JPH0562045U - 半導体ウェーハ吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空吸引式ステージで半導体ウェーハを、そ
のサイズや形状に関係なく簡単な作業で確実、良好に吸
着する。 【構成】 ステージ（２）の上面に分散させて形成され
た複数の吸引孔（３）のそれぞれに反射型光センサ（4
a）とバルブ（５）を取り付ける。各吸引孔（３）は一
括して真空ポンプ（７）で真空引きされる。光センサ
（4a）は、吸引孔（３）上の半導体ウェーハ（１）の有
無を検知して、バルブ（５）を開閉する。バルブ（５）
は、吸引孔（３）上に半導体ウェーハ（１）が無い場合
にのみ閉じて、吸引孔（３）を閉じる。ステージ（２）
上に半導体ウェーハ（１）を載せると、半導体ウェーハ
（１）で塞がれない吸引孔（３）だけがバルブ（５）で
閉じられて、半導体ウェーハ（１）が真空吸着される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体ウェーハの特性測定工程などで使用される半導体ウェーハ吸 着装置で、詳しくは上面に複数の真空吸引孔を有するステージで半導体ウェーハ を真空吸着する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体ウェーハに形成された複数の半導体素子の特性測定は、真空吸引式ステ ージ上で半導体ウェーハを吸着して、半導体ウェーハの各半導体素子に測定プロ ーバを接触させて行われる。ステージは、半導体ウェーハのサイズに合わせた円 形ステージで、上面に複数の吸引孔や、吸引溝を有するものが一般的である。

【０００３】 例えば、図４の（イ）と（ロ）に、従来の半導体ウェーハ吸着装置として使用 されているステージ（10）を示し、これを説明する。ステージ（10）は上面に所 望のパターンで複数の吸引孔（11）を有する。各吸引孔（11）は、ステージ（10 ）の内部に放射状に形成された連結孔（12）に連通され、さらにステージ（10） の中央から外部の真空ポンプ（７）に連通される。

【０００４】 ステージ（10）の全ての吸引孔（11）を塞ぐサイズの略円形の半導体ウェーハ （１）をステージ（10）上に載せ、全吸引孔（11）を真空ポンプ（７）で真空引 きすると、半導体ウェーハ（１）がステージ（10）の上面に真空吸着される。こ の状態が保持されて、半導体ウェーハ（１）の各半導体素子の特性測定が行われ る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記ステージ（10）で吸着される半導体ウェーハ（１）のサイズ、形状は様々 である。例えば、図５の（イ）に示すような一部が欠けた半導体ウェーハ（１） がステージ（10）に吸着されることがある。

【０００６】 また、シリコン半導体ウェーハのほとんどは円形であるが、ガリウムひ素など の化合物半導体ウェーハは小形で、図５の（ロ）に示す矩形のもの、（ハ）に示 すかまぼこ形のもの、（ニ）に示す三角形のものなど様々であり、これら半導体 ウェーハ（１）もステージ（10）に吸着されることがある。

【０００７】 ここで、図４のステージ（10）の全吸引孔（11）を塞ぐサイズの半導体ウェー ハ（１）を定形半導体ウェーハ（１）と称し、この定形半導体ウェーハ（１）よ りサイズの小さい図５に示される各半導体ウェーハ（１）を不定形半導体ウェー ハ（１）と称すると、不定形半導体ウェーハ（１）をステージ（10）で吸着する と、次なる不具合が生じる。

【０００８】 図６に示すように、ステージ（10）上に不定形半導体ウェーハ（１）を載せた 場合、ステージ（10）の各吸引孔（11）は不定形半導体ウェーハ（１）で塞がれ た吸引孔（11m）と、不定形半導体ウェーハ（１）から食み出した開放された吸 引孔（11n）とに区分される。このような状態で不定形半導体ウェーハ（１）を 真空吸引すると、開放された吸引孔（11n）から外部の空気が吸引されて、吸引 孔内の負圧状態が低下して、不定形半導体ウェーハ（１）の吸引力が弱なり、不 定形半導体ウェーハ（１）が特性測定時に位置ずれをするなどの原因になる。

【０００９】 そこで、ステージ（10）で不定形半導体ウェーハ（１）を吸着する場合は、図 ７に示すように、不定形半導体ウェーハ（１）から食み出した開放吸引孔（11n ）の上端開口をテープ（13）などで塞ぐようにしている。このようにするとステ ージ（10）の全吸引孔（11）が塞がれて、不定形半導体ウェーハ（１）が所定の 吸引力で吸着される。

【００１０】 しかし、不定形半導体ウェーハ（１）の形状が様々であり、これがステージ（ 10）上に載せられる位置も一定していないので、ステージ（10）上でテープ（13 ）などで開放状態の吸引孔（11n）を塞ぐのは手作業に頼らざるを得ず、しかも この作業が面倒で時間を要し、素子特性検査の作業性を悪くしている。

