JP2004327674A - 基板反転装置およびそれを備えた基板処理装置 - Google Patents
基板反転装置およびそれを備えた基板処理装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させることが可能であり、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配の無い装置を提供する。
【手段】水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレーム１４と、取付用フレームの表・裏各面にそれぞれ取着され基板Ｗを着脱可能に保持するチャック６４と、取付用フレームを水平位置から反転させる回動機構と、取付用フレームの表・裏各面ごとに設けられ各面ごとにそれぞれチャックを個別に駆動させるチャック開閉用シリンダ１６とを備えて基板反転装置１を構成した。
【選択図】 図１
【手段】水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレーム１４と、取付用フレームの表・裏各面にそれぞれ取着され基板Ｗを着脱可能に保持するチャック６４と、取付用フレームを水平位置から反転させる回動機構と、取付用フレームの表・裏各面ごとに設けられ各面ごとにそれぞれチャックを個別に駆動させるチャック開閉用シリンダ１６とを備えて基板反転装置１を構成した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、電子部品、プリント基板等の基板を保持して反転させる基板反転装置、および、その基板反転装置を備え、基板に対し１枚ずつ洗浄、エッチング等の処理を基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板を１枚ずつ処理する基板処理装置において、ローダ・アンローダ部へ搬入された基板を表・裏反転させてから基板処理部へ搬送し、基板処理部で処理された後の基板を表・裏反転させてからローダ・アンローダ部へ戻す、といった処理動作が行われる場合、あるいは、基板処理部でまず基板の表面に対して処理を施した後、基板処理部から取り出された基板を表・裏反転させ、再び基板処理部で基板の裏面（表・裏反転して上側となった面）に対して処理を施す、といった処理動作が行われる場合には、基板を着脱自在に保持して水平位置から１８０°反転させることができる基板反転装置が使用される。
【０００３】
従来の基板反転装置は、一般的に、基板を１枚ずつ保持して反転させる機構を備えたものである。また、開閉可能な一対の開閉チャックを備え、各開閉チャックの表裏両側に、基板の外周輪郭に対応して配置され基板の外周縁を係合支持する複数個ずつの支持ローラをそれぞれ配設し、開閉チャックの表裏で対応する各一対の支持ローラを、共通支軸を介して同軸上にそれぞれ配したチャック機構を備えた基板反転装置が提案されている。この基板反転装置では、チャック機構により、開閉チャックの表裏両側に２枚の基板が同時にかつ平行した状態で支持され、駆動モータを駆動させてチャック機構を１８０°回転させることにより、チャック機構に支持された２枚の基板が同時に反転するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１９３９１号公報（第４−５頁、図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な基板反転装置は、１枚の基板だけしか保持して反転させることができなかった。このため、基板処理装置において、基板反転装置は、処理前の基板を受け取って反転させた後に開放する動作と処理後の基板を受け取って反転させた後に開放する動作とを交互に行うだけである。このように、従来の基板反転装置は、単純な処理動作しか行うことができないため、スループットを高めようとしても限界がある。また、処理前の基板と処理後の基板を共通の保持部材によってそれぞれ保持するため、例えば基板の洗浄処理を行う装置では、保持部材を介して処理後の基板が汚染される可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された基板反転装置は、同時に２枚の基板を保持して反転させることができるが、基本的な処理動作は、１枚の基板を保持して反転させる一般的な基板反転装置と変わらない。また、保持部材（開閉チャックの支持ローラ）を介して処理後の基板が汚染される可能性もある。さらに、この基板反転装置は、２枚の基板を同時に保持し同時に開放するものであり、例えば処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことはできない。
【０００７】
なお、基板反転装置を２つ並設し、一方の基板反転装置を処理前の基板の反転操作に使用し、他方の基板反転装置を処理後の基板の反転操作に使用する、といったことも考えられる。しかしながら、２つの基板反転装置を横方向に並べると、基板処理装置のフットプリントが大きくなる。また、２つの基板反転装置を上・下に配置すると、基板反転装置との間で基板の受け渡しを行うロボットの上下ストロークを大きくする必要がある、といった不都合を生じる。
【０００８】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことが可能であり、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配の無い基板反転装置を提供すること、および、そのような基板反転装置を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、固定部に、水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレームと、この取付用フレームに取着され基板を着脱可能に保持する基板保持手段と、前記取付用フレームを水平位置から反転させる回動手段と、前記基板保持手段を駆動させる駆動手段と、を備えた基板反転装置において、前記基板保持手段を一対備え、基板保持手段ごとに駆動手段を設けて、各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板反転装置において、前記一対の基板保持手段が、前記取付用フレームの回転軸を通る平面を挟んでその両側に、互いに重なり合うように配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板反転装置において、前記一対の基板保持手段のうち一方が処理前の基板を保持するために専ら使用され、他方の基板保持手段が処理後の基板を保持するために専ら使用されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板反転装置において、前記各基板保持手段に、基板の有無を検知する基板検知手段をそれぞれ付設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、処理前の基板が搬入されて複数枚の処理前の基板を収容するとともに、複数枚の処理後の基板を収容して処理後の基板が搬出される基板搬入・搬出部と、基板を１枚ずつ処理する１つもしくは複数の基板処理部と、前記基板搬入・搬出部と前記基板処理部との間に配設され、基板を反転させて受け渡す基板反転部と、前記基板搬入・搬出部と前記基板反転部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第１の基板受け渡し手段と、前記基板反転部と前記基板処理部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第２の基板受け渡し手段と、を備えた基板処理装置において、前記基板反転部に、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板反転装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の基板処理装置において、前記基板処理部が、基板を洗浄処理する基板洗浄処理部であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６記載の基板処理装置において、前記基板反転装置の一方の基板保持手段に１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を受け取って他方の基板保持手段に保持し、取付用フレームを反転させた後に１枚目の基板を一方の基板保持手段から解放するように、回動手段および駆動手段をそれぞれ制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１に係る発明の基板反転装置においては、取付用フレームに一対の基板保持手段が取着されていて、基板保持手段ごとに駆動手段が設けられているので、各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させることにより、一方の基板保持手段に処理前の基板を保持させ、他方の基板保持手段に処理後の基板を保持させる、といったことが可能になる。また、一方の基板保持手段には処理前の基板だけを保持させ、他方の基板保持手段には処理後の基板だけを保持させるようにすることにより、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が無くなる。
【００１７】
請求項２に係る発明の基板反転装置では、一対の基板保持手段によって２枚の基板が互いに重なり合うように保持される。
【００１８】
請求項３に係る発明の基板反転装置では、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が全く無くなる。
【００１９】
