JP2001009347A - 基板保持装置 - Google Patents

基板保持装置

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JP2001009347A JP18474799A JP18474799A JP2001009347A JP 2001009347 A JP2001009347 A JP 2001009347A JP 18474799 A JP18474799 A JP 18474799A JP 18474799 A JP18474799 A JP 18474799A JP 2001009347 A JP2001009347 A JP 2001009347A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は半導体製造における基板を保持して所
定の処理を行う際に使用される基板保持装置に関し、基
板に塗布される液材に対する側部端面、裏面へのシール
性の向上を図り、液材の基板表面への液材塗布均一性の
向上を図ることを目的とする。 【解決手段】本発明の基板保持装置21は、保持駆動手
段39、伝達手段25、回動手段26により回動される
載置保持手段(保持台29、可動体33、可動伝達部材
32等)が備える保持部35の可動部材35Aがフォト
マスク36の外側方向に移動可能で当該フォトマスク3
6を側部全周に当接して保持させ、このときにフォトマ
スク36と各可動部材35Aとの表面が実質的同一面と
させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造におけ
る基板を保持して所定の処理を行う際に使用される基板
保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体製造においては種々の工程
で処理対象であるフォトマスク等の基板を回転させて処
理するものがあり、例えば、フォトリソグラフィ工程等
で回転される基板にレジストを塗布すること等が行われ
る。特に、レジスト塗布工程では基板を回転させてレジ
ストを均一に塗布させることが要請されていると共に、
当該レジストの基板裏面への回り込みの防止が要請され
ている。
【0003】そこで、図11に、従来の基板保持装置の
概念図を示す。図11(A)に示す基板保持装置は、固
定台11に図示しない吸着装置が設けられており、この
固定台11上には皿状の載置台12が設けられる。この
載置台12は吸着装置より固定台11を介して連通され
る。そして、上記載置台12上に基板13が載置され
る。このとき、基板13と載置台12との間には上記吸
着装置と連通した密封された空間が形成される。そし
て、吸着装置により吸引することで上記空間が略真空状
態となって基板13が吸着固定されるものである。この
状態で固定台11が図示しないモータによって回転さ
れ、ノズル14より基板13上にレジスト等の処理材が
塗布されるものである。
【0004】また、図11(B)に示す基板保持装置
は、円筒状の保持台15が回転台16上に設けられたも
ので、当該保持台15の上部内側には基板13を載置さ
せるための段差が形成される。そして、保持台15の内
側段差上に基板13を載置させ、図示しないモータによ
って回転させながらノズル14より基板13上にレジス
ト等の処理材が塗布されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
(A)に示す基板保持装置は、基板回転に耐えうる吸引
力で基板13を固定することから、当該基板13の反り
を防止するためには載置台12が基板裏面のある程度中
心側で当接させる必要があり、基板裏面内での接触をな
るべく避けたいという要請に沿わないという問題がある
と共に、基板13の側部端面、裏面への処理材の回り込
みが生じやすく洗浄除去のための行程が必要となるとい
う問題がある。
【0006】また、図11(B)に示す基板保持装置
は、基板13を保持台15上(段差上)に単に載置させ
るだけのもので、高速回転時に飛び出しを防止するため
に保持台15の当該基板13の側部対応部分を高くする
必要があることから、高速回転時に当該基板13の表面
エッジ(端部)部分で遠心力による回転風が生じて当該
部分で塗布した処理材が盛り上がり、塗布後に削除する
行程が必要となるという問題がある。そこで、本発明は
