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JP3676971B2 - Wafer holding device - Google Patents
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JP3676971B2 - Wafer holding device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置本体の上面に取り付けられた吸着テーブル上にウェーハを吸着、保持するウェーハ保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の中間製品を検査するために使用されるウェーハプロファイラ(ウェーハ表面形状測定機)や膜厚測定機は、検査又は測定を行う際にウェーハを保持するために吸着テーブルすなわちチャックテーブルを含むウェーハ保持装置を備えており、この吸着テーブルを通してウェーハを負圧吸引することによって吸着テーブル上にウェーハを吸着、保持している。
【0003】
これらウェーハプロファイラや膜厚測定機においては、吸着テーブル上に保持されるウェーハの表面に対して非常に高い平坦度が要求される。ところが、吸着テーブルの表面にはウェーハに負圧を作用させるためにエアポケットを設ける必要があり、吸着テーブル上にウェーハを吸着した際にそのエアポケットに対応するウェーハの部分が凹みやすく、ウェーハの平坦度に悪影響を与え得る。そこで、吸着テーブル全体にできる限り均一にエアポケットを配置するために、非常に多くのピン上にウェーハを保持してこれに負圧を作用させるピンチャックタイプの吸着テーブルを用いることが多い。
【0004】
なお、本願において使用する用語「平坦度」はウェーハ保持の際にウェーハ表面に与える2次的な要因による形状変化の度合いを意味する。すなわち、保持されるウェーハの平坦度が高いとはウェーハが実際に有する表面形状をより正確に測定し得る状態でウェーハが保持されていることを意味する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなウェーハ保持装置では、装置本体と吸着テーブルが別体で形成されて、ボルトなどの締結具により装置本体に装着、固定されている。このため、吸着テーブルの表面には、例えばボルトにより吸着テーブルを装置本体に固定するためにボルト穴を設ける必要がある。この結果、ボルト穴の部分にはピンを配置することができず、この部分ではその上に吸着、保持されるウェーハが凹みやすくなるという問題が生じる。
【0006】
また、吸着テーブルの表面すなわちピンの先端には、使用に伴ってウェーハからの塵埃等が堆積していく。したがって、ウェーハの保持に対して高い平坦度が要求されるウェーハプロファイラや膜厚測定機では、洗浄やパーツ交換のために、取り付けられている吸着テーブルを交換することが必要となってくる。
ところが、前述したように、ボルトなどの締結具により装置本体に固定していると、ボルトの取り外しなどで交換作業に長い時間を要するという問題が生じる。さらに、吸着テーブルの交換後に締結具で装置本体に固定する際に、締結具の締め付けの微妙な強さでチャック面(吸着面)の水平度が崩れやすく、その調整にはさらに多大な時間を要するという問題も抱えている。
【0007】
よって、本発明の目的は、上記問題を解消して、吸着テーブル上に保持されるウェーハの平坦度を向上させると共に、吸着テーブルの交換作業を容易に行え且つチャック面を容易に水平にすることができるウェーハ保持装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、ボルトなどの締結具を使用せずに吸着テーブルを装置本体に装着できるように構成されている。
すなわち、本発明によれば、装置本体の上面に取り付けられた吸着テーブル上にウェーハを吸着、保持するウェーハ保持装置であって、前記吸着テーブルを前記装置本体に着脱自在に取り付けるための締付手段を備え、該締付手段が上下方向に移動可能なクランパを備え、前記吸着テーブルの下面に設けた爪を前記装置本体上に形成された爪支承部と該爪支承部から上方に間隔を隔てたクランパ先端部との間に挿入して前記クランパを下降させることにより前記爪を前記爪支承部上に押し付けるようにしたウェーハ保持装置が提供される。
【0009】
上記ウェーハ保持装置においては、前記締付手段が前記クランパを下方に付勢するためのばねを備え、前記爪がばね力のみによって前記爪支承部上に押し付けられることが好ましい。さらに好ましくは、前記締付手段が前記ばね力に抗して前記クランパを上昇させるためのシリンダ装置をさらに備える。
また、前記爪が前記吸着テーブルの回転軸線を中心として等間隔で前記吸着テーブルの下面に3つ設けられることが好ましい。
【0010】
さらに、前記締付手段が負圧吸引口を備えた上方突出先端部を備え、前記吸着テーブルが前記装置本体に取り付けられたときに、前記吸着テーブルの負圧吸引通路が前記負圧吸引口に自動的に接続されるようになっていることが好ましい。装置本体上に形成された爪支承部とそれと離隔して設けられたクランパとの間で吸着テーブルの下面に設けられた爪を挟持することにより装置本体に吸着テーブルを装着するので、吸着テーブルを装置本体に固定するためのボルトなどの締結具は不要となる。したがって、吸着テーブル上にボルト穴などを設ける必要もなくなり、吸着テーブル上に保持されるウェーハにより均一に負圧を作用させることが可能となって、ウェーハの平坦度を向上させることができる。
【0011】
また、爪を爪支承部とクランパとの間に配置してクランパを下降させることのみで吸着テーブルを装置本体に装着できるので、交換作業は非常に容易となる。さらに、吸着テーブル(特にそのチャック面)の水平度及び垂直方向位置は装置本体上の爪支承部により定めることができ、しかも締付手段によりクランパに作用する締付力は各爪に対して均等に作用するので容易に吸着テーブルのチャック面を水平に配置することができる。
【0012】
