(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外縁部を支持する第１の土手部と、
前記第１の土手部の内側に設けられ、前記第１の土手部よりも１０〜２０μｍ低く形成された第２の土手部と、
前記第１の土手部及び前記第２の土手部の間の空間を減圧して前記基板を真空吸着する真空吸着手段と、
前記第２の土手部の内側の領域を与圧する与圧手段とを備えた基板保持装置。
【請求項２】
前記第１の土手部と前記第２の土手部との間の空間を区切る仕切り板をさらに備え、
前記真空吸着手段は、前記仕切り板によって区切られた前記第１の土手部と前記第２の土手部との間の空間をそれぞれ減圧して前記基板を真空吸着する請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
外縁部にノッチ又はオリエンテーションフラットを有する基板を回転させる回転手段と、
前記回転手段により回転させた基板に対してレーザービームを照射する照射手段と、
前記照射手段により照射されたレーザービームの反射光を受光し、前記基板のノッチ又はウエハ外周の位置を検出することにより基板の回転角度又は基板位置を検出する検出手段とを備えた請求項１又は２記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記基板は、ウエハであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
【請求項５】
前記基板は、液晶パネル基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
【請求項６】
前記基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、基板を保持する基板保持装置に係り、特に、真空吸着により基板を保持するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造装置、測定装置、検査装置等において、シリコンウエハ、液晶パネル基板、カラーフィルタ基板、ＴＦＴ基板等の基板をチャック台に載置する際に、バキュームチャックによる真空吸着によってチャック台表面に基板を保持する基板保持装置が提案されている。
【０００３】
このような従来の基板保持装置の一例として、例えば特開平１０−２１８３６４号公報に掲載された基板保持装置が挙げられる。図８にこの基板保持装置の構成例を示す。この基板保持装置は、ウエハ保持用ステージ１０、基台１１、ウエハ保持部１２、回転軸１６を備えている。ウエハ保持用ステージ１０は、円板状の基台１１と、この基台１１の周縁から上方に突出するウエハ保持部１２とを有し、このウエハ保持部１２に、ウエハ１の周辺部が吸着保持されている。具体的に説明すると、ウエハ保持部１２は、基台１１の周縁に沿ってその全周にわたって伸びるよう形成され、このウエハ保持部１２には、ウエハを吸着するための吸着用溝１３が形成されている。基台１１には、当該基台１１の径方向に伸び、両端の各々が吸着用溝１３に連通するよう、吸引路１４が形成されている。そして、基台１１には、ウエハ保持部１２によって囲まれた、ウエハ１と基台１１との間の空間Ｓを外気と連通させるための図示しない開放用通路１５が、基台１１の厚み方向に貫通するよう形成されている。
【０００４】
ウエハ保持用ステージ１０における基台１１の下面には、当該基台１１に対して垂直に伸びる回転軸１６が設けられており、この回転軸１６には、その軸方向に沿って伸び、一端が吸引路１４に連通し、他端が当該回転軸１６の外周面に開口する空気通路１７が形成されており、空気通路１７の他端には、適宜の吸引装置（図示省略）が接続されている。また、回転軸１６の下端には、モータ３０が設けられている。
【０００５】
上記のウエハ保持用ステージ１０においては、ウエハ保持部１２上にウエハ１が載置された状態で吸引装置を作動させると、回転軸１６の空気通路１７および吸引路１４を介して吸着用溝１３に負圧が作用され、この負圧による吸引力により、ウエハ１の周辺部がウエハ保持部１２に吸着されることによって当該ウエハ１が保持される。ここで、吸着用溝１３に作用される負圧の大きさは、例えば５００ｍｍＨｇ（絶対圧として２６０ｍｍＨｇ）である。