上記課題に鑑みなされたもので、基板に塗布される液材
に対する側部端面、裏面へのシール性の向上を図り、液
材の基板表面への液材塗布均一性の向上を図る基板保持
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決するた
めに、請求項1の発明では、半導体製造における所定の
基板を回転させて所定の液剤を塗布する処理を行う際に
使用される基板保持装置において、前記基板をその側部
全周に当接して保持するものであって、当該基板の外側
方向に移動可能で、当該基板を保持したときに当該基板
の表面と実質的同一面となる所定数の可動部材よりなる
保持部を備える載置保持手段と、前記基板の中心に対し
て鉛直方向を軸として回動自在であって、回動により前
記可動部材を移動させる回動手段と、前記回動手段と係
合し、移動することで当該回動手段を回動させる伝達手
段と、前記伝達手段を移動させる保持駆動手段と、を有
する構成である。
【0008】請求項2の発明では、請求項1記載の基板
保持装置であって、前記可動部材は、前記基板の側部へ
の当接部分が当該基板の厚さ方向に対して直線的又は上
部分突状の形状に形成される構成する。
【0009】請求項3〜6の発明では、請求項1又は2
記載の基板保持装置であって、前記可動部材は、前記基
板側部への当接部分の所定部分に、弾性部材が取着され
る構成とし、前記弾性部材は、前記基板の側部への当接
部分の全面に取着される構成とし、また前記基板の側部
への当接部分に、断面中空状に架設状態で取着される構
成とし、また充填可能な伸縮自在のチューブ状で取着さ
れる構成とする。
【0010】請求項7の発明では、請求項6記載の基板
保持装置であって、前記チューブ状の弾性部材は、前記
所定数の可動部材の総てに対して単一又は当該可動部材
ごとに取着される構成とする。
【0011】すなわち、基板の外側方向に移動可能な可
動部材で基板を側部全周に当接して保持させることで、
基板を高速回転でも確実に保持されて塗布される液材の
当該基板の側部端面、裏面へのシール性が向上される。
また、基板が保持されたときに基板の表面と可動部材の
表面とが実質的同一面とさせることで、基板の液材塗布
面上で回転による風切り部分がなく当該液材塗布の均一
性の向上が図られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図により説明する。図1に、本発明における第1実施
形態の基板保持装置の縦断面図を示す。また、図2に、
本発明の基板保持装置の平面構成図を示す。図1及び図
2において、基板保持装置21は、例えば半導体製造処
理における所定工程で、例えばフォトリソグラフィ技術
でフォトマスクを作製する際に行われるレジスト塗布装
置(塗布ノズル部分の図示は省略する)に適用した場合
を示したものである。図において、円筒状のハウジング
22の内壁上下で軸受23A1,23A2を介して、円
筒状のガイド手段であるガイド部材24がハウジング2
2より下方に表出状態で回転自在に取り付けられる。
【0013】また、ガイド部材24の内壁下方で円筒状
の伝達手段である伝達部材25が当該ガイド部材24と
係合状態で配置され、当該伝達部材の内壁と噛合状態
(係合状態)で円筒状の回動手段である回動部材26が
配置される。この回動部材26は上記ガイド部材24の
内壁間で軸受23B1,23B2により回動自在に取り
付けられた状態となる。なお、ガイド部材24、伝達部
材25及び回動部材26は第3図〜第5図で説明する。
そして、回動部材26内には軸受23C1,23C2を
介して中軸27が固定配置され、中軸27内に、後述の
基板(フォトマスク)の装着、排出のために昇降させる
昇降機構28が設けられ、その先端が上方円盤(後述す
る保持台)上で表出される。
【0014】上記回動部材26は、後述の図5に示すよ
うに、上方部分が円盤状のもので、この上方部分が保持
台29の開口部分で回動自在に位置される。この保持台
29は、ガイド部材24の上端に所定数のボルト30に
より取り付けられる。保持台29は、図1および図2
(A)に示すように、周縁部分に例えば4つの孔31が
形成されており、当該孔31に対応して可動伝達部材3
2が設けられる。この孔31のそれぞれは中心方向に対
して直線的(放射状)に形成される。
【0015】また、上記保持台29内には可動伝達部材
