特許 7128713 基板保持装置、および該基板保持装置を動作させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-23

(45)【発行日】2022-08-31

(54)【発明の名称】基板保持装置、および該基板保持装置を動作させる方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20220824BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20220824BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/304 622Q

H01L21/304 643Z

H01L21/304 648G

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018194305

(22)【出願日】2018-10-15

(65)【公開番号】P2020064900

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-04-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】原田 稔

【審査官】中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２９５７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０２５９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０７９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１０８６１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持する基板保持装置であって、
前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、
前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルを備え、
前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、
前記基板チャックと前記ハウジングは、異なる材料から構成されており、
前記液体ノズルは、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口を向いて配置されている基板保持装置。

【請求項2】

前記基板チャックの硬度は、前記ハウジングの硬度と異なる、請求項１に記載の基板保持装置。

【請求項3】

前記基板チャックおよび前記ハウジングのうちの一方は、炭素繊維とポリエーテルエーテルケトンとの複合材料から構成されており、他方は超高分子量ポリエチレンから構成されている、請求項１または２に記載の基板保持装置。

【請求項4】

前記基板チャックおよび前記ハウジングの外側に配置されたノズル保持部材をさらに備え、
前記液体ノズルは、前記ノズル保持部材に固定されている、請求項１に記載の基板保持装置。

【請求項5】

前記基板チャックと、前記液体ノズルとの間に配置された回転カバーをさらに備え、
前記回転カバーは、前記液体ノズルの位置に対応した通孔を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板保持装置。

【請求項6】

前記液体ノズルに接続された液体供給ラインと、
前記液体供給ラインに取り付けられた液体供給弁と、
前記液体供給弁を開閉する動作制御部とをさらに備えている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置。

【請求項7】

前記動作制御部は、前記基板チャックが上昇しておりかつ、前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体供給弁を開くように構成されている、請求項６に記載の基板保持装置。

【請求項8】

基板を保持する基板保持装置であって、
前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、
前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、
前記基板チャックと前記ハウジングは、異なる材料から構成されており、
前記ハウジングは、前記挿入孔を構成する内面に複数の縦溝を有する、基板保持装置。

【請求項9】

前記複数の縦溝は、前記挿入孔の周方向において等間隔で配列されている、請求項８に記載の基板保持装置。

【請求項10】

基板を保持する基板保持装置であって、
前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、
前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルとを備え、
前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、
前記液体ノズルは、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口を向いて配置されている、基板保持装置。

【請求項11】

前記基板チャックおよび前記ハウジングの外側に配置されたノズル保持部材をさらに備え、
前記液体ノズルは、前記ノズル保持部材に固定されている、請求項１０に記載の基板保持装置。

【請求項12】

前記基板チャックと、前記液体ノズルとの間に配置された回転カバーをさらに備え、
前記回転カバーは、前記液体ノズルの位置に対応した通孔を有する、請求項１０または１１に記載の基板保持装置。

【請求項13】

前記ハウジングは、前記挿入孔を構成する内面に複数の縦溝を有する、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の基板保持装置。

【請求項14】

前記複数の縦溝は、前記挿入孔の周方向において等間隔で配列されている、請求項１３に記載の基板保持装置。

【請求項15】

前記液体ノズルに接続された液体供給ラインと、
前記液体供給ラインに取り付けられた液体供給弁と、
前記液体供給弁を開閉する動作制御部とをさらに備えている、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の基板保持装置。

【請求項16】

前記動作制御部は、前記基板チャックが上昇しておりかつ、前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体供給弁を開くように構成されている、請求項１５に記載の基板保持装置。

【請求項17】

基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、
前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルとを備え、
前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有する基板保持装置を動作させる方法であって、
前記基板チャックが上昇し、かつ前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体ノズルから、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口に向かって液体を供給する、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハなどの基板を保持する基板保持装置に関する。また、本発明は、上記基板保持装置を動作させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ウェーハなどの基板の周縁部を保持して回転させる基板保持装置が知られている。このような基板保持装置は、基板を回転させながら基板の表面にＩＰＡ蒸気を吹き付けて該基板を乾燥させる乾燥装置などの処理装置に適用されている。

