JPWO2017179296A1 - Substrate holding device - Google Patents
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Abstract
基板保持装置(101)は、下板(3)と、基板(4)に気体を吹き付け基板(4)を非接触で保持する複数の吹き出し口(1)と、基板(4)の反りを検知する反り検知部(25)と、反り検知部(25)の測定結果に基づき、複数の吹き出し口(1)のそれぞれの気体の吹き出し量を調整する制御部(24)とを備える。下板(3)上には基板(4)の位置を固定可能なガイド部(2)が配置され、ガイド部(2)は鉛直方向に対して傾斜されたテーパ形状部(2T)を有する。テーパ形状部(2T)は、ガイド部(2)の主表面が下板の主表面(3A)に沿って接触するように載置された状態において、下板の主表面(3A)の鉛直方向に対する傾斜角度が30°以上60°以下である。 The substrate holding device (101) detects warpage of the lower plate (3), a plurality of outlets (1) for blowing gas onto the substrate (4) and holding the substrate (4) in a non-contact manner, and the substrate (4). And a control unit (24) that adjusts the amount of gas blown from each of the plurality of outlets (1) based on the measurement result of the warp detection unit (25). A guide portion (2) capable of fixing the position of the substrate (4) is disposed on the lower plate (3), and the guide portion (2) has a tapered portion (2T) inclined with respect to the vertical direction. The tapered portion (2T) is a vertical direction of the main surface (3A) of the lower plate in a state where the main surface of the guide portion (2) is placed so as to be in contact with the main surface (3A) of the lower plate. The inclination angle with respect to is 30 ° or more and 60 ° or less.
Description
この発明は、基板を保持する技術に関する。 The present invention relates to a technique for holding a substrate.
半導体基板を搬送する場合に、半導体基板の傷もしくは異物付着を抑える目的で、ベルヌーイ効果を応用して非接触で基板を保持して搬送する搬送装置が一般的に知られている。例えば国際公開第2013/027828号(特許文献1)には、搬送装置の基板保持機構に設けられた複数の噴出口において旋回流を発生させ、この旋回流の中央に生じる吸引圧によって基板を装置に吸引する一方、噴出口から噴出する気体によって装置と板状部材との間を一定距離に保ち、非接触で基板を装置上に保持する旨について開示されている。 2. Description of the Related Art When a semiconductor substrate is transported, a transport device that holds and transports a substrate in a non-contact manner by applying the Bernoulli effect for the purpose of suppressing scratches or adhesion of foreign substances on the semiconductor substrate is generally known. For example, in International Publication No. 2013/027828 (Patent Document 1), a swirling flow is generated at a plurality of jet outlets provided in a substrate holding mechanism of a transport device, and the substrate is placed by the suction pressure generated at the center of the swirling flow. On the other hand, it is disclosed that the substrate is held on the apparatus in a non-contact manner by maintaining a constant distance between the apparatus and the plate-like member by the gas ejected from the ejection port.
しかしながら、従来のベルヌーイ効果による基板保持機構を応用した非接触式で基板を保持する基板保持装置では、基板保持装置に設けられた複数の噴出口から気体を吹き出し基板を保持する。このため、基板に反りがある場合は、各噴出口と基板との間の距離に差がでてしまうことがあり、基板を浮上させ吸引することで非接触で保持する気体の流れに乱れが生じて基板保持が不安定となり、基板が振動してしまう問題がある。このような振動がおこると、基板の位置ずれや装置との接触により欠けすなわちチッピングが生じてしまう。 However, in a non-contact type substrate holding apparatus that applies a substrate holding mechanism based on the Bernoulli effect, a substrate is held by blowing gas from a plurality of jet openings provided in the substrate holding apparatus. For this reason, when the substrate is warped, there may be a difference in the distance between each jet port and the substrate, and the flow of gas held in a non-contact manner is disturbed by floating and sucking the substrate. This causes a problem that the substrate holding becomes unstable and the substrate vibrates. When such vibrations occur, chipping, that is, chipping occurs due to positional displacement of the substrate and contact with the apparatus.
そこで、たとえば特開2013−219069号公報(特許文献2)には、基板の反り具合の測定結果に応じて、基板を保持するための気体の吹き出し量を調整する機構を含む基板保持装置が開示されている。このような機構を用いれば、複数の噴出口からの気体の吹き出し量が調整されることで基板の反りが補正される。 Thus, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2013-219069 (Patent Document 2) discloses a substrate holding device including a mechanism that adjusts the amount of gas blown to hold a substrate in accordance with the measurement result of the warpage of the substrate. Has been. If such a mechanism is used, the warp of the substrate is corrected by adjusting the amount of gas blown from the plurality of jet ports.
しかしながら、特開2013−219069号公報のように基板の反りが補正されたとしても、仮に基板がその設置されるたとえば下板に接触すれば、基板に欠けが生じる可能性がある。 However, even if the warpage of the substrate is corrected as in JP 2013-219069 A, the substrate may be chipped if it comes into contact with, for example, the lower plate on which the substrate is installed.
本発明は以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の振動を抑制することが可能でありかつ基板の欠けの発生をより確実に抑制可能である、非接触で基板を保持して搬送する基板保持装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to hold the substrate in a non-contact manner, which can suppress the vibration of the substrate and can more reliably suppress the occurrence of chipping of the substrate. It is to provide a substrate holding device to be conveyed.
上記課題を解決するための本発明に係る基板保持装置は、下板と、基板を非接触で下板上に保持する為に基板に気体を吹き付ける複数の吹き出し口と、基板の反りを検知する反り検知部と、反り検知部の測定結果に基づき、複数の吹き出し口のそれぞれの吹出し量を調整する制御部とを備える。下板には基板の位置を固定可能なガイド部が固定される。ガイド部は鉛直方向に対して傾斜されたテーパ形状部を有する。テーパ形状部の鉛直方向に対する傾斜角度は30°以上60°以下である。 In order to solve the above problems, a substrate holding apparatus according to the present invention detects a lower plate, a plurality of outlets for blowing gas to the substrate in order to hold the substrate on the lower plate in a non-contact manner, and warpage of the substrate. A warpage detection unit and a control unit that adjusts the amount of each of the plurality of outlets based on the measurement result of the warpage detection unit. A guide portion capable of fixing the position of the substrate is fixed to the lower plate. The guide part has a tapered part inclined with respect to the vertical direction. The inclination angle of the tapered portion with respect to the vertical direction is not less than 30 ° and not more than 60 °.
この発明によれば、非接触式で反りのある基板を保持する場合、吹き出し口のぞれぞれの吹き出し量が調整されることで基板の反りが補正され、保持する基板の振動を抑制することができる。また本発明によれば、下板に固定されるガイド部が上記傾斜角度のテーパ形状部を有することにより、基板がガイド部に接触した場合においても、基板の端部に欠けを生じる可能性を低減することができる。 According to the present invention, when a non-contact type warped substrate is held, the warpage of the substrate is corrected by adjusting the blowout amount of each blowout port, and the vibration of the held substrate is suppressed. be able to. In addition, according to the present invention, the guide portion fixed to the lower plate has the tapered portion having the above inclination angle, so that even when the substrate is in contact with the guide portion, the end portion of the substrate may be chipped. Can be reduced.
実施の形態1.
