JP2001298071A - ウェハアライメント機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動ベアリングの押圧による載置ウェハの浮き
上がり及びウェハ端面での形成膜の剥離を防止し得るウ
ェハアライメント機構を提供する。 【解決手段】ホルダステージ１１には、ウェハＷＦの載
置位置を固定する固定ベアリング１２，１３が設けられ
ている。固定ベアリング１２，１３それぞれからウェハ
を隔てた反対側に可動ベアリング１４が設けられてい
る。可動ベアリング１４は、ホルダステージ１１の移動
に伴い、ウェハＷＦの端面部分を押圧する。可動ベアリ
ング１４は、ウェハ端面部分との接触面１４１がホルダ
ステージ１１に対して垂直から１０°以内の範囲で外側
に傾斜するテーパ形状であり、かつウェハ端面部分と接
触しない上縁部１４２の径が接触面１４１を構成する所
定部の径より大きくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造に係
り、特にウェハ工程あるいはウェハ検査工程においてチ
ップ内の所定箇所に設定される座標とウェハ載置位置を
合わせるウェハアライメント機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造のための様々なウェハ工
程あるいはウェハ検査工程では、対象となる半導体ウェ
ハを、決められた座標位置に位置に合わせ込めるようア
ライメントがなされる。すなわち、ウェハがロボットな
どにより移送されてくると、ウェハホルダと呼ばれるア
ライメント機構を兼ねた載置台に載せられる。これによ
り、ウェハが正確な向きに位置合わせされながら所定の
チャンバに搬送されるのである。

【０００３】図３は、従来のウェハアライメント機構の
構成を示す概略図である。ホルダステージ３１は、半導
体ウェハＷＦが載置される移動支持台である。ホルダス
テージ３１には、ウェハＷＦの載置位置を固定する固定
ベアリング３２，３３が設けられている。この固定ベア
リング３２，３３は、ウェハ周囲約１／４区間の一端と
他端の端面部分に接触するようになっている。これら固
定ベアリング３２，３３のウェハＷＦとの接触部は例え
ば樹脂材料でなる。

【０００４】さらに、ホルダステージ３１上において上
記固定ベアリング３２，３３それぞれからウェハを隔て
た反対側に可動ベアリング３４が設けられている。可動
ベアリング３４は、固定ベアリング３２，３３それぞれ
から略等距離に設置され、ホルダステージ３１の移動に
伴い、ウェハＷＦ端面部分を押圧する。

【０００５】ウェハＷＦは、所定方向を示すノッチ（ま
たはオリフラでも可）ＮＣＨが、固定ベアリング３２に
当るように載置される。さらに上記可動ベアリング３４
のウェハ端面押圧動作によって、ウェハＷＦはセンタリ
ングされる。これにより、ウェハＷＦは固定ベアリング
３２，３３及び可動ベアリング３４の３点で固定され、
アライメントが達成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４は、図３に示した
可動ベアリング３４の拡大図である。可動ベアリング３
４におけるウェハＷＦ端面の押圧面は単純な円筒面で構
成されている。可動ベアリング３４のウェハへの押圧力
はホルダステージ３１の裏側に取り付けられた図示しな
いバネにより生じる。

【０００７】ホルダステージ３１に載せられたウェハＷ
Ｆは、センタリングされる際、その端面への可動ベアリ
ング３４の押圧によって浮き上がることがある。ウェハ
ＷＦの浮き上がりは可動ベアリング３４の押圧箇所を狂
わせ、端面付近を含む領域で複数の押圧箇所を与えるこ
とになる。

【０００８】このような可動ベアリング３４における押
圧の衝撃により、ウェハＷＦ端面に垂れている表面の形
成膜が剥離する恐れがあった。これによりパーティクル
が発生する危険性がある。パーティクルの発生は製品歩
留りに大きく影響する。

