JPS61102735A - Flattening chuck for thin board - Google Patents
Flattening chuck for thin boardInfo
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- JPS61102735A JPS61102735A JP59223956A JP22395684A JPS61102735A JP S61102735 A JPS61102735 A JP S61102735A JP 59223956 A JP59223956 A JP 59223956A JP 22395684 A JP22395684 A JP 22395684A JP S61102735 A JPS61102735 A JP S61102735A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体ウエノ・、バブルメモリウェハ等に微
細パターンを露光する露光装置において、特に、ウエノ
１表面を平坦化するのに好適なウェハチャックに関する
。Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a wafer chuck suitable for flattening the surface of a wafer 1 in an exposure apparatus that exposes a fine pattern on a semiconductor wafer, a bubble memory wafer, etc. Regarding.
従来の装置は、特開昭５９−１０６１１８号に記載きれ
ているように、ウエノ１をダ形するピエゾ素子とウェハ
吸着用薄板とを真窒圧によ）接触ζせ。As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-106118, the conventional device brings a piezo element for shaping the wafer 1 into contact with a thin plate for adsorbing the wafer under true nitrogen pressure.
ピエゾ素子を伸縮させることによりウエノ・吸着用薄板
に吸着されたウエノ・全部分的に変形する゛構造となっ
ていた。しかし、この装置では、ウェハ全面を平坦化す
るためには、ピエゾ素子の配列密度を高くする必要があ
り、構造がｖ１雑になるという間踊があった。甘た、ウ
ェハ吸着用薄板とピエゾ素子間が頁窒吸滑されており、
かつこの薄板は、ウェハよフ大きくなくてはならないた
めウェハの裏面を吸着して、ウェハチャックに、ローデ
ィング又はアンローディングすることが構造的に困難で
あるという問題があった。By expanding and contracting the piezo element, the structure was such that the Ueno, which was adsorbed to the thin suction plate, was partially deformed. However, in this device, in order to flatten the entire surface of the wafer, it is necessary to increase the arrangement density of the piezo elements, which has the disadvantage that the structure becomes v1 coarse. Unfortunately, the space between the thin plate for wafer adsorption and the piezo element is sucked with nitrogen.
Moreover, since this thin plate must be larger than the wafer, there is a problem in that it is structurally difficult to adsorb the back side of the wafer and load or unload it onto the wafer chuck.
本発明の目的は、そりやうねり（厚さむら）ノアルウエ
バの表面を平坦化し、かつウェハの裏面を吸着したウェ
ハハンドラーによジローディング、アンローディングを
可能としたウェハ平坦化チャックを提供することＫある
。An object of the present invention is to provide a wafer flattening chuck that flattens the surface of a wafer having no warpage or undulations (uneven thickness), and also enables gero-loading and unloading by a wafer handler that has adsorbed the back surface of the wafer. be.
上記目的を達成するために、本発明においては、ウェハ
を吸着固定するウェハチャック板の下面と多数の上下動
素子とを弾性支持により接続し、このウェハチャック板
を上下動素子（たとえばピエゾ素子）Ｋより上下するこ
とによシ変形させ、これにならってウェハが平坦となる
ように変形するようにした。In order to achieve the above object, in the present invention, the lower surface of a wafer chuck plate for suctioning and fixing a wafer is connected to a large number of vertically moving elements by elastic support, and the wafer chuck plate is connected to a vertically moving element (for example, a piezo element). The wafer was deformed by moving above and below K, and the wafer was then deformed to become flat.
以下、本発明の一実施例を図面Ｋｆりて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to drawing Kf.
第１図、第２図は、本発明のウェハ平坦化チャックの一
実施例を示す構成図である。本ウェハチャ９りは、ウェ
ハ１を真空吸着するウェハチャック板２と弾性支持部３
をもつ多数の上下動素子４、及びベース５から構成され
ている。FIGS. 1 and 2 are configuration diagrams showing one embodiment of a wafer flattening chuck of the present invention. This wafer chuck 9 includes a wafer chuck plate 2 that vacuum-chucks the wafer 1, and an elastic support part 3.
