JP4090313B2 - 基板保持装置および基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の製造工程などにおいて所定の処理を行う基板処理装置に関する。より詳しくは、基板処理装置において基板を保持する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に対して処理液を塗布する塗布装置や製造工程における処理の適否を検査する各種検査装置など、基板に対する所定の処理を行う基板処理装置において、基板を所定の位置に固定する、あるいは固定して搬送するために、基板を保持する必要がある。このような場合に、従来より、基板を真空吸着するウェハ吸着機構によって基板をプレートに保持する基板保持装置が提案されている。このような基板保持装置は、例えば、特許文献１に紹介されている。特許文献１に紹介されている基板保持装置では、基板を保持しているプレートから当該基板を搬出する際には、ウェハ吸着機構による雰囲気の吸引を停止することによって基板を解放するように構成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２６２７０公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載されている基板保持装置では、雰囲気の吸引を停止した瞬間に、ウェハ吸着機構から雰囲気の逆流が生じ、配管内のパーティクルなどが空気とともに基板に吹き付けられるという問題があった。これにより、基板にパーティクルが付着すると製品の歩留まりが低下する原因となる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる基板保持装置並びに基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を保持する基板保持装置であって、雰囲気の流路が設けられ、前記基板を保持する保持部材と、前記雰囲気の流路から雰囲気を吸引するための吸引配管と、前記雰囲気の流路から所定の気体を供給するための供給配管とを備え、前記吸引配管からの前記雰囲気の吸引を行いつつ、前記供給配管から前記所定の供給することによって、前記保持部材に保持された前記基板を解放するとともに、前記基板を解放する際に前記供給配管から供給される前記所定の気体の時間当たりの体積量が、前記吸引配管により吸引される雰囲気の時間当たりの体積量以上である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板保持装置であって、前記保持部材を固定する固定台をさらに備え、前記保持部材が前記固定台上に着脱自在に載置されている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板保持装置であって、前記固定台が、前記保持部材の相対的な位置を決定するための位置決め部材を有する。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記所定の気体が、不活性ガスである。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記供給配管が、前記所定の気体の供給量を調節するための調整機構を有する。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記基板を案内するガイド部材をさらに備える。
【００１３】
また、請求項７の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、前記基板に対して前記所定の処理を行う処理ユニットと、請求項１ないし６のいずれかの発明に係る基板保持装置とを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜１． 実施の形態＞
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る基板処理装置としての検査装置１の外装部２から装置本体部３を引き出した状態を示す図である。検査装置１は、基板に対する所定の処理として、例えば、製造工程において基板に施された各種処理工程の結果を測定し、当該測定結果に基づいて当該基板の検査を行う装置であり、本発明に係る基板処理装置に相当する。
【００１６】
検査装置１では、無底で略箱状の外装部２と装置本体部３とが相互に分離した状態で、外装部２が装置本体部３の上方および周囲を囲むように配備されている。
【００１７】
外装部２は、装置本体部３を覆うために無蓋かつ無底の箱状とされてひとつの側面を比較的大きく開口させたカバー２０、カバー２０を取り付けるフレーム２１、外装部２から装置本体部３に向けて雰囲気としてのエアを供給して送風するＦＦＵ（Fan Filter Unit）２２、オペレータが検査装置１を操作するための操作部２３、および検査結果などの各種データを表示する表示部２４を備えている。
【００１８】
ＦＦＵ２２は、装置本体部３の上方に配置されるように外装部２に取り付けられ、装置本体部３の上方からエアを供給する。
【００１９】
また、外装部２と装置本体部３とが分離可能であることから、例えば、クリーンルームのレイアウトなどの要請により、操作部２３や表示部２４の位置を変更したい場合には、所望の位置にそれらの構成を有する外装部２に取り換えることで、そのような変更が可能となる。
【００２０】
装置本体部３は、基板保持部３３と測定部３７とが搭載されるベース３０、基板９０（図２参照）を収納する収納容器（カセット）を載置するためのカセット搭載部３１、基板保持部３３に対して基板９０を搬出入するための搬送部３２、基板９０を所定の位置に保持する基板保持部３３、および基板保持部３３に保持された基板９０に対して所定の測定を実行する測定部３７を備えている。
【００２１】
ベース３０は、基板保持部３３および測定部３７が搭載されるだけでなく、カセット搭載部３１および搬送部３２も固定される。ベース３０の底面の外周は外装部２の内周よりも短くされており、ベース３０は外装部２に固定されない状態で配置される。
【００２２】
また、ベース３０には、十分な強度を有する鉄鋳物などが使用されており、例えば、検査装置１の重みで床板に歪みが生じた場合であっても、測定部３７と基板保持部３３との相対位置などに影響を与えることのないようにされている。これにより、検査装置１では、養生板などの補強材を使用することなく、基板９０の検査を行うことができることから、検査精度を向上させることができる。
【００２３】
