JP3936828B2 - 基板搭載装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、IC,LSI等の半導体デバイス、液晶ディスプレイ装置、磁気ディスクなどを製造する工程でこれらの基板を真空吸着保持する基板搭載装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶ディスプレイデバイス、磁気ディスクなどの製造工程では、基板を基板搭載装置で真空吸着保持して各種の処理を施している。従来の基板搭載装置は、例えば基板がウェハ基板の場合、円板状のチャック本体と、このチャック本体の外周に沿って設けられたリング状のリムと、このリムの内側に設けられた無数の円柱状の突起ピンと、チャック本体、リム及びウェハ基板によって形成される密閉空間を真空にするための真空経路とを含んで構成される。リムは、ウェハ基板の外周形状と同等又はそれよりも若干小さな形状をしている。また、突起ピンは、チャック本体上におけるウェハ基板の平面度を維持するものであり、リム内のチャック本体上に2〜4mm間隔で無数に配置された、リムと同じ高さの円柱状のピンで構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板搭載装置は、ウェハ基板の裏面が突起ピンやリムに接触するため、接触した部分が汚染していた。そこで、裏面を接触しないように、ウェハ基板の側面を支持した場合、ウェハ基板自体の重量によってウェハ基板がたわんでしまい、基板自体の平面度が損なわれ、各種処理の障害となっていた。
【0004】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、基板の平面度を維持したまま裏面を非接触状態で保持することのできる基板搭載装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された基板搭載装置は、基板を保持するチャック本体と、前記基板の形状に従って前記チャック本体に設けられたリム手段と、前記リム手段の上面で前記基板の側面部を支持する支持手段と、前記基板に対して下側からエアを吹きつけるエア供給手段と、前記基板と前記チャック本体と前記リムとによって形成される空間内の空気を排出するエア排出手段とを含んで構成されたものである。基板はその側面部が支持手段とチャック本体のリム手段とによって支持される。基板が側面部だけで支持されると、基板の中央付近が自重によってたわむ。そこで、エア供給手段から基板にエアを吹きつけることによって基板とチャック本体との間にエアギャップを形成し、基板裏面がチャック本体に接触しないようにした。基板が支持手段によって支持されると、基板とチャック本体とリム手段とによって空間が形成される。この空間にはエア供給手段から所定量の圧力(エア)が供給されると共に順次エア排出手段から排出されているので、空間内は所定の気圧に保たれる。この気圧によって基板の自重によるたわみがさらに矯正され、基板のたわみは減少し、平面度が維持されるようになる。
【0006】
請求項2に記載された基板搭載装置は、請求項1において、前記エア排気手段が前記リム手段の側面部及び前記チャック本体の下面部の少なくとも一方に1又は複数設けられているものである。エア排気手段は、リム手段の側面に設けられた開口や、チャック本体に設けられた開口で構成される。エア供給手段から供給されるエアの量と空間内の気圧を所定値に保持するために適当な数の開口がチャック本体やリム手段に設けられる。
【0007】
請求項3に記載された基板搭載装置は、請求項1又は2において、前記エア供給手段が、前記チャック本体の中央付近に設けられた前記リム手段よりも低い平坦部を有する島状のエアギャップ形成部の複数によって構成されているものである。エア供給手段は、チャック本体の中央付近に設けられることによって、基板の最もたわみの大きい部分にエアを吹きつけ、基板裏面とチャック本体とが接触するのを防止する。また、エアギャップ形成部はリム手段よりも低い平坦部なので、この平坦部分をエアが流れ、エアギャップが形成されるので、基板の平坦度を保持することが可能となる。
【0008】
