JP2009094508A - スピンヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】全てのチャックピンが基板との接触を高速回転時にも維持でき、スピンヘッド本体の熱変形によるチャックピンの設定位置のずれを防止できるスピンヘッドを提供する。
【解決手段】本体と、本体から上方に突出して設置されるチャックピンと、本体上に置かれた基板の側部を支持する支持位置及び本体の中心から支持位置より離れた待機位置の間でチャックピンを移動させ、且つチャックピンが待機位置にある場合には本体上に基板を着脱可能に置く余地を与えるように、チャックピンと固定結合される移動ロッド、回転可能で支持位置に位置したチャックピンが待機位置に移動できるように外側面に突起を有するカム、及びチャックピン各々が互いに独立して待機位置から支持位置に向かう方向へ移動できるように、移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器を有するチャックピン移動ユニットと、を備える。
【選択図】図９
【解決手段】本体と、本体から上方に突出して設置されるチャックピンと、本体上に置かれた基板の側部を支持する支持位置及び本体の中心から支持位置より離れた待機位置の間でチャックピンを移動させ、且つチャックピンが待機位置にある場合には本体上に基板を着脱可能に置く余地を与えるように、チャックピンと固定結合される移動ロッド、回転可能で支持位置に位置したチャックピンが待機位置に移動できるように外側面に突起を有するカム、及びチャックピン各々が互いに独立して待機位置から支持位置に向かう方向へ移動できるように、移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器を有するチャックピン移動ユニットと、を備える。
【選択図】図９
Description
本発明は、基板処理装置に適用されるスピンヘッドに係り、さらに詳細には、半導体製造工程の基板処理装置において、基板を載置、支持しつつ回転可能なスピンヘッドに関する。
半導体製造工程は、ウエハなどの基板上の、薄膜、異物、パーティクルなどをエッチング又は洗浄する工程を含む。このような工程は、パターン面が上又は下に向かうように基板をスピンヘッド上に置き、スピンヘッドを高速で回転させ、基板上に処理液を供給することによってなされる。スピンヘッド上には、基板がスピンヘッドの側方向（回転軸に直角な方向）に離脱することを防止するために、基板の側部を支持するチャックピンが設置される。チャックピンは、基板がスピンヘッド上にローディング又はアンローディングされる時に基板が置かれる空間を提供する待機位置と、スピンヘッド上に置かれた基板が回転しつつ工程が行われる時に基板の側部と接触する支持位置との間を移動する。従って、待機位置に置かれたチャックピン間に提供された空間は、支持位置に置かれたチャックピン間に提供された空間より広い。
一般に、待機位置から支持位置へ移動するとき、チャックピンは、単一の駆動メカニズムにより全て共に移動する。従って、チャックピンなどの製造時に加工公差などがある場合、全てのチャックピンが支持位置に移動したとしても、一部のチャックピンは、基板の側部と接触しない。その場合、回転時に基板の支持が不安定で、かつ基板と接触した一部のチャックピンに力が集中してチャックピンが破損しやすい。
また、スピンヘッドが高速で回転する場合、支持位置にあるチャックピンは、遠心力により待機位置に向かう方向へ移動し、これによって基板の支持が不安定である。
また、一般に、スピンヘッドは、ネジにより固定結合された上板と下板とを含み、チャックピンは、上板を介して上方に突出するように下板に設置される。基板処理工程では、処理液として薬液が使用されるので、一般に、上板は、腐食に強いポリ塩化ビニール材からなる。しかしながら、高温の薬液を使用する場合、ポリ塩化ビニールは、熱変形しやすくなる。上板が熱変形により膨脹する場合、上板とネジ結合された下板も共に膨脹し、これによって下板に結合されたチャックピンの設定位置を変更して、ずらしてしまう。
本発明は、基板を安定的に支持することができる構造を有したスピンヘッドを提供する。
また、本発明は、全てのチャックピンが基板との接触を維持できる構造を有したスピンヘッドを提供する。
また、本発明は、高速回転時にもチャックピンが安定的に基板の側部と接触できる構造を有したスピンヘッドを提供する。
また、本発明は、高温の薬液を使用する際にスピンヘッド本体の熱変形によりチャックピンの設定位置がずれることを防止できる構造を有したスピンヘッドを提供する。
本発明が解決しようとする課題は、上述の範囲に制限されず、言及されていない他の課題は、以下の記載から当業者には明確に理解されるであろう。
本発明の実施の形態は、基板が置かれるスピンヘッドを提供する。本発明の一実施の形態によれば、スピンヘッドは、本体と、前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、前記スピンヘッドの本体上に置かれた基板の側部を支持する支持位置及び前記支持位置に比べて前記本体の中心からより遠く離れた待機位置の間で、前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、
前記チャックピン移動ユニットは、前記チャックピンが前記待機位置にある場合には前記本体上に基板を着脱可能に置く余地を与えるように、前記チャックピンと固定結合される移動ロッドと、回転可能であり、かつ前記支持位置に位置した前記チャックピンが前記待機位置に移動できるように外側面に突起を有するカムと、前記チャックピン各々が互いに独立して前記待機位置から前記支持位置に向かう方向へ移動するように、前記移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器と、を備える。
前記チャックピン移動ユニットは、前記チャックピンが前記待機位置にある場合には前記本体上に基板を着脱可能に置く余地を与えるように、前記チャックピンと固定結合される移動ロッドと、回転可能であり、かつ前記支持位置に位置した前記チャックピンが前記待機位置に移動できるように外側面に突起を有するカムと、前記チャックピン各々が互いに独立して前記待機位置から前記支持位置に向かう方向へ移動するように、前記移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器と、を備える。
好ましくは、前記チャックピン復元器は、前記復元力が弾性によりなされるように、前記移動ロッドに固定結合される一端と前記本体に固定結合される他端とを有する弾性部材を備える。
選択的に、前記チャックピン復元器は、前記復元力が磁力によりなされるように前記移動ロッドに固定結合される第１磁石と前記本体に固定結合される第２磁石とを有する磁力部材を備える。
選択的に、前記チャックピン復元器は、前記復元力が磁力によりなされるように前記移動ロッドに固定結合される第１磁石と前記本体に固定結合される第２磁石とを有する磁力部材を備える。
好ましくは、前記チャックピン移動ユニットは、前記チャックピンが前記支持位置にある場合に、前記本体の中心に向かう方向に前記移動ロッドを押し、前記チャックピンが前記支持位置から前記待機位置へ移動する場合に、前記移動ロッドの移動を妨げない位置に移動可能な接触保持部材を備える。
好ましくは、前記接触保持部材は、前記スピンヘッドの回転時に逆遠心力により前記移動ロッドを押す形状を有する。
一例によれば、前記接触保持部材は、前記移動ロッドから突出するように、前記移動ロッドに固設される固定ピンと、前記本体に対して回転可能なように、前記本体に結合される中央部、前記移動ロッドに向かう方向に前記中央部から延び、前記固定ピンを押す押さえ部、及び前記本体の外側に向かって前記移動ロッドから遠ざかる方向に前記中央部から延びる案内部を有する保持バーを備える。
好ましくは、前記案内部は、前記押さえ部に比べて重く提供される。
好ましくは、前記案内部の重心と前記押さえ部の重心を各々、前記中央部の回転軸心と結ぶ線がなす夾角は、鈍角として提供される。
好ましくは、前記接触保持部材は、前記スピンヘッドの回転時に逆遠心力により前記移動ロッドを押す形状を有する。
一例によれば、前記接触保持部材は、前記移動ロッドから突出するように、前記移動ロッドに固設される固定ピンと、前記本体に対して回転可能なように、前記本体に結合される中央部、前記移動ロッドに向かう方向に前記中央部から延び、前記固定ピンを押す押さえ部、及び前記本体の外側に向かって前記移動ロッドから遠ざかる方向に前記中央部から延びる案内部を有する保持バーを備える。
好ましくは、前記案内部は、前記押さえ部に比べて重く提供される。
