(57)【要約】【課題】たわみを生じさせずに被保持部材を保持する、非接触型保持機構を提供する。【解決手段】本発明の非接触型保持機構１は、被保持部材３１を吸着する吸着面２０を有し、該吸着面２０と被保持部材３１との間に気体を流すことで被保持部材３１を非接触に保持する。非接触型保持機構１は、被保持部材３１と対向する第１の面６を有する第１のテーブル２と、被保持部材３１と対向する第２の面８を有する第２のテーブル３と、を有する。第１のテーブル２は、第１の面６が第２の面８とともに吸着面２０を形成するように第２のテーブル３と組み合わされ、該吸着面２０には、気体が噴出される、環状の噴出口１９が形成される。【選択図】図１
2015103701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保持部材を吸着する吸着面を有し、該吸着面と被保持部材との間に気体を流すことで前記被保持部材を非接触に保持する非接触型保持機構において、
前記被保持部材と対向する第１の面を有する第１のテーブルと、
前記被保持部材と対向する第２の面を有する第２のテーブルと、を有し、
前記第１のテーブルは、前記第１の面が前記第２の面とともに前記吸着面を形成するように前記第２のテーブルと組み合わされ、該吸着面には、前記気体が噴出される、環状の噴出口が形成されることを特徴とする、非接触型保持機構。
【請求項２】
前記第２のテーブルには、前記第２の面に設けられた窪みであり、前記第１のテーブルが収容される収容部と、前記気体が流入する流入口と、が設けられており、
前記第１のテーブルが前記第２のテーブルの前記収容部に収容された状態で、
前記第１のテーブルの側面と前記第２のテーブルの側壁との間に形成される隙間によって、前記流入口と前記噴出口とをつなぐ流路が形成される、請求項１に記載の非接触型保持機構。
【請求項３】
前記流路の断面積は、前記流入口から前記噴出口に向かうにつれて小さくなる、請求項２に記載の非接触型保持機構。
【請求項４】
前記第１のテーブルは錘状をしており、前記第１のテーブルの底面部分が前記第１の面であり、頂点部分には第１の位置決め部が設けられ、
前記第２のテーブルの前記収容部は、錘状に窪んでおり、前記第２のテーブルの頂点部分に、前記第１のテーブルが前記収容部に収容されたときに前記位置決め部が嵌る第２の位置決め部が形成され、
前記流入口は、前記第２の位置決め部の周囲に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の非接触型保持機構。
【請求項５】
前記流入口に流入させる気体を加熱する加熱装置が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の非接触型保持機構。
【請求項６】
前記第２のテーブルを支持するホルダと、
前記ホルダを回転させる回転機構と、が設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の非接触型保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被保持部材を非接触に保持する、非接触型保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハーなどの薄板状の被保持部材を非接触に保持する保持機構として、例えば特許文献１にベルヌーイ効果を利用したベルヌーイチャックが開示されている。特許文献１のベルヌーイチャックには、吸着面に４個（または８個）の円形の開口からなる噴射口が設けられている。そして、吸着面と被保持部材を対向させた状態で噴出口から高圧気体を噴出させ、吸着面と被保持部材との間に気体を流して負圧を生じさせることで、被保持部材を非接触に保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２３５２１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、特許文献１のベルヌーイチャックのような、４個（または８個）の噴出口では、吸着面と被保持部材との間の全体わたって高速に流れる気体を十分に供給しきれず、噴出口と噴出口の間では気体の流速が落ちやすい。そのため、噴出口付近に比べ、噴出口と噴出口の間ではベルヌーイ効果が小さくなり、生じる負圧が小さくなる。そのため、特許文献１のベルヌーイチャックで半導体ウェハーを保持した場合、この負圧の差により、保持された半導体ウェハーにたわみが生じる可能性がある。
【０００５】
上記のたわみの発生を防止する方法の１つとしては、一旦半導体ウェハーを基材に貼り付けてから保持する方法が挙げられるが、この方法ではコストと工数が増加する。また、たわみの発生を防止する他の方法としては、噴出口の数を増やす方法が挙げられるが、この方法では噴出口を形成するには微細な加工が必要であり、コストが増加する。
【０００６】
