(57)【要約】【課題】基板の反りを矯正させながら当該基板を保持する。【解決手段】基板の周縁部を保持する保持部と、前記保持部にて前記基板を保持した状態で、前記基板の外側に向けて前記保持部を移動させる移動部と、前記基板を保持した状態で、前記基板の周縁部を傾斜させる傾斜部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2015008252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の周縁部を保持する保持部と、
前記保持部にて前記基板を保持した状態で、前記基板の外側に向けて前記保持部を移動させる移動部と、
前記基板を保持した状態で、前記基板の周縁部を傾斜させる傾斜部と、を備えた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、
前記保持部は、
前記基板の周縁部に対応する位置に設けられた吸引口と、
前記吸引口を介して空気を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板保持装置において、
前記傾斜部の、前記基板の周縁部を傾斜させる傾斜角度は可変であることを特徴とする基板保持装置。
【請求項４】
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において、
前記保持部では、
一方の面に能動部が形成された前記基板の周縁部を保持することを特徴とする基板保持装置。
【請求項５】
基板に画像を形成する液滴吐出装置であって、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板保持装置と、
前記基板保持装置に保持された前記基板に対向して機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、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、基板の面を支持する複数のピン状凸部を備え、当該ピン状凸部の支持面で基板を支持しながら基板を吸着して、基板を平坦面状に矯正可能な基板吸着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２００１−１８５６０７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、上記の基板吸着保持装置では、ピン状凸部が基板に対してほぼ全領域に設置されているため、例えば、基板としてのウエハーの金属配線等の能動部が形成された能動面側を吸着した場合には、ピン状凸部の支持面が能動部に接触し、能動部が損傷してしまう。このため、能動部を有するウエハーを吸着保持することができない、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、基板の周縁部を保持する保持部と、前記保持部にて前記基板を保持した状態で、前記基板の外側に向けて前記保持部を移動させる移動部と、前記基板を保持した状態で、前記基板の周縁部を傾斜させる傾斜部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、例えば、凸状に反った基板の周縁部を保持部によって保持し、基板が保持部に保持された状態で、保持部を基板の外側に移動する。そうすると、保持部の移動に伴って保持された基板が基板の外側に向かって引っ張られる。これにより、基板の凸状の反りが低減される。さらに、保持された基板の周縁部を傾斜させることにより、基板の周縁部に応力が生じ、基板全体の反りが矯正される。従って、保持部と傾斜部は基板の周縁部のみに接触するだけなので、能動部を有する基板であっても、能動部に接触することなく基板を平坦化した状態で保持することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる基板保持装置の前記保持部は、前記基板の周縁部に対応する位置に設けられた吸引口と、前記吸引口を介して空気を吸引する吸引部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、吸引口から空気を吸引することにより、容易に基板を吸着保持することができる。また、容易に基板を保持部から取り外すことができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる基板保持装置の前記傾斜部の、前記基板の周縁部を傾斜させる傾斜角度は可変であることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、基板形態（サイズや厚み等）や基板の反り方向や反り量等に合わせて基板の周縁部を傾斜させることができる。これにより、適正に基板の反りを矯正した状態で基板を保持することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる基板保持装置の前記保持部では、一方の面に能動部が形成された前記基板の周縁部を保持することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、一方の面に能動部が形成された基板は、能動部側の方が基板の材質よりも収縮率が高い傾向にあるため、能動部が形成された面を下側に載置した場合、基板が上方に向かって凸状に反る。そこで、基板の周縁部を保持した状態で、基板の外側に向けて移動させるとともに、基板の周縁部を傾斜させる。これにより、基板の反りが矯正される。そして、能動部に接触することなく基板を平坦化した状態で保持することができる。
【００１４】
