JPH04307920A - 半導体ウエハの移送方法および半導体ウエハ用移送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハをホルダ
ーに保持させて移送する半導体ウエハの移送方法および
その移送方法を実施するための半導体ウエハ用移送装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＥＢ装置など半導体ウエハ
（以下、単にウエハという）上にパターンを形成するリ
ソグラフィ装置の内部でウエハを搬送する搬送形態とし
ては、ウエハをそのまま運ぶ方法と、パレットと称する
搬送体にウエハを保持させて運ぶ方法とがある。このパ
レットを図３（ａ），（ｂ）によって説明する。図３は
従来のパレットにウエハを組み込んだ状態を示す図で、
同図（ａ）はパレットの断面図、同図（ｂ）はパレット
の底面図である。なお、（ｂ）図においては、パレット
の底部の一部を破断して示す。これらの図において、１
はウエハ保持用ホルダーとしてのパレット、２は前記パ
レット１の本体としてのフレームで、このフレーム２は
、上側円形開口部２ａが形成された上板２ｂと、前記開
口部２ａより小径な円形開口部２ｃが形成された底板２
ｄとを備え、上板２ｂと底板２ｄとの間に平面視円形の
ウエハ収納空間３が設けられている。４は前記ウエハ収
納空間３に挿入されたウエハ、５および６は前記半導体
ウエハ４を上板２ｂの下面に押し付けるための板ばねで
ある。これらの板ばね５，６は細長い薄板状に形成され
、十字状に連結された２本の板ばね５がウエハ４の下面
に当接し、前記板ばね５どうしの連結部の下側に連結さ
れた板ばね６が底板２ｂの上面に当接している。すなわ
ち、ウエハ４はこれら板ばね５，６によってフレーム２
に押し付けられて保持されることになる。

