(57)【要約】【課題】基板の反りを矯正するとともに、基板を平滑に保持する。【解決手段】基板の外周部を支持する支持部と、支持された前記基板の中央部に対向する位置に、気体を噴出させる噴出口が配置された噴出部と、噴出された前記気体を外部に排出する排出口と、を備え、前記噴出部は、前記噴出口に前記気体を供給する供給路を有し、前記排出口の開口面積が、前記供給路の断面積よりも大きい。【選択図】図１
2014107318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外周部を支持する支持部と、
支持された前記基板の中央部に対向する位置に、気体を噴出させる噴出口が配置された噴出部と、
噴出された前記気体を外部に排出する排出口と、を備え、
前記噴出部は、前記噴出口に前記気体を供給する供給路を有し、
前記排出口の開口面積が、前記供給路の断面積よりも大きいことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持装置において、
前記噴出口には、多孔質部材が設けられ、前記多孔質部材を介して前記気体を噴出させることを特徴とする基板保持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板保持装置において、
平面視において、前記噴出口は、前記基板よりも小さいことを特徴とする基板保持装置。
【請求項４】
機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板保持装置と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持装置、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の下面に対向して配置された多孔質部材から気体を噴出することにより、基板の全体または外縁部を除く部位を下方から非接触にて支持する支持部を備えた基板保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記装置では、支持された基板に対して気体が均一に吹き付けられるため、例えば、反った基板に対して基板を平滑に保持することができない、また、装置内部の空間に対して排出口の開口面積が狭いため、気圧（静圧）、風圧（動圧）両パラメーターを制御しなければならいない、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる基板保持装置は、基板の外周部を支持する支持部と、支持された前記基板の中央部に対向する位置に、気体を噴出させる噴出口が配置された噴出部と、噴出された前記気体を外部に排出する排出口と、を備え、前記噴出部は、前記噴出口に前記気体を供給する供給路を有し、前記排出口の開口面積が、前記供給路の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、支持された基板の中央部に向けて気体が吹き付けられる。そして、基板に吹き付けられた気体は、基板の周辺部方向に流れ、排出口から外部に排出される。これにより、気体噴出部から噴出された気体は、基板の中央部に集中して吹きつけられるので、噴出口方向に凸状に反った基板の場合には、凸状の反りが矯正される。さらに、基板の中央部に吹き付けられた気体は、基板の外周部に沿って流動し、排出口から排出される。ここで、排出口の開口面積は、供給路の断面積よりも大きいため、気体の流動性及び排出性が向上する。このため、基板の中央部における気体の吹き付け圧が高い状態を維持しつつ、基板の外周部における圧力の上昇が緩和される。従って、基板の反りが矯正されるとともに、基板を平滑状態に維持しながら保持することができる。さらには、排出口の開口面積が比較的広いので、装置内の静圧が上がりにくく噴出部から噴出される気体の風圧のみによって基板を保持するため、装置内部の気体の排出量の調整等が不要となり、噴出部の制御を容易に行うことができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる基板保持装置の前記噴出口には、多孔質部材が設けられ、前記多孔質部材を介して前記気体を噴出させることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、気体が多孔質部材を介して噴出されるため、基板の中央部に対して均一に気体を吹き付けることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる基板保持装置は、平面視において、前記噴出口は、前記基板よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、基板の中央部に向けて効率よく気体を噴射させることができる。