本発明は、たわみを生じさせずに被保持部材を保持することは困難である、といった課題を解決する、非接触型保持機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の非接触型保持機構は、被保持部材を吸着する吸着面を有し、該吸着面と被保持部材との間に気体を流すことで被保持部材を非接触に保持する。非接触型保持機構は、被保持部材と対向する第１の面を有する第１のテーブルと、被保持部材と対向する第２の面を有する第２のテーブルと、を有する。第１のテーブルは、第１の面が第２の面とともに吸着面を形成するように第２のテーブルと組み合わされ、該吸着面には、気体が噴出される、環状の噴出口が形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸着面と被保持部材との間に均一に負圧を生じさせることができるので、被保持部材をたわみの発生を抑制しつつ保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る非接触型保持機構の概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大図である。
【図２】図１の非接触型保持機構の断面分解図である。
【図３】図１の非接触保持機構の断面斜視図である。
【図４】本発明に係る非接触型保持機構の他の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の非接触型保持機構について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る非接触型保持機構の概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大図である。図２は、図１の非接触型保持機構の断面分解図である。図３は、図１の非接触型保持機構の断面斜視図である。
【００１２】
本発明の非接触型保持機構１は、第１のテーブル２と、第２のテーブル３と、第１のホルダ４と、第２のホルダ５と、を有する。
【００１３】
第１のテーブル２は錐状、本実施形態では円錐状である。円錐の底面に相当する部分は、薄板状の被保持部材３１に対向する第１の面６である。なお、以降の説明では、被保持部材３１の一例として半導体ウェハーを用いて説明する。第１のテーブル２の頂点部分には、位置決め用凸部７が形成されている。
【００１４】
第２のテーブル３は、板状、本実施形態では円板状をしており、その一方の面は、半導体ウェハー３１と対向する第２の面８である。第２の面８には、第１のテーブル２を収容するための窪みである収容部９が設けられている。本実施形態では、収容部９は、その側壁によって、略円錐状に窪んだ形状が形成されている。そして、収容部９の底部（つまり、略円錐の頂点部分）には、第１のテーブル２の位置決め用凸部７が嵌め込まれる位置決め用凹部１０と、位置決め用凹部１０を囲むように気体が流入する流入口１１が複数設けられている。第２のテーブル３の他方の面には、他方の面から突出し、流入口１１が位置している嵌合用凸部１２が設けられている。また、収容部９の底部と第２のテーブル３の側壁３ａとが交わる線が稜線３ｂである。
【００１５】
なお、第１のテーブル２が第２のテーブル３の収容部９に収容されたときに、第１のテーブル２の側面２ａと第２のテーブル３の側壁３ａとは接触をしないように、第１のテーブル２と第２のテーブル３の形状が決められている。
【００１６】
第１のホルダ４は、板状、本実施形態では円板状をしており、その一方の面に、第２のテーブル３の嵌合用凸部１２が嵌る嵌合用凹部１３が設けられている。なお、嵌合用凹部１３と第２のテーブル３の嵌合用凸部とが嵌合したときに、嵌合用凹部１３の底部と第２のテーブル３の嵌合用凸部１２の先端とは接触をせず、嵌合用凹部１３の底部と第２のテーブル３の嵌合用凸部１２の先端との間には気体供給空間２２が形成される。また、他方の面には、第２のホルダ５が嵌る第２のホルダ用凹部１４が形成されている。そして、嵌合用凹部１３の底部と第２のホルダ用凹部１４は気体供給口１５を介して連通している。
【００１７】
第２のホルダ５は、第２のホルダ用凹部１４に挿入される、板状の挿入部１６と、挿入部１６から突出するように延びる軸部１７とを有している。また、軸部１７の内部の中心を延び、挿入部１６の中心までを貫通する通気路１８が設けられている。
【００１８】
第１のテーブル２の位置決め用凸部７が第２のテーブル３の位置決め用凹部１０に嵌り、第２のテーブル３の嵌合用凸部１２が第１のホルダ４の嵌合用凹部１３に嵌め込まれ、第１のホルダ４の第２のホルダ用凹部１４に第２のホルダの挿入部１６が挿入される。なお、第１、第２のホルダ４、５を１つのホルダとして構成されていても構わない。
【００１９】
