(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部材の中心に、前記環状部材に支持される複数の支持部材を介して、薄円板を支持するための薄円板の支持構造において、
前記環状部材の中心を中心とする仮想円上に、同一の角度を置いて６点以上の仮想支点を設置し、前記支持部材を前記各仮想支点に、前記仮想支点を支点として揺動自在に配置するとともに、隣接する前記支持部材をリンク部材により相互に連結し、互いに隣接しない位置に位置する３個の前記支持部材の先端に前記薄円板の外周縁部を挟持する主案内部材を配置し、残りの支持部材の先端に前記薄円板の外周面に当接される補助案内部材を配置してなることを特徴とする薄円板の支持構造。
【請求項２】
請求項１記載の薄円板の支持構造において、
前記環状部材に、前記支持部材の先端を前記薄円板に向けて付勢する付勢手段を配置してなることを特徴とする薄円板の支持構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の薄円板の支持構造において、前記補助案内部材は、弾性部材からなることを特徴とする薄円板の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の薄円板を支持するための薄円板の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェーハ等の薄円板の表面形状を測定するために、回転する円環状の環状部材の中心に薄円板を支持することが行われている。
図５は、従来の薄円板の支持構造を示すもので、この支持構造では、回転する円環状の環状部材１の中心に薄円板２が垂直に支持されている。
【０００３】
すなわち、円環状の環状部材１の下部には、薄円板２の外周面が当接される一対の支持部材３が１２０度の角度を置いて配置されている。
そして、この一対の支持部材３は、環状部材１に固定されている。
一方、環状部材１の上部には、支持部材４が揺動自在に配置されている。
この支持部材４は、スプリング５により薄円板２側に向けて付勢されている。
【０００４】
支持部材４の先端には、案内部材６が配置されており、この案内部材６に形成される溝部に薄円板２の外周縁部が挟持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような薄円板の支持構造では、１２０度の角度を置いて配置される３個の支持部材３，６により、薄円板２を支持しているため、例えば、空気の揺らぎ，振動，音等の外乱により、薄円板２の支持部材３，６の間に位置する部分７が振動し、表面形状の測定精度が低下するという問題があった。
【０００６】
そして、このような振動は、薄円板２の外径が、例えば、３００ｍｍ程度と大径になるに従って増大し、測定精度に及ぼす影響が無視できないものになる。
また、３個の支持部材３，６のうち２個の支持部材３を、環状部材１に固定しているため、薄円板２の外径が異なると、薄円板２の中心を環状部材１の中心に一致させることが困難になるという問題があった。
【０００７】
すなわち、図６に示すように、直径ｄ１の薄円板２Ａと直径ｄ２の薄円板２Ｂを支持する場合には、直径ｄ１の薄円板２Ａの中心Ｏ１と直径ｄ２の薄円板２Ｂの中心Ｏ２との間には、距離Δｄだけのずれが生じる。
従って、従来の支持構造では、薄円板２の外径が変わる毎に２個の支持部材３の位置調整をする必要があり作業能率が低下する。
【０００８】
一方、支持部材３の位置調整をしないで薄円板２が偏芯した状態で測定した場合には、後の測定データの処理が複雑化するという問題が生じる。
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、薄円板の振動を確実に防止することができ、また、薄円板の中心を環状部材の中心に容易，確実に一致させることができる薄円板の支持構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の薄円板の支持構造は、環状部材の中心に、前記環状部材に支持される複数の支持部材を介して、薄円板を支持するための薄円板の支持構造において、前記環状部材の中心を中心とする仮想円上に、同一の角度を置いて６点以上の仮想支点を設置し、前記支持部材を前記各仮想支点に、前記仮想支点を支点として揺動自在に配置するとともに、隣接する前記支持部材をリンク部材により相互に連結し、互いに隣接しない位置に位置する３個の前記支持部材の先端に前記薄円板の外周縁部を挟持する主案内部材を配置し、残りの支持部材の先端に前記薄円板の外周面に当接される補助案内部材を配置してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の薄円板の支持構造は、請求項１記載の薄円板の支持構造において、前記環状部材に、前記支持部材の先端を前記薄円板に向けて付勢する付勢手段を配置してなることを特徴とする。
