(57)【要約】【課題】本発明はウェハ装着装置に関し、一つのホルダ本体で大きいウェハと小さいウェハを装着でき、しかもそれぞれのウェハの面の高さが同じになるようにして焦点合わせを不要にしたウェハ装着装置を提供することを目的としている。【解決手段】その平面に大きいサイズのウェハの位置決め用ピン４を設けたホルダ本体２と、該ホルダ本体２の中心穴内を上下に移動可能な上下動テーブルであって、その面に小さいサイズのウェハの位置決め用のピンと大きいサイズのウェハを載せるためのピンを設けた上下動テーブル３’と、ウェハを前記２つの位置決めピンに押しつけるための移動式固定ピン５と、該移動式固定ピン５の下部にこれと垂直に取り付けられた部材２０と、該部材２０の所定の位置に取り付けられた小さいサイズウェハの縦方向の位置決めを行なうためのシャフト１０と、を設けて構成される。【選択図】図１
2009272362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その平面に大きいサイズのウェハの位置決め用ピンを設けたホルダ本体と、
該ホルダ本体の中心穴内を上下に移動可能な上下動テーブルであって、その面に大きいサイズよりも小さいサイズのウェハの位置決め用のピンと大きいサイズのウェハを載せるためのピンを設けた上下動テーブルと、
ウェハを前記位置決めピンに押しつけるための移動式固定ピンと、
該移動式固定ピンの下部にこれと垂直に取り付けられた部材と、
該部材の所定の位置に取り付けられた小さいサイズウェハの縦方向の位置決めを行なうためのシャフトと、
を設けたことを特徴とするウェハ装着装置。
【請求項２】
前記大きいサイズのウェハを装着する時は、前記移動式固定ピンとホルダ本体に設けた位置決め用ピンでウェハが固定されることを特徴とする請求項１記載のウェハ装着装置。
【請求項３】
前記小さいサイズのウェハを装着する時は、前記移動式固定ピンと前記上下動テーブルに設けた位置決め用ピンでウェハが固定されることを特徴とする請求項１記載のウェハ装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子顕微鏡等で用いられるウェハ装着装置に関し、更に詳しくは複数の大きさの異なるウェハのＺ軸上の面の高さを一定にすることができるウェハ装着装置に関する。具体的には、複数種類の大きさのシリコンウェハを保持し、ＳＥＭ等で観察する時に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）等では、試料室内にシリコンウェハ等の試料を配置し、電子ビームで該試料を２次元走査し、その時試料から放出される２次電子又は反射電子を検出し、これら検出された信号を元に画像化してＳＥＭに付属のディスプレイに表示することが行なわれる。必要に応じて、シリコンウェハは取り替えることが行なわれる。
【０００３】
図５は大きいウェハを装着した状態を示す図、図６は小さいウェハを装着した状態を示す図である。図５について説明する。図において、１は試料としてのウェハ、２は該ウェハ１を装着するホルダ本体、３はウェハ１をホルダ本体２に装着する時に用いられる上下動テーブルである。４はウェハ１を位置決めするための位置決めピン（ピン１）、５はウェハ１を位置決めピン４に押しつけてウェハ１を固定するための移動式固定ピンである。このような構成により、ウェハ１は位置決めピン４と移動式固定ピン５とでホルダ本体２に装着（チャッキング）される。
【０００４】
図６について説明する。図６は小さいウェハを装着した状態を示している。図５と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１’は試料としてのウェハ、２は該ウェハ１’を装着するホルダ本体、３はウェハ１’をホルダ本体２に装着する時に用いられる上下動テーブルである。６はウェハ１’を位置決めするための位置決めピン（ピン２）、５はウェハ１を位置決めピン６に押しつけてウェハ１’を固定するための移動式固定ピンである。このような構成により、ウェハ１’は位置決めピン６と移動式固定ピン５とでホルダ本体２に装着（チャッキング）される。
【０００５】
図７は従来のウェハの装着手順を示す図である。
１）ウェハ無し状態
この状態では、まだウェハが無い状態である。ウェハを載せるための上下動テーブル３はホルダ本体２の底面に下がった状態である。
２）ウェハ搬送状態１
この状態では、ウェハ１が図示しない搬送機構により図の位置に搬送されてくる。この時、移動式固定ピン５は外側に移動し、上下動テーブル３は上昇を始める。
３）ウェハ搬送状態２
この状態では上下動テーブル３が上昇し、ウェハ１をその上に載せる。同時に、移動式固定ピン５が図の矢印方向（外側方向）に移動する。
４）ウェハ固定１
この状態では、上下動テーブル３がウェハ１を載せたまま下降し、ウェハ１がホルダ本体２の上に載る。同時に、移動式固定ピン５が図の矢印方向（内側方向）に移動し続ける。
５）ウェハ固定２
この状態では、移動式固定ピン５がウェハ１を位置決めピン４に押しつける。
６）ウェハ固定完了
この状態では、ウェハ１のホルダ本体２への装着が終わった状態を示す。上下動テーブル３はその役目を終えて下へ下がっている。一方、ウェハ１はホルダ本体２に装着されている。
【０００６】
