(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間して配置されてそれぞれ同一の略円板形状のウェーハの外周を支持する複数の支持手段を有し、
該支持手段が、互いに離間して配置される一対のプーリーと、
これらプーリー間に張力を持って巻き回されるとともに、前記一対のプーリー間に位置する部分の外周側で前記ウェーハの外周を受ける無端ベルトとを有し、
前記無端ベルトの外周に、複数の突起が周方向に互いに離間させて設けられており、
該突起の外周側には、前記無端ベルトの周方向に沿って溝が形成されて、この離間させた各溝で前記ウェーハの外周を受けてウェーハを支持することを特徴とするウェーハ支持装置。
【請求項２】
前記各支持手段には、前記無端ベルトを洗浄する洗浄手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ支持装置。
【請求項３】
前記支持手段のうちの少なくとも一つに、前記一対のプーリーのうち少なくとも一方を前記無端ベルトとともに回転駆動する駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハやハードディスク基板などの略円板形状をなすウェーハを周方向に回転可能にして支持するウェーハ支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなウェーハは、製造工程中において表面に研磨や洗浄などの各種の加工または処理が施される。ウェーハの加工または処理は、ウェーハを周方向に回転させながら行うものが多く、例えばウェーハ表面の研磨または洗浄は、ウェーハを周方向に回転させた状態で研磨手段または洗浄部材をウェーハ表面に当接させつつ行われる。
ウェーハ支持装置は、このようにウェーハを周方向に回転させながら行う加工または処理に用いられるものであって、例えば軸線回りに回転可能なアームの先端にクランプ部材を設け、このクランプ部材によってウェーハの外周の複数箇所を支持するもの（以下、単に従来例１と称する）や、ウェーハの外周を複数のローラで支持するもの（以下、単に従来例２と称する）などがある。
また、板材に、ウェーハの外径よりもわずかに径が大きく、内部にウェーハが収容可能な開口部が形成されて、この開口部の内壁面によって周方向の回転を許容しつつウェーハの外周を受ける治具もある（以下、単に従来例３と称する）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例１では、クランプ部材が常にウェーハの同一位置を支持し続けるため、ウェーハ表面においてクランプ部材に覆われる部分に加工または処理を施すことができなかった。
一方、従来例２では、各ローラはウェーハにおいて常に異なる位置を支持するので、ウェーハ表面全面を加工または処理することができる。しかし、従来例２では、各ローラはそれぞれウェーハの外周をほぼ点接触で受けているため、各ローラによるウェーハの支持はウェーハの外形に影響されやすかった。例えば、ウェーハの外径に寸法公差があったり、シリコンウェーハのように外周の一部に位置決め用のノッチやオリエンテーションフラット等の異形部分が形成されている場合には、ウェーハを回転させた際に一部のローラとウェーハとが離れてしまうためにウェーハの支持が不確実になりやすい。このようにウェーハの支持が不確実であると、ウェーハを回転駆動する際にウェーハに回転駆動力が伝わりにくく、ウェーハの回転数が不安定になってウェーハの加工または処理精度が低下してしまう恐れがあった。
さらに、ウェーハの異形部分がローラに対向する位置を通過する際にローラと干渉するので、ウェーハに振動が生じて加工または処理の精度が低下したり、異形部分がローラに対向する位置を通過する度にウェーハの中心がローラに対して一定の方向にぶれるので、ウェーハの中心近傍に加工または処理できない部分が生じてしまう恐れがあった。
