JP2926283B2 - ウェハホールド装置 - Google Patents

ウェハホールド装置

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JP2926283B2 JP19273691A JP19273691A JP2926283B2 JP 2926283 B2 JP2926283 B2 JP 2926283B2 JP 19273691 A JP19273691 A JP 19273691A JP 19273691 A JP19273691 A JP 19273691A JP 2926283 B2 JP2926283 B2 JP 2926283B2
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典美 武村
久仁男 内山
三郎 富沢
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はウェハを固定保持するウ
ェハホールド装置に関するものであり、例えば、半導体
集積回路の製造に使用される荷電粒子線露光装置に用い
るに最適のものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種の装置の一つは、ウェハを固
定保持するパレットを設け、ウェハをパレットに固定し
てからパレットをステージに載置固定するパレット方式
のものであった。
【0003】更に又、静電力によってウェハを静電的に
吸着する静電チャックを設け、この静電チャックを備え
たウェハホルダをバネで付勢し、ウェハを上面基準部材
に押し付け固定する静電チャック方式のものもあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パレッ
ト方式のものにおいては、ウェハをパレットに固定して
からステージに載置するため、被搬送物が大きく且つ重
くなり、従って搬送系が大がかりになり、又ウェハをパ
レットに固定するために人手を要するという問題があっ
た。
【0005】又静電チャック方式のものにおいては、ウ
ェハが、上面基準部材にバネで押し付けられ、摩擦力の
みで固定されている。ところが静電チャックは重い物で
あるため、ウェハホルダを固定するためには押しつける
力が必然的に大きくなる。このためウェハが大きな力で
上面基準部材に押し付けられ、ウェハが破損する場合が
あるという問題があった。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、ウェハを簡単かつ確実に固定するウェハホールド装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項(1)に記載の本
発明のウェハホールド装置は、ウェハの上面の周縁が当
接する上下方向の基準面を具備する装置本体と、ウェハ
を弾性的に載置する載置部材と、載置部材を支持すると
共に上下移動自在に装置本体に案内され、載置部材に載
置されたウェハの上面が基準面に弾性的に押圧された後
に、上方位置決めされる支持部材と、支持部材を上下駆
動する駆動手段とを有することを特徴とする。
【0008】請求項(2)に記載の本発明のウェハホー
ルド装置は、望ましい押圧固定として、支持部材を上下
移動自在に案内する案内部材を、支持部材に形成したV
−F面と、V−F面に当接する装置本体の当接部材と、
V−F面を当接部材に押圧する装置本体の第1押圧部材
とで構成し、ウェハが基準面に当接した後に、第1押圧
部材と共に、第1押圧部材より強い押圧力で、V−F面
を当接部材に押圧する第2押圧部材を装置本体に設けた
ものである。
【0009】
【作用】本発明によればウェハのみが上面基準面に押圧
される。望ましくはウェハホルダは横方向から個別の押
圧部材で案内され、固定される。
【0010】
【実施例】本発明の一の実施例を図1及び図2により説
明する。図1及び図2はそれぞれウェハを保持した状態
における一実施例のB矢視図(一部断面)及びA−A矢
視図である。ウェハ4は直径150mm、厚さ0.62
5mm円盤形状のシリコンウェハである。
【0011】高精度平面度の上面基準面1aを下面とし
て有し、その面において水平に保持されるウェハ4の上
面である露光面4aと当接する上面基準部材1は、概ね
四角板状で、中央部にウェハ4の直径より少々小さい直
径144mmの孔1dが穿孔貫通した形状をなしてい
る。上面基準面1aからは先端に球形部5a′、5b′
を有する2個のストッパ5a、5bが下方に突出形成さ
