JP2004079740A - 基板回転処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力部81が中空モータ1の上面に固着される一方、伝送部82がボルトなどの締結金具によってスピンベース3に連結固定されている。そして、外部電源から供給される電力を受けて出力部81が高周波信号を伝送部82に向けて送信する。一方、伝送部82は出力部81から送信されてきた高周波信号を検出するとともに、整流/平滑して得た電力をモータ50および光学センサに供給する。また、伝送部82は光学センサから出力される検出信号を受け取り、その信号レベルに基づき高周波信号の発振動作をオン又はオフし、出力部81に向けて伝送出力する。そして、これを受けた出力部81は高周波信号の有無から検出信号を検出し、制御部に出力する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」という)の外周端部を3つ以上の可動部材で保持しながら、該基板を回転させる基板回転処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の基板回転処理装置としては、例えば特開平10−135172号公報に記載されたものが知られている。この従来装置では、スピンベース(回転部材)が所定の回転軸回りに回転自在に設けられるとともに、そのスピンベースの周縁部付近に基板の外周端部を3箇所以上で保持する3個以上の可動部材が設けられている。これらの可動部材は所定の回転中心軸回りに回転自在となっており、一方向に回転付勢されることで基板の外周端縁と当接して基板を保持する一方、逆方向に回転付勢されることで基板の外周端縁から離れて基板の保持を解除する。
【0003】
また、可動部材による基板の保持とその解除の操作を行うべく、可動部材を基板に対して離当接駆動する駆動手段が設けられている。この従来装置では、駆動手段を、リンク機構、コイルバネおよびエアシリンダ等で構成している。すなわち、各可動部材にリンク機構を連結するとともに、そのリンク機構に対してコイルバネの付勢力を与えることで可動部材を一方向に回転付勢し、上述したように基板の外周端縁に当接させて基板を保持するように構成している。一方、基板保持を解除するために、リンク機構に対応する位置にエアシリンダを固定的に設け、このエアシリンダのロッドをリンク機構に作用させることでコイルバネの付勢力に抗して可動部材を逆方向に回転付勢し、上述したように基板の外周端縁から離間させて基板保持を解除するように構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように構成された基板回転処理装置では、エアシリンダのロッドとリンク機構とが対応する位置にスピンベースを位置決め停止させた後でなければ、エアシリンダによる基板保持の解除を行うことができず、装置の動作制御が複雑となっていた。
【0005】
また、このような問題を解消するとともに、装置の小型化や簡素化などを図るために、スピンベースに駆動手段を集約させたいという要望がある。しかしながら、この要望を満足するためには、スリップリングなどの電気接続機構を設けて駆動手段に電力や信号などを伝送する必要があり、高速回転が困難であるとか、電気接続部分での摺動動作による発塵という問題などがあるため、基板回転処理装置の設計自由度が大きく制限されていた。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、設計自由度が高く、優れた性能を有する基板回転処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、回転自在に設けられた回転部材と、基板の外周端部に対して離当接自在な可動部材を少なくとも3個以上回転部材に設け、可動部材を基板の外周端部に当接させることで基板を保持可能な基板保持手段と、回転部材に設けられ、可動部材を基板に対して離当接駆動する駆動手段と、駆動手段に対して非接触で電力を供給する電力供給手段とを備えている。
【0008】
このように構成された発明では、可動部材を離当接駆動するための駆動手段が回転部材に設けられるとともに、その駆動手段に対して電力が非接触で供給される。そして、この電力を受けて駆動手段が可動部材を駆動し、可動部材を基板の外周端部に対して当接移動させたり、または離間移動させて、基板の保持/解除が行われる。
【0009】