また、従来例３は、開口部の内壁面でウェーハの外周を受けるのみであるから、これ単体ではウェーハを支持することはできず、ラップ盤のようにウェーハを両面側から挟み込んで支持しながら加工する用途にしか用いることができなかった。また、このような構成ではウェーハに対して回転駆動力を伝達することは困難であった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハの全面を加工または処理可能とするとともに、ウェーハを安定して回転可能に支持することができるウェーハ支持装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のウェーハ支持装置は、互いに離間して配置されてそれぞれ同一の略円板形状のウェーハの外周を支持する複数の支持手段を有し、該支持手段が、互いに離間して配置される一対のプーリーと、これらプーリー間に張力を持って巻き回されるとともに、前記一対のプーリー間に位置する部分の外周側で前記ウェーハの外周を受ける無端ベルトとを有し、前記無端ベルトの外周に、複数の突起が周方向に互いに離間させて設けられており、該突起の外周側には、前記無端ベルトの周方向に沿って溝が形成されて、この離間させた各溝で前記ウェーハの外周を受けてウェーハを支持することを特徴としている。
【０００６】
このように構成されるウェーハ支持装置は、複数の支持手段によってウェーハの外周の複数箇所を支持しており、各支持手段は、一対のプーリーに巻き回される無端ベルトの外周側でウェーハの外周を受けて、各支持手段の無端ベルトの張力によってウェーハを挟み込んで支持している。そして、ウェーハの周方向の回転に伴って各支持手段の無端ベルトとプーリーとが回転可能であるから、ウェーハの周方向の回転が許容される。
このウェーハ支持装置においては、各支持手段は互いに離間して設けられている。このため、ウェーハが回転することによって各支持手段はウェーハにおいて常に異なる位置を支持することになり、ウェーハにおいて各支持手段に支持されていた部分が支持手段間で外部に露出されるので、ウェーハ表面全面を加工または処理することが可能となる。
ここで、上記のように各支持手段は互いに離間して設けられているので、各支持手段間にウェーハの加工または処理に関わる装置を設置することができる。
【０００７】
また、各支持手段は、無端ベルトのうち、前記一対のプーリー間に位置する部分でウェーハの外周を受けている。無端ベルトにおいて前記プーリー間に位置する部分はウェーハの外形に沿って弾性変形するので、無端ベルトはウェーハの外径の公差や異形部分の有無によらず、ウェーハの外周を線接触で受けることとなって、ウェーハの支持が確実になる。
さらに、ウェーハはこれら各支持手段の無端ベルトの張力が釣り合う位置で回転可能にして支持されるので、ウェーハを回転させた際の回転中心のぶれが最小限に抑えられる。
【０００８】
このようなウェーハ支持装置において、各支持手段の無端ベルトの外周に、無端ベルトの周方向に沿って溝を形成することで、溝によってウェーハの外周が受けられて、ウェーハの支持がより確実に行われる。
ここで、ウェーハの加工または処理を行うと、ウェーハ支持装置においてウェーハを支持する部分には、ウェーハの加工屑や、ウェーハの加工または処理に用いた薬剤等が付着する。このような付着物は、次回のウェーハの加工または処理に悪影響を及ぼす恐れがあるので、適宜時期にウェーハ支持装置の洗浄を行って除去する必要がある。
そこで、本発明にかかるウェーハ支持装置においては、各支持手段の無端ベルトの外周に、複数の突起を周方向に互いに離間させて設け、突起の外周側に、無端ベルトの周方向に沿って溝を形成することで、各突起に形成された溝でウェーハの外周を受けてウェーハを良好に支持しつつ、加工屑や薬剤等が溜まりやすい溝の全長を減らして無端ベルトの洗浄を容易にすることができる。
また、各支持手段には、無端ベルトに付着した加工屑や薬剤等を適宜時期に除去できるように、無端ベルトを洗浄する洗浄手段を設けてもよい。ここで、洗浄手段は、無端ベルトにおいてウェーハを受けていない部分を洗浄する構成とすれば、ウェーハの加工または処理を行いつつ、無端ベルトの洗浄を行うことができる。
そして、支持手段のうちの少なくとも一つに、一対のプーリーのうち少なくとも一方を無端ベルトとともに回転駆動する駆動手段を設けることで、装置の構成を複雑にすることなく、これら支持手段の無端ベルトによって支持されるウェーハを回転駆動することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施の形態〕
