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JP7731214B2 - Substrate gripping device - Google Patents
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JP7731214B2 - Substrate gripping device - Google Patents

Substrate gripping device

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JP7731214B2
JP7731214B2 JP2021064568A JP2021064568A JP7731214B2 JP 7731214 B2 JP7731214 B2 JP 7731214B2 JP 2021064568 A JP2021064568 A JP 2021064568A JP 2021064568 A JP2021064568 A JP 2021064568A JP 7731214 B2 JP7731214 B2 JP 7731214B2
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Description

本発明は、基板把持装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate gripping device.

下記特許文献1には、半導体ウェハなどの基板の洗浄装置や乾燥装置に適用することができる基板把持装置が開示されている。この基板把持装置は、支柱の昇降に連動して開閉する基板保持部(爪)を備えている。第1の実施形態において、基板保持部は、支柱の上昇が停止する直前に開閉動作する。また、第2の実施形態において、基板保持部は、支柱の上昇が開始した直後に開閉動作する。 Patent Document 1 below discloses a substrate gripping device that can be used in cleaning and drying devices for substrates such as semiconductor wafers. This substrate gripping device is equipped with substrate holding parts (claws) that open and close in conjunction with the elevation of a support column. In a first embodiment, the substrate holding part opens and closes just before the elevation of the support column stops. In a second embodiment, the substrate holding part opens and closes just after the elevation of the support column begins.

特開2014-133642号公報JP 2014-133642 A

しかしながら、支柱の上昇が完了する直前、または、支柱の上昇が開始した直後の短時間に基板保持部の開閉動作がなされると、基板保持部の開閉速度が速く、基板に接触する際の衝撃が大きくなり、基板保持部の摩耗につながる。 However, if the board holder is opened or closed just before the support column finishes rising, or in the short time immediately after the support column starts rising, the board holder opens and closes quickly, causing a large impact when it comes into contact with the board, leading to wear on the board holder.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板保持部の摩耗を抑制することができる基板把持装置の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a substrate gripping device that can reduce wear on the substrate holding portion.

本発明の一態様に係る基板把持装置は、基板をクランプする閉状態と、前記基板のクランプを解除する開状態と間で移動可能な基板保持部と、前記基板保持部を支持し、昇降可能な支柱部と、前記支柱部の昇降動作と前記基板保持部の開閉動作とを連動させる連動機構と、を備え、前記支柱部の昇降ストロークにおける前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの中間領域の少なくとも一部を含んでいる。 A substrate gripping device according to one aspect of the present invention comprises a substrate holding unit that is movable between a closed state in which a substrate is clamped and an open state in which the clamped substrate is released, a support column that supports the substrate holding unit and is capable of moving up and down, and a linkage mechanism that links the lifting and lowering movement of the support column with the opening and closing movement of the substrate holding unit, wherein the range of opening and closing movement of the substrate holding unit during the lifting and lowering stroke of the support column includes at least a portion of the intermediate region of the lifting and lowering stroke.

上記基板把持装置においては、前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの50%以上であってもよい。 In the above-mentioned substrate gripping device, the opening and closing range of the substrate holder may be 50% or more of the lifting stroke.

上記基板把持装置においては、前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの下端を含まなくてもよい。 In the above-mentioned substrate gripping device, the opening and closing operation range of the substrate holder does not have to include the lower end of the lifting stroke.

上記基板把持装置においては、前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの上端を含まなくてもよい。 In the above-mentioned substrate gripping device, the opening and closing operation range of the substrate holder does not have to include the upper end of the lifting stroke.

上記本発明の一態様によれば、基板保持部の摩耗を抑制することができる基板把持装置を提供できる。 According to one aspect of the present invention, a substrate gripping device can be provided that can reduce wear on the substrate holder.

