JP2007259536A - モータおよび基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転部を高速にて回転するとともに回転部の停止位置の位置精度向上を簡素な構成にて実現する。
【解決手段】基板処理装置のモータ５は、回転部５１、固定部５２、および、回転部５１が所定の停止位置に位置したことを検出する検出部を備える。固定部５２は、電磁誘導により回転部５１の第１環状部５１１との間に回転トルクを発生する第１電機子５２３、および、パルス信号に応じて回転部５１の第２環状部５１２との間にトルクを発生することにより回転部５１をステップ駆動する第２電機子５２４を備える。モータ５では、第１電機子５２３により回転部５１を高速にて回転することができるとともに、第２電機子５２４により回転部５１をステップ駆動しつつ検出部により回転部５１が所定の停止位置に位置したことを検出することにより、回転部５１の停止位置の位置精度向上を簡素な構成にて実現することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動式のモータ、および、当該モータを備える基板処理装置に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程において、基板の表面に付着したパーティクル等の異物を除去する洗浄装置では、電動式のモータにより基板を回転しつつ洗浄することが行われている。このような洗浄装置では、基板の搬入および搬出のために、モータの回転部に取り付けられた基板保持部、および、基板保持部に保持された基板を所定の停止位置に正確に停止することが求められる。

一方、特許文献１では、ステッピングモータの回転子側および固定子側に永久磁石を設けることにより、ステッピングモータを小型化しつつ停止位置精度の悪化防止を図る技術が開示されている。また、特許文献２では、リニアステッピングモータを利用することなく、直流モータによりアクチュエータ部を駆動して微小スペースでの直線運動を可能とする小型のリニアアクチュエータが開示されている。特許文献２のリニアアクチュエータでは、ＬＥＤとフォトダイオードとによりアクチュエータ部の現在位置を検出する位置検出器、および、検出された現在位置を参照してアクチュエータ部の位置決め移動量を出力する位置決め指令回路により、リニアステッピングモータ構造のアクチュエータと同様に、アクチュエータ部の多点位置決めが可能とされる。
特開平１０−１７８７７０号公報 特開２０００−７８８８５号公報

ところで、基板を回転しつつ処理する基板処理装置では、上述のように、基板の搬出入の際に基板保持部および基板を停止位置に正確に停止する必要がある一方で、基板を処理する際には基板を高速にて回転する必要がある。このような基板処理装置では、通常、基板を回転するモータとしてサーボモータを採用し、モータに保持された基板の位置をエンコーダにより継続的に取得してフィードバック制御を行うことにより、高速回転と停止位置の精度向上とを両立させることが行われている。

しかしながら、基板処理装置では、モータの高精度な位置制御が必要となるのはモータを停止する際のみであり、高速回転中にまでモータの位置制御を行う必要はない。これに対し、高価なサーボモータを駆動源として用いて基板の位置を常時取得する構成では、基板処理装置の更なるコストダウンが困難になってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、モータの回転部を高速回転するとともに回転部の停止位置の位置精度向上を簡素な構成にて実現することを主な目的としている。

請求項１に記載の発明は、電動式のモータであって、固定部と、回転部と、前記回転部を前記固定部に対して所定の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、前記回転部が所定の検出位置に位置したことを検出する検出部とを備え、前記回転部が、前記中心軸を中心とする同心円状の第１環状部および第２環状部を備え、前記固定部が、前記中心軸を中心とする回転磁界を発生し、電磁誘導により前記第１環状部との間に回転トルクを発生する第１電機子と、付与されるパルス信号に応じて前記第２環状部との間にトルクを発生することにより前記回転部をステップ駆動する第２電機子とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記第１電機子への電流供給が停止している状態で、前記第２電機子に前記パルス信号を付与し、前記検出部にて前記回転部が前記検出位置に位置したことが検出された後、前記第２電機子に対するパルス信号の付与を停止することにより、または、所定量のパルス信号を前記第２電機子に付与することにより、前記回転部を所定の停止位置に位置させる制御部をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記回転部および前記固定部が、前記中心軸を中心とする環状である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、前記第１環状部が前記第２環状部よりも内側に位置する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータであって、前記第２電機子が、前記中心軸を中心とする円弧状である。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のモータであって、前記第２環状部が、所定の間隔にて全周に配置される複数の永久磁石を備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、前記第１電機子に三相の交流電流が供給される。