It is composed of a large number of vertically moving elements 4 and a base 5.
ウェハ吸着板２と上下動素子４とは、弾性支持部３を介
して直結されており、上下動素子４を上下することＫよ
り、ウェハチャック板２を変形することができる。ウェ
ハチャックｔｙ２は、アルミニウム、ガラス板、シリコ
ン、ステンレスあるいはリン青銅製の薄板を用い、表面
にはウェハ１を吸着するためのランド部６と、Ｘ空吸引
ロアを設けている。The wafer suction plate 2 and the vertical movement element 4 are directly connected through the elastic support part 3, and the wafer chuck plate 2 can be deformed by moving the vertical movement element 4 up and down. The wafer chuck ty2 is made of a thin plate made of aluminum, glass plate, silicon, stainless steel, or phosphor bronze, and has a land portion 6 for sucking the wafer 1 on the surface thereof, and an X empty suction lower.
上下動素子４は、ウェハ１を平坦化するのに充分なスト
ロークをもつことが必要である。ウェハ１のそり、うね
り（厚さむら）は、１０〜２０μｍ以下であるため、上
下動素子４のストロークは、５０〜５０μｍで十分であ
る。この上下動素子４として、本発明の用途に最適々も
のに、印加電圧によシ伸縮するピエゾ素子がある。The vertical movement element 4 needs to have a stroke sufficient to flatten the wafer 1. Since the warpage and waviness (thickness unevenness) of the wafer 1 is 10 to 20 μm or less, the stroke of the vertical movement element 4 is sufficient to be 50 to 50 μm. As this vertically moving element 4, a piezo element that expands and contracts depending on an applied voltage is most suitable for the use of the present invention.
第６図は、本ウェハチャックの上下動素子４として、ピ
エゾ素子を用いた時の構成を示している。FIG. 6 shows a configuration in which a piezo element is used as the vertical movement element 4 of the present wafer chuck.
ピエゾ素子１０には、リング板状のピエゾ素子を複数枚
積層し、ＤＣ５００Ｖ印加でストローク５０〜５０μｍ
発生するものを使用する。このピエゾ素子１０は、上下
２枚の絶縁プレート１１を介して、接続ロッド１２と、
ベースリング１３の間に取シっけられている。なお、接
続ロッド１２と、ベースリング１５とを、サラバネ１４
を介して、ナツト１５で固定することにより、ピエゾ素
子１０に、上下方向以外の力が加わった時のピエゾ素子
１ｏの破損を防（°構造とした。ベースリング１３は、
ベース５と取付ボルト１６により固定されている。The piezo element 10 is made by laminating a plurality of ring plate-shaped piezo elements, and a stroke of 50 to 50 μm is applied when DC 500 V is applied.
Use what comes up. This piezo element 10 is connected to a connecting rod 12 via two upper and lower insulating plates 11.
It is placed between the base rings 13. Note that the connecting rod 12 and the base ring 15 are
By fixing with nuts 15 through
It is fixed to the base 5 by mounting bolts 16.
接続ロッド１２の上端部には、くひれを持つ弾性支持部
３を設け、この先端を、ウェハチャック板２とネジ１７
により接続する構造となっている。この弾性支持部３は
、各上下動素子の上下変位により変形するウェハチャッ
ク板２の傾きに対して剛性が低く、反面、上下方向のｌ
ｉ！！ＩＩ性が高い接続部となるようＫ、設計したくび
れ５を有するものでちる。An elastic support portion 3 with a fin is provided at the upper end of the connecting rod 12, and its tip is connected to the wafer chuck plate 2 and the screw 17.
The structure is connected by This elastic support part 3 has low rigidity with respect to the inclination of the wafer chuck plate 2 that is deformed due to the vertical displacement of each vertically moving element.
i! ! It has a constriction 5 designed to provide a connection with high resistance.
