JP2018029164A - Board rotary device and board processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造工程などで利用可能な基板回転装置ないし基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate rotating apparatus or a substrate processing apparatus that can be used in a semiconductor manufacturing process or the like.
半導体製造工程は、フォトレジストの塗布・現像、エッチング、洗浄など、ウェハを薬液等で処理する工程を多く含む。これらの工程には、枚葉式の基板回転装置や、薬液で満たされた処理槽にウェハを浸漬する浸漬装置が用いられ、それぞれに一長一短がある。浸漬方式では、静電気の発生がない点、超音波振動の付加により洗浄効率を上げられる点などが長所として、処理槽内の薬液の不均一などが短所として挙げられる。回転方式では、処理条件の制御パラメータが多い点、ウェハ面内での処理の均一性に優れる点などが長所として挙げられる。 The semiconductor manufacturing process includes many processes for processing a wafer with a chemical solution such as application / development of photoresist, etching, and cleaning. In these processes, a single-wafer type substrate rotating apparatus or an immersion apparatus for immersing a wafer in a treatment tank filled with a chemical solution is used, and each has advantages and disadvantages. In the immersion method, there are advantages such as no generation of static electricity, an increase in cleaning efficiency by adding ultrasonic vibration, and non-uniformity of chemicals in the treatment tank. Advantages of the rotation method include a large number of control parameters for processing conditions and excellent uniformity of processing within the wafer surface.
一方、従来の基板回転装置では、ウェハを固定するステージの回転軸(シャフト)が容器底部を貫通するため、貫通部のシール部分の腐食や、シール部分からの汚染などの問題があった。これに対して、特許文献1には、密閉容器内に収容する回転板を、容器外部下方に配置された第二種超電導体により磁気浮上させ、容器周囲に配置された回転磁界コイルにより回転駆動する、磁気的浮上回転処理装置が記載されている。
On the other hand, in the conventional substrate rotating apparatus, since the rotating shaft (shaft) of the stage for fixing the wafer penetrates the bottom of the container, there are problems such as corrosion of the seal portion of the through portion and contamination from the seal portion. On the other hand, in
しかし、特許文献1に記載された装置では、超伝導体を冷却するために設備が大がかりになるという問題があり、また、容器形状が複雑なため清掃等の保守作業の作業性に改善の余地があった。
However, the apparatus described in
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、容器内の汚染源を減らし、より保守が容易な基板回転装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a substrate rotating apparatus that reduces the number of contamination sources in the container and is easier to maintain.
本発明の基板回転装置は、磁場発生手段を備え、発生した磁場を中心軸の周りに回転可能な外枠体と、前記外枠体の内側に配置された容器と、前記容器内に配置され、基板保持手段と周方向に分散配置された磁石または強磁性体とを備える内枠体と、前記外枠体と前記内枠体を磁気的に結合して、該内枠体を浮上させるとともに、該内枠体を前記磁場の回転変化に追随させて回転させる磁気結合手段と、前記外枠体と前記内枠体の間隔を一定に保ち、該内枠体を該外枠体と同心に維持するギャップ調整手段とを有する。 The substrate rotating apparatus according to the present invention includes a magnetic field generating means, and an outer frame body capable of rotating the generated magnetic field around a central axis, a container disposed inside the outer frame body, and a container disposed in the container. An inner frame comprising a substrate holding means and magnets or ferromagnetics distributed in the circumferential direction; and the outer frame and the inner frame are magnetically coupled to float the inner frame A magnetic coupling means for rotating the inner frame following the rotation change of the magnetic field, and maintaining a constant distance between the outer frame and the inner frame, so that the inner frame is concentric with the outer frame. And a gap adjusting means for maintaining.
ここで、外枠体の中心軸とは、外枠体の中心を通り、外枠体の面に垂直な直線である。また、磁場を中心軸の周りに回転させるとは、磁束密度の分布が中心軸の周りに回転しているかのように磁場を変化させることをいう。 Here, the central axis of the outer frame body is a straight line that passes through the center of the outer frame body and is perpendicular to the surface of the outer frame body. Further, rotating the magnetic field around the central axis means changing the magnetic field as if the distribution of magnetic flux density is rotating around the central axis.