図1は、一般的な半導体装置、すなわちMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などが搭載された半導体チップの製造工程の一例を示している。すなわち図1を参照して、半導体チップの製造工程においては、まずシリコンなどの半導体材料により形成されるウェハのロットが準備される(S1)。当該ロット内の各ウェハに対して、一般公知の処理により、酸化・CVD(Chemical Vapor Deposition)工程(S2)、メタライズ(S3)、写真製版技術(S4)およびエッチング(S5)、拡散・イオン注入(S6)がなされることにより、当該MOSFETなどを構成するゲート酸化膜、ゲート電極、ソース領域、ドレイン領域などのパターンが形成される。次にそのようなパターンが形成されたウェハに対してサンプルテスト(S7)がなされる。その後、裏面処理(S8)がなされ、ここでゲート酸化膜などが形成されたウェハの表面と反対側の裏面上に必要な電極などが形成される。その後ダイシング工程(S9)においてウェハが所望の大きさの複数のチップに分割される。ダイシング後の半導体チップに対してチップテスト(S10)がなされた後、良品については梱包(S11)され、出荷される。
FIG. 1 shows an example of a manufacturing process of a general semiconductor device, that is, a semiconductor chip on which a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or the like is mounted. That is, referring to FIG. 1, in the semiconductor chip manufacturing process, first, a lot of wafers formed of a semiconductor material such as silicon is prepared (S1). For each wafer in the lot, oxidation / CVD (Chemical Vapor Deposition) step (S2), metallization (S3), photoengraving technology (S4) and etching (S5), diffusion / ion implantation are performed by generally known processes. By performing (S6), patterns such as a gate oxide film, a gate electrode, a source region, and a drain region constituting the MOSFET and the like are formed. Next, a sample test (S7) is performed on the wafer on which such a pattern is formed. Thereafter, back surface processing (S8) is performed, and necessary electrodes and the like are formed on the back surface opposite to the front surface of the wafer on which the gate oxide film and the like are formed. Thereafter, in the dicing step (S9), the wafer is divided into a plurality of chips having a desired size. After the chip test (S10) is performed on the semiconductor chip after dicing, the non-defective product is packed (S11) and shipped.
以下に述べる本実施の形態の基板保持装置は、たとえば(S8)の裏面処理において、ウェハすなわち基板が部材の表面上に載置されることにより、基板の表面に形成されたパターンが部材に接触し損傷を受けることを回避する観点から、基板に触れることなくこれを保持するために用いられる。この基板保持装置は、MOSFETが形成された半導体ウェハに限らず、たとえばいわゆる光デバイスまたはMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスが形成された半導体ウェハにおける裏面処理(S8)にも適用される。 In the substrate holding device of the present embodiment described below, for example, in the back surface processing of (S8), the wafer, that is, the substrate is placed on the surface of the member, so that the pattern formed on the surface of the substrate contacts the member. From the standpoint of avoiding damage, it is used to hold the substrate without touching it. This substrate holding device is not limited to a semiconductor wafer on which a MOSFET is formed, but is also applied to a back surface processing (S8) on a semiconductor wafer on which a so-called optical device or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device is formed.
図2は本発明の実施の形態1の第1例に関する基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。図2を参照して、本実施の形態の第1例の基板保持装置101は、下板3と、下板3の上側の表面に複数、たとえば7個配置される気体の吹き出し口1と、下板3の上側の表面に複数、たとえば6個配置される気体吸引口5と、下板3上であり下板3の平面視における外周部に設けられるガイド2とを備える。ガイド2は、下板3の上側にたとえば浮上するように配置可能な基板4の平面視における位置を補正するための部材であり、たとえば下板3の外周に沿う方向に関して互いに間隔をあけて複数(3つ)配置されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a substrate holding portion of the substrate holding apparatus according to the first example of the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a
下板3は、たとえば保持しようとする基板すなわちウェハの平面形状に合わせた円環形状を有することが好ましいがこれに限られない。なお下板3は、その円周方向に関する一部に切欠き部を有することが好ましい。これにより下板3の上側に基板4を設置しやすくする。
For example, the
図3は、図2で示された基板保持部のIII−III線に沿う部分の断面を含む本実施の形態の基板保持装置の構成図である。基板保持装置101は、基板4の反りを検知するための反り検知部25が設けられている。反り検知部25の基板4の反りの検知に際しては、下板3と基板4との距離dを複数箇所で計測して、その基板4の反りを検知する。すなわち複数箇所の全ての距離dが等しい場合は反りがなく、距離に差がある場合には、反りがあると検知する。距離の測定をする為に、本実施の形態では、下板3には各吹き出し口1の間に気体吸引口5が6箇所設けられている。本実施の形態では、吹き出し口1を7箇所、気体吸引口5を6箇所としたがこれに限定されるものではなく、基板4の浮上圧が一定の要求量を満たせば吹き出し口1の数はこの限りではない。また、気体吸引口5の数と位置は、各吹き出し口1の基板4の反りを計測できる位置と数であるならば限定されない。
FIG. 3 is a configuration diagram of the substrate holding device of the present embodiment including a cross section of a portion along the line III-III of the substrate holding portion shown in FIG. The
また基板保持装置101には、気体供給部21と、気体吸引部22と、圧力計23と、制御部24とが備えられている。気体供給部21は、各吹き出し口1からその上方へ気体を吹き出すように供給可能な部分である。このため気体供給部21は吹き出し口1に接続されている。
In addition, the
気体供給部21から各吹き出し口1に気体が供給される。ここで、気体とは基板保持装置の置かれた雰囲気を指しており、通常は空気である。なお、空気中の水分が問題となるような場合は、例えば乾燥窒素ガスを用いることも可能である。吹き出し口1は気体供給部21から供給された気体が旋回流を形成して、吹き出し口1の上側の基板4に吹き付けるように吹き出されるように構成されている。この旋回流によるベルヌーイ効果により基板4が、下板3に対して非接触で浮上するように、基板保持装置101に保持される。さらに、気体供給部21は吹き出し口1毎に対応して吹き出し口1と同数分設けられている。したがって、吹き出し口1毎に供給される気体の量を異ならせることが可能である。
Gas is supplied from the
次に、気体吸引部22は、基板4側から気体吸引口5を介してその下方へ吸引された気体を吸引する処理を行なう部分である。このため気体吸引部22は気体吸引口5に接続されている。
Next, the
基板保持装置101においては、反り検知部25は圧力計23と気体吸引部22と気体吸引口5とから構成されている。すなわち基板保持装置101においては、反り検知部25は気体吸引口5を含んでいる。そして上記の下板3と基板4との距離dは、気体吸引口5で吸引された気体の圧力値から算出される。そうして算出された複数の上記距離d同士の比較により、基板4の反りが検知される。
In the