以下より、本発明の第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置について図面を参照して説明する。図１は第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の全体構成を示す平面図、図２は第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の支持機構の構成と、支持機構によるウェーハの支持の様子を示す縦断面図、図３及び図４は第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の支持機構によるウェーハの支持の様子を示す平面図である。
【００１０】
ウェーハ支持装置１は、図１に示すように、互いに離間して配置されて、それぞれ同一の略円板形状のウェーハＷの外周を支持する複数の支持機構２を有している。
各支持機構２は、互いに離間して配置される一対のプーリー３ａ、３ｂと、これらプーリー３ａ、３ｂ間に張力を持って巻き回されるとともに、一対のプーリー３ａ、３ｂ間に位置する部分の外周側でウェーハＷの外周を受ける無端ベルト４とを有している。本実施の形態では、無端ベルト４として平ベルトを用いている。そして、無端ベルト４の外周には、図１及び図２に示すように、周方向に沿って溝６が形成されており、この溝６によってウェーハＷの外周を受けることができるようになっている。ここで、本実施形態では溝６は台形溝とされている。本実施の形態では、図１に示すように、支持機構２を２基設けている（以下、それぞれ支持機構２ａ、２ｂとする）。これら支持機構２ａ、２ｂは、それぞれの無端ベルト４のうち、プーリー３ａ、３ｂ間に位置する部分の一方を互いに対向させて配置されており、この部分でそれぞれウェーハＷの外周の対向位置を支持する構成とされている。
【００１１】
各支持機構２ａ、２ｂには、それぞれ無端ベルト４を洗浄する洗浄装置７が設けられている。洗浄装置７は、無端ベルト４においてウェーハＷを受けていない部分を洗浄するようになっており、ウェーハＷの加工または処理を行いつつ無端ベルト４の洗浄を行うことができるようになっている。本実施の形態では、洗浄装置７として、無端ベルト４に当接した状態で、図示せぬ駆動装置によって回転駆動される略円柱形状のブラシ８を用いている。このブラシ８は、無端ベルト４の回転方向と略平行な方向に回転駆動されるものであって、無端ベルト４をその溝６内も含めて洗浄するものである。ここで、洗浄装置７としては、このようなブラシ８以外にも、例えば無端ベルト４に対して洗浄液または圧縮空気等の流体を吹き付けて洗浄するスプレー手段等、他の構成ものを採用することができる。
【００１２】
ここで、本実施形態のウェーハ支持装置１において、一方の支持機構２ａは、支持するウェーハＷを周方向に回転駆動するウェーハ駆動機構も兼ねるものであって、一方のプーリー３ａを回転駆動する駆動装置９が設けられている。支持機構２ａは、駆動装置９によってプーリー３ａを無端ベルト４及びプーリー３ｂとともに回転させることで、無端ベルト４に支持されるウェーハＷに周方向への回転駆動力を与えるようになっている。駆動装置９としては、駆動モータ等、通常用いられる任意の構成のものを用いることができ、また駆動装置９からプーリー３ａへの駆動力の伝達機構の構成も任意である。
【００１３】
このように構成されるウェーハ支持装置１は、対向して配置される支持機構２ａ、２ｂによってウェーハＷの外周の対向位置を支持しており、各支持機構２ａ、２ｂは、一対のプーリー３ａ、３ｂに巻き回される無端ベルト４の外周でウェーハＷの外周を受けて、各支持機構２ａ、２ｂの無端ベルト４の張力によってウェーハＷを挟み込んで支持している。ここで、無端ベルト４は、外周に形成された溝６によってウェーハＷの外周を受けているので、無端ベルト４によるウェーハＷの支持が確実に行われる。
このウェーハ支持装置１は、ウェーハＷの周方向の回転に伴って各支持機構２ａ、２ｂの無端ベルト４とプーリー３ａ、３ｂとが回転可能であるから、ウェーハＷの周方向の回転が許容される。そして、一方の支持機構２ａに設けた駆動装置９によって、プーリー３ａを無端ベルト４、プーリー３ｂとともに回転駆動することで、無端ベルト４が支持するウェーハＷに回転駆動力が伝達されて、ウェーハＷが周方向に回転駆動される。
