JP3647576B2

JP3647576B2 - Substrate holder

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Publication number: JP3647576B2
Application number: JP29159796A
Authority: JP
Inventors: 彰彦森田; 武司吉田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2016-11-01
Also published as: JPH10135314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板や液晶表示器用ガラス基板などの基板を取り扱う回転式基板処理装置や基板搬送装置などにおいて基板を保持するために用いられる基板保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は回転式基板処理装置に用いられる従来の基板保持装置９００の一例を示す図である。この基板保持装置では、基板Ｗが回転台９０１と共に軸Ａを中心に回転しながら処理液の供給などの所定の処理が施されるようになっており、回転中の基板Ｗは基板押圧部材９１１および回転台９０１に固定された基板保持部材９０２により支持されている。
【０００３】
基板押圧部材９１１は回転台９０１上の回動軸受部材９１２の支点９１２ａにおいて回動可能に支持されており、基板押圧部材９１１が回動することにより押圧面９１１ａが基板Ｗの外縁部Ｗａに接離可能となっている。
【０００４】
基板保持部材９０２は基板支持部９０３が基板Ｗを下方から支持し、突起状の水平位置規制部９０４が基板Ｗの外縁部に接して基板Ｗの回転台９０１に対する水平位置を規制するようになっている。
【０００５】
また、基板押圧部材９１１の押圧面９１１ａと反対側の一端９１１ｂには永久磁石９１３が設けられており、回転台９０１の周囲を覆う処理液回収カップ（以下、単に「カップ」という。）９０８にはその内面に沿って軸Ａを中心とするリング状のリング状磁石９２０が設けられている。これにより、カップ９０８を上方に移動すると永久磁石９１３とリング状磁石９２０とが反発しあって（図中Ｎ極とＮ極とが反発）基板押圧部材９１１が回動して押圧面９１１ａが基板Ｗの外縁部Ｗａを押圧し、基板Ｗが水平位置規制部９０４と押圧面９１１ａとにより水平方向に対して規制されて保持されることとなる。この状態で回転台９０１は軸Ａを中心に回転し、永久磁石９１３はリング状磁石９２０のリング形状に沿って移動しつつ絶えず反発力を受け、基板Ｗは保持されたまま回転台９０１と共に回転することとなる。
【０００６】
さらに、基板押圧部材９１１の重心Ｇは支点９１２ａから外れた位置となるよう設計されており、基板Ｗの処理が完了すると回転台９０１の回転を停止してカップ９０８が下降し、基板押圧部材９１１が自重により回動して押圧面９１１ａが基板Ｗの外縁部Ｗａから離れ、基板Ｗが開放されるようになっている。
【０００７】
これにより、基板Ｗは回転台９０１と共に回転している間水平方向に対して規制され、基板Ｗのすべりなどによる発塵や基板の損傷が防止される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように図１４に示される従来の基板保持装置の一例では、基板Ｗが回転している間永久磁石９１３およびリング状磁石９２０の反発力を利用して基板Ｗが保持される。
【０００９】
しかし、基板Ｗの開放を確実に行うには基板押圧部材９１１の自重による回転力を十分に大きくする必要があり、基板押圧部材９１１が重くなってしまう。これにより、回転台９０１のバランスが悪くなり安定した高速回転が困難となってしまう。また、回転台９０１上のバランスをとるように基板押圧部材９１１に対向する位置に重りを設けたのでは回転台９０１の回転と停止との切替を迅速に行うことができず、処理速度が低下することとなる。
【００１０】
このような問題を解消するために、重心Ｇと支点９１２ａとを一致させて基板押圧部材９１１の重さを低減し、かつ、リング状磁石９２０の上下動のみを用いて基板Ｗの規制および開放を行う基板保持装置が検討されつつあるが、基板Ｗの確実な保持および開放の実現は容易なことではない。
【００１１】
そこで、この発明は、上記課題に鑑みなされたもので、基板の回転動作に影響を与えることなく簡易な構造にて基板の保持および開放を確実に行うことができる基板保持装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を回転し、前記基板に所定の処理を施す回転式基板処理装置に用いられる基板保持装置であって、第１の軸を中心として回転する回転台と、前記回転台に固定配置され、前記基板の外縁部に当接して前記基板の前記回転台に対する位置を規制する固定式保持部材と、前記回転台に可動に支持された可動式保持部材と、前記可動式保持部材と連結されて動きを共にする保持用磁性部材と、前記回転台の外部に配置された第１の外部磁性部材と、前記回転台の外部において、前記第１の外部磁性部材とは異なる位置に配置された第２の外部磁性部材と、前記保持用磁性部材、前記第１の外部磁性部材、および、前記第２の磁性部材の相対的配置の状態を第１の配置状態と第２の配置状態とに変更する配置変更手段とを備え、前記第１の配置状態では前記保持用磁性部材が前記第１の外部磁性部材からの力を利用して前記可動式保持部材が前記基板の外縁部を押圧付勢し、前記第２の配置状態では前記保持用磁性部材が前記第２の外部磁性部材からの力を利用して前記可動式保持部材が前記基板を開放する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の基板保持装置であって、前記第１の外部磁性部材が前記第１の軸を中心とする所定の回転軌跡に沿って配置された略円環状の磁石である。