(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの周縁部が外側にはみ出た状態で載置される上面を有した円柱形状のステージと、該ステージ上に載置されるウエハの周縁部に、該ウエハの上面側から当接するウエハ押え具とを備えた半導体製造装置にて、前記ウエハ押え具の位置合せに使用される治具であって、
前記ステージの上部に嵌合される凹部が形成された部材をもって構成され、
該部材の側面の形状を、前記凹部が前記ステージに嵌合された状態で前記ウエハ押え具の配置位置を指定する形状にしてあること
を特徴とする位置合せ用治具。
【請求項２】
請求項１に記載の位置合せ用治具において、
前記部材の側面の形状を、前記凹部が前記ステージに嵌合されたときに、該部材の側面に前記ウエハ押え具の側面を当接させることで当該ウエハ押え具の位置合せが行われる形状にしてあること
を特徴とする位置合せ用治具。
【請求項３】
請求項２に記載の位置合せ用治具において、
前記部材の側面を、前記凹部が前記ステージに嵌合されたときに、前記ステージの側面に平行となる円柱面にしてあること
を特徴とする位置合せ用治具。
【請求項４】
請求項１に記載の位置合せ用治具において、
前記部材の側面の形状を、前記凹部が前記ステージに嵌合されたときに、該部材の側面に前記ウエハ押え具の側面および底面を当接させることで当該ウエハ押え具の位置合せが行われる形状にしてあること
を特徴とする位置合せ用治具。
【請求項５】
請求項４に記載の位置合せ用治具において、
前記部材を、円柱形状の上部構造と、前記凹部が形成される下部構造とが接続された構造とし、
前記上部構造の側面を、前記凹部が前記ステージに嵌合されたときに、前記ステージの側面に平行となる円柱面とし、
前記下部構造の前記上部構造側の面を、前記上部構造の側面に垂直でかつ該側面の外側に突出して延在する面にしてあること
を特徴とする位置合せ用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエハ処理を行う半導体製造装置における、ウエハ押え具の位置合せに使用される位置合せ用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のエッチング装置（エッチャ）のエッチング室内の要部構成を示す断面図である。図中、断面を表すハッチングは省略してある。図７は、図６に示す構成をウエハ１４の上面側から示した平面図である。図６に示した断面は図７のＩ−Ｉ線の位置の断面に相当する。ただし、図６中の台座２２が図７では省略されている。
【０００３】
図６に示すように、板状のサセプタ１０にはテーパ状の凹部１０ａが形成されている。この凹部１０ａの底部中央には開口１０ｂが形成されており、この開口１０ｂ内に電極１２が設けられている。電極１２の上部は開口１０ｂの上方に突き出ている。電極１２の上面はサセプタ１０の上面よりも低い位置にある。ウエハ１４を電極１２上に載せると、ウエハ１４の周りはサセプタ１０の凹部１０ａ面により囲まれる。
【０００４】
また、図７に示すように、サセプタ１０の周囲に略円筒形状のホルダ１８が設けられている。このホルダ１８の内面に沿って十数個のウエハ押え具１６が配置されている。ウエハ押え具１６それぞれは、ウエハ押え具固定ネジ２０でもってホルダ１８に固定されている。各ウエハ押え具１６はホルダ１８の中心に向かって突出し、先端が図６中の下方に向かって折れ曲がっている。図６に示すようにホルダ１８は、エッチング室内に固定された台座２２に対しホルダ固定ネジ２４でもって固定される。
【０００５】
上述したサセプタ１０および電極１２は図６中の上下方向に移動可能である。ウエハ１４を電極１２上に置いた状態でサセプタ１０および電極１２を図６中の上方に向けて移動させると、ウエハ１４の上面の周縁部がウエハ押え具１６の先端に当接する。そして、ウエハ１４は上側からウエハ押え具１６により押圧され、その結果、ウエハ１４は電極１２上に固定される。
【０００６】
また、電極１２の中央には電極１２の上面から内部にかけてホール１２ａが形成されている。ホール１２ａは図６中の上下方向に延在する。ウエハ上下チャック２６がこのホール１２ａ内にホール１２ａの延在方向に移動自在な状態で収納されている。
【０００７】
