JPH09244256A - ウエハホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハを歪ませずに移動不能に固定する
ことが可能なウエハホルダの提供。 【解決手段】 位置決め部材支持面３に開口するウエハ
収容孔４を有するホルダベース２と、ウエハ位置決め面
１２が前記ウエハ収容孔４上端の外周部を塞ぐ状態で前
記位置決め部材支持面３に密着して支持されたウエハ位
置決め部材１１と、前記ウエハ位置決め面１２との間に
ウエハＷを挟むウエハ支持面１７を有し、前記ウエハ位
置決め面１２に対して進退可能に前記ウエハ収容孔４内
に収容されたウエハ支持プレート１６と、前記ウエハ支
持プレート１６を前記ウエハ位置決め面１２に向けて押
圧する板バネ２１と、一端部がホルダベース２下面に連
結されるとともに他端部が前記ウエハ支持プレート１６
に連結され、且つ、前記ウエハ位置決め面１２に垂直な
方向の剛性が小さく且つ前記ウエハ位置決め面１２に平
行な方向の剛性が高い薄板状のストッパ３１とを備えた
ウエハホルダ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム装置や
イオンビーム装置においてウエハ（シリコンウエハ）を
機械的に保持するウエハホルダに関し、特に、高速度で
移動する移動ステージに支持されて使用される場合に適
したウエハホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記ウエハホルダにおいて、電子
ビーム等で描画するウエハの処理面をビームに垂直にセ
ットできるようにした次の（Ｊ01）のウエハホルダが知
られている。 （Ｊ01）図４、図５に示すウエハホルダ 図４は従来のウエハホルダの説明図で、図４Ａは正面断
面図で図４ＢのIＶＡ−IＶＡ線断面図、図４Ｂは前記図
４Ａの矢印IＶＢから見た図である。図５は前記図４Ａ
の矢印Ｖから見た図である。ウエハホルダ０１は、上面
規制方法を採用したウエハホルダであり、ホルダベース
０２を有している。ホルダベース０２はウエハ収容孔０
３および必要な平面度に加工された位置決め部材支持面
０４を有している。前記位置決め部材支持面０４には、
ウエハ位置決め部材０６のウエハ位置決め面（下面）０
７が密着するように固定されている。前記ウエハ位置決
め面０７は必要な平面度に加工されている。前記ホルダ
ベース０２の下面に支持された板バネ０８は、前記ウエ
ハ収容孔０３内に配置されたプレート０９下面を上方に
押圧する。そして、プレート０９上面に配置されたウエ
ハＷは前記ウエハ位置決め面０７に押圧される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

（前記（Ｊ01）の問題点）前記プレート０９のウエハＷ
に接する面は平面度が必要である。したがって、剛性が
必要であり、質量も大きくなる。ところで、前記ウエハ
Ｗの描画処理等においては、高いスループット（処理速
度）が要求されるようになってきており、前記ウエハホ
ルダを支持する移動ステージの移動速度が高速になって
いる。この場合、前記プレート０９に加わる加速度も大
きくなっており、前記大きな加速度により前記プレート
０９はホルダベース０２上で位置ずれし易くなってい
る。しかしながら、前記プレート０９が加速度によりホ
ルダベース０２上で位置ずれすると、ウエハＷの荷電粒
子ビームによる描画位置ずれとなるので、許されない。