請求項４に係る発明の基板反転装置では、各基板保持手段にそれぞれ基板が保持されているかどうかを確認することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、基板反転部に設置された基板反転装置の各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させることにより、第１の基板受け渡し手段から受け取った処理前の基板を一方の基板保持手段に保持させ、第２の基板受け渡し手段から受け取った処理後の基板を他方の基板保持手段に保持させることが可能になる。また、基板反転装置の一方の基板保持手段には、第１の基板受け渡し手段から渡される処理前の基板だけを保持させ、他方の基板保持手段には、第２の基板受け渡し手段から渡される処理後の基板だけを保持させるようにすることにより、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が無くなる。
【００２１】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、第１の基板受け渡し手段から基板反転装置に渡される洗浄処理前の基板を一方の基板保持手段に保持させ、基板洗浄処理部で洗浄処理された後に第２の基板受け渡し手段から基板反転装置に渡される基板を他方の基板保持手段に保持させることにより、洗浄処理前の基板に付着していたパーティクル等の異物が一方の基板保持手段に転移して付着しても、基板保持手段を介して洗浄処理後の基板が汚染されることがない。
【００２２】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、制御手段によって各駆動手段をそれぞれ個別に駆動させるとともに回動手段を駆動させることにより、基板反転装置の一方の基板保持手段に１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を受け取って他方の基板保持手段に保持し、取付用フレームを反転させた後に１枚目の基板を一方の基板保持手段から解放する、といった処理動作が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１ないし図５は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板反転装置の斜視図であり、図２は、その平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面を示す図である。
【００２５】
この基板反転装置１は、固定台板１０上にそれぞれ垂設され間隔を設けて互いに平行に配置された一対の固定支柱１２、１２と、この一対の固定支柱１２、１２に水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレーム１４とを備えて構成されている。固定支柱１２は、内部が空洞となった角筒状の密閉筐体により形成されている。各固定支柱１２の外側面には、チャック開閉用シリンダ１６がそれぞれ取着されている。このチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端部は、固定支柱１２の壁面を貫通して固定支柱１２の空洞部内に突き出ており、固定支柱１２の空洞部内で伸縮するようになっている。
【００２６】
取付用フレーム１４は、同一形状の一対の円形板２０、２０を備えており、一対の円形板２０、２０を、間隔を設けて互いに平行にかつ上下に重なり合うように配置し、両円形板２０、２０の周縁部に、それら円形板２０、２０間の円周開口面を塞ぐように環状枠２２を固着して形成されている。なお、図４では、環状枠２２の図示を省略している。また、取付用フレーム１４は、左右両端部に保持ブロック２４をそれぞれ有しており、一対の円形板２０、２０と環状枠２２と一対の保持ブロック２４、２４とは、互いに一体的に固着されている。左・右の保持ブロック２４、２４には、上・下一対ずつ、従って４本のガイド棒２６の両端部がそれぞれ固着されている。上側の一対のガイド棒２６、２６と下側の一対のガイド棒２６、２６とは、それぞれ上下に重なり合うように配置されており、また、上側および下側の各一対のガイド棒２６、２６は、それぞれ対称に配置されている。
【００２７】
図３および図４に示すように、各保持ブロック２４には、それぞれボス部材２８が一体的に固着されている。ボス部材２８は、固定支柱１２の空洞部内まで延設されており、その先端面は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と対向している。このボス部材２８とチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８とは、同一軸心線上に配置されている。また、ボス部材２８は、固定支柱１２に固着された支持部材３２にベアリング３０を介して支持されている。このような構造により、取付用フレーム１４が一対の固定支柱１２、１２に回転自在に支持されている。
【００２８】
さらに、一方のボス部材２８の、固定支柱１２の空洞部内に挿入された先端部には、従動側プーリ３４が固着されている。また、一方の固定支柱１２の内側面には、ロータリーアクチュエータ３６が取着されている。このロータリーアクチュエータ３６の回転軸は、固定支柱１２の空洞部内に突き出ており、ロータリーアクチュエータ３６の回転軸に駆動側プーリ３８が固着されている。そして、固定支柱１２の空洞部内において、駆動側プーリ３８と従動側プーリ３４との間にベルト４０が掛け回されており、ロータリーアクチュエータ３６を駆動させることにより、駆動側プーリ３８、ベルト４０、従動側プーリ３４およびボス部材２８を介して取付用フレーム１４が回動させられる。また、図示していないが、取付用フレーム１４を回動させたときに水平位置で停止させるためのセンサおよび位置調整可能なストッパが設けられている。このような構成により、取付用フレーム１４を水平位置から１８０°回動させて水平位置へ反転させることができるようになっている。
【００２９】
一対の保持ブロック２４、２４に固着された上・下各一対のガイド棒２６、２６には、摺動枠４２がそれぞれガイド棒２６に沿って水平方向へ摺動自在に保持されている。図４には、下側の摺動枠４２が図示されおり、それと重なり合うようにその上側にも摺動枠４２が配置されている。摺動枠４２は、一対のボールブッシュ４４が取着されその各ボールブッシュ４４を介して各ガイド棒２６にそれぞれ係合した左右一対の摺動部材４６、４６を有している。両摺動部材４６、４６は、互いに平行に配置され、連結部材４８によって連結されている。また、ガイド棒２６には、一端側に係止部材５０が固着されており、ガイド棒２６の、ボールブッシュ４４と係止部材５０との間に、圧縮コイルばね５２が外挿されている。圧縮コイルばね５２は、その圧縮コイルばね５２が配置された側の保持ブロック２４の方へ摺動枠４２を付勢する。また、摺動枠４２の摺動部材４６には、一対のストッパ棒５４、５４が固着されている。このストッパ棒５４の先端が、保持ブロック２４に当接することにより、圧縮コイルばね５２の弾発力に抗して摺動枠４２を位置決め停止させる。さらに、摺動枠４２の摺動部材４６には、押圧棒５６が一体的に固着されている。この押圧棒５６は、保持ブロック２４およびボス部材２８に挿通され、その先端部がボス部材２８の先端面から突出している。そして、押圧棒５６は、その先端面がチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と対向しており、押圧棒５６とチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８とは、同一軸心線上に配置されている。
【００３０】
上記した構造は、上側の摺動枠４２にも備わっている。但し、圧縮コイルばね５２、ストッパ棒５４、押圧棒５６などは、下側の摺動枠４２とは対称的に配置されている。また、上側の摺動枠４２の摺動部材４６と下側の摺動枠４２の摺動部材４６とは、図５に示すように、それぞれの動きに対して互いに干渉し合わないような形状および配置となっている。
【００３１】
摺動枠４２の摺動部材４６の両端部には、それぞれ揺動腕５８がピン６０によって揺動可能に連接されている。揺動腕５８の先端部には割溝が形設されており、その割溝内に回動軸６２が転接可能に保持されている。回動軸６２は、図５に示すように、取付用フレーム１４の円形板２０を貫通し、円形板２０の表面側に配設されたチャック６４に連接している。チャック６４は、図２に示すように、左右一対ずつ、合計４個所に配置されている。チャック６４は、回動軸６２に連接し回動軸６２の軸心を中心として回動自在に支持された基板支持部６６、この基板支持部６６から延設された揺動部６８、および、この揺動部６８の上面に設けれた基板把持部７０から形成されている。
【００３２】
チャック６４によって基板Ｗを保持するときは、基板支持部６６を回動させて、図２に実線で示したように、揺動部６８を外側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ一旦開いた状態にする。この状態で、基板Ｗが基板支持部６６上に載置されて支持される。この後に、基板支持部６６を前記方向とは逆向きに回動させて、図２に二点鎖線で示したように、揺動部６８を内側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ閉じる。この動作により、基板Ｗの周縁部が基板把持部７０によって把持され、基板Ｗが４個のチャック６４によって保持される。また、チャック６４から基板Ｗを開放するときは、基板支持部６６を回動させて、図２に実線で示したように、揺動部６８を外側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ一旦開いた状態にする。この状態で、基板Ｗは基板支持部６６上から取り去られる。この後に、基板支持部６６を前記方向とは逆向きに回動させて、揺動部６８を内側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ閉じるようにする。
【００３３】
