JPH10112495A

JPH10112495A - 基板保持体

Info

Publication number: JPH10112495A
Application number: JP28601996A
Authority: JP
Inventors: Masami Otani; 正美大谷; Masahide Ikeda; 昌秀池田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】基板保持体における大径の基板に対する吸着
保持性能の向上を図る。【解決手段】基板を吸着保持して水平回転する回転台
部１ａの上面に基板を吸着するための吸着口を２箇所以
上（１０ａ〜１０ｄ）設け、基板の吸着力を分散させ
る。吸着口は、回転台部１ａの中心に対して略対称位置
に設けることがよい。回転台部１ａの内部には、回転中
心から側面の方向に十字形の放射状に形成された水平孔
（１４ａ〜１４ｄ）が設けられる。これらの水平孔（１
４ａ〜１４ｄ）の端部には、空気が漏れないように止め
栓（１６ａ〜１６ｄ）がされる。各水平孔（１４ａ〜１
４ｄ）は、支持部１ｂの中心に鉛直方向に設けられた垂
直孔１２に接続される。各吸着口（１０ａ〜１０ｄ）
は、各吸着口から鉛直下方にあけられた接続孔によって
各水平孔（１４ａ〜１４ｄ）に接続される。

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、半導体ウェハや
液晶表示基板などの基板を処理する基板処理装置におい
て、基板を水平保持して回転させながら、基板表面に薬
液を供給して処理するための基板保持体に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転式基板処理装置では、回転可能に支
持された基板の上面中央部にフォトレジスト液等の薬液
を吐出した後、基板を高速に回転させ、基板の回転に伴
う遠心力を利用して薬液を基板上面に均一に塗布してい
る。このとき、基板は、いわゆるスピンチャック（基板
保持体）の上面に水平姿勢で真空吸着保持され、高速回
転によって動かないように固定される。従来のスピンチ
ャックは、基板台上面の中央部（チャックセンタ）に１
箇所の吸着口を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】基板の径が大きくなる
と、スピンチャックの基板載置面の径（チャック径）も
大きくなる傾向にある。このような場合、チャックセン
タ１箇所に設けられた吸着口により吸着を行うには、十
分な吸着保持を実現するために吸着口での真空度を高め
て吸着力を強くする必要がある。このようにして吸着力
を高めると、吸着口へのエアーの流れが基板面に温度変
化を与え、この結果、膜を均一に形成できなかったり、
あるいは、現像を行うような場合には、現像液の温度に
も影響を与えて均一な現像が行えないという不都合が生
じる場合がある。また、処理液の種類によっては基板裏
面の吸着口付近にパーティクルが集まり、基板の裏面に
くっついてしまう場合もある。また、吸着力が基板中心
に集中するため、基板中心が変形してしまい、基板中心
部の膜厚が変化する場合もあった。

【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、大径の基板に対
する吸着保持性能の向上を図った基板保持体を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、第１の発明
は、基板を吸着保持して回転させるための基板保持体で
あって、基板を載置するための載置面と、前記基板を吸
着するために、前記載置面に設けられた複数の吸着口
と、前記基板保持体の略中央の下部に設けられ、外部の
吸気手段に連通される吸気口と、前記基板保持体の内部
に設けられ、前記吸気口と前記複数の吸着口とを接続す
る連通孔と、を備えることを特徴とする。

【０００６】第１の発明の構成によれば、従来技術のよ
うな基板保持体中心に設けられた１箇所の吸着口による
基板の吸着力に対して、吸着口１箇所当りの吸着力を弱
くすることが可能である。従って、吸着口１箇所当りの
空気の流れの強度を小さくすることができ、空気の流れ
に起因したパーティクル跡（パーティクルが吸着口付近
に集まって、基板の裏面に付着してしまった部分）や、
レジスト膜厚変化、現像むら等の基板への影響を防止す
ることができ、大径の基板に対する吸着保持性能の向上
を図った基板保持体を提供することが可能である。

【０００７】上記第１の発明において、前記複数の吸着
口は、前記基板保持体の回転中心を中心として略対称な
位置に設けられていることが好ましい。

【０００８】上記構成によれば、基板中心に対して略対
称位置から均等に基板を吸着できるため、安定な基板の
吸着保持が可能である。

【０００９】また、上記第１の発明において、前記連通
孔は、前記基板保持体の回転中心において、前記吸気口
に接続するように前記吸気口の上方側に設けられた垂直
孔と、前記垂直孔から放射状に、少なくとも前記複数の
吸着口の下方位置までそれぞれ伸びる複数の水平孔と、
前記複数の吸着口と前記複数の水平孔とをそれぞれ接続
する複数の接続孔と、を備えることが好ましい。

