JPH10199964A - 基板回転保持装置および回転式基板処理装置 - Google Patents

基板回転保持装置および回転式基板処理装置

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JPH10199964A
JPH10199964A JP387097A JP387097A JPH10199964A JP H10199964 A JPH10199964 A JP H10199964A JP 387097 A JP387097 A JP 387097A JP 387097 A JP387097 A JP 387097A JP H10199964 A JPH10199964 A JP H10199964A
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JP
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substrate
pin
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rotation holding
rotation
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Application number
JP387097A
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English (en)
Inventor
Manabu Yabe
学 矢部
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の金属汚染や風切り現象による基板の処
理むらを生じさせることなく基板を保持することが可能
な基板回転保持装置およびそれを備えた回転式基板処理
装置を提供する。 【解決手段】 基板回転保持装置においては、基板Wの
外周に沿って複数の水平方向支持部材8が配置されてい
る。水平方向支持部材8は支持部材4に取り付けられる
ピン保持部材7と基板Wの水平方向の位置を規制するピ
ン部材6からなる。ピン部材6の基板Wに当接する位置
には、当接部材が設けられている。当接部材はジルコニ
ア、アルミナ等のセラミックス、サファイアあるいは石
英等からなり、ピン部材6はピン状のステンレスにより
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板を水平に保持
しつつ回転させる基板回転保持装置およびそれを備えた
回転式基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】回転式塗布装置、回転式現像装置などの
回転式基板処理装置においては、半導体ウエハなどの基
板を水平に保持しながら回転させる必要がある。このた
めに、従来より、基板の裏面を真空吸着により保持する
吸引式スピンチャック(基板回転保持装置)が一般的に
用いられている。
【0003】しかしながら、吸引式スピンチャックで
は、基板を確実に吸着保持するために強力な吸着を行っ
ている。このため、基板の裏面に吸着跡が生じるという
問題がある。また、基板の裏面中央部を吸引式スピンチ
ャックが吸着するために、基板裏面の中央部分の洗浄が
不完全となり、残余した汚染物が他の基板の処理に悪影
響を及ぼすといった問題もある。
【0004】そこで、基板の裏面および基板の外周端面
を保持しつつ基板に回転力を伝達する外周端面保持型の
基板回転保持装置(メカ式スピンチャック)が提案され
ている。
【0005】図4は外周端縁保持型の基板回転保持装置
の概略断面図である。図4において、スピンモータの回
転軸21の先端部に円形板状の回転部材23が水平に固
定されている。回転部材23の上面には基板Wの下面を
支持する複数の垂直方向支持ピン24、および基板Wの
外周端面に当接して基板Wの水平方向の位置を規制する
複数の水平方向支持ピン25が固定されている。
【0006】複数の水平方向支持ピン25は、基板Wの
外周に沿ってほぼ等間隔に配置されている。また、基板
Wの直線状切欠き部(オリエンテーションフラット部)
には少なくとも2本の水平方向支持ピン25が配置され
ている。水平方向支持ピン25と基板Wの外周端縁との
間には、基板Wの搬入および搬出を容易にするために僅
かな隙間が設けられている。
【0007】このような基板回転保持装置において、回
転部材23がスピンモータの回転軸21により回転駆動
されると、回転方向に応じて基板Wのオリエンテーショ
ンフラット部が水平方向支持ピンの1つにより係止され
かつ他の水平方向支持ピン25の何本かが基板Wの外周
端面に当接し、基板Wの中心が回転部材23の回転中心
からやや偏心した状態で基板Wが回転部材23とともに
回転する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5は、図4の基板回
転保持装置の水平方向支持ピン近傍の断面図である。外
周端縁保持型の基板回転保持装置では、回転処理中に水
平方向支持ピン25の風切り現象により基板Wの外周部
に乱気流が生じ、この乱気流の影響により基板Wの表面
に処理むらが生じるという問題がある。特に、このよう
な基板回転保持装置を回転式塗布装置に適用しようとす
れば、水平方向支持ピン25の風切り現象による乱気流
の影響が基板Wの表面の周辺部に及び、基板Wの表面に
レジストなどの塗布液の塗布むらが発生することが考え
られる。それゆえ、水平方向支持ピン25はできるかぎ