カセット搭載部３１は、装置本体部３の前面にベース３０に固定された状態で配置され、前述のように、検査用基板（あるいは検査済み基板）９０が収納されたカセットが載置される。また、搬送部３２がカセットに収納された基板９０にアクセスするための開口部３１０が設けられている。さらに、検査装置１のカセット搭載部３１には、２つのカセットを載置することが可能であり、一方を搬入用、他方を搬出用として使用する。
【００２４】
搬送部３２は、左右方向への移動のみならず、上下方向に移動するための昇降機構をも備えており、アームが基板９０を保持することにより、カセットと基板保持部３３との間で基板９０を搬送する機能を有する。
【００２５】
図２は、基板保持部３３の平面図である。また、図３は、図２におけるIII−III線において切断した基板保持部３３を示す図である。さらに、図４は、固定台３４の固定ピン３４１とその周辺の構成を拡大して示す図である。なお、図２では、内部を観察できるように、保持部材３５を一部切断（太線が切断面を示す）した状態で示している。また、本実施の形態では、図２に示すように、検査用の基板９０として円盤状の基板を例に説明するが、基板の形状はこれに限られるものではなく、例えば、ディスプレイ用の矩形の基板などであってもよい。また、基板９０の材質は吸着保持可能な材質であればよく、例えば、半導体、金属、ガラスなどからなる基板を対象とすることができる。
【００２６】
固定台３４は、中央部に図４に示す円筒状の凸部を有しており、当該凸部に設けられた凹溝３４０、凹溝３４０内の所定の位置（固定台３４の中心）に設けられた固定ピン３４１、凹溝３４０の底面に設けられた吸引配管３４２および供給配管３４３を備え、その上面に保持部材３５が着脱自在に載置される。
【００２７】
固定ピン３４１は、図３に示すように、保持部材３５の底面の中央位置に設けられた孔に挿入されることにより、固定台３４と保持部材３５との水平方向の相対的な位置を決定する位置決め部材としての機能を有する。これにより、検査装置１では、固定台３４に保持部材３５を取り付ける際に、保持部材３５を容易に固定台３４の所定の位置に取り付けることができる。
【００２８】
吸引配管３４２は、本実施の形態においては固定台３４に設けられた円筒状の孔であり、固定台３４の裏面に取り付けられた配管３４５と接続されている。さらに、配管３４５は、図示しないコンプレッサーなどに接続されており、当該コンプレッサーを駆動することにより、雰囲気を吸引して、装置外に排気することができるようにされている。
【００２９】
供給配管３４３は、固定台３４の表面に設けられた供給口付近に供給量を調整するためのオリフィス３４４を備え、吸引配管３４２と同様に、固定台３４に設けられた円筒状の孔としての構造を有しており、固定台３４の裏面に取り付けられる配管３４６に接続されている。また、配管３４６は、電磁弁３４７を介してガス供給部３４８と接続され、ガス供給部３４８からガスが供給されると、ガスを供給する。
【００３０】
オリフィス３４４は、所定の口径の孔が設けられていることにより、通過するガスの量をほぼ一定に規定する機能を有しており、容易に交換可能な部材として構成されている。
【００３１】
ガス供給部３４８は、電磁弁３４７を開閉することにより、配管３４６を介して供給配管３４３にガスを供給する。本実施の形態においては、ガス供給部３４８は、所定の気体（ガス）として窒素（Ｎ2）を供給するが、もちろんこれに限られるものではなく、他の不活性ガスやそれらの混合気が用いられてもよい。このように、基板保持部３３では、基板９０に対して供給する気体を性質の安定した不活性ガスとすることにより、基板９０を形成している材料が変質することによるダメージなどを防止することができる。
【００３２】
なお、検査装置１では、吸引配管３４２および供給配管３４３は、固定台３４に設けられた円筒状のトンネル構造となっており、固定台３４そのものが配管としての機能を有しているが、このような構造に限られるものではなく、例えば、固定台３４に管状の部材を取り付けた構造や貫通させた構造であってもよい。すなわち、気体を所定の方向に導くことができる構造であれば、どのような周知の構造が用いられてもよい。また、ガス供給部３４８から供給されるガスは、例えば、配管３４６内においてフィルターを通すなどして粉塵などのパーティクルが除去され、清浄化される。
【００３３】
保持部材３５は、基板９０を保持あるいは解放する際に雰囲気を導くための流路３５０が設けられており、基板９０を吸着して保持する機能を有する。また、保持部材３５は、裏面中央に設けられた孔に固定台３４の固定ピン３４１が挿入された状態で、固定台３４の所定の位置に着脱自在に載置される。これにあたっては、ネジ止めなどのような固設手段は用いられておらず、保持部材３５はその自重で固定台３４上に置かれているだけである。これにより、保持部材３５を洗浄する場合などに、保持部材３５を容易に取り外すことができることから、検査装置１では、保持部材３５のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３４】
保持部材３５には、図２に示すように、保持部材３５の中心を同心円の中心とする複数のリング状の溝３５１、およびそれらの溝３５１と交わるように配置された直線状の溝３５２が形成される。なお、保持部材３５の基板９０と当接する面（以下、「保持面」と称す）は、可能な限り平坦かつ互いに同一平面内に位置するよう加工されることが好ましい。
【００３５】
溝３５１，３５２により形成される空間は、保持部材３５が基板９０を保持している状態においては、外部に対してほぼ密閉された空間となるよう形成されており、流路３５０の開口部は、溝３５１，３５２の底面に設けられる。
【００３６】
基板保持部３３では、固定台３４の吸引配管３４２から雰囲気が吸引されると、それにともなって流路３５０からも雰囲気が吸引される。したがって、溝３５１，３５２により形成される空間内の気圧が低下し、これにより、基板９０が保持部材３５の保持面に吸着保持される。
【００３７】
さらに、基板保持部３３では、保持部材３５の溝３５１，３５２が前述のような構造を有していることにより、保持部材３５が基板９０を吸着保持する場合において、保持面が基板９０の裏面に対してほぼ均一に吸着することができる。したがって、基板９０に不均一な力がかかることによって、基板９０が変形することを抑制することができる。なお、基板９０を均一に吸着するためには、保持部材３５の保持面に比較的多くの流路３５０を一様に設けるようにしてもよい。
【００３８】
