JPH0831512B2 - 基板処理装置の基板クランプ機構 - Google Patents
基板処理装置の基板クランプ機構Info
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- JPH0831512B2 JPH0831512B2 JP30036492A JP30036492A JPH0831512B2 JP H0831512 B2 JPH0831512 B2 JP H0831512B2 JP 30036492 A JP30036492 A JP 30036492A JP 30036492 A JP30036492 A JP 30036492A JP H0831512 B2 JPH0831512 B2 JP H0831512B2
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Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板処理装置の基板クラ
ンプ機構に係り、特に、プロセスチャンバ等に設けられ
た基板クランプ機構に対してそのクランプ動作にトルク
制御や速度制御を適用した基板処理装置の基板クランプ
機構に関する。
ンプ機構に係り、特に、プロセスチャンバ等に設けられ
た基板クランプ機構に対してそのクランプ動作にトルク
制御や速度制御を適用した基板処理装置の基板クランプ
機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の基板クランプ機構の代表的な構成
を図３に示す。３１は、基板３２を受け、これを支持す
る基板ステージ、３３は上側から基板３２の周縁部を押
え、固定するクランプリング、３４はクランプリング３
３を昇降させるシリンダ機構である。シリンダ機構３４
は一例として２組だけ示している。また、その他の細部
の構成の図示は省略する。シリンダ機構３４では、エア
ーまたはオイル等３５を供給または排出することによ
り、クランプリング３３の昇降を行っている。また従来
におけるその他の構成として、クランプリング３３の下
降動作について、クランプリングの自重で下降させ、基
板クランプ動作を行わせるように構成したものも存在す
る。
を図３に示す。３１は、基板３２を受け、これを支持す
る基板ステージ、３３は上側から基板３２の周縁部を押
え、固定するクランプリング、３４はクランプリング３
３を昇降させるシリンダ機構である。シリンダ機構３４
は一例として２組だけ示している。また、その他の細部
の構成の図示は省略する。シリンダ機構３４では、エア
ーまたはオイル等３５を供給または排出することによ
り、クランプリング３３の昇降を行っている。また従来
におけるその他の構成として、クランプリング３３の下
降動作について、クランプリングの自重で下降させ、基
板クランプ動作を行わせるように構成したものも存在す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の基板ク
ランプ機構は、次のような問題を有する。シリンダ機構
３４の駆動にエアーまたはオイルを使用する構成では、
クランプリング３３の下降時にその下降速度を正確に制
御することができないため、基板３２の周縁部をソフト
タッチでクランプすることができない。このため、基板
の周縁部に傷をつけるおそれがある。最悪の場合には、
基板３２を破損することもある。
ランプ機構は、次のような問題を有する。シリンダ機構
３４の駆動にエアーまたはオイルを使用する構成では、
クランプリング３３の下降時にその下降速度を正確に制
御することができないため、基板３２の周縁部をソフト
タッチでクランプすることができない。このため、基板
の周縁部に傷をつけるおそれがある。最悪の場合には、
基板３２を破損することもある。
【０００４】またクランプリング３３の自重で基板をク
ランプする構成では、クランプ時の基板の破損を避ける
ことができる。しかし、この構成によれば、クランプ時
の圧力が弱く、クランプ圧力を所要の一定圧力にするこ
とができない。クランプ圧力が弱い場合には基板ステー
ジ３１と基板との密着性が悪くなり、このため、基板３
２の温度制御が不完全となって基板３２の特性を悪化さ
せるという不具合を有する。
