JP2015015354A

JP2015015354A - ウェハ位置固定方法

Info

Publication number: JP2015015354A
Application number: JP2013140788A
Authority: JP
Inventors: 大祐藤原; Daisuke Fujiwara; 二郎野原; Jiro Nohara; 敦志今井; Atsushi Imai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-22

Abstract

【課題】ウェハホルダに特別な加工を施すことなく、ウェハをウェハホルダに適切に固定すること。
【解決手段】ウェハ位置固定方法は、ウェハ２上に磁性膜２１を成膜するステップと、磁性膜２１が成膜されたウェハ２を搬送アーム４で吸着して搬送し、ウェハ２をウェハホルダ３上に配置するステップと、ウェハホルダ３に対して、磁力を発生する磁力ユニット５を接近させ、ウェハ２をウェハホルダ３に固定するステップと、搬送アーム４の吸着を停止し、ウェハ２から離脱するステップと、磁力ユニット５をウェハホルダ３から離脱するステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェハをウェハホルダに配置しその位置に固定するウェハ位置固定方法に関するものである。

半導体装置を製造する過程において、薄板状のウェハをウェハホルダに位置決め固定した後、このウェハ及びウェハホルダに対して、例えば、スパッタリング処理を行われている。ここで、上記ウェハをウェハホルダ上に固定するときに、ウェハとウェハホルダとの間で空気を巻き込んでウェハが横滑りを起こし位置ずれが生じるという問題が発生している。この問題に対し、例えば、ウェハホルダに真空溝を形成し、ウェハをウェハホルダ上に真空吸着させ固定することで、ウェハの横滑りを防止するウェハ位置固定方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−０５７２０９号公報

しかしながら、上記ウェハ位置固定方法においては、上記真空溝を形成したことによって、ウェハとウェハホルダとの接触面積が減少している。このため、例えば、スパッタリング処理を行った際に、放熱経路が減少し加工不良を起こすことが懸念される。したがって、後工程による制約を受け易く、適切なウェハ位置固定方法が望まれている。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ウェハホルダに特別な加工を施すことなく、ウェハをウェハホルダに適切に固定できるウェハ位置固定方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、ウェハ上に磁性膜を成膜するステップと、前記磁性膜が成膜されたウェハを搬送アームで吸着して搬送し、該ウェハをウェハホルダ上に配置するステップと、前記ウェハホルダに対して、磁力を発生する磁力ユニットを接近させ、前記ウェハを前記ウェハホルダに固定するステップと、前記搬送アームの吸着を停止し、前記ウェハから離脱するステップと、前記磁力ユニットを前記ウェハホルダから離脱するステップと、を含む、ことを特徴とするウェハ位置固定方法である。
この一態様において、前記ウェハには電極が形成され、該電極が形成され面に前記磁性膜が成膜されてもよい。
この一態様において、前記磁力ユニットと前記ウェハとの第１所定距離の位置で、第１マスクを前記ウェハ上に位置決めするステップと、前記磁力ユニットを前記第１所定距離の位置から前記ウェハ側に接近させた第２所定距離の位置に移動させ、前記第１マスクを前記磁力ユニットの磁力で前記ウェハ上に吸着させるステップと、前記第２所定距離の位置で、前記ウェハ上に位置決めされた前記第１マスク上において第２マスクを位置決めするステップと、前記磁力ユニットを前記第２所定距離から前記ウェハ側に接近させた第３所定距離の位置に移動させ、前記第１及び第２マスクを前記磁力ユニットの磁力で前記ウェハ上に吸着させるステップと、を更に含んでいてもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、磁性膜が成膜されたウェハを吸着して搬送し、該ウェハをウェハホルダ上に配置する搬送アームと、前記搬送アームで搬送された前記ウェハホルダに対して接近し、磁力により前記ウェハを前記ウェハホルダに固定する磁力ユニットと、を備えることを特徴とするウェハ位置固定装置であってもよい。

本発明によれば、ウェハホルダに特別な加工を施すことなく、ウェハをウェハホルダに適切に固定できるウェハ位置固定方法を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るウェハ位置固定装置の概略的な構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係るウェハ位置固定方法における、搬送アーム、ウェハホルダ、及び磁力ユニットの動作を示す図である。本発明の一実施の形態に係るウェハ位置固定方法における、搬送アーム、ウェハホルダ、及び磁力ユニットの動作を示す図である。本発明の一実施の形態に係るウェハ位置固定方法における、搬送アーム、ウェハホルダ、及び磁力ユニットの動作を示す図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るウェハ位置固定装置の概略的な構成を示す図である。本実施の形態に係るウェハ位置固定装置１は、ウェハ２をウェハホルダ３上に位置決めし固定するものである。ウェハ位置固定装置１は、ウェハ２を保持し固定するウェハホルダ３と、ウェハホルダ３を搬送する搬送アーム４と、磁力を発生する磁力ユニット５と、を備えている。