基板ガイド３６は、保持部材３５に基板９０が保持されている状態において、ほぼ基板９０の外周に沿った位置に複数設けられ、特に、基板９０が保持面と平行な方向に移動するのを防止する機能を有する。
【００３９】
これにより、基板保持部３３は、基板９０の解放時に、基板９０が落下したりすることを防止することができる。なお、本実施の形態における検査装置１は、４つの基板ガイド３６を有しているが、基板ガイド３６の個数は３つ以上であれば、４つに限られるものではない。また、基板ガイド３６が、基板９０に対してほぼ点で接するものではない場合（例えば、基板９０の外周に沿ったリング状の部材からなる場合）には、基板ガイド３６の個数は、２つ以下であってもよい。さらに、基板ガイド３６は固設されていてもよいし、基板９０が保持部材３５に吸着されている間は退避し、基板９０が解放される場合にのみ基板９０をガイドするよう駆動式として構成されていてもよい。
【００４０】
測定部３７は、基板９０に対して所定の検査を実行する処理ユニットとしての機能を有する。なお、所定の検査とは、前述のように、主に製造工程において基板９０に施された各種処理の状態を検査するものをいい、具体的には、基板９０上に形成されたレジストなどの膜厚を測定する膜厚検査や、基板９０上に形成された回路などの長さを測定する測長検査などが該当する。
【００４１】
以上が、検査装置１の構成の説明である。次に、検査装置１の動作について説明する。図５は、検査装置１の動作を示す流れ図である。
【００４２】
カセット搭載部３１に検査用の基板９０が収納されたカセットが載置され、オペレータが操作部２３を操作して検査装置１に対して検査の開始を指示すると、まず、搬送部３２がカセット内の基板９０を一枚ずつ取り出して、基板保持部３３に基板９０を搬入し（ステップＳ１１）、保持部材３５の所定の位置に基板９０をセットする。基板９０がセットされると、検査装置１の基板保持部３３は、コンプレッサーにより、吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を開始し、保持部材３５によって基板９０を吸着保持（真空吸着）する（ステップＳ１２）。
【００４３】
基板９０が保持部材３５に吸着保持されると、測定部３７が所定の測定を行い、基板９０の検査が行われる（ステップＳ１３）。なお、測定結果や検査結果は、適宜、表示部２４にデータ表示され、オペレータが確認することができるようにされている。
【００４４】
測定部３７による測定が終了すると、基板保持部３３は、電磁弁３４７を解放してガス供給部３４８から窒素を注入する。これによって供給配管３４３からの窒素の供給が開始され、基板９０が保持部材３５から解放される（ステップＳ１４）。
【００４５】
ここで、ガス供給部３４８から供給されて供給配管３４３から供給される窒素の供給量（単位時間あたりの体積量）Ｖ０は、吸引配管３４２から吸引される雰囲気の単位時間あたりの体積量Ｖ１に対して、Ｖ０≧Ｖ１となるように調整される。したがって、固定台３４と保持部材３５との間の空間にある雰囲気の一部が流路３５０を通って保持部材３５の溝３５１，３５２により形成される空間に流入し、当該空間内の気体圧力が大気圧以上となり、基板９０に対して保持部材３５から離間する方向に力が作用する。
【００４６】
これにより、基板保持部３３では、基板９０に対する吸着保持状態が解放される際に、保持部材３５から基板９０を容易に離間させることができる。なお、吸引配管３４２から吸引される雰囲気の単位時間あたりの体積量Ｖ１は、基板９０の大きさや重量に基づいて、保持部材３５が基板９０を吸着するために十分な値として予め求められ、設定される値である。
【００４７】
基板保持部３３では、予め上記条件（Ｖ０≧Ｖ１）を満たす流量を有するオリフィス３４４を選択して供給配管３４３に設置しておくことにより、供給量Ｖ０が調整されている。供給量を調整する機構としては、例えば、電磁弁３４７の開閉量を制御することによって実現してもよいが、この場合、供給口から比較的距離がある位置での調整となるため、安定的に供給量を調整することが難しい。また、電磁弁３４７を供給口付近に設けることももちろん可能であるが、その場合であっても、逐次、制御装置などから電磁弁３４７を制御する必要がある。
【００４８】
検査装置１における基板保持部３３では、前述のように、供給配管３４３の供給口付近にオリフィス３４４を備えることにより、一旦、適当なオリフィス３４４を選択すれば、以後、逐次制御装置などからの制御を行うことなく、容易かつ安定的に供給量Ｖ０を調整することができる。
【００４９】
吸引配管３４２内は、吸引により基板９０の裏面などに付着していたパーティクルが雰囲気とともに吸引され、汚染されている。しかし、基板保持部３３では、供給配管３４３から窒素の供給を開始する時点では、いまだ吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を行っている。したがって、基板９０を解放する際に、従来の装置のように、吸引配管３４２からの雰囲気の逆流が生じることがなく、吸引配管３４２内のパーティクルが逆流することによって基板９０を汚染することを防止することができる。また、吸引配管３４２からの逆流を防止することにより、コンプレッサーや真空ポンプなどの機器自体からのオイル分や粉塵の逆流も防止することができる。
【００５０】
なお、基板保持装置において、吸引時に吸引したパーティクルを解放時に基板に対して逆流させないためには、吸引時と供給時（解放時）とにおける雰囲気の流路を完全に別系統として設けることが好ましい。しかし、本実施の形態における基板保持部３３のように、吸引配管３４２と供給配管３４３とが固定台３４と保持部材３５との間の空間に対して解放され、流路３５０のように吸引時と供給時において雰囲気の流路の一部が共有される構造となっている場合であっても、その距離が十分に短く、かつ直線状であるなど単純な構造であれば共有される部分の内部に残留するパーティクルはほとんど存在しない。したがって、検査装置１の基板保持部３３は、前述の効果を得ることができる。
【００５１】
基板９０が解放されると、搬送部３２が基板保持部３３から基板９０を搬出する（ステップＳ１５）。この時点で、基板保持部３３は、吸引配管３４２からの吸引を停止し（ステップＳ１６）、供給配管３４３からの供給を停止する（ステップＳ１７）。なお、比較的ラフなパーティクル管理であればステップＳ１６とステップＳ１７との順序は逆であってもよい。
【００５２】
さらに、搬送部３２は基板保持部３３から搬出した基板９０をカセット搭載部３１に載置されているカセットの所定の位置に搬入する。
【００５３】