【0003】

上述した基板保持装置は、基板の周縁部を支持するための複数の基板チャックを有している。これら基板チャックは基板の周縁部に沿って配置されている。基板チャックの周囲にはばねが配置されており、このばねによって基板チャックは下方に付勢されている。また、基板チャックはリフターにより上昇される。基板が搬送ロボットから基板保持装置に渡されるときは、基板チャックはばねの力に逆らってリフターにより上昇される。基板保持装置が基板を回転させながら該基板を処理するときは、リフターが下降するとともに基板チャックはばねにより押し下げられる。

【0004】

上述した基板保持装置では、基板チャックは、ハウジングに支持されている。ハウジングは、上下に延びる挿入孔を有しており、基板チャックは、上記挿入孔に挿入されている。ハウジングの挿入孔の直径は基板チャックの直径よりも僅かに大きく、基板チャックは、ハウジング（ハウジングの挿入孔を構成する内面）に常に接触している。基板チャックは、ハウジングに接触しながらハウジングに対して上下方向に相対移動可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１７２０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、基板チャックはハウジングに常に接触しているため、基板チャックがハウジングに対して相対移動するとき、基板チャックとハウジングが互いに削り合う、いわゆるかじりが発生することがある。上記かじりが発生すると、基板チャックまたはハウジングの摩耗粉が、上記挿入孔内に溜まり、基板チャックの動作を妨げてしまう。結果として、基板チャックが安定して動作せず、基板を正常に保持できないことがある。

【0007】

そこで本発明は、基板チャックの動作の安定性を向上させた基板保持装置を提供する。さらに本発明は、このような基板保持装置を動作させる方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様では、基板を保持する基板保持装置であって、前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルを備え、前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、前記基板チャックと前記ハウジングは、異なる材料から構成されており、前記液体ノズルは、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口を向いて配置されている基板保持装置が提供される。

【0009】

一態様では、前記基板チャックの硬度は、前記ハウジングの硬度と異なる。
一態様では、前記基板チャックおよび前記ハウジングのうちの一方は、炭素繊維とポリエーテルエーテルケトンとの複合材料から構成されており、他方は超高分子量ポリエチレンから構成されている。
一態様では、前記基板チャックおよび前記ハウジングの外側に配置されたノズル保持部材をさらに備え、前記液体ノズルは、前記ノズル保持部材に固定されている。
一態様では、前記基板チャックと、前記液体ノズルとの間に配置された回転カバーをさらに備え、前記回転カバーは、前記液体ノズルの位置に対応した通孔を有する。
一態様では、前記液体ノズルに接続された液体供給ラインと、前記液体供給ラインに取り付けられた液体供給弁と、前記液体供給弁を開閉する動作制御部とをさらに備えている。
一態様では、前記動作制御部は、前記基板チャックが上昇しておりかつ、前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体供給弁を開くように構成されている。
一態様では、基板を保持する基板保持装置であって、前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、前記基板チャックと前記ハウジングは、異なる材料から構成されており、前記ハウジングは、前記挿入孔を構成する内面に複数の縦溝を有する、基板保持装置が提供される。
一態様では、前記複数の縦溝は、前記挿入孔の周方向において等間隔で配列されている。

【0010】

一態様では、基板を保持する基板保持装置であって、前記基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルとを備え、前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有し、前記液体ノズルは、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口を向いて配置されている、基板保持装置が提供される。