この構成により、基板を保持した内リングを容器内に浮上させて回転させられるので、回転シャフト等が容器を貫通することがなく、容器内の汚染源を減らすことができる。また、内リングと外リングが同一平面内で同心に配されるので、容器形状としてより単純な形状を採用することができる。 With this configuration, since the inner ring holding the substrate is floated and rotated in the container, the rotating shaft or the like does not penetrate the container, and the contamination sources in the container can be reduced. Further, since the inner ring and the outer ring are arranged concentrically in the same plane, a simpler shape can be adopted as the container shape.
本発明の一つの態様において、前記磁場発生手段が、前記内枠体の前記磁石または強磁性体と対向するように前記外枠体の周方向に分散配置された電磁石であり、前記磁場の回転が前記外枠体の回転運動によって実現され、前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体と前記外枠体の電磁石とで構成される。 In one aspect of the present invention, the magnetic field generating means is an electromagnet distributed in the circumferential direction of the outer frame so as to face the magnet or the ferromagnetic body of the inner frame, and the rotation of the magnetic field Is realized by the rotational movement of the outer frame body, and the magnetic coupling means is composed of a magnet or a ferromagnetic body of the inner frame body and an electromagnet of the outer frame body.
本発明の他の態様において、前記磁場発生手段が前記外枠体の周方向に整列配置された電磁石であり、前記磁場の回転が前記整列配置された電磁石の極性を順次変化させることにより実現され、前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体と前記外枠体の電磁石とで構成される。 In another aspect of the present invention, the magnetic field generating means is an electromagnet aligned in the circumferential direction of the outer frame, and the rotation of the magnetic field is realized by sequentially changing the polarity of the aligned electromagnets. The magnetic coupling means includes a magnet or a ferromagnetic body of the inner frame body and an electromagnet of the outer frame body.
本発明の他の態様において、前記外枠体は、該外枠体の外周側を占める非回転部と、該外枠体の内周側を占め、透磁率の異なる部分が周方向に繋ぎ合わされて形成された回転部からなる。そして、前記非回転部は、前記磁場発生手段として、周方向に整列配置された電磁石を備え、前記磁場の回転が前記回転部の回転運動によって実現され、前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体、前記回転部および前記非回転部の電磁石で構成される。 In another aspect of the present invention, the outer frame body includes a non-rotating portion that occupies the outer peripheral side of the outer frame body and an inner peripheral side of the outer frame body, and portions having different magnetic permeability are connected in the circumferential direction. It consists of a rotating part formed. The non-rotating portion includes, as the magnetic field generating means, electromagnets arranged in a circumferential direction, the rotation of the magnetic field is realized by the rotational movement of the rotating portion, and the magnetic coupling means is the inner frame body. It is composed of a magnet or a ferromagnetic body, an electromagnet of the rotating part and the non-rotating part.
上記いずれかの基板回転装置において、好ましくは、前記外枠体はさらに、前記中心軸と交差する直線の周りに回動して傾斜可能である。この構成により、基板を水平面から傾斜させた状態で回転させることができる。 In any one of the above substrate rotating apparatuses, preferably, the outer frame body can be further rotated and inclined around a straight line intersecting the central axis. With this configuration, the substrate can be rotated while being inclined from the horizontal plane.
好ましくは、前記外枠体はさらに、前記中心軸方向に並進可能である。これにより、基板の装着や取り外し作業がより容易になる。 Preferably, the outer frame body is further translatable in the central axis direction. This makes it easier to mount and remove the substrate.
好ましくは、前記容器は、底部に薬液供給手段および排液手段を有し、内部に薬液を貯留して前記内枠体に保持された基板を浸漬して処理可能である。ここで、薬液には純水を含む。この構成により、基板を薬液に浸漬した状態で回転させることができる。 Preferably, the container has a chemical solution supply unit and a drainage unit at the bottom, and can be treated by immersing a substrate held in the inner frame body by storing the chemical solution therein. Here, the chemical solution contains pure water. With this configuration, the substrate can be rotated while immersed in the chemical solution.