［適用例５］本適用例にかかる液滴吐出装置は、基板に画像を形成する液滴吐出装置であって、上記の基板保持装置と、前記基板保持装置に保持された前記基板に対向して機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
基板保持装置によって基板の反りが矯正され、基板が平坦に保持される。これにより、吐出ヘッドと基板との距離が一定に保たれる。従って、基板に対して吐出ヘッドから吐出された機能液の着弾位置精度が高まり、基板面に高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】基板保持装置の構成を示す概略図。
【図２】基板保持装置の一部拡大図。
【図３】基板保持装置の一部拡大図。
【図４】基板保持装置の動作を示す動作図。
【図５】液滴吐出装置の構成を示す概略図。
【図６】変形例１にかかる基板保持装置の構成を示す一部拡大図。
【図７】変形例２にかかる基板保持装置の構成を示す一部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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、基板の周縁部を保持する保持部と、保持部にて基板を保持した状態で、基板の外側に向けて保持部を移動させる移動部と、基板を保持した状態で、基板の周縁部を傾斜させる傾斜部を備えたものである。なお、本実施形態の基板は、一方の面に素子や金属配線等が形成された能動部を有するウエハー（集積回路形成基板）を例にして説明する。
【００１９】
図１は、基板保持装置の構成を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ線における概略側面図である。また、図２及び図３は、基板保持装置の一部拡大図であり、具体的には、図２は、基板保持装置の保持部と傾斜部の構成（図１（ａ）のＢＢ線における断面図）を示し、図３は、基板保持装置の移動部の構成を示している。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、基板保持装置１は、矩形の土台１０を有し、土台１０の各コーナー近傍に支柱１３が配置されている。そして、支柱１３の頂部には、矩形の支持板１４が設置されている。当該支持板１４には、保持部２０及び傾斜部３０を支持している。また、平面視における支持板１４の中央部には貫通孔１５が設けられている。当該貫通孔１５は、ウエハーＷを保持部２０上に載置した際に、ウエハーＷの端部（周縁部）を除く表面部分（能動部）が保持部２０等に接触しないために設けられたものである。なお、貫通孔１５の大きさは、搭載されるウエハーＷの大きさや保持部２０や傾斜部３０との配置位置に応じて適宜設定することができる。そして、基板保持装置１には、さらに、保持部２０によって保持したウエハーＷの外側（径方向）に向けて保持部２０を移動させる移動部４０を備えている。
【００２１】
次に、保持部２０の構成について説明する。保持部２０は、ウエハーＷの端部（周縁部）を保持するものであり、概略直方体を有している。保持部２０は、支持板１４の貫通孔１５の周面に沿って複数配置されている。本実施形態では、貫通孔１５の周面に沿って８個の保持部２０が等間隔で配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、保持部２０の両側面には、溝部２７が形成されている。当該溝部２７は、水平方向（Ｘ軸方向）に形成されている。また、支持板１４には保持部２０の外形に倣って切り欠き部１６が形成されている。そして、切り欠き部１６の一部に保持部２０の溝部２７に向かって凸部１７が形成されている。そして、保持部２０の溝部２７に支持板１４の凸部１７が嵌め込まれることにより、保持部２０が支持板１４に支持される。そして、溝部２７を介して保持部２０と凸部１７（支持板１４）とが相対的に移動可能となる。この際、溝部２７が水平方向に形成されているため、溝部２７に対する凸部１７の移動方向は水平方向に規制される。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、保持部２０には、ウエハーＷの端部（周縁部）に対応する位置に吸引口２１が設けられている。また、吸引口２１から吸引管２２を介して空気を吸引する吸引部（図示せず）を備えている。吸引部としては、例えば、ポンプであり、当該ポンプを駆動させることにより吸引口２１から吸引管２２側に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を保持部２０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が発生し、保持部２０上に載置されたウエハーＷが保持部２０に吸着固定（保持）される。
【００２３】
次に、傾斜部３０の構成について説明する。傾斜部３０は、ウエハーＷを保持した状態で、ウエハーＷの周縁部を傾斜させるものである。図２（ａ）に示すように、保持部２０の一部であって、吸引口２１に対応する位置、すなわち、ウエハーＷの周縁部に対応する位置に傾斜部３０が備えられている。本実施形態にかかる傾斜部３０は、ウエハーＷの周縁部を傾斜させる傾斜角度が可変可能に構成されている。具体的には、吸引口２１を構成する一部に傾斜駆動部３１が設けられている。また、傾斜駆動部３１を駆動するための駆動源（図示せず）が接続されている。そして、傾斜駆動部３１を上下移動させることにより、ウエハーＷの周縁部が傾斜する傾斜面３３の傾斜角度を任意に変更することができる。そして、ウエハーＷを保持部２０上に載置した状態で上記ポンプを駆動させると、ウエハーＷの周縁部が傾斜面３３に倣って傾斜（変形）した状態で保持部２０に吸着固定される。
【００２４】