32に可動体33(後述する回動部材26の円盤部に形
成される長穴に係合する逆突起形状)が固定ピン34に
より固着され、さらに可動伝達部32上で保持部35が
備える例えば4つの可動部材35Aが上記固定ピン34
により固着されて上記孔31に対応して設けられ、当該
可動体33、可動伝達部材32、可動部材35Aとが一
体で当該孔31に沿って可動する。なお、保持台29で
あって、保持部35が位置しない近接部分に基板として
の例えば矩形状のフォトマスク36を周縁部分で載置す
るための例えば4つの載置ピン29Aが設けられる。
【0016】保持部35は、図2(B)、(C)に示す
ように、例えば4つの可動部材35Aより構成され、当
該可動部材35Aがそれぞれ当接状態の時にフォトマス
ク36の形状に対応した開口部35Bが形成される。ま
た、それぞれの可動部材35Aの開口部35B側は、上
部分が突状の形状であり、その先端面全面(一部分であ
ってもよい)に弾性部材(例えばテフロン、シリコン
等)35aがそれぞれ取着される。このそれぞれの可動
部材35Aは、上記可動体33、可動伝達部材32が移
動したときに、保持台29の中心部分(載置された場合
のフォトマスク36の中心部分)より放射方向に移動さ
れる。
【0017】また、上記それぞれの可動部材35Aは、
フォトマスク36を保持したときに、当該各可動部材3
5Aの表面とフォトマスク36の表面とが実質的同一面
となる厚さ(保持台29(載置ピン29A)に対しての
厚さ)で形成される。なお、上記保持台29、可動体3
3及び保持部35(可動部材35A)により載置保持手
段が構成される。
【0018】ここで、図3に図1におけるガイド部材の
説明図を示すと共に、図4に図1における伝達部材の説
明図を示し、図5に図1における回動部材の説明図を示
す。図3に示すガイド部材24は、図示の如く円筒形状
で上端部51に所定数のタップ孔52が形成される。そ
して、下方において、外側部分にタップ溝53が形成さ
れると共に、内壁に例えば6つの突状の係合部54が軸
と同方向に形成される。また、図4に示す伝達部材25
は、上記ガイド部材24の下方内部に位置されるもの
で、円筒形状の外側には上記係合部54と係合する係合
溝55が形成されると共に、図中破線で示される規制溝
56が形成される。この伝達部材25の内壁は、略下半
分が肉厚(内小径)の段差57が設けられて形成される
と共に、小径部分に突状の噛合部58が軸方向に対して
傾斜されて所定数形成される。
【0019】さらに、図5に示す回動部材26は、上記
伝達部材25内に位置される円筒軸59とその上端面に
固着される円盤部60とにより構成される。円筒軸59
の下方外側部分には上記伝達部材25の内壁に形成され
た噛合部58と噛合(係合)する噛合溝61が軸方向に
対して傾斜されて所定数形成される。この円筒軸59内
には上記中軸27が軸受23C1,23C2を介して位
置される(図1)。また、円盤部60は周辺部分に接線
方向より傾斜した方向の長辺を有する長穴62が所定数
(図では4つ)形成される。
【0020】そこで、図1に戻り、保持台29内におい
て、それぞれの可動体33は下部が突起形状で可動伝達
部材32、可動部材35Aを含めて固定ピン34により
固着されたもので、当該下部突起が回動部材26の円盤
部60に形成された長穴62内に位置される。すなわ
ち、回動部材26が回動することで長穴62に沿って可
動体33、可動伝達部材32及び可動部材35Aが保持
台29の中心から放射方向(長孔32Aに沿う方向)に
移動するもので、換言すれば当該可動体33が該放射方
向に移動するような傾斜で長穴62が円盤部60に形成
されるものである。
【0021】一方、伝達部材25は、内部の段差57上
にスプリング37が配置されて当該伝達部材25を下方
に付勢する。この場合、伝達部材25が下方に脱落する
のを防止するために、上記ガイド部材24の下方に規制
突部38が設けられ、当該伝達部材25の規制溝56に
係合する。また、伝達部材25の下方にはシリンダ39
が配置されており、そのピストン部39Aが上昇するこ
とで当該伝達部材25を下面から押し上げ、ピストン部
39Aの下降で当該伝達部材25がスプリング37の付
勢力で下降する。
【0022】そして、ハウジング22の下方には回転プ
ーリ40が配置され、当該回転プーリ40の下部にナッ