ランプする構成では、クランプ時の基板の破損を避ける
ことができる。しかし、この構成によれば、クランプ時
の圧力が弱く、クランプ圧力を所要の一定圧力にするこ
とができない。クランプ圧力が弱い場合には基板ステー
ジ３１と基板との密着性が悪くなり、このため、基板３
２の温度制御が不完全となって基板３２の特性を悪化さ
せるという不具合を有する。
【０００５】本発明の目的は、最適な基板クランプ機能
を有する基板処理装置の基板クランプ機構を提供するこ
とにある。
を有する基板処理装置の基板クランプ機構を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置の基板クランプ機構は、基板を支持する基板ステージ
と、この基板ステージ上に配置された基板をクランプす
るためのクランプ部材と、クランプ部材を昇降させる電
動駆動機構とを備え、クランプ部材によって基板の周縁
部を押さえて基板ステージ上にクランプする基板処理装
置の基板クランプ機構であり、電動駆動機構の動作を望
ましい状態に制御し、電動駆動機構によるクランプ部材
の昇降動作においてクランプ部材の速度を制御するため
の速度制御手段を有し、この速度制御手段によって、ク
ランプ部材が基板に接近するとき最初は相対的に速い一
定速度で接近し、クランプする手前で接近速度を低減
し、クランプ時に相対的に遅い速度で基板の周縁部に接
触するようにし、クランプ部材がソフトタッチで基板の
周縁部を押え付け、基板を固定するように構成される。
さらに、クランプ部材による基板のクランプ圧力を調整
するトルク制御手段を備えることにより、クランプ部材
が基板の周縁部をクランプするとき、そのクランプ圧力
を最適な圧力とするように構成される。
置の基板クランプ機構は、基板を支持する基板ステージ
と、この基板ステージ上に配置された基板をクランプす
るためのクランプ部材と、クランプ部材を昇降させる電
動駆動機構とを備え、クランプ部材によって基板の周縁
部を押さえて基板ステージ上にクランプする基板処理装
置の基板クランプ機構であり、電動駆動機構の動作を望
ましい状態に制御し、電動駆動機構によるクランプ部材
の昇降動作においてクランプ部材の速度を制御するため
の速度制御手段を有し、この速度制御手段によって、ク
ランプ部材が基板に接近するとき最初は相対的に速い一
定速度で接近し、クランプする手前で接近速度を低減
し、クランプ時に相対的に遅い速度で基板の周縁部に接
触するようにし、クランプ部材がソフトタッチで基板の
周縁部を押え付け、基板を固定するように構成される。
さらに、クランプ部材による基板のクランプ圧力を調整
するトルク制御手段を備えることにより、クランプ部材
が基板の周縁部をクランプするとき、そのクランプ圧力
を最適な圧力とするように構成される。
【０００７】
【作用】本発明による基板クランプ機構では、基板を固
定するクランプ部材の昇降動作を電気式サーボモータ等
の電動駆動機構で行うように構成し、さらに速度制御手
段およびトルク制御手段を付加することにより、基板接
触時のクランプ部材の速度や、基板をクランプする圧力
が望ましい状態になるように制御を行う。これにより、
クランプ部材が基板の周縁部にソフトに接触して基板の
破損をなくし、かつ最適な圧力で基板を固定し、基板と
基板ステージを最適な状態で密着させる。
定するクランプ部材の昇降動作を電気式サーボモータ等
の電動駆動機構で行うように構成し、さらに速度制御手
段およびトルク制御手段を付加することにより、基板接
触時のクランプ部材の速度や、基板をクランプする圧力
が望ましい状態になるように制御を行う。これにより、
クランプ部材が基板の周縁部にソフトに接触して基板の
破損をなくし、かつ最適な圧力で基板を固定し、基板と
基板ステージを最適な状態で密着させる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は、基板クランプ機構の機械的構成部
分と制御装置を示す。機械的構成部分は、図示しない基
板処理装置の処理容器内に配設される。図１において、
１は基板ステージ、２は基板ステージ上に配置された基
板、３は基板の上方位置にて昇降自在に配設されたクラ
ンプリングである。クランプリング３は、その下降状態
で基板２の周縁部を押え、基板２の周縁部を所要の圧力
で固定（クランプ）する。４はクランプリング３を昇降