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の基板保持装置であって、前記回転台の側方周囲を覆うカップをさらに備え、前記第２の外部磁性部材が前記カップに固定配置されている。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３に記載の基板保持装置であって、前記第１の外部磁性部材が前記カップに固定配置されており、前記配置変更手段が前記カップを前記第１の軸に沿って移動させる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項３記載の基板保持装置であって、前記カップが前記第１の外部磁性部材と独立して移動可能とされている。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板保持装置であって、前記可動式保持部材が、回動可能な回動式保持部材であり、前記回動式保持部材は、前記第１の軸にほぼ平行であって前記回転台に固定された第２の軸を中心として回動可能な回動式支持部と、前記第２の軸に偏心して前記回動式支持部に設けられた保持部とを有し、前記回動式保持部材が回動することにより、前記保持部が前記基板の外縁部を当接して押圧付勢することと、当接状態を脱して前記基板を開放することとが可能とされている。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６に記載の基板保持装置であって、前記保持用磁性部材が前記回転台に固定された第３の軸を中心に回動可能とされており、前記保持用磁性部材の回動が回転伝達機構を介して前記回動式支持部に伝達される。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板保持装置であって、前記第１の外部磁性部材が電磁石である。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板保持装置であって、前記第２の外部磁性部材が電磁石である。
【００２２】
請求項１０の発明は、基板を搬送する基板搬送装置に用いられる基板保持装置であって、移動することにより前記基板を搬送する支持本体部と、前記支持本体部に固定配置され、前記基板の外縁部に当接して前記基板の前記支持本体部に対する位置を規制する固定式保持部材と、前記支持本体部に可動に支持された可動式保持部材と、前記可動式保持部材と連結されて動きを共にする保持用磁性部材と、前記支持本体部の外部に配置された第１の外部磁性部材と、前記支持本体部の外部において、前記第１の外部磁性部材とは異なる位置に配置された第２の外部磁性部材と、前記保持用磁性部材、前記第１の外部磁性部材、および、前記第２の磁性部材の相対的配置の状態を第１の配置状態と第２の配置状態とに変更する配置削除手段とを備え、前記第１の配置状態では前記保持用磁性部材が前記第１の外部磁性部材からの力を利用して前記可動式保持部材が前記基板の外縁部を押圧付勢し、前記第２の配置状態では前記保持用磁性部材が前記第２の外部磁性部材からの力を利用して前記可動式保持部材が前記基板を開放する。
【００２３】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の基板保持装置であって、前記第１の外部磁性部材が電磁石である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は回転式基板処理装置に用いられる基板保持装置１００を示す断面図である。この基板保持装置１００は回転台１の上方にて基板Ｗを保持するようになっており、この基板保持装置１００を用いる回転式基板処理装置は回転台１を回転させながら基板Ｗに洗浄液や現像液などとった所定の処理液を供給するようになっている。
【００２５】
基板保持装置１００は、モータ１１０により軸１ａを中心として回転する回転台１および回転台１の側方周囲を覆うカップ１５０を有しており、回転台１上には固定配置された固定式保持部材２、および、回動可能に支持された回動式保持部材５が基板Ｗを保持するために設けられている。また、回動式保持部材５には永久磁石である回動用磁石１０が連結されており、回動式保持部材５と共に軸１ａと平行な軸を中心として回動するようになっている。
【００２６】
また、カップ１５０内面であって回転台１の下方には軸１ａを回転中心とするリング状の永久磁石であるリング状磁石１１が取り付けられており、カップ１５０の上部にも永久磁石である補助磁石１８が取り付けられている。さらに、カップ１５０はエアシリンダ１２０に昇降棒１２５およびカップベース１５１を介して接続されており、矢印Ｓ１の方向に昇降するようになっている。
【００２７】
この基板保持装置１００は、図１に示すようにカップ１５０が上昇すると回動式保持部材５が回動して基板Ｗの水平方向の位置を規制して保持し、図２に示すようにカップ１５０が下降すると回動式保持部材５が回動して基板Ｗを開放するようになっている。次に、この基板Ｗの保持および開放を行う固定式保持部材２および回動式保持部材５の形状および配置について図３を用いて説明する。
【００２８】