【０００４】従来は、前記プレート０９の位置ずれを防
止するためにプレート０９に固定されたプレート位置固
定部材０１０を使用している。前記プレート位置固定部
材０１０は、回転可能に支持されたカム軸０１１、この
カム軸０１１に固定された偏心カム０１２、および前記
カム軸０１１に固定されたレバー０１３を有している。
前記レバー０１３を回転して、偏心カム０１２をホルダ
ベース０２のウエハ収容孔０３内周面に押し付けると、
その押圧面からの反力により偏心カム０１２を有するプ
レート位置固定部材０１０およびこれを支持するプレー
ト０９は、前記押圧面から離れる方向（図４Ａで右方
向）に押される。そして、前記プレート０９は前記押圧
面と反対側にあるホルダベース０２のウエハ収容孔０３
内周面に押圧される。そして、前記ホルダベース０２と
偏心カム０２との押圧面およびホルダベース０２とプレ
ート０９との押圧面に生じる摩擦力を利用して、プレー
ト０９の位置ずれを防止している。しかし、この方法で
は、偏心カム０１２をホルダベース０２に押し付ける押
圧力の調節が難しく、前記押圧力が過大になり、ホルダ
ベース０２が変形して、結局ウエハＷに歪みを生じさせ
ることがあった。

【０００５】本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載
内容を課題とする。 （Ｏ01）ウエハを歪ませずに移動不能に固定することが
可能なウエハホルダの提供。

【０００６】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。

【０００７】（本発明）前記課題を解決するために、本
発明のウエハホルダは、下記の要件を備えたことを特徴
とする、（Ａ01）必要な平面度に加工された位置決め部
材支持面（３）と、前記位置決め部材支持面（３）に開
口するウエハ収容孔（４）と、前記位置決め部材支持面
（３）と反対側の板バネ支持面に設けられて前記ウエハ
収容孔（４）を挟んで対向する位置にそれぞれ配置され
た板バネ支持部（６，７）と、前記板バネ支持面に設け
られたストッパ支持部（８）とを有するホルダベース
（２）、（Ａ02）必要な平面度に加工されたウエハ位置
決め面（１２）を有し、前記ウエハ位置決め面（１２）
が前記ウエハ収容孔（４）上端の外周部を塞ぐ状態で前
記位置決め部材支持面（３）に密着して支持されたウエ
ハ位置決め部材（１１）、（Ａ03）前記ウエハ位置決め
面（１２）との間にウエハを挟むウエハ支持面（１７）
を有し、前記ウエハ位置決め面（１２）に対して進退可
能に前記ウエハ収容孔（４）内に収容されたウエハ支持
プレート（１６）、（Ａ04）前記板バネ支持部（６，
７）に両端が支持されるとともに中央部が前記ウエハ支
持プレート（１６）の中央部に連結され、且つ、前記ウ
エハ支持プレート（１６）を前記ウエハ位置決め面（１
２）に向けて押圧する板バネ（２１）、（Ａ05）一端部
が前記ストッパ支持部（８）に連結されるとともに他端
部が前記ウエハ支持プレート（１６）に連結され、且
つ、前記ウエハ位置決め面（１２）に垂直な方向の剛性
が小さく且つ前記ウエハ位置決め面（１２）に平行な方
向の剛性が高い薄板状のストッパ（３１）。

【０００８】

【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本発明のウエハホルダでは、
ホルダベース（８）の位置決め部材支持面（３）は必要
な平面度に加工されており、前記位置決め部材支持面
（３）にはホルダベース（８）のウエハ収容孔（４）の
開口が形成される。ウエハ位置決め部材（１１）は、必
要な平面度に加工されたウエハ位置決め面（１２）を有
する。前記ウエハ位置決め面（１２）は、前記ウエハ収
容孔（４）上端の外周部を塞ぐ状態で前記位置決め部材
支持面（３）に密着して支持される。前記ウエハ収容孔
（４）には前記ウエハ位置決め面（１２）の下方に、ウ
エハ（Ｗ）が収容され、ウエハ（Ｗ）の下面は前記ウエ
ハ収容孔（４）内に収容されたウエハ支持プレート（１
６）のウエハ支持面（１７）によって支持される。前記
ウエハ支持プレート（１６）は、前記ウエハ収容孔
（４）内で前記ウエハ位置決め面（１２）に対して進退
可能である。

