JPH1022368A - ウェーハのオリエンテーションフラット位置決め方法及びウェーハチャック及び半導体製造／試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はウェーハをウェーハチャックに設けら
れた位置決め機構に押し当ててオリエンテーションフラ
ットの位置決めを行うウェーハのオリエンテーションフ
ラット位置決め方法及びウェーハチャック及び半導体製
造／試験装置に関し、オリエンテーションフラット位置
決めを正確に行うことを課題とする。 【解決手段】ウェーハ２０をウェーハチャック３０の装
着面３８に設けられた位置決め機構３２に押し当ててオ
リエンテーションフラット２０ａの位置決めを行う際
に、ウェーハ２０が自重により前記位置決め機構３２に
向け移動付勢するよう装着面３８に傾斜を持たせた上
で、オリエンテーションフラット２０ａの位置決め処理
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハのオリエン
テーションフラット位置決め方法及びウェーハチャック
及び半導体製造／試験装置に係り、特にウェーハをウェ
ーハチャックに設けられた位置決め機構に押し当ててオ
リエンテーションフラットの位置決めを行うウェーハの
オリエンテーションフラット位置決め方法及びウェーハ
チャック及び半導体製造／試験装置に関する。

【０００２】例えば、半導体製造工程における露光工程
では、ウェーハに対して数ミクロン単位の露光処理が処
理が実施される。この露光処理を行う露光装置はウェー
ハチャックが設けられており、このウェーハチャックに
ウェーハを装着した状態で露光処理が実施される。

【０００３】従って、ウェーハがウェーハチャックに適
正に装着されていないと、ウェーハに対し正確な露光処
理が実施できなくなる。よって、正確な露光処理を実施
するためには、ウェーハをウェーハチャックの所定位置
に位置決めする位置決め方法及び位置決め処理を正確に
行いうるウェーハチャックが重要となる。

【０００４】

【従来の技術】図５は、従来のウェーハチャック１を示
す斜視図である。このウェーハチャック１は、例えば半
導体製造工程の露光工程で用いる露光装置等に設けられ
るものである。

【０００５】ウェーハチャック１は露光装置に設けられ
たＸ−Ｙステージ（図示せず）に水平状態に固定されて
配設されており、その上部にはウェーハ２が装着される
装着面３を有している。この装着面３は、エアーの吹き
出し及び吸引を行う多数の小孔（図示せず）が形成され
ており、この小孔はエアー吹き出し／吸引装置に接続さ
れている。

【０００６】また、装着面３の外周所定位置には３本の
ローラ４ａ〜４ｃが立設されている。この３本のローラ
４ａ〜４ｃは、ウェーハ２を装着面３上の所定装着位置
に位置決めする位置決め機構４として機能する。この３
本のローラ４ａ〜４ｃの内、２本のローラ４ａ，４ｂは
ウェーハ２に形成されたオリエンテーションフラット２
ａの位置決め位置に配設されており、残るローラ４ｃは
２本のローラ４ａ，４ｂから離間した位置に配設されて
いる。

【０００７】また、装着面３の外周所定位置には、押し
付けハンマー５が配設されている。この押し付けハンマ
ー５は、図示しなアクチュエータにより図中矢印方向に
変位することにより、装着面３上のウェーハ２を３本の
ローラ４ａ〜４ｃに向け押圧する機能を奏する。

【０００８】続いて、ウェーハチャック１を用いた従来
のオリエンテーションフラット２ａの位置決め（いわゆ
る、オリフラ合わせ）方法について説明する。ウェーハ
２のオリフラ合わせを行うには、先ずエアー吹き出し／
吸引装置を駆動して装着面３に形成された小孔よりエア
ーを吹き出す。ウェーハ２は、予めある程度の位置決め
が行われた上でウェーハチャック１に装着される。

【０００９】この装着状態において、前記したように装
着面３に形成された小孔からはエアーが吹き出されてい
るため、ウェーハ２は装着面３上においてギャップを持
って浮上した状態となる。即ち、ウェーハ２は装着面３
上において自在に移動可能な状態となっている。