好ましくは、前記案内部の重心と前記押さえ部の重心を各々、前記中央部の回転軸心と結ぶ線がなす夾角は、鈍角として提供される。
好ましくは、前記スピンヘッドは、前記支持位置を調節する距離調節器をさらに備える。
さらに、前記距離調節器は、中央に上下方向に貫通したスリット形状の貫通孔が形成された調節ブロックと、前記調節ブロックの貫通孔を介して前記本体に結合されて、前記調節ブロックを前記本体に固定する固定具と、を備え、前記移動ロッドには、前記調節ブロックと接触して前記移動ロッドの移動を制限するストッパーが提供される。
さらに、前記距離調節器は、中央に上下方向に貫通したスリット形状の貫通孔が形成された調節ブロックと、前記調節ブロックの貫通孔を介して前記本体に結合されて、前記調節ブロックを前記本体に固定する固定具と、を備え、前記移動ロッドには、前記調節ブロックと接触して前記移動ロッドの移動を制限するストッパーが提供される。
好ましくは、前記チャックピン移動ユニットは、前記カムを第１回転方向に回転させるカム駆動器と、復原力により前記カムを前記第１回転方向とは反対方向である第２回転方向に回転させるカム復元器と、をさらに備える。
さらに、前記支持位置から前記待機位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム駆動器により行われ、前記待機位置から前記支持位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム復元器により行われるように前記カム復元器が提供される。
さらに、前記支持位置から前記待機位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム駆動器により行われ、前記待機位置から前記支持位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム復元器により行われるように前記カム復元器が提供される。
好ましくは、前記本体は、上板と、前記チャックピン移動ユニットが設置される下板と、前記上板と下板とを結合する押さえ具と、を備え、前記下板には、スリット形状の溝が形成され、前記押さえ具は、前記溝に挿入されて前記上板にネジ結合される挿入部と、前記挿入部から延び、前記挿入部が前記上板にネジ結合されることによって前記下板を前記上板に向かって押す頭部と、を備える。
好ましくは、前記上板は、前記下板に比べて腐食に強い材質からなり、前記下板は、前記上板に比べて熱変形の少ない材質からなる。
好ましくは、前記上板は、前記下板に比べて腐食に強い材質からなり、前記下板は、前記上板に比べて熱変形の少ない材質からなる。
本発明の他の実施の形態によれば、スピンヘッドは、回転可能な本体と、前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備える。前記チャックピン移動ユニットは、前記チャックピンと固定結合される移動ロッドと、前記移動ロッドを前記本体の半径方向に沿って直線移動させる直線移動器と、前記本体が回転される間に、前記本体の中心に向かう方向に前記移動ロッドを押す接触保持部材と、を備える。
また、さらに他の実施の形態によれば、スピンヘッドは、本体と、前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備える。前記本体は、上板と、前記チャックピン移動ユニットが設置される下板と、前記上板と下板とを結合する押さえ具とを、備える。前記下板には、スリット形状の溝が形成され、前記押さえ具は、前記溝に挿入されて前記上板に固定結合される挿入部と、前記挿入部から延び、前記上板に向かって前記下板を押す頭部と、を備える。
また、さらに他の実施の形態によれば、スピンヘッドは、本体と、前記本体から上方に突出するように提供されるチャックピンと、前記チャックピンを前記本体の半径方向に沿って直線移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、前記チャックピン移動ユニットは、前記本体の中心に向かう方向に前記チャックピンの移動が復原力により互いに独立して行われるようにするチャックピン復元器を備える。
本発明によれば、基板の側部を、チャックピンを使用して支持する際、全てのチャックピンが基板の側部と接触する。従って、基板の位置が安定的で、かつ一部のチャックピンに力が集中することを防止できる。
また、本発明によれば、高速で基板が回転される場合にも、チャックピンが基板の側部と接触する支持位置に維持できる。
また、本発明によれば、スピンヘッドの上板が熱変形により膨脹しても、チャックピンが結合された下板は膨脹・変形しない。
以下、本発明の実施の形態を添付した図１〜図１７を参照して、さらに詳細に説明する。本発明の実施の形態は、様々な形態に変形でき、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものと解釈されてはならない。本実施の形態は、当業界における通常の知識を有した者に対して、本発明の範囲をさらに完全に説明するために提供されるものである。なお、図面での要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張されている場合がある。
以下の実施の形態では、本発明によるスピンヘッドを、薬液、リンス液、そして乾燥ガスを使用して基板（Ｗ）を洗浄する装置に適用した場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本発明の技術的思想は、これに限定されず、エッチング工程などのように基板（Ｗ）を回転しつつ処理工程を行う多様な種類の装置に全て適用できる。
図１は、本発明の好ましい一実施の形態による基板処理装置１を概略的に示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置１は、流体供給ユニット１０、容器２０、昇降ユニット３０、及びスピンヘッド４０を有する。
基板Ｗはスピンヘッド４０上に載置され、以下、図５、６には図示したが、その外の図には本図（図１）を含めて煩雑を避けるため図示していない。
流体供給ユニット１０は、基板処理のための処理液又は処理ガスを基板Ｗに供給する。スピンヘッド４０は、工程進行時に基板Ｗを支持しつつ、基板Ｗを回転させる。容器２０は、工程に使用された薬液及び工程時に発生したヒューム（ｆｕｍｅ）が外部に飛び散るか、又は流出することを防止する。昇降ユニット３０は、スピンヘッド４０又は容器２０を上下に昇降させ、容器２０内と、容器２０内のスピンヘッド４０との間の相対的な高さを変更する。
基板Ｗはスピンヘッド４０上に載置され、以下、図５、６には図示したが、その外の図には本図（図１）を含めて煩雑を避けるため図示していない。
流体供給ユニット１０は、基板処理のための処理液又は処理ガスを基板Ｗに供給する。スピンヘッド４０は、工程進行時に基板Ｗを支持しつつ、基板Ｗを回転させる。容器２０は、工程に使用された薬液及び工程時に発生したヒューム（ｆｕｍｅ）が外部に飛び散るか、又は流出することを防止する。昇降ユニット３０は、スピンヘッド４０又は容器２０を上下に昇降させ、容器２０内と、容器２０内のスピンヘッド４０との間の相対的な高さを変更する。
流体供給ユニット１０は、上部ノズル部材１００ａと下部ノズル部材（図４の１００ｂ）を有する。上部ノズル部材１００ａは、スピンヘッド４０に置かれた基板Ｗの上面に処理液又は処理ガスを供給し、下部ノズル部材１００ｂは、スピンヘッド４０に置かれた基板Ｗの下面に処理液又は処理ガスを供給する。基板Ｗは、スピンヘッド４０の上面から一定の距離だけ離隔してスピンヘッド４０上に置かれ、下部ノズル部材１００ｂは、スピンヘッド４０と基板Ｗとの間の空間に処理液又は処理ガスを供給する。
上部ノズル部材１００ａは、薬液供給ノズル１２０ａ、リンス液供給ノズル１４０ａ、及び乾燥ガス供給ノズル１６０ａを有する。薬液供給ノズル１２０ａは、複数の種類の薬液を基板Ｗに供給する。薬液供給ノズル１２０ａは、複数の噴射器１２１、支持バー１２２、及びバー移動器１２５を有する。噴射器１２１は、容器２０の一側に配置される。噴射器１２１は、薬液貯蔵部（図示せず）と連結されて、薬液貯蔵部から薬液を供給される。各々の噴射器１２１は、互いに異なる種類の薬液を貯蔵する薬液貯蔵部と連結される。噴射器１２１は、一方向に並列して配置される。各々の噴射器１２１は、上方に突出した突起１２１ａを有し、突起１２１ａの側面には、溝（図示せず）が形成され得る。薬液は、硫酸、窒酸、アンモニア、フッ酸などであるか、又はこれらと脱イオン（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ）水との混合液であり得る。各々の噴射器１２１の終端には、吐出口が形成される。