ここで、駆動手段に対して電力を非接触で供給する電力供給手段を、例えば信号を発生する出力部と、出力部からの信号を受信して該信号に基づく電力を駆動手段に伝送する伝送部とで構成することができる。この場合、出力部については回転部材から離れて配置する一方、伝送部については回転部材に連結すればよく、出力部からの信号を伝送部で受信することができるように構成するだけで駆動手段に電力を確実に、しかも安定して供給することができる。
【0010】
また、基板保持手段による基板の保持動作を検出するために検出器を設け、この検出器からの検出信号に基づき制御手段が装置を制御するように構成してもよい。この場合にも、検出信号を制御手段に非接触で伝送する伝送手段を設けることで回転部材の回転動作にかかわらず検出信号が制御手段に確実に伝送され、装置を精度良く、しかも安定して動作させることができる。
【0011】
このように検出器を設ける場合、電力供給手段により供給される電力を検出器に給電して同検出器を動作させてもよく、これにより検出器を安定して動作させることができる。
【0012】
また、基板保持手段による基板の保持動作を検出する検出器と、検出器からの検出信号に基づき基板保持動作を制御する制御手段とを回転部材に連結してもよい。このような構成を採用した場合、検出器および制御手段が回転部材と一体的に回転することとなるが、電力供給手段により供給される電力を検出器および制御手段に給電動作させればよく、これにより検出器および制御手段を安定して動作させることができる。
【0013】
また、この発明は、上記目的を達成するため、回転自在に設けられた回転部材と、基板の外周端部に対して離当接自在な可動部材を少なくとも3個以上回転部材に設け、可動部材を基板の外周端部に当接させることで基板を保持可能な基板保持手段と、回転部材に設けられ、可動部材を基板に対して離当接駆動する駆動手段と、回転部材に設けられ、基板保持手段による基板の保持動作を検出する検出器と、回転部材に連結された伝送部と、回転部材から離れて配置された出力部とを備え、出力部から伝送部に電力が電磁的に伝送されて駆動手段に対して供給されるとともに、検出器からの検出信号が伝送部から出力部に電磁的に伝送される。
【0014】
このように構成された発明においても、可動部材を離当接駆動するための駆動手段が回転部材に設けられるとともに、出力部から伝送部に電磁的に伝送されてきた電力が駆動手段に対して供給される、つまり駆動手段に対して非接触で電力供給される。そして、この電力を受けて駆動手段が可動部材を駆動し、可動部材を基板の外周端部に対して当接移動させたり、または離間移動させて、基板の保持/解除が行われる。また、基板保持手段による基板の保持動作を検出するために検出器が設けられており、この検出器からの検出信号が伝送部から出力部に電磁的に伝送される、つまり非接触で伝送される。このように、回転部材とともに、駆動手段および検出器が一体的に回転したとしても、電力および検出信号が非接触で確実に伝送されることとなり、装置を精度良く、しかも安定して動作させることができる。
【0015】
なお、このように検出器を設ける場合、伝送部に伝送された電力を検出器に給電して同検出器を動作させてもよく、これにより検出器を安定して動作させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明にかかる基板回転処理装置の一実施形態を示す部分断面図である。また、図2は、図1の基板回転処理装置の平面図である。この基板回転処理装置は、略水平に支持した基板Wに対して洗浄処理および乾燥処理を施す装置である。
【0017】
この基板回転処理装置では、基板Wを回転させる駆動源として中空モータ1が設けられている。この中空モータ1の中央部を上下方向に貫くように回転軸2が配置され、中空モータ1の回転駆動力を受けて回転中心軸A0回りに回転する。この回転軸2の上端部には、略円盤状のスピンベース3が本発明の「回転部材」として取り付けられており、回転中心軸A0回りに回転可能となっている。
【0018】
スピンベース3の周縁部付近には、図2に示すように、3つの可動部材4が回転中心軸A0を中心として放射状に設けられ、各可動部材4を基板Wの外周端部に当接させることで基板Wをスピンベース3の上方位置で保持可能となっている。このように、この実施形態では3つの可動部材4により基板Wを保持する基板保持手段が構成されているが、可動部材4を4個以上設けることで基板保持手段を構成して基板Wを保持するようにしてもよい。
【0019】
