JPS6214434A - ウエハチヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、半導体製造装置において半導体ウェハを加工
ないし検査のために保持するためのウェハチャックに関
する。

［従来の技術］ アライナ、コータ、ブロール等の各種の半導体製造装置
において、半導体ウェハは、露光、レジスト塗布、ブロ
ービングなどの作業を行なうためにウェハチャックによ
って保持固定され、作業終了後、チャックから解放され
て搬出される。従ってウェハチャックとしては、単にウ
ェハを保持する機構のみならず、ウェハを搬出し易くす
る機構を備えることが望ましい。従来、このようなウェ
ハ搬出のための機構として、ベルヌーイ方式、エアー搬
出方式、つかみ上げ方式、あるいはウェハリフト方式の
４種類のものが考えられ、ウェハチャックに組込まれて
いる。

ベルヌーイ方式の機構は、ウェハ上面に気流を流してウ
ェハ上面側を負圧とすることによりつ工ハをチャック上
面から浮上させて搬出し易くするものであり、ウェハ上
面に吹付ける気流によってウェハ面に塵埃を付着させる
危険があるという欠点を有している。

エアー搬出方式では、ウェハを同様に空気によって浮上
させたうえで、別の空気放出装置により浮上ウェハに搬
出エアを吹付け、エアーの力によってウェハをチャック
から取出すが、ウェハの取出しに際してその搬出方向が
不安定となるため、ウェハをウェハカセットに戻す際に
再度ウェハの位置決めを行なわなければならないという
欠点がさらに加わる。

ウェハつかみ出し方式では流体によらずにウェハを機械
的に取出すので前記欠点はいずれも生じないが、この方
式ではウェハチャック上でウェハの下面側に搬入搬出用
ハンドを挿入するための空間が必要であり、従来はこの
空間を確保するためにウェハチャック上面の一部をハン
ド挿入のために切欠いて凹部を形成していた。この凹部
を形成するやり方は、構造的には簡単であるが、ハンド
挿入のための切欠凹部として無視できない大きさのもの
が必要であり、ウェハチャックにウェハを載置して保持
させたときにこの切欠凹部のためにウェハの平面度が劣
化したり、ブローバ等でウェハの一部に押付力が加わる
ような場合には切欠凹部の存在のためにウェハを損傷し
たりする恐れがあった。

ウェハリフト方式のものは、チャックに組込まれたリフ
トによってウェハをチャック上面から持ち上げ、これに
よってハンドの挿入を可能にするものであり、前記切欠
凹部の存在による欠点はリフトのチャック面上での沈み
込みを面一にすることによってほぼ解決できるが、従来
のこの方式のものではウェハチャック内部にリフト機構
の全てを組込んでおり、従ってチャック装置内部の構造
が極めて複雑になるほか、検査時に電気ノイズを遮断す
るためにチャックを独立して電気的に絶縁する必要があ
る場合にはリフト機構が絶縁の妨げとなり、更にはチャ
ックを温度制御する必要がある場合にもリフト機構が均
一な温度制御を妨害する結果となっていた。

［発明の目的コ 本発明の課題は、前述の従来技術の欠点を除去してチャ
ック内部構造を＊ｍにすることなくウェハの搬出入をし
易くするウェハリフト方式の曙構を備えたウェハチャッ
ク装置を提供することである。

［発明の構成］ 本発明のウェハチャックにおいては、前述の課題を達成
するために、リフト機構をウェハリフト用のリフト部材
とこれを昇降移動させるリフト駆動手段とに分離し、チ
ャックとしてのウェハ載置部であるベースには前記リフ
ト部材を取付け、該ベースを支持するステージ側に前記
リフト駆動手段を取付けである。すなわち本発明のウェ
ハチャックは、前記ベースと、リフト部材と、リフト駆
動手段とを錨えている。ベースは、その上面にウェハ載
置用の平面を有するチャック主要部を構成し、ステージ
上に支持されている。リフト部材は上昇位置と下降位置
とをとり、これら両位置間で移動可能にベースに取付け
られており、上昇位置ではベース上のウェハを前記平面
から離して持ち上げ、下降位置では自身の上面レベルが
前記平面と実質的に同等以下のレベルになるように沈み
込む。リフト駆動手段はベースを支持するステージ上に
設けられ、ベースとの相対的な変位によって前記リフト
部材を前記両位置間で移動させる。

