JP2014146747A - Substrate holding device and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板を回転させながらこの基板の表面に処理液を供給することにより、この基板を処理する基板処理装置に使用され、主面と平行な平面内において基板を回転可能に保持する基板保持装置およびこの基板保持装置を使用した基板処理方法に関する。 The present invention is used in a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the surface of the substrate while rotating the substrate, and holds the substrate rotatably in a plane parallel to the main surface. The present invention relates to a holding device and a substrate processing method using the substrate holding device.
半導体ウエハ等の略円形の基板を回転させながらその主面に処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置においては、その主面を水平方向に向けて保持した基板を回転させる基板保持装置が使用される。この基板保持装置は、基板の端縁と当接することにより基板を保持する複数のチャックを備えている。これら複数のチャックは、基板を保持する保持位置と、基板を搬送アーム等との間で受け渡しするための受渡位置との間を移動可能となっている。 In a substrate processing apparatus that processes a substrate by rotating a substantially circular substrate such as a semiconductor wafer while supplying the processing liquid to the main surface, the substrate that rotates the substrate that holds the main surface in a horizontal direction A holding device is used. The substrate holding device includes a plurality of chucks that hold a substrate by contacting an edge of the substrate. The plurality of chucks are movable between a holding position for holding the substrate and a delivery position for delivering the substrate to and from a transfer arm or the like.
このような基板処理装置においては、複数のチャックにより半導体ウエハを保持した状態で、この半導体ウエハに対して処理液が供給される。このとき、半導体ウエハの処理中において、複数のチャックが半導体ウエハと常に接触する位置においては、チャックと半導体ウエハとの当接部において処理液が十分に循環せずに滞留し、処理ムラが発生する場合があった。 In such a substrate processing apparatus, a processing liquid is supplied to the semiconductor wafer while the semiconductor wafer is held by a plurality of chucks. At this time, at the position where a plurality of chucks are always in contact with the semiconductor wafer during the processing of the semiconductor wafer, the processing liquid stays in the contact portion between the chuck and the semiconductor wafer without being sufficiently circulated, resulting in processing unevenness. There was a case.
特許文献1には、磁石を昇降させることにより、6本のチャッキングピンのうち、3本ずつのチャッキングピンを交互に基板をチャッキングする位置に移動させることにより、基板の表面に処理液が残留する現象を防止して、基板を均一に処理することができるスピンヘッドが開示されている。また、特許文献2には、ウエハの処理中において、複数の挟持爪を挟持位置および解放位置に反復動作させながら常にいずれかの挟持爪によってウエハを挟持するようにしたウエハの回転保持装置が開示されている。
In
特許文献1および特許文献2には、基板を保持するための保持部材のうちの一部を保持位置に移動させ、また、残りの一部を解放位置に移動させる構成が記載されている。しかし、保持部材を選択的に移動させるため、移動機構の構成が複雑となるという問題がある。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、処理液による処理中に、チャックを基板の保持位置と案内位置との間で移動させることにより、処理液の滞留を防止して基板を均一に処理することが可能な基板保持装置および基板処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. During processing with a processing liquid, the chuck is moved between the holding position and the guide position of the substrate to prevent the processing liquid from staying. An object of the present invention is to provide a substrate holding device and a substrate processing method capable of uniformly processing the substrate.
請求項1に記載の発明は、基板を回転させながら前記基板の主面に処理液を供給することにより前記基板を処理する基板処理装置に使用され、前記基板の主面と平行な平面内において前記基板を回転可能に保持する基板保持装置であって、前記基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックと、前記複数のチャックを、前記基板を保持する前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で移動させる移動機構と、前記移動機構を制御することにより、前記基板の処理中に、前記複数のチャックを、前記保持位置と前記中間位置の間で往復移動させる制御部とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、モータの駆動により回転する回転チャンバーと、固定チャンバーとをさらに備え、前記移動機構は、磁石を備え、前記回転チャンバー内に昇降可能に配設された第1昇降板と、前記複数のチャックと前記第1昇降板とに接続され、前記第1昇降板の昇降動作に伴って、前記複数のチャックを前記保持位置と、前記受渡位置と、前記中間位置との間で同期して移動させる、前記回転チャンバー内に配設された開閉機構と、磁石を備え、前記固定チャンバー内において前記第1昇降板と対向配置された第2昇降板と、前記第2昇降板を昇降させるための、前記固定チャンバー内に配設された昇降機構とを備える。
The invention according to claim 2 is the invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記複数のチャックが前記保持位置に向かう方向に前記第1昇降板を付勢するバネを備える。 A third aspect of the present invention includes the spring according to the second aspect, wherein the plurality of chucks bias the first elevating plate in a direction toward the holding position.