締付手段による締付力をばねにより実現すれば、締付力の再現性が高まり吸着テーブルの交換前後で概略同一の状態(チャック面の垂直方向の位置など)に吸着テーブルを装置本体に取り付けることができる。
また、吸着テーブルが装置本体に取り付けられたときに、吸着テーブルの負圧吸引通路が負圧吸引口に自動的に接続されるようになっていれば、負圧吸引通路の接続作業も省略することができ、交換作業がより簡略化される。これは、爪により装置本体上での取り付け位置が規定される本発明のウェーハ保持装置であるからこそ可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施態様を説明する。
図1は本発明のウェーハ保持装置の要部断面図であり、図2は図1のウェーハ保持装置の矢視図である。また、図3は図1に示されているウェーハ保持装置の吸着テーブルに設けられた爪の第1実施態様を示している斜視図であり、図4は爪の第2実施態様を示している斜視図である。
【0014】
図1及び図2を参照すると、ウェーハ保持装置10は、基台12と、基台12に支持された装置本体14と、装置本体14の上面に取り付けられた吸着テーブル16とからなる。吸着テーブル16の上面は、多数のウェーハ支持ピン18が立設されている保持領域を含み、その領域の周囲にウェーハ支持ピン18の先端と同じ高さまで上方に延びたリム20を備えている。これにより、吸着テーブル16内に設けられた負圧吸引通路22を介して負圧吸引して保持領域に負圧を作用させることにより、保持領域の上にウェーハ24を吸着、保持できる。また、吸着テーブル16の下面には後述するように爪26が設けられている。なお、図2においては、簡単化のためにウェーハ支持ピン18は省略されている。
【0015】
装置本体14は、基台12に固定的に支持された支持部14aと、ベアリング28を介して支持部14aに対して回転可能な回転部14bとを含んでいる。回転部14bはモータなどの回転駆動装置(不図示)により回転させられる。また、ベアリング28にはボールベアリングやローラベアリングなど適宜のベアリングが用いられる。
【0016】
従来のウェーハ保持装置では、吸着テーブルを装置本体に取り付けるためにボルトなどの締結具を使用していた。本発明のウェーハ保持装置10は、このような締結具に代えて、その回転部14bに締付手段を備えている。
締付手段は、装置本体14の上方(したがって、回転部14bの上方)に設けられ装置本体14の回転部14bに対して上下方向に移動可能なクランパ30と、クランパ30を回転部14bに対して上下方向に移動させるための作動装置32とを含んでいる。クランパ30は、図2に示されているように、概略円形の中央部分30aと、その周縁から半径方向外側に延びる突出部分30bとを含んだ形状である。
【0017】
図1に示されている実施態様では、作動装置32は、回転部14bの回転軸線34に沿って上下方向に延び装置本体14の回転部14bに対して摺動可能になっているロッド36を備えている。ロッド36の上端部には半径方向に延びるフランジ部分36aが設けられており、このフランジ部分36aが球面座金又は球面継手38を介してクランパ30に結合されている。また、ロッド36の中心部にはその軸線方向に沿って負圧供給通路40が設けられている。
【0018】
ロッド36は、負圧供給通路40の基端(基台12側に位置する端部)において、管継手42と回転可能に接続されており、この管継手42及び管継手42に接続された配管44を通して負圧吸引源に連通している。一方、ロッド36は、負圧供給通路40の先端(吸着テーブル16側に位置する端部)において、クランパ30を越えて上方に突出し負圧吸引口46を備えた簡易カップリングなどの上方突出先端部48を備えている。装置本体14に吸着テーブル16が装着されると、この上方突出先端部48の負圧吸引口46に吸着テーブル16の負圧吸引通路22が自動的に接続されるようになっていることが好ましい。
【0019】
締付手段は、さらに、クランパ30及びロッド36を下方に付勢するばね50と、ばね力に抗してクランパ30及びロッド36を上昇させるためのシリンダ装置とを備えている。
図1に示されている実施態様では、装置本体14の回転部14b内においてロッド36の周囲にはばね室が設けられ、ばね室に設置されたばね50がロッド36を下方に付勢している。また、図1に示されている実施態様では、シリンダ装置が装置本体14と一体的に形成されている、すなわち装置本体14(詳細にはその回転部14b)にピストン室52が形成されその中にピストン54が挿入されている。これにより、シリンダ装置のピストン54が上昇するとクランパ30の中央部分30aの下面及びロッド36の周面設けられた肩部に当接して、ロッド36並びにクランパ30をばね力(ばね50の付勢力)に抗して上昇させることができるようになっている。なお、図1の実施態様では、ピストン54とピストン室52の壁面との間から空気が漏出しないようにシール56が施されている。
【0020】
図1に示されている実施態様では、ロッド36の下方への移動をばね50の付勢力を利用して行っているが、ロッド36の下方への移動にもシリンダ装置を用いることが可能である。さらに、図1に示されている実施態様では、装置本体14と一体的に形成されたシリンダ装置が使用されているが、装置本体14と別体のシリンダ装置を利用してもよいことはもちろんである。また、作動装置32として他の機構を用いることも可能である。
【0021】
ばね50を利用することの利点は、ロッド36を介してクランパ30に作用するばね力(すなわち締付力)のばらつきが少ないことである。したがって、従来のウェーハ保持装置におけるねじの締結力に相当するクランパ30による締付力は、交換作業間及び作業者間でのばらつきが少なくなり、吸着テーブル16のチャック面の水平度が高い精度で保証されるのである。
【0022】
シリンダ装置のピストン室52に圧縮空気を供給するために、装置本体14の不動の支持部14aに第1空気供給通路58を設けると共に、装置本体14の可動の回転部14bにはピストン室52に連通する第2空気供給通路60を設け、支持部14aと回転部14bとの間には回転しても常時連通可能とするために環状の連通路62を設けている。さらに、支持部14aと回転部14bとの境界においては、連通路62からの空気の漏出を防止するためにその両側にシール64が施されている。