図２（ｂ）は、図２（ａ）における傾斜駆動部３１の位置をさらに上昇させた場合の状態を示している。図２（ｂ）の場合、ウエハーＷの周縁部が傾斜する傾斜面３３ａの傾斜角度は、図２（ａ）に示した傾斜面３３の傾斜角度よりも小さくなっている。これにより、ウエハーＷの周縁部の傾斜度合いも小さくなっている。なお、傾斜駆動部３１の位置をさらに上昇させ、傾斜角度が０°となるように設定することもできる。
【００２５】
次に、移動部４０の構成について説明する。移動部４０は、保持部２０を、保持部２０に載置されたウエハーＷの周方向に向けて移動させるものである。図１（ｂ）に示すように、移動部４０は、ロッド４３を上下に昇降可能な昇降部４２を備えている。ロッド４３の頂部には昇降板４４が接続されている。そして、側面視における昇降板４４の周縁部には接続板４５が設けられている。当該接続板４５には、長穴形状を有するガイド孔４９が形成されている。一方、保持部２０の側面部にはピン２９が設けられており、当該ピン２９とガイド孔４９とが係合されている。ガイド孔４９は、昇降板４４の上面に対して斜め方向に形成されている。これにより、移動部４０と保持部２０とが移動可能に連結される。そして、ピン２９は、ガイド孔４９によって移動方向及び移動距離が規制される。また、ピン２９に対するガイド孔４９の水平方向における移動成分によって保持部２０の移動距離が規制される。
【００２６】
次に、移動部４０の動作方法について説明する。図１（ｂ）及び図３（ａ）は、昇降部４２のロッド４３を上昇させた状態（初期状態）を示している。昇降部４２のロッド４３を上昇すると、昇降板４４とともに接続板４５が上昇する。これにより、図３（ａ）に示すように、ガイド孔４９はピン２９に対して相対的に上昇した状態（初期状態）となる。
【００２７】
続いて、図３（ｂ）では、昇降部４２のロッド４３を降下させた状態（移動状態）を示している。昇降部４２のロッド４３が下降すると、昇降板４４とともに接続板４５が下降する。これにより、ピン２９は、相対的にガイド孔４９に規制されながら移動する。そして、同時に、保持部２０が支持板１４の凸部１７に対してＸ軸方向に移動する。すなわち、保持部２０がウエハーＷの外側に向かって移動する。なお、この移動状態から昇降部４２のロッド４３を上昇させると、昇降板４４とともに接続板４５が上昇し、ピン２９は、ガイド孔４９に規制されながら移動する。同時に、保持部２０が支持板１４の凸部１７に対して−Ｘ軸方向に移動する。そして、図３（ａ）に示すように、保持部２０が初期状態に戻る。
【００２８】
次に、基板保持装置の動作方法について説明する。図４は、基板保持装置の動作を示す模式図である。なお、図４では、移動部４０を省略し、保持部２０と傾斜部３０の動作を主に示している。
【００２９】
まず、図４（a）に示すように、ウエハーＷを保持部２０上に載置する。なお、本実施形態では、一方面に能動部が形成されたウエハーＷを載置する。この場合、能動部が形成されている能動面Ｗａ側が保持部２０に対向するように載置する。ここで、ウエハーＷの一方の面に能動部（例えば、金属配線や素子等）が形成された場合、能動面Ｗａ側の方がウエハーＷの材質よりも収縮率が高い傾向にあるため、能動部が形成された能動面Ｗａを下側に載置した場合、ウエハーＷは上方に向かって凸状に反った状態で載置される。
【００３０】
次いで、傾斜部３０の傾斜駆動部３１を所定の位置まで移動させる。これにより、所定の傾斜角度を有する傾斜面３３が設定される。なお、傾斜駆動部３１の位置は、載置するウエハーＷの反り状態に基づいて設定することができる。
【００３１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、吸引口２１に接続されたポンプを駆動させ、吸引口２１から空気を吸引する。これにより、ウエハーＷの周縁部が傾斜面３３側に吸引され、ウエハーＷが能動面Ｗａ側に凸（図において下向き凸状）の状態となる。そして、ウエハーＷの周縁部が傾斜面３３に倣って変形した状態で保持部２０に吸着固定（保持）される。ウエハーＷの周縁部が能動面側に凸となるように傾斜した状態で固定されることで、ウエハーＷの凸状（図面において上向き凸状）の反りとは逆向きの力がウエハーＷの全体に伝わり、ウエハーＷの反りが軽減される。
【００３２】
次いで、図４（ｃ）に示すように、移動部４０（図１参照）を駆動させ、ウエハーＷを保持部２０に保持した状態で、ウエハーＷの外側（径方向）に向けて保持部２０を移動させる。そうすると、ウエハーＷは外側に向かって引っ張られる。これにより、さらに基板の反りが低減され、平坦化した状態で保持される。
【００３３】
次に、液滴吐出装置の構成について説明する。図５は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図５に示すように、液滴吐出装置１００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１を備えたものである。本実施形態の液滴吐出装置１００は、基板保持装置１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である。本実施形態では、ウエハーＷに対して機能液としての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。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１００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１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１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、液滴吐出装置１００では、上記部材等を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００３５】
