JP6570074B2 - Chuck mechanism - Google Patents
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Description
本発明はチャック機構に関する。 The present invention relates to a chuck Organization.
半導体ウェハ等の基板を洗浄および洗浄後に乾燥する装置として、従来は、複数枚の基板を洗浄層に浸漬して洗浄し、その後洗浄層から引き上げて乾燥するバッチ式が用いられていた。 Conventionally, as a device for cleaning a substrate such as a semiconductor wafer and drying after cleaning, a batch method has been used in which a plurality of substrates are immersed in a cleaning layer for cleaning, and then lifted from the cleaning layer and dried.
バッチ式は複数枚の基板を同時に処理できるため、作業効率に優れているが、基板の洗浄度をより高くするためには、基板を一枚ずつステージ上で回転させながら洗浄液を吹き付けて洗浄し、その後乾燥する枚葉式が有利である。 The batch method can process multiple substrates at the same time, so it is excellent in work efficiency, but in order to increase the degree of substrate cleaning, the substrate is cleaned by spraying a cleaning solution while rotating the substrates one by one on the stage. Then, a single wafer type which is then dried is advantageous.
枚葉式の洗浄・乾燥装置では、基板を保持するチャック部が必要になる。特許文献1には、基板支持部を構成する複数のチャッキングアームが、垂直方向に移動するシリンダ装置と接続ワイヤを介して接続された構造が開示されている。この構造では、シリンダ装置が上昇することによりワイヤがチャッキングアームを引っ張って基板をチャックさせ、シリンダ装置が下降することによりチャッキング動作が解除される。
In the single wafer cleaning / drying apparatus, a chuck portion for holding the substrate is required.
枚葉式の洗浄・乾燥装置では、回転時の遠心力によりステージの外周近傍が回転軸方向に変形してチャックが外れる恐れがある。特許文献2には、径方向に移動可能なカウンターウェイトをステージの下に設け、径方向に伸縮するバネで保持する構造が開示されている。この構造では回転時にカウンターウェイトがバネの弾性力に打ち勝って外周側に遠心力で移動することにより、ステージの外周近傍が変形するのを防止し、チャックが外れないようになっている。 In a single wafer cleaning / drying apparatus, the vicinity of the outer periphery of the stage may be deformed in the direction of the rotation axis due to the centrifugal force during rotation, and the chuck may come off. Patent Document 2 discloses a structure in which a counterweight movable in the radial direction is provided under the stage and held by a spring that expands and contracts in the radial direction. In this structure, the counterweight overcomes the elastic force of the spring during rotation and moves to the outer peripheral side by centrifugal force, thereby preventing the vicinity of the outer periphery of the stage from being deformed and preventing the chuck from being removed.
枚葉式の洗浄・乾燥装置では、チャック部が洗浄時に常にウェハと接触していると、接触部分が洗浄されずに洗浄残りが発生する恐れがある。特許文献3では、チャック部として、高速回転時にのみ基板を支持する支持バーが開示されている。支持バーはヒンジピンを中心に回転することにより、ヒンジピンより上側の部分が基板と接触して保持する。支持バーはヒンジピンより上側の部分の質量が下側の部分の質量よりも小さく、かつ下側の部分がバネでステージ側に押圧されている。支持バーは低速回転時には、基板をチャックしないが、高速回転時には、下側の部分がバネの押圧力に打ち勝って遠心力でステージ側と反対側に移動することにより、基板と接触して保持する。洗浄後に遠心力が低下して支持バーが離脱したときに、接触部に洗浄液が流れるので洗浄液の残りが発生することはない。
In the single wafer cleaning / drying apparatus, if the chuck portion is always in contact with the wafer during cleaning, the contact portion may not be cleaned and a cleaning residue may occur.
しかしながら特許文献1から特許文献3に記載の構造には以下のような問題があった。
However, the structures described in
特許文献1の構造は、チャック機構にシリンダとワイヤが必要になり、構造が複雑でコストが高くなるという問題、およびこれらの部品を金属で構成する場合、洗浄液、洗浄液のミスト、あるいは洗浄液から発生する腐食性ガスによって腐食する恐れがあるという問題があった。
The structure of
特許文献2の構造は比較的構造は単純であるもの、確実にウェハをチャックするために、複数のカウンターウェイトとバネの微細なバランス調整が必要であり、作業性が悪いという問題、および一般にバネは金属製であり、腐食する恐れがあるという問題があった。 The structure of Patent Document 2 is relatively simple. However, in order to reliably chuck the wafer, a fine balance adjustment between a plurality of counterweights and springs is necessary, and the workability is poor. Was made of metal and had a problem of corrosion.
特許文献3の構造も比較的構造は単純であるが、やはりバネが必要であり、腐食の問題があった。
Although the structure of
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、構造が単純で確実にウェハをチャックでき、且つ耐食性に優れたチャック機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problem, the structure can be simple and reliably chuck the wafer, and an object thereof to provide an excellent chuck Organization corrosion resistance.
