JPH04196245A - 半導体製造・評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体ウェハの製造、または評価、あるいは
検査に係る装置に関するものである。さらに詳しくは半
導体ウェハを真空吸引し、吸着・固定するためのウェハ
ステージを有する装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第１１図は従来のウェハステージの代表的な構造を示す
図であり、同図（ａ）は断面を同図（ｂ）はステージの
上面を示す。図において、（１）はウェハステージ本体
を示し、ステージ上には同心円状の溝（２）か切られて
おり、その溝（２）の一部から穴（３）を介して真空吸
引されるようになっている。（４）は吸着されるウェハ
、（５）は真空ポンプにつながる部分て矢印の方向に真
空吸引される。

（発明が解決しようとする課題〕 以上のように構成されたウェハステージに半導体ウェハ
を吸着して処理をする場合、ウェハはステージ旧に完全
に吸着、固定されなければならない。もし、例えばウニ
への電気特性試験装置においてウェハの固定か不完全だ
とすれば、一つのチップて測定探針位置合わせをしたと
しても、他のチップに移った時にウェハか動いたりして
連続測定が出来ないことになる。

ところで、半導体ウェハは加工前にその平坦性は極めて
良好でウェハステージにも良く吸着するか、加工か進む
にしたかって、金属膜や絶縁膜かウェハ上に形成され機
械的応力か発生し、またウェハの厚みも最終的には薄く
仕上げられるため、所謂“反り”か生してくる。

そのため、第１０図に示すように、ウェハはステージ上
て反った状態になり、ウニへの周囲から空気もれを生し
るためウェハを完全に吸引出来なくなる。このような状
況は、例えばＧａＡｓを用いた高出力ＭＭＩＣなどのお
いて著しい。上記ＭＭＩＣでは特性インピータンスを合
わせるため、ハイホールなど特殊な加工のためウェハを
薄く加工することか多く、場合によっては数十μｍ程度
まで薄くすることもある。また、高出力素子においては
放熱のため厚い、例えば数十μｍ程度の、金メツキを施
すこともある。このような場合、ウェハは通常の真空吸
引を有するウェハステージでは吸着・固定できなくなる
といった問題点かあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので“反った”ウェハにも対処可能なウェハステー
ジを有する半導体製造・評価装置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〕

この発明は、通常ウェハの“反り“は第１０図に示すよ
うに上に反ることと、反りのためにウェハの周囲から空
気（真空）もれか生じて吸着てきなくなるという事実に
基づいてなされている。

まず、空気もれ防止のためにウェハの周囲をゴムのよう
な柔らかい物質でステージとウェハの間をふさぎ完全な
吸着を実現した。

もう一つの手段として、ウェハの反りを機械的に修正し
て吸着させることもできる。その具体的な方法は、ウェ
ハが上に反っているため、ウェハ中央部を押えることで
吸着可能となる。あるいは、ウェハにローラーをかける
ことで平らにして吸着させることもできる。また、平面
に押し付けることで平らにして吸着可能とできる。

さらにもう一つの手段は、ウェハの反りが機械的応力に
よるものであり、熱応力を加えることで解消可能である
ことを利用して、ウェハを加熱あるいは冷却して平らに
しステージに吸着させるものである。

〔作用） この発明におけるウェハステージは、いわゆる“反った
”ウェハでも上記ウニハスデージ上に完全吸着でき、ウ
ェハの加工や検査などの処理か確実に行える。

（実施例〕 第１図はこの発明の第１の実施例を示す断面図である。

この発明の特徴はゴム状の柔らかく、空気を通さない物
質で出来た空気もれ防止膜（７）でウェハの周囲を囲フ
ていることである。このようにすることで空気（真空）
もれが防げ、ウェハの吸着か確実になる。空気もれ防止
膜（７）で押える方法としては、まずウェハ（４）をス
テージ（１）上に置いてからリング状の空気もれ防止膜
（７）を置くようにすれば良い。勿論装置に取付けて自
動的に降りて来るようにしてもよい。

第２図、第３図は空気もれ防止をするための第２、第３
の実施例である。これらの場合は、第１図の実施例の場
合とは異なり、ウェハの下からゴム状の空気もれ防止膜
てウェハを受けるようにしている。第２図の場合はステ
ージの一トに溝を切り、空気もれ防止膜（７）を置いた
ものである。