一実施形態に係る基板把持装置の縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view of a substrate gripping device according to an embodiment. 一実施形態に係るチャックの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a chuck according to an embodiment. 一実施形態に係る基板保持部の閉動作を説明する説明図である。10A and 10B are explanatory views illustrating a closing operation of a substrate holding part according to an embodiment. 一実施形態に係る基板保持部の閉動作に連動する基板ガイド部材の動きを説明する説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams illustrating the movement of the substrate guide member in conjunction with the closing operation of the substrate holder according to the embodiment. 一実施形態に係る基板保持部の開動作を説明する説明図である。10A and 10B are explanatory views illustrating an opening operation of a substrate holder according to an embodiment. 一実施形態に係る基板保持部の開動作に連動する基板ガイド部材の動きを説明する説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams illustrating the movement of the substrate guide member in conjunction with the opening operation of the substrate holder according to the embodiment. 一実施形態に係るチャックが基板の受け渡し位置まで上昇した様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the chuck according to the embodiment has risen to a substrate transfer position. 一実施形態に係るチャックが基板の受け渡し位置まで上昇する途中の様子を示す図である。10A and 10B are diagrams illustrating a state in which a chuck according to an embodiment is rising to a substrate transfer position. 一実施形態に係るチャックの昇降動作と開閉動作のタイミングを説明する説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams illustrating timings of lifting and lowering operations and opening and closing operations of a chuck according to an embodiment. 一実施形態に係る支柱部の昇降動作と基板保持部の開閉動作のタイミングを示すグラフである。10 is a graph showing the timing of the lifting and lowering operation of the support column and the opening and closing operation of the substrate holder according to one embodiment. 一実施形態の変形例に係る支柱部の昇降動作と基板保持部30の開閉動作のタイミングを示すグラフである。10 is a graph showing the timing of the lifting and lowering operation of the support column and the opening and closing operation of the substrate holder 30 according to a modified example of the embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態に係る基板把持装置1の縦断面図である。
図1に示すように、基板把持装置1は、基台2と、基台2に支持された複数(本実施形態では4つ(なお4つのうち2つは不図示))のチャック3と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a substrate gripping device 1 according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the substrate gripping device 1 includes a base 2 and a plurality of chucks 3 (four in this embodiment (two of the four are not shown)) supported by the base 2.

基台2は、回転軸4の上端に固定されている。回転軸4は、複数の軸受5によって上下方向に延びる軸回りに回転自在に支持されている。複数の軸受5は、回転軸4を囲むように配置された円筒体6の内周面に固定されている。円筒体6は、図示しない架台に取り付けられており、その位置は固定されている。 The base 2 is fixed to the upper end of the rotating shaft 4. The rotating shaft 4 is supported by multiple bearings 5 so that it can rotate freely around an axis extending in the vertical direction. The multiple bearings 5 are fixed to the inner surface of a cylindrical body 6 that is arranged to surround the rotating shaft 4. The cylindrical body 6 is attached to a mount (not shown) and its position is fixed.

回転軸4は、プーリー7,8およびベルト9を介してモータ10に連結されている。モータ10は、プーリー7,8およびベルト9を介して基台2を回転させる。基台2に支持された複数のチャック3は、ウェハなどの基板Wを把持している。基板Wは、複数のチャック3によって周縁部を把持され、モータ10によって回転軸4の軸回りに回転する。 The rotating shaft 4 is connected to a motor 10 via pulleys 7 and 8 and a belt 9. The motor 10 rotates the base 2 via the pulleys 7 and 8 and the belt 9. A plurality of chucks 3 supported on the base 2 grip a substrate W such as a wafer. The substrate W is gripped at its peripheral edge by the plurality of chucks 3 and rotated around the rotating shaft 4 by the motor 10.

円筒体6の周囲には、リフト機構11が配設されている。リフト機構11は、円筒体6に対し、上下方向にスライド可能とされている。リフト機構11は、複数のチャック3の下端に接触して、これらチャック3を持ち上げる複数のプッシャー12を有している。リフト機構11は、図示しないエア駆動の昇降装置と接続され、複数のプッシャー12と共に昇降する。 A lift mechanism 11 is disposed around the cylindrical body 6. The lift mechanism 11 is slidable up and down relative to the cylindrical body 6. The lift mechanism 11 has multiple pushers 12 that contact the lower ends of the multiple chucks 3 and lift these chucks 3. The lift mechanism 11 is connected to an air-driven lifting device (not shown) and moves up and down together with the multiple pushers 12.

複数のチャック3は、リング部材13に固定されている。リング部材13は、複数のチャック3を同期して一体で昇降させる。リング部材13は、チャック3の配列方向に沿って環状に延びており、基台2の下方に位置している。リング部材13、回転軸4、基台2、円筒体6は、同心状に配置されている。 The multiple chucks 3 are fixed to a ring member 13. The ring member 13 raises and lowers the multiple chucks 3 synchronously and as a unit. The ring member 13 extends in an annular shape along the arrangement direction of the chucks 3 and is located below the base 2. The ring member 13, rotation shaft 4, base 2, and cylindrical body 6 are arranged concentrically.

基台2の上面には、回転カップ14が固定されている。回転カップ14は、回転する基板Wから遠心力により飛び出した液体を受け止める。回転カップ14は、基板Wの全周を囲むように配置されている。回転カップ14の縦断面形状は、径方向内側に傾斜している。また、回転カップ14の内周面は、滑らかな曲面から構成されている。 A rotating cup 14 is fixed to the upper surface of the base 2. The rotating cup 14 catches liquid that is ejected from the rotating substrate W due to centrifugal force. The rotating cup 14 is arranged to surround the entire periphery of the substrate W. The vertical cross-sectional shape of the rotating cup 14 is inclined radially inward. The inner peripheral surface of the rotating cup 14 is composed of a smoothly curved surface.