り細くかつ短く形成する必要がある。このため、機械的
強度に優れるステンレスからなる水平方向支持ピン25
が用いられている。
【0009】しかしながら、水平方向支持ピン25は基
板Wの外周端縁と絶えず接触する。このため、長期間使
用した場合には、基板Wとの摩擦によってステンレス製
の水平方向支持ピン25の表面から金属粉が発生し、基
板Wや基板処理装置が金属汚染されるおそれがあった。
【0010】また、水平方向支持ピン25には機械的強
度のみならず、耐溶剤性も要求される。そこで、一部の
回転式基板処理装置では、磨耗による金属汚染のおそれ
がなく、かつ耐溶剤性を得るために、樹脂製の水平方向
支持ピン25が利用されている。
【0011】樹脂製の水平方向支持ピン25は金属粉が
発生しないため、金属汚染の恐れがない。しかしなが
ら、この樹脂製の水平方向支持ピン25はステンレス製
の水平方向支持ピン25に比べ、機械的強度が劣るた
め、ピンの外形を大きく形成する必要があり、回転時の
風切り現象が大きくなり好ましくない。また、この水平
方向支持ピン25は可撓性を有している。このために、
偏心状態で基板Wを高速回転させると、基板Wに当接し
た水平方向支持ピン25がたわみ、隣接する水平方向支
持ピン25の間に基板Wの一部がくい込み、基板Wを損
傷したり、基板Wの基板回転保持装置からの取り出しを
困難にするという問題が生じた。
【0012】本発明の目的は、基板の金属汚染や風切り
現象による基板の処理むらを生じさせることなく基板を
保持することが可能な基板回転保持装置およびそれを備
えた回転式基板処理装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係る基板保持装置は、基板を水平に保持しつつ回
転させる基板回転保持装置であって、水平姿勢で回転駆
動される回転部材と、回転部材上に載置される基板の外
周端面に当接して基板の水平位置を規制する複数の端面
保持部材とを備え、各端面保持部材の基板の外周端面に
当接する位置に、セラミックス、石英およびサファイア
のいずれかからなる当接部材が設けられたものである。
【0014】第2の発明に係る基板回転保持装置は、第
1の発明に係る基板回転保持装置の構成において、各端
面保持部材が、回転部材の鉛直上方に延びかつ当接部材
を保持するピン部材を備えており、ピン部材が金属から
なるものである。
【0015】第3の発明に係る基板回転保持装置は、第
2の発明に係る基板回転保持装置の構成において、当接
部材がピン部材に形成された凹部に接着されているもの
である。
【0016】第1〜第3の発明に係る基板回転保持装置
においては、当接部材が耐磨耗性に優れる材料から形成
されている。このため、長期間にわたって基板の外周端
面と当接部材とが接触した場合でも磨耗による粉塵が生
じることがなくなり、基板の表面が汚染されることを防
止することができる。
【0017】特に、第2の発明に係る基板回転保持装置
においては、当接部材を保持するピン部材を機械的強度
に優れる金属により形成している。このため、ピン部材
を細くかつ短く形成することが可能となり、ピン部材に
よる風切り現象の発生を抑制することができる。
【0018】特に、第3の発明に係る基板回転保持装置
においては、当接部材をピン部材と別個に作製し、その
後ピン部材の凹部に接着して固定している。このため、
当接部材を任意の形状に作製することができ、しかも基
板の衝撃に対して十分な強度を有する程度の厚みに形成
することが容易となる。
【0019】第4の発明に係る回転式基板処理装置は、
基板を回転させながら基板に所定の処理を行う回転式基
板処理装置であって、第1〜第3のいずれかの発明に係
る基板回転保持装置を備えるものである。
【0020】第4の発明に係る回転式基板処理装置にお
いては、第1〜第3のいずれかの発明に係る基板回転保
持装置を備えているので、基板の外周端面を保持する端
面保持部材と基板の外周端面との接触によって当接部材
が磨耗して粉塵を発生することを防止することができ
る。また、端面保持部材のピン部材を機械的強度に優れ
る金属により形成したことにより、細くかつ短く形成す
ることが可能となり、風切り現象による基板の処理むら
を生じさせることなく基板に所定の処理を行うことがで
きる。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例による基
板回転保持装置を用いた回転式基板処理装置の概略断面
図であり、図2は図1の基板回転保持装置の概略平面図
である。
【0022】図1および図2において、基板回転保持装
置2は、スピンモータの回転軸1の先端に水平に固定さ
れた回転部材3を備える。回転部材3は円形板状に形成
され、その表面上に環状の支持部材4を有している。支
持部材4には、基板Wの裏面を支持して基板Wを水平姿
勢に保持する複数の垂直方向支持ピン5および基板Wの
外周端面に当接して基板Wの水平方向の位置を規制する
複数の水平方向支持部材(端面保持部材)8が設けられ
ている。
【0023】垂直方向支持ピン5は基板Wの外周端縁か
ら僅かに内側に入った支持部材4上の位置にほぼ等角度
間隔で3か所設けられている。
【0024】また、水平方向支持部材8は、基板Wの外
周端面に沿って複数個配置され、基板Wのオリエンテー
ションフラット部15には少なくとも2個配置されてい
る。水平方向支持部材8は、基板Wに当接するピン部材
6と、ピン部材6を保持しかつ支持部材4に固定される
ピン保持部材7とから構成される。ピン保持部材7は樹
脂により形成されており、支持部材4に対して着脱可能
