JP6190679B2 - Substrate holding mechanism and substrate processing apparatus using the same - Google Patents
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Description
この発明は、基板保持機構および基板処理装置に関し、特に、被処理基板をステージ上で昇降させることが可能な基板保持機構と、その基板保持機構を用いた基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate holding mechanism and a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate holding mechanism capable of moving a substrate to be processed on a stage and a substrate processing apparatus using the substrate holding mechanism.
例えば、半導体ウエハ等の基板を回転ステージ上に載置し、この基板の表面に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置においては、回転ステージ上に基板を保持する必要がある。このような場合に用いられる基板保持機構として、一般に、基板の下面を真空吸着して保持する所謂バキュームチャックや、基板の端縁を挟持して保持する所謂メカニカルチャックが使用される。しかし処理対象の基板の厚みが薄い場合などには、これらの基板保持機構では、基板に損傷を与える可能性がある。 For example, in a substrate processing apparatus that places a substrate such as a semiconductor wafer on a rotary stage and supplies the processing liquid to the surface of the substrate to process the substrate, the substrate needs to be held on the rotary stage. As a substrate holding mechanism used in such a case, a so-called vacuum chuck that holds the lower surface of the substrate by vacuum suction or a so-called mechanical chuck that holds the edge of the substrate in between is used. However, when the substrate to be processed is thin, these substrate holding mechanisms may damage the substrate.
このため、基板の保持部と基板との間の空間に気体を噴出し、ベルヌーイ効果を利用して基板の保持部と基板との間の空間に負圧を生じさせることにより、基板を浮遊させて、基板を実質的に非接触で保持する方式のチャックも使用されている(特許文献1参照)。 For this reason, gas is blown into the space between the substrate holding part and the substrate, and the substrate is floated by generating a negative pressure in the space between the substrate holding part and the substrate using the Bernoulli effect. A chuck that holds the substrate in a substantially non-contact manner is also used (see Patent Document 1).
基板の表面に処理液を供給して基板を処理する場合に、処理液や処理液の雰囲気が基板の下面側に回り込み、基板を汚染する場合がある。このような場合において、例えば、基板の端縁を挟持して保持する所謂メカニカルチャックを使用した場合には、基板の下面に純水等の洗浄液を供給して基板の下面を洗浄する下面洗浄が実行されている。しかしながら、基板の保持面と基板との間の空間に気体を供給する方式のチャックを使用した場合においては、基板の下面側に常に気体が供給される構成であることから、このような下面洗浄を実施することは不可能である。 When processing a substrate by supplying a processing liquid to the surface of the substrate, the processing liquid or the atmosphere of the processing liquid may enter the lower surface side of the substrate and contaminate the substrate. In such a case, for example, when a so-called mechanical chuck that holds and holds the edge of the substrate is used, lower surface cleaning is performed by supplying a cleaning liquid such as pure water to the lower surface of the substrate to clean the lower surface of the substrate. It is running. However, when a chuck that supplies gas to the space between the holding surface of the substrate and the substrate is used, the gas is always supplied to the lower surface side of the substrate. It is impossible to implement.
このため、基板を処理液により処理する基板処理装置にこの種の方式のチャックを採用する場合には、基板の下面と回転ステージの表面とのクリアランスを小さくして、基板の下面側に処理液や処理液の雰囲気が回り込まない構造とする必要がある。一方、このような構造を採用した場合においては、基板を下方から支持して搬送するための搬送機構のハンド部を基板の下方に侵入させることができないことから、基板の端縁付近をその下面から支持する複数の昇降ピンにより基板を回転ステージの表面から上方に上昇させるためのリフトアップ機構を採用する必要が生ずる。 For this reason, when this type of chuck is used in a substrate processing apparatus for processing a substrate with a processing liquid, the clearance between the lower surface of the substrate and the surface of the rotary stage is reduced, and the processing liquid is placed on the lower surface side of the substrate. In addition, it is necessary to have a structure in which the atmosphere of the processing solution does not flow around. On the other hand, in the case of adopting such a structure, since the hand portion of the transport mechanism for supporting and transporting the substrate from below cannot enter the lower portion of the substrate, the vicinity of the edge of the substrate is placed on the lower surface thereof. Therefore, it is necessary to employ a lift-up mechanism for raising the substrate upward from the surface of the rotary stage by a plurality of lifting pins supported from above.