【００１２】
［適用例４］本適用例にかかる液滴吐出装置は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、上記の基板保持装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、支持された基板の中央部に向けて気体が吹き付けられる。そして、基板に吹き付けられた気体は、基板の周辺部方向に流れ、排出口から外部に排出される。これにより、気体噴出部から噴出された気体は、基板の中央部に集中して吹きつけられるので、噴出口方向に凸状に反った基板の場合には、凸状の反りが矯正される。さらに、基板の中央部に吹き付けられた気体は、基板の外周部に沿って流動し、排出口から排出される。ここで、排出口の開口面積は、供給路の断面積よりも大きいため、気体の流動性及び排出性が向上する。このため、基板の中央部を除く基板外周部の圧力の上昇が緩和され、基板の反りが矯正されるとともに、基板を平滑状態に維持しながら保持することができる。さらには、排出口の開口面積が比較的広いので、装置内の静圧が上がりにくく噴出部から噴出される気体の風圧のみによって基板を保持するため、装置内部の気体の排出量の調整等が不要となり、噴出部の制御を容易に行うことができる。これにより、基板面と吐出ヘッドの吐出面との距離が一定に保たれるので、吐出精度が向上され、高精細な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基板保持部の構成を示す概略図。
【図２】基板保持装置の動作方法を示す模式図。
【図３】液滴吐出装置の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００１６】
まず、基板保持装置の構成について説明する。当該基板保持装置は、基板の外周部を保持する支持部と、支持された基板の中央部に対向する位置に、気体を噴出させる噴出口が配置された噴出部と、噴出された気体を外部に排出する排出口と、を備え、噴出部は、噴出口に気体を供給する供給路を有し、排出口の開口面積が、供給路の断面積よりも大きいものである。ここで基板は、特に限定されるものではなく、各種基板を適用することができる。なお、本実施形態では、基板としてのウエハー（集積回路形成基板）を保持する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、基板保持装置の構成を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、基板保持装置１０は、ウエハーＷを支持する支持部２０と、気体を噴出させる噴出部３０と、噴出された気体を排出する排出口４０等を備えている。
【００１８】
具体的には、基盤５１を有し、当該基盤５１上に支柱５２が設置されている。本実施形態では、矩形の基盤５１の各コーナー近傍に支柱５２が設置されている。そして、支柱５２の頂部には、ウエハーＷを載置するステージ２１が設置されている。また、ステージ２１の中央部には、貫通孔２１ａが設けられている。当該貫通孔２１ａは、ウエハーＷをステージ２１上に載置した際に、ウエハーＷの外周部を除く表面部分とステージ２１とを接触させないように設けられたものである。なお、貫通孔２１ａの大きさは、搭載されるウエハーＷの大きさやステージ２１との非接触部分の大きさに応じて適宜設定することができる。
【００１９】
次に、支持部２０の構成について説明する。支持部２０は、ウエハーＷをステージ２１上に載置した状態でウエハーＷがずれないようにウエハーＷの外周部を支持固定するものである。本実施形態では、ウエハーＷの外周部をステージ２１面に吸着して固定する吸着機構が設けられている。具体的には、ステージ２１のウエハーＷが載置されるウエハーＷの外周部に対応する位置に複数の吸引孔２３が設けられている。吸引孔２３は、ポンプ（図示せず）に接続され、当該ポンプを駆動させることにより吸引孔２３から外気が吸引されるように構成されている。そして、ウエハーＷをステージ２１上に載置した状態で上記ポンプを駆動させることにより、負圧によりステージ２１上にウエハーＷが吸着固定される。
【００２０】
噴出部３０は、本体部３１と、本体部３１の内部に設けられた供給路３２と、供給路３２に連通した噴出口３３を備えている。本体部３１は、基盤５１上に設置されている。供給路３２は、供給路３２の供給口３２ａから噴出口３３側に気体を供給する流路である。供給路３２の供給口３２ａにはポンプ（図示せず）が接続され、当該ポンプを駆動させることにより供給口３２ａから気体を供給して噴出口３３から気体が噴出されるように構成されている。噴出口３３は、支持部２０に支持されたウエハーＷの中央部に対向する位置に配置されており、噴出口３３から噴出された気体がウエハーＷの中央部に吹き付けられるように構成されている。
