JP3693182B2

JP3693182B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP3693182B2
Application number: JP30089393A
Authority: JP
Inventors: 信行高橋; 清梨本; 文彦佐藤
Original assignee: アネルバ株式会社
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JPH07130824A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、基板を基板台にクランプして処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハや液晶基板，更には情報記録用のディスク等の基板は、基板表面に対する多くの処理を経て製品が製造される。このような基板の処理を行う処理装置は、通常、基板を基板台に載置してクランプし、その後処理が開始される。尚、本願において「クランプ」とは、処理中に基板が動かないように保持しておくという程度の意味である。
【０００３】
図２は、上記のような従来の基板処理装置の概略を説明する正面図である。
図２に示す基板処理装置は、スパッタ装置やＣＶＤ装置等の真空を利用した処理装置の例であり、真空チャンバー１と、この真空チャンバー１の内部に収納された基板台２と、基板台２の上に載せられた基板２０の周辺部をクランプするリングチャック３と、リングチャック３の下面に上端が固定されて下方に延びる駆動棒４と、駆動棒４を上下させてリングチャック３を駆動するリングチャック駆動機構５とから主に構成されている。
【０００４】
リングチャック３は、基板２０の形状に合わせた環状のものである。即ち例えば、半導体ウエハのような略円形の場合には、それに適合した形状の円環状である。そして、基板２０の周辺部を基板台２に押さえ付けるようにして基板２０を基板台２にクランプする。
リングチャック駆動機構５は、具体的には駆動棒４を上下動させるエアシリンダ等の駆動源を含む駆動機構であり、リングチャック３を所定の下側位置に位置させて基板２０をクランプさせるとともに所定の上側位置まで上昇させてクランプを解除するものである。
【０００５】
基板２０のクランプは、リングチャック３の位置制御によって行われる。即ち、基板２０の表面に緩く触れてクランプする高さの位置（以下、クランプ位置）にリングチャック３の下面を位置させることによって基板２０のクランプが達成される。具体的には、リングチャック駆動機構５は特定のストッパ等を有していて、リングチャック３の下面がクランプ位置に達すると、ストッパによって駆動棒４の下降が停止するよう構成されている。言い換えると、不図示のストッパ等に当接して駆動棒４の下降が停止した状態では、リングチャック３の下面が基板２０の表面に緩く触れる位置関係になっている。
これは、もし基板２０の表面に当接することによって駆動棒４の下降が停止する即ち基板２０自体がストッパを兼用するような設計であると、リングチャック３の衝突によって基板２０の表面が傷ついたり欠けたりする恐れがあるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の基板処理装置では、リングチャックを予め定められたクランプ位置に位置させることによってクランプしている。しかしがら、以下に示すような幾つかの理由から、リングチャックのクランプ力を常に一定にすることが出来なかった。
まず第一は、リングチャックのメンテナンス上の問題である。即ち、薄膜形成装置やエッチング装置等の場合には、薄膜材料や被エッチング材料がリングチャックに付着するため、定期的にリングチャックを交換する必要がある。一度使用したリングチャックは、付着した材料を除去してから再使用するが、表面を削り取るようにして除去するため、除去の過程でリングチャックの寸法がミリ単位で変わってしまう場合がある。即ち、リングチャックの厚さが僅かに薄くなってしまう場合がある。前述のクランプ位置は、リングチャックが設計通りの厚さを有するものとして予め決められて固定されているため、リングチャックの厚さが変化するとクランプ力が変わってしまう。
【０００７】
このようなリングチャックの寸法変化は、リングチャックの寸法精度のバラツキによっても生ずる。即ち、新品のリングチャックを取り付けても、製品毎の寸法のバラツキが避けられないため、クランプ力が一定にできない。
基板を一定の力でクランプできない第二の要因は、熱による問題である。即ち、加熱によってリングチャックの厚さや駆動棒の長さが変化すると、基板のクランプ力が変化する。この変化は、クランプ力が大きくなる場合と小さくなる場合とがある。大きくなる場合には、強い力でリングチャックが基板を押さえ付ける結果基板が損傷する恐れが発生するし、クランプ力が小さくなる場合には、上記同様クランプできなくなって、基板の位置が固定されないという事態になる。
