TW201630111A - 基板保持裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種改良後的基板保持裝置，即使對彈簧施加較大的離心力，也能夠使彈簧的變形為最小，其中，該彈簧用於對支承基板的支柱施力。基板保持裝置具有：支柱(2)，其在軸向上移動自如；夾頭(3)，其設置於支柱(2)，緊握基板W的周緣部；彈簧(30)，其對支柱(2)向該支柱(2)的軸向施力；第1構造體(31)，其限制彈簧(30)的上側部位向與軸向垂直的方向移動；以及第2構造體(33)，其限制彈簧(30)的下側部位向與軸向垂直的方向移動。

Description

基板保持裝置
本發明有關保持晶圓等基板的基板保持裝置。
像專利文獻1公開的那樣，公知有保持晶圓等基板的周緣部並使其旋轉的基板保持裝置。這種基板保持裝置應用於一邊使基板旋轉一邊向基板的表面噴塗IPA(isopropyl alcohol：異丙醇)蒸氣而使該基板乾燥的乾燥裝置等處理裝置。
上述的基板保持裝置具有用於支承基板的周緣部的複數個支柱。這些支柱沿著基板的周緣部配置。在支柱的周圍配置有彈簧，通過該彈簧，支柱被向下方施力。並且，通過升降機使支柱上升。在將基板從搬運用自動裝置交給基板保持裝置時，支柱抵抗彈簧的力而被升降機上升。在基板保持裝置一邊旋轉基板，一邊處理該基板時，升降機下降並且支柱被彈簧下壓。
在基板的處理中，基板繞其軸心旋轉。最近為了提高基板處理的生產量，要求使基板以更高速旋轉。然而，在使基板以高速旋轉時，對以包圍支柱的方式配置的彈簧作用較強的離心力，彈簧向外側發生變形。此時，在彈簧中產生較大的應力，彈簧產生疲勞。結果為，彈簧有時會在到達預計的壽命前斷裂。
並且，在基板以高速旋轉時，有時對支柱也作用較強的離心 力，支柱的端部向外側位移。結果為，由支柱支承的基板有可能變得不穩定。
專利文獻1：日本特開2009-295751號公報
本發明是為了解決上述的問題而完成的，其目的在於，提供一種改良後的基板保持裝置，即使對彈簧施加較大的離心力，也能夠使彈簧的變形為最小，其中，該彈簧用於對支承基板的支柱施力。
並且，本發明的目的在於，提供一種基板保持裝置，能夠防止支承基板的支柱向外側位移。
為了達成上述的目的，本發明的一個方式提供一種基板保持裝置，其中，該基板保持裝置具有：支柱，該支柱在軸向上移動自如；夾頭(chuck)，該夾頭設置於所述支柱，並且緊握基板的周緣部；彈簧，該彈簧對所述支柱向所述支柱的軸向施力；第1構造體，該第1構造體限制所述彈簧的上側部位向與所述軸向垂直的方向移動；以及第2構造體，該第2構造體限制所述彈簧的下側部位向與所述軸向垂直的方向移動。
本發明較佳的方式的特點在於，所述第1構造體具有包圍所述彈簧的上側部位的內周面，所述第2構造體配置在所述彈簧的內側，並且具有支承所述彈簧的下側部位的外周面。
本發明較佳的方式的特點在於，所述第1構造體配置在所述彈簧的內側，並且具有支承所述彈簧的上側部位的外周面，所述第2構造體具有包圍 所述彈簧的下側部位的內周面。
本發明較佳的方式的特點在於，所述支柱能夠相對於所述第2構造體相對地旋轉。
本發明較佳的方式的特點在於，該基板保持裝置還具有：移動機構，該移動機構抵抗所述彈簧的力而使所述支柱在其軸向上移動；以及旋轉機構，該旋轉機構隨著所述支柱在軸向上的移動而使所述支柱繞其軸心旋轉。
本發明較佳的方式的特點在於，設置有複數個所述支柱、複數個所述夾頭、複數個所述彈簧、複數個所述第1構造體以及複數個所述第2構造體，該基板保持裝置還具有將所述複數個支柱彼此連結的連結環。
本發明較佳的方式的特點在於，所述複數個支柱和所述複數個夾頭沿著所述基板的周緣部排列。