【０００３】ウエハ４は上述したパレット１に組み込ま
れた状態で搬送され、そのままの状態で露光処理される
。すなわち、先ず、リソグラフィ装置の外部においてパ
レット１にウエハ４を組み込み、そのパレット１をリソ
グラフィ装置内に搬送し設定位置に固定する。ウエハ４
はこのようにパレット単位でリソグラフィ装置内に搬送
され、位置決めされた後に露光処理される。その際、パ
レット１は搬送用ベルト（図示せず）やロボット（図示
せず）によって搬送されるが、ウエハ４自体が直接移動
体に触れないのでウエハ４を傷める心配がなく、安定し
た搬送が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成されたパレット１では、搬送途中あるいはリソグラ
フィ装置での描画中に外部から振動を受けると、フレー
ム２に対してウエハ４が相対的にずれるという問題があ
った。なお、パレット１を使用せずにウエハ４をそのま
ま搬送する方法を採っても、リソグラフィ装置の基準面
にウエハ４を固定する固定構造がパレット１でのウエハ
保持構造と同様な構造では、基準面が振動を受けた際に
ウエハ４がやはりずれてしまう。ここで、上述したよう
にウエハ４がずれる原因を図４および図５を用いて説明
する。図４はウエハずれの発生原因を説明するための原
理図、図５は加速度と変位の関係を示すグラフである。 図４において、Ｍで示す物体１１を板ばね１２で上方か
ら押さえることを考える。板ばね１２を支えるブロック
１３を徐々に下げると、板ばね１２は図４中下側に示す
ように弾性変形し、物体１１にＰで示す押し付け力を付
加する。この時、板ばね１２の変形に伴い、板ばね１２
と物体１１の接触点が図４において左方向へ移動してい
く。したがって、この押え方では、押し付け力Ｐが加わ
っている状態では同時に左方向へμ０　Ｐという剪断荷
重も加わっていることになる。なお、μ０　は板ばね１
２と物体１１の間の摩擦係数である。このような状態に
おいて、外から振動を受けた場合にどうなるかを示した
グラフが図５である。図５では横軸に加速度を、縦軸に
変位をとっている。図５に示すように、加速度の大きさ
を調和振動的に０から徐々に上げていくと物体１１の変
位はＡ→Ｂ→Ｃと変化していく。Ｂ点までは相対的なず
れはないが、それ以上の加速度になるとずれ始めること
が分かる。なお、μ１　は物体１１とベース１４の間の
摩擦係数、Ｍは物体１１の質量、Ｋは板ばね１２の横方
向のばね定数である。物体１１とベース１４間ですべり
を生じさせないための工夫は、図５からいくつか読み取
れる。 すなわち、外から加えられる加速度をＢ点に相当する加
速度以下になるように防振する。あるいはμ０を０に近
づける等である。しかし、現実的には設計上や材料取り
などさまざまな制約があるので、完全にずれを０にする
ことは難しい。そこで１つの解決策は、予め外から人為
的に振動を与えて物体１１を変位させてしまうことであ
る。例えば、αの加速度を与えると、変位はｘ０　とな
り、次に加速度が付加されるときＤ点まではずれないよ
うになるからである。ここで、与える加速度がμ１　Ｐ
／Ｍより小さく、しかも、なるべくそれに近い大きさの
加速度を与えるのが理想的である。図３（ａ），（ｂ）
に戻ると、ウエハ４は板ばね５，６によってフレーム２
に押し付けられるが、ばね力はばね５が弾性変形するこ
とによってもたらされるため、図４および図５で説明し
たすべりを内在している。ただし、板ばね５とウエハ４
との接触箇所は複数であり、しかも摩擦係数は表面状態
によって微妙に変わると考えるのが常識的であるので、
すべりの現象は複雑になるが現象の本質は同じである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体ウエ
ハの移送方法は、ウエハ保持用ホルダーに、半導体ウエ
ハをウエハ面と直交する方向へ押圧する板ばねによって
押し付けて保持させ、次いで、前記ホルダーを振動させ
、このホルダーに、ホルダーに装着された状態での半導
体ウエハのホルダーに対する最大摩擦力より小さい慣性
力を付与し、しかる後、半導体ウエハをホルダーと共に
ウエハ移送装置によって移送するものである。本発明に
係る半導体ウエハ用移送装置は、移送装置の本体に、ホ
ルダーに装着された状態でのホルダーに対する半導体ウ
エハの最大摩擦力より小さい慣性力を前記ホルダーに振
動によって付与する加振装置を設けたものである。

【０００６】

【作用】ウエハをホルダーに組み込んだ時に生じるウエ
ハを側方へ引っ張ろうとする剪断荷重は、ホルダーが振
動することで低減除去される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１によって詳細
に説明する。図１は本発明に係る半導体ウエハの移送方
法を実施するに当たり使用する加振装置の斜視図で、同
図においては振動台とパレットの一部を破断して示す。 図１において前記図３（ａ），（ｂ）で説明したものと
同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細
な説明は省略する。図１において２１は加振装置本体と
しての振動台で、この振動台２１の平坦な上面２１ａに
は、クランプ２２によってパレット１が載置固定されて
いる。なお、前記クランプ２２は支軸２２ａを中心とし
て揺動する構造で、パレット１の２側部を固定するよう
に振動台２１に２つ取付けられている。また、パレット
１の内部の板ばね等は図１では省略してあるが、構造は
従来のものと同等である。２３は前記振動台２１を弾性
支持するための圧縮コイルばねで、前記振動台２１の底
部に取付けられている。振動台２１は、半導体ウエハ用
移送装置としてのベルト式搬送装置に前記圧縮コイルば
ね２３を介して取付けられる。