れている。一方ストッパ5aの球形部5a′はウェハホ
ルダ3に形成したV型基準面6と2点において当接し、
他方のストッパ5bの球形部5b′は平面基準面7と1
点において当接している。
【0012】ウェハホルダ3には位置決め柱12a、1
2b、12cの先端面が、上面基準部材1の上面基準面
1aに当接するように3か所に形成されている。又一方
のストッパ5aの球形部5a′に当接するV型基準面6
と、他方のストッパ5bの球形部5b′に当接する平面
基準面7とが側方水平方向に向いて形成されている。
【0013】ウェハホルダ3の下面3bには2本の板バ
ネ14a、14bが固設され、その各両端には、ウェハ
4をその外周内側位置において対称的に上方に押圧する
ように付勢された4本のピン13a、13b、13c、
13dが設けられている。又ウェハホルダ3の中央部下
面には、不図示の駆動装置から上下方向の力を受ける駆
動部材3dが固定されている。ウェハホルダ3が下方位
置にあって、ウェハ4が上面基準面1aに押圧されてい
ない状態において、ウェハ4の上面は位置決め柱12
a、12b、12cの先端より上方にあり、又、ウェハ
ホルダ3が上昇して位置決め柱12a、12b、12c
が上面基準面1aに当接した状態において、ウェハ4が
上面基準面1aに板バネ14a、14bにて弾圧されて
いるように、位置決め柱12a、12b、12cの高さ
が決められている。
【0014】移動ステージ2は概ね厚い四角板状で、中
央部にウェハホルダ3を収納する浅く広い凹部が形成さ
れ、周縁が堤部となっている。周縁の堤部はその上面2
aが上面基準部材1の上面基準面1aの周縁に当接する
ように形成されていて、この両面の当接した状態で上面
基準部材1は移動ステージ2に、ビス1A〜1Dによっ
て固定されている。
【0015】移動ステージ2の堤部の一部にはウェハ4
の出入口である切欠き2eが設けられている。ウェハ4
はF方向から切欠き2eを通ってアーム等により上面基
準部材1と移動ステージ2の間の空間内に挿入され、又
F方向とは逆方向に取り出される。
【0016】又堤部の内側壁面2dには板バネ8と板バ
ネ9が固設されている。板バネ9の当接部9′はウェハ
ホルダ3の側面に当接し、ウェハホルダ3のV型基準面
6を球形部5a′に、平面基準面7を球形部5b′に常
時当接させる。板バネ8は板バネ9よりも付勢力が強い
もので、ウェハホルダ3の上下移動中は圧電素子10が
延びて板バネ8の当接部8′がウェハホルダ3の側面に
当接することを防止し、ウェハホルダ3が上昇して位置
決め柱12a、12b、12cが上面基準部材1に当接
すると、圧電素子10が縮んで板バネ8の当接部8′が
ウェハホルダ3の側面を強い力で押すように構成されて
いる。
【0017】圧電素子10にはフラットケーブル(不図
示)が接続している。電気が通ずると圧電素子10は作
動し長くなって(延びて)板バネ8をウェハホルダ3か
ら離間させ、電気が切られて非作動状態になると短くな
って板バネ8から離れ、板バネ8にウェハホルダ3を押
圧させる。
【0018】移動ステージ2に形成した凹部(不図示)
の中央には孔2gが貫通し、駆動部材3dを上下に移動
させる不図示の動力部材が貫入するようになっている。
【0019】コイルバネ11a、11b、11cは移動
ステージ2に穿設された穴2bの底面2c(コイルバネ
11bに対応するもののみ図示)とウェハホルダ3の下
面3bとの間に両者の間に配置され、ウェハホルダ3を
上方(上面基準部材1の方向)へ付勢する。
【0020】次に動作について説明する。ウェハ4をウ
ェハホルダ3の4本のピン13a、13b、13c、1
3dの上から取り出す際には、先ず圧電素子10に通電
する。圧電素子10は伸長し板バネ8をウェハホルダ3
から離し、ウェハホルダ3のV型基準面6と平面基準面
7とが球形部5a′、5b′に強い力で押圧された状態
を解除する。
【0021】この状態で不図示の動力部材を駆動部材3
dの切欠きに係合させ、ウェハホルダ3をコイルバネ1
1の押圧力に抗して下げる。4本のピン13a、13
b、13c、13dの先端も下がりウェハ4は上面基準
面1aから離れる。この状態(下降所定位置)でウェハ
ホルダ3の下降を停止させ、切欠き2eを通してウェハ
挿脱用のアーム(不図示)をウェハ4の下側に差入れ
(不図示のアーム挿入溝がウェハホルダ3に形成されて
いる)、ウェハホルダ3を下降させて不図示のアーム上
にウェハ4を載せた後、アーム(不図示)でウェハ4を
吸着等して、切欠き2eから外部へ取り出す。
【0022】ウェハ4の挿入は上記と逆に、ウェハホル