支持バー１２２は、複数の噴射器１２１のうちの何れか一つと結合し、これをスピンヘッド４０に置かれた基板Ｗの上方に移動させる。支持バー１２２は、長いロッド状を有し、支持バー１２２は、その長さ方向が噴射器１２１の配列される方向と直角に配置される。支持バー１２２の下面には、噴射器１２１との結合のためのホルダー（図示せず）が提供され、ホルダーは、噴射器１２１の突起１２１ａに形成された溝に挿入可能なアーム（図示せず）を有する。アームは、突起１２１ａの外側から突起１２１ａの溝に向かう方向に回転又は移動できる構造で提供され得る。
バー移動器１２５は、スピンヘッド４０に置かれた基板Ｗの上方位置と薬液供給ノズル１２０ａのステムの上方位置との間を、噴射器１２１を１個保持する支持バー１２２に直線移動させる。バー移動器１２５は、ブラケット１２３、ガイドレール１２４、及び駆動器（図示せず）を有する。ガイドレール１２４は、噴射器１２１の外側から容器２０の外側まで、噴射器１２１及び容器２０に沿って長く一直線に延びる。ガイドレール１２４には、これに沿って移動可能なようにブラケット１２３が結合され、ブラケット１２３には、支持バー１２２が固定結合される。駆動器は、ブラケット１２３を直線移動させる駆動力を提供する。ブラケット１２３の直線移動は、モータとスクリューとを有するアセンブリーにより行われる。選択的に、ブラケット１２３の直線移動は、ベルトとプーリ、及びモータを有したアセンブリーにより行われ得る。選択的には、ブラケット１２３の直線移動はリニアモータにより行われる。
容器２０の他の一側には、リンス液供給ノズル１４０ａが配置され、容器２０のさらに他の一側には、乾燥ガス供給ノズル１６０ａが配置される。リンス液供給ノズル１４０ａは、噴射器１４１、支持バー１４２、及び駆動器１４４を有する。噴射器１４１は、支持バー１４２の一終端に固定結合される。支持バー１４２の他の終端には、駆動器１４４により回転される回転軸（図示せず）が固定結合される。噴射器１４１は、リンス液貯蔵部（図示せず）からリンス液を供給される。乾燥ガス供給ノズル１６０ａは、リンス液供給ノズル１４０ａと概して類似の構造を有する。乾燥ガス供給ノズル１６０ａは、イソプロピルアルコールと窒素ガスとを供給する。窒素ガスは、加熱した窒素ガスでありうる。
下部ノズル部材１００ｂは、噴射ヘッド（図４の１８０ｂ）を有する。噴射ヘッド１８０ｂは、頭部（図５の１８２）と挿入部（図５の１８４）とを有する。頭部１８２は、上部に凸形状を有し、スピンヘッド４０から上方に突出する。頭部１８２には、複数の吐出口が形成される。例えば薬液吐出口１２０ｂ、リンス液吐出口１４０ｂ、乾燥ガス吐出口１６０ｂは各々、複数の薬液のうちの何れか一つ、リンス液、イソプロピルアルコール蒸気や窒素ガスのような乾燥ガスを噴射する。挿入部１８４は、頭部１８２の下端の直径より小さく、長さ方向に一定の直径を有し、頭部１８２から下へ延びる。挿入部１８４は、スピンヘッド４０の中央に形成されている通孔に挿入される。
上部ノズル部材１００ａと下部ノズル部材１００ｂとから供給された薬液、リンス液、及び乾燥ガスは、スピンヘッド４０の回転により基板Ｗの上面又は下面中央領域からエッジ領域に拡散され、基板Ｗを洗浄する。
図２は、容器２０の断面図で、図３は、容器２０を縦方向に切断した斜視図である。図２と図３に示すように、容器２０は、内部に上方が開放され、基板Ｗをそこで処理する空間３２を有し、空間３２には、スピンヘッド４０が配置される。スピンヘッド４０の下面には、スピンヘッド４０を支持し回転させる回転軸４２が固定結合される。回転軸４２は、容器２０の底面に形成された開口を介して容器２０の外部まで突出する。回転軸４２には、これに回転力を提供するモータのような駆動器４４が固定結合される。
図３は、容器２０の内部構造を示す切断斜視図である。図２と図３に示すように、容器２０は、工程に使用された薬液を分離して回収できる構造を有する。これは、薬液の再使用を可能にする。容器２０は、複数の回収筒２２０、２４０、２６０を有する。それぞれの回収筒２２０、２４０、２６０は、工程に使用された処理液のうち、互いに異なる種類の処理液を回収する。本実施の形態にて容器２０は、３個の回収筒を有する。それぞれの回収筒を内部回収筒２２０、中間回収筒２４０、及び外部回収筒２６０と称する。
内部回収筒２２０は、スピンヘッド４０を取り囲むリング形状を有し、中間回収筒２４０は、内部回収筒２２０を取り囲むリング形状を有し、外部回収筒２６０は、中間回収筒２４０を取り囲むリング形状を有する。それぞれの回収筒２２０、２４０、２６０は、容器２０内で容器内の空間４２と通じる流入口２２７、２４７、２６７を有する。それぞれの流入口２２７、２４７、２６７は、スピンヘッド４０を取り囲むリング形状を有する。基板Ｗに噴射されて工程に使用された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力により、流入口２２７、２４７、２６７を介して回収筒２２０、２４０、２６０に流入する。外部回収筒２６０の流入口２６７は、中間回収筒２４０の流入口２４７の垂直上方にあり、中間回収筒２４０の流入口２４７は、内部回収筒２２０の流入口２２７の垂直上方にある。即ち、内部回収筒２２０、中間回収筒２４０、及び外部回収筒２６０の流入口２２７、２４７、２６７は、互いに高さが異なるように配置される。
内部回収筒２２０は、外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６、及び案内壁２２８を有する。外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６、及び案内壁２２８のそれぞれは、リング状を有する。外壁２２２は、スピンヘッド４０から遠ざかる方向に下方傾斜した傾斜壁２２２ａと該傾斜壁２２２ａの下端から下方向に垂直に延びる垂直壁２２２ｂを有する。底壁２２４は、垂直壁２２２ｂの下端からスピンヘッド４０に向かう方向に水平に延びる。底壁２２４の終端は、傾斜壁２２２ａの上端と同じ（水平）位置まで延びる。内壁２２６は、底壁２２４の内側終端から上の方向に垂直に延びる。内壁２２６は、その上端が傾斜壁２２２ａの上端と一定距離だけ離隔する位置まで延びる。内壁２２６と傾斜壁２２２ａとの間の上下方向に離隔した空間は、上述した内部回収筒２２０の流入口２２７として機能する。
内壁２２６には、円形をなす配置で複数の開口２２３が形成される。各々の開口２２３は、スリット形状を有する。開口２２３は、内部回収筒２２０に流入したガスをスピンヘッド４０内の下部空間を介して外部に排出する排気口として機能する。底壁２２４には、排出管２２５が結合される。内部回収筒２２０を介して流入した処理液は、排出管２２５を介して外部の薬液再生のためのシステムに排出される。
案内壁２２８は、内壁２２６の上端からスピンヘッド４０から遠ざかる方向に下方傾斜した傾斜壁２２８ａとその下端から下へ上下方向に垂直に延びる垂直壁２２８ｂを有する。垂直壁２２８ｂの下端は、底壁２２４から一定距離だけ離隔して位置する。案内壁２２８は、流入口２２７を介して流入した処理液を、外壁２２２、底壁２２４、内壁２２６により取り囲まれた空間２２９に円滑に流れこむように案内する。
中間回収筒２４０は、外壁２４２、底壁２４４、内壁２４６、及び突出壁２４８を有する。中間回収筒２４０の外壁２４２、底壁２４４、及び内壁２４６は、内部回収筒２２０の外壁２２２、底壁２２４、及び内壁２２６と概して類似した形状を有するが、中間回収筒２４０が内部回収筒２２０を取り囲むように内部回収筒２２０に比べて大きなサイズを有する。中間回収筒２４０の外壁２４２の傾斜壁２４２ａの上端と内部回収筒２２０の外壁２２２の傾斜壁２２２ａの上端とは、上下方向に一定の距離だけ離隔して位置し、離隔した空間は、中間回収筒２４０の流入口２４７として機能する。突出壁２４８は、底壁２４４の終端から下方向に垂直に延びる。中間回収筒２４０の内壁２４６の上端は延伸されて、内部回収筒２２０の底壁２２４の終端と接続される。中間回収筒２４０の内壁２４６には、ガスを排出するためのスリット形状の排気口２４３がリングをなして配列される。底壁２４４には、排出管２４５が結合され、中間回収筒２４０を介して流入した処理液は、排出管２４５を介して外部の薬液再生のためのシステムに排出される。
外部回収筒２６０は、外壁２６２と底壁２６４とを有する。外部回収筒２６０の外壁２６２は、中間回収筒２４０の外壁２４２と類似した形状を有するが、外部回収筒２６０が中間回収筒２４０を取り囲むように中間回収筒２４０に比べて大きいサイズを有する。外部回収筒２６０の外壁２６２の傾斜壁２６２ａの上端と中間回収筒２４０の外壁２４２の傾斜壁２４２ｂの上端とは、上下方向に一定の距離だけ離隔して位置し、離隔した空間は、外部回収筒２６０の流入口２６７として機能する。