本願発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、一定の安定した力で基板をクランプして処理することのできる基板処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本願の請求項１記載の基板処理装置は、基板を載せる基板台と、載せられた基板の周辺部に当接して基板の周辺部をクランプするリングチャックと、先端がリングチャックに固定された駆動棒と、リングチャックが基板の周辺部をクランプするように駆動棒に弾性力を作用させるバネ機構と、そのバネ機構の弾性力に逆らってリングチャックが基板を開放する向きに移動するように駆動棒を移動させる駆動棒移動機構とを具備し、
駆動棒移動機構は、駆動源を有しており、駆動棒移動機構は、上記リングチャックが基板をクランプする時にはバネ機構の力のみが駆動棒に作用するよう駆動棒に対する駆動源の力を解除して駆動棒を遊動させるものであり、
上記バネ機構は、上記駆動棒の上記リングチャックが固定された側とは反対側の端部に固定されているとともに、上記駆動棒には二つのストッパが設けられており、
上記駆動棒移動機構は、二つのストッパの間の部分において上記駆動棒に嵌合した部材を有してこの嵌合した部材により一方のストッパを押すことで上記バネ機構の弾性力に逆らって上記駆動棒を移動させるものであり、上記駆動棒移動機構は、この嵌合した部材をクランプ時に一方のストッパから離間させることで前記駆動棒に対する駆動源の力の解除を行うものであり、他方のストッパは、上記駆動棒移動機構が、嵌合した部材を一方のストッパから離間させて上記駆動棒を遊動させる際に、嵌合した部材が上記駆動棒から脱落するのを防止するものであるという構成を有する。
また、上述の目的を達成するため、請求項２記載の基板処理装置は、基板を載せる基板台と、載せられた基板の周辺部に当接して基板の周辺部をクランプするリングチャックと、先端がリングチャックに固定された駆動棒と、リングチャックが基板の周辺部をクランプするように駆動棒に弾性力を作用させるバネ機構と、そのバネ機構の弾性力に逆らってリングチャックが基板を開放する向きに移動するように駆動棒を移動させる駆動棒移動機構とを具備し、
駆動棒移動機構は、駆動源を有しており、駆動棒移動機構は、上記リングチャックが基板をクランプする時にはバネ機構の力のみが駆動棒に作用するよう駆動棒に対する駆動源の力を解除して駆動棒を遊動させるものであり、
上記バネ機構は、上記駆動棒の上記リングチャックが固定された側とは反対側の端部に固定されているとともに、上記駆動棒には二つのストッパが設けられており、
上記駆動棒移動機構は、二つのストッパの間の部分において上記駆動棒に嵌合した部材を有してこの嵌合した部材により一方のストッパを押すことで上記バネ機構の弾性力に逆らって上記駆動棒を移動させるものであり、上記駆動棒移動機構は、この嵌合した部材をクランプ時に一方のストッパから離間させることで前記駆動棒に対する駆動源の力の解除を行うものであり、他方のストッパは、上記駆動棒移動機構が、嵌合した部材を一方のストッパから離間させて上記駆動棒を遊動させる際に、嵌合した部材が上記駆動棒から脱落するのを防止するものであり、
上記リングチャックはメンテナンスの際に交換できるよう設けられており、メンテナンスの際に付着材料が除去されてから再使用されるものであるという構成を有する。
【０００９】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を説明する。
図１は、本願発明の実施例の基板処理装置の概略を説明する正面図である。
図１に示す基板処理装置は、図２と同様にスパッタ装置やＣＶＤ装置等の真空を利用した処理装置の例であり、真空チャンバー１と、この真空チャンバー１の内部に収納された基板台２と、基板台２の上に載せられた基板２０の周辺部をクランプするリングチャック３と、リングチャック３の下面に上端が固定されて下方に延びる駆動棒４とを有している。そして、この図１に示す基板処理装置では、真空チャンバー１の外部において、バネ機構６と、駆動棒移動機構７と、上下二つのストッパ８１，８２とが駆動棒４に付設されている。
【００１０】
まず、基板台２は上下方向に貫通した貫通孔を有し、駆動棒４は、この貫通孔に上下動可能な状態で挿入されている。駆動棒４は、真空チャンバー１の底板部に貫通して真空チャンバーの下方に延びており、貫通部分にはメカニカルシール１１が配設されている。尚、駆動棒４は、リングチャック３の周に沿って中心対称的に３本から４本程度設けられている。
上下二つのストッパ８１，８２は、真空チャンバー１の下方に露出した部分の駆動棒４に固定された平たい鍔状の部材である。
