JPS5830128A - ウエハのチヤツク装置 - Google Patents

ウエハのチヤツク装置

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JPS5830128A
JPS5830128A JP56127788A JP12778881A JPS5830128A JP S5830128 A JPS5830128 A JP S5830128A JP 56127788 A JP56127788 A JP 56127788A JP 12778881 A JP12778881 A JP 12778881A JP S5830128 A JPS5830128 A JP S5830128A
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wafer
chuck
substrate
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JP56127788A
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JPH0454369B2 (ja
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Yukio Kenbo
行雄 見坊
Nobuyuki Akiyama
秋山 伸幸
Yasuo Nakagawa
中川 泰夫
Susumu Aiuchi
進 相内
Mineo Nomoto
峰生 野本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 本発明は半導体集積回路等を形成するウェハ等の板材を
高精fK保持するウェハのチャック装置に関する奄ので
ある。
ウェハチャックは半導体装置等に多く用すらnる。
第1図は投影式了ライナに使用している例である。
1はウェハチャック、2はウェハ、4は投影光学式、5
はマスク% 6はスライドテーブル、8は7ライナベー
スである。まt7は露光光を示す、ウェハチャック1は
ウェハ2t−吸着し、マスクI(ターンの結偉面5に合
わせてウェハ2を固定する。従来の球面座方式のウェハ
チャック1ではこの固定する精度が悪くパターンのウェ
ハへの焼付がうまくゆかない、すなわち、ウェハ2の表
面と結像面3の合わせ精度は2μlが11m1t’であ
る。しかし、半導体集積回路ツバ膚−ン幅が5μ−から
2μm以下になるにりn、#像面5とクエへ2の面を±
1μl内に合わせる必要がでてきており1球面座方式〈
かゎるチャ雫りが必要となってきた。
第2図に従来の球面座方式のウェハチャックを示す、従
来のウェハチャックはウェハ2を吸着するウェハチャダ
ク面10と、チャック用真空管路11、球面座121球
面座固定用真空管路15、ウェハ面上方にセダトさfL
tつきあて棒14及びウェハチャリグのよ下機構15か
らなる。
第5図に球面鰻重式のウェハチャダグの動作を示す、(
a)は上下機構15に19ウエハチヤツク1【下げ、ウ
ェハ2tのせてウェハチャヅク用の真空刀18にエクチ
ャダクした状態である。ここではウニ八属10は傾いて
おり、マスクパターン結像面3から離nている。この時
球面座用真空19は働いていなく、球面座j2Fi7リ
ーである0次にlblの1うに上下機構15に工9ウェ
ハチャヴクを上げてつきあて棒14にウェハ2の周辺部
をつきあてる。つきあて棒f4Fiクエへ局辺の3点に
配置さ九ておハつきあて棒14の先端を結ぶ面はあらか
じめマスクパターン結像面5に平行ニナっている。この
ため上下機構15とあらかじめ決めらfまた与圧17で
上げ続けると1球面座S2によってウェハ面9がマスク
パターン結像面15と平行にな−)た所で止まる。上下
機構15が停止したら(o)のようにそのまま球面座1
21i−球面座用真空19を働かせて固定する。最後K
 (d)のように上下機構15によりウェハチャック1
を下げる。下げる量は、つきあて棒14の先端とマスク
バ4−ン結像面5との距離16であり、Toらかしめ決
めておく0以上でウェハ面9とマスクパターン結像面5
は±2Am2点の精度で合致したことになる。
以上の動作はウェハ1枚毎に行なう、これはウェハ2の
個々の厚さむらや、ウェハチャダグへの吸着むらにより
生ずるウェハ面9のタエへチャック面10からの距離の
バックdP(±5μ−〜±10μI)を修正する几めで
ある。
以上のLうな方式では次のような欠点がある。
第1Fi先に述べたように、ウェハ面9とパターン結像
面が合わないときの点である。これは平行出しと高さ合
わせの2者に問題がある。mち平行出しは第1としてウ
ェハチャック用の真9管路11の剛性により球面座12
がう壕(働かな−ことくわ9%第2として球面座12會
固定する時真空力により動くことKあり、第3としてつ
きあての再現性がfkTAことにあり、第4として上下
機構15でつきあて時に与圧をかける時の剛性不足によ
るたわみ等の問題がある。高さ合わせは上下機構15の
再現性がないこと、上記つきあての再現性がなhこと、
上下機構15でつきあて時に与圧倉かける時の剛性不正
による友わみ等の問題がある。
第2は、ウェハ面9に接触すると込う欠点である。こf
iはつきあて棒14先端の汚れ、逆にウェハ面?への汚
A、ウェ八2の破損等を招く。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、高
精度にウニ八属をマスクパターン面に合わせるウニへの
チェダクatt−提供するKある。
即ち本発明は3点のビポ曽トにウェハチャダグを載置し
、ビボ呼トを上下微動させることKL9ウェ八面へ属意