請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の発明において、前記複数のチャックは、鉛直方向を向く回転軸を中心に回動することにより、前記保持位置と前記受渡位置との間を移動する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second or third aspect, the plurality of chucks rotate about a rotation axis that faces in a vertical direction, so that the holding position and the delivery position are Move between.
請求項5に記載の発明は、基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックにより前記基板を保持した状態で、前記基板を前記複数のチャックとともに、前記基板の主面と平行な平面内において回転させながら前記基板に処理液を供給することにより、前記基板を処理する基板処理方法において、前記複数のチャックを、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置に配置した状態で、前記基板を搬入する搬入工程と、前記複数のチャックを前記基板を保持するための保持位置に配置させた状態で、前記基板の回転を開始する回転開始工程と、前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記複数のチャックを、前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で往復移動させる継続処理工程と、前記基板の回転を停止する回転停止工程と、前記複数のチャックを前記受渡位置に配置した状態で前記基板を搬出する搬出工程とを備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in a state where the substrate is held at a holding position for holding the substrate, the substrate is disposed so as to be opposed to the lower surface of the substrate so as to support the lower surface near the edge of the substrate, and the rotation center of the substrate A support portion extending toward the substrate and an upper surface in the vicinity of the edge of the substrate, and extending toward the rotation center of the substrate, the tip of which is arranged away from the rotation center of the substrate from the tip of the support portion In the state where the substrate is held by a plurality of chucks each including a guide portion, a processing liquid is applied to the substrate while rotating the substrate together with the plurality of chucks in a plane parallel to the main surface of the substrate. In the substrate processing method of processing the substrate by supplying the plurality of chucks, the plurality of chucks are arranged such that the leading ends of the guide portions are disposed outside the edge of the substrate, and the leading ends of the support portions are the bases. In a state where the substrate is loaded at a delivery position disposed on the inner side of the edge of the substrate, and in a state where the plurality of chucks are disposed at a holding position for holding the substrate, A rotation start step for starting rotation, a treatment liquid supply step for supplying a treatment liquid to the main surface of the substrate, the plurality of chucks, the holding position, and the tip of the guide portion on the inner side of the edge of the substrate. A continuous processing step of reciprocating between the intermediate position and the intermediate position disposed in the substrate, a rotation stopping step of stopping the rotation of the substrate, and an unloading step of unloading the substrate with the plurality of chucks disposed at the delivery position. It is characterized by comprising.
請求項1および請求項5に記載の発明によれば、基板を処理液により処理するときに、チャックを基板の保持位置と案内位置との間で移動させることにより、処理液の滞留を防止して基板を均一に処理することが可能となる。 According to the first and fifth aspects of the present invention, when the substrate is treated with the treatment liquid, the retention of the treatment liquid is prevented by moving the chuck between the holding position and the guide position of the substrate. Thus, the substrate can be processed uniformly.
請求項2に記載の発明によれば、第1昇降板の作用により複数のチャックを同期して移動させることができることから、複数のチャックにより基板を同時に保持することができ、基板が偏心して保持されることを防止することが可能となる。また、回転チャンバーと固定チャンバーの作用により、移動機構を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, since the plurality of chucks can be moved synchronously by the action of the first lifting plate, the substrate can be simultaneously held by the plurality of chucks, and the substrate is held eccentrically. It is possible to prevent this. In addition, the moving mechanism can be isolated from the atmosphere of the processing liquid by the action of the rotating chamber and the fixed chamber.
請求項3に記載の発明によれば、バネの作用により、基板をチャックによって確実に保持することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the substrate can be securely held by the chuck by the action of the spring.