気体吸引部22により気体が吸引され気体吸引口5を通過して気体が吸引される。圧力計23と気体吸引部22とは、各気体吸引口5毎に対応して気体吸引口5と同数分設けられている。吸引の圧力が各圧力計23で計測され、この吸引の圧力値から下板3と基板4との距離dが算出され、基板4の気体吸引口5の数に対応した複数箇所の距離dから反りが検知される。なおここでは、下板3が上側の主表面3Aとその反対側の下側の主表面3Bとを有し、基板4が上側の主表面4Aとその反対側の下側の主表面4Bとを有するものとする。またここで検知される距離dは、たとえば下板3の上側の主表面3Aと基板4の下側の主表面4Bとの図の上下方向の距離とする。
Gas is sucked by the
制御部24は気体供給部21に接続されている。反り検知部25の測定結果に基づき基板4の反りが検知されると、制御部24は、その距離に従い、各吹き出し口1のそれぞれから吹き出す気体の量を調整する。
The
すなわち、気体吸引口5の真上の位置における基板4の反り検知部25の測定結果である反りの有無と距離dの情報とにより、当該気体吸引口5の配置位置の距離dを調整するための吹き出し口1からの吹き出し量が調整される。複数の吹き出し口1のそれぞれには、そこからの気体の吹き出し量を調整することにより反りの量(上記距離d)が調整される基板4の位置に対応する、複数の気体吸引口5のいずれかが割り当てられている。このため、ある気体吸引口5の位置における反りの測定結果に基づき、その気体吸引口5に対応する吹き出し口1からの吹き出し量を調整することができる。
That is, in order to adjust the distance d of the arrangement position of the
さらに、基板保持装置101においては、反り検知部25が有する圧力計23及び気体吸引部22の数は気体吸引口5の数と同数であることが好ましい。これにより、各気体吸引口5に対応する位置の基板4の下板3との距離を、圧力計23を用いて個別に測定することができる。このため、吹き出し口1に隣接する位置での基板4と下板3との距離dは、複数の圧力計23のそれぞれにより測定された浮上圧を調整することで容易に調整できる。したがって複数の吹き出し口1からの吹き出し量を同時に調整することができるため、基板4反りの矯正がより確実になる。本実施の形態では反り検知部25を圧力計23と気体吸引部22を含むものとしたが、これに限定されるわけではなく、反りを検知する仕組みを備えるものであればよいのは言うまでもない。
Further, in the
図4は、実施の形態1による基板保持装置のガイド部を示す断面図である。特に図4(A)は、基板保持装置101のうち特にガイド部の全体を強調するように図示した概略断面図である。図4(A)を参照して、下板3のたとえば上側の主表面3A上にはガイド部が配置されている。ガイド部とは上記の複数、たとえば3つのガイド2に相当する。目視により基板4の下板3に対して配置されるべき位置を補正するためのガイド2を少なくとも3箇所あるいは、基板外周長の半分以上を覆うように設ける。これにより基板4はガイド2の後述するテーパ形状部2T上に載置されるよう、基板4の自重により導かれる。このように基板4がガイド2上に接触するように載置されることにより、基板4の保持位置が一意に固定可能となる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a guide portion of the substrate holding apparatus according to the first embodiment. In particular, FIG. 4A is a schematic cross-sectional view illustrating the whole of the guide portion of the
すなわち基板4を保持する際には、基板4は下板3の上側の主表面3Aに対しては互いに間隔をあけるように浮遊するが、基板4の端部はガイド2のテーパ形状部2Tに接触するように載置される。
That is, when holding the
図4(B)は図4(A)の右側部分の点線部IVBを拡大した概略拡大断面図である。図4(B)を参照して、基板保持装置101においては、ガイド2が基板4と接触する部位は図4(B)に示すようなテーパ形状となっている。すなわちガイド2は、鉛直方向に対して傾斜されたテーパ形状部2Tを有している。また図4(B)に示すように、テーパ形状部2Tは鉛直方向に対して30°以上60°以下の傾斜角度θを有している。ただしここでの傾斜角度θは、後述の基板保持装置701においてピエゾ素子などの駆動によりテーパ形状部2Tの上記傾斜角度θが変更するよう動いた状態ではなく、ガイド2の主表面(図4(A)のガイド2の最下部を構成する裏面)が下板3の上側の主表面3A上に沿って接触するよう安定に載置された定常状態における角度である。
FIG. 4B is a schematic enlarged cross-sectional view in which the dotted line IVB in the right part of FIG. 4A is enlarged. Referring to FIG. 4B, in the
基板4はその端部にベベル部4BVを有している。基板4のベベル部4BVの面取り角度とガイド2のテーパ形状部2Tの傾斜角度θとを同じ(±5°以内の誤差を含む)にして基板4が接触した場合の面積を大きくすることで、基板4のベベル部4BVおよびそれに隣接する領域を起点とする欠けすなわちチッピングを抑制する。
The
ガイド2の高さが十分に高く、吹き出される気体により浮上する基板4のベベル部4BVがテーパ形状部2Tに接触しないように吹き出し口1上を非接触に保持される場合には、下板3上で基板4の位置を補正するガイド2は基板4が振動した時、または着脱する時に基板4と接触し、基板4のチッピングの原因になる。その一方でガイド2の高さを低く抑えると基板4が下板3上から脱落してしまう。図4に示すような構造により、安定した状態で基板4を傷つけることなく非接触に保持することができる。
When the height of the
このような構成によれば、気体吸引部22により吸引された気体の圧力を圧力計23で計測し、当該部位での基板4の下側の主表面4Bの、下板3の上側の主表面3Aに対する浮き量が算出される。基板4に反りがある場合、各気体吸引部22で計測される圧力に差異が生じる。反りが検知された場合に、計測された圧力により気体供給部21の気体の供給出力を制御することで基板4の反りを補正する。このとき、気体供給部21では気体吸引部22で計測された値が、複数計測される各箇所の間で一定になるように制御することで基板4の反りが補正され、基板4の振動を抑制することができる。気体吸引口5と吹き出し口1はそれぞれ近くに配置してもよいし、距離をあけて配置してもよい。
According to such a configuration, the pressure of the gas sucked by the
より具体的には、基板4が反っている部分で、下板3と基板4の間の距離が反りのない部分と比べて大きくなる場合は、距離が大きいと判断された部分については当該部分の吹出し口1からの気体の吹き出し量を増加させて基板4への吸引力を高めて基板4を引き付けて、下板3と基板4の距離を、反りのない部分の距離と同等の距離となるまで小さくなるように制御する。下板3と基板4の間の距離が反りのない部分と比べて小さくなる場合は、距離が小さいと判断された部分について、当該部分の吹出し口1からの気体の吹き出し量を減少させて基板4への吸引力を抑えて、下板3と基板4の距離を反りのない部分の距離と同等の距離となるまで大きくなるように制御する。一般的に基板厚が薄い程、基板反り量が大きくなる傾向があるが、基板保持装置101を用いれば、最大反り量が20mm程度にまで減少するようにその反り量を矯正できる。また反り方向が基板4の一部の領域において凹方向であり、他の一部の領域において凸方向である場合のように、基板4の反り方向がその領域ごとに異なる場合であっても、基板保持装置101を用いれば当該反りを小さくするように制御可能である。
More specifically, when the distance between the
この場合、気体供給部21と吹き出し口1は樹脂製チューブ等で繋がり、吹き出し口1を有する下板3に対し、気体供給部21はその外部に付帯される。これにより下板3の軽量化や小型化を図ると同時に樹脂製チューブの柔軟性により可動範囲を広く確保することができる。また気体の流出入は樹脂製チューブに設けられた電磁弁等で管理され、圧力計23から得られた値に対して電磁弁等を数値制御することにより、吹き出し口1から吹き出す気体の出力を変えることができる。
In this case, the
また気体吸引口5も同様で、気体吸引部22と分離して配置されてもよい。この場合も気体吸引部22と気体供給部21は樹脂製チューブ等によって繋がり、気体吸引口5を有する下板3に対し、気体吸引部22は外部に付帯される。これによる効果は気体供給部21と吹き出し口1との配置と同様である。
Similarly, the
なお気体吸引部22の代わりとして、この手段に限定せず例えば電磁的に計測する手段などであっても構わない。
Note that the
以上の基板保持装置101では、反り検知部25を気体吸引部22と圧力計23と気体吸引口5から構成したが、反り検知部25が、例えばレーザによる距離測定機構を用いて構成されていても構わない。図5は本発明の実施の形態1の第2例に関する基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。なお図5は以下の実施の形態1の第3例に関する基板保持装置の基板保持部をも示している。図6は、図5で示された基板保持部のA−A線に沿う部分の断面を含む本実施の形態の第2例の基板保持装置の構成図である。
In the
図5および図6を参照して、本実施の形態の第2例の基板保持装置102は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置102においては、一対のレーザ半導体(LD)と受光素子(PD)を具備した機構によって構成される。すなわち基板保持装置102は、反り検知部25が、レーザ半導体31と、受光素子32と、ミラー33,34とを有する距離測定機構を含んでいる。したがって基板保持装置102の反り検知部25は、レーザ半導体31と、受光素子32と、ミラー33,34と、気体吸引口5とにより構成されている。
With reference to FIGS. 5 and 6, the
基板保持装置102においては、下板3と基板4との距離dは、レーザ半導体31から発せられるレーザ光LLが基板4に投光し、基板4から反射されたレーザ光LLの受光素子32での受光量を検出することにより算出される。気体吸引口5と同様の位置から基板4に、レーザ半導体31からミラー33により基板4の方へ転向されたレーザ光LLを投光し、基板4で反射したレーザ光LLを受光素子32で受光する。ここでは、レーザ光LLが基板4へ入射される位置を気体吸引口5と同様の位置としているが、これに限定されるものではなく、基板4の反りを検知できる位置であればどこでもよい。
In the
