JPH11243134A - 試料保持機とこれを用いた製造装置 - Google Patents

試料保持機とこれを用いた製造装置

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JPH11243134A
JPH11243134A JP8489298A JP8489298A JPH11243134A JP H11243134 A JPH11243134 A JP H11243134A JP 8489298 A JP8489298 A JP 8489298A JP 8489298 A JP8489298 A JP 8489298A JP H11243134 A JPH11243134 A JP H11243134A
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JP
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JP8489298A
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English (en)
Inventor
Koji Honma
孝治 本間
Masaru Miyazaki
勝 宮崎
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Chemitronics Co Ltd
Original Assignee
Chemitronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】試料の表面と裏面のいずれとも接することなく
試料の側面の一部で接して試料保持を行う装置を安価に
提供する。 【解決手段】試料保持機は複数個の接触子1a〜1dを
試料2の周辺で可動させることによって試料2の脱着を
行う。この接触子1a〜1dは剛体あるいはこれ自身が
板バネか線バネ作用のあるもので構成されている。試料
2の保持方法は接触子1a〜1dの一部分が試料2の側
面に接することによって行われる。また、保持された試
料2は回転機構7、8によって回転可能な構成がとれ
る。また、試料2の裏面を保護するためにガス入口6を
通して試料の裏面に近接した保護板からガスを放流す
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、ガラス等の絶縁板
や金属板およびSi等の半導体結晶板(以下、試料と呼
ぶ)を保持して処理をするための試料保持機とこれを用
いた製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、試料を保持する方法として、真空
吸引式のチャックが、広く使われている。特に半導体製
造工程において半導体ウエーハを搬送し、該ウエーハの
表面を処理する工程ではこの固定法が主流を占めてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】真空吸引力でウエーハ
を保持する方法は、(1)チャックにウエーハが密着す
るためチャックに接したウエーハ面は汚染され、工程で
の異物源となる、(2)ウエーハチャックの真空吸引口
に処理中の薬液や液体あるいはガスが流れこみ、ウエー
ハの裏面が削れたり汚染され、また、装置の故障を誘発
する要因となる、(3)真空チャンバ内での真空チャッ
クは吸引力がなくなり使えない、(4)機構が複雑であ
り高価である、等の欠点があった。本発明は上記欠点を
解決する目的でなされた。本発明の第1の目的はウエー
ハの表面と裏面のいずれとも接することなくウエーハの
側面の一部で接して試料を保持する装置を安価に提供す
ることである。本発明の第2の目的は、本発明の試料保
持機を用いて、試料を汚染することなく試料の搬送や表
面処理を行う製造装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の基本とする試料
保持機は図1に示すように複数個の接触子1a、1b、
1c、1dを可動させることによって試料2の脱着が行
われる。図1で、右側半分が試料のチャックON、左側
がチャックOFFの状態を示している。接触子を脱着機
構5a、5cによって試料周辺から遠ざけることによっ
て上部から試料の交換を行い、チャックONではバネ1
a、1cによって接触子4a,4cが復元して試料が保
持される。試料の保持方法は接触子の一部分が試料の側
面に接することによって行われる。保持された試料は回