【0023】
装置本体14の回転部14bには、装置本体14の上方に設けられたクランパ30の先端部すなわち突出部分30bに対向して、爪支承部66が設けられており、クランパ30の先端部は爪支承部66から間隔を隔てて配置されている。この爪支承部66とクランパ30の先端部との間に形成された間隙に吸着テーブル16の爪26を挿入した後、クランパ30を下降させてこの間隙を狭めることにより吸着テーブル16の爪26を挟持し、それにより吸着テーブル16を装置本体14(詳細にはその回転部14b)に保持する。
【0024】
図1を参照すると、爪支承部66は、高さ調整手段68と、高さ調整手段68の上に設けられた球面座金70とを含んでいる。高さ調整手段68は、例えば、上部に斜面を有した下側部材68aと該斜面に対応して底面が斜面になっている上側部材68bと、下側部材68aと係合しているねじ68cとからなる。この場合には、ねじを回転させることにより下側部材68aが上側部材68bに対して相対移動して、上側部材68bの上面の高さを変化させることができる。他の適宜の高さ調整手段を利用できることはもちろんである。
【0025】
吸着テーブル16は、締付手段による締付力がほぼ一定であることから、クランパ30により吸着テーブル16の爪26を爪支承部66に押し付け当接させることにより、その垂直方向位置及びそのチャック面の水平度が決定される。さらに、吸着テーブル16を装置本体14に取り付けたときにチャック面が水平ではなかった場合や、チャック面の垂直方向位置が変化してしまった場合でも、上記高さ調整手段68により各爪支承部66の上面の高さを変えることで、チャック面の水平度及び垂直方向位置の調整を容易に行うことができる。また、爪支承部66に球面座金70を用いることで、吸着テーブル16の爪26の高さの個体差などにより吸着テーブル16が規定する面が傾いてしまった場合でも吸着テーブル16やその爪26に余計な負荷がかかり、変形することはなくなる。締付手段のロッド36とクランパ30との結合部に用いられている球面座金又は球面継手38も同様の効果を奏している。
【0026】
爪26及び爪支承部66により吸着テーブル16のチャック面が定まるので、爪支承部66を装置本体14上に3つ設けると共に、爪26を吸着テーブル16の下面に3つ設けることが好ましい。さらに好ましくは、3つの爪26及び爪支承部66は回転軸線34を中心として等間隔で配置される。爪26は吸着テーブル16と別個の部材により形成されてもよく、吸着テーブル16と一体的に成形されてもよい。
【0027】
図3及び図4を参照すると、吸着テーブル16の下面に設けられた爪26の実施態様が示されている。
吸着テーブル16に設けられた爪26は、吸着テーブル16の下面から概略垂直方向に延びる垂直部分26aと、吸着テーブル16の下面と離間した位置で対向して概略水平方向に延びる水平部分26bと、水平部分26bから下方に延び爪支承部66の球面座金70と当接する当接部分26cを含んでおり、垂直方向断面が概略L字形状になっている。
【0028】
図3に示されているように、爪26はさらにその側部に垂直方向に延びる止め壁26dを備えることが好ましい。しかしながら、図4に示されているように、止め壁26dを備えていなくてもよい。図1及び図2に示されているウェーハ保持装置10では、図3に示されているタイプの爪26が使用されている。
次に、図1及び図2に示されているウェーハ保持装置10における吸着テーブル16の脱着手順を説明する。
【0029】
最初に、ウェーハ保持装置10の装置本体14に吸着テーブル16を装着する手順を説明する。
先ず、作動装置32のシリンダ装置に圧縮空気源から圧縮空気を供給することにより、ばね力に抗して締付手段のクランパ30を上昇させ、クランパ30の先端部すなわち突出部分30bと爪支承部66の上面との間の間隙を広げる。
【0030】
次に、吸着テーブル16の爪26を備えた面(すなわち、チャック面とは逆の面)を装置本体14に向け、クランパ30の隣接する突出部分30b間の切欠き部分に吸着テーブル16の爪26を位置合わせして、吸着テーブル16を装置本体14に接近させる。この位置においては、爪26がクランパ30と干渉しないので、吸着テーブル16の爪26をクランパ30よりも装置本体14の回転部14bに接近させることが可能となる。
【0031】
次に、装置本体14上に形成された爪支承部66の上面(すなわち球面座金70の上面)と爪支承部66から上方に間隔を隔てたクランパ30の先端部(突出部分30b)との間に吸着テーブル16の爪26が挿入されるまで、吸着テーブル16を回転させる。図3に示されている爪26が使用されているので、爪26の止め壁26dにクランパ30の先端部である突出部分30bを当接させることで、装置本体14に対する吸着テーブル16の位置決めがなされる。
【0032】
クランパ30の先端部と爪支承部66との間に爪26が挿入された後、シリンダ装置のピストン室52から流体(この場合、空気)を排出し、ばね50の付勢力によりクランパ30を下降させ、クランパ30の先端部と爪支承部66との間に爪26を挟持する。この結果、吸着テーブル16が装置本体14の回転部14bに固定的に取り付けられる。
【0033】
吸着テーブル16が装置本体14の回転部14bに取り付けられたとき、吸着テーブル16に設けられた負圧吸引通路22は締付手段に設けられた上方突出先端部48の負圧吸引口46に自動的に接続される。したがって、負圧吸引源により負圧吸引することにより、吸着テーブル16のチャック面上に載置されたウェーハ24に負圧を作用させ、そこに吸着させることができる。
【0034】