受光されたレーザ光LLと投光されたレーザ光LLの移相差あるいは受光レンズ等で分光し結像された光の結像ズレ量などから、基板4までの距離を測定できる。つまり図6に示す経路L1を通ったレーザ光LLと、経路L2を通ったレーザ光LLとのズレ量を検出することにより、下板3と基板4との距離dを測定できる。ここで経路L1は、レーザ半導体31から、ミラー33、ミラー34、ミラー33、受光素子32の順に通る経路であり、経路L2は、レーザ半導体31から、ミラー33、基板4、ミラー33、受光素子32の順に通る経路である。これにより、反りを正確に検知できる他、検知された基板4の反りを利用して、気体供給圧を制御して、各吹き出し口1の気体の吹き出し量を制御して基板4の反りを補正することで、基板4の振動を抑えることができる。
The distance to the
このようなレーザ半導体31および受光素子32が半導体素子からなる基板保持装置102は、気体吸引機構を有する基板保持装置101に比べ、小型・軽量化できる利点がある。同時に基板保持装置102は基板保持装置101に比べて設備負荷が少なく経済的である。ただし受光素子32を用いた光距離測定手段に関してこの手段に限定せず、例えばパルス光を用いて投光、受光の時間差を測定する方法であってもよい。これら光距離測定手段に関してはレーザ投光、受光位置での基板4までの距離を非接触かつ即時的に測定できる利点がある。
Such a
また、本実施の形態においては、ガイド2と基板4間の静電容量を利用した距離測定機構であっても構わない。図7は、図5で示された基板保持部のA−A線に沿う部分の断面を含む本実施の形態の第3例の基板保持装置の構成図である。
In the present embodiment, a distance measuring mechanism using the capacitance between the
図7を参照して、本実施の形態の第3例の基板保持装置103は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置103においては、反り検知部25は静電容量計41を有する距離測定機構を含んでいる。したがって基板保持装置103の反り検知部25は、静電容量計41と、気体吸引口5とにより構成されている。
Referring to FIG. 7, the
基板保持装置103においては、静電容量計41により基板4と、下板3に接触したガイド2に通じる図示されない電極部との間で導通をはかり、基板4とガイド2との間の気体の静電容量が測定される。つまり、複数のガイド2のうち、基板4が載置されることにより基板4と接触しているガイド2は、基板4との間に静電容量は生じない。これに対し、複数のガイド2のうち、基板4とガイド2とが接触しておらず基板4がガイド2に対して浮いているガイド2については、基板4との間に静電容量が検出される。この静電容量が検出されるガイド2の位置においては基板4がガイド2に対して反れていると判断することができるため、そこからそのガイド2の配置される領域における下板3と基板4との距離dを算出することができる。
In the
また、図7では静電容量計41は、気体吸引口5と同様の位置すなわち気体吸引口5に隣接する位置に設置されている。しかしこれに限定されるものではなく、静電容量計41の位置は、ガイド2と基板4との間の静電容量を測定し、そこからその領域における基板4の反りを検知できる位置であればどこでもよい。この静電容量はガイド部と基板4の距離に依存するため、電極位置での電極から基板4までの距離が非接触に測定できる。同時に、基板保持装置103の距離測定機構は、図示されない電極と基板4との間の電位差を計測する機構のみで構成されるため、基板保持装置101が有するような気体吸引機構に比べ、より小型・軽量化した機構を実現できる利点がある。同時に基板保持装置103は、基板保持装置101に比べて設備負荷が少なく経済的である。
In FIG. 7, the
ここで、一部上記と重複する箇所もあるが、実施の形態1の作用効果等について総括的に説明する。
Here, although there is a part which overlaps with the above, the effect of
反り検知部25により基板4の反りが検知され、制御部24により吹き出し量が制御されたことで、非接触で下板3上に保持される基板4の振動は抑えられる。このため、基板4の裏面および外周がガイド2と接触していることに起因するチッピング等の発生を抑止できる。このとき基板べベル部と接触するガイド2の表面は図4(B)に示すような、ガイド2が下板3の主表面3A上に安定に載置された定常状態において、鉛直方向に対する傾斜角度が30°以上60°以下であるテーパ形状部2Tから成る構造を有し、基板4とガイド2とは、基板4のべベル部4BVの下部とガイド2の表面との摩擦力により、互いに接触するように固定される。たとえばいわゆるセンタリングガイド、またはテーパのない鉛直方向に延びるガイドで基板端部を固定または位置矯正する場合、基板4の端部の形状によってガイド2との接触面積が小さくなり局所的に応力が生じてクラックが生じやすくなる。テーパ形状部2Tの角度は、基板4のべベル部4BVの断面の角度である面取り角度とほぼ等しくなるよう合わせることで、よりベベル部4BVのテーパ形状部2Tとが接触していることに伴うチッピング等の発生を防止することができる。このため基板4はガイド2に接触するように保持されても問題はない。
Since the warpage of the
この場合、べベル部4BVとは基板4の端部の面取りされた部分のことを指す。またガイド2は基板4の形状に合わせてその外周を覆う格好で設けられる。ガイド2の内輪径は搬送される基板4の直径よりも小さく、ガイド2のべベル部4BVとの接触箇所は、基板4の下板3に対する浮上高さ分だけ吹き出し口1よりも高い位置にある。これによりガイド2は基板4の表面もしくは裏面のチップ有効領域に接触することなく、基板4の端部のみに接触するように基板4を固定できる。その他、上記のように基板4が載置されることにより、べベル部4BVに水平方向から結晶軸方向に荷重を印加する恐れがないためチッピングあるいはそれに伴う基板割れが生じ難い。さらに基板4を上下方向に搬送出する際、べベル部4BVがガイド2と接触するための上記摩擦力により欠けることがなくなるため、この観点からも基板4はガイド2に接触するように保持されても問題はない。同時に基板4がガイド2のテーパ形状部2Tによりその載置されるべきガイド2上の位置が誘導されることで基板4位置を下板3の中心に導くことができる。
In this case, the bevel portion 4BV refers to the chamfered portion of the end portion of the
ガイド2は基板4の外周(端部)の全域を覆う(全域に接する)ものではなく、基板外周を部分的に固定する構造となるか、あるいは下板3およびガイド2に切り込みやホールを設けることで気体供給部21から供給される気体の抜け道を確保するようにしてもよい。
The
なおガイド2はフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。ただしガイド2が樹脂で構成される場合、径年的に塑性変化することから、例えばPTFEよりもPCTFEのようなより硬質な材料で構成されることがより好ましい。また、気体吸引部22や気体供給部21も同様にフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。これによりガイド2の基板4との摩擦が所望の大きさよりも過剰に大きくなることを抑え、基板4の損傷を抑えることができる。
The
本実施の形態においては、基板4の反りを検知する反り検知部25と、反り検知部25の検知した下板3と基板4との距離dの値に応じてベルヌーイ効果をもたらす気体の供給圧力を制御する機構を設けたことで、基板4の反りによる振動を抑制することができる。同時にテーパ形状部2Tのガイド2を設けることで基板4の載置されるべきガイド2上の位置であるガイド2の中心部へ基板4の自重により導いた上で、基板4をガイド2で固定することができる。それにより、基板4の有効領域のチップを傷つけることなく保持できる。また基板4の受け渡しの際に基板4の端部がガイド2に所望の強さよりも過度に強く接触し、チッピングが発生することを抑制できる。
In the present embodiment, a
また例えば光デバイスやパワーデバイスでは過電流による熱で絶縁破壊を生じさせデバイスに深刻なダメージを与える恐れがある。これに対し、本実施の形態においては、基板4はガイド2のテーパ形状部2Tに接触するように固定されることにより、基板4の帯電を抑え基板4に生じる過電流で回路を損傷する可能性を低減することができる。
In addition, for example, in an optical device or a power device, there is a risk of causing a dielectric breakdown due to heat due to an overcurrent and seriously damaging the device. On the other hand, in the present embodiment, the
その他、たとえば一般公知の比較例として、基板4の反り検知の手段としてCCDカメラによる画像データを用いる例がある。この手段では画像の取得と解析に時間を要する他、精緻な反り形状を把握することは困難といえる。同時に図1の裏面処理工程(S8)で一連の写真製版処理を行う場合、撮影のために暗部を明るくすることができず、CCDカメラによる画像の取得は難しい。そこで距離dの測定のために基板保持装置101のように気体圧力を用いたり、基板保持装置102のようにレーザ光LLを用いたり、基板保持装置103のように静電容量計を用いることで、暗部や視野角など環境や設備的制約の影響を受けることなく、反り量を正確に取得することが可能になる。
In addition, for example, as a generally known comparative example, there is an example in which image data from a CCD camera is used as means for detecting warpage of the
特に基板保持装置101のように気体圧力を用いた距離測定機構によれば、基板保持装置102のようにレーザ光を用いた距離測定機構に比べて、レーザ光を透過する基板4の表面にレーザ光が散乱することにより、基板4の表面のパターンにダメージを生じるなどの不具合を発生させる可能性を排除することができる。静電容量計を用いる基板保持装置103についても同様である。
In particular, according to the distance measuring mechanism using the gas pressure as in the
また特に気体圧力を用いる基板保持装置101、およびレーザ光を用いる基板保持装置102によれば、たとえば樹脂膜などの絶縁膜が形成された基板4の測定精度をより高めることができる。静電容量計を用いる基板保持装置103においては、当該絶縁膜部分の静電容量を測定することにより測定精度が低下する可能性があるが、基板保持装置101,102によればそのような可能性を排除することができるためである。
In particular, according to the
実施の形態2.
