JPH062267Y2 - ウエハ露光用ハンドリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体素子製造工程における、例えばＳＯＲ
のＸ線露光装置に使用されるハンドリング装置に関する
ものである。

〔従来の技術とその課題〕

周知の通り、半導体素子製造工程では、マスクのパター
ンとウエハのパターンとの相対的な位置を合せる必要が
ある。これをマスク合せまたは位置決め（アライメン
ト）と称し、この工程の後、紫外線、電子線やＸ線など
を照射して露光する。そして、このマスク合せや露光を
行う装置を露光装置と称している。

ところで、半導体素子の超小形化と、高密度化の要請に
応じ、パターンの幅が１μｍあるいはそれ以下のものが
出現されるようになった。そのため、露光に際し、波長
の短いＸ線露光装置が有望視されるようになった（実公
昭５６−５３０７号公報参照）。すなわち、線幅0.25μ
ｍという超精密な露光には、特にＳＯＲを光源とするＸ
線露光が展望されている。

かかるＳＯＲをＸ線源とする露光装置においては、Ｘ線
輝度が大きいことの他に、光がほぼ平行に近いので、従
来のＸ線源（電子線励起形線源やプラズマＸ線源）で問
題になっていた半影ぼけやランアウト誤差は全く問題に
ならない利点があるものの、ＳＯＲリングが大型で、か
つ光が水平に出るため、ウエハテーブル面が垂直に形成
されることなどの制約が新たに発生している。

一方、ウエハにマスクパターンを焼付ける、一般の露光
装置は、光入射方向が垂直下向き、つまりウエハは水平
状のウエハテーブルに載置され、真空吸着されている
（例えば、実公昭60−41727号公報、実公昭５９−２３
４１３号公報、実公昭58−２９５号公報など参照）の
で、ウエハのハンドリングは容易であった。

これを詳しくいえば、従来、ウエハテーブルにウエハを
載置するためのハンドリング装置は、第６図および第７
図に示すとおりである。すなわち、２０はハンドリング
アームで、真空吸着口（図示せず）を有し、また、ロッ
ド挿入用の欠部２０ａを有している。一方、ウエハ１に
は、ウエハを形成する円板において半導体の結晶方向を
示すための、割線による切欠部（オリエンテーションフ
ラット）１０が形成されている。２２はウエハ載置用テ
ーブルで、真空吸着口（図示せず）を有している。２３
は昇降ロッド、２４は前記オリエンテーションフラット
１０用の位置決めピン、２５はウエハの円弧部に対する
位置決めピン、２６はウエハ押付用ピンでウエハ載置用
テーブル２２の中心に向かい近接・離反するようになっ
ている。

しかして、その動作は次のとおりである。すなわち、ウ
エハ１を、その露光表面の裏面をハンドリングアーム２
０により真空吸着し、ウエハ載置用テーブル２２の真上
まで運ぶ。次いで、昇降ロッド２３をウエハ載置用テー
ブル２２を貫通して、上昇させ、更にハンドリングアー
ム２０の切欠部２０ａを通り、ウエハ１の裏面に当接支
持させる。その後、ハンドリングアーム２０をｔ矢印方
向に揺動待避させると、ウエハ１は昇降ロッド２３の端
面に移乗するので、昇降ロッド２３を下降させると、ウ
エハ１はウエハ載置用テーブル２２に移乗する。その
後、昇降ロッド２３をテーブル表面より下方にまで下降
待避させる。次いで、ウエハ押付用ピン２６がウエハ１
の円弧端を押してウエハ１を位置決めピン２４、２５に
当接させ、所定の位置にセットする。その後、ウエハ１
をテーブル面で真空吸着するとともに、ウエハ押付用ピ
ン２６を元の位置に待避させる。