基板をその下面から複数の支持ピンで支持して昇降させる場合に、支持ピンと基板の有効利用面との接触を防止するため、支持ピンは基板の下面における端縁付近とのみ接触する構成が採用される。このような構成を採用した場合には、特に薄型の基板を処理するときに、基板が自重により湾曲状に変形して垂れた状態となる。基板にこのような変形が生じた場合には、基板が損傷し、または、基板の搬送時に基板が搬送機構のハンド部と接触するという問題が生ずる場合がある。 In order to prevent contact between the support pin and the effective use surface of the substrate when the substrate is supported by a plurality of support pins from the lower surface and lifted, a configuration in which the support pin is in contact only with the vicinity of the edge on the lower surface of the substrate is adopted. Is done. When such a configuration is adopted, particularly when a thin substrate is processed, the substrate is deformed into a curved shape due to its own weight and hangs down. When such deformation occurs in the substrate, the substrate may be damaged, or the substrate may come into contact with the hand portion of the transport mechanism when the substrate is transported.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、薄型の基板を昇降させる場合であっても、基板の変形を防止し、基板を正確に搬送機構に対して受け渡すことが可能な基板保持機構および基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and even when a thin substrate is raised and lowered, the substrate can be prevented from being deformed and the substrate can be accurately transferred to the transport mechanism. It is an object to provide a substrate holding mechanism and a substrate processing apparatus.
請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板保持機構において、前記基板の下面外周部と対向する上面部を有するステージと、前記基板の下面中央部と対向する平面部を有し、この平面部に気体噴出口が形成され、前記ステージに対して昇降可能に配設され、前記基板の下面に気体を噴出することにより、前記基板と前記平面部との間に生ずる負圧を利用して基板を非接触で保持するためのチャック部と、前記ステージに対して昇降可能に配設され、前記基板の端縁付近をその下面から支持する複数の昇降ピンと、前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを同期して昇降させる昇降機構と、を備え、前記チャック部の平面部と前記ステージの上面部とにより、前記基板の下面全域と対向する平面が形成され、前記基板を、その下面が前記チャック部の平面部と前記ステージの上面部とにより形成される平面から離隔した位置に支持する複数の支持ピンを更に備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a substrate holding mechanism for holding a substrate, comprising a stage having an upper surface portion facing the outer peripheral portion of the lower surface of the substrate, and a flat portion facing the center portion of the lower surface of the substrate, A gas outlet is formed in the flat part, and is disposed so as to be movable up and down with respect to the stage. By ejecting gas to the lower surface of the substrate, a negative pressure generated between the substrate and the flat part is utilized. A chuck unit for holding the substrate in a non-contact manner, a plurality of lifting pins that are arranged to be movable up and down with respect to the stage, and that support the vicinity of the edge of the substrate from the lower surface thereof, the chuck unit, and the plurality of the plurality of pins A lifting mechanism that moves the lifting pins in synchronization with each other , and a flat surface facing the entire lower surface of the substrate is formed by the flat surface portion of the chuck portion and the upper surface portion of the stage. Said Further characterized in that it comprises a plurality of support pins for supporting the spaced position from the plane formed planar portion of the click portion and by the upper surface portion of the stage.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ステージと対向配置された基板の下面の端縁付近に気体を吹き付けるための気体噴出口をさらに備える。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the apparatus further includes a gas outlet for blowing a gas in the vicinity of an edge of the lower surface of the substrate disposed to face the stage.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記複数の昇降ピンは、基板の下面に当接する支持部と、基板の端縁に当接する案内部とを備える。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the plurality of lifting pins include a support portion that contacts the lower surface of the substrate and a guide portion that contacts the edge of the substrate. Prepare.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明において、前記昇降機構は、前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを連結する連結部を備え、当該連結部を昇降させることにより、前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを同期して昇降させる。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , wherein the elevating mechanism includes a connecting part that connects the chuck part and the plurality of elevating pins, and the connecting part. The chuck part and the plurality of lifting pins are moved up and down in synchronization with each other.