させる駆動ユニットである。図示例では２組の駆動ユニ
ット４が示される。図２は、基板ステージ１と基板２と
クランプリング３のクランプ状態における位置関係を示
す要部縦断面図である。
て説明する。図１は、基板クランプ機構の機械的構成部
分と制御装置を示す。機械的構成部分は、図示しない基
板処理装置の処理容器内に配設される。図１において、
１は基板ステージ、２は基板ステージ上に配置された基
板、３は基板の上方位置にて昇降自在に配設されたクラ
ンプリングである。クランプリング３は、その下降状態
で基板２の周縁部を押え、基板２の周縁部を所要の圧力
で固定（クランプ）する。４はクランプリング３を昇降
させる駆動ユニットである。図示例では２組の駆動ユニ
ット４が示される。図２は、基板ステージ１と基板２と
クランプリング３のクランプ状態における位置関係を示
す要部縦断面図である。
【０００９】駆動ユニット４は、電動式の構成を有し、
例えば電動サーボモータ５と、サーボモータ５の動作量
を計測するエンコーダ６とを備える。駆動ユニット４
は、取付けプレート４ａに固定される。クランプリング
３の下側には、所定の位置で複数のシリンダ機構７が設
けられる。シリンダ機構７は、クランプリング３の下面
に取り付けられた上シリンダ７ａと、固定された下シリ
ンダ７ｂとからなる。上シリンダ７ａは、下シリンダ７
ｂに対して嵌合され、その軸方向に上下動自在に取り付
けられる。上シリンダ７ａと下シリンダ７ｂのそれぞれ
にはブラケット８，９が固定され、ブラケット８，９間
には、ネジ式可動機構１０が配設される。ネジ式可動機
構１０の回転軸が回転することにより、その回転方向に
応じて、上シリンダ７ａが昇降する。従って、クランプ
リング３も上シリンダ７ａと共に昇降する。
例えば電動サーボモータ５と、サーボモータ５の動作量
を計測するエンコーダ６とを備える。駆動ユニット４
は、取付けプレート４ａに固定される。クランプリング
３の下側には、所定の位置で複数のシリンダ機構７が設
けられる。シリンダ機構７は、クランプリング３の下面
に取り付けられた上シリンダ７ａと、固定された下シリ
ンダ７ｂとからなる。上シリンダ７ａは、下シリンダ７
ｂに対して嵌合され、その軸方向に上下動自在に取り付
けられる。上シリンダ７ａと下シリンダ７ｂのそれぞれ
にはブラケット８，９が固定され、ブラケット８，９間
には、ネジ式可動機構１０が配設される。ネジ式可動機
構１０の回転軸が回転することにより、その回転方向に
応じて、上シリンダ７ａが昇降する。従って、クランプ
リング３も上シリンダ７ａと共に昇降する。
【００１０】ネジ式可動機構１０の回転軸下端には、ギ
ア１１が取り付けられる。このギア１１は、サーボモー
タ５の駆動軸に取り付けられたギア１２に噛み合ってい
る。ネジ式可動機構１０の回転軸は、ギア１１，１２を
介してサーボモータ５から回転力を与えられ、所要の方
向に回転する。
ア１１が取り付けられる。このギア１１は、サーボモー
タ５の駆動軸に取り付けられたギア１２に噛み合ってい
る。ネジ式可動機構１０の回転軸は、ギア１１，１２を
介してサーボモータ５から回転力を与えられ、所要の方
向に回転する。
【００１１】上記の駆動ユニット４、シリンダ機構７、
ネジ式可動機構１０の各構成に基づいて、駆動ユニット
４のサーボモータ５が回転動作を行うと、その回転方向
および回転速度に従って、対応する方向で、かつ対応す
る速度で上シリンダ７ａとクランプリング３を移動させ
る。駆動ユニット４、シリンダ機構７、ネジ式可動機構
１０の組は、等間隔で例えば３組程度設けられる。
ネジ式可動機構１０の各構成に基づいて、駆動ユニット
４のサーボモータ５が回転動作を行うと、その回転方向
および回転速度に従って、対応する方向で、かつ対応す
る速度で上シリンダ７ａとクランプリング３を移動させ
る。駆動ユニット４、シリンダ機構７、ネジ式可動機構
１０の組は、等間隔で例えば３組程度設けられる。
【００１２】各駆動ユニット４のサーボモータ５の回転
動作は、制御装置１３内に設けられたサーボモータ制御
ユニット１４と速度制御機構１６とクランプ圧力制御機
構１８によって制御される。サーボモータ制御ユニット
１４等は、サーボモータ５の回転動作を制御するための
制御信号を、サーボモータドライバ１５を介してサーボ