【００１０】続いて、押し付けハンマー５がアクチュエ
ータにより駆動され、押し付けハンマー５はウェーハ２
を位置決め機構４を構成する３本のローラ４ａ〜４ｃに
向け押圧する。これにより、ウェーハ２はローラ４ａ〜
４ｃに押し当てられ、オリエンテーションフラット２ａ
の位置決めが行われる。ここで、オリエンテーションフ
ラット２ａの位置決めが正規に行われた状態は、ローラ
４ａ，４ｂを結ぶ線分とオリエンテーションフラット２
ａとが平行になった状態とである。

【００１１】上記のようにオリフラ合わせが行われる
と、エアー吹き出し／吸引装置はエアーの吹き出しを終
了し、続いてエアーの吸引処理を開始する。これによ
り、ウェーハ２はオリフラ合わせが行われた状態で装着
面３に吸着される。この状態において、ウェーハ２に対
し所定の露光工程が実施される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のウェ
ーハチャック１は、露光装置に設けられたＸ−Ｙステー
ジ等の基台に水平状態に固定された構成とされていたた
め、押し付けハンマー５によりウェーハ２はローラ４ａ
〜４ｃに押し当てられるまでの間は、装着面３に形成さ
れた小孔からはエアーが吹き出されていることもあり、
ウェーハ２は装着面３上においてランダムに移動するお
それがある。

【００１３】そして、装着面３上においてウェーハ２が
正規の装着位置よりも大きく移動してしまい、この状態
でウェーハ２が押し付けハンマー５によりローラ４ａ〜
４ｃに向け押圧されると、位置決め機構４ではウェーハ
２を正規の位置に位置決めすることができず、正規の位
置よりずれた状態でウェーハ２が装着面３に吸着されて
しまう。

【００１４】図５は、ウェーハ２が正規の位置よりずれ
た状態で装着面３に吸着された状態を示しており、同図
に示す例ではローラ４ａ，４ｂを結ぶ線分とオリエンテ
ーションフラット２ａとはΔθ傾いている。このよう
に、従来のウェーハチャック１では、オリエンテーショ
ンフラット２ａの位置合わせ精度が悪く、特にオリエン
テーションフラット２ａと位置決め機構４のローラ４
ａ，４ｂとが平行にならないローテンションズレが発生
しやすいという問題点があった。

【００１５】投影露光装置等においてローテンションズ
レが発生すると、レチクルとウェーハ２との位置決めを
行うアライメントマークが目的の位置に現れず、アライ
メントマークのスキャンエラーが発生する。また、ウェ
ーハ２に最初にアライメントマークを形成する１ｓｔマ
ーク形成工程においてローテンションズレが発生する
と、それ以降に複数回（例えば２０回以上）実施される
露光工程において、全てスキャンエラーが発生すること
となる。

【００１６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、オリエンテーションフラット位置決めを正確に行
いうるウェーハのオリエンテーションフラット位置決め
方法及びウェーハチャック及び半導体製造／試験装置を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述した課題は、下記の
手段を講じることにより解決することができる。請求項
１記載の発明では、ウェーハをウェーハチャックの装着
面に設けられた位置決め機構に押し当ててオリエンテー
ションフラットの位置決めを行うウェーハのオリエンテ
ーションフラット位置決め方法において、前記ウェーハ
が自重により前記位置決め機構に向け移動付勢するよう
前記装着面に傾斜を持たせた上で、前記オリエンテーシ
ョンフラットの位置決めを行うことを特徴とするもので
ある。

【００１８】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載のウェーハのオリエンテーションフラット位置
決め方法において、前記オリエンテーションフラットの
位置決め時に、気体流により前記ウェーハをウェーハチ
ャックに対し浮上させることを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項３記載の発明では、ウェーハ
が装着される装着面と、前記ウェーハが押し当てられる
ことによりオリエンテーションフラットの位置決めを行
う位置決め機構とを具備するウェーハチャックにおい
て、前記装着面を傾斜させる傾斜機構を設けると共に、
前記傾斜機構による前記装着面の傾斜方向を前記ウェー
ハが自重により前記位置決め機構に向け移動付勢される
方向に設定してなることを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項４記載の発明では、前記請求
項３記載のウェーハチャックにおいて、前記ウェーハを
気体流により前記装着面において浮上させるウェーハ浮
上装置を設けたことを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項５記載の発明では、前記請求
項３または４記載のウェーハチャックにおいて、前記傾
斜機構に前記装着面の傾斜状態を検出する傾斜検出セン
サを設けると共に、前記傾斜検出センサの検出結果に基
づき前記傾斜機構による傾斜を制御する傾斜制御手段を
設けたことを特徴とするものである。

