JP2013012662A

JP2013012662A - 位置決め装置と位置決め方法

Info

Publication number: JP2013012662A
Application number: JP2011145632A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hikichi; 敏彰引地
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP5553062B2

Abstract

【課題】本発明は、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる位置決め装置と位置決め方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、該位置決めピンを、該ウエハから離れる方向に退避させる退避手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ステッパ装置内でのウエハの位置決めに用いられる位置決め装置と位置決め方法に関する。

特許文献１には、ステージに可動に取り付けられたノッチピンと、ステージに固定された位置決めピンを有する位置決め装置が開示されている。この位置決め装置は、ウエハのノッチ（Ｖ字形の切欠き）に当てたノッチピンでウエハを押すことにより、ウエハを位置決めピンに押し付けるものである。ノッチピン、及び位置決めピンによりウエハはステージの所定位置に位置決めされる。

特開平９−２１９４３７号公報

所望の特性を得るためにウエハにはエピタキシャル層が形成される。エピタキシャル層が形成されたウエハには一定の反りがある。また、エピタキシャル層が形成されたウエハのエッジには鋭角に尖った凸部が形成されることがある。

上述のウエハをステージの所定位置に位置決めしようとすると、ウエハが反ったままの状態で凸部が位置決めピンに刺さることがある。凸部が位置決めピンに刺さるとウエハの反りを抑制できず、位置決め装置のエラーが出たりウエハ処理に支障が出たりすることがある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる位置決め装置と位置決め方法を提供することを目的とする。

本発明に係る位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、該位置決めピンを、該ウエハから離れる方向に退避させる退避手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る他の位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備える。そして、該位置決めピンは、該ウエハの中央位置から該ノッチピンの方向に対して４５°の奇数倍の角をなす位置を避けて該ステージに取り付けられたことを特徴とする。

本発明に係る他の位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、該ステージの中央に向く方向に凹部が形成され、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る他の位置決め装置は、ウエハを載置するステージと、該ウエハを該ステージに吸着させる吸着手段と、テフロン（登録商標）よりも堅く滑りやすい材料で形成され、該ステージ上の所定位置に該ウエハを位置決めする、該ステージに取り付けられた位置決めピンと、該ウエハのノッチに当たる形状で、該ウエハを該位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る位置決め方法は、ノッチが形成されたウエハをステージに載置する工程と、ノッチピンを該ノッチに押し付けて、該ウエハを該ステージに取り付けられた位置決めピンに押し付ける工程と、該ウエハを該位置決めピンに押し付けた後、該ウエハを該ステージに吸着させる工程と、該ウエハを該ステージに吸着させた後、該位置決めピンを該ウエハから離れる方向に退避させる工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる。

本発明の実施の形態１に係る位置決め装置の平面図である。本発明の実施の形態１に係る位置決め装置による位置決め方法を示す図である。図２の３−３破線における断面図である。位置決めピンを退避することを示す図である。図４の５−５破線における断面図である。本発明の実施の形態２に係る位置決め装置の平面図である。本発明の実施の形態３に係る位置決めピンを示す断面図である。ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。本発明の実施の形態４に係る位置決めピンを示す断面図である。ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置の平面図である。位置決め装置１０は、土台１２の上に載置された円板上のステージ１４を有している。ステージ１４は、ウエハを載置するために形成されている。ステージ１４には、ウエハをステージ１４に吸着させる吸着手段１６が形成されている。吸着手段１６は、吸気口１６ａと吸気口１６ｂを有している。これらの吸気口１６ａ、及び１６ｂはウエハをステージ１４に真空吸着させるために形成されている。

位置決め装置１０は、ステージ１４に取り付けられた位置決めピン３０、及び３４を有している。位置決めピン３０、及び３４はステージ１４上の所定位置にウエハを位置決めするものである。位置決めピン３０、及び３４はそれぞれ退避手段３２、及び３６により、ウエハから離れる方向に退避可能となっている。退避手段３２、及び３６は、例えば、オペレータからの指示で位置決めピン３０、及び３４をステージ１４の外周方向に移動させるように構成される。

ステージ１４に載置されるウエハのノッチに当たる形状でノッチピン２０が形成されている。ノッチピン２０はウエハを位置決めピン３０、及び３２に押し付ける方向に移動可能に形成されている。

以後、位置決め装置１０を用いたウエハの位置決め方法を説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置による位置決め方法を示す図である。ステージ１４に、ノッチ４２が形成されたウエハ４０を載置する。次いで、ノッチピン２０を図２の矢印方向に動かしノッチ４２に押し付けることで、ウエハ４０を位置決めピン３０、及び３４に押し付ける。これにてウエハ４０は所定の位置に位置決めされる。