チャック６４の開閉動作は、次のようにして行われる。すなわち、チャック開閉用シリンダ１６を駆動させて、そのロッド１８を伸長させる。ロッド１８が伸長することにより、その先端で押圧棒５６が押され、押圧棒５６に連接した摺動枠４２が、圧縮コイルばね５２の弾発力に抗しガイド棒２６に沿って摺動する。このように摺動枠４２が移動することにより、摺動部材４６にピン連接された揺動腕５８が、回動軸６２の軸心を揺動中心として揺動する。この揺動腕５８の揺動に伴って、揺動腕５８の割溝内に保持された回動軸６２が割溝内側面に転接しつつ回動する。そして、回動軸６２が回動することにより、チャック６４の基板支持部６６が回動し、上記したように揺動部６８が外側へ揺動してチャック６４が開く。この状態において基板Ｗが基板支持部６６上に載置されて支持されると、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８を引っ込めるように駆動させる。ロッド１８が引っ込むことにより、押圧棒５６に作用していた押圧力が解除され、圧縮コイルばね５２の復元力により摺動枠４２が元の位置へ復帰するように摺動する。このように摺動枠４２が元の位置の方へ移動することにより、揺動腕５８が上記とは逆向きに揺動し、回動軸６２も上記とは逆方向へ回動する。回動軸６２が回動することにより、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が内側へ揺動してチャック６４が閉じようとする。そして、チャック６４が閉じることにより、上記したように基板Ｗの周縁部が基板把持部７０によって把持される。このとき、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻る前にチャック６４の基板把持部７０が基板Ｗの周縁部に係合する。このため、摺動枠４２は、その摺動部材４６のストッパ棒５４の先端が保持ブロック２４から離間した位置に停止する。これにより、基板Ｗは、圧縮コイルばね５２の復元力によってチャック６４の基板把持部７０に弾発的に把持され、チャック６４に確実に保持されることとなる。
【００３４】
一方、チャック６４から基板Ｗを開放するためにチャック６４を開くときは、チャック開閉用シリンダ１６を駆動させて、そのロッド１８を再び伸長させる。ロッド１８が伸長することにより、上記と同様の動作により、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が外側へ揺動してチャック６４が開く。この状態において、基板Ｗは基板支持部６６上から取り去られる。基板Ｗが基板支持部６６上から取り去られると、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８を引っ込めるように駆動させる。ロッド１８が引っ込むことにより、上記と同様の動作により、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が内側へ揺動してチャック６４が閉じようとする。そして、この際にはチャック６４の基板支持部６６上に基板Ｗが存在しないので、摺動枠４２は、完全に元の位置まで戻って、その摺動部材４６のストッパ棒５４の先端が保持ブロック２４に当接することによって停止する。
【００３５】
この基板反転装置１には、さらに、チャック６４に基板Ｗが保持されているかどうかを確認するために基板Ｗの有無を検知する基板センサ７２が設けられている。基板センサ７２は、固定支柱１２の空洞部内の、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８および押圧棒５６と同一水平面に設置されている。基板センサ７２は、図６に示すように、２組の投光部７４ａ、７６ａおよび受光部７４ｂ、７６ｂから構成されている。また、押圧棒５６の先端部には、水平方向に貫通する透孔７８が形設されている。この基板センサ７２の検知動作を、図６に基づいて説明する。
【００３６】
図６の（ａ）は、チャック開閉用シリンダ１６が駆動してロッド１８が伸長しロッド１８によって押圧棒５６が押圧された状態を示している。この際には、上記したようにチャック６４が開いた状態になっている。このとき、各投光部７４ａ、７６ａから出射した光線は何れも、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８によって遮られ、何れの受光部７４ｂ、７６ｂにも入射しない。
【００３７】
次に、図６の（ｂ）は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が一旦伸長した後に引っ込んで、すなわちチャック６４が一旦開いた後に閉じて、チャック６４に基板Ｗが保持された状態に対応する。この場合には、上記したように、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻る前にチャック６４の基板把持部７０が基板Ｗの周縁部に係合して摺動枠４２が途中で停止するため、摺動枠４２に連接された押圧棒５６も、元の位置までは戻り切らない。このとき、一方の投光部７４ａから出射した光線は、押圧棒５６によって遮られ、受光部７４ｂには入射しないが、他方の投光部７６ａから出射した光線は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と押圧棒５６の先端面との間隙を通過して受光部７６ｂに入射する。
【００３８】
また、図６の（ｃ）は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が伸長して、すなわちチャック６４が開いて、チャック６４から基板Ｗが開放された後に、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が引っ込んだ状態、すなわちチャック６４が閉じた状態に対応する。この場合には、上記したように、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻って停止するため、摺動枠４２に連接された押圧棒５６も、元の位置まで完全に戻る。このとき、一方の投光部７４ａから出射した光線は、押圧棒５６に形成された透孔７８を通過して受光部７４ｂに入射するが、他方の投光部７６ａから出射した光線は、押圧棒５６によって遮られ、受光部７６ｂには入射しない。
【００３９】
上記したように、図６の（ａ）は、チャック６４が開いた状態に相当し、図６の（ｂ）は、チャック６４に基板Ｗが保持されている状態に相当し、図６の（ｃ）は、チャック６４上には基板Ｗが存在していない状態に相当する。したがって、受光部７４ｂ、７６ｂから出力される信号により、チャック６４に基板Ｗが保持されているかどうかを検知することができる。
【００４０】
上記したチャック６４およびその駆動機構や基板センサ７２は、取付用フレーム１４の表・裏各面ごとにそれぞれ設けられており、それらは個別に動作するようになっている。そして、この基板反転装置１は、同時に２枚の基板を保持することができ、また、１枚の基板だけを保持することもできる。さらに、この基板反転装置１では、１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を保持することが可能であり、また、２枚の基板を保持した状態から１枚の基板だけを解放することも可能である。また、この基板反転装置１では、１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を保持し、２枚の基板を反転させた後に、１枚目の基板を解放するように制御することも可能である。そして、この基板反転装置１においては、取付用フレーム１４の一方の面に設けられたチャック６４は、処理前の基板を保持するために専ら使用され、取付用フレーム１４の他方の面に設けられたチャック６４は、処理後の基板を保持するために専ら使用される。
【００４１】
また、固定支柱１２の底部および固定台板１０には、排気孔８０が形成されており、図示していないが、排気孔８０には排気管が連通接続され、排気管に排気用ポンプが流路接続されている。そして、排気用ポンプを駆動することにより、排気管および排気孔８０を通して固定支柱１０の空洞部内を排気することができるようになっている。このように固定支柱１０の空洞部内を排気することにより、装置内部での発塵による影響が抑制される。
【００４２】
なお、チャック６４の構造やその駆動機構、取付用フレームの構造やその回動機構などは、上記した実施形態のものに限定されず、同様の機能を有し同様の動作を行わせるものであればどのようなものでもよい。
【００４３】
図７は、上記した構成の基板反転装置１を備えた基板処理装置の概略構成図である。この基板処理装置は、ローダ・アンローダ部２、インデクサ部３、基板反転部４、基板搬送部５および４つの基板処理部６から構成されている。
【００４４】
ローダ・アンローダ部２には、複数枚の処理前の基板がカセット（図示せず）に収納されて搬入され、また、ローダ・アンローダ部２からは、複数枚の処理後の基板がカセットに収納されて搬出される。インデクサ部３には、ローダ・アンローダ部２と基板反転部４との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行うインデクサロボット７が配置されている。インデクサロボット７は、例えば、処理前の基板を支持する下側ハンドと処理後の基板を支持する上側ハンドとを備えている（図示せず）。基板反転部４には、上記した基板反転装置１が設置されている。また、基板搬送部５には、基板反転部４と各基板処理部６との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行うセンターロボット８が配置されている。センターロボット８は、例えば、処理後の基板を支持する上側ハンドと処理前の基板を支持する下側ハンドとを備えている（図示せず）。各基板処理部６には、基板を１枚ずつ処理する基板処理装置、例えば基板を洗浄処理する基板洗浄装置（スクラバー）９がそれぞれ設置されている。
【００４５】
この基板処理装置における基板の移送動作の１例について、図８に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。図８において（図９においても同じ）、「ＩＤ上」および「ＩＤ下」は、「インデクサロボット７の上側ハンド」および「インデクサロボット７の下側ハンド」をそれぞれ意味し、「ＣＲ上」および「ＣＲ下」は、「センターロボット８の上側ハンド」および「センターロボット８の下側ハンド」をそれぞれ意味している。また、「反転装置（処理前）」および「反転装置（処理後）」は、「基板反転装置１の、処理前の基板専用のチャック６４」および「基板反転装置１の、処理後の基板専用のチャック６４」をそれぞれ意味している。
