JPH08181098A - 基板ホルダ - Google Patents
基板ホルダInfo
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- JPH08181098A JPH08181098A JP18772695A JP18772695A JPH08181098A JP H08181098 A JPH08181098 A JP H08181098A JP 18772695 A JP18772695 A JP 18772695A JP 18772695 A JP18772695 A JP 18772695A JP H08181098 A JPH08181098 A JP H08181098A
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- arm
- rod
- holder
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68728—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of separate clamping members, e.g. clamping fingers
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- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B11/00—Cleaning flexible or delicate articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B11/02—Devices for holding articles during cleaning
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B5/00—Clamps
- B25B5/14—Clamps for work of special profile
- B25B5/147—Clamps for work of special profile for pipes
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S414/00—Material or article handling
- Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
- Y10S414/136—Associated with semiconductor wafer handling including wafer orienting means
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハを高速回転させるためその両表面
に接触せずにウエハを保持すること。 【解決手段】 ウェハ・ホルダは、スピンドル・アセン
ブリに取り付けられる。スピンドル・アセンブリは、ウ
エハのスピンドライするために、それに保持されたウェ
ハを回転させる。ウェハ・ホルダは、ウェハを解放また
は装着するための開放位置と、ウェハを保持するための
閉鎖位置とをとることができる、ウェハ保持バンパを含
み、それらが内側・外側に揺動できるように、ウェハ保
持バンパは２つのアームに連結される。各アームは、往
復運動するための回転ができるようにインサートおよび
スラスト軸受に結合される。ウェハ保持部材が閉鎖位置
にある間にインサートおよびスラスト軸受が所定の死点
位置を越える位置に切り替わった後、さらなる動きが防
止され、ウェハ保持部材は閉鎖位置にロックされる。イ
ンサート部材は、スピンドル内のロッドの上下運動に応
答して回転して、ウェハ保持部材を開閉できるようにす
る。
に接触せずにウエハを保持すること。 【解決手段】 ウェハ・ホルダは、スピンドル・アセン
ブリに取り付けられる。スピンドル・アセンブリは、ウ
エハのスピンドライするために、それに保持されたウェ
ハを回転させる。ウェハ・ホルダは、ウェハを解放また
は装着するための開放位置と、ウェハを保持するための
閉鎖位置とをとることができる、ウェハ保持バンパを含
み、それらが内側・外側に揺動できるように、ウェハ保
持バンパは２つのアームに連結される。各アームは、往
復運動するための回転ができるようにインサートおよび
スラスト軸受に結合される。ウェハ保持部材が閉鎖位置
にある間にインサートおよびスラスト軸受が所定の死点
位置を越える位置に切り替わった後、さらなる動きが防
止され、ウェハ保持部材は閉鎖位置にロックされる。イ
ンサート部材は、スピンドル内のロッドの上下運動に応
答して回転して、ウェハ保持部材を開閉できるようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハをその縁部
で保持する方法および装置に関し、詳細には、ウェハ・
スクラブ工程の後のスピン・ドライ工程などスピン工程
中にウェハをその縁部で保持する方法に関する。
で保持する方法および装置に関し、詳細には、ウェハ・
スクラブ工程の後のスピン・ドライ工程などスピン工程
中にウェハをその縁部で保持する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造時には、プロセス
全体にわたる様々な段階で半導体ウェハなど基板に対し
て多数の湿式洗浄ステップが実施される。いくつかのケ
ースでは、この湿式洗浄ステップには、ウェハをブラシ
でスクラブすることを含めることができ、ウェハが回転
している間に１つまたは複数の洗浄溶液または水、ある
いはその両方をウェハに噴射する１回または複数回のス
ピン・リンスを含めることができる。最終的に、ウェハ
は、通常毎分２５００回転ないし５０００回転（ＲＰ
Ｍ）の範囲の高速でスピンドライされる。デバイスを形
成するウェハの前面しか洗浄しない場合には、ウェハの
裏面を真空チャンクによって保持することができる。他
の多くの例では、ウェハの両面を洗浄することが望まし
い。たとえば、半導体基板製造業者は通常、スライス製
造プロセスの完了時には両面をスクラブする。他のプロ
セスでは、両面スクラブが必要になることもある。たと
えば、化学機械研磨（ＣＭＰ, Chemical Mechanical P
olishing）はスラリで行われる。スラリは、半導体製造
での標準からは極めて汚れた環境である。したがって、
ＣＭＰ工程の後にウェハの両面をスクラブして、以後の
処理の前にすべての汚染を除去しておかなければならな
い。ウェハの裏面をきれいにしておくことが望ましい場
合たとえば、ウェハの裏面から機器またはプロセス、あ
るいはその両方に導入される汚染物質を低減させること
が望まれる場合に、両面スクラブを使用することができ
る。
全体にわたる様々な段階で半導体ウェハなど基板に対し
て多数の湿式洗浄ステップが実施される。いくつかのケ
ースでは、この湿式洗浄ステップには、ウェハをブラシ
でスクラブすることを含めることができ、ウェハが回転
している間に１つまたは複数の洗浄溶液または水、ある
いはその両方をウェハに噴射する１回または複数回のス
ピン・リンスを含めることができる。最終的に、ウェハ
は、通常毎分２５００回転ないし５０００回転（ＲＰ
Ｍ）の範囲の高速でスピンドライされる。デバイスを形
成するウェハの前面しか洗浄しない場合には、ウェハの
裏面を真空チャンクによって保持することができる。他
の多くの例では、ウェハの両面を洗浄することが望まし
い。たとえば、半導体基板製造業者は通常、スライス製
造プロセスの完了時には両面をスクラブする。他のプロ
セスでは、両面スクラブが必要になることもある。たと
えば、化学機械研磨（ＣＭＰ, Chemical Mechanical P
olishing）はスラリで行われる。スラリは、半導体製造
での標準からは極めて汚れた環境である。したがって、
ＣＭＰ工程の後にウェハの両面をスクラブして、以後の
処理の前にすべての汚染を除去しておかなければならな
い。ウェハの裏面をきれいにしておくことが望ましい場
合たとえば、ウェハの裏面から機器またはプロセス、あ