モータ５に供給する。この制御信号は速度制御信号とト
ルク制御信号を含む。これらの制御信号によれば、クラ
ンプリング３が下降して基板２の周縁部をクランプする
ときに、その下降速度が所定の速度特性となるように制
御し、かつクランプ圧力が所定の一定圧力になるように
制御することができる。
動作は、制御装置１３内に設けられたサーボモータ制御
ユニット１４と速度制御機構１６とクランプ圧力制御機
構１８によって制御される。サーボモータ制御ユニット
１４等は、サーボモータ５の回転動作を制御するための
制御信号を、サーボモータドライバ１５を介してサーボ
モータ５に供給する。この制御信号は速度制御信号とト
ルク制御信号を含む。これらの制御信号によれば、クラ
ンプリング３が下降して基板２の周縁部をクランプする
ときに、その下降速度が所定の速度特性となるように制
御し、かつクランプ圧力が所定の一定圧力になるように
制御することができる。
【００１３】クランプリング３の下降速度の制御では、
最初は速い一定速度で下降し、クランプする手前で下降
速度を低減し、クランプ時に非常に遅い速度で基板周縁
部に接触し、押えるように制御が行われる。すなわち、
速度制御機構１６には予め所定の速度特性が設定され
る。制御信号で動作するサーボモータ５の回転速度はエ
ンコーダ６で検出され、速度制御機構１６に与えられ
る。速度制御機構１６では、予め設定された前記速度特
性と入力された実際の速度とを比較し、所望の速度制御
信号が生成される。この速度制御信号は、サーボモータ
制御ユニット１４とサーボモータドライバ１５とトルク
検出器１７を介してサーボモータ５に供給される。こう
して、サーボモータ５は、設定された速度特性を目標速
度として、その速度が制御される。
最初は速い一定速度で下降し、クランプする手前で下降
速度を低減し、クランプ時に非常に遅い速度で基板周縁
部に接触し、押えるように制御が行われる。すなわち、
速度制御機構１６には予め所定の速度特性が設定され
る。制御信号で動作するサーボモータ５の回転速度はエ
ンコーダ６で検出され、速度制御機構１６に与えられ
る。速度制御機構１６では、予め設定された前記速度特
性と入力された実際の速度とを比較し、所望の速度制御
信号が生成される。この速度制御信号は、サーボモータ
制御ユニット１４とサーボモータドライバ１５とトルク
検出器１７を介してサーボモータ５に供給される。こう
して、サーボモータ５は、設定された速度特性を目標速
度として、その速度が制御される。
【００１４】またクランプリング３のクランプ圧力の制
御では、サーボモータドライバ１５の出力部に接続され
たトルク検出器１７が使用される。トルク検出器１７
は、サーボモータ５に供給される制御信号の電流値を検
出することでクランプリング３によるクランプ圧力を検
知する。トルク検出器１７の検出信号は、クランプ圧力
制御機構１８に供給される。クランプ圧力制御機構１８
では、所定のクランプ圧力を発生させる電流値が設定さ
れ、この設定値と検出電流値とを比較し、最終的な検出
電流値が設定値と一致するようにトルク制御信号を発生
する。トルク制御信号は、サーボモータ制御ユニット１
４とサーボモータドライバ１５とトルク検出器１７を介
してサーボモータ５に供給される。
御では、サーボモータドライバ１５の出力部に接続され
たトルク検出器１７が使用される。トルク検出器１７
は、サーボモータ５に供給される制御信号の電流値を検
出することでクランプリング３によるクランプ圧力を検
知する。トルク検出器１７の検出信号は、クランプ圧力
制御機構１８に供給される。クランプ圧力制御機構１８
では、所定のクランプ圧力を発生させる電流値が設定さ
れ、この設定値と検出電流値とを比較し、最終的な検出
電流値が設定値と一致するようにトルク制御信号を発生
する。トルク制御信号は、サーボモータ制御ユニット１
４とサーボモータドライバ１５とトルク検出器１７を介
してサーボモータ５に供給される。
【００１５】上記のサーボモータ５の回転速度およびト
ルクの制御は、複数のサーボモータ５のそれぞれについ
て同じ条件で行われる。電動サーボモータ５の速度制御
により、クランプリング３は、基板２に対して平行に保
持された状態で、所定の速度特性で基板２に接近し、遅
い速度で基板２に接触する。これにより、ソフトタッチ