しかして、かかる従来技術におけるハンドリングアーム
２０はウエハの裏面のみに接するので、露光表面にはキ
ズを付けないが、前記のように、ＳＯＲ露光装置のウエ
ハ載置用テーブル面は垂直面を形成していることから、
かかる従来のハンドリングアーム２０ではウエハを保持
できず、仮にウエハを保持するためウエハの両面を掴持
するようにすれば、ウエハの露光表面にキズを付けるこ
とになる。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本考案は、かかる課題を解決することに着目して
案出されたもので、特に、ウエハの露光表面には触れ
ず、露光ずみウエハを垂直なウエハ載置用テーブル面か
ら取外したり、露光前のウエハをこのテーブル面に取付
けることを目的としたもので、その要旨とするところ
は、垂直面を形成し、かつ該垂直面に開設した溝部を有
するウエハ装着用テーブルからなる露光装置に使用され
るものであって、ウエハの裏面を真空吸着し、かつ前記
溝部へ挿入かつ沈入可能のウエハ吸着用アームと、該ウ
エハ吸着用アームのウエハ側でウエハと若干の間隔を有
して対面し、かつウエハの露光表面に向け空気を噴出す
る空気噴出し用アームと、からなるウエハ露光用ハンド
リング装置にある。

〔実施例〕

本考案の構成を作用とともに、添付図面に示す実施例に
より詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例の側面図（第２図におけるＡ矢
視図）、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のＢ
矢視拡大図、第４図はウエハ取外し工程図、第５図はウ
エハ取付工程図を示す。

しかして、本実施例は超ＬＳＩなどミクロンオーダの半
導体素子の製造工程に適用するための、ＳＯＲ（synchr
otron orvit radiation）露光装置に使用されるハンド
リング装置であって、これらの図中、１はウエハを示
し、このウエハ１にはオリエンテーションフラット１０
を有している。

２はウエハ吸着用アームで、Ｐ面側に多数の真空吸着口
２ａ，２ａ…を有し（第３図参照）、また、このウエハ
吸着用アーム２は基杆２Ａより突出された平板条体で形
成されている。更に、このウエハ吸着用アーム２は第１
図中、Ｓ矢印方向に若干弯曲できる程度に剛性を低くし
てある。３は歪センサーで、この弯曲変位を検出する。

４は空気噴出し用アームで、前記ウエハ吸着用アーム２
に対向して設けられており、この空気噴出し用アーム４
のＱ面側には多数の空気噴出口４ａ，４ａ…を有し、ま
た、空気噴出し用アーム４の基部に切欠部５および切欠
穴５Ａを設け、この切欠部５を中心として、この空気噴
出し用アーム４は板バネのように、第１図中、Ｓ方向に
弯曲可能にしている。したがって、ウエハ１の表面とＱ
面との間隔が狭くなると、その間隔における噴出空気に
よる圧力が増し、切欠部５を中心として空気噴出用アー
ム４が反ウエハ側へ弯曲し発生する空気圧力と釣り合う
位置で止まるので、空気噴出し用アーム４とウエハ１と
は常に非接触状態となる。また、ウエハ１に対向するＱ
面より噴出される空気により、ウエハはウエハ吸着用ア
ーム２側へ押し付けられる。更に、この空気噴出し用ア
ーム４には切欠部５に続いてウエッジ４ｂを有し、この
ウエッジ４ｂの上下両端面には、ウエハ吸着用アーム２
に設けられた１対のガイド６，６に案内されるよう切欠
部４Ｃにて保持されており、また、アーム基杆２Ａ側の
対向面に形成された傾斜面はピストンウエッジ８の前進
・後退運動により、空気噴出し用アーム４とウエハ吸着
用アーム２との間隔を、バネ７で押付けられながら縮め
たり広げたりするようになっている。９はエアシリンダ
ーで、ピストンウエッジ８を前進・後退運動させる。

１１は、ウエハ装着用テーブルで、そのテーブル面にウ
エハ１を真空吸着するための真空吸着口１１ａを有して
いる。更に、このウエハ装着用テーブル１１には、ウエ
ハ１の最終位置を決めるための位置決めピン１３、オリ
エンテーションフラット１０が載置できる凸部１５、お
よびウエハ１をこの最終位置に押し付けるためのウエハ
押付用ピン１４を有している。