なお、カセット搭載部３１に載置されているカセットを搬入用と搬出用とに区別しない場合には、検査が終了した基板９０を元のカセットに戻すようにしてもよい。また、検査の結果、良品であると判定された基板９０のみを元のカセットに搬入し、不良品であると判定された基板９０については別のカセットに搬入するようにしてもよい。その場合は、検査の結果に応じて基板９０を分類することができる。
【００５４】
搬送部３２が搬出用カセットに基板９０の搬入を完了すると、検査装置１は、搬入用カセットに検査用の基板９０が存在するか否かを判定し（ステップＳ１８）、検査すべき基板９０が存在する場合には、ステップＳ１１からの処理を繰り返し、搬入用カセットに収納されているすべての検査用の基板９０について検査が終了した時点で、検査を終了する。
【００５５】
以上のように、検査装置１の基板保持部３３では、吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を行いつつ、供給配管３４３から所定の気体（窒素）を供給することによって、保持部材３５に保持された基板９０を解放することにより、吸引配管３４２内のパーティクルが逆流することによって基板９０が汚染されることを防止することができる。
【００５６】
＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００５７】
例えば、上記実施の形態では基板保持装置を備える基板処理装置として、所定の検査を行う検査装置１を例に説明したが、基板処理装置としては、基板の表面にレジストなどの処理液を塗布する塗布装置（コータ）、基板の現像処理を行う現像装置（ディベロッパ）、基板の温度調節を行う熱処理装置、および基板を単に搬送する搬送装置などであってもよい。
【００５８】
また、検査装置１では、保持部材３５を固定台３４に設けた固定ピン３４１により所定の位置に位置決めしていたが、位置決め部材としてはこのような構造に限られるものではない。図６は、このような原理に基づいて構成した基板保持部３３の主な構成を示す断面図である。図６に示す基板保持部３３の固定台３４ａは、保持部材３５と接する面の外周に沿って突起部３４ｂを有している。突起部３４ｂは、固定台３４ａに保持部材３５が着脱自在に載置される場合にその外周位置を規定する。これにより、例えば、保持部材３５を取り外してメンテナンスを行った後、再び固定台３４ａに取り付ける際に、容易に位置決めを行うことがことができる。
【００５９】
また、基板保持装置が基板を吸着保持する方向は、基板保持部３３に示したように略鉛直方向下向きに限られるものではない。例えば、保持部材の下面に保持面を設けて、略鉛直方向上向きに吸着するよう構成してもよいし、基板９０を縦方向に保持するように側面を保持面とし、略水平方向に吸着するよう構成してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明では、吸引配管からの雰囲気の吸引を行いつつ、供給配管から所定の気体を供給することによって、保持部材に保持された基板を解放することにより、吸引配管内のパーティクルが逆流することによって基板が汚染されることを防止することができる。また、基板を解放する際に供給配管から供給される所定の気体の時間当たりの体積量が、吸引配管により吸引される雰囲気の時間当たりの体積量以上であることにより、保持部材から容易に基板を離間させることができる。
【００６２】
請求項２に記載の発明では、保持部材が前記固定台上に着脱自在に載置されていることにより、保持部材のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００６３】
請求項３に記載の発明では、固定台が、保持部材の相対的な位置を決定するための位置決め部材を有することにより、保持部材を容易に固定台の所定の位置に取り付けることができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明では、所定の気体が、不活性ガスであることにより、基板に対して供給する気体を性質の安定した気体とすることにより、基板を形成している材料が変質することによるダメージなどを防止することができる。
【００６５】
請求項５に記載の発明では、供給配管が、所定の気体の供給量を調節するための調整機構を有することにより、適切な量の供給を容易に行うことができる。
【００６６】
請求項６に記載の発明では、基板を案内するガイド部材をさらに備えることにより、解放時に、基板が落下したりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の外装部から装置本体部を引き出した状態を示す図である。
【図２】基板保持部の主な構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるIII−III線において切断した基板保持部を示す図である。
【図４】固定台の固定ピンとその周辺の構成を拡大して示す図である。
【図５】検査装置の動作を示す流れ図である。
【図６】変形例における基板保持部の主な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
３３ 基板保持部
３４，３４ａ 固定台
３４ｂ 突起部（位置決め部材）
３４１ 固定ピン（位置決め部材）
３４２ 吸引配管
３４３ 供給配管
３４４ オリフィス（調整機構）
３５ 保持部材
３５０ 流路
３６ 基板ガイド（ガイド部材）
３７ 測定部（処理ユニット）
９０ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の製造工程などにおいて所定の処理を行う基板処理装置に関する。より詳しくは、基板処理装置において基板を保持する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に対して処理液を塗布する塗布装置や製造工程における処理の適否を検査する各種検査装置など、基板に対する所定の処理を行う基板処理装置において、基板を所定の位置に固定する、あるいは固定して搬送するために、基板を保持する必要がある。このような場合に、従来より、基板を真空吸着するウェハ吸着機構によって基板をプレートに保持する基板保持装置が提案されている。このような基板保持装置は、例えば、特許文献１に紹介されている。