図8は実施の形態2による基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。また、図9は、基板保持部のIX−IX線に沿う部分の断面を含む実施の形態2による基板保持装置の構成図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a substrate holding part of the substrate holding apparatus according to the second embodiment. FIG. 9 is a configuration diagram of the substrate holding device according to the second embodiment including a cross section of a portion along the line IX-IX of the substrate holding portion.
図8および図9を参照して、本実施の形態の基板保持装置201は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置201においては、気体吸引口5が配置される位置において、基板保持装置101と異なっている。実施の形態1では気体吸引口5は下板3に配置したが、図9で示すように基板4の表面側すなわち図9における基板4の上側に設置されていてもよい。
Referring to FIGS. 8 and 9,
具体的には、基板保持装置201においては、基板4に対して下板3と反対側に対向する位置、すなわち上側に配置される上板10をさらに備える。基板保持装置201においては、気体吸引口5が上板10に設けられている。すなわち図8および図9に示すように、基板4表面側とは、下板3から基板4を挟んで対向する位置であり、基板4表面側に気体吸引口5を付帯する上板10が設けられる。なお上板10は、基板4と図9の上下方向に関して間隔をあけるように配置可能とすべく、基板保持装置201を構成する図示されない部材により支持されている。
Specifically, the
これにより、図とはやや異なるが、たとえば下板3の平面視における中央部にスピナーなど回転軸を有する設備を備える場合においても、上板10の基板4の平面視における中心に重なる位置に気体吸引口5を設けることができる。このため、基板4の平面視における中央部における例えば薄厚基板の自重によるたわみや反りなど、基板4の複雑な反り形状が検知できる。また、気体吸引口5を基板4の表面に近づくように上板10を垂直方向に可動とすれば、より確実に基板4の反り形状を検知できる。
As a result, although slightly different from the figure, for example, even when a facility having a rotating shaft such as a spinner is provided in the center of the
図9で示すように、実施の形態1同様に基板4の外周部(端部)がガイド2に接するように載置および固定される。基板4のべベル部4BVと接触するガイド2の表面は定常状態において鉛直方向に対しておよそ30°以上60°以下の傾斜角度を有する平滑な面から成るテーパ形状部2Tの構造を有し、フッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。また、気体吸引口5および吹き出し口1も同様にフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。これによりガイド2は、基板4との摩擦を抑えることができる。
As shown in FIG. 9, as in the first embodiment, the outer peripheral portion (end portion) of the
反り検知部25の機構は実施の形態1のようにレーザ、静電容量、電磁的手段等によって下板3に対し基板4が非接触になった状態の距離dを計測する方法であっても構わない。なお、本実施の形態では実施の形態1と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態1と同様であるとする。
Even if the mechanism of the
実施の形態3.
図10は実施の形態3による基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。また、図11は、基板保持部のXI−XI線に沿う部分の断面を含む実施の形態3による基板保持装置の構成図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a substrate holding part of the substrate holding apparatus according to the third embodiment. FIG. 11 is a configuration diagram of the substrate holding device according to the third embodiment including a cross section of a portion along the line XI-XI of the substrate holding portion.
図10および図11を参照して、本実施の形態の基板保持装置301は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置301においては、下板3に固定された取手部9をさらに備える点において、基板保持装置101と異なっている。
Referring to FIGS. 10 and 11,
すなわち本実施の形態の実施の形態1との違いは、基板保持装置301を、基板4をハンドリングするエアピンセットとして利用することである。基板保持装置301には取手部9がさらに取付けられており、作業者が基板4を非接触でエアピンセット用の下板6上に保持したまま、持ち運び可能となる。
That is, the difference between the present embodiment and the first embodiment is that the
基板保持装置301においては、エアピンセット用の下板6は、平面視において円環形状を有する複数(2つ)の部材としての円環下板6A,6Bから構成されている。円環下板6Aよりも円環下板6Bの方が円環形状の径が大きい。円環下板6Bは円環下板6Aの外側に、円環下板6Aと径方向に関して互いに間隔をあけて同心円状に配置される。なお同心円状に配置される円環下板の数はこれに限らず、たとえば3つ以上であってもよい。また下板6は、円環下板6A,6Bの他に複数(3つ)の放射状下板6C,6D,6Eを有している。放射状下板6C,6D,6Eは、円環下板6A,6Bの円環形状の中心から、円環下板6A,6Bの径方向に放射状に延びる部分である。なお放射状に延びる放射状下板の数はこれに限らず、たとえば3つ以上であってもよい。また図10においては放射状下板6C,6D,6Eのなす角度は互いに約120度となっているが、当該角度についてもこれに限られない。本実施の形態においてはエアピンセット用の下板6のうち、放射状下板6C,6D,6Eの、円環下板6A,6Bの円環形状の中心から最も離れた外側の部分の上に、ガイド2が載置されている。そしてガイド2のテーパ形状部2Tにおいて基板4が接触載置される。
In the
取手部9は放射状下板6C〜6Eと同様に、平面視において円環下板6A,6Bの円環形状の中心から、円環下板6A,6Bの径方向に放射状に延びている。取手部9は放射状下板6C〜6Eよりも円環下板6A,6Bの径方向に長く延びる。このため、取手部9の円環下板6A,6Bから離れた領域を把持することにより、基板保持装置301の全体、または少なくとも距離測定機構の部分を持ち運びすることができる。
Similarly to the radial
この実施の形態では取手部9に気体の流出入および基板反りを計測するための気体吸引を操作(ON/OFF)するスイッチ8が設けられており、スイッチ8のボタン操作により片手にて基板4の基板保持装置301への固定すなわち基板保持装置301による保持、および基板4の搬送ができる。
In this embodiment, a
本実施の形態の構成によれば基板4の外側のみならず中心付近にも、同心円状に吹き出し口1を設けることができる。すなわちたとえば同心円状の円環下板のうち最も基板4の中心側に配置される円環下板6Aにも、円環下板6Bと同様に吹き出し口1が設けられる。言い換えれば、本実施の形態の複数の吹き出し口1は、下板6を平面視したときに、その下板6全体の中心を共通の中心として同心円状に配置された下板6の構成部材である複数の円環下板6A,6Bのそれぞれに乗る位置関係となるように配置される。なお複数の気体吸引口5についても吹き出し口1と同様に、上記同心円状に配置された複数の円環下板6A,6Bのそれぞれに乗る位置関係となるように配置される。
According to the configuration of the present embodiment, the