第４．５図は、以上述べたウェハ平坦化チャックによシ
ウエハを平坦化する方法を示したものである。FIG. 4.5 shows a method for flattening a wafer using the wafer flattening chuck described above.
まず、第４図に示すように、そりあるいはうねり（厚さ
むら）のあるウェハ１を、ウェハチャック板２に固定す
る。ウェハ１のそりは、ウェハチャック板２に真空吸着
することにより、なくなるが、うねり（厚さむら）は、
残るため、ウェハ１の平坦度は、第４図の如くなる。ウ
ェハ１の表面の平坦度は、ウェハ平坦度測定器２０で測
定する。ウェハ平坦度測定器２０は、公知技術であるレ
ーザ干渉稿法あるいは、静電容量形センサによる平坦度
内定器を用いる。First, as shown in FIG. 4, a wafer 1 with warpage or undulations (uneven thickness) is fixed to a wafer chuck plate 2. The warping of the wafer 1 is eliminated by vacuum adsorption to the wafer chuck plate 2, but the waviness (thickness unevenness) is
As a result, the flatness of the wafer 1 becomes as shown in FIG. The flatness of the surface of the wafer 1 is measured by a wafer flatness measuring device 20. The wafer flatness measuring device 20 uses a known technique such as a laser interference method or a flatness determining device using a capacitive sensor.
第５図は、第４図で測定したウェハ平坦度測定結果より
、各上下動素子４（ピエゾ素子）の伸縮１をコンピュー
タで演算し、ピエゾドライバ２２より各上下動素子４に
電圧を印加して、ウェハ１を平坦化した状態を示してい
る。FIG. 5 shows that the expansion and contraction 1 of each vertically moving element 4 (piezo element) is calculated by a computer based on the wafer flatness measurement results measured in FIG. 4, and a voltage is applied to each vertically moving element 4 from the piezo driver 22. The wafer 1 is shown in a flattened state.
ウェハチャック板２は、上下動素子４の伸縮により、弾
性変形し、ウェハ１は、ウェハチャック板２とともＫｌ
−形される。この時、上下動素子２はベース５に固定さ
れているため、ウェハチャック面２と上下動素子２との
間の傾斜は、弾性支持部３で吸収される。The wafer chuck plate 2 is elastically deformed due to the expansion and contraction of the vertical movement element 4, and the wafer 1 and the wafer chuck plate 2 are
- Shaped. At this time, since the vertical movement element 2 is fixed to the base 5, the inclination between the wafer chuck surface 2 and the vertical movement element 2 is absorbed by the elastic support part 3.
次に、本ウェハ平坦化チャックにウェハ１をローディン
グする方法の一実施例を第６図、第７図に示す。Next, an embodiment of the method of loading the wafer 1 into the present wafer flattening chuck is shown in FIGS. 6 and 7.
本ウェハチャックに゛は、中央部に、リフター（例えば
小形シリンダ、 ＤＣソレノイド、あるいはモータとネ
ジによる直進機構、カム轡構等）３０を設け、この先端
にウェハ１の裏面を吸着する真空バンド５１を有してい
る。ウェハチャックｊｆｉ２とリフター３０との間には
、シールリング３２を設けている。This wafer chuck is provided with a lifter 30 (for example, a small cylinder, a DC solenoid, a linear mechanism using a motor and a screw, a cam mechanism, etc.) in the center, and a vacuum band 51 that attracts the back side of the wafer 1 at the tip of the lifter 30. have. A seal ring 32 is provided between the wafer chuck jfi2 and the lifter 30.
第６図は、ウェハ１をウェハチャックにローディングす
る状態を示している。壕ず、ウェハハンドラー３３でウ
ェハ１の左右端裏面を真空チャック３４で吸着し、ウェ
ハチャックの上に移動する。次にリフタ５ｏＩＣより上
昇したｌＬ窒バッド５１に、ウェハ１を受けわたす。FIG. 6 shows the state in which the wafer 1 is loaded onto the wafer chuck. A wafer handler 33 picks up the back side of the left and right ends of the wafer 1 with a vacuum chuck 34, and moves it onto the wafer chuck. Next, the wafer 1 is transferred to the 1L nitrogen pad 51 which has been raised from the lifter 5oIC.