従来のこの種の装置としては、駆動体を他方の側から一方の側に移動させて時、その移動中に固定ローラがウェハに接触した場合には固定ローラとノッチピンでウェハを保持し、固定ローラがウェハに接触しない場合には、更なる駆動体の移動に基づいて、固定ピンとノッチピンがホルダ本体の表面に飛び出るように構成して、固定ピンとノッチピンでウェハを保持するようにして、１つのホルダ本体で２種類のウェハを装着可能にした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−６４３３０号公報（段落００２０〜００３５、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の装置では、ウェハの種類で面内の高さが異なるという問題がある。図８は大きいウェハ１と小さいウェハ１’の装着状態を示す図である。（ａ）は大きいウェハのチャック状態を、（ｂ）は小さいウェハのチャック状態をそれぞれ示す。ウェハの種類で面内の高さが異なっていることが分かる。面内の高さが異なるということは、例えばＳＥＭや光学顕微鏡でウェハを観察する場合において、それぞれウェハサイズ毎に観察する時に、いちいち焦点合わせを行なう必要が生じ、また焦点深度が浅いＳＥＭや光学顕微鏡を使用する場合、どちらかのウェハ面の焦点が合わないという問題が起きることになる。
【０００８】
ウェハを同一面内にするためにウェハの固定ピンを図９に示すように取り付けたものとする。図９は大きいウェハと小さいウェハを共有化した場合に生じる干渉の説明図である。（ａ）は大きいウェハのチェック状態を、（ｂ）は小さいウェハのチェック状態をそれぞれ示す。（ａ）に示す大きいウェハのチェック状態において、ピンの干渉が生じ、大きいウェハを装着できないことが分かる。即ち、小さいウェハを装着する時の位置決めピン７が大きいウェハを装着する時に干渉して、装着できないことを示している。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、一つのホルダ本体で大きいウェハと小さいウェハを装着でき、しかもそれぞれのウェハの面の高さが同じになるようにして焦点合わせを不要にしたウェハ装着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）請求項１記載の発明は、その平面に大きいサイズのウェハの位置決め用ピンを設けたホルダ本体と、該ホルダ本体の中心穴内を上下に移動可能な上下動テーブルであって、その面に小さいサイズのウェハの位置決め用のピンと大きいサイズのウェハを載せるためのピンを設けた上下動テーブルと、ウェハを前記位置決めピンに押しつけるための移動式固定ピンと、該移動式固定ピンの下部にこれと垂直に取り付けられた部材と、該部材の所定の位置に取り付けられた小さいサイズのウェハの縦方向の位置決めを行なうためのシャフトと、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
（２）請求項２記載の発明は、前記大きいサイズのウェハを装着する時は、前記移動式固定ピンとホルダ本体に設けた位置決め用ピンでウェハが固定されることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記小さいサイズのウェハを装着する時は、前記移動式固定ピンと前記上下動テーブルに設けた位置決め用ピンでウェハが固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
（１）請求項１記載の発明によれば、上下動テーブルに小さいウェハを位置決めするための位置決めピンを設けることと、移動式固定ピンに沿って小さいウェハが下方に下がることを防止するための可動ローラ（シャフト）とを設けたので、大きいサイズのウェハの装着状態における面の高さと、小さいサイズのウェハの装着状態における面の高さを同じにできるので、ウェハの交換の際にその都度焦点合わせを行なうことが不要になる。
【００１３】
（２）請求項２記載の発明によれば、大きいウェハを確実にホルダ本体に装着することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、小さいウェハを確実にホルダ本体に装着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の構成例を示す図である。図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。本発明の特徴は、上下動テーブルに小さいウェハを固定するための機能を付加したことである。（ａ）はウェハが無い状態を、（ｂ）はウェハを交換する状態をそれぞれ示している。図において、２はホルダ本体、３’は小さいウェハを固定するための機能（図の場合は位置決めピン）が付加された上下動テーブルである。該上下動テーブル３’はリニアガイド（図示せず）により、除々に上下方向に移動することができるようになっている。
【００１５】
４は大きいウェハの位置決めピン、５は移動式固定ピンである。１１は小さいウェハ用位置決めピン、１２は大きいウェハを置くためのピンである。１０は上下動テーブル３’の高さを２段階にするためのシャフトで、ローラが付いている。ウェハを交換する時に（ｂ）に示すように上下動テーブル３’が図に示すように上方に移動する。２０は移動式固定ピン５の下部にこれと垂直に取り付けられた部材である。前記シャフト１０は該部材２０に取り付けられている。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１６】
図２は本発明による大きいウェハ装着手順を示す図である。以下、この手順に沿って、本発明の動作を説明する。