底壁２６４は、概して円板形状を有し、中央に回転軸４２が挿入される開口が形成される。底壁２６４には、排出管２６５が結合され、外部回収筒２６０を介して流入した処理液は、排出管２６５を介して外部の薬液再生のためのシステムに排出される。外部回収筒２６０は、容器２０全体の外壁として機能する。外部回収筒２６０の底壁２６４には、排気管２６３が結合され、外部回収筒２６０に流入したガスは、排気管２６３を介して外部に排気される。また、内部回収筒２２０の内壁２２６に設けた開口２２３及び中間回収筒２４０の内壁２４６に設けた排気口２４３を介して流れ出たガスは、外部回収筒２６０に連結した排気管２６３を介して外部に排気される。排気管２６３は、底壁２６４から上方に一定の長さが突出するように設置される。
底壁２６４は、概して円板形状を有し、中央に回転軸４２が挿入される開口が形成される。底壁２６４には、排出管２６５が結合され、外部回収筒２６０を介して流入した処理液は、排出管２６５を介して外部の薬液再生のためのシステムに排出される。外部回収筒２６０は、容器２０全体の外壁として機能する。外部回収筒２６０の底壁２６４には、排気管２６３が結合され、外部回収筒２６０に流入したガスは、排気管２６３を介して外部に排気される。また、内部回収筒２２０の内壁２２６に設けた開口２２３及び中間回収筒２４０の内壁２４６に設けた排気口２４３を介して流れ出たガスは、外部回収筒２６０に連結した排気管２６３を介して外部に排気される。排気管２６３は、底壁２６４から上方に一定の長さが突出するように設置される。
昇降ユニット３０は、容器２０を上下方向に直線移動させる。容器２０が上下に移動することによって、スピンヘッド４０に対する容器２０の相対高さが変更される。昇降ユニット３０は、ブラケット３１、移動軸３４、及び駆動器３６を有する。ブラケット３１は、容器２０の外壁に固設され、ブラケット３１には、駆動器３６により上下方向へ移動する移動軸３４が固定結合される。基板Ｗをスピンヘッド４０に載置するか、又はスピンヘッド４０から取り外すとき、スピンヘッド４０が容器２０の上方に突出するように容器２０は下降する。また、工程が進められる時には、基板Ｗに供給された処理液の種類に応じて処理液が既設定された回収筒２２０、２４０、２６０に流入できるように容器２０の高さを調節する。上述したこととは反対に容器２０の位置を固定して、昇降ユニット３０によりスピンヘッド４０を上下方向へ移動してもよい。
次には、図４と図５を参照して、スピンヘッド４０の構造について説明する。図４は、スピンヘッド４０の平面図であり、図５は、図４のＩ−Ｉ線に沿うスピンヘッド４０の断面図である。スピンヘッド４０は、本体３００、支持ピン４００、チャックピン５００、及びチャックピン移動ユニット（図９、１０の６００）を有する。
支持ピン４００は、本体３００の上部面から基板Ｗが一定距離離隔するように基板Ｗの背面のエッジ領域で基板Ｗを支持する。支持ピン４００は、全て同じ形状及び大きさを有する。支持ピン４００は、下へ行くほど次第に直径が増加する上部（図６の４２０）と、これから下へ延びて同じ直径を有する下部（図６の４４０）とを有する。下部４４０の延伸された下方には、外周面にネジ山が形成されたネジ部４６０が設けられる。下部４４０とネジ部４６０との間には、下部４４０及びネジ部４６０より大きな直径のラッチ部４８０が提供される。ネジ部４６０は、ネジ結合により本体３００のネジ溝３２４（図６参照）に固定結合され、ラッチ部４８０の下面は、本体３００の上部面と密着される。ラッチ部４８０は、支持ピン４００が本体３００に挿入される長さを制限して、支持ピン４００の高さを全て同一にする。
チャックピン５００は、本体３００のエッジ領域に本体３００の上部面から上方に突出するように本体３００に設置される。チャックピン５００の数は、例えば６個である。チャックピン５００は、スピンヘッド４０が回転するとき、基板Ｗが正位置から側方へ離脱しないように基板Ｗの側部を支持する。チャックピン５００は、全て同じ形状及び大きさを有する。チャックピン５００は、支持部５２０、中央部５４０、締結部５６０、及びラッチ部５８０を有する。
支持部５２０は円柱状で、平らな上面と、上面から下へ行くほど直径が一旦次第に減少した後、再度下へ行くほど直径が次第に増加する形状の側面を有する。従って、支持部５２０は、正面から見るとき内側へ凹んだ凸部５２２を有する。凹部５２２には、支持ピン４００に置かれた基板Ｗの側部が接続される。中央部５４０は、支持部５２０の下端から延伸されて、下端と同じ直径で下方向に延びる。締結部５６０は、中央部５４０からさらに下方向に延伸される。締結部５６０には、後述するチャックピン移動ユニット６００との締結のためのネジ孔が形成される。ラッチ部５８０は、中央部５４０と締結部５６０の境界部から外側に延伸され、リング状である。ラッチ部５８０は、本体３００の上部面と密着され、チャックピン５００が全て同じ高さに突出するようにする。
支持部５２０は円柱状で、平らな上面と、上面から下へ行くほど直径が一旦次第に減少した後、再度下へ行くほど直径が次第に増加する形状の側面を有する。従って、支持部５２０は、正面から見るとき内側へ凹んだ凸部５２２を有する。凹部５２２には、支持ピン４００に置かれた基板Ｗの側部が接続される。中央部５４０は、支持部５２０の下端から延伸されて、下端と同じ直径で下方向に延びる。締結部５６０は、中央部５４０からさらに下方向に延伸される。締結部５６０には、後述するチャックピン移動ユニット６００との締結のためのネジ孔が形成される。ラッチ部５８０は、中央部５４０と締結部５６０の境界部から外側に延伸され、リング状である。ラッチ部５８０は、本体３００の上部面と密着され、チャックピン５００が全て同じ高さに突出するようにする。
本体３００は、上板３２０、下板３４０、及び押さえ具３６０（図６参照）を有する。上板３２０は、上方から見るとき、概して円形の上部面を有する。下板３４０は、上板３２０の下に配置され、チャックピン移動ユニット６００が配置される空間を提供する。上板３２０には、支持ピン４００が固設されるネジ溝３２４（図６参照）が形成される。また、上板３２０のエッジ領域には、チャックピン５００が挿入されるピン孔３２２が形成される。各々のピン孔３２２は、スリット形状で形成される。ピン孔３２２は、その長さ方向が上板３２０の半径方向に沿うように形成される。ピン孔３２２の幅は、チャックピン５００の中央部５４０の直径と同一又はこれより少し広く形成され、ピン孔３２２の長さは、チャックピン５００の半径方向への移動を案内できる長さに形成される。ピン孔３２２の長さは、チャックピン５００のラッチ部５８０の直径より短く提供されることができる。上述したこととは異なり、ピン孔３２２は、円状に形成されることができる。この場合、ピン孔３２２の直径は、チャックピン５００の中央部５４０の直径より大きく、ラッチ部５８０の直径より短い。上板３２０と下板３４０との中央には、上述した噴射ヘッド１８０ｂが挿入される通孔が形成される。
図６と図７とは、上板３２０と下板３４０との結合構造を示すための図である。図６は、図４のII−II線に沿うスピンヘッド４０の断面図である。図７は、図６の「Ａ」方向から見た下板３４０の底面図である。図６と図７に示すように、基板Ｗに対する処理工程進行時に、上板３２０は薬液に露出するので、上板３２０は薬液に対して腐食に強い材質を用いて製造される。また、高温の薬液を基板Ｗに供給して工程を行うとき、下板３４０の熱膨張によりチャックピン５００の設定位置がずれないように、下板３４０は熱に強い材質を用いて製造される。即ち、本発明において上板３２０は下板３４０に比べて腐食に強い材質からなり、下板３４０は上板３２０に比べて熱変形の小さな材質からなる。例えば、上板３２０はポリ塩化ビニール材からなり、下板３４０はアルミニウム材からなる。上板３２０と下板３４０とは押さえ具３６０により結合される。上板３２０の底面にはネジ溝３２８が形成され、これと対応する下板３４０の領域には本体３００の半径方向に沿ってスリット形状の溝３４２が形成される。
押さえ具３６０は、下板３４０から上板３２０に向かう方向に下板３４０に形成したスリット形状の溝３４２を介して上板３２０に結合されて下板３４０を上板３２０に対して押さえる。押さえ具３６０は、中央に上下に貫通した貫通孔３６２ｃが形成された押さえ板３６２とネジ３６４とを有する。ネジ３６４は、押さえ板３６２の貫通孔３６２ｃ、スリット形状の溝３４２、及び上板３２０のネジ溝３２８に下板３４０から上板３２０に向かう方向に挿入されて、上板３２０と下板３４０とを結合する。押さえ板３６２は、スリット形状の溝３４２に挿入される挿入部３６２ｂと挿入部３６２ｂから下方へ延伸されて下板３４０を押さえる頭部３６２ａとを有する。押さえ板３６２の挿入部３６２ｂは、スリット形状の溝３４２の幅と概して類似した直径を有し、押さえ板３６２の頭部３６２ａは、スリット形状の溝３４２の幅より大きい直径を有する。