図３は、図２の３−３破線における断面図である。ウエハ４０は、低抵抗のＣＺ単結晶ミラーウエハで形成された＜１００＞基板４０ａに、エピタキシャル層４０ｂが形成されたものである。基板４０ａはｐ型の導電型となるように形成されている。基板４０ａのエッジは、ハンドリングにおいてチッピング等の発生を防ぐため全周に渡って面取りが行われている。そのため、基板４０ａのエッジには＜１００＞面以外の様々な面方位を有する面が表れている。

エピタキシャル層４０ｂは、基板４０ａの上にｎ＋バッファ層及びｎ−高抵抗層がこの順に形成されたものである。ｎ−高抵抗層の層厚は１２０μｍである。そして、ウエハ４０全体の厚さは５００〜７００μｍ程度にも及ぶ。そのため、ウエハ４０には一定の反りがある。また、エピタキシャル層４０ｂの成長は結晶面依存性を有するため、ウエハ４０のエッジには鋭角に尖った凸部４０ｃが形成されている。なお、ウエハ４０には、例えばＩＧＢＴなどの素子が形成される。

ノッチピン２０によりウエハ４０が位置決めピン３０に押し付けられると、ウエハ４０は反ったままの状態で凸部４０ｃが位置決めピン３０に刺さる。同様に、凸部４０ｃは、位置決めピン３４にも刺さる。

次いで、ウエハ４０をステージ１４に吸着する。吸着手段１６の吸気口１６ａ、及び１６ｂから吸気することにより、ウエハ４０をステージ１４に真空吸着させる。

次いで、退避手段３２、及び３６により位置決めピン３０、及び３４をウエハ４０から離れる方向に退避する。図４は、位置決めピンを退避することを示す図である。位置決めピン３０、及び３４は、退避手段３２、及び３６により図４の矢印方向に退避させられる。図５は、図４の５−５破線における断面図である。位置決めピン３０、及び３４がウエハ４０から離れると、ウエハ４０の反りは吸着手段１６により抑制され、ウエハ４０は全面でステージ１４に吸着する。

本発明の実施の形態１に係る位置決め装置１０によれば、位置決めピン３０、及び３４、並びにノッチピン２０によりウエハ４０を位置決めした後に、退避手段３２、及び３６により位置決めピン３０、及び３４をウエハ４０から離す。よって、ウエハ４０の凸部４０ｃが位置決めピン３０、及び３４に刺さった状態が解消され、ウエハ４０の反りは吸着手段１６により抑制される。すなわち、ウエハの反りを抑制しつつウエハを所定位置に位置決めできる。本発明の実施の形態１に係る位置決め装置１０は、高精度の位置決めが要求されるステッパ等での位置決めに特に好適である。

本発明の実施の形態１に係る位置決め装置１０で位置決めするウエハは、上述の構成に限定されない。例えば、１２００Ｖ対応のＩＧＢＴであればｎ−高抵抗層の厚さは１２０μｍ程度であるが、６００Ｖ対応のＩＧＢＴであればその厚さは６０μｍ程度である。このように、ウエハの総厚は素子の仕様に応じて変動するが、少なくとも、エピタキシャル層が形成されたことにより反りが生じ、かつエッジに凸部が形成されるウエハであれば、本発明の効果を得ることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態１に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態２に係る位置決め装置は、位置決めピンを取り付ける位置に特徴がある。

図６は、本発明の実施の形態２に係る位置決め装置の平面図である。位置決めピン４２、４４、４６、及び４８は、ウエハの中央位置Ｐからノッチピン２０の方向に対して４５°の奇数倍の角をなす位置を避けてステージ１４に取り付けられている。図６には、中央位置Ｐから、ノッチピン２０の方向に対して４５°の奇数倍の角をなす位置を破線で示している。

ウエハのエッジ部分にはさまざま結晶面が表れており、結晶面ごとにエピタキシャル成長の成長速度が異なる。そのため、ウエハのエッジ部分全周に渡って凸部が形成されるわけではない。産業用に広く利用されている＜１００＞基板において凸部が表れる方向は＜１１０＞方向である。すなわちウエハを真上から見てノッチを６時方向とした場合、１時半、４時半、７時半、１０時半の方向に凸部が形成される。言い換えれば、ウエハの中央位置Ｐからノッチピン２０の方向に対して４５°の奇数倍の角をなす位置に凸部が形成される。

本発明の実施の形態２に係る位置決め装置によれば、位置決めピン４２、４４、４６、及び４８が凸部に当たらない位置に形成されているため、ウエハの凸部が位置決めピン４２、４４、４６、及び４８に刺さることはない。よって、ウエハが反ったまま凸部が位置決めピンに刺さることを回避できる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態１に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態３に係る位置決め装置は、位置決めピンの形状に特徴がある。