【０００８】２４は前記振動台２１を振動させるための
加振機で、この加振機２４は回転数を連続的に変えるこ
とのできる例えば直流モータによって構成されている。 そして、この加振機２４は、その回転軸２４ａに不釣り
合いの錘２５が設けられており、振動台２１の下部に固
定されている。すなわち、この加振機２４の回転軸２４
ａが回転すると、不釣り合いの錘２５が回転することに
より生じる遠心力が振動台２１に伝わることになり、圧
縮コイルばね２３で弾性支持された振動台２１が振動す
ることになる。この時に生じる加速度の大きさは回転数
の２乗に反比例するので、加速度の大きさを連続的に変
えることが可能である。また、加速度の大きさは、パレ
ット１に、パレット１に装着された状態でのウエハ４の
パレット１に対する最大摩擦力より小さい慣性力を付与
するように設定される。これは、モータを回転数０から
静かに立ち上げて回転数を徐々に上昇させ、得られる加
速度が前記図５で示した最大加速度μ１　Ｐ／Ｍの７〜
９割となるまで回転数を上げることによって行う。ここ
で、μ１　はウエハ４とパレット１との間の摩擦係数、
Ｐはウエハ押し付け力、Ｍはウエハ４の質量である。な
お、その最大回転数の値は、予め計算しておき、操作者
が回転計や加速度計をモニタしながらモータの電圧を制
御してもよいし、計算機で制御してもよい。

【０００９】次に、このように構成された加振装置を使
用したウエハの移送方法について説明する。先ず、従来
と同様にしてパレット１にウエハ４を組み込む。そして
、そのパレット１を、ベルト式搬送装置に装着された加
振装置の振動台２１上に固定する。次に、加振機２４を
回転数０から立ち上げて前記最大回転数となるまで作動
させ、振動台２１を所定の加速度をもって振動させる。 このように振動台２１を振動させることによって、ウエ
ハ４をパレット１に組み込んだ時に生じる側方へ引っ張
ろうとする剪断荷重が低減除去されることになる。 加振機２４を停止させた後、パレット１を振動台２１か
らベルト式搬送装置のベルト（図示せず）に移載させ、
リソグラフィ装置（図示せず）に移送する。このように
してウエハ４が移送されることになる。

【００１０】したがって、本発明によれば、ウエハ４を
パレット１に組み込んだ時に生じるウエハを側方へ引っ
張ろうとする剪断荷重は、ベルト式搬送装置でパレット
１を移送する前に低減除去される。このため、前記与振
加速度以下で動作するリソグラフィ装置であれば、描画
中にウエハ４がずれるようなことはなくなる。

【００１１】なお、本実施例ではリソグラフィ装置の外
部でパレット１を振動させた例を示したが、本発明はこ
のような限定にとらわれることなく、図１で示した加振
装置の加振機２４をリソグラフィ装置内のＸＹステージ
に設けてもよい。その際にはＸＹステージが実質的な半
導体ウエハ用移送装置となる。このようにすると、リソ
グラフィ装置内に余分なスペースが必要になる欠点はあ
るが、ウエハ４の搬送形態によらず本発明を適用できる
。すなわち、パレット１を用いずにウエハ４をそのまま
搬送して板ばねでＸＹステージのホルダーに保持させる
場合であっても、ＸＹステージが振動することになる関
係から、内在する剪断荷重を低減させることができる。 また、図１で示す加振装置でウエハ４またはパレット１
のずれを低減した後、リソグラフィ装置内の所定位置に
搬送する途中で過度の加速度を与えてしまうと、剪断荷
重が逆に増加することにもなりかねないので、スペース
の余裕があれば上述したようにＸＹステージに直接加振
機２４を装置した方が得策である。

