(57)【要約】【課題】ウェハを支持するためのガス供給ノズルの構造を簡単なものとするとともに供給ガスの量が少量でよく、しかも基板支持装置からのウェハの取り出しを簡単にする。【解決手段】基板支持装置１は、ハウジング２内に、中央部に中空部１２を有し、基板６を支持する回転可能なチャック３と、ノズル孔７を有し、中空部１２内で上下方向に移動可能な筒状のノズル部材４とを有する。ノズル孔７は、ノズル部材４の中央部に形成されており、ガス供給源８からノズル孔７よりガスを吐出させ、基板６をチャック３の上面に非接触で保持する。基板６を取り外す際は、ノズル孔７からガスを吐出させながらノズル部材４を上方に移動させることにより、基板６を浮かせる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に中空部を有し、基板を支持する回転可能なチャックと、ノズル孔を有し、前記中空部内で上下方向に移動可能な筒状のノズル部材とを有することを特徴とする基板支持装置。
【請求項２】
前記ノズル孔はノズル部材の中央部に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
【請求項３】
前記チャックの基板に対抗する面には、前記面に対し略垂直方向に突出したツメを有しており、前記ツメは前記基板の外周に当接して前記基板を支持する状態と、前記基板の外周と隔離した状態とに、移動可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板支持装置。
【請求項４】
前記ノズル孔からガスを吐出させ、前記基板を前記チャックの上面に非接触で保持することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板支持装置。
【請求項５】
前記ノズル部材を上方に移動させる手段を有し、前記ノズル孔からガスを吐出させながら前記ノズル部材を上方に移動させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板支持装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板装置において、前記ノズル孔からガスを吐出させながら前記ノズル部材を上方に移動させ、前記基板の裏面と前記チャックの上面との間にフォークを差し込んだ後、前記ガスの吐出を止めて前記フォーク上に基板を保持することを特徴とする基板取り外し方法。
【請求項７】
前記フォークは一対の指部を有し、前記一対の指部の間隔は前記ノズル部材の径より大きいことを特徴とする請求項６に記載の基板取り外し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハなどの基板の洗浄、エッチング又はレジスト膜の除去のため、或いは、半導体ウェハなどの基板へのレジストの塗布のための基板処理装置に使用される基板支持装置および基板支持装置からの基板取り外し方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造する各種の製造プロセスにおいて、半導体ウェハなどの基板を洗浄したり、エッチングする薬液処理を行う場合やレジストの塗布やレジスト膜を除去する場合、枚葉式の基板支持装置が使用される。このような基板支持装置として、たとえば特許文献１に記載されたウェハ状物品用の支持装置がある。
特許文献１に記載された支持装置は、回転軸を中心に回転する支持体を有し、この支持体の上面に環状のノズルを設け、このノズルにガスを供給してウェハをベルヌイの定理により非接触で支持する。また、支持体は、支持体の上面まで延びる複数の孔を形成し、この孔内にそれぞれスタッドを挿入している。そして、支持体からウェハを取り外す際には、スタッドを上方に移動させてウェハと支持体との間の間隔を大きくし、スプーンツールを用いてウェハを取り出すようにしている。
【特許文献１】特許第３３８３５８４号公報（第３頁（００１３）、（００１６）〜（００１８）、（００２０）〜（００２１）、（００３０）、および図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の支持装置は、ウェハなどの基板を支持するために、ウェハの周辺にガスを供給するための環状のノズルを形成し、また、ウェハなどの基板を取り出すために、複数の上下移動可能なスタッドを設けるなど構造が複雑である。
また、ウェハなどの基板を支持装置に支持するための供給ガス量が大量に必要である。
【０００４】
そこで、本発明はウェハを支持するためのガス供給ノズルの構造を簡単なものとし、かつ、供給ガス量が少量でよく、しかも支持装置からのウェハの取り出しを簡単に行えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明の基板支持装置は、中央部に中空部を有し、基板を支持する回転可能なチャックと、ノズル孔を有し、前記中空部内で上下方向に移動可能な筒状のノズル部材とを有することを特徴とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の基板支持装置において、前記ノズル孔はノズル部材の中央部に形成されたことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の基板支持装置において、前記チャックの基板に対抗する面には、前記面に対し略垂直方向に突出したツメを有しており、前記ツメは前記基板の外周に当接して前記基板を支持する状態と、前記基板の外周と隔離した状態とに、移動可能であることを特徴とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板支持装置において、前記ノズル孔からガスを吐出させ、前記基板を前記チャックの上面に非接触で保持することを特徴とする。