特許文献１に紹介されている基板保持装置では、基板を保持しているプレートから当該基板を搬出する際には、ウェハ吸着機構による雰囲気の吸引を停止することによって基板を解放するように構成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２６２７０公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載されている基板保持装置では、雰囲気の吸引を停止した瞬間に、ウェハ吸着機構から雰囲気の逆流が生じ、配管内のパーティクルなどが空気とともに基板に吹き付けられるという問題があった。これにより、基板にパーティクルが付着すると製品の歩留まりが低下する原因となる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板へのパーティクルの付着を抑制することができる基板保持装置並びに基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を保持する基板保持装置であって、雰囲気の流路が設けられ、前記基板を保持する保持部材と、前記雰囲気の流路から雰囲気を吸引するための吸引配管と、前記雰囲気の流路から所定の気体を供給するための供給配管とを備え、前記吸引配管からの前記雰囲気の吸引を行いつつ、前記供給配管から前記所定の供給することによって、前記保持部材に保持された前記基板を解放するとともに、前記基板を解放する際に前記供給配管から供給される前記所定の気体の時間当たりの体積量が、前記吸引配管により吸引される雰囲気の時間当たりの体積量以上である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板保持装置であって、前記保持部材を固定する固定台をさらに備え、前記保持部材が前記固定台上に着脱自在に載置されている。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板保持装置であって、前記固定台が、前記保持部材の相対的な位置を決定するための位置決め部材を有する。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記所定の気体が、不活性ガスである。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記供給配管が、前記所定の気体の供給量を調節するための調整機構を有する。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る基板保持装置であって、前記基板を案内するガイド部材をさらに備える。
【００１３】
また、請求項７の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、前記基板に対して前記所定の処理を行う処理ユニットと、請求項１ないし６のいずれかの発明に係る基板保持装置とを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜１． 実施の形態＞
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る基板処理装置としての検査装置１の外装部２から装置本体部３を引き出した状態を示す図である。検査装置１は、基板に対する所定の処理として、例えば、製造工程において基板に施された各種処理工程の結果を測定し、当該測定結果に基づいて当該基板の検査を行う装置であり、本発明に係る基板処理装置に相当する。
【００１６】
検査装置１では、無底で略箱状の外装部２と装置本体部３とが相互に分離した状態で、外装部２が装置本体部３の上方および周囲を囲むように配備されている。
【００１７】
外装部２は、装置本体部３を覆うために無蓋かつ無底の箱状とされてひとつの側面を比較的大きく開口させたカバー２０、カバー２０を取り付けるフレーム２１、外装部２から装置本体部３に向けて雰囲気としてのエアを供給して送風するＦＦＵ（Fan Filter Unit）２２、オペレータが検査装置１を操作するための操作部２３、および検査結果などの各種データを表示する表示部２４を備えている。
【００１８】
ＦＦＵ２２は、装置本体部３の上方に配置されるように外装部２に取り付けられ、装置本体部３の上方からエアを供給する。
【００１９】
また、外装部２と装置本体部３とが分離可能であることから、例えば、クリーンルームのレイアウトなどの要請により、操作部２３や表示部２４の位置を変更したい場合には、所望の位置にそれらの構成を有する外装部２に取り換えることで、そのような変更が可能となる。
【００２０】
装置本体部３は、基板保持部３３と測定部３７とが搭載されるベース３０、基板９０（図２参照）を収納する収納容器（カセット）を載置するためのカセット搭載部３１、基板保持部３３に対して基板９０を搬出入するための搬送部３２、基板９０を所定の位置に保持する基板保持部３３、および基板保持部３３に保持された基板９０に対して所定の測定を実行する測定部３７を備えている。
【００２１】
ベース３０は、基板保持部３３および測定部３７が搭載されるだけでなく、カセット搭載部３１および搬送部３２も固定される。ベース３０の底面の外周は外装部２の内周よりも短くされており、ベース３０は外装部２に固定されない状態で配置される。
【００２２】
また、ベース３０には、十分な強度を有する鉄鋳物などが使用されており、例えば、検査装置１の重みで床板に歪みが生じた場合であっても、測定部３７と基板保持部３３との相対位置などに影響を与えることのないようにされている。これにより、検査装置１では、養生板などの補強材を使用することなく、基板９０の検査を行うことができることから、検査精度を向上させることができる。
【００２３】
カセット搭載部３１は、装置本体部３の前面にベース３０に固定された状態で配置され、前述のように、検査用基板（あるいは検査済み基板）９０が収納されたカセットが載置される。また、搬送部３２がカセットに収納された基板９０にアクセスするための開口部３１０が設けられている。さらに、検査装置１のカセット搭載部３１には、２つのカセットを載置することが可能であり、一方を搬入用、他方を搬出用として使用する。
【００２４】
搬送部３２は、左右方向への移動のみならず、上下方向に移動するための昇降機構をも備えており、アームが基板９０を保持することにより、カセットと基板保持部３３との間で基板９０を搬送する機能を有する。
【００２５】