図2は、一実施形態に係るチャック3の縦断面図である。
複数のチャック3は、同じ構成を有している。チャック3は、図2に示すように、基板Wをクランプする閉状態と、基板Wのクランプを解除する開状態と間で移動可能な基板保持部30と、基板保持部30を支持し、昇降可能な支柱部40と、支柱部40の昇降動作と基板保持部30の開閉動作とを連動させる連動機構50と、を備えている。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the chuck 3 according to one embodiment.
2, each chuck 3 includes a substrate holder 30 that is movable between a closed state in which the substrate W is clamped and an open state in which the clamped substrate W is released, a support column 40 that supports the substrate holder 30 and is movable up and down, and an interlocking mechanism 50 that interlocks the lifting and lowering operation of the support column 40 with the opening and closing operation of the substrate holder 30.

基台2は、固定板21と、バネ受け22と、を備えている。固定板21及びバネ受け22には、支柱部40が上下方向にスライド可能な貫通孔が形成されている。この貫通孔の直径は、支柱部40の直径よりも僅かに大きく、したがって、チャック3は、基台2に対して上下方向に相対移動可能となっている。 The base 2 includes a fixed plate 21 and a spring retainer 22. The fixed plate 21 and the spring retainer 22 have through-holes formed therein, allowing the support column 40 to slide vertically. The diameter of this through-hole is slightly larger than the diameter of the support column 40, allowing the chuck 3 to move vertically relative to the base 2.

基板保持部30は、基板Wの半径方向内側に向かって下向きの勾配を持つ傾斜面31を有している。傾斜面31には、基板Wの周縁部に接触する爪部32が形成されている。基板Wの周縁部は、先ず傾斜面31上に載置され、次いで爪部32に把持される。基板保持部30は、基台2及び回転軸4の中心軸回りに等間隔に配置されている。したがって、基板保持部30が基板Wの周縁部を把持することにより、基板Wのセンタリングを自動的に行うことができる。 The substrate holders 30 have an inclined surface 31 that slopes downward toward the inside in the radial direction of the substrate W. Claws 32 are formed on the inclined surface 31 and come into contact with the peripheral edge of the substrate W. The peripheral edge of the substrate W is first placed on the inclined surface 31 and then gripped by the claws 32. The substrate holders 30 are arranged at equal intervals around the central axis of the base 2 and the rotation shaft 4. Therefore, by the substrate holders 30 gripping the peripheral edge of the substrate W, the substrate W can be automatically centered.

支柱部40は、上下方向に延びる円筒状に形成されている。支柱部40には、上述したリング部材13(図1参照)が固定されている。支柱部40の上端付近には、固定板21上に載置可能なフランジ41が設けられている。支柱部40のフランジ41よりも上側の上端部には、基板保持部30を回転自在に支持する支持軸42が設けられている。 The support column 40 is formed in a cylindrical shape extending in the vertical direction. The ring member 13 (see Figure 1) described above is fixed to the support column 40. A flange 41 that can be placed on the fixed plate 21 is provided near the upper end of the support column 40. A support shaft 42 that rotatably supports the substrate holder 30 is provided at the upper end of the support column 40 above the flange 41.

支柱部40の下端部には、バネ受け43が固定されている。基台2側のバネ受け22と、支柱部40側のバネ受け43との間には、一次スプリング44が配置されている。この一次スプリング44は、圧縮バネであり、基台2に対し支柱部40を下向きに付勢している。 A spring retainer 43 is fixed to the lower end of the support column 40. A primary spring 44 is disposed between the spring retainer 22 on the base 2 side and the spring retainer 43 on the support column 40 side. This primary spring 44 is a compression spring that biases the support column 40 downward relative to the base 2.

連動機構50は、支柱部40の内部に収容されたロッド51を備えている。ロッド51は、支柱部40内で上下方向に移動自在に配置されている。ロッド51の上端部には、長孔52が形成されている。長孔52には、基板保持部30に設けられたピン33が変位可能に係合している。 The interlocking mechanism 50 includes a rod 51 housed inside the support column 40. The rod 51 is arranged so that it can move freely up and down within the support column 40. An elongated hole 52 is formed at the upper end of the rod 51. A pin 33 provided on the substrate holder 30 is displaceably engaged with the elongated hole 52.