請求項３の薄円板の支持構造は、請求項１または請求項２記載の薄円板の支持構造において、前記補助案内部材は、弾性部材からなることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１の薄円板の支持構造では、環状部材の中心に、環状部材に支持される６個以上の支持部材を介して、薄円板が支持される。
そして、環状部材の中心を中心とする仮想円上に、同一の角度を置いて６点以上の仮想支点が設置され、支持部材が各仮想支点に、仮想支点を支点として揺動自在に配置され、隣接する支持部材がリンク部材により相互に連結される。
【００１２】
従って、複数の支持部材が、常に同一の角度だけ移動され、支持部材の先端に配置される主案内部材および補助案内部材が、常に環状部材の中心から同一の半径位置に位置され、これにより、薄円板の中心が環状部材の中心に位置して支持される。
【００１３】
また、互いに隣接しない位置に位置する３個の支持部材の先端に薄円板の外周縁部を挟持する主案内部材が配置され、残りの支持部材の先端に薄円板の外周面に当接される補助案内部材が配置される。
従って、同一の角度を置いて配置される６個以上の支持部材により、薄円板が支持され、薄円板の振動が防止される。
【００１４】
また、互いに隣接しない位置に位置する３個の支持部材の先端に配置される主案内部材のみにより薄円板の外周縁部を挟持して支持し、残りの支持部材の先端に配置される補助案内部材を、単に薄円板の外周面に当接するようにしたので、薄円板の変形が防止される。
請求項２の薄円板の支持構造では、付勢手段により、支持部材の先端が薄円板に向けて付勢され、支持部材に配置される主案内部材および補助案内部材が所定の押圧力で、薄円板に押圧される。
【００１５】
請求項３の薄円板の支持構造では、弾性部材からなる補助案内部材により、薄円板の振動が吸収される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の薄円板の支持構造の一実施形態を示しており、図２は、図１の薄円板の支持構造が適用される薄円板の表面形状測定装置を示している。
図２において、符号１１は、上面を水平に配置される矩形状のベース部材を示している。
このベース部材１１は、グラナイトからなる。
【００１８】
また、ベース部材１１は、空気バネ１３を介して支柱１５により支持されており、外乱振動の影響が抑制されている。
ベース部材１１の上面の上方には、シリコンウェーハからなる円形状の薄円板１７が配置されている。
この薄円板１７は、支持手段１９により、一の垂直面内において回動自在に支持されている。
【００１９】
支持手段１９は、円環状の固定部材２１と、回転部材である円環状の環状部材２３とを有している。
固定部材２１には、図示しないブラシレスＤＣモータ用のコイルが内蔵され、環状部材２３には、ブラシレスＤＣモータ用のマグネット２５が内蔵され、これによりブラシレスＤＣモータが構成されている。
【００２０】
環状部材２３の内側には、所定角度を置いて薄円板１７を支持する支持部材２７が複数配置されている。
薄円板１７が含まれる垂直面の一側および他側には、第１の案内軸２９および第２の案内軸３１が水平に配置されている。
第１の案内軸２９および第２の案内軸３１は、垂直面に平行に、かつ相互に平行になるように配置されている。
【００２１】
また、第１の案内軸２９および第２の案内軸３１は、ブラケット３３を介してベース部材１１の上面に固定されている。
第１の案内軸２９および第２の案内軸３１は、非常に高い真直度を有している。
第１の案内軸２９には、第１の案内軸２９に沿って移動する第１のスライダ３５が配置されている。
【００２２】
この第１のスライダ３５には、薄円板１７の一面までの距離を測定する第１の計測手段３７が配置されている。
また、第２の案内軸３１には、第２の案内軸３１に沿って移動する第２のスライダ３９が配置されている。
【００２３】
この第２のスライダ３９には、薄円板１７の他面までの距離を測定する第２の計測手段４１が配置されている。
第１の計測手段３７および第２の計測手段４１には、非接触レーザ変位計が使用される。
また、第１のスライダ３５および第２のスライダ３９には、リニアモータを内蔵したエアスライドが使用されている。
【００２４】
なお、第１の案内軸２９と第２の案内軸３１，第１のスライダ３５と第２のスライダ３９，第１の計測手段３７と第２の計測手段４１には、それぞれ同一の部品が使用されている。
薄円板１７の径方向の両側には、薄円板１７を上下方向に移動する垂直移動手段４３が配置されている。
【００２５】
この垂直移動手段４３は、ベース部材１１の上面に垂直に固定される第３の案内軸４５を有している。
第３の案内軸４５には、第３のスライダ４７が移動自在に配置され、この第３のスライダ４７に、薄円板１７を支持する支持手段１９の固定部材２１が連結されている。
【００２６】
第３のスライダ４７には、ブラケット４７ａが形成され、このブラケット４７ａが、ボール螺子４９に螺合されている。