請求項4に記載の発明によれば、チャックを保持位置と受渡位置の間で容易に移動させることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the chuck can be easily moved between the holding position and the delivery position.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係る基板保持装置を処理液供給ノズル10とともに示す側面概要図である。図2は、チャック11を回動させるための開閉機構を、チャック11および第1昇降板31とともに示す斜視図である。図3は、この発明の第1実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー91および固定チャンバー92を取り外して見た斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view showing a substrate holding apparatus according to a first embodiment of the present invention together with a processing liquid supply nozzle 10. FIG. 2 is a perspective view showing an opening / closing mechanism for rotating the
この基板保持装置は、基板としての半導体ウエハ100を回転させながら、この半導体ウエハ100の処理液供給ノズル10から処理液を供給して処理する基板処理装置に使用されるものであり、半導体ウエハ100を、その主面と平行な平面内において回転可能に保持するためのものである。この基板保持装置は、モータ61の駆動により回転する回転チャンバー91と、固定チャンバー92とを備える。
This substrate holding device is used in a substrate processing apparatus for supplying a processing liquid from a processing liquid supply nozzle 10 of the semiconductor wafer 100 while rotating the semiconductor wafer 100 as a substrate and processing the
回転チャンバー91には、オリフラ部分を除いて略円形の形状をなす半導体ウエハ100の端縁に当接することにより、この半導体ウエハ100を保持する6個のチャック11が配設されている。このチャック11は、回転チャンバー91に配設された鉛直方向を向く回転軸21を中心に回動することにより、後述する保持位置と、受渡位置と、中間位置との間を移動する構成となっている。
The
図1に示すように、回転チャンバー91内には、第1昇降板31が、図示を省略した昇降機構により昇降可能な状態で配設されている。この第1昇降板31は、複数のバネ35の作用により、下方向に付勢されている。この第1昇降板31の下面には、リング状の磁石33が付設されている。
As shown in FIG. 1, a first
一方、固定チャンバー92内には、第2昇降板32が、第1昇降板31と対向配置された状態で配設されている。この第2昇降板32は、案内部材64に案内されて昇降するスライダー63と、支持部材65を介して連結されている。また、この第2昇降板32は、固定チャンバー92に配設されたエアシリンダ62のシリンダロッドと連結されている。このため、第2昇降板32は、エアシリンダ62の駆動により昇降する。この第2昇降板32の上面には、第1昇降板31の下面に付設されたリング状の磁石33と反発する特性を有するリング状の磁石34が配設されている。
On the other hand, in the
このため、エアシリンダ62の駆動により固定チャンバー92内の第2昇降板32が上昇した場合には、互いに反発する磁石33、34の作用により、回転チャンバー91内の第1昇降板31も上昇する。一方、エアシリンダ62の駆動により固定チャンバー92内の第2昇降板32が下降した場合には、第1昇降板31自身の自重およびバネ35の作用により、回転チャンバー91内の第1昇降板31も下降する。
For this reason, when the 2nd raising / lowering
なお、磁石33および磁石34は、必ずしもリング状である必要はない。上述した第1昇降板31の昇降動作を実行可能であれば、複数個の磁石を第1昇降板31および第2昇降板32に配置してもよい。
Note that the
図1に示すように、第2昇降板32の昇降領域の側方には、エアシリンダ66の駆動により移動可能なストッパ67が配設されている。このストッパ67は、エアシリンダ66の駆動により、図1において実線で示す退避位置と、図1において仮想線で示す第2昇降板32との当接位置との間を移動可能となっている。このため、エアシリンダ62の駆動により昇降する第2昇降板32は、図1に示す上昇位置と、ストッパ67と当接する中間位置と、中間位置より下方の下降位置との間を昇降可能となっている。そして、この第2昇降板32の昇降動作に伴って、第1昇降板31も、上昇位置と、中間位置と、下降位置の間を往復移動することになる。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、第1昇降板31には、連結部材25を介してカム板24が配設されている。このカム板24には、斜め方向を向く孔部23が穿設されている。そして、この孔部23には、回転軸21に付設された軸22の先端が係合している。このため、第1昇降板31が昇降した場合には、斜め方向を向く孔部23および軸22の作用により、回転軸21がその軸心を中心に回転する。この回転軸21の回転に伴い、チャック11も、回転軸21の軸心を中心として回動される。そして、チャック11の回転角度位置は、第1昇降板31の高さ位置によって決定されることになる。
As shown in FIG. 2, the first elevating
このカム板24および軸22を備えたチャック11を回動させるための開閉機構は、6個のチャック11の各々について配設されている。なお、図3においては、連結部材25のみを表示し、カム板24および軸22の図示を省略している。
An opening / closing mechanism for rotating the
図4は、半導体ウエハ100とチャック11との配置を示す説明図である。なお、図4(a)はチャック11が受渡位置に配置された状態を、図4(b)はチャック11が保持位置に配置された状態を、図4(c)は、チャック11が中間位置に配置された状態を示している。
FIG. 4 is an explanatory view showing the arrangement of the
図4に示すように、チャック11は、半導体ウエハ100の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ100の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部13と、半導体ウエハ100の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部14とを備える。回転軸21から支持部13の先端までの距離は、回転軸21から案内部14の先端までの距離より大きくなっている。すなわち、このチャック11は、半導体ウエハ100を保持するための保持位置に配置された状態においては、半導体ウエハ100の回転中心に向かって延びる案内部14の先端は、半導体ウエハ100の回転中心に向かって延びる支持部13の先端より、半導体ウエハ100の回転中心から離隔した位置に配置されている。