ロッド51の下端部には、バネ受け53が固定されている。ロッド51のバネ受け53と支柱部40の内周面に形成された段差との間には、二次スプリング54が配置されている。二次スプリング54は、圧縮バネであり、支柱部40に対し、ロッド51を下向きに付勢している。なお、一次スプリング44及び二次スプリング54のバネ定数および自由長は、後述するタイミングで、基板保持部30が開閉動作するように調整されている。 A spring retainer 53 is fixed to the lower end of the rod 51. A secondary spring 54 is positioned between the spring retainer 53 of the rod 51 and a step formed on the inner surface of the support column 40. The secondary spring 54 is a compression spring that urges the rod 51 downward relative to the support column 40. The spring constants and free lengths of the primary spring 44 and secondary spring 54 are adjusted so that the board holder 30 opens and closes at the timing described below.

図3は、一実施形態に係る基板保持部30の閉動作を説明する説明図である。
図3に示すように、支柱部40に対しロッド51が相対的に下降すると、ロッド51の長孔52に係合しているピン33が下降し、これにより基板保持部30は、支持軸46を中心に回転する。このときの基板保持部30の回転方向は、爪部32が基板Wの周縁部に近づく方向である。爪部32に基板Wの周縁部が把持されることにより、基板Wがクランプされる。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the closing operation of the substrate holder 30 according to one embodiment.
3, when the rod 51 descends relative to the support column 40, the pin 33 engaged with the long hole 52 of the rod 51 descends, causing the substrate holder 30 to rotate about the support shaft 46. The direction of rotation of the substrate holder 30 at this time is the direction in which the claws 32 approach the peripheral edge of the substrate W. The peripheral edge of the substrate W is gripped by the claws 32, thereby clamping the substrate W.

図4は、一実施形態に係る基板保持部30の閉動作に連動する基板ガイド部材55の動きを説明する説明図である。
図4に示すように、連動機構50は、搬送装置から搬送された基板Wを基板保持部30にガイドするための基板ガイド部材55を備えている。基板ガイド部材55は、ねじ55によってロッド51に固定されている。したがって、基板ガイド部材55は、ロッド51と一体で、支柱部40に対して上下動する。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the movement of the substrate guide member 55 in conjunction with the closing operation of the substrate holder 30 according to one embodiment.
4, the interlocking mechanism 50 includes a substrate guide member 55 for guiding the substrate W transferred from the transfer device to the substrate holder 30. The substrate guide member 55 is fixed to the rod 51 by a screw 55. Therefore, the substrate guide member 55 moves up and down integrally with the rod 51 relative to the support column 40.

基板ガイド部材55は、基板保持部30の閉動作に同期して下降し、その上端は基板保持部30よりも低くなる。このような構成とすることにより、回転する基板Wの上面に供給された液体を、基板ガイド部材55に乱されることなく基板Wの周縁部から遠心力によって排出することができる。つまり、基板ガイド部材55からの液体の跳ね返りをなくすことが可能である。 The substrate guide member 55 descends in synchronization with the closing operation of the substrate holder 30, and its upper end becomes lower than the substrate holder 30. With this configuration, liquid supplied to the upper surface of the rotating substrate W can be discharged from the peripheral edge of the substrate W by centrifugal force without being disturbed by the substrate guide member 55. In other words, it is possible to eliminate liquid splashing from the substrate guide member 55.

図5は、一実施形態に係る基板保持部30の開動作を説明する説明図である。
図5に示すように、支柱部40に対しロッド51が相対的に上昇すると、ロッド51の長孔52に係合しているピン33が下降し、これにより基板保持部30は、支持軸46を中心に回転する。このときの基板保持部30の回転方向は、爪部32が基板Wの周縁部から離れる方向である。爪部32が基板Wの周縁部から離間することで、基板Wのクランプが解除される。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the opening operation of the substrate holder 30 according to one embodiment.
5, when the rod 51 rises relative to the support column 40, the pin 33 engaged with the long hole 52 of the rod 51 descends, causing the substrate holder 30 to rotate about the support shaft 46. The direction of rotation of the substrate holder 30 at this time is the direction in which the claws 32 move away from the peripheral edge of the substrate W. When the claws 32 move away from the peripheral edge of the substrate W, the clamping of the substrate W is released.

図6は、一実施形態に係る基板保持部30の開動作に連動する基板ガイド部材55の動きを説明する説明図である。
図6に示すように、基板ガイド部材55は、基板保持部30の開動作に同期して上昇し、その上端は基板保持部30よりも高くなる。基板ガイド部材55の上端には、基板Wの周縁部を基板保持部30の傾斜面31までガイドするテーパー面が形成されている。このような構成にすることで、搬送装置から受け渡された基板Wの周縁部を、基板ガイド部材55のテーパー面で案内し、基板保持部30の傾斜面31まで移動させることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the movement of the substrate guide member 55 in conjunction with the opening operation of the substrate holder 30 according to one embodiment.
6 , the substrate guide member 55 rises in synchronization with the opening operation of the substrate holding part 30, and its upper end becomes higher than the substrate holding part 30. A tapered surface is formed at the upper end of the substrate guide member 55 for guiding the peripheral edge of the substrate W to the inclined surface 31 of the substrate holding part 30. With this configuration, the peripheral edge of the substrate W transferred from the transport device can be guided by the tapered surface of the substrate guide member 55 and moved to the inclined surface 31 of the substrate holding part 30.