るいはその両方に導入される汚染物質を低減させること
が望まれる場合に、両面スクラブを使用することができ
る。
【０００３】上述の両面スクラブでは、ウェハの裏面も
スピンドライしなければならないので、ウェハの前面し
か洗浄しないときとは異なり、スピン・ドライ工程中に
ウェハの裏面を保持することはできない。裏面と前面を
共にスピンドライできるように、従来技術では、ウェハ
をその縁部でつかむウェハ・ホルダが使用されている。
図１Ａを参照すると、従来技術のウェハ・ホルダが示さ
れている。基板１０５が保持されるネスト１０１は、そ
れぞれ、Ｕ字形の支柱１０７を有する、２つのスライド
部材１０６で形成される。ウェハ保持バンパ１１０は、
図の支柱の上部の頂部に配設される。各ウェハ保持バン
パ１１０は、ウェハ１０５をその縁部で捕らえる周方向
溝１１１を有する。スライド部材１０６は、矢印１１５
で示したように内方および外方へ移動することができ
る。具体的には、スライド部材１０６は、外方へ移動し
てネストを開放し、ある種のコンベヤ機構にウェハ１０
５を解放する。ネストが開放位置になった後、開放して
いるネストに次のウェハを置くことができる。次いで、
スライド部材１０６は内方へ移動してこの次のウェハを
つかむ。
スピンドライしなければならないので、ウェハの前面し
か洗浄しないときとは異なり、スピン・ドライ工程中に
ウェハの裏面を保持することはできない。裏面と前面を
共にスピンドライできるように、従来技術では、ウェハ
をその縁部でつかむウェハ・ホルダが使用されている。
図１Ａを参照すると、従来技術のウェハ・ホルダが示さ
れている。基板１０５が保持されるネスト１０１は、そ
れぞれ、Ｕ字形の支柱１０７を有する、２つのスライド
部材１０６で形成される。ウェハ保持バンパ１１０は、
図の支柱の上部の頂部に配設される。各ウェハ保持バン
パ１１０は、ウェハ１０５をその縁部で捕らえる周方向
溝１１１を有する。スライド部材１０６は、矢印１１５
で示したように内方および外方へ移動することができ
る。具体的には、スライド部材１０６は、外方へ移動し
てネストを開放し、ある種のコンベヤ機構にウェハ１０
５を解放する。ネストが開放位置になった後、開放して
いるネストに次のウェハを置くことができる。次いで、
スライド部材１０６は内方へ移動してこの次のウェハを
つかむ。
【０００４】図１Ｂを参照すると、図１Ａに示した構造
の断面図が示されている。図のように、スライド部材１
０６はスロット１２０を備える。カム・ローラ１２５
は、両方のスロット１２０に係合する。カム・ローラ１
２５は、スピンドル１１７内に配設されたロッド１２６
に結合される。ロッド１２６は、上向きに移動する際、
スライド部材１２０を外側に前述の開放位置へ押す。ロ
ッド１２６が下向きに移動すると、カム・ローラ１２５
はスライド部材１２０を内方または閉鎖位置へ引っ張
り、ウェハを保持する。ロッド１２６は、シリンダ１３
０によって上下に移動される。動作時には、シリンダ１
３０は、シリンダ・ロッド１３１、コネクタ・バー１３
２、およびカラー１３５を上向きおよび下向きに移動さ
せる。カラー１３５は、ピン１３３によってロッド１２
６に結合される。ばね１３７は、停止部材１３８によっ
て保持され、カラー１３５を下向きに偏奇させる。
の断面図が示されている。図のように、スライド部材１
０６はスロット１２０を備える。カム・ローラ１２５
は、両方のスロット１２０に係合する。カム・ローラ１
２５は、スピンドル１１７内に配設されたロッド１２６
に結合される。ロッド１２６は、上向きに移動する際、
スライド部材１２０を外側に前述の開放位置へ押す。ロ
ッド１２６が下向きに移動すると、カム・ローラ１２５
はスライド部材１２０を内方または閉鎖位置へ引っ張
り、ウェハを保持する。ロッド１２６は、シリンダ１３
０によって上下に移動される。動作時には、シリンダ１
３０は、シリンダ・ロッド１３１、コネクタ・バー１３
２、およびカラー１３５を上向きおよび下向きに移動さ
せる。カラー１３５は、ピン１３３によってロッド１２
６に結合される。ばね１３７は、停止部材１３８によっ
て保持され、カラー１３５を下向きに偏奇させる。
【０００５】シリンダ１３０が、図１のウェハ・ホルダ
を開閉することができるが、すべての工程フェーズ中に
ウェハが破損せずに保持されるようにウェハに対して十
分な力を確実に維持するように働くわけではないことが
理解されよう。これは、ウェハが高速で回転する間、大
きな遠心力が発生し、対応する大きな内側への力または
スライド部材１０６によってウェハを保持することが必
要になるからである。したがって、部分１５６で示した
ウェハ・ホルダの遠い端部は、釣り合い重りを備える。
スピン工程時には、遠心力が発生し、そのため、１５６
にある重りが外側に引っ張られ、それによって、支柱１
０７とウェハ保持バンパ１１０とを有するスライド部材
１０６の部分が内側に引っ張られてウェハ・ホルダが閉
鎖位置に維持される。この方法には、釣り合い重みの位
置決めが厳密でなく、あるいは釣り合い重みが、指定さ
れた値とは異なる値のものである場合、遠心力が変化す
るという欠点がある。遠心力が大きすぎると、アルミニ
ウムなど屈曲可能な基板が反り、半導体基板など非可と
う性基板が破損する。遠心力が不十分である場合、スピ
ニング工程中にウェハがホルダから外れる可能性があ
る。さらに、釣り合い重みの位置決めおよび重さが仕様
内である場合でも、回転速度が小さいスピニング工程の
始めおよび終りに、それに応じて遠心力が小さくなるこ
とが容易に理解されよう。したがって、この点でウェハ
がウェハ・ホルダから外れる恐れがある。この状況は、
ウェハ・ホルダに作用する力が、工程の段階、すなわ
ち、停止するか、加速するか、高速で回転させるか、減
速させるかに応じて大きく変化することによってさらに
複雑になる。
を開閉することができるが、すべての工程フェーズ中に
ウェハが破損せずに保持されるようにウェハに対して十
分な力を確実に維持するように働くわけではないことが
理解されよう。これは、ウェハが高速で回転する間、大
きな遠心力が発生し、対応する大きな内側への力または
スライド部材１０６によってウェハを保持することが必
要になるからである。したがって、部分１５６で示した
ウェハ・ホルダの遠い端部は、釣り合い重りを備える。
スピン工程時には、遠心力が発生し、そのため、１５６
にある重りが外側に引っ張られ、それによって、支柱１
０７とウェハ保持バンパ１１０とを有するスライド部材
１０６の部分が内側に引っ張られてウェハ・ホルダが閉
鎖位置に維持される。この方法には、釣り合い重みの位
置決めが厳密でなく、あるいは釣り合い重みが、指定さ
れた値とは異なる値のものである場合、遠心力が変化す
るという欠点がある。遠心力が大きすぎると、アルミニ
ウムなど屈曲可能な基板が反り、半導体基板など非可と
う性基板が破損する。遠心力が不十分である場合、スピ
ニング工程中にウェハがホルダから外れる可能性があ
る。さらに、釣り合い重みの位置決めおよび重さが仕様
内である場合でも、回転速度が小さいスピニング工程の
始めおよび終りに、それに応じて遠心力が小さくなるこ
とが容易に理解されよう。したがって、この点でウェハ
がウェハ・ホルダから外れる恐れがある。この状況は、
ウェハ・ホルダに作用する力が、工程の段階、すなわ
ち、停止するか、加速するか、高速で回転させるか、減
速させるかに応じて大きく変化することによってさらに
複雑になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、ウェハの頂部
表面または底部表面に接触せずに、回転可能なスピンド
ルにウェハを保持するために使用できるウェハ・ホルダ
が必要である。このホルダは、ウェハを解放し、あるい
は損傷させてはならず、速度の影響を受けてはならず、
誤って開放されることがあってはならない。
表面または底部表面に接触せずに、回転可能なスピンド
ルにウェハを保持するために使用できるウェハ・ホルダ
が必要である。このホルダは、ウェハを解放し、あるい
は損傷させてはならず、速度の影響を受けてはならず、
誤って開放されることがあってはならない。
【０００７】
【発明の概要】好ましくはスピン・ドライ工程中にウェ
ハをその縁部で保持する、改良されたウェハ・ホルダを