これにより、たとえば実施の形態1のように基板4の比較的外側の領域のみに単一の円環状の下板3を有しそこに吹き出し口1および気体吸引口5が設けられる構成に比べて、基板4の中心側のたわみなども測定することができる。すなわち本実施の形態の構成によれば基板4の中心付近にも、同心円状に吹き出し口1および気体吸引口5を設けることで、基板4の同一方向(たとえば円環状に沿う方向)への反りだけでなく、基板4の(中央部も含む)面内に生じたたわみも計測して、同心円状にひろがる反りに対応して、振動を抑制することができる。
Thereby, for example, as compared with the configuration in which the single annular
具体的には、図10の基板保持装置301においては一例として、下板6の表面に6個の吹き出し口1が設けられ、その間に基板4の反りを検知するための気体吸引口5を6箇所設けている。それらの吹き出し口1および気体吸引口5はいずれも円環下板6A,6Bの双方に3つずつ、円環形状の中心に対する角度が120°ずつ離れた位置に配置されている。なお図10に示すように一部の気体吸引口5が取手部9と重なる位置に形成されてもよい。なお基板4の浮上圧が要求量を満たせば吹き出し口1の数はこの限りではない。基板4の厚みが200μm以下となるような薄い基板では一方向(たとえば円環の周方向に沿う方向)への反りだけでなく、自重による垂れや膜応力により同心円状に部分的な反りが発生する可能性が高い。本実施の形態のように吹き出し口1と気体吸引口5とを複数の同心円状の部材のそれぞれに設けることにより、このような同心円状の円環下板6A,6Bの反りによる、基板4の振動を抑制することができる。またガイド2と気体供給部21とはそれぞれ近接する位置にあることで、基板4を固定するように保持する効果は高くなる。
Specifically, in the
基板保持装置301をエアピンセットとして利用する場合、搬送方向が直線的に一定速度となることがほとんどないため、確実に基板4を下板6に固定することが求められる。そこで本実施の形態のように基板4の中心側から外側まで一様に反りを測定可能な機構とすることで面内(円環形状の径方向)を含めて反りを補正すれば、薄い基板4を一様に保持するとともに気体の乱れを防ぐことで基板4の振動に伴う基板4の裏面や外周への傷やチッピングを抑制できる利点がある。この構成によれば、実施の形態1と同様に吹き出し口1あるいは気体吸引口5はそれぞれ気体供給部21および気体吸引部22と分離して配置され、その間を樹脂製チューブで繋げている。このとき樹脂製チューブが取手部9の内部に収納されていることで、下板3の部分を小型、軽量化できるため、基板4のハンドリングが容易になる。
When the
反り検知部25の機構は実施の形態1のようにレーザ、静電容量、電磁的手段等によって下板3に対し基板4が非接触になった状態の距離dを計測する方法であっても構わない。また実施の形態1と同様に基板4のべベル部4BVと接触するガイド2の表面は図11に示すガイド2の断面図のように鉛直方向に対しておよそ30°以上60°以下のテーパ形状部2Tを含む構造を有し、フッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。また気体吸引口5、吹き出し口1および気体供給部21も同様にフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。なお、本実施の形態では実施の形態1と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態1と同様であるとする。
Even if the mechanism of the
実施の形態4.
図12は実施の形態4による基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。また、図13は、基板保持部のXIII−XIII線に沿う部分の断面を含む実施の形態4による基板保持装置の構成図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a substrate holding part of the substrate holding apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 13 is a configuration diagram of the substrate holding apparatus according to the fourth embodiment including a cross section of a portion along the line XIII-XIII of the substrate holding portion.
図12および図13を参照して、本実施の形態の基板保持装置401は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置401においては、平板状の下板7を有しており、その下板7の平面視におけるほぼ全面、すなわち設置される基板4の配置される領域と重なる領域のほぼ全面に、互いに間隔をあけて複数の吹き出し口1および気体吸引口5が配置されている。このため実施の形態1などのように円環状の下板3のみに吹き出し口1などが形成される場合に比べてその数が多くなっており、図12の平板状の下板7の表面には13個の吹き出し口1が設けられ、その間に基板4の反りを検知するための気体吸引口5が12箇所設けられている。ただし、基板4の浮上圧が一定の要求量を満たせば吹き出し口1の数はこの限りではない。この構成によれば、実施の形態1と同様に吹き出し口1あるいは気体吸引口5はそれぞれ気体供給部21と気体吸引部22とを分離して配置されてもよい。この場合、その間を樹脂製チューブで繋がった構造となっている。なお図12においては平板状の下板7は矩形状を有しているが、円板形状であってもよい。
Referring to FIGS. 12 and 13,
基板保持装置401においても基板保持装置301と同様に、複数の吹き出し口1は、下板7を平面視したときに、その下板7全体の中心を共通の中心とする、(ここでは仮想の)複数の同心円のそれぞれに乗る位置関係となるように配置されてもよい。なお複数の気体吸引口5についても吹き出し口1と同様に、上記下板6全体の中心を共通の中心とする(仮想の)複数の同心円(たとえば円環下板6A,6B)のそれぞれに乗る位置関係となるように配置される。
Also in the
たとえば実施の形態1の基板保持装置101においては、基板4を搬送する際にスピナーなど回転軸を有する設備間での搬送を考慮して、下板3はその円形状の中心を含まない環状となっており、下板3の円形状の中心部には吹き出し口1が設けられない。しかし本実施の形態においては平板状の下板7の平面視におけるほぼ全領域に吹き出し口1と気体吸引口5が設けられる。回転軸など設備的な制限のないユニット間での搬送の場合(例えばベークユニット間など)、吹き出し口1を下板7の表面全域に敷設することができる。
For example, in the
例えば、図13では吹き出し口1を下板7の中心と外周部に同心円状に均等になるように敷設し実施の形態1と同様にガイド2を設けることで、同心円状すなわち円形状にひろがる基板4の反りや垂れを検知して、基板4の振動をより抑制することができる。とくに基板4の厚みが200μm以下となるような薄い基板4では一方向(たとえば円形の周方向に沿う方向)への反りだけでなく、自重による垂れや膜応力により同心円状に反りや垂れが広がる可能性が高い。そこで本実施の形態の構成とすることにより、たとえば実施の形態1のように基板4の比較的外側の領域のみに単一の円環状の下板3を有しそこに吹き出し口1および気体吸引口5が設けられる構成に比べて、基板4の中心側のたわみなども測定することができる。すなわち本実施の形態の構成によれば基板4の中心付近にも、同心円状に吹き出し口1および気体吸引口5を設けることで、基板4の同一方向(たとえば円環状に沿う方向)への反りだけでなく、基板4の(中央部も含む)面内に生じたたわみも計測して、同心円状にひろがる反りに対応して、振動を抑制することができる。このため気体の乱れや振動による傷が生じにくいなどの利点がある。また、吹き出し口1や気体吸引口5を平面視における同心円状にはなっていないが平板状の下板7の全体に配置するような場合(図示せず)にも、基板4の全体の反りを計測できるので、基板4の振動をより抑制することができる。
For example, in FIG. 13, the
なお基板保持装置401においては気体吸引口5は吹き出し口1と同面内に設けられている。しかし気体吸引口5は、実施の形態2と同様に上板を設け、基板4が対向する上板10の面内に設けてもよい。反り検知部25の機構は実施の形態1のようにレーザ、静電容量、電磁的手段等によって構成される距離計測方法であっても構わない。
In the
また実施の形態1および実施の形態2と同様に基板4のべベル部4BVと接触するガイド2の表面は図4に示すガイド2の断面図のように鉛直方向に対しておよそ30°以上60°以下の傾斜角度θを有するテーパ形状部から成る構造を有し、ガイド2はフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。また、気体吸引部22や気体供給部21も同様にフッ素系あるいはその他の樹脂およびセラミックなどで構成される。なお、本実施の形態では実施の形態1と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態1と同様であるとする。
As in the first and second embodiments, the surface of the
実施の形態5.
