JP2000243816A - 基板チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャックに設けられた突き上げピン用の貫通
穴によって生じる基板とチャックとの間の非接触部分を
極力少なくする。 【解決手段】 チャック手段は、基板を吸着保持する。
突き上げピン手段はチャック手段の貫通穴を自在に移動
して基板を上下方向に移動させるように設けられた複数
のピンで構成され、基板がチャック手段に吸着保持され
ている状態で複数のピンに貫通穴から基板に向かうよう
な所定の応力を与えて、複数のピンのそれぞれが基板の
下面に接触するように構成される。突き上げピンに所定
の応力を与える手段としては、圧縮バネを用いて突き上
げピンを持ち上げる。ピン駆動手段はこの突き上げピン
手段の各ピンを上下方向に移動させる。また、突き上げ
ピン手段の複数のピンが、貫通穴の形状に沿った形状を
した部分を有し、この部分がチャック手段に吸着保持さ
れた基板に対して密着するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等
の半導体デバイス、液晶ディスプレイ装置などを製造す
る工程でこれらの基板を保持する基板チャック装置に係
り、特に基板の搬入搬送時に基板をチャック表面から持
ち上げる突き上げピンの構成に改良を加えた基板チャッ
ク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶ディスプレイデバ
イスなどの製造工程で行われる露光処理などでは、基板
チャック装置を用いて基板を吸着保持した状態で各種の
処理を施していた。従来は先端がコの字形や櫛形をした
搬送アームを用いて基板チャックに基板を搬入したり搬
送したりしていた。基板チャック装置にはアーム先端部
を案内するガイド溝を有するものや、ガイド溝の代わり
に基板そのものをチャック表面から持ち上げる突き上げ
ピンを有するものがあった。ガイド溝を有する基板チャ
ック装置の場合、ガイド溝の部分でチャック表面と基板
が非接触となるために、露光ムラが発生するという問題
があった。従って、突き上げピンを用いた基板チャック
装置の方がチャック表面と基板との非接触部分の面積が
少ないという理由から好ましい。

【０００３】図４は突き上げピンを用いた従来の基板チ
ャック装置の概略構成を示す図であり、図４（Ａ）は基
板３０が突き上げピンによって持ち上げられた状態を示
し、図４（Ｂ）は基板３０がチャック６０表面に配置さ
れた状態を示す。チャック６０には突き上げピン１〜６
を貫通させる穴が設けられている。図４は側面図なの
で、突き上げピンは６本だけ示されているが、チャック
６０には全部で３６個のピン穴が設けられる。なお、こ
の突き上げピンの本数は一例であり、実際はこれよりも
少なく、全部で４〜９本の場合が多い。各突き上げピン
１〜６はテーブル７０に結合されており、このテーブル
７０がピン昇降駆動軸４０によって上下方向に駆動され
ることによって、突き上げピン１〜６も上下方向に移動
する。なお、チャック６０もチャック昇降駆動軸５０に
よって上下方向に駆動されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような突き上げピ
ン１〜６を用いた基板チャック装置の場合、突き上げピ
ン１〜６はチャック６０の貫通穴に埋没するような構成
になっているため、この貫通穴によって基板３０とチャ
ック６０との間が非接触状態になり、この貫通穴の部分
で露光ムラが発生するという問題があった。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、チャックに設けられた突き上げピン用の貫通穴に
よって生じる基板とチャックとの間の非接触部分が極力
少なくなるように構成された基板チャック装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された本
発明に係る基板チャック装置は、基板を吸着保持するチ
ャック手段と、前記チャック手段の貫通穴を自在に移動
して前記基板を上下方向に移動させるように設けられた
複数のピンで構成され、前記基板が前記チャック手段に
吸着保持されている状態で前記複数のピンに前記貫通穴
から前記基板に向かうような所定の応力を与えて、前記
複数のピンのそれぞれが前記基板の下面に接触するよう
に構成された突き上げピン手段と、この突き上げピン手
段の各ピンを上下方向に移動させるピン駆動手段とを含
んで構成されたものである。

【０００７】従来、突き上げピンは貫通穴を介して突出
したピンによって基板をチャック表面から持ち上げた
り、チャック表面に配置したりしていた。チャック表面
に基板を配置する場合、突き上げピンは貫通穴内に埋没
して、基板と接触することはなかった。ところがこの発
明では、基板がチャック手段に吸着保持された状態でも
突き上げピンが所定の応力で基板に接触するように構成
することによって、基板と貫通穴との間で非接触部分が
発生しないようにした。ここで、突き上げピンに所定の
応力を与える手段としては、圧縮バネを用いて突き上げ
ピンを持ち上げる方法などがある。

