JP2004342939A

JP2004342939A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2004342939A
Application number: JP2003139469A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oishi; 寛幸大石
Original assignee: SPC Electronics Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】直径が異なる種々の基板を保持でき、処理中に発生する汚染物質の付着を低減して基板の再汚染を防止する基板処理装置を提供する。
【解決手段】処理カップ３０内の保持手段２０上に基板１をセンタリングして保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行う基板処理装置であって、基板１を真空吸着により保持して回転するとともに昇降可能な保持手段２０と、処理カップ３０内で保持手段２０が降下する下部周囲に均等分散して３箇所配置されて基板１の外側で駆動して外周端に当接してセンタリングする偏心カム１０とを備え、処理カップ３０内で保持手段２０が基板１を保持して降下したセンタリングポジションにて偏心カム１０がセンタリングを行った後、再び上昇して表面処理ポジションに戻り表面処理を行うように設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板処理装置に係り、より詳細には、処理カップ内の保持手段上に基板をセンタリングして保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−９２９１２号公報
【０００３】
従来、基板処理装置は、処理カップ内の保持手段上に基板を保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行う装置が知られており、このため保持手段の回転軸と基板の中心とを合わせてセンタリング（心出し）して保持する構造（例えば、特許文献１参照）が必要であった。図６は、このようにセンタリングして保持した基板を回転させて表面処理する従来の基板処理装置を示す構成図である。また、図７は、図６に示した偏心カム４０が基板１を保持する動作を示す図であり、図７（ａ）は保持前の状態を、図７（ｂ）は保持後の状態を各々示している。また、図８は、図６に示した基板処理装置の主要部を示す平面図である。
【０００４】
図６に示すように、従来の基板処理装置は、処理カップ６０内に基板１を保持してスピン回転することで表面処理を行う保持手段５０を設け、この保持手段５０の外周縁に沿って複数配置されて回転することで基板１の外周端に当接してセンタリング（芯出し）する編心カム４０を備えている。ここで、保持手段５０は、モータ５６のシャフト５２先端に固定された回転ステージ５４と、この回転ステージ５４の上面に固定した環状支持部５５とを備えている。この環状支持部５５の上面には、基板１の裏面を支持する複数の支持ピン５５ａが設けられている。また、保持手段５０の下方には、環状磁石５１が配設され、駆動装置（図示せず）により昇降自在に設けられている。一方、編心カム４０は、回転ステージ５４の回転中心から等距離に分散した位置（図８参照）に回転可能に配置され、この回転可能な円柱状の本体中心に対して編心して突出するピン状の突起４４を設けている。また、編心カム４０には、回転ステージ５４を介して下方に延在する回転軸４２の下端に棒状の磁石４１が固定されている。
【０００５】
このような構成からなる従来の基板処理装置は、図７（ａ）に示すように、環状磁石５１を回転ステージ５４の下方に降下させて離れた状態にし、図６に示したように基板１を環状支持部５５の支持ピン５５ａ上に載置する。この際、編心カム４０は、図７（ａ）に示したように、環状磁石５１からの磁力線Ｉにより磁石４１のＮ極を回転ステージ５４の中心側に吸引し、ピン状の突起４４が基板１から離間した状態に回転して停止することで、基板１の取り出しを可能にしている。そして、支持ピン５５ａ上に基板１を載置すると、図７（ｂ）に示すように、環状磁石５１を上部の回転ステージ５４に向けて上昇させて編心カム４０の磁石４１と同じ高さまで移動する。これにより編心カム４０は、環状磁石５１のＮ極が磁石４１のＳ極を吸引した状態に回転することで、突起４４が同時に回転して基板１の外周端に当接する。従って、編心カム４０は、図８に示すように、基板１の外周に沿って複数配置した突起４４が基板１の外周端に回転して各々当接することで、基板１を水平方向に指圧して保持する。
【０００６】
このように、従来の基板処理装置は、基板１の外周に複数配置した編心カム４０を磁力によって回転させ、この回転軸に対して編心した突起４４が基板１の外周端に当接し、保持手段５０の中心に基板１をセンタリングするとともに水平方向に指圧して保持することで、回転による表面処理を行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板処理装置では、図６に示すように、保持手段５０の外周に編心カム４０を回転可能に複数支持してピン状の編心した突起４４を備えて基板１の外周端に当接させる構造のため、表面処理できる基板１の直径（大きさ）が限定されるとともに、直径が異なる種々の基板１を処理する場合に複数の装置が必要になるという不具合があった。