尚、前述したように、リングチャック３は、メンテナンスの際に交換できるように設けられている。そして、リングチャック３は、メンテナンスの際に付着材料が除去されるものとなっている。付着材料をそのままにしておくと、剥離して基板２０に付着することで基板９を汚損する場合がある。従って、メンテナンスの際に付着材料を除去することは、基板９の汚損を防止する効果がある。
【００１１】
バネ機構６は、駆動棒４の下端にそのバネの先端を固定して駆動棒４を引っ張るように弾性力を発揮するものであり、各々の駆動棒４に付設されている。尚、このバネ機構６としては、ある一定の範囲内であればバネの伸びに拘らず引っ張り力が一定なタイプのものが市販されているので、それを使用する。また、駆動棒４に作用するバネ機構６の力は、後述のような基板２０のクランプの際にリングチャック３が基板２０に当接しても、基板２０の表面を損傷しないような相当程度弱い強さに設定されている。
【００１２】
駆動棒移動機構７は、駆動棒４を上方に移動させて、上記バネ機構６の弾性力に逆らってリングチャック３を上方に動かして基板２０のクランプを解除するものであり、上下二つのストッパ８１，８２の間の部分において駆動棒４に摺動自在な状態で嵌合した摺動ヘッド７１と、この摺動ヘッド７１を先端に固定して下方に延びるアーム７２と、アーム７２の後端に付設された駆動源７３とから主に構成されている。
本実施例における駆動棒４は断面円形のものであり、上記摺動ヘッド７１は、その駆動棒４の外径に適合する内径の貫通孔を有し、その貫通孔に駆動棒４を嵌合させるようにして配置されている。摺動ヘッド７１の内側には、ベアリング等の滑動部材が配設されて摺動を容易にしている。
【００１３】
駆動源７３としては、エアやオイル等を使用した流動体シリンダ又はサーボモータ等の各種の駆動源が使用可能である。後述のように、本実施例における駆動源７３は、単にリングチャック３を移動させてクランプを解除するだけなので、高精度の位置制御が不要であり、使用可能な駆動源の範囲は広い。
尚、真空チャンバー１は、基板２０の搬入搬出のための不図示のゲートバルブを備えた気密なものであり、不図示の排気口に連設された不図示の排気系によって内部が排気される。そして、真空チャンバー１内には、処理の内容に応じて、特定のガス導入系や放電のための電極等が適宜配置される。また、搬入された基板２０を基板台２に載置するとともに処理終了後基板２０を基板台２から取り去って搬出する不図示の搬送機構が、真空チャンバー１内に配置されている。
【００１４】
次に、上記構成に係る本実施例の基板処理装置の作用について説明する。
当初の状態においては、リングチャック３は上側位置にある。即ち、駆動棒移動機構７の駆動源７３が予め動作して、摺動ヘッド７１が上昇し、上側のストッパ８１を押圧して駆動棒４を上方に移動させ、リングチャック３を上側位置まで押し上げ、その上側位置にリングチャック３を停止させている。尚、この状態は、バネ機構６の弾性力に逆らった状態であり、駆動源７３はこの状態を維持するように駆動棒４に力を作用させている。
【００１５】
まず、不図示のゲートバルブが開いて基板２０が不図示の搬送機構によって搬送されて基板台２の上に載置される。
次に、駆動源７３は、摺動ヘッド７１を所定位置まで下降させるように動作する。この摺動ヘッド７１の下降に伴い、バネ機構６の力によって駆動棒４が下降を始め、リングチャック３の下面が基板２０に当接して停止する。この結果、基板２０が基板台２に対してクランプされる。前述の通りバネ機構６の力は相当程度弱いものなので、この際リングチャック３が基板２０の表面に非常にソフトに当接して下降が停止する。
【００１６】
一方、摺動ヘッド７１は、所定の下側位置まで下降して停止する。この位置は、上述のようにリングチャック３が基板２０をクランプした状態において、上下二つのストッパ８１，８２の間の中間の高さの位置である。但し、丁度真ん中である必要はなく、上下二つのストッパ８１，８２の間の位置であればよい。また、上記駆動棒４に対する駆動源７３の力が解除された状態では、駆動棒４に作用する力はバネ機構６の力のみであり、その意味で駆動棒４は遊動状態になっている。
そして、上述のように基板２０のクランプの後、所定の処理が行われ、処理が終了すると、再び駆動棒移動機構７が動作して駆動棒４を上方に移動させ、リングチャック３を上側位置まで上昇させる。この結果、基板２０のクランプが解除され、基板２０は不図示の搬送機構によって搬出される。
【００１７】
上述した実施例において、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたようにリングチャック３の寸法が変化して厚さが薄くなったり、駆動棒４等が熱膨張して長くなったりした場合でも、リングチャック３はバネ機構６の引っ張り力のみが働く遊動状態にあるので、そのような寸法変化や熱膨張を補償するようにバネ機構６が動作する。従って、そのような寸法変化や熱膨張に拘らず、基板２０のクランプ力は常に一定になり、安定して基板２０をクランプすることができる。