開示する。実施の形態では、２つのアームそれぞれの一
端がウェハ保持部材の一端にそれぞれ連結され、ウェハ
保持部材それぞれは２つのウェハ保持バンパを有する。
アームの他端は、ウェハ・ホルダの中心部で軸線の周り
で回転可能なスラスト・ベアリングに連結され、そのス
ラスト・ベアリングの回転によりアームが往復運動する
ようになされる。アームが十分に延びた状態にあるとき
ウェハ保持部材が基本的に閉鎖位置にあるよう、スラス
ト・ベアリングが２つのアームの中心位置に配設され
る。スラスト・ベアリングが第１の方向に回転すると、
ウェハ保持部材を開放させるのに十分な範囲の動きが与
えられる。スラスト・ベアリングが逆方向に中心位置の
方へ回転すると、ウェハ保持部材は閉鎖する。この逆方
向への動きは、さらに動くことによってウェハ・ホルダ
が開放されないように限られている。ウェハ保持部材を
外側へ広げようとする力ではウェハ保持部材は開放され
ない。というのは、外側への力によって、さらなる動き
が妨げられる方向へアームが押されるからである。した
がって、アームをロック位置にトグルし、ウェハ保持部
材を閉鎖位置に維持して、ウェハを保持することができ
る。このように、ウェハ保持部材に対して作用する力に
よってウェハ・ホルダが誤って開放されることはない。
スラスト・ベアリングの旋回によってウェハ・ホルダ部
材の開放位置と閉鎖位置を切り替えられるようにするロ
ッドを、スピンドル・アセンブリ内に設ける。本発明の
他の特徴および利点は、詳細な説明、図面、および特許
請求の範囲から明らかになろう。
ハをその縁部で保持する、改良されたウェハ・ホルダを
開示する。実施の形態では、２つのアームそれぞれの一
端がウェハ保持部材の一端にそれぞれ連結され、ウェハ
保持部材それぞれは２つのウェハ保持バンパを有する。
アームの他端は、ウェハ・ホルダの中心部で軸線の周り
で回転可能なスラスト・ベアリングに連結され、そのス
ラスト・ベアリングの回転によりアームが往復運動する
ようになされる。アームが十分に延びた状態にあるとき
ウェハ保持部材が基本的に閉鎖位置にあるよう、スラス
ト・ベアリングが２つのアームの中心位置に配設され
る。スラスト・ベアリングが第１の方向に回転すると、
ウェハ保持部材を開放させるのに十分な範囲の動きが与
えられる。スラスト・ベアリングが逆方向に中心位置の
方へ回転すると、ウェハ保持部材は閉鎖する。この逆方
向への動きは、さらに動くことによってウェハ・ホルダ
が開放されないように限られている。ウェハ保持部材を
外側へ広げようとする力ではウェハ保持部材は開放され
ない。というのは、外側への力によって、さらなる動き
が妨げられる方向へアームが押されるからである。した
がって、アームをロック位置にトグルし、ウェハ保持部
材を閉鎖位置に維持して、ウェハを保持することができ
る。このように、ウェハ保持部材に対して作用する力に
よってウェハ・ホルダが誤って開放されることはない。
スラスト・ベアリングの旋回によってウェハ・ホルダ部
材の開放位置と閉鎖位置を切り替えられるようにするロ
ッドを、スピンドル・アセンブリ内に設ける。本発明の
他の特徴および利点は、詳細な説明、図面、および特許
請求の範囲から明らかになろう。
【０００８】
【実施の形態】改良された基板ホルダを開示する。以下
の説明では、本発明を十分に理解してもらうために特定
の材料、寸法、構成など多数の特定の詳細について述べ
る。しかし、当業者には、本発明を実施するうえでこれ
らの特定の詳細を使用する必要がないことが明らかにな
ろう。他の例では、本発明を不必要にあいまいにしない
ように周知の材料や方法については詳細に説明していな
い。また、両面スクラブ工程の後で半導体ウェハに対し
て実施されるスピン・ドライ工程に関して本発明を説明
するが、本発明の基板ホルダを使用して、任意の処理工
程中に、特に基板をその前面または裏面に接触せずに回
転させることが必要な場合に、基板を保持できることが
理解されよう。
の説明では、本発明を十分に理解してもらうために特定
の材料、寸法、構成など多数の特定の詳細について述べ
る。しかし、当業者には、本発明を実施するうえでこれ
らの特定の詳細を使用する必要がないことが明らかにな
ろう。他の例では、本発明を不必要にあいまいにしない
ように周知の材料や方法については詳細に説明していな
い。また、両面スクラブ工程の後で半導体ウェハに対し
て実施されるスピン・ドライ工程に関して本発明を説明
するが、本発明の基板ホルダを使用して、任意の処理工
程中に、特に基板をその前面または裏面に接触せずに回
転させることが必要な場合に、基板を保持できることが
理解されよう。
【０００９】図２は、スピンドル・アセンブリ２０１上
に取り付けられたウェハ・ホルダ２００の現在好ましい
実施の形態を示す。スピンドル・アセンブリ２０１は、
ハウジング２０２と、カラー２０３と、ヘッド２０４と
を備える。ウェハ・ホルダ２００は、ハウジング２１０
と２つのウェハ保持部材２１１とを備える。ウェハ・ホ
ルダ２００は、ハウジング２１０中の開口部２５０とヘ
ッド２０４の開口部（図示せず）を貫通してスピンドル
・アセンブリ２０１にねじ込まれる、六角ねじ２５１に
よって、スピンドル・アセンブリ２０１に取り付けられ
る。各ウェハ保持部材２１１は、上部にウェハ保持バン
パ２１６をそれぞれ有する、ほぼＬ字形の２つの部材２
１５を備える。各Ｌ字形部材２１５はさらに、ハウジン
グ２１０の一部を通って延びるピン２１８に結合され
る。各ピン２１８は、旋回アーム２１７に結合される。
ハウジング２１０はさらに、（上述のピン２１８および
旋回アーム２１７を介して）一方のウェハ保持部材２１
１の両方のＬ字形部材２１５にそれぞれ結合された、２
つのアーム（図２には図示せず）を備える。これらのア
ームと旋回アーム２１７との結合状態については、図６
ないし図８を参照して後述する。好ましい実施例では、
ハウジング２１０、Ｌ字形部材２１５、旋回アーム２１
７、ピン２１８を含め、ウェハ・ホルダ２００の大部分
は、陽極酸化アルミニウム製である。部品をまとめて保
持するために使用される様々なねじは、ステンレス鋼製
の六角ねじである。ウェハ・バンパ２１６は、ヘッド２
０４およびカラー２０３と同様にＤｅｌｒｉｎTM製であ
る。また、好ましい実施例では、ハウジング２０２、ス
ピンドル２２０、ロッド２２５を含め、スピンドル・ア
センブリ２０１は、ステンレス鋼製である。ウェハ・ホ
ルダを使用する環境に応じて他の材料を使用できること
が理解されよう。
に取り付けられたウェハ・ホルダ２００の現在好ましい
実施の形態を示す。スピンドル・アセンブリ２０１は、
ハウジング２０２と、カラー２０３と、ヘッド２０４と
を備える。ウェハ・ホルダ２００は、ハウジング２１０
と２つのウェハ保持部材２１１とを備える。ウェハ・ホ
ルダ２００は、ハウジング２１０中の開口部２５０とヘ
ッド２０４の開口部（図示せず）を貫通してスピンドル
・アセンブリ２０１にねじ込まれる、六角ねじ２５１に
よって、スピンドル・アセンブリ２０１に取り付けられ
る。各ウェハ保持部材２１１は、上部にウェハ保持バン
パ２１６をそれぞれ有する、ほぼＬ字形の２つの部材２
１５を備える。各Ｌ字形部材２１５はさらに、ハウジン
グ２１０の一部を通って延びるピン２１８に結合され
る。各ピン２１８は、旋回アーム２１７に結合される。
ハウジング２１０はさらに、（上述のピン２１８および
旋回アーム２１７を介して）一方のウェハ保持部材２１
１の両方のＬ字形部材２１５にそれぞれ結合された、２
つのアーム（図２には図示せず）を備える。これらのア
ームと旋回アーム２１７との結合状態については、図６
ないし図８を参照して後述する。好ましい実施例では、
ハウジング２１０、Ｌ字形部材２１５、旋回アーム２１
７、ピン２１８を含め、ウェハ・ホルダ２００の大部分
は、陽極酸化アルミニウム製である。部品をまとめて保
持するために使用される様々なねじは、ステンレス鋼製
の六角ねじである。ウェハ・バンパ２１６は、ヘッド２
０４およびカラー２０３と同様にＤｅｌｒｉｎTM製であ
る。また、好ましい実施例では、ハウジング２０２、ス
ピンドル２２０、ロッド２２５を含め、スピンドル・ア
センブリ２０１は、ステンレス鋼製である。ウェハ・ホ