請求項８に記載の発明は、基板を回転しつつ処理する基板処理装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転することにより前記基板を主面に平行な面に沿って回転する請求項３に記載のモータと、前記基板の前記主面に所定の処理を行う処理機構とを備える。

本発明では、モータの回転部を高速にて回転することができるとともに回転部の停止位置の位置精度向上を簡素な構成にて実現することができる。請求項４の発明では、回転部の停止位置の位置精度を容易に向上することができる。請求項５の発明では、モータを小型化するとともにモータの構造を簡素化することができる。請求項６の発明では、モータの構造を簡素化しつつ第２電機子によるトルクを大きくすることができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す断面図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を回転しつつ洗浄処理を行うことにより、基板９の両面に付着したパーティクル等の異物を除去する基板洗浄装置である。

図１に示すように、基板処理装置１は、円板状の基板９の外縁部を少なくとも３箇所で保持する開閉移動可能なチャックピンより構成される基板保持部２、基板保持部２の下側において基板保持部２を回転することにより基板９を上面および下面（すなわち、図１中の基板９の上側および下側の主面）に平行な面に沿って回転する電動式のモータ５、基板保持部２に保持される基板９の上面側に配置されて基板９の上面に洗浄処理を行う第１洗浄機構３、および、基板９を挟んで第１洗浄機構３とは反対側に配置されて基板９の下面に洗浄処理を行う第２洗浄機構４を備える。

基板保持部２は、後述するモータ５の回転部５１（図２参照）の上部に取り付けられる。基板９は、基板９の上面および下面に垂直な中心軸がモータ５の中心軸５０と一致するように基板保持部２により保持される。基板処理装置１では、第１洗浄機構３および第２洗浄機構４により、基板９上に処理液（以下、「洗浄液」という。）が供給されて基板９の洗浄（いわゆる、ウェット洗浄）が行われる。

基板処理装置１は、第１洗浄機構３による洗浄における使用済みの洗浄液（基板９の上面の洗浄に使用された後の洗浄液であり、以下、「洗浄廃液」という。）を基板９の外周から回収する環状の廃液回収部６、並びに、基板保持部２、第１洗浄機構３、第２洗浄機構４、モータ５および廃液回収部６を内部に収納するチャンバ１１をさらに備える。図１中では、チャンバ１１を矩形の線にて簡略化して示す。廃液回収部６の下側には、チャンバ１１の内壁と接続する円環状の支持板１１１が設けられており、基板保持部２、モータ５および廃液回収部６が支持板１１１上に配置される。そして、基板保持部２に基板９が保持される。なお、チャンバ１１は気密構造とされる必要はない。

本実施の形態では、基板９は、微細なパターンが形成された表側の面を上方に向け、裏側の面を下方に向けて保持される。すなわち、以下の説明では、基板９の上面とは基板９の表側の面を指し、下面とは基板９の裏側の面を指す。基板処理装置１では、基板９の上面に供給された洗浄液が排気気流と共に廃液回収部６に回収され、基板９の下面に供給された洗浄液が支持板１１１の下方に回収されることにより、基板９の上下にそれぞれ供給された洗浄液が分離回収される。

第１洗浄機構３は、基板９の上面に向けて洗浄液の液滴をキャリアガスと共に噴出する液滴噴出ノズル３１、並びに、窒素（Ｎ_２）ガスおよび洗浄液である純水を個別に液滴噴出ノズル３１に供給する窒素ガス供給管３２および洗浄液供給管３３を備える。液滴噴出ノズル３１は、洗浄液とキャリアガスとを内部において混合して洗浄液の微小な液滴を生成し、生成された液滴を噴出する内部混合型の二流体ノズルである。第１洗浄機構３では、基板９の上面に純水の微小な液滴を衝突させることにより、上面に形成された微細なパターンを損傷することなく、上面に付着している有機物等の微小なパーティクルを効率良く除去することができる。