【００４６】
処理前の基板は、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から１枚ずつ取り出され、インデクサロボット７の下側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理前の基板は、インデクサロボット７の下側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理前の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理前の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して基板を反転させる。続いて、処理前の基板は、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４からセンターロボット８の下側ハンドへ移し替えられる。そして、処理前の基板は、センターロボット８の下側ハンドに支持されて基板処理部６へ搬送され、基板洗浄装置９内へ搬入されて、基板洗浄装置９により洗浄処理される。
【００４７】
また、基板洗浄装置９によって洗浄処理された後の基板は、基板洗浄装置９内から搬出され、センターロボット８の上側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理後の基板は、センターロボット８の上側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理後の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理後の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して基板を反転させる。続いて、処理後の基板は、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４からインデクサロボット７の上側ハンドへ移し替えられる。そして、処理後の基板は、インデクサロボット７の上側ハンドに支持されてローダ・アンローダ部２へ搬送され、インデクサロボット７によりローダ・アンローダ部２上のカセット内へ１枚ずつ挿入されて収納される。以上の動作が繰り返される。
【００４８】
次に、この基板処理装置における基板の移送動作の別の例について、図９に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。
【００４９】
処理前の基板は、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から１枚ずつ取り出され（図９中のＡ点）、インデクサロボット７の下側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理前の基板は、インデクサロボット７の下側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理前の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。この時、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４には、既に処理後の基板が保持されている。処理前の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４に保持された処理後の基板が、基板反転装置１からインデクサロボット７の上側ハンドへ移し替えられる。処理後の基板が、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４から解放されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して処理前の基板を反転させる。また、インデクサロボット７に移し替えられた処理後の基板は、インデクサロボット７の上側ハンドに支持されてローダ・アンローダ部２へ搬送され、インデクサロボット７によりローダ・アンローダ部２上のカセット内へ１枚ずつ挿入されて収納される。
【００５０】
また、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に処理前の基板が保持されている間に、基板洗浄装置９によって洗浄処理された後の基板が、基板洗浄装置９内から搬出され、センターロボット８の上側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に処理前の基板が保持されている状態で、処理後の基板が、センターロボット８の上側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理後の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理後の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に保持された処理前の基板が、基板反転装置１からセンターロボット８の下側ハンドへ移し替えられる。処理前の基板が、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４から解放されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して処理後の基板を反転させる。また、センターロボット８に移し替えられた処理前の基板は、センターロボット８の下側ハンドに支持されて基板処理部６へ搬送され、基板洗浄装置９内へ搬入されて、基板洗浄装置９により洗浄処理される。そして、基板反転装置１からセンターロボット８への処理前の基板の移し替えや基板反転装置１に保持された処理後の基板の反転が行われている間に、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から処理前の基板が取り出され、インデクサロボット７の下側ハンドに処理前の基板が支持されて基板反転部４へ搬送され、以上の動作が繰り返される。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板反転装置を使用すると、１つの基板反転装置により、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことができ、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配も無くなる。
【００５２】
請求項２に係る発明の基板反転装置では、一対の基板保持手段によって２枚の基板を互いに重なり合うように保持することができる。
【００５３】
請求項３に係る発明の基板反転装置では、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配を全く無くすことができる。
【００５４】
請求項４に係る発明の基板反転装置では、各基板保持手段にそれぞれ基板が保持されているかどうかを確認することができるので、確実で安全な処理動作を行うことができる。
【００５５】
請求項５に係る発明の基板処理装置を使用すると、基板反転部に設置された１つの基板反転装置により、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことができ、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配も無くなる。
【００５６】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、洗浄処理部で洗浄処理された後の基板が基板反転装置での受け渡しの際に汚染される、といった心配を無くすことができる。
【００５７】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、従来の基板反転装置を備えた基板処理装置によっては不可能であった処理動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示す基板反転装置の斜視図である。
【図２】図１に示した基板反転装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面を示す図である。
【図６】図１に示した基板反転装置に設けられた基板センサの検知動作を説明するための模式図である。
【図７】図１に示した基板反転装置を備えた基板処理装置の概略構成図である。
【図８】図７に示した基板処理装置における基板の移送動作の１例を示すタイムチャートである。
【図９】図７に示した基板処理装置における基板の移送動作の別の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｗ 基板
１ 基板反転装置
２ ローダ・アンローダ部
３ インデクサ部
４ 基板反転部
５ 基板搬送部
６ 基板処理部
７ インデクサロボット
８ センターロボット
９ 基板洗浄装置
１２ 固定支柱
１４ 取付用フレーム
１６ チャック開閉用シリンダ
１８ チャック開閉用シリンダのロッド
２４ 保持ブロック
２６ ガイド棒
２８ ボス部材
３０ ベアリング
３４ 従動側プーリ
３６ ロータリーアクチュエータ
３８ 駆動側プーリ
４０ ベルト
４２ 摺動枠
５０ 係止部材
５２ 圧縮コイルばね
５４ ストッパ棒
５６ 押圧棒
５８ 揺動腕
６２ 回動軸
６４ チャック
７２ 基板センサ
７４ａ、７６ａ 基板センサの投光部
７４ｂ、７６ｂ 基板センサの受光部
７８ 透孔
８０ 排気孔