【００２１】
噴出口３３は、平面視において、円形状を有し、支持されるウエハーＷよりも小さい。そして、当該噴出口３３には、平面視において円形状の多孔質部材３９が設けられている。多孔質部材３９は、例えば、多孔質セラミック、多孔質ステンレス、また、ステンレス以外の他の金属系多孔質材料やプラスチック系多孔質材料から構成される。そして、供給路３２から供給された気体は多孔質部材３９を介して噴出される。また、配置された多孔質部材３９の下部には内部空間３５が形成される。これにより、供給路３２から供給された気体が内部空間３５に広がり、多孔質部材３９を介して均一な圧力で気体を噴出させることができる。
【００２２】
次に、排出口４０の構成について説明する。排出口４０は、噴出口３３から噴出された気体を基板保持装置１０の外部に排出する経路の中で最も断面積が絞られている部分である。本実施形態では、４本の支柱５２の間の空間を排出口４０として設けられている。さらに詳細には、排出口４０は噴出口３３を中心としてＸ軸方向及びＹ軸方向の４方向に設けられている。そして、排出口４０の開口面積が噴出部３０の供給路３２の断面積よりも大きくなるように構成されている。そして、排出口４０はウエハーＷの外周部近傍に対応する位置に設けられている。なお、本実施形態では、４方向にそれぞれ設けられた排出口４０の総開口面積が供給路３２の断面積よりも大きくなるように構成されている。これにより、噴出口３３から噴出された気体が排出口４０を介して円滑に外部に排出させることができる。なお、噴出口３３から噴出される気体の噴出量は、ウエハーＷの大きさや厚み等により適宜制御することができる。また、例えば、噴出口３３の近傍に圧力センサーを設定し、圧力センサーの検出結果に基づいて、適宜制御してもよい。さらに、噴出口３３に昇降機構を設け、ウエハーＷの受ける風圧を制御してもよい。
【００２３】
次に、基板保持装置の動作方法について説明する。図２は基板保持装置の動作方法を示す模式図である。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、ウエハーＷをステージ２１上に載置する。その後、吸引孔２３に接続されたポンプを駆動させ、吸引孔２３から空気を吸引する。これにより、ウエハーＷが負圧によってステージ２１の載置面に吸着固定される。ここで、本実施形態では、ウエハーＷを吸着固定した際、ウエハーＷの自重やウエハーＷ面に形成された薄膜により、ウエハーＷの中央部が噴出部３０に向けて凸状に反った場合について、当該反りを矯正しつつ、ウエハーＷを平滑な状態で保持する方法について以下説明する。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、供給路３２に接続されたポンプを駆動させ、噴出口３３に気体を供給する。そして、多孔質部材３９を介して気体を噴出させる。多孔質部材３９から噴出された気体は、まず、ウエハーＷの中央部に吹き付けられる。これにより、ウエハーＷの中央部が押し上げられ、ウエハーＷの噴出部３０方向への凸状の反りが矯正される。そして、ウエハーＷの中央部に吹き付けられた気体は、ウエハーＷの外周部の方向に流動し、排出口４０からは外部に排出される。
【００２６】
次に、液滴吐出装置の構成について説明する。図３は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図３に示すように、液滴吐出装置１は、機能液を液滴として吐出する吐出ヘッド６３と、上記の基板保持装置１０を備えたものである。本実施形態の液滴吐出装置１は、基板保持装置１０に保持された基板としてウエハーＷに対して、例えば、品番、ロット番号、製造番号、年月日等の識別マークや２次元バーコード等の符号等の各種マークを形成する装置として説明する。また、本実施形態では、ウエハーＷに対して紫外線硬化型インクを塗布してウエハーＷ上にマークを形成する構成について説明する。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１は、印刷部６４と、印刷部６４の主走査方向（Ｘ軸方向）への移動を案内する案内レール６２を備えた案内部材６１と、印刷部６４を案内レール６２に沿って主走査方向に往復移動させる主走査手段６０を備えている。また、紫外線を照射する紫外線照射部６７，６８を備えている。また、ウエハーＷを保持する基板保持装置１０を副走査方向（Ｙ軸方向）への移動を案内する案内レール７２を備えた案内部材７１と、基板保持装置１０を案内レール７２に沿って副走査方向に往復移動させる副走査手段７０等を備えている。そして、上記部材等を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００２８】