図８は、本実施の形態に係る上板３２０と下板３４０との結合構造を使用する際の利点を示す。図８にて実線は、上板３２０が熱膨張する前の状態を示し、点線は、上板３２０が熱膨張した後の状態を示す。図８に示すように、高温の薬液を使用して工程を行う際、上板３２０が熱変形して膨脹しても、押さえ具３６０がスリット形状の溝３４２に沿って下板３４０とは独立して移動する。従って、上板３２０の熱膨張変形により下板３４０が変形されることを防止できる。下板３４０には、後述するように、チャックピン５００の位置を決定する多様な構成要素が結合されているので、下板３４０の変形防止は、チャックピン５００が設定位置から外れるのを防止する。
チャックピン移動ユニット６００は、チャックピン５００を支持位置と待機位置との間で移動させる。支持位置は、工程進行時にチャックピン５００が基板Ｗの側部と接触する位置であり、待機位置は、基板Ｗがスピンヘッド４０に置かれうるように基板Ｗより広い空間を提供する位置である。従って、支持位置は、待機位置に比べて本体３００の中央により近い。
図９は、チャックピン移動ユニット６００の構造を示す底面図であり、図１０は、図９の「Ｂ」の拡大図である。チャックピン移動ユニット６００は、移動ロッド６２０、ガイド部材６４０、距離調節器６６０、接触保持部材６８０、及び直線移動器７００を有する。
チャックピン移動ユニット６００は、チャックピン５００と同じ数だけ備えられ、各々の移動ロッド６２０には、一つのチャックピン５００が結合される。移動ロッド６２０は、本体３００の半径方向と同じ方向に下板３４０内の空間に配置される。上述した上板は、エッジから下方向へ突出した側部（図５、６参照）を有し、側部には、外側から内側まで貫通孔３２９が形成され（図５参照）、貫通孔３２９は、上板３２０に提供されたピン孔３２２と通じる（図５参照）。移動ロッド６２０の外側の一端は、貫通孔３２９内に位置する。移動ロッド６２０の外側の一端には、ネジ溝６２８が形成され、チャックピン５００と移動ロッド６２０は、ネジ５９０を、チャックピン５００の締結部５６０に設けた上述のネジ孔を通じて移動ロッド６２０のネジ溝６２８に締結することにより互いに固定結合される。また、貫通孔３２９内には、移動ロッド６２０を取り囲み、かつ外部と下板３４０内の空間をシーリングするシーリング部材３３０が設置される。シーリング部材３３０としては、Ｏリングが使用される。移動ロッド６２０は、内側の一端にローリングボール６２２を有する。ローリングボール６２２は、移動ロッド６２０に対して回転可能に移動ロッド６２０に結合される。
各々の移動ロッド６２０の移動経路上には、移動ロッド６２０が半径方向に直線移動するように案内するガイド部材６４０が備えられる。ガイド部材６４０としては、滑りベアリング（図示せず）を使用できる。滑りベアリングは、本体３００に固定結合される。
直線移動器７００は、チャックピン５００が待機位置と支持位置との間を移動できるように、移動ロッド６２０を本体３００の半径方向に直線移動させる。直線移動器７００は、カム７２０、カム駆動器７３０、カム復元器７６０、及びチャックピン復元器７８０を有する。カム７２０は、概して円形のリング形状を有する。カム７２０は、その外周面から外側方向に突出するように延びた突起７４０を有する。突起７４０は、移動ロッド６２０の数と同一数だけ備えされ、これらの各々と対応できる位置に形成される。突起７４０は、概して緩やかな傾斜を有した前面７４２と急傾斜を有した後面７４４を有する。カム駆動器７３０（図９参照）は、カム７２０を第１回転方向８２に回転させ、カム復元器７６０は、カム７２０を第１回転方向８２と反対方向である第２回転方向８４に回転させる。カム駆動器７３０としては、カム７２０を一定角度回転させるロータリーシリンダーが使用される。ロータリーシリンダーは、回転軸（図示せず）を回転させ、回転軸は、カム７２０に固定結合される。突起７４０の一側には、カム７２０の回転角を制限するようにカムストッパー７５０が本体３００に固設されて提供される。カム復元器７６０としては、復原力として弾性力を提供するスプリング７６２が使用される。カム７２０には、スプリング７６２の一端が固定結合される第１ラッチ７６４が提供され、下板３４０には、スプリング７６２の他端が固定結合される第２ラッチ７６６が提供される。第１ラッチ７６４は、第２ラッチ７６６に比べてこれに相応する突起７４０により隣接するように配置される。
一例によれば、カム駆動器７３０は、ローリングボール６２２がカム７２０の外側面を、突起７４０の前面７４２の傾斜に沿って回転しながら上がるように、カム７２０を回転させる。カム７２０が第１回転方向８２に回転することにより、チャックピン５００は、支持位置から待機位置へ移動し、カム復元器７６０のスプリング７６２は引張られる。カム駆動器７３０からの駆動力が除去されると、カム７２０は、スプリング７６２の弾性力により第２回転方向８４に回転され、ローリングボール６２２は、カム７２０の突起７４０の前面７４２から遠ざかる。本例によれば、チャックピン５００が支持位置にあるとき、スプリング７６２が平衡状態にあるので、工程進行中にカム駆動器７３０にエラーが生じた場合にも、基板Ｗは、チャックピン５００により安定的に支持される。
これとは異なり、カムの復原力を磁力により提供してもよい。この場合、図１２のように、カム７２０に第１磁石７６２ａが配置され、本体３００に第２磁石７６２ｂが提供され、第１磁石７６２ａと第２磁石７６２ｂとは、カム７２０の駆動力が除去されるとき、チャックピン５００が待機位置から支持位置へ移動できるように配置される。一例によれば、第１磁石７６２ａは、これに相応する突起７４０と第２磁石７６２ｂとの間に配置され、第１磁石７６２ａと第２磁石７６２ｂとは、異極が互いに対向するように配置される。
他の例によれば、カム駆動器７３０は、チャックピン５００が待機位置から支持位置へ移動するようにカム７２０を回転させ、カム復元器７６０は、チャックピン５００が支持位置から待機位置へ移動するようにカム７２０を回転させる。
さらに他の例によれば、待機位置から支持位置へのチャックピン５００の移動及び支持位置から待機位置へのチャックピン５００の移動は、カム駆動器７３０の回転及び逆回転により行われる。
上述のように、カム７２０が第１回転方向８２に回転するとき、ローリングボール６２２が突起７４０の前面７４２の傾斜に沿ってカム７２０から遠ざかる方向へ移動する。チャックピン復元器７８０は、カム７２０が第２回転方向８４に回転されるとき、復原力によりチャックピン５００が待機位置から支持位置へ移動するようにする。一例によれば、図１０に示すように、チャックピン復元器７８０は、スプリング７８２のような弾性部材を有し、復原力としては、弾性力が使用される。スプリング７８２の一端は、移動ロッド６２０の一側から延びた第１ラッチ７８４に固定結合され、スプリング７８２の他端は、本体３００に固設された第２ラッチ７８６に固定結合される。第２ラッチ７８６は、第１ラッチ７８４とカム７２０との間に配置される。従って、移動ロッド６２０がカム７２０の中心から遠ざかる方向へ移動する時にスプリング７８２は引張られる。そして、カム７２０が復原力により第２回転方向８４に回転するとき、移動ロッド６２０は、スプリング７８２の弾性力によりカム７２０の中心に向かう方向へ移動する。これによって、チャックピン５００は、待機位置から支持位置へ移動する。
他の例によれば、図１１のように、第２ラッチ７８６は、第１ラッチ７８４に比べて本体３００の中心から遠く配置されうる。この場合、チャックピン５００が支持位置から待機位置へ移動すれば、スプリング７８２は圧縮される。
これとは異なり、チャックピン５００を待機位置から支持位置へ移動させる復原力は、磁力により提供してもよい。この場合、移動ロッド６２０に第１磁石７８２ａが配置され、本体３００に第２磁石７８２ｂが提供され、第１磁石７８２ａと第２磁石７８２ｂの極性は、カム駆動器７３０の駆動力が除去される時にチャックピン５００が待機位置から支持位置へ移動できるように提供される。図１３のように、第２磁石７８２ｂが第１磁石７８２ａに比べて本体３００の中心により近く位置する場合、第１磁石７８２ａと第２磁石７８２ｂとは、異極が対向するように配置される。これとは異なり、第１磁石７８２ａが第２磁石７８２ｂに比べて本体３００の中心により近く位置する場合、第１磁石７８２ａと第２磁石７８２ｂとは、同極が対向するように配置される。