第７図は、ウェハローディングを完了した状態を示して
いる。FIG. 7 shows a state in which wafer loading has been completed.
ウェハ１が、真空パッド５１に吸着されると、ウェハハ
ンドラー５３は、ウェハ１の真空吸着を解除し、ウェハ
１の裏面から左右に退避し、次に１ ウェハ１は、リフ
ター３０の下降とともに、ウェハチャック板２上に下降
する。ウェハ１は、ウェハチャック板２上に、真空吸着
され、ローディングを完了する。なお、ウェハのアンロ
ーディングは、以上の逆のシーケンスをたどることによ
り可能である。When the wafer 1 is suctioned by the vacuum pad 51, the wafer handler 53 releases the vacuum suction of the wafer 1 and retreats from the back side of the wafer 1 to the left and right. It descends onto the wafer chuck plate 2. The wafer 1 is vacuum suctioned onto the wafer chuck plate 2 to complete loading. Note that the wafer can be unloaded by following the above sequence in reverse.
このように、本ウェハ平坦化チャックは、ウェハ１の表
面へ接触することなく、ウェハ１をα−ディング、アン
ローディングすることができる。In this way, the present wafer flattening chuck can alpha-load and unload the wafer 1 without contacting the surface of the wafer 1.
第８図、第９図は、ウェハ平坦化チャックにウェハ１を
ローディングするもう１つの方法ｔ−示している。8 and 9 illustrate another method of loading a wafer 1 into a wafer planarization chuck.
ウェハチャック板２の両端に、ウェハハンドラー５５が
下降できる切り欠き５５を設けている。A notch 55 is provided at both ends of the wafer chuck plate 2, through which a wafer handler 55 can be lowered.
まず、ウェハ１は、左右両端の裏面をウェハハンドラー
５５の真空チャック３４で支持された状態でウェハチャ
ック板２上に上方からセットされる。First, the wafer 1 is set from above on the wafer chuck plate 2 with the back surfaces of both left and right ends supported by the vacuum chucks 34 of the wafer handler 55.
次に、ウェハチャック板２にウェハ１を真空吸着すると
同時罠、ウェハハンドラー３３のｒＬ窒吸着を解除する
ことにより、ウェハローディングが完了する。本方法は
、第６．第７図に示す方法と異なり、ウェハチャ、り内
にり７ター３０のような機構が不要であるが、反面、ウ
エハノ）ンドラー３３の動作が複雑になる。Next, the wafer 1 is vacuum-chucking onto the wafer chuck plate 2, and at the same time, the rL nitrogen suction of the wafer handler 33 is released, thereby completing wafer loading. This method is explained in Section 6. Unlike the method shown in FIG. 7, this method does not require mechanisms such as a wafer handler or a wafer handler 30, but on the other hand, the operation of the wafer handler 33 becomes complicated.
本発明によれば、ウェハを吸着固定するウェハチャック
鈑金直接上下動素子で変形させ、ウェハを平坦化できる
ためウェハのもつそりやうねり（厚さむら）を除去する
ことが可能である。According to the present invention, since the wafer can be flattened by deforming the wafer chuck sheet metal with the direct vertical movement element that suction-fixes the wafer, it is possible to remove warps and undulations (unevenness in thickness) of the wafer.
このため、特に、Ｘ線露光装置においてマスクとウェハ
間の間隙を一定に保つことができ、解偉度の高い微細パ
ターン露光が実現できる。Therefore, in particular, the gap between the mask and the wafer can be kept constant in the X-ray exposure apparatus, and fine pattern exposure with high resolution can be realized.