【０００８】請求項２に記載された本発明に係る基板チ
ャック装置は、前記請求項１に記載の基板チャック装置
の一実施態様として、前記突き上げピン手段の複数のピ
ンが、前記貫通穴の形状に沿った形状をした部分を有
し、この部分が前記チャック手段に吸着保持された前記
基板に対して密着するように構成されたものである。チ
ャック手段に吸着保持されている基板に接触する突き上
げピンの形状を貫通穴の形状に沿ったものとすることに
よって基板と貫通穴との間の非接触部分は少なくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。図２は本発明に係る基板チャ
ック装置の概略構成を示す図であり、図２（Ａ）は図２
（Ｂ）のＡ−Ａ面の断面図であり、図２（Ｂ）は基板３
０を省略して示した上面図である。図２（Ａ）において
図４と同じ構成のものには同一の符号が付してあるの
で、その説明を省略する。

【００１０】この実施の形態に係る基板チャック装置が
図４の従来のものと異なる点は、図から明白なように、
チャック１の中心付近の突き上げピン３３，３４，４
３，４４の長さが最も短く、チャック１の外側付近の突
き上げピン１１〜１６，２１，２６，３１，３６，４
１，４６，５１，５６，６１〜６６の長さが最も長く、
これらの間に位置する突き上げピン２２〜２５，３２，
３５，４２，４５，５２〜５５がその中間位の長さで構
成されている点である。最も長い突き上げピンと最も短
い突き上げピンの長さの差はだいたい１ｍｍ程度であ
る。このように突き上げピンの長さを徐々に変化させる
ことによって、突き上げピン１１〜６６上の基板３０を
球面上に湾曲させる。また、各突き上げピン１１〜６６
は、テーブル２０とは分離されており、チャック１０の
ピン穴を自在に直線移動するように設けられている。な
お、突き上げピンの長さの差は基板の大きさや厚さなど
に応じて適宜変更することが望ましい。

【００１１】図３（Ａ）は基板３０とチャック１０の表
面がそれぞれの中央付近で接触した状態を示し、図３
（Ｂ）は基板３０がチャック１０の表面に完全に密着し
た状態を示す。図から明らかなように、この実施の形態
に係る基板チャック装置によれば、基板３０は突き上げ
ピンの下降の途中で、突き上げピン３３，３４，４３，
４４付近の基板３０の中央部分が先にチャック１０の表
面に接触し、接触したその中央部分から徐々に全体がチ
ャック１０に接触するようになっている。突き上げピン
１１〜６６とテーブル２０は分離されており、図３
（Ｂ）に示すように各突き上げピン１１〜６６はテーブ
ルから非接触状態になっている。これによって基板３０
とチャック１０の表面が全体的に同時に接触しようとす
る際に発生する従来のような空気の浮揚現象は発生しな
くなり、この浮揚現象によって基板３０がチャック１０
の表面で横ズレするというようなことも生じない。逆
に、基板３０をチャック１０の表面から持ち上げる場合
には、基板３０の外側付近の突き上げピン１１〜１６、
２１，２６，３１，３６，４１，４６，５１，５６，６
１〜６６が先に基板３０を持ち上げ、それから徐々に基
板３０の中央付近がチャック表面から持ち上げられるよ
うになる。

【００１２】図１は本発明に係る基板チャック装置の突
き上げピンの詳細構成を示す図である。図１（Ａ）は突
き上げピン１１に負荷（基板３０の重量）がかかってい
ない状態（基板３０がチャック１０に吸着保持されてい
ない状態）を示し、図１（Ｂ）は突き上げピン１１に負
荷がかかっている状態（基板３０がチャック１０に吸着
保持されている状態）を示す。図から明らかなように突
き上げピン１１は負荷がかかっていない状態では圧縮バ
ネ１１Ａによってチャック１０の表面から突出してい
る。図１（Ｂ）に示すように基板３０がチャック１０上
に配置されると、基板３０の重量によって圧縮バネ１１
Ａが圧縮し、突き上げピン１１の上面と基板３０の下面
が密着接触する。このとき、突き上げピン１１は圧縮バ
ネ１１Ａによって所定の圧縮応力で基板３０の下面部分
に密着することになるが、チャック１０に吸着保持され
た基板３０の方がこの圧縮バネ１１Ａの圧縮応力よりも
十分に大きいので、基板３０は変形することなく、平ら
な面を保持することになる。これによって、基板３０と
チャック１０の貫通穴との間の非接触部分を最小限にす
ることができ、露光ムラを減少することができる。この
場合、突き上げピンの上面の皿部分をピン軸に対して回
転自在とし、基板を持ち上げた状態で基板の湾曲面に沿
ってその皿部分が屈曲するような構成にしてもよい。