従来技術によれば、全ての移動ロッド６２０が単一の力により本体３００の中心に向かう方向へ移動する場合、チャックピン５００は、独立的に移動することができない。チャックピン５００、移動ロッド６２０、及びカム７２０などの構成部材には加工誤差があるので、支持位置においても一部のチャックピン５００は、基板Ｗの側部と非接触し、残りの一部のチャックピン５００のみが基板Ｗの側部と接触する。そうすると、スピンヘッド４０の回転時に基板Ｗと接触する一部のチャックピン５００のみに荷重が集中して、チャックピン５００が破損しやすい。
しかしながら、本発明によるチャックピン復元器７８０は、それぞれの移動ロッド６２０に設置されるので、各々の移動ロッド６２０は、他の移動ロッド６２０と関係なく復原力を受けて、本体３００の中心に向かう方向へ移動される。従って、たとえチャックピン５００、移動ロッド６２０、及びカム７２０などの構成部材に加工誤差があるとしても、各々のチャックピン５００は、これに該当する復原力により基板Ｗの側部と接触する位置まで移動する。
しかしながら、本発明によるチャックピン復元器７８０は、それぞれの移動ロッド６２０に設置されるので、各々の移動ロッド６２０は、他の移動ロッド６２０と関係なく復原力を受けて、本体３００の中心に向かう方向へ移動される。従って、たとえチャックピン５００、移動ロッド６２０、及びカム７２０などの構成部材に加工誤差があるとしても、各々のチャックピン５００は、これに該当する復原力により基板Ｗの側部と接触する位置まで移動する。
図１４と図１５は、カム７２０の回転方向、カム復元器７６０及びチャックピン復元器７８０の状態、そして移動ロッド６２０の移動方向間の関係を示す図である。図１４に示すように、カム駆動器７３０によりカム７２０が第１回転方向８２に回転されると、カム復元器７６０のスプリング７６２は引張られ、移動ロッド６２０は、支持位置から待機位置へ移動し、チャックピン復元器７８０のスプリング７８２は引張られる。以後、図１５のように、カム駆動器７３０から動力が除去されると、カム復元器７６０の弾性力によりカム７２０が第２回転方向８４に回転され、チャックピン復元器７８０の弾性力により移動ロッド６２０が待機位置から支持位置へ移動する。
スピンヘッド４０が高速で回転する場合、遠心力によりチャックピン５００が本体３００の外側に半径方向に沿って移動する。これによって、工程進行中にチャックピン５００による基板Ｗの支持が不安定になる。
本発明による接触保持部材６８０は、スピンヘッド４０が回転時にも、チャックピン５００が支持位置にあって基板Ｗの側部と接触を維持し続けるようにする。接触保持部材６８０は、固定ピン６８０ａと保持バー６８０ｂとからなる。固定ピン６８０ａは、移動ロッド６２０から突出するように移動ロッド６２０に固設される。保持バー６８０ｂは、スピンヘッド４０が回転する時に本体３００の中心に向かう方向に固定ピン６８０ａを押す。
本発明による接触保持部材６８０は、スピンヘッド４０が回転時にも、チャックピン５００が支持位置にあって基板Ｗの側部と接触を維持し続けるようにする。接触保持部材６８０は、固定ピン６８０ａと保持バー６８０ｂとからなる。固定ピン６８０ａは、移動ロッド６２０から突出するように移動ロッド６２０に固設される。保持バー６８０ｂは、スピンヘッド４０が回転する時に本体３００の中心に向かう方向に固定ピン６８０ａを押す。
一例によれば、保持バー６８０ｂは、スピンヘッド４０の回転時に発生する逆遠心力により固定ピン６８０ａを押すように形状づけられる。即ち、図１４に示すように、保持バー６８０ｂは、中央部６８２、押さえ部６８４、及び案内部６８６を有する。中央部６８２は、軸ピン６８１により本体３００に結合され、本体３００に対して回転可能である。
押さえ部６８４と案内部６８６とは、それぞれロッド形状を有し、押さえ部６８４は、中央部６８２から一方向に延び、案内部６８６は、押さえ部６８４と鈍角をなすように中央部６８２から延びる。
押さえ部６８４と案内部６８６とがもっと一般的な形状を有する場合は、案内部６８６の重心と押さえ部６８６の重心の各々を中央部６８２の回転軸心と結ぶ線がなす夾角が、鈍角であればよい。
スピンヘッド４０が回転するとき、押さえ部６８４は、本体３００の中心に向かう方向に固定ピン６８０ａを押し、案内部６８６は、押さえ部６８４が固定ピン６８０ａに向かう方向へ移動するように案内しなければならない。
押さえ部６８４と案内部６８６とは、それぞれロッド形状を有し、押さえ部６８４は、中央部６８２から一方向に延び、案内部６８６は、押さえ部６８４と鈍角をなすように中央部６８２から延びる。
押さえ部６８４と案内部６８６とがもっと一般的な形状を有する場合は、案内部６８６の重心と押さえ部６８６の重心の各々を中央部６８２の回転軸心と結ぶ線がなす夾角が、鈍角であればよい。
スピンヘッド４０が回転するとき、押さえ部６８４は、本体３００の中心に向かう方向に固定ピン６８０ａを押し、案内部６８６は、押さえ部６８４が固定ピン６８０ａに向かう方向へ移動するように案内しなければならない。
即ち、スピンヘッド４０が回転する時に案内部６８６は、押さえ部６８４に比べて本体３００の外側方向へ移動させようとする遠心力がより大きくなければならない。
例えば、案内部６８６は、押さえ部６８４に比べて重くするとよい。具体的には、上方から見るとき、案内部６８６は、押さえ部６８４に比べて広い幅を有するように形成する。又は、案内部６８６の自由端は、押さえ部６８４に比べて厚い部分を有するように形成すればよい。
例えば、案内部６８６は、押さえ部６８４に比べて重くするとよい。具体的には、上方から見るとき、案内部６８６は、押さえ部６８４に比べて広い幅を有するように形成する。又は、案内部６８６の自由端は、押さえ部６８４に比べて厚い部分を有するように形成すればよい。
接触保持部材６８０は、押さえ部６８４が移動ロッド６２０に向かい、案内部６８６が移動ロッド６２０から遠ざかるように配置される。押さえ部６８４は、固定ピン６８０ａを基準にカム７２０の反対側に配置される。案内部６８６は、本体３００の半径方向から遠ざかるほど、移動ロッド６２０との間隔が遠ざかるように配置される。
図１６は、接触保持部材６８０が動作する過程を示す。スピンヘッド４０が回転していない時には、押さえ部６８４には、力が印加されない。移動ロッド６２０がカム７２０の回転により本体３００の中心から遠ざかる方向へ移動するとき、固定ピン６８０ａは、押さえ部６８４を本体３００の半径方向の外側に押し、それにつれて押さえ部６８４は、移動ロッド６２０の移動を妨げない位置まで回転される。このとき、案内部６８６が設定範囲以上回転されないように、案内部６８６を基準に移動ロッド６２０の反対側には、本体３００に固定結合されるストッパー６８７が提供される。チャックピン５００が支持位置にあって、スピンヘッド４０が回転すると、案内部６８６は遠心力を受け、移動ロッド６２０に向かう方向に回転される。押さえ部６８４は、案内部６８６に固結されているので、案内部６８６とともに回転する。即ち、押さえ部６８４は、逆遠心力により固定ピン６８０ａに向かう方向に回転され、固定ピン６８０ａを本体３００の中心に向かう方向に押す。これにより、スピンヘッド４０が回転する間も、チャックピン５００が継続的に基板Ｗの側部との接触を維持する。
上述した例にて接触保持部材６８０は、スピンヘッド４０の回転による逆遠心力により固定ピン６８０ａを押すので、接触保持部材６８０の回転のための別途の駆動器が要らなく、装置構造が単純である。しかしながら、本実施の形態とは異なり、接触保持部材６８０に対して別途の駆動器を用意し、スピンヘッド４０が回転する時に移動ロッド６２０を本体３００の中心に向かう方向に押すように構成してもよい。
前の工程にて基板Ｗに対して行われた処理の種類に応じて、基板Ｗの直径が変わる場合がある。例えば、前工程にて基板Ｗに熱処理が行われる場合、基板Ｗが膨脹して基板Ｗの直径が変化する。このような基板直径の変動に対して、距離調節器６６０は基板Ｗの支持位置を調節する。距離調節器６６０は、調節ブロック６６２と固定具６６４を有する。調節ブロック６６２は、上下方向にスリット形状の貫通孔が形成され、その長手方向が移動ロッド６２０の移動方向と並列に配置される。固定具６６４は、調節ブロック６６２を本体３００に固定させる。固定具６６４は、頭部６６４ａとこれから延びる挿入部６６４ｂからなり（図示せず）、頭部６６４ａは貫通孔の幅より広い断面積を有し、挿入部６６４ｂは貫通孔を通過した後、本体３００に形成されたネジ溝（図示せず）と結合される。挿入部６６４ｂが本体３００に挿入されることによって、頭部６６４ａは、調節ブロック６６２を本体３００に対して押し、これにより調節ブロック６６２は、本体３００に固定される。固定具６６４は本例では２個ある。一方、移動ロッド６２０には、ストッパー６６６が提供される。ストッパー６６６は、調節ブロック６６２がストッパー６６６とカム７２０との間に位置するように移動ロッド６２０に備えられる。ストッパー６６６は、チャックピン復元器７８０の復原力により移動ロッド６２０が本体３００の中心に向かう方向へ移動するとき、調節ブロック６６２の一端と接触して、移動ロッド６２０の移動距離を制限する。