本発明の基板処理装置は、磁場発生手段を備え、発生した磁場を中心軸の周りに回転可能な外枠体と、前記外枠体の内側に配置され、内部に処理薬液を収容可能な容器と、前記容器内に配置され、基板保持手段と周方向に分散配置された磁石または強磁性体とを備える内枠体と、前記外枠体と前記内枠体を磁気的に結合して、該内枠体を浮上させるとともに、該内枠体を前記磁場の回転変化に追随させて回転させる磁気結合手段と、前記外枠体と前記内枠体の間隔を一定に保ち、該内枠体を該外枠体と同心に維持するギャップ調整手段とを有する。 The substrate processing apparatus of the present invention comprises a magnetic field generating means, an outer frame that can rotate the generated magnetic field around a central axis, and a container that is disposed inside the outer frame and can store a processing chemical solution inside. And an inner frame that is disposed in the container and includes a substrate holding means and a magnet or a ferromagnetic material distributed in the circumferential direction, and the outer frame and the inner frame are magnetically coupled, A magnetic coupling means for levitating the inner frame and rotating the inner frame in accordance with a rotation change of the magnetic field; and maintaining a constant distance between the outer frame and the inner frame, And a gap adjusting means for maintaining the concentricity with the outer frame body.
本発明の基板回転装置または基板処理装置によれば、基板を保持した内枠体を容器内に浮上させて回転させられるので、回転シャフト等が容器を貫通することがなく、容器内の汚染源を減らすことができる。また、内枠体と外枠体が同一平面内で同心状に配されるので、より単純な容器形状を採用することができる。 According to the substrate rotating apparatus or the substrate processing apparatus of the present invention, since the inner frame body holding the substrate is floated and rotated in the container, the rotating shaft or the like does not penetrate the container, and the contamination source in the container is reduced. Can be reduced. Further, since the inner frame body and the outer frame body are arranged concentrically in the same plane, a simpler container shape can be adopted.
本発明の第1実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。この実施形態の基板回転装置は、円形の基板を薬液に浸漬しながら回転させることができる。 1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. The substrate rotating apparatus of this embodiment can rotate a circular substrate while being immersed in a chemical solution.
図1を参照して、本実施形態の基板回転装置10は、外リング(外枠体)20と、外リングの内側に配置された容器40と、容器内に配置された内リング(内枠体)50とを有する。内リングには基板60が保持される。
Referring to FIG. 1, a
図2および図3を参照して、外リング20は、外リング上部材21と外リング下部材22の間に、複数の磁気結合用電磁石23と複数の保持爪駆動用電磁石24とを備える。なお、本明細書中で単に「電磁石」というときは「磁気結合用電磁石23」を指す。
Referring to FIGS. 2 and 3,
