JPH0783856B2 - 基板支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被処理基板を回転支持する基板支持装置に関
する。

セラミック基板等の被処理基板は、頻繁に接触されたり
汚染されることがあってはならない活性表面を有する。
基板は、その活性表面を囲んでいる周囲縁によって取り
扱われる。レジスト、洗浄剤などの流動物質で活性表面
を処理するには、基板を高速で回転する回転円板上に置
いて、流動物質が活性表面上に均一に分布し、余剰の物
質が遠心力で振り落とされるようにする。

基本的に３つの型式の基板回転装置がある。第１の型式
の装置では、基板を、端部に８つの受入れピンを有する
回転腕木上に配置する。第２の型式の装置は、１つの円
板（円盤）を有する回転円板からなるもので、この円板
の表面上に支持ブロックが位置する。支持ブロックは、
基板の縁部を支持する水平支持面と、遠心力が発生しな
いように基板を半径方向に固定する垂直支持面とを有す
る。このような装置は、例えば特開昭57−121227号に記
載されている。第３の型式の装置は、基板を収容するた
めの切削された凹部のある円盤を有する回転円板からな
るものである。基板はピンによって、この切削された凹
部中に降ろされ、そこから持ち上げられる。

これらの周知の回転円板のすべてにおいて、基板は回転
円板上にゆるく配置される。回転円板上では、基板は単
に重力によってのみ保持され、遠心力に対して半径方向
に固定されている。したがって、回転過程中に、基板が
回転円板から外れて、高い遠心力によって振り落とされ
ることが起こりうる。これによって、例えばセラミック
基板では非常に高価になることのある基板の破損と、設
備の損傷が起こる。

回転円板上に基板を固定するための特殊な装置は、特開
昭63−258667号で知られている。この装置を用いる場
合、基板を弱い圧力で回転円板に押しつけ、回転中そこ
に保持させる。

本発明の目的は、回転中に基板が回転円板上で自動的に
中心が合わされ、高い信頼性で保持される、基板支持装
置を提供することである。

既知の回転円板では、基板はその挿入と取出しに必要な
半径方向の遊びを置いて収容されるが、正確には中心が
合わされていない。しかし、本発明によれば、基板は、
圧力によって、画定された中心合せ用の支持ブロックに
押しつけることにより、正確に中心が合わされる。正方
形、長方形、または多角形の基板、及び円形の基板が、
それぞれ画定された基準縁部及び画定された基準点によ
って、中心合せ用の支持ブロックに対して正確に位置合
せされ、したがって回転円板の回転軸に対して正確に位
置合せされるので、これらの基板を回転円板上で光学的
に走査し、試験し、または他の処理を行うことができ
る。

基板は、駆動軸を通じて加えた真空圧を使用して発生さ
れた圧力によって動かされる圧力伝達部材により中心合
せされる。したがって、圧力を作動させ制御するため
に、機械的な力を回転円板に加える必要はない。圧力
は、真空を加えた膜と作動手段によって作動させること
が好ましい。スロットル手段は、駆動軸の真空圧供給孔
を通じて加えた真空が、まず圧力伝達部材を作動させて
基板の中心合せを行い、それから一定の遅延の後に、基
板を円板に対して強い力で吸引させるようにする。

本発明の回転円板を用いる場合、基板、たとえばセラミ
ック基板が、円板上にゆるく配置されて半径方向にだけ
支持されるのではなく、真空圧よって円板に吸引される
ので、基板は支持ブロックによって保持され、遠心力で
振り落とされることはない。基板が確実に円板に吸引さ
れるようにするため、突き出した基板縁部はシーリング
を備えている。このシーリングによって閉じ込められた
基板と円盤との間にある吸引チャンバは、駆動軸中の真
空圧供給孔を通じて真空排気される。シーリングは基板
の外縁部の下面に気密に接触しているので、低い圧力が
効果的に働く面積が大きく、したがって基板は大きな吸
引力で円板上に保持される。さらにシーリングは、円板
に面する基板の下側活性表面を気密に密封するので、上
側活性表面を処理するのに使用される物質が下側表面に
影響を及ぼすことがない。