【０００９】前記ホルダベース（２）の前記位置決め部
材支持面（３）と反対側の板バネ支持面には、前記ウエ
ハ収容孔（４）を挟んで対向する位置にそれぞれ板バネ
支持部（６，７）が配置されている。前記板バネ支持部
（６，７）に両端が支持され且つその中央部が前記ウエ
ハ支持プレート（１６）の中央部に連結された板バネ
（２１）は、前記ウエハ支持プレート（１６）を前記ウ
エハ位置決め面（１２）に向けて押圧する。前記ホルダ
ベース（２）は、前記位置決め部材支持面（３）と反対
側の板バネ支持面に設けられたストッパ支持部（８）を
有する。前記ストッパ支持部（８）に一端部が連結され
るとともに他端部が前記ウエハ支持プレート（１６）に
連結された薄板状のストッパ（３１）は、前記ウエハ位
置決め面（１２）に垂直な方向の剛性が小さく且つ前記
ウエハ位置決め面（１２）に平行な方向の剛性が高く形
成されている。

【００１０】このため、前記薄板状のストッパ（３１）
は、前記板バネ（２１）が前記ウエハ支持プレート（１
６）を前記ウエハ位置決め面（１２）に向けて押圧する
押圧力を減少させることなく、ウエハ位置決め面（１
２）に平行な方向の前記ウエハ支持プレート（１６）の
移動を防止することができる。前記ウエハ位置決め面
（１２）に平行な方向は、移動ステージに装着された場
合のウエハホルダの移動方向であるので、前記ストッパ
（３１）は、ウエハホルダ（１）の高速な移動に伴って
ウエハ支持プレート（１６）に大きな加速度および減速
度が作用しても、ウエハ支持プレート（１６）の前記ウ
エハホルダ（１）上での移動を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら、本発明
のウエハホルダの実施の形態の例（実施例）を説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 （実施例）図１は本発明の実施例のウエハホルダの説明
図であり、図１Ａは図１ＢのIＡ−IＡ線断面図、図１Ｂ
は前記図１Ａの矢印IIから見た図である。図２は前記ウ
エハホルダの上面図で、前記図１の矢印IIから見た図で
ある。図３は前記図１のIII−III線断面図である。図１
〜２において、ウエハホルダ１は、ホルダベース２を有
している。ホルダベース２は、その上面に必要な平面度
に加工された位置決め部材支持面３および前記位置決め
部材支持面３に開口するウエハ収容孔４を有している。
前記位置決め部材支持面３と反対側の板バネ支持面（下
面）には、前記ウエハ収容孔４の外周部に円筒状突出部
５が設けられており、円筒状突出部５には前記ウエハ収
容孔４を挟んで対向する位置にそれぞれ板バネ支持部
６，７（図１Ｂ、図３参照）が設けられている。前記板
バネ支持部６，７（図３参照）は、前記円筒状突出部５
の他の部分よりも下方に突出して形成されている。

【００１２】図３において、前記板バネ支持部６，７に
は、前記円筒状突出部５の内側面に形成された板バネ挿
入用スリット６a，７aが形成されている。前記板バネ挿
入用スリット６a，７aに板バネ（２１、後述）を挿入し
た場合に板バネ（２１、後述）はその中央部が上方に突
出するように形成されている。また図１において、前記
位置決め部材支持面３と反対側の板バネ支持面（下面）
には、ストッパ支持部８が設けられている。前記ウエハ
ホルダ１の上面には、前記下面のストッパ支持部８に対
応してボルト頭収容穴９が設けられており、前記ボルト
頭収容穴９と前記ストッパ支持部８との間にはボルト貫
通孔１０が形成されている。