請求項5に記載の発明は、基板処理装置であって、請求項1から請求項4のいずれかに記載の基板保持機構と、前記基板保持機構を回転駆動する回転駆動源と、前記基板保持機構に保持された基板に対して所定の処理を施す処理機構と、を備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus, the substrate holding mechanism according to any one of the first to fourth aspects, a rotation driving source that rotationally drives the substrate holding mechanism, and the substrate holding And a processing mechanism for performing a predetermined process on the substrate held by the mechanism.
請求項1に記載の発明によれば、チャック部と昇降ピンが同期して昇降することから、薄型の基板を昇降させる場合であっても、基板の変形を防止することが可能となる。このため、この基板を正確に搬送機構に対して受け渡すことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the chuck portion and the lift pins are moved up and down in synchronization, it is possible to prevent the substrate from being deformed even when the thin substrate is moved up and down. For this reason, it becomes possible to accurately deliver the substrate to the transport mechanism.
また、基板の下面とチャック部の平面部とステージの上面により形成される平面を基板の下面と対向配置することにより、処理液や処理液の雰囲気の基板下面側への回り込みを抑制することが可能となる。 Further , by arranging the plane formed by the lower surface of the substrate, the flat portion of the chuck portion, and the upper surface of the stage so as to face the lower surface of the substrate, it is possible to prevent the processing liquid and the atmosphere of the processing liquid from entering the substrate lower surface side. It becomes possible.
さらに、基板の処理時に基板を昇降ピンとは異なる複数の支持ピンにより支持することにより、基板の下面とチャック部の平面部とステージの上面により形成される平面との距離を精度よく維持することが可能となる。 Furthermore , by supporting the substrate with a plurality of support pins different from the lift pins during substrate processing, the distance between the lower surface of the substrate, the flat surface portion of the chuck portion, and the flat surface formed by the upper surface of the stage can be accurately maintained. It becomes possible.
請求項2に記載の発明によれば、基板の下面の端縁付近に吹き付けられる気体によるベルヌーイ効果により基板の端縁を確実に支持ピンにより支持し得るとともに、処理液の雰囲気が基板の下面側に浸入することをより確実に防止することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the edge of the substrate can be reliably supported by the support pins by the Bernoulli effect caused by the gas blown near the edge of the lower surface of the substrate, and the atmosphere of the processing liquid is on the lower surface side of the substrate. It is possible to more reliably prevent intrusion into the water.
請求項3に記載の発明によれば、複数の昇降ピンにより基板の支持と水平方向への移動の抑制とを行うことが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to support the substrate and suppress the movement in the horizontal direction by using a plurality of lifting pins.
請求項4に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、チャック部と複数の昇降ピンとを正確に同期して昇降させることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to raise and lower the chuck portion and the plurality of elevating pins accurately and synchronously with a simple configuration.