【００２２】更に、請求項６記載の発明では、ウェーハ
に対し半導体素子の形成処理または試験処理を行う半導
体製造／試験装置において、請求項３乃至５のいずれか
の記載のウェーハチャックを設けてなることを特徴とす
るものである。

【００２３】上記の各手段は、次のように作用する。請
求項１記載の発明によれば、ウェーハが自重により位置
決め機構に向け移動付勢するよう装着面に傾斜を持たせ
た上でオリエンテーションフラットの位置決めを行うこ
とにより、ウェーハがウェーハチャック上においてラン
ダムに移動することはなくなる。即ち、押し付けハンマ
ー等のウェーハを位置決め機構に向け押圧する手段を設
けなくても、ウェーハは自重により自ら位置決め機構に
向け移動する。よって、ローテンションズレの発生を防
止することができ、オリエンテーションフラットの位置
決めを確実に行うことができる。

【００２４】また、請求項２及び請求項４記載の発明に
よれば、気体流によりウェーハをウェーハチャックに対
し浮上させた状態でオリエンテーションフラットの位置
決めを行うため、位置決め時においてウェーハはウェー
ハチャックに対し浮上した構成となる。よって、ウェー
ハチャック上におけるウェーハの移動は円滑化され、自
重によるウェーハの位置決め機構に向けた移動を円滑に
行うことができる。

【００２５】また、請求項３記載の発明によれば、傾斜
機構はウェーハが装着される装着面を傾斜され、かつそ
の傾斜方向はウェーハが自重により位置決め機構に向け
移動付勢される方向に設定されているため、ウェーハが
ウェーハチャック上においてランダムに移動することは
なくなり、よってローテンションズレの発生を防止する
ことが可能となり、オリエンテーションフラットの位置
決めを確実に行うことができる。

【００２６】また、請求項５記載の発明によれば、傾斜
検出センサは装着面の傾斜状態を検出し、また傾斜制御
手段は傾斜検出センサの検出結果に基づき傾斜機構によ
る傾斜を制御する。これにより、傾斜機構による装着面
の傾斜状態を所望する傾斜角度に精度よく設定すること
が可能となる。

【００２７】更に、請求項６記載の発明によれば、半導
体製造／試験装置に請求項２乃至４のいずれかの記載の
ウェーハチャックを設けたことにより、オリエンテーシ
ョンフラットの位置決めが正確に行われた状態でウェー
ハに対し半導体素子の形成処理または試験処理を行うこ
とができるため、半導体素子の形成処理及び試験処理を
精度よく実施することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１及び図２は本発明の一実施例
であるウェーハチャック３０を示しており、また図３は
本発明の一実施例であるウェーハチャック３０を適用し
た投影露光装置１０を示している。

【００２９】先ず、図３を用いてウェーハチャック３０
が組み込まれた投影露光装置１０（本実施例では縮小投
影露光装置を例に挙げている）について説明する。同図
中、１１は水銀ランプ等の光源であり、この光源１１か
ら照射された光は露光照明系１２で露光に適した光が選
択された上でレチクル１３に照射される。

【００３０】レチクル１３は、例えば石英板上にクロム
等の光を遮断する遮光材料を所定のパターンで形成した
構成を有している。このレチクル１３はレチクルプラテ
ン１４に装着される。レチクルプラテン１４は、レチク
ル１３の外周部分と当接すると共に、中央開口部を図示
しない吸引機構により吸引することによりレチクル１３
を保持するものである。このレチクルプラテン１４は、
微調整機構１５，１６により図中Ｘ，Ｙ方向に移動しう
る構成となっている。

【００３１】また、図中１７はレチクルアライメント機
構であり、１８はパターン検出器である。周知のように
レチクル１３及びウェーハ１９の所定位置にはパターン
形成位置を位置決めするためのアライメントマークが形
成されている。レチクルアライメント機構１７及びパタ
ーン検出器１８は、レチクル１３とウェーハ２０に形成
されたアライメントマークを一致させるための機構であ
る。