図14は、実施の形態5による基板保持装置の特にガイド部を拡大して示す概略断面図である。図14を参照して、本実施の形態の基板保持装置501は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置501においては、ガイド2が基板4の位置を補正する機構において、基板保持装置101と異なっている。
FIG. 14 is an enlarged schematic cross-sectional view showing, in particular, a guide portion of the substrate holding apparatus according to the fifth embodiment. Referring to FIG. 14,
具体的には、基板保持装置501においては、ガイド部すなわちガイド2が流体噴出口13を含んでいる。そして当該ガイド2は、流体噴出口13からエッジ噴出流体12を基板4に噴出することで、基板4の平面視における位置を補正する。
Specifically, in the
流体噴出口13は、ガイド2の、平面視における基板4などの径方向に沿う方向に延びるように形成されている。つまり当該径方向に沿う方向に関する外側(基板4と反対側)から内側(基板4側)に向けて、流体噴出口13内を伝ったエッジ噴出流体12が噴出される。このエッジ噴出流体12は、吹き出し口1から吹き出される気体と同一種類であってもよいし異なっていてもよい。
The
以上の構成を有する基板保持装置501においては、上記の吹き出し口1からの気体により基板4を下板3から浮かせるのと同一の原理、すなわちエッジ噴出流体12の旋回流によるベルヌーイ効果により基板4が、ガイド2に対して非接触で浮上するように、基板保持装置501に保持される。また基板4はガイド2に対して非接触ではあるが、他の各実施の形態と同様にその位置を補正することは可能である。
In the
以上をまとめると、本実施の形態では実施の形態1〜4で設けたガイド2に代わり、図14で示すように基板4のエッジ部すなわち端部へ、ガイドに設けた流体噴出口13からエッジ噴出流体12を噴出することで、基板4の位置を補正する構造が設けられている。これにより、上記の他の実施の形態のように基板4をガイド2との接触による摩擦力で固定する必要がないため、基板4へのダメージがより一層低減できる。一方でエッジ噴出流体12により、基板4がバランスを失い脱落し、振動して裏面に傷が生じる恐れがある。
In summary, in this embodiment, instead of the
したがって本実施の形態の基板保持装置501においては、実施の形態1〜4の構成が組み合わせられることにより、基板4の振動が実施の形態1〜4のいずれかの方法で抑制されていることが必要である。この状態では、流体による斥力で基板4の位置が補正され、基板4の端部が例えば流体噴出口13と接触しない。図14の流体噴出口13は、基板4の端部から基板4の中心方向へと流体を噴出させるものであるが、その噴出方向はこの限りではない。なお、本実施の形態では実施の形態1〜4と異なる部分を説明した。それ以外の部分については実施の形態1〜4と同様であるとする。
Therefore, in the
実施の形態6.
図15は本発明の実施の形態6に関する基板保持装置の基板保持部を示す模式図である。なお図15は以下の実施の形態7,8に関する基板保持装置の基板保持部をも示している。図16は、図15で示された基板保持部のB−B線に沿う部分の断面を含む実施の形態6による基板保持装置の構成図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a substrate holding part of a substrate holding apparatus according to
図15および図16を参照して、本実施の形態の基板保持装置601は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置601においては、ガイド2は下板3の上側の主表面3A上を、下板3を平面視したときの中心から放射状に延びる放射方向に沿って可動である。すなわち図16の左右方向を上記放射方向とした時に、ガイド2は図中の矢印Mに示す方向に移動可能である。
Referring to FIGS. 15 and 16,
このような構成を有することにより、ガイド2の上に固定される基板4の平面視におけるサイズに応じてガイド2の位置を変更させることができる。すなわち保持しようとする基板4のインチサイズが変わったり、ウェットエッチング等の処理により基板4の端部が当方的にエッチングされてその外径が小さくなった場合においても、上記のように基板4の端部をテーパ形状部2Tに接触させることにより基板4を保持することができる。
By having such a configuration, the position of the
またこのような構成を有することにより、テーパ形状部2Tが基板4に接触する際に基板4が上下方向に動くことがないように、ガイド2の位置を調整することができる。これにより、たとえばガイド2は基板4の浮上圧力が各気体吸引部22において一定であり、かつテーパ形状部2Tが基板4に適切に接するように、ガイド2を最適な位置に合わせることができる。
Also, by having such a configuration, the position of the
上記のガイド2の矢印Mに示す方向に関する駆動方法について説明する。図16に示すように、基板保持装置601においてはガイド2にパルスモータ51が設けられており、パルスモータ51の駆動によりガイド2を矢印Mの方向に駆動させることができる。パルスモータ51は静電容量計41に接続されており、実施の形態1の第3例の基板保持装置103と同様に、各ガイド2と基板4とが接触しないことによる静電容量の検出により、制御部24がパルスモータ51を駆動させ、ガイド2を移動させる。ガイド2の移動と静電容量の検出とを繰り返すことにより、静電容量が検出されたガイド2において、ガイド2と基板4とが接触しない状態からガイド2と基板4とが接触する状態に至るまで、ガイド2が移動する。このような手法により、どのようなサイズまたは状態の基板4であっても、ガイド2を適宜移動させることにより、保持することを可能とする。
A driving method related to the direction indicated by the arrow M of the
実施の形態7.
図17は、図15で示された基板保持部のB−B線に沿う部分の断面を含む実施の形態7による基板保持装置の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of the substrate holding apparatus according to the seventh embodiment including a cross section of a portion along the line BB of the substrate holding portion shown in FIG.
図17を参照して、本実施の形態の基板保持装置701は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置701においては、たとえばガイド2の主表面が下板3の上側の主表面3Aから離れることで、テーパ形状部2Tの鉛直方向に対する傾斜角度αが10°以上60°以下の範囲内で変化可能となるように、ガイド2が駆動可能である。
Referring to FIG. 17,
テーパ形状部2Tの傾斜角度は上記のように、元の定常状態においては、鉛直方向に対して30°以上60°以下とされる。しかしこれが回転し傾斜角度αが変化することにより、10°以上60°以下の範囲内となるように状態変化することができる。
As described above, the inclination angle of the tapered
このような構成を有することにより、たとえば当該基板保持装置701に保持させる基板4のベベル部4BVの面取り角度の傾斜角が研削条件等の変化により変わったとしても、テーパ形状部2Tの傾斜角度を調整することにより、テーパ形状部2Tの傾斜角度をその変化したベベル部4BVの角度に応じた角度とすることができる。このため、基板4のベベル部4BVとガイド2のテーパ形状部2Tとの接触面積を広くとることができ、基板4をより安定に固定させることができる。
By having such a configuration, for example, even if the inclination angle of the chamfering angle of the bevel portion 4BV of the
上記のようにガイド2を傾ける駆動方法について説明する。図17に示すように、基板保持装置701においてはガイド2にピエゾ素子52が設けられており、ピエゾ素子52の駆動によりガイド2の裏面を下板3の上側の主表面3Aから部分的に浮かせるように回転させ傾斜させることができる。図17に示すように、ピエゾ素子52の回転量は、これに接続された可変電圧53および抵抗54により調整することができる。
A driving method for tilting the
実施の形態8.
図18は、図15で示された基板保持部のB−B線に沿う部分の断面を含む実施の形態8による基板保持装置の構成図である。
FIG. 18 is a configuration diagram of the substrate holding apparatus according to the eighth embodiment including a cross section of a portion along the line BB of the substrate holding portion shown in FIG.