図８を参照して、ウエハを電極上にセットする手順につき説明する。あらかじめサセプタ１０および電極１２を台座２２から離間する向き、すなわち図８中の下方に移動させておく。まず、不図示のウエハ搬送手段によりウエハ１４がエッチング室に搬入され、電極１２上方に運ばれる。続いて、電極１２中のウエハ上下チャック２６がウエハ１４に向かって上昇する。そして、ウエハ１４の下面がウエハ上下チャック２６の上端に吸着される。ウエハ吸着後、ウエハ上下チャック２６は元の位置にまで下降して、ウエハ１４が電極１２上に載置される。続いて、ウエハ１４の上面がウエハ押え具１６に当接されるまで、サセプタ１０および電極１２が上昇する。この結果、ウエハ１４が電極１２上に固定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置ではウエハが電極にセットされる際に、ウエハ搬送手段の搬送精度があまり良好ではないため、ウエハが所定の位置からずれた状態でセットされてしまうおそれがある。この状態でウエハ押え具をウエハに当接させると、ウエハにかかる圧力が不均一になり、ウエハが割れてしまう。
【０００９】
また、メンテナンス時にはホルダを台座から取り外すので、再度セットする際にはウエハ押え具の位置合せを行う必要がある。そのため、ウエハ押え具固定ネジ２０が挿入される穴（ウエハ押え具１６に開けられた穴）と、ホルダ固定ネジ２４が挿入される穴（台座２２に開けられた穴）とにそれぞれ遊びを設けてある。すなわち、穴の径をネジの径よりも大きくしてある。この遊びを利用して、すべてのウエハ押え具１６がウエハ上の所定の位置に当接するように調整が行われる。しかし、この調整は比較的困難であり、少しでもずれが生じるとやはりウエハは割れてしまう。
【００１０】
したがって、従来より、メンテナンス時におけるウエハ押え具の位置合せを容易にする位置合せ用治具の出現が望まれていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この出願に係る発明の位置合せ用治具によれば、ウエハの周縁部が外側にはみ出た状態で載置される上面を有した円柱形状のステージと、このステージ上に載置されるウエハの周縁部に、このウエハの上面側から当接するウエハ押え具とを備えた半導体製造装置にて、ウエハ押え具の位置合せに使用される治具であって、ステージの上部に嵌合される凹部が形成された部材をもって構成され、この部材の側面の形状を、凹部がステージに嵌合された状態でウエハ押え具の配置位置を指定する形状にしてあることを特徴とする。
【００１７】
したがって、上述の治具をステージ上に置けばウエハ押え具の位置合せを容易かつ正確に行うことができる。
【００１９】
また、この発明の位置合せ用治具の好適例によれば、部材の側面の形状を、凹部がステージに嵌合されたときに、この部材の側面にウエハ押え具の側面を当接させることで当該ウエハ押え具の位置合せが行われる形状にしてある。
【００２０】
例えば、部材の側面を、凹部がステージに嵌合されたときに、ステージの側面に平行となる円柱面にしてあると好適である。
【００２１】
この構成によれば、ウエハの主面方向に関するウエハ押え具の位置合せが容易に行える。
【００２２】
また、この発明の位置合せ用治具の他の好適例によれば、部材の側面の形状を、凹部がステージに嵌合されたときに、この部材の側面にウエハ押え具の側面および底面を当接させることで当該ウエハ押え具の位置合せが行われる形状にしてある。
【００２３】
例えば、部材を、円柱形状の上部構造と、凹部が形成される下部構造とが接続された構造とし、上部構造の側面を、凹部がステージに嵌合されたときに、ステージの側面に平行となる円柱面とし、下部構造の上部構造側の面を、上部構造の側面に垂直でかつこの側面の外側に突出して延在する面にするのが良い。
【００２４】
この構成によれば、ウエハの主面方向のみならず、ウエハの主面に垂直な方向に関してもウエハ押え具の位置合せが容易に行える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態及び参考例につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に形状、大きさおよび配置関係を概略的に示すものに他ならない。よって、この発明は、図示例のみに限定されることはない。
【００２６】
エッチング装置のように、ウエハ処理を行う半導体製造装置では、真空排気された処理室の内部でウエハを支持するサセプタなどのウエハ支持体が必要とされる。すでに説明したように、ウエハをウエハ支持体上にセットする際には、ウエハが比較的高い精度で所定の位置に設置されなければならない。
【００２７】
第１の参考例では、ウエハのセットが良好な位置精度をもって行えるウエハ支持体の構造について説明する。続く第２の参考例では、ウエハ押え具の位置合せの手間を軽減するホルダおよび台座の構成について説明する。さらに、第１および第２の実施の形態では、ウエハ押え具の位置合せの際に用いて好適な治具につき説明する。なお、各実施の形態及び参考例ではエッチング装置を例にして説明を行う。
