JPH0810183Y2 - ウエハ保持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ウエハ、即ち電子素子
等の半導体素子デバイスをつくるための薄い半導体の切
片を保持するためのウエハ保持機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】前記のウエハは回路パターン等の露光の
際、一定の位置関係に保つため固定されることが望まし
い。しかし小さなウエハを固定するため、例えば真空吸
引を行なうとすると、下マスクの板面に吸引手段を設け
る必要があり、ウエハ裏面も露光をする場合当然その箇
所は使えず、ウエハの可使用面積がせばまり、効率的で
ない。その結果、従来はステージ上にウエハを置くだけ
で固定しないのが普通であり、また２次露光以降はアラ
イメント不可というのが技術的常識であった。

【０００３】このため、出願人はウエハの保持について
研究を進め、その結果ウエハを左右から爪でクランプす
る技術を開発した（特開平３−２９６２１０号）。その
発明は各爪の先端の横断面を孤状に形成し、ウエハの縁
を周方向の２点ずつで押える構成であり、保持中、ウエ
ハの位置調整（２次以降のアライメント）も容易であ
る。しかし構成上、爪の曲げ方向の寸法がウエハの厚さ
を上回るためステージやマスクとの密接が幾分さまたげ
られるおそれがある。また保持するには、左右からウエ
ハの縁を常時加圧する必要がある。

【０００４】これに対し、ウエハの微細構造を観察した
ところ、ウエハの縁は垂直に断ち切られているように見
えるが、実際にはそのようなものは少なく、殆んどの場
合丸みを帯びていることが分かった。本考案はこの丸味
をウエハ保持に利用するものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】本考案は前記の知見に
基づいてなされたもので、その課題とするところはウエ
ハを載置するステージやウエハに接するマスクに対し
て、独立的な状態でウエハを保持可能であり、それによ
りウエハ保持の影響がマスクやステージに及ばないよう
にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本考案は、一定の外形及び外寸を有する半導体切片より
なるウエハＷに対して、概ね対向方向に配置され、略Ｖ
字型または略Ｕ字型の係合溝３を形成した一対の保持爪
１、２によって、両側から挾持しウエハＷを保持する機
構であって、ウエハＷを載置するステージやウエハＷに
接するマスクに影響を与えることなくウエハＷを保持す
るためにウエハＷの厚さＴよりも、両保持爪１、２の先
端部の厚さｔを薄く形成するという手段を講じたもので
ある。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して説明する。図１に両面同
時露光が可能であり、ウエハ自動搬送機を搭載し、かつ
２次露光アライメントステージを備えた半導体製造装置
が示されている。

【０００８】本考案に係るウエハ保持機構１０は図１に
於て上側及び下側ランプハウス１１、１２間に配置さ
れ、上マスク１３及び下マスク１４と夫々密着させられ
る。予めウエハＷの動きを説明すると、ウエハＷは搬入
プッシャ１５により未露光側キャリヤ１６から取りださ
れ、プリアライメントステージ１７に於て中心合わせ・
ＯＦ（オリエンテーションフラット）合わせされた上で
ウエハＷを吸引保持する搬入ハンド１８により上マスク
ホルダ１９の露光開口部へ搬送され、アライメントステ
ージ２０上に置かれる（図２）。

【０００９】ウエハ保持機構１０はウエハＷを載置した
アライメントステージ２０がおさまる枠状本体６を有す
る。該本体６はＸ軸方向へのみ移動可能な調節枠体７
と、Ｙ軸方向へ移動可能な調節枠体とを有し、ウエハＷ
に対し概ね対向方向から突出する一対の保持爪１、２の
一方の保持爪１をＸ軸方向の調節枠体７に、他の一方の
保持爪２をＹ軸方向の調節枠体８に取り付けている（図
２）。

【００１０】各保持爪１、２は硬く、耐摩性を有する金
属により、ウエハＷを保持可能な短冊状に形成され、ウ
エハＷの厚さＴよりも薄い厚さｔを有する。材料として
はステンレススチール、りん青銅等が適する。

【００１１】ウエハＷが単結晶シリコンからなり、厚さ
Ｔ＝２３０μm であるとき，保持爪１、２の厚さはｔ＝
２００μm 内外、比率では８０〜９２％が好適である。
保持爪１、２に施す、後述の被覆層４、５は１０μm と
見込まれるので、合計の厚さもウエハＷの厚さＴを超さ
ず、また０．８Ｔの間隔があれば、丸味を帯びた縁ｅが
ほぼ溝内へ入り込む。