図２は、基板保持部３３の平面図である。また、図３は、図２におけるIII−III線において切断した基板保持部３３を示す図である。さらに、図４は、固定台３４の固定ピン３４１とその周辺の構成を拡大して示す図である。なお、図２では、内部を観察できるように、保持部材３５を一部切断（太線が切断面を示す）した状態で示している。また、本実施の形態では、図２に示すように、検査用の基板９０として円盤状の基板を例に説明するが、基板の形状はこれに限られるものではなく、例えば、ディスプレイ用の矩形の基板などであってもよい。また、基板９０の材質は吸着保持可能な材質であればよく、例えば、半導体、金属、ガラスなどからなる基板を対象とすることができる。
【００２６】
固定台３４は、中央部に図４に示す円筒状の凸部を有しており、当該凸部に設けられた凹溝３４０、凹溝３４０内の所定の位置（固定台３４の中心）に設けられた固定ピン３４１、凹溝３４０の底面に設けられた吸引配管３４２および供給配管３４３を備え、その上面に保持部材３５が着脱自在に載置される。
【００２７】
固定ピン３４１は、図３に示すように、保持部材３５の底面の中央位置に設けられた孔に挿入されることにより、固定台３４と保持部材３５との水平方向の相対的な位置を決定する位置決め部材としての機能を有する。これにより、検査装置１では、固定台３４に保持部材３５を取り付ける際に、保持部材３５を容易に固定台３４の所定の位置に取り付けることができる。
【００２８】
吸引配管３４２は、本実施の形態においては固定台３４に設けられた円筒状の孔であり、固定台３４の裏面に取り付けられた配管３４５と接続されている。さらに、配管３４５は、図示しないコンプレッサーなどに接続されており、当該コンプレッサーを駆動することにより、雰囲気を吸引して、装置外に排気することができるようにされている。
【００２９】
供給配管３４３は、固定台３４の表面に設けられた供給口付近に供給量を調整するためのオリフィス３４４を備え、吸引配管３４２と同様に、固定台３４に設けられた円筒状の孔としての構造を有しており、固定台３４の裏面に取り付けられる配管３４６に接続されている。また、配管３４６は、電磁弁３４７を介してガス供給部３４８と接続され、ガス供給部３４８からガスが供給されると、ガスを供給する。
【００３０】
オリフィス３４４は、所定の口径の孔が設けられていることにより、通過するガスの量をほぼ一定に規定する機能を有しており、容易に交換可能な部材として構成されている。
【００３１】
ガス供給部３４８は、電磁弁３４７を開閉することにより、配管３４６を介して供給配管３４３にガスを供給する。本実施の形態においては、ガス供給部３４８は、所定の気体（ガス）として窒素（Ｎ2）を供給するが、もちろんこれに限られるものではなく、他の不活性ガスやそれらの混合気が用いられてもよい。このように、基板保持部３３では、基板９０に対して供給する気体を性質の安定した不活性ガスとすることにより、基板９０を形成している材料が変質することによるダメージなどを防止することができる。
【００３２】
なお、検査装置１では、吸引配管３４２および供給配管３４３は、固定台３４に設けられた円筒状のトンネル構造となっており、固定台３４そのものが配管としての機能を有しているが、このような構造に限られるものではなく、例えば、固定台３４に管状の部材を取り付けた構造や貫通させた構造であってもよい。すなわち、気体を所定の方向に導くことができる構造であれば、どのような周知の構造が用いられてもよい。また、ガス供給部３４８から供給されるガスは、例えば、配管３４６内においてフィルターを通すなどして粉塵などのパーティクルが除去され、清浄化される。
【００３３】
保持部材３５は、基板９０を保持あるいは解放する際に雰囲気を導くための流路３５０が設けられており、基板９０を吸着して保持する機能を有する。また、保持部材３５は、裏面中央に設けられた孔に固定台３４の固定ピン３４１が挿入された状態で、固定台３４の所定の位置に着脱自在に載置される。これにあたっては、ネジ止めなどのような固設手段は用いられておらず、保持部材３５はその自重で固定台３４上に置かれているだけである。これにより、保持部材３５を洗浄する場合などに、保持部材３５を容易に取り外すことができることから、検査装置１では、保持部材３５のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３４】
保持部材３５には、図２に示すように、保持部材３５の中心を同心円の中心とする複数のリング状の溝３５１、およびそれらの溝３５１と交わるように配置された直線状の溝３５２が形成される。なお、保持部材３５の基板９０と当接する面（以下、「保持面」と称す）は、可能な限り平坦かつ互いに同一平面内に位置するよう加工されることが好ましい。
【００３５】
溝３５１，３５２により形成される空間は、保持部材３５が基板９０を保持している状態においては、外部に対してほぼ密閉された空間となるよう形成されており、流路３５０の開口部は、溝３５１，３５２の底面に設けられる。
【００３６】
基板保持部３３では、固定台３４の吸引配管３４２から雰囲気が吸引されると、それにともなって流路３５０からも雰囲気が吸引される。したがって、溝３５１，３５２により形成される空間内の気圧が低下し、これにより、基板９０が保持部材３５の保持面に吸着保持される。
【００３７】
さらに、基板保持部３３では、保持部材３５の溝３５１，３５２が前述のような構造を有していることにより、保持部材３５が基板９０を吸着保持する場合において、保持面が基板９０の裏面に対してほぼ均一に吸着することができる。したがって、基板９０に不均一な力がかかることによって、基板９０が変形することを抑制することができる。なお、基板９０を均一に吸着するためには、保持部材３５の保持面に比較的多くの流路３５０を一様に設けるようにしてもよい。
【００３８】
基板ガイド３６は、保持部材３５に基板９０が保持されている状態において、ほぼ基板９０の外周に沿った位置に複数設けられ、特に、基板９０が保持面と平行な方向に移動するのを防止する機能を有する。
【００３９】
これにより、基板保持部３３は、基板９０の解放時に、基板９０が落下したりすることを防止することができる。なお、本実施の形態における検査装置１は、４つの基板ガイド３６を有しているが、基板ガイド３６の個数は３つ以上であれば、４つに限られるものではない。また、基板ガイド３６が、基板９０に対してほぼ点で接するものではない場合（例えば、基板９０の外周に沿ったリング状の部材からなる場合）には、基板ガイド３６の個数は、２つ以下であってもよい。さらに、基板ガイド３６は固設されていてもよいし、基板９０が保持部材３５に吸着されている間は退避し、基板９０が解放される場合にのみ基板９０をガイドするよう駆動式として構成されていてもよい。
【００４０】