本発明に係るチャック機構は、ウェハを枚葉式で保持するチャック機構であって、面方向に回転可能な円板状のステージと、前記ステージの回転軸を中心とする円周上に均等配置され、前記ステージの径方向に回動可能で前記ウェハの端面を囲むように設けられた3つ以上のチャック部と、前記ステージ上に設けられ、前記チャック部を回動可能に保持する保持部と、を備え、前記チャック部は、棒状の形状を有し、一方の端面が上端として上を向くように前記保持部に保持されたチャック本体と、前記ステージの径方向および前記チャック本体の軸方向に直交するように前記チャック本体に形成された回動中心孔と、前記チャック本体の前記回動中心孔よりも下側を前記ステージの径方向に貫通して設けられた長孔と、を備え、前記チャック部は、回動中心軸よりも前記ステージの径方向の外側で、かつ回動中心軸よりも下側に重心が位置し、前記保持部は、前記回動中心孔を貫通して設けられた貫通軸を備え、前記チャック機構は、前記長孔を貫通するように設けられた丸棒形状のガイドロッドを備え、前記長孔は、前記ステージの円周方向において前記ガイドロッドと摺動可能に接触するように設けられ、かつ上下方向の径が前記ガイドロッドの径よりも大きいことを特徴とする。
この発明によれば、チャック部の重心が回動中心軸よりも外側かつ下側にあるので、ステージの回転による遠心力が小さくなるほどチャック部がウェハと離れる向きに回動し、遠心力が大きくなるほどチャック部がウェハに近づく向きに回動する。
そのため、ステージの回転速度が一定以下でウェハを確実にデチャックし、一定以上でウェハを確実にチャックする機構を、回動中心軸と重心位置の関係を規定しただけの、バネやカウンターウェイトを必要としない単純な構造で実現できる。
構造が単純であれば、バネや複雑な部品を用いずに樹脂射出成型品等でチャック部を形成できるので、耐食性を向上させられる。
また、ステージが回転することにより貫通軸に生じる回転モーメントをガイドロッドが長孔の側面に接触することにより緩和するので、ステージが回転する際にチャック機構が回転モーメントで変形するのを防止できる。
The chuck mechanism according to the present invention is a chuck mechanism for holding a wafer in a single wafer type, and is arranged uniformly on a disk-shaped stage rotatable in a surface direction and on a circumference centering on the rotation axis of the stage. Three or more chuck portions provided so as to be rotatable in the radial direction of the stage and surrounding an end surface of the wafer, and a holding portion provided on the stage and rotatably holding the chuck portion. The chuck portion has a rod-like shape, and a chuck main body held by the holding portion so that one end surface faces upward as an upper end, a radial direction of the stage, and an axis of the chuck main body A rotation center hole formed in the chuck body so as to be orthogonal to the direction, and a long hole provided through the lower side of the rotation center hole of the chuck body in the radial direction of the stage. wherein the chat Parts are in the outer side in the radial direction of the stage of the rotation center axis, and the center of gravity is located below the rotation center axis, wherein the holding portion is provided through the rotation center hole The chuck mechanism includes a round rod-shaped guide rod provided so as to penetrate the elongated hole, and the elongated hole is slidable with the guide rod in the circumferential direction of the stage. It is provided so that it may contact, and the diameter of an up-down direction is larger than the diameter of the said guide rod .
According to this invention, since the center of gravity of the chuck portion is outside and below the rotation center axis, the smaller the centrifugal force due to the rotation of the stage, the more the chuck portion rotates away from the wafer and the greater the centrifugal force. The chuck part rotates in a direction approaching the wafer.
For this reason, a mechanism that reliably dechucks the wafer when the stage rotation speed is below a certain level and reliably chucks the wafer above a certain level requires a spring and counterweight that only defines the relationship between the center axis of rotation and the position of the center of gravity. It can be realized with a simple structure.
If the structure is simple, the chuck portion can be formed of a resin injection molded product or the like without using a spring or complicated parts, so that the corrosion resistance can be improved.
Further, since the rotation moment generated in the through shaft due to the rotation of the stage is alleviated by the guide rod coming into contact with the side surface of the long hole, it is possible to prevent the chuck mechanism from being deformed by the rotation moment when the stage rotates.