As shown in FIG. 4, the
第1昇降板31が上述した上昇位置に移動することにより、チャック11は、図2に示す状態から所定の角度(15〜45度)回転した角度位置に回動される。このときには、回転軸21から支持部13の先端までの距離と回転軸21から案内部14の先端までの距離との差により、図4(a)に示すように、チャック11における支持部13の先端は半導体ウエハ100の端縁より内側に配置され、チャック11における案内部14の先端は半導体ウエハ100の端縁より外側に配置される。この状態においては、半導体ウエハ100はチャック11における支持部13には支持されるが、上方には移動可能となっている。チャック11が図4(a)に示す受渡位置に配置された状態においては、チャック11により支持された半導体ウエハ100を、このチャック11と図示しない搬送アーム等との間で受け渡すことが可能となる。
As the first elevating
第1昇降板31が上述した下降位置に移動することにより、チャック11は、図2に示す状態から若干(5〜10度)回転した角度位置に回動される。このときには、図4(b)に示すように、チャック11における支持部13と案内部14が半導体ウエハ100の端縁と当接する位置に配置される(すなわち、回動が停止される)。この状態においては、半導体ウエハ100はチャック11における支持部13と案内部14に当接することになる。チャック11が図4(b)に示す保持位置に配置された状態においては、半導体ウエハ100はチャック11により確実に保持される。
When the first elevating
第1昇降板31が上述した中間位置に移動した時には、チャック11は、受渡位置と図2に示す保持位置の間の角度位置に配置される。この時には、図4(c)に示すように、チャック11における支持部13の先端は半導体ウエハ100の端縁より内側に配置され、チャック11における案内部14の先端も半導体ウエハ100の端縁より内側に配置される。チャック11が図4(c)に示す中間位置に配置された状態においては、半導体ウエハ100はチャック11における支持部13に当接する位置と案内部14に当接する位置の間を移動可能となる。
When the first elevating
図5は、この発明に係る基板保持装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing a main control system of the substrate holding apparatus according to the present invention.
この基板保持装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたROM81と、制御時にデータ等が一時的にストアされるRAM82と、論理演算を実行するCPU83とを有する制御部80を備える。この制御部80は、上述した第2昇降板32を昇降するためのエアシリンダ62と、第2昇降板32の昇降位置を規制するためのエアシリンダ66と、回転チャンバー91を回転させるためのモータ61とに接続されている。チャック11の開閉動作や、回転チャンバー91の回転動作は、この制御部80により制御される。また、処理液供給ノズル10からの処理液の供給動作や、その他の処理動作も、この制御部80により制御される。
The substrate holding apparatus includes a
次に、この発明に係る基板保持装置を使用して半導体ウエハ100を処理液で処理するときの基板処理方法について説明する。図6は、この発明に係る基板保持装置を利用した基板処理方法を示すフローチャートである。
Next, a substrate processing method when processing the
半導体ウエハ100を処理するときには、最初に、半導体ウエハ100を搬入する(ステップS1)。具体的には、制御部80がエアシリンダ62を駆動することにより、第2昇降板32を上昇位置に移動させる。このときには、ストッパ67は、エアシリンダ66の駆動により、図1において実線で示す退避位置に配置されている。第2昇降板32を上昇位置に移動させることにより、互いに反発する磁石33、34の作用によって回転チャンバー91内の第1昇降板31も上昇位置に移動する。この状態においては、チャック11は、回転軸21を中心として回動し、図4(a)に示す受渡位置に配置される。そして、半導体ウエハ100が図示しない搬送アームによって、6個のチャック11上に搬送される。これにより、図4(a)に示すように、半導体ウエハ100は、その端縁がチャック11における支持部13に当接した状態で、6個のチャック11により支持される。
When processing the
次に、6個のチャック11により半導体ウエハ100を保持する(ステップS2)。具体的には、制御部80がエアシリンダ62を駆動することにより、固定チャンバー92内の第2昇降板32を下降位置に移動させる。これにより、回転チャンバー91内の第1昇降板31は、自重およびバネ35の作用により、下降位置に移動する。この状態においては、チャック11は、回転軸21を中心として回転され、図4(b)に示す保持位置に近づくように回動される。
Next, the
6個のチャック11は、軸22、カム板24および連結部材25等からなる開閉機構を介して第1昇降板31に連結されている。このため、6個のチャック11が回動するときには、第1昇降板31の昇降動作に伴って、互いに完全に同期して回動される。従って、略円形をなす半導体ウエハ100の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ100の中心を常に一定の位置(回転チャンバ91の中心)に配置することができ、半導体ウエハ100が偏心して保持されることを防止することが可能となる。そして、この時のチャック11による半導体ウエハ100の保持力は、バネ35の作用により、一定に維持される。
The six chucks 11 are connected to the first elevating
6個のチャック11による半導体ウエハ100の保持動作が完了すれば、制御部80は、モータ61を駆動させることにより、回転チャンバー91を、チャック11および半導体ウエハ100とともに回転させる(ステップS3)。
When the holding operation of the
チャック11に保持されて回転する半導体ウエハ100が所定の回転数となれば、制御部80は処理液供給ノズル10から半導体ウエハ100の主面に向けて処理液を供給する(ステップS4)。この処理液の供給動作は、一定時間で停止してもよく、後述する継続処理工程中において処理液の供給を継続してもよい。
When the