【００１１】 本考案の目的とするところは、共通のステージで大小様々な不定形半導体ウェ ーハを所定の吸引力で吸着する自動化された半導体ウェーハ吸着装置を提供する ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、半導体ウェーハを真空吸着する複数の吸引孔を有するステージと、 このステージの各吸引孔上での半導体ウェーハの有無を各吸引孔毎に検出する複 数のセンサと、ステージの各吸引孔内にそれぞれに配置され、各吸引孔の対応す る前記センサの半導体ウェーハ有無検出信号に基づいて開閉動作して、対応する 吸引孔を開閉する複数のバルブとを備えた半導体ウェーハ吸着装置にて、上記目 的を達成する。

【００１３】 上記センサは、ステージの各吸引孔内に配置された反射型光センサや、吸引孔 が半導体ウェーハで塞がれたときの吸引孔内の浮遊静電容量変化を検知する容量 センサが、実用上に望ましい。

【００１４】

【作用】

ステージ上に吸着される半導体ウェーハのサイズ、形状がいかなるものであっ ても、ステージ上面の吸引孔の半導体ウェーハで塞がれない開放吸引孔は、この 吸引孔に設置されたセンサが半導体ウェーハ無しを検出して、開放吸引孔内のバ ルブを閉じ、開放吸引孔を閉塞孔にする。その結果、ステージの全吸引孔は、半 導体ウェーハとバルブで閉じられた状態となり、十分な負圧状態が設定され、半 導体ウェーハはそのサイズ、形状に関係なく、常に自動的に所定の吸引力でステ ージに吸着される。

【００１５】

【実施例】

実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。

【００１６】 図１の実施例は、図５の（ハ）に示すかまぼこ形半導体ウェーハ（１）を吸着 した半導体ウェーハ吸着装置を示している。この装置は、様々なサイズ、形状の 半導体ウェーハを吸着するステージ（２）と、ステージ（２）の上面に形成した 複数の吸引孔（３）のそれぞれに設置したセンサ（４）とバルブ（５）を備えて いる。

【００１７】 ステージ（２）は、例えば円形ステージで、その上面に吸引孔（３）を分散さ せて有し、各吸引孔（３）はステージ（２）の内部に放射状に形成された連結孔 （６）に連通され、さらにステージ（２）の中央から外部の真空ポンプ（７）に 連通される。

【００１８】 センサ（４）は、各吸引孔（３）の上端開口に半導体ウェーハ（１）が有るか 否かを電気信号で検出する半導体ウェーハ有無検出手段で、全吸引孔（３）の各 々に１つが独立して設置される。センサ（４）は、半導体ウェーハ（１）を光学 的に、あるいは機械的接触で、あるいは後述する容量センサのように間接的に検 出する。

【００１９】 バルブ（５）は、全吸引孔（３）の各々に１つが独立して配置される。１つの 吸引孔（３）のバルブ（５）とセンサ（４）は一対を成し、バルブ（５）はセン サ（４）からの半導体ウェーハ有無検出信号で開閉動作する。つまり、センサ（ ４）が半導体ウェーハ有りを検出すると、バルブ（５）は開成動作をして吸引孔 （３）を元の開いた状態にし、センサ（４）が半導体ウェーハ無しを検出すると 、バルブ（５）は閉成動作をして吸引孔（３）を閉じる。

【００２０】 具体的に説明すると、図１の装置のセンサ（４）は、吸引孔（３）に収納され た反射型光センサ（4a）が示してある。この光センサ（4a）は、吸引孔（３）に おける真空経路から外れた、真空引きを邪魔しない箇所に設置される。例えば、 連結孔（６）の底の吸引孔（３）が覗ける箇所に、吸引孔（３）に光軸を向けて 配置される。光センサ（4a）は、吸引孔（３）の上端開口に向けて投射した光（ 赤外線）が半導体ウェーハ（１）で反射した反射光を受光することで、半導体ウ ェーハ有りを検出する。

【００２１】 上記実施例による半導体ウェーハ吸着動作は、次の要領で行われる。

【００２２】 全バルブ（５）を開成状態にして、ステージ（２）上の任意の位置にかまぼこ 形半導体ウェーハ（１）が載置される。ステージ（２）の吸引孔（３）は、半導 体ウェーハ（１）で塞がれた閉塞吸引孔（3m）と、塞がれない開放吸引孔（3n） に大別される。ここで全光センサ（4a）を作動させる。

