JPH05119838A - 位置決めステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 試料を所定の場所に迅速かつ高精度で位置合
わせできる位置決めステージの提供。 【構成】 Ｘステージ11に搭載されたＹステージ12と、
これに搭載されたＺステージ13と、Ｚステージ13に搭載
されてＸ，Ｙ平面内で回転する中心部を貫通する開口34
a を設けた回転ステージ34とを含んで構成した第１の位
置決めステージ30と、回転ステージ34の開口34a 内に挿
入かつＺステージ13上に載置されて、印加された直流電
圧の大きさによりＸ軸方向への膨張量が制御されるピエ
ゾＸステージ21と、これに搭載されて、印加された直流
電圧の大きさによりＹ軸方向への膨張量が制御されるピ
エゾＹステージ22と、更にその上に搭載されて、印加さ
れた直流電圧が臨界電圧以上の際には表面を回転ステー
ジ34の表面から突き出し、直流電圧が臨界電圧以内の際
には表面を回転ステージ34の表面から落ち込ませるピエ
ゾＺステージ23とを含んで構成される第２の位置決めス
テージ20とを含ませて位置決めステージを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、載置した試料を所定の
場所に位置合わせする位置決めステージ、特に試料を所
定の場所に迅速かつ高精度で位置合わせできる位置決め
ステージに関する。

【０００２】現在の大規模・高集積半導体装置における
配線パターンは、サブミクロンの領域になっている。し
たがって、このような配線パターンの形成や検査を能率
的に行なう上で、半導体ウェーハを所定の位置に迅速か
つ高精度で位置合わせできる位置決めステージが不可欠
である。

【０００３】

【従来の技術】次に、従来の位置決めステージについて
図２を参照して説明する。図２は、従来の位置決めステ
ージを説明するための図であって、同図(a)は位置決め
ステージの平面図、同図(b) は位置決めステージの側面
図である。

【０００４】半導体装置のウェーハプロセス工程等で使
用する位置決めステージは、第１の位置決めステージ10
に、第２の位置決めステージ20を搭載して構成してい
た。この第１の位置決めステージ10は、Ｘ軸方向に自在
に移動するＸステージ11と、このＸステージ11上に搭載
されてＹ軸方向に自在に移動するＹステージ12と、この
Ｙステージ12上に搭載されてＺ軸方向に移動（昇降）す
るＺステージ13及びこのＺステージ上に搭載されてＸ軸
とＹ軸とで構成される平面内で回転する回転ステージ14
とを含んで構成されていた。

【０００５】また、第２の位置決めステージ20は、第１
の位置決めステージ10の回転ステージ14に搭載されて、
印加された直流電圧の大きさによりＸ軸方向への膨張量
が制御されるピエゾＸステージ21と、このピエゾＸステ
ージ21上に搭載されて、印加された直流電圧の大きさに
よりＹ軸方向への膨張量が制御されるピエゾＹステージ
22と、このピエゾＹステージ22上に搭載されて、印加さ
れた直流電圧の大きさによりＺ方向への膨張量が制御さ
れるピエゾＺステージ23とを含んで構成されていた。

【０００６】したがって、かかる従来の位置決めステー
ジにおいては、第１の位置決めステージ10のそれぞれの
ステージ11,12,13,14 を高速で移動( 但し、回転ステー
ジ14は回転) した後に、この第１の位置決めステージ10
の回転ステージ14上に搭載された第２の位置決めステー
ジ20のそれぞれのステージ21,22,23に直流電圧をそれぞ
れ独立に印加することより、ステージ21,22,23をそれぞ
れ微少移動し、ピエゾＺステージ23上に搭載した半導体
ウェーハ等の試料40( 以降、半導体ウェーハ40と呼称)
を所定の場所に位置合わせするようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した如
く従来の位置決めステージは、第１の位置決めステージ
10の回転ステージ上に第２の位置決めステージ20を搭載
して構成されていた。