第２洗浄機構４は、基板９の下面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給部４２、および、洗浄液が供給された基板９の下面に当接し、これをブラシ洗浄する洗浄ブラシ４１を備える。第２洗浄機構４では、洗浄ブラシ４１により基板９の下面を摩擦することにより、下面に付着した異物を効率良く除去することができる。

図２は、モータ５の図１中における左側の一部を拡大して示す断面図であり、図３は、モータ５を示す平面図である。図２および図３に示すように、モータ５は、内側に中空部を有する略円環状の中空モータであり、鉛直方向を向く中心軸５０を中心として回転する回転部５１、および、回転部５１に組み合わされて回転部５１との間でトルクを発生する固定部５２を備える。回転部５１および固定部５２は、中心軸５０を中心とする略円環状であり、回転部５１は、ガスによる静圧を利用した軸受機構を介して固定部５２に対して中心軸５０を中心に回転可能に支持される。モータ５は、図３に示すように、回転部５１が所定の停止位置に位置したことを検出する検出部５３をさらに備え、また、図２に示すように、固定部５２および検出部５３を制御する制御部５４をさらに備える。ここで、回転部５１の位置とは、回転部５１上の定点（例えば、回転部５１に取り付けられた後述する検出用磁石５３１）の固定部５２に対する相対的な角度位置（すなわち、中心軸５０を中心とする周方向における角度位置）を意味する。

図２に示すように、固定部５２は、固定部５２の各部を保持するベース部５２１、および、回転部５１を回転可能に支持する軸受機構の一部である環状支持部５２２を備える。環状支持部５２２は、ベース部５２１の内周側において中心軸５０（図１参照）に向けて突出しており、最も内周側に円筒状の多孔質部材５２２１を備える。環状支持部５２２の内部には、多孔質部材５２２１の外側面に沿ってガス（本実施の形態では、窒素ガス）が流れる円環状のガス流路５２２２が形成されている。

固定部５２は、また、環状支持部５２２の外側に配置される中心軸５０を中心とする環状の第１電機子５２３、および、第１電機子５２３の外側に配置される中心軸５０を中心とする円弧状の第２電機子５２４を備える。第１電機子５２３は、中心軸５０を中心とする円周上に所定の間隙を設けて多数配置される磁気コア５２３１、および、複数の磁気コア５２３１のそれぞれに設けられるコイル５２３２を備える。磁気コア５２３１は、板状の珪素鋼板チップを多数重ねて形成され、コイル５２３２は、エナメル線等の導線を磁気コア５２３１に巻き付けて形成される。

第２電機子５２４は、中心軸５０を中心とする円弧上に所定の間隙を設けて配置される複数の磁気コア５２４１、および、複数の磁気コア５２４１のそれぞれに導線を巻き付けて形成されるコイル５２４２を備える。固定部５２では、第１電機子５２３の外周に沿う環状の冷却水流路５２５が形成されており、外部の冷却水供給装置から冷却水供給路５２６（図１参照）の一方を介して冷却水流路５２５に冷却水が供給され、冷却水供給路５２６の他方から排出されることにより、第１電機子５２３および第２電機子５２４にて発生した熱の除去が行われる。なお、冷却水供給路５２６の一方は、他方から周方向にずれた位置（例えば、中心軸５０を挟んだ反対側）に設けられてもよい。

回転部５１は、図２および図３に示すように、第１電機子５２３の内側を覆う円筒状の第１環状部５１１、第１環状部５１１よりも外側にて第２電機子５２４の上方を覆う円環板状の第２環状部５１２、並びに、第１環状部５１１よりも内側において環状支持部５２２の上面、下面および内側面と所定の隙間をあけて対向し、ガスを介して環状支持部５２２に支持されてモータ５の軸受機構の一部となる被支持部５１３を備える。なお、図２では、平行斜線により第１環状部５１１、第２環状部５１２および被支持部５１３の右半分の領域を図示している。本実施の形態では、第１環状部５１１、第２環状部５１２および被支持部５１３は一体的に設けられるが、これらの部位は、個別に形成されて互いに固定されてもよい。