本実施例は以上の構成となっているので、次の動作を行
う。すなわち、 〔ウエハ取付け手順〕 第５図において、ウエハ１をオリエンテーションフラ
ット１０が下方になった状態でウエハ吸着用アーム２に
真空吸着してウエハ装着用テーブル１１の前方にまで運
ぶ。次に、空気噴出し用アーム４から空気を噴出させ
ながら、ウエハ１をテーブル面に平行を保った状態で、
ウエハ吸着用アーム２をテーブル面に形成されている溝
部１２に挿入されるようにテーブル面側へ移動させる。
と同時に、真空吸着口１１ａを真空引きにしておく。
次いで、歪センサー３で、ウエハ１がテーブル面に接触
したことを確認して、ウエハ吸着用アーム２の移動を停
止する。その後、ウエハ吸着用アーム２の真空引きを停
止する。したがって、ウエハ吸着用アーム２とウエハ１
の表面とは非接触状態にある。次いで、真空吸着口１
１ａの真空引きを停止する。その結果、ウエハ１は垂直
方向に落下し凸部１５に載置する。このとき、ウエハ１
の空気噴出し用アーム４側への倒れを防ぐために空気噴
出し用アーム４からウエハ１に向かって空気を噴出させ
ておく。なお、ウエハ装着用テーブル１１側における真
空引き停止後、真空吸着口１１ａより圧力空気を噴出し
て、ウエハ１とテーブル面との摩擦を減少させてもよ
い。次に、ウエハ押付用ピン１４でウエハ１の端部を押
して、位置決めピン１３に当接させる。その後、真空吸
着口１１ａの真空引きを開始して、ウエハ１をウエハ装
着用テーブル１１に真空吸着する。なお、その後ウエハ
押付用ピン１４およびウエハ吸着用アーム２を待避させ
る。

〔ウエハ取外し手段〕 第４図において、エアシリンダー９の前進作用により
空気噴出し用アーム４をウエハ１に対する間隔が最大に
なるようにしておく。そこで、ウエハ吸着用アーム２を
ウエハ装着用テーブル１１の溝部１２へ挿入させる。と
同時に、空気噴出し用アーム４のＱ面より空気を噴出す
る。次いで、空気噴出し用アーム４を、エアシリンダ
ー９の後退作用により、ウエハ１に対する間隔を最小の
状態にして、ウエハ吸着用アーム２をウエハ側に平行に
動かす。と同時に、ウエハ吸着用アーム２のＰ面の真空
吸着を開始する。次いで、歪センサー３により、ウエ
ハ吸着用アーム２がウエハ１の裏面に接触したことを確
認して、真空吸着口１１ａの真空引きを停止する。そ
の後、ウエハ吸着用アーム２がテーブル面より完全に離
れる迄平行移動した後、待避させる。

なお、本実施例によれば、ウエハ吸着用アーム２と空気
噴出し用アーム４との間隔を変更自在としているが、本
考案はこれに限らず、その間隔を固定しておき、空気噴
出し用アーム４から噴出する空気圧力を調節できるよう
にしてもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、次の優れた効果を奏する。すなわち、
ウエハの裏面を真空吸着するウエハ吸着用アームと、ウ
エハの表面に向け空気を噴出する空気噴出し用アームと
からなるハンドリング装置で、ウエハを掴持するので、
垂直面を形成するウエハ装着用テーブルに装着するた
め、ウエハを垂直の状態にして運搬してもウエハの両面
を直・間接に掴持できるとともに、ウエハの露光表面に
は接触しないので、キズを付けることがない。しかも、
ハンドリング装置におけるウエハ吸着用アームの真空引
きと空気噴出し用アームの空気噴出との作用により、ウ
エハ装着用テーブルからの取付けおよび取外しが迅速に
行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の側面図（第２図におけるＡ矢
視図）、第２図は第１図の正面図、第３図は第１図のＢ
矢視拡大図、第４図はウエハ取外し工程図、第５図はウ
エハ取付工程図、第６図および第７図は従来例の正面図
および側面図を示す。 １…ウエハ、２…ウエハ吸着用アーム、４…空気噴出し
用アーム、１１…ウエハ装着用テーブル、１２…溝部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直面を形成し、かつ該垂直面に開設した
   溝部を有するウエハ装着用テーブルからなる露光装置に
   使用されるものであって、 ウエハの裏面を真空吸着し、かつ前記溝部へ挿入かつ沈
   入可能のウエハ吸着用アームと、 該ウエハ吸着用アームのウエハ側であって、該ウエハ吸
   着用アームとは少なくともウエハの厚さ以上の間隔を有
   して対面し、かつウエハの露光表面に向け空気を噴出す
   る空気噴出し用アームと、 からなるウエハ露光用ハンドリング装置。