【００２８】
［第１の参考例］
図１は、第１の参考例のエッチング装置のエッチング室内の要部構成を示す断面図である。図中、断面を表すハッチングは省略してある。図１に示す構成をウエハ１４の上面側から見た様子は、図２に示した平面図の通りである。図１に示した断面は図２のＩ−Ｉ線の位置の断面に相当する。ただし、図１中の台座２２が図２では省略されている。
【００２９】
この例のエッチング装置は、ウエハ支持体としてサセプタ２８を備える。このサセプタ２８の、ウエハ１４が載置される部分にテーパ状の凹部２８ａを形成してある。そして、この凹部２８ａ内の傾斜面２８ｂを、凹部２８ａにウエハ１４が載置されたとき、ウエハ１４の縁にウエハ１４の下面側から当接する傾斜面としてある。この凹部２８ａ内の傾斜面２８ｂによりウエハ１４が所定の姿勢で支持されるようになっている。
【００３０】
図１に示すように、板状のサセプタ２８の中央には図１中の上方に向かって末広がりなテーパ状の凹部２８ａが形成されている。この凹部２８ａの底部には開口２８ｃが形成されており、この開口２８ｃ内に電極１２が設けられている。電極１２の上部は円柱形状を呈していて、この部分は開口２８ｃの上側に突き出ている。また、電極１２の上面はサセプタ２８の上面よりも低い位置にある。
【００３１】
なお、電極１２の上面の大きさはウエハ１４の大きさよりも数ｃｍ小さくしてある。これは電極１２の大きさがウエハ１４と同一またはそれ以上であると、電極１２上にウエハ１４を置いたときに、静電気によりウエハ１４が電極１２に張り付いてしまい取りづらくなるためである。
【００３２】
この構成例では、ウエハ１４をサセプタ２８の凹部２８ａ内に載せると、ウエハ１４の下面側の周縁がサセプタ２８の凹部２８ａを構成する傾斜面２８ｂに当接して、ちょうど所望の位置でウエハ１４が支持されるようになっている。このとき、ウエハ１４の主面（上面および下面）は電極１２の上面に平行になる。また、このとき、ウエハ１４の下面と電極１２の上面とは好ましくは接触した状態になる。ウエハ１４の周縁部は、電極１２の上面から外側にはみ出た状態で載置される。
【００３３】
また、図２に示すように、サセプタ２８の周囲に略円筒形状のホルダ１８が設けられている。このホルダ１８の内面に沿って十数個のウエハ押え具１６が配置されている。ウエハ押え具１６それぞれは、ウエハ押え具固定ネジ２０でもってホルダ１８に固定されている。各ウエハ押え具１６はホルダ１８の中心に向かって突出し、先端が図１中の下方に向かって折れ曲がっている。図１に示すようにホルダ１８は、エッチング室内に固定された台座２２に対しホルダ固定ネジ２４でもって固定される。なお、図１中、ホルダ１８内部のネジの様子やネジ穴等の図示を省略している。
【００３４】
上述したサセプタ２８および電極１２は図１中の上下方向に移動可能である。ウエハ１４を電極１２上に置いた状態でサセプタ２８および電極１２を図１中の上方に向けて移動させると、ウエハ１４の上面の周縁部がウエハ押え具１６の先端に当接する。そして、ウエハ１４は上側からウエハ押え具１６により押圧される。それにより、ウエハ１４は電極１２上に固定される。
【００３５】
また、電極１２の中央には電極１２の上面から内部にかけてホール１２ａが形成されている。ホール１２ａは図１中の上下方向に延在する。ウエハ上下チャック２６がこのホール１２ａ内にホール１２ａの延在方向に移動自在な状態で収納されている。
【００３６】
次に、ウエハを電極上にセットする手順につき説明する。あらかじめサセプタ２８および電極１２を台座２２から離間する向き、すなわち図１中の下方に移動させておく。まず、不図示のウエハ搬送手段によりウエハ１４がエッチング室内に搬入され、電極１２上方に運ばれる。続いて、電極１２中のウエハ上下チャック２６がウエハ１４に向かって上昇する。そして、ウエハ１４の下面がウエハ上下チャック２６の上端に吸着される。ウエハ吸着後、ウエハ上下チャック２６が元の位置にまで下降することにより、ウエハ１４がサセプタ２８の凹部２８ａ内に収容される。ウエハ１４は凹部２８ａ内の傾斜面２８ｂで支持されて静止する。続いて、ウエハ１４の上面がウエハ押え具１６に当接されるまで、サセプタ２８および電極１２が上昇する。以上の動作により、ウエハ１４は電極１２上に固定される。
【００３７】