本發明的另一方式提供一種基板保持裝置，其中，該基板保持裝置具有：複數個支柱，該複數個支柱在軸向上移動自如；複數個夾頭，該複數個夾頭設置於所述複數個支柱，並且緊握基板的周緣部；以及連結環，該連結環將所述複數個支柱彼此連結，所述連結環能夠與所述複數個支柱一體地旋轉。
根據本發明，通過第1構造體和第2構造體限制彈簧向外側的移動(位移)。因此，即使對彈簧施加較強的離心力，也不會產生過度的應力，結果為能夠防止彈簧的意外斷裂。
並且，根據本發明，由於連結環限制複數個支柱的相對位置，因此即使對支柱施加較強的離心力，也能夠防止支柱向外側的位移。
1‧‧‧基台
1a‧‧‧臂
1b‧‧‧保持部件
2‧‧‧支柱
2a‧‧‧支柱止擋件
3‧‧‧夾頭
5‧‧‧旋轉軸
6‧‧‧軸承
7‧‧‧圓筒體
9‧‧‧架台
11、12‧‧‧帶輪
14‧‧‧帶
15‧‧‧電動機
20‧‧‧升降機
20a‧‧‧推升件
21‧‧‧第1氣體腔室
22‧‧‧第2氣體腔室
24‧‧‧第1氣體流路
25‧‧‧第2氣體流路
28‧‧‧旋轉罩
30‧‧‧彈簧
31‧‧‧外側蓋
32‧‧‧內側凸緣
33‧‧‧內側套管
35‧‧‧彈簧止擋件
43‧‧‧第1磁鐵
44‧‧‧第2磁鐵
45‧‧‧第3磁鐵
46‧‧‧槽
47‧‧‧突起部
50‧‧‧連結環
53‧‧‧塊
55‧‧‧軸
56‧‧‧銷
57‧‧‧缺口
60‧‧‧爪
61‧‧‧圓弧面
W‧‧‧晶圓
圖1是表示本發明的一實施方式的基板保持裝置的縱剖面圖。
圖2是表示圖1所示的基板保持裝置的俯視圖。
圖3是表示通過升降機使支柱上升的狀態的圖。
圖4(a)是表示夾頭的俯視圖，圖4(b)是夾頭的側視圖。
圖5(a)是表示夾頭緊握晶圓的狀態的俯視圖，圖5(b)是表示夾頭釋放了晶圓的狀態的俯視圖。
圖6是圖2所示的A-A線剖面圖。
圖7是圖6的B-B線剖面圖。
圖8是用於說明第2磁鐵和第3磁鐵的配置的示意圖，是從支柱的軸向觀察到的圖。
圖9是通過升降機使支柱上升時的圖2所示的A-A線剖面圖。
圖10是圖9的C-C線剖面圖。
圖11是設置有將4個支柱的下端彼此連結的連結環的剖面圖。
圖12是設置有將4個支柱的下端彼此連結的連結環的俯視圖。
圖13是表示另一實施方式的圖。
圖14是表示使用了連桿機構的基板保持裝置的實施方式的圖。
圖15是表示支柱上升後的狀態的圖。
圖1是表示本發明的一實施方式的基板保持裝置的縱剖面圖。圖2是表示圖1所示的基板保持裝置的俯視圖。
如圖1和圖2所示，基板保持裝置具有：基台1，其具有4個臂1a；4個支柱2，其支承於各臂1a的頂端；以及4個夾頭3，其分別設置於這些支柱2的上端。各支柱2構成為能夠相對於基台1相對地上下移動，並且各支柱2能夠繞其軸心旋轉。支柱2具有緊握作為基板的一例的晶圓W的周緣部的夾頭3。支柱2和夾頭3沿著晶圓W的周緣部等間隔地配置。
基台1固定於旋轉軸5的上端，該旋轉軸5被軸承6旋轉自如地支承。軸承6固定於以包圍旋轉軸5的方式配置的圓筒體7的內周面。圓筒體7的下端安裝於架台9，且其位置被固定。旋轉軸5經由帶輪11、12以及帶14而與電動機15連結。通過驅動電動機15而使基台1以其軸心為中心旋轉。晶圓W由夾頭3緊握，通過電動機15而繞晶圓W的中心軸線旋轉。
以包圍圓筒體7的方式配置有使支柱2上升的升降機20。該升降機20構成為能夠相對於圓筒體7在上下方向上滑動。升降機20具有舉起4個支柱2的4個推升件(pusher)20a。在圓筒體7的外周面與升降機20的內周面之間形成有第1氣體腔室21和第2氣體腔室22。這些第1氣體腔室21和第2氣體腔室22分別與第1與氣體流路24和第2氣體流路25連通，這些第1氣體流路24和第2氣體流路25與未圖示的加壓氣體供給源連結。當使第1氣體腔室21內的壓力比第2氣體腔室22內的壓力高時，如圖3所示，升降機20上升。另一方面，當使第2氣體腔室22內的壓力比第1氣體腔室21內的壓力高時，如圖1所示，升降機20下降。4個支柱2和4個夾頭3借助升降機20而同時地上升、下降