【００３２】レチクル１３を透過した光は縮小レンズ２
４に入射し、この縮小レンズ２４によりレチクル１３に
形成された原画パターンは所定の縮小率に縮小されてウ
ェーハ２０に照射され、これにより原画パターンに対応
した微細なパターンをウェーハ２０上に形成する構成と
されている。

【００３３】ウェーハ２０はＸ−Ｙステージ２５上に載
置されており、駆動装置２６，２７により図中矢印Ｘ，
Ｙで示す方向に移動しうる構成となっている。この駆動
機構２６，２７によりＸ−Ｙステージ２５を移動させる
ことにより、ウェーハ２０には縮小された原画パターン
が複数個形成される。尚、２８はＸ−Ｙステージ２５の
位置検出を行うためのレーザ測長系である。

【００３４】続いて本発明の要部となるウェーハチャッ
ク３０について、図１，図２及び図４を用いて以下説明
する。ウェーハチャック３０は、前記した縮小投影露光
装置１０に設けられたＸ−Ｙステージ２５に配設されて
いる。このウェーハチャック３０は、大略するとチャッ
ク本体３１，位置決め機構３２，エアー吹き出し／吸引
装置３３，押し付けハンマー３４，傾斜機構３５，ポテ
ンションメーター３６，及び傾斜制御装置３７等により
構成されている。

【００３５】チャック本体３１は、後述する傾斜機構３
４によりＸ−Ｙステージ２５上において傾斜可能な構成
とされている。また、チャック本体３１の上部には、ウ
ェーハ２０が装着される装着面３８が形成されている。
この装着面３８にはエアーの吹き出し及び吸引を行う多
数の小孔（図示せず）が形成されており、この小孔は接
続ホース３９（一部を一点鎖線で示す）を介してエアー
吹き出し／吸引装置３３に接続されている。

【００３６】エアー吹き出し／吸引装置３３は、圧縮エ
アーの吹き出し処理と、エアーの吸引処理とを共に行え
る構成とされている。よって、エアー吹き出し／吸引装
置３３が圧縮エアーの吹き出し処理を行っている場合
は、装着面３８に形成された小孔からエアーが吹き出さ
れる。一方、エアー吹き出し／吸引装置３３がエアーの
吸引処理を行っている場合は、装着面３８に形成された
小孔からエアーが吸引される。

【００３７】このエアー吹き出し／吸引装置３３は、後
述する傾斜制御装置３７に接続されている。そして、こ
の傾斜制御装置３７はエアー吹き出し／吸引装置３３を
駆動制御することにより、駆動の開始／停止処理及びエ
アー吹き出し処理／吸引処理の切換処理を行う。

【００３８】また、前記した装着面３８の外周には、ウ
ェーハ２０の位置決めを行う位置決め機構３２が配設さ
れている。この位置決め機構３２は３本のローラ３２ａ
〜３２ｃにより構成されており、この内２本のローラ３
２ａ，３２ｂはウェーハ２０に形成されたオリエンテー
ションフラット２０ａの所定位置決め位置に配設されて
おり、残るローラ３２ｃは２本のローラ３２ａ，３２ｂ
から離間した位置に配設されている。

【００３９】ウェーハ２０はオリエンテーションフラッ
ト２０ａをローラ３２ａ，３２ｂに押し当てられ、また
外周の所定位置をローラ３２ｃに押し当てられることに
より位置決めされ、よってオリエンテーションフラット
２０ａは装着面３８上の所定位置に位置決めされる（オ
リフラ合わせが行われる）。

【００４０】また、装着面３８の外周所定位置には、押
し付けハンマー３４が配設されている。この押し付けハ
ンマー３４は、アクチュエータ４０によりアーム４１が
駆動されることにより、図２に矢印Ａ１，Ａ２方向に変
位する構成とされている。そして、押し付けハンマー３
４が矢印Ａ１方向に変位することにより、押し付けハン
マー３４はウェーハ２０の外周縁と接触してこれを押圧
する。これにより、装着面３８上のウェーハ２０は押し
付けハンマー３４により３本のローラ３２ａ〜３２ｃに
押圧されるため、よって精度よくオリエンテーションフ
ラット２０ａのオリフラ合わせを行うことができる。