以上において、吸着用溝１３に負圧が作用されることにより、ウエハ１の裏面とウエハ保持部１２の上面との間の僅かな間隙を介して、ウエハ１と基台１１との間の空間Ｓに存在する空気が吸引されるが、この空間Ｓは、基台１１に形成された図示しない開放用通路１５によって外気と連通しているので、ウエハ１と基台１１との間の空間Ｓが減圧状態となることが確実に防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来の基板保持装置は、ウエハ１の外縁部が保持されるのみであり、ウエハ１の基台１１のウエハ保持部１３の内側部分を支持する構成を有しないので、この内側部分が自重により下方へ撓むことを防止できないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、表面が撓むことなく基板を保持し、さらにウエハ裏面接触面積を小さくすることが可能な基板保持装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる基板保持装置は、基板の外縁部を支持する第１の土手部（例えば本実施の形態における土手部２１）と、前記第１の土手部の内側に設けられ、前記第１の土手部よりも１０〜２０μｍ低く形成された第２の土手部（例えば本実施の形態における土手部２２）と、前記第１の土手部及び前記第２の土手部の間に設けられた真空経路（例えば本実施の形態における真空経路２５）を介して前記基板を真空吸着する真空吸着手段（例えば本実施の形態における真空ポンプ４）と、前記第２の土手部の内側の領域を与圧する与圧手段（例えば本実施の形態における加圧ポンプ６）とを備えたものである。このような構成により、基板が載置された際に、基板の下面、第１の土手部及び第２の土手部に囲まれた空間を、真空経路を介して真空ポンプにより減圧することで基板を確実に保持することができ、また気流経路を介して加圧ポンプにより第２の土手部の内側の空間を加圧することで、基板がこの空間の減圧状態又は自重により下方に撓むことを防止することができる。また、第２の土手部の上面がウエハに接触しないので、ウエハとの接触面積を少なくしウエハ裏面の汚染をより効果的に抑えることができる。
【０００９】
前記第１の土手部と前記第２の土手部との間の空間を区切る仕切り板をさらに備えていてもよい。また、前記真空吸着手段は、前記仕切り板によって区切られた前記第１の土手部と前記第２の土手部との間の空間をそれぞれ減圧して前記基板を真空吸着する。このような構成により、ノッチやオリエンテーションフラットなどが設けられた基板が載置された際に、当該ノッチ等の部分に対応する一部の区切られた空間からリークが発生しても、残りの区切られた空間により基板を保持することができる。
【００１０】
さらに、外縁部にノッチ又はオリエンテーションフラットを有する基板を回転させる回転手段と、前記回転手段により回転させた基板に対してレーザービームを照射する照射手段と、前記照射手段により照射されたレーザービームの反射光を受光し、前記基板のノッチ又はウエハ外周の位置を検出することにより基板の回転角度又は基板位置を検出する検出手段とを備えても良い。このような構成により、ウエハの回転角度及び、基板が正確にチャックに載置されているか否かを確認することができる。
【００１１】
上述の基板は、ウエハであっても良い。このような構成により、本発明にかかる基板保持装置をウエハに使用することも可能である。
【００１２】
上述の基板は、液晶パネル基板であっても良い。このような構成により、本発明にかかる基板保持装置を液晶パネル基板に使用することも可能である。
【００１３】
上述の基板は、カラーフィルタ基板であっても良い。このような構成により、カラーフィルタ基板に使用することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
発明の実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる基板保持装置の構成を示す。図１に示すように、基板保持装置はチャック２、チャック台３、真空ポンプ４、圧力レギュレータ５、加圧ポンプ６を備えている。
【００１５】
チャック２は、例えばシリコン製の板状部材であって、図１に示すように、上面にウエハ１を支持する輪状の第１の土手部２１が設けられ、この土手部２１の内側に土手部２１よりも１０μｍ程度低く形成された第２の土手部２２が設けられている。土手部２１の上面にはウエハ１が載置されている。また、土手部２１及び２２の間には、真空経路２５が設けられている。この真空経路２５は、チャック台３に連通しており、さらに真空ポンプ４に接続されている。真空ポンプ４により真空経路２５を介して土手部２１及び土手部２２間の空間を減圧することにより、ウエハ１を土手部２１の上面に真空吸着によって保持することが可能である。尚、真空吸着は、ある密閉空間を外気圧以下に減圧することにより吸着することを言う。また、チャック２は、土手部２２よりも内側の部分に気流経路２６が設けられている。気流経路２６は圧力レギュレータ５を介して加圧ポンプ６に接続されている。この加圧ポンプ６により気流経路２６及び圧力レギュレータ５を介してウエハ１、土手部２２及びチャック２上面により囲まれる空間２３に気体を送り込むことで、空間２３内部を加圧することが可能である。この空間２３の内部が加圧されることで、ウエハ１が空間２３の減圧状態又は自重により下方に撓むことを防止することが可能である。
【００１６】