本発明を実施する１つの方法を、特定の１つの実施例の
みを図示した図面を参照しながら以下で詳細に説明す
る。

第１図は、回転円板の、その上で支持されるセラミック
基板に対する、斜め軸方向断面図である。

第２図は、回転円板の平面図である。

第３図は、回転円板の、セラミック基板の横縁部に対す
る、平行軸方向部分断面図である。

第１図及び第２図によれば、回転円板10は、ハブ12にね
じ止めされている。円板の回転駆動に関して、ハブは駆
動軸14上に確実に支持されている。円板10は、同心ねじ
16によって駆動軸14上で軸方向に固定されている。

駆動軸14は、真空を加えるために吸引ポンプ等の真空圧
供給手段（図示せず）に連結された同軸の真空圧供給孔
18を有する。発生された低圧力は通常の真空スイッチ20
によって検出される。真空圧供給孔18と真空スイッチ20
とを有する駆動軸14は、円板が駆動軸上で適切に支持さ
れているかどうかを点検し判定するために、ある種の従
来システムにおいて使用されている。

ねじ16には駆動軸14の真空圧供給孔18に隣接する同軸貫
通孔22があり、したがって真空圧供給孔18は貫通孔22を
経て円板10の表面にまで連通している。駆動軸14と円板
の間に挿入されたＯリング23が、真空接続部を密封す
る。

円板10の上面は、セラミック基板24を収容する。セラミ
ック基板24は２つの活性表面26を持つ。セラミック基板
24の連続接地縁部28が活性表面26を囲んでいる。この縁
部28は、その活性表面26に接触してはならない場合に、
基板24を取り扱う際に役に立つ。

円板10の上面は、セラミック基板24を係合支持するため
の支持ブロック30を備えている。各支持ブロック30は、
基板24の縁部28を支持する水平支持面32と、基板24を半
径方向に変位しないように縁部28の外面上に固定する垂
直支持面34（図３）とを有する。

図示の例は、正方形セラミック基板24に関するものであ
る。したがって、基板24の４つの縁部を２個１組で保持
する８つの支持ブロック30がある。他の形状の基板、例
えば多角形や円形の基板を取り扱うために、別の配置と
数の支持ブロック30を設けることもできる。

セラミック基板24の形状に対応した形状の連続シーリン
グ36が、円板10の上面に嵌合されている。シーリング36
は支持ブロック30の内側に配置され、下から基板24の縁
部28に気密接触する。このために、弾性シーリング36
は、外側に傾斜して、回転円板上に基板24がないとき、
支持ブロック30の水平支持面32の平面からわずかに突き
出る、ベル形状の薄い上側リップ縁38を有する。回転円
板上に基板24を置くと、最初、基板24の縁部28がシーリ
ング36の上側リップ縁38に接触する。これに応じて、リ
ップ縁38は、基板24の縁部28が支持ブロック30の水平支
承面32に接触するまで、弾性的に屈曲する。基板24の縁
部28は、わずかな弾性圧力でそれに接触する、シーリン
グ36のリップ縁38によって密封される。

その結果、シーリング36によってすべての側面が密封さ
れた吸引チャンバ40が、セラミック基板24と円板との間
に形成される。この吸引チャンバ40は、真空圧供給孔18
と貫通孔22を通して真空排気され、外側に傾いたベル形
のシーリングが低圧によって内側に引っぱられ、そのリ
ップ縁38が基板24の縁部28に確実に押しつけられる。吸
引チャンバ40内で発生された低い圧力は、シーリング36
で囲まれた基板の広い面積全体に作用し、したがって基
板は支持ブロック30上で大きな吸引力で保持される。

