JP4305749B2

JP4305749B2 - 基板保持装置

Info

Publication number: JP4305749B2
Application number: JP2003344402A
Authority: JP
Inventors: 裕光赤江; 洋一本村
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: JP2005109404A

Description

本発明は、半導体用基板の検査あるいは処理の際に半導体基板を保持する基板保持装置に関するものである。

半導体基板の検査あるいは製造工程において半導体基板を一時的に保持する必要がある。このために用いる基板保持装置は半導体基板を確実に保持するとともに、半導体基板を汚染したり傷を付けたりしないものである必要がある。そのための基板保持装置が各種提案されている。例えば、特許文献１には、半導体基板の周縁を爪状の部材で外側から中心に向けて押圧して、機械的にクランプする半導体ウェハー保持機構が開示されている。また特許文献２には、半導体基板の中央部と周辺部を真空吸着する基板保持装置が開示されている。
実開平６−１３１３６号公報特開平１１−２３３５９７号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、基板の周縁部だけで基板を支持するので、基板の中央部が自重で撓むという問題があった。しかも、近年は半導体基板の径が大きくなる傾向にあるので、支点間の距離が増大し、撓みが大きくなる傾向にある。特許文献２の装置は、周辺支持部の高さを調整して、撓みを補正しているが、周縁支持部がウエハを押し上げる際に、ウエハの裏面を擦ることから、傷やパーティクルが発生するという問題があった。さらに、ウエハの裏面の中央部を真空吸着によって接触保持するため、ウエハの裏面にパーティクルが付着するという問題があった。
そこで、本発明は基板の撓みを非接触で補正することによって、基板に傷を付けたり、パーティクルを発生させたりすることのない基板保持装置を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するために、本発明は、基板の周縁部を保持する保持部材と、前記基板の中央部の下側に、前記基板の下面に空気を吹き付けて、前記基板の中央部を持ち上げる空気吐出部を備え、基板保持装置の傾きを検出するセンサを備え、前記センサで検出した傾きの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さ方向の位置および吐出空気の圧力および流量を調整するものである。また、前記空気吐出部を上下に昇降して、高さ方向の位置を変更できるように構成するものである。また、前記基板の撓みを検出するセンサを備え、前記センサで検出した撓みの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さ方向の位置および吐出空気の圧力および流量を調整するものである。また、前記空気吐出部の流路形状を絞り効果を有する形状とするものである。

本発明によれば、基板の周縁部を保持部材で保持するとともに、前記基板の中央部の下側に、前記基板の下面に空気を吹き付けて、前記基板の中央部を持ち上げるので、基板を撓み無く保持することができる効果がある。また、基板の中央を非接触で持ち上げるので、基板の裏面中央部に傷やパーティクルが発生しない効果がある。また、基板の撓みを検出するセンサを備え、前記センサで検出した撓みの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さを適切に調整するので、２種類以上の基板を混載する場合であっても、基板の撓みを最小にする効果がある。また、基板保持装置の傾きを検出するセンサを備え、前記センサで検出した傾きの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さや、吐出する空気の圧力や流量を調整して、空気が基板を押し上げる力を適切に調整するので、基板保持装置を傾動させても、基板の撓みを最小化する効果がある。また、前記空気吐出部の流路形状を絞り効果を有する形状とするので、同一の空気流量においてフランジがウエハを押し上げる力が強くなり、その結果、空気流量を減らす効果がある。

以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例を示す基板保持装置の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ´線で切断した側断面図である。図において、１は基板保持装置である。基板保持装置は円筒状のステージ２の上面に受け座３を備え、受け座３でウェハ４を支持して、複数の保持爪５でクランプする。保持爪５は、ピン６で受け座３に取り付けられ、揺動シリンダ７で駆動されて開閉する。８は空気吐出部である。空気吐出部８は円筒状のステージ２の中心内部にあり、その下方にある駆動機構（図示は省略）によって上下方向に移動することができ、下方からクリーンエアが供給され、上面フランジ９に円周上に複数開口した吐出孔１０
から、前記クリーンエアを吐出する。

次に基板保持装置１の動作を説明する。ウエハ保持動作の初期状態においては、図２に示すように保持爪５は開いた状態にあり、図示しない搬送装置で搬送されてきたウエハ４は受け座３に載せられる。この時、最初はウエハ４が受け座３の載置面に載らなかったとしても、受け座３の傾斜面をによって、ウエハ４は受け座３の載置面に案内される。受け座３上でウエハ４を受けた後、受け座３に備えられた保持爪５がウエハ４側に傾動し、ウエハ４の上面を押圧する。これにより、受け座３と保持爪５でウエハ４を挟んで、確実に保持する。この時、ウエハ４は自重により中央が僅かに撓む。またこの時、空気吐出部８の上面フランジ９は、受け座３の載置面より下がった位置にあって、ウエハ４の裏面とは接触していない。

続いて、図３に示すように、空気吐出部８は上昇し、上面フランジ９に開口した吐出孔１０からクリーンエアを吐出し、ウエハ４の中央部を非接触で押し上げて、ウエハ４の撓みを無くす。なお、空気吐出部８の上昇量やエア圧は、事前の測定結果によって決定し、ウエハ４の厚みや材料などによって変更する。

ステージ２の適当な位置に距離センサを取り付けて、ウェハ４の裏面までの距離を検出してウェハ４の撓みを求め、その撓みが最小（理想的には撓み０）になるように、空気吐出部８の高さや、吐出孔１０から出るエアの圧力や流量を調整して、エアがウエハ４を押し上げる力を適切に調整すれば、２種類以上のウエハを混載する場合、ウエハを傾動させる場合など如何なる場合においても、ウエハの撓みが発生しないようにすることができる。

また、ステージ２に角度センサを取り付けて、その角度情報に基づいて、空気吐出部８の高さや、吐出孔１０から出るエアの圧力や流量を調整すれば、ステージ２を傾動させる場合において、エアがウエハ４を押し上げる力を傾き角度に対して適切に調整するので、ウエハの撓みが発生しないようにすることができる。

また、吐出孔１０の流路形状をオリフィス絞り、毛細管絞り、溝絞りなどの絞り効果を有する形状に変更することで、同一のエア流量においてエアがウエハ４を押し上げる力が強くなり、その結果、エアの流量を減らすことができる。

本発明は、半導体用基板の検査あるいは処理の際に半導体基板を保持する基板保持装置として有用である。

本発明の実施例を示す基板保持装置の平面図である。本発明の実施例を示す基板保持装置の側断面図である。本発明の実施例を示す基板保持装置の側断面図である。

符号の説明

１基板保持装置、２ステージ、３受け座、４ウェハ、５保持爪、６ピン、７揺動シリンダ、８空気吐出部、９上面フランジ、１０吐出孔

Claims

基板の周縁部を保持する保持部材と、前記基板の中央部の下側に、前記基板の下面に空気を吹き付けて、前記基板の中央部を持ち上げる空気吐出部を備え、基板保持装置の傾きを検出するセンサを備え、前記センサで検出した傾きの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さ方向の位置および吐出空気の圧力および流量を調整することを特徴とする基板保持装置。
前記空気吐出部は上下に昇降して、高さ方向の位置を変更できることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
前記基板の撓みを検出するセンサを備え、前記センサで検出した撓みの大きさに応じて、前記空気吐出部の高さ方向の位置および吐出空気の圧力および流量を調整することを特徴とする請求項２に記載の基板保持装置。
前記空気吐出部の流路形状を絞り効果を有する形状とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板保持装置。