ルダを使用する環境に応じて他の材料を使用できること
が理解されよう。
【００１０】通常の使用時には、スピナが置かれたウェ
ハ・スクラブ・システムの本体にハウジング２０２をか
たく取り付けることによって、スピンドル・アセンブリ
２０１およびウェハ・ホルダ２００を、たとえばシステ
ムのスピン・リンス／ドライ・ステーションに取り付け
る。たとえばベルトを介してスピンドル２２０にモータ
を連結する。様々なタイプのスピンドルとスピンドル回
転手段とを有する様々なシステムで本発明を使用できる
ことが理解されよう。再び図２を参照すると、ロッド２
２５は、スピンドル２２０内に配設され、スピンドル２
２０内を上下に移動することができる。ロッド２２５
は、シリンダ１３０などの機構や、図１Ａおよび図１Ｂ
に関して図示し説明した関連構成要素によって上下に移
動される。ロッド２２５はさらに、ハウジング２１０中
のアームに結合され、したがって、ロッド２２５が上下
に移動すると、ウェハ保持部材２１１が開放位置と閉鎖
位置の間で移動する。たとえば、図２で、ロッド２２５
は上昇位置にあり、したがって、ウェハ保持部材２１１
は図の開放位置にある。この位置では、２つのウェハ保
持部材２１１のＬ字形部材２１５は共に、ウェハ・ホル
ダ２００の中心から遠ざかるように回転する。ウェハ・
ホルダ２００を開閉する際のロッド２２５の動作につい
ては、図６ないし図８でさらに詳しく説明する。
ハ・スクラブ・システムの本体にハウジング２０２をか
たく取り付けることによって、スピンドル・アセンブリ
２０１およびウェハ・ホルダ２００を、たとえばシステ
ムのスピン・リンス／ドライ・ステーションに取り付け
る。たとえばベルトを介してスピンドル２２０にモータ
を連結する。様々なタイプのスピンドルとスピンドル回
転手段とを有する様々なシステムで本発明を使用できる
ことが理解されよう。再び図２を参照すると、ロッド２
２５は、スピンドル２２０内に配設され、スピンドル２
２０内を上下に移動することができる。ロッド２２５
は、シリンダ１３０などの機構や、図１Ａおよび図１Ｂ
に関して図示し説明した関連構成要素によって上下に移
動される。ロッド２２５はさらに、ハウジング２１０中
のアームに結合され、したがって、ロッド２２５が上下
に移動すると、ウェハ保持部材２１１が開放位置と閉鎖
位置の間で移動する。たとえば、図２で、ロッド２２５
は上昇位置にあり、したがって、ウェハ保持部材２１１
は図の開放位置にある。この位置では、２つのウェハ保
持部材２１１のＬ字形部材２１５は共に、ウェハ・ホル
ダ２００の中心から遠ざかるように回転する。ウェハ・
ホルダ２００を開閉する際のロッド２２５の動作につい
ては、図６ないし図８でさらに詳しく説明する。
【００１１】ウェハ保持部材２１１相互間の領域は、
「ネスト」と呼ばれることが多く、ウェハ・ホルダ２０
０にウェハを装着できるようにウェハ・ホルダ２００に
保持すべきウェハの直径よりも大きな開放位置にある。
たとえば、ベルト・アセンブリ、真空ワンド、またはロ
ボティック・アームは、ウェハ・ホルダ２００が、図２
に示した開放位置にあるとき、ウェハ・ホルダ２００の
ネストとウェハを心合わせすることができる。ウェハ２
３０は、装着時に装着機構（図示せず）がウェハを置
き、かつ取外し時に装着機構がウェハを取り外す位置
で、点線で示されている。
「ネスト」と呼ばれることが多く、ウェハ・ホルダ２０
０にウェハを装着できるようにウェハ・ホルダ２００に
保持すべきウェハの直径よりも大きな開放位置にある。
たとえば、ベルト・アセンブリ、真空ワンド、またはロ
ボティック・アームは、ウェハ・ホルダ２００が、図２
に示した開放位置にあるとき、ウェハ・ホルダ２００の
ネストとウェハを心合わせすることができる。ウェハ２
３０は、装着時に装着機構（図示せず）がウェハを置
き、かつ取外し時に装着機構がウェハを取り外す位置
で、点線で示されている。
【００１２】図３を参照すると、ウェハ・ホルダ２００
は閉鎖位置で示されている。この位置では、各Ｌ字形部
材２１５は内側にウェハ・ホルダ２００の中心の方へ旋
回している。この位置で、ウェハ保持部材２１１は、所
与の直径のウェハが、その縁部で４つのバンパ２１６そ
れぞれのくぼみに位置して、具合良くおさまるよう、位
置決めされる。ここでもウェハ２３０の位置は、点線で
示されている。図を見ると分かるように、ウェハは、バ
ンパ２１６中のくぼみに配設される。図のように、ロッ
ド２２５が下向きに引っ張られ、そのため、各Ｌ字形部
材２１５が図の閉鎖位置に引っ張られている。ロッド２
２５の動作は、図６ないし図８を参照してさらに詳しく
述べる。
は閉鎖位置で示されている。この位置では、各Ｌ字形部
材２１５は内側にウェハ・ホルダ２００の中心の方へ旋
回している。この位置で、ウェハ保持部材２１１は、所
与の直径のウェハが、その縁部で４つのバンパ２１６そ
れぞれのくぼみに位置して、具合良くおさまるよう、位
置決めされる。ここでもウェハ２３０の位置は、点線で
示されている。図を見ると分かるように、ウェハは、バ
ンパ２１６中のくぼみに配設される。図のように、ロッ
ド２２５が下向きに引っ張られ、そのため、各Ｌ字形部
材２１５が図の閉鎖位置に引っ張られている。ロッド２
２５の動作は、図６ないし図８を参照してさらに詳しく
述べる。
【００１３】図４は、ヘッド２０４を取り外し、その内
部に配設されたロッド２２５の上部が見えるようにした
スピンドル・アセンブリ２０１を示す。図から分かるよ
うに、ロッド２２５の上部は、現在好ましい実施の形態
はらせん４０５を備える。図のように、ピン４１０がロ
ッド２２５を通って延びる。ピン４１０は、図５に示し
たヘッド２０４のスロットにはまる。図２のねじ２５０
は、ヘッド２０４およびウェハ・ホルダ２００をスピン
ドル・アセンブリ４０１に取り付けるためにスピンドル
・アセンブリ２０１の頂部にあるねじ穴４５０にねじ込
まれる。
部に配設されたロッド２２５の上部が見えるようにした
スピンドル・アセンブリ２０１を示す。図から分かるよ
うに、ロッド２２５の上部は、現在好ましい実施の形態
はらせん４０５を備える。図のように、ピン４１０がロ
ッド２２５を通って延びる。ピン４１０は、図５に示し
たヘッド２０４のスロットにはまる。図２のねじ２５０
は、ヘッド２０４およびウェハ・ホルダ２００をスピン
ドル・アセンブリ４０１に取り付けるためにスピンドル
・アセンブリ２０１の頂部にあるねじ穴４５０にねじ込
まれる。
【００１４】図５を参照すると、スピンドル・アセンブ
リ２０１が取り外され、かつウェハ・ホルダ２００が取
り外された、ヘッド２０４およびインサート５３０の分
解図が示されている。スピンドル・アセンブリ２０１の
頂部にヘッド２０４を置くと、らせん４０５が（下か
ら）開口部５０５に挿入され、同時にピン４１０がスロ
ット５１０に挿入される。前述のように、ロッド２２５
はスピンドル２２０内で上下に移動してウェハ・ホルダ
２００を開閉させる。好ましい実施の形態では、ロッド
２２５が下降位置にあるとき、図４のらせん４０５の上
部は開口部５０５の上部表面よりもわずかな距離だけ上
に延び、図４のピン４１０はスロット５１０の下部の近
くに位置する。好ましい実施の形態では、ロッド２２５
が上昇位置にあるとき、らせん４０５の上部は開口部５
２５のほぼ頂部まで延び、同時に、ピン４１０はスロッ
ト５１０内の上部近くに位置した状態になる。好ましい
実施の形態として説明した位置決めの構成要素には、当
業者が多く変形を加え得ることが理解されよう。図から
分かるように、開口部５０５およびスロット５１０はヘ
ッド２０４の下部に位置され、開口部５２５は上部に位
置されている。
リ２０１が取り外され、かつウェハ・ホルダ２００が取
り外された、ヘッド２０４およびインサート５３０の分
解図が示されている。スピンドル・アセンブリ２０１の
頂部にヘッド２０４を置くと、らせん４０５が（下か
ら）開口部５０５に挿入され、同時にピン４１０がスロ
ット５１０に挿入される。前述のように、ロッド２２５
はスピンドル２２０内で上下に移動してウェハ・ホルダ
２００を開閉させる。好ましい実施の形態では、ロッド
２２５が下降位置にあるとき、図４のらせん４０５の上
部は開口部５０５の上部表面よりもわずかな距離だけ上
に延び、図４のピン４１０はスロット５１０の下部の近