【0011】

一態様では、前記基板チャックおよび前記ハウジングの外側に配置されたノズル保持部材をさらに備え、前記液体ノズルは、前記ノズル保持部材に固定されている。
一態様では、前記基板チャックと、前記液体ノズルとの間に配置された回転カバーをさらに備え、前記回転カバーは、前記液体ノズルの位置に対応した通孔を有する。
一態様では、前記ハウジングは、前記挿入孔を構成する内面に複数の縦溝を有する。
一態様では、前記複数の縦溝は、前記挿入孔の周方向において等間隔で配列されている。
一態様では、前記液体ノズルに接続された液体供給ラインと、前記液体供給ラインに取り付けられた液体供給弁と、前記液体供給弁を開閉する動作制御部とをさらに備えている。
一態様では、前記動作制御部は、前記基板チャックが上昇しておりかつ、前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体供給弁を開くように構成されている。

【0012】

一態様では、基板の周縁部を保持可能な基板チャックと、前記基板チャックを上下動可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに隣接して配置された液体ノズルとを備え、前記ハウジングは、前記基板チャックが挿入される挿入孔を有する基板保持装置を動作させる方法であって、前記基板チャックが上昇し、かつ前記基板チャックが前記基板を保持していないときに、前記液体ノズルから、前記ハウジングの前記挿入孔の上側開口に向かって液体を供給する、方法が提供される。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、基板チャックまたはハウジングの摩耗粉が、ハウジングの挿入孔内に溜まることを抑制することができる。したがって、基板チャックの動作の安定性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板保持装置を示す縦断面図である。

【図2】図１に示す基板保持装置を示す平面図である。

【図3】リフターによって基板チャックが上昇された状態を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、クランプを示す平面図であり、図４（ｂ）はクランプの側面図である。

【図5】図５（ａ）は、クランプがウェーハを把持した状態を示す平面図であり、図５（ｂ）はクランプがウェーハを解放した状態を示す平面図である。

【図6】図２に示すＡ－Ａ線断面図である。

【図7】図６のＢ－Ｂ線断面図である。

【図8】第２の磁石と第３の磁石の配置を説明するための模式図であり、基板チャックの軸方向から見た図である。

【図9】リフターにより基板チャックを上昇させたときの図２に示すＡ－Ａ線断面図である。

【図10】図９のＣ－Ｃ線断面図である。

【図11】基板保持装置の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図12】ハウジングの他の実施形態を示す縦断面図である。

【図13】図１２に示すハウジングの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板保持装置１０を示す縦断面図である。図２は図１に示す基板保持装置１０を示す平面図である。

【0016】

図１および図２に示すように、基板保持装置１０は、複数のアーム１ａを有する基台１と、複数のアーム１ａの先端にそれぞれ設けられた複数のハウジング１７と、複数のハウジング１７にそれぞれ支持された複数の基板チャック２とを備えている。複数のハウジング１７は、上下に延びる複数の挿入孔１８をそれぞれ有しており、これら複数の挿入孔１８に、複数の基板チャック２がそれぞれ挿入されている。複数の基板チャック２は、その上端に複数のクランプ３をそれぞれ有している。本実施形態では、複数のアーム１ａは４つのアーム１ａであり、複数のハウジング１７は４つのハウジング１７であり、複数の基板チャック２は４つの基板チャック２であり、複数のクランプ３は４つのクランプ３である。各ハウジング１７は各アーム１ａと一体に構成してもよい。

【0017】

基板チャック２は、基板の一例であるウェーハＷの周縁部を保持可能に構成されており、ハウジング１７によって上下動可能に支持されている。各基板チャック２は、基台１およびハウジング１７に対して相対的に上下動可能であり、かつ各基板チャック２はその軸心まわりに回転可能に構成されている。基板チャック２はウェーハＷの周縁部に沿って等間隔で配置されている。

【0018】

基台１は回転軸５の上端に固定されており、この回転軸５は軸受６によって回転可能に支持されている。軸受６は回転軸５を囲むように配置された円筒体７の内周面に固定されている。円筒体７の下端は架台９に取り付けられており、その位置は固定されている。回転軸５は、プーリー１１，１２およびベルト１４を介してモータ１５に連結されている。モータ１５を駆動させることにより、基台１および回転軸５はその軸心を中心として回転するようになっている。ウェーハＷはクランプ３によって把持され、モータ１５によってウェーハＷの中心軸線まわりに回転される。