本発明に係るチャック機構では、前記チャック部は、前記チャック本体の上端に設けられ、前記ウェハの下面と接触して支持する支持面を有する下面保持部と、前記ウェハの端面と接触して保持する保持面を有する端面挟持部と、を備えるウェハ保持部と、前記チャック本体の下端に設けられ、前記ステージの径方向において、前記チャック本体の外側に屈曲して設けられた屈曲部と、を備え、前記保持部は、前記ステージ上に設けられ、前記貫通軸を固定する基部を備える構造が考えられる。
この発明によれば、チャック本体の外側に屈曲する屈曲部をチャック本体の下端に設けることによりチャック部の重心が回動中心軸よりも外側かつ下側に位置する構造にできるため、構造が単純である。構造が単純であれば、バネや複雑な部品を用いずに樹脂射出成型品等でチャック部を形成できるので、耐食性を向上させられる。
The chuck mechanism according to the present invention, the chuck portion is provided on the upper end of the front Symbol chuck body, a lower surface holding portion having a support surface for supporting contact with the lower surface of the wafer, in contact with the end surface of the wafer an end face sandwiching portion having a holding surface for holding a wafer holder provided with, provided at the lower end of the front Symbol chuck body in the radial direction of the stage, and a bent portion provided by bending outwardly of the chuck body , wherein the holding portion is provided before SL on the stage, the structure comprising a base portion for fixing the through-shaft is considered.
According to the present invention, since the center of gravity of the chuck portion is located outside and below the rotation center axis by providing a bent portion that bends outside the chuck body at the lower end of the chuck body, the structure is simple. It is. If the structure is simple, the chuck portion can be formed of a resin injection molded product or the like without using a spring or complicated parts, so that the corrosion resistance can be improved.
本発明に係るチャック機構では、前記チャック本体、前記ウェハ保持部、前記屈曲部は一体構造であってもよい。
この構造によれば、チャック部を樹脂成型等で一体成型することにより製造できるため、耐食性を向上させられる。
In the chuck mechanism according to the present invention, the chuck main body, the wafer holding portion, and the bent portion may have an integrated structure.
According to this structure, since the chuck portion can be manufactured by integrally molding by resin molding or the like, the corrosion resistance can be improved.
本発明に係るチャック機構では、前記端面挟持部は、前記チャック本体から立ち上がるように設けられ、前記ウェハの端面と当接する当接面を有する突出部と、前記ステージの径方向に沿って前記突出部に設けられた排水溝と、を備える構造が考えられる。
この発明によれば、チャック時に当接面がウェハの端面と接触するため、チャックを確実にできる。
また、この構造によれば、ステージを回転しながら洗浄すると、洗浄液が遠心力によって排水溝から排出されるため、端面挟持部とウェハの端面の間に洗浄液が残留してウェハを汚染するのを防止できる。
In the chuck mechanism according to the present invention, the end surface holding portion is provided so as to rise from the chuck body, and has a protrusion portion having a contact surface that contacts the end surface of the wafer, and the protrusion along the radial direction of the stage. The structure provided with the drainage groove provided in the part can be considered.
According to the present invention, the abutting surface comes into contact with the end surface of the wafer at the time of chucking, so that the chuck can be reliably performed.
In addition, according to this structure, when cleaning is performed while rotating the stage, the cleaning liquid is discharged from the drainage groove by centrifugal force, so that the cleaning liquid remains between the end surface sandwiching portion and the end surface of the wafer to contaminate the wafer. Can be prevented.
本発明に係るチャック機構では、前記下面保持部は、前記ステージの径方向の内側から外側に向けて上方に傾斜するテーパ部を備え、前記支持面は、前記テーパ部の上面である構造が考えられる。
この発明によれば、ステージの回転速度が一定以下でチャック部がウェハから離れる向きに回動した状態で、ウェハの下面とテーパ部の上面が接触する角度を小さくできるため、接触時にウェハを損傷させるのを防止できる。
In the chuck mechanism according to the present invention, it is considered that the lower surface holding portion includes a tapered portion inclined upward from the radial inner side to the outer side of the stage, and the support surface is an upper surface of the tapered portion. It is done.
According to the present invention, the angle at which the lower surface of the wafer and the upper surface of the taper portion come into contact with each other can be reduced in a state where the rotation speed of the stage is below a certain level and the chuck portion is rotated away from the wafer. Can be prevented.
本発明に係るチャック機構では、前記チャック部は、例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンで構成される。
この発明によれば、軽量、安価で耐食性の高い材料でチャック部を構成でき、チャック機構の耐食性を向上させられる。
In the chuck mechanism according to the present invention, the chuck portion is made of, for example, vinyl chloride or polyether ether ketone.
According to the present invention, the chuck portion can be made of a material that is lightweight, inexpensive, and has high corrosion resistance, and the corrosion resistance of the chuck mechanism can be improved.
以下、図面に基づき本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。
まず、図1から図7までを参照して本実施形態に係るチャック機構1の構成を説明する。
ここではチャック機構として、ウェハの洗浄時および洗浄後に乾燥する際に保持する機構が例示されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the configuration of the
Here, the chuck mechanism is exemplified by a mechanism that holds the wafer when it is cleaned and when it is dried after cleaning.