以上説明したように、上述のサセプタ２８によれば、ウエハ１４を凹部２８ａ内に置くと、ウエハ１４は自動的にサセプタ２８上のセンターの位置にセットされる。つまり、ウエハ１４は常に同じ位置にセットされる。よって、ウエハ押え具１６の配置が適切に調整されていれば、ウエハ押え具１６をウエハ１４に当接させたときにウエハ１４にかかる圧力は常に均一となるから、ウエハが割れてしまうことがなくなる。
【００３８】
［第２の参考例］
図３は、第２の参考例のエッチング装置のエッチング室内の要部構成を示す断面図である。図中、断面を表すハッチングは省略してある。
【００３９】
また、図３に示すホルダおよび台座以外の構成要素はそれぞれ対応する図１に示したものと同じでものであるから、以下においては、これら重複する構成要素についての説明を省略する。
【００４０】
この例のエッチング装置は、ウエハ押え具１６が取り付けられる略円筒形状のホルダ３０と、このホルダ３０が取り付けられる略円筒形状の台座３２とを備えている。ホルダ３０の外側の側面には雄ネジ３０ａが形成されており、この雄ネジ３０ａが螺合される雌ネジ３２ａが台座３２の内側の側面に形成されている。したがって、ホルダ３０を台座３２に取り付ける際には、ホルダ３０の雄ネジ３０ａを台座３２の雌ネジ３２ａに螺入させれば良い。
【００４１】
このように、ホルダ３０と台座３２との間に従来あったような遊びがなくなるため、メンテナンス後の組立時にホルダ３０と台座３２との位置合せを行う必要がない。よって、ウエハ押え具１６を適切な位置に配置するためには、ホルダ３０に対するウエハ押え具１６の位置を調整するだけで良い。したがって、上述した構成によれば、ウエハ押え具１６の位置合せ時の手間が軽減されるとともに、その位置精度も向上する。第１の参考例で説明した構成と相まって、ウエハの割れ防止に有効である。
【００４２】
［第１の実施の形態］
図４は、第１の実施の形態の位置合せ用治具の構成を示す図である。図中、断面を表すハッチングは省略してある。図４（Ａ）は、位置合せ用治具使用時のエッチング室内の様子を示す断面図である。図４（Ｂ）は位置合せ用治具の上面側を示した平面図である。また、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置の断面を示す図である。図４（Ａ）に示したエッチング室内の要部構成は図１に示したものと同じである。ただし、図４（Ａ）ではウエハ上下チャック２６などの構成要素が省略されている。
【００４３】
位置合せ用治具３４は、一方の面のセンターに凹部３４ａが形成された円盤形状の部材である。この部材は、凹部３４ａ内に電極（ステージ）１２の上部を嵌合させることで、電極１２に組み合わせることができる。また、この部材の側面３４ｂは円柱面であって、凹部３４ａが電極１２に嵌合された状態で電極１２の側面に平行となる。このとき、この側面３４ｂの位置がウエハ押え具１６の配置位置を指定するようになっている。図４（Ａ）に示すように、この側面３４ｂにウエハ押え具１６の側面を当接させることで、各ウエハ押え具１６の位置合せを容易かつ正確に行える。
【００４４】
したがって、ウエハ押え具１６が取り付けられたホルダを台座に取り付ける際には、上述した位置合せ用治具３４を電極１２上にセットして、ウエハ押え具１６の先端側面を位置合せ用治具３４の側面３４ｂに当接させる。そして、この状態でホルダを台座に固定すれば良い。
【００４５】
このように、この実施の形態の治具によれば、ウエハの主面方向に関するウエハ押え具の位置合せが行える。この治具によれば、ウエハ押え具の位置合せを容易かつ正確に行え、したがって、ウエハの割れを防止できる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態の位置合せ用治具の構成を示す図である。図中、断面を表すハッチングは省略してある。図５（Ａ）は、位置合せ用治具使用時のエッチング室内の様子を示す断面図である。図５（Ｂ）は位置合せ用治具の上面側を示した平面図である。また、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置の断面を示す図である。図５（Ａ）に示したエッチング室内の要部構成は図１に示したものと同じである。ただし、図５（Ａ）ではウエハ上下チャック２６などの構成要素が省略されている。
【００４７】
位置合せ用治具３６は、径の異なる２枚の円盤部材（円柱部材）を重ね合わせた形状の部材である。ここでは、径の大きい側の円盤部材を下部構造３６ｂと称し、この下部構造３６ｂ上に接続されている径の小さい側の円盤部材を上部構造３６ｃと称する。下部構造３６ｂの、上部構造３６ｃがある側と反対側の面のセンターに凹部３６ａが形成されている。
【００４８】