【００１２】また、本実施例では加振力を付与するため
に錘を回転させた例を示したが、図２に示すように錘を
磁気的に振動させる構造とすることもできる。図２は加
振装置用加振機の他の実施例を示す斜視図である。同図
において、３１は磁気振動式加振機、３２はこの加振機
３１の重錘である。この重錘３２は磁性体によって形成
され、上下より弾性体３３（下側の弾性体は図示せず）
で支持されている。この弾性体３３はフレキシブルカッ
プリングと呼称されているものと同類であり、回転方向
の剛性は高いが曲げ方向には弱い構造体である。前記重
錘３２は同図中に示すように着磁されており、またヨー
ク３４，３５がその周囲に設けられている。ヨーク３４
，３５は１本のフレーム（図示せず）に固定されている
。また、ヨーク３４，３５にはコイル３６が巻かれてお
り、このコイル３６に電流を流すことにより重錘３２は
２次元的に振れ、加速度を発生する。加速度の大きさを
変えるためには、その振動数を変えてもよいが、振幅を
変える方が容易である。生じる加速度の大きさは、この
加振機を設置するステージ（振動台）の剛性によって変
化するので、加振前に加振機に与える電流の大きさと、
生じる加速度の大きさの関係を求めておく必要がある。 いずれにしても、描画直前にウエハに対してこの加振機
を動作させ、残存する剪断荷重を低減除去しておけばよ
い。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
ウエハの移送方法は、ウエハ保持用ホルダーに、半導体
ウエハをウエハ面と直交する方向へ押圧する板ばねによ
って押し付けて保持させ、次いで、前記ホルダーを振動
させ、このホルダーに、ホルダーに装着された状態での
半導体ウエハのホルダーに対する最大摩擦力より小さい
慣性力を付与し、しかる後、半導体ウエハをホルダーと
共にウエハ移送装置によって移送するものであり、本発
明に係る半導体ウエハ用移送装置は、移送装置の本体に
、ホルダーに装着された状態でのホルダーに対する半導
体ウエハの最大摩擦力より小さい慣性力を前記ホルダー
に振動によって付与する加振装置を設けたものである。 このため、半導体ウエハをホルダーに組み込んだ時に生
じる半導体ウエハを側方へ引っ張ろうとする剪断荷重は
、半導体ウエハ用移送装置で半導体ウエハを移送する前
に低減除去される。したがって、半導体ウエハをパレッ
トあるいはＸＹステージの押し付け位置に固定した後で
あって移送前に設定加速度を与え、内在する剪断荷重を
低減させているため、描画中に半導体ウエハが基準位置
からずれることなく、高精度な描画が可能になるという
利点がある。また、パレットでウエハを搬送する方式に
おいて、パレット自体がＸＹステージに固定された後に
ずれる心配がある場合にも、本発明の方法を適用すれば
、ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体ウエハの移送方法を実施す
るに当たり使用する加振装置の斜視図で、同図において
は振動台とパレットの一部を破断して示す。

【図２】加振装置用加振機の他の実施例を示す斜視図で
ある。

【図３】従来のパレットにウエハを組み込んだ状態を示
す図で、同図（ａ）はパレットの断面図、同図（ｂ）は
パレットの底面図である。

【図４】ウエハずれの発生原因を説明するための原理図
である。

【図５】加速度と変位の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　　　パレット ４　　　　半導体ウエハ ５　　　　板ばね ６　　　　板ばね ２１　　　　振動台 ２４　　　　加振機 ３１　　　　磁気振動式加振機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ウエハ保持用ホルダーに、半導体ウエ
   ハをウエハ面と直交する方向へ押圧する板ばねによって
   押し付けて保持させ、次いで、前記ホルダーを振動させ
   、このホルダーに、ホルダーに装着された状態での半導
   体ウエハのホルダーに対する最大摩擦力より小さい慣性
   力を付与し、しかる後、半導体ウエハをホルダーと共に
   ウエハ移送装置によって移送することを特徴とする半導
   体ウエハの移送方法。
2. 【請求項２】　　半導体ウエハが板ばねによってウエハ
   面と直交する押圧方向をもって押し付けられるウエハ保
   持用ホルダーを支持し、かつこのホルダーを水平移動さ
   せる半導体ウエハ用移送装置において、この移送装置の
   本体に、ホルダーに装着された状態でのホルダーに対す
   る半導体ウエハの最大摩擦力より小さい慣性力を前記ホ
   ルダーに振動によって付与する加振装置を設けたことを
   特徴とする半導体ウエハ用移送装置。