この状態において半導体ウエハ100の回転を継続して、半導体ウエハ100に対して処理液による処理を行う(ステップS5)。この時には、エアシリンダ62、66の作用により、第2昇降板32を、下降位置と中間位置との間で往復移動させる。具体的には、エアシリンダ66を駆動し、ストッパ67を当接位置に移動させる。その状態でエアシリンダ62を駆動することにより、第2昇降板32を前述のストッパ67に当接する位置まで下降させる。第1昇降板31は複数のバネ35により下方向に付勢されているため、第2昇降板32からの反発する磁力による影響が低減することで、前述の保持位置から若干下降した中間位置に保持される。このように第1昇降板31は、下降位置と中間位置との間で往復移動される。
In this state, the rotation of the
その結果、チャック11は、回転軸21を中心として回動し、図2および図4(b)に示す保持位置と、図4(c)に示す保持位置と受渡位置の中間の中間位置との間を往復移動する。このチャック11の往復移動動作は、図5に示す制御部80の制御により実行される。
As a result, the
半導体ウエハ100の処理中において、チャック11を常に図4(b)に示す保持位置に配置して半導体ウエハ100を保持し続けた場合においては、チャック11と半導体ウエハ100の当接部において処理液が十分に循環せずに滞留し、処理ムラが発生する。このため、半導体ウエハ100を処理液により処理するときに、チャック11を保持位置から中間位置に回動させることにより、チャック11が中間位置に移動した状態においてチャック11と半導体ウエハ100の当接部における処理液を置換することが可能となり、処理ムラの発生を防止することが可能となる。
During the processing of the
なお、チャック11が中間位置に配置された状態においては、半導体ウエハ100はチャック11の支持部13により下面から支持されているだけの状態になる。しかし、半導体ウエハ100は慣性により回転を継続しており、また半導体ウエハ100とチャック11の支持部13との間には摩擦力も作用するため、チャック位置が変化ことはない。また、この状態においては、半導体ウエハ100の上面は、案内部14によりガイドされ、案内されることになるから、半導体ウエハ100の回転中心が変化した場合であっても、半導体ウエハがチャック11から外れることはない。
In the state where the
チャック11を保持位置と中間位置との間で回動させるタイミングは、例えば、数秒乃至十数秒ごととすることができる。また、半導体ウエハ100を回転して処理する間にチャック11を中間位置に配置する割合を50%以上とすることにより、半導体ウエハ100を一組のチャック11によりつかみかえる場合と同様の、処理ムラの防止効果を得ることが可能となる。
The timing for rotating the
また、半導体ウエハ100を処理液により処理する場合において、この基板保持装置では磁石33を備えた第1昇降板31や、軸22、カム板24および連結部材25等からなる等を回転チャンバー91内に収納すると共に、磁石34を備えた第2昇降板32や、この第2昇降板32の昇降機構を固定チャンバー92内に収納していることから、これらの部材を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。
Further, when the
半導体ウエハ100に対する処理液を使用した処理が終了すると(ステップS6)、制御部80は処理液供給ノズル10からの処理液の供給を停止する。そして、回転チャンバー91とともに半導体ウエハ100を高速回転させ、乾燥処理を行う。半導体ウエハ100が乾燥すれば、回転チャンバー91の回転を停止する(ステップS7)。
When the processing using the processing liquid for the
この乾燥処理中においても、前述の処理液による工程と同様に、チャック11を保持位置から中間位置の間で回動させつつ、乾燥処理を行うことも可能である。これにより乾燥処理における処理ムラの防止効果を得ることが可能となる。
Even during the drying process, it is possible to perform the drying process while rotating the
ただし、半導体ウエハの回転速度を変化させる(加速、および減速)させる際には、チャック11は保持位置である必要がある。これは、半導体ウエハ100の回転速度とチャック11の回転速度との間に速度差がある場合は、半導体ウエハ100とチャック11の支持部13との間で、こすれが生じるためである。
However, when the rotation speed of the semiconductor wafer is changed (acceleration and deceleration), the
しかる後、半導体ウエハ100を搬出する(ステップS8)。具体的には、制御部80がエアシリンダ62を駆動することにより、第2昇降板32を上昇位置に移動させる。これにより、第1昇降板31も上昇位置に移動する。この状態においては、チャック11は、回転軸21を中心として回動し、図4(a)に示す受渡位置に配置される。そして、半導体ウエハ100が図示しない搬送アームによって搬出される。
Thereafter, the
以上のように、この発明に係る基板保持装置においては、6個のチャック11を完全に同期して回動させることができることから、半導体ウエハ100の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ100の中心を常に一定の位置に配置することができ、半導体ウエハ100が偏心して保持されることを防止することが可能となる。また、処理液による半導体ウエハ100の処理中、および乾燥処理中において、チャック11を図4(b)に示す保持位置と図4(c)に示す中間位置との間で往復回動させることにより、チャック11と半導体ウエハ100の当接部における処理液の滞留による処理ムラの発生を防止することが可能となる。さらに、回転チャンバー91と固定チャンバー92の作用により、磁石33、34や開閉機構および昇降機構等を処理液雰囲気下から隔離することが可能となる。
As described above, in the substrate holding device according to the present invention, since the six
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図7は、この発明の第2実施形態に係る基板保持装置の要部を、回転チャンバー91および固定チャンバー92を取り外して見た斜視図である。また、図8は、第2実施形態に係る第2昇降板37の平面図である。さらに、図9は、第2チャック12を回動させるための第2開閉機構の斜視図である。なお、上述した第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a perspective view of the main part of the substrate holding apparatus according to the second embodiment of the present invention, with the
上述した第1実施形態に係る基板保持装置においては、6個のチャック11を第1、第2昇降板31、32の作用により同期して回動させている。これに対して、この第2実施形態に係る基板保持装置においては、第1実施形態と同様の機構により3個のチャック11を第1、第2昇降板36、37の作用により同期して回動させるとともに、3個の第2チャック12を、個別の第2開閉機構を利用して個別に回動させる構成となっている。