在基台1的上表面固定有旋轉罩28。該旋轉罩28用於擋住因離心力而從旋轉的晶圓W飛出的液體。圖1和圖3表示旋轉罩28的縱剖面。 旋轉罩28以包圍晶圓W的整個外周的方式配置。旋轉罩28的縱剖面形狀向徑向內側傾斜。並且，旋轉罩28的內周面由平滑曲面構成。旋轉罩28的上端接近晶圓W，旋轉罩28的上端的內徑比晶圓W的直徑稍大。在旋轉罩28的上端形成有沿支柱2的外周面形狀的缺口28a。在旋轉罩28的底面形成有傾斜延伸的液體排出孔(未圖示)。
圖4(a)是表示夾頭3的俯視圖，圖4(b)是夾頭3的側視圖。夾頭3形成在支柱2的上端的偏心位置。該夾頭3通過與晶圓W的周緣部抵接而緊握晶圓W的周緣部。在支柱2的上端還形成有從夾頭3朝向支柱2的軸心延伸的定位部41。定位部41的一端與夾頭3的側面一體地連接，另一端位於支柱2的軸心上。該定位部41的中心側的端部具有沿著與支柱2同心的圓彎曲的側面41a。支柱2的上端成為向下方傾斜的錐面。
圖5(a)是表示夾頭3緊握晶圓W的狀態的俯視圖，圖5(b)是表示夾頭3釋放了晶圓W的狀態的俯視圖。晶圓W被載放在支柱2的上端(錐面)上，然後，通過使支柱2旋轉而使夾頭3與晶圓W的周緣部抵接。由此，如圖5(a)所示那樣，晶圓W被夾頭3緊握。當使支柱2向相反方向旋轉，則如圖5(b)所示，夾頭3離開晶圓W，由此晶圓W被釋放。此時，晶圓W的周緣部與定位部41的中心側端部的側面41a接觸。因此，能夠通過定位部41的側面41a限制支柱2旋轉時的晶圓W的位移，能夠提高之後的晶圓搬運穩定性。
圖6是圖2所示的A-A線剖面圖，圖7是圖6的B-B線剖面圖。在圖6和圖7中省略旋轉罩28的圖示。基台1的臂1a具有以滑動自如的方式保持支柱2的保持部件1b。該保持部件1b也可以與臂1a一體地構成。在保持部 件1b形成有上下延伸的貫通孔，支柱2被插入到該貫通孔。貫通孔的直徑比支柱2的直徑稍大，因此支柱2能夠相對於基台1在上下方向上相對移動，此外支柱2能夠繞其軸心旋轉。
基板保持裝置具有對支柱2向支柱2的軸向施力的彈簧30。在基台1的保持部件1b的下表面安裝有外側蓋31。外側蓋31具有包圍彈簧30的上側部位的內周面。在本實施方式中，外側蓋31以包圍彈簧30的上半部分的方式配置。彈簧30的上端與形成於外側蓋31的上端的內側凸緣32接觸。也可以省略內側凸緣32。在該情況下，彈簧30的上端與基台1的保持部件1b的下表面接觸。外側蓋31的內周面的直徑與彈簧30的外徑相同，或者稍大。在本實施方式中，外側蓋31的內周面的直徑比彈簧30的外徑稍大。
在支柱2的下部安裝有內側套管33。該內側套管33是具有圓筒狀的形狀的部件。彈簧30以包圍支柱2和內側套管33的方式配置。內側套管33配置在彈簧30的內側，具有支承彈簧30的下側部位的外周面。內側套管33的外周面的直徑與彈簧30的內徑相同或者稍小。在本實施方式中，內側套管33的外周面的直徑與彈簧30的內徑相同，內側套管33的外周面與彈簧30的下側部位接觸。此外，內側套管33的外周面的直徑比支柱2的外周面的直徑大。外側蓋31和內側套管33由耐磨損性高的樹脂構成。例如，外側蓋31和內側套管33由PTFE(聚四氟乙烯)構成。
內側套管33的下端與彈簧止擋件35連接，在本實施方式中，彈簧止擋件35與內側套管33一體地形成，但內側套管33與彈簧止擋件35也可以是分開的部件。支柱2以能夠繞其軸心旋轉的方式與內側套管33連結。即，支柱2能夠相對於內側套管33和彈簧止擋件35相對地旋轉。
彈簧30的上端按壓基台1的保持部件1b，彈簧30的下端按壓與支柱2連結的彈簧止擋件35。因此，本實施方式的彈簧30對支柱2向下方施力。在支柱2的外周面形成有支柱止擋件2a，該支柱止擋件2a具有比保持部件1b的貫通孔的直徑大的直徑。該支柱止擋件2a位於基台1的保持部件1b的上方。因此，如圖6所示，通過支柱止擋件2a限制支柱2向下方的移動。