電磁石23は、外リング20の周方向に分散配置されている。電磁石23としては、空芯のソレノイドや、永久磁石または強磁性体のコアを有するソレノイド等を用いることができる。この電磁石23によって磁場が発生する。電磁石23は図示しない制御装置によって磁力の大小が制御される。電磁石23の数は3個以上である。電磁石23の数の上限は特に限定されないが、構造が複雑になり過ぎないよう、好ましくは7個以下であり、より好ましくは3個である。電磁石23は、3個の電磁石を頂点とする三角形のうち、少なくとも1つが鋭角三角形となるように配置される。電磁石23は、好ましくは、外リングの周を等分するように配置される。
The
保持爪駆動用電磁石24は、後述する内リング50の保持爪54を駆動するためのものである。
The holding
外リング20は、中心軸Zの周りに回転可能である。外リングが回転することにより、電磁石23によって発生した磁場が中心軸Zの周りに回転する。外リングはさらに、中心軸Zと交差する直線を軸として回動して傾斜可能である。かかる動作はジンバル機構によって実現できる。一例として、図4では次のとおりである。第1支持枠61は図示しない支持機構に水平に支持されている。第2支持枠62はX軸周りに回動可能に第1支持枠に支持され、第1モーター63によってX軸周りに回動して傾斜可能である(T)。外リング20は、第2支持枠から延びる支柱64に固定されたベアリング65上に配され、第2モーター66によって、ベルト(68)駆動等によりZ軸周りに回転する(R)。これにより、外リングはX軸周りに回動して傾斜可能で、Z軸周りに回転可能となる。
The
図1および図3を参照して、容器40は外リング20の内側に配置され、図示しない支持機構に支持されている。容器の形状は、外リングおよび内リングの傾斜・回転に干渉しないことを要する。本実施形態の容器形状は上下が切断された球状であり、外リングが傾斜・回転しても、外リングおよび内リングと干渉することがない。容器40は側壁部41と蓋部42と底部43からなり、側壁部が球面を構成している。底部43は側壁部下端と液密に接合される。底部には薬液供給管44および排液管45が接続されている。好ましくは、蓋部42も側壁部上端と液密に接合可能とする。容器内部に薬液を貯留した状態で、容器自体を傾けられるからである。
1 and 3, the
容器40の材質は、比透磁率が1に近い誘電体であって、使用する薬液によって腐食せず、基板の汚染源とならないものを用いる。容器の材質は、好ましくは石英である。容器内に充填される処理薬液として、例えば基板洗浄処理であれば、純水、アンモニア、アンモニア・過酸化水素混合液、塩酸、塩酸・過酸化水素混合液、硫酸、硫酸・過酸化水素混合液、過酸化水素、オゾン水、フッ酸・オゾン水混合液、硫酸・オゾン水混合液等が使用される。エッチング処理であれば、硝酸、フッ酸、酢酸、フッ酸・過酸化水素混合液、フッ酸・硝酸混合液、フッ酸・硝酸・酢酸混合液、フッ酸・塩酸混合液、硫酸・塩酸混合液、硫酸・硝酸混合液、硝酸・塩酸混合液等が使用される。基板乾燥処理であれば、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール等が使用される。
The material of the
図2、図3および図5を参照して、内リング50は、容器40内に配置される。内リング50は、内リング上部材51と内リング下部材52の間に、複数の磁気結合用永久磁石53と、基板を把持するための複数の保持爪54とを備える。なお、本明細書中で単に「永久磁石」というときは、この「磁気結合用永久磁石53」を指す。
With reference to FIGS. 2, 3, and 5, the
内リング上部材51および内リング下部材52の材質は、使用する薬液によって腐食しないもので、基板の汚染源とならないものを用いる。内リング上部材および内リング下部材の材質は、好ましくは石英である。
The inner ring
永久磁石53は、内リング50の周方向に分散配置されている。永久磁石53の数は3個以上である。永久磁石は53、外リング20の電磁石23と一対一に対向可能であるように配置される。永久磁石53は石英管に封入される。この構造は、例えば、永久磁石を石英管に挿入し、石英管の両端部を石英板で塞ぎ、石英管端面と石英板周縁部を溶接することにより実現できる。
The
保持爪54は、内リング50の周方向に分散配置されている。保持爪は、内リングの面に垂直な貫通孔55を有し、貫通孔に挿通されたピン56の周りに回動可能である。ピンは内リング上部材51および内リング下部材52に溶接等で固定されている。保持爪の基端部57には保持爪駆動用永久磁石58が埋め込まれており、外リング20の保持爪駆動用電磁石24との吸引または反発によって、保持爪全体がピン56の周りに回動する。保持爪の先端部59は、基板60を把持する。
The holding
保持爪54の数は3個以上である。保持爪の数の上限は特に限定されないが、構造が複雑になり過ぎないよう、好ましくは7個以下であり、より好ましくは3個である。保持爪は、3つの先端部59を頂点とする三角形のうち、少なくとも1つが鋭角三角形となるように配置される。保持爪は、好ましくは、先端部59が基板60の外周を等分するように配置される。
The number of holding
保持爪54およびピン56の材質は、使用する薬液によって腐食しないもので、基板の汚染源とならないものを用いる。保持爪およびピンの材質は、好ましくは石英である。
