JP2014192296A - 基板保持装置、液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】能動部が形成された基板の反りを矯正しながら保持する。
【解決手段】一方の面に能動部が形成された基板を保持する基板保持装置であって、前記基板の周縁部が前記能動部側に凸となる方向に傾斜した状態で保持する保持部を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板保持装置、液滴吐出装置に関する。

従来、基板の面を支持する複数のピン状凸部を備え、当該ピン状凸部の支持面で基板を支持しながら基板を吸着して、基板を平坦面状に矯正させながら保持する基板吸着保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１８５６０７号公報

しかしながら、上記の基板吸着保持装置では、ピン状凸部が基板に対してほぼ全領域に設置されているため、例えば、基板としてのウエハーを保持する場合、ウエハーの表面には素子や金属配線等が形成された能動部を有するため、能動部が形成された面を吸着した場合、ピン状凸部の支持面が能動部に接触し、能動部が損傷してしまう。このため、能動部を有するウエハーを吸着保持することができない、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる基板保持装置は、一方の面に能動部が形成された基板を保持する基板保持装置であって、前記基板の周縁部が前記能動部側に凸となる方向に傾斜した状態で保持する保持部を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、一方の面に能動部（例えば、金属配線や素子等）が形成された基板は、能動部側の方が基板の材質よりも収縮率が高い傾向にあるため、能動部が形成された面を下側に載置した場合、基板が上方に向かって凸状に反る。そこで、基板の周縁部が上記凸状の反り方向とは反対側に傾斜するように保持する。そうすると、基板の周縁部に生じた応力により能動面側に強制力が働く。これにより、基板の反り量が低減され、基板の反りが矯正される。そして、能動部に接触することなく基板を平坦化した状態で保持することができる。

［適用例２］上記適用例にかかる基板保持装置の前記保持部は、前記基板の周縁部に対応する位置に設けられた吸引口と、前記吸引口を介して空気を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、吸引口から空気を吸引することにより、吸着口を起点として基板を容易に吸着保持及び取り外しを行うことができる。

［適用例３］上記適用例にかかる基板保持装置の前記保持部は、前記基板の周縁部を保持する傾斜角度が可変であることを特徴とする。

この構成によれば、基板形態（サイズや厚み等）、基板の反り方向や反り量等に合わせ、基板の反りを適正に矯正した状態で保持することができる。

［適用例４］本適用例にかかる液滴吐出装置は、基板に画像を形成する液滴吐出装置であって、上記の基板保持装置と、前記基板保持装置に保持された前記基板に対向して機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする。

基板保持装置によって基板の反りが矯正され、基板が平坦に保持される。これにより、吐出ヘッドと基板との距離が一定に保たれる。従って、基板に対して吐出ヘッドから吐出された機能液の着弾位置精度が高まり、高品質な画像を形成することができる。

基板保持装置の構成を示す概略図。 保持部の構成を示す一部拡大図。 基板保持装置の動作方法を示す説明図。 液滴吐出装置の構成を示す概略図。 変形例１にかかる保持部の構成を示す一部拡大図。 変形例２にかかる保持部の構成を示す一部拡大図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。

まず、基板保持装置の構成について説明する。当該基板保持装置は、一方の面に能動部が形成された基板を保持する基板保持装置であって、基板の周縁部が能動部側に凸となる方向に傾斜した状態で保持する保持部を備えたものである。本実施形態の基板は、一方の面に素子や金属配線等が形成された能動部を有するウエハー（集積回路形成基板）を例にして説明する。

図１は、基板保持装置の構成を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１に示すように、基板保持装置１は、基板としてのウエハーＷを保持する保持部２等を備えている。

具体的には、本実施形体の基板保持装置１は、矩形の土台１０を有し、土台１０の各コーナーの近傍に支柱１１〜１４が設置されている。そして、支柱１１〜１４の頂部には、ウエハーＷ（図２参照）を載置する保持部２が設置されている。また、平面視における保持部２の中央部には、貫通孔２９が設けられている。当該貫通孔２９は、ウエハーＷを保持部２上に載置した際に、ウエハーＷの外周部を除く表面部分（能動部）と保持部２とを接触させないように設けられたものである。なお、貫通孔２９の大きさは、搭載されるウエハーＷの大きさや保持部２との非接触部分の大きさに応じて適宜設定することができる。