本発明のひとつの実施態様において、前記リフト手段は
ウェハを下から持ち上げる複数の細いフォークを含み、
ベース上面には前記下降位置においてこれらフォークを
面一に受け入れる複数の好ましくは溝状の凹部が設けら
れている。

［発明の作用〕 本発明のウェハチャックでは、前述のようにベース側に
は従動部品であるリフト部材を取付けるだけであるので
ベース外周部にこのリフト部材を配置してチャック内部
構造の複雑化を避けることが可能である。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２ａ図はリフ
ト部材が下降位置にあるときの要部断面図、第２ｂ図は
同じく上昇位置にあるときの要部断面図である。

図において、本発明に係るウェハチャックは、ウェハ１
を載置保持するベース側部分Ａとその支持部分としての
ステージ側部分Ｂとに分けて考えることができ、ベース
側部分Ａにフォーク５を含むリフト部材が、ステージ側
部分にこのフォーク５をベース３に対して相対的に昇降
させるリフト駆動手段が互いに分離して配置されている
。

ベース側部分Ａにおいて、チャックの主要部をなすベー
ス３は図示しないチャッキング機構を内蔵するほか、ウ
ェハ１を載置する平面２をその上面に備え、平面図でみ
て１２０度の等角度間隔でこの平面２に外周縁から中は
どに至る径方向の細い渦状凹部４が三本設けられている
。ベース３の上記凹部４の端部においてフォーク５がそ
れぞれ昇降可能に軸支されており、このフォーク５は、
ベース３の凹部４に丁度納まって下降位置にて面一とな
り且つ上昇位置ではウェハ１の下面を支える上面部を有
する細い棒状部６と、ベース３に軸支された軸部７と、
棒状部６が通常は下降位置に保たれるように軸部７を下
向きに付勢するばね９と、ウェハ１の周縁に対して位置
ガイドとなる凸部８とからなり、前述のリフト部材を構
成するものである。このフォーク５は、その軸部７の下
端をばね９に抗して押し上げることにより上昇位置をと
ることができ、この押し上げを解除することによりばね
９のばね九で下降位置をとることができる。

フォーク５の前記昇降を果すのがステージ側部分Ｂのリ
フト駆動手段であり、これについて以下に説明する。

すなわちステージ１２に図示しない支持機構によって支
持された部材３′はベース３を支持すると共に、前記フ
ォーク５の軸部７の下部に対置して突上げビン１０を軸
支しており、この突上げビン１０は通常はばね１８によ
って下方に付勢され、フォーク５が下降位置にあるとき
には好ましくは軸部７の下端とビン１０の上端との間に
空隙が形成されて互いに離反するようになっている。突
上げビン１０の下端にはベアリング１１が取付けられ、
このベアリング１１はへリコイドリング１４の上面に低
摩擦係数で接している。ヘリコイドリング１４は外周面
に１２０度ずつの等角配分された螺旋突条１４ａと内周
面に内歯ギア１４ｂとを有し、外周三個所で螺旋突条Ｈ
ａの傾きに合わせて傾斜してステージ１２に軸受された
Ｖローラ１３により回転可能に支持されている。ヘリコ
イドリング１４の内歯ギア１４ｂは、ステージ１２に取
付けられた中間ギア１７を介して駆動ギア１６と噛合し
、駆動ギア１６をモータ１５によって正逆回転させるこ
とによりヘリコイドリング１４を正逆回転する。■ロー
ラ１３と螺旋突条１４ａとの関係でヘリコイドリング１
４はその回転方向に応じて上昇または下降の平行移動を
伴って回転することになる。このヘリコイドリングの回
転による上昇下降はベアリング１１を介して突上げビン
１０に伝えられ、突上げビン１０の上昇によりその上端
がフォーク５の軸部７と接して更にはこれをばね９に抗
して押し上げ、第２ｂ図に示すようにフォーク５による
ウェハ１の持ち上げが果される。このようにして持ち上
げられたウェハ１とベース上面２との間に図示しないハ
ンド装置が挿し込まれてウェハの搬出または搬入が行な
われる。

例えばウェハ１がベース３の上に載置されている状態、
すなわちフォーク５が下降位置にあるときに、フォーク
５の軸部７と突上げビン１０とが空隙を介して離れるよ
うにしておき、またベース３を絶縁板（セラミック等）
を介して部材３′に取付けるようにすれば、ベース側を
ステージ側に対して電気的熱的に絶縁することができる
。この場合、リフト機構が二部分に分離されているので
絶縁の妨げにならず、ベースが単純な絶縁板の介在のみ
によってステージ側から絶縁できることに注目すべぎで
ある。