図1に示すように、チャック機構1は後述するウェハ100(図8参照)を枚葉式で保持する装置であり、ステージ3、チャック部5、保持部7を有する。チャック機構1はガイドロッド9およびキープレート11も有する。
As shown in FIG. 1, the
ステージ3はチャック機構1の各構成部材を搭載する円板状の部材である。
図2に示すように、ステージ3は回転中心Oを中心に面方向に回転可能である。
ステージ3は、洗浄液に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましく、例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンで構成される。
ステージ3は、図2に示すように回転中心Oに回転中心孔20が形成されている。回転中心孔20は、図示しない回転用のモータの回転軸が取り付けられる孔である。
The
As shown in FIG. 2, the
The
The
図2に示すように、ステージ3は、上面の外周にチャック部挿入孔13、保持部固定穴19が設けられる。ステージ3は、外周端面からチャック部挿入孔13に向けて、ステージ3の径方向に形成されたボス挿入孔15を有する。
ステージ3は、外周端面におけるボス挿入孔15の両側に設けられたキープレート固定穴21も有する。
As shown in FIG. 2, the
The
チャック部挿入孔13はチャック部5が挿入される孔であり、回転中心Oを中心とする円周上に設けられる。ここではステージ3の外周の6カ所に沿うように均等配置される。チャック部挿入孔13の内周には、回転中心Oに向けて形成され、ガイドロッド9の先端が挿入されるガイドロッド挿入穴17が形成されている。
The chuck
保持部固定穴19は保持部7を固定する図示しないボルト等が挿入される孔であり、ここではチャック部挿入孔13の周囲4カ所に設けられる。
ボス挿入孔15は、キープレート11が挿入される孔である。
キープレート固定穴21は、キープレート11を固定する図示しないボルト等が挿入される穴である。
The holding
The
The key
チャック部5はステージ3の径方向に回動可能な部材であり、回動によりウェハ100を挟持する部材である。チャック部5は、洗浄液に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましく、例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンで構成される。
チャック部5は、図1ではステージ3の回転中心Oを中心とする円周、ここではステージ3の外周に沿うように均等配置され、ウェハ100の端面103(図9参照)を囲むように6つ設けられている。
チャック部5の数は、6つに限定されない。ただし、ウェハ100を保持・挟持する際に、ウェハ100に生じる応力が偏らないためには、少なくとも3つあるのが好ましい。
図3に示すようにチャック部5は、チャック本体31と、ウェハ保持部33を有する。チャック部5は、回動中心孔43と、屈曲部45と、長孔47も有する。
The
In FIG. 1, the
The number of
As shown in FIG. 3, the
チャック本体31は、棒状の形状を有する部材であり、一方の端部が上端34として上を向くように保持部7に保持される。
ウェハ保持部33は、チャック本体31の上端34から上側(Z方向の正の向き)に立ち上がるように設けられた部材であり、下面保持部35と、端面挟持部41を有する。
The
The
下面保持部35はウェハ100の下面105(図9参照)と接触して支持する部材であり、図3ではステージ3の径方向の内側から外側に向けて上方に傾斜するテーパ部である。この構造では、テーパ部の上面がウェハ100の下面105を支持する支持面となる。
The lower
端面挟持部41は、ウェハ100の端面103(図9参照)と接触することにより、他のチャック部5と協働してウェハ100を挟み込んで保持する部材である。端面挟持部41は下面保持部35に対してステージ3の径方向の外側に設けられ、チャック方向(ステージ3の径方向)を向いた一対の突出部である。
The end
一対の端面挟持部41の間には、ステージ3の径方向に沿って排水溝39が設けられている。
排水溝39は、チャック機構1にウェハ100を保持して回転させてウェハ100を洗浄した際に、端面挟持部41とウェハ100の端面103の間に洗浄液が残留するのを防ぐために、洗浄液を排出する溝である。
A
The
端面挟持部41は、ウェハ100と接触する保持面としての一対の当接面37を有している。
当接面37は、互いに排水溝39を介して対向する面を含み、かつステージ3の径方向の内側の角部近傍に形成された曲面を有する面である。
The end
The
回動中心孔43は、チャック本体31が回動する際の中心になる貫通孔であり、ウェハ保持部33の下側に設けられている。
回動中心孔43は、ステージ3の径方向(チャック部5がウェハ100をチャックする方向)とチャック本体31の軸方向の両方向に直交する方向(図3のY方向)に形成される。
The
The
屈曲部45は、チャック部5の重心位置を所望の位置にするための部材である。
屈曲部45は、チャック本体31の下端36に設けられた棒状の部材である。屈曲部45は、ステージ3の径方向において、チャック本体31の外側に屈曲している。
The
The
長孔47は、ガイドロッド9が挿入される貫通孔である。長孔47は回動中心孔43よりも下側(屈曲部45側)に形成され、ステージ3の径方向、即ち回動中心孔43に直交する方向に貫通している。
長孔47の上下方向(チャック本体31の軸方向、ここではZ方向)の高さhは、ガイドロッド9の主軸71の径DL(図6参照)よりも大きい。長孔47のステージ3の円周方向(Y方向)の幅Wは、ガイドロッド9の主軸71と接触して摺動可能な長さ(主軸71の径DLと同程度の長さ)である。
