JP2004039978A - Substrate holding device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程等において、基板を吸着保持する基板保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体や電子部品の製造工程においては、ガラス基板、シリコンウエハ、プリント基板等の各種基板が、各工程において搬送、回転等される。このような基板の搬送、回転等において基板を保持する装置としては、基板を真空吸引して吸着保持する基板保持装置が提案されている。
【0003】
このような基板保持装置は、一般に、基板の載置面に溝を設け、この溝から空気を吸引することにより、基板を載置面に吸着するものである。また、溝の形状として、直線状の溝を放射状に形成したものや(例えば、特開平7−142343号公報)、複数の同心円状の溝を形成したもの(例えば、特開平5−21584号公報)がある。この溝は、載置面の裏側に開口した排気孔と連通しており、載置面の裏側から、バキュームポンプ等によって、この排気孔を介して溝内の空気が排気され、溝内が真空状態に至る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、直線状の溝を採用した場合、その溝中を流れる空気の流速が速くなる傾向にあり、その溝上の基板の部分は、他の部分よりも冷却され易く、とりわけ、吸引開始時(吸着時)や吸引終了時(開放時)には、溝中を空気が一気に流れるため、溝上に位置する基板の一部は局部的に冷却される。
【0005】
このように基板が局部的に冷却され、基板上の温度分布に差が生じると、例えば、基板上にレジスト液やコーティング液等を塗布する工程においては、基板上の塗布液の粘度が不均一化し、均一な成膜を得られないという問題がある。
【0006】
一方、同心円状の溝を採用した場合、直線状の溝を採用した場合に比べてその溝中を流れる空気に対する抵抗が大きいため、流速はそれ程速くならず、一見すると上記問題を解決できる。しかし、同心円状の溝を採用した場合、該溝から均一に空気を排気するために、載置面の裏面には、上述した排気孔に連通し、かつ、同心円状の溝を半径方向に横断した直線状の排気溝を設けることが必要とされる。
【0007】
この直線状の排気溝も、その溝中を流れる空気の流速が速くなる傾向にあり、とりわけ吸引開始時や吸引終了時には、この排気溝を空気が一気に流れるため、やはりこの排気溝上方に位置する基板の一部は局部的に冷却されてしまう。この結果、基板上の温度分布に差が生じることとなる。
【0008】
そこで、本発明の目的は、基板を吸着するための空気の流通経路について、直線的な要素を、より減少することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
基板が載置される載置部材の載置面に溝を形成し、該溝から空気を吸引して前記基板を前記載置面に吸着する基板保持装置において、
前記溝が、
無端の溝と、
該無端の溝に一方の端部が接続され、該無端の溝から放射状に形成された複数の有端の曲形の溝と、
を有することを特徴とする基板保持装置が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態に係る基板保持装置Aの構成概略図である。基板保持装置Aは、保持する基板を回転させる機能を有し、例えば、半導体や液晶の製造工程に用いられ、基板上にレジスト液等の塗布液を供給し、基板の回転による遠心力によって基板上に均一に塗布液の液膜を生成する、いわゆるスピンコータである。本実施形態では、この形式の基板保持装置を例に挙げて説明するが、本発明は、例えば、基板の搬送等における基板の保持にも適用できることはいうまでもない。
【0011】
図1において、吸着パッド1は、基板Bが載置される載置面10を有する載置部材である。吸着パッド1の載置面10には、溝11a及び11bが形成されており、これらの溝11a及び11bは、孔11cを介して吸着パッド1の裏面12に設けられた凹部11dに連通している。基板Bは、溝11a及び11bから空気を吸引することにより真空吸着されて保持される。吸着パッド1の詳細は後述する。
【0012】
吸着パッド1の裏面12には、円形平板状の補強板2が吸着パッド1の裏面12に対して密封状態で固定されている。補強板2は、その中心部に孔2aを有し、また、フランジ3を介してスピンドル4の上端部に固定されている。フランジ3もまた、その中心部に孔3aが設けられており、孔2aと連通している。
【0013】
スピンドル4の下端部はモータ5に接続されており、モータ5の回転により回転する。このスピンドル4の回転により、吸着パッド1、これに保持される基板B及び補強板2は、一体となって回転することになる。
【0014】
スピンドル4は、その周囲を囲包する円筒状の支持部材5の内周に設けられた上下2つの軸受け5aに回転自在に支持されている。また、支持部材5とスピンドル4との間にはシール部5bが設けられており、支持部材5の内周面とスピンドル4の外周面とで画定される環状の空間5cが略気密に構成されている。
【0015】
支持部材5には、その外周面から空間5cへ貫通した孔5dが設けられており、ここにバキュームポンプ6が接続されている。一方、スピンドル4は、その上端から中間部へ向けて軸線方向に穿孔された孔4aが形成されており、この孔4aは、その下側端部において側方へ折れ曲がり空間5cに連通している。
【0016】
従って、バキュームポンプ6を作動すると、孔5d、空間5c、孔4a、3a、2a及び、吸着パッド1の凹部11d及び孔11cを介して、溝11a及び11bの空気がバキュームポンプ6に吸引され、溝11a及び11bが真空状態となって基板Bが吸着されることとなる。