【0019】

円筒体７を囲むように、基板チャック２を上昇させるリフター２０が配置されている。このリフター２０は、円筒体７に対して上下方向にスライド可能に構成されている。リフター２０は、４つの基板チャック２を持ち上げる４つのプッシャー２０ａを有している。円筒体７の外周面とリフター２０の内周面との間には、第１の気体チャンバ２１と第２の気体チャンバ２２が形成されている。これら第１の気体チャンバ２１と第２の気体チャンバ２２は、第１の気体流路２４および第２の気体流路２５にそれぞれ連通しており、これら第１の気体流路２４および第２の気体流路２５は、図示しない加圧気体供給源に連結されている。第１の気体チャンバ２１内の圧力を第２の気体チャンバ２２内の圧力よりも高くすると、図３に示すように、リフター２０が上昇する。一方、第２の気体チャンバ２２内の圧力を第１の気体チャンバ２１内の圧力よりも高くすると、図１に示すように、リフター２０が下降する。リフター２０により４つの基板チャック２および４つのクランプ３は同時に上昇し、下降する。

【0020】

基板保持装置１０は、回転カバー２８をさらに備えている。回転カバー２８は、基台１の上面に固定されている。この回転カバー２８は、回転するウェーハＷから遠心力により飛び出した液体（ウェーハＷの上面を処理するために、ウェーハＷ上に供給されたリンス水または薬液などの液体）を受け止めるためのものである。図１および図３は回転カバー２８の縦断面を示している。回転カバー２８はウェーハＷの全周を囲むように配置されている。回転カバー２８の縦断面形状は径方向内側に傾斜している。また、回転カバー２８の内周面は滑らかな曲面から構成されている。回転カバー２８の上端はウェーハＷに近接しており、回転カバー２８の上端の内径は、ウェーハＷの直径よりもやや大きい。回転カバー２８の上端には、基板チャック２の外周面形状に沿った切り欠き２８ａが形成されている。回転カバー２８の底面には、斜めに延びる液体排出孔（図示せず）が形成されている。回転カバー２８は、基板チャック２とハウジング１７と一体に回転する。

【0021】

図４（ａ）は、クランプ３を示す平面図であり、図４（ｂ）はクランプ３の側面図である。クランプ３は、基板チャック２の上端の偏心した位置に形成されている。このクランプ３は、ウェーハＷの周縁部に当接することによりウェーハＷの周縁部を把持する。基板チャック２の上端には、クランプ３から基板チャック２の軸心に向かって延びる位置決め部４１がさらに形成されている。位置決め部４１の一端はクランプ３の側面に一体的に接続され、他端は基板チャック２の軸心上に位置している。この位置決め部４１の中心側の端部は、基板チャック２と同心の円に沿って湾曲した側面４１ａを有している。基板チャック２の上端は、下方に傾斜するテーパ面となっている。

【0022】

図５（ａ）は、クランプ３がウェーハＷを把持した状態を示す平面図であり、図５（ｂ）はクランプ３がウェーハＷを解放した状態を示す平面図である。ウェーハＷは、基板チャック２の上端（テーパ面）上に載置され、そして、基板チャック２を回転させることにより、クランプ３をウェーハＷの周縁部に当接させる。これにより、図５（ａ）に示すように、ウェーハＷがクランプ３に把持される。基板チャック２を反対方向に回転させると、図５（ｂ）に示すように、クランプ３がウェーハＷから離れ、これによりウェーハＷが解放される。このとき、ウェーハＷの周縁部は、位置決め部４１の中心側端部の側面４１ａに接触する。したがって、位置決め部４１の側面４１ａによって、基板チャック２が回転するときのウェーハＷの変位を制限することができ、その後のウェーハ搬送の安定性を向上させることができる。