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、電子部品、プリント基板等の基板を保持して反転させる基板反転装置、および、その基板反転装置を備え、基板に対し１枚ずつ洗浄、エッチング等の処理を基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板を１枚ずつ処理する基板処理装置において、ローダ・アンローダ部へ搬入された基板を表・裏反転させてから基板処理部へ搬送し、基板処理部で処理された後の基板を表・裏反転させてからローダ・アンローダ部へ戻す、といった処理動作が行われる場合、あるいは、基板処理部でまず基板の表面に対して処理を施した後、基板処理部から取り出された基板を表・裏反転させ、再び基板処理部で基板の裏面（表・裏反転して上側となった面）に対して処理を施す、といった処理動作が行われる場合には、基板を着脱自在に保持して水平位置から１８０°反転させることができる基板反転装置が使用される。
【０００３】
従来の基板反転装置は、一般的に、基板を１枚ずつ保持して反転させる機構を備えたものである。また、開閉可能な一対の開閉チャックを備え、各開閉チャックの表裏両側に、基板の外周輪郭に対応して配置され基板の外周縁を係合支持する複数個ずつの支持ローラをそれぞれ配設し、開閉チャックの表裏で対応する各一対の支持ローラを、共通支軸を介して同軸上にそれぞれ配したチャック機構を備えた基板反転装置が提案されている。この基板反転装置では、チャック機構により、開閉チャックの表裏両側に２枚の基板が同時にかつ平行した状態で支持され、駆動モータを駆動させてチャック機構を１８０°回転させることにより、チャック機構に支持された２枚の基板が同時に反転するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１９３９１号公報（第４−５頁、図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な基板反転装置は、１枚の基板だけしか保持して反転させることができなかった。このため、基板処理装置において、基板反転装置は、処理前の基板を受け取って反転させた後に開放する動作と処理後の基板を受け取って反転させた後に開放する動作とを交互に行うだけである。このように、従来の基板反転装置は、単純な処理動作しか行うことができないため、スループットを高めようとしても限界がある。また、処理前の基板と処理後の基板を共通の保持部材によってそれぞれ保持するため、例えば基板の洗浄処理を行う装置では、保持部材を介して処理後の基板が汚染される可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された基板反転装置は、同時に２枚の基板を保持して反転させることができるが、基本的な処理動作は、１枚の基板を保持して反転させる一般的な基板反転装置と変わらない。また、保持部材（開閉チャックの支持ローラ）を介して処理後の基板が汚染される可能性もある。さらに、この基板反転装置は、２枚の基板を同時に保持し同時に開放するものであり、例えば処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことはできない。
【０００７】
なお、基板反転装置を２つ並設し、一方の基板反転装置を処理前の基板の反転操作に使用し、他方の基板反転装置を処理後の基板の反転操作に使用する、といったことも考えられる。しかしながら、２つの基板反転装置を横方向に並べると、基板処理装置のフットプリントが大きくなる。また、２つの基板反転装置を上・下に配置すると、基板反転装置との間で基板の受け渡しを行うロボットの上下ストロークを大きくする必要がある、といった不都合を生じる。
【０００８】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことが可能であり、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配の無い基板反転装置を提供すること、および、そのような基板反転装置を備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、固定部に、水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレームと、この取付用フレームに取着され基板を着脱可能に保持する基板保持手段と、前記取付用フレームを水平位置から反転させる回動手段と、前記基板保持手段を駆動させる駆動手段と、を備えた基板反転装置において、前記基板保持手段を一対備え、基板保持手段ごとに駆動手段を設けて、各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板反転装置において、前記一対の基板保持手段が、前記取付用フレームの回転軸を通る平面を挟んでその両側に、互いに重なり合うように配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の基板反転装置において、前記一対の基板保持手段のうち一方が処理前の基板を保持するために専ら使用され、他方の基板保持手段が処理後の基板を保持するために専ら使用されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板反転装置において、前記各基板保持手段に、基板の有無を検知する基板検知手段をそれぞれ付設したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、処理前の基板が搬入されて複数枚の処理前の基板を収容するとともに、複数枚の処理後の基板を収容して処理後の基板が搬出される基板搬入・搬出部と、基板を１枚ずつ処理する１つもしくは複数の基板処理部と、前記基板搬入・搬出部と前記基板処理部との間に配設され、基板を反転させて受け渡す基板反転部と、前記基板搬入・搬出部と前記基板反転部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第１の基板受け渡し手段と、前記基板反転部と前記基板処理部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第２の基板受け渡し手段と、を備えた基板処理装置において、前記基板反転部に、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板反転装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の基板処理装置において、前記基板処理部が、基板を洗浄処理する基板洗浄処理部であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６記載の基板処理装置において、前記基板反転装置の一方の基板保持手段に１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を受け取って他方の基板保持手段に保持し、取付用フレームを反転させた後に１枚目の基板を一方の基板保持手段から解放するように、回動手段および駆動手段をそれぞれ制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１に係る発明の基板反転装置においては、取付用フレームに一対の基板保持手段が取着されていて、基板保持手段ごとに駆動手段が設けられているので、各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させることにより、一方の基板保持手段に処理前の基板を保持させ、他方の基板保持手段に処理後の基板を保持させる、といったことが可能になる。また、一方の基板保持手段には処理前の基板だけを保持させ、他方の基板保持手段には処理後の基板だけを保持させるようにすることにより、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が無くなる。
【００１７】
請求項２に係る発明の基板反転装置では、一対の基板保持手段によって２枚の基板が互いに重なり合うように保持される。
【００１８】
請求項３に係る発明の基板反転装置では、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が全く無くなる。
【００１９】
請求項４に係る発明の基板反転装置では、各基板保持手段にそれぞれ基板が保持されているかどうかを確認することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、基板反転部に設置された基板反転装置の各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させることにより、第１の基板受け渡し手段から受け取った処理前の基板を一方の基板保持手段に保持させ、第２の基板受け渡し手段から受け取った処理後の基板を他方の基板保持手段に保持させることが可能になる。また、基板反転装置の一方の基板保持手段には、第１の基板受け渡し手段から渡される処理前の基板だけを保持させ、他方の基板保持手段には、第２の基板受け渡し手段から渡される処理後の基板だけを保持させるようにすることにより、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配が無くなる。
【００２１】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、第１の基板受け渡し手段から基板反転装置に渡される洗浄処理前の基板を一方の基板保持手段に保持させ、基板洗浄処理部で洗浄処理された後に第２の基板受け渡し手段から基板反転装置に渡される基板を他方の基板保持手段に保持させることにより、洗浄処理前の基板に付着していたパーティクル等の異物が一方の基板保持手段に転移して付着しても、基板保持手段を介して洗浄処理後の基板が汚染されることがない。