測定部３７は、基板９０に対して所定の検査を実行する処理ユニットとしての機能を有する。なお、所定の検査とは、前述のように、主に製造工程において基板９０に施された各種処理の状態を検査するものをいい、具体的には、基板９０上に形成されたレジストなどの膜厚を測定する膜厚検査や、基板９０上に形成された回路などの長さを測定する測長検査などが該当する。
【００４１】
以上が、検査装置１の構成の説明である。次に、検査装置１の動作について説明する。図５は、検査装置１の動作を示す流れ図である。
【００４２】
カセット搭載部３１に検査用の基板９０が収納されたカセットが載置され、オペレータが操作部２３を操作して検査装置１に対して検査の開始を指示すると、まず、搬送部３２がカセット内の基板９０を一枚ずつ取り出して、基板保持部３３に基板９０を搬入し（ステップＳ１１）、保持部材３５の所定の位置に基板９０をセットする。基板９０がセットされると、検査装置１の基板保持部３３は、コンプレッサーにより、吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を開始し、保持部材３５によって基板９０を吸着保持（真空吸着）する（ステップＳ１２）。
【００４３】
基板９０が保持部材３５に吸着保持されると、測定部３７が所定の測定を行い、基板９０の検査が行われる（ステップＳ１３）。なお、測定結果や検査結果は、適宜、表示部２４にデータ表示され、オペレータが確認することができるようにされている。
【００４４】
測定部３７による測定が終了すると、基板保持部３３は、電磁弁３４７を解放してガス供給部３４８から窒素を注入する。これによって供給配管３４３からの窒素の供給が開始され、基板９０が保持部材３５から解放される（ステップＳ１４）。
【００４５】
ここで、ガス供給部３４８から供給されて供給配管３４３から供給される窒素の供給量（単位時間あたりの体積量）Ｖ０は、吸引配管３４２から吸引される雰囲気の単位時間あたりの体積量Ｖ１に対して、Ｖ０≧Ｖ１となるように調整される。したがって、固定台３４と保持部材３５との間の空間にある雰囲気の一部が流路３５０を通って保持部材３５の溝３５１，３５２により形成される空間に流入し、当該空間内の気体圧力が大気圧以上となり、基板９０に対して保持部材３５から離間する方向に力が作用する。
【００４６】
これにより、基板保持部３３では、基板９０に対する吸着保持状態が解放される際に、保持部材３５から基板９０を容易に離間させることができる。なお、吸引配管３４２から吸引される雰囲気の単位時間あたりの体積量Ｖ１は、基板９０の大きさや重量に基づいて、保持部材３５が基板９０を吸着するために十分な値として予め求められ、設定される値である。
【００４７】
基板保持部３３では、予め上記条件（Ｖ０≧Ｖ１）を満たす流量を有するオリフィス３４４を選択して供給配管３４３に設置しておくことにより、供給量Ｖ０が調整されている。供給量を調整する機構としては、例えば、電磁弁３４７の開閉量を制御することによって実現してもよいが、この場合、供給口から比較的距離がある位置での調整となるため、安定的に供給量を調整することが難しい。また、電磁弁３４７を供給口付近に設けることももちろん可能であるが、その場合であっても、逐次、制御装置などから電磁弁３４７を制御する必要がある。
【００４８】
検査装置１における基板保持部３３では、前述のように、供給配管３４３の供給口付近にオリフィス３４４を備えることにより、一旦、適当なオリフィス３４４を選択すれば、以後、逐次制御装置などからの制御を行うことなく、容易かつ安定的に供給量Ｖ０を調整することができる。
【００４９】
吸引配管３４２内は、吸引により基板９０の裏面などに付着していたパーティクルが雰囲気とともに吸引され、汚染されている。しかし、基板保持部３３では、供給配管３４３から窒素の供給を開始する時点では、いまだ吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を行っている。したがって、基板９０を解放する際に、従来の装置のように、吸引配管３４２からの雰囲気の逆流が生じることがなく、吸引配管３４２内のパーティクルが逆流することによって基板９０を汚染することを防止することができる。また、吸引配管３４２からの逆流を防止することにより、コンプレッサーや真空ポンプなどの機器自体からのオイル分や粉塵の逆流も防止することができる。
【００５０】
なお、基板保持装置において、吸引時に吸引したパーティクルを解放時に基板に対して逆流させないためには、吸引時と供給時（解放時）とにおける雰囲気の流路を完全に別系統として設けることが好ましい。しかし、本実施の形態における基板保持部３３のように、吸引配管３４２と供給配管３４３とが固定台３４と保持部材３５との間の空間に対して解放され、流路３５０のように吸引時と供給時において雰囲気の流路の一部が共有される構造となっている場合であっても、その距離が十分に短く、かつ直線状であるなど単純な構造であれば共有される部分の内部に残留するパーティクルはほとんど存在しない。したがって、検査装置１の基板保持部３３は、前述の効果を得ることができる。
【００５１】
基板９０が解放されると、搬送部３２が基板保持部３３から基板９０を搬出する（ステップＳ１５）。この時点で、基板保持部３３は、吸引配管３４２からの吸引を停止し（ステップＳ１６）、供給配管３４３からの供給を停止する（ステップＳ１７）。なお、比較的ラフなパーティクル管理であればステップＳ１６とステップＳ１７との順序は逆であってもよい。
【００５２】
さらに、搬送部３２は基板保持部３３から搬出した基板９０をカセット搭載部３１に載置されているカセットの所定の位置に搬入する。
【００５３】
なお、カセット搭載部３１に載置されているカセットを搬入用と搬出用とに区別しない場合には、検査が終了した基板９０を元のカセットに戻すようにしてもよい。また、検査の結果、良品であると判定された基板９０のみを元のカセットに搬入し、不良品であると判定された基板９０については別のカセットに搬入するようにしてもよい。その場合は、検査の結果に応じて基板９０を分類することができる。
【００５４】
搬送部３２が搬出用カセットに基板９０の搬入を完了すると、検査装置１は、搬入用カセットに検査用の基板９０が存在するか否かを判定し（ステップＳ１８）、検査すべき基板９０が存在する場合には、ステップＳ１１からの処理を繰り返し、搬入用カセットに収納されているすべての検査用の基板９０について検査が終了した時点で、検査を終了する。
【００５５】
以上のように、検査装置１の基板保持部３３では、吸引配管３４２からの雰囲気の吸引を行いつつ、供給配管３４３から所定の気体（窒素）を供給することによって、保持部材３５に保持された基板９０を解放することにより、吸引配管３４２内のパーティクルが逆流することによって基板９０が汚染されることを防止することができる。