【００１４】
このウェーハ支持装置１においては、各支持機構２ａ、２ｂは互いに離間して設けられている。このため、ウェーハＷが回転することによって各支持機構２ａ、２ｂはウェーハＷにおいて常に異なる位置を支持することになり、ウェーハＷにおいて各支持機構２ａ、２ｂに支持されていた部分が支持機構２ａ、２ｂ間で外部に露出されるので、ウェーハＷの表面全面を加工または処理することが可能となる。
ここで、上記のように各支持機構２ａ、２ｂは互いに離間して設けられているので、各支持機構２ａ、２ｂ間にウェーハＷの加工または処理に関わる装置を設置することができる。
【００１５】
また、各支持機構２ａ、２ｂは、図１（ａ）に示すように、無端ベルト４のうち、他方の支持機構に向く側の外周部分でウェーハＷの外周を受けている。そして、無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂ間に位置する部分はウェーハＷの外形に沿って弾性変形するので、無端ベルト４はウェーハＷの外径の公差や異形部分の有無によらず、ウェーハＷの外周を線接触で受けることとなる。
ここで、各支持機構２ａ、２ｂは、無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂ間に位置する部分だけでなく、図１（ｂ）に示すように、プーリー３ａ、３ｂに受けられている部分でもウェーハＷを支持することができる。これによって、ウェーハＷは無端ベルト４を介してプーリー３ａ、３ｂに支持されて、プーリー３ａ、３ｂによって無端ベルト４の幅方向の変位を規制されるので、ウェーハＷの回転軸線の傾きが抑えられる。
【００１６】
この各支持機構２ａ、２ｂにおいて、例えばウェーハＷの外周にノッチＮが形成されている場合には、図３に示すように、無端ベルト４はノッチＮをまたいでウェーハＷの外周の他の部分と線接触するので、ウェーハＷの支持が安定する。そして、各支持機構２ａ、２ｂが無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂに受けられている部分でもウェーハＷを支持していても、ノッチＮがプーリー３ａ、３ｂと対向する位置を通過する際に、ウェーハＷは無端ベルト４を介してプーリー３ａ、３ｂと接触するので、ノッチＮがプーリー３ａ、３ｂに干渉しない。また、ウェーハＷの外周にオリエンテーションフラットＯＦが形成されている場合には、図４に示すように、無端ベルト４はオリエンテーションフラットＯＦに沿って弾性変形してウェーハＷと線接触しつつ、その張力ＴでウェーハＷを押し戻す。各支持機構２ａ、２ｂは、それぞれの無端ベルト４の張力Ｔが釣り合う位置でウェーハＷを支持するので、ウェーハＷを回転させた際にもオリエンテーションフラットＯＦによるウェーハＷの支持への影響が吸収されて、ウェーハＷの回転中心のぶれが最小限に抑えられる。ここで、図３、図４は、各支持機構２ａ、２ｂが無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂに受けられている部分でもウェーハＷを支持している場合におけるウェーハＷの支持の様子を示している。
【００１７】
そして、このようなウェーハ支持装置１をウェーハＷの加工または処理に用いた場合には、ウェーハＷの加工屑や、加工または処理に用いた薬剤等が無端ベルト４に付着する。そこで、本実施形態のウェーハ支持装置１では、各支持機構２ａ、２ｂに設けられた洗浄装置７によって無端ベルト４の洗浄が行われる。ここで、溝６は台形溝とされており、外周側に向けて溝の幅が広げられているので、洗浄装置７による洗浄を行った際に、溝６内に溜まった加工屑や薬剤等が外部に排出されやすくなる。
【００１８】
このように構成されるウェーハ支持装置１によれば、各支持機構２ａ、２ｂはウェーハＷをその周方向に回転可能にして支持しており、また、ウェーハＷが回転することによってウェーハＷの全面を外部に露出させることができるので、ウェーハＷの表面全面を加工または処理することが可能となる。