次に、保持部２の構成について説明する。図２は、保持部の構成を示す一部拡大図である。図１及び図２に示すように、保持部２は、ウエハーＷの周縁部に対応する位置に設けられた吸引口２１と、吸引口２１を介して空気を吸引する吸引部を備えている。本実施形態では、複数の吸引口２１は設けられ、各吸引口２１は、吸引部としてのポンプ（図示せず）に接続されている。当該ポンプを駆動させることにより吸引口２１から外気が吸引されるように構成されている。そして、ウエハーＷを保持部２上に載置した状態で上記ポンプを駆動させることにより、負圧により保持部２上にウエハーＷが吸着固定される。

さらに、図２に示すように、保持部２は、吸着固定するウエハーＷの周縁部（外周部）に対応する位置に傾斜面２０を有している。本実施形態では、保持部２の上面の高さが貫通孔２９に向けて低くなるように傾斜面２０が設けられている。従って、ウエハーＷを保持部２上に載置した状態で上記ポンプを駆動させると、ウエハーＷの周縁部が傾斜面２０に倣って傾斜（変形）した状態で保持部２に吸着固定される。

次に、基板保持装置の動作方法について説明する。図３は、基板保持装置の動作を示す模式図である。

まず、図３（a）に示すように、ウエハーＷを保持部２上に載置する。なお、本実施形態では、ウエハーＷの能動部を有する能動面Ｗａが保持部２に対向するように載置する。ここで、ウエハーＷの一方の面に能動部（例えば、金属配線や素子等）が形成された場合、能動面Ｗａ側の方がウエハーＷの材質よりも収縮率が高い傾向にあるため、能動部が形成された能動面Ｗａを下側に載置した場合、ウエハーＷは上方に向かって凸状に反った状態で載置される。

その後、図３（ｂ）に示すように、吸引口２１に接続されたポンプを駆動させ、吸引口２１から空気を吸引する。これにより、ウエハーＷの周縁部が傾斜面２０に吸引され、ウエハーＷの周縁部が能動部側に凸となる方向に傾斜した状態となる。そして、ウエハーＷの周縁部が傾斜面に２０に倣って変形した状態で保持部２に吸着固定される。ウエハーＷの周縁部が能動部側に傾斜した状態で固定されることで、ウエハーＷの凸状の反りとは逆向きの力がウエハーＷの全体に伝わり、ウエハーＷの反りが軽減され、平坦化した状態で保持される。

次に、液滴吐出装置の構成について説明する。図４は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、液滴吐出装置１００は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッド６３と、上記の基板保持装置１を備えたものである。本実施形態の液滴吐出装置１００は、基板保持装置１に保持された基板としてウエハーＷに対して、例えば、品番、ロット番号、製造番号、年月日等の識別マークや２次元バーコード等の符号等の各種マークを形成する装置である。また、本実施形態では、ウエハーＷに対して機能液としての紫外線硬化型インクを塗布してウエハーＷ上にマークを形成する構成について説明する。

図４に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１００は、印刷部６４と、印刷部６４の主走査方向（Ｘ軸方向）への移動を案内する案内レール６２を備えた案内部材６１と、印刷部６４を案内レール６２に沿って主走査方向に往復移動させる主走査手段６０を備えている。また、紫外線を照射する紫外線照射部６７，６８を備えている。また、ウエハーＷを保持する基板保持装置１を副走査方向（Ｙ軸方向）への移動を案内する案内レール７２を備えた案内部材７１と、基板保持装置１を案内レール７２に沿って副走査方向に往復移動させる副走査手段７０等を備えている。そして、液滴吐出装置１００では、上記部材等を制御する制御部（図示せず）を備えている。

本実施形態の印刷部６４は、キャリッジ６５とキャリッジ６５に搭載された吐出ヘッド６３を備えている。吐出ヘッド６３は、例えば、加圧手段としての圧電素子を備えたインクジェットヘッドである。また、キャリッジ６５のＸ軸方向における端部のそれぞれに紫外線照射部６７，６８が設置されている。