【００１３】図２において、前記位置決め部材支持面３
には、半リング（円形リングの半分）状の一対のウエハ
位置決め部材１１下面のウエハ位置決め面１２（図１Ａ
参照）がそれぞれ支持され、ネジ（図１２参照）により
固定されている。ウエハ位置決め面１２は必要な平面度
に加工されている。前記半リング状の一対のウエハ位置
決め部材１１により、円形のビーム照射孔１３が形成さ
れている。そして、ビーム照射孔１３の外周部分のウエ
ハ位置決め面１２は、前記ウエハ収容孔４の上端外周部
を塞いでいる。なお、前記一対の半リング状のウエハ位
置決め部材１１を使用する代わりに１個の円形リング状
のウエハ位置決め部材を使用することが可能である。

【００１４】前記ウエハ収容孔４内にはウエハＷが収容
されており、ウエハＷの上面は前記ウエハ位置決め面１
２に接して配置されている。ウエハＷの下面はウエハ支
持プレート１６のウエハ支持面（上面）１７により支持
されている。前記ウエハ支持プレート１６は前記ウエハ
収容孔４内で上下方向にスライド自在に収容されてお
り、ウエハ収容孔４上端の前記ウエハ位置決め面１２に
対して進退可能である。

【００１５】図３から分かるように、前記スリットの奥
側に行くに従って下方に傾斜する前記板バネ挿入用スリ
ット６a，７aには、長方形の板バネ２１の長手方向の両
端部が、挿入されている。前記板バネ２１は、湾曲して
形成されており、その両端部が、前記板バネ挿入用スリ
ット６a，７aに挿入された時、その中央部が上方に突出
するように湾曲するようになっている。前記板バネ２１
の上方に突出する中央部は、前記ウエハ支持プレート１
６の下面を上方に押圧した状態となる。この状態で前記
板バネ２１の中央部は前記ウエハ支持プレート１６下面
の中央部にネジ２２により保持されている。

【００１６】図１において、ホルダベース２の前記ボル
ト貫通孔１０を貫通する通しボルト２６のボルト頭２７
はボルト軸に垂直に延びる回り止め用突出部２８を有し
ている。ボルト収容穴９には、前記回り止め用突出部２
８に係止して通しボルト２６の回転を止める係止ネジ２
９が配置されている。前記ホルダベース２下面のストッ
パ支持部８には前記通しボルト２６の下部が突出してい
る。この通しボルト２６下部は薄板状のストッパ３１の
一端部を前記ストッパ支持部８に押し付けるワッシャ３
２の貫通孔（図示せず）を貫通してナット３３に螺合し
ている。前記ワッシャ３２は図１Ｂに示すように略長方
形の板状のワッシャであり、前記ストッパ支持部８に設
けた下方に延びる回り止めピン３４と係合可能である。

【００１７】前記ナット３３を締め付けると、ナット３
３とともにワッシャ３２が上昇し、前記薄板状のストッ
パ３１は前記ワッシャ３２により前記ホルダベース２下
面のストッパ支持部８に押し付けられて固定される。前
記ストッパ支持部８に一端部が固定されたストッパ３１
の他端部は、前記ウエハ支持プレート１６下面の中心部
にネジ３６で固定されている。なお図１Ａから分かるよ
うに、前記ストッパ３１の一端部の固定面（前記ストッ
パ３１の一端部が押し付けられる前記ストッパ支持部８
の面）と他端部の固定面（前記ストッパ３１の他端部が
固定される前記ウエハ支持プレート１６下面）とは、同
一平面内に配置されるように設定されている。

【００１８】（実施例の作用）前述の構成を備えた本発
明のウエハホルダ１の実施例では、薄板状のストッパ３
１は、前記板バネ２１がウエハＷをウエハ位置決め面１
２に押圧する押圧力の方向（図１で上方向）には剛性が
低いので、前記板バネ２１の押圧力に悪影響を与えるこ
とはない。また、前記薄板状のストッパ３１は、ウエハ
ホルダ１の移動方向（図１Ａで左右方向および紙面に垂
直な方向）すなわち、ウエハ支持プレート１６の位置ず
れが生じる方向の剛性が高い。したがって、ウエハホル
ダ１が高速で移動する際におおきな加速度および減速度
が前記ウエハ支持プレート１６に作用しても、ウエハ支
持プレート１６は前記ストッパ３１の剛性によりウエハ
ホルダ１に固定された状態に保持され、ウエハホルダ１
上で移動することがない。