その上、本実施例においては、バネの伸びの長さに拘らず引っ張り力の一定なバネ機構６が採用されているので、さらに安定してクランプすることができるようになっている。尚、通常のバネ機構を使用しても、上記寸法変化や熱膨張はミリ単位のオーダーなので、バネの引っ張り力は一定とみなすことができ、実用上は差し支えない場合もある。
尚、上記実施例において、下側のストッパ８２は、摺動ヘッド７１の脱落を防止するものとなっている。下側のストッパ８２により摺動ヘッド７１の脱落が防止されるため、信頼性がより高くなっている。
また、図１から自明の通り、下側のストッパ８２は、摺動ヘッド７１が押し当てられることでリングチャック３を押し下げるよう動作することも可能であるという効果も有する。これは、例えば、駆動棒４が摺動ヘッド７１の内側で何らかの原因でひっかかってしまい、バネ機構６の力のみではリングチャック３を押し下げられなくなってしまったような場合、有効である。
【００１８】
上述したように、本実施例の基板処理装置では、クランプ即ちリングチャック３による基板２０の基板台２への押し付けは、バネ機構６の力によって行われ、従来のように固定されたクランプ位置にリングチャック３の下面を位置させる位置制御によって行うものではない。従って、リングチャック３の寸法変化や駆動棒４等の熱膨張に拘らずクランプ力は一定したものとなり、安定して基板２０をクランプすることができる。このため、クランプ力が減少して処理中に基板が動いてしまったり、逆にクランプ力が強くなり過ぎて基板を損傷したりするというような問題が発生することがない。
尚、上記実施例においては、リングチャック３は上下に移動して基板２０をクランプしたり開放したりするものとして説明したが、横方向に移動するような場合もある。即ち例えば、基板を鉛直方向に立てて保持するようなタイプの装置では、リングチャック３も立てて配置されるので、駆動棒４は横方向に移動することになる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１記載の基板処理装置によれば、リングチャックの寸法変化や駆動棒等の熱膨張を補償するようにバネ機構が動作するので、基板のクランプ力が一定したものとなり、常時安定して基板をクランプすることができるという効果が得られる。これに加え、駆動棒に嵌合した部材の脱落が他方のストッパにより防止されるので、信頼性がより高い。
また、請求項２記載の基板処理装置によれば、リングチャックの寸法変化や駆動棒等の熱膨張を補償するようにバネ機構が動作するので、基板のクランプ力が一定したものとなり、常時安定して基板をクランプすることができるという効果が得られる。これに加え、駆動棒に嵌合した部材の脱落が他方のストッパにより防止されるので、信頼性がより高い。さらに、リングチャックがメンテナンスの際に交換されて付着材料が除去されるので、基板の汚損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施例の基板処理装置の概略を説明する正面図である。
【図２】従来の基板処理装置の概略を説明する正面図である。
【符号の説明】
１真空チャンバー
２基板台
２０基板
３リングチャック
４駆動棒
６バネ機構
７駆動棒移動機構[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a substrate processing apparatus for clamping and processing a substrate on a substrate table.
[0002]
[Prior art]
A semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, and a substrate such as an information recording disk are manufactured through many processes on the substrate surface. In a processing apparatus for processing such a substrate, the substrate is usually placed on a substrate table and clamped, and then the processing is started. In the present application, the term “clamp” means that the substrate is held so as not to move during processing.
[0003]
FIG. 2 is a front view for explaining the outline of the conventional substrate processing apparatus as described above.