在基台1的保持部件1b埋設有第1磁鐵43。在支柱2內配置有第2磁鐵44和第3磁鐵45。這些第2磁鐵44和第3磁鐵45在上下方向上隔開地排列。作為這些第1~第3磁鐵43、44、45較佳為使用釹磁鐵。
圖8是用於說明第2磁鐵44與第3磁鐵45的配置的示意圖，是從支柱2的軸向觀察到的圖。如圖8所示，第2磁鐵44和第3磁鐵45在支柱2的周向上偏移地配置。即，連接第2磁鐵44與支柱2的中心的線和連接第3磁鐵45與支柱2的中心的線在從支柱2的軸向觀察時以規定的角度α相交。
在支柱2位於圖6所示的下降位置時，第2磁鐵44接近第1磁鐵43，第3磁鐵45遠離第1磁鐵43。此時，在第1磁鐵43與第2磁鐵44之間產生吸引的力。該引力賦予支柱2繞其軸心旋轉的力，其旋轉方向是夾頭3按壓晶圓W的周緣部的方向。因此，圖6所示的下降位置成為緊握晶圓W的夾緊位置。
圖9是通過升降機30使支柱2上升時的圖2所示的A-A線剖面圖，圖10是圖9的C-C線剖面圖。當通過升降機30使支柱2上升到圖9所示的上升位置，則第3磁鐵45接近第1磁鐵43，第2磁鐵44遠離第1磁鐵43。此時，在第1磁鐵43與第3磁鐵45之間產生吸引的力。該引力賦予支柱2繞其軸心旋轉的力，其旋轉方向是夾頭3從晶圓W分離的方向。因此，圖9所示的上升 位置是釋放基板的非夾緊位置。
由於第2磁鐵44與第3磁鐵45配置在支柱2的周向上不同的位置，因此伴隨著支柱2的上下移動對支柱2作用旋轉力。通過該旋轉力賦予夾頭3緊握晶圓W的力和釋放晶圓W的力。因此，僅通過使支柱2上下移動，夾頭3就能夠緊握晶圓，並且能夠釋放晶圓W。這樣，第1磁鐵43、第2磁鐵44以及第3磁鐵45作為使支柱2和夾頭3繞支柱2的軸心旋轉的旋轉機構而發揮功能。該旋轉機構隨著支柱2的上下移動進行動作。
在通過升降機20使支柱2上升時，升降機20的推升件20a與彈簧止擋件35接觸。由於支柱2相對於彈簧止擋件35獨立地旋轉自如，因此支柱2能夠一邊上升一邊繞其軸心順暢地旋轉，另一方面，彈簧止擋件35和內側套管33不旋轉。如圖9所示，在支柱2抵抗彈簧30的力而上升時，內側套管33收納在外側蓋31內。在內側套管33的外周面與外側蓋31的內周面之間形成圓筒狀的空間，壓縮後的彈簧30收納在該圓筒狀的空間內。升降機20是抵抗彈簧30的力而使支柱2在其軸向上移動的移動機構。
在支柱2的側面形成有沿著其軸心延伸的槽46。該槽46具有圓弧狀的水平截面。在基台1的保持部件1b形成有朝向槽46突起的突起部47。該突起部47的頂端位於槽46的內部，突起部47與槽46寬鬆地卡合。該槽46和突起部47是為了限制支柱2的旋轉角度而設置的。
如圖3所示，當支柱2上升，則晶圓W上升到比旋轉罩28高的位置，並且夾頭3遠離晶圓W的周緣部，因此搬運自動裝置等搬運裝置(未圖示)能夠從基板保持裝置中取出晶圓W。
在圖1所示的支柱2位於下降位置的狀態下，通過電動機15 使晶圓W旋轉。在旋轉晶圓W時，對彈簧30作用離心力。特別是在高速地使晶圓W(例如，以1500~3000min-1的速度)旋轉時，對彈簧30作用較大的離心力，彈簧30向外側變形。這種彈簧30的變形使彈簧30疲勞，彈簧30會早於預期斷裂。
為了防止這種彈簧30向外側的變形，如圖6所示，在彈簧30的外側設置有外側蓋31，在彈簧30的內側設置有內側套管33。外側蓋31作為第1構造體而發揮功能，第1構造體限制彈簧30的上側部位向與支柱2的軸向垂直的方向移動(位移)，內側套管33作為第2構造體而發揮功能，第2構造體限制彈簧30的下側部位向與支柱2的軸向垂直的方向移動(位移)。