The
The height h of the
チャック部5は、一体構造であるのが好ましい。具体的には、チャック本体31、ウェハ保持部33、屈曲部45が一体構造であるのが好ましい。一体構造であれば、チャック部5を樹脂成型等で一体成型でき、耐食性を向上させられるためである。
The
図4に示すように、チャック部5は、回動中心軸Cよりもステージ3の径方向(ウェハ100をチャックする向き)の外側で、かつ回動中心軸Cよりも下側(回動中心軸Cに対してウェハ保持部33と逆側)に重心Gが位置する必要がある。
As shown in FIG. 4, the
保持部7は、チャック部5を回動可能に保持する部材であり、図1に示すように、ステージ3上に設けられる。
図5に示すように、保持部7は、貫通軸59、基部51、貫通軸保持部55、57、Cリング63を有する。
The holding
As shown in FIG. 5, the holding
貫通軸59は、チャック部5を保持する軸であり、一方の端部が拡径した頭部61となっている。他端は図示を省略したが、外周面に、軸回りに沿った凹溝が形成されている。
基部51は、ステージ3に固定される板状の部材であり、中央にはチャック部5が挿入される挿入孔53が形成されている。
基部51の挿入孔53の周囲4箇所には、図2の保持部固定穴19に対応した保持部側貫通孔65が形成されている。
保持部側貫通孔65は、保持部7をステージ3に固定するための図示しないボルト等が挿入される。
The penetrating
The
At four positions around the
The holding part side through
貫通軸保持部55、57は、挿入孔53を挟んで対向するように設けられた半円状の板状部材である。
貫通軸59は、挿入孔53の上方を通るように貫通軸保持部55、57を貫通して設けられている。
The through
The through
Cリング63は、貫通軸59の他方の端部に形成された図示しない凹溝にはめ込まれることにより、貫通軸が貫通軸保持部55、57から抜けるのを阻止する抜け止めである。
Cリング63は、貫通軸59に、はめ込む際の変形に耐える程度の弾性と、洗浄液等に対する耐食性を有する材料で構成されるのが好ましい。このような材料としては、例えばフッ素樹脂が挙げられる。
Cリング63以外の保持部7の部材は、洗浄液等に対する耐食性を有し、かつCリング63よりも強度が高い材料で構成されるのが望ましい。このような材料は例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。
保持部7をステージ3に固定するための図示しないボルトも、保持部7と同様に洗浄液等に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましい。
The
The C-
The members of the holding
It is desirable that the bolt (not shown) for fixing the holding
ガイドロッド9は、ステージ3が回転した際に貫通軸59に生じるY−Z平面上の回転モーメントを緩和する、丸棒形状の部材である。ガイドロッド9は、洗浄液等に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましい。このような材料は例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。
図6に示すように、ガイドロッド9は、主軸71、リング75、固定ピン73を備える。
The
As shown in FIG. 6, the
主軸71は、図3に示す長孔47を貫通する丸棒形状の軸である。
主軸71は、ステージ3が回転した際に長孔47の側面と接触して摺動することにより、チャック部5に生じる回転モーメントの一部を負担し、貫通軸59に回転モーメントが集中して変形するのを防ぐ。
The
When the
主軸71の一方の端部は、図2のガイドロッド挿入穴17に挿入される前端部77である。
リング75は主軸71の他の端部に設けられた部材であり、主軸71よりも径が大きい環状である。リング75はガイドロッド9の位置を固定するとともに、チャック部5を回動可能にする部材である。
具体的には、ガイドロッド9がガイドロッド挿入穴17に挿入され、前端部77が当接した際に、図1のキープレート11がリング75に突き当たることにより、ガイドロッド9の位置が固定され、チャック部5が回動可能な隙間が形成される。
One end of the
The
Specifically, when the
固定ピン73は、リング75の端部から主軸71と逆向きに延びる丸棒状の部材である。固定ピン73は、図1のキープレート11を貫通することにより、ガイドロッド9の位置決めを行う部材であり、主軸71およびリング75よりも径が小さい。
The fixing
キープレート11は、ガイドロッド9をステージ3に固定する部材である。
キープレート11は、洗浄液等に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましい。このような材料は例えば塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。
The
The
図7に示すようにキープレート11は、プレート本体81、ボス85、ガイドロッド貫通孔83、プレート固定用貫通孔87を備える。
As shown in FIG. 7, the
プレート本体81は、ステージ3の外周に接触する板状の部材である。
ボス85はプレート本体81の裏面(ステージ3と接触する面)から突出した部材であり、図2のボス挿入孔15に対応した形状を有する。