The substrate processing apparatus shown in FIG. 2 is an example of a processing apparatus using a vacuum such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus, and includes a vacuum chamber 1, a substrate table 2 housed in the vacuum chamber 1, and a substrate table 2. A ring chuck 3 that clamps the peripheral portion of the substrate 20 placed thereon, a drive rod 4 that is fixed at the lower surface of the ring chuck 3 and extends downward, and drives the ring chuck 3 by moving the drive rod 4 up and down. The ring chuck drive mechanism 5 is mainly configured.
[0004]
The ring chuck 3 has an annular shape that matches the shape of the substrate 20. That is, for example, in the case of a substantially circular shape such as a semiconductor wafer, it has an annular shape adapted to it. Then, the substrate 20 is clamped to the substrate table 2 so that the peripheral portion of the substrate 20 is pressed against the substrate table 2.
Specifically, the ring chuck drive mechanism 5 is a drive mechanism including a drive source such as an air cylinder that moves the drive rod 4 up and down, and clamps the substrate 20 by positioning the ring chuck 3 at a predetermined lower position. The clamp is released by raising it to a predetermined upper position.
[0005]
The substrate 20 is clamped by position control of the ring chuck 3. That is, the clamping of the substrate 20 is achieved by positioning the lower surface of the ring chuck 3 at a height position (hereinafter referred to as a clamping position) where the surface of the substrate 20 is loosely touched and clamped. Specifically, the ring chuck drive mechanism 5 has a specific stopper and the like, and when the lower surface of the ring chuck 3 reaches the clamp position, the lowering of the drive rod 4 is stopped by the stopper. In other words, in a state where the lowering of the drive rod 4 is stopped by abutting against a stopper or the like (not shown), the positional relationship is such that the lower surface of the ring chuck 3 gently touches the surface of the substrate 20.
If the design is such that the lowering of the drive rod 4 stops by contacting the surface of the substrate 20, that is, the substrate 20 itself also serves as a stopper, the surface of the substrate 20 may be damaged by the collision of the ring chuck 3. This is because there is a risk of chipping.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional substrate processing apparatus, the ring chuck is clamped by being positioned at a predetermined clamp position. However, the clamping force of the ring chuck cannot always be kept constant for several reasons as described below.
The first is the maintenance problem of the ring chuck. That is, in the case of a thin film forming apparatus, an etching apparatus, or the like, since the thin film material or the material to be etched adheres to the ring chuck, it is necessary to periodically replace the ring chuck. The ring chuck once used is reused after removing the adhering material. However, since the surface is removed by scraping the surface, the dimension of the ring chuck may change in millimeters during the removal process. That is, the thickness of the ring chuck may be slightly reduced. Since the above-described clamping position is determined and fixed in advance so that the ring chuck has a thickness as designed, the clamping force changes when the thickness of the ring chuck changes.
[0007]
Such a dimensional change of the ring chuck is also caused by variations in the dimensional accuracy of the ring chuck. That is, even if a new ring chuck is attached, the dimensional variation of each product is inevitable, so the clamping force cannot be made constant.
The second factor that prevents the substrate from being clamped with a constant force is a thermal problem. That is, when the thickness of the ring chuck and the length of the drive rod change due to heating, the clamping force of the substrate changes. This change may occur when the clamping force increases or decreases. If it is increased, the ring chuck may press the substrate with a strong force, resulting in damage to the substrate. If the clamping force is reduced, the clamp cannot be clamped as described above, and the position of the substrate is not fixed. It will be a situation.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of clamping and processing a substrate with a constant and stable force.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a substrate processing apparatus according to claim 1 of the present application includes a substrate table on which a substrate is placed, a ring chuck that abuts on the periphery of the placed substrate and clamps the periphery of the substrate, and a tip A drive rod fixed to the ring chuck, a spring mechanism that applies elastic force to the drive rod so that the ring chuck clamps the periphery of the substrate, and the ring chuck opens the substrate against the elastic force of the spring mechanism A drive rod moving mechanism that moves the drive rod so as to move in a direction to
The drive rod moving mechanism has a drive source, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod so that only the force of the spring mechanism acts on the drive rod when the ring chuck clamps the substrate. To drive the drive rod ,
The spring mechanism is fixed to the end of the drive rod opposite to the side on which the ring chuck is fixed, and the drive rod is provided with two stoppers,
The drive rod moving mechanism has a member fitted to the drive rod in a portion between two stoppers, and pushes one stopper by the fitted member to counter the elastic force of the spring mechanism. The drive rod is moved, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod by separating the fitted member from one stopper at the time of clamping . of the stopper, said drive rod movement mechanism, to separate the fitted member from one stopper when to loose the drive rod, fitted member is to prevent the falling off from the drive rod It has a configuration.