そして、これら可動部材4により保持された基板Wの上方には、薬液や純水などの洗浄液を基板Wの上面(通常は表面)に供給するノズル10が配置されていて、基板Wの上面に対する洗浄処理が行えるようになっている。また、洗浄処理の後の乾燥処理の促進などのために、不活性ガス(窒素ガスなど)やドライエアーなどの気体を、保持された基板Wの上面に供給するノズル11も設けられている。
【0020】
また、この実施例では、保持された基板Wの下面に洗浄液を供給して、保持された基板Wの下面にも洗浄処理を施すことができるように構成している。すなわち、回転軸2を円筒状にして、この回転軸2の中空部に外管21を立設させている。この外管21の内部には洗浄液供給管22が設けられており、この洗浄液供給管22の上端部を洗浄液噴出部として、この洗浄液噴出部から保持された基板Wの下面に向けて洗浄液を噴出するようになっている。また、外管21の内周面と洗浄液供給管22の外周面との間の空間を気体供給路とし、その上端部を気体噴出口として保持された基板Wの下面、すなわち、保持された基板Wの下面と遮断部材31の上面との間の空間に気体を供給して、洗浄処理の後の乾燥処理を促進するように構成されている。
【0021】
図3は可動部材を示す部分斜視図である。上記3つの可動部材4はいずれも同一構成を有しているため、ここでは一の可動部材4の構成について図1ないし図3を参照しつつ説明する。可動部材4が、鉛直軸A1回りに回動自在にスピンベース3に設けられた円柱状の本体部41と、本体部41の上面に固定された基板載置保持部42とを備えている。また、この基板載置保持部42では、その上面から鉛直軸A1に沿って支持部位421が上方に突設されて基板Wを下面側から支持可能となっている。さらに、この基板載置保持部42では側方に延出した延出部位422が設けられるとともに、その延出部位422の先端表面から保持部位423が上方に突設されている。このため、次に説明する駆動機構によって可動部材4が鉛直軸A1回りに時計方向(+α)に回転付勢されると、支持部位421で支持された基板Wの外周端部に保持部位423が当接して該基板Wを保持する。逆に、駆動機構によって可動部材4が鉛直軸A1回りに反時計方向(−α)に回転付勢されると、保持部位423が基板Wの外周端部から離間して基板保持を解除する。
【0022】
この駆動機構5は、スピンベース3に取り付けられたモータ50を有している。そして、このモータ50の回転駆動力を用いて可動部材4を回転中心軸A1回りに回転させるために、スピンベース3上に動力伝達部が設けられている。すなわち、モータ50の回転軸501には第1ギア51が固着される一方、この第1ギア51に噛合するように第2ギア52が回転軸55に取り付けられている。また、この回転軸55には第3ギア53が固着される一方、この第3ギア53に噛合して内噛み合いを構成するように第4ギア(内ばギア)54が内リング56に取り付けられている。
【0023】
この内リング56は、複数のガイドローラ57にガイドされながらスピンベース3の上方側で回転中心軸A0回りに回転自在に配置されている。また、この内リング56の外周側に外リング58が複数のガイドローラ59にガイドされながらスピンベース3の上方側で回転中心軸A0回りに回転自在に配置されている。そして、モータ50を作動させると、モータ50の回転駆動力が第1ないし第3ギア51〜53に伝達されるとともに、この第3ギア53の回転に連動して内リング56が回転中心軸A0回りに回転する。
【0024】
また、この内リング56の上面3箇所のそれぞれに係合プレート561が取り付けられており、内リング56の回転動作とともに、係合プレート561が所定の移動経路に沿って移動する。特に、図2の紙面において時計方向(+β)に内リング56が回転移動すると、その移動により係合プレート561が外リング58から内周方向に突出した突起部581と係合し、さらに内リング56を回転駆動すると、外リング58が内リング56とともに回転中心軸A0回りに時計方向(+β)に回転移動する。
【0025】
また、この外リング58の外周部3箇所のそれぞれには、コイルバネ60が接続されており、外リング58を図2の紙面において反時計方向(−β)に付勢している。このため、モータ50を逆回転させて内リング56を反時計方向(−β)に回転させると、コイルバネ60の付勢力によって外リング58も反時計方向(−β)に回転移動する。なお、図面への図示を省略しているが、外リング58が必要以上に反時計方向(−β)に回転するのを規制するために、ストッパーを設けている。