以上の実施例では、固定ベースに対してヘリコイドリン
グによって突上げビン１０を介してフォーク５を押し上
げたが、ヘリコイドリングによらずに別のカム機構を用
いても同様に実施可能である。

またベース３側が上下に可動の場合、突上げビン１０を
ステージ側に固定配置して、ベースの下降時にフォーク
５の下降を突上げビンとの衡合によって阻止することで
、下降時のベース上面に対してフォーク５を相対的に持
ち上げるようにしてもよく、この場合はフォーク昇降の
駆動部として別個の駆動部を設けずともベースの昇降Ｉ
１１構で共用できる利点がある。この場合の実施例を第
３図と第４８および４ｂ図に示す。

第３図、第４ａ、４ｂ図において、前記実施例と同効部
分には同一符号を付してあり、１９は突上げビン１０を
ステージ１２に固定する部材である。

ウェハの着脱時においてベース３が図示しない手段によ
って下降されると、フォーク５の軸部７の下端が固定突
上げビン１０の上端と衝合して第４ｂＢに示すようにベ
ース上面２に対してフォーク５がウェハ１を持ち上げる
。

この方式は外部駆動源なしにフォークの昇降ができるの
で、ウエハプローバなどのようにベースを上下動させる
機構をもつものでは機構の簡素化が可能である。

尚、この例では突上げビン１０の固定部材１９を三個所
に分けて配置したが、第５図のように突上げビン１０の
代わりに全周配置の突上げリング１０−をベースまわり
に１ＸＱｆｆｉし、フォーク５の軸部７の下端をこの突
上げリング１０′の上縁と衝合可能にしておけば、ベー
ス３がいかなる回転位置をとろうともそのまま下降させ
ることでフォーク５によるウェハの持ち上げが可能とな
る。

［発明の効果１ 以上に述べた如く、本発明によれば、ウェハリフト機構
を二つの部分に分けたので、リフトの駆動源をチャック
外部に設けたり、あるいはチャック自体の昇降機構をリ
フト駆動源に共用できたりする一利点があり、このため
チャックにはそのベース側にリフト従動部のみを組み込
めばよいので、チャック内部構造の複雑化を避けること
ができる。

またリフト非作動状態でリフト機構の両部分間を離すこ
とが可能であるので、チャックのベースの電気的または
熱的な絶縁対策が単純な絶縁層の介在のみで達成でき、
リフト機構が絶縁の妨げとなることもない。さらにチャ
ックのウェハ載置面には細い溝状凹部が設けられるのみ
で、しかもその凹部にはフォークがほぼ面一に納まるの
で全面フラットなウェハ載置面が確保でき、ウェハの平
面度の劣化や局部的な外力によるウェハの損傷などの恐
れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２ａ図はリ
フト部材が下降位置にあるときの要部断面図、第２ｂ図
は同じく上昇位置にあるときの要部断面図、第３図は本
発明の別の実施例を示す平面図、第４８および４ｂ図は
同じくリフト部材が下降位置にあるときと上昇位置にあ
るときの各要部断面図、第５図は本発明のさらに別の実
施例を示す平面図である。 １：ウェハ、２：ウェハ載置用平面、 ３：ベース、４：溝状凹部、５：フォーク、７：軸部、
１０：突上げビン、１１：ベアリング、１２：ステージ
、１３：ｖローラ、 １４：ヘリコイドリング、１５：モータ、１６：駆動ギ
ア、１７：中間ギア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上面にウェハ載置用の平面を有するベースと；ベー
   スに対して上昇位置にある時はベース上に載置されたウ
   ェハを前記平面から離して持ち上げると共に下降位置に
   ある時は自身の上面レベルを前記平面と実質的に同等以
   下のレベルにするように前記ベースに上下動可能に支持
   されたリフト部材と；ベースを支持するステージに設け
   られ、ベースと相対的な変位をすることにより前記リフ
   ト部材を前記上昇位置と下降位置との間で移動させるリ
   フト駆動手段とを備えたことを特徴とするウェハチャッ
   ク。 ２、リフト部材がウェハを下から持ち上げる複数のフォ
   ークを含み、ベース上面に前記下降位置においてフォー
   クを面一に受け入れる複数の凹部が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のウェハチャ
   ック。