In the substrate holding apparatus according to the first embodiment described above, the six
なお、第2チャック12は、図4に示すチャック11と同様、半導体ウエハ100の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ100の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部13と、半導体ウエハ100の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部14とを備える。この第2チャック12においても、回転軸21から支持部13の先端までの距離は、回転軸21から案内部14の先端までの距離より大きくなっている。
As in the
この第2実施形態においては、図7および図8に示すように、第2昇降板37には三箇所の凹部が形成されており、また、この第2昇降板37の上面には3個の磁石39が配設されている。また、図7に示すように、第1昇降板36にも三箇所の凹部が形成されており、また、この第1昇降板36の下面には、第2昇降板37における3個の磁石39と対向する位置に、3個の磁石38が配設されている。なお、第2昇降板37は、第1実施形態と同様、図1に示すエアシリンダ62、66の作用により、上昇位置、下降位置および中間位置への昇降動作を実行する。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the second elevating
図7においても図示は省略しているが、第1実施形態と同様のカム板24および軸22を備えたチャック11の開閉機構が、第1昇降板36と連結部材25を介して接続されている。このため、第1昇降板31と連結された3個のチャック11は、上述した第1実施形態と同様、図1に示すエアシリンダ62を駆動させることにより第2昇降板37および第1昇降板36を介して、互いに、完全に同期して回動する。
Although not shown in FIG. 7, the opening / closing mechanism of the
第1昇降板36および第2昇降板37に形成された凹部と対応する場所には、第2チャック12を回動させるための、図9に示す第2開閉機構が配設されている。なお、この第2チャック12は、回転チャンバー91における3個のチャック11の間の領域において、半導体ウエハ100の端縁に沿って配置されている。この第2チャック12は、回転チャンバー91に配設された鉛直方向を向く回転軸41を中心に回動することにより、上述したチャック11と同様の、保持位置と、受渡位置と、中間位置との間を移動する構成となっている。
A second opening / closing mechanism shown in FIG. 9 for rotating the
図9に示すように、回転チャンバー91内には、斜め方向を向く孔部43が形成されたカム板44が配設されている。このカム板44の下端部は、第1昇降部材40と連結されており、この第1昇降部材40の下面には、磁石45が付設されている。このカム板44には、案内部材49に案内されるスライダー50が配設されている。この案内部材49は、回転チャンバー91内においてこの回転チャンバー91に固定されたブラケット48に支持されている。また、カム板44には、このカム板44を下方に付勢するバネ51が付設されている。
As shown in FIG. 9, a
一方、固定チャンバー92内には、エアシリンダ52の作用により昇降する第2昇降部材47が、第1昇降部材40と対向配置された状態で配設されている。この第2昇降部材47の上面には、第1昇降部材40の下面に付設された磁石45と反発する特性を有する磁石46が配設されている。なお、この第2昇降部材47は、第1実施形態に係る第2昇降板32や第2実施形態に係る第2昇降板37と同様、図1に示すエアシリンダ66と同様の、図示を省略したストッパを有するエアシリンダと、エアシリンダ52との作用により、上昇位置と、下降位置と、中間位置との間を昇降する。ここで、図9においては、円弧状の第2昇降部材47を使用しているが、この第2昇降部材47としては、エアシリンダ52のシリンダロットと磁石46とを連結しうるものであれば、任意の形状のものを採用することが可能である。
On the other hand, a second elevating
カム板44に穿設された斜め方向を向く孔部43には、回転軸41に付設された軸42の先端が係合している。このため、第1昇降部材40が昇降した場合には、斜め方向を向く孔部43および軸42の作用により、回転軸41がその軸心を中心に回転する。この回転軸41の回転に伴い、第2チャック12も、回転軸41の軸心を中心として回動される。そして、第2チャック12の回転角度位置は、第1昇降部材40の高さ位置によって決定される。すなわち、この第2チャック12は、第1、第2昇降部材40、47が上昇位置と、下降位置と、中間位置の間を往復移動することにより、チャック11と同様、受渡位置と、保持位置と、中間位置との間を移動する。
A tip end of a
この第2実施形態に係る基板保持装置を利用して半導体ウエハ100の処理を行うときには、チャック11と第2チャック12とを同期して回動させることにより、上述した第1実施形態と同様の動作で半導体ウエハ100の処理を実行することができる。特に、半導体ウエハ100を処理液により処理する処理工程、および乾燥処理を行う工程においては、この第2チャック12とチャック11とを切り替えて保持位置に回動させることにより、チャック11および第2チャック12と、半導体ウエハ100との当接部における処理液の滞留により処理ムラが発生することを効果的に防止することが可能となる。
When the
なお、この第2実施形態に係る基板保持装置においては、第1昇降板36に連結された完全に同期して回動する3個のチャック11の作用により、略円形をなす半導体ウエハ100の直径に誤差があった場合においても、半導体ウエハ100の中心を常に一定の位置に配置することができ、半導体ウエハ100が偏心して保持されることを防止することが可能となる。そして、個別の第2開閉機構を備えた3個の第2チャック12の作用により、半導体ウエハ100の端縁の形状が真円となっていない場合においても、3個のチャック11と3個の第2チャック12の両方により、半導体ウエハ100を確実に保持することが可能となる。
In the substrate holding apparatus according to the second embodiment, the diameter of the
なお、上述した実施形態においては、チャック11および第2チャック12として、半導体ウエハ100の端縁付近の下面を支持可能に半導体ウエハ100の下面と対向配置されたテーパー面よりなる支持部13と、半導体ウエハ100の端縁付近の上面と対向配置されたテーパー面よりなる案内部14とを備えたものを使用している。しかしながら、半導体ウエハ100を支持する支持部と、半導体ウエハ100をガイドして案内する案内部とを備え、回転軸21から支持部の先端までの距離が回転軸21から案内部の先端までの距離より大きい構成であれば、その他の形状のものを使用してもよい。
In the above-described embodiment, as the