図２は、図１における要部Ａの拡大断面図を示す。土手部２２は、図２に示すように土手部２１よりも、例えば１０μｍ程度低く形成されているため、ウエハ１の下面及び土手部２２の上面間に空隙が構成されている。
【００１７】
図３は、ウエハ１の平面図を示す。図３に示すように、ウエハ１はその外縁部が土手部２１の上面に接触して支持され、その内側に土手部２２と間隙を構成する部分を有する。
【００１８】
チャック台３は、後述するビーム出力器２１から出力されたビームを反射する様に表面が鏡面加工されているが、このチャック台３は散乱物体であっても良い。
【００１９】
真空ポンプ４は、真空経路２５を介して空気を取り込むことにより土手部２１、２２及びウエハ１下面により囲まれた空間２４内部を減圧する機能を有する。
【００２０】
圧力レギュレータ５は、気流経路２６を介して加圧ポンプ６から加えられた気体の圧力を制御する機能を有する。加圧ポンプ６は、例えばモータ等により構成され、外気等の気体を気流経路２６を通して送り出すことにより空間２３内部を加圧することが可能である。
【００２１】
ここで、ウエハ１は、例えば以下のようにしてチャック２に正確に載置される。
【００２２】
まず本実施の形態における基板保持装置には、ＬＤ（レーザーダイオード）３１、集光レンズ３２、反射手段３３及びＰＤ（フォトダイオード）３４が設けられている。またウエハ１には、図５に示すように、切り欠き部分であるノッチ１３が外縁部に設けられている。ノッチ１３は、例えば幅及び長さが１ｍｍ程度である。チャック台３には、図示しない回動機構が設けられている。
【００２３】
ＬＤ３１は、ウエハ１の位置を検出するためのレーザービームを出力する機能を有する。集光レンズ３２は、ＬＤ３１から出力されたレーザービームをウエハ１上の一点に集中させることが可能である。反射手段３３は、ウエハ１又はチャック台３の上面を反射したレーザービームを一方向に導くことが可能である。
【００２４】
ＰＤ３４は、反射手段３３により導かれたレーザービームの反射信号を検出する機能を有する。これらのＬＤ３１、集光レンズ３２、反射手段３３、ＰＤ３４は、ウエハ１の上方の検査光軸上及び、図５に示すようなノッチ検出光軸上の２箇所に設置されている。
【００２５】
チャック２にウエハ１が載置されると、検査光軸上及びノッチ検出光軸上に設けられた各々のＬＤ３１がレーザービームを出力する。また、チャック台３に設けられた図示しない回動機構が作動しチャック台３、チャック２及びウエハ１が一体的に回動することによってウエハ１の外縁部をレーザービームが走査する。そして、検査光軸上のＰＤ３４はウエハ１の上面を走査したレーザービームの反射信号を検出する。ノッチ検出光軸上のＰＤ３４は、ノッチ１３部分を走査したレーザービームにより、図６に示すような、ウエハ１のエッジ部分により徐々に低下し、さらにチャック台３の上面を反射して徐々に上昇する反射信号を検出する。ノッチ検出光軸上のＰＤ３４が、この反射信号のデータパスに基づいてノッチ１３の位置を検出することで、ウエハ１の位置を検出しチャック２に正確に載置されていることを確認する。
【００２６】
次に、本実施の形態にかかる基板保持装置が上述のような構成を有することにより生じる作用効果について説明する。まず、チャック２にウエハ１が載置された際に、ウエハ１の下面、土手部２１の内周面、土手部２２の外周面及びチャック２の上面の外縁部により囲まれた空間２４が密閉されているので、真空ポンプ４を作動させて真空経路２５を介してこの空間２４を減圧することによりウエハ１をチャック２の上面に確実に保持することができる。
【００２７】
またこのとき、空間２３内部に存在する空気がウエハ１の下面及び土手部２２の上面により形成される空隙を介して、真空ポンプ４に取り込まれるが、この空間２３を、加圧ポンプ６により圧力レギュレータ５及び気流経路２６を介して加圧することによって、空間２３が減圧することを防止できる。このため、空間２３の減圧状態によりウエハ１が下方に撓むことを防止することができる。また、圧力レギュレータ５及び加圧ポンプ６により空間２３の加圧状態を調整し、大気圧と同程度若しくはそれ以上に加圧することによりウエハ１が下方から押し上げられることで、ウエハ１の土手部２２よりも内側の部分が空間２３の減圧又は自重により下方へ撓むことを防止することができる。従って、表面が撓むことなくウエハ１を保持することが可能である。さらに、土手部２１によりウエハ１の外縁部のみを支持しているので、例えばチャック２の上面全範囲にウエハ１を載置した場合における、チャック２の上面の塵やゴミがウエハ１との間に挟まることによるウエハ１の汚染の問題の発生もない。特に、ウエハ１とチャック２とは、土手部２１のみ接触し、その内側の土手部２２とは接触しないので、接触面積がより少なくて済み汚染の発生を抑制できる。
【００２８】
なお、ウエハ１の下面及び土手部２２の上面間の空隙が１０μｍ程度に構成され狭小であるため、この空隙から空間２４に流出する空気は僅かであり、空間２４の減圧状態が急激に変化してウエハ１の保持が解除されることも無い。ウエハ１は真空ポンプ４による真空吸着によって継続して保持される。