主走査手段６０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ６５をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源として、例えば、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。当該モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ６５に伝達される。これにより、キャリッジ６５（吐出ヘッド６３及び紫外線照射部６７，６８）は、案内レール６２に沿って、すなわち、主走査方向（Ｘ軸方向）に沿って往復移動することができる。

基板保持装置１は、ウエハーＷを保持するものである。そして、副走査手段７０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、基板保持装置１をＹ軸方向に沿って移動させるための動力源として、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。モーターからの動力は、移動機構を介して基板保持装置１に伝達される。これにより、基板保持装置１は、案内レール７２に沿って、すなわち、副走査方向（Ｙ軸方向）に沿って往復移動することができる。

そして、基板保持装置１にウエハーＷを載置し、反りを矯正した状態でウエハーＷを保持する（図３参照）。そして、副走査手段７０を駆動させ、基板保持装置１に載置されたウエハーＷを所定の位置まで移動させる。そして、主走査手段６０を駆動させ、キャリッジ６５を往復移動させながら吐出ヘッド６３から紫外線硬化型インクを吐出させ、ウエハーＷ面に紫外線硬化型インクを塗布する。そして、紫外線照射部６７，６８を駆動させ、塗布された紫外線硬化型インクに紫外線を照射させる。これにより、ウエハーＷ上に所望のマークが形成される。

以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

上向き凸状に反ったウエハーＷは、ウエハーＷの周縁部が保持部２の傾斜面２０に倣って吸着固定されるため、ウエハーＷの凸状の反り方向とは逆向きに変形が生じる。これにより、ウエハーＷを平滑状態で保持することができる。

そして、当該基板保持装置１を液滴吐出装置１００に用いることにより、吐出ヘッド６３とウエハーＷとの距離が一定に保たれるので、吐出精度が向上され、高精細な画像を形成することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。

（変形例１）上記実施形態では、保持部２の傾斜面２０は、保持部２の上面の高さが貫通孔２９に向けて低くなるように設けたが、この構成に限定されない。図５は、変形例１にかかる保持部の構成を示す一部拡大図である。図５に示すように、保持部２ａの上面の高さが貫通孔２９に向けて高くなるように傾斜面２０ａを設けてもよい。このようにすれば、下向き凸状に反ったウエハーＷに対して、ウエハーＷ外周部を傾斜面２０ａに固定した際に、上向きの変形を生じさせ、反りを軽減することができる。

（変形例２）上記実施形態では、保持部２の傾斜面の傾斜角度は固定としたが、この構成に限定されない。例えば、傾斜面の傾斜角度を可変としてもよい。図６は、変形例２にかかる保持部の構成を示す一部拡大図である。図６に示すように、保持部２ｂは、ウエハーＷの周縁部を保持する傾斜角度が可変可能に構成されている。具体的には、傾斜駆動部５１を設け、傾斜駆動部５１を上下移動させることにより、傾斜面２０ｂの傾斜角度を任意に変更することができる。これによって反り量の異なるウエハーＷに対して、それぞれの反りに合わせて傾斜角度を変えることで、一様にウエハーＷの反りを軽減し、ウエハーＷを平滑に保つことが可能となる。

１…基板保持装置、２，２ａ，２ｂ…保持部、２０，２０ａ，２０ｂ…傾斜面、２１…吸引口、５１…傾斜駆動部、６３…吐出ヘッド、１００…液滴吐出装置。

Claims (4)

1. 一方の面に能動部が形成された基板を保持する基板保持装置であって、
   前記基板の周縁部が前記能動部側に凸となる方向に傾斜した状態で保持する保持部を備えたことを特徴とする基板保持装置。
2. 請求項１に記載の基板保持装置において、
   前記保持部は、
   前記基板の周縁部に対応する位置に設けられた吸引口と、
   前記吸引口を介して空気を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする基板保持装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板保持装置において、
   前記保持部は、
   前記基板の周縁部を保持する傾斜角度が可変であることを特徴とする基板保持装置。
4. 基板に画像を形成する液滴吐出装置であって、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板保持装置と、
   前記基板保持装置に保持された前記基板に対向して機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

Images