The
The
ガイドロッド貫通孔83は、図6の固定ピン73が挿入される孔であり、プレート本体81およびボス85をステージ3の径方向に貫通している。
The guide rod through
プレート固定用貫通孔87は図2のキープレート固定穴21に対応する孔であり、プレート本体81をステージ3に固定するための図示しないボルト等が挿入される。
この図示しないボルトも、キープレート11と同様に洗浄液等に対する耐食性を有する材料で構成されるのが望ましい。
The plate fixing through
It is desirable that the bolt (not shown) is also made of a material having corrosion resistance against the cleaning liquid or the like, similar to the
以上がチャック機構1の構成の説明である。
The above is the description of the configuration of the
次に、チャック機構1の組み立て方法の一例について、簡単に説明する。
Next, an example of an assembly method of the
まず、保持部7の基部51をステージ3に取り付ける。具体的には、図5に示す基部51の保持部側貫通孔65と、図1に示すステージ3の保持部固定穴19の位置を合わせ、図示しないボルト等を挿入して保持部7をステージ3に固定する。
First, the
次に、チャック部5を図2に示すステージ3のチャック部挿入孔13に下から挿入する。この状態で保持部7の貫通軸59を、図3に示す回動中心孔43に挿入し、図示しない凹溝にCリング63をはめ込むことにより、チャック部5を基部51に固定する。
Next, the
次に、図6に示すガイドロッド9の主軸71を、図3に示すチャック部5の長孔47に挿入し、前端部77を図2に示すガイドロッド挿入穴17に挿入する。
最後に、固定ピン73がガイドロッド貫通孔83に挿入されるように、図1に示すようにキープレート11をステージ3に取り付ける。
具体的には、図7に示すボス85を図2に示すボス挿入孔15に挿入し、図7に示すプレート固定用貫通孔87と図2に示すキープレート固定穴21に、図示しないボルト等を挿入して固定する。
以上の手順によりチャック機構1が組み立てられる。
Next, the
Finally, the
Specifically, the
The
図9に示すようにチャック部5は、回動中心軸Cよりもステージ3の径方向の外側で、かつ回動中心軸Cよりも下側に重心Gが位置する。そのため、チャック機構1が組み立てられた状態で、ステージ3が回転しない場合は、チャック部5の主軸71は、軸方向が鉛直方向(Z方向)に水平な状態からR1の向きに回転した状態に保持される。
As shown in FIG. 9, the
この際のステージ3の回転中心Oとチャック部5の当接面37の距離DCは、ウェハ100の半径DWよりも大きい。
以上がチャック機構1の組み立て方法の一例の説明である。
At this time, the distance DC between the rotation center O of the
The above is the description of an example of the assembly method of the
次に、チャック機構1がウェハ100をチャックする際の動作について、図9および図10を参照して説明する。
Next, an operation when the
まず、ステージ3が静止した状態で、図8に示すように、ウェハ100をチャック機構1に搭載する。
具体的には、図9に示すように、下面保持部35上に下面105が接するようにウェハ100を搭載する。
First, with the
Specifically, as shown in FIG. 9, the
この状態では、図9に示すように、ウェハ100の端面103はチャック部5の当接面37に接していないため、チャック部5に挟まれていない。
次に、この状態でステージ3に連結された図示しないモータ等を駆動し、ステージ3を回転させる。
チャック部5は、回動中心軸Cよりもステージ3の径方向の外側で、かつ回動中心軸Cよりも下側に重心Gが位置するため、回転による遠心力が図9のR2の向きに加えられる。
回転速度が一定以上になると、チャック部5は、遠心力によって図10に示すように回動中心軸Cを中心にR2の向きに回転し、当接面37がウェハ100の端面103に接触して押圧する。
この状態ではウェハ100は、チャック部5に挟まれるため、チャック部5に固定される。
図10に示す状態からステージ3の回転速度を下げると、R2の向きに生じる遠心力は弱くなり、一定以下の回転速度になると、当接面37がウェハ100から離れて、固定が解除される。
以上が、チャック機構1がウェハ100をチャックする際の動作の説明である。
In this state, as shown in FIG. 9, the
Next, in this state, a motor (not shown) connected to the
Since the center of gravity G is located on the
When the rotation speed becomes a certain level or more, the
In this state, since the
When the rotational speed of the
The above is the description of the operation when the