請求項4に記載された基板搭載装置は、請求項1、2又は3において、前記チャック本体を回転可能なように固定するエアスピンドル手段と、前記エアスピンドル手段に回転駆動力を与えるモータ手段とを備えたものである。これは、モータ手段によって、チャック本体を高速で回転し、基板表面にレーザ光を照射して、表面検査する場合に、基板の平面度が保持されていることによって、有効に表面検査を行うことが可能となる。
請求項5に記載された基板搭載装置は、請求項1から4までのいずれか一つにおいて、前記リム手段が、その上面が前記チャック本体の中央に向かって傾斜しており、前記基板の側面部のみと接触するように構成されているものである。基板がリム手段上に搭載されても、リム手段の上面が傾斜しているので、基板の裏面はリム手段に接触することはなく、その側面部のみがリム手段の上面と接触するようになる。
【0009】
請求項6に記載された基板搭載装置は、請求項5において、前記支持手段が、前記リム手段の上面に回転自在に設けられ、前記基板の側面部に接触する接触部を備えた略長方形状の板材からなるレバー部材と、前記レバー部材を前記リム手段に吸着する吸着口と、前記レバー部材が前記チャック本体から離れる方向に常時回転力を与えるバネ部材とを含んで構成されているものである。基板を支持手段によって保持する場合、レバー部材の接触部を基板の側面に押し付け、その位置で吸着口によって吸着保持する。これによって、基板はリム手段に押し付けられ、基板の半円形状の側面のみが接触部及びリム手段の上面に接触支持されるようになる。また、吸着口の吸着動作を停止すると、レバー部材はバネ部材の回転力によって元の位置に復帰し、基板を開放する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に従って説明する。図1は本発明に係る基板搭載装置の概略構成を示す図であり、基板搭載装置を上面から見た図である。図2は図1の断面図であり、図2(A)は図1のA−A面、図2(B)は図1のB−B面の断面図である。
【0011】
この実施の形態に係る基板搭載装置1は、円板状のチャック本体2と、回転モータ6と、この回転モータ6の回転駆動力をチャック本体2に伝達するエアスピンドル5とを含んで構成される。回転モータ6には、回転検出器としてエンコーダが設けられているがここでは図示を省略してある。
【0012】
チャック本体2の外周には、ウェハ基板50の形状に沿ったリング状のリム3が設けられている。リム3の上面側には、ウェハ基板50を支持する支持部材51〜53を真空吸着するための吸着口31〜33が設けられている。この吸着口31〜33からは、チャック本体2の内部に設けられた真空路3D及びエアスピンドル5の内部に設けられた真空路3Eを介して空気の吸引が行われるようになっている。リム3の側面には、チャック本体2とウェハ基板50によって形成される空間4内の空気を排出するための側面排気口41〜46が設けられている。なお、ウェハ基板50は、その側面部分のみを支持部材51〜53によって3点支持されている。なお、図1では、支持部材51〜53の図示は省略してある。
【0013】
チャック本体2の中央付近には、エア供給口71〜76を有するエアギャップ形成部61〜66が設けられている。エア供給口71〜76は、チャック本体2の内部に設けられたエア供給路77及びエアスピンドル5の内部に設けられたエア供給路78を介して外部からエアが供給されるようになっている。エアギャップ形成部61〜66は、リム3よりも低い平坦部を有する扇形をしている。各エアギャップ形成部61〜66間には、エア供給口71〜76から供給されたエアを外周に向かって排気するための中心部エア排気溝81〜86が設けられている。また、エアギャップ形成部61〜66とリム3との間には、チャック本体2とウェハ基板5によって形成される空間4内の空気をチャック本体2の裏面側から排出するための下面排気口91〜96が設けられている。従って、エア供給口71〜76から吹き出したエアはウェハ基板50の裏面に当たり、エアギャップ形成部61〜66の平坦部から中心部エア排気溝81〜86に流れ込む。中心部エア排気溝81〜86に流れ込んだエアは、中心部エア排気溝81〜86を介して外周に向かい、側面排気口41〜46及び下面排気口91〜96から排出される。これによって、エアギャップ形成部61〜66とウェハ基板50との間には所定量のエアギャップが常時形成される共にウェハ基板50、チャック本体2及びリム3に囲まれた空間4内が所定の気圧に保たれるようになる。