According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a substrate stage on which a substrate is placed; a ring chuck that abuts on the periphery of the placed substrate and clamps the periphery of the substrate; A drive rod fixed to the ring chuck, a spring mechanism that applies elastic force to the drive rod so that the ring chuck clamps the periphery of the substrate, and the ring chuck opens the substrate against the elastic force of the spring mechanism A drive rod moving mechanism that moves the drive rod so as to move in a direction to
The drive rod moving mechanism has a drive source, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod so that only the force of the spring mechanism acts on the drive rod when the ring chuck clamps the substrate. To drive the drive rod ,
The spring mechanism is fixed to the end of the drive rod opposite to the side on which the ring chuck is fixed, and the drive rod is provided with two stoppers,
The drive rod moving mechanism has a member fitted to the drive rod in a portion between two stoppers, and pushes one stopper by the fitted member to counter the elastic force of the spring mechanism. The drive rod is moved, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod by separating the fitted member from one stopper at the time of clamping . The stopper prevents the fitted member from falling off the drive rod when the drive rod moving mechanism moves the fitted member away from the one stopper and idles the drive rod.
The ring chuck is provided so that it can be replaced at the time of maintenance, and is configured to be reused after the attached material is removed at the time of maintenance.
[0009]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a front view for explaining the outline of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus shown in FIG. 1 is an example of a processing apparatus using a vacuum such as a sputtering apparatus or a CVD apparatus as in FIG. 2, and includes a vacuum chamber 1 and a substrate table 2 housed in the vacuum chamber 1. And a ring chuck 3 for clamping the peripheral portion of the substrate 20 placed on the substrate table 2, and a drive rod 4 having an upper end fixed to the lower surface of the ring chuck 3 and extending downward. In the substrate processing apparatus shown in FIG. 1, a spring mechanism 6, a drive rod moving mechanism 7, and two upper and lower stoppers 81 and 82 are attached to the drive rod 4 outside the vacuum chamber 1.
[0010]
First, the substrate base 2 has a through-hole penetrating in the vertical direction, and the drive rod 4 is inserted into the through-hole so as to be vertically movable. The drive rod 4 penetrates the bottom plate portion of the vacuum chamber 1 and extends below the vacuum chamber, and a mechanical seal 11 is disposed in the penetrating portion. Incidentally, about three to four drive rods 4 are provided symmetrically about the circumference of the ring chuck 3.
The upper and lower stoppers 81 and 82 are flat bowl-shaped members fixed to the drive rod 4 in the portion exposed below the vacuum chamber 1.
As described above, the ring chuck 3 is provided so that it can be replaced during maintenance. The ring chuck 3 is configured such that the adhering material is removed during maintenance. If the adhering material is left as it is, the substrate 9 may be soiled by peeling and adhering to the substrate 20. Therefore, removing the adhering material at the time of maintenance has an effect of preventing the substrate 9 from being soiled.
[0011]
The spring mechanism 6 exhibits an elastic force so that the tip of the spring is fixed to the lower end of the drive rod 4 and pulls the drive rod 4, and is attached to each drive rod 4. As the spring mechanism 6, a type having a constant tensile force regardless of the extension of the spring is commercially available as long as it is within a certain range. Further, the force of the spring mechanism 6 acting on the drive rod 4 is considerably weak so that the surface of the substrate 20 is not damaged even if the ring chuck 3 abuts against the substrate 20 when the substrate 20 is clamped as described later. It is set to strength.
[0012]
The drive rod moving mechanism 7 moves the drive rod 4 upward, moves the ring chuck 3 upward against the elastic force of the spring mechanism 6 to release the clamp of the substrate 20, and has two upper and lower stoppers. A sliding head 71 that is slidably fitted to the drive rod 4 in a portion between 81 and 82, an arm 72 that extends downward with the sliding head 71 fixed to the tip, and a rear end of the arm 72 And a drive source 73 attached thereto.
The drive rod 4 in this embodiment has a circular cross section, and the sliding head 71 has a through hole having an inner diameter that matches the outer diameter of the drive rod 4, and the drive rod 4 is fitted into the through hole. It is arranged to let you. A sliding member such as a bearing is disposed inside the sliding head 71 to facilitate sliding.