図３に示すように、回転台１の上面には基板Ｗを規制して保持するために４つの固定式保持部材２と２つの回動式保持部材５とが保持すべき基板Ｗの外縁にほぼ沿うように同一円周上に配置されている。固定式保持部材２は円柱状の基板支持部３の上面に突起状の水平位置規制部４を設けた形状をしている。また、回動式保持部材５も円柱状の支持部６の上面に突起状の保持部７を設けた形状をしている。ただし、図４に示すように、支持部６の矢印Ｒ方向の回動の中心となる回動軸体８の中心軸（図３における軸１ａに平行）から偏心した位置に保持部７が設けられている。したがって、回動式保持部材５が回動すると保持部７が回転台１の中心の軸１ａから遠ざかったり近づいたりすることとなる。
【００２９】
なお、補助磁石１８は図３に示すように回動式保持部材５とカップ１５０との間にのみ設けられており、回転台１が停止したときには回転台１は常に回動用磁石１０が補助磁石１８の方向に位置するように停止するようになっている。
【００３０】
基板Ｗは図３に示すように固定式保持部材２の基板支持部３および回動式保持部材５の支持部６の上面に載置されるが、このとき保持部７が回転台１の軸１ａから遠ざかった状態にしておき、基板Ｗの外縁部の外側に水平位置規制部４および保持部７が並ぶようにする。ここで、回動式保持部材５を回動させると保持部７が軸１ａに近づくように移動し、基板Ｗの外縁部に当接することとなる。また、軸１ａに対して回動式保持部材５とほぼ対向するような位置に固定式保持部材２が回転台１上に固定されているため、基板Ｗは外縁部を水平位置規制部４と保持部７とに挟まれるようにして水平方向に対して規制されて保持されることとなる。また、この状態から保持部７が軸１ａから遠ざかるように先の回動とは逆向きに回動式保持部材５が回動すると基板Ｗの外縁部は保持部７から離れて開放されることとなる。なお、この回動式保持部材５の回動の中心軸はほぼ重心を通るように設計されており、また、回転台１の回転に影響を与えないように重さの低減も図られている。
【００３１】
このようにして、回動式保持部材５が回動することにより、基板Ｗの保持と開放とが行われるが、次に、回動式保持部材５の回動を実現する機構について説明する。
【００３２】
図４に示すように、回動式保持部材５の下部は回動軸体８を介して磁石保持部材９が連結されており、磁石保持部材９に固定されるように回動用磁石１０が取り付けられている。また、図１に示すように回動軸体８は回転台１を上下に貫通して回動可能に支持されており、回動式保持部材５および回動用磁石１０は回動軸体８を介して同時に回動するようになっている。なお、この回動用磁石１０に外部から磁力を作用させると回動式保持部材５が回動することとなる。
【００３３】
回動式保持部材５を回動させるために、図１に示したように回転台１の側方周囲を覆うカップ１５０の上部には磁石保持部１８ａが取り付けられており、その内部には補助磁石１８が設けられている。また、回転台１の下方には円板１１ａが取り付けられており、その内部にはリング状磁石１１が設けられている。これらの位置関係を示したものが図３であり、前述のように、補助磁石１８は回転台１が停止した状態において回動用磁石１０の側方近傍の位置に存在するように配置されている。
【００３４】
図１に示すようにカップ１５０が上昇した状態では、リング状磁石１１が回動用磁石１０の側方に位置し、図２に示すようにカップ１５０が下降した状態では、補助磁石１８が回動用磁石１０の側方に位置する。したがって、カップ１５０がエアシリンダ１２０により昇降することによりリング状磁石１１および補助磁石１８が回動用磁石１０の位置に形成する磁界の方向が異なり、回動用磁石１０が回動することとなる。この様子を図５(a)および図５(b)を用いてさらに説明する。
【００３５】
図５(a)はカップ１５０が上昇した際の回動式保持部材５の近傍の様子を示す図であり、図５(b)はカップ１５０が下降した際（ただし、回転台１は停止しているものとする）の回動式保持部材５の近傍の様子を示す図である。図５(a)のようにカップ１５０が上昇した状態では、回動用磁石１０がリング状磁石１１の側方に位置し、回動用磁石１０がリング状磁石１１から大きな磁力の作用を受けることとなる。したがって、図５(a)の例では、リング状磁石１１のＮ極に回動用磁石１０のＳ極が引き寄せられるように回動式保持部材５が回動することとなる。このとき、回動式保持部材５の保持部７は回動用磁石１０のＳ極側に偏心して設けられており、保持部７の側面が基板Ｗの外縁部を当接して押さえることとなる。これにより、基板Ｗの回転台１に対する水平方向の位置は規制されて保持されることとなる。
【００３６】
次に、図５(b)に示すように、カップ１５０が下降すると、回動用磁石１０が補助磁石１８の側方に位置するようになる。このとき、リング状磁石１１からの磁力線は矢印Ｍに示すようにＮ極からカップ１５０に向かって進んだ後向きを変えて回動用磁石１０の位置ではほぼカップ１５０から回転台１の中心に向かって進むこととなる。したがって、回動用磁石１０は図５(a)とは逆にカップ１５０側にＳ極が向くようになる。さらに、この基板保持装置１００では、補助磁石１８が回動用磁石１０に対してＮ極を向けて配置されているため、回動用磁石１０はＳ極がカップ１５０側に向くように一層力を受けることとなる。これにより、回動式保持部材５は確実に回動して保持部７が回転台１の中心から遠ざかった状態となり、保持部７は基板Ｗの外縁部から離れて基板Ｗが開放されることとなる。
【００３７】
なお、以上の説明では回動用磁石１０が回動して反転するように図示および説明しているが、回動用磁石１０または回動式保持部材５の回動量を規制して僅かに回動するようにしてもよい。以下の説明においても同様である。
【００３８】
また、補助磁石１８の代わりに強力な磁石を取り付け、回動の補助を目的とせずに回動用磁石１０に大きな力を与えるようにしてももちろんよい。
【００３９】