ダ3が下降所定位置にある状態でウェハ4を吸着保持し
たアーム(不図示)をウェハ4と共に、切欠き2eを通
してF方向に差入る。そしてアーム(不図示)のF方向
停止位置において、ウェハホルダ3を受渡し位置まで上
昇させ、ウェハ4を4本のピン13a、13b、13
c、13dに受渡し、アーム(不図示)のみをF方向と
は逆方向に退避させればよい。
【0023】次いで動力部材(不図示)が更に上昇し、
ウェハホルダ3はコイルバネ11の強い付勢により、位
置決め柱12a、12b、12cの先端が上面基準部材
1の上面基準面1aに当接するまで押上られ、強く押圧
された状態におかれる。
【0024】しかる後、圧電素子10の通電を停止す
る。圧電素子10は短縮し板バネ8のウェハホルダ3方
向への押圧を妨げないから板バネ8はウェハホルダ3を
その付勢により、球形部5a′、5b′に付勢して緊定
する。
【0025】ウェハ4は板バネ14の弱い付勢によるず
れの生じない最小限の力を以て、上面基準部材1の上面
基準面1aに当接し、押圧、固定される。
【0026】引続き他のウェハ4を切欠き2eを通過し
てウェハホルダ3上に載置するには、同上の操作を繰り
返せばよい。
【0027】尚本実施例において保持対象とする装置は
直径150mm、厚さ0.625mmのシリコンウェハ
であるが、形状、材質はこれに限られるものではないこ
とは言うまでもない。
【0028】
【0029】本実施例においてはパレットを使用せず、
静電チャックも不要であるから搬送系がコンパクト且つ
廉価になり、静電チャックのために要する時間が不要で
ありスループットが向上する。
【0030】
【発明の効果】ウェハが単体で挿入され、ウェハの露光
面が上面基準面に押圧されるから、露光面の平面度が良
好に維持され、又ウェハの厚みのバラツキの影響がな
い。ウェハホルダの姿勢が安定して上下方向に案内され
て、良好な精度でウェハの受け渡しがおこなわれ、又過
大な押圧力により破損する恐れがない。ウェハホルダを
横方向からバネで固定されるときは、ウェハホールド装
置がステージ上を移動する際に、ウェハにウェハホルダ
の重量が直接かかることがなく、ウェハの上面基準面に
対する位置のずれの生ずる恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のウェハを保持した状態におけるB矢
視図(一部断面)である。
【図2】一実施例のウェハを保持した状態におけるA−
A矢視図である。
【符号の説明】
1..上面基準部材、1a..上面基準面、2..移動
ステージ、3..ウェハホルダ、4..ウェハ、4
a..露光面、5a、5b..ストッパ、5a′、5
b′..球形部、6..V型基準面、7..平面基準
面、8..板バネ、9..板バネ、10..圧電素子、
11a、11b、11c..コイルバネ、12a、12
b、12c..位置決め柱、13a、13b、13c、
13d..可動部材、14a、14b..板バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/68 H01L 21/027

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウェハの上面の周縁が当接する上下方向の
    基準面を具備する装置本体と、前記ウェハを弾性的に載
    置する載置部材と、前記載置部材を支持すると共に上下
    移動自在に前記装置本体に案内され、上方への移動によ
    、前記載置部材に載置されたウェハの上面が前記基準
    面に弾性的に押圧された後に、ウェハには接触しない状
    態で前記基準面に当接して上方位置決めされる支持部材
    と、前記支持部材を上下駆動する駆動手段とを有するこ
    とを特徴とするウェハホールド装置。
  2. 【請求項2】前記支持部材を上下移動自在に案内する案
    内部材を、前記支持部材に形成したV型基準面及び平面
    基準面と、前記V型基準面及び平面基準面に当接する前
    記装置本体の当接部材と、前記V型基準面及び平面基準
    を前記当接部材に押圧する装置本体の第1押圧部材と
    で構成し、前記ウェハが前記基準面に当接した後に、前
    記第1押圧部材と共に、前記第1押圧部材より強い押圧
    力で、前記V型基準面及び平面基準面を前記当接部材に
    押圧する第2押圧部材を前記装置本体に設けたことを特
    徴とする請求項1に記載のウェハホールド装置。
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