【０００９】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、可動ベアリングの押圧による載置ウェハの
浮き上がり及びウェハ端面での形成膜の剥離を防止し得
るウェハアライメント機構を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のウェハアライメ
ント機構は、半導体ウェハを載置するホルダステージ
と、前記ホルダステージ上に離間して設けられ、それぞ
れ前記半導体ウェハの所定の端面部分に接触して半導体
ウェハの載置位置を固定する第１、第２の固定ベアリン
グと、前記ホルダステージ上において前記第１、第２の
固定ベアリングそれぞれから前記半導体ウェハを隔てて
そのウェハ端面部分を押圧し、載置された前記半導体ウ
ェハのアライメントをする可動ベアリングとを具備し、
前記可動ベアリングは、ウェハ端面部分との接触面が前
記ホルダステージに対して垂直から１０°以内の範囲で
傾斜するテーパ形状であり、ウェハ端面部分と接触しな
い上縁部の径が接触面を構成する所定部の径より大きく
なっていることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、可動ベアリングにおい
て、テーパ形状のウェハ接触面と、上縁部の径がウェハ
接触面を構成する所定部の径より大きくなっている。こ
れにより、ウェハ端面押圧時のウェハ浮き上がりを防止
し、ウェハ所定の端面部分を的確に当てるようにする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ
本発明の一実施形態に係るウェハアライメント機構を示
す概略図であり、（ａ）はウェハホルダ全体構成の平面
図、（ｂ）はこの発明の要部（可動ベアリング）を示す
拡大断面図である。以下、同図（ａ），（ｂ）を説明す
る。

【００１３】ホルダステージ１１は、半導体ウェハＷＦ
が載置される移動支持台である。ホルダステージ１１に
は、ウェハＷＦの載置位置を固定する固定ベアリング１
２，１３が設けられている。この固定ベアリング１２，
１３は、ウェハ周囲約１／４区間の一端と他端の端面部
分に接触するようになっている。これら固定ベアリング
１２，１３のウェハＷＦとの接触部は例えば樹脂材料で
なる。

【００１４】さらに、ホルダステージ１１上において、
上記固定ベアリング１２，１３それぞれからウェハを隔
てた反対側に可動ベアリング１４が設けられている。可
動ベアリング１４は、固定ベアリング１２，１３それぞ
れから略等距離に設置され、ホルダステージ１１の移動
に伴い、ウェハＷＦの端面部分を押圧する。

【００１５】可動ベアリング１４は、ホルダステージ１
１に設けられたスリット１５の分だけ移動領域があり、
ウェハ端面への押圧動作を果たす。可動ベアリング１４
の軸となるピン１６はスリット１５を介してホルダステ
ージ１１裏側のビーム１７に固定されている。

【００１６】ビーム１７の一端は、ホルダステージ１１
裏側の固定ベアリング１８に結合されている。また、ビ
ーム１７の他端には、ピン１６と反対面側に伸びるベア
リング２０が設けられている。ビーム１７において、ベ
アリング１９と可動ベアリング１４に繋がるピン１６と
の間の箇所にバネ２０の一端が取り付けられている。バ
ネ２０の他端は、ホルダステージ１１裏側の所定箇所に
固定されている。

【００１７】上記ベアリング１９は、バネ２０の張力に
より、ホルダステージ１１下の支持台２１に設けられた
ガイドレール２２の片側に接触する。支持台の両側は動
輪２３を介してホルダステージ１１のスライド移動を支
持する。すなわち、ベアリング１９は、ガイドレール２
２に沿って移動する。

【００１８】ガイドレール２２は、緩やかにカーブして
おり、ホルダステージ１１の移動に伴ってバネ２０の緩
む方向にベアリング１９（あるいはビーム１７）が導か
れるように構成されている。これにより、可動ベアリン
グ１４は、ホルダステージ１１の移動に伴い、スリット
１５の分だけ移動し、ウェハ端面への押圧動作を達成す
る。

【００１９】図１（ｂ）にも示されるように、本発明は
可動ベアリング１４に特徴がある。可動ベアリング１４
は、ウェハ端面部分との接触面１４１がホルダステージ
１１に対して垂直から１０°以内の範囲の角度θで外側
に傾斜するテーパ形状であり、かつウェハ端面部分と接
触しない上縁部１４２の径が接触面１４１を構成する所
定部の径より大きくなっている。上記ウェハＷＦとの接
触面１４１及び上縁部１４２は例えば樹脂材料で構成さ
れる。

【００２０】ウェハＷＦは、ロボットなどによりホルダ
ステージ１１に移送されてくる。ウェハＷＦは、所定方
向を示すノッチ（オリフラでも可）ＮＣＨが、固定ベア
リング１２に当るように載置される。さらに上記可動ベ
アリング１４のウェハ端面押圧動作によって、ウェハＷ
Ｆはセンタリングされる。これにより、ウェハＷＦは固
定ベアリング１２，１３及び可動ベアリング１４の３点
で固定され、アライメントが達成される。