【００２２】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、制御手段によって各駆動手段をそれぞれ個別に駆動させるとともに回動手段を駆動させることにより、基板反転装置の一方の基板保持手段に１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を受け取って他方の基板保持手段に保持し、取付用フレームを反転させた後に１枚目の基板を一方の基板保持手段から解放する、といった処理動作が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１ないし図５は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、基板反転装置の斜視図であり、図２は、その平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面を示す図である。
【００２５】
この基板反転装置１は、固定台板１０上にそれぞれ垂設され間隔を設けて互いに平行に配置された一対の固定支柱１２、１２と、この一対の固定支柱１２、１２に水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレーム１４とを備えて構成されている。固定支柱１２は、内部が空洞となった角筒状の密閉筐体により形成されている。各固定支柱１２の外側面には、チャック開閉用シリンダ１６がそれぞれ取着されている。このチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端部は、固定支柱１２の壁面を貫通して固定支柱１２の空洞部内に突き出ており、固定支柱１２の空洞部内で伸縮するようになっている。
【００２６】
取付用フレーム１４は、同一形状の一対の円形板２０、２０を備えており、一対の円形板２０、２０を、間隔を設けて互いに平行にかつ上下に重なり合うように配置し、両円形板２０、２０の周縁部に、それら円形板２０、２０間の円周開口面を塞ぐように環状枠２２を固着して形成されている。なお、図４では、環状枠２２の図示を省略している。また、取付用フレーム１４は、左右両端部に保持ブロック２４をそれぞれ有しており、一対の円形板２０、２０と環状枠２２と一対の保持ブロック２４、２４とは、互いに一体的に固着されている。左・右の保持ブロック２４、２４には、上・下一対ずつ、従って４本のガイド棒２６の両端部がそれぞれ固着されている。上側の一対のガイド棒２６、２６と下側の一対のガイド棒２６、２６とは、それぞれ上下に重なり合うように配置されており、また、上側および下側の各一対のガイド棒２６、２６は、それぞれ対称に配置されている。
【００２７】
図３および図４に示すように、各保持ブロック２４には、それぞれボス部材２８が一体的に固着されている。ボス部材２８は、固定支柱１２の空洞部内まで延設されており、その先端面は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と対向している。このボス部材２８とチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８とは、同一軸心線上に配置されている。また、ボス部材２８は、固定支柱１２に固着された支持部材３２にベアリング３０を介して支持されている。このような構造により、取付用フレーム１４が一対の固定支柱１２、１２に回転自在に支持されている。
【００２８】
さらに、一方のボス部材２８の、固定支柱１２の空洞部内に挿入された先端部には、従動側プーリ３４が固着されている。また、一方の固定支柱１２の内側面には、ロータリーアクチュエータ３６が取着されている。このロータリーアクチュエータ３６の回転軸は、固定支柱１２の空洞部内に突き出ており、ロータリーアクチュエータ３６の回転軸に駆動側プーリ３８が固着されている。そして、固定支柱１２の空洞部内において、駆動側プーリ３８と従動側プーリ３４との間にベルト４０が掛け回されており、ロータリーアクチュエータ３６を駆動させることにより、駆動側プーリ３８、ベルト４０、従動側プーリ３４およびボス部材２８を介して取付用フレーム１４が回動させられる。また、図示していないが、取付用フレーム１４を回動させたときに水平位置で停止させるためのセンサおよび位置調整可能なストッパが設けられている。このような構成により、取付用フレーム１４を水平位置から１８０°回動させて水平位置へ反転させることができるようになっている。
【００２９】
一対の保持ブロック２４、２４に固着された上・下各一対のガイド棒２６、２６には、摺動枠４２がそれぞれガイド棒２６に沿って水平方向へ摺動自在に保持されている。図４には、下側の摺動枠４２が図示されおり、それと重なり合うようにその上側にも摺動枠４２が配置されている。摺動枠４２は、一対のボールブッシュ４４が取着されその各ボールブッシュ４４を介して各ガイド棒２６にそれぞれ係合した左右一対の摺動部材４６、４６を有している。両摺動部材４６、４６は、互いに平行に配置され、連結部材４８によって連結されている。また、ガイド棒２６には、一端側に係止部材５０が固着されており、ガイド棒２６の、ボールブッシュ４４と係止部材５０との間に、圧縮コイルばね５２が外挿されている。圧縮コイルばね５２は、その圧縮コイルばね５２が配置された側の保持ブロック２４の方へ摺動枠４２を付勢する。また、摺動枠４２の摺動部材４６には、一対のストッパ棒５４、５４が固着されている。このストッパ棒５４の先端が、保持ブロック２４に当接することにより、圧縮コイルばね５２の弾発力に抗して摺動枠４２を位置決め停止させる。さらに、摺動枠４２の摺動部材４６には、押圧棒５６が一体的に固着されている。この押圧棒５６は、保持ブロック２４およびボス部材２８に挿通され、その先端部がボス部材２８の先端面から突出している。そして、押圧棒５６は、その先端面がチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と対向しており、押圧棒５６とチャック開閉用シリンダ１６のロッド１８とは、同一軸心線上に配置されている。
【００３０】
上記した構造は、上側の摺動枠４２にも備わっている。但し、圧縮コイルばね５２、ストッパ棒５４、押圧棒５６などは、下側の摺動枠４２とは対称的に配置されている。また、上側の摺動枠４２の摺動部材４６と下側の摺動枠４２の摺動部材４６とは、図５に示すように、それぞれの動きに対して互いに干渉し合わないような形状および配置となっている。
【００３１】
摺動枠４２の摺動部材４６の両端部には、それぞれ揺動腕５８がピン６０によって揺動可能に連接されている。揺動腕５８の先端部には割溝が形設されており、その割溝内に回動軸６２が転接可能に保持されている。回動軸６２は、図５に示すように、取付用フレーム１４の円形板２０を貫通し、円形板２０の表面側に配設されたチャック６４に連接している。チャック６４は、図２に示すように、左右一対ずつ、合計４個所に配置されている。チャック６４は、回動軸６２に連接し回動軸６２の軸心を中心として回動自在に支持された基板支持部６６、この基板支持部６６から延設された揺動部６８、および、この揺動部６８の上面に設けれた基板把持部７０から形成されている。
【００３２】
チャック６４によって基板Ｗを保持するときは、基板支持部６６を回動させて、図２に実線で示したように、揺動部６８を外側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ一旦開いた状態にする。この状態で、基板Ｗが基板支持部６６上に載置されて支持される。この後に、基板支持部６６を前記方向とは逆向きに回動させて、図２に二点鎖線で示したように、揺動部６８を内側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ閉じる。この動作により、基板Ｗの周縁部が基板把持部７０によって把持され、基板Ｗが４個のチャック６４によって保持される。また、チャック６４から基板Ｗを開放するときは、基板支持部６６を回動させて、図２に実線で示したように、揺動部６８を外側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ一旦開いた状態にする。この状態で、基板Ｗは基板支持部６６上から取り去られる。この後に、基板支持部６６を前記方向とは逆向きに回動させて、揺動部６８を内側へ揺動させ、４個のチャック６４をそれぞれ閉じるようにする。
【００３３】
チャック６４の開閉動作は、次のようにして行われる。すなわち、チャック開閉用シリンダ１６を駆動させて、そのロッド１８を伸長させる。ロッド１８が伸長することにより、その先端で押圧棒５６が押され、押圧棒５６に連接した摺動枠４２が、圧縮コイルばね５２の弾発力に抗しガイド棒２６に沿って摺動する。このように摺動枠４２が移動することにより、摺動部材４６にピン連接された揺動腕５８が、回動軸６２の軸心を揺動中心として揺動する。この揺動腕５８の揺動に伴って、揺動腕５８の割溝内に保持された回動軸６２が割溝内側面に転接しつつ回動する。そして、回動軸６２が回動することにより、チャック６４の基板支持部６６が回動し、上記したように揺動部６８が外側へ揺動してチャック６４が開く。この状態において基板Ｗが基板支持部６６上に載置されて支持されると、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８を引っ込めるように駆動させる。ロッド１８が引っ込むことにより、押圧棒５６に作用していた押圧力が解除され、圧縮コイルばね５２の復元力により摺動枠４２が元の位置へ復帰するように摺動する。このように摺動枠４２が元の位置の方へ移動することにより、揺動腕５８が上記とは逆向きに揺動し、回動軸６２も上記とは逆方向へ回動する。回動軸６２が回動することにより、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が内側へ揺動してチャック６４が閉じようとする。そして、チャック６４が閉じることにより、上記したように基板Ｗの周縁部が基板把持部７０によって把持される。このとき、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻る前にチャック６４の基板把持部７０が基板Ｗの周縁部に係合する。このため、摺動枠４２は、その摺動部材４６のストッパ棒５４の先端が保持ブロック２４から離間した位置に停止する。これにより、基板Ｗは、圧縮コイルばね５２の復元力によってチャック６４の基板把持部７０に弾発的に把持され、チャック６４に確実に保持されることとなる。
【００３４】