図３に示すように、第１環状部５１１および第２環状部５１２は、中心軸５０を中心とする同心円状であり、第１環状部５１１は第２環状部５１２よりも内側に位置する。第１環状部５１１は、図２に示すように、第１電機子５２３の内側において複数の磁気コア５２３１に対向する円筒状の導電板５１４を備える。第２環状部５１２は、中心軸５０を中心として第２電機子５２４の磁気コア５２４１の上方を通る円周上において、図３に示すように、所定の間隔にて全周に配置される複数の永久磁石５１５を備える。各永久磁石５１５は、隣接する永久磁石５１５とは逆の磁極が第２電機子５２４と対向するように配置されており、第２環状部５１２に設けられた貫通穴に嵌合した状態で接着される。なお、図３では、図示の都合上、第２環状部５１２に取り付けられた永久磁石５１５の個数を実際の個数（本実施の形態では、３６０個）よりも少なく描いている。

図２に示す固定部５２では、環状支持部５２２に接続されたガス供給路５２２３を介して外部のガス供給装置からガス流路５２２２にガスが供給され、多孔質部材５２２１の表面（すなわち、上面、下面および内側面）から滲み出るように流出する。これにより、多孔質部材５２２１の上側、下側および内周側において、回転部５１の被支持部５１３が、ガスを介して環状支持部５２２に非接触の状態にて支持される。すなわち、被支持部５１３および環状支持部５２２は、回転部５１を固定部５２に対して回転可能に支持する静圧気体軸受機構となっている。当該軸受機構では、被支持部５１３と環状支持部５２２との隙間に多孔質部材５２２１を介してガスを供給することにより、当該隙間におけるガスの分布の均一性を向上することができ、回転部５１を固定部５２に対して安定して支持することができる。

モータ５では、固定部５２の第１電機子５２３に多相（例えば、二相や三相であり、本実施の形態では、三相）の交流電流が供給され、制御部５４の制御により複数のコイル５２３２に位相が異なる交流電流が与えられることにより、第１電機子５２３の内側に中心軸５０を中心とする回転磁界が発生する。これにより、第１電機子５２３の内側に設けられた第１環状部５１１の導電板５１４に電磁誘導による渦電流が生じ、第１環状部５１１と第１電機子５２３との間に中心軸５０を中心とする回転トルクが発生する。その結果、固定部５２に対して非接触にて支持される回転部５１が、固定部５２に沿って滑らかに高速にて回転する。

また、モータ５では、制御部５４により第２電機子５２４の複数の磁気コア５２４１にパルス信号が順次付与されることにより、磁気コア５２４１と第２環状部５１２の永久磁石５１５との間に引力および斥力が生じる。これにより、第２環状部５１２と第２電機子５２４との間に付与されるパルス信号に応じたトルクが発生し、回転部５１が中心軸５０を中心とする周方向にステップ駆動される。モータ５において回転部５１が回転する際には、制御部５４により、第１電機子５２３および第２電機子５２４のいずれか一方のみに駆動電流が供給され、両電機子に同時に電流が供給されることはない。

図４は、第２電機子５２４および第２環状部５１２を模式的に示す図であり、図５は、第２電機子５２４の各スイッチに付与されるパルス信号を示すタイミングチャートである。図４では、第２電機子５２４の４つの磁気コア（以下、それぞれを区別するために、図４中の左から順に符号５２４１ａ〜５２４１ｄを付す。）の磁極を切り替える機構を簡略化して描いている。また、第２環状部５１２に設けられる複数の永久磁石５１５において、第２電機子５２４に対向する側の磁極を「Ｎ」「Ｓ」にて図中に示す。