在晶圓W旋轉時，彈簧30的上側部位被外側蓋31從外側支承，彈簧30的下側部位被內側套管33從內側支承。因此，即使對彈簧30作用較強的離心力，彈簧30向外側的變形，即彈簧30向與支柱2的軸向垂直的方向的移動也被外側蓋31和內側套管33限制。因此，彈簧30幾乎不變形，也不產生較大的應力。結果為，能夠防止彈簧30的意外斷裂。並且，如圖3和圖9所示，在為了從夾頭3釋放晶圓W而使支柱2上升時，由於內側套管33收納在外側蓋31內，因此內側套管33與外側蓋31不會妨礙支柱2的上升，能夠使機構輕巧。
在晶圓W高速旋轉時，有時也有對支柱2作用較強的離心力，支柱2的端部向外側位移的情況。其結果為，夾頭3保持晶圓W的力有可能變得不穩定。因此，為了防止這種支柱2的端部向外側的位移，而如圖11和圖12所示那樣設置將4個支柱2的下端彼此連結的連結環50。該連結環50固定於安裝於各支柱2的下端的彈簧止擋件35。因此，連結環50經由彈簧 止擋件35與各支柱2連結。連結環50與支柱2一同上下移動，連結環50也與借助電動機15而繞晶圓W的軸心旋轉的支柱2一體地旋轉。由於連結環50限制4個支柱2的相對位置，因此即使對支柱2施加較強的離心力，也能夠防止支柱2的端部向外側的位移。由於在臂1a與連結環50這上下2個部位支承支柱2，因此能夠防止在晶圓W高速旋轉時的支柱2的變形。
圖13是表示另一實施方式的圖。由於未特別說明的本實施方式的結構和動作與上述的實施方式相同，因此省略其重複的說明。在本實施方式中，內側套管33配置在彈簧30的上側部位的內側，外側蓋31以包圍彈簧30的下側部位的方式配置。因此，內側套管33作為第1構造體而發揮功能，第1構造體限制彈簧30的上側部位向與支柱2的軸向垂直的方向移動，外側蓋31作為第2構造體而發揮功能，第2構造體限制彈簧30的下側部位向與支柱2的軸向垂直的方向移動。彈簧止擋件35與外側蓋31一體地形成。
在晶圓W旋轉時，彈簧30的上側部位被內側套管33從內側支承，彈簧30的下側部位被外側蓋31從外側支承。因此，即使在對彈簧30作用較強的離心力也能夠使彈簧30向外側的變形為最小。在本實施方式中，也可以將圖11和圖12所示的連結環50安裝於彈簧止擋件35。
在上述的圖1至13所示的實施方式中，以使用永磁鐵來產生晶圓W的緊握力的方式構成，但也可以取代永磁鐵而使用連桿機構來產生晶圓W的緊握力。圖14是表示使用了連桿機構的基板保持裝置的實施方式的圖。由於未特別說明的本實施方式的結構和動作與上述的實施方式相同，因此省略其重複的說明。
如圖14所示，在基台1固定有塊53，在該塊53的頂端安裝有 沿著晶圓W的切線方向延伸的軸55。夾頭3旋轉自如地支承於該軸55。在支柱2的上部固定有銷56。該銷56以能夠在形成於夾頭3的缺口57內移動的方式與該缺口57卡合。夾頭3具有緊握晶圓W的周緣部的爪60和暫時地載放晶圓W的周緣部的圓弧面61。圓弧面61向上方彎曲。
圖15是表示支柱2上升的狀態的圖。如圖15所示，當支柱2上升，則銷56使夾頭3旋轉，由此夾頭3的爪60向外側移動。在該狀態下，晶圓W載放在夾頭3的圓弧面61上。接著，當使支柱2下降，則銷56使夾頭3向相反方向旋轉，由此夾頭3的爪60緊握晶圓W的周緣部。在本實施方式中，即使對彈簧30作用較強的離心力也能夠使彈簧30向外側的變形為最小。
作用於彈簧30的離心力不僅隨著晶圓W的旋轉速度還隨著從旋轉中心到彈簧30的距離而增大。上述的實施方式的基板保持裝置即使在產生較大的離心力的情況下也能夠限制彈簧30向外側的移動，因此在450mm晶圓等大口徑晶圓的保持上是有效的。此外，上述的實施方式的基板保持裝置能夠應用於如下的裝置：用於除了保持晶圓還保持平板顯示器玻璃基板等各種類型的基板。