The holding
図2および図3を参照して、外リング20の周方向に分散配置された電磁石23と内リング50の永久磁石53は一対一に対向して磁気結合手段と構成する。これにより、外リングと内リングは容器40の側壁を挟んで磁気的に結合され、内リングは容器内で宙に浮いた状態に保持される。外リングと内リングの間隔は、それが大きいほど装置設計の自由度が増すので好ましい。実現可能な間隔は、内リングの重さ、電磁石23と永久磁石53の磁力の大きさなどによるが、本発明者らの実験結果からは、一般に入手可能な材料を用いて40mm程度まで大きくすることができる。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
内リング50が容器40内で宙に浮いた状態で、外リング20が中心軸Zの周りに回転運動すると、内リングは外リングの回転運動に追随して回転する。
When the
しかし、上記磁気結合手段のみによっては、外リング20と内リング50の間隔は不安定である。そこで、外リングと内リングの間隔をセンサーで検出し、電磁石23の磁力を調整することによって、当該間隔が一定に保たれる。これにより、内リングが外リングと同一平面内で同心に維持される。センサーは、外リングと内リングの間隔を、少なくとも3か所で検出する。好ましくは電磁石23と永久磁石53の位置で検出することで、電磁石23の磁力の制御が容易になる。センサーとしては、例えば、外リングにレーザー式変位センサーを設けることができる。
However, the space between the
次に、本実施形態の基板回転装置の使用方法を、図6を参照して説明する。 Next, a method for using the substrate rotating apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
まず、容器40の蓋部を外して上方に開放し、ロボットアーム71等により基板60を保持して容器内に挿入し、基板を所定の位置まで下降させる(図6A)。内リング50の保持爪で基板を把持する。基板を内リングに受け渡した後、ロボットアームを上方に引き抜く。容器に蓋部42を液密に装着して、外リング20を傾斜させることにより、内リングおよび基板60を傾斜させる。容器底部の薬液供給管44から薬液46(硫酸・過酸化水素混合液等)を供給して、容器内を満たす(図6B)。基板60を薬液に浸漬した状態で、外リングの中心軸Zの周りに回転させて基板を処理する(図6C)。基板処理終了後、容器40および外リング20を傾斜させ、基板をさらに傾け、好ましくは垂直に立てる(図6D)。容器底部の排液管45から薬液を排出する(図6E)。基板60を水平に戻す(図6F)。その後、容器の蓋部を外して、ロボットアーム等により基板を取り出す。
First, the lid of the
本発明の第2実施形態を図7に基づいて説明する。本実施形態は、リニアモーターの原理を利用して磁場を回転させる点で第1実施形態と異なる。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the magnetic field is rotated using the principle of the linear motor.
図7を参照して、本実施形態の基板処理装置11における外リング25は、磁場発生手段として、周方向に整列配置された電磁石26を備える。そして、外リング自体が中心軸の周りに回転運動するのではなく、外リングが静止した状態で、電磁石26を周方向に順次オンオフしたり、極性を反転させることにより、磁場を回転させる。これにより、電磁石26と永久磁石53との吸引および/または反発により、内リング50を磁場の回転変化に追随させて回転させる。
Referring to FIG. 7, the
保持爪54は、上記電磁石26のうち、保持爪駆動用永久磁石58と対向する位置にある電磁石(図7の26A)によって駆動される。具体的には、内リング50の停止時に保持爪54を開閉するときは、保持爪駆動用永久磁石58と対向する位置にある電磁石26Aの極性を適当に反転させる。そして、内リング回転中は、保持爪が基板を保持した状態を維持できるように、電磁石26の極性や磁力を制御する。
The holding
外リング20のその他の部分、容器40および内リング50の構成は、第1実施形態と同様である。
The other parts of the
本実施形態によれば、外リングの回転機構等が不要となり、装置構造を単純化できる。 According to this embodiment, an outer ring rotating mechanism or the like is not required, and the apparatus structure can be simplified.
本発明の第3実施形態を図8に基づいて説明する。本実施形態は、外枠体が非回転部と回転部からなる点で第1実施形態と異なる。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the outer frame body includes a non-rotating part and a rotating part.