第２電機子５２４では、図４中のマイナス側のスイッチ（すなわち、スイッチＵ１−，Ｕ２−，Ｖ１−，Ｖ２−）がＯＦＦとされ、プラス側のスイッチ（すわなち、スイッチＵ１＋，Ｕ２＋，Ｖ１＋，Ｖ２＋）がそれぞれＯＮとされることにより、プラス側の各スイッチに対応する磁気コア（の第２環状部５１２に対向する端部）がＳ極となり、プラス側のスイッチがＯＦＦとされ、マイナス側のスイッチがそれぞれＯＮとされることにより、マイナス側の各スイッチに対応する磁気コアがＮ極となる。各スイッチはパルス信号が付与されることにより瞬間的にＯＮになり、その後ＯＦＦに戻る。

図５に示すように、第２電機子５２４では、まず、他のスイッチがＯＦＦの状態で、スイッチＵ１＋，Ｕ２−がＯＮとされることにより、磁気コア５２４１ａがＳ極とされ、磁気コア５２４１ｃがＮ極とされる。そして、磁気コア５２４１ａ，５２４１ｃと第２環状部５１２の複数の永久磁石５１５との間に働く引力および斥力により回転部５１が僅かに回転し、図４に示すように、磁気コア５２４１ａが１つの永久磁石５１５のＮ極と対向するとともに磁気コア５２４１ｃが他の永久磁石５１５のＳ極と対向する。

続いて、スイッチＵ１＋，Ｕ２−がＯＦＦとされ、スイッチＶ１＋，Ｖ２−がＯＮとされることにより、磁気コア５２４１ｂがＳ極とされ、磁気コア５２４１ｄがＮ極とされる。これにより、磁気コア５２４１ｂ，５２４１ｄにそれぞれ最も近接している永久磁石５１５のＮ極およびＳ極が磁気コア５２４１ｂ，５２４１ｄに対向するまで第２環状部５１２が図４中の左側へと移動する。すなわち、回転部５１が中心軸５０を中心として僅かに（本実施の形態では、図３中における時計回りに０．５°だけ）回転する。

以下、同様に、スイッチＶ１＋，Ｖ２−がＯＦＦとされ、スイッチＵ１−，Ｕ２＋がＯＮとされることにより、磁気コア５２４１ａ，５２４１ｃがそれぞれＮ極，Ｓ極とされて回転部５１が０．５°だけ時計回りに回転し、スイッチＵ１−，Ｕ２＋がＯＦＦとされ、スイッチＶ１−，Ｖ２＋がＯＮとされることにより、磁気コア５２４１ｂ，５２４１ｄがそれぞれＮ極，Ｓ極とされて回転部５１が再び０．５°だけ時計回りに回転する。モータ５では、各スイッチのＯＮ，ＯＦＦの切り替えが繰り返されることにより、回転部５１が中心軸５０を中心とする所定の回転方向にステップ駆動される。

このように、モータ５では、第１電機子５２３、第１環状部５１１、環状支持部５２２および被支持部５１３により、誘導電動機が構成され、第２電機子５２４、第２環状部５１２、環状支持部５２２および被支持部５１３によりステッピングモータが構成される。

図３に示す検出部５３は、回転部５１において複数の永久磁石５１５よりも内側に取り付けられた検出用磁石５３１、および、固定部５２に固定されて検出用磁石５３１が上方に位置したことを検出するホールセンサ５３２を備える。基板処理装置１では、回転部５１が所定の停止位置に位置している時に、検出用磁石５３１がホールセンサ５３２の直上に位置するように検出用磁石５３１の取付位置が定められており、図３に示すように、回転部５１が所定の停止位置に位置した状態で基板９が搬出入されるように各構成が設計されている。基板９を確実に搬出入するために回転部５１に求められる停止位置の位置精度は、本実施の形態では、０．５°である。

次に、基板処理装置１における基板９の洗浄について説明する。図６は、基板処理装置１における基板９の洗浄の流れを示す図である。基板処理装置１では、まず、チャンバ１１の搬出入口（図示省略）が開放されて基板９がチャンバ１１内に搬入され（ステップＳ１１）、予め所定の停止位置に位置している回転部５１上の基板保持部２により基板９が受け取られて保持される（ステップＳ１２）。基板９が保持されると、チャンバ１１の搬出入口が閉鎖される。