【００４１】傾斜機構３５及びポテンションメーター３
６は、チャック本体３１の下部に離間して２組配設され
ている（各図には、一方の傾斜機構３５及びポテンショ
ンメーター３６のみ示している）。傾斜機構３５は、Ｘ
−Ｙステージ２５に取り付けられたモータ４２と、この
モータ駆動により上下方向にストローク変位するネジ４
３とにより構成されている。ネジ４３の上端部はチャッ
ク本体３１の下面に接続されており、よってモータ４２
が駆動することによりチャック本体３１は傾斜する構成
とされている。

【００４２】また、チャック本体３１の傾斜角度α１，
α２（図２に示す）は、モータ４２を駆動制御しネジ４
３のストローク量を可変することにより任意の角度に設
定することができる。この傾斜機構３５は傾斜制御装置
３７に接続されており、よって傾斜制御装置３７により
チャック本体３１の傾斜角度α１，α２は制御される構
成とされている。

【００４３】一方、ポテンションメーター３６は、Ｘ−
Ｙステージ２５に取り付けられたセンサ本体４４と、下
部がこのセンサ本体４４に挿入されると共に上端部がチ
ャック本体３１の下面に接続されたピン４５とにより構
成されている。よって、チャック本体３１が傾斜機構３
５により傾斜すると、この傾斜量に対応してピン４５は
ストロークする。センサ本体４４は、このピン４５のス
トローク量を検出しうる構成とされている。

【００４４】また、ポテンションメーター３６は傾斜制
御装置３７に接続されており、上記したピン４５のスト
ローク量は傾斜制御装置３７に供給される構成とされて
いる。傾斜制御装置３７は、このポテンションメーター
３６から供給されるピン４５のストローク量に基づき、
チャック本体３１の傾斜角度α１，α２を演算する構成
とされている。

【００４５】上記のように本実施例においては、ポテン
ションメーター３６によりチャック本体３１の傾斜角度
α１，α２を演算しうる構成とされているため、傾斜制
御装置３７は求められた傾斜角度α１，α２により傾斜
機構３５を駆動制御（フィードバック制御）することが
可能となる。よって、傾斜機構３５による装着面３８の
傾斜状態を所望する傾斜角度に精度よく設定することが
可能となる。

【００４６】傾斜制御装置３７はマイクロコンピュータ
により構成されており、前記したようにエアー吹き出し
／吸引装置３３，アクチュエータ４０の駆動制御を行う
と共に、ポテンションメーター３６の検出結果に基づき
傾斜機構３５を駆動制御を行う。

【００４７】続いて、ウェーハチャック３０を用いたオ
リエンテーションフラット２０ａの位置決め（オリフラ
合わせ）処理について説明する。図４はオリフラ合わせ
処理を示すフローチャートであり、このオリフラ合わせ
処理は傾斜制御装置３７がプログラム処理として実行す
るものである。

【００４８】図４に示すオリフラ合わせ処理が起動する
と、先ずステップ１０において、図示しない搬送系によ
りウェーハ２０がウェーハチャック３０の装着面３８上
に載置される。この搬送系は、具体的には複数のウェー
ハ２０を収納しておくウェーハカセットと、ウェーハ２
０を搬送するハンドリング装置と、ウェーハ２０に対し
ある程度の位置決め処理を行う位置合わせステージとに
より構成されている。

【００４９】ウェーハ２０は、図２に矢印で示すよう
に、ウェーハカセットに収納された状態ではランダムに
収納されている。従って、オリエンテーションフラット
２０ａ位置も各ウェーハ２０毎に種々の方向となってい
る。ハンドリング装置は、上記の如く収納された複数の
ウェーハ２０の内、１枚のウェーハ２０を把持し位置合
わせステージに載置する。この位置合わせステージで
は、ウェーハ２０に対しオリエンテーションフラット２
０ａのある程度の位置決め処理が行われる。

【００５０】但し、位置合わせステージで実施されるオ
リフラ合わせはその精度は低く、よって位置合わせステ
ージによるオリフラ合わせ処理のみでは、縮小投影露光
装置１０の露光精度に対応したオリフラ合わせを行うこ
とはできない。上記のようにオリエンテーションフラッ
ト２０ａのある程度の位置決め処理が終了すると、ハン
ドリング装置は再びウェーハ２０を把持し、位置合わせ
ステージよりウェーハ２０をウェーハチャック３０に搬
送し装着面３８上に載置する。