そして、各支持機構２ａ、２ｂは、無端ベルト４がウェーハＷの外形に沿って弾性変形し、ウェーハＷの外径の公差や異形部分の有無によらず、ウェーハＷの外周を線接触で受けるので、ウェーハＷを安定して支持することができる。
さらに、ウェーハＷは、各支持機構２ａ、２ｂによってそれぞれの無端ベルト４の張力Ｔが釣り合う位置で支持され、ウェーハＷの外形によるウェーハＷの支持への影響が吸収されてウェーハＷの回転中心のぶれが最小限に抑えられるので、ウェーハＷの中心近傍に加工残りまたは処理残りを生じにくくすることができる。
これに加えて、各支持手段２ａ、２ｂは、無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂに受けられている部分でもウェーハＷを支持することができるので、ウェーハＷの加工または処理の際にウェーハＷの片面に圧力が加えられた際にも、プーリー３ａ、３ｂによってウェーハＷの回転軸線の傾きを抑えて、ウェーハＷの加工精度または処理精度を向上させることができる。
そして、無端ベルト４は、外周に形成された溝６によってウェーハＷの外周を受けるので、無端ベルト４によるウェーハＷの支持を確実にすることができる。
【００１９】
ここで、各支持機構２ａ、２ｂは、洗浄装置７によって無端ベルト４の洗浄を行うことができる。さらに、洗浄装置７は無端ベルト４においてウェーハＷを受けていない部分を洗浄するので、ウェーハＷの加工または処理を行いつつ、無端ベルト４の洗浄を行うことができる。
そして、支持機構２ａには、プーリー３ａを無端ベルト４とともに回転駆動する駆動機構９が設けられているので、ウェーハ支持装置１の構造を複雑にすることなく、これら支持機構２ａ、２ｂによって支持されるウェーハＷを回転駆動することができる。
【００２０】
〔第二の実施の形態〕
以下より、本発明の第二の実施の形態にかかるウェーハ支持装置について図面を参照して説明する。図５は第二の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の概略構成を示す平断面図である。
本実施の形態に示すウェーハ支持装置１１は、第一の実施の形態に示すウェーハ支持装置１において、支持機構２の無端ベルト４の代わりに、無端ベルト１４を用いたことを特徴としている。
無端ベルト１４は、外周に溝６を設ける代わりに、外周に複数の突起１５を周方向に互いに離間させて設け、突起１５の外周側に、無端ベルト１４の周方向に沿って溝１６を形成したものである。
【００２１】
このように構成されるウェーハ支持装置１１によれば、各突起１５に形成された溝１６でウェーハＷの外周を受けてウェーハＷを良好に支持しつつ、加工屑や薬剤等が溜まりやすい溝の全長を減らして、無端ベルト１４の洗浄を容易にすることができる。
【００２２】
ここで、上記各実施の形態では、支持機構２ａ、２ｂの無端ベルトとして平ベルトを用いたが、これに限られることなく、図６に示すように、無端ベルトとして例えば外周に周方向に沿って溝２６が形成されるＶベルト２４を用い、プーリー３ａ、３ｂの代わりに、Ｖプーリー２３を用いてもよい。この場合には、Ｖベルト２４がＶプーリー２３によって側方を案内されて、Ｖベルト２４に幅方向のぶれが生じにくくなるので、ウェーハＷの回転軸線の傾きをより効果的に抑えることができ、ウェーハＷの加工精度または処理精度を向上させることができる。
【００２３】
また、上記各実施の形態では、支持機構２を２基設けた例を示したが、これに限られることなく、例えば図７の平面図に示すウェーハ支持装置３１のように、さらにもう一つの支持機構２ｃを設けてもよい。この場合には、各支持機構２ａ、２ｂ、２ｃの無端ベルト４の張力Ｔが釣り合うように、これら支持機構２ａ、２ｂ、２ｃは、ウェーハＷの周方向に沿って約１２０°おきに配置される。
このウェーハ支持装置３１では、上記各実施の形態で示したウェーハ支持装置と同様に、各支持機構２ａ、２ｂ、２ｃは、図７（ａ）に示すように、無端ベルト４のうち、他方の支持機構に向く側の外周部分でウェーハＷの外周を受ける。また、無端ベルト４においてプーリー３ａ、３ｂ間に位置する部分だけでなく、図１（ｂ）に示すように、プーリー３ａ、３ｂに受けられている部分でもウェーハＷを支持することができる。