【0026】
このように構成された外リング58には、可動部材4の各々に対応して長孔582が形成されている。そして、各長孔582にリンク部材61の一方端を接続するとともに、リンク部材61の他方端を可動部材4の本体部41に接続している。このため、上記のようにモータ50の作動に応じてコイルバネ60の付勢力に抗して外リング58が時計方向(+β)に回転する(図2の破線位置)と、リンク部材61によって可動部材4が回転中心軸A1回りに反時計方向(−α)に回動し、基板Wの外周端部から離間して基板保持を解除する。一方、モータ50の作動に応じて内リング56が反時計方向(−β)に回転すると、コイルバネ60の付勢力によって外リング58が反時計方向(−β)に回転する(図2の実線位置)と、リンク部材61によって可動部材4が回転中心軸A1回りに時計方向(+α)に回動し、基板Wの外周端部に当接して基板Wを保持する。このときの保持力はコイルバネ60の付勢力によって決まり、安定した力で基板保持を行うことができる。
【0027】
また、上記のようにして基板Wの保持・解除を検出するために、この実施形態では、内リング56および外リング58に遮光部材71、72をそれぞれ取り付けるとともに、各遮光部材71,72を検出するフォトインタラプターなどの光学センサ73を所定位置に配置している。そして、各光学センサ73からの検出信号に基づき基板Wの保持動作を検出するようにしており、光学センサ73が本発明の「検出器」として機能している。なお、光学センサの代わりに他のセンサやスイッチなどを検出器として用いるようにしてもよいことは言うまでもない。
【0028】
さらに、モータ50および光学センサ73に電力を供給するとともに、光学センサ73からの検出信号を装置全体を制御する制御部に伝送するために、この実施形態では、本発明の「電力供給手段」および「伝送手段」として、出力部81および伝送部82からなるリモート装置を設けている。より具体的には、出力部81を中空モータ1の上面に固着する一方、伝送部82をボルトなどの締結金具によってスピンベース3に連結固定している。そして、出力部81と伝送部82との間で通信を行い、電力および検出信号を非接触で電磁的に伝送するように構成している。なお、このような出力部81および伝送部82については、例えば特開平7−334783号公報に記載されたものを使用することができる。すなわち、出力部81と伝送部82とは、出力側コイルと伝送側コイルとからなる結合コイルを介して電磁結合されている。そして、出力部81から出力側コイルおよび伝送側コイルを介して電磁的に供給された高周波信号を伝送部82が検出するとともに整流/平滑して駆動電力を得るように構成されている。また、伝送部82は上記高周波信号と周波数の異なる高周波信号の発振動作をオン/オフし、その高周波信号を伝送側コイルおよび出力側コイルを介して出力部81に伝送出力し、これを受けた出力部81が受信した高周波信号に基づき伝送内容を検出するように構成されている。
【0029】
次に、上記のように構成された基板回転処理装置の電気的構成について図4を参照しつつ説明する。この基板回転処理装置では、スピンベース3に対して駆動機構5のモータ50、光学センサ73および伝送部82が連結固定されており、スピンベース3が回転駆動されるのに応じて、これらが一体的に回転中心軸A0回りに回転する。なお、図4では、スピンベース3と一体的に回転する電気的構成を1点鎖線で囲っている。
【0030】
一方、出力部81は中空モータ1の上部に固定されている。そして、装置全体を制御する制御部9および外部電源91と電気的に接続されており、外部電源91から供給される電力を受けて例えば70kHzの高周波信号(第1の高周波信号)を伝送部82に向けて送信可能となっている。また、検出信号に基づき伝送部82から送信される信号(第1の高周波信号から大きく離れた高周波信号、例えば455kHzの信号)を受信可能に構成され、その第2の高周波信号の有無から検出信号を検出し、制御部9に出力する。
【0031】
一方、伝送部82は出力部81から送信されてきた第1の高周波信号を検出するとともに、整流/平滑して得た電力をモータ50および光学センサ73に供給するように構成されている(同図中の実線参照)。また、伝送部82は光学センサ73から出力される検出信号を受け取り(同図中の破線参照)、その信号レベルに基づき第2の高周波信号の発振動作をオン又はオフし、出力部81に向けて伝送出力する。
【0032】