の基板接触を行うことができる。また、電動サーボモー
タ５のトルク制御により、所要の一定のクランプ圧力で
基板２の周縁部を押える。これにより基板２と基板ステ
ージ１との間で十分な密着性を得ることができる。
ルクの制御は、複数のサーボモータ５のそれぞれについ
て同じ条件で行われる。電動サーボモータ５の速度制御
により、クランプリング３は、基板２に対して平行に保
持された状態で、所定の速度特性で基板２に接近し、遅
い速度で基板２に接触する。これにより、ソフトタッチ
の基板接触を行うことができる。また、電動サーボモー
タ５のトルク制御により、所要の一定のクランプ圧力で
基板２の周縁部を押える。これにより基板２と基板ステ
ージ１との間で十分な密着性を得ることができる。
【００１６】なお、クランプのためのクランプリング３
の移動ストロークに応じてクランプ圧力を制御するよう
に構成することも可能である。すなわち、クランプリン
グ３がクランプを行うまでは設定した速度で動作し、ク
ランプの後トルク制御で動作し、設定したトルクでクラ
ンプを保持するように構成できる。また、位置制御を行
っているため、設定した位置よりクランプに応じてクラ
ンプ圧力を徐々に変化させることによってクランプを行
うこともできる。この場合において、クランプ圧力を弱
くするとソフトクランプになり、クランプ圧力を強くす
るとハードクランプになる。
の移動ストロークに応じてクランプ圧力を制御するよう
に構成することも可能である。すなわち、クランプリン
グ３がクランプを行うまでは設定した速度で動作し、ク
ランプの後トルク制御で動作し、設定したトルクでクラ
ンプを保持するように構成できる。また、位置制御を行
っているため、設定した位置よりクランプに応じてクラ
ンプ圧力を徐々に変化させることによってクランプを行
うこともできる。この場合において、クランプ圧力を弱
くするとソフトクランプになり、クランプ圧力を強くす
るとハードクランプになる。
【００１７】サーボモータ制御ユニット１４には警報機
構を設けることができる。この警報機構によれば、基板
２をクランプする時に、クランプ圧力またはクランプの
ための移動ストロークが、設定値に比較して異常な値に
なったときには、警報を発生するように構成される。ま
た警報を発生すると同時に、クランプ動作を停止するよ
うに構成することもできる。
構を設けることができる。この警報機構によれば、基板
２をクランプする時に、クランプ圧力またはクランプの
ための移動ストロークが、設定値に比較して異常な値に
なったときには、警報を発生するように構成される。ま
た警報を発生すると同時に、クランプ動作を停止するよ
うに構成することもできる。
【００１８】サーボモータ制御ユニット１４には、さら
に、予防保全機構を設けることができる。この予防保全
機構によれば、例えばクランプ圧力を連続的に検知する
ことにより、基板クランプ機構に故障が発生するおそれ
があるとき、故障発生を事前に予測し、装置全体を保全
する。
に、予防保全機構を設けることができる。この予防保全
機構によれば、例えばクランプ圧力を連続的に検知する
ことにより、基板クランプ機構に故障が発生するおそれ
があるとき、故障発生を事前に予測し、装置全体を保全
する。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、基板クラ
ンプ時のクランプ部材の接近速度、およびクランプ圧力
を最適に制御する構成を設けたため、基板をソフトタッ
チでクランプし、かつ最適な圧力で基板をクランプする
ことができる。これによって基板の破損を防止し、かつ
基板と基板ステージの密着性を良好にし、基板の温度特
性を良好にすることができる。
ンプ時のクランプ部材の接近速度、およびクランプ圧力
を最適に制御する構成を設けたため、基板をソフトタッ
チでクランプし、かつ最適な圧力で基板をクランプする
ことができる。これによって基板の破損を防止し、かつ
基板と基板ステージの密着性を良好にし、基板の温度特
性を良好にすることができる。
【図１】本発明に係る基板クランプ機構の機械的構成部
分と制御装置を示す構成図である。
分と制御装置を示す構成図である。
【図２】図１中の要部縦断面図である。
【図３】従来の基板クランプ機構を示す斜視図である。