また、従来の基板処理装置では、編心カム４０が基板１に当接してセンタリングするとともに保持した状態で一緒に表面処理される構造のため、この基板１に当接して保持する突起４４に処理中に発生したパーティクルなどの汚染物質が付着し、新たに基板１を設置した場合に発塵してしまうという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、直径が異なる種々の基板を保持でき、処理中に発生する汚染物質の付着を低減して基板の再汚染を防止する基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、処理カップ内の保持手段上に基板をセンタリングして保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行う基板処理装置であって、基板を真空吸着により保持して回転するとともに昇降可能な保持手段と、処理カップ内で保持手段が降下する下部周囲に均等分散して少なくとも３箇所以上配置されて基板の外側で駆動して外周端に当接してセンタリングする偏心カムとを備え、処理カップ内で保持手段が基板を保持して降下したセンタリングポジションにて偏心カムがセンタリングを行った後、再び上昇して表面処理ポジションに戻り表面処理を行うように設ける。
【０００９】
ここで、偏心カムは、保持手段の下部周囲に配置した位置で回転し、この回転軸に対して偏心して基板の外周端に当接または離間するように回動する突起を設けることが好ましい。また、偏心カムは、突起が回転軸の回転方向に反して逆回転して元に戻るようにバネなどの弾性体で付勢し、この弾性体で付勢した突起の逆回転により基板の外周端にセンタリング以上の力を加えて当接しないように設けることが好ましい。また、偏心カムの突起は、基板の外側に円柱状で下方に向かって断続的に直径を大きくした段差を有し、この段差により直径が異なる種々の基板に対応できるように設けることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による基板処理装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による基板処理装置の実施形態を示す構成図である。また、図２は、図１に示した基板処理装置の内部構造を示す図であり、図２（ａ）は正面から見た状態を、図２（ｂ）は上面から見た状態を各々示している。また、図３は、図１に示した編心カム１０の構造を示す組立図である。また、図４は、図３に示した編心カム１０を組立てた状態を示す図である。また、図５は、図１に示した偏心カム１０が基板１を保持する動作を示す図であり、図５（ａ）は保持前の状態を、図５（ｂ）は保持後の状態を各々示している。
【００１１】
図１に示すように、本発明による基板処理装置の実施形態は、図６に示した従来技術とは異なり、処理カップ３０内に基板１を真空吸着により保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行うとともに処理カップ３０内で上下に昇降可能な保持手段２０と、この処理カップ３０内で保持手段２０が降下する下部周囲に均等分散して３箇所配置されて基板１の外側で駆動して外周端に当接してセンタリングする偏心カム１０とを備えている。従って、本実施の形態では、基板１を保持する保持手段２０と、基板１をセンタリングする偏心カム１０とを各々別個に備えており、処理カップ３０内で保持手段２０が基板１を保持して降下したセンタリングポジションにて偏心カム１０がセンタリングを行った後、再び上昇して表面処理ポジションに戻り表面処理を行えるように設けている。
【００１２】
ここで、保持手段２０は、図２（ａ）に示すように、処理カップ３０（図１参照）内の中央で棒状に延在するシャフト２２を備えて下端にモータ２６を接続して上端に基板１の裏面を真空吸着して保持する回転ステージ２４を設けている。この保持手段２０は、モータ２６に接続したシャフト２２を回転可能に軸支するとともに、処理カップ３０内で上下に昇降させる昇降機構２８に接続している。また、保持手段２０は、モータ２６及び昇降機構２８を有した下部に処理液が侵入しないようにシャフト２２の周囲を蛇腹状で伸縮可能なカバー２３を装着して防水している。
【００１３】
一方、偏心カム１０は、保持手段２０の下部周囲に棒状の回転軸１２を回転自在に軸支し、この回転軸１２の上端に突出して基板１の外周端に当接してセンタンリングする突起１４を設けている。この偏心カム１０は、保持手段２０と同様に、下部に処理液が侵入しないように回転軸１２の周囲にカバー１６を設けて防水している。また、偏心カム１０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、保護手段２０の中心から等距離に配置されて周囲に均等分散させた３箇所に設けられ、基板１の外周端に外側から均一に当接してセンタンリングするように形成している。この偏心カム１０は、回転軸１２に接続する駆動源１８を備え、この駆動源１８と３箇所の回転軸１２とをベルト１９を介して接続して連動（回動）するように形成している。
【００１４】
また、偏心カム１０は、図３に示すように、回転軸１２の上端に突起１４を装着してなり、この回転軸１２に対して突起１４が偏心して基板１の外周端に当接または離間するように回転する構造を備えている。また、偏心カム１０は、突起１４が回転軸１２の回転方向に反して逆回転した場合、元に戻るようにバネなどの弾性体１３で付勢し、この弾性体１３で付勢した突起１４の逆回転により基板１の外周端にセンタリング（付勢力）以上の力を加えて当接しないように設けている。ここで、偏心カム１０は、図４に示すように、突起１４の回転をスムーズに行うため、回転軸１２の上端と突起１４との間にベアリング１５を介してお互い装着している。そして、この偏心カム１０の突起１４は、図１に示したように、基板１の外側に円柱状に突出して下方に向かって断続的に直径を大きくした段差を有し、この段差により直径が異なる種々の基板１に対応できるように設けている。