以上のように、この実施の形態では、回動式保持部材５がほぼ重心を通る回転軸に支持されて重さの低減が図られるとともに、カップ１５０にリング状磁石１１および補助磁石１８を設けることにより、基板Ｗの保持および開放のいずれの動作においても回動用磁石１０が十分な力を受けて回動させることができ、安定した基板Ｗの回転が実現されるとともに、基板Ｗの保持および開放の確実な動作が実現されている。
【００４０】
＜２．第２の実施の形態＞
図６はこの発明に係る基板保持装置の第２の実施の形態を示す図である。この基板保持装置は第１の実施の形態と同様、リング状磁石１１および補助磁石１８を利用して回動式保持部材５を回動させるものであるが、カップ２５０とリング状磁石１１とが独立して昇降するという点が異なっている。他の構成要素は第１の実施の形態と同様であり、同一の符号を付している。
【００４１】
図６に示すように、この基板保持装置ではカップ２５０はエアシリンダ２３０に昇降棒２３５を介して連結されて昇降するようになっており、回転台１の下方のリング状磁石１１が設けられた円板１１ａは昇降棒２２５を介して別のエアシリンダ２２０に連結されて昇降するようになっている。これにより、この基板保持装置では次のような動作が可能となる。
【００４２】
まず、図５(b)に示したように補助磁石１８が回動用磁石１０の側方に位置し、リング状磁石１１が回動用磁石１０の側方下方に位置するように配置し、リング状磁石１１による磁力を補助磁石１８が補助するようにして保持部７が確実に回転台１の中心の軸１ａから遠ざかった状態となるようにする。もちろん、このような配置ではなく、リング状磁石１１を回動用磁石１０に影響を与えない位に遠ざけ、補助磁石１８に強力な磁石を用いることにより、補助磁石１８のみを用いて回動式保持部５を回動させてもよい。
【００４３】
次に、基板Ｗを回転台１上に載置した後、図５(b)に示される補助磁石１８の位置から補助磁石１８を下降させ、リング状磁石１１を回動用磁石１０の側方へ配置して基板Ｗを確実に保持する。もし、この時点で基板Ｗの保持不良が生じた場合、リング状磁石１１および補助磁石１８を再度図５(b)に示す位置に配置して基板Ｗを開放し、基板Ｗを回転台上まで搬送してきた搬送手段（図示省略）を用いて基板Ｗを置き直す。そして、基板Ｗの保持をもう一度行う。
【００４４】
基板Ｗの適切な保持が確認できると、カップ２５０を図６に示す位置まで上昇させ、基板Ｗを回転させて所定の処理を施す。
【００４５】
このように、２つのエアシリンダ２２０、２３０を用いることにより、カップ２５０を最も高い上昇位置まで上昇させることなく迅速に基板Ｗの再保持動作が可能となるとともに、搬送手段とカップ２５０とが干渉することのない安全な再保持動作が容易に実現される。
【００４６】
＜３．第３の実施の形態＞
図７はこの発明に係る基板保持装置の第３の実施の形態を示す図であり、回動式保持部材５の近傍のみを示している。他の構成要素については第１の実施の形態と同様であり、図７においても同様の構成要素については同符号を付している。
【００４７】
この基板保持装置の第１の実施の形態との相違点は、回動用磁石１０からの回動力が直接回動式保持部材５に伝達されるのではなく、２つの歯車１３ａ、１３ｂを介して伝達されるという点にある。すなわち、回動用磁石１０は回動軸体８ａ（回動軸受１２ｂにより回転台１に対して回動可能に支持されている）を介して歯車１３ｂに連結されており、歯車１３ｂは歯車１３ａとかみ合っており、歯車１３ａは回動軸体８（回動軸受１２ａにより回転台１に対して回動可能に支持されている）を介して回動式保持部材５に連結されている。したがって、回動用磁石１０が回動すると両歯車１３ｂ、１３ａが回動し、回動式保持部材５が回動することとなる。これにより、第１の実施の形態と同様、基板Ｗの保持および開放が実現される。
【００４８】
回動式保持部材５と回動用磁石１０とをこのような構造で動作上の連結を行うことにより、次のような効果が得られる。まず、両歯車１３ａ、１３ｂの歯数の比に応じて回動式保持部材５を回動させるトルクが異なるため、基板Ｗを適切な力で押さえつけるように容易に設計が可能となる。次に、回動式保持部材５と回動用磁石１０との位置に水平方向に対して間隔が生じるので、回動式保持部材５の位置と回動用磁石１０との位置関係を任意に設計できる。さらに、回動式保持部材５や回動用磁石１０などの構成要素を１組の交換可能なものとすることにより、様々な大きさの基板の品種切替に対して容易に対応が可能となる。
【００４９】
図８および図９(a)は図７と同様に回転伝達機構を介して回動式保持部材５を回動させる他の機構を示す図である。なお、図９(b)は図９(a)における伝達機構を回転台１の下方より見た図である。
【００５０】
図８では、回動用磁石１０の回動を回動軸体８ａ（回動軸受１２ｄにより回転台１に対して回動可能に支持されている）、プーリ１４ｂ、ベルト１５、プーリ１４ａ、回動軸体８をそれぞれ介して回動式保持部材５に伝達されるようになっている。図９では、回動用磁石１０の回動を回動軸体８ａ、回転体１６ｂ、フック１７ｂ、リンク１７、フック１７ａ、回転体１６ａ、回動軸体８をそれぞれ順に介して回動式保持部材５に伝達されるようになっている。いずれの形態においても図７と同様に設計や品種切替が容易となる。
【００５１】
＜４．第４の実施の形態＞
図１０はこの発明に係る第４の実施の形態である基板保持装置の回転台１およびリング状磁石１１ｃを示す図である。この基板保持装置と第１の実施の形態における基板保持装置１００との違いは、リング状磁石１１ｃとして電磁石を用いている点である。すなわち、図１０に示すようにリング状磁石１１ｃとして複数のコイルを円環状に配列し、図１におけるリング状磁石１１と同様の磁界を生じる電磁石を構成している。
【００５２】