次に、上記構成の基板保持部30が開閉動作するタイミングについて説明する。 Next, we will explain the timing of the opening and closing operations of the substrate holder 30 configured as described above.

図7は、一実施形態に係るチャック3が基板Wの受け渡し位置まで上昇した様子を示す図である。
図7に示すように、チャック3が基板Wの受け渡し位置まで上昇したとき、基板保持部30は開いている。つまり、基板保持部30は、支柱部40の昇降ストロークSの上端において開いている。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the chuck 3 according to an embodiment has been raised to a position for transferring the substrate W.
7, the substrate holding part 30 is open when the chuck 3 is raised to the transfer position for the substrate W. In other words, the substrate holding part 30 is open at the upper end of the lifting stroke S of the support part 40.

図8は、一実施形態に係るチャック3が基板Wの受け渡し位置まで上昇する途中の様子を示す図である。
図8に示すように、チャック3が基板Wの受け渡し位置まで上昇する途中で、基板保持部30は開いている。このときの支柱部40の昇降高さS1は、図7に示す支柱部40の昇降ストロークSの約60%~70%である。
FIG. 8 is a diagram showing the state in which the chuck 3 according to the embodiment is rising to the transfer position for the substrate W.
8, the substrate holder 30 is open while the chuck 3 is rising to the transfer position for the substrate W. The elevation height S1 of the support column 40 at this time is approximately 60% to 70% of the elevation stroke S of the support column 40 shown in FIG.

図9は、一実施形態に係るチャック3の昇降動作と開閉動作のタイミングを説明する説明図である。
チャック3が基板Wの受け渡し位置まで上昇するとき、リフト機構11のプッシャー12がロッド51を押し上げる。ロッド51を押し上げると、二次スプリング54を介して上向きの力が支柱部40に加えられる。これにより、支柱部40及びロッド51は、一体となって上昇する。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the timing of the lifting and lowering operation and the opening and closing operation of the chuck 3 according to one embodiment.
When the chuck 3 rises to the transfer position for the substrate W, the pusher 12 of the lift mechanism 11 pushes up the rod 51. When the rod 51 is pushed up, an upward force is applied to the support column 40 via the secondary spring 54. As a result, the support column 40 and the rod 51 rise together.

図9に示す線の両端の位置は、クランプ位置、すなわち支柱部40及びロッド51がともに下端の位置にある状態を示している。このとき、一次スプリング44の反発力は二次スプリング54の反発力よりもわずかに小さくなっている。プッシャー12がロッド51を押し上げると、一次スプリング44が先に縮みはじめる。すなわち、このとき、二次スプリング54の長さは変わらず、基板保持部30は閉状態のままである。 The positions of both ends of the line shown in Figure 9 indicate the clamped position, i.e., the state in which the support column 40 and rod 51 are both at their lowest positions. At this time, the repulsive force of the primary spring 44 is slightly smaller than the repulsive force of the secondary spring 54. When the pusher 12 pushes up on the rod 51, the primary spring 44 begins to compress first. In other words, at this time, the length of the secondary spring 54 does not change, and the substrate holder 30 remains in a closed state.

図9に示すように、チャック3がX1mm(数mm)上昇した位置で、二次スプリング54も縮みはじめ、一次スプリング44と二次スプリング54の反発力が互いに釣り合いながら、X1mm位置~X2mm位置(昇降高さS1)まで、一次スプリング44と二次スプリング54が同時に縮む。この間、基板保持部30は徐々に開いていく。X2mm位置は、昇降ストロークの約60~70%である。チャック3がX2mm位置に達すると、基板保持部30が開状態になり、二次スプリング54は縮み切る。以降は、一次スプリング44のみが縮み、チャック3が基板Wの受け渡し位置(X3mm(昇降ストロークSの上端)に到達する。 As shown in Figure 9, when the chuck 3 has risen by X1 mm (several mm), the secondary spring 54 also begins to compress. As the repulsive forces of the primary spring 44 and secondary spring 54 balance each other, the primary spring 44 and secondary spring 54 simultaneously compress from the X1 mm position to the X2 mm position (lifting height S1). During this time, the substrate holder 30 gradually opens. The X2 mm position is approximately 60-70% of the lifting stroke. When the chuck 3 reaches the X2 mm position, the substrate holder 30 enters an open state, and the secondary spring 54 fully compresses. From this point on, only the primary spring 44 compresses, and the chuck 3 reaches the substrate W transfer position (X3 mm (the upper end of the lifting stroke S)).