【００１５】
このように形成された本発明による基板処理装置の実施形態は、まず、処理カップ３０内の保持手段２０上に搬送ロボット又は手動により基板１を搬送して設置した後、保持手段２０の昇降機構２８（２（ａ）参照）を駆動して基板１をセンタリングポジションまで降下させて停止する。この際、昇降機構２８は、基板１のサイズに応じて編心カム１０の突起１４に設けた段差の位置を変えており、同時に所望する段まで降下する停止位置も予め設定している。そして、基板１をセンタリングポジションに降下させると、図５（ａ）に示すように、基板１を保持手段２０に載置した状態で、この外周に複数配置した編心カム１０を駆動源１８からベルト１９（図１参照）を介して同調させて回転させる。
【００１６】
これにより基板１は、図５（ｂ）に示すように、編心カム１０の突起１４により３方向の外側から均一に指圧されて保持手段２０の中心（スピン回転中心）にセンタリングされる。この際、編心カム１０は、突起１４が基板１の外周端に当接してセンタリング以上の余分な力（外周を潰す力）が加わる場合、図３に示した弾性体１３を付勢して回転軸１２の回転に反して突起１４を基板１の外周端で停止させることができ、基板１に負荷を加えることを回避できる。即ち、弾性体１３の付勢力は、突起１４が基板１の外周端に当接して潰さない程度に指圧してセンタリングできる力に設定している。その後、基板１は、保持手段２０の真空吸着により保持した状態で上部の表面処理ポジションまで上昇させて回転させることで、洗浄またはエッチングなどの表面処理を実行する。
【００１７】
以上、本発明による基板処理装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、処理カップ内に編心カムを３箇所設けた実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、３箇所以上設けた編心カムにより基板をセンタリングすることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
このように本発明による基板処理装置によれば、編心カムの突起に円柱状で上部から直径が大きくなる段差を設けているため、直径（大きさ）が異なる種々の基板に対応して１台の装置で処理でき、搬送ロボット等の動きを減らすことができるのでタクトの短縮をはかれる。
また、本発明による基板処理装置によれでは、基板を保持する保持手段とセンタリングする編心カムとを別個に備えるとともにセンタリングポジションと表面処理ポジションとを各々異なる位置に設けているため、表面処理時に編心カムが下方に位置することで処理中に発生したパーティクルなどの汚染物質が突起に付着せず、新たに設置した基板が発塵することも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板処理装置の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示した基板処理装置の内部構造を示す図。
【図３】図１に示した編心カムの構造を示す組立図。
【図４】図３に示した編心カムを組立てた状態を示す図。
【図５】図１に示した偏心カムが基板を保持する動作を示す図。
【図６】従来の基板処理装置を示す構成図。
【図７】図６に示した偏心カムが基板を保持する動作を示す図。
【図８】図６に示した基板処理装置の主要部を示す平面図。
【符号の説明】
１基板
１０編心カム
１２回転軸
１３弾性体
１４突起
１５ベアリング
１６カバー
１８駆動源
１９ベルト
２０保持手段
２２シャフト
２３カバー
２４回転ステージ
２６モータ
２８昇降手段

Claims

処理カップ内の保持手段上に基板をセンタリング（芯出し）して保持させてスピン回転することで洗浄またはエッチングなどの表面処理を行う基板処理装置において、
前記基板を真空吸着により保持して回転するとともに昇降可能な保持手段と、前記処理カップ内で前記保持手段が降下する下部周囲に均等分散して少なくとも３箇所以上配置され、前記基板の外側で駆動して外周端に当接してセンタリングする偏心カムとを備え、
前記処理カップ内で前記保持手段が前記基板を保持して降下したセンタリングポジションにて前記偏心カムがセンタリングを行った後、再び上昇して表面処理ポジションに戻り前記表面処理を行うように設けたことを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記偏心カムは、前記保持手段の下部周囲に配置した位置で回転し、この回転軸に対して偏心して前記基板の外周端に当接または離間するように回動する突起を設けたことを特徴とする基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記偏心カムは、前記突起が前記回転軸の回転方向に反して逆回転して元に戻るようにバネなどの弾性体で付勢し、この弾性体で付勢した前記突起の逆回転により前記基板の外周端にセンタリング（付勢力）以上の力を加えて当接しないように設けたことを特徴とする基板処理装置。
請求項１乃至３いずれかに記載の基板処理装置において、
前記偏心カムの突起は、前記基板の外側に円柱状で下方に向かって断続的に直径を大きくした段差を有し、この段差により直径が異なる種々の前記基板に対応できるように設けたことを特徴とする基板処理装置。