このように、本実施形態によれば、チャック部5の重心Gは、回動中心軸Cよりも外側かつ下側にある。この構造では、ステージ3の回転による遠心力が小さくなるほど、チャック部5がウェハ100と離れる向きに回動し、遠心力が大きくなるほど、チャック部5がウェハ100に近づく向きに回動する。
Thus, according to the present embodiment, the center of gravity G of the
この実施形態では、ステージ3の回転速度が一定以下でウェハ100を確実にデチャックし、一定以上でウェハ100を確実にチャックする機構を、回動中心軸Cと重心Gの関係を規定しただけの、バネやカウンターウェイトを必要としない単純な構造で実現できる。
構造が単純であれば、バネや複雑な部品を用いずに樹脂射出成型品等でチャック部5を形成できるので、耐食性を向上させられる。
In this embodiment, a mechanism that reliably dechucks the
If the structure is simple, the
本実施形態によれば、チャック本体31の外側に屈曲する屈曲部45を、チャック本体31の下端36に設けることにより、チャック部5の重心Gが、回動中心軸Cよりも外側かつ下側に位置する構造にしている。
この実施形態では、チャック部5は構造が単純である。構造が単純であれば、バネ等の複雑な部品を用いずに樹脂射出成型品等でチャック部5を形成でき、耐食性を向上させられる。
According to this embodiment, the center of gravity G of the
In this embodiment, the
本実施形態によれば、チャック部5は、チャック本体31の回動中心孔43よりも下側を、ステージ3の径方向に貫通して設けられた長孔47と、長孔47を貫通するように設けられた丸棒形状のガイドロッド9を備える。長孔47は、ステージ3の円周方向においてガイドロッド9と摺動可能に接触するように設けられ、かつ上下方向の径(高さh)がガイドロッドの径DLよりも大きい。
この実施形態では、ステージ3が回転することにより貫通軸59に生じる回転モーメントを、ガイドロッド9が長孔47の側面に接触することにより緩和するので、ステージ3が回転する際にチャック機構1が回転モーメントで変形するのを防止できる。
According to the present embodiment, the
In this embodiment, the rotational moment generated in the through
本実施形態によれば、チャック本体31、ウェハ保持部33、屈曲部45は一体構造である。
この実施形態では、チャック部5は、樹脂成型等で一体成型することにより製造でき、耐食性を向上させられる。
According to the present embodiment, the chuck
In this embodiment, the
本実施形態によれば、端面挟持部41は、チャック本体31から立ち上がるように設けられ、ウェハ100の端面103と当接する当接面37を有する突出部であり、ステージ3の径方向に沿って設けられた排水溝39を備える。
この実施形態では、チャック時に当接面37がウェハ100の端面103と接触するため、チャックを確実にできる。
また、ステージ3を回転しながら洗浄すると、洗浄液が遠心力によって排水溝39から排出されるため、端面挟持部41とウェハ100の端面の間に洗浄液が残留して、ウェハ100を汚染するのを防止できる。
According to the present embodiment, the end
In this embodiment, since the
Further, when cleaning is performed while rotating the
本実施形態によれば、下面保持部35は、ステージ3の径方向の内側から外側に向けて上方に傾斜するテーパ部であり、ウェハ100の下面105を支持する。
この実施形態では、ステージ3の回転速度が一定以下で、チャック部5がウェハ100から離れる向きに回動した状態で、ウェハ100の下面105と下面保持部35の上面が接触する角度を小さくでき、接触時にウェハ100を損傷させるのを防止できる。
According to the present embodiment, the lower
In this embodiment, the angle at which the
本実施形態によれば、チャック部5は、塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンで構成される。
この実施形態では、軽量、安価で耐食性の高い材料でチャック部5を構成でき、チャック機構1の耐食性を向上させられる。
According to the present embodiment, the
In this embodiment, the
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態には限定されない。当業者であれば、本発明の技術思想の範囲内において、各種変形例および改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明の範囲に含まれる。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments. It is natural for a person skilled in the art to come up with various modifications and improvements within the scope of the technical idea of the present invention, and these are also included in the scope of the present invention.