続いて、制御部５４により第１電機子５２３に駆動電流（すなわち、三相交流電流）が供給されて回転部５１の回転が開始されるとともに、第１洗浄機構３の液滴噴出ノズル３１および第２洗浄機構４の洗浄ブラシ４１が基板９の上方および下方へと移動する（ステップＳ１３）。そして、回転部５１と共に高速（本実施の形態では、３０００ｒｐｍ）にて回転する基板９の上面に対して、第１洗浄機構３による液滴の噴射、および、液滴噴出ノズル３１の移動が開始される。第１洗浄機構３では、液滴噴出ノズル３１が液滴の噴射を継続しつつ基板９の上方にて中心と外周との間で往復移動を繰り返すことにより、基板９の上面（すなわち、基板９の表側の面）に対する洗浄が行われる。

また、第２洗浄機構４では、第１洗浄機構３による基板９の上面の洗浄開始と同時に、洗浄液供給部４２による基板９の下面への洗浄液の供給、および、洗浄ブラシ４１による下面の摩擦が開始される。そして、第１洗浄機構３による基板９の上面の洗浄と並行して、洗浄ブラシ４１が基板９の下面のブラシ洗浄を継続しつつ基板９の下方にて基板９の中心と外周との間で往復移動を繰り返すことにより、基板９の下面（すなわち、基板９の裏側の面）に対する洗浄が行われる（ステップＳ１４）。

基板９の上面および下面の洗浄が終了すると、液滴噴出ノズル３１および洗浄ブラシ４１が基板９の上方および下方から外側へと退避し、モータ５の第１電機子５２３により継続されている基板９の回転により、基板９上から洗浄廃液の除去が行われる。このとき、基板９は洗浄時よりも高速にて回転され、基板９の上面上の洗浄廃液が遠心力により基板９の外周へと移動して廃液回収部６に回収される。その後、第１電機子５２３への駆動電流の供給が停止されて回転部５１および基板９の回転が停止され（ステップＳ１５）、第１電機子５２３への電流供給が停止している状態で、制御部５４により第２電機子５２４に駆動電流が供給されて（すなわち、パルス信号が付与されて）回転部５１および基板９のステップ駆動（すなさち、ステップ状に行われる微小角度の回転）が開始される（ステップＳ１６）。

基板処理装置１では、回転部５１がステップ駆動されている間、検出部５３のホールセンサ５３２により、回転部５１と共に回転する検出用磁石５３１の検出が継続的に行われており、検出用磁石５３１がホールセンサ５３２の直上に位置したことが検出されると（すなわち、検出部５３において回転部５１および基板９が所定の停止位置に位置したことが検出されると）、第２電機子５２４に対するパルス信号の付与が停止されて第２電機子５２４による回転部５１および基板９のステップ駆動が停止される（ステップＳ１７，Ｓ１８）。

その後、チャンバ１１の搬出入口が開放され、所定の停止位置に位置した基板保持部２から基板９がチャンバ１１外へと搬出されることにより基板９に対する洗浄処理が終了する（ステップＳ１９）。

以上に説明したように、モータ５では、第１電機子５２３により、電磁誘導を利用して回転部５１を高速にて回転することができるとともに、第２電機子５２４により回転部５１をステップ駆動しつつ検出部５３により回転部５１が所定の停止位置に位置したことを検出することにより、回転部５１の停止位置の位置精度向上を簡素な構成にて実現することができる。したがって、モータ５は、基板９に対する洗浄処理の質および作業効率を向上するための高速回転、および、基板９の的確な搬出入のための停止位置の位置精度向上が要求される基板処理装置１に特に適している。