この基板保持装置は第１の実施の形態と同様の動作をし、確実な基板Ｗの保持および開放の動作を実現するという同様の効果を奏するものであるが、この基板保持装置ではリング状磁石１１ｃを電磁石を用いて構成することにより、基板保持装置を組み立てた後に基板Ｗの保持および開放が適切な力で行われるようにリング状磁石１１ｃが回動用磁石１０に与える磁力を調整することができるという長所を有している。
【００５３】
したがって、リング状磁石を永久磁石にて作成するよりも容易に設計および調整を行うことが可能となる。
【００５４】
＜５．第５の実施の形態＞
第４の実施の形態では、リング状磁石１１ｃに電磁石を用いたが、この発明に係る第５の実施の形態である基板保持装置は、図１に示す基板保持装置１００において補助磁石１８が電磁石である基板保持装置となっている。これにより、補助磁石１８が回動用磁石１０に与える力の大きさを調整することができるようになる。また、補助磁石１８の設計も容易となる。
【００５５】
さらに、この実施の形態では補助磁石１８に流れる電流を図１１に示すように変化させている。図１１中、符号Ｌ１を付した状態では基板Ｗが保持されており、このとき補助磁石１８には電流が流れておらず、基板Ｗは補助磁石１８の影響を全く受けることなくリング状磁石１１のみにより保持される。また、基板Ｗが回転している間においても補助磁石１８は基板Ｗの保持に全く影響を与えることはない。
【００５６】
また、符号Ｌ２を付した状態では基板Ｗは回動式保持部材５から開放されており、このとき補助磁石１８には所定の値の電流を流すようになっている。したがって、基板Ｗは確実に開放されることとなる。
【００５７】
このように、補助磁石１８に電磁石を用いることにより、回転中の基板Ｗの保持に全く影響を与えることなく基板Ｗを確実に開放することができ、また、開放動作の調整も容易となる。
【００５８】
＜６．第６の実施の形態＞
この発明の第６の実施の形態である基板保持装置では、第４の実施の形態と同様、図１０に示すようにリング状磁石１１ｃが電磁石にて構成されている。第４の実施の形態と大きく異なる点は補助磁石１８が取り付けられていない点である。他の構成要素は図１と同様である。また、この実施の形態では基板Ｗの保持および開放の動作においてリング状磁石１１ｃは常に回動用磁石１０の側方に位置するようになっている。
【００５９】
リング状磁石１１ｃには図１２に示すように大きさおよび方向が異なる電流が流されるようになっている。図１２中符号Ｌ３を付した状態では、基板Ｗが開放されるようにリング状磁石１１ｃが回動用磁石１０に力を与える。符号Ｌ４を付した状態では、符号Ｌ３を付した状態と逆方向の電流がリング状磁石１１ｃに流れ、基板Ｗの保持動作が行われる。また、符号Ｌ５を付した状態では、符号Ｌ４を付した状態よりも大きな値の電流が流れ、基板Ｗがさらに強い力で保持されて基板Ｗの回転が行われる。
【００６０】
このように、リング状磁石１１ｃに流れる電流の大きさおよび向きを変化させることにより、基板Ｗの保持および開放がリング状磁石１１ｃのみにより確実に行うことができる。また、基板Ｗの保持動作および回転中の保持力を調整することができるので、保持動作時に基板Ｗに損傷を与えることはなく、かつ、基板の回転に必要な保持力を十分に得ることが容易にできる。
【００６１】
＜７．第７の実施の形態＞
図１３(a)はこの発明の第７の実施の形態である基板保持装置を示す平面図である。この基板保持装置は、基板Ｗを基板処理装置間を搬送したり、基板処理装置と基板格納装置との間を搬送したりする基板搬送装置に用いられるものである。また、図１３(b)はこの基板保持装置の部分縦断面図である。
【００６２】
この基板保持装置は、搬送のために移動する搬送アーム５１０、搬送アーム上に設けられた２つの固定式保持部材５２０、１つの回動式保持部材５３０、回動式保持部材５３０に回動軸体５３５を介して取り付けられた回動用磁石５５０、補助磁石５６１、補助磁石５６１に連結された外部磁石５６０、および、外部磁石５６０を昇降させるエアシリンダ５７０から構成される。
【００６３】
固定式保持部材５２０は基板Ｗの下面および外縁部に接するようにＬ字状の溝が形成された形状をしており、回動式保持部材５３０は第１の実施の形態と同様、円柱状の支持部５３１の上面に突起状の保持部５３２を有する形状をしている。また、回動式保持部材５３０は回動軸体５３５を中心に搬送アーム５１０が伸びる面に対して垂直な軸を中心として回動可能に支持されており、保持部５３２はこの軸から偏心している。また、回動式保持部５３０と回動用磁石５５０とは第１の実施の形態と同様、連結されて同時に回動するようになっている。
【００６４】
回動用磁石５５０の側方には互いに連結された外部磁石５６０および補助磁石５６１とが配置され、これらの磁石はエアシリンダ５７０により矢印Ｓ２に示す方向に上下に昇降可能とされている。したがって、外部磁石５６０と補助磁石５６１とが交互に回動用磁石５５０の側方に配置可能とされている。なお、これらの磁石は共に永久磁石にて形成されており、回動用磁石５５０に対して異なった極を向けている。
【００６５】
次に、この基板保持装置の基板Ｗの保持および開放の動作について説明する。
【００６６】
まず、エアシリンダ５７０の昇降棒５７１が上昇して外部磁石５６０が回動用磁石５５０の側方に位置するとき、回動用磁石５５０からの力により回動する回動式保持部材５３０の保持部５３２は基板Ｗの外縁部を押さえつけるように回動する。したがって、固定式保持部材５２０および支持部５３１上に載置された基板Ｗは固定式保持部材５２０側に押さえつけられて水平方向の位置が規制され保持される。
【００６７】