図8を参照して、本実施形態の基板処理装置12における外枠体30は、その外周側を占める非回転部31と、内周側を占める回転部33からなる。回転部33は、図示しないベアリング等の支持機構を介して非回転部と機械的に接合されており、両者は同一平面内で同心に配置され、相対的な位置関係は不変である。
With reference to FIG. 8, the
非回転部31は、磁場発生手段として、周方向に整列配置された電磁石32を備える。回転部33は、周方向に沿って透磁率の異なる部分が繋ぎ合わせれて形成されている。図8の濃色部は透磁率の高い部分34であって、例えば、強磁性体や永久磁石からなる。図8の淡色部は透磁率の低い部分35であって、例えば、各種誘電体からなる。電磁石32による磁力線は高透磁率部分34を通りやすいので、回転部33の高透磁率部分34の内側は磁束密度が高くなる。逆に、回転部33の低透磁率部分35の内側は磁束密度が低くなる。高透磁率部分34は、内リング50の周方向に分散配置された永久磁石53および保持爪駆動用永久磁石58と対向可能なように配置される。
The
非回転部31の電磁石32、回転部33の高透磁率部分34および内リング50の永久磁石53は磁気的に結合され、内リングは容器40内で宙に浮いた状態に保持される。また、非回転部31が静止した状態で、回転部33が中心軸Zの周りに回転運動することにより、磁場が回転し、内リングが磁場の回転変化に追随して回転する。
The
保持爪54の駆動方法は第2実施形態と同様である。すなわち、内リング50の停止時に保持爪54を開閉するときは、保持爪駆動用永久磁石58と対向する位置にある電磁石32Aの極性を適当に反転させる。
The driving method of the holding
本実施形態によれば、電磁石32が配置された非回転部31が回転運動しないので、電磁石32の配線を簡素化できる。
According to this embodiment, since the
上記第1〜第3実施形態の基板回転装置は、従来の浸漬式基板処理装置と回転式基板処理装置の長所を併せ持つ。例えば、浸漬方式の長所として、静電気の問題がなく、超音波振動の付加により洗浄効果の向上が可能である。そして、回転方式の長所として、基板を回転させることにより基板面内での処理の均一性が改善される。また、基板を薬液に浸漬した状態で回転させるので、特に洗浄工程において、基板表面に付着した汚れが表面から剥がれやすくなるリフトオフ効果が期待できる。 The substrate rotating apparatus according to the first to third embodiments has the advantages of the conventional immersion type substrate processing apparatus and the rotary type substrate processing apparatus. For example, as an advantage of the immersion method, there is no problem of static electricity, and the cleaning effect can be improved by adding ultrasonic vibration. As a merit of the rotation method, the uniformity of processing within the substrate surface is improved by rotating the substrate. In addition, since the substrate is rotated while being immersed in the chemical solution, a lift-off effect can be expected in which dirt attached to the substrate surface is easily peeled off from the surface, particularly in the cleaning process.
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。以下にいくつかの変形例を説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the technical idea. Several modifications will be described below.
上記各実施形態の内枠体および外枠体は円環状であったが、内枠体および外枠体の形状はこれに限定されず、例えば、正8角形その他の多角形であってもよい。 Although the inner frame body and the outer frame body in each of the above embodiments are annular, the shape of the inner frame body and the outer frame body is not limited to this, and may be, for example, a regular octagon or other polygons. .
また、上記各実施形態では、内枠体が磁気結合用永久磁石53と保持爪駆動用永久磁石58を備えるが、永久磁石に代えて強磁性体を備えるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the inner frame body includes the magnetic coupling
また、外枠体の回転または回動の軸の数を「回転の自由度」と呼ぶことにすると、上記各実施形態の外枠体の回転の自由度は2であったが、外枠体の回転の自由度は3であってもよい。すなわち、外枠体は中心軸の周りに回転可能で、中心軸と交差する2本の直線の周りに回動して傾斜可能であってもよい。これにより、基板をより複雑に運動させながら処理することができる。 In addition, when the number of rotation or rotation axes of the outer frame body is referred to as “degree of freedom of rotation”, the degree of freedom of rotation of the outer frame body in each of the above embodiments is 2, The degree of freedom of rotation may be 3. That is, the outer frame body may be rotatable around the central axis and may be tilted by rotating around two straight lines intersecting the central axis. Thereby, it is possible to process the substrate while moving it in a more complicated manner.