この部材は、上述した凹部３６ａ内に電極（ステージ）１２の上部を嵌合させることで、電極１２に組み合わせることができる。この部材の側面は、凹部３６ａが電極１２に嵌合された状態でこの側面の位置がウエハ押え具１６の配置位置を指定する形状になっている。図５（Ａ）に示すように、この側面にウエハ押え具１６の先端側面および先端底面を当接させることで、各ウエハ押え具１６の位置合せが容易かつ正確に行われる。
【００４９】
具体的にこの部材の側面は、上部構造３６ｃの側面である第１の側面３６ｄ、下部構造３６ｂの側面である第２の側面３６ｅ、およびこれら第１および第２の側面の間を接続する第３の側面３６ｆをもって構成されている。第１および第２の側面３６ｄおよび３６ｅは互いに平行な円柱面である。第２の側面３６ｅの方が第１の側面３６ｄよりも外側に位置している。上述した第３の側面３６ｆは、第１および第２の側面３６ｄおよび３６ｅの間を接続する、これら第１および第２の側面３６ｄおよび３６ｅに垂直な平面である。第１および第２の側面３６ｄおよび３６ｅは、この部材が電極１２の上部に嵌合されたときに電極１２の側面に平行となる。
【００５０】
このように、上部構造３６ｃの側面３６ｄは、凹部３６ａが電極１２に嵌合されたときに電極１２の側面に平行となる円柱面である。また、下部構造３６ｂの上部構造３６ｃ側の面３６ｆは、上部構造３６ｃの側面３６ｄに垂直でかつこの側面３６ｄの外側に突出して延在する面になっている。つまり、部材の上部構造３６ｃ側の側面３６ｄおよび３６ｆは、図５（Ｃ）の断面でいうとＬ字形状の面を形成する。この面にウエハ押え具１６の先端を当接させることでウエハ押え具１６の位置合せが行える。
【００５１】
したがって、ウエハ押え具１６が取り付けられたホルダを台座に取り付ける際には、上述した位置合せ用治具３６を電極１２上にセットして、ウエハ押え具１６の先端側面を位置合せ用治具３６の側面３６ｄに当接させ、かつ、ウエハ押え具１６の先端底面を位置合せ用治具３６の側面３６ｆに当接させる。そして、この状態でホルダを台座に固定すれば良い。
【００５２】
このように、この実施の形態の治具によれば、ウエハの主面方向のみならず、ウエハの主面に垂直な方向に関してもウエハ押え具の位置合せが行える。この治具によれば、ウエハ押え具の位置合せを容易かつ正確に行え、したがって、ウエハの割れを防止できる。
【００５３】
参考例の半導体製造装置によれば、ウエハ支持体の、ウエハが載置される部分にテーパ状の凹部を形成してあり、この凹部にウエハが載置されたとき、凹部内の傾斜面がウエハの縁にウエハの下面側から当接して、ウエハが所定の姿勢で支持されるようになっている。
【００５４】
このように、凹部の傾斜面でウエハの縁が支持される構成にしたので、ウエハを凹部内に置くと、ウエハは自動的にウエハ支持体上の所定の位置にセットされる。したがって、ウエハの割れを防止できる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明の位置合せ用治具によれば、これをステージ上に置くことによりウエハ押え具の位置合せを容易かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の参考例のエッチング室内の構成を示す図である。
【図２】  第１の参考例のエッチング室内の構成を示す図である。
【図３】  第２の参考例のエッチング室内の構成を示す図である。
【図４】  第１の実施の形態の位置合せ用治具の構成を示す図である。
【図５】  第２の実施の形態の位置合せ用治具の構成を示す図である。
【図６】  従来のエッチング室内の構成を示す図である。
【図７】  従来のエッチング室内の構成を示す図である。
【図８】  ウエハを電極上にセットする手順の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０，２８：サセプタ
１０ａ，２８ａ：凹部
１０ｂ，２８ｃ：開口
１２：電極
１２ａ：ホール
１４：ウエハ
１６：ウエハ押え具
１８，３０：ホルダ
２０：ウエハ押え具固定ネジ
２２，３２：台座
２４：ホルダ固定ネジ
２６：ウエハ上下チャック
２８ｂ：傾斜面
３０ａ：雄ネジ
３２ａ：雌ネジ
３４，３６：位置合せ用治具
３４ａ，３６ａ：凹部
３４ｂ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ：側面
３６ｂ：下部構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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