【０００８】したがって、第１の位置決めステージ10の
回転ステージ14が回転すると、第２の位置決めステージ
20も一緒に回転してしまい、第２の位置決めステージ20
のステージ21,22 の移動方向と第１の位置決めステージ
10のステージ11,12 の移動方向と異なってしまうという
問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解消し、且つ
半導体ウェーハを予め定めた場所に迅速かつ高精度に位
置合わせできる位置決めステージを提供することを目的
になされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的は、図１に示す
ように、Ｘ軸方向に自在に移動するＸステージ11と、こ
のＸステージ11に搭載されてＸ軸方向と直交するＹ軸方
向に自在に移動するＹステージ12と、このＹステージ12
に搭載されてＸ軸とＹ軸とに直交するＺ軸方向に移動す
るＺステージ13と、Ｚステージ13に搭載されてＸ軸とＹ
軸とで構成される平面内で回転する中心部を貫通する開
口34a を設けた回転ステージ34とを含んで構成した第１
の位置決めステージ30と、前記回転ステージ34の開口34
a 内に挿入かつＺステージ13上に載置されて、印加され
た直流電圧の大きさによりＸ軸方向への膨張量が制御さ
れるピエゾＸステージ21と、このピエゾＸステージ21上
に搭載されて、印加された直流電圧の大きさによりＹ軸
方向への膨張量が制御されるピエゾＹステージ22と、こ
のピエゾＹステージ22上に搭載されて、印加された直流
電圧が臨界電圧より大の際には表面を回転ステージ34の
表面から突き出し、直流電圧が臨界電圧以内の際には表
面を回転ステージ34の表面から落ち込ませるピエゾＺス
テージ23とを含んで構成される第２の位置決めステージ
20とを含んで構成したことを特徴とする位置決めステー
ジにより達成される。

【００１１】

【作用】本発明の位置決めステージにおいては、第１の
位置決めステージ30の回転ステージ34の開口34a 内に第
２の位置決めステージ20を挿入した状態でＺステージ13
に載置して構成している。

【００１２】したがって、第１の位置決めステージ30の
それぞれのステージ11,12,13,34 を移動（但し、回転ス
テージ34は回転) しても、第２の位置決めステージ20は
Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向には移動するものの回転することは
ない。

【００１３】また、半導体ウェーハ40のＸ、Ｙ及びＺ軸
方向への高速の移動と回転は、第１の位置決めステージ
30の回転ステージ34で半導体ウェーハ40を支持して行な
い、Ｘ、Ｙ及びＺ軸方向への微少の移動は、第２の位置
決めステージ20のピエゾＺステージ23に支持させて行な
う。

【００１４】したがって、本発明は、半導体ウェーハ40
を予め定めた場所に迅速かつ高精度に位置合わせできる
位置決めステージの提供を可能にする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例の位置決めステージ
について図１及び図３を参照して説明する。図１は本発
明の一実施例の位置決めステージを説明するための図で
あって、同図(a) は位置決めステージの側面図、同図
(b) はＡ部の拡大側面図である。なお、本明細書におい
ては、同一部品、同一材料等に対しては全図をとおして
同じ符号を付与してある。

【００１６】本発明の一実施例の位置決めステージは、
図２により説明した従来の位置決めステージの第１の位
置決めステージ10を新構成の第１の位置決めステージ30
に代えるとともに、第２の位置決めステージ20を第１の
位置決めステージ30の回転ステージ34の開口34a 内に挿
入かつ第１の位置決めステージ30のＺステージ13上に載
置して構成したものである。なお、回転ステージ34は、
従来の回転ステージ14の中心部を貫通する開口34a を設
けて構成したものである。

【００１７】このように構成した本発明の一実施例の位
置決めステージにより、半導体ウェーハ40の所定の場所
への位置合わせを行なうには、まず、半導体ウェーハ40
を水平にして第１の位置決めステージ30の回転ステージ
34上に載置する。

【００１８】なお、この回転ステージ34上に半導体ウェ
ーハ40を載置する際には、第２の位置決めステージ20の
ピエゾＺステージ23は矢印Ｄ方向に移動した状態、すな
わち、ピエゾＺステージ23には直流電源（図示せず）か
らピエゾ信号ケーブル24を介して電圧が全く供給されて
いない状態か、若しくはピエゾＺステージ23の表面が回
転ステージ34の表面より低い位置にある状態である臨界
直流電圧以内の電圧が加えられた状態である。

【００１９】かかる状態で、第１の位置決めステージ30
のそれぞれのステージ11,12,13及び回転ステージ34を移
動( 但し、回転ステージ34はＸ軸とＹ軸とで構成される
平面方向に沿っての回転) させて、半導体ウェーハ40を
所定の場所の近接位置に移動させるときもその向きを所
定の方向に一致させる。