【0014】
図3は基板支持部材53(51,52)の詳細構成を示す図であり、図3(A)は基板支持部材53を上面から見た図であり、図3(B)はその一部断面構造を示す図である。基板支持部材53は、略長方形状の板材からなるレバー55と、このレバー55に取り付けられた円柱状のピン56によって構成され、ピン56がリム3にボールベアリング57を介して回転自在に取り付けられている。ピン56の下側には、止め輪59が設けられ、ピン56が離脱しないようにしてある。なお、図示していないが、レバー55には矢印58の方向に常時回転力を与えるバネ部材が設けられている。接触部60は、レバー55の中でウェハ基板50の側面に対して2箇所で接触するようになっている。また、リム3の上面は、チャック本体2の中心に向かって傾斜しており、ウェハ基板50の側面部のみがリム3の上面と接触し、ウェハ基板50の裏面はリム3の上面に接触しないようになっている。従って、ウェハ基板50が基板支持部材53によって保持される場合、ウェハ基板50の半円形状の側面のみが接触部60及びリム3によって支持されるようになっている。レバー55はリム3の外周付近に設けられたガイドローラ(図示せず)によって矢印58と反対方向に回転させられ、ウェハ基板50の側面に押し付けられるようになっている。また、レバー55はその位置で吸着口33によって吸着保持され、ウェハ基板50をリム3側に押し付けるように動作する。なお、レバー55は回転モータ6の力でチャック本体2が回転したときの遠心力によりウェハ基板50をリム3側に押し付ける働きをする形状にすることで、より確実にウェハ基板50を保持する。従って、回転モータ6が停止し、チャック本体2が停止したとき、吸着口33の真空吸着動作を停止すると、レバー55は一点鎖線で描かれたレバー55aの位置の移動し、ウェハ基板50を開放するようになっている。同様に、吸着口31で基板支持部材51を、吸着口32で基板支持部材52のレバー55を吸着保持する。
【0015】
この実施の形態に係る基板搭載装置1がどのようにして、ウェハ基板50のたわみを矯正するのか、その動作を説明する。ウェハ基板50が基板支持部材51〜53とリム3の上面によって支持されると、ウェハ基板50の中央付近が自重によってたわむ。このとき、エアギャップ形成部61〜66のエア供給口71〜76から適量のエアが噴出しているので、このエアによってウェハ基板50は、エアギャップ形成部61〜66に接触することなく、所定のエアギャップを保持するようになる。
【0016】
一方、ウェハ基板50が基板支持部材51〜53及びリム3によって支持されると、ウェハ基板50、チャック本体2及びリム3に囲まれた空間4が形成される。この空間4には、エア供給口71〜76から所定量のエアが供給され、側面排気口41〜46及び下面排気口91〜96から排出されているので、空間4内は所定の気圧に保たれる。この気圧によってウェハ基板50の自重によるたわみが矯正され、ウェハ基板50のたわみは減少すると共にほぼ平坦を維持するようになる。
【0017】
なお、上述の実施の形態では、エア供給口71〜76がエアギャップ形成部61〜66にそれぞれ一個ずつ設けられている場合について説明したが、複数個設けてもよいし、設ける位置も任意でよいことは言うまでもない。また、エアギャップ形成部61〜66、側面排気口41〜46又は下面排気口91〜96の数は、6個に限らず、任意の数設けてもよい。エアギャップ形成部61〜66の形状は、扇形以外の円形や四角形などの任意の形状でよい。チャック本体の形状が円板状の場合を説明したが、これ以外の四角形など基板(例えば、フォトマスク、ガラス基板、液晶基板、カラーフィルタなど)の形状に合わせて適宜変形可能なことはいうまでもない。また、支持部材は3個以上設けてもよい。
【0018】
【発明の効果】
本発明の基板搭載装置によれば、基板の平面度を維持したまま裏面を非接触状態で保持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る基板搭載装置の概略構成を示す図である。
【図2】 図1の断面図であり、図2(A)は図1のA−A面、図2(B)は図1のB−B面の断面図である。