請求項5に記載の発明によれば、処理時には基板保持機構で保持した基板を回転させて所定の処理を施すことができ、また基板の搬送時には、正確に搬送機構に対して受け渡すことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the substrate held by the substrate holding mechanism can be rotated during processing to perform predetermined processing, and when the substrate is transferred, it can be accurately transferred to the transport mechanism. it can.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1から図3は、この発明に係る基板処理装置の要部を示す側断面概要図である。ここで、図2は基板100の処理状態を示し、図3は基板100の受渡し状態を示し、図1は図2に示す処理状態への移行時の状態を示している。また、図4は、回転ステージ10の平面図である。さらに、図5は、回転ステージ10の斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are schematic side sectional views showing the main part of the substrate processing apparatus according to the present invention. Here, FIG. 2 shows the processing state of the
この基板処理装置は、例えば、基板100として薄型の半導体ウエハに対して処理液による処理を実行するものであり、回転ステージ10と、この回転ステージ10を回転させるための回転駆動源である中空モータ40と、チャック部14および複数の昇降ピン21の昇降機構30とを備える。これらの回転ステージ10、中空モータ40および昇降機構30は、図示を省略した処理液を回収するための飛散防止カップ内に配設されている。また、回転ステージ10の上部には、基板100に処理液を供給して処理を施すための処理液供給ノズル98(図2参照)が待機位置から基板100の上方の位置へ移動する構成となっている。図2においては図示を省略しているが、処理液供給ノズル98は、基板100に供給する必要がある処理液の種類に応じた数だけ配設されている。
This substrate processing apparatus, for example, performs processing using a processing liquid on a thin semiconductor wafer as the
回転ステージ10は、中空モータ40の中空の回転軸41に接続されたベース部11と、このベース部11上に円筒状の中空空間を形成する円周部12およびその中空空間の上部の一部周縁部を閉塞する上面部13とから構成される。上面部13には、昇降ピン21の通過孔が穿設されており、4本の昇降ピン21が上面部13の表面に対して昇降可能に配設されている。また、上面部13には、複数の支持ピン25が固設されている。さらに、上面部13の中央には、チャック部14が昇降可能に配設されている。このチャック部14の上面は平面部となっており、後述するように、基板100が支持ピン25に支持された状態において、チャック部14の上面と回転ステージ10の上面部13の上面とにより、基板100の下面全域と対向する平面が形成される。すなわち、上面部13が基板100の下面外周部と対向し、チャック部14の上面の平面部が基板100の下面中央部と対向する。また、チャック部14の中央には、基板100の下面に対して窒素ガスを噴出するための気体噴出口15が形成されている。
The
また、回転ステージ10における上面部13には、支持ピン25に支持された基板100の下面の端縁付近に窒素ガスを噴出するための多数の気体噴出口16が、気体噴出口15を中心とした円周上に穿設されている。
Further, on the
図6は、支持ピン25および昇降ピン21により基板100を支持する状態を示す説明図である。ここで、図6(a)は支持ピン25により基板100を支持する状態を示している。また、図6(b)は支持ピン25により支持された基板100と昇降ピン21との位置関係を示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the
回転ステージ10に固設された支持ピン25は、基板100の下面に当接して基板100を支持するための支持部26を備える。この支持部26の高さH1は、例えば、1.5mmとなっている。また、この支持部26による基板100の下面の支持位置の基板100の端縁からの距離Dは、例えば、基板100が直径200mmの半導体ウエハの場合には、2.8mm以内となるように設定されている。
The
一方、回転ステージ10に対して昇降可能に配設された昇降ピン21は、基板100の下面に当接して基板100を支持するための支持部22と、基板100の端縁に当接して基板100の水平方向の移動を抑制するための案内部23とを備える。支持部22の高さH2は、例えば、1.0mmとなっている。また、この支持部22による基板100の下面の支持位置の基板100の端縁からの距離は、支持ピン26の場合と同様、Dとなっている。
On the other hand, the lifting pins 21 disposed so as to be movable up and down with respect to the