上述的實施方式的記載目的為，使具有本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠實施本發明。本領域的技術人員當然能夠實施上述實施方式的各種變形例，本發明的技術思想也可以應用於其他實施方式。因此，本發明不限於所記載的實施方式，能夠解釋為由申請專利範圍所定義的技術思想的最大範圍。
1‧‧‧基台
1b‧‧‧保持部件
2‧‧‧支柱
2a‧‧‧支柱止擋件
3‧‧‧夾頭
30‧‧‧彈簧
31‧‧‧外側蓋
32‧‧‧內側凸緣
33‧‧‧內側套管
35‧‧‧彈簧止擋件
43‧‧‧第1磁鐵
44‧‧‧第2磁鐵
45‧‧‧第3磁鐵
46‧‧‧槽
47‧‧‧突起部
W‧‧‧晶圓

Claims (8)

  1. 一種基板保持裝置，其特徵在於，該基板保持裝置具有：支柱，該支柱在軸向上移動自如；夾頭，該夾頭設置於所述支柱，並且緊握基板的周緣部；彈簧，該彈簧對所述支柱向所述支柱的軸向施力；第1構造體，該第1構造體限制所述彈簧的上側部位向與所述軸向垂直的方向移動；以及第2構造體，該第2構造體限制所述彈簧的下側部位向與所述軸向垂直的方向移動。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的基板保持裝置，其中，所述第1構造體具有包圍所述彈簧的上側部位的內周面，所述第2構造體配置在所述彈簧的內側，並且具有支承所述彈簧的下側部位的外周面。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的基板保持裝置，其中，所述第1構造體配置在所述彈簧的內側，並且具有支承所述彈簧的上側部位的外周面，所述第2構造體具有包圍所述彈簧的下側部位的內周面。
  4. 根據申請專利範圍第1至3項中的任一項所述的基板保持裝置，其中，所述支柱能夠相對於所述第2構造體相對地旋轉。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的基板保持裝置，其中，該基板保持裝置還具有：移動機構，該移動機構抵抗所述彈簧的力而使所述支柱在其軸向上 移動；以及旋轉機構，該旋轉機構隨著所述支柱在軸向上的移動而使所述支柱繞其軸心旋轉。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的基板保持裝置，其中，設置有複數個所述支柱、複數個所述夾頭、複數個所述彈簧、複數個所述第1構造體以及複數個所述第2構造體，該基板保持裝置還具有將所述複數個支柱彼此連結的連結環。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的基板保持裝置，其中，所述複數個支柱和所述複數個夾頭沿著所述基板的周緣部排列。
  8. 一種基板保持裝置，其特徵在於，該基板保持裝置具有：複數個支柱，該複數個支柱在軸向上移動自如；複數個夾頭，該複數個夾頭設置於所述複數個支柱，並且緊握基板的周緣部；以及連結環，該連結環將所述複數個支柱彼此連結，所述連結環能夠與所述複數個支柱一體地旋轉。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018022629A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 日本圧着端子製造株式会社 コネクタ部材及びコネクタ
JP2018022628A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 日本圧着端子製造株式会社 コネクタ部材及びコネクタ
CN106737308B (zh) * 2017-02-24 2018-10-09 中信戴卡股份有限公司 柔性装夹装置
CN107597472A (zh) * 2017-08-31 2018-01-19 中信戴卡股份有限公司 一种用于铝合金车轮喷涂的防护装置