【００２０】次いで、第２の位置決めステージ20のピエ
ゾＺステージ23にピエゾ信号ケーブル24を介して臨界直
流電圧を越える直流電圧を印加し、ピエゾＺステージ23
の表面を第１の位置決めステージ30の回転ステージ34の
表面から矢印Ｕに突き出させると、半導体ウェーハ40は
ピエゾＺステージ23だけに支持されることとなる。

【００２１】したがって、ピエゾＺステージ23に加える
電圧を臨界電圧を越える範囲で変えることにより、半導
体ウェーハ40のＺ軸方向への位置合わせが行なわれる。
この後、ピエゾＸステージ21及びピエゾＹステージ22に
ピエゾ信号ケーブル24を介してそれぞれ独立に直流電圧
を加えて、ピエゾＸステージ21をＸ軸方向に膨張させる
とともに、ピエゾＹステージ22をＹ軸方向に膨張させる
ことにより半導体ウェーハ40はＸ軸、Ｙ軸方向に微少移
動して所定の場所に高精度で位置合わせされる。

【００２２】そして、ピエゾＸステージ21等にピエゾ信
号ケーブル24を介してそれぞれ独立に加えられている直
流電圧をそのまま保持すると、ピエゾＸステージ21等の
移動は全く停止し、半導体ウェーハ40は所定の場所に位
置合わせされた状態が持続することとなる。

【００２３】ピエゾ効果を有する材料により構成された
ピエゾＸステージ21等は、図３に示すように印加する直
流電圧を０Ｖ（ボルト）から１０００Ｖ程度に変化させ
てもその膨張量は２４μｍ程度であるから、精度の良い
直流電源を使用することにより半導体ウェーハ40を０．
０１μｍ程度の分解能で移動できることとなる。

【００２４】斯くして、本発明の一実施例の位置決めス
テージは、半導体ウェーハを迅速かつ高精度で所定の場
所に位置合わせできることとなる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体ウ
ェーハ等の試料を所定の場所に迅速且つ高精度で位置合
わせできる位置決めステージを提供する。

【００２６】したがって、本発明の位置決めステージを
採用することにより、配線パターンがザブミクロン領域
の半導体装置を歩留り良く製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の位置決めステージを説
明するための図、

【図２】は、従来の位置決めステージを説明するための
図、

【図３】は、印加直流電圧とピエゾ素子の膨張量の関係
を示す図である。

【符号の説明】

10と30は第１の位置決めステージ、 11は、Ｘステージ、 12は、Ｙステージ、 13は、Ｚステージ、 14と34は、回転ステージ、 34a は、開口、 20は、第２の位置決めステージ、 21は、ピエゾＸステージ、 22は、ピエゾＹステージ、 23は、ピエゾＺステージ、 24は、ピエゾ信号ケーブル、 40は、半導体ウェーハ (試料) をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ軸方向に自在に移動するＸステージ(1
   1)と、このＸステージ(11)に搭載されてＸ軸方向と直交
   するＹ軸方向に自在に移動するＹステージ(12)と、この
   Ｙステージ(12)に搭載されてＸ軸とＹ軸とに直交するＺ
   軸方向に移動するＺステージ(13)と、Ｚステージ(13)に
   搭載されてＸ軸とＹ軸とで構成される平面内で回転する
   中心部を貫通する開口(34a) を設けた回転ステージ(34)
   とを含んで構成した第１の位置決めステージ(30)と、 前記回転ステージ(34)の開口(34a) 内に挿入かつＺステ
   ージ(13)上に載置されて、印加された直流電圧の大きさ
   によりＸ軸方向への膨張量が制御されるピエゾＸステー
   ジ(21)と、このピエゾＸステージ(21)上に搭載されて、
   印加された直流電圧の大きさによりＹ軸方向への膨張量
   が制御されるピエゾＹステージ(22)と、このピエゾＹス
   テージ(22)上に搭載されて、印加された直流電圧が臨界
   電圧より大の際には表面を回転ステージ(34)の表面から
   突き出し、直流電圧が臨界電圧以内の際には表面を回転
   ステージ(34)の表面から落ち込ませるピエゾＺステージ
   (23)とを含んで構成される第２の位置決めステージ(20)
   とを含んで構成したことを特徴とする位置決めステー
   ジ。