第３．図の例ではステージの周囲に空気もれ防止膜（７
）を張り付けたものである。

第４図はこの発明の第４の実施例を示すもので、クエへ
の反りを機械的に矯正する方法に基つくものである。こ
の図の発明の特徴はステージ中心部に設けられたピスト
ン状のもう一つの真空吸引系（８）を有することである
。まず、ウェハ（４）をステージ（１）の上に置いた後
、まず通常の真空吸引系を作動させると共に、新しい真
空吸引系を作動、ピストン（８）をウェハ（４）の中央
底部に当るまで上昇させ、ウェハ中央を吸着させる。つ
いて、ピストン（８）を下降させウェハを平らにする。

このようにして完全な吸着か達成される。

第５図はウェハの反りの機械的矯正に係る第５の実施例
を示したものである。この例ではウェハ中央部を棒状の
もので押えられるようになっている。ウェハ（４）をス
テージ（１）に置いた後、棒（９）で押えて平らにして
ステージに真空吸引させる。しかる後、棒（９）引き上
げる。

第６図は第６の実施例である。この場合はウェハ全体に
ローラー（１０）をかけて平坦化を図るものである。ロ
ーラー（１０）の材料は適当な堅さをもつゴム状の物質
て、ウェハにキズをつけず、かつウェハの反りを矯正し
、ステージに吸着させられるものを選ぶ必要かある。

第７図は第７の実施例を示す。この例はウェハ（４）を
吸引しつつ、平らな壁（１１）に押し当てウェハを平ら
にして吸着するちのである。この場合、ステージ全体を
移動させ壁に押し当てても良く、また壁をステージに押
し当ててもよい。

この場合も壁の材料としてはウェハにキズをっけないよ
うに比較的柔らかい材料か必要である。

第８図は熱的に反りの矯正を図る手段による実施例を示
したものである。この場合はステージ（１）内に通常の
真空吸引系に加えて、ヒーター（１２）および冷却バイ
ブ（１３）を設けている。通常、熱することてウェハは
平らになる。真空吸引しつつウェハを熱していけばウェ
ハは吸着されるので、その後冷却系を作動させ、室温に
戻す。勿論、冷却することで平らになるウェハについて
は、以上の逆を行えばよい。

第９図はさらに別の実施例を示す。この場合は赤外線ラ
ンプによってウェハの加熱が１きるようになっている。

ランプによる加熱であるため、比較的急速に加熱でき、
かつウェハのみを加熱できるため、冷却も早く行うこと
かできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、反ったウェハでも確実に吸着・固定
できるため、半導体ウェハの製造・検査か確実に行える
ようになる。特に、これまで−枚一枚人手によって作業
していたＧａＡｓＭ　Ｍ　Ｉ　Ｃのウェハ検査などにお
いては自動化も可能となるため、省力化か図られるとい
った効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図はこの発明の実施例を示すメｊ。第１
０図は従来の方法による課題をボす図。 第１１図は従来のウェハステージの構造を示す図である
。 図において、（１）はウェハステージ、（２）は真空吸
着用の溝、（３）は真空引き用の穴、（４）はウェハ、
（５）は真空引き用のバイブ、（６）は空気もれ部、（
７）は空気もれ防止膜、（８）は真空引きピストン、（
９）は押え棒、（１０）はローラー、（１１）は壁、（
１２）はヒーター、（１３）は冷却パイプ、（１４）は
加熱用赤外ランプである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体ウェハを真空吸引によって吸着するウェハステ
   ージであって、次にいずれか、あるいはそれらの組み合
   せによって“反り”のあるウェハの吸着を可能ならしめ
   た構造を有するウェハステージを備えたことを特徴とす
   る半導体製造・評価装置。 （ア）ウェハの周囲をゴムなどフタをし、ウェハ周囲か
   らの空気もれを防ぐ構造を有するウェハステージ （イ）ウェハステージ中央部に設けたピストン状の別の
   真空吸引系でウェハ下面中央部のみを吸引し、引き下げ
   る構造を有するウェハステージ （ウ）ウェハを真空吸引すると共にウェハ上面中央部を
   棒状のもので押えてウェハの吸着を確実ならしめる構造
   をもつウェハステージ （エ）ウェハを真空吸引すると共にウェハ上面をローラ
   ーにより押えてウェハの吸着を確実ならしめる構造をも
   つウェハステージ （オ）ウェハを真空吸引しつつウェハステージを平面の
   物体に押し当てウェハの吸着を確実ならしめる構造をも
   つウェハステージで平面上の物体を押し当てるか、ステ
   ージごと平面に押し当てるもの （カ）ウェハステージ内に加熱、または冷却、あるいは
   その両方が可能な温度可変装置を組み込み、真空吸引す
   ると共にウェハに熱変形を加えられる構造のウェハステ
   ージ