あるいは、外枠体の回転の自由度は1であってもよい。すなわち、外枠体は中心軸周りに回転可能であるが、外枠体は傾斜せず、中心軸の向きが固定されていてもよい。これにより、装置構造を単純化できる。また、容器形状を球形ではなく略円筒形にすることもできる。容器が円筒形でも外枠体および内枠体の回転に干渉しないからである。この場合、好ましくは、中心軸を鉛直ではなく斜めにしておくことで、薬液排出時に基板上に薬液等が残留しにくい。 Alternatively, the degree of freedom of rotation of the outer frame body may be 1. That is, the outer frame body can rotate around the central axis, but the outer frame body may not be inclined and the direction of the central axis may be fixed. Thereby, the apparatus structure can be simplified. Further, the container shape may be a substantially cylindrical shape instead of a spherical shape. This is because even if the container is cylindrical, it does not interfere with the rotation of the outer frame and the inner frame. In this case, it is preferable that the central axis be inclined instead of vertical, so that the chemical liquid or the like hardly remains on the substrate when the chemical liquid is discharged.
また、外枠体は、その中心軸の方向に並進可能であってもよい。これにより、基板の装着や取り外し作業が容易になる。 Further, the outer frame body may be capable of translation in the direction of its central axis. This facilitates mounting and removal of the substrate.
また、本発明の基板回転装置は、基板を薬液に浸漬しないで、スピンコーター等の従来の基板回転装置の代替として用いることができる。その場合、回転の自由度が2であれば、基板を水平から傾斜させた状態で回転できるので、より最適に近い処理条件を選択することができる。回転の自由度が1であっても、回転シャフト等が容器を貫通することがなく、容器内の汚染源を減らすことができる。 Moreover, the substrate rotating apparatus of the present invention can be used as an alternative to a conventional substrate rotating apparatus such as a spin coater without immersing the substrate in a chemical solution. In this case, if the degree of freedom of rotation is 2, the substrate can be rotated while being inclined from the horizontal, so that processing conditions closer to the optimum can be selected. Even if the degree of freedom of rotation is 1, the rotating shaft or the like does not penetrate the container, and the contamination source in the container can be reduced.
また、本発明の基板回転装置は、薬液を使用しないドライプロセスに用いることができる。その場合は、容器に所要の気密性を持たせる。 Moreover, the substrate rotating apparatus of the present invention can be used in a dry process that does not use a chemical solution. In that case, give the container the required airtightness.
10−12 基板回転装置
20 外リング(外枠体)
21 外リング上部材
22 外リング下部材
23 磁気結合用電磁石(電磁石)
24 保持爪駆動用電磁石
25 外リング(外枠体)
26、26A 電磁石
30 外枠体
31 非回転部
32、32A 電磁石
33 回転部
34 高透磁率部分
35 低透磁率部分
40 容器
41 側壁部
42 蓋部
43 底部
44 薬液供給管
45 排液管
46 薬液
50 内リング(内枠体)
51 内リング上部材
52 内リング下部材
53 磁気結合用永久磁石(永久磁石)
54 保持爪(基板保持手段)
55 貫通孔
56 ピン
57 基端部
58 保持爪駆動用永久磁石
59 先端部
61 第1支持枠
62 第2支持枠
63 第1モーター(回動・傾斜用)
64 支柱
65 ベアリング
66 第2モーター(回転用)
68 ベルト
60 基板
71 ロボットアーム
Z 外リング・外枠体の中心軸
10-12
21 Outer ring
24 Electromagnet for holding claw drive 25 Outer ring (outer frame)
26,
51 Inner ring
54 Holding claws (substrate holding means)
55 Through-
64
68
Claims (8)
前記外枠体の内側に配置された容器と、
前記容器内に配置され、基板保持手段と周方向に分散配置された磁石または強磁性体とを備える内枠体と、
前記外枠体と前記内枠体を磁気的に結合して、該内枠体を浮上させるとともに、該内枠体を前記磁場の回転変化に追随させて回転させる磁気結合手段と、
前記外枠体と前記内枠体の間隔を一定に保ち、該内枠体を該外枠体と同心に維持するギャップ調整手段と、
を有する基板回転装置。 An outer frame comprising a magnetic field generating means and capable of rotating the generated magnetic field around a central axis;
A container disposed inside the outer frame;
An inner frame provided in the container and provided with a substrate holding means and a magnet or a ferromagnetic material distributed in the circumferential direction;
Magnetic coupling means for magnetically coupling the outer frame body and the inner frame body to float the inner frame body and to rotate the inner frame body in accordance with the rotational change of the magnetic field;
A gap adjusting means for maintaining a constant distance between the outer frame body and the inner frame body and maintaining the inner frame body concentrically with the outer frame body;
A substrate rotating apparatus having
前記磁場の回転が前記外枠体の回転運動によって実現され、
前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体と前記外枠体の電磁石とで構成される、
請求項1に記載の基板回転装置。 The magnetic field generating means is an electromagnet distributed and arranged in the circumferential direction of the outer frame body so as to face the magnet or ferromagnetic body of the inner frame body,
The rotation of the magnetic field is realized by the rotational movement of the outer frame,
The magnetic coupling means is composed of a magnet or a ferromagnetic body of the inner frame body and an electromagnet of the outer frame body.