【0023】

図６は図２に示すＡ－Ａ線断面図であり、図７は図６のＢ－Ｂ線断面図である。図６および図７では、回転カバー２８の図示は省略されている。以下の説明は、４つの基板チャック２のうちの１つに関するものであるが、他の基板チャック２にも同様に適用される。挿入孔１８の直径は基板チャック２の直径よりも僅かに大きく、基板チャック２は、ハウジング１７の挿入孔１８を構成する内面１８ａに常に接触している。基板チャック２は、内面１８ａに接触しながらハウジング１７に対して上下方向に相対移動可能となっている。さらに基板チャック２は、その軸心まわりに回転可能となっている。

【0024】

基板保持装置１０は、基板チャック２をその軸方向に付勢するばね３０を有している。ばね３０の上端は、ハウジング１７の下面に接触している。基板チャック２の下端にはばねストッパー３５が接続されている。基板チャック２は、その軸心まわりに回転可能なようにばねストッパー３５に連結されている。すなわち、基板チャック２は、ばねストッパー３５に対して相対的に回転可能となっている。

【0025】

ばね３０の上端はハウジング１７を押圧し、ばね３０の下端は基板チャック２に連結されたばねストッパー３５を押している。したがって、本実施形態のばね３０は、基板チャック２を下方に付勢する。基板チャック２は、ハウジング１７の挿入孔１８の直径よりも大きい径を有する基板チャックストッパー２ａを有している。この基板チャックストッパー２ａはハウジング１７よりも上方に位置している。したがって、図６に示すように、基板チャック２の下方への移動は基板チャックストッパー２ａによって制限される。

【0026】

ハウジング１７には第１の磁石４３が埋設されている。基板チャック２内には第２の磁石４４および第３の磁石４５が配置されている。これら第２の磁石４４および第３の磁石４５は、上下方向に離間して配列されている。これらの第１～第３の磁石４３，４４，４５としては、ネオジム磁石が好適に用いられる。

【0027】

図８は、第２の磁石４４と第３の磁石４５の配置を説明するための模式図であり、基板チャック２の軸方向から見た図である。図８に示すように、第２の磁石４４と第３の磁石４５とは、基板チャック２の周方向においてずれて配置されている。すなわち、第２の磁石４４と基板チャック２の中心とを結ぶ線と、第３の磁石４５と基板チャック２の中心とを結ぶ線とは、基板チャック２の軸方向から見たときに所定の角度αで交わっている。

【0028】

基板チャック２が、図６に示す下降位置にあるとき、第２の磁石４４は第１の磁石４３に近接し、第３の磁石４５は第１の磁石４３から離れている。このとき、第１の磁石４３と第２の磁石４４との間には引き合う力が働く。この引力は、基板チャック２にその軸心まわりに回転する力を与え、その回転方向は、クランプ３がウェーハＷの周縁部を押圧する方向である。したがって、図６に示す下降位置は、ウェーハＷを把持するクランプ位置となる。

【0029】

図９は、リフター３０により基板チャック２を上昇させたときの図２に示すＡ－Ａ線断面図であり、図１０は図９のＣ－Ｃ線断面図である。リフター３０により基板チャック２を図９に示す上昇位置まで上昇させると、第３の磁石４５が第１の磁石４３に接近し、第２の磁石４４は第１の磁石４３から離れる。このとき、第１の磁石４３と第３の磁石４５との間には引き合う力が働く。この引力は基板チャック２にその軸心まわりに回転する力を与え、その回転方向は、クランプ３がウェーハＷから離間する方向である。したがって、図９に示す上昇位置は、ウェーハＷをリリースするアンクランプ位置である。

【0030】

第２の磁石４４と第３の磁石４５とは基板チャック２の周方向において異なる位置に配置されているので、基板チャック２の上下移動に伴って基板チャック２には回転力が作用する。この回転力によってクランプ３にウェーハＷを把持する力とウェーハＷを解放する力が与えられる。したがって、基板チャック２を上下させるだけで、クランプ３はウェーハＷを把持し、かつ解放することができる。このように、第１の磁石４３、第２の磁石４４、および第３の磁石４５は、基板チャック２を基板チャック２の軸心まわりに回転させる回転機構として機能する。この回転機構は、基板チャック２の上下動に従って動作する。