一方、ウェハチャック板と上下動素子を大気中で弾性支
持を用いて直接結合しているため、ウェハチャックの構
造が単純となり、このため、ウェハ表面に接触しないウ
ェハ裏面吸ＭＶＣよるローディング、アンローディング
が行ない易いというメリットがある。On the other hand, the structure of the wafer chuck is simple because the wafer chuck plate and the vertical movement element are directly connected in the atmosphere using elastic support, and therefore, loading and unloading by MVC is possible due to the wafer backside suction without contacting the wafer surface. It has the advantage of being easy to carry out.
第１図は、ウェハ平坦化チャックの平面図、第２図は、
第１図の中央断面図、第５図は、第１図の上下動素子の
詳細断面図、第４，５図は、ウェハ平坦化の方法を示す
説明図、第６，７図は、ウェハローディング方法の一実
施例を示す断面図、第８図は、ウェハローディング方法
の他の実施例を示す平面図、第９図は、第８図の中央断
面図である。
１・・・ウェハ １０・・・ピエゾ素子２
・・ウェハチャック板 ２０・・・ウェハ平坦度測定器
３・・・弾性支持部 ３０・・・リフタ４・・・
上下動素子 ３３・・・ウエノ・ノ・ンドラー５
・・・ベースFIG. 1 is a plan view of the wafer planarization chuck, and FIG.
1 is a central sectional view, FIG. 5 is a detailed sectional view of the vertical movement element in FIG. FIG. 8 is a sectional view showing one embodiment of the loading method, FIG. 8 is a plan view showing another embodiment of the wafer loading method, and FIG. 9 is a central sectional view of FIG. 1... Wafer 10... Piezo element 2
... Wafer chuck plate 20 ... Wafer flatness measuring device 3 ... Elastic support section 30 ... Lifter 4 ...
Vertical movement element 33... Ueno no Ndler 5
···base
Claims (1)
形させ薄板を平坦化させる薄板平坦化チャックにおいて
、薄板を吸着するチャック板とこのチャック板の裏側に
、弾性支持部を介して固定され、チャック板を上下に変
形させる複数個の上下動素子と、この上下動素子を固定
するベースを設けたことを特徴とする薄板平坦化チャッ
ク。 ２、上記上下動素子が、ピエゾ素子であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の薄板平坦化チャック。 ３、上記チャック板内の一部に、チャック板の下方から
薄板の裏面を吸着しながらチャック板と独立に上下する
リフト機構を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の薄板平坦化チャック。 ４、上記チャック板上に、薄板の裏面を吸着したまま、
ロード又はアンロードするために、チャック板の端面の
一部に、切り欠き部を設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の薄板平坦化チャック。[Claims] 1. In a thin plate flattening chuck that flattens a thin plate by deforming the vacuum-chucking thin plate vertically from the suction surface side, the chuck plate that suctions the thin plate and the back side of this chuck plate are made of elastic material. A chuck for flattening a thin plate, characterized in that it is provided with a plurality of vertically moving elements that are fixed via a support part and that vertically deform a chuck plate, and a base that fixes the vertically moving elements. 2. The thin plate flattening chuck according to claim 1, wherein the vertically moving element is a piezo element. 3. The flat thin plate according to claim 1, wherein a lift mechanism is provided in a part of the chuck plate to move up and down independently of the chuck plate while sucking the back surface of the thin plate from below the chuck plate. chuck. 4. While holding the back side of the thin plate on the chuck plate,
2. The thin plate flattening chuck according to claim 1, wherein a notch is provided in a part of the end face of the chuck plate for loading or unloading.
Priority Applications (1)
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| JP59223956A JPS61102735A (en) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Flattening chuck for thin board |
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| JP59223956A JPS61102735A (en) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Flattening chuck for thin board |
Publications (2)
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| JPS61102735A true JPS61102735A (en) | 1986-05-21 |
| JPH0481850B2 JPH0481850B2 (en) | 1992-12-25 |
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Family Applications (1)
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| JP59223956A Granted JPS61102735A (en) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Flattening chuck for thin board |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS61102735A (en) |
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