くに位置する。好ましい実施の形態では、ロッド２２５
が上昇位置にあるとき、らせん４０５の上部は開口部５
２５のほぼ頂部まで延び、同時に、ピン４１０はスロッ
ト５１０内の上部近くに位置した状態になる。好ましい
実施の形態として説明した位置決めの構成要素には、当
業者が多く変形を加え得ることが理解されよう。図から
分かるように、開口部５０５およびスロット５１０はヘ
ッド２０４の下部に位置され、開口部５２５は上部に位
置されている。
【００１５】図５にはインサート５３０も示されてい
る。図のように、インサート５３０は、ヘッド２０４の
開口部５２５内に配設される。インサート５３０は、ら
せん溝５３５と開口部５４０とを備える。ヘッド２０４
の凹部５２５内にインサート５３０を配設すると、らせ
ん溝５３５がらせん４０５にかみ合う。ロッド２２５
が、図３に示したように下降位置にあるとき、らせん４
０５の頂部はらせん溝５３５の下部近くに位置する。ロ
ッド２２５が図２に示した上昇位置にあるとき、らせん
４０５の頂部は、インサート５３０の上部表面とほぼ同
一の平面上に位置する。この点に関して、図４に示した
ピン４１０が、上下運動の間ずっとスロット５１０内に
入ったままであることに留意されたい。これによって、
ロッド５２５が上向きおよび下向きに押されたときに回
転するのが妨げられ、したがって、すべての回転運動は
インサート５３０に伝達される。したがって、ロッド５
２５を上向きに押すと、インサート５３０が逆時計回り
に回転し、ロッド５２５を下向きに引っ張ると、インサ
ート５３０が時計回りに回転する。ねじ２５１をハウジ
ング２１０の開口部２５０、ヘッド２０４の開口部５１
５を通してねじ穴４５０に挿入することによって、たと
えば、図２および図３に示したように、ウェハ・ホルダ
２００およびスピンドル・アセンブリ２０１にヘッド２
０４を結合すると、ウェハ・ホルダ２００が、インサー
ト５３０上に配設されることに留意されたい。これによ
って、ロッド２２５が上向きに移動するときにインサー
ト５３０が上向きに移動するのが妨げられ、そのため、
インサート５３０の上述の回転運動が発生する。以下に
説明するように、インサート５３０は、ウェハ・ホルダ
２００の前述のアームに開口部５４０を介して結合され
る。インサート５３０とヘッド２０４が周囲で摩擦係合
することがほとんどなくなるように、インサート５３０
が十分なすきまを隔てて凹部５２５にはまることに留意
されたい。インサート５３０とヘッド２０４には最小の
摩擦接触しか発生せず、ヘッド２０４とウェハ・ホルダ
２００の合計重量がインサート５３０の重量よりもはる
かに大きいので、ヘッド２０４の回転運動に対する抵抗
は、インサート５３０の回転運動に対する抵抗よりもず
っと大きく、したがって、ロッド２２５が上下に移動す
る際に基本的にすべての回転運動がインサート５３０に
伝達され、ヘッド２０４／ウェハ・ホルダ２００の組合
せにはほとんど伝達されない。
る。図のように、インサート５３０は、ヘッド２０４の
開口部５２５内に配設される。インサート５３０は、ら
せん溝５３５と開口部５４０とを備える。ヘッド２０４
の凹部５２５内にインサート５３０を配設すると、らせ
ん溝５３５がらせん４０５にかみ合う。ロッド２２５
が、図３に示したように下降位置にあるとき、らせん４
０５の頂部はらせん溝５３５の下部近くに位置する。ロ
ッド２２５が図２に示した上昇位置にあるとき、らせん
４０５の頂部は、インサート５３０の上部表面とほぼ同
一の平面上に位置する。この点に関して、図４に示した
ピン４１０が、上下運動の間ずっとスロット５１０内に
入ったままであることに留意されたい。これによって、
ロッド５２５が上向きおよび下向きに押されたときに回
転するのが妨げられ、したがって、すべての回転運動は
インサート５３０に伝達される。したがって、ロッド５
２５を上向きに押すと、インサート５３０が逆時計回り
に回転し、ロッド５２５を下向きに引っ張ると、インサ
ート５３０が時計回りに回転する。ねじ２５１をハウジ
ング２１０の開口部２５０、ヘッド２０４の開口部５１
５を通してねじ穴４５０に挿入することによって、たと
えば、図２および図３に示したように、ウェハ・ホルダ
２００およびスピンドル・アセンブリ２０１にヘッド２
０４を結合すると、ウェハ・ホルダ２００が、インサー
ト５３０上に配設されることに留意されたい。これによ
って、ロッド２２５が上向きに移動するときにインサー
ト５３０が上向きに移動するのが妨げられ、そのため、
インサート５３０の上述の回転運動が発生する。以下に
説明するように、インサート５３０は、ウェハ・ホルダ
２００の前述のアームに開口部５４０を介して結合され
る。インサート５３０とヘッド２０４が周囲で摩擦係合
することがほとんどなくなるように、インサート５３０
が十分なすきまを隔てて凹部５２５にはまることに留意
されたい。インサート５３０とヘッド２０４には最小の
摩擦接触しか発生せず、ヘッド２０４とウェハ・ホルダ
２００の合計重量がインサート５３０の重量よりもはる
かに大きいので、ヘッド２０４の回転運動に対する抵抗
は、インサート５３０の回転運動に対する抵抗よりもず
っと大きく、したがって、ロッド２２５が上下に移動す
る際に基本的にすべての回転運動がインサート５３０に
伝達され、ヘッド２０４／ウェハ・ホルダ２００の組合
せにはほとんど伝達されない。
【００１６】図６ないし図８は、ウェハ・ホルダ２００
の底面を示す。図６ないし図８で、ウェハ・ホルダ２０
０は、図２および図３に示した位置に対して逆さまにな
っている。以下では、図６ないし図８に示した構成要素
の様々な運動および移動は、これらの図に現れる運動お
よび移動に関して説明する。このような方向が、図２お
よび図３に示したようにウェハ・ホルダ２００を表面を
上にして配設したときに観測される方向の逆の方向であ
ることを理解されたい。たとえば、図５でのインサート
５３０の時計回りの動きは、図６ないし図８での逆時計
回りの動きに対応し、逆のことについても同様である。
図５までの説明で論じた運動および移動の続きを説明す
る。たとえば、図２および図３のロッド２２５の上向き
または下向きの動きは、図２および図３に示された向き
における上向きおよび下向きを指す。図のように、ウェ
ハ・ホルダ２００は、それぞれ、各ウェハ保持部材２１
１の両方の旋回アーム２１７に連結された、２つのアー
ム６０１を備える。アーム６０１はそれぞれ、ピン６０
５を介して２つの旋回アーム２１７に結合される。各ピ
ン６０５は、アーム６０１に取り付けられ、図６で下側
に位置する旋回アーム２１７の開口部（図示せず）を通
り、次いで図６で上側に位置する旋回アーム２１７の開
口部６０６を通って延びる。図のように、ピン６１０
は、アーム６０１の対向した端部に配設される。ピン６
１０は、図において、アーム６０１から上向きにも下向
きにも延びる。ピン６１０の上向きに延びた部分は、図
５に示したインサート５３０の開口部５４０にはまる。
ピン６１０の下向きに延びた部分は、ハウジング２１０
の凹部６２０内に配設されたスラスト・ベアリング６１
５のくぼみにはまる。スラスト・ベアリング６１５は、
好ましい実施例では、ＤｅｌｒｉｎTM製であり、凹部６
２０内で容易に旋回することができる。さらに、スラス
ト・ベアリング６１５の下側で、点線で示した小さなタ
ブ６２５が、下向きにハウジング２１０の他の凹部へ突
き出ており、スラスト・ベアリング６１５が旋回する際
に前記ベアリングを所定の位置に保持する。
の底面を示す。図６ないし図８で、ウェハ・ホルダ２０
０は、図２および図３に示した位置に対して逆さまにな
っている。以下では、図６ないし図８に示した構成要素
の様々な運動および移動は、これらの図に現れる運動お
よび移動に関して説明する。このような方向が、図２お
よび図３に示したようにウェハ・ホルダ２００を表面を
上にして配設したときに観測される方向の逆の方向であ
ることを理解されたい。たとえば、図５でのインサート
５３０の時計回りの動きは、図６ないし図８での逆時計
回りの動きに対応し、逆のことについても同様である。
図５までの説明で論じた運動および移動の続きを説明す
る。たとえば、図２および図３のロッド２２５の上向き
または下向きの動きは、図２および図３に示された向き