4本の昇降ピン21は、回転ステージ10の上面部13の下方であって円周部12内に形成される中空空間の内部で連結部材18により支持され、連結されている。また、チャック部14は、スペーサ17を介して、連結部材18と連結されている。これにより、4本の昇降ピン21とチャック部14とが連結され、互いに同期して昇降する。連結部材18およびスペーサ17は、チャック部14とともに、チャック部14および4本の昇降ピン21を連結する連結部として機能する。
The four elevating
昇降機構30は、チャック部14の下面に当接可能な昇降部材31と、この昇降部材31に連結された昇降軸32とを有する。昇降部材31と昇降軸32には、チャック部14に形成された気体噴出口15に連通する図示を省略した連通孔が形成されている。昇降軸32は、回転ステージ10のベース部11に形成された中空部および中空モータ40における中空部を貫通している。
The elevating
昇降軸32の下端部は、接続部33を介してスライダ34およびボールねじ35から構成される案内機構付き直動アクチュエータと接続されている。この案内機構付き直動アクチュエータは、例えば、モノキャリア(日本精工株式会社の登録商標)という商品名で販売されているものであり、ボールねじ35の回転運動をスライダ34の直線運動に変換するものである。ボールねじ35は、ベルト36を介してモータ38の回転軸と連結されている。モータ38には、ロータリエンコーダ37が接続されている。
The lower end portion of the elevating
このため、昇降部材31および昇降軸32は、モータ38の駆動およびロータリエンコーダ37による制御により、図1に示す下位置と、図2に示す中間位置と、図3に示す上昇位置との間を昇降可能となっている。ここで、図1に示す下位置は、昇降部材31の下面が連結部材18と接触して下方に押圧して、連結部材18の下面と回転ステージ10におけるベース部11の上面とが当接する位置である。また、図2に示す中間位置は、昇降部材31が、連結部材18およびスペーサ17とともに連結部を構成するチャック部14の下面より離隔して、それらに対して非接触の状態となる位置である。すなわち、この中間位置が離隔位置である。さらに、図3に示す上昇位置は、昇降部材31の上面が、連結部材18およびスペーサ17とともに連結部を構成するチャック部14の下面を支持して、チャック部14および4本の昇降ピン21を上昇させる位置である。
For this reason, the raising / lowering
チャック部14およびスペーサ17とともに連結部を構成する連結部材18には、磁石29が配設されている。一方、回転ステージ10におけるベース部11には、磁石19が配設されている。磁石19と磁石29は、その磁力により、連結部材18とベース部11とを互いに引きつける方向に付勢する電磁気的引力を及ぼすように取り付けられている。なお、連結部材18とベース部11とは、樹脂により構成されている。ここで、連結部材18とベース部11とに各々磁石19、29を設ける代わりに、どちらか一方に磁石を設け、他方に鉄板等の磁性体を配設することにより、連結部材18とベース部11とを互いに引きつける方向に付勢する電磁気的引力を及ぼす構成を採用してもよい。
A
この基板処理装置は、窒素ガスの供給源42に対して、開閉弁45を介して接続される管路43と、開閉弁46を介して接続される管路44とを備える。管路43は、昇降部材31および昇降軸32に形成された連通孔と接続されており、この連通孔を介してチャック部14に形成された気体噴出口15に連通している。このため、開閉弁45を開放した場合には、気体噴出口15から窒素ガスが噴出される。また、管路44は、回転ステージ10のベース部11に形成された中空部の内壁および中空モータ40における中空部の内壁と昇降軸32の外周部との間に形成される隙間と接続されている。このため、開閉弁46を開放した場合には、回転ステージ10のベース部11に形成された中空部の内壁および中空モータ40における中空部の内壁と昇降軸32の外周部との間に形成される隙間を介して、窒素ガスが、回転ステージ10における円周部12および上面部13によりベース部11上に形成される空間に供給される。そして、この窒素ガスは、回転ステージ10における上面部13に形成された多数の気体噴出口16から噴出される。
The substrate processing apparatus includes a
次に、以上のような構成を有する基板処理装置により基板100を処理するときの処理動作について説明する。
Next, a processing operation when the
図1に示す移行時の状態においては、上述したように、昇降部材31が下位置に配置されており、昇降部材31の下面が連結部材18を下方に押圧して、連結部材18の下面と回転ステージ10におけるベース部11の上面とが当接する。これによって、連結部材18が自重により下に下がるだけではなく、強制的に最も下の位置まで確実に引き下げて、後述の処理状態に確実に移行する。そしてこのとき、後述のように磁石19と磁石29により連結部材18と回転ステージ10とが固定される。このときには、図6に示すように、支持ピン25における支持部26の高さ位置が昇降ピン21における支持部22の高さ位置より高いことから、基板100は複数の支持ピン25により支持されている。
In the state at the time of transition shown in FIG. 1, as described above, the elevating