【００５１】続くステップ１２では、傾斜制御装置３７
はエアー吹き出し／吸引装置３３を起動させエアーの吹
き出し処理を開始する。これにより、エアー吹き出し／
吸引装置３３からホース３９を介してチャック本体３１
に圧縮エアーが供給され、装着面３８に形成された多数
の小孔からエアーが吹き出す。

【００５２】この際、エアーの吹き出し開始直後から速
い流速のエアーを供給すると、装着面３８上に載置され
たウェーハ２０が暴れてしまうおそれがあるため、本実
施例では、傾斜制御装置３７がエアー吹き出し／吸引装
置３３を制御することにより、エアーの吹き出し開始直
後は遅い流速のエアーを供給し、経時的にエアーの流速
を増大してゆき、最終的には６インチのウェーハ２０に
おいて約３リットル／分となるよう構成されている。

【００５３】上記のように装着面３８に形成された小孔
からエアーが吹き出すことにより、ウェーハ２０は装着
面３８上に所定のギャップを持って浮上した状態とな
る。即ち、ウェーハ２０は装着面３８上において自在に
移動可能な状態となる。続くステップ１４では、傾斜制
御装置３７は傾斜機構３５のモータ４２を起動させてネ
ジ４３を上方に向けストロークさせる。これにより、チ
ャック本体３１の外周所定位置が傾斜制御装置３７によ
り上方向に付勢されるため、装着面３８はネジ４３のス
トローク量に対応して傾斜した状態となる。

【００５４】一方、前記したステップ１２の処理によ
り、装着面３８の小孔からはエアーが吹き出しており、
ウェーハ２０は装着面３８上で移動しやすい状態となっ
ている。従って、上記のように装着面３８が傾斜するこ
とにより、ウェーハ２０は自重により自然に傾斜下方に
向け移動する。

【００５５】また、前記した位置決め機構３２は装着面
３８の傾斜下方に配設位置に設定されているため、ウェ
ーハ２０が自重により移動することにより、ウェーハ２
０は位置決め機構３２を構成する各ローラ３２ａ〜３２
ｃに押し当てられる。続くステップ１６では、傾斜制御
装置３７はポテンションメーター３６から供給されるピ
ン４５のストローク量に基づき、装着面３８（チャック
本体３１）の傾斜角度α１，α２を演算する。そして、
ステップ１６において装着面３８の傾斜角度α１，α２
が演算されると、続くステップ１８において、現在の装
着面３８の傾斜角度α１，α２が予め傾斜制御装置３７
に入力設定されている適正傾斜角度となったか否かを判
断する。

【００５６】そして、ステップ１８において否定判断が
行われた場合、即ち現在の装着面３８の傾斜角度α１，
α２が適正傾斜角度となっていないと判断されると、処
理はステップ１４に戻り、傾斜制御装置３７は傾斜機構
３５を駆動して更に装着面３８の傾斜角度α１，α２を
増大させる処理を行う。

【００５７】一方、ステップ１８において肯定判断が行
われた場合、即ち現在の装着面３８の傾斜角度α１，α
２が適正傾斜角度となったと判断されると、処理はステ
ップ２０に進み、傾斜制御装置３７は傾斜機構３５の駆
動を停止させる。この状態は、装着面３８の傾斜角度α
１，α２が適正角度（例えば、６インチのウェーハ２０
の場合には、約５°）となっている状態である。

【００５８】ここで、装着面３８の適正角度とは、オリ
エンテーションフラット２０ａのオリフラ合わせを行う
のに最も適した装着面３８の傾斜角度である。即ち、装
着面３８の傾斜角度α１，α２が適正角度よりも小さい
と、ウェーハ２０を位置決め機構３２に押し当てる力が
弱くなり、ウェーハ２０が装着面３８上で暴れて正確な
オリフラ合わせが行えなくなるおそれがある。

【００５９】また逆に、装着面３８の傾斜角度α１，α
２が適正角度よりも大きいと、ウェーハ２０が必要以上
に位置決め機構３２に強く押し当てられることとなり、
ウェーハ２０の外周縁に損傷が発生するおそれがある。
よって、装着面３８の傾斜角度α１，α２を適正角度と
することにより、精度の高いオリフラ合わせが行えると
共に、ウェーハ２０に損傷が発生することを防止するこ
とができる。