ウェハ２は薄板状のシリコン部材であり、その一方の面には、磁性膜２１が形成されている。例えば、ウェハ表面に電極が生成され、ウェハ裏面に電極が生成され、最後に、ウェハ裏面の電極に対してスパッタリングを行い、磁性体（Ｎｉ）を含む磁性膜（Ａｌ−Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ）２１を成膜する。

なお、ウェハ２上に形成された電極上には、薄膜が形成されることとなるが、本実施の形態においては、この薄膜に磁性体を含ませることでその形成された薄膜を磁性膜として形成している。したがって、特別な工程を必要とせず簡易な構成でコスト増加させることなく、後述の如く、磁力ユニット５により横滑りを抑制する有利な効果も生じさせる。

ウェハホルダ３の上面に、ウェハ２が位置決めされ固定される。その後、ウェハホルダ３に位置決め固定されたウェハ２に対してスパッタリング処理が行われる。

搬送アーム４は、ウェハ２を所望に位置に移動させるアーム４１と、アーム４１の先端に取り付けられウェハ２の表面を吸着する一対の吸着コレット４２と、を有している。搬送アーム４は、ウェハ２をウェハホルダ３上に移動させる。

磁力ユニット５は、複数の磁石を内蔵しており、磁性膜２１を有するウェハ２を磁力により引っ張る。磁力ユニット５には、昇降機構（不図示）が設けられている。昇降機構は、磁力ユニット５を上下方向へ移動させる。

ところで、従来、ウェハをウェハホルダ上に固定するときなどに、ウェハとウェハホルダとの間で空気を巻き込み、ウェハがウェハホルダに対して横滑りし位置ずれが生じるという問題が発生している。なお、ウェハホルダに真空溝を形成し、ウェハをウェハホルダに吸着させる方法が考えられるが、ウェハとウェハホルダとの接触面積が減少するため、後述のスパッタリング処理を行った際に、放熱経路が減少し加工不良を起こすことが懸念される。さらに、磁力ユニットの磁石間のスペースが狭いため上記真空溝に連通する穴の加工が困難となる。

これに対し、本実施の形態に係るウェハ位置固定方法においては、ウェハ２を搬送アーム４でウェハホルダ３上に配置し、ウェハホルダ３に磁力ユニット５を接近させ、ウェハ２をウェハホルダ３に固定し、最後に、搬送アーム４及び磁力ユニット５をウェハホルダ３から離脱する。これにより、ウェハホルダ３や磁力ユニット５に特別な加工を施すことなく、ウェハ２をウェハホルダ３に対し横滑りさせることなく、適切に固定できる。

次に、上述したウェハ位置固定方法を詳細に説明する。図２Ａ乃至図２Ｃは、本実施の形態に係るウェハ位置固定方法における、搬送アーム４、ウェハホルダ３、及び磁力ユニット５の動作を示す図である。

まず、前処理として、ウェハ２の表面及び裏面に電極が形成され、その電極が形成された裏面上に磁性膜２１が成膜される（ステップＳ１０１）。

次に、図２Ａに示す如く、搬送アーム４は、磁性膜２１が形成されたウェハ２を各吸着コレット４２で吸着して、予め固定されたウェハホルダ３の位置まで搬送し、ウェハ２をウェハホルダ３上に配置する（ステップＳ１０２）。

その後、図２Ｂに示す如く、昇降機構は磁力ユニット５を上昇させ、ウェハホルダ３に接近させる（ステップＳ１０３）。これにより、磁力ユニット５の磁力により、ウェハホルダ３上のウェハ２は、ウェハホルダ３の上面に引き付けられ固定される。したがって、ウェハ２がウェハホルダ３に対して横滑りし位置ずれが生じるのを防止できる。

最後に、図２Ｃに示す如く、搬送アーム４は各吸着コレット４２の吸着を停止させ、各吸着コレット４２を上昇させて元の位置へ向けて離脱させる（ステップＳ１０４）。同時に、昇降機構は、磁力ユニット５を下降させ、元の位置へ向けて離脱させる（ステップＳ１０５）。