また、このときには、開閉弁45が開放され、窒素ガスの供給源42から供給された窒素ガスが、昇降部材31および昇降軸32に形成された連通孔を介して、気体噴出口15から基板100の下面に噴出される。昇降部材31の上面とチャック部14の下面には、図示を省略する凹凸によるラビリンス構造がある。昇降部材31が図1または図2に示す位置では、かかるラビリンス構造が完成して、両者の隙間から窒素ガスが漏れにくくなる。これにより、昇降部材31とチャック部14とが非接触のままで昇降軸32から供給される窒素ガスのほとんどが気体噴出口15から噴出される。そして、この窒素ガスによるベルヌーイ効果により、基板100に対して、回転ステージ10およびチャック部14により形成される平面に対して一定の距離を維持しようとする作用が生ずる。これによって、端縁部分を複数の支持ピン25により支持される基板100は、垂れ下がり等を生ずることなく、また、支持ピン25における支持部26から離隔することもなく、一定の姿勢で支持される。
At this time, the on-off
基板100に処理液を供給して基板100の処理を行う場合には、図2に示すように、モータ38の駆動により昇降部材31が図1の下位置から中間位置まで上昇する。このとき、昇降部材31がチャック部14の下面および連結部材18の上面から離隔した位置、すなわち離隔位置になり基板処理装置は処理状態となる。また、このときには、開閉弁45が開放され、窒素ガスの供給源42から供給された窒素ガスが、昇降部材31および昇降軸32に形成された連通孔を介して、気体噴出口15から基板100の下面に噴出される。さらに、開閉弁46が開放され、窒素ガスの供給源42から供給されて窒素ガスが、回転ステージ10の円周部12に形成された中空空間の内壁および中空モータ40における中空部の内壁と昇降軸32の外周部との間に形成される隙間を介して、回転ステージ10における上面部13に形成された多数の気体噴出口16から噴出される。そして、回転ステージ10が中空モータ40の駆動により回転される。
When processing the
この処理状態においては、図1に示す移行状態と同様、基板100は複数の支持ピン25により支持されている。また、気体噴出口15から基板100の下面に噴出される窒素ガスの作用により、端縁部分を複数の支持ピン25により支持される基板100は、垂れ下がり等を生ずることなく、また、支持ピン25における支持部26から離隔することもなく、一定の姿勢で支持される。さらに、回転ステージ10における気体噴出口16から基板100の下面の端縁付近に吹き付けられる窒素ガスによるベルヌーイ効果により、基板100の端縁付近が支持ピン25に押しつけられる。これにより、回転ステージ10とともに回転する基板100を、支持ピン25により確実に支持することが可能となる。
In this processing state, the
また、この状態においては、昇降部材31がチャック部14の下面および連結部材18の上面から離隔した中間位置に配置されていることから、チャック部14、スペーサ17および連結部材18から構成される連結部と、これらの連結部を昇降させるための昇降機構30の昇降部材31とは完全に離隔状態すなわち接触しない状態となっている。このため、回転ステージ10の回転に伴って発塵が生ずることを確実に防止することが可能となる。
Further, in this state, since the elevating
一方、仮にチャック部14、スペーサ17および連結部材18から構成される連結部をベース部11に固定することなく回転させた場合には、この連結部等を安定して回転し得ない可能性がある。特に、この回転ステージ10においては、気体噴出口15、16から窒素ガスを噴出するために回転ステージ10内に窒素ガスを供給する構成であることから、チャック部14、スペーサ17および連結部材18から構成される連結部や、これに連結する昇降ピン21が回転ステージ10内に供給される窒素ガスの作用により浮上する可能性がある。しかしながら、この基板処理装置においては、図1に示す移行状態で連結部材18を昇降部材31によって確実に引き下げて、磁石19と磁石29による磁力により、連結部を構成する連結部材18と回転ステージ10のベース部11とが互いに引きつける方向に付勢されている。このため、連結部材18とベース部11とが離隔したりずれたりすることを防止し、両者を確実に固定することが可能となる。従って、チャック部14、スペーサ17および連結部材18から構成される連結部や、これに連結する昇降ピン21を安定した姿勢で回転させることが可能となる。
On the other hand, if the connecting portion composed of the
基板100が回転ステージ10とともに所定の回転速度で回転すれば、この基板100の上方に処理液供給ノズル98を移動させ、この処理液供給ノズル98から基板100の表面に処理液を供給する。この処理液により、基板100に対して必要な処理が実行される。基板100に対する処理液による処理が終了すれば、基板100の表面に残存する処理液は、基板100を高速回転させることで、基板100の表面から振り切られて除去される。なお、この基板100の処理時に、基板100に供給され基板100の表面より飛散する処理液は、図示を省略した飛散防止カップにより捕獲された後、処理液の回収部に回収される。
When the
なお、この基板100の処理液による処理時においては、上述したように、回転ステージ10における気体噴出口16から基板100の下面の端縁付近に窒素ガスが吹き付けられている。このため、この窒素ガスの作用により、基板100の下面に処理液や処理液の雰囲気が侵入することを防止することが可能となる。
During the processing of the