【００６０】続くステップ２２では、傾斜制御装置３７
はアクチュエータ４０を起動させることにより押し付け
ハンマー３４を矢印Ａ１方向（図２参照）に駆動し、ウ
ェーハ２０を位置決め機構３２に向け押圧する。前記し
たステップ１４〜ステップ２０の処理により、ウェーハ
２０は自重により位置決め機構３２に押し当てられてお
り、これにより高精度のオリフラ合わせが行われてい
る。そして、ステップ２２において押し付けハンマー３
４を用いて更にウェーハ２０を位置決め機構３２に向け
押圧することにより、確実にオリエンテーションフラッ
ト２０ａを装着面３８上の所定位置にオリフラ合わせす
ることができる。

【００６１】尚、オリフラ合わせが正確に行われた場
合、図２に示されるように、ウェーハ２０に形成された
オリエンテーションフラット２０ａの延長線分ａと、位
置決め機構３２を構成するローラ３２ａ，３２ｂの中心
線ｂとは平行となる。続くステップ２４では、傾斜制御
装置３７はエアー吹き出し／吸引装置３３を駆動制御す
ることによりエアーの吹き出し処理を停止すると共に、
ステップ２６においてエアー吹き出し／吸引装置３３が
吸引処理を行うようエアー吹き出し／吸引装置３３のモ
ードを切り換える。

【００６２】これにより、エアー吹き出し／吸引装置３
３は、ホース３９を介して多数の小孔からエアーの吸引
処理を開始し、よって位置決め機構３２及び押し付けハ
ンマー３４により、装着面３８上にオリフラ合わせされ
た状態で係止されているウェーハ２０はチャック本体３
１に吸着される。即ち、ウェーハ２０は高精度に位置決
めされた状態でウェーハチャック３０に装着される。

【００６３】続くステップ２８では、傾斜制御装置３７
は傾斜機構３５を再び起動する。この際、傾斜制御装置
３７は装着面３８の傾斜角度α１，α２を少なくする方
向に傾斜機構３５を駆動する。これにより、装着面３８
の傾斜角度α１，α２は小さくなるが、傾斜制御装置３
７はポテンションメーター３６から供給される信号に基
づき装着面３８の傾斜角度の減少量を検出する。

【００６４】そして、装着面３８の傾斜角度α１，α２
がゼロ（α１＝０，α２＝０）となった時点、即ち装着
面３８が水平となった時点で、傾斜制御装置３７は傾斜
機構３５を停止させる。このステップ２８の処理を実施
している間も、ステップ２６で説明した小孔からのエア
ーの吸引処理は続行されている。このため、ウェーハ２
０は高精度に位置決めされた状態を維持しつつ水平状態
とされる。そして、この状態において縮小投影露光装置
１０による露光処理が行われる。

【００６５】上記したように本実施例に係るウェーハチ
ャック３０では、ウェーハ２０が自重により位置決め機
構３２に向け移動付勢するよう装着面３８（チャック本
体３１）に傾斜を持たせ、その上でオリエンテーション
フラット２０ａの位置決めを行う構成としたため、ウェ
ーハ２０が装着面３８に装着された後、押し付けハンマ
ー３４がウェーハ２０を押圧するまでの間において、ウ
ェーハ２０が装着面３８上においてランダムに移動する
ことを防止できる。

【００６６】即ち、押し付けハンマー３４によりウェー
ハ２０を位置決め機構３２に向け押圧しなくても、ウェ
ーハ２０は自重により自ら位置決め機構３２に向け移動
する。よって、ローテンションズレの発生を防止するこ
とができ、オリエンテーションフラット２０ａの位置決
めを確実に行うことができる。

【００６７】よって、ウェーハチャック３０を縮小投影
露光装置１０に設けることにより、露光処理を高精度に
行うことが可能となる。具体的には、レチクル１３とウ
ェーハ２０の位置決めを行うアライメントマークが目的
の位置に必ず現れることとなり、アライメントマークの
スキャンエラーの発生を防止することができる。

【００６８】また、ウェーハ２０に最初にアライメント
マークを形成する１ｓｔマーク形成工程に用いる半導体
製造装置にウェーハチャック３０を適用した場合には、
１ｓｔマークの形成を高精度に行うことができるため、
それ以降に実施される露光工程においてスキャンエラー
が発生することを確実に防止することができる。