【0031】

基板チャック２がリフター２０によって上昇されるとき、リフター２０のプッシャー２０ａは、ばねストッパー３５に接触する。基板チャック２はばねストッパー３５とは独立に回転可能であるので、基板チャック２は上昇しながらその軸心まわりにスムーズに回転することができ、その一方でばねストッパー３５は回転しない。リフター２０は、ばね３０の力に逆らって基板チャック２をその軸方向に移動させる移動機構である。

【0032】

基板チャック２の側面には、その軸心に沿って延びる溝４６が形成されている。この溝４６は円弧状の水平断面を有している。ハウジング１７には、溝４６に向かって突起する突起部４７が形成されている。この突起部４７の先端は、溝４６の内部に位置しており、突起部４７は溝４６に緩やかに係合している。この溝４６および突起部４７は、基板チャック２の回転角度を制限するために設けられている。

【0033】

図３に示すように、基板チャック２が上昇すると、ウェーハＷは回転カバー２８よりも高い位置にまで上昇されるとともに、クランプ３はウェーハＷの周縁部から離れる。したがって、搬送ロボットなどの搬送装置（図示せず）は、ウェーハＷを基板保持装置１０から取り出すことができる。

【0034】

ウェーハＷは、図１に示す、基板チャック２が下降位置にある状態で、モータ１５によって回転される。ウェーハＷの回転が停止するときに、各基板チャック２が各プッシャー２０ａの上方に位置するようにモータ１５の停止動作が制御される。

【0035】

本実施形態では、基板チャック２とハウジング１７は、異なる材料から構成されている。より具体的には、基板チャック２の硬度は、ハウジング１７の硬度と異なっており、基板チャック２の比重は、ハウジング１７の比重と異なっている。本実施形態では、ハウジング１７の硬度は、基板チャック２の硬度よりも小さく、ハウジング１７の比重は、基板チャック２の比重よりも小さい。一実施形態では、基板チャック２の硬度を、ハウジング１７の硬度よりも小さくしてもよく、基板チャック２の比重を、ハウジング１７の比重よりも小さくしてもよい。

【0036】

本実施形態では、基板チャック２は、炭素繊維とポリエーテルエーテルケトンとの複合材料（以下、Ｃ－ＰＥＥＫという）から構成されており、ハウジング１７は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ－ＰＥともいう）から構成されている。基板チャック２およびハウジング１７をこれらの材料から構成した場合、基板保持装置１０の耐久試験において、ハウジング１７の挿入孔１８に傷などの変化が見られず、上述のいわゆるかじりが抑制されていることが確認できた。上記耐久試験は、基板チャック２を１００万回上下動作させることにより行ったものである。

【0037】

超高分子量ポリエチレンは、滑り特性や耐摩耗性も優れており、Ｃ－ＰＥＥＫよりもコストが安いという利点もある。したがって、ハウジング１７に超高分子量ポリエチレンを使用することによって、基板保持装置１０全体をコストダウンすることができる。一実施形態では、ハウジング１７をＣ－ＰＥＥＫから構成し、基板チャック２を超高分子量ポリエチレンから構成してもよい。この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。

【0038】

基板チャック２とハウジング１７が同じ材料から構成されていると、基板チャック２がハウジング１７に対して相対移動するときに、基板チャック２とハウジング１７とは互いに削り続ける。しかし、基板チャック２とハウジング１７を異なる材料から構成することによって、いわゆるかじりを抑制することができる。その結果、基板チャック２またはハウジング１７の摩耗粉が、挿入孔１８内に溜まることを抑制することができる。したがって、基板チャック２の動作の安定性が向上できる。