処理液による基板100の処理が終了すれば、基板100を回転ステージ10上から搬出する。この場合においては、図3に示すように、昇降部材31を上昇位置に移動させ、昇降部材31の上面により連結部材18およびスペーサ17とともに連結部を構成するチャック部14の下面を支持して、チャック部14および4本の昇降ピン21を上昇させる受渡し状態とする。これにより、支持ピン25における支持部26に支持されていた基板100は、昇降ピン21における支持部22により支持されることになる。
When the processing of the
このときには、開閉弁45が継続して開放され、窒素ガスの供給源42から供給された窒素ガスが、昇降部材31および昇降軸32に形成された連通孔を介して、気体噴出口15から基板100の下面に噴出される。これにより、昇降ピン21により基板100を上昇させた場合においても、昇降ピン21と同期して上昇するチャック部14から噴出する窒素ガスの作用により、基板100に対してチャック部14の上面に対して一定の距離を維持しようとする作用が生ずる。従って、端縁部分を4本の昇降ピン21により支持される基板100は、垂れ下がり等を生ずることなく、また、昇降ピン21における支持部24から離隔することもなく、一定の姿勢で支持される。
At this time, the on-off
基板100が昇降ピン21とともに上昇すれば、図3および図4に示すように、搬送機構のハンド部99を基板100の下方に移動させ、このハンド部99を上昇させることにより基板100を支持して、搬出することができる。この昇降ピン21が上昇したときにはチャック部14も同期して上昇するので、基板100はチャック部14から噴出される窒素ガスによるベルヌーイ効果により、湾曲状に変形して垂れることなく平面状の状態が維持される。このため、ハンド部99の基板100の下方への侵入時に、基板100とハンド部99とが接触することはない。なお、ここでいう垂れ下がりとは、基板100の厚みが通常(例えば直径200mmのウエハで725ミクロン)よりも薄い、例えば100〜200ミクロンの基板である場合に、昇降ピン21でのみ支持して持ち上げると、支持していない基板100の中心部が自重により凹状に下がってしまうことである。その場合、図3のようにハンド部99を基板100の下方に挿入するときに基板100とハンド部99とがぶつかって破損する恐れがある。
When the
なお、上述した説明においては、基板100が回転ステージ10上に搬入された状態からの動作を説明したが、基板100をハンド部99により回転ステージ10上に搬入するときには、図3および図4に示す基板100の搬出時と逆の動作が実行される。すなわち、図3の受渡し状態で基板100を搬出した後、昇降ピン21が上昇したままの状態で(あるいは、いったん下降した場合には昇降ピン21を再度上昇させ)、新たな基板100をハンド部99で搬入して昇降ピン21で支持し、ハンド部99が退避した後に昇降部材31を図1に示す下位置まで下降させて連結部材18を確実に引き下げ、磁石19と磁石29による磁力により、連結部材18をベース部11に確実に固定する。
In the above description, the operation from the state in which the
上述した実施形態においては、昇降部材31がチャック部14の下面を押圧することによりチャック部と4本の昇降ピン21を同期して昇降させているが、昇降部材31が連結部材18の下面を押圧することにより、チャック部14と4本の昇降ピン21を同期して昇降させる構成を採用してもよい。また、チャック部14と昇降ピン21とが同期して昇降していれば、それらを別個の駆動源によって昇降駆動してもよい。
In the embodiment described above, the elevating
10 回転ステージ
11 ベース部
13 上面部
14 チャック部
15 気体噴出口
16 気体噴出口
17 スペーサ
18 連結部材
19 磁石
21 昇降ピン
22 支持部
23 案内部
25 支持ピン
26 支持部
29 磁石
30 昇降機構
31 当接部材
32 昇降軸
34 スライダ
35 ボールねじ
37 ロータリエンコーダ
38 モータ
40 中空モータ
42 窒素ガスの供給源
45 開閉弁
46 開閉弁
98 処理液供給ノズル
99 ハンド部
100 基板
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板の下面外周部と対向する上面部を有するステージと、
前記基板の下面中央部と対向する平面部を有し、この平面部に気体噴出口が形成され、前記ステージに対して昇降可能に配設され、前記基板の下面に気体を噴出することにより、前記基板と前記平面部との間に生ずる負圧を利用して基板を非接触で保持するためのチャック部と、
前記ステージに対して昇降可能に配設され、前記基板の端縁付近をその下面から支持する複数の昇降ピンと、
前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを同期して昇降させる昇降機構と、
を備え、
前記チャック部の平面部と前記ステージの上面部とにより、前記基板の下面全域と対向する平面が形成され、
前記基板を、その下面が前記チャック部の平面部と前記ステージの上面部とにより形成される平面から離隔した位置に支持する複数の支持ピンを更に備えたことを特徴とする基板保持機構。 In the substrate holding mechanism for holding the substrate,
A stage having an upper surface facing the outer periphery of the lower surface of the substrate;