チャック3の下降時も同様である。チャック3が基板Wの受け渡し位置からクランプ位置(0mm位置)まで可能するとき、リフト機構11のプッシャー12を下降させる。プッシャー12を下降させると、一次スプリング44を介して下向きの力が支柱部40に加えられる。これにより、支柱部40及びロッド51は、一体となって下降する。 The same applies when the chuck 3 is lowered. When the chuck 3 moves from the substrate W transfer position to the clamping position (0 mm position), the pusher 12 of the lift mechanism 11 is lowered. When the pusher 12 is lowered, a downward force is applied to the support column 40 via the primary spring 44. As a result, the support column 40 and rod 51 are lowered together.

チャック3が基板Wの受け渡し位置(X3mm)から下降し、X2mm位置(昇降高さS1)に達すると、二次スプリング54も伸び始める。そして、X2mm位置~X1mm位置まで、一次スプリング44と二次スプリング54が同時に伸びる。チャック3がX1mmに達すると、二次スプリング54が伸びきり基板保持部30が閉状態になる。以降は、一次スプリング44のみが伸び、チャック3がクランプ位置(0mm)に到達する。 When the chuck 3 descends from the substrate W transfer position (X3 mm) and reaches the X2 mm position (lift height S1), the secondary spring 54 also begins to extend. Then, from the X2 mm position to the X1 mm position, the primary spring 44 and secondary spring 54 extend simultaneously. When the chuck 3 reaches X1 mm, the secondary spring 54 is fully extended and the substrate holder 30 enters a closed state. From this point on, only the primary spring 44 extends, and the chuck 3 reaches the clamp position (0 mm).

図10は、一実施形態に係る支柱部40の昇降動作と基板保持部30の開閉動作のタイミングを示すグラフである。
図10に示すように、基板保持部30は、昇降ストロークSの下端では閉状態であるが、支柱部40が昇降ストロークSの下端から僅かに上昇すると、徐々に開き始める。基板保持部30の開閉動作は、昇降ストロークSの中間を過ぎても継続され、昇降ストロークSの約60~70%の昇降高さS1の地点で開き切って終了する。
FIG. 10 is a graph showing the timing of the lifting and lowering operation of the support column 40 and the opening and closing operation of the substrate holder 30 according to one embodiment.
10, the substrate holding unit 30 is in a closed state at the bottom end of the lifting stroke S, but begins to gradually open as the support unit 40 rises slightly from the bottom end of the lifting stroke S. The opening and closing operation of the substrate holding unit 30 continues even after the middle of the lifting stroke S, and ends when the substrate holding unit 30 reaches a lifting height S1, which is approximately 60 to 70% of the lifting stroke S.

このように、支柱部40の昇降ストロークSにおける基板保持部30の開閉動作範囲Aは、昇降ストロークSの中間領域Mの少なくとも一部を含んでいる。中間領域Mとは、昇降ストロークSを三等分したときの真ん中の領域を意味する。このように、基板保持部30が、昇降ストロークSの中間領域Mの少なくとも一部を含むように、長い時間をかけて開閉動作することで、基板保持部30の開閉速度が遅く、基板Wに接触する際の衝撃が小さくなり、その結果、基板保持部30の摩耗を抑制できるようになる。 In this way, the opening and closing operation range A of the substrate holding unit 30 during the lifting and lowering stroke S of the support unit 40 includes at least a portion of the intermediate region M of the lifting and lowering stroke S. The intermediate region M refers to the middle region when the lifting and lowering stroke S is divided into three equal parts. In this way, by having the substrate holding unit 30 open and close over a long period of time so as to include at least a portion of the intermediate region M of the lifting and lowering stroke S, the opening and closing speed of the substrate holding unit 30 is slowed and the impact when it comes into contact with the substrate W is reduced, resulting in reduced wear on the substrate holding unit 30.