また、上述した実施形態においては、半導体ウエハ100を6個のチャックで保持する場合について説明したが、チャックは、少なくとも3個あればよい。また、このチャックを、例えば8個など、6個以上配設するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
さらに、上述した実施形態においては、チャック11が軸21を中心として回動し、第2チャック12が軸41を中心に回動する構成としているが、第1チャック11および第2チャック12を、半導体ウエハ100の中心に対して、近接または離隔する方向に移動する構成を採用してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
10 処理液供給ノズル
11 チャック
12 第2チャック
13 支持部
14 案内部
21 回転軸
22 軸
23 孔部
24 カム板
25 連結部材
31 第1昇降板
32 第2昇降板
33 磁石
34 磁石
35 バネ
36 第1昇降板
37 第2昇降板
38 磁石
39 磁石
40 第1昇降部材
41 回転軸
42 軸
43 孔部
44 カム板
45 磁石
46 磁石
47 第2昇降部材
49 案内部材
50 スライダー
51 バネ
61 モータ
62 エアシリンダ
63 スライダー
64 案内部材
66 エアシリンダ
67 ストッパ
80 制御部
91 回転チャンバー
92 固定チャンバー
100 半導体ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Process
Claims (5)
前記基板を保持するための保持位置に配置された状態において、前記基板の端縁付近の下面を支持可能に前記基板の下面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる支持部と、前記基板の端縁付近の上面と対向配置され、前記基板の回転中心に向かって延びる、その先端が前記支持部の先端より前記基板の回転中心から離隔して配置される案内部と、を各々備えた複数のチャックと、
前記複数のチャックを、前記基板を保持する前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で移動させる移動機構と、
前記移動機構を制御することにより、前記基板の処理中に、前記複数のチャックを、前記保持位置と前記中間位置の間で往復移動させる制御部と、
を備えたことを特徴とする基板保持装置。 A substrate used in a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the main surface of the substrate while rotating the substrate, and holding the substrate rotatably in a plane parallel to the main surface of the substrate A holding device,
A support portion that is disposed opposite to the lower surface of the substrate so as to be able to support the lower surface in the vicinity of the edge of the substrate and extends toward the rotation center of the substrate in a state where the substrate is held at a holding position for holding the substrate; A guide portion disposed opposite to the upper surface in the vicinity of the edge of the substrate and extending toward the center of rotation of the substrate, the tip of which is disposed apart from the center of rotation of the substrate from the tip of the support portion. A plurality of chucks, and
The plurality of chucks are arranged such that the holding position for holding the substrate and the tip of the guide portion are arranged outside the edge of the substrate, and the tip of the support portion is arranged inside the edge of the substrate. A moving mechanism that moves between a delivery position and an intermediate position in which the tip of the guide portion is arranged on the inner side of the edge of the substrate;
A controller that reciprocally moves the plurality of chucks between the holding position and the intermediate position during processing of the substrate by controlling the moving mechanism;
A substrate holding apparatus comprising:
モータの駆動により回転する回転チャンバーと、固定チャンバーとをさらに備え、
前記移動機構は、
磁石を備え、前記回転チャンバー内に昇降可能に配設された第1昇降板と、
前記複数のチャックと前記第1昇降板とに接続され、前記第1昇降板の昇降動作に伴って、前記複数のチャックを前記保持位置と、前記受渡位置と、前記中間位置との間で同期して移動させる、前記回転チャンバー内に配設された開閉機構と、
磁石を備え、前記固定チャンバー内において前記第1昇降板と対向配置された第2昇降板と、
前記第2昇降板を昇降させるための、前記固定チャンバー内に配設された昇降機構と、
を備える基板保持装置。 The substrate holding apparatus according to claim 1,
A rotating chamber that rotates by driving the motor; and a fixed chamber,
The moving mechanism is
A first elevating plate including a magnet and disposed in the rotating chamber so as to be movable up and down;
The plurality of chucks are connected to the first elevating plate, and the plurality of chucks are synchronized between the holding position, the delivery position, and the intermediate position in accordance with the elevating operation of the first elevating plate. An opening / closing mechanism disposed in the rotating chamber,