このように、この実施形態では、出力部81と伝送部82との間で高周波信号を送受信することで電力および検出信号を非接触で伝送可能となっており、スピンベース3とともに回転するモータ50および光学センサ73に対して電力を確実に、しかも安定して供給することができる。もちろん、非接触で伝送するため、複雑な配線構造も不要となり、装置の小型化および簡素化を図ることができる。
【0033】
次に、上記のように構成された基板回転処理装置の動作について説明する。この装置では、出力部81から非接触で電力供給されたモータ50が作動してコイルバネ60の付勢力に抗して外リング58を時計方向(+β)に回転して図2の破線位置に移動させる。これによって、可動部材4が回転中心軸A1回りに反時計方向(−α)に回動し、基板保持を解除する位置、つまり解除位置に位置決めされる。そして、この解除状態で図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板Wが搬送され、可動部材4の支持部位421上に載置される。
【0034】
そして、モータ50が逆回転して内リング56を反時計方向(−β)に回転駆動すると、コイルバネ60の付勢力によって外リング58が反時計方向(−β)に回転移動し、リンク部材61によって可動部材4が回転中心軸A1回りに時計方向(+α)に回動して基板Wの外周端部に当接して基板Wを保持する。これによって可動部材4による基板保持が完了する。
【0035】
次に、中空モータ1が駆動されて回転軸2が軸A0回りに回転され、保持された基板Wが軸A0回りに回転される。そして、この基板Wの上面及び下面に、ノズル10および洗浄液噴出部から洗浄液がそれぞれ供給され、基板Wの両面に対する洗浄処理が行われる。
【0036】
また、予め決められた洗浄時間が経過すると、ノズル10および洗浄液噴出部からの洗浄液の供給が停止されるが、基板Wの回転についてはそのまま継続して基板Wに付着している洗浄液を振り切り乾燥させる。この乾燥処理の際に、ノズル11、および気体噴出口から気体を供給することで乾燥処理が促進される。
【0037】
そして、予め決められた乾燥時間が経過すると、ノズル11および気体噴出口からの気体の供給を停止し、中空モータ1の駆動停止により基板Wの回転を停止させる。また、モータ50が作動してコイルバネ60の付勢力に抗して外リング58を時計方向(+β)に回転することで可動部材4が解除位置に位置決めされて基板保持が解除される。なお、保持が解除された基板Wは、搬送ロボットによって搬出され、次の基板Wが可動部材4の支持部位421上に載置され、上述した動作で次の基板Wに対する洗浄・乾燥処理が行われる。以後同様に、順次基板Wの洗浄・乾燥処理が行われる。
【0038】
以上のように、この実施形態によれば、可動部材4を離当接駆動するための駆動機構5をスピンベース3に設けるとともに、出力部81から伝送部82に電磁的に伝送した電力を駆動機構5のモータ50に供給する、つまりモータ50に非接触で電力供給するように構成しているので、スリップリングなどの電気接続機構を設けることなく、安定して電力供給することができ、スピンベース3を高速回転することができる。また、発塵の問題も解消することができる。しかも、駆動機構5と外部電源91との配線接続を考慮することなく、スピンベース3に可動部材4を駆動するための駆動機構5を集約させることができるため、装置の小型化や簡素化の面で有利であるとともに、基板回転処理装置の設計自由度を高めることができる。
【0039】
また、電力供給だけでなく、検出信号についても非接触でスピンベース3側から制御部9に伝送することができるので、上記と同様な作用効果が得られる。つまり、光学センサ73で検出した検出信号を非接触で確実に制御部9に伝送することができ、装置を精度良く、しかも安定して動作させることができる。もちろん、光学センサ73と制御部9との配線接続を考慮することなく、スピンベース3に光学センサ73を配置することができるため、装置の小型化、簡素化、設計自由度の面で従来装置よりも優れている。
【0040】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、制御部9をスピンベース3から離れた位置に設けているが、図5に示すようにスピンベース3に連結固定してスピンベース3とともに回転させるように構成してもよい。この場合には、出力部81から伝送部82に非接触伝送された電力を制御部9に給電することで制御部9を安定して動作させることができる。