転機構8によって回転できる構成である。また、試料の
裏面を保護するために試料に近接した保護板3からガス
を放流した構成も本発明の特徴である。これらの機構に
よって試料の表面と裏面側は搬送中や保持中に他の物体
と直接接することがなく、また、処理中の薬液や液体あ
るいはガスが試料裏面のごく短い周辺部を除いて裏面に
付着することがないので試料の汚染を防止することがで
きる。
【0005】
【発明の実施の形態】実施例1 図1は本発明による試料保持機の一実施例である。試料
2は複数個の接触子1a、1b、1c、1dによって保
持され、これが回転できる構成である。これらの接触子
は回転軸7にあるバネ機構4a、4cと外部に設けた脱
着機構5a、5cによって可動できる構造が特徴であ
る。図1では、右側半分が試料のチャックON、左側が
チャックOFFの状態を示している。脱着機構5a、5
cによって接触子を試料の外側に動かし、試料の交換が
行われる。試料は試料保持機の上部から所定の位置に搬
送し、続いて脱着機構5a、5cをはずして接触子1
a,1cをバネ機構4a、4cによって保護板3側に復
元して試料を保持する。試料の保持方法は接触子で試料
の側面を動かぬよう固定しても、あるいは接触子で囲
み、試料に遊びをもたして保持してもよい。本発明では
裏面を保護する目的で、試料の裏面に近接して保護板3
を配置し、この板の孔からN2ガスを放流している。こ
のガスはN2ガス入口6から回転軸7の中空部を通って
供給される。放流する高純度ガスはN2ガスに限定され
ることはなく、放熱性のよいHeガスや不活性のArガ
スなどが使われる。試料保持機は支持台10、固定軸9
と回転部品からなり、、モータ等の回転機構8によって
回転軸7、バネ機構4a、4c、保護板3、接触子1
a,1c、および試料2が回転する。上記の接触子はバ
ネ機構によって可動する例を述べたが、電磁式や圧力式
等の可動機構を用いて動作させてもよい。また脱着機構
を回転部の外に設けた例を述べたが回転機構の中に組み
入れてもよい。さらに、この試料保持機を試料の搬送用
に用いる例では、回転機構は不用であり、また、裏面保
護用のN2ガス放流用保護板も取り外してもよいことを
付言する。また、この試料保持機は試料を接触子の中に
掴んでいるのであらゆる角度から稼働でき、使用上の制
約は生じないことを付言する。
【0006】実施例2 図2は本発明による試料保持機の別の実施例である。試
料22は複数個の接触子21a〜21hによって保持さ
れ、これが回転できる構成である。これらの接触子はそ
れ自身が板バネ作用があり、回転軸7に設けた脱着機構
24a、24eによって接触子を可動できる構造が特徴
である。図2では、試料のチャックON状態を示してい
る。脱着機構24a、24eは加圧されたN2ガスをガ
ス入口26bから供給し、ピストンによって接触子を押
して稼働する。チャックONの状態ではこのガスの供給
は不要で、脱着機構内にあるバネによってピストンが定
位置に戻り、接触子はバネ作用によって復元される。試
料の保持方法は接触子で試料の側面を動かぬよう固定し
ても、あるいは接触子で囲み、試料が逃げないようにす
るだけでもよい。本発明では裏面を保護する目的で、試
料の裏面に近接して保護板23を配置し、この板の孔か
らN2ガスを放流している。このガスはN2ガス入口2
6aから回転軸27の中空部を通って供給される。試料
保持機は支持台20と固定軸29と回転部品からなり、
モータ等の回転機構28によって回転軸27、脱着機構
24a〜24h、保護板23、接触子21a〜21h、
および試料22が回転する。上記の接触子は圧力式の脱
着機構によって可動する例を述べたが、電磁式等の可動
機構を用いて動作させてもよい。また脱着機構を回転部
に組み込んだ例を述べたがこれらを回転機構から分離さ
せ外部から接触子を可動させてもよい。さらに、この試
料保持機を試料の搬送用に用いる例では、回転機構は不
用であり、また、裏面保護用のN2ガス放流用保護板も
取り外してもよいことを付言する。また、この試料保持
機は試料を接触子の中に掴んでいるのであらゆる角度か
ら稼働でき、使用上の制約は生じないことを付言する。
【0007】実施例3 図3は本発明による試料保持機の他の実施例である。試
料32は複数個の接触子31a〜31hによって保持さ
れている。これらの接触子はそれ自身が板バネあるいは
線バネ作用があり、中心軸34に設けた脱着機構37に
よって接触子を可動できる構造が特徴である。図3で
は、試料のチャックON状態を示している。脱着機構3
7は加圧されたN2ガスをガス出入口39bから供給
