JPH0513317A - ウエハホールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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である。 【構成】 ウェハを単体で保持するウェハホルダが上下
方向に案内され、その露光面において弾性的な載置部材
により上面基準面に押圧される。その時ウェハホルダは
直接ウェハを押圧しない。 【効果】 ウェハが単体で挿入され、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。過大な押圧力により破損する恐れがない。

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移動
ステージ２は上面基準部材１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と駆動部材３
ｄに供給して移動ステージ２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】尚本実施例は静電チャックを使用しないか
ら紫外線露光装置においても使用可能であることは言う
までもない。

【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

Claims (2)

【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、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、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−Ｆ面と、前記Ｖ
   −Ｆ面に当接する前記装置本体の当接部材と、前記Ｖ−
   Ｆ面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−Ｆ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。