ところで、モータ５では、回転部５１の停止位置の位置精度（すなわち、停止位置に係る分解能）は、第２環状部５１２に設けられる複数の永久磁石５１５の間隔（すなわち、隣接する永久磁石５１５が中心軸５０を中心として為す角度）や第２電機子５２４の磁気コア５２４１の配置等により決定される。モータ５では、第１環状部５１１を第２環状部５１２よりも内側に位置させることにより、第２環状部５１２の径を大きくして永久磁石５１５の個数を容易に増加することができるため、永久磁石５１５のピッチ角を小さくすることができる。このため、第２環状部５１２を第１環状部５１１よりも内側に位置させる場合に比べて、モータ５を大型化することなく、回転部５１の停止位置の位置精度を容易に向上することができる。

また、第２環状部５１２において、複数の永久磁石５１５を用いて第２電機子５２４との間にトルクを発生させることにより、永久磁石を利用しない場合に比べてトルクを大きくすることができる。さらに、市販の小型永久磁石を第２環状部５１２に取り付けることにより、第２電機子５２４との間にトルク発生機構を構成することができるため、モータ５の構造を簡素化することができるとともにモータ５の製造コストを低減することができる。

モータ５では、第２電機子５２４を中心軸５０を中心とする円弧状とすることにより、第２電機子５２４が円環状とされる場合に比べてモータ５を小型化することができるとともにモータ５の構造をより簡素化することができる。また、第１電機子５２３に供給される駆動電流を三相の交流電流とすることにより、交流電流の生成に市販のインバータユニットを利用することができるため、モータ５の製造を容易化し、モータ５の製造コストをさらに低減することができる。さらに、単相の交流電流を駆動電流として利用する場合に比べ、回転部５１と第１電機子５２３との間に発生する回転トルクを大きくすることもできる。

基板処理装置１では、モータ５が環状の回転部５１および固定部５２を有する中空モータであり、基板保持部２がモータ５の内側の中空部の上方において基板９の外縁部を保持することにより、モータ５および基板処理装置１を小型化しつつ基板９の両面の同時洗浄を容易に実現することができる。

上述のように、基板処理装置１のモータ５では、回転部５１が所定の停止位置に位置した時に検出用磁石５３１がホールセンサ５３２により検出されるが、検出用磁石５３１は、回転部５１が所定の停止位置に位置した状態において、ホールセンサ５３２の直上からずれた位置に取り付けられてもよい。この場合、図６中のステップＳ１７において検出用磁石５３１がホールセンサ５３２により検出された後、ステップＳ１８に代えて所定量のパルス信号（すなわち、検出用磁石５３１がホールセンサ５３２の直上に位置した状態から回転部５１が所定の停止位置まで回転移動するために必要な量のパルス信号）が第２電機子５２４に付与されることにより、回転部５１が所定の停止位置に位置する。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、モータ５では、回転部５１を固定部５２に対して回転可能に支持する軸受機構は、必ずしも静圧気体軸受機構には限定されず、例えば、ボールベアリングであってもよい。

また、第２環状部５１２では、必ずしも複数の永久磁石５１５が設けられる必要はなく、例えば、第２環状部５１２の下面が、中心軸５０を中心とする周方向に複数の凹部と凸部とが交互に配列された櫛歯構造の磁性体とされてもよい。この場合、第２電機子５２４に付与されるパルス信号によって複数の磁気コア５２４１と上記複数の凸部との間に生じる力により、回転部５１のステップ駆動が行われる。

モータ５では、例えば、複数の検出部５３が設けられてもよい。また、検出部５３による回転部５１の停止位置の検出は、必ずしも磁気の検出により行われる必要はなく、例えば、固定部５２または基板処理装置１のフレーム等にフォトセンサが設けられ、回転部５１に光源からの光を透過する穴（または、光源からの光を反射する面）が設けられて当該穴を透過した光（または、当該面により反射された光）がフォトセンサにより検出されることにより、回転部５１の停止位置が検出されてもよい。あるいは、基板保持部２に保持された基板９のノッチをカメラ等により観察することにより、基板９および回転部５１の停止位置が検出されてもよい。さらには、モータ５にエンコーダが設けられ、回転部５１の停止位置の検出に利用されてもよい。