ボール螺子４９は、ベース部材１１の上面に対して垂直に配置されており、ベース部材１１の上面に固定されるモータ５１により回転駆動される。
なお、この実施形態では、第３の案内軸４５およびボール螺子４９の上端が補強部材５３により支持されている。
【００２７】
また、この実施形態では、第１の計測手段３７と第２の計測手段４１とを、薄円板１７が含まれる垂直面に垂直な同一軸線上に位置させるための位置合わせ手段であるブロック部材５５が配置されている。
【００２８】
このブロック部材５５は、環状部材２３の内周に固定されている。
上述した薄円板の表面形状測定装置では、薄円板１７の表面形状の測定が以下述べるようにして行われる。
すなわち、支持手段１９の支持部材２７により支持されるシリコンウェーハからなる薄円板１７を垂直面内において回動しながら、第１の案内軸２９および第２の案内軸３１に沿って、第１のスライダ３５および第２のスライダ３９を独立して移動しながら、第１の計測手段３７および第２の計測手段４１により、薄円板１７の一面および他面までの距離が独立して計測され、薄円板１７の一面および他面の表面形状が測定される。
【００２９】
図１は、本発明の薄円板の支持構造の一実施形態を示しており、図１において符号２３は、上述した支持手段１９に配置される円環状の環状部材を示している。
この環状部材２３の中心には、環状部材２３に支持される６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂを介して、シリコンウェーハからなる円形状の薄円板１７が支持されている。
【００３０】
すなわち、環状部材２３には、環状部材２３の中心Ｏを中心とする仮想円Ｃ上に、６０度の角度を置いて６点の仮想支点Ｓが設置されている。
そして、各仮想支点Ｓには、仮想支点Ｓを支点として、支持部材５７Ａ，５７Ｂが揺動自在に配置されている。
この実施形態では、仮想支点Ｓの位置にピン部材５９が立設され、支持部材５７Ａ，５７Ｂがピン部材５９を中心にして揺動自在に支持されている。
【００３１】
そして、隣接する支持部材５７Ａ，５７Ｂが、剛体からなるリンク部材６１により相互に連結されている。
すなわち、この実施形態では、支持部材５７Ａ，５７Ｂの後端には、連結部材６３が支持部材５７Ａ，５７Ｂに対して直角に十字状に固定されている。
【００３２】
そして、連結部材６３の両側に、リンク部材６１の端部が、ピン部材６５を介して揺動自在に連結されている。
互いに隣接しない位置に位置する３本の支持部材５７Ａの先端には、薄円板１７の外周縁部を挟持する主案内部材６７が配置されている。
図３は、主案内部材６７の詳細を示すもので、この主案内部材６７は、ピン部材６９を介して支持部材５７Ａに回動自在に配置されている。
【００３３】
主案内部材６７は、金属，樹脂等からなり円柱状に形成されている。
主案内部材６７の外周には、断面Ｖ字状の凹溝６７ａが形成されている。
この凹溝６７ａには、薄円板１７の外周縁部１７ａが挿入されている。
そして、残りの支持部材５７Ｂの先端には、薄円板１７の外周面に当接される補助案内部材７１が配置されている。
【００３４】
図４は、補助案内部材７１の詳細を示すもので、この補助案内部材７１は、ピン部材７３を介して支持部材５７Ｂに回動自在に配置されている。
補助案内部材７１は、発泡ポリウレタン，ゴム等の弾性部材からなり、例えば、円柱状に形成されている。
この補助案内部材７１の外周７１ａには、薄円板１７の外周面１７ｂが当接されている。
【００３５】
そして、この実施形態では、図１の上部に配置される支持部材５７Ａに付勢手段７５が配置されている。
この付勢手段７５は、コイルスプリング７７の一端を連結部材６３の端部に固定し、他端を環状部材２３に固定して構成されている。
そして、コイルスプリング７７により、支持部材５７Ａの先端が薄円板１７に向けて付勢されている。
【００３６】
上述した薄円板の支持構造では、例えば、揺動シリンダ７９により、図１の上部に配置される支持部材５７Ａが、支持部材５７Ａの先端が外側に向けて移動するように移動され、この状態で薄円板１７の着脱が行われる。
すなわち、図１の上部に配置される支持部材５７Ａを外側に向けて移動すると、６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂがリンク部材６１により連結されているため、６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂが、常に同一の角度だけ移動され、支持部材５７Ａ，５７Ｂの先端に配置される主案内部材６７および補助案内部材７１が、常に環状部材２３の中心Ｏから同一の半径位置に位置される。
【００３７】
そして、薄円板１７を環状部材２３の略中心Ｏに位置させ、揺動シリンダ７９の支持部材５７Ａに対する接触を解除すると、付勢手段７５の働きにより、６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂが、薄円板１７側に向けて同一の角度だけ移動され、これにより、薄円板１７の中心が環状部材２３の中心Ｏに位置して支持される。