吸着テーブル16を装置本体14に取り付けたときにチャック面が水平ではなかった場合には、爪支承部66の高さ調整手段68により爪支承部66の球面座金70の高さ(垂直方向位置)を変えることで、チャック面の水平度及び垂直方向位置の調整を容易に行うことができる。また、クランパ30は締め付け毎にばね50による均一な締付力で爪26を締め付けるので、一度高さ調整手段68により爪支承部66の上面の高さが調整されれば、吸着テーブル16のチャック面は爪26をクランパ30により爪支承部66に押し付けることで一意に定まる。したがって、作業者により、チャック面の水平度やその垂直方向位置の差が生じることはなくなる。
【0035】
さらに、クランパ30を下降させることで、爪26全て(この場合には3つ)が同時にしかも等しい締付力で爪支承部66に押し付けられるので、吸着テーブル16のチャック面を正確に水平にすることができるようになると共に、吸着テーブル16の脱着作業も容易に行うことができるようになる。
装置本体14の回転部14bに保持されている吸着テーブル16を外す際には、上記手順を逆に行えばよい。
【0036】
以上、図示されている実施態様を参照して、本発明のウェーハ保持装置10を説明したが、他の実施態様も本発明の範囲に含まれる。
例えば、クランパの突出部が吸着テーブルの半径方向に移動して、吸着テーブルの爪と係合するようになっていてもよい。また、爪の数は3つより少なくてもよく、3つより多くてもよい。例えば、略半円形状の単一の爪のみで吸着テーブルを装置本体に装着することも可能である。クランパの形状も図示されている形状以外に様々な形状をとることが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ウェーハ保持装置においてボルトなどの締結具を使用することなく装置本体に吸着テーブルを装着できるので、吸着テーブルの表面にはボルト穴などのウェーハ支持ピン設置の不可能な領域が存在せず、吸着テーブル上に保持されるウェーハの平坦度を向上させることが可能となる。さらに、クランパの先端部により装置本体の爪支承部に吸着テーブルの爪を押し付けることのみにより装置本体への吸着テーブルの装着を行い、クランパによる締め付けは装置本体が備えた締付手段により行われるので、チャックテーブルの交換脱着作業が容易になる。また、吸着テーブルのチャック面の水平度の調整に関して作業者間の差がほとんどなくなり、水平なチャック面を安定して供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウェーハ保持装置の要部断面図である。
【図2】図1のウェーハ保持装置の矢視図である。
【図3】図1に示されているウェーハ保持装置の吸着テーブルに設けられた爪の第1実施態様を示している斜視図である。
【図4】吸着テーブルに設けられた爪の第2実施態様を示している斜視図である。
【符号の説明】
10…ウェーハ保持装置
14…装置本体
14a…支持部
14b…回転部
16…吸着テーブル
22…負圧吸引通路
24…ウェーハ
26…爪
26a…垂直部分
26b…水平部分
26c…当接部分
26d…止め壁
30…クランパ
30a…中央部分
30b…突出部分
32…作動装置
34…回転軸線
36…ロッド
46…負圧吸引口
48…上方突出先端部
50…ばね
52…ピストン室
54…ピストン
66…爪支承部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer holding device that sucks and holds a wafer on a suction table attached to an upper surface of an apparatus main body.
[0002]
[Prior art]
Wafer profilers (wafer surface shape measuring machines) and film thickness measuring machines used to inspect semiconductor intermediate products hold wafers that include suction tables or chuck tables to hold the wafers during inspection or measurement. An apparatus is provided, and the wafer is sucked and held on the suction table by sucking the wafer under a negative pressure through the suction table.
[0003]
In these wafer profilers and film thickness measuring machines, a very high flatness is required for the surface of the wafer held on the suction table. However, it is necessary to provide an air pocket on the surface of the suction table in order to apply a negative pressure to the wafer. When the wafer is sucked on the suction table, the portion of the wafer corresponding to the air pocket is easily recessed, It can adversely affect flatness. Therefore, in order to arrange the air pockets as uniformly as possible on the entire suction table, a pin chuck type suction table that holds a wafer on a very large number of pins and applies a negative pressure thereto is often used.