【００２３】 閉塞吸引孔（3m）に設置された光センサ（4a）からの光は、吸引孔（３）を塞 ぐ半導体ウェーハ（１）の裏面で反射して同光センサ（4a）に受光され、同光セ ンサ（4a）が半導体ウェーハ有りの信号を出力して、対応するバルブ（５）を開 成状態に保持する。他方、開放吸引孔（3n）に設置された光センサ（4a）からの 光は、開放吸引孔（3n）の外に放出されて、同光センサ（4a）が受光せずに半導 体ウェーハ無しの信号を出力して、対応するバルブ（５）を開成状態から閉成状 態に切換え、その状態が維持される。

【００２４】 而して真空ポンプ（７）で各吸引孔（３）を真空引きすると、開放吸引孔（3n ）はバルブ（５）で閉じられているので、半導体ウェーハ（１）は閉塞吸引孔（ 3m）で所定の吸引力で吸着される。このことは半導体ウェーハ（１）がステージ （２）上のどの位置に在っても同じことであり、半導体ウェーハ（１）は常に所 望の吸引力で吸着される。

【００２５】 図２は上記ステージ（２）上に、図５の（ニ）に示す三角形の半導体ウェーハ （１）を載せて吸着させた状態を示す。この場合も、半導体ウェーハ（１）で塞 がれない開放吸引孔（3n）のバルブ（５）だけが閉じて、半導体ウェーハ（１） は所定の吸引力で吸着される。

【００２６】 図１と図２から明らかなように、１つのステージ（２）はサイズ、形状の様々 な複数種類の半導体ウェーハを良好に吸着することが分かる。

【００２７】 図３は、上記センサ（４）に容量センサ（4b）を使用した実施例が示してある 。この容量センサ（4b）は、吸引孔（３）が半導体ウェーハ（１）で塞がれたと きと、塞がれないときの吸引孔（３）内の浮遊静電容量変化を検出して、半導体 ウェーハ有無を検出する。

【００２８】 かかる容量センサ（4b）を各吸引孔（３）の上端開口近くに配置して、各容量 センサ（4b）で対応するバルブ（５）の開閉動作を制御することで、図１の装置 と同様に半導体ウェーハ（１）を良好に吸着することができる。

【００２９】

【考案の効果】

本考案によれば、ステージ上面の吸引孔の半導体ウェーハで塞がれない吸引孔 は、同吸引孔に設置されたセンサとバルブの半導体ウェーハ無し検出信号と閉成 動作で自動的に閉じられ、これは半導体ウェーハのサイズ、形状に関係なく行わ れるので、ステージ上にサイズ、形状の一定しない不定形半導体ウェーハであっ ても、これを常に良好に吸着することができ、様々な種類の半導体ウェーハの吸 着に適用できる汎用性に優れた、しかも半導体ウェーハ特性測定などの製造工程 の作業性を向上させる半導体ウェーハ吸着装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す図で、（イ）は吸着装
置の平面図、（ロ）はＡ−Ａ線に沿う断面図

【図２】図１の装置で形状の異なる半導体ウェーハを吸
着したときの図で、（イ）は吸着装置の平面図、（ロ）
はＢ−Ｂ線に沿う断面図

【図３】図１の装置におけるセンサの変更例を示すステ
ージの断面図

【図４】従来の半導体ウェーハ吸着装置を示す図で、
（イ）は半導体ウェーハの一部省略部分を含む平面図、
（ロ）はＣ−Ｃ線に沿う断面図

【図５】半導体ウェーハの種類を説明するための図で、
（イ）は欠けた半導体ウェーハ、（ロ）は矩形半導体ウ
ェーハ、（ハ）はかまぼこ形半導体ウェーハ、（ニ）は
三角形半導体ウェーハの平面図

【図６】図４の装置の不定形半導体ウェーハを吸着した
ときの不具合を説明するためのステージ断面図

【図７】図４の装置の不定形半導体ウェーハを吸着した
ときの対処例を説明するためのステージ断面図

【符号の説明】

１ 半導体ウェーハ ２ ステージ ３ 吸引孔 3m 吸引孔 3n 吸引孔 ４ センサ 4a 反射型光センサ 4b 容量センサ ５ バルブ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハを真空吸着する複数の吸
   引孔を有するステージと、 ステージの各吸引孔での半導体ウェーハの有無を、各吸
   引孔毎に検出する複数のセンサと、 ステージの各吸引孔内にそれぞれに配置され、各吸引孔
   の対応する前記センサの半導体ウェーハ有無検出信号に
   基づいて開閉動作して、対応する吸引孔を開閉する複数
   のバルブと、 を具備したことを特徴とする半導体ウェーハ吸着装置。
2. 【請求項２】 センサが、ステージの各吸引孔に収納さ
   れた反射型光センサであることを特徴とする請求項１記
   載の半導体ウェーハ吸着装置。
3. 【請求項３】 センサが、ステージの各吸引孔内に配置
   され、吸引孔が半導体ウェーハで塞がれたときの吸引孔
   内の浮遊静電容量変化を検知する容量センサであること
   を特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハ吸着装置。