し、ピストンによって保護板33を下方に動かし、これ
が接触子を押して稼働する。チャックONの状態ではN
2ガスをガス出入口39aから供給し、図のようには保
護板33は試料の裏面近傍に配置され、接触子はバネ作
用によって復元され試料を保持する。本発明では裏面を
保護する目的で、試料の裏面に近接して保護板33を配
置し、この板の孔からN2ガスを放流している。このガ
スはN2ガス入口36から中心軸34の中空部を通って
供給される。上記の接触子は圧力式の脱着機構によって
可動する例を述べたが、電磁式等の可動機構を用いた
り、手動で動作させてもよい。また、上記、板バネある
いは線バネの少なくとも一部分に形状記憶合金を用いて
温度差で接触子の脱着を行ってもよい。この試料保持機
は試料の搬送用のため試料の回転機構部を持たない例を
示したが、これに回転機構部を取り付けてもよいことは
自明である。また、この試料保持機は試料を接触子の中
に掴んでいるのであらゆる角度から稼働でき、使用上の
制約は生じないことを付言する。
【0008】実施例4 図4は本発明による試料保持機の他の実施例である。試
料42は複数個の接触子41a〜41hによって保持さ
れている。これらの接触子はそれ自身が板バネあるいは
線バネ作用があり、中心軸45に設けた脱着機構44、
49によって接触子を可動できる構造が特徴である。図
4では、試料のチャックON状態を示している。A矢視
図のように脱着機構の動作は中心軸45を、ある角度だ
け正/逆方向に回転する回転機構49と中心軸45に取
り付けた歯車44によって接触子41a〜41hが可動
して行われる。本発明では裏面を保護する目的で、試料
の裏面に近接して保護板43を配置し、この板の孔から
N2ガスを放流している。このガスはN2ガス入口46
から中心軸45の中空部を通って供給される。上記の接
触子は手動のほか、圧力式電磁式あるいは電動式等の可
動機構を用いて動作させてもよい。また、上記、板バネ
あるいは線バネの少なくとも一部分に形状記憶合金を用
いて温度差で接触子の脱着を行ってもよい。この試料保
持機は試料の搬送用のため試料の回転機構部を持たない
例を示したが、これに回転機構部を取り付けてもよいこ
とは自明である。また、この試料保持機は試料を接触子
の中に掴んでいるのであらゆる角度から稼働でき、使用
上の制約は生じないことを付言する。
【0009】実施例5 図5は本発明による試料保持機の他の実施例である。化
合物半導体結晶のように不定形試料を保持して処理する
工程に適する試料保持機の例を示している。板バネある
いは線バネ作用の持つ多数の接触子51a〜51jによ
って試料52を保持した状態の上面図である。接触子の
数が多いほど、一接触子当たりのバネ力は弱くてすみ、
試料を優しく確実に保持することができる。また、上記
の接触子は変形が自在なので、試料の外形がほぼ同じで
あればどんな形状にも対応して保持できる特徴がある。
この試料保持機は実施例2と実施例4で述べたような脱
着機構の構造をもって構成されている。この試料保持機
によって不定形試料の搬送、洗浄およびエッチングと乾
燥の処理が定形試料と同じように枚葉で自動化処理でき
るようになった。この結果、半導体レーザや発光素子な
どの不定形ウエーハを用いざるを得なかった製造ライン
に適用して省力化と均質化で著しく生産性を上げ、上記
素子が低コスト化で供給できるようになった。
【0010】実施例6 図6は本発明による試料保持機を用いた試料のウエット
処理装置60の一実施例である。実施例1で述べた試料
保持機が本発明のウエット処理装置に使われている。試
料保持機61の接触子や容器内面の主要部はテフロンな
どの樹脂製か金属に樹脂の保護膜があり、薬液の使用に
耐える構造になっている。試料保持機61にはSiウエ
ーハの試料が配置され、N2ガス入口66から供給され
たN2ガスによって試料が浮遊している。試料の固定に
あそびがある構造は遠心力で効果的に試料を乾燥するた
めである。試料の交換には外部に取り付けた脱着機構6
5が使われる。これは、回転部から分離して、試料保持
機の構造を簡単にし、質量を軽くするためである。薬
液、純水あるいはガスが供給口64からノズル63を通
って試料表面に供給され、ウエット処理が行われる。回
転機構によって試料を回転させ洗浄やエッチング処理に
おける面内均一性の向上がはかれる。乾燥処理中には試
料保持機61の試料は高速回転する。全処理中、試料の
裏面にはN2ガスが放流されごく短い周辺部を除いて裏
面には薬液などの付着がないことが特徴である。ウエッ