チャックピン５００の支持位置を変更しようとする場合、まず作業者は、固定具６６４を解き、頭部６６４ａが調節ブロック６６２を押さえる力を除去する。次に、作業者は、調節ブロック６６２を移動させる。調節ブロック６６２が本体３００の半径方向に外側に向かって移動すると、チャックピン５００の支持位置が本体３００の中心から遠ざかる方向へ変更される。調節ブロック６６２が本体３００の半径方向の内側へ移動されると、チャックピン５００の支持位置が本体３００の中心に近づく方向に変更される。この後、作業者は、再度固定具６６４を締めて、調節ブロック６６２を本体３００に固定する。図１７は、調節ブロック６６２の位置が変更される時にチャックピン５００の支持位置が変更された状態を示す。実線は、調節ブロック６６２の位置が変更される前の状態であり、点線は、調節ブロック６６２の位置が変更された後の状態である。
１ 基板処理装置
１０ 流体供給ユニット
２０ 容器
３０ 昇降ユニット
３１ ブラケット
３４ 移動軸
３６ 駆動器
４０ スピンヘッド
４２ 回転軸
４４ 駆動器
１００ａ 上部ノズル部材
１００ｂ 下部ノズル部材
１２０ａ 薬液供給ノズル
１２０ｂ 薬液吐出口
１２１、１４１ 噴射器
１２２、１４２ 支持バー
１２３ ブラケット
１２４ ガイドレール
１２５ バー移動器
１４０ａ リンス液供給ノズル
１４０ｂ リンス液吐出口
１４４ 駆動器
１６０ａ 乾燥ガス供給ノズル
１６０ｂ 乾燥ガス吐出口
１８０ｂ 噴射ヘッド
１８２ 頭部
１８４ 挿入部
２２０ 内部回収筒
２２２、２４２、２６２ 外壁
２２２ａ、２２８ａ、２４２ａ、２６２ａ 傾斜壁
２２２ｂ、２２８ｂ 垂直壁
２２３ 開口
２２４、２４４、２６４ 底壁
２２５、２４５、２６５ 排出管
２２６、２４６ 内壁
２２７、２４７、２６７ 流入口
２２８ 案内壁
２２９ 空間
２４０ 中間回収筒
２４３ 排気口
２４８ 突出壁
２６０ 外部回収筒
２６３ 排気管
３００ 本体
３２０ 上板
３２２ ピン孔
３２４、３２８ ネジ溝
３２９ 貫通孔
３３０ シーリング部材
３４０ 下板
３４２ 溝
３６０ 押さえ具
３６２ 押さえ板
３６２ａ 頭部
３６２ｂ 挿入部
３６２ｃ 貫通孔
３６４ ネジ
４００ 支持ピン
４２０ 上部
４４０ 下部
４６０ ネジ部
４８０ ラッチ部
５００ チャックピン
５２０ 支持部
５２２ 凹部
５４０ 中央部
５６０ 締結部
５８０ ラッチ部
６００ チャックピン移動ユニット
６２０ 移動ロッド
６２２ ローリングボール
６２８ ネジ溝
６４０ ガイド部材
６６０ 距離調節器
６６２ 調節ブロック
６６４ 固定具
６６４ａ 頭部
６６４ｂ 挿入部
６６６ ストッパー
６８０ 接触保持部材
６８０ａ 固定ピン
６８０ｂ 保持バ−
６８１ 軸ピン
６８２ 中央部
６８４ 押さえ部
６８６ 案内部
７００ 直線移動器
７２０ カム
７３０ カム駆動器
７４０ 突起
７４２ 前面
７４４ 後面
７６０ カム復元器
７６２、７８２ スプリング
７６４、７８４ 第１ラッチ
７６６、７８６ 第２ラッチ
７６２ａ、７８２ａ 第１磁石
７６２ｂ、７８２ｂ 第２磁石
７８０ チャックピン復元器
１０ 流体供給ユニット
２０ 容器
３０ 昇降ユニット
３１ ブラケット
３４ 移動軸
３６ 駆動器
４０ スピンヘッド
４２ 回転軸
４４ 駆動器
１００ａ 上部ノズル部材
１００ｂ 下部ノズル部材
１２０ａ 薬液供給ノズル
１２０ｂ 薬液吐出口
１２１、１４１ 噴射器
１２２、１４２ 支持バー
１２３ ブラケット
１２４ ガイドレール
１２５ バー移動器
１４０ａ リンス液供給ノズル
１４０ｂ リンス液吐出口
１４４ 駆動器
１６０ａ 乾燥ガス供給ノズル
１６０ｂ 乾燥ガス吐出口
１８０ｂ 噴射ヘッド
１８２ 頭部
１８４ 挿入部
２２０ 内部回収筒
２２２、２４２、２６２ 外壁
２２２ａ、２２８ａ、２４２ａ、２６２ａ 傾斜壁
２２２ｂ、２２８ｂ 垂直壁
２２３ 開口
２２４、２４４、２６４ 底壁
２２５、２４５、２６５ 排出管
２２６、２４６ 内壁
２２７、２４７、２６７ 流入口
２２８ 案内壁
２２９ 空間
２４０ 中間回収筒
２４３ 排気口
２４８ 突出壁
２６０ 外部回収筒
２６３ 排気管
３００ 本体
３２０ 上板
３２２ ピン孔
３２４、３２８ ネジ溝
３２９ 貫通孔
３３０ シーリング部材
３４０ 下板
３４２ 溝
３６０ 押さえ具
３６２ 押さえ板
３６２ａ 頭部
３６２ｂ 挿入部
３６２ｃ 貫通孔
３６４ ネジ
４００ 支持ピン
４２０ 上部
４４０ 下部
４６０ ネジ部
４８０ ラッチ部
５００ チャックピン
５２０ 支持部
５２２ 凹部
５４０ 中央部
５６０ 締結部
５８０ ラッチ部
６００ チャックピン移動ユニット
６２０ 移動ロッド
６２２ ローリングボール
６２８ ネジ溝
６４０ ガイド部材
６６０ 距離調節器
６６２ 調節ブロック
６６４ 固定具
６６４ａ 頭部
６６４ｂ 挿入部
６６６ ストッパー
６８０ 接触保持部材
６８０ａ 固定ピン
６８０ｂ 保持バ−
６８１ 軸ピン
６８２ 中央部
６８４ 押さえ部
６８６ 案内部
７００ 直線移動器
７２０ カム
７３０ カム駆動器
７４０ 突起
７４２ 前面
７４４ 後面
７６０ カム復元器
７６２、７８２ スプリング
７６４、７８４ 第１ラッチ
７６６、７８６ 第２ラッチ
７６２ａ、７８２ａ 第１磁石
７６２ｂ、７８２ｂ 第２磁石
７８０ チャックピン復元器
Claims (33)
- 基板が置かれるスピンヘッドであって、
本体と、
前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、
前記本体上に置かれた基板の側部を支持する支持位置及び前記支持位置に比べて前記本体の中心からより遠く離れた待機位置の間で、前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、
前記チャックピン移動ユニットは、
前記チャックピンが前記待機位置にある場合には前記本体上に基板を着脱可能に置く余地を与えるように、
前記チャックピンと固定結合される移動ロッドと、
回転可能であり、かつ前記支持位置に位置した前記チャックピンが前記待機位置に移動できるように外側面に突起を有するカムと、
前記チャックピン各々が互いに独立して前記待機位置から前記支持位置に向かう方向へ移動するように、前記移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器と、を備えることを特徴とするスピンヘッド。 - 前記チャックピン復元器は、
前記復元力が弾性によりなされるように、前記移動ロッドに固定結合される一端と前記本体に固定結合される他端とを有する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記移動ロッドには、前記弾性部材の一端が固定される第１ラッチが設置され、
前記本体には、前記第１ラッチより前記本体の中心に近い位置に前記弾性部材の他端が固定される第２ラッチが設置され、
前記チャックピンが待機位置にある時に前記弾性部材は、引張られた状態を維持するように設置されることを特徴とする請求項２に記載のスピンヘッド。 - 前記チャックピン復元器は、
前記復元力が磁力によりなされるように前記移動ロッドに固定結合される第１磁石と前記本体に固定結合される第２磁石とを有する磁力部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記チャックピン移動ユニットは、
前記チャックピンが前記支持位置にある場合に、前記本体の中心に向かう方向に前記移動ロッドを押し、前記チャックピンが前記支持位置から前記待機位置へ移動する場合に、前記移動ロッドの移動を妨げない位置に移動可能な接触保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記接触保持部材は、前記スピンヘッドの回転時に逆遠心力により前記移動ロッドを押す形状を有することを特徴とする請求項５に記載のスピンヘッド。
- 前記接触保持部材は、
前記移動ロッドから突出するように、前記移動ロッドに固設される固定ピンと、