【図3】 図3は基板支持部材の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
1…基板搭載装置
2…チャック本体
3…リム
31〜33…吸着口
41〜46…排気口
5…エアスピンドル
50…ウェハ基板
51〜53…基板支持部材
6…回転モータ
61〜66…エアギャップ形成部
71〜76…エア供給口
81〜86…中心部エア排気溝
91〜96…排気口
Claims (9)
- 基板を保持するチャック本体と、
前記基板の形状に従って前記チャック本体に設けられたリムと、
前記リムの上面で前記基板の側面部を支持する支持手段と、
前記基板に対して下側からエアを吹きつけるエア供給手段と、
前記基板と前記チャック本体と前記リムとによって形成される空間内の空気を排出するエア排気手段とを備え、
前記空間内を所定の気圧に保持することを特徴とする基板搭載装置。 - 基板を保持するチャック本体と、
前記基板の形状に従って前記チャック本体に設けられたリムと、
前記リムの上面で前記基板の側面部を支持する支持手段と、
前記基板と前記チャック本体と前記リムとによって形成させる空間と、
前記空間に対して所定量のエアを供給するエア供給手段と、
前記空間内の空気を排出するエア排気手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする基板搭載装置。 - 基板をチャック本体に搭載する基板搭載装置であって、
前記基板の形状に沿って前記チャック本体の外周に設けられたリムと、
前記基板の裏面と該基板の裏面と対向する前記チャック本体の下内面と前記リムの内周側面とで囲むことによって空間を形成するように前記基板の外周を前記リムの上面に搭載した状態で前記基板の外周側面部を前記リムの上面に支持する支持手段と、
前記形成された空間において前記チャック本体の下面部から前記基板の裏面に対してエアを吹きつけるエア供給手段と、
前記形成された空間内の空気を排出するエア排出手段とを備え、
前記空間内を所定の気圧に保持することを特徴とする基板搭載装置。 - 基板をチャック本体に搭載する基板搭載装置であって、
前記基板の形状に沿って前記チャック本体の外周に設けられたリムと、
前記基板の外周を前記リムの上面に搭載した状態で前記基板の外周側面部を前記リムの上面に支持する支持手段と、
該支持手段によって前記基板の外周側面部を前記リムの上面に支持した際、前記基板の裏面と該基板の裏面と対向する前記チャック本体の下内面と前記リムの内周側面とによって囲んで形成される空間と、
該空間に対して所定量のエアを供給するエア供給手段と、
前記空間内の空気を排出するエア排出手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする基板搭載装置。 - 請求項1、2、3又は4において、
前記エア排気手段は、前記リムの側面部及び前記チャック本体の下面部の少なくとも一方に1つ又は複数設けられていることを特徴とする基板搭載装置。 - 請求項1、2、3、4又は5において、
前記エア供給手段は、前記チャック本体の中央付近に設けられた前記リムよりも低い平坦部を有する島状のエアギャップ形成部の複数によって構成されていることを特徴とする基板搭載装置。 - 請求項1、2、3、4又は5において、さらに、
前記チャック本体を回転可能なように固定するエアスピンドル手段と、
前記エアスピンドル手段に回転駆動力を与えるモータ手段とを備えたことを特徴とする基板搭載装置。 - 請求項1から7までのいずれか一つにおいて、
前記リムの上面が前記チャック本体の中央に向かって傾斜して前記基板の側面部のみと接触するように構成されていることを特徴とする基板搭載装置。 - 請求項8において、
前記支持手段が、前記リムの上面に回転自在に設けられ、前記基板の側面部に接触する接触部を備えた略長方形状の板材からなるレバー部材と、
前記レバー部材を前記リムに吸着する吸着口と、
前記レバー部材が前記チャック本体から離れる方向に常時回転力を与えるバネ部材とを含んで構成されていることを特徴とする基板搭載装置。
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