図７は、本発明の実施の形態３に係る位置決めピンを示す断面図である。位置決めピン５０のステージの中央（ウエハの中央）に向く方向には、凹部５０ａが形成されている。位置決めピン５０は、ウエハ４０を所定位置に位置決めするためにステージ１４上の所定位置に取り付けられている。

凸部４０ｃを有するウエハ４０がノッチピンに押圧されて矢印の方向に進む。凸部４０ｃは位置決めピン５０に当たるが、位置決めピン５０に凹部５０ａが形成されているため凸部４０ｃは位置決めピン５０に刺さらない。そして、ウエハ４０の押圧が継続される。図８は、ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。ウエハ４０の押圧を進めると、ウエハ４０の凸部４０ｃと位置決めピン５０の凹部５０ａが面接触する。

本発明の実施の形態３に係る位置決め装置によれば、ウエハ４０の凸部４０ｃを位置決めピン５０の凹部５０ａに面接触させることができるので、ウエハ４０が沿ったまま位置決めピンに刺さることを回避できる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る位置決め装置は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置と共通点が多い。そのため、実施の形態１に係る位置決め装置との相違点を説明する。本発明の実施の形態４に係る位置決め装置は、位置決めピンの材料に特徴がある。

図９は、本発明の実施の形態４に係る位置決めピンを示す断面図である。位置決めピン６０は、テフロン（登録商標）よりも堅く滑りやすい材料で形成されている。位置決めピン６０は、ウエハ４０をステージ上の所定位置に位置決めするためにステージ１４に取り付けられている。

凸部４０ｃを有するウエハ４０がノッチピンに押圧されて矢印の方向に進む。凸部４０ｃは位置決めピン６０に当たるが、位置決めピン６０はテフロン（登録商標）よりも堅く滑りやすい材料で形成されているため凸部４０ｃは位置決めピン６０に刺さらない。図１０は、ウエハの反りが抑制されたことを示す断面図である。凸部４０ｃは位置決めピン６０に刺さっていないため、吸着手段１６によりウエハ４０の全面をステージ１４に吸着させることができる。

ところで、位置決めピンはテフロン（登録商標）で形成されることが多いので、ウエハの凸部が刺さりやすかった。ところが、本発明の実施の形態４に係る位置決め装置によれば、テフロン（登録商標）よりも堅く滑りやすい材料で位置決めピン６０を形成したので、ウエハ４０の凸部４０ｃが位置決めピン６０に刺さることを防止できる。なお、本発明の実施の形態２乃至４に係る位置決めピンはステージ１４に固定されるものであるため、本発明の実施の形態１と異なり退避手段を要しない。また、本発明の実施の形態２乃至４に係る位置決め装置は、少なくとも本発明の実施の形態１に係る位置決め装置と同程度の変形が可能である。

１０位置決め装置、１４ステージ、１６吸着手段、２０ノッチピン、３０，３４位置決めピン、３２，３６退避手段、４０ウエハ、４０ｃ凸部、５０位置決めピン、５０ａ凹部、６０位置決めピン

Claims

ウエハを載置するステージと、
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、
前記位置決めピンを、前記ウエハから離れる方向に退避させる退避手段と、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
ウエハを載置するステージと、
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、を備え、
前記位置決めピンは、前記ウエハの中央位置から前記ノッチピンの方向に対して４５°の奇数倍の角をなす位置を避けて前記ステージに取り付けられたことを特徴とする位置決め装置。
ウエハを載置するステージと、
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
前記ステージの中央に向く方向に凹部が形成され、前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
ウエハを載置するステージと、
前記ウエハを前記ステージに吸着させる吸着手段と、
テフロン（登録商標）よりも堅く滑りやすい材料で形成され、前記ステージ上の所定位置に前記ウエハを位置決めする、前記ステージに取り付けられた位置決めピンと、
前記ウエハのノッチに当たる形状で、前記ウエハを前記位置決めピンに押し付ける方向に移動可能に形成されたノッチピンと、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
ノッチが形成されたウエハをステージに載置する工程と、
ノッチピンを前記ノッチに押し付けて、前記ウエハを前記ステージに取り付けられた位置決めピンに押し付ける工程と、
前記ウエハを前記位置決めピンに押し付けた後、前記ウエハを前記ステージに吸着させる工程と、
前記ウエハを前記ステージに吸着させた後、前記位置決めピンを前記ウエハから離れる方向に退避させる工程と、
を備えたことを特徴とする位置決め方法。