[0013]
As the drive source 73, various drive sources such as a fluid cylinder or a servo motor using air or oil can be used. As will be described later, the drive source 73 in this embodiment simply moves the ring chuck 3 and releases the clamp, so that highly accurate position control is not required and the range of usable drive sources is wide.
The vacuum chamber 1 is an airtight one provided with a gate valve (not shown) for loading and unloading the substrate 20, and the inside is exhausted by an exhaust system (not shown) connected to an exhaust port (not shown). . In the vacuum chamber 1, a specific gas introduction system, an electrode for discharge, and the like are appropriately arranged according to the content of processing. In addition, a transfer mechanism (not shown) that places the loaded substrate 20 on the substrate table 2 and removes the substrate 20 from the substrate table 2 and carries it out after the processing is disposed in the vacuum chamber 1.
[0014]
Next, the operation of the substrate processing apparatus according to this embodiment having the above configuration will be described.
In the initial state, the ring chuck 3 is in the upper position. That is, the drive source 73 of the drive rod moving mechanism 7 is operated in advance, the sliding head 71 is raised, the upper stopper 81 is pressed to move the drive rod 4 upward, and the ring chuck 3 is pushed up to the upper position. The ring chuck 3 is stopped at the upper position. This state is a state against the elastic force of the spring mechanism 6, and the drive source 73 applies a force to the drive rod 4 so as to maintain this state.
[0015]
First, a gate valve (not shown) is opened, and the substrate 20 is transferred by a transfer mechanism (not shown) and placed on the substrate table 2.
Next, the drive source 73 operates to lower the sliding head 71 to a predetermined position. As the sliding head 71 descends, the drive rod 4 begins to descend by the force of the spring mechanism 6, and the lower surface of the ring chuck 3 comes into contact with the substrate 20 and stops. As a result, the substrate 20 is clamped with respect to the substrate table 2. Since the force of the spring mechanism 6 is considerably weak as described above, at this time, the ring chuck 3 abuts very softly on the surface of the substrate 20 and stops descending.
[0016]
On the other hand, the sliding head 71 descends to a predetermined lower position and stops. This position is an intermediate height position between the upper and lower stoppers 81 and 82 in a state where the ring chuck 3 clamps the substrate 20 as described above. However, it does not have to be exactly in the middle, and may be a position between the upper and lower two stoppers 81 and 82. Further, in a state where the force of the drive source 73 with respect to the drive rod 4 is released, the force acting on the drive rod 4 is only the force of the spring mechanism 6, and in that sense, the drive rod 4 is in a floating state.
As described above, after the substrate 20 is clamped, a predetermined process is performed. When the process is completed, the drive rod moving mechanism 7 operates again to move the drive rod 4 upward, and the ring chuck 3 is moved to the upper position. Raise to. As a result, the clamping of the substrate 20 is released, and the substrate 20 is carried out by a transport mechanism (not shown).
[0017]
In the above-described embodiments, as described in the section “Problems to be Solved by the Invention”, the dimension of the ring chuck 3 changes to reduce the thickness, or the drive rod 4 etc. thermally expands to become longer. Even in this case, since the ring chuck 3 is in a floating state in which only the pulling force of the spring mechanism 6 works, the spring mechanism 6 operates so as to compensate for such dimensional change and thermal expansion. Accordingly, the clamping force of the substrate 20 is always constant regardless of such dimensional changes and thermal expansion, and the substrate 20 can be clamped stably.
In addition, in this embodiment, the spring mechanism 6 having a constant tensile force is employed regardless of the length of extension of the spring, so that the clamp can be performed more stably. Even if a normal spring mechanism is used, since the dimensional change and thermal expansion are on the order of millimeters, the spring pulling force can be regarded as constant and may be practically acceptable.
In the above embodiment, the lower stopper 82 prevents the sliding head 71 from falling off. Since the lower stopper 82 prevents the sliding head 71 from falling off, the reliability is higher.
Further, as obvious from FIG. 1, the lower stopper 82 has an effect that the ring chuck 3 can be operated to be pushed down by the sliding head 71 being pressed. This is effective when, for example, the drive rod 4 is caught inside the sliding head 71 for some reason and the ring chuck 3 cannot be pushed down only by the force of the spring mechanism 6.