なお、各部材が組み立てられた状態において、第１の面６と第２の面８とで、被保持部材３１の吸着時に被保持部材３１と対向する吸着面２０が形成されるとともに、第１の面６と第２の面８との間の隙間によって、第１の面６を囲むように噴射口１９が形成される。また、第１のテーブル２の側面２ａと第２のテーブル３の側壁３ａとの間の隙間によって、流入口１１と噴出口１９とをつなぎ、気体が流れる流路２１が形成される。その結果、通気路１８から、気体供給口１５、気体供給空間２２、流入口１１、及び流路２１を介して噴出口１９に気体が流れる。
【００２０】
また、流路２１は、流入口１１から噴出口１９に向かうにつれて小さくすることが好ましい。このようにすることで、流入口１１から供給された気体の流速を噴出口１９に近づくにつれて速くすることができ、噴出口１１から速い流速で気体を噴出させることができる。なお、ｂ≧ａ×Ｒａ／Ｒｂを満たすことがより好ましい。ここで、Ｒａは、第１のテーブル２と第２のテーブル３の中心を通る軸から第１のテーブル２の周縁までの距離、Ｒｂは、第１のテーブル２と第２のテーブル３の中心を通る軸から稜線３ｂまでの距離である。ａは第１のテーブル２の周縁位置の側面２ａから第２のテーブル３までの垂直方向の距離であり、ｂは稜線３ｂから第１のテーブル２の側面２までの垂直方向の距離である。
【００２１】
以上のように構成された非接触型保持機構１では、第１のテーブル２の第１の面６の周囲を囲むように環状に噴出口１９が形成される。そのため、噴出口１９の全周から放射状に気体を噴出することができるので、非接触型保持機構１で被保持部材３１を保持したときに、吸着面２０と被保持部材３１との間に均一の負圧を生じさせることができ、均一の力で被保持部材３１を保持することができる。よって、本発明の非接触型保持機構１で被保持部材３１を吸着し保持したときに、被保持部材３１にたわみが生じにくくなる。また、第１のテーブル２と第２のテーブル３とによって気体の噴出口１９が構成されるため、特許文献１のような円形の開口を複数加工する必要がない。そのため、製造が容易となる。また、２つのテーブル２、３によって噴出口１９と流路２１の大きさや形状が決まるため、異なる複数の第１のテーブル２や第２のテーブル３を用意し、それらを組み合わせることで、噴出口１９と流路２１の大きさや形状を自在に変化させることが可能である。
【００２２】
次に、本発明に係る非接触型保持機構の他の実施形態について説明する。図４に、本発明に係る非接触型保持機構の他の実施形態の概略図を示す。なお、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００２３】
モータなどの駆動装置を有する回転機構４１と第２のホルダ５とつなぐことで、非接触型保持機構１を回転させることができ、スピンコータなどの回転する装置においても本発明の非接触型保持機構１を用いることができる。なお、非接触型保持機構１を回転させる場合には、回転がアンバランスであると振動や異音が生じ、性能が低下する。回転のバランスをとるため、重心が回転軸に位置するように第１、第２のテーブル２、３、第１、第２のホルダ４、５の形状を決定する必要がある。また、同様な理由で、気体が流入する通気路１８への入口１８ａは回転軸にあることが望ましい。
【００２４】
また、送風装置４３からの気体を加熱装置４２で加熱してから通気路１８に供給することで、加熱された気体が噴射口１９から放射状に噴射されるので、被保持部材３１をムラなく加熱することができる。そのため、例えば半導体ウェハー同士を接着剤で接合するときに本発明の非接触型保持機構１で半導体ウェハーを保持したまま加熱処理を行うことができる。また、さらに第１、第２のテーブル２、３を熱伝導率の高い材料で構成することにより、加熱された気体が流路２１を通過する際に第１、第２のテーブル２、３が均一に温められ熱伝達率が上がり被保持部材３１をより均一に温めることができる。また、第１や第２のテーブル２、３に追加で流路を形成することで、さらに被保持部材３１を均一に加熱することができる。
【００２５】
なお、本発明の非接触型保持機構１をスピンコータに用いた場合、第１、第２のホルダ４、５を熱伝導率の低い材料で構成することにより、回転機構４１に熱による影響を及ぼさないようにすることができる。また、半導体ウェハーへの接着剤の塗布、半導体ウェハー同士の貼り付け、及び加熱処理が同一装置で可能となるため、半導体ウェハーにごみが付着するリスクを低減でき、低コストで半導体ウェハーの積層体を作製することができる。
【００２６】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２７】
１  非接触型保持機構
２  第１のテーブル
２ａ  側面
３  第２のテーブル
３ａ  側壁
３ｂ  稜線
６  第１の面
７  位置決め用凸部
８  第２の面
９  収容部
１０  位置決め用凹部
１１  流入口
１９  噴出口
２０  吸着面
２１  流路
３１  被保持部材
４２  加熱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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