【００２９】
以上のような本実施の形態における基板保持装置によれば、真空ポンプ４により空間２４を減圧することで、ウエハ１を土手部２１の上面に確実に保持することができる。また、加圧ポンプ６により空間２３を加圧することで、ウエハ１の土手部２２より内側の部分が空間２３の減圧状態又は自重により下方に撓むことを防止できるので、表面が撓むことなくウエハ１を保持することが可能である。さらに、ウエハ１の下面及び土手部２２の上面間の空隙が狭小であり流出する空気は僅かであるので、空間２３を加圧してもウエハ１を継続して確実に保持することが可能である。
【００３０】
その他の実施の形態．
なお、上述の実施の形態における基板保持装置において、空間２３は、例えば図７に示すように、土手部２１及び２２に接続された仕切り板により複数の空間に区切られ、さらにこれらの区切られた複数の空間毎に真空経路２５及び真空ポンプ４が設けられて真空吸着を行うものであっても良い。また、これらの区切られた空間の中から選択したものにおいて、真空ポンプ４により真空吸着を行うとしても良い。この場合はノッチ又はオリエンテーションフラット部分からリークが有り、一部の区切られた空間の吸着圧が小さくなっても、残りの区切られた部分で真空吸着できるので、ウエハ最外周の部分のみが接触する設計とすることができる。
【００３１】
また、ウエハ１の自重による撓みのみを防止する場合には、真空ポンプ４によりウエハ１の真空吸着によって保持することを行わず、加圧ポンプ６による空間２３の加圧のみを行うものとしても良い。
【００３２】
ウエハ１の空間２３の減圧状態又は自重による撓みを防止することができれば、気流経路２６、圧力レギュレータ５及び加圧ポンプ６は、土手部２２の内側の任意の箇所に設けることも可能である。また複数設けることも可能である。
【００３３】
また、ウエハ１の空間２４を減圧状態とすることができれば、真空経路２５及び真空ポンプ４は、土手部２１及び２２間の任意の箇所に設けることも可能である。また複数設けることも可能である。
【００３４】
また、ウエハ１は、多結晶シリコン、ガラスウエハ、ＳｉＣウエハ、化合物ウエハ（例えば、ＧａＡｓ、ＧａＰ等）、若しくは液晶表示装置のガラス基板等とすることもできる。
【００３５】
真空経路２３及び気流経路２５は複数設けられていても良い。
【００３６】
上述の実施の形態における基板保持装置は、ウエハ１に限られず液晶パネル基板やカラーフィルタ等に使用することも可能である。液晶パネル基板に使用する場合には、例えばチャック２の当該液晶パネル基板の下方の部分を板硝子等の透明の部材で構成することにより全面透過照明が可能となる。
【００３７】
圧力レギュレータ５は、気流中のゴミや塵等を除去するためのフィルターを備えていても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の基板保持装置は、表面が撓むことなく基板を保持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態における基板保持装置を示す概略構成図である。
【図２】発明の実施の形態における基板保持装置の要部Ａを示す拡大断面図である。
【図３】発明の実施の形態における基板保持装置のウエハ１を示す図である。
【図４】発明の実施の形態における基板保持装置のノッチ１３を検出する構成を示す構成図である。
【図５】発明の実施の形態における基板保持装置の検査光軸及びノッチ検出光軸を示す図である。
【図６】発明の実施の形態における基板保持装置のレーザービームの反射信号のデータパスを示す図である。
【図７】その他の実施の形態におけるチャック２を示す構成図である。
【図８】従来の基板保持装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  ウエハ  ２  チャック  ３  チャック台  ４  真空ポンプ
５  圧力レギュレータ  ６  加圧ポンプ  １０  ウエハ保持用ステージ
１１  基台  １２  ウエハ保持部  １３  吸着用溝  １４  吸引路
１５  開放用通路  １６  回転軸  １７  空気通路
２１  土手部  ２２  土手部
２３、２４  空間  ２５  真空経路  ２６  気流経路  ３０  モータ
３１  ＬＤ  ３２  集光レンズ  ３３  反射手段  ３４  ＰＤ
【図１】
0004058482.tif 000002
【図２】
0004058482.tif 000003
【図３】
0004058482.tif 000004
【図４】
0004058482.tif 000005
【図５】
0004058482.tif 000006
【図６】
0004058482.tif 000007
【図７】
0004058482.tif 000008
【図８】
0004058482.tif 000009