さらに、支持機構２は、４基、５基設けてもよく、さらに多数設置してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のウェーハ支持装置では、各支持手段はウェーハをその周方向に回転可能にして支持しており、また各支持手段は互いに離間して設けられていて、ウェーハが回転することによってウェーハにおいて常に異なる位置を支持することとなる。これによって、本発明のウェーハ支持装置では、ウェーハにおいて各支持手段に支持されていた部分を支持手段間で外部に露出させて、ウェーハ表面全面を加工または処理することが可能となる。
また、各支持手段は、無端ベルトのうち、前記一対のプーリー間に位置する部分でウェーハの外周を受けている。そして、無端ベルトはこの部分がウェーハの外形に沿って弾性変形して、ウェーハの外径の公差や異形部分の有無によらず、ウェーハの外周を線接触で受けるので、ウェーハの支持を確実にすることができる。
さらに、ウェーハはこれら各支持手段の無端ベルトの張力が釣り合う位置で回転可能にして支持されるので、ウェーハの外形に公差があったり、またウェーハの外周に異形部分が形成されていても、無端ベルトによってその影響を吸収して、ウェーハの回転中心のぶれを最小限に抑えることができる。
ここで、各支持手段の無端ベルトの外周に、無端ベルトの周方向に沿って溝を形成することで、溝によってウェーハの外周をうけて、ウェーハの支持をより確実にすることができる。
【００２５】
また、各支持手段の無端ベルトの外周に、複数の突起を周方向に互いに離間させて設け、突起の外周側に、無端ベルトの周方向に沿って溝を形成することで、各突起に形成された溝でウェーハの外周を受けてウェーハを良好に支持しつつ、ウェーハの加工または処理を行った際に加工屑や薬剤等が溜まりやすい溝の全長を減らして無端ベルトの洗浄を容易にすることができる。
そして、各支持手段に無端ベルトを洗浄する洗浄手段を設けることで、加工屑や薬剤等を適宜時期に除去することができる。ここで、洗浄手段は、無端ベルトにおいてウェーハを受ける部分以外の部分を洗浄する構成とすれば、ウェーハの加工または処理を行いつつ、無端ベルトの洗浄を行うことができる。
さらに、支持手段のうちの少なくとも一つに、一対のプーリーのうち少なくとも一方を無端ベルトとともに回転駆動する駆動手段を設けることで、これら支持手段の無端ベルトによって支持されるウェーハを回転駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】  第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の支持機構の構成と、支持機構によるウェーハの支持の様子を示す縦断面図である。
【図３】  第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の支持機構によるウェーハの支持の様子を示す平面図である。
【図４】  第一の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の支持機構によるウェーハの支持の様子を示す平面図である。
【図５】  本発明の第二の実施の形態にかかるウェーハ支持装置の構成を示す平断面図である。
【図６】  本発明にかかるウェーハ支持装置の支持機構の他の構成を示す縦断面図である。
【図７】  本発明にかかるウェーハ支持装置の他の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１、１１、３１  ウェーハ支持装置      ２  支持機構
３ａ、３ｂ、２３  プーリー            ４、１４  無端ベルト
６、１６、２６  溝                    ７  洗浄装置
９  駆動装置                          １５  突起
Ｗ  ウェーハ
【図１】
0004209081.tif 000002
【図２】
0004209081.tif 000003
【図３】
0004209081.tif 000004
【図４】
0004209081.tif 000005
【図５】
0004209081.tif 000006
【図６】
0004209081.tif 000007
【図７】
0004209081.tif 000008