【００１２】係合溝３はＶ字（或はＵ字でも良い。）を
横に倒したような断面形状が良く、各保持爪１、２の全
幅にわたって設け、先端２１、２２は尖鋭化する（図４
（ａ））。係合溝３の形成に当たり、溝３の深さ、Ｖ字
形の場合は角度Ａについて検討した。その結果、角度Ａ
は９０度が最適であり、最も安定な保持性能の得られる
ことが分った。しかし９０度に限定される訳ではない。

【００１３】前記の略Ｖ字乃至Ｕ字形に係合溝３を形成
することにより、ウエハＷの縁ｅは溝内に入り込んで係
止する状態となるので、一対の保持爪１、２をウエハ方
向へ押圧するかしないか程度の弱い力でウエハＷを確実
に保持可能である。

【００１４】また保持爪１、２の先端の形状及び係合溝
３の平面形状は、図４（ａ）に示す直線状のほか同図
（ｂ）に示す凹弧状（凸弧状も可）としても良い。凹弧
状にした場合、従来の爪可動構造ではθ方向へ動かせな
くなるが、保持爪ごと回すような方法で解決し得る。

【００１５】さらに前記保持爪１、２の表面にはポリ４
フッ化エチレン（デュポン社のテフロン等）からなる被
覆層４、５が１０μm 程度の厚さで設けられる。この被
覆層４、５は保持爪１、２の上面または下面のいずれか
一方のみでも両方に設けても良く、さらに保持溝３内に
及んでも良い。しかし、保持爪１、２と接触の可能性の
あるのが下マスク１４である場合、下面の層４のみでも
十分である。

【００１６】このように構成された本考案の機構では、
搬入ハンド１８により、予めプリアライメントされたウ
エハＷがアライメントステージ２０上に搬入され、調節
枠体８がＹ軸方向に移動し、その保持爪２と、Ｘ軸方向
へのみ移動可能な調節枠体７に設けられている保持爪１
との間でウエハＷを対向方向両側から挾持するようには
たらく。

【００１７】両保持爪１、２の先端２１、２２はウエハ
Ｗの縁ｅに各上下２箇所で接触し、丸味のあるウエハＷ
の両縁ｅは夫々係合溝３内にほぼ入り込み、その状態で
係止される。故にその後行なわれるウエハＷと上、下マ
スク１３、１４との密着の際、保持爪１、２は宙に浮い
た状態に置かれる。

【００１８】

【考案の効果】従って本考案によれば、ウエハＷを保持
する一対の保持爪１、２は、ウエハＷを載置するステー
ジやウエハに密着する上、下マスクに対して独立した状
態を維持し、殆んど接触しないから、ウエハ保持の影響
がそれらに及ぶことになく、特にウエハとマスクとの密
着性が高められる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案機構を実施する半導体製造装置の説明図。

【図２】本案機構の実施例に関する斜視図。

【図３】保持爪とウエハとの関係を示す図４のＩＩＩ−
ＩＩＩ線部分の断面図。

【図４】（ａ）保持爪によるウエハの保持の１例を示す
平面図。 （ｂ）同じく変形例の要部平面図。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の外形及び外寸を有する半導体切片
   よりなるウエハＷに対して、概ね対向方向に配置され、
   略Ｖ字型または略Ｕ字型の係合溝３を形成した一対の保
   持爪１、２によって、両側から挟持しウエハＷを保持す
   る機構であって、ウエハＷを載置するステージやウエハ
   Ｗに接するマスクに影響を与えることなくウエハＷを保
   持するためにウエハＷの厚さＴよりも、両保持爪１、２
   の先端部の厚さｔを薄く形成したことを特徴とするウエ
   ハ保持機構。
2. 【請求項２】 ステージ上のウエハＷに対してＸ軸方向
   へのみ移動可能な調節枠体７とＹ軸方向へ移動可能な調
   節枠体８とを配置し、一方の調節枠体７に一方の保持爪
   １を設け、他の一方の調節枠体８に他の一方の保持爪２
   を設けた請求項第１項記載のウエハ保持機構。
3. 【請求項３】 保持爪１、２との接触により相手部材が
   損傷するのを防止するため、ポリ４ふっ化エチレン等か
   らなる被覆層を保持爪１、２に設けた請求項第１項記戴
   のウエハ保持機構。