【0039】

図１１は、基板保持装置１０の他の実施形態を示す縦断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１乃至図１０を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１１に示すように、本実施形態の基板保持装置１０は、ハウジング１７の挿入孔１８に液体を供給する複数の液体ノズル５１と、各液体ノズル５１に液体を供給する複数の液体供給ライン５３と、複数の液体供給ライン５３のそれぞれに取り付けられた複数の液体供給弁５４と、複数の液体供給弁５４を開閉する動作制御部６０と、複数の液体ノズル５１を保持するノズル保持部材５７とをさらに備えている。複数の液体ノズル５１は複数の液体供給ライン５３にそれぞれ接続されている。各液体供給ライン５３は、図示しない液体供給源に接続されている。

【0040】

本実施形態では、複数の液体ノズル５１は４つの液体ノズル５１であり（うち２つは図示せず）、複数の液体供給ライン５３は４つの液体供給ライン５３であり（うち２つは図示せず）、複数の液体供給弁５４は４つの液体供給弁５４である（うち２つは図示せず）。

【0041】

液体ノズル５１はノズル保持部材５７に固定されており、ノズル保持部材５７は、基板チャック２およびハウジング１７の外側に配置されている。複数の液体ノズル５１は、複数のハウジング１７にそれぞれ隣接して配置されており、各液体ノズル５１は、各ハウジング１７の挿入孔１８の上側開口を向いて配置されている。具体的には、液体ノズル５１は、挿入孔１８の上側開口よりも高い位置に配置されており、液体を挿入孔１８に斜め上から供給する位置に配置されている。

【0042】

回転カバー２８は、基板チャック２と、液体ノズル５１との間に配置されており、複数の液体ノズル５１のそれぞれの位置に対応した複数の通孔２８ｂを有している。すなわち、回転カバー２８は、４つの液体ノズル５１のそれぞれの位置に対応した４つの通孔２８ｂを有している。具体的には、４つの通孔２８ｂは、基台１（回転カバー２８）が静止しているとき、液体の供給方向において、各液体ノズル５１と各通孔２８ｂの位置が一致するように構成されている。通孔２８ｂをこのような構成にすることによって、液体ノズル５１から通孔２８ｂを通じてハウジング１７の挿入孔１８に液体を供給することができる。液体を挿入孔１８に供給することによって、挿入孔１８が洗浄される。

【0043】

一実施形態では、モータ１５をステッピングモータやサーボモータから構成してもよい。ステッピングモータやサーボモータから構成されたモータ１５は、通孔２８ｂと液体ノズル５１の位置を精密に合わせることができる。

【0044】

複数の液体供給弁５４は、液体供給弁５４の開閉を制御する動作制御部６０に電気的に接続されており、各液体供給弁５４は、動作制御部６０によって操作される。動作制御部６０が各液体供給弁５４を開くと、液体供給源から各液体供給ライン５３を通って各液体ノズル５１に液体が供給される。動作制御部６０が各液体供給弁５４を閉じると、液体の供給が停止される。液体ノズル５１に供給される液体の一例として、純水が挙げられる。

【0045】

基板チャック２がウェーハＷをリリースした後や、基板チャック２が図示しない搬送装置からウェーハＷを受け取るときなど、基板チャック２がウェーハＷを保持していないとき、基板チャック２は、図９に示す上昇位置にある。このとき、液体ノズル５１からハウジング１７の挿入孔１８の上側開口に向かって液体が供給され、基板保持装置１０（ハウジング１７の挿入孔１８）が洗浄される。言い換えれば、動作制御部６０は、基板チャック２が上昇しておりかつ、基板チャック２がウェーハＷを保持していないときに、液体供給弁５４を開くように構成されている。基板チャック２がウェーハＷを保持しているとき、液体供給弁５４は閉じている。

【0046】

挿入孔１８が洗浄されるとき、基台１（回転カバー２８）は、液体の供給方向において、各液体ノズル５１と各通孔２８ｂの位置が一致する回転位置で静止している。これにより、液体ノズル５１から通孔２８ｂを通じてハウジング１７の挿入孔１８に液体が供給される。