【００１０】上記構成によれば、吸着口や連通孔をドリ
ル等で穴あけすることにより簡単に形成でき、回転台上
面の任意の位置に吸着口を設けることができる。

【００１１】上記第１の発明において、あるいは、前記
連通孔は、前記基板保持体の回転中心において、前記吸
気口に接続するように前記吸気口の上方側に設けられた
垂直孔と、前記複数の吸着口から前記垂直孔に向けてそ
れぞれ斜めに設けられた複数の斜め孔と、を備えるよう
にしてもよい。

【００１２】上記構成によっても、吸着口や連通孔をド
リル等で穴あけすることにより簡単に形成でき、回転台
上面の任意の位置に吸着口を設けることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は、この本発明の実施例を適
用する回転式基板処理装置の要部を示す斜視図である。

【００１４】この回転式基板処理装置は、図示しない電
動モータの駆動によって鉛直方向の軸心まわりで回転す
る回転軸２の上端に、接続ピン４によって一体回転可能
に取り付けられたスピンチャック（基板保持体）１を備
える。また、スピンチャック１の中心上方には、フォト
レジスト等の薬液を基板の表面に供給する薬液供給ノズ
ル６を備えている。

【００１５】スピンチャック１の上面（載置面）には、
回転軸２内に設けられた吸気口８に接続された吸着口１
０ａ〜１０ｄが設けられている。吸気口８は、図示しな
い外部の吸気手段（例えば工場備え付けのユーティリテ
ィ）に連通される。吸気手段を動作させると、吸着口１
０ａ〜１０ｄと吸気口８とを結ぶ吸気経路（連通孔）が
吸気（排気）されて、基板がスピンチャック１の上面に
吸着保持される。これにより、基板は、回転によっても
ずれることがないように、スピンチャック１に固定され
る。

【００１６】図２は、本発明の第１実施例によるスピン
チャック１を示す説明図である。スピンチャック１は、
一体形成された回転台部１ａと支持部１ｂ（図２
（Ｂ））を有している。回転台部１ａは、その上面に基
板を載置して吸着保持する機能を有し、支持部１ｂは、
回転台部１ａを支えるとともに、回転軸２（図１）と機
械的に連結する機能を有する。図２（Ａ）は、回転台部
１ａの上面（載置面）を示す平面図である。回転台部１
ａは円形の形状を有し、同心円状に複数本の溝２０（２
０ａ〜２０ｇ）が所定の深さと間隔で設けられている。
また、最外周の溝２０ａから最内周の溝２０ｇまでを貫
通するように、同心円上の溝２０と同じ深さで略十字状
に溝２１（２１ａ〜２１ｄ）が設けられている。これら
の溝は、例えば、丸いエンドミル等で表面を削ることに
より形成される（但し、形成方法はこれに限定する必要
はない）。また、吸着口１０ａ〜１０ｄは、略十字状の
溝２１と同心円状の溝２０ｇとが交差する位置に設けら
れている。

【００１７】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のスピンチャッ
ク１のＢ−Ｂ’断面図である。また、図２（Ｃ）は、支
持部１ｂの底面図である。支持部１ｂの中心には、支持
部１ｂに下面から鉛直上方に形成された回転軸挿入部１
７が形成されている。この回転軸挿入部１７には、回転
軸２が挿入される。回転軸２は中空であり、この中空部
が吸気口８（図１）として機能する。回転軸挿入部１７
のさらに上には、径の小さな吸着孔（垂直孔）１２が形
成されている。支持部１ｂの側面には、スピンチャック
１と回転軸２を接続する２本の接続ピン４（図１）を外
側から挿入するために、逆Ｕ字状の切り込み形状をした
接続ピン挿入部１８（１８ａ，１８ｂ）が形成されてい
る。各接続ピン４は、先端の小径部がネジ切りされてお
り、回転軸２に設けられたネジ穴に固定される。接続ピ
ン挿入部１８の幅は、接続ピン４の外径の幅にほぼ一致
している。従って、回転軸挿入部１７に回転軸２が挿入
されて、回転軸２とスピンチャック１が接続ピン４によ
り固定されれば、スピンチャック１は、回転方向に対し
て回転軸２に固定される。但し、接続ピン挿入部１８
は、逆Ｕ字状に切り込まれているので、スピンチャック
１を上方に持ち上げて取り外すことが可能である。