膜チャンバ42が、円板10の、中心からはずれた周辺に近
い底面中に形成されている。膜チャンバ42は、開孔44を
経て円板10の上面に連結されている。膜チャンバ42の底
面は、波型の膜として形成された膜46によって密封され
ている。膜46の、膜チャンバ42とは反対側の底面は、そ
の中心にステム48を備えている。ステム48の他端は、細
長い板ばね50の中心の近くに固定されている。板ばね50
は、円板の底面上に半径方向に配置されている。ステム
48は、ばね50の中央部の下向きに湾曲した領域に固定さ
れている。板ばね50の半径方向で内側の端部は、円板10
に剛性固定された係止部52を有する。板ばね50の半径方
向で外側の端部はスペーサ54に固定されている。膜46と
曲った板ばね50との間に、もう１つの平面状板ばね56が
設けられ、これは曲った板ばね50と平行に半径方向に延
びている。板ばね56の内側端部も係止部52によって円板
10に固定されている。板ばね56の半径方向の外側の端部
は、円板10の下端が丸型の部材58から水平方向に突き出
し、その突き出した端部の底面上でスペーサ54を担持
し、そしてこのスペーサ54の底面には曲った板ばね50が
固定されている。ステム48は、平面状板ばね56の開孔を
通して自由に移動可能に延びている。スペーサ54の反対
側で、ピン型の圧力伝達部材60が、部材58から突き出し
た板ばね56の外側端部の上面に固定されている。この圧
力伝達部材60は、円板10の周囲の凹部62を通って円板10
の表面から上方に突出している。セラミック基板24の１
隅で、圧力伝達部材60の上端が基板の外側から基板の縁
部28に接触する。圧力伝達部材60は、部材58の周りで板
ばね56がたわむことによって、内側に枢動可能である。
処理に使用される液状物質が溜まる可能性のある結合構
造は、板ばね56による枢動支持によりもたらされず、そ
してまた膜46、ステム48及び曲った板ばね50による枢動
運動の間にももたらされない。その結果、機構全体が容
易に完全に清浄されうる。

円板10の上面には半径方向の溝64がある。この溝は、カ
バー部材66によって吸引チャンバ40から密封されてい
て、連通開孔を形成し、そしてねじ16の開孔22から膜チ
ャンバ42の開孔44へと延びている。溝64よりも断面積の
小さなスロットル開孔68が、カバー部材66を通って吸引
チャンバ40へと延びている。

この回転円板は、下記のように作動する。

セラミック基板24を、円板10の複数の支持ブロック30上
に置く。この目的のために、支持ブロック30の垂直支持
面34は、基板24の縁部28の前面に対してわずかな半径方
向の遊びを有する。基板24が位置決めされたとき、ピン
型の圧力伝達部材60が基板24の縁部28に接触すると、こ
の圧力伝達部材60は半径方向に外側にわずかに押され、
板ばね50、56を弾性的に屈曲させる。半径方向でのこの
外側への動きを、圧力伝達部材60の上縁部に傾斜部を設
けることによって生じやすくすることもできる。基板24
とその縁部28は、シーリング36のリップ縁38に接触して
おり、縁部28が支持ブロック30の水平支持面32によって
支持されるまで、リップ縁38を押し下げる。その結果、
吸引チャンバ40が密封される。

次に、真空圧供給孔18を通じて空気を吸引する。溝64は
スロットル開孔68より断面積が大きく、そして膜チャン
バ42は吸引チャンバ40より容積が小さいので、最初、膜
チャンバ42内に十分な真空圧が確立される。この真空圧
によって膜46が上方に引っ張られ、したがってステム48
も上方に引っ張られ、そして下方に曲げられていた板ば
ねに下向きの力がかからなくなり、伸びた状態となる。
これにより、半径方向の推力が板ばね50の外側端部を外
側に向かって動かし、スペーサ54の底面も外側に向かっ
て動く。この間に、平面状板ばね56は部材58の周りで上
方に曲り、圧力伝達部材60の先端は、大きなてこ作用に
よって半径方向で内側に向かって枢動される。これによ
り、圧力伝達部材60は基板24を、これと反対側にある支
持ブロックの、中心合せ停止部材として作用する、垂直
支持面34に押しつける。