次に、エアシリンダ５７０の昇降棒５７１が下降すると、外部磁石５６０が下降して補助磁石５６１が回動用磁石５５０の側方に位置し、第１の実施の形態における図５(b)と同様に回動用磁石５５０は外部磁石５６０からの力を受けて基板Ｗを開放する方向に回動することとなる。また、このとき補助磁石５６１は回動用磁石５５０に作用して基板Ｗの開放を補助するように力を与える。したがって、基板Ｗは確実に開放されることとなる。なお、補助磁石１８を強力な磁石とし、補助的でなく回動用磁石５５０に大きな力を作用させて基板Ｗを開放するようにしてもよい。
【００６８】
以上のように、この基板保持装置では、外部磁石５６０と補助磁石５６１とを設けることにより、基板Ｗの保持および開放を確実に行うことができる。
【００６９】
また、この実施の形態においても第５の実施の形態と同様、補助磁石５６１に電磁石を用いるようにしてもよい。これにより、基板Ｗを開放する際に補助磁石５６１が回動用磁石５５０に与える力を調整することができるとともに、不要なときは磁石として機能させないようにすることができる。
【００７０】
＜８．変形例＞
以上、この発明に係る実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、上記実施の形態では、回動式保持部材５（５３０）を用いて基板Ｗを保持するようにしているが、スライド式の保持部材にしてもよい。この場合、回動用磁石１０（５５０）に相当するものをスライドさせて保持部材をスライドさせるようにしてもよいし、回動用磁石１０（５５０）の回動をスライド運動に変換するようにしてもよい。
【００７２】
また、固定式保持部材２（５２０）や回動式保持部材５（５３０）の個数は各実施の形態に限定されることはなく、固定式保持部材２（５２０）は２以上であればよく、回動式保持部材５（５３０）は１以上であればよい。
【００７３】
また、固定式保持部材２（５２０）や回動式保持部材５（５３０）の形状は、各実施の形態と同様の作用をするものであればどのような形状であってもよい。
【００７４】
また、リング状磁石１１は複数の磁石がおよそリング状に集合したものであってもよい。
【００７５】
また、回転式基板処理装置に用いられる基板保持装置では、補助磁石１８もカップに沿ったリング状の形状をしていてもよい。このようにすることにより、回転台１の回転の停止位置を考慮する必要がなくなる。
【００７６】
また、第３の実施の形態における回転伝達機構も回転を伝達するのであるならばどのような形態であってもよい。
【００７７】
また、第４ないし第７の実施の形態では電磁石を利用して基板Ｗの保持および開放を行っているが、電磁石に流す電流の大きさを連続的に変化させるなどしてもよい。
【００７８】
さらに、第７の実施の形態ではエアシリンダ５７０を用いて外部磁石５６０および補助磁石５６１を昇降させているが、エアシリンダ５７０を用いずに基板搬送時の搬送アーム５１０自身の上下動を利用して、基板保持装置外部から（外部と接触させるなどして）これらの磁石の上下動を行うようにしてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、保持用磁性部材を第１の外部磁性部材と第２の外部磁性部材とを利用して動かすため、基板の押圧付勢および開放を確実に行うことができる。
【００８０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明と同様、基板の押圧付勢および開放を確実に行うことができる上に、第１の外部磁性部材が略円環状の磁石であるので、基板の回転中においても基板を安定して押圧付勢することができる。
【００８１】
請求項３記載の発明では、第２の外部磁性部材がカップに配置されているので、基板の押圧付勢および開放を行う機構を容易に構成することができる。
【００８２】
請求項４記載の発明では、第１および第２の外部磁性部材がカップに固定配置されており、カップを第１の軸に沿って移動させるので、容易に保持用磁性部材と第１および第２の外部磁性部材との配置変更が可能となる。
【００８３】
請求項５記載の発明では、カップが第１の外部磁性部材と独立して移動可能とされているので、基板の載置および基板の保持確認をカップの位置に影響されることなく行うことができる。
【００８４】
請求項６記載の発明では、可動式保持部材が回動可能な回動式保持部材となっているので、可動式保持部材の重さを低減することができ、安定した基板の回転を行うことができる。
【００８５】
請求項７記載の発明では、保持用磁性部材の回動が回転伝達機構により回動式保持部材に伝達されるので、基板の保持力の変更が容易にできるとともに、異なる大きさの基板に容易に対応することができる。
【００８６】
請求項８記載の発明では、第１の外部磁性部材が電磁石であるため、基板の押圧付勢および開放の調整が容易にできる。
【００８７】
請求項９記載の発明では、第２の外部磁性部材が電磁石であるため、基板の開放の調整が容易にできる。
【００８９】
請求項１０記載の発明では、保持用磁性部材を第１の外部磁性部材と第２の外部磁性部材とを利用して動かすため、基板の押圧付勢および開放を確実に行うことができる。
【００９０】
請求項１１記載の発明では、第１の外部磁性部材が電磁石であるため、基板の開放の調整が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る基板保持装置を示す断面図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る基板保持装置を示す断面図である。
【図３】図１に示す基板保持装置の回転台、リング状磁石、および、補助磁石の配置を示す斜視図である。
【図４】回動式保持部材および回動用磁石を示す斜視図である。