における上向きおよび下向きを指す。図のように、ウェ
ハ・ホルダ２００は、それぞれ、各ウェハ保持部材２１
１の両方の旋回アーム２１７に連結された、２つのアー
ム６０１を備える。アーム６０１はそれぞれ、ピン６０
５を介して２つの旋回アーム２１７に結合される。各ピ
ン６０５は、アーム６０１に取り付けられ、図６で下側
に位置する旋回アーム２１７の開口部（図示せず）を通
り、次いで図６で上側に位置する旋回アーム２１７の開
口部６０６を通って延びる。図のように、ピン６１０
は、アーム６０１の対向した端部に配設される。ピン６
１０は、図において、アーム６０１から上向きにも下向
きにも延びる。ピン６１０の上向きに延びた部分は、図
５に示したインサート５３０の開口部５４０にはまる。
ピン６１０の下向きに延びた部分は、ハウジング２１０
の凹部６２０内に配設されたスラスト・ベアリング６１
５のくぼみにはまる。スラスト・ベアリング６１５は、
好ましい実施例では、ＤｅｌｒｉｎTM製であり、凹部６
２０内で容易に旋回することができる。さらに、スラス
ト・ベアリング６１５の下側で、点線で示した小さなタ
ブ６２５が、下向きにハウジング２１０の他の凹部へ突
き出ており、スラスト・ベアリング６１５が旋回する際
に前記ベアリングを所定の位置に保持する。
【００１７】ウェハ・ホルダ２００は、アーム６０１が
図６に示した位置にあるとき、開放位置にある。ウェハ
・ホルダ２００が、図６に示した位置にあるとき、ロッ
ド２２５は、図２に示した完全上昇位置にある。図７を
参照すると、図２のロッド２２５を下向きに引っ張った
とき、インサート５３０は、図５において逆時計回りに
回転する。上述のように、アーム６０１およびスラスト
・ベアリング６１５は、インサート５３０の開口部５４
０に挿入されたピン６１０によってインサート５３０に
結合される。このため、スラスト・ベアリング６１５
と、それに取り付けられたアーム６０１の端部は、図７
で矢印７０１，７０２で示したように時計回りに回転す
る。この回転運動は、アーム６０１の他端での、矢印７
０５で示した基本的に横方向の運動に変換され、そのた
め、アーム６０１およびピン６０５は、ピン２１８の周
りで旋回する両方の旋回アーム２１７を外側へ押す。各
旋回アーム２１７がピン２１８にかたく取り付けられて
いるので、この旋回運動によって、各ピン２１８が回転
する。さらに、各Ｌ字形部材２１５も同様にピン２１８
にかたく取り付けられており、そのため、ピン２１８の
回転によって、Ｌ字形部材２１５が、矢印７１０で示し
たように旋回する。
図６に示した位置にあるとき、開放位置にある。ウェハ
・ホルダ２００が、図６に示した位置にあるとき、ロッ
ド２２５は、図２に示した完全上昇位置にある。図７を
参照すると、図２のロッド２２５を下向きに引っ張った
とき、インサート５３０は、図５において逆時計回りに
回転する。上述のように、アーム６０１およびスラスト
・ベアリング６１５は、インサート５３０の開口部５４
０に挿入されたピン６１０によってインサート５３０に
結合される。このため、スラスト・ベアリング６１５
と、それに取り付けられたアーム６０１の端部は、図７
で矢印７０１，７０２で示したように時計回りに回転す
る。この回転運動は、アーム６０１の他端での、矢印７
０５で示した基本的に横方向の運動に変換され、そのた
め、アーム６０１およびピン６０５は、ピン２１８の周
りで旋回する両方の旋回アーム２１７を外側へ押す。各
旋回アーム２１７がピン２１８にかたく取り付けられて
いるので、この旋回運動によって、各ピン２１８が回転
する。さらに、各Ｌ字形部材２１５も同様にピン２１８
にかたく取り付けられており、そのため、ピン２１８の
回転によって、Ｌ字形部材２１５が、矢印７１０で示し
たように旋回する。
【００１８】図７に示した位置では、ウェハ・ホルダ２
００が閉鎖位置にあることに留意されたい。この位置で
は、インサート５３０およびスラスト・ベアリング６１
５は２つのアーム６０１が直線上にある位置に達してお
り、したがって、ウェハ・ホルダ２００を開放しようと
する力（結果的に、矢印７０５で示した方向とは逆の方
向の力をアーム６０１に与える力）の成分は、回転運動
に変換されないので、インサート５３０が回転させられ
ることも、スラスト・ベアリング６１５が回転させられ
ることもない。システムの一部に対するある種の力によ
って、スラスト・ベアリング６１５／インサート５３０
およびアーム６０１が、図７に示した位置から移動でき
ることが理解されよう。したがって、図８を参照する
と、好ましい実施の形態では、完全に下降位置にあるロ
ッド２２５が、図５のインサート５３０を回転させ、そ
のため、スラスト軸受６１５およびアーム６０１が、矢
印８０１で示したように移動する。矢印８０１の方向へ
のアーム６０１の移動が、点８０５でのハウジング２１
０との接触によって制限されることに留意されたい。し
たがって、スラスト軸受６１５およびインサート５３０
が引き続きさらにこの方向へ回転することも、あるいは
アーム６０１がさらにこの方向へ移動することもできな
い。さらに、図７に示した位置と図８に示した位置の間
のアーム６０１の位置の横方向の変化が比較的小さく、
したがって、図７に示した位置と図８に示した位置の間
でウェハ保持部材２１１が、無視できる量しか移動しな
いことに留意されたい。ウェハを保持するのに十分な力
を発生させるウェハ保持部材２１１の位置の範囲が小さ
いことが理解されよう。言い換えると、ウェハ・ホルダ
２００の閉鎖位置は実際には、ある範囲の位置を含む。
ウェハ・ホルダ２００は、構成要素が、図７ないし図８
に示した位置内にあるとき、ウェハがウェハ保持部材２
１１のすべてのバンパ２１６によってかたくつかまれる
ように設計される。
００が閉鎖位置にあることに留意されたい。この位置で
は、インサート５３０およびスラスト・ベアリング６１
５は２つのアーム６０１が直線上にある位置に達してお
り、したがって、ウェハ・ホルダ２００を開放しようと
する力（結果的に、矢印７０５で示した方向とは逆の方
向の力をアーム６０１に与える力）の成分は、回転運動
に変換されないので、インサート５３０が回転させられ
ることも、スラスト・ベアリング６１５が回転させられ
ることもない。システムの一部に対するある種の力によ
って、スラスト・ベアリング６１５／インサート５３０
およびアーム６０１が、図７に示した位置から移動でき
ることが理解されよう。したがって、図８を参照する
と、好ましい実施の形態では、完全に下降位置にあるロ
ッド２２５が、図５のインサート５３０を回転させ、そ
のため、スラスト軸受６１５およびアーム６０１が、矢
印８０１で示したように移動する。矢印８０１の方向へ
のアーム６０１の移動が、点８０５でのハウジング２１
０との接触によって制限されることに留意されたい。し
たがって、スラスト軸受６１５およびインサート５３０
が引き続きさらにこの方向へ回転することも、あるいは
アーム６０１がさらにこの方向へ移動することもできな
い。さらに、図７に示した位置と図８に示した位置の間
のアーム６０１の位置の横方向の変化が比較的小さく、
したがって、図７に示した位置と図８に示した位置の間
でウェハ保持部材２１１が、無視できる量しか移動しな
いことに留意されたい。ウェハを保持するのに十分な力
を発生させるウェハ保持部材２１１の位置の範囲が小さ
いことが理解されよう。言い換えると、ウェハ・ホルダ
２００の閉鎖位置は実際には、ある範囲の位置を含む。
ウェハ・ホルダ２００は、構成要素が、図７ないし図８
に示した位置内にあるとき、ウェハがウェハ保持部材２
１１のすべてのバンパ２１６によってかたくつかまれる
ように設計される。
【００１９】本発明では、誤ってウェハが解放される恐
れもなく、釣り合い重りを使用することもなしに、ウェ
ハをかたく保持することができる。上述のように、図７
に示した位置と図８に示した位置の間のウェハ保持部材
２１１の動きの量は非常にわずかである。したがって、
図８に示した位置から図７に示した位置への移動では、
ウェハをわずかに圧縮する必要がある。この圧縮のため
に、矢印８０１とは逆の方向へのインサート５３０およ
びスラスト・ベアリング６１５の偶然の動きが抑制され