１ …基板ステージ ２ …基板 ３ …クランプリング ４ …電動駆動装置 ５ …サーボモータ ６ …エンコーダ ７ …シリンダ機構 １０ …ネジ式可動機構 １１，１２ …ギア １３ …制御装置 １４ …サーボモータ制御ユニット １５ …サーボモータドライバ １６ …速度制御機構 １７ …トルク検出器 １８ …クランプ圧力制御機構
Claims (1)
- 【請求項１】 基板を支持する基板ステージと、この基
板ステージ上に配置された前記基板をクランプするため
のクランプ部材と、前記クランプ部材を昇降させる電動
駆動機構を備え、前記クランプ部材によって前記基板の
周縁部を押さえて前記基板ステージ上にクランプする基
板処理装置の基板クランプ機構において、 前記 電動駆動機構を制御し前記電動駆動機構による前記
クランプ部材の昇降動作において前記クランプ部材の速
度を、前記クランプ部材が前記基板に接近するとき最初
は相対的に速い一定速度で接近し、クランプする手前で
接近速度を低減し、クランプ時に相対的に遅い速度で前
記基板の周縁部に接触するように、制御するための速度
制御手段と、前記クランプ部材による前記基板のクラン
プ圧力が所定の一定圧力になるように調整するトルク制
御手段を備えることを特徴とする基板処理装置の基板ク
ランプ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036492A JPH0831512B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 基板処理装置の基板クランプ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036492A JPH0831512B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 基板処理装置の基板クランプ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124997A JPH06124997A (ja) | 1994-05-06 |
| JPH0831512B2 true JPH0831512B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17883893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30036492A Expired - Lifetime JPH0831512B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 基板処理装置の基板クランプ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831512B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504949B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2010-07-14 | 株式会社武田機械 | サーボモータ利用のワーク押圧装置 |
| KR102067984B1 (ko) * | 2017-11-23 | 2020-01-20 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 기판 절단 장치 |
| JP7140003B2 (ja) * | 2019-03-06 | 2022-09-21 | 株式会社デンソー | クランプリング |
| JP7326401B2 (ja) * | 2021-10-28 | 2023-08-15 | 株式会社安川電機 | 異常推定システム、異常推定方法、及びプログラム |
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-
1992
- 1992-10-13 JP JP30036492A patent/JPH0831512B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH06124997A (ja) | 1994-05-06 |
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