【0017】
係る構成からなる基板保持装置Aは、バキュームポンプ6によって溝11a及び11bの空気を吸引して基板Bを保持する一方で、モータ5によりスピンドル4を回転させて基板Bを回転させる。そして、基板B上にノズル7から塗布液を滴下すると、これが基板B上で遠心力によって流動し、塗膜が形成されることとなる。
【0018】
次に、吸着パッド1の構成、特に、溝11a及び11bについて説明する。図2は、吸着パッド1の平面図、図3は図2の線XXに沿う吸着パッド1と補強板2の断面図である。
【0019】
吸着パッド1は、例えば、MCナイロン等の樹脂材料からなり、本実施形態では円形の平板状に形成されており、例えば、直径300乃至400mmで厚さが10mm程度である。吸着パッド1の載置面(表面)には、溝11a及び11bが設けられている。この溝11a及び11bは、例えば、幅及び深さが、それぞれ1mm程度のものが好ましい。
【0020】
溝11bは、吸着パッド1の中心部に形成され、円形の溝とすることにより無端の溝として構成されている。本実施形態では、溝11bを円形としているが、例えば、楕円形等の他の形状の無端の溝も採用することができる。
【0021】
一方、溝11aは、有端の曲形の溝として構成されており、その一方の端部が溝11bに空気が流通するように接続され、他方の端部が吸着パッド1の周縁へ向けて放射状に形成されている。本実施形態では、溝11aをいずれも同一形状で所定の曲率半径の曲形とし、更に、各溝11aを吸着パッド1の中心部回りに同方向に曲折させて渦巻き状に形成している。これにより、溝の形状を複数の同心円として構成した従来の場合と略同様に、吸着パッド1の載置面10の平面度を維持すると共に基板Bを好適に吸着できるようにしている。しかし、溝11aの形状は、円弧形状に限られず、他の非直線形状も採用可能であり、また、各溝11aの形状が異なっていてもよい。
【0022】
なお、溝11bを削除して溝11aのみで溝を構成することも可能であるが、本実施形態のように溝11aを渦巻き状に構成した場合、その中心部において溝11aが密集してしまい、その加工が容易ではない。このため、本実施形態では、溝11bを中心部に設けてこれに各溝11aを接続するようにしている。
【0023】
次に、凹部11dは吸着パッド1の裏面12の中心部に形成されており、本実施形態の場合、溝11bよりも若干大きな円形にくり抜かれている。孔11cは、溝11bから凹部11dまで貫通しており、裏面12へ開口している。この孔11cの直径は、例えば、1mm程度が好ましい。この孔11cは、バキュームポンプ6により、溝11a及び11bから吸引される空気の流通経路を形成している。
【0024】
本実施形態の場合、この孔11cを溝11bにのみ連通するようにしている。これは、溝11aが溝11bに接続されているため、溝11aに孔11cを直接連通するようにしなくても、溝11bを介して溝11aから空気の吸引が可能であるためである。すなわち、本実施形態では、溝11aからの空気の吸引のために、溝11bにのみ孔11cを連通するようにすれば足りる。なお、本実施形態の場合、溝11aからより効率よく空気を吸引するために、孔11cを溝11aと溝11bとの各接続部分とに配置しているが、孔11cの配置や数はこれに限られない。
【0025】
係る構成からなる吸着パッド1では、溝11a及び11bを上記の通り構成することで、吸着用の溝として直線形状の要素がなくなるので、溝中を流れる空気の流速が速くなることを抑制することができ、基板Bの一部が局部的に冷却されることを防止することが可能となる。
【0026】
また、溝11aを溝11bに接続することにより、両者で空気の流通が可能となる。従って、孔11cや凹部11cといった、溝11a及び11bから空気を吸引するための流通経路(排気経路)を、吸着パッド1の全体に渡って設ける必要がなく、溝11bに対応して設ければ足りる。従って、排気経路の面積をより小さく設計することが可能であり、直線的な要素を全く排除することができるか、少なくとも従来よりも大きく減少することが可能となる。このため、吸着用の溝のみならず排気経路の形状に起因する空気の流速の高速化を抑制し、基板Bの一部が局部的に冷却されることも防止することが可能となる。
【0027】
<他の実施形態形態>
上記実施形態では、溝11bを単円としたが、これを複数の同心円とし、最外周の溝に溝11aを接続するように構成することも可能である。図4乃至図6は、この例を示しており、図4は、吸着パッド101の平面図、図5は、吸着パッド101の底面図、図6は、図4の線YYに沿う吸着パッド101と補強板2の断面図である。
【0028】
吸着パッド101は、溝111bを同心円にした点と凹部111dの形状の点で吸着パッド1と異なるが、他の構成は吸着パッド1と同様であり、基板Bが載置される載置面(110)、裏面(112)、渦巻き状の溝(111a)、孔(111c)を有する。
【0029】
円形状の溝111bは、吸着パッド101の中心部に3つ設けられており、それぞれ同心で直径が異なっている。そして、最外周の溝111bにのみ溝111aが接続されるようにしている。このように中心部の溝を同心円とすることで、中心部の吸着力を向上させ、また、載置面110の平面度を向上することができる。
【0030】