このように、本実施形態に係る基板把持装置1は、基板Wをクランプする閉状態と、基板Wのクランプを解除する開状態と間で移動可能な基板保持部30と、基板保持部30を支持し、昇降可能な支柱部40と、支柱部40の昇降動作と基板保持部30の開閉動作とを連動させる連動機構50と、を備え、支柱部40の昇降ストロークSにおける基板保持部30の開閉動作範囲Aは、昇降ストロークSの中間領域Mの少なくとも一部を含んでいる。この構成によれば、基板保持部30の開閉動作が長い時間をかけて行われるため、基板保持部30の摩耗を抑制することができる。なお、基板保持部30の開閉動作は、支柱部40の昇降動作の中で行われるため、基板保持部30の開閉動作が遅くなっても、基板処理のスループットは低下しない。 As such, the substrate gripping device 1 according to this embodiment comprises a substrate holder 30 that is movable between a closed state in which the substrate W is clamped and an open state in which the substrate W is released from the clamp; a support column 40 that supports the substrate holder 30 and is capable of raising and lowering; and an interlocking mechanism 50 that interlocks the raising and lowering movement of the support column 40 with the opening and closing movement of the substrate holder 30. The opening and closing movement range A of the substrate holder 30 during the raising and lowering stroke S of the support column 40 includes at least a portion of the intermediate region M of the raising and lowering stroke S. With this configuration, the opening and closing movement of the substrate holder 30 takes a long time, thereby reducing wear on the substrate holder 30. Furthermore, because the opening and closing movement of the substrate holder 30 is performed during the raising and lowering movement of the support column 40, substrate processing throughput does not decrease even if the opening and closing movement of the substrate holder 30 is slowed.

また、本実施形態においては、基板保持部30の開閉動作範囲Aは、昇降ストロークSの50%以上である。この構成によれば、基板保持部30が、昇降ストロークSの50%以上をかけてゆっくりと開閉動作することで、基板保持部30の開閉速度が十分に遅くなる。このため、基板Wに接触する際の衝撃がより小さくなり、基板保持部30の摩耗を確実に抑制できるようになる。 Furthermore, in this embodiment, the opening and closing operation range A of the substrate holding unit 30 is 50% or more of the lifting and lowering stroke S. With this configuration, the substrate holding unit 30 opens and closes slowly over 50% or more of the lifting and lowering stroke S, which sufficiently slows down the opening and closing speed of the substrate holding unit 30. This reduces the impact when it comes into contact with the substrate W, and ensures that wear on the substrate holding unit 30 is suppressed.

また、本実施形態においては、基板保持部30の開閉動作範囲Aは、昇降ストロークSの下端を含まない。この構成によれば、基板保持部30の摩耗をより確実に抑制できるようになる。つまり、支柱部40の上昇開始直後は振動が大きいので、基板Wと接触する部位である基板保持部30は閉じたままにすることが好ましい。それにより、基板Wの位置ずれを防ぐことができる。さらに、支柱部40の上昇開始直後は、等速時間に到達するまでに加速時間があるため、また、部品の個体差の影響もあり、振動が大きくなりやすいためである。 Furthermore, in this embodiment, the opening/closing operation range A of the substrate holder 30 does not include the lower end of the lifting stroke S. This configuration more reliably suppresses wear on the substrate holder 30. In other words, since vibrations are large immediately after the support columns 40 begin to rise, it is preferable to keep the substrate holder 30, which is the part that comes into contact with the substrate W, closed. This prevents the substrate W from shifting out of position. Furthermore, immediately after the support columns 40 begin to rise, there is an acceleration time before they reach a constant speed, and vibrations are likely to increase due to individual differences in parts as well.

また、本実施形態においては、基板保持部30の開閉動作範囲Aは、昇降ストロークSの上端を含まない。この構成によれば、基板保持部30の摩耗をより確実に抑制できるようになる。つまり、同様に、支柱部40の下降を開始するときも振動は起こりやすい。支柱部40の下降と基板保持部30の閉動作(支柱部40と基板保持部30の相対運動)が起こると、振動が重畳されるので、下降開始時は、基板保持部30は開状態(全開)のまま支柱部40だけが下降する方がよい。振動が生じやすい下降開始時には基板保持部30は開状態(全開)にしておくことにより、基板Wと基板Wが載置されている位置との静止摩擦が保たれるので、望ましいとも言える。 Furthermore, in this embodiment, the opening/closing operation range A of the substrate holder 30 does not include the upper end of the lifting stroke S. This configuration more reliably suppresses wear on the substrate holder 30. In other words, vibrations are also likely to occur when the support column 40 begins to descend. When the support column 40 descends and the substrate holder 30 closes (relative movement between the support column 40 and the substrate holder 30), vibrations are superimposed. Therefore, when the substrate holder 30 begins to descend, it is better to leave the substrate holder 30 in an open state (fully open) and have only the support column 40 descend. By keeping the substrate holder 30 in an open state (fully open) when the descent begins, when vibrations are likely to occur, static friction between the substrate W and the position where the substrate W is placed is maintained, which can be said to be desirable.

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。 While preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it should be understood that these are illustrative of the present invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the present invention should not be deemed limited by the foregoing description, but rather by the scope of the claims.