【図５】回動式保持部材の回動の原理を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係る基板保持装置を示す断面図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態に係る基板保持装置の回動式保持部材近傍を示す断面図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態に係る基板保持装置の回動式保持部材近傍を示す断面図である。
【図９】この発明の第３の実施の形態に係る基板保持装置の回動式保持部材近傍を示す図である。
【図１０】この発明の第４の実施の形態に係る基板保持装置の回転台およびリング状磁石の配置を示す斜視図である。
【図１１】この発明の第５の実施の形態に係る基板保持装置の補助磁石に流れる電流の様子を示すグラフである。
【図１２】この発明の第６の実施の形態に係る基板保持装置のリング状磁石に流れる電流の様子を示すグラフである。
【図１３】この発明の第７の実施の形態に係る基板保持装置の平面図および側面図である。
【図１４】従来の基板保持装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１回転台
１ａ軸
２、５２０固定式保持部材
３基板支持部
４水平位置規制部
５、５３０回動式保持部材
６、５３１支持部
７、５３２保持部
８、５３５回動軸体
１０、５５０回動用磁石
１１、１１ｃリング状磁石
１３ａ、１３ｂ歯車
１４ａ、１４ｂプーリ
１５ベルト
１７リンク
１８、５６１補助磁石
１１０モータ
１２０、２２０、２３０、５７０エアシリンダ
１５０、２５０カップ
５１０搬送アーム
５６０外部磁石
Ｒ矢印
Ｓ１、Ｓ２矢印
Ｗ基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate holding apparatus used for holding a substrate in a rotary substrate processing apparatus, a substrate transfer apparatus, or the like that handles a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal display.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 is a view showing an example of a conventional substrate holding apparatus 900 used in a rotary substrate processing apparatus. In this substrate holding apparatus, the substrate W is rotated about the axis A together with the turntable 901 and is subjected to predetermined processing such as supply of processing liquid, and the rotating substrate W is subjected to the substrate pressing member 911. And a substrate holding member 902 fixed to the turntable 901.
[0003]
The substrate pressing member 911 is rotatably supported at a fulcrum 912a of the rotation bearing member 912 on the turntable 901, and the pressing surface 911a contacts the outer edge portion Wa of the substrate W when the substrate pressing member 911 rotates. It is possible to separate.
[0004]
In the substrate holding member 902, the substrate support portion 903 supports the substrate W from below, and the protruding horizontal position restricting portion 904 comes into contact with the outer edge portion of the substrate W to restrict the horizontal position of the substrate W with respect to the turntable 901. ing.
[0005]