【００１８】回転台部１ａの内部には、回転中心から側
面の方向に放射状に形成された４つの吸着孔（水平孔）
１４ａ〜１４ｄが十字形に設けられている。これらの吸
着孔１４ａ〜１４ｄの端部は、空気が漏れないように止
め栓１６ａ〜１６ｄにより栓がされている。また、各吸
着孔１４ａ〜１４ｄは、支持部１ｂの中心に鉛直方向に
設けられた吸着孔１２に接続されている。吸着口１０ａ
〜１０ｄは、各吸着口から鉛直下方にあけられた接続孔
によって各吸着孔１４ａから１４ｄに接続されている。
これらの各孔や各口は、例えばドリルで穴を開けること
により形成される。

【００１９】回転台部１ａの上面に基板を載置した状態
で、回転軸２の吸気口８から吸気すると、回転台部１ａ
の上面の溝２０，２１の空気が４つの吸着口１０ａ〜１
０ｄから吸気されるので、各溝２０、２１が略真空状態
となる。この実施例では、吸着口１０ａ〜１０ｄと、溝
２０と、溝２１とが、回転台部１ａの中心に対して略対
称の構造を有しているため、溝の空気が各吸着口１０ａ
〜１０ｄから均等に吸気される。従って、基板をバラン
スよく吸着することが可能である。吸着口や溝は、回転
台部１ａの回転中心に対して必ずしも略対称の構造とす
る必要はないが、バランスよく基板を吸着するために
は、略対称の構造とした方がよい。

【００２０】図３は、本発明の第２実施例によるスピン
チャック３０を示す説明図である。スピンチャック３０
は、第１実施例と同様に、一体形成された回転台部３０
ａと支持部３０ｂを有している。図３（Ａ）は、スピン
チャック３０の回転台部３０ａの上面（載置面）を示す
平面図である。回転台部３０ａは円形の形状を有し、回
転台部３０ａの上面の最外周には、同心円状の基板接触
リング３２が設けられている。この基板接触リング３２
の内側には、周方向に伸びる多数の基板接触突起３４が
ほぼ均一に形成されている。回転台部３０ａの中心付近
には、扇状の６つの基板接触部３６が設けられている。
基板接触リング３２や、基板接触突起３４、基板接触部
３６は、例えば、丸いエンドミル等で表面を削ることに
より形成される（但し、形成方法はこれに限定する必要
はない）。基板接触リング３２や基板接触突起３４、基
板接触部３６は、基板との接触面ができるだけ少なく、
しかも基板全体で支持されるようにすることが好まし
く、通常は、回転台部３０ａの上面全体の面積に対し
て、これらの面積が８％程度となるように、回転台部３
０ａ全面に一様に配置している。４つの吸着口４０ａ〜
４０ｄは、基板接触突起３４および基板接触部３６を回
避する位置であって、回転台部３０ａの中心近くの溝の
位置に、略十字に配置されている。

【００２１】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のスピンチャッ
ク３０のＢ−Ｂ’断面図である。また、図３（Ｃ）は、
支持部３０ｂの底面図である。支持部３０ｂの中心に
は、支持部３０ｂに下面から鉛直上方に形成された回転
軸挿入部５０が形成されている。支持部３０ｂの側面に
は、スピンチャック３０と回転軸２を接続する１本の接
続ピン４（図１）のために、逆Ｕ字状の切り込み形状の
接続ピン挿入部５２が形成されている。接続ピン挿入部
５２の内径は、接続ピン４が挿入できるぎりぎりの大き
さである。従って、回転軸挿入部５０に回転軸２が挿入
されて、回転軸２とスピンチャック３０が接続ピン４に
より固定されれば、スピンチャック３０は、回転方向に
対して回転軸２に固定される。但し、接続ピン挿入部５
２は第１実施例の場合と同様に逆Ｕ字状に切り込まれて
いるので、スピンチャック３０を上方に持ち上げて容易
に取り外すことが可能である。

【００２２】回転軸挿入部５０の上方には、支持部３０
ｂの中心で鉛直方向に伸びる吸着孔（垂直孔）４２が形
成されている。さらに、この吸着孔４２と、回転台部３
０ａの上面の４つの吸着口４０ａ〜４０ｄとをそれぞれ
接続するために、斜め方向に吸着孔（斜め孔）４４ａ〜
４４ｄがそれぞれ形成されている。この斜めの方向は、
各吸着口４０ａ〜４０ｄの配置位置によって変化する。
この実施例では、鉛直方向に対して５１°の方向として
いるが、これに限定する必要はない。