上述のようにウェハホルダ３に固定されたウェハ２に対して、後述の磁性体金属で形成されたメタルマスク（下側マスク６及び上側マスク７）のアライメント及び貼り付けが行われる。図３Ａ乃至図３Ｆは、本実施の形態に係るマスクのアライメント方法を説明するための図である。

次に、上記磁力ユニット５とウェハ２との距離が第１所定距離Ｌ１の位置で、下側マスク（第１マスク）６をウェハ２上で位置決めを行い（図３Ａ）、下側マスク６をウェハ２上に貼り付ける（図３Ｂ）。このとき、第１所定距離Ｌ１は、下側マスク６をウェハ２上に位置決めする際に、下側マスク６が磁力ユニット５からの磁力の影響を受けない距離となっている。このため、ユーザは磁力の影響でぶれることなく下側マスク６をウェハ２上に高精度に位置決めすることができる。なお、下側マスク６及び後述の上側マスク７が磁力ユニット５からの磁力の影響を受けないとは、磁力を受けた場合でもその影響が僅かであり、その影響をユーザが感知できない状態を含むものとする。

その後、磁力ユニット５を第１所定距離Ｌ１の位置からウェハ２側に接近させた第２所定距離Ｌ２（第２所定距離Ｌ２＜第１所定距離Ｌ１）の位置に移動させる（図３Ｃ）。この磁力ユニット５が第２所定距離Ｌ２（例えば、下側マスク６から数ミリ程度の距離）の位置において、下側マスク６が磁力ユニット５の磁力でウェハ２上に吸着する。これにより、ウェハ２上に位置決めされた下側マスク６はウェハ２上に確実に固定される。

さらに、この磁力ユニット５が第２所定距離Ｌ２の位置において、ウェハ２上に位置決めされた下側マスク６上において上側マスク（第２マスク）７を位置決めし（図３Ｄ）、上側マスク７をウェハ２上に吸着された下側マスク６上に貼り付ける（図３Ｅ）。このとき、磁力ユニット５の磁力は下側マスク６のみをウェハ２上に吸着させるが、上側マスク７はその磁力の影響を受けない。これは、主に下側マスク６が磁力ユニット５から上側マスク７への磁力を遮断し弱めるためである。これにより、ユーザは磁力の影響でぶれることなく、上側マスク７をウェハ２及び下側マスク６上に高精度に位置決めすることができる。

最後に、磁力ユニット５を第２所定距離Ｌ２の位置からウェハ２側にさらに接近させた第３所定距離Ｌ３の位置（磁力ユニット５とウェハ２とが最接近した位置、第１所定距離Ｌ１＞第２所定距離Ｌ２＞第３所定距離Ｌ３）に移動させる（図３Ｆ）。これにより、下側マスク６及び上側マスク７を磁力ユニット５の磁力でウェハ２上に吸着させ、確実に固定することができる。上述のように、下側及び上側マスク６、７が貼り付けられたウェハ２に対してスパッタリング処理が行われる。

以上、本実施の形態に係るウェハ位置固定方法においては、ウェハ２を搬送アーム４でウェハホルダ３上に配置し、ウェハホルダ３に磁力ユニット５を接近させ、ウェハ２をウェハホルダ３に固定し、最後に、搬送アーム４及び磁力ユニット５をウェハホルダ３から離脱する。これにより、ウェハホルダ３や磁力ユニット５に特別な加工を施すことなく、ウェハ２をウェハホルダ３に対し横滑りさせることなく、適切に固定できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ウェハ位置固定装置
２ウェハ
３ウェハホルダ
４搬送アーム
５磁力ユニット
６下側マスク
７上側マスク

Claims

ウェハ上に磁性膜を成膜するステップと、
前記磁性膜が成膜されたウェハを搬送アームで吸着して搬送し、該ウェハをウェハホルダ上に配置するステップと、
前記ウェハホルダに対して、磁力を発生する磁力ユニットを接近させ、前記ウェハを前記ウェハホルダに固定するステップと、
前記搬送アームの吸着を停止し、前記ウェハから離脱するステップと、
前記磁力ユニットを前記ウェハホルダから離脱するステップと、
を含む、ことを特徴とするウェハ位置固定方法。
請求項１記載のウェハ位置固定方法であって、
前記ウェハには電極が形成され、該電極が形成され面に前記磁性膜が成膜される、ことを特徴とするウェハ位置固定方法。