例えば、図11に示すようなタイミングで、基板保持部30が開閉動作してもよい。
図11は、一実施形態の変形例に係る支柱部40の昇降動作と基板保持部30の開閉動作のタイミングを示すグラフである。
図11に示すように、基板保持部30は、昇降ストロークSの中間領域Mの少なくとも一部を含み、昇降ストロークSの後半(上半分)で動作する開閉動作範囲A1を有してもよい。また、基板保持部30は、昇降ストロークSの中間領域Mの全てを含み、昇降ストロークSの中間部で動作する開閉動作範囲A2を有してもよい。
For example, the substrate holder 30 may be opened and closed at the timing shown in FIG.
FIG. 11 is a graph showing the timing of the lifting and lowering operation of the support column 40 and the opening and closing operation of the substrate holder 30 according to a modified example of the embodiment.
11 , the substrate holding unit 30 may have an opening/closing operating range A1 that includes at least a part of the intermediate region M of the lifting/lowering stroke S and operates in the latter half (upper half) of the lifting/lowering stroke S. Alternatively, the substrate holding unit 30 may have an opening/closing operating range A2 that includes the entire intermediate region M of the lifting/lowering stroke S and operates in the intermediate part of the lifting/lowering stroke S.

1 基板把持装置
2 基台
3 チャック
4 回転軸
5 軸受
6 円筒体
7 プーリー
8 プーリー
9 ベルト
10 モータ
11 リフト機構
12 プッシャー
13 リング部材
14 回転カップ
21 固定板
30 基板保持部
31 傾斜面
32 爪部
33 ピン
40 支柱部
41 フランジ
42 支持軸
44 一次スプリング
46 支持軸
50 連動機構
51 ロッド
52 長孔
54 二次スプリング
55 基板ガイド部材
A 開閉動作範囲
A1 開閉動作範囲
A2 開閉動作範囲
M 中間領域
S 昇降ストローク
W 基板
1 Substrate gripping device 2 Base 3 Chuck 4 Rotating shaft 5 Bearing 6 Cylinder 7 Pulley 8 Pulley 9 Belt 10 Motor 11 Lift mechanism 12 Pusher 13 Ring member 14 Rotating cup 21 Fixing plate 30 Substrate holding portion 31 Inclined surface 32 Claw portion 33 Pin 40 Support portion 41 Flange 42 Support shaft 44 Primary spring 46 Support shaft 50 Interlocking mechanism 51 Rod 52 Elongated hole 54 Secondary spring 55 Substrate guide member A Opening/closing operation range A1 Opening/closing operation range A2 Opening/closing operation range M Intermediate region S Lifting stroke W Substrate

Claims (4)

基板をクランプする閉状態と、前記基板のクランプを解除する開状態と間で移動可能な基板保持部と、
前記基板保持部を支持し、昇降可能な支柱部と、
前記支柱部の昇降動作と前記基板保持部の開閉動作とを連動させる連動機構と、を備え、
前記支柱部の昇降ストロークにおける前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの中間領域の少なくとも一部を含み、且つ、前記昇降ストロークの下端を含まない、ことを特徴とする基板把持装置。
a substrate holder that is movable between a closed state in which the substrate is clamped and an open state in which the substrate is released from the clamp;
a support column that supports the substrate holder and is capable of moving up and down;
a linkage mechanism that links the lifting and lowering operation of the support column with the opening and closing operation of the substrate holder,
A substrate gripping device, characterized in that the opening and closing operation range of the substrate holding part during the lifting and lowering stroke of the support part includes at least a part of an intermediate region of the lifting and lowering stroke, but does not include a lower end of the lifting and lowering stroke .
前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの50%以上である、ことを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。 The substrate gripping device described in claim 1, characterized in that the opening and closing range of the substrate holder is 50% or more of the lifting stroke. 前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの上端を含まない、ことを特徴とする請求項1または2に記載の基板把持装置。 3. The substrate gripping device according to claim 1 , wherein the opening and closing range of the substrate holder does not include the upper end of the lifting stroke. 基板をクランプする閉状態と、前記基板のクランプを解除する開状態との間で移動可能な基板保持部と、a substrate holder that is movable between a closed state in which the substrate is clamped and an open state in which the substrate is released from the clamp;
前記基板保持部を支持し、昇降可能な支柱部と、a support column that supports the substrate holder and is capable of moving up and down;
前記支柱部の昇降動作と前記基板保持部の開閉動作とを連動させる連動機構と、を備え、a linkage mechanism that links the lifting and lowering operation of the support column with the opening and closing operation of the substrate holder,
前記支柱部の昇降ストロークにおける前記基板保持部の開閉動作範囲は、前記昇降ストロークの中間領域の少なくとも一部を含み、且つ、前記昇降ストロークの上端を含まない、ことを特徴とする基板把持装置。A substrate gripping device, characterized in that the opening and closing operation range of the substrate holding part during the lifting and lowering stroke of the support part includes at least a part of an intermediate region of the lifting and lowering stroke, but does not include an upper end of the lifting and lowering stroke.
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