ト41が固着されている。このナット41にガイド部材
24下部のタップ溝53が螺着されて固定される。ま
た、回転プーリ40の近傍には回転速度を検出するため
のセンサ42が配置される。この回転プーリ40は回転
ベルト43を介して回転駆動源(例えばACサーボモー
タ)44の回転モータ用プーリ44Aに連結される。な
お、45は回転プーリ40とガイド部材24との間に介
在されるベアリングである。すなわち、回転駆動源の回
転力が回転ベルト43を介して回転プーリ40に伝達さ
れることで、ナット41、ガイド部材24(保持台2
9)、伝達部材25及び回動部材26が回転されるもの
である。
【0023】次に、図6及び図7に本発明の基板保持を
説明するための図を示す。まず、上記図1において、シ
リンダ39を駆動してピストン部39Aを上昇させるこ
とにより、伝達部材25をスプリング37の付勢力に反
発させて上昇させる。このとき、伝達部材25は、外側
の係合溝55とガイド部材24の係合部54との係合関
係でガイドされて第1の移動位置(設定したピストン部
39Aのストロークで決まる)まで上昇し、これによっ
て内壁の噛合部58と回動部材26の噛合溝61との噛
合関係で当該回動部材24を例えば平面上反時計方向に
回動させる。
【0024】上記のように回動部材26が回動すると円
盤部60の長穴62に位置した可動体33の下部突起が
当該長穴62に沿って、保持台29の中心からの放射方
向であって外側に水平移動される。すなわち、可動体3
3が外側に水平移動されることで可動伝達部材32及び
可動部材35Aが外側に水平移動される(図6(A)、
図7(A))。このとき昇降機構28が上昇し、ここに
例えばコーナエッジをハンドリングされたフォトマスク
36が搬送されて当該昇降機構28上に置かれる。この
昇降機構28が下降すると、フォトマスク36は保持台
29の載置ピン29A上に載置される。そこで、シリン
ダ39の駆動を解除すると、伝達部材25がスプリング
37の付勢力で下降し、上記規制突部38が規制溝56
の上端部分に位置されて第2の移動位置で停止する。
【0025】すなわち、伝達部材25が下降すること
で、当該伝達部材25の内壁の噛合部58と回動部材2
6の噛合溝61との関係で当該回動部材26を例えば平
面上時計方向(逆方向)に回動させる。このとき回動部
材26における円盤部60の長穴62に位置した可動体
33(可動伝達部材32、可動部材35A)の下部突起
が当該長穴62に沿って、保持台29の中心からの放射
方向であって中心側に水平移動されることで、第2の移
動位置においてフォトマスク35を側部全周と可動部材
35Aが当接して外側から保持する(図6(B)、図7
(B))。すなわち、可動部材35Aの弾性部材35a
がフォトマスク36の側部全周に略密着状態となって、
当該フォトマスク36が保持されるものである。
【0026】そして、回転駆動源(ACサーボモータ)
44を回転させることにより、回転ベルト43を介して
回転プーリ40が回転されてガイド部材24、伝達部材
25及び回動部材26が回転し、フォトマスク36が回
転される。このとき、回転駆動源44はセンサ42から
の回転検出に応じて制御されて所望の回転速度に維持さ
れる。この状態で、図示しないノズルより当該フォトマ
スク36の表面にレジストが塗布されるものである。
【0027】このように、フォトマスク36をその側部
全周で外側から可動部材35Aにより保持することか
ら、フォトマスク36の保持性が向上し、高速に回転さ
せても脱落することなく高速回転させることができ、裏
面への接触が載置ピン29Aのみで最小限に抑えられて
処理上の悪影響を回避させることができる。また、回転
時のレジスト塗布において、フォトマスク36の表面
(レジスト塗布面)と可動部材35Aの表面とが実質的
に同一面であるから、回転による風切りが防止され、当
該フォトマスク36表面のコーナ部分でレジストが縞状
となったり、盛り上がったりすることがなく、レジスト
塗布の均一性を向上させることができるものである。さ
らに、フォトマスク36が側部全周で可動部材35Aの
弾性部材35aが当接することから塗布されたレジスト
が側部端面や裏面に回り込みに対してシール性を向上さ
せることができるものである。
【0028】続いて、図8に、第1実施形態の他の形態
における部分概略図を示す。図8(A)、(B)は、保