請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板支持装置において、前記ノズル部材を上方に移動させる手段を有し、前記ノズル孔からガスを吐出させながら前記ノズル部材を上方に移動させることを特徴とする。
請求項６記載の本発明の基板取り外し方法は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板装置において、前記ノズル孔からガスを吐出させながら前記ノズル部材を上方に移動させ、前記基板の裏面と前記チャックの上面との間にフォークを差し込んだ後、前記ガスの吐出を止めて前記フォーク上に基板を保持することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の基板取り外し方法において、前記フォークは一対の指部を有し、前記一対の指部の間隔は前記ノズル部材の径より大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ウェハを支持するためのチャックおよびガス供給用のノズル部材の構造を簡単にすることができる。
また、ウェハ支持のために供給するガス量を少量とすることができ、且つ、中心部のノズルからガスを噴射するので基板サイズの変更に伴う必要流量の変動をも少なくできる。
また、基板支持装置からウェハを取り出す際の作業を簡単かつ確実にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による基板支持装置は、中央部に中空部を有し、基板を支持する回転可能なチャックと、ノズル孔を有し、中空部内で上下方向に移動可能な筒状のノズル部材とを有するものである。本実施の形態によれば、チャックの上面に基板を載置し、基板の裏面にガスを吐出させることにより、基板をチャック上面にベルヌイの定理により非接触で保持するとともに、ノズル部材を上方に移動させた後、チャックと基板との間の間隙にフォークを差し込むことにより、基板の取り外しを簡単に行うことができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による基板支持装置において、ノズル孔をノズル部材の中央部に形成したものである。本実施の形態によれば、ガスを基板裏面の中央部から周辺方向に吐出させることができるので、少ないガス流量で基板をチャック上面に非接触で保持することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による基板支持装置において、チャックの基板に対抗する面には、面に対し略垂直方向に突出したツメを有しており、ツメは基板の外周に当接して基板を支持する状態と、基板の外周と隔離した状態とに、移動可能である。本実施の形態によれば、基板を確実に保持できるとともに、基板着脱も容易に行うことができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第3のいずれかの実施の形態による基板支持装置において、ノズル孔からガスを吐出させ、基板をチャックの上面に非接触で保持するものである。本実施の形態によれば、少ないガス流量で基板をチャック上面に非接触で保持することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による基板支持装置において、ノズル部材を上方に移動させる手段を有し、ノズル孔からガスを吐出させながらノズル部材を上方に移動させるものである。本実施の形態によれば、ノズル部材を上方に移動させた後、チャックと基板との間の間隙にフォークを差し込むことにより、基板の取り外しを簡単に行うことができる。
本発明の第６の実施の形態による基板取り外し方法は、第１から第５のいずれかの実施の形態による基板支持装置において、ノズル孔からガスを吐出させながらノズル部材を上方に移動させ、基板の裏面とチャックの上面との間に形成された間隙にフォークを差し込み、ガスの吐出を止めてフォーク上に基板を保持するものである。本実施の形態によれば、基板の取り外しを簡単に行うことができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による基板取り外し方法において、フォークが一対の指部を有し、指部の間隔をノズル部材の径より大きくしたものである。本実施の形態によれば、フォークをノズル部材に邪魔されずに差し込むことができる。
【実施例】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明による基板支持装置の要部の一部断面側面図、図１（ｂ）はその平面図である。
