(57)【要約】【課題】基板を吸着するための空気の流通経路について、直線的な要素を、より減少すること。【解決手段】基板Ｂが載置される吸着パッド１の載置面１０に溝１１を形成し、該溝１１から空気を吸引して基板Ｂ吸着する基板保持装置Ａにおいて、溝１１が、無端の溝１１ｂと、無端の溝１１ｂに一方の端部が接続され、無端の溝１１ｂから放射状に形成された複数の有端の曲形の溝１１ａと、を有することを特徴とする。【選択図】　図２
2004039978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置部材の載置面に溝を形成し、該溝から空気を吸引して前記基板を前記載置面に吸着する基板保持装置において、
前記溝が、
無端の溝と、
該無端の溝に一方の端部が接続され、該無端の溝から放射状に形成された複数の有端の曲形の溝と、
を有することを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記無端の溝が、円形の溝であることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記円形の溝が、同心で複数設けられ、
前記曲形の溝の前記一方の端部は、最外周の前記円形の溝に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の基板保持装置。
【請求項４】
複数の前記曲形の溝が、渦巻き状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項５】
前記載置部材が、前記載置面とその裏面とを有し、
前記溝から空気を吸引するための空気の流通経路を形成する孔であって、前記載置部材の前記裏面に開口すると共に前記無端の溝にのみ連通する孔を有することを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程等において、基板を吸着保持する基板保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や電子部品の製造工程においては、ガラス基板、シリコンウエハ、プリント基板等の各種基板が、各工程において搬送、回転等される。このような基板の搬送、回転等において基板を保持する装置としては、基板を真空吸引して吸着保持する基板保持装置が提案されている。
【０００３】
このような基板保持装置は、一般に、基板の載置面に溝を設け、この溝から空気を吸引することにより、基板を載置面に吸着するものである。また、溝の形状として、直線状の溝を放射状に形成したものや（例えば、特開平７−１４２３４３号公報）、複数の同心円状の溝を形成したもの（例えば、特開平５−２１５８４号公報）がある。この溝は、載置面の裏側に開口した排気孔と連通しており、載置面の裏側から、バキュームポンプ等によって、この排気孔を介して溝内の空気が排気され、溝内が真空状態に至る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、直線状の溝を採用した場合、その溝中を流れる空気の流速が速くなる傾向にあり、その溝上の基板の部分は、他の部分よりも冷却され易く、とりわけ、吸引開始時（吸着時）や吸引終了時（開放時）には、溝中を空気が一気に流れるため、溝上に位置する基板の一部は局部的に冷却される。
【０００５】
このように基板が局部的に冷却され、基板上の温度分布に差が生じると、例えば、基板上にレジスト液やコーティング液等を塗布する工程においては、基板上の塗布液の粘度が不均一化し、均一な成膜を得られないという問題がある。
【０００６】
一方、同心円状の溝を採用した場合、直線状の溝を採用した場合に比べてその溝中を流れる空気に対する抵抗が大きいため、流速はそれ程速くならず、一見すると上記問題を解決できる。しかし、同心円状の溝を採用した場合、該溝から均一に空気を排気するために、載置面の裏面には、上述した排気孔に連通し、かつ、同心円状の溝を半径方向に横断した直線状の排気溝を設けることが必要とされる。
【０００７】
この直線状の排気溝も、その溝中を流れる空気の流速が速くなる傾向にあり、とりわけ吸引開始時や吸引終了時には、この排気溝を空気が一気に流れるため、やはりこの排気溝上方に位置する基板の一部は局部的に冷却されてしまう。この結果、基板上の温度分布に差が生じることとなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、基板を吸着するための空気の流通経路について、直線的な要素を、より減少することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
基板が載置される載置部材の載置面に溝を形成し、該溝から空気を吸引して前記基板を前記載置面に吸着する基板保持装置において、