前記本体に対して回転可能なように、前記本体に結合される中央部、前記移動ロッドに向かう方向に前記中央部から延び、前記固定ピンを押す押さえ部、及び前記本体の外側に向かって前記移動ロッドから遠ざかる方向に前記中央部から延びる案内部を有する保持バーを備えることを特徴とする請求項５に記載のスピンヘッド。 - 前記案内部は、前記押さえ部に比べて重いことを特徴とする請求項７に記載のスピンヘッド。
- 前記案内部の重心と前記押さえ部の重心を各々、前記中央部の回転軸心と結ぶ線がなす夾角は、鈍角であることを特徴とする請求項８に記載のスピンヘッド。
- 前記本体には、前記保持バーが前記固定ピンを押す方向と反対方向に前記案内部の回転範囲を制限するストッパーが設置されたことを特徴とする請求項７に記載のスピンヘッド。
- 前記スピンヘッドは、前記支持位置を調節する距離調節器をさらに備え、
前記距離調節器は、
中央に上下方向に貫通したスリット形状の貫通孔が形成された調節ブロックと、
前記調節ブロックの貫通孔を介して前記本体に結合されて、前記調節ブロックを前記本体に固定する固定具と、を備え、
前記移動ロッドには、前記調節ブロックと接触して前記移動ロッドの移動を制限するストッパーが備えられることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記チャックピン移動ユニットは、
前記カムを第１回転方向に回転させるカム駆動器と、
復原力により前記カムを前記第１回転方向とは反対方向である第２回転方向に回転させるカム復元器と、をさらに備え、
前記支持位置から前記待機位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム駆動器により行われ、前記待機位置から前記支持位置への前記チャックピンの移動のための回転は、前記カム復元器により行われるように前記カム復元器が提供されることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記カム駆動器は、ロータリーシリンダーを備え、前記カム復元器は、スプリングを備えることを特徴とする請求項１２に記載のスピンヘッド。
- 前記移動ロッドは、終端に前記カムと接触するローリングボールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。
- 前記スピンヘッドは、前記本体に固設され、前記本体から上方に突出し、基板の背面を支持する支持ピンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。
- 前記本体は、
上板と、
前記チャックピン移動ユニットが設置される下板と、
前記上板と下板とを結合する押さえ具と、を備え、
前記下板には、スリット形状の溝が形成され、
前記押さえ具は、前記溝に挿入されて前記上板にネジ結合される挿入部と、前記挿入部から延び、前記挿入部が前記上板にネジ結合されることによって前記下板を前記上板に向かって押す頭部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピンヘッド。 - 前記上板は、前記下板に比べて腐食に強い材質からなり、
前記下板は、前記上板に比べて熱変形の少ない材質からなることを特徴とする請求項１６に記載のスピンヘッド。 - 前記上板は、ポリ塩化ビニール材質からなり、
前記下板は、アルミニウム材質からなることを特徴とする請求項１６に記載のスピンヘッド。 - 基板が置かれるスピンヘッドであって、
回転可能な本体と、
前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、
前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、
前記チャックピン移動ユニットは、
前記チャックピンと固定結合される移動ロッドと、
前記移動ロッドを前記本体の半径方向に沿って直線移動させる直線移動器と、
前記本体が回転される間に、前記本体の中心に向かう方向に前記移動ロッドを押す接触保持部材と、を備えることを特徴とするスピンヘッド。 - 前記接触保持部材は、前記本体の回転による逆遠心力により前記移動ロッドを押すように形状づけられたことを特徴とする請求項１９に記載のスピンヘッド。
- 前記接触保持部材は、
前記移動ロッド上に設置される固定ピンと、
前記本体に対して回転可能なように前記本体に結合される中央部、前記移動ロッドに向かう方向に前記中央部から延び、前記固定ピンを押す押さえ部、及び前記本体の外側に向かって前記移動ロッドから遠ざかる方向に前記中央部から延びる案内部を有する保持バーと、を備えることを特徴とする請求項１９に記載のスピンヘッド。 - 前記案内部は、前記押さえ部に比べて重いことを特徴とする請求項２１に記載のスピンヘッド。
- 前記案内部の重心と前記押さえ部の重心の各々を前記中央部の回転軸心と結ぶ線がなす夾角は、鈍角であることを特徴とする請求項２２に記載のスピンヘッド。
- 前記チャックピン移動ユニットは、
回転により前記チャックピンが前記本体の中心から遠ざかる方向へ移動できるように外側面に突起を有するカムと、
前記チャックピン各々が互いに独立して前記本体の中心に向かう方向へ移動されるように、前記移動ロッド各々に独立して復元力を印加するチャックピン復元器と、を備えることを特徴とする請求項２１に記載のスピンヘッド。 - 前記チャックピン復元器は、
前記復元力が弾性によりなされるように、前記移動ロッドに固定結合される一端と前記本体に固定結合される他端とを有する弾性部材を備えることを特徴とする請求項２４に記載のスピンヘッド。 - 基板が置かれるスピンヘッドであって、
本体と、
前記本体から上方に突出するように前記本体に設置されるチャックピンと、
前記チャックピンを移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、
前記本体は、
上板と、
前記チャックピン移動ユニットが設置される下板と、
前記上板と下板とを結合する押さえ具とを、備え、
前記下板には、スリット形状の溝が形成され、
前記押さえ具は、前記溝に挿入されて前記上板に固定結合される挿入部と、前記挿入部から延び、前記上板に向かって前記下板を押す頭部と、を備えることを特徴とするスピンヘッド。 - 前記下板は、前記上板に比べて熱変形の少ない材質からなり、前記上板は、前記下板に比べて腐食に強い材質からなることを特徴とする請求項２６に記載のスピンヘッド。
- 前記上板の材質は、ポリ塩化ビニールを含み、
前記下板の材質は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項２６に記載のスピンヘッド。 - 基板を支持するスピンヘッドであって、
本体と、
前記本体から上方に突出するように提供されるチャックピンと、
前記チャックピンを前記本体の半径方向に沿って直線移動させるチャックピン移動ユニットと、を備え、
前記チャックピン移動ユニットは、前記本体の中心に向かう方向に前記チャックピンの移動が復原力により互いに独立して行われるようにするチャックピン復元器を備えることを特徴とするスピンヘッド。 - 前記チャックピン移動ユニットは、
前記本体の中心から遠ざかる方向への前記チャックピンの移動は、カムの回転により行われるようにする直線移動器をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載のスピンヘッド。 - 前記チャックピン移動ユニットは、
前記本体が回転時に遠心力により前記チャックピンが前記本体の中心から遠ざかることを防止するために、前記チャックピンを前記本体の中心に向かう方向に押す接触保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載のスピンヘッド。 - 前記接触保持部材は、逆遠心力により前記チャックピンを押すように形状づけられたことを特徴とする請求項３１に記載のスピンヘッド。
- 前記チャックピン移動ユニットは、前記チャックピンと固定結合され、前記本体の半径方向へ移動可能な移動ロッドをさらに備え、
前記接触保持部材は、
前記移動ロッド上に設置される固定ピンと、
前記本体に対して回転可能なように前記本体に結合される中央部、前記移動ロッドに向かう方向に前記中央部から延びて前記固定ピンを押す押さえ部、及び前記本体の外側に向かって前記移動ロッドから遠ざかる方向に前記中央部から延びる案内部を有する保持バーとを備えることを特徴とする請求項３１に記載のスピンヘッド。
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