本実施形態の場合、図5に示すとおり、吸着パッド101の裏面112に設けられた凹部111dは孔111cを介して各溝111bとの空気の流通を可能とするため、中心の円形部から放射状に伸びる直線部分を含む構成としているが、この直線部分は、吸着用の溝として同心円のみを採用した場合と比べて、吸着パッド101全体に延在させる必要がなく、その長さが短くて済む。従って、従来の基板保持装置よりも排気経路として直線的な要素を大きく減少することが可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上述べてきたとおり、本発明によれば、基板を吸着するための空気の流通経路について、直線的な要素を、より減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る基板保持装置Aの構成概略図である。
【図2】吸着パッド1の平面図である。
【図3】図2の線XXに沿う吸着パッド1と補強板2の断面図である。
【図4】吸着パッド101の平面図である。
【図5】吸着パッド101の底面図である。
【図6】図4の線YYに沿う吸着パッド101と補強板2の断面図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate holding device that holds a substrate by suction in a semiconductor manufacturing process or the like.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor or an electronic component, various substrates such as a glass substrate, a silicon wafer, and a printed board are transported and rotated in each process. As an apparatus for holding a substrate during such transfer, rotation, and the like of the substrate, a substrate holding apparatus that suctions and holds the substrate by vacuum has been proposed.
[0003]
Generally, such a substrate holding device is provided with a groove on a mounting surface of a substrate, and sucks air from the groove to adsorb the substrate to the mounting surface. Further, as the shape of the groove, a groove in which a linear groove is formed radially (for example, JP-A-7-142343) or a groove in which a plurality of concentric grooves are formed (for example, JP-A-5-21584) ). The groove communicates with an exhaust hole opened on the back side of the mounting surface, and the air in the groove is exhausted from the back side of the mounting surface through the exhaust hole by a vacuum pump or the like, and the inside of the groove is evacuated. To the state.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a linear groove is employed, the flow velocity of air flowing through the groove tends to be higher, and the portion of the substrate on the groove is more likely to be cooled than other portions, and particularly at the start of suction (at the start of suction). At the time of) or at the end of suction (at the time of opening), since air flows in the groove at a stretch, a part of the substrate located on the groove is locally cooled.
[0005]
As described above, when the substrate is locally cooled and a difference occurs in the temperature distribution on the substrate, for example, in a process of applying a resist liquid or a coating liquid on the substrate, the viscosity of the coating liquid on the substrate becomes uneven. And there is a problem that a uniform film cannot be obtained.