【0047】

液体を挿入孔１８に供給し、挿入孔１８を洗浄することによって、挿入孔１８内で生じた摩耗粉を洗い流し、かつ基板チャック２と挿入孔１８との潤滑性を向上させることができる。その結果、基板チャック２またはハウジング１７の摩耗粉が、挿入孔１８内に溜まることを抑制することができる。さらに、挿入孔１８内の液体自体が潤滑剤として機能し、基板チャック２をスムーズに上下動させることを可能とする。したがって、基板チャック２の動作の安定性が向上できる。

【0048】

一実施形態では、基板チャック２が上昇し、ウェーハＷをリリースする毎に挿入孔１８に液体を供給してもよい。さらに一実施形態では、基板チャック２が予め定められた回数上昇する毎に挿入孔１８に液体を供給してもよい。さらに一実施形態では、基板チャック２と、ハウジング１７とは同じ材料から構成されていてもよい。基板チャック２と、ハウジング１７とが同じ材料から構成されていても、液体を挿入孔１８に供給し、挿入孔１８を洗浄することによって、基板チャック２と挿入孔１８との潤滑性を向上させ、かつ上記摩耗粉を洗い流すことができる。

【0049】

図１２は、ハウジング１７の他の実施形態を示す縦断面図であり、図１３は、図１２に示すハウジング１７の上面図である。図１２および図１３では、第１の磁石４３および突起部４７の図示は省略されている。本実施形態のハウジング１７は、図１乃至図１０を参照して説明した実施形態および図１１を参照して説明した実施形態に適用することができる。特に説明しない本実施形態の構成は、図１乃至図１１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0050】

図１２および図１３に示すように、ハウジング１７は、挿入孔１８を構成する内面１８ａに複数の縦溝１８ｂを有している。より具体的には、複数の縦溝１８ｂは、挿入孔１８の周方向において等間隔で配列されており、縦溝１８ｂは、ハウジング１７の上端から下端まで延びている。

【0051】

縦溝１８ｂがハウジング１７の上端まで延びているので、ウェーハＷに供給された液体や、液体ノズル５１から供給された液体を、挿入孔１８内に容易に導くことができる。さらに、縦溝１８ｂがハウジング１７の下端まで延びているので、挿入孔１８内で発生した基板チャック２またはハウジング１７の摩耗粉を、ウェーハＷ上に供給された液体や、液体ノズル５１から供給される液体によって、容易に洗い流すことができる。その結果、上記摩耗粉が挿入孔１８内に溜まることをさらに抑制することができ、基板保持装置１０は、基板チャック２の動作の安定性を向上させることができる。

【0052】

上述した各実施形態に係る基板保持装置１０は、ウェーハの他に、フラットパネルディスプレイガラス基板などの様々なタイプの基板を保持するための装置に適用することができる。さらに、基板保持装置１０は、基板洗浄装置や研磨装置の基板保持部にも適用することができる。

【0053】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0054】

１ 基台
１ａ アーム
２ 基板チャック
３ クランプ
５ 回転軸
６ 軸受
７ 円筒体
９ 架台
１０ 基板保持装置
１１，１２ プーリー
１４ ベルト
１５ モータ
１７ ハウジング
１８ 挿入孔
１８ａ 内面
１８ｂ 縦溝
２０ リフター
２０ａ プッシャー
２１ 第１の気体チャンバ
２２ 第２の気体チャンバ
２４ 第１の気体流路
２５ 第２の気体流路
２８ 回転カバー
２８ａ 切り欠き
２８ｂ 通孔
３０ ばね
３５ ばねストッパー
４１ 位置決め部
４３ 第１の磁石
４４ 第２の磁石
４５ 第３の磁石
４６ 溝
４７ 突起部
５１ 液体ノズル
５３ 液体供給ライン
５４ 液体供給弁
５７ ノズル保持部材
６０ 動作制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】