1…チャック機構、3…ステージ、5…チャック部、7…保持部、9…ガイドロッド、11…キープレート、13…チャック部挿入孔、15…ボス挿入孔、17…ガイドロッド挿入穴、19…保持部固定穴、20…回転中心孔、21…キープレート固定穴、31…チャック本体、33…ウェハ保持部、34…上端、35…下面保持部、36…下端、37…当接面、39…排水溝、41…端面挟持部、43…回動中心孔、45…屈曲部、47…長孔、51…基部、53…挿入孔、55…貫通軸保持部、57…貫通軸保持部、59…貫通軸、61…頭部、63…Cリング、65…保持部側貫通孔、71…主軸、73…固定ピン、75…リング、77…前端部、81…プレート本体、83…ガイドロッド貫通孔、85…ボス、87…プレート固定用貫通孔、100…ウェハ、103…端面、105…下面。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
面方向に回転可能な円板状のステージと、
前記ステージの回転軸を中心とする円周上に均等配置され、前記ステージの径方向に回動可能で前記ウェハの端面を囲むように設けられた3つ以上のチャック部と、
前記ステージ上に設けられ、前記チャック部を回動可能に保持する保持部と、
を備え、
前記チャック部は、
棒状の形状を有し、一方の端面が上端として上を向くように前記保持部に保持されたチャック本体と、
前記ステージの径方向および前記チャック本体の軸方向に直交するように前記チャック本体に形成された回動中心孔と、
前記チャック本体の前記回動中心孔よりも下側を前記ステージの径方向に貫通して設けられた長孔と、
を備え、
前記チャック部は、回動中心軸よりも前記ステージの径方向の外側で、かつ回動中心軸よりも下側に重心が位置し、
前記保持部は、前記回動中心孔を貫通して設けられた貫通軸を備え、
前記チャック機構は、前記長孔を貫通するように設けられた丸棒形状のガイドロッドを備え、
前記長孔は、前記ステージの円周方向において前記ガイドロッドと摺動可能に接触するように設けられ、かつ上下方向の径が前記ガイドロッドの径よりも大きいことを特徴とする、チャック機構。 A chuck mechanism for holding a wafer in a single wafer type,
A disk-shaped stage that can rotate in the surface direction;
Three or more chuck portions that are evenly arranged on a circumference around the rotation axis of the stage, are rotatable in the radial direction of the stage, and are provided so as to surround an end surface of the wafer;
A holding unit provided on the stage and rotatably holding the chuck unit;
With
The chuck portion is
A chuck body that has a rod-like shape and is held by the holding portion so that one end face faces upward as an upper end;
A rotation center hole formed in the chuck body so as to be orthogonal to the radial direction of the stage and the axial direction of the chuck body;
A long hole provided below the rotation center hole of the chuck body in a radial direction of the stage;
With
The chuck portion has a center of gravity located outside the rotation center axis in the radial direction of the stage and below the rotation center axis .
The holding portion includes a through shaft provided through the rotation center hole,
The chuck mechanism includes a round rod-shaped guide rod provided so as to penetrate the elongated hole,
The chuck mechanism, wherein the long hole is provided so as to be slidably contacted with the guide rod in a circumferential direction of the stage, and has a diameter in a vertical direction larger than a diameter of the guide rod .
前記チャック部は、
前記チャック本体の上端に設けられ、前記ウェハの下面と接触して支持する支持面を有する下面保持部と、前記ウェハの端面と接触して保持する保持面を有する端面挟持部と、を備えるウェハ保持部と、
前記チャック本体の下端に設けられ、前記ステージの径方向において、前記チャック本体の外側に屈曲して設けられた屈曲部と、
を備え、
前記保持部は、前記ステージ上に設けられ、前記貫通軸を固定する基部を備えることを特徴とするチャック機構。 The chuck mechanism according to claim 1,
The chuck portion,
Provided at the upper end of the front Symbol chuck body comprises a lower surface holding portion having a support surface for supporting contact with the lower surface of the wafer, and a end surface sandwiching portion having a holding surface for holding in contact with the end surface of the wafer A wafer holder ;
Provided at the lower end of the front Symbol chuck body in the radial direction of the stage, and a bent portion provided by bending outwardly of said chuck body,
With
The holding portion is provided before SL on the stage, the chuck mechanism characterized in that it comprises a base portion for securing the through-shaft.
前記チャック本体、前記ウェハ保持部、前記屈曲部は一体構造であることを特徴とする、チャック機構。 The chuck mechanism according to claim 2 ,
The chuck mechanism according to claim 1, wherein the chuck main body, the wafer holding part, and the bent part have an integral structure.
前記端面挟持部は、前記チャック本体から立ち上がるように設けられ、前記ウェハの端面と当接する当接面を有する突出部と、
前記ステージの径方向に沿って前記突出部に設けられた排水溝と、
を備えることを特徴とするチャック機構。 The chuck mechanism according to claim 2 or 3 , wherein
The end surface sandwiching portion is provided so as to rise from the chuck body, and has a projecting portion having a contact surface that contacts the end surface of the wafer;
A drainage groove provided in the protrusion along the radial direction of the stage;
A chuck mechanism comprising:
前記下面保持部は、
前記ステージの径方向の内側から外側に向けて上方に傾斜するテーパ部を備え、前記支持面は、前記テーパ部の上面であることを特徴とする、チャック機構。 The chuck mechanism according to any one of claims 2 to 4 ,
The lower surface holding part is
A chuck mechanism comprising: a taper portion that is inclined upward from the inner side to the outer side in the radial direction of the stage, wherein the support surface is an upper surface of the taper portion.
前記チャック部は、塩化ビニルまたはポリエーテルエーテルケトンで構成されることを特徴とする、チャック機構。 The chuck mechanism according to any one of claims 1 to 5 ,
The chuck mechanism, wherein the chuck portion is made of vinyl chloride or polyether ether ketone.
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