【0041】
また、上記実施形態では、可動部材4を基板Wの外周端部に対して離当接駆動させるためにモータ50を用いているが、これ以外のアクチュエータにより可動部材4を離当接駆動する装置に対しても、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【0042】
さらに、上記実施形態では基板Wに洗浄および乾燥処理を施す基板回転処理装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、レジスト塗布装置や現像装置などの装置、つまり基板を回転させて所定の処理を施す基板回転処理装置全般に本発明を適用することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、駆動手段を回転部材に設けるとともに、その駆動手段に対して電力を非接触で供給して駆動手段により可動部材を駆動するように構成しているので、回転部材とともに一体的に回転する駆動手段に対して電力を確実に、しかも安定して供給することができる。そのため、装置の設計自由度を高めることができ、しかも優れた性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる基板回転処理装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【図2】図1の基板回転処理装置の平面図である。
【図3】可動部材を示す部分斜視図である。
【図4】図1の基板回転処理装置の電気的構成を示す図である。
【図5】この発明にかかる基板回転処理装置の他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
3…スピンベース(回転部材)
4…可動部材
5…駆動機構(駆動手段)
9…制御部(制御手段)
50…モータ
73…光学センサ(検出器)
81…出力部
82…伝送部
W…基板
Claims (7)
- 回転自在に設けられた回転部材と、
基板の外周端部に対して離当接自在な可動部材を少なくとも3個以上前記回転部材に設け、前記可動部材を前記基板の外周端部に当接させることで前記基板を保持可能な基板保持手段と、
前記回転部材に設けられ、前記可動部材を前記基板に対して離当接駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に対して非接触で電力を供給する電力供給手段と
を備えたことを特徴とする基板回転処理装置。 - 前記電力供給手段は、信号を発生する出力部と、前記出力部からの信号を受信して該信号に基づく電力を前記駆動手段に伝送する伝送部とを備え、
前記出力部が前記回転部材から離れて配置される一方、前記伝送部が前記回転部材に連結されている請求項1記載の基板回転処理装置。 - 前記基板保持手段による前記基板の保持動作を検出する検出器と、
前記検出器からの検出信号に基づき装置を制御する制御手段と、
前記検出信号を前記制御手段に非接触で伝送する伝送手段と
をさらに備える請求項1記載の基板回転処理装置。 - 前記検出器は前記電力供給手段により供給される電力によって動作する請求項3記載の基板回転処理装置。
- 前記基板保持手段による前記基板の保持動作を検出する検出器と、
前記検出器からの検出信号に基づき基板保持動作を制御する制御手段とを備え、
前記検出器および前記制御手段は前記回転部材に連結され、前記電力供給手段により供給される電力によって動作する請求項1記載の基板回転処理装置。 - 回転自在に設けられた回転部材と、
基板の外周端部に対して離当接自在な可動部材を少なくとも3個以上前記回転部材に設け、前記可動部材を前記基板の外周端部に当接させることで前記基板を保持可能な基板保持手段と、
前記回転部材に設けられ、前記可動部材を前記基板に対して離当接駆動する駆動手段と、
前記回転部材に設けられ、前記基板保持手段による前記基板の保持動作を検出する検出器と、
前記回転部材に連結された伝送部と、
前記回転部材から離れて配置された出力部とを備え、
前記出力部から前記伝送部に電力が電磁的に伝送されて前記駆動手段に対して供給されるとともに、前記検出器からの検出信号が前記伝送部から前記出力部に電磁的に伝送されることを特徴とする基板回転処理装置。 - 前記検出器は前記伝送部に伝送された電力によって動作する請求項6記載の基板回転処理装置。
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