【００５６】
＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００５７】
例えば、上記実施の形態では基板保持装置を備える基板処理装置として、所定の検査を行う検査装置１を例に説明したが、基板処理装置としては、基板の表面にレジストなどの処理液を塗布する塗布装置（コータ）、基板の現像処理を行う現像装置（ディベロッパ）、基板の温度調節を行う熱処理装置、および基板を単に搬送する搬送装置などであってもよい。
【００５８】
また、検査装置１では、保持部材３５を固定台３４に設けた固定ピン３４１により所定の位置に位置決めしていたが、位置決め部材としてはこのような構造に限られるものではない。図６は、このような原理に基づいて構成した基板保持部３３の主な構成を示す断面図である。図６に示す基板保持部３３の固定台３４ａは、保持部材３５と接する面の外周に沿って突起部３４ｂを有している。突起部３４ｂは、固定台３４ａに保持部材３５が着脱自在に載置される場合にその外周位置を規定する。これにより、例えば、保持部材３５を取り外してメンテナンスを行った後、再び固定台３４ａに取り付ける際に、容易に位置決めを行うことがことができる。
【００５９】
また、基板保持装置が基板を吸着保持する方向は、基板保持部３３に示したように略鉛直方向下向きに限られるものではない。例えば、保持部材の下面に保持面を設けて、略鉛直方向上向きに吸着するよう構成してもよいし、基板９０を縦方向に保持するように側面を保持面とし、略水平方向に吸着するよう構成してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明では、吸引配管からの雰囲気の吸引を行いつつ、供給配管から所定の気体を供給することによって、保持部材に保持された基板を解放することにより、吸引配管内のパーティクルが逆流することによって基板が汚染されることを防止することができる。また、基板を解放する際に供給配管から供給される所定の気体の時間当たりの体積量が、吸引配管により吸引される雰囲気の時間当たりの体積量以上であることにより、保持部材から容易に基板を離間させることができる。
【００６２】
請求項２に記載の発明では、保持部材が前記固定台上に着脱自在に載置されていることにより、保持部材のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００６３】
請求項３に記載の発明では、固定台が、保持部材の相対的な位置を決定するための位置決め部材を有することにより、保持部材を容易に固定台の所定の位置に取り付けることができる。
【００６４】
請求項４に記載の発明では、所定の気体が、不活性ガスであることにより、基板に対して供給する気体を性質の安定した気体とすることにより、基板を形成している材料が変質することによるダメージなどを防止することができる。
【００６５】
請求項５に記載の発明では、供給配管が、所定の気体の供給量を調節するための調整機構を有することにより、適切な量の供給を容易に行うことができる。
【００６６】
請求項６に記載の発明では、基板を案内するガイド部材をさらに備えることにより、解放時に、基板が落下したりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の外装部から装置本体部を引き出した状態を示す図である。
【図２】基板保持部の主な構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるIII−III線において切断した基板保持部を示す図である。
【図４】固定台の固定ピンとその周辺の構成を拡大して示す図である。
【図５】検査装置の動作を示す流れ図である。
【図６】変形例における基板保持部の主な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 検査装置
３３ 基板保持部
３４，３４ａ 固定台
３４ｂ 突起部（位置決め部材）
３４１ 固定ピン（位置決め部材）
３４２ 吸引配管
３４３ 供給配管
３４４ オリフィス（調整機構）
３５ 保持部材
３５０ 流路
３６ 基板ガイド（ガイド部材）
３７ 測定部（処理ユニット）
９０ 基板
Claims (7)
- 基板を保持する基板保持装置であって、
雰囲気の流路が設けられ、前記基板を保持する保持部材と、
前記雰囲気の流路から雰囲気を吸引するための吸引配管と、
前記雰囲気の流路から所定の気体を供給するための供給配管と、
を備え、
前記吸引配管からの前記雰囲気の吸引を行いつつ、前記供給配管から前記所定の供給することによって、前記保持部材に保持された前記基板を解放するとともに、前記基板を解放する際に前記供給配管から供給される前記所定の気体の時間当たりの体積量が、前記吸引配管により吸引される雰囲気の時間当たりの体積量以上であることを特徴とする基板保持装置。 - 請求項１に記載の基板保持装置であって、
前記保持部材を固定する固定台をさらに備え、
前記保持部材が前記固定台上に着脱自在に載置されていることを特徴とする基板保持装置。 - 請求項２に記載の基板保持装置であって、
前記固定台が、前記保持部材の相対的な位置を決定するための位置決め部材を有することを特徴とする基板保持装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板保持装置であって、
前記所定の気体が、不活性ガスであることを特徴とする基板保持装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板保持装置であって、
前記供給配管が、前記所定の気体の供給量を調節するための調整機構を有することを特徴とする基板保持装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板保持装置であって、
前記基板を案内するガイド部材をさらに備えることを特徴とする基板保持装置。 - 基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
前記基板に対して前記所定の処理を行う処理ユニットと、
請求項１ないし６のいずれかに記載の基板保持装置と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
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