A second elevating plate provided with a magnet and disposed opposite to the first elevating plate in the fixed chamber;
An elevating mechanism disposed in the fixed chamber for elevating the second elevating plate;
A substrate holding apparatus comprising:
前記複数のチャックが前記保持位置に向かう方向に前記第1昇降板を付勢するバネを備える基板保持機構。 The substrate holding apparatus according to claim 2, wherein
A substrate holding mechanism comprising a spring that biases the first elevating plate in a direction in which the plurality of chucks move toward the holding position.
前記複数のチャックは、鉛直方向を向く回転軸を中心に回動することにより、前記保持位置と前記受渡位置との間を移動する基板保持装置。 In the substrate holding device according to claim 2 or 3,
The plurality of chucks are substrate holding devices that move between the holding position and the delivery position by rotating about a rotation axis that faces in a vertical direction.
前記複数のチャックを、前記案内部の先端が前記基板の端縁より外側に配置され、前記支持部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される受渡位置に配置した状態で、前記基板を搬入する搬入工程と、
前記複数のチャックを前記基板を保持するための保持位置に配置させた状態で、前記基板の回転を開始する回転開始工程と、
前記基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記複数のチャックを、前記保持位置と、前記案内部の先端が前記基板の端縁より内側に配置される中間位置との間で往復移動させる継続処理工程と、
前記基板の回転を停止する回転停止工程と、
前記複数のチャックを前記受渡位置に配置した状態で前記基板を搬出する搬出工程と、
を備えたことを特徴とする基板処理方法。 A support portion disposed opposite to the lower surface of the substrate so as to be able to support a lower surface near an edge of the substrate in a state where the substrate is held at a holding position for holding the substrate, and extending toward the rotation center of the substrate; A guide portion disposed opposite to the upper surface in the vicinity of the edge of the substrate and extending toward the rotation center of the substrate, the tip of which is disposed away from the rotation center of the substrate from the tip of the support portion. In a state where the substrate is held by a plurality of chucks, the substrate is rotated together with the plurality of chucks in a plane parallel to the main surface of the substrate while supplying a processing liquid to the substrate. In the substrate processing method to process,
In the state where the plurality of chucks are arranged at a delivery position where the front end of the guide portion is arranged outside the edge of the substrate and the front end of the support portion is arranged inside the edge of the substrate. A carrying-in process for carrying in,
A rotation start step of starting rotation of the substrate in a state where the plurality of chucks are arranged at holding positions for holding the substrate;
A treatment liquid supply step of supplying a treatment liquid to the main surface of the substrate;
A continuous processing step of reciprocally moving the plurality of chucks between the holding position and an intermediate position in which a front end of the guide portion is disposed inside an edge of the substrate;
A rotation stopping step for stopping rotation of the substrate;
An unloading step of unloading the substrate in a state where the plurality of chucks are arranged at the delivery position;
A substrate processing method comprising:
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