持部35の可動部材35A−1のフォトマスク36側部
に対応する部分を上記のような突状とせずに一体面と
し、その全面(一部分であってもよい)に弾性部材(例
えばテフロン、シリコン等)35a−1を取着したもの
で、上記の場合と同様に保持性、シール性を向上させる
ことができるものである。
【0029】次に、図9に、本発明における第2実施形
態の部分概略図を示す。図9(A)、(B)は、可動部
材35Aに取着される弾性部材35a−2の形態を変え
たもので、他の構成は第1実施形態と同様である。図9
において、フォトマスク36の側部全周に当接する弾性
部材35a−2を、断面中空状に架設して形成させて取
着したもので、例えば比較的硬度のあるテフロンで形成
される。この弾性部材35a−2は、上記第1実施形態
で弾性部材35a,35a−1に例えばテフロンで形成
した場合に比べて、弾力性を増して形成することができ
るもので、フォトマスク36に対する保持性、シール性
の向上を容易に図ることができるものである。
【0030】次に、図10に、本発明における第3実施
形態の部分概略図を示す。図10(A)、(B)は、図
9(A)、(B)の弾性部材に変えて例えばシリコンで
形成されるチューブ状の弾性部材35a−3(35a−
4)を可動部材35に取着した場合を示したものであ
る。図に示す弾性部材35a−3(35a−4)は、例
えばエアを充填させてフォトマスク36に当接させたと
きに当該フォトマスク36の側部全周で密着性を向上さ
せ、保持性、シール性の向上を容易に図ることができる
ものとしたものである。
【0031】この場合、図10(C)に示すように、各
可動部材35Aごとにそれぞれ弾性部材35a−3を取
着させてもよく、また図10(D)に示すように総ての
可動部材35Aに対して単一のものとして取着させても
よい。図10(D)の場合には、各可動部材35Aが外
側に位置したときには伸長することから問題はない。な
お、上記弾性部材35a−3(35a−4)にエアを充
填する方法としては、例えば中軸27内から保持台29
の内部を通して当該弾性部材35a−3(35a−4)
に連通するエア供給ダクトなどを設け、外部のエア供給
源と回転シールジョイント等を介在させることで実現す
ることができるものである。
【0032】なお、上記実施形態において、保持固定す
る基板として矩形状のフォトマスクを用いた場合を示し
たが、これに限らず円形状のものでも適用することがで
きるものである。この場合、保持部35の可動部材35
Aで形成される開口部(35B)を基板の形状に対応さ
せた円形状とすればよい。また、基板としてフォトマス
クに限らずウエハ等においても適用することができるも
のである。さらに、フォトマスク等の基板はその用途に
よって種々の大きさがあるが、大きさに応じた回動部材
26や保持台29、保持部35(可動部材35A)等の
大きさを変更することによって、容易に対応することが
できるものである。また、上記弾性部材(35a,35
a−1,35a−2)を形成する材質は、テフロン、シ
リコンに限らず、塗布する液材に耐性のある材質であれ
ばよい。
【0033】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、保持駆動手段、伝達手段、回動手段により回動され
る載置保持手段が備える保持部の可動部材が基板の外側
方向に移動可能で当該基板を側部全周に当接して保持さ
せ、このときに基板と可動部材との表面が実質的同一面
とさせることにより、基板を高速回転でも確実に保持で
きると共に、基板に塗布される液材に対する側部端面、
裏面へのシール性を向上させ、液材の基板表面への液材
塗布均一性を向上させることができるものである。
【0034】請求項2の発明によれば、可動部材を、基
板の側部への当接部分で当該基板の厚さ方向に対して直
線的又は上部分突状の形状に形成させることにより、上
記同様に、基板に塗布される液材に対する側部端面、裏
面へのシール性の向上を図ることができる。
【0035】請求項3〜7の発明によれば、可動部材の
基板側部への当接部分に弾性部材を取着させるもので、
弾性部材が、当該当接部分の全面で取着され、又は断面
中空状に架設され、又は可動部材の総てに対して単一若
しくは可動部材ごとに充填可能で伸縮自在なチューブ状
に形成されることにより、上記同様に、基板に塗布され