By having a flat portion facing the central portion of the lower surface of the substrate, a gas ejection port is formed in the flat portion, arranged to be movable up and down relative to the stage, and by jetting gas to the lower surface of the substrate, A chuck portion for holding the substrate in a non-contact manner using a negative pressure generated between the substrate and the planar portion;
A plurality of elevating pins that are arranged to be movable up and down with respect to the stage and support the vicinity of the edge of the substrate from the lower surface thereof;
An elevating mechanism for elevating and lowering the chuck portion and the plurality of elevating pins synchronously;
Equipped with a,
A flat surface facing the entire lower surface of the substrate is formed by the flat surface portion of the chuck portion and the upper surface portion of the stage,
A substrate holding mechanism , further comprising a plurality of support pins for supporting the substrate at a position where a lower surface thereof is separated from a plane formed by the flat surface portion of the chuck portion and the upper surface portion of the stage .
前記ステージと対向配置された基板の下面の端縁付近に気体を吹き付けるための気体噴出口をさらに備える基板保持機構。 The substrate holding mechanism according to claim 1 ,
A substrate holding mechanism further comprising a gas jet for blowing gas to the vicinity of the edge of the lower surface of the substrate disposed opposite to the stage.
前記複数の昇降ピンは、基板の下面に当接する支持部と、基板の端縁に当接する案内部とを備える基板保持機構。 The substrate holding mechanism according to claim 1 or 2 ,
The plurality of elevating pins include a support portion that contacts the lower surface of the substrate and a guide portion that contacts the edge of the substrate.
前記昇降機構は、前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを連結する連結部を備え、当該連結部を昇降させることにより、前記チャック部と前記複数の昇降ピンとを同期して昇降させる基板保持機構。 The substrate holding mechanism according to any one of claims 1 to 3 ,
The lifting mechanism includes a connecting portion that connects the chuck portion and the plurality of lifting pins, and moves the connecting portion up and down to raise and lower the chuck portion and the plurality of lifting pins synchronously.
前記基板保持機構を回転駆動する回転駆動源と、
前記基板保持機構に保持された基板に対して所定の処理を施す処理機構と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 A substrate holding mechanism according to any one of claims 1 to 4 ,
A rotational drive source for rotationally driving the substrate holding mechanism;
A processing mechanism for performing a predetermined process on the substrate held by the substrate holding mechanism;
A substrate processing apparatus comprising:
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