一方、チャック６４から基板Ｗを開放するためにチャック６４を開くときは、チャック開閉用シリンダ１６を駆動させて、そのロッド１８を再び伸長させる。ロッド１８が伸長することにより、上記と同様の動作により、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が外側へ揺動してチャック６４が開く。この状態において、基板Ｗは基板支持部６６上から取り去られる。基板Ｗが基板支持部６６上から取り去られると、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８を引っ込めるように駆動させる。ロッド１８が引っ込むことにより、上記と同様の動作により、チャック６４の基板支持部６６が回動し、揺動部６８が内側へ揺動してチャック６４が閉じようとする。そして、この際にはチャック６４の基板支持部６６上に基板Ｗが存在しないので、摺動枠４２は、完全に元の位置まで戻って、その摺動部材４６のストッパ棒５４の先端が保持ブロック２４に当接することによって停止する。
【００３５】
この基板反転装置１には、さらに、チャック６４に基板Ｗが保持されているかどうかを確認するために基板Ｗの有無を検知する基板センサ７２が設けられている。基板センサ７２は、固定支柱１２の空洞部内の、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８および押圧棒５６と同一水平面に設置されている。基板センサ７２は、図６に示すように、２組の投光部７４ａ、７６ａおよび受光部７４ｂ、７６ｂから構成されている。また、押圧棒５６の先端部には、水平方向に貫通する透孔７８が形設されている。この基板センサ７２の検知動作を、図６に基づいて説明する。
【００３６】
図６の（ａ）は、チャック開閉用シリンダ１６が駆動してロッド１８が伸長しロッド１８によって押圧棒５６が押圧された状態を示している。この際には、上記したようにチャック６４が開いた状態になっている。このとき、各投光部７４ａ、７６ａから出射した光線は何れも、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８によって遮られ、何れの受光部７４ｂ、７６ｂにも入射しない。
【００３７】
次に、図６の（ｂ）は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が一旦伸長した後に引っ込んで、すなわちチャック６４が一旦開いた後に閉じて、チャック６４に基板Ｗが保持された状態に対応する。この場合には、上記したように、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻る前にチャック６４の基板把持部７０が基板Ｗの周縁部に係合して摺動枠４２が途中で停止するため、摺動枠４２に連接された押圧棒５６も、元の位置までは戻り切らない。このとき、一方の投光部７４ａから出射した光線は、押圧棒５６によって遮られ、受光部７４ｂには入射しないが、他方の投光部７６ａから出射した光線は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８の先端面と押圧棒５６の先端面との間隙を通過して受光部７６ｂに入射する。
【００３８】
また、図６の（ｃ）は、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が伸長して、すなわちチャック６４が開いて、チャック６４から基板Ｗが開放された後に、チャック開閉用シリンダ１６のロッド１８が引っ込んだ状態、すなわちチャック６４が閉じた状態に対応する。この場合には、上記したように、摺動枠４２が完全に元の位置へ戻って停止するため、摺動枠４２に連接された押圧棒５６も、元の位置まで完全に戻る。このとき、一方の投光部７４ａから出射した光線は、押圧棒５６に形成された透孔７８を通過して受光部７４ｂに入射するが、他方の投光部７６ａから出射した光線は、押圧棒５６によって遮られ、受光部７６ｂには入射しない。
【００３９】
上記したように、図６の（ａ）は、チャック６４が開いた状態に相当し、図６の（ｂ）は、チャック６４に基板Ｗが保持されている状態に相当し、図６の（ｃ）は、チャック６４上には基板Ｗが存在していない状態に相当する。したがって、受光部７４ｂ、７６ｂから出力される信号により、チャック６４に基板Ｗが保持されているかどうかを検知することができる。
【００４０】
上記したチャック６４およびその駆動機構や基板センサ７２は、取付用フレーム１４の表・裏各面ごとにそれぞれ設けられており、それらは個別に動作するようになっている。そして、この基板反転装置１は、同時に２枚の基板を保持することができ、また、１枚の基板だけを保持することもできる。さらに、この基板反転装置１では、１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を保持することが可能であり、また、２枚の基板を保持した状態から１枚の基板だけを解放することも可能である。また、この基板反転装置１では、１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を保持し、２枚の基板を反転させた後に、１枚目の基板を解放するように制御することも可能である。そして、この基板反転装置１においては、取付用フレーム１４の一方の面に設けられたチャック６４は、処理前の基板を保持するために専ら使用され、取付用フレーム１４の他方の面に設けられたチャック６４は、処理後の基板を保持するために専ら使用される。
【００４１】
また、固定支柱１２の底部および固定台板１０には、排気孔８０が形成されており、図示していないが、排気孔８０には排気管が連通接続され、排気管に排気用ポンプが流路接続されている。そして、排気用ポンプを駆動することにより、排気管および排気孔８０を通して固定支柱１０の空洞部内を排気することができるようになっている。このように固定支柱１０の空洞部内を排気することにより、装置内部での発塵による影響が抑制される。
【００４２】
なお、チャック６４の構造やその駆動機構、取付用フレームの構造やその回動機構などは、上記した実施形態のものに限定されず、同様の機能を有し同様の動作を行わせるものであればどのようなものでもよい。
【００４３】
図７は、上記した構成の基板反転装置１を備えた基板処理装置の概略構成図である。この基板処理装置は、ローダ・アンローダ部２、インデクサ部３、基板反転部４、基板搬送部５および４つの基板処理部６から構成されている。
【００４４】
ローダ・アンローダ部２には、複数枚の処理前の基板がカセット（図示せず）に収納されて搬入され、また、ローダ・アンローダ部２からは、複数枚の処理後の基板がカセットに収納されて搬出される。インデクサ部３には、ローダ・アンローダ部２と基板反転部４との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行うインデクサロボット７が配置されている。インデクサロボット７は、例えば、処理前の基板を支持する下側ハンドと処理後の基板を支持する上側ハンドとを備えている（図示せず）。基板反転部４には、上記した基板反転装置１が設置されている。また、基板搬送部５には、基板反転部４と各基板処理部６との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行うセンターロボット８が配置されている。センターロボット８は、例えば、処理後の基板を支持する上側ハンドと処理前の基板を支持する下側ハンドとを備えている（図示せず）。各基板処理部６には、基板を１枚ずつ処理する基板処理装置、例えば基板を洗浄処理する基板洗浄装置（スクラバー）９がそれぞれ設置されている。
【００４５】
この基板処理装置における基板の移送動作の１例について、図８に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。図８において（図９においても同じ）、「ＩＤ上」および「ＩＤ下」は、「インデクサロボット７の上側ハンド」および「インデクサロボット７の下側ハンド」をそれぞれ意味し、「ＣＲ上」および「ＣＲ下」は、「センターロボット８の上側ハンド」および「センターロボット８の下側ハンド」をそれぞれ意味している。また、「反転装置（処理前）」および「反転装置（処理後）」は、「基板反転装置１の、処理前の基板専用のチャック６４」および「基板反転装置１の、処理後の基板専用のチャック６４」をそれぞれ意味している。
【００４６】
処理前の基板は、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から１枚ずつ取り出され、インデクサロボット７の下側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理前の基板は、インデクサロボット７の下側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理前の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理前の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して基板を反転させる。続いて、処理前の基板は、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４からセンターロボット８の下側ハンドへ移し替えられる。そして、処理前の基板は、センターロボット８の下側ハンドに支持されて基板処理部６へ搬送され、基板洗浄装置９内へ搬入されて、基板洗浄装置９により洗浄処理される。
【００４７】