１）ウェハ無しの状態
この状態はウェハ無しの状態を示している。上下動テーブル３’は、シャフト１０により規制された位置にまで下がっている。
２）ウェハ搬送状態１
この状態では、ウェハ搬送機構（図示せず）により大きいウェハ１が装置の上方まで搬送されてきている。この時、上下動テーブル３’は図の矢印方向（上方向）に移動を開始し、移動式固定ピン５は図の矢印方向に移動を開始する。
３）ウェハ搬送状態２
この状態では、大きいウェハ１が上下動テーブル３’に載せられた状態を示している。
４）ウェハ下降中
ウェハ１が上下動テーブル３’に載せられると、該上下動テーブル３’は図の矢印方向（下方向）に移動を開始する。この時、移動式固定ピン５はそれまでと反対向きに移動を開始する。
５）ウェハがホルダに接地
上下動テーブル３’の下降によりウェハ１がホルダ本体２上のピン１７，１８の位置まで下がると、ウェハ１はピン１７，１８の上に載置される。
６）ウェハを位置決めピンに押し付け
５）に示す状態になったら、移動式固定ピン５は図の矢印方向にウェハ１を押し付け、該ウェハ１は位置決めピン４で位置決めされる。この場合において、位置決め用可動ローラ１０はウェハ１に接触した状態で停止し、押し上げピン（シャフト）１０は図の位置で停止し、上下動テーブル３’は完全に下降し、ホルダ本体２の底面まで下がって停止する。
【００１７】
次に小さいウェハの装着手順について説明する。図３は本発明による小さいウェハ装着手順を示す図である。以下、この手順に沿って、本発明の動作を説明する。図２と同一のものは、同一の符号を付して説明する。
１）ウェハ無しの状態
この状態はウェハ無しの状態を示している。上下動テーブル３’は、シャフト１０により規制された位置にまで下がっている。
２）ウェハ搬送状態１
この状態は、図示しないウェハ搬送機構（図示せず）で小さいウェハ１’が装置の上まで搬送されてきた状態を示している。
３）ウェハ搬送状態２
この状態は、上下動テーブル３’が矢印の向きに上昇し、ウェハ１’をその上に載置した状態を示している。移動式固定ピン５は図の矢印方向へ移動を開始する。
４）ウェハ下降中
この状態は、ウェハ１’を載せた上下動テーブル３’が図の矢印方向（下向き）に下降している状態を示す。同時に、移動式固定ピン５はそれまでと反対向きに移動を開始する。
５）可動ローラが小さいウェハをチャック
この場合は、上下動テーブル３’がシャフト（可動ローラ）１０のＡ点が上下動テーブル３’の下に潜り込む。従って、ウェハ１’はＡ点で規制され、Ａ点と接触した位置より下には下がらない。
６）装置へのウェハの装着
この状態では、上下動テーブル３’はＡ点によって下には下がらず、大きいウェハ１の面と同一となる。そして、ウェハ１’は移動式固定ピン５により、図の矢印方向に移動させられ、位置決めピン１１により位置決めされる。
７）チャック完了
ウェハ１’が移動式固定ピン５と位置決めピン１１により固定され、位置決めが終了する（チャック完了）。
【００１８】
図４は本発明による大きいウェハと小さいウェハの装着状態を示す図である。（ａ）は大きいウェハ１の装着状態を、（ｂ）は小さいウェハ１’の装着状態を示す図である。図より明らかなように、大きいウェハ１と小さいウェハ１’の表面高さは一致している。従って、上下動テーブルに小さいウェハを位置決めするための位置決めピンを設けることと、移動式固定ピンに沿って小さいウェハが下方に下がることを防止するための可動ローラとを設けたので、大きいサイズのウェハの装着状態における面の高さと、小さいサイズのウェハの装着状態における面の高さを同じにできるので、ウェハの交換の際にその都度焦点合わせを行なうことが不要になる。
【００１９】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、一つのホルダ本体で大きいウェハと小さいウェハを装着でき、しかもそれぞれのウェハの面の高さが同じになるようにして焦点合わせを不要にしたウェハ装着装置を提供することができ、実用上の効果が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の構成例を示す図である。
【図２】本発明による大きいウェハの装着手順を示す図である。
【図３】本発明による小さいウェハの装着手順を示す図である。
【図４】本発明による大きいウェハと小さいウェハの装着状態を示す図である。
【図５】従来の大きいウェハを装着した状態を示す図である。
【図６】従来の小さいウェハを装着した状態を示す図である。
【図７】従来のウェハの装着手順を示す図である。
【図８】大きいウェハと小さいウェハの装着状態を示す図である。
【図９】大きいウェハと小さいウェハを共用化した場合における干渉の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ホルダ本体
３’  上下動テーブル
４    大きいウェハの位置決めピン
５    移動式固定ピン
１０  シャフト
１１  小さいウェハの位置決めピン
１２  大きいウェハを置くためのピン
【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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【図９】
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