前記溝が、
無端の溝と、
該無端の溝に一方の端部が接続され、該無端の溝から放射状に形成された複数の有端の曲形の溝と、
を有することを特徴とする基板保持装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板保持装置Ａの構成概略図である。基板保持装置Ａは、保持する基板を回転させる機能を有し、例えば、半導体や液晶の製造工程に用いられ、基板上にレジスト液等の塗布液を供給し、基板の回転による遠心力によって基板上に均一に塗布液の液膜を生成する、いわゆるスピンコータである。本実施形態では、この形式の基板保持装置を例に挙げて説明するが、本発明は、例えば、基板の搬送等における基板の保持にも適用できることはいうまでもない。
【００１１】
図１において、吸着パッド１は、基板Ｂが載置される載置面１０を有する載置部材である。吸着パッド１の載置面１０には、溝１１ａ及び１１ｂが形成されており、これらの溝１１ａ及び１１ｂは、孔１１ｃを介して吸着パッド１の裏面１２に設けられた凹部１１ｄに連通している。基板Ｂは、溝１１ａ及び１１ｂから空気を吸引することにより真空吸着されて保持される。吸着パッド１の詳細は後述する。
【００１２】
吸着パッド１の裏面１２には、円形平板状の補強板２が吸着パッド１の裏面１２に対して密封状態で固定されている。補強板２は、その中心部に孔２ａを有し、また、フランジ３を介してスピンドル４の上端部に固定されている。フランジ３もまた、その中心部に孔３ａが設けられており、孔２ａと連通している。
【００１３】
スピンドル４の下端部はモータ５に接続されており、モータ５の回転により回転する。このスピンドル４の回転により、吸着パッド１、これに保持される基板Ｂ及び補強板２は、一体となって回転することになる。
【００１４】
スピンドル４は、その周囲を囲包する円筒状の支持部材５の内周に設けられた上下２つの軸受け５ａに回転自在に支持されている。また、支持部材５とスピンドル４との間にはシール部５ｂが設けられており、支持部材５の内周面とスピンドル４の外周面とで画定される環状の空間５ｃが略気密に構成されている。
【００１５】
支持部材５には、その外周面から空間５ｃへ貫通した孔５ｄが設けられており、ここにバキュームポンプ６が接続されている。一方、スピンドル４は、その上端から中間部へ向けて軸線方向に穿孔された孔４ａが形成されており、この孔４ａは、その下側端部において側方へ折れ曲がり空間５ｃに連通している。
【００１６】
従って、バキュームポンプ６を作動すると、孔５ｄ、空間５ｃ、孔４ａ、３ａ、２ａ及び、吸着パッド１の凹部１１ｄ及び孔１１ｃを介して、溝１１ａ及び１１ｂの空気がバキュームポンプ６に吸引され、溝１１ａ及び１１ｂが真空状態となって基板Ｂが吸着されることとなる。
【００１７】
係る構成からなる基板保持装置Ａは、バキュームポンプ６によって溝１１ａ及び１１ｂの空気を吸引して基板Ｂを保持する一方で、モータ５によりスピンドル４を回転させて基板Ｂを回転させる。そして、基板Ｂ上にノズル７から塗布液を滴下すると、これが基板Ｂ上で遠心力によって流動し、塗膜が形成されることとなる。
【００１８】
次に、吸着パッド１の構成、特に、溝１１ａ及び１１ｂについて説明する。図２は、吸着パッド１の平面図、図３は図２の線ＸＸに沿う吸着パッド１と補強板２の断面図である。
【００１９】
吸着パッド１は、例えば、ＭＣナイロン等の樹脂材料からなり、本実施形態では円形の平板状に形成されており、例えば、直径３００乃至４００ｍｍで厚さが１０ｍｍ程度である。吸着パッド１の載置面（表面）には、溝１１ａ及び１１ｂが設けられている。この溝１１ａ及び１１ｂは、例えば、幅及び深さが、それぞれ１ｍｍ程度のものが好ましい。
【００２０】
溝１１ｂは、吸着パッド１の中心部に形成され、円形の溝とすることにより無端の溝として構成されている。本実施形態では、溝１１ｂを円形としているが、例えば、楕円形等の他の形状の無端の溝も採用することができる。
【００２１】
一方、溝１１ａは、有端の曲形の溝として構成されており、その一方の端部が溝１１ｂに空気が流通するように接続され、他方の端部が吸着パッド１の周縁へ向けて放射状に形成されている。本実施形態では、溝１１ａをいずれも同一形状で所定の曲率半径の曲形とし、更に、各溝１１ａを吸着パッド１の中心部回りに同方向に曲折させて渦巻き状に形成している。これにより、溝の形状を複数の同心円として構成した従来の場合と略同様に、吸着パッド１の載置面１０の平面度を維持すると共に基板Ｂを好適に吸着できるようにしている。しかし、溝１１ａの形状は、円弧形状に限られず、他の非直線形状も採用可能であり、また、各溝１１ａの形状が異なっていてもよい。
【００２２】