[0018]
As described above, in the substrate processing apparatus of the present embodiment, the clamp, that is, the pressing of the substrate 20 against the substrate table 2 by the ring chuck 3 is performed by the force of the spring mechanism 6, and the clamp position is fixed as in the prior art. This is not performed by position control for positioning the lower surface of the ring chuck 3. Therefore, the clamping force is constant regardless of the dimensional change of the ring chuck 3 and the thermal expansion of the drive rod 4 and the like, and the substrate 20 can be clamped stably. For this reason, there is no problem that the clamping force is reduced and the substrate is moved during the processing, and conversely, the clamping force is too strong and the substrate is damaged.
In the above embodiment, the ring chuck 3 has been described as moving up and down to clamp or release the substrate 20, but it may move in the lateral direction. That is, for example, in an apparatus of a type that holds the substrate upright, the ring chuck 3 is also placed upright, so the drive rod 4 moves in the lateral direction.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate processing apparatus according to claim 1 of the present application, the spring mechanism operates so as to compensate for the dimensional change of the ring chuck and the thermal expansion of the drive rod, etc., so that the clamping force of the substrate is constant. As a result, the substrate can be clamped stably at all times. In addition to this, the member fitted to the drive rod is prevented from falling off by the other stopper, so that the reliability is higher.
Further, according to the substrate processing apparatus of the second aspect, since the spring mechanism operates so as to compensate for the dimensional change of the ring chuck and the thermal expansion of the driving rod, the clamping force of the substrate becomes constant and is always stable. Thus, the effect that the substrate can be clamped is obtained. In addition to this, the member fitted to the drive rod is prevented from falling off by the other stopper, so that the reliability is higher. Furthermore, since the ring chuck is replaced during maintenance to remove the adhered material, the substrate is prevented from being soiled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view illustrating an outline of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view for explaining the outline of a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 2 Substrate stand 20 Substrate 3 Ring chuck 4 Drive rod 6 Spring mechanism 7 Drive rod moving mechanism

Claims

A substrate base on which the substrate is placed, a ring chuck that abuts the periphery of the mounted substrate and clamps the periphery of the substrate, a drive rod whose tip is fixed to the ring chuck, and the ring chuck clamps the periphery of the substrate A spring mechanism for applying an elastic force to the drive rod, and a drive rod moving mechanism for moving the drive rod so that the ring chuck moves in a direction to open the substrate against the elastic force of the spring mechanism. ,
The drive rod moving mechanism has a drive source, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod so that only the force of the spring mechanism acts on the drive rod when the ring chuck clamps the substrate. To drive the drive rod ,
The spring mechanism is fixed to the end of the drive rod opposite to the side on which the ring chuck is fixed, and the drive rod is provided with two stoppers,
The drive rod moving mechanism has a member fitted to the drive rod in a portion between two stoppers, and pushes one stopper by the fitted member to counter the elastic force of the spring mechanism. The drive rod is moved, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod by separating the fitted member from one stopper at the time of clamping . it stopper, said drive rod movement mechanism, to separate the fitted member from one stopper when to loose the drive rod, fitted member is to prevent the falling off from the drive rod A substrate processing apparatus.

A substrate base on which the substrate is placed, a ring chuck that abuts the periphery of the mounted substrate and clamps the periphery of the substrate, a drive rod whose tip is fixed to the ring chuck, and the ring chuck clamps the periphery of the substrate A spring mechanism for applying an elastic force to the drive rod, and a drive rod moving mechanism for moving the drive rod so that the ring chuck moves in a direction to open the substrate against the elastic force of the spring mechanism. ,
The drive rod moving mechanism has a drive source, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod so that only the force of the spring mechanism acts on the drive rod when the ring chuck clamps the substrate. To drive the drive rod ,
The spring mechanism is fixed to the end of the drive rod opposite to the side on which the ring chuck is fixed, and the drive rod is provided with two stoppers,
The drive rod moving mechanism has a member fitted to the drive rod in a portion between two stoppers, and pushes one stopper by the fitted member to counter the elastic force of the spring mechanism. The drive rod is moved, and the drive rod moving mechanism releases the force of the drive source against the drive rod by separating the fitted member from one stopper at the time of clamping . The stopper prevents the fitted member from falling off the drive rod when the drive rod moving mechanism moves the fitted member away from the one stopper and idles the drive rod.
A substrate processing apparatus, wherein the ring chuck is provided so as to be exchangeable during maintenance, and is reused after the attached material is removed during maintenance.