本実施形態の印刷部６４は、キャリッジ６５とキャリッジ６５に搭載された吐出ヘッド６３を備えている。吐出ヘッド６３は、例えば、加圧手段としての圧電素子を備えたインクジェットヘッドである。また、キャリッジ６５のＸ軸方向における端部のそれぞれに紫外線照射部６７，６８が設置されている。
【００２９】
主走査手段６０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ６５をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源として、例えば、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。当該モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ６５に伝達される。これにより、キャリッジ６５（吐出ヘッド６３及び紫外線照射部６７，６８）は、案内レール６２に沿って、すなわち、主走査方向（Ｘ軸方向）に沿って往復移動することができる。
【００３０】
基板保持装置１０は、ウエハーＷを保持するものである。そして、副走査手段７０は、図示しない移動機構及び動力源を備えている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、基板保持装置１０をＹ軸方向に沿って移動させるための動力源として、モーターが採用されている。モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。モーターからの動力は、移動機構を介して基板保持装置１０に伝達される。これにより、基板保持装置１０は、案内レール７２に沿って、すなわち、副走査方向（Ｙ軸方向）に沿って往復移動することができる。
【００３１】
そして、基板保持装置１０にウエハーＷを載置し、反りを矯正した状態でウエハーＷを保持する（図２参照）。そして、副走査手段７０を駆動させ、基板保持装置１０に載置されたウエハーＷを所定の位置まで移動させる。そして、主走査手段６０を駆動させ、キャリッジ６５を往復移動させながら吐出ヘッド６３から機能液を吐出させ、ウエハーＷ面に機能液を塗布する。そして、紫外線照射部６７，６８を駆動させ、塗布された機能液に紫外線を照射させる。これにより、ウエハーＷ上に所望のマークが形成される。
【００３２】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３３】
支持部２０によって吸着固定されたウエハーＷに対して、ウエハーＷの中央部に向けて気体が吹き付けられる。これにより、噴出口３３方向に凸状に反ったウエハーＷの形状が平滑に矯正される。そして、ウエハーＷに吹き付けられた気体は、ウエハーＷの周辺部方向に流れ、排出口４０から外部に排出される。これにより、ウエハーＷの中央部に対する気体の圧力が高い状態を維持しつつ、ウエハーＷの外周部に対する気体の圧力の上昇を緩和させることができ、ウエハーＷを平滑状態で保持することができる。さらには、排出口４０の開口面積が比較的広いので、容易に基板保持装置１０内の静圧の上昇を抑制することができる。
【００３４】
そして、当該基板保持装置１０を液滴吐出装置１に用いた場合、吐出ヘッド６３とウエハーＷとの距離が一定に保たれるので、吐出精度が向上され、高精細な画像を形成することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３６】
（変形例１）上記実施形態では、平面視において、噴出部３０の本体部３１をウエハーＷのほぼ中央部に配置したが、これに限定されない。噴出口３３のみウエハーＷの中央部に対応する位置に配置し、供給路３２等を含む本体部３１の配置位置は特に限定されない。このようにしても、噴出口３３から噴出された気体はウエハーＷの中央部に吹き付けられるので、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
（変形例２）上記実施形態では、排出口４０を４か所に設けたが、これに限定されない。例えば、１か所のみであってもよい。なお、この場合、排出口４０の開口面積が、供給路３２の断面積よりも大きければよい。このようにしても、噴出口３３から噴出された気体が円滑に外部に排出されるので、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…液滴吐出装置、１０…基板保持装置、２０…支持部、２１…ステージ、２１ａ…貫通孔、２３…吸引孔、３０…噴出部、３１…本体部、３２…供給路、３２ａ…供給口、３３…噴出口、３５…内部空間、３９…多孔質部材、４０…排出口、５１…基盤、５２…支柱、６３…吐出ヘッド、６５…キャリッジ、６７，６８…紫外線照射部。
【図１】
2014107318.tif 000003
【図２】
2014107318.tif 000004
【図３】
2014107318.tif 000005