なお、溝１１ｂを削除して溝１１ａのみで溝を構成することも可能であるが、本実施形態のように溝１１ａを渦巻き状に構成した場合、その中心部において溝１１ａが密集してしまい、その加工が容易ではない。このため、本実施形態では、溝１１ｂを中心部に設けてこれに各溝１１ａを接続するようにしている。
【００２３】
次に、凹部１１ｄは吸着パッド１の裏面１２の中心部に形成されており、本実施形態の場合、溝１１ｂよりも若干大きな円形にくり抜かれている。孔１１ｃは、溝１１ｂから凹部１１ｄまで貫通しており、裏面１２へ開口している。この孔１１ｃの直径は、例えば、１ｍｍ程度が好ましい。この孔１１ｃは、バキュームポンプ６により、溝１１ａ及び１１ｂから吸引される空気の流通経路を形成している。
【００２４】
本実施形態の場合、この孔１１ｃを溝１１ｂにのみ連通するようにしている。これは、溝１１ａが溝１１ｂに接続されているため、溝１１ａに孔１１ｃを直接連通するようにしなくても、溝１１ｂを介して溝１１ａから空気の吸引が可能であるためである。すなわち、本実施形態では、溝１１ａからの空気の吸引のために、溝１１ｂにのみ孔１１ｃを連通するようにすれば足りる。なお、本実施形態の場合、溝１１ａからより効率よく空気を吸引するために、孔１１ｃを溝１１ａと溝１１ｂとの各接続部分とに配置しているが、孔１１ｃの配置や数はこれに限られない。
【００２５】
係る構成からなる吸着パッド１では、溝１１ａ及び１１ｂを上記の通り構成することで、吸着用の溝として直線形状の要素がなくなるので、溝中を流れる空気の流速が速くなることを抑制することができ、基板Ｂの一部が局部的に冷却されることを防止することが可能となる。
【００２６】
また、溝１１ａを溝１１ｂに接続することにより、両者で空気の流通が可能となる。従って、孔１１ｃや凹部１１ｃといった、溝１１ａ及び１１ｂから空気を吸引するための流通経路（排気経路）を、吸着パッド１の全体に渡って設ける必要がなく、溝１１ｂに対応して設ければ足りる。従って、排気経路の面積をより小さく設計することが可能であり、直線的な要素を全く排除することができるか、少なくとも従来よりも大きく減少することが可能となる。このため、吸着用の溝のみならず排気経路の形状に起因する空気の流速の高速化を抑制し、基板Ｂの一部が局部的に冷却されることも防止することが可能となる。
【００２７】
＜他の実施形態形態＞
上記実施形態では、溝１１ｂを単円としたが、これを複数の同心円とし、最外周の溝に溝１１ａを接続するように構成することも可能である。図４乃至図６は、この例を示しており、図４は、吸着パッド１０１の平面図、図５は、吸着パッド１０１の底面図、図６は、図４の線ＹＹに沿う吸着パッド１０１と補強板２の断面図である。
【００２８】
吸着パッド１０１は、溝１１１ｂを同心円にした点と凹部１１１ｄの形状の点で吸着パッド１と異なるが、他の構成は吸着パッド１と同様であり、基板Ｂが載置される載置面（１１０）、裏面（１１２）、渦巻き状の溝（１１１ａ）、孔（１１１ｃ）を有する。
【００２９】
円形状の溝１１１ｂは、吸着パッド１０１の中心部に３つ設けられており、それぞれ同心で直径が異なっている。そして、最外周の溝１１１ｂにのみ溝１１１ａが接続されるようにしている。このように中心部の溝を同心円とすることで、中心部の吸着力を向上させ、また、載置面１１０の平面度を向上することができる。
【００３０】
本実施形態の場合、図５に示すとおり、吸着パッド１０１の裏面１１２に設けられた凹部１１１ｄは孔１１１ｃを介して各溝１１１ｂとの空気の流通を可能とするため、中心の円形部から放射状に伸びる直線部分を含む構成としているが、この直線部分は、吸着用の溝として同心円のみを採用した場合と比べて、吸着パッド１０１全体に延在させる必要がなく、その長さが短くて済む。従って、従来の基板保持装置よりも排気経路として直線的な要素を大きく減少することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べてきたとおり、本発明によれば、基板を吸着するための空気の流通経路について、直線的な要素を、より減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板保持装置Ａの構成概略図である。
【図２】吸着パッド１の平面図である。
【図３】図２の線ＸＸに沿う吸着パッド１と補強板２の断面図である。
【図４】吸着パッド１０１の平面図である。
【図５】吸着パッド１０１の底面図である。
【図６】図４の線ＹＹに沿う吸着パッド１０１と補強板２の断面図である。
【図１】
2004039978.tif 000003
【図２】
2004039978.tif 000004
【図３】
2004039978.tif 000005
【図４】
2004039978.tif 000006
【図５】
2004039978.tif 000007
【図６】
2004039978.tif 000008