る。さらに、再び図８を参照して、スピン中の遠心力な
どの外側への力が、Ｌ字形部材２１５を、外側に、矢印
８１０で示した方向へ押すことに留意されたい。この結
果、矢印８１５で示した、アーム６１１に対する内側へ
の力が生じる。この内側への力はさらに、矢印８０１で
示した方向へアーム６０１を押す。アームが点８０５で
ハウジング２１０に接触するので、この力によってウェ
ハ保持部材２１１を動かすことも、あるいは開放するこ
ともできない。したがって、インサート５３０およびス
ラスト・ベアリング６１５を、図７に示した位置へ切り
替え、あるいはそれを越える位置へ切り替えることによ
り、加速によって生じたものであれ、減速によって生じ
たものであれ、その他の原因で生じたものであれ、アー
ムまたはウェハ保持部材に対する力によってウェハ・ホ
ルダ２００のネストを開放することはできない。したが
って、ウェハ・ホルダは、図７に示した位置での閉鎖位
置、またはそれを越えた位置での閉鎖位置でロックされ
る。好ましい実施の形態では、ロッド２２５を上下に移
動させる機構によって、ウェハ処理時にわずかな下向き
の力が維持され、ウェハ保持部材のロック性がさらに強
化される。
れもなく、釣り合い重りを使用することもなしに、ウェ
ハをかたく保持することができる。上述のように、図７
に示した位置と図８に示した位置の間のウェハ保持部材
２１１の動きの量は非常にわずかである。したがって、
図８に示した位置から図７に示した位置への移動では、
ウェハをわずかに圧縮する必要がある。この圧縮のため
に、矢印８０１とは逆の方向へのインサート５３０およ
びスラスト・ベアリング６１５の偶然の動きが抑制され
る。さらに、再び図８を参照して、スピン中の遠心力な
どの外側への力が、Ｌ字形部材２１５を、外側に、矢印
８１０で示した方向へ押すことに留意されたい。この結
果、矢印８１５で示した、アーム６１１に対する内側へ
の力が生じる。この内側への力はさらに、矢印８０１で
示した方向へアーム６０１を押す。アームが点８０５で
ハウジング２１０に接触するので、この力によってウェ
ハ保持部材２１１を動かすことも、あるいは開放するこ
ともできない。したがって、インサート５３０およびス
ラスト・ベアリング６１５を、図７に示した位置へ切り
替え、あるいはそれを越える位置へ切り替えることによ
り、加速によって生じたものであれ、減速によって生じ
たものであれ、その他の原因で生じたものであれ、アー
ムまたはウェハ保持部材に対する力によってウェハ・ホ
ルダ２００のネストを開放することはできない。したが
って、ウェハ・ホルダは、図７に示した位置での閉鎖位
置、またはそれを越えた位置での閉鎖位置でロックされ
る。好ましい実施の形態では、ロッド２２５を上下に移
動させる機構によって、ウェハ処理時にわずかな下向き
の力が維持され、ウェハ保持部材のロック性がさらに強
化される。
【００２０】ウェハを解放するには、ロッド２２５を上
向きに押す。これによって、インサート５３０が図５に
おける時計方向に回転し、そのため、アーム６０１およ
びスラスト・ベアリング６１５が、図６ないし図８にお
ける逆時計回りに、すなわち、図６ないし図８のシーケ
ンスで示した方向の逆の方向へ回転する。これによっ
て、ウェハ保持部材２１１は、図８に示した閉鎖位置か
ら図６に示した開放位置へ移動する。もちろん、使用時
には、ウェハ・ホルダ２００が開放されるのは、スピン
ドル・アセンブリがすべてのスピン運動を停止し、必要
に応じて、ウェハの平面を所定の位置に位置決めした後
と、前述のようなある種の移送機構が所定の位置へ移動
してウェハ・ホルダ２００からウェハを取り外した後だ
けである。
向きに押す。これによって、インサート５３０が図５に
おける時計方向に回転し、そのため、アーム６０１およ
びスラスト・ベアリング６１５が、図６ないし図８にお
ける逆時計回りに、すなわち、図６ないし図８のシーケ
ンスで示した方向の逆の方向へ回転する。これによっ
て、ウェハ保持部材２１１は、図８に示した閉鎖位置か
ら図６に示した開放位置へ移動する。もちろん、使用時
には、ウェハ・ホルダ２００が開放されるのは、スピン
ドル・アセンブリがすべてのスピン運動を停止し、必要
に応じて、ウェハの平面を所定の位置に位置決めした後
と、前述のようなある種の移送機構が所定の位置へ移動
してウェハ・ホルダ２００からウェハを取り外した後だ
けである。
【００２１】本発明を実施するうえで、本明細書で図示
し説明した特定の実施例を使用する必要がないことが理
解されよう。たとえば、様々なピンおよびアームを介し
てアーム６０１に結合された２つのＬ字形部材２１５を
有するものとして各ウェハ保持部材２１１を示したが、
他のウェハ保持手段またはウェハ保持部材を使用するこ
とができる。たとえば、ウェハ保持機構は、図１Ａおよ
び図１Ｂの部材１０７に類似の２つのウェハ保持バンパ
を有する単一のＵ字形部材を備えることができる。上述
の実施例のように、スラスト・ベアリングまたは類似の
機構が死点またはそれを越える位置にトグルし、ウェハ
・ホルダを閉鎖位置にロックした後、アーム６０１の動
きを妨げるべきである。この点に関して、本発明の実施
例では、上記で図示し説明したハウジングの構成によっ
てアームの動きを制限する必要はなく、留めねじ、タブ
など他の方法または装置によって制限できることに留意
されたい。アームの動きをアーム自体どうしの直接的な
接触によって制限する必要もないことが理解されよう。
その代わり、アームの移動は、上述の方法または装置に
類似の方法または装置でインサート５３０またはスラス
ト・ベアリング６１５のさらなる回転を制限することに
よって制限することができる。ある種の実施例では、ア
ームが載る表面のために、アームがインサート５３０な
どの部材で旋回させられたときに自由に移動することが
できる場合、スラスト・ベアリング６１５などのスラス
ト・ベアリングが必要とされないことも理解されよう。
さらに、他の代替実施例を使用することができる。たと
えば、好ましい実施例は、スピンドルの内部でロッドを
使用して、アームを回転運動させるが、アームを回転運
動させるロッドまたはシャフト内にスピンドルを配設す
ることができる。他の代替例として、インサート５３０
が、下向きに突き出る（おす）らせん部材を備え、ロッ
ドが、インサートが回転運動できるようにするらせん溝
を備えることができる。らせんおよびらせん溝の代わり
に、スラスト・ベアリング６１５などのスラスト・ベア
リングを旋回させ、あるいはスラスト・ベアリングに結
合できるインサート５３０などのインサートを旋回させ
る位置に、ロッド２２５などのロッドに結合されたベル
・クランクまたは類似の部材を配設することもできる。
他の代替例として、他の手段を使用して、上述の回転運
動を与えることができる。たとえば、ロッド２２５を上
向きおよび下向きに移動させるのではなく、旋回させて
アーム６０１を回転させることができる。そのような実
施例では、ロッド２２５を、直接アーム６０１に結合す
ることも、あるいは親ねじと親ナットの組合せを介して
結合することもできる。そのような実施例では、旋回運
動を与えるために、モータをベルトを介してロッド２２
５に結合することができる。しかし、上下運動が回転運
動に変換される実施例の方が一般に実施が容易である。
この点に関して、上述の実施例のウェハ・ホルダは、ロ
ッドが上昇位置にあるときに開放され、ロッドが下降位
置にあるときに閉鎖されるが、必要に応じて、本発明の
実施例で、ロッドが下降位置にあるときにウェハ・ホル
ダを開放し、ロッドが上昇位置にあるときにウェハ・ホ
ルダを閉鎖することができることが理解されよう。最後
に、当業者には、構成要素の他の多数の修正および置換
が明らかになろう。
し説明した特定の実施例を使用する必要がないことが理
解されよう。たとえば、様々なピンおよびアームを介し
てアーム６０１に結合された２つのＬ字形部材２１５を
有するものとして各ウェハ保持部材２１１を示したが、
他のウェハ保持手段またはウェハ保持部材を使用するこ
とができる。たとえば、ウェハ保持機構は、図１Ａおよ
び図１Ｂの部材１０７に類似の２つのウェハ保持バンパ
を有する単一のＵ字形部材を備えることができる。上述
の実施例のように、スラスト・ベアリングまたは類似の