The substrate rotating apparatus according to claim 1.
前記磁場の回転が前記整列配置された電磁石の極性を順次変化させることにより実現され、
前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体と前記外枠体の電磁石とで構成される、
請求項1に記載の基板回転装置。 The magnetic field generating means is an electromagnet arranged in the circumferential direction of the outer frame,
The rotation of the magnetic field is realized by sequentially changing the polarity of the aligned electromagnets,
The magnetic coupling means is composed of a magnet or a ferromagnetic body of the inner frame body and an electromagnet of the outer frame body.
The substrate rotating apparatus according to claim 1.
前記非回転部は、前記磁場発生手段として、周方向に整列配置された電磁石を備え、
前記磁場の回転が前記回転部の回転運動によって実現され、
前記磁気結合手段が前記内枠体の磁石または強磁性体、前記回転部および前記非回転部の電磁石で構成される、
請求項1に記載の基板回転装置。 The outer frame body includes a non-rotating portion that occupies the outer peripheral side of the outer frame body and a rotating portion that occupies the inner peripheral side of the outer frame body and is formed by joining portions having different magnetic permeability in the circumferential direction. ,
The non-rotating part includes an electromagnet arranged in the circumferential direction as the magnetic field generating means,
The rotation of the magnetic field is realized by the rotational movement of the rotating part,
The magnetic coupling means is composed of a magnet or a ferromagnetic body of the inner frame body, an electromagnet of the rotating portion and the non-rotating portion,
The substrate rotating apparatus according to claim 1.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板回転装置。 The outer frame body can be further rotated and inclined around a straight line intersecting the central axis.
The board | substrate rotation apparatus as described in any one of Claims 1-4.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板回転装置。 The outer frame body is further translatable in the central axis direction.
The substrate rotating apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板回転装置。 The container has a chemical solution supply means and a drainage means at the bottom, and can be processed by immersing the substrate held in the inner frame by storing the chemical solution inside.
The substrate rotating apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記外枠体の内側に配置され、内部に処理薬液を収容可能な容器と、
前記容器内に配置され、基板保持手段と周方向に分散配置された磁石または強磁性体とを備える内枠体と、
前記外枠体と前記内枠体を磁気的に結合して、該内枠体を浮上させるとともに、該内枠体を前記磁場の回転変化に追随させて回転させる磁気結合手段と、
前記外枠体と前記内枠体の間隔を一定に保ち、該内枠体を該外枠体と同心に維持するギャップ調整手段と、
を有する基板処理装置。 An outer frame comprising a magnetic field generating means and capable of rotating the generated magnetic field around a central axis;
A container that is disposed inside the outer frame body and can store a treatment chemical solution therein;
An inner frame provided in the container and provided with a substrate holding means and a magnet or a ferromagnetic material distributed in the circumferential direction;
Magnetic coupling means for magnetically coupling the outer frame body and the inner frame body to float the inner frame body and to rotate the inner frame body in accordance with the rotational change of the magnetic field;
A gap adjusting means for maintaining a constant distance between the outer frame body and the inner frame body and maintaining the inner frame body concentrically with the outer frame body;
A substrate processing apparatus.
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---|---|---|---|
JP2016161587A JP2018029164A (en) | 2016-08-20 | 2016-08-20 | Board rotary device and board processing apparatus |
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