[0004]
The term “flatness” used in the present application means the degree of shape change due to secondary factors given to the wafer surface during wafer holding. That is, the high flatness of the wafer to be held means that the wafer is held in a state where the surface shape that the wafer actually has can be measured more accurately.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the wafer holding apparatus as described above, the apparatus main body and the suction table are formed separately, and are attached and fixed to the apparatus main body with fasteners such as bolts. For this reason, it is necessary to provide a bolt hole on the surface of the suction table, for example, to fix the suction table to the apparatus main body with a bolt. As a result, pins cannot be arranged in the bolt hole portion, and there arises a problem that the wafer attracted and held on the bolt hole portion tends to be recessed.
[0006]
Further, dust or the like from the wafer accumulates on the surface of the suction table, that is, the tip of the pin with use. Therefore, in a wafer profiler and a film thickness measuring machine that require high flatness for holding a wafer, it is necessary to replace the attached suction table for cleaning and replacement of parts.
However, as described above, when it is fixed to the apparatus main body by a fastener such as a bolt, there arises a problem that a long time is required for the replacement work due to removal of the bolt or the like. In addition, when the suction table is replaced and fixed to the main body with a fastener, the level of the chuck surface (suction surface) tends to collapse due to the subtle strength of tightening the fastener. It also has the problem of cost.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, improve the flatness of the wafer held on the suction table, easily perform the replacement work of the suction table, and easily level the chuck surface. It is an object of the present invention to provide a wafer holding device that can perform the above-described process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above object, the present invention is configured such that the suction table can be mounted on the apparatus main body without using a fastener such as a bolt.
That is, according to the present invention, there is provided a wafer holding device for sucking and holding a wafer on a suction table attached to the upper surface of the apparatus main body, the fastening means for detachably attaching the suction table to the apparatus main body. The clamping means includes a clamper that is movable in the vertical direction, and a claw provided on the lower surface of the suction table is spaced apart from a claw support part formed on the apparatus main body and the claw support part. A wafer holding apparatus is provided in which the claw is pressed onto the claw support portion by being inserted between the front end portion of the clamper and lowering the clamper.
[0009]
In the wafer holding apparatus, it is preferable that the tightening means includes a spring for biasing the clamper downward, and the claw is pressed onto the claw support portion only by a spring force. More preferably, the tightening means further includes a cylinder device for raising the clamper against the spring force.
Moreover, it is preferable that three said claws are provided in the lower surface of the said suction table at equal intervals centering on the rotating shaft line of the said suction table.
[0010]
Further, the tightening means includes an upward projecting tip portion having a negative pressure suction port, and when the suction table is attached to the apparatus main body, the negative pressure suction passage of the suction table becomes the negative pressure suction port. It is preferable to be automatically connected. The suction table is attached to the main body of the apparatus by sandwiching the claws provided on the lower surface of the suction table between the claw support portion formed on the main body of the apparatus and the clamper provided apart from the claw support section. Fasteners such as bolts for fixing to the apparatus main body are not necessary. Therefore, it is not necessary to provide bolt holes or the like on the suction table, and a negative pressure can be applied uniformly to the wafer held on the suction table, so that the flatness of the wafer can be improved.
[0011]
Further, since the suction table can be attached to the apparatus main body only by placing the claw between the claw support portion and the clamper and lowering the clamper, the replacement work is very easy. Furthermore, the horizontality and vertical position of the suction table (especially its chuck surface) can be determined by the claw support on the device body, and the clamping force acting on the clamper by the clamping means is equal to each claw. Therefore, the chuck surface of the suction table can be easily arranged horizontally.
[0012]
If the tightening force by the tightening means is realized by a spring, the reproducibility of the tightening force is improved, and the suction table is attached to the main body of the apparatus in approximately the same state (such as the vertical position of the chuck surface) before and after replacement of the suction table be able to.
If the negative pressure suction passage of the suction table is automatically connected to the negative pressure suction port when the suction table is attached to the apparatus main body, the connection work of the negative pressure suction passage is also omitted. The replacement work is simplified. This is possible because it is the wafer holding apparatus of the present invention in which the attachment position on the apparatus main body is defined by the claw.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part of the wafer holding device of the present invention, and FIG. 2 is a view of the wafer holding device of FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of a claw provided on the suction table of the wafer holding device shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows a second embodiment of the claw. It is a perspective view.
[0014]
1 and 2, the wafer holding device 10 includes a base 12, an apparatus main body 14 supported by the base 12, and a suction table 16 attached to the upper surface of the apparatus main body 14. The upper surface of the suction table 16 includes a holding region in which a large number of wafer support pins 18 are erected, and a rim 20 extending upward to the same height as the tip of the wafer support pins 18 is provided around the region. Thereby, the wafer 24 can be sucked and held on the holding area by sucking the negative pressure through the negative pressure suction passage 22 provided in the suction table 16 and applying a negative pressure to the holding area. A claw 26 is provided on the lower surface of the suction table 16 as will be described later. In FIG. 2, the wafer support pins 18 are omitted for simplification.