NL2020360B1 (en) * 2018-01-31 2019-08-07 Besi Netherlands Bv Handler device for handling substrates
CN111029236A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 北京北方华创微电子装备有限公司 支撑装置及反应腔室
US10871507B2 (en) * 2018-12-20 2020-12-22 Texas Instruments Incorporated Semiconductor device handler with chuck clamp interlock
CN110911325B (zh) * 2019-11-29 2024-03-26 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 一种晶圆传送叶片
TWI812123B (zh) * 2022-03-28 2023-08-11 辛耘企業股份有限公司 晶圓載台
CN114653660B (zh) * 2022-05-20 2022-09-16 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种磁性夹块及半导体基材清洗装置
WO2024063049A1 (ja) * 2022-09-21 2024-03-28 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1226747A (zh) * 1967-07-25 1971-03-31
US6827092B1 (en) * 2000-12-22 2004-12-07 Lam Research Corporation Wafer backside plate for use in a spin, rinse, and dry module and methods for making and implementing the same
JP5422143B2 (ja) 2008-06-04 2014-02-19 株式会社荏原製作所 基板把持機構
JP5744382B2 (ja) * 2008-07-24 2015-07-08 株式会社荏原製作所 基板処理装置および基板処理方法
KR101958874B1 (ko) * 2008-06-04 2019-03-15 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 기판처리장치, 기판처리방법, 기판 파지기구, 및 기판 파지방법
US8426829B2 (en) * 2009-09-29 2013-04-23 Gtat Corporation Ion implantation apparatus
JP5712061B2 (ja) * 2011-06-16 2015-05-07 株式会社荏原製作所 基板処理方法及び基板処理ユニット
JP6018404B2 (ja) * 2012-04-25 2016-11-02 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP6053528B2 (ja) * 2013-01-11 2016-12-27 株式会社荏原製作所 基板把持装置
JP6181438B2 (ja) * 2013-06-24 2017-08-16 株式会社荏原製作所 基板保持装置および基板洗浄装置

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