[0006]
On the other hand, when the concentric grooves are used, the resistance to the air flowing through the grooves is greater than when the linear grooves are used, so that the flow velocity is not so high. At a glance, the above problem can be solved. However, when a concentric groove is used, the back surface of the mounting surface communicates with the above-described exhaust hole and traverses the concentric groove in the radial direction in order to uniformly exhaust air from the groove. It is necessary to provide a straight linear exhaust groove.
[0007]
This linear exhaust groove also tends to increase the flow velocity of the air flowing through the groove, and especially at the start of suction and at the end of suction, air flows through the exhaust groove at a stretch, so that it is also located above the exhaust groove. Part of the substrate is locally cooled. As a result, a difference occurs in the temperature distribution on the substrate.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to further reduce linear elements in a flow path of air for adsorbing a substrate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention,
In a substrate holding device that forms a groove on a mounting surface of a mounting member on which a substrate is mounted and sucks air from the groove to suck the substrate onto the mounting surface,
Said groove,
With endless grooves,
One end is connected to the endless groove, and a plurality of end-shaped curved grooves formed radially from the endless groove;
And a substrate holding device characterized by having:
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate holding device A according to an embodiment of the present invention. The substrate holding device A has a function of rotating a substrate to be held. For example, the substrate holding device A is used in a semiconductor or liquid crystal manufacturing process, supplies a coating solution such as a resist solution onto the substrate, and applies This is a so-called spin coater that uniformly forms a liquid film of the coating liquid on the top. In the present embodiment, this type of substrate holding apparatus will be described as an example. However, it is needless to say that the present invention can be applied to, for example, holding of a substrate in transporting the substrate.
[0011]
In FIG. 1, the suction pad 1 is a mounting member having a
[0012]
A circular flat reinforcing
[0013]
The lower end of the spindle 4 is connected to the
[0014]
The spindle 4 is rotatably supported by upper and
[0015]
The
[0016]
Therefore, when the
[0017]
The substrate holding device A having such a configuration holds the substrate B by suctioning the air in the
[0018]
Next, the configuration of the suction pad 1, particularly, the
[0019]
The suction pad 1 is made of, for example, a resin material such as MC nylon, and is formed in a circular plate shape in the present embodiment, and has a diameter of, for example, 300 to 400 mm and a thickness of about 10 mm.
[0020]
The groove 11b is formed at the center of the suction pad 1, and is configured as an endless groove by forming a circular groove. In the present embodiment, the groove 11b is circular. However, for example, an endless groove having another shape such as an elliptical shape may be employed.
[0021]
On the other hand, the
[0022]
Although it is possible to form the groove only by the
[0023]
Next, the
[0024]
In the case of the present embodiment, the
[0025]
In the suction pad 1 having such a configuration, since the
[0026]
In addition, by connecting the
[0027]
<Other embodiments>
In the above embodiment, the groove 11b is a single circle. However, the groove 11b may be a plurality of concentric circles, and the
[0028]
The
[0029]
Three
[0030]
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the number of linear elements in the air flow path for adsorbing the substrate can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate holding device A according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the suction pad 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the suction pad 1 and the reinforcing
4 is a plan view of the
5 is a bottom view of the
6 is a cross-sectional view of the
Claims (5)
前記溝が、
無端の溝と、
該無端の溝に一方の端部が接続され、該無端の溝から放射状に形成された複数の有端の曲形の溝と、
を有することを特徴とする基板保持装置。In a substrate holding device that forms a groove on a mounting surface of a mounting member on which a substrate is mounted and sucks air from the groove to suck the substrate onto the mounting surface,
Said groove,
With endless grooves,
One end is connected to the endless groove, and a plurality of end-shaped curved grooves formed radially from the endless groove;
A substrate holding device comprising:
前記曲形の溝の前記一方の端部は、最外周の前記円形の溝に接続されたことを特徴とする請求項2に記載の基板保持装置。A plurality of the circular grooves are provided concentrically,
The substrate holding device according to claim 2, wherein the one end of the curved groove is connected to the outermost circular groove.
前記溝から空気を吸引するための空気の流通経路を形成する孔であって、前記載置部材の前記裏面に開口すると共に前記無端の溝にのみ連通する孔を有することを特徴とする請求項1に記載の基板保持装置。The placing member has a placing surface and a back surface thereof,
A hole forming an air flow path for sucking air from the groove, the hole having an opening on the back surface of the mounting member and communicating only with the endless groove. 2. The substrate holding device according to 1.
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