[0015]
The apparatus main body 14 includes a support portion 14a that is fixedly supported by the base 12 and a rotating portion 14b that can rotate with respect to the support portion 14a via a bearing 28. The rotating part 14b is rotated by a rotation driving device (not shown) such as a motor. Further, as the bearing 28, an appropriate bearing such as a ball bearing or a roller bearing is used.
[0016]
In the conventional wafer holding apparatus, a fastener such as a bolt is used to attach the suction table to the apparatus main body. The wafer holding apparatus 10 of the present invention includes a fastening means in the rotating portion 14b instead of such a fastener.
The clamping means is provided above the apparatus main body 14 (and therefore above the rotating part 14b) and is movable in the vertical direction with respect to the rotating part 14b of the apparatus main body 14, and the clamper 30 with respect to the rotating part 14b. And an actuating device 32 for moving in the vertical direction. As shown in FIG. 2, the clamper 30 has a shape including a substantially circular central portion 30a and a protruding portion 30b extending radially outward from the peripheral edge thereof.
[0017]
In the embodiment shown in FIG. 1, the actuating device 32 has a rod 36 that extends in the vertical direction along the rotation axis 34 of the rotating portion 14 b and is slidable with respect to the rotating portion 14 b of the device body 14. I have. A flange portion 36 a extending in the radial direction is provided at the upper end portion of the rod 36, and the flange portion 36 a is coupled to the clamper 30 via a spherical washer or a spherical joint 38. Further, a negative pressure supply passage 40 is provided in the central portion of the rod 36 along the axial direction thereof.
[0018]
The rod 36 is rotatably connected to the pipe joint 42 at the base end of the negative pressure supply passage 40 (the end located on the base 12 side), and the pipe connected to the pipe joint 42 and the pipe joint 42. 44 is connected to a negative pressure suction source. On the other hand, the rod 36 protrudes upward beyond the clamper 30 at the distal end of the negative pressure supply passage 40 (the end located on the suction table 16 side) and protrudes upward such as a simple coupling having a negative pressure suction port 46. A portion 48 is provided. When the suction table 16 is mounted on the apparatus main body 14, it is preferable that the negative pressure suction passage 22 of the suction table 16 is automatically connected to the negative pressure suction port 46 of the upward projecting tip 48. .
[0019]
The tightening means further includes a spring 50 for urging the clamper 30 and the rod 36 downward, and a cylinder device for raising the clamper 30 and the rod 36 against the spring force.
In the embodiment shown in FIG. 1, a spring chamber is provided around the rod 36 in the rotating portion 14 b of the apparatus main body 14, and a spring 50 installed in the spring chamber urges the rod 36 downward. . Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the cylinder device is formed integrally with the device main body 14, that is, the piston chamber 52 is formed in the device main body 14 (specifically, the rotating portion 14b), and the piston chamber 52 is formed therein. A piston 54 is inserted in As a result, when the piston 54 of the cylinder device rises, it comes into contact with the lower surface of the central portion 30a of the clamper 30 and the shoulder portion provided on the peripheral surface of the rod 36, and the rod 36 and the clamper 30 are subjected to spring force (biasing force of the spring 50). It can be raised against this. In the embodiment of FIG. 1, a seal 56 is provided so that air does not leak from between the piston 54 and the wall surface of the piston chamber 52.
[0020]
In the embodiment shown in FIG. 1, the rod 36 is moved downward using the biasing force of the spring 50, but a cylinder device can be used for the downward movement of the rod 36. is there. Further, in the embodiment shown in FIG. 1, a cylinder device formed integrally with the device main body 14 is used, but it is of course possible to use a cylinder device separate from the device main body 14. It is. Further, other mechanisms can be used as the actuating device 32.
[0021]
The advantage of using the spring 50 is that there is little variation in the spring force (ie, tightening force) acting on the clamper 30 via the rod 36. Therefore, the clamping force by the clamper 30 corresponding to the fastening force of the screw in the conventional wafer holding apparatus is less varied between exchange operations and between workers, and the level of the chuck surface of the suction table 16 is high with high accuracy. It is guaranteed.
[0022]
In order to supply compressed air to the piston chamber 52 of the cylinder device, a first air supply passage 58 is provided in the stationary support portion 14 a of the device main body 14, and the movable rotating portion 14 b of the device main body 14 is connected to the piston chamber 52. A second air supply passage 60 that communicates is provided, and an annular communication passage 62 is provided between the support portion 14a and the rotation portion 14b so that the communication portion can always communicate even if it rotates. Further, seals 64 are provided on both sides of the boundary between the support portion 14a and the rotation portion 14b in order to prevent air leakage from the communication passage 62.
[0023]
The rotating portion 14b of the apparatus main body 14 is provided with a claw support portion 66 so as to face the tip end portion of the clamper 30 provided above the device main body 14, that is, the protruding portion 30b. It is arranged at a distance from the support portion 66. After the claw 26 of the suction table 16 is inserted into the gap formed between the claw support portion 66 and the tip of the clamper 30, the clamper 30 is lowered to narrow the gap so that the claw 26 of the suction table 16 is moved. Thus, the suction table 16 is held by the apparatus main body 14 (specifically, the rotating portion 14b).
