを特徴とする吸着装置。
4. 前記真空発生手段および前記気体流発生源を制御する制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記気体流発生源によって気体の流速を調整した後、前記真空発生手段によって前記吸着孔を真空引きすることを特徴とする請求項３に記載の吸着装置。
5. 前記半導体基板の外周部を支持する周縁部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の吸着装置。
6. 前記半導体基板の外周部を吸着する前記吸着孔は、前記周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の吸着装置。
7. 前記吸着孔は、該吸着孔が設けられた前記突起部を貫通する通気用の孔に接続されており、該吸着孔の内径は、該通気用の孔の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の吸着装置。
8. 前記吸着孔の開口部は、面取り加工が施されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の吸着装置。
9. 前記突起部の半導体基板を支持する側の端部は、面取り加工が施されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の吸着装置。
10. 前記突起部の半導体基板を支持する側の端部には、該突起部に支持された半導体基板からうける外力を吸収する材質からなる部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の吸着装置。
11. 隣り合う前記突起部間の間隔は、前記基礎部側よりも半導体基板を支持する側で広くなっていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の吸着装置。
12. 前記吸着孔が設けられてない前記突起部の幅は、前記吸着孔が設けられた前記突起部の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の吸着装置。
13. 前記突起部の前記基礎部の表面からの高さは、全て等しいことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載の吸着装置。
14. 前記突起部には、ねじ部が設けられ、
    前記基礎部には、前記突起部の前記ねじ部を受けるねじ穴が設けられ、
    前記突起部の前記基礎部の表面からの高さが全て等しくなるように、前記突起部の前記ねじ部が前記基礎部の前記ねじ穴にねじ込まれていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の吸着装置。
15. 前記突起部および前記周縁部は、半導体基板の、外周に沿って厚く残された周辺部によって段差形状をなす主面側の、該周辺部よりも内側の部分を支持することを特徴とする請求項５〜１４のいずれか一つに記載の吸着装置。
16. 前記突起部の前記基礎部の表面からの高さは、前記周縁部の前記基礎部の表面からの高さより高いことを特徴とする請求項請求項５〜１３のいずれか一つに記載の吸着装置。
17. 前記周縁部は、該周縁部上に支持される半導体基板の表面に対して垂直な方向に可動可能に設けられていることを特徴とする請求項５〜１６のいずれか一つに記載の吸着装置。
18. 前記突起部の上方で半導体基板を保持する可動可能な保持部をさらに備え、
    前記制御手段は、半導体基板が前記突起部に近づく方向に前記保持部を移動し、該保持部に保持された該半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記真空発生手段によって前記吸着孔を真空引きすることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の吸着装置。
19. 半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部の、該突起部に設けられた吸着孔に半導体基板を吸着する吸着方法であって、
    少なくとも一部の前記突起部に設けられた、互いに独立して真空引きが可能な複数の前記吸着孔を異なるタイミングで真空引きし、半導体基板を複数の該吸着孔に吸着する第１の吸着工程を含むことを特徴とする吸着方法。
20. 前記第１の吸着工程では、前記半導体基板の外周部から中央部に向かって、または、前記半導体基板の中央部から外周部に向かって、徐々に吸着することを特徴とする請求項１９に記載の吸着方法。
21. 前記半導体基板の外周部を吸着する前記吸着孔は、前記半導体基板の外周部を支持する周縁部に設けられており、
    前記第１の吸着工程の前または後に、前記突起部に設けられた前記吸着孔と異なるタイミングで、前記周縁部に設けられた前記吸着孔を真空引きし、前記半導体基板の外周部を該周縁部に設けられた該吸着孔に吸着する第２の吸着工程をさらに含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の吸着方法。
22. 前記第２の吸着工程では、前記突起部の上方に昇降可能に設置された前記周縁部の前記吸着孔に前記半導体基板の外周部を吸着し、
    前記第２の吸着工程の後、該周縁部を下降させて、前記半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記第１の吸着工程を行うことを特徴とする請求項２１に記載の吸着方法。
23. 半導体基板を保持する昇降可能な保持部によって、前記半導体基板を前記突起部の上方に保持した後、該保持部を下降させて該半導体基板を前記突起部に接触させてから、前記第１の吸着工程を行うことを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一つに記載の吸着方法。
24. 半導体基板を支持する複数の突起部を有する基礎部の、該突起部に設けられた吸着孔に半導体基板を吸着する吸着方法であって、
    前記基礎部の上方に載置した半導体基板の該基礎部側における気体の流速を、該半導体基板の該基礎部側に対して反対側における気体の流速よりも大きくする気体流発生工程と、
    前記気体流発生工程の後、少なくとも一部の前記突起部に設けられた複数の前記吸着孔を真空引きし、前記半導体基板を複数の該吸着孔に吸着する第１の吸着工程と、
    を含むことを特徴とする吸着方法。
25. 前記第１の吸着工程の前に、前記突起部の前記基礎部の表面からの高さを揃えて、該突起部を該基礎部に付ける組立工程をさらに含むことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の吸着方法。
26. 前記第１の吸着工程の前に、前記突起部を前記基礎部に付ける組立工程と、
    前記組立工程の後、全ての前記突起部の前記基礎部の表面からの高さを揃える調整工程と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の吸着方法。
27. 前記組立工程では、前記突起部に設けられたねじ部を、前記基礎部に設けられた、該突起部の該ねじ部を受けるねじ穴にねじ込むことを特徴とする請求項２５または２６に記載の吸着方法。
28. 前記組立工程では、前記突起部を、前記基礎部に設けられた該突起部を受ける穴に差し込むことを特徴とする請求項２５または２６に記載の吸着方法。
29. 前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側から該突起部を前記基礎部に押し付けることを特徴とする請求項２６に記載の吸着方法。
30. 前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側の端部を研削することを特徴とする請求項２６に記載の吸着方法。
31. 前記調整工程では、前記突起部の半導体基板を支持する側から該突起部を前記基礎部に押し付けた後、該突起部の半導体基板を支持する側の端部を研削することを特徴とする請求項２６に記載の吸着方法。
32. 外周に沿って周辺部が厚く残された半導体基板の、該周辺部によって段差形状をなす面側の該周辺部の内側の面を吸着することを特徴とする請求項１９〜３１のいずれか一つに記載の吸着方法。

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