機構が死点またはそれを越える位置にトグルし、ウェハ
・ホルダを閉鎖位置にロックした後、アーム６０１の動
きを妨げるべきである。この点に関して、本発明の実施
例では、上記で図示し説明したハウジングの構成によっ
てアームの動きを制限する必要はなく、留めねじ、タブ
など他の方法または装置によって制限できることに留意
されたい。アームの動きをアーム自体どうしの直接的な
接触によって制限する必要もないことが理解されよう。
その代わり、アームの移動は、上述の方法または装置に
類似の方法または装置でインサート５３０またはスラス
ト・ベアリング６１５のさらなる回転を制限することに
よって制限することができる。ある種の実施例では、ア
ームが載る表面のために、アームがインサート５３０な
どの部材で旋回させられたときに自由に移動することが
できる場合、スラスト・ベアリング６１５などのスラス
ト・ベアリングが必要とされないことも理解されよう。
さらに、他の代替実施例を使用することができる。たと
えば、好ましい実施例は、スピンドルの内部でロッドを
使用して、アームを回転運動させるが、アームを回転運
動させるロッドまたはシャフト内にスピンドルを配設す
ることができる。他の代替例として、インサート５３０
が、下向きに突き出る（おす）らせん部材を備え、ロッ
ドが、インサートが回転運動できるようにするらせん溝
を備えることができる。らせんおよびらせん溝の代わり
に、スラスト・ベアリング６１５などのスラスト・ベア
リングを旋回させ、あるいはスラスト・ベアリングに結
合できるインサート５３０などのインサートを旋回させ
る位置に、ロッド２２５などのロッドに結合されたベル
・クランクまたは類似の部材を配設することもできる。
他の代替例として、他の手段を使用して、上述の回転運
動を与えることができる。たとえば、ロッド２２５を上
向きおよび下向きに移動させるのではなく、旋回させて
アーム６０１を回転させることができる。そのような実
施例では、ロッド２２５を、直接アーム６０１に結合す
ることも、あるいは親ねじと親ナットの組合せを介して
結合することもできる。そのような実施例では、旋回運
動を与えるために、モータをベルトを介してロッド２２
５に結合することができる。しかし、上下運動が回転運
動に変換される実施例の方が一般に実施が容易である。
この点に関して、上述の実施例のウェハ・ホルダは、ロ
ッドが上昇位置にあるときに開放され、ロッドが下降位
置にあるときに閉鎖されるが、必要に応じて、本発明の
実施例で、ロッドが下降位置にあるときにウェハ・ホル
ダを開放し、ロッドが上昇位置にあるときにウェハ・ホ
ルダを閉鎖することができることが理解されよう。最後
に、当業者には、構成要素の他の多数の修正および置換
が明らかになろう。
【００２２】改良されたウェハ・ホルダについて説明し
た。特定の装置、構成、方法、材料を含め、特定の実施
の形態および実施例について説明したが、当業者には、
本開示を読んだ後に、様々な修正を加えられることが明
らかになろう。したがって、それらによって、広範囲な
本発明を制限するものではなく、かつ本発明が、図示し
説明した特定の実施例に制限されないことを理解された
い。
た。特定の装置、構成、方法、材料を含め、特定の実施
の形態および実施例について説明したが、当業者には、
本開示を読んだ後に、様々な修正を加えられることが明
らかになろう。したがって、それらによって、広範囲な
本発明を制限するものではなく、かつ本発明が、図示し
説明した特定の実施例に制限されないことを理解された
い。
【図１】 従来技術のスピンドル・アセンブリおよびウ
ェハ・ホルダを示す図およびその断面図である。
ェハ・ホルダを示す図およびその断面図である。
【図２】 開放位置にある本発明の現在好ましい実施の
形態のスピンドル・アセンブリおよびウェハ・ホルダを
示す図である。
形態のスピンドル・アセンブリおよびウェハ・ホルダを
示す図である。
【図３】 閉鎖位置にある本発明の現在好ましい実施の
形態のウェハ・ホルダおよびスピンドル・アセンブリを
示す図である。
形態のウェハ・ホルダおよびスピンドル・アセンブリを
示す図である。
【図４】 本発明の現在好ましい実施の形態の基板ホル
ダおよびスピンドル・アセンブリの内部機構の一部を示
す図である。
ダおよびスピンドル・アセンブリの内部機構の一部を示
す図である。
【図５】 本発明の現在好ましい実施の形態の基板ホル
ダおよびスピンドル・アセンブリの他の内部を示す図で
ある。
ダおよびスピンドル・アセンブリの他の内部を示す図で
ある。
【図６】 開放位置にある本発明の現在好ましい実施の
形態の基板ホルダの下側を示す図である。
形態の基板ホルダの下側を示す図である。
【図７】 閉鎖位置にある本発明の現在好ましい実施の
形態の基板ホルダの下側を示す図である。
形態の基板ホルダの下側を示す図である。
【図８】閉鎖位置にある本発明の現在好ましい実施の形
態の基板ホルダの下側を示す図である。
態の基板ホルダの下側を示す図である。
２００ ウェハ・ホルダ ２０１ スピンドル・アセンブリ ２０２ ハウジング ２０４ ヘッド ２１１ ウェハ保持部材 ２１５ Ｌ字形部材 ２１６ ウェハ保持バンパ ２１７ 旋回アーム ２１８ ピン ２２０ スピンドル ２２５ ロッド ２３０ ウェハ ２５０ 開口部 ２５１ 六角ねじ ４０５ らせん ４５０ ねじ穴 ５１０ スロット ５３０ インサート ５３５ らせん溝
Claims (2)
- 【請求項１】 開放位置および基板を保持する閉鎖位置
を有する基板保持部材にそれぞれ結合された、第１およ
び第２のアームと、 前記第１および第２のアームそれぞれに連結され、前記
基板保持部材を前記開放位置および前記閉鎖位置に位置
決めするため、前記第１および第２のアームを移動させ
るよう動くことができるアーム位置決め部材とを備え、
前記第１および第２のアームは前記基板保持部材が前記
閉鎖位置にあるときにロック位置を有することを特徴と
する基板ホルダ。 - 【請求項２】 軸の周りで回転することができるスピン
ドルと、 シャフトであって、前記スピンドルとシャフト自体のう
ちの一方が前記スピンドルと前記シャフトのうちの他方
内に配設される、シャフトと、 前記シャフトに結合されたアーム位置決め部材と、 アームであって、その第１の位置にて前記アーム位置決
め部材に結合されたアームと、 前記アームの第２の位置にて前記アームに結合された基
板保持部材とを備え、 前記アーム位置決め部材の回転運動によって、前記基板
保持部材が開放位置と閉鎖位置の間で移動することを特
徴とする基板ホルダ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/270,043 US5566466A (en) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Spindle assembly with improved wafer holder |
| US270043 | 1994-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181098A true JPH08181098A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3683621B2 JP3683621B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=23029659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18772695A Expired - Lifetime JP3683621B2 (ja) | 1994-07-01 | 1995-07-03 | 基板ホルダ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5566466A (ja) |
| JP (1) | JP3683621B2 (ja) |
| DE (1) | DE19524025C2 (ja) |
| FR (1) | FR2724053B1 (ja) |
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