[0024]
Referring to FIG. 1, the claw support 66 includes a height adjusting unit 68 and a spherical washer 70 provided on the height adjusting unit 68. The height adjusting means 68 includes, for example, a lower member 68a having a slope on the upper side, an upper member 68b having a bottom face corresponding to the slope, and a screw 68c engaged with the lower member 68a. It consists of. In this case, by rotating the screw, the lower member 68a moves relative to the upper member 68b, and the height of the upper surface of the upper member 68b can be changed. Of course, other appropriate height adjusting means can be used.
[0025]
Since the suction force of the suction table 16 is substantially constant, the claw 26 of the suction table 16 is pressed against and brought into contact with the claw support portion 66 by the clamper 30 so that the vertical position and the chuck surface of the suction table 16 are fixed. Is determined. Further, even when the chuck surface is not horizontal when the suction table 16 is attached to the apparatus main body 14 or when the vertical position of the chuck surface has changed, each of the claw support portions is adjusted by the height adjusting means 68. By changing the height of the upper surface of 66, the level and vertical position of the chuck surface can be easily adjusted. Further, by using the spherical washer 70 for the claw support portion 66, even when the surface defined by the suction table 16 is tilted due to individual differences in the height of the claw 26 of the suction table 16, the suction table 16 and the claw 26 thereof. In addition, an excessive load is applied and deformation does not occur. The spherical washer or the spherical joint 38 used in the connecting portion between the rod 36 and the clamper 30 of the tightening means has the same effect.
[0026]
Since the chuck surface of the suction table 16 is determined by the claw 26 and the claw support portion 66, it is preferable to provide three claw support portions 66 on the apparatus main body 14 and three claw 26 on the lower surface of the suction table 16. More preferably, the three claws 26 and the claw support portions 66 are arranged at equal intervals around the rotation axis 34. The claw 26 may be formed by a member separate from the suction table 16 or may be formed integrally with the suction table 16.
[0027]
Referring to FIGS. 3 and 4, an embodiment of the claw 26 provided on the lower surface of the suction table 16 is shown.
The claw 26 provided on the suction table 16 includes a vertical portion 26a extending in a substantially vertical direction from the lower surface of the suction table 16, and a horizontal portion 26b extending in a substantially horizontal direction so as to be opposed to the lower surface of the suction table 16; It includes a contact portion 26c that extends downward from the horizontal portion 26b and contacts the spherical washer 70 of the claw support 66, and has a substantially L-shaped vertical section.
[0028]
As shown in FIG. 3, the claw 26 preferably further includes a stop wall 26d extending in the vertical direction on the side thereof. However, as shown in FIG. 4, the stop wall 26d may not be provided. The wafer holding apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2 uses a claw 26 of the type shown in FIG.
Next, a procedure for attaching and detaching the suction table 16 in the wafer holding apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0029]
First, a procedure for mounting the suction table 16 on the apparatus main body 14 of the wafer holding apparatus 10 will be described.
First, by supplying compressed air from a compressed air source to the cylinder device of the operating device 32, the clamper 30 of the tightening means is raised against the spring force, and the tip portion of the clamper 30, that is, the protruding portion 30b and the claw support portion. The gap between the upper surface of 66 is widened.
[0030]
Next, the surface of the suction table 16 provided with the claw 26 (that is, the surface opposite to the chuck surface) is directed to the apparatus main body 14, and the claw of the suction table 16 is formed in the notched portion between the adjacent protruding portions 30 b of the clamper 30. 26 is aligned, and the suction table 16 is brought close to the apparatus main body 14. At this position, the claw 26 does not interfere with the clamper 30, so that the claw 26 of the suction table 16 can be brought closer to the rotating portion 14 b of the apparatus main body 14 than the clamper 30.
[0031]
Next, between the upper surface of the claw support portion 66 formed on the apparatus main body 14 (that is, the upper surface of the spherical washer 70) and the tip end portion (projecting portion 30b) of the clamper 30 spaced upward from the claw support portion 66. The suction table 16 is rotated until the claw 26 of the suction table 16 is inserted into the suction table 16. Since the claw 26 shown in FIG. 3 is used, the suction table 16 can be positioned with respect to the apparatus main body 14 by bringing the protruding portion 30b, which is the tip of the clamper 30, into contact with the retaining wall 26d of the claw 26. Made.
[0032]
After the claw 26 is inserted between the tip of the clamper 30 and the claw support 66, the fluid (in this case, air) is discharged from the piston chamber 52 of the cylinder device, and the clamper 30 is lowered by the biasing force of the spring 50. The claw 26 is held between the tip of the clamper 30 and the claw support 66. As a result, the suction table 16 is fixedly attached to the rotating portion 14b of the apparatus main body 14.
[0033]
When the suction table 16 is attached to the rotating portion 14b of the apparatus main body 14, the negative pressure suction passage 22 provided in the suction table 16 is automatically connected to the negative pressure suction port 46 of the upward projecting tip 48 provided in the fastening means. Connected. Therefore, by sucking the negative pressure by the negative pressure suction source, a negative pressure can be applied to the wafer 24 placed on the chuck surface of the suction table 16, and the wafer 24 can be sucked there.