図18を参照して、本実施の形態の基板保持装置801は基本的に基板保持装置101と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし基板保持装置801においては、ガイド2を加熱可能な加熱機構としてのヒータ61をさらに含んでいる。
Referring to FIG. 18,
たとえばスパッタ工程およびベーク処理などにより加熱された直後の基板4を、実施の形態1の基板保持装置101などにより保持する場合、基板4の上側の主表面4A上に形成された薄膜と、下地の基板4との構成材料の熱膨張率の差により、下地の基板4は大きく反ることがある。この場合において、基板保持装置により基板が保持されれば、その間に基板の温度が低下するため、たとえば形成された薄膜が収縮することで基板4に対する膜応力が変化し、基板4が動的に変形する場合がある。このため基板4の保持が不安定になり、傷およびクラックが生じるおそれがある。これを回避すべく、加熱処理がなされた基板4をチャンバ内等で室温に至るまで冷却時間を設けて待機する方法もあるが、工程のタクトタイムが長くなり、処理能力が著しく低下する。
For example, when the
そこで本実施の形態のように加熱機構としてのヒータ61をガイド2に有する基板保持装置801が用いられることが好ましい。ガイド2は基板4の外周部に接触保持されるため、ガイド2に接触固定される基板4のうち最初に放熱が進む基板4の外周部を80℃以上150℃以下程度の温度にまで積極的に加熱することができる。これにより、基板4の保持中の基板4の大きな変形を回避することができる。
Therefore, it is preferable to use a
また上記手段は少なくとも基板4の外周部を加熱し、冷却による基板4の反りの影響を回避できればこの限りではない。例えば当該加熱機構として、加熱された流体を基板4に噴出することで基板4の外周部を加熱可能な構成が用いられてもよい。
The above means is not limited as long as at least the outer peripheral portion of the
以上に述べた各実施の形態(に含まれる各例)に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。 You may apply so that the characteristic described in each embodiment described above (each example contained in) may be combined suitably in the range with no technical contradiction.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 吹き出し口、2 ガイド、3 下板、4 基板、5 気体吸引口、6 エアピンセット用の下板、6A,6B 円環下板、6C,6D,6E 放射状下板、7 平板状の下板、8 スイッチ、9 取手部、10 上板、12 エッジ噴出流体、13 流体噴出口、21 気体供給部、22 気体吸引部、23 圧力計、24 制御部、25 反り検知部、31 レーザ半導体、32 受光素子、33,34 ミラー、41 静電容量計、51 パルスモータ、52 ピエゾ素子、53 可変電圧、54 抵抗、61 ヒータ、101,102,103,201,301,401,501,601,701,801 基板保持装置。 1 Outlet, 2 Guide, 3 Lower plate, 4 Substrate, 5 Gas suction port, 6 Lower plate for air tweezers, 6A, 6B Circular lower plate, 6C, 6D, 6E Radial lower plate, 7 Flat plate lower plate , 8 switch, 9 handle part, 10 upper plate, 12 edge ejection fluid, 13 fluid ejection port, 21 gas supply part, 22 gas suction part, 23 pressure gauge, 24 control part, 25 warpage detection part, 31 laser semiconductor, 32 Light receiving element, 33, 34 mirror, 41 capacitance meter, 51 pulse motor, 52 piezo element, 53 variable voltage, 54 resistance, 61 heater, 101, 102, 103, 201, 301, 401, 501, 601, 701 801 A substrate holding device.
上記課題を解決するための本発明に係る基板保持装置は、下板と、基板を非接触で下板上に保持する為に基板に気体を吹き付ける複数の吹き出し口と、基板の反りを検知する反り検知部と、反り検知部の測定結果に基づき、複数の吹き出し口のそれぞれの吹出し量を調整する制御部とを備える。下板には基板の位置を固定可能なガイド部が固定される。ガイド部は鉛直方向に対して傾斜されたテーパ形状部を有する。テーパ形状部の鉛直方向に対する傾斜角度は30°以上60°以下である。ガイド部の主表面が下板の主表面から離れ、テーパ形状部の傾斜角度が10°以上60°以下の範囲内で変化可能となるように、ガイド部が駆動可能である。 In order to solve the above problems, a substrate holding apparatus according to the present invention detects a lower plate, a plurality of outlets for blowing gas to the substrate in order to hold the substrate on the lower plate in a non-contact manner, and warpage of the substrate. A warpage detection unit and a control unit that adjusts the amount of each of the plurality of outlets based on the measurement result of the warpage detection unit. A guide portion capable of fixing the position of the substrate is fixed to the lower plate. The guide part has a tapered part inclined with respect to the vertical direction. The inclination angle of the tapered portion with respect to the vertical direction is not less than 30 ° and not more than 60 °. The guide portion can be driven such that the main surface of the guide portion is separated from the main surface of the lower plate and the inclination angle of the tapered portion can be changed within a range of 10 ° to 60 °.
Claims (12)
前記下板上に配置され、基板に気体を吹き付け前記基板を非接触で保持する複数の吹き出し口と、
前記基板の反りを検知する反り検知部と、
前記反り検知部の測定結果に基づき、前記複数の吹き出し口のそれぞれの気体の吹き出し量を調整する制御部と、
を備える基板保持装置であり、
前記下板上には前記基板の位置を固定可能なガイド部が配置され、前記ガイド部は鉛直方向に対して傾斜されたテーパ形状部を有し、
前記テーパ形状部は、前記ガイド部の主表面が前記下板の主表面に沿って接触するように載置された状態において、前記下板の主表面の鉛直方向に対する傾斜角度が30°以上60°以下である、基板保持装置。A lower plate,
A plurality of outlets disposed on the lower plate and spraying gas onto the substrate to hold the substrate in a non-contact manner;
A warp detection unit for detecting warpage of the substrate;
Based on the measurement result of the warp detection unit, a control unit for adjusting the amount of gas blown out of each of the plurality of outlets;
A substrate holding device comprising:
A guide portion capable of fixing the position of the substrate is disposed on the lower plate, and the guide portion has a tapered shape portion inclined with respect to the vertical direction,
The tapered portion has an inclination angle of 30 ° or more with respect to the vertical direction of the main surface of the lower plate in a state where the main surface of the guide portion is placed so as to be in contact with the main surface of the lower plate. A substrate holding device that is less than or equal to °.
前記距離は、前記レーザ半導体によるレーザ光が前記基板に投光し、前記基板から反射された前記レーザ光の前記受光素子での受光量から算出される、請求項2に記載の基板保持装置。The warpage detection unit includes a distance measuring mechanism having a laser semiconductor and a light receiving element,
The substrate holding apparatus according to claim 2, wherein the distance is calculated from an amount of light received by the light receiving element of the laser light projected from the laser semiconductor onto the substrate and reflected from the substrate.
前記距離は、前記静電容量計により前記基板と前記ガイド部との間の気体の静電容量が測定されることから算出される、請求項2に記載の基板保持装置。The warpage detection unit includes a distance measuring mechanism having a capacitance meter,
The substrate holding apparatus according to claim 2, wherein the distance is calculated from a capacitance of a gas between the substrate and the guide unit being measured by the capacitance meter.
前記距離は、前記気体吸引口で吸引された気体の圧力値から算出される、請求項2に記載の基板保持装置。The warpage detection unit includes a gas suction port,
The substrate holding apparatus according to claim 2, wherein the distance is calculated from a pressure value of gas sucked at the gas suction port.
前記気体吸引口が、前記上板に設けられている、請求項5に記載の基板保持装置。An upper plate disposed at a position opposite to the lower plate with respect to the substrate;
The substrate holding device according to claim 5, wherein the gas suction port is provided in the upper plate.
前記ガイド部は、前記流体噴出口からエッジ噴出流体を前記基板に噴出することで前記基板の位置を補正する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の基板保持装置。The guide portion includes a fluid ejection port,
The substrate holding device according to claim 1, wherein the guide unit corrects the position of the substrate by ejecting edge ejection fluid from the fluid ejection port onto the substrate.
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