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軸方向における周縁部のそれぞれに紫外線照射部６７，６８が設置されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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１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１に伝達される。これにより、基板保持装置１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。
【００３８】
基板保持装置１は、ウエハーＷを保持するものである。そして、基板保持装置１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１〜図４参照）。そして、副走査手段７０を駆動させ、基板保持装置１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から紫外線硬化型インクを吐出させ、ウエハーＷ面に紫外線硬化型インクを塗布する。そして、紫外線照射部６７，６８を駆動させ、塗布された紫外線硬化型インク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。
【００３９】
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。
【００４０】
上向き凸状に反ったウエハーＷは、ウエハーＷの周縁部が傾斜面３３に倣って吸着固定（保持）されるため、ウエハーＷの上向き凸状の反り方向とは逆向きに変形が生じる。そして、ウエハーＷは、保持された状態でウエハーＷの径方向に向かって引っ張られる。これにより、ウエハーＷを平滑状態で保持することができる。
【００４１】
そして、当該基板保持装置１を液滴吐出装置１００に用いることにより、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、液滴の着弾位置精度が向上され、高精細な画像を形成することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
（変形例１）上記実施形態では、傾斜部３０に傾斜駆動部３１が設けられ、傾斜面３３の傾斜角度を任意に変更可能な構成としたが、これに限定されない。図６は、変形例１にかかる基板保持装置の構成を示す一部拡大図である。図６に示すように、傾斜部３０は、頂部が傾斜した壁部３８を有している。具体的には、壁部３８の頂部は貫通孔１５に向けて低くなるよう形成されている。そして、ウエハーＷの周縁部が傾斜する傾斜面３３ｂが設定されている。このような構成としても、ウエハーＷを保持部２０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、ウエハーＷの周縁部が傾斜面３３ｂに倣って傾斜（変形）させ、ウエハーＷの反りを軽減した状態で保持することができる。また、装置構成を簡略化させることができる。
【００４４】
（変形例２）上記実施形態では、保持部２０と傾斜部３０とで設定される傾斜面３３は、貫通孔１５に向けて低くなるように設定したが、この構成に限定されない。図７は、変形例２にかかる基板保持装置の構成を示す一部拡大図である。図７に示すように、傾斜部３０は、頂部が傾斜した壁部３９を有している。具体的には、壁部３９の頂部は貫通孔１５に向けて高くなるよう形成されている。そして、ウエハーＷの周縁部が傾斜する傾斜面３３ｃが形成（設定）される。このような構成であれば、下向き凸状に反ったウエハーＷに対して、ウエハーＷの周縁部を傾斜面３３に保持した際に、上向きの変形を生じさせ、反りを軽減することができる。
【００４５】
（変形例３）上記実施形態では、傾斜部３０と移動部４０とを駆動してウエハーＷの反りを矯正しながら保持したが、これに限定されない。例えば、傾斜部３０のみを駆動させ、ウエハーＷの反りを矯正しながら保持部２０によってウエハーＷを保持してもよい。すなわち、移動部４０を駆動させない場合もあり得る。このようにすれば、傾斜部３０と保持部２０のみによってウエハーＷの反りを矯正するとともに保持可能であれば、駆動方法を簡略化させることができる。
【００４６】
（変形例４）上記実施形態の基板保持装置１では、１つのサイズのウエハーＷを保持する構成について説明したが、この構成に限定されない。例えば、ウエハーＷのサイズに合わせて支柱１３の配置位置を変更可能な構成としてもよい。このようにすれば、任意のサイズのウエハーＷを容易に保持することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１ａ，１ｂ…基板保持装置、１４…支持板、１７…凸部、２０…保持部、２１…吸引口、２７…溝部、２９…ピン、３０…傾斜部、３１…傾斜駆動部、３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…傾斜面、３８，３９…壁部、４０…移動部、４２…昇降部、４３…ロッド、４４…昇降板、４５…接続板、４９…ガイド孔、６３…吐出ヘッド、１００…液滴吐出装置。
【図１】
2015008252.tif 000003
【図２】
2015008252.tif 000004
【図３】
2015008252.tif 000005
【図４】
2015008252.tif 000006
【図５】
2015008252.tif 000007
【図６】
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【図７】
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