の面に合わせることにある。ビボダトの上下微動はピエ
ゾ素子等にエフ行なう、ウェハ面の位置決めにはウェハ
面を検出し、こnv上下動にフィードパ雫りする。
以下本発明を図に示す5j!施例にもとづいて具体的に
説明する。
第41OK本発明の一実施例1示す。、ベース20上に
3ケ所円周上に配置したピエゾ微動上下4#檎(以下微
動機構21と称す)、該微動機構21に周囲全支持され
九りエハチャ豐グ1.該ウェハチャヴク1をベース20
に引きつけるバネ22.ウェハチャック用真空管路11
1ピエゾコント。−ラ25.ウェへ属9位ft−検出す
る円周上に配置さn7t5個の静電容量型検出器24及
び該検出器24の検出器から各微動機構21の微動rK
を演算し、ビエゾコントーラ25を動かすメインコント
σ−225からなる。
動作手順は以下の如くである。まずウェハ2tチャヴク
上に載せ吸着する。この時のウェハ面9を検出器24に
より検出し、そnぞれm、aKl、Z@とする。ここで
第4図のようにX、Y座標を決めメインコントローラ2
5で各微動機構21の微動量Δz、8△z1.Δ2.を
求める。以下に計算方法を示す、各検出点でのIF(X
、、Ylmg、)、 CX1.Y、avl)。
(X、、Y、g、) f面の一般式 %式%(1) に代入し、各係数を求める。ウェハ面は次式の如くなる
。
z、= A、 X+B、 Y+C,(2)一方、マスク
パターン結像面3はあらかじめ下記の如く決まって論る
とする。
E @=A1 X+B@ Y+C@    (3)よっ
て、ウェハ面9とパターン結像面5との差をΔ2とすれ
ば Δz−H−E、−(AM−A、)X+(Bll−B、)
Y+cH−CW(4) ウェハ面91tパタ一ン結倫面5に一致させるVCは3
つの微動機構21の座標で一致させれば良く。
各座標でのΔ2が微動機構21の微動量となる。
すなわち、各微動機構210座標k (IC,I YC
,) a(x、、、 Yal)−CXcs、Ych) 
とすればΔz1.ΔE1.Δz1は(4)弐に代入し求
まる。
Δ!!+−(Ar(w)XCH+(BrB、)Y)1→
C1l”’Cw     、(5)bxH−(AH(、
)Xg 1+CB(B、)Y(1z+cH−C,(6)
tsz 4(k(k、) X6 %Bkl’−By)Y
C−−(、(7)以上の値會ピエゾコントローラ2sK
与え、%微動機構21t−動かせばウニ凸面9はパター
ン結曹面5に一致する。検出の誤差や、微動の誤差があ
る時は、再度ウェハ面9を検出し、一致していなければ
、一致するまで、あるbはあらかじめ決めておいた回数
だけ上記動作を繰り返せば良い。
微動機構は3ケ所供動く必要はなく、2ケ所のみ個々に
微動するようにしてもよい、この場合は第5因のように
上下動機構12が別に必要となるがチャックく対する構
剛性は1ケ所の支柱が(支)定されることにエフ向上す
る。又この場合、微動量は式(4)でCM−C1の、*
1−上下動構12が調節し、(All  *w)x+<
 sH−Bw ) Y  t−11動機構が調節する。
ウェハ面の検出は静電容量方式でなくても電気−=rイ
クロ、超音波センサ、光センサ、エアマイクロ等検出時
にウェハ姿勢に影響せずプロセスに悪影響かない限り何
でも良い、又、検出子の数は1つ全走査しても良いし、
いくつでも良い、悪は直線上にない5点でウェハ面を検
出してウニへ属會決定できれば良す。
ピエゾ嵩子のかわりKff、体応用の微動機構、モータ
による微動機構等が考えられる。
ウェハ面は式(1)で求まるが4点以上のデータから平
均面を求めた方がより正確である。
第6図は本発明による別の実施例を示す図である。第4
図に加え、チャック底部と、ベース20上の板バネ支持
リング410間を5つの板バネ40で連結し、ウェハ千
ヤプクの水平方向の剛性ヶ向上させたものである。上下
方向の姿勢変化は板バネ40が上下方向剛性と水平軸回
りのひねり剛性が低いので十分性なえる。板バネ40の
配fILは上下方向の姿勢変化か可能なように、上下方
向剛性と水平軸回りのひねり剛性が低く、かつ水平方向
剛性が高ければどこでも良い、又、板バネでなくと′%
1.切込みの入った鉄材や1円板バネ等、何でも良い。
以上説明しtように本発明に工れば1次のような作用効
果が得られる。
(1)  従来のウニ凸面とマククパターン合せ精度が
数倍向上し、±(L5Jfl以下になり、微細)(ター
ン焼付が可能となる。
(2)ウェハ面に接触しないでもウェハ面合せができ、
ウェハを破損することがなく1歩留向上がはかれる。
(3)動作が早くなる。
(4)上下機構と、平行合わせ機構を一つにできるので
コンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のウニへチャヴクを投影式アライナに使
用しi例を示す図、第2図は従来のウエハチャヴクの構
造【示す図、第3図−)〜鯰)は1f来のウニへチャダ
クの動作を示す図、第4図(a)は本発明のウニへのチ
ャダク装置の一実施例を示す図。 第4図(Bは第A!!5(a)のA−メ矢視図、第5図
は第4図と異なる他の一実施例を示す図、第6図(al
は更に第45!5と異なる他の一実施例1示す部分断面
図、第6図(b)は第69葎)のB−yl矢視断面■で
ある。 1・・・ウニへチャック、  ?−・ウニへ、20・・
・ペース% 21黴動機構、22・・・バネ、2B・・
・ピエゾ;ントローラ、24・・・静電容量検出器、2
5・・・メインコントローラ、Sa−・・ti!1足支
柱% 40・・・板バネ。 代理人弁理士 薄 1)利 *(yj)C“、−、−一
1 ケ l 図 り 211!1 才 4 図 (L′) グ 5I!I 芽 乙 図 (’) (b′>