この中心合せステップが完了すると、吸引チャンバ40内
に十分な真空圧が確立され、吸引チャンバ40はシーリン
グ36のリップ縁38を基板24の縁部28に剛性的に押しつ
け、こうして基板を大きな吸引力で支持ブロック30上に
保持する。

真空スィッチ20は、基板24を保持するのに必要な低圧力
に達し、回転動作を開始できるようになったことを示す
信号を発生する。

円板10の周囲面は下方に向かって細くなるように傾斜し
ている。この結果、円板10の上部外側縁部は鋭角を呈
し、遠心力で除かれた処理用の液状物質の除去縁として
の役目をする。この効果は、第３図に示すように、外側
にわずかに傾斜した支持ブロック30から突き出した縁部
領域にある円板10の表面によってさらに強められる。そ
の結果、円板10上の液状物質はその周囲に流れ出し、し
たがって回転プロセス中に、液状物質は円板10の上部除
去縁から完全に振り落とされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｎ 21/68 Ｐ (72)発明者 モートイエツュ、デイター ドイツ連邦共和国ニューフリンゲン、シャ オインスライトシュトラーセ16番地 (72)発明者 シュムッツ、ヴェルフガンク ドイツ連邦共和国ツイメルン１、フインケ ンヴァーク27番地

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面、裏面及び側縁部を有する被処理基板
   （24）を支持する基板支持装置において、 下面の中心に垂直な回転駆動軸（14）が取り付けられた
   円板（10）と、 上記基板（24）の側縁部に係合する水平支持面（32）及
   び垂直支持面（34）を有し、上記基板（24）を支持する
   複数の位置で上記円板（10）の上面にそれぞれ設けられ
   た複数個の支持ブロック（30）と、 上記回転駆動軸（14）内を軸方向に延びて上記円板（1
   0）の上面まで連通する真空圧供給孔（18）と、 該真空圧供給孔（18）に結合された真空圧供給手段と、 上記基板（24）の側縁部の裏面に沿った位置で上記円板
   （10）の上面に連続して設けられた、上記基板（24）の
   裏面に接触する周囲シーリング（36）と、 上記基板（24）の側縁部に係合する位置で上記円板（1
   0）の上面に突出して設けられた圧力伝達部材（60）
   と、 上記真空圧供給孔（18）に連通され上記円板（10）内に
   形成されたチャンバ（42）と、 該チャンバ（42）内に設けられ、真空圧により吸引移動
   される膜（46）と、 該膜（46）に結合され、該膜（46）が吸引移動されたと
   きに上記圧力伝達部材（60）を、上記基板（24）を挟ん
   で該圧力伝達部材（60）と対面する上記支持ブロック
   （30）に向けて枢動させる手段（48、50、54、56、58）
   と、 を有する上記基板支持装置。
2. 【請求項２】上記枢動させる手段は、 一端が上記円板に固定され、他端が上記圧力伝達部材
   （60）の下端に結合され、該他端の近くで上面が上記円
   板（10）内の固定部材（58）の先端に接触するばね（5
   6）と、 一端及び他端が中心部よりも上になるように屈曲され、
   該一端が上記円板に固定され上記他端がスペーサ（54）
   を介して上記圧力伝達部材（60）の下端に結合され、上
   記中心部がステム（48）を介して上記膜（46）の下面に
   結合されたばね（50）とを有し、 上記膜（46）と上記ばね（50）との間に上記ばね（56）
   が配置され、上記ステム（48）は、上記ばね（56）の開
   孔内を自由移動することを特徴とする請求項１記載の基
   板支持装置。
3. 【請求項３】上記被処理基板（24）の裏面、上記円板
   （10）の上面及び上記周囲シーリング（36）により形成
   される吸引チャンバ（40）の容積は、上記チャンバ（4
   2）よりも大きく、そして上記真空圧供給孔（18）から
   上記吸引チャンバ（40）に連通する開孔（68）は、上記
   真空圧供給孔（18）から上記チャンバ（42）に連通する
   通路（64）よりも小さいことを特徴とする請求項２記載
   の基板支持装置。