【００６９】更に、本実施例に係るウェーハチャック３
０は半導体試験装置に適用することも可能であり、ウェ
ーハチャック３０を半導体試験装置に適用することによ
り、精度の高い試験を行うことができる。

【００７０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、下記の各効
果を実現することができる。請求項１及び請求項３記載
の発明によれば、ローテンションズレの発生を防止する
ことができ、オリエンテーションフラットの位置決めを
確実に行うことができる。

【００７１】また、請求項２及び請求項４記載の発明に
よれば、ウェーハチャック上におけるウェーハの移動は
円滑化され、自重によるウェーハの位置決め機構に向け
た移動を円滑に行うことができる。また、請求項５記載
の発明によれば、傾斜機構によるけ装着面の傾斜状態を
所望する傾斜角度に精度よく設定することが可能とな
る。

【００７２】更に、請求項６記載の発明によれば、オリ
エンテーションフラットの位置決めが正確に行われた状
態でウェーハに対し半導体素子の形成処理または試験処
理を行うことができるため、半導体素子の形成処理及び
試験処理を精度よく実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるウェーハチャックの全
体構成図である。

【図２】本発明の一実施例であるウェーハチャックの動
作を説明するための図である。

【図３】本発明の一実施例であるウェーハチャックを縮
小投影露光装置に適用した例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の一実施例であるウェーハのオリエンテ
ーションフラット位置決め方法を説明するための図であ
る。

【図５】従来のウェーハチャックの一例を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０ 縮小投影露光装置 １２ 露光照明系 １３ レチクル ２０ ウェーハ ２０ａ オリエンテーションフラット ２４ 縮小レンズ ２５ Ｘ−Ｙステージ ３０ ウェーハチャック ３１ チャック本体 ３２ 位置決め機構 ３２ａ〜３２ｃ ローラ ３３ エアー吹き出し／吸引装置 ３４ 押し付けハンマー ３５ 傾斜機構 ３６ ポテンションメーター ３７ 傾斜制御装置 ３８ 装着面 ４０ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハをウェーハチャックの装着面に
   設けられた位置決め機構に押し当ててオリエンテーショ
   ンフラットの位置決めを行うウェーハのオリエンテーシ
   ョンフラット位置決め方法において、 前記ウェーハが自重により前記位置決め機構に向け移動
   付勢するよう前記装着面に傾斜を持たせた上で、前記オ
   リエンテーションフラットの位置決めを行うことを特徴
   とするウェーハのオリエンテーションフラット位置決め
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウェーハのオリエンテー
   ションフラット位置決め方法において、 前記オリエンテーションフラットの位置決め時に、気体
   流により前記ウェーハをウェーハチャックに対し浮上さ
   せることを特徴とするウェーハのオリエンテーションフ
   ラット位置決め方法。
3. 【請求項３】 ウェーハが装着される装着面と、前記ウ
   ェーハが押し当てられることによりオリエンテーション
   フラットの位置決めを行う位置決め機構とを具備するウ
   ェーハチャックにおいて、 前記装着面を傾斜させる傾斜機構を設けると共に、 前記傾斜機構による前記装着面の傾斜方向を前記ウェー
   ハが自重により前記位置決め機構に向け移動付勢される
   方向に設定してなることを特徴とするウェーハチャッ
   ク。
4. 【請求項４】 請求項３記載のウェーハチャックにおい
   て、 前記ウェーハを気体流により前記装着面において浮上さ
   せるウェーハ浮上装置を設けたことを特徴とするウェー
   ハチャック。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載のウェーハチャッ
   クにおいて、 前記傾斜機構に前記装着面の傾斜状態を検出する傾斜検
   出センサを設けると共に、 前記傾斜検出センサの検出結果に基づき前記傾斜機構に
   よる傾斜を制御する傾斜制御手段を設けたことを特徴と
   するウェーハチャック。
6. 【請求項６】 ウェーハに対し半導体素子の形成処理ま
   たは試験処理を行う半導体製造／試験装置において、 請求項３乃至５のいずれかの記載のウェーハチャックを
   設けてなることを特徴とする半導体製造／試験装置。