基板９に対する洗浄は、必ずしも、上記実施の形態に係る洗浄方法には限定されず、様々な洗浄方法が採用される。例えば、基板９の上面に対して、外部混合型の二流体ノズルにより純水の液滴が噴射されて洗浄が行われてもよい。また、純水以外の洗浄液の液滴や固体の二酸化炭素等の微粒子が二流体ノズルやその他の方法により噴射されてもよい。さらには、短パルスレーザの照射によるアブレーション（融解・蒸発）を利用したレーザ洗浄や超音波振動を利用した超音波洗浄が行われてもよい。基板９の下面に対する洗浄も、洗浄液を介しての超音波振動の付与や洗浄液の水流（または、洗浄液の液滴）を高速にて基板９に噴射することにより行われてもよい。

モータ５は、基板処理装置１の小型化および基板９の両面の同時洗浄の実現の観点からは中空モータであることが好ましいが、他の構造とされてもよい。例えば、第１電機子５２３および第１環状部５１１の導電板５１４が、基板９の下側において基板９の外周エッジよりも内側に設けられ、基板保持部２を介して基板９を下側から支持しつつ基板９を回転してもよい。

基板処理装置１は、基板９の洗浄以外にも、基板９に対するレジスト液の塗布等、他の様々な処理に利用されてよい。また、基板処理装置１は、プリント配線基板やフラットパネル表示装置に使用されるガラス基板等、半導体基板以外の様々な基板の処理に利用されてよい。

基板処理装置の断面図である。 モータの断面図である。 モータの平面図である。 第２電機子および第２環状部の模式図である。 第２電機子に付与されるパルス信号を示すタイミングチャートである。 基板の洗浄の流れを示す図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ 基板保持部
３ 第１洗浄機構
４ 第２洗浄機構
５ モータ
９ 基板
５０ 中心軸
５１ 回転部
５２ 固定部
５３ 検出部
５４ 制御部
５１１ 第１環状部
５１２ 第２環状部
５１３ 被支持部
５１５ 永久磁石
５２２ 環状支持部
５２３ 第１電機子
５２４ 第２電機子
Ｓ１１〜Ｓ１９ ステップ

Claims (8)

1. 電動式のモータであって、
   固定部と、
   回転部と、
   前記回転部を前記固定部に対して所定の中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構と、
   前記回転部が所定の検出位置に位置したことを検出する検出部と、
   を備え、
   前記回転部が、前記中心軸を中心とする同心円状の第１環状部および第２環状部を備え、
   前記固定部が、
   前記中心軸を中心とする回転磁界を発生し、電磁誘導により前記第１環状部との間に回転トルクを発生する第１電機子と、
   付与されるパルス信号に応じて前記第２環状部との間にトルクを発生することにより前記回転部をステップ駆動する第２電機子と、
   を備えることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記第１電機子への電流供給が停止している状態で、前記第２電機子に前記パルス信号を付与し、前記検出部にて前記回転部が前記検出位置に位置したことが検出された後、前記第２電機子に対するパルス信号の付与を停止することにより、または、所定量のパルス信号を前記第２電機子に付与することにより、前記回転部を所定の停止位置に位置させる制御部をさらに備えることを特徴とするモータ。
3. 請求項１または２に記載のモータであって、
   前記回転部および前記固定部が、前記中心軸を中心とする環状であることを特徴とするモータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、
   前記第１環状部が前記第２環状部よりも内側に位置することを特徴とするモータ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のモータであって、
   前記第２電機子が、前記中心軸を中心とする円弧状であることを特徴とするモータ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のモータであって、
   前記第２環状部が、所定の間隔にて全周に配置される複数の永久磁石を備えることを特徴とするモータ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のモータであって、
   前記第１電機子に三相の交流電流が供給されることを特徴とするモータ。
8. 基板を回転しつつ処理する基板処理装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を回転することにより前記基板を主面に平行な面に沿って回転する請求項３に記載のモータと、
   前記基板の前記主面に所定の処理を行う処理機構と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。

Images