【００１９】前記ホルダベース２の前記ボルト貫通孔１
０を貫通し、さらに薄板状のストッパ３１の一端部を挟
み、ワッシャ３２の貫通孔（図示せず）を順次貫通した
通しボルト２６下部に螺合するナット３３を締め付ける
際、ナット３３から前記ワッシャ３２に伝達される回転
力は、前記ストッパ支持部８に設けた下方に延びる回り
止めピン３４に吸収される。従って、ストッパ３１が回
転しないので、ストッパ３１を介してウエハ支持プレー
ト１６に望ましくない回転力が作用することを防止する
ことができる。

【００２０】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。 （Ｈ01）薄板状のストッパ３１は複数設けることが可能
である。

【００２１】

【発明の効果】前述の本発明のウエハホルダは、下記の
効果を奏することができる。 （Ｅ01）ウエハを歪ませずにホルダベースに移動不能に
固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明のウエハホルダの実施例１の説
明図で、図１Ａはウエハホルダの正面断面図で図１Ｂの
IＡ−IＡ線断面図であり、図１Ｂは前記ウエハホルダの
下面図で前記図１Ａの矢印IＢから見た図である。

【図２】 図２は同実施例１のウエハホルダの上面図
で、前記図１Ａの矢印IIから見た図である。

【図３】 図３はウエハホルダの側断面図で前記図１Ａ
のIII−III線断面図である。

【図４】 図４は従来のウエハホルダの説明図で、図４
Ａは正面断面図で図４ＢのIＶＡ−IＶＡ線断面図、図４
Ｂは前記図４Ａの矢印IＶＢから見た図である。

【図５】 図５は前記図４Ａの矢印Ｖから見た図であ
る。

【符号の説明】

２…ホルダベース、３…位置決め部材支持面、４…ウエ
ハ収容孔、６，７…板バネ支持部、８…ストッパ支持
部、１１…ウエハ位置決め部材、１２…ウエハ位置決め
面、１６…ウエハ支持プレート、１７…ウエハ支持面、
２１…板バネ、３１…ストッパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の要件を備えたことを特徴とするウ
   エハホルダ、（Ａ01）必要な平面度に加工された位置決
   め部材支持面と、前記位置決め部材支持面に開口するウ
   エハ収容孔と、前記位置決め部材支持面と反対側の板バ
   ネ支持面に設けられて前記ウエハ収容孔を挟んで対向す
   る位置にそれぞれ配置された板バネ支持部と、前記板バ
   ネ支持面に設けられたストッパ支持部とを有するホルダ
   ベース、（Ａ02）必要な平面度に加工されたウエハ位置
   決め面を有し、前記ウエハ位置決め面が前記ウエハ収容
   孔上端の外周部を塞ぐ状態で前記位置決め部材支持面に
   密着して支持されたウエハ位置決め部材、（Ａ03）前記
   ウエハ位置決め面との間にウエハを挟むウエハ支持面を
   有し、前記ウエハ位置決め面に対して進退可能に前記ウ
   エハ収容孔内に収容されたウエハ支持プレート、（Ａ0
   4）前記板バネ支持部に両端が支持されるとともに中央
   部が前記ウエハ支持プレートの中央部に連結され、且
   つ、前記ウエハ支持プレートを前記ウエハ位置決め面に
   向けて押圧する板バネ、（Ａ05）一端部が前記ストッパ
   支持部に連結されるとともに他端部が前記ウエハ支持プ
   レートに連結され、且つ、前記ウエハ位置決め面に垂直
   な方向の剛性が小さく且つ前記ウエハ位置決め面に平行
   な方向の剛性が高い薄板状のストッパ。