基板支持装置１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置され、ハウジング２内で中心軸Ｘ−Ｘ’を中心に回転する中空円柱状のチャック３と、チャック３の中空部１２に配置され、上下方向に移動可能な筒状のノズル部材４とを有している。チャック3およびノズル部材４の上部は、ハウジング２に設けられた凹部１１内に露出して配置される。
チャック３の上面には、外周近辺に略垂直方向に突出した複数のツメ５が形成されており、半導体ウェハなどの円形の基板６の周囲を支持する。ツメ５は、円柱体とその上面の外周部に設けた突起とから構成され、円柱体の回転によって突起が基板６の外周に当接して基板６を支持する状態と、突起が基板６の外周から隔離した状態となる。複数のツメ５の円柱体は、それぞれが連動して回転する。チャック３は、上面の基板載置面に基板６を載せた状態でモータ９により中心軸Ｘ−Ｘ’を中心に回転する。
一方、ノズル部材４は、中央にノズル孔７を有しており、ノズル孔７から窒素ガスなどのガス供給源８から供給されるガスを吐出する。また、ノズル部材４は、上下動駆動源１０によりチャック３内を上下動可能に構成される。
【０００９】
つぎに、基板支持装置１の動作を説明する。図２（ａ）のチャックおよびノズル部材の拡大断面側面図に示すように、チャック３の上面に基板６を載置し、ノズル部材４の上面をチャック３の上面より低い状態に保持した状態でノズル孔７から窒素ガス１３を所定の流量で噴射すると、窒素ガス１３は基板６の裏面をノズル孔７から凹部１５を通ってチャック３の上面と基板６の間隙１４に沿って流れ、基板６の周囲から外部に流れる。
このとき、窒素ガス１３はノズル孔７近辺では流路断面が小さいので速度が大きく、その周囲では凹部１５の流路断面が大きいので速度が減少し、チャック３の上面と基板６の間隙１４では流路断面が小さくなるので速度は大きくなる。したがって、ベルヌイの定理により基板６の裏側の圧力分布は図２（ｂ）に示すように、ノズル孔７に対応した中央位置では陽圧１６であるが、その周囲の凹部１５に対応する部分で陰圧１７が形成され、外周部付近で陽圧１８に転ずるようになる。この結果、基板６は凹部１５に対応する部分の陰圧１７により下方に吸引され、回転しているチャック３の上面に沿って非接触で載置される。この状態で基板６の上方からノズル１９を基板６に沿って移動させながら洗浄液を流して基板６を洗浄する。なお、洗浄液の代わりにエッチング液を使用すれば、エッチングを行うことができる。
窒素ガス１３の流量は、基板６がベルヌイの定理により陰圧１７を生成可能な流量であり、基板６の大きさや重量により異なるが、基板が直径２００乃至３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのシリコンウェハである場合は、５０リットル／分程度が好ましい。
【００１０】
基板６の洗浄又はエッチングが終了した後、図３（ａ）のようにノズル孔７から窒素ガス１３を吐出させたままノズル部材４を上方に移動させると、基板６はベルヌイの定理によるチャック３およびノズル部材４に対する吸引作用を維持したまま非接触状態で上方に浮きながら移動する。この結果、チャック３と基板６との間隙１４が大きくなるので、図３（ｂ）のように、この間隙１４内にフォーク２０の指部２１を差し込み、窒素ガス１３の吐出を中止すると、基板６はベルヌイの定理による吸引作用が解除され、フォーク２０で支持される。したがって、基板６をフォーク２０に載置して基板支持装置１から取り外すことができる。
ノズル部材４の移動位置は、ノズル部材４の表面がチャック３の表面と一致する位置からはそれよりやや上方であればよい。
また、フォーク２０は一対の指部２１の間隔をその間にノズル部材４が入り込むことができるように、ノズル部材４の径よりやや大きく形成する。また、厚さは間隙１４内に差し込むことができるように薄く形成される。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
以上のように、本発明は、半導体ウェハなどの基板の洗浄、エッチング、基板からのレジスト膜の除去、又は基板へのレジストの塗布に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による基板支持装置の要部の概念図で、（ａ）は一部断面側面図、（ｂ）は平面図
【図２】本発明による基板支持装置の動作を説明する図で、（ａ）はチャックおよびノズル部材の拡大断面側面図、（ｂ）は基板裏面における圧力分布図
【図３】本発明による基板支持装置から基板を取り外す際の動作を説明する図で、（ａ）はチャックおよびノズル部材の拡大断面側面図、（ｂ）は基板裏面にフォークを差し込んだ際の平面図
【符号の説明】
【００１３】
１  基板支持装置
２  ハウジング
３  チャック
４  ノズル部材
５  ツメ
６  基板
７  ノズル孔
８  ガス供給源
９  モータ
１０  上下動駆動源
１１、１５  凹部
１２  中空部
１４  間隙
２０  フォーク
【図１】
2005051028.tif 000003
【図２】
2005051028.tif 000004
【図３】
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