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ペース上の直線上になh少くとも5点く配置され
    、且つェへチャヅクを少くとも3点上に載置できるよう
    な支持支柱と、ウェハチャックをよ紀支持支柱に固定す
    るための固着手段と、ウェハチャック上のクエへ属の位
    置を少なくと1厘線上にない5ケ所で検出する検出手段
    と、上記支持支柱のうち少なくとも2本kinkK上下
    させる上下機構と、上記検出手段から検出されるウニ八
    属の位置くもとづいて所望のウニ八属の形状にすべく、
    上記5本の支持支柱の相対的高さ全制御する制御手段と
    を備えて、ウニへチャダグ上のウニ八属を所望形状にす
    ることを特徴とするウェハのチャック装置。 λ 上記上下機構は、上記支持支柱が全部側々に上下す
    るように構成したことt−%黴とする特許請求の範囲第
    11[記載のウェハの装置。 五 上記上下機構はピエゾ素子にて構成されたことを特
    徴とする特徴請求の範囲第1項またFi第2項記載のウ
    ェハのチャック装置。 歳 上記ウェハチャックとベース間を上下微動方向剛性
    及び水平軸回りのひねり剛性が低く1水平方向の剛性の
    高い構造材で連結すること1−**徴とする特許請求の
    範囲第1項tたは第2項記載のクエへのチャック装置。
JP56127788A 1981-08-17 1981-08-17 ウエハのチヤツク装置 Granted JPS5830128A (ja)

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JPH0454369B2 JPH0454369B2 (ja) 1992-08-31

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