【００２３】上記の第２実施例においても、回転台部３
０ａの上面に基板を載置した状態で、回転軸２の吸気口
８から吸気すると、回転台部３０ａの上面の溝の空気が
４つの吸着口４０ａ〜４０ｄから吸気されるので、溝が
略真空状態となる。この実施例では、各吸着口４０ａ〜
４０ｄや、多数の基板接触突起３４および６つの基板接
触部３６が、回転台部３０ａの中心に対して略対称の構
造を有しているため、溝の空気が各吸着口４０ａ〜４０
ｄから均等に吸気される。従って、バランスよく吸着が
可能である。吸着口や、基板接触突起および基板接触部
は、回転台部３０ａの回転中心に対して必ずしも略対称
の構造とする必要はないが、バランスよく基板を吸着す
るためには、略対称の構造とした方がよい。

【００２４】上記の第１実施例，第２実施例において
は、吸着口が回転台の中心に位置しないので、薬液供給
ノズルから吸着口への薬液の侵入可能性が低減される。

【００２５】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能である。（１）溝の形状は、上記実施例に限定するものではな
く、各吸気口へバランスよく空気が流れる形状であれば
よい。例えば、各溝が碁盤の目状に整列して交差するよ
うに、多数の基板接触突起を配置するようにしてもよ
い。（２）実施例は４個の吸着口を略十字状に配置している
が、この吸着口の数と配置に限定する必要はなく、回転
台中心に対して略対称に配置されていればよい。（３）複数の吸着口のうち一つを回転台中心に設けても
よい。回転台中心に吸着口を設ける場合は、吸気がこの
中心に設けられた吸着口に集中しないように、他の吸着
口と穴の径を変えることにより、各吸着口から均等に吸
気されるようにすることが好ましい。例えば、回転中心
の吸着口を小さくし、他の吸着口を大きくすることが好
ましい。一般に、回転中心のより近くに存在する吸着口
を比較的小さくし、より遠くに存在する吸着口を比較的
大きくすることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を適用する回転式基板処理装
置の要部を示す斜視図。

【図２】本発明の第１実施例によるスピンチャックを示
す説明図。

【図３】本発明の第２実施例によるスピンチャックを示
す説明図。

【符号の説明】

１…スピンチャック１ａ…回転台部１ｂ…支持部２…回転軸４…接続ピン６…薬液供給ノズル８…吸気口１０ａ〜１０ｄ…吸着口１２…吸着孔（垂直孔）１４ａ〜１４ｄ…吸着孔（水平孔）１６ａ〜１６ｄ…栓１７…回転軸挿入部１８…接続ピン挿入部２０…溝２０ａ〜２０ｇ…溝２１…溝２１ａ〜２１ｄ…溝３０…スピンチャック３０ａ…回転台部３０ｂ…支持部３２…基板接触リング３４…基板接触突起３６…基板接触部４０ａ〜４０ｄ…吸着口４２…吸着孔（垂直孔）４４ａ〜４４ｄ…吸着孔（斜め孔）５０…回転軸挿入部５２…接続ピン挿入部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を吸着保持して回転させるための基
板保持体であって、基板を載置するための載置面と、前記基板を吸着するために、前記載置面に設けられた複
数の吸着口と、前記基板保持体の略中央の下部に設けられ、外部の吸気
手段に連通される吸気口と、前記基板保持体の内部に設けられ、前記吸気口と前記複
数の吸着口とを接続する連通孔と、を備えることを特徴
とする基板保持体。
【請求項２】請求項１記載の基板保持体であって、前記複数の吸着口は、前記基板保持体の回転中心を中心
として略対称な位置に設けられている、基板保持体。
【請求項３】請求項１または２記載の基板保持体であ
って、前記連通孔は、前記基板保持体の回転中心において、前記吸気口に接続
するように前記吸気口の上方側に設けられた垂直孔と、前記垂直孔から放射状に、少なくとも前記複数の吸着口
の下方位置までそれぞれ伸びる複数の水平孔と、前記複数の吸着口と前記複数の水平孔とをそれぞれ接続
する複数の接続孔と、を備える基板保持体。
【請求項４】請求項１または２記載の基板保持体であ
って、前記連通孔は、前記基板保持体の回転中心において、前記吸気口に接続
するように前記吸気口の上方側に設けられた垂直孔と、前記複数の吸着口から前記垂直孔に向けてそれぞれ斜め
に設けられた複数の斜め孔と、を備える基板保持体。