る液材に対する側部端面、裏面へのシール性、保持性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1実施形態の基板保持装置の
縦断面図である。
【図2】本発明の基板保持装置の平面構成図である。
【図3】図1におけるガイド部材の説明図である。
【図4】図1における伝達部材の説明図である。
【図5】図1における回動部材の説明図である。
【図6】本発明の基板保持を説明するための図(1)で
ある。
【図7】本発明の基板保持を説明するための図(2)で
ある。
【図8】第1実施形態の他の形態を示した部分概略図で
ある。
【図9】本発明における第2実施形態の部分概略図であ
る。
【図10】本発明における第3実施形態の部分概略図で
ある。
【図11】従来の基板保持装置の概念図である。
【符号の説明】
21 基板保持装置 24 ガイド部材 25 伝達部材 26 回動部材 27 中軸 29 保持台 29A 載置ピン 32 可動伝達部材 33 可動体 34 固定ピン 35 保持部 35A 可動部材 35a 弾性部材 36 フォトマスク(基板) 39 シリンダ 39A ピストン部 43 回転ベルト 44 サーボモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F042 AA02 AA07 EB09 EB28 EB29 5F031 CA02 CA07 HA24 HA28 HA59 LA07 MA26 5F046 JA10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体製造における所定の基板を回転させ
    て所定の液剤を塗布する処理を行う際に使用される基板
    保持装置において、 前記基板をその側部全周に当接して保持するものであっ
    て、当該基板の外側方向に移動可能で、当該基板を保持
    したときに当該基板の表面と実質的同一面となる所定数
    の可動部材よりなる保持部を備える載置保持手段と、 前記基板の中心に対して鉛直方向を軸として回動自在で
    あって、回動により前記可動部材を移動させる回動手段
    と、 前記回動手段と係合し、移動することで当該回動手段を
    回動させる伝達手段と、 前記伝達手段を移動させる保持駆動手段と、 を有することを特徴とする基板保持装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の基板保持装置であって、前
    記可動部材は、前記基板の側部への当接部分が当該基板
    の厚さ方向に対して直線的又は上部分突状の形状に形成
    されることを特徴とする基板保持装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の基板保持装置であっ
    て、前記可動部材は、前記基板側部への当接部分の所定
    部分に、弾性部材が取着されることを特徴とする基板保
    持装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の基板保持装置であって、前
    記弾性部材は、前記基板の側部への当接部分の全面に取
    着されることを特徴とする保持装置。
  5. 【請求項5】請求項3記載の基板保持装置であって、前
    記弾性部材は、前記基板の側部への当接部分に、断面中
    空状に架設状態で取着されることを特徴とする基板保持
    装置。
  6. 【請求項6】請求項3記載の基板保持装置であって、前
    記弾性部材は、充填可能な伸縮自在のチューブ状で取着
    されることを特徴とする基板保持装置。
  7. 【請求項7】請求項6記載の基板保持装置であって、前
    記チューブ状の弾性部材は、前記所定数の可動部材の総
    てに対して単一又は当該可動部材ごとに取着されること
    を特徴とする基板保持装置。
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JP2011040770A (ja) * 2003-09-29 2011-02-24 Hoya Corp マスクブランク及びその製造方法、並びに転写マスクの製造方法

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