【００２１】上記構成によれば、可動ベアリング１４に
おいて、適度なテーパ形状のウェハ接触面１４１と、こ
の接触面を構成する所定部の径より大きくなった上縁部
１４２を有する。これにより、ウェハＷＦ端面押圧時の
ウェハ浮き上がりが防止される。よって、ホルダステー
ジ１１に載せられたウェハＷＦは、センタリングされる
際、ウェハＷＦ所定の端面部分が的確に当たるようにな
る。この結果、ウェハ表面の垂れた形成膜が剥離する率
は大幅に減少し、もってパーティクルの発生を抑えるこ
とができる。

【００２２】図２は、図１における可動ベアリング１４
の変形例を示す拡大断面図である。図１（ｂ）と同一の
符号を付す。可動ベアリング１４は、ウェハ端面部分と
の接触面１４１がホルダステージ１１に対して垂直から
１０°以内の範囲で内側に傾斜するテーパ形状であり、
かつウェハ端面部分と接触しない上縁部１４２の径がウ
ェハ接触面を構成する所定部の径より大きくなってい
る。上記ウェハＷＦとの接触面１４１及び上縁部１４２
は例えば樹脂材料で構成される。

【００２３】上記構成によっても、図１（ｂ）とは逆の
テーパ形状のウェハ接触面１４１と、この接触面を構成
する所定部の径より大きい上縁部１４２により、ウェハ
ＷＦ端面押圧時のウェハ浮き上がりが防止される。よっ
て、ホルダステージ１１に載せられたウェハＷＦは、セ
ンタリングされる際、ウェハＷＦ所定の端面部分が的確
に当たるようになる。この結果、ウェハ表面の垂れた形
成膜が剥離する率は大幅に減少し、もってパーティクル
の発生を抑えることができる。

【００２４】なお、上記実施形態において、ガイドレー
ル２２のカーブ、バネ２０の設置方向、張力調整に変更
を加えることも考えられる。これにより、本発明に係る
可動ベアリング１４を用いつつ、本来のアライメント機
能を損なわないように、ウェハＷＦ端面押圧時の衝撃を
より低減させる構成が期待できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ライメントに必要な可動ベアリングにおいて、テーパ形
状のウェハ接触面とこの接触面を構成する所定部の径よ
り大きい上縁部を有する。これにより、ウェハ端面押圧
時のウェハ浮き上がりを防止し、ウェハ所定の端面部分
が的確に当てられるようになった。この結果、可動ベア
リングの押圧によるウェハ端面での形成膜の剥離を防止
し、パーティクルの発生が抑えられ、製品歩留りの向上
に寄与するウェハアライメント機構を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形
態に係るウェハアライメント機構を示す概略図であり、
（ａ）はウェハホルダ全体構成の平面図、（ｂ）はこの
発明の要部（可動ベアリング）を示す拡大断面図であ
る。

【図２】図１における可動ベアリングの変形例を示す拡
大断面図である。

【図３】従来のウェハアライメント機構の構成を示す概
略図である。

【図４】図３に示した可動ベアリングの拡大図である。

【符号の説明】

１１，３１…ホルダステージ １２，１３，１８，３２，３３…固定ベアリング １４，３４…可動ベアリング １４１…ウェハとの接触面 １４２…上縁部 １５…スリット １６…ピン １７…ビーム １９…ベアリング ２０…バネ ２１…支持台 ２２…ガイドレール ＷＦ…ウェハ ＮＣＨ…ノッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェハを載置するホルダステージ
   と、 前記ホルダステージ上に離間して設けられ、それぞれ前
   記半導体ウェハの所定の端面部分に接触して半導体ウェ
   ハの載置位置を固定する第１、第２の固定ベアリング
   と、 前記ホルダステージ上において前記第１、第２の固定ベ
   アリングそれぞれから前記半導体ウェハを隔ててそのウ
   ェハ端面部分を押圧し、載置された前記半導体ウェハの
   アライメントをする可動ベアリングとを具備し、 前記可動ベアリングは、ウェハ端面部分との接触面が前
   記ホルダステージに対して垂直から１０°以内の範囲で
   傾斜するテーパ形状であり、ウェハ端面部分と接触しな
   い上縁部の径が接触面を構成する所定部の径より大きく
   なっていることを特徴とするウェハアライメント機構。
2. 【請求項２】 前記可動ベアリングは、ホルダステージ
   の移動に伴って前記半導体ウェハの端面部分を押圧でき
   る位置に導かれることを特徴とする請求項１記載のウェ
   ハアライメント機構。