に取り付けられている。これにより、水平方向支持部材
8は交換可能とされている。
【0025】図3は、水平方向支持部材の種々の例を示
す斜視図である。水平方向支持部材8のピン部材6に
は、基板Wの外周端面に当接する位置に当接部材10〜
12が設けられている。当接部材10〜12は、ジルコ
ニア(ZrO2 )、アルミナ(Al2 3 )等の酸化物
のセラミックス、窒化物あるいは炭化ケイ素(SiC)
のセラミックス、導電性のセラミックス、サファイアま
たは石英等の材料により形成されている。
【0026】これらの材料は、表面硬度が高く、耐磨耗
性に優れている。このため、基板Wの外周端面が長期間
にわたって接触した場合でも磨耗しにくく、粉塵が生じ
るおそれがない。
【0027】一方、これらの材料の成形体は金属に比べ
てもろく、曲げ応力に対する強度は低い。しかし、基板
Wの外周端面との接触位置では、ピン部材6に作用する
力は剪断力が支配的であり、曲げ応力の作用は小さい。
このため、基板Wの衝突や遠心力によって当接部材10
〜12が破損するおそれがない。
【0028】また、ピン部材6はステンレスからなり、
外径が1〜2mmのピン形状に形成されている。基板W
の衝突や遠心力による曲げ応力はピン部材6の根元部に
大きく作用する。しかし、ステンレス製のピン部材6は
曲げ強度が大きいため、基板Wからの作用力により破損
するおそれがない。
【0029】当接部材10〜12は、ピン部材6の上部
側面に形成された凹部に耐溶剤性を有する接着剤を用い
て接着されている。図3(a)に示す例では、ピン部材
6の上部側面にほぼ円形の凹部を形成し、この凹部に円
板状の当接部材10が接着されている。また、図3
(b)に示す例では、ピン部材6の上部側面に平面切欠
き部を設け、その表面に平板状の当接部材11を接着し
ている。さらに、図3(c)に示す例では、ピン部材6
の上部側面に溝状凹部を形成し、この凹部の内部に平板
状の当接部材12を挿入して接着している。
【0030】なお、当接部材10〜12の表面はピン部
材6の側面から突出していてもよい。また、ピン部材6
の先端部に当接部材10〜12を接着するための凹部を
形成すると凹部近傍の応力集中係数が高くなる。しか
し、この凹部近傍では基板Wからの作用力による曲げ応
力は小さいため、過大な応力集中が発生するおそれがな
く、このような凹部を形成しても強度上問題とならな
い。
【0031】このように、本発明による基板回転保持装
置においては、金属製のピン部材6にセラミックス、サ
ファイアあるいは石英等の材料からなる当接部材10〜
12を設けたことにより、基板Wの外周端面と当接する
部分の耐磨耗性を高めるとともに、十分なピン強度を確
保しかつピン外形を小さくすることによって回転時の風
切り現象の発生を抑制している。これにより、金属汚染
のおそれのない長寿命でかつ乱気流の発生による基板W
の処理むらを生じさせることのない基板回転保持装置お
よびそれを備えた回転式基板処理装置を実現している。
【0032】なお、上記の当接部材10〜12を有する
ピン部材6の構造は、基板Wを保持する際に基板Wの外
周端面に当接し、基板Wの搬入および搬出時に基板Wの
外周端面から離間する可動式のピン部材に適用してもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による基板回転保持装置を備え
た回転式基板処理装置の概略断面図である。
【図2】図1の基板回転保持装置の概略平面図である。
【図3】図1の基板回転保持装置の水平方向支持ピンの
種々の例を示す斜視図である。
【図4】従来の基板回転保持装置の概略断面図である。
【図5】図4の基板回転保持装置の水平方向支持ピンの
断面図である。
【符号の説明】
2 基板回転保持装置 3 回転部材 4 支持部材 6 ピン部材 7 ピン保持部材 8 水平方向支持ピン 10,11,12 当接部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 569C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を水平に保持しつつ回転させる基板
    回転保持装置であって、 水平姿勢で回転駆動される回転部材と、 前記回転部材上に載置される基板の外周端面に当接して
    前記基板の水平位置を規制する複数の端面保持部材とを
    備え、 各端面保持部材の前記基板の外周端面に当接する位置
    に、セラミックス、石英およびサファイアのいずれかか
    らなる当接部材が設けられたことを特徴とする基板回転
    保持装置。
  2. 【請求項2】 各端面保持部材は、前記回転部材の鉛直
    上方に延びかつ前記当接部材を保持するピン部材を備え
    ており、 前記ピン部材は金属からなることを特徴とする請求項1
    記載の基板回転保持装置。
  3. 【請求項3】 前記当接部材は前記ピン部材に形成され
    た凹部に接着されていることを特徴とする請求項2記載
    の基板回転保持装置。
  4. 【請求項4】 基板を回転させながら前記基板に所定の
    処理を行う回転式基板処理装置であって、請求項1〜3
    のいずれかに記載の基板回転保持装置を備えたことを特
    徴とする回転式基板処理装置。
JP387097A 1997-01-13 1997-01-13 基板回転保持装置および回転式基板処理装置 Pending JPH10199964A (ja)

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