[0034]
If the chuck surface is not horizontal when the suction table 16 is attached to the apparatus main body 14, the height (vertical direction position) of the spherical washer 70 of the claw support portion 66 is adjusted by the height adjusting means 68 of the claw support portion 66. By changing, the level and vertical position of the chuck surface can be easily adjusted. Further, since the clamper 30 tightens the claw 26 with a uniform tightening force by the spring 50 every time it is tightened, once the height of the upper surface of the claw support 66 is adjusted by the height adjusting means 68, the chuck of the suction table 16 is fixed. The surface is uniquely determined by pressing the claw 26 against the claw support portion 66 by the clamper 30. Therefore, there is no difference between the level of the chuck surface and the vertical position by the operator.
[0035]
Further, by lowering the clamper 30, all the claws 26 (three in this case) are simultaneously pressed against the claw support portion 66 with equal clamping force, so that the chuck surface of the suction table 16 is accurately leveled. As a result, the suction table 16 can be easily attached and detached.
When removing the suction table 16 held by the rotating portion 14b of the apparatus main body 14, the above procedure may be reversed.
[0036]
The wafer holding apparatus 10 of the present invention has been described above with reference to the illustrated embodiment, but other embodiments are also included in the scope of the present invention.
For example, the protruding portion of the clamper may move in the radial direction of the suction table and engage with the claw of the suction table. Also, the number of nails may be less than three or more than three. For example, it is possible to attach the suction table to the apparatus main body with only a substantially semicircular claw. The shape of the clamper can take various shapes other than the illustrated shape.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the suction table can be mounted on the main body of the wafer holding device without using a fastener such as a bolt, wafer support pins such as bolt holes are provided on the surface of the suction table. It is possible to improve the flatness of the wafer held on the suction table without the presence of an area where installation is impossible. Furthermore, the suction table is attached to the device body only by pressing the suction table claw against the claw support portion of the device body with the tip of the clamper, and the clamper is tightened by the fastening means provided in the device body. The chuck table can be easily replaced and removed. Further, there is almost no difference between workers regarding the adjustment of the level of the chuck surface of the suction table, and it becomes possible to stably supply the horizontal chuck surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a wafer holding device of the present invention.
2 is an arrow view of the wafer holding device of FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view showing a first embodiment of a claw provided on the suction table of the wafer holding device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of the claw provided on the suction table.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer holding device 14 ... Apparatus main body 14a ... Supporting part 14b ... Rotating part 16 ... Suction table 22 ... Negative pressure suction passage 24 ... Wafer 26 ... Claw 26a ... Vertical part 26b ... Horizontal part 26c ... Contact part 26d ... Stop wall DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Clamper 30a ... Center part 30b ... Projection part 32 ... Actuator 34 ... Rotating axis 36 ... Rod 46 ... Negative pressure suction port 48 ... Upper protrusion tip part 50 ... Spring 52 ... Piston chamber 54 ... Piston 66 ... Claw support part

Claims (5)

装置本体の上面に取り付けられた吸着テーブル上にウェーハを吸着、保持するウェーハ保持装置であって、
前記吸着テーブルを前記装置本体に着脱自在に取り付けるための締付手段を備え、該締付手段が上下方向に移動可能なクランパを備え、前記吸着テーブルの下面に設けた爪を前記装置本体上に形成された爪支承部と該爪支承部から上方に間隔を隔てたクランパ先端部との間に挿入して前記クランパを下降させることにより前記爪を前記爪支承部上に押し付けるようにしたことを特徴とするウェーハ保持装置。
A wafer holding device that sucks and holds a wafer on a suction table attached to the upper surface of the apparatus body,
There are provided clamping means for detachably attaching the suction table to the apparatus main body, the clamping means is provided with a clamper movable in the vertical direction, and a claw provided on the lower surface of the suction table is placed on the apparatus main body. The claw is pressed onto the claw support part by inserting the claw support part formed between the claw support part and the clamper tip part spaced upward from the claw support part and lowering the clamper. A wafer holding device.
前記締付手段が前記クランパを下方に付勢するためのばねを備え、前記爪がばね力のみによって前記爪支承部上に押し付けられる、請求項1に記載のウェーハ保持装置。The wafer holding apparatus according to claim 1, wherein the tightening means includes a spring for urging the clamper downward, and the claw is pressed onto the claw support portion only by a spring force. 前記締付手段が前記ばね力に抗して前記クランパを上昇させるためのシリンダ装置をさらに備える、請求項2に記載のウェーハ保持装置。The wafer holding device according to claim 2, further comprising a cylinder device for the clamping means to raise the clamper against the spring force. 前記爪が前記吸着テーブルの回転軸線を中心として等間隔で前記吸着テーブルの下面に3つ設けられている、請求項1に記載のウェーハ保持装置。2. The wafer holding apparatus according to claim 1, wherein three of the claws are provided on the lower surface of the suction table at equal intervals around the rotation axis of the suction table. 前記締付手段が負圧吸引口を備えた上方突出先端部を備え、前記吸着テーブルが前記装置本体に取り付けられたときに、前記吸着テーブルの負圧吸引通路が前記負圧吸引口に自動的に接続される、請求項1に記載のウェーハ保持装置。The tightening means has an upward projecting tip with a negative pressure suction port, and when the suction table is attached to the apparatus body, the negative pressure suction passage of the suction table is automatically connected to the negative pressure suction port. The wafer holding apparatus according to claim 1, wherein the wafer holding apparatus is connected to the apparatus.
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