【００１３】なお、図２（Ｂ）のチャック１０には、突
き上げピン１１〜６６の貫通穴の他にも多数の開口を有
する。この開口を図では点で表示しているが、これはチ
ャック１０に設けられる真空吸着用の溝の代わりに設け
られた直径１ｍｍ程度の真空吸着用穴である。このよう
に真空吸着用の溝を小さな多数の穴で構成することによ
って、露光ムラの発生を低減することが可能となる。

【００１４】なお、突き上げピン１３，１４，２３，２
４，３３，３４，４３，４４，５３，５４，６３，６４
の１２本を最も短く、突き上げピン１２，１５，２２，
２５，３２，３５，４２，４５，５２，５５，６２，６
５の１２本をその次に長く、突き上げピン１１，１６，
２１，２６，３１，３６，４１，４６，５１，５６，６
１，６６の１２本を最も長くしてもよい。この場合、基
板３０は円柱体の側面のように湾曲することになる。

【００１５】また、上述の実施の形態では、突き上げピ
ン１１〜６６がテーブル２０から分離された場合につい
て説明したが、テーブル２０に固定されていてもよいこ
とはいうまでもない。この実施の形態では、突き上げピ
ン１１〜６６の長さがそれぞれ異なる場合について説明
したが、突き上げピン１１〜６６の長さを一定とし、テ
ーブル２０の形状を球面状や円柱状に湾曲させてもよい
ことは言うまでもない。また、基板３０の中央付近が最
初にチャック１０の表面に接触する場合について説明し
たが、これに限らず、基板３０の一部分が先にチャック
１０の表面に接触し、その後に徐々に基板３０全体がチ
ャック１０に接触するような構成になっていればよい。
図２の実施の形態では突き上げピンの数が３６個の場合
について説明したが、これは一例であり、これ以外の個
数でよいことはいうまでもない。ただし、最低３本は突
き上げピンが必要であり、この場合、いずれか１本又は
２本の突き上げピンの長さが短ければ、それによって基
板の一部分が最初にチャック表面に接触するようにな
る。

【００１６】上述の実施の形態では、突き上げピンの長
さがそれぞれ異なる場合について説明したが、突き上げ
ピンの長さは同じでもよいことはいうまでもない。ま
た、上述の実施の形態では、圧縮バネを用いて突き上げ
ピンに所定の応力を付加する場合について説明したが、
チャック１０の下面側に収縮バネを設け、それによって
突き上げピンに所定の応力を加えるようにしてもよい。
また、上述の実施の形態では、突き上げピンとテーブル
が分離された場合について説明したが、図４のように突
き上げピンとテーブルが固定されている場合に、テーブ
ル自体にバネ等を用いて所定の応力を付加するようにし
てもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の基板チャック装置によれば、チ
ャックに設けられた突き上げピン用の貫通穴によって生
じる基板とチャックとの間の非接触部分を極力少なくす
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る基板チャック装置の突き上げピ
ンの詳細構成を示す図である。

【図２】 本発明に係る基板チャック装置の概略構成を
示す図である。

【図３】 基板とチャックの表面がそれぞれ中央付近で
接触した状態及び基板がチャックの表面に完全に密着し
た状態をそれぞれ示す図である。

【図４】 突き上げピンを用いた従来の基板チャック装
置の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１１〜６６…突き上げピン、１０，６０…チャック、２
０，７０…テーブル、３０…基板、４０…ピン昇降駆動
軸、５０…チャック昇降駆動軸、１１Ａ…圧縮バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を吸着保持するチャック手段と、 前記チャック手段の貫通穴を自在に移動して前記基板を
   上下方向に移動させるように設けられた複数のピンで構
   成され、前記基板が前記チャック手段に吸着保持されて
   いる状態で前記複数のピンに前記貫通穴から前記基板に
   向かうような所定の応力を与えて、前記複数のピンのそ
   れぞれが前記基板の下面に接触するように構成された突
   き上げピン手段と、 この突き上げピン手段の各ピンを上下方向に移動させる
   ピン駆動手段とを含んで構成されたことを特徴とする基
   板チャック装置。
2. 【請求項２】 前記突き上げピン手段の複数のピンは前
   記貫通穴の形状に沿った形状をした部分を有し、この部
   分が前記チャック手段に吸着保持された前記基板に対し
   て密着するように構成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の基板チャック装置。