以上のように構成された薄円板の支持構造では、６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂが、常に同一の角度だけ移動され、支持部材５７Ａ，５７Ｂの先端に配置される主案内部材６７および補助案内部材７１が、常に環状部材２３の中心Ｏから同一の半径位置に位置されるため、薄円板１７の中心を環状部材２３の中心Ｏに容易，確実に一致させることができる。
【００３８】
また、同一の角度を置いて配置される６本の支持部材５７Ａ，５７Ｂにより、薄円板１７が支持されるため、外乱による薄円板１７の振動を確実に防止することができる。
そして、互いに隣接しない位置に位置する３本の支持部材５７Ａの先端に配置される主案内部材６７のみにより薄円板１７の外周縁部１７ａを挟持して支持し、残りの支持部材５７Ｂの先端に配置される補助案内部材７１を、単に薄円板１７の外周面１７ｂに当接するようにしたので、薄円板１７の変形を有効に防止することができる。
【００３９】
また、上述した薄円板の支持構造では、環状部材２３に、支持部材５７Ａの先端を薄円板１７に向けて付勢する付勢手段７５を配置したので、薄円板１７を所定の押圧力で容易，確実に支持することができる。
【００４０】
さらに、上述した薄円板の支持構造では、補助案内部材７１を弾性部材により形成したので、薄円板１７の振動を有効に吸収することができる。
なお、上述した実施形態では、環状部材２３に支持部材５７Ａ，５７Ｂを６本配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、９本あるいは１２本配置しても良い。
【００４１】
そして、この場合には、３本の支持部材に主案内部材６７が配置され、残りの６本あるいは９本の支持部材に補助案内部材７１が配置される。
また、上述した実施形態では、支持部材５７Ａ，５７Ｂの先端に主案内部材６７または補助案内部材７１を回動自在に配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、主案内部材６７または補助案内部材７１を主案内部材６７の先端に固定しても良い。
【００４２】
そして、支持部材５７Ａ，５７Ｂの先端に、主案内部材６７または補助案内部材７１を一体形成しても良い。
さらに、上述した実施形態では、本発明をシリコンウェーハからなる薄円板１７の支持に適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、液晶用ガラス，マスク部材等の薄円板の支持に広く用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の薄円板の支持構造では、複数の支持部材が、常に同一の角度だけ移動され、支持部材の先端に配置される主案内部材および補助案内部材が、常に環状部材の中心から同一の半径位置に位置されるため、薄円板の中心を環状部材の中心に容易，確実に一致することができる。
【００４４】
また、同一の角度を置いて配置される６個以上の支持部材により、薄円板が支持されるため、外乱による薄円板の振動を確実に防止することができる。
そして、互いに隣接しない位置に位置する３個の支持部材の先端に配置される主案内部材のみにより薄円板の外周縁部を挟持して支持し、残りの支持部材の先端に配置される補助案内部材を、単に薄円板の外周面に当接するようにしたので、薄円板の変形を防止することができる。
【００４５】
請求項２の薄円板の支持構造では、環状部材に、支持部材の先端を薄円板に向けて付勢する付勢手段を配置したので、薄円板を所定の押圧力で容易，確実に支持することができる。
請求項３の薄円板の支持構造では、補助案内部材を弾性部材により形成したので、薄円板の振動を有効に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄円板の支持構造の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の薄円板の支持構造が適用される薄円板の表面形状測定装置を示す斜視図である。
【図３】図１の主案内部材を示す説明図である。
【図４】図１の補助案内部材を示す説明図である。
【図５】従来の薄円板の支持構造を示す正面図である。
【図６】図５の薄円板の支持構造における薄円板の中心ずれを示す説明図である。
【符号の説明】
１７  薄円板
１７ａ  外周縁部
１７ｂ  外周面
２３  環状部材
５７Ａ，５７Ｂ  支持部材
６１  リンク部材
６７  主案内部材
７１  補助案内部材
７５  付勢手段
Ｃ  仮想円
Ｓ  仮想支点
【図１】
0004132503.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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