ト処理した液体やガスは回収口67から回収される。従
来の真空吸着で試料を保持したり、エッチングの反対面
を樹脂で保護したりする方法と比べて、本発明の試料保
持機を用いたウエット処理装置はそのままの状態で試料
をセットするので工程が短縮でき、しかも汚さずに処理
できるので省力化と高品質化の効果が大きい。また、ウ
エット処理装置に試料を搬送してセットする工程にも、
実施例2〜4で述べた試料保持機が適用され製造装置を
自動化することが容易である。以上、本発明の試料保持
機をウエット処理装置や試料搬送機に適用する例を述べ
てきたが、紫外線照射によるオゾン洗浄装置、ホトレジ
ストなどの樹脂の回転塗布装置、あるいはドライエッチ
ング装置などの製造装置用に本発明の試料保持機が適用
できることは言うまでもない。
【0011】
【発明の効果】(1)定形から不定形の試料を試料の表
/裏面に接することなく複数個の接触子によって保持す
るので試料が処理中に汚染されることがない。 (2)試料の裏面に近接した保護板から高純度ガスを放
流する構造なので裏面が保護され、また試料から吸熱す
る作用がある。 (3)接触子を板バネまたは線バネによって構成するこ
とにより試料保持機を低コスト化できる。 (4)試料保持機は天地に関係ない試料の搬送と高速回
転機構が付加できるので、製造装置に用いて自動化が容
易である。また、回転機構によって処理における面内均
一性の向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の試料保持機の主要構成図。
【図2】本発明の実施例2の試料保持機の主要構成図。
【図3】本発明の実施例3の試料保持機の主要構成図。
【図4】本発明の実施例4の試料保持機の主要構成図。
【図5】本発明の実施例5の試料保持機の主要構成図。
【図6】本発明の実施例6のウエット処理に試料保持機
を用いたウエット処理装置の主要構成図。
【符号の説明】
1a〜1d、21a〜21h、31a〜31h、41a
〜41h、51a〜51j…接触子 2、22、32、42、52、62…試料 3、23、33、43…保護板 4、24、54…回転機構部 4a、4c…バネ機構 5a、5c、24a、24e、37、44、49、65
…脱着機構 6、26a、36、46…N2ガス入口 7、27…回転軸 8、28…回転機構 34、45…中心軸 60…ウエット処理装置 61…試料保持機 63…ノズル 64…供給口 67…回収口

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の接触子を試料の周辺に配置し、上
    記接触子を試料の中心方向に向かって可動することによ
    って試料側面の一部に上記接触子の少なくとも一部が接
    触し、これによって試料を保持する機能をもつことを特
    徴とした試料保持機。
  2. 【請求項2】 試料保持機の試料の裏面にガスを放流す
    る機能を持ち、試料保持機から供給されるガスによって
    試料の裏面を保護することを特徴とした請求項1記載の
    試料保持機。
  3. 【請求項3】 試料保持機で保持された試料は試料保持
    機の持つ回転機構によって回転できる機構を兼ね備えた
    ことを特徴とした請求項1−2記載の試料保持機。
  4. 【請求項4】 上記、接触子の少なくとも一部分はこれ
    自身がバネ機能をもつことを特徴とした、請求項1−3
    記載の試料保持機。
  5. 【請求項5】 上記、請求項1−4記載の試料保持機を
    用いて試料を保持し、一連の表面処理をすることを特徴
    とした製造装置。
  6. 【請求項6】 上記、請求項1−4記載の試料保持機を
    用いて試料を保持し、試料を回転させて、薬液を用いた
    一連のウエット処理をすることを特徴とした製造装置。
  7. 【請求項7】 上記、請求項1−4記載の試料保持機を
    用いて試料を保持し、試料を回転させて、液体を塗布処
    理することを特徴とした製造装置。
  8. 【請求項8】 上記、請求項1−4記載の試料保持機を
    用いて試料を捕獲し、試料を運搬し、試料を所定の位置
    に配置する、一連の搬送処理に用いることを特徴とした
    製造装置。
JP8489298A 1998-02-24 1998-02-24 試料保持機とこれを用いた製造装置 Pending JPH11243134A (ja)

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