また、基板洗浄装置９によって洗浄処理された後の基板は、基板洗浄装置９内から搬出され、センターロボット８の上側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理後の基板は、センターロボット８の上側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理後の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理後の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して基板を反転させる。続いて、処理後の基板は、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４からインデクサロボット７の上側ハンドへ移し替えられる。そして、処理後の基板は、インデクサロボット７の上側ハンドに支持されてローダ・アンローダ部２へ搬送され、インデクサロボット７によりローダ・アンローダ部２上のカセット内へ１枚ずつ挿入されて収納される。以上の動作が繰り返される。
【００４８】
次に、この基板処理装置における基板の移送動作の別の例について、図９に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。
【００４９】
処理前の基板は、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から１枚ずつ取り出され（図９中のＡ点）、インデクサロボット７の下側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、処理前の基板は、インデクサロボット７の下側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理前の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。この時、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４には、既に処理後の基板が保持されている。処理前の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４に保持された処理後の基板が、基板反転装置１からインデクサロボット７の上側ハンドへ移し替えられる。処理後の基板が、基板反転装置１の、下側になった処理後の基板専用のチャック６４から解放されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して処理前の基板を反転させる。また、インデクサロボット７に移し替えられた処理後の基板は、インデクサロボット７の上側ハンドに支持されてローダ・アンローダ部２へ搬送され、インデクサロボット７によりローダ・アンローダ部２上のカセット内へ１枚ずつ挿入されて収納される。
【００５０】
また、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に処理前の基板が保持されている間に、基板洗浄装置９によって洗浄処理された後の基板が、基板洗浄装置９内から搬出され、センターロボット８の上側ハンドに支持されて基板反転部４へ搬送される。そして、基板反転部４において、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に処理前の基板が保持されている状態で、処理後の基板が、センターロボット８の上側ハンドから基板反転装置１の、上側になった処理後の基板専用のチャック６４へ移し替えられる。処理後の基板が基板反転装置１のチャック６４に保持されると、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４に保持された処理前の基板が、基板反転装置１からセンターロボット８の下側ハンドへ移し替えられる。処理前の基板が、基板反転装置１の、下側になった処理前の基板専用のチャック６４から解放されると、取付用フレーム１４が水平位置から１８０°回動して処理後の基板を反転させる。また、センターロボット８に移し替えられた処理前の基板は、センターロボット８の下側ハンドに支持されて基板処理部６へ搬送され、基板洗浄装置９内へ搬入されて、基板洗浄装置９により洗浄処理される。そして、基板反転装置１からセンターロボット８への処理前の基板の移し替えや基板反転装置１に保持された処理後の基板の反転が行われている間に、インデクサロボット７によってローダ・アンローダ部２上のカセット内から処理前の基板が取り出され、インデクサロボット７の下側ハンドに処理前の基板が支持されて基板反転部４へ搬送され、以上の動作が繰り返される。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板反転装置を使用すると、１つの基板反転装置により、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことができ、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配も無くなる。
【００５２】
請求項２に係る発明の基板反転装置では、一対の基板保持手段によって２枚の基板を互いに重なり合うように保持することができる。
【００５３】
請求項３に係る発明の基板反転装置では、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配を全く無くすことができる。
【００５４】
請求項４に係る発明の基板反転装置では、各基板保持手段にそれぞれ基板が保持されているかどうかを確認することができるので、確実で安全な処理動作を行うことができる。
【００５５】
請求項５に係る発明の基板処理装置を使用すると、基板反転部に設置された１つの基板反転装置により、処理前の基板と処理後の基板を同時に保持して反転させる、といったような動作を行うことができ、基板保持手段を介して処理後の基板が汚染される心配も無くなる。
【００５６】
請求項６に係る発明の基板処理装置では、洗浄処理部で洗浄処理された後の基板が基板反転装置での受け渡しの際に汚染される、といった心配を無くすことができる。
【００５７】
請求項７に係る発明の基板処理装置では、従来の基板反転装置を備えた基板処理装置によっては不可能であった処理動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示す基板反転装置の斜視図である。
【図２】図１に示した基板反転装置の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面を示す図である。
【図６】図１に示した基板反転装置に設けられた基板センサの検知動作を説明するための模式図である。
【図７】図１に示した基板反転装置を備えた基板処理装置の概略構成図である。
【図８】図７に示した基板処理装置における基板の移送動作の１例を示すタイムチャートである。
【図９】図７に示した基板処理装置における基板の移送動作の別の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｗ 基板
１ 基板反転装置
２ ローダ・アンローダ部
３ インデクサ部
４ 基板反転部
５ 基板搬送部
６ 基板処理部
７ インデクサロボット
８ センターロボット
９ 基板洗浄装置
１２ 固定支柱
１４ 取付用フレーム
１６ チャック開閉用シリンダ
１８ チャック開閉用シリンダのロッド
２４ 保持ブロック
２６ ガイド棒
２８ ボス部材
３０ ベアリング
３４ 従動側プーリ
３６ ロータリーアクチュエータ
３８ 駆動側プーリ
４０ ベルト
４２ 摺動枠
５０ 係止部材
５２ 圧縮コイルばね
５４ ストッパ棒
５６ 押圧棒
５８ 揺動腕
６２ 回動軸
６４ チャック
７２ 基板センサ
７４ａ、７６ａ 基板センサの投光部
７４ｂ、７６ｂ 基板センサの受光部
７８ 透孔
８０ 排気孔
Claims (7)
- 固定部に、水平軸回りに回転自在にかつ水平位置で固定可能に支持された取付用フレームと、
この取付用フレームに取着され基板を着脱可能に保持する基板保持手段と、
前記取付用フレームを水平位置から反転させる回動手段と、
前記基板保持手段を駆動させる駆動手段と、
を備えた基板反転装置において、
前記基板保持手段を一対備え、基板保持手段ごとに駆動手段を設けて、各基板保持手段をそれぞれ個別に駆動させるようにしたことを特徴とする基板反転装置。 - 前記一対の基板保持手段が、前記取付用フレームの回転軸を通る平面を挟んでその両側に、互いに重なり合うように配置された請求項１記載の基板反転装置。
- 前記一対の基板保持手段のうち一方が処理前の基板を保持するために専ら使用され、他方の基板保持手段が処理後の基板を保持するために専ら使用される請求項１または請求項２記載に基板反転装置。
- 前記各基板保持手段に、基板の有無を検知する基板検知手段がそれぞれ付設された請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板反転装置。
- 処理前の基板が搬入されて複数枚の処理前の基板を収容するとともに、複数枚の処理後の基板を収容して処理後の基板が搬出される基板搬入・搬出部と、
基板を１枚ずつ処理する１つもしくは複数の基板処理部と、
前記基板搬入・搬出部と前記基板処理部との間に配設され、基板を反転させて受け渡す基板反転部と、
前記基板搬入・搬出部と前記基板反転部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第１の基板受け渡し手段と、
前記基板反転部と前記基板処理部との間で１枚ずつ基板の受け渡しを行う第２の基板受け渡し手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記基板反転部に、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板反転装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 前記基板処理部が、基板を洗浄処理する基板洗浄処理部である請求項５記載の基板処理装置。
- 前記基板反転装置の一方の基板保持手段に１枚目の基板を保持した状態で２枚目の基板を受け取って他方の基板保持手段に保持し、取付用フレームを反転させた後に１枚目の基板を一方の基板保持手段から解放するように、回動手段および駆動手段をそれぞれ制御する制御手段を備えた請求項５または請求項６記載の基板処理装置。
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