A permanent magnet 913 is provided at one end 911 b opposite to the pressing surface 911 a of the substrate pressing member 911, and a processing liquid recovery cup (hereinafter simply referred to as “cup”) 908 covering the periphery of the turntable 901. Is provided with a ring-shaped ring magnet 920 centering on the axis A along the inner surface. As a result, when the cup 908 is moved upward, the permanent magnet 913 and the ring-shaped magnet 920 repel each other (the N pole and the N pole in the figure are repelled), and the substrate pressing member 911 rotates and the pressing surface 911a becomes the substrate. The outer edge portion Wa of W is pressed, and the substrate W is restricted and held in the horizontal direction by the horizontal position restricting portion 904 and the pressing surface 911a. In this state, the turntable 901 rotates about the axis A, the permanent magnet 913 moves along the ring shape of the ring-shaped magnet 920 and continuously receives a repulsive force, and the substrate W rotates and rotates together with the turntable 901. Will be.
[0006]
Further, the center of gravity G of the substrate pressing member 911 is designed to be located away from the fulcrum 912a. When the processing of the substrate W is completed, the rotation of the turntable 901 is stopped and the cup 908 is lowered, and the substrate pressing member 911 is moved down. Is rotated by its own weight, the pressing surface 911a is separated from the outer edge portion Wa of the substrate W, and the substrate W is opened.
[0007]
Accordingly, the substrate W is regulated with respect to the horizontal direction while rotating together with the turntable 901, and dust generation and damage to the substrate due to slippage of the substrate W are prevented.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the example of the conventional substrate holding apparatus shown in FIG. 14, the substrate W is held using the repulsive force of the permanent magnet 913 and the ring-shaped magnet 920 while the substrate W is rotating.
[0009]
However, in order to reliably open the substrate W, it is necessary to sufficiently increase the rotational force due to the weight of the substrate pressing member 911, and the substrate pressing member 911 becomes heavy. As a result, the balance of the turntable 901 becomes poor, and stable high-speed rotation becomes difficult. In addition, if a weight is provided at a position facing the substrate pressing member 911 so as to balance the turntable 901, the turntable 901 cannot be switched quickly and stopped, and the processing speed decreases. Will be.
[0010]
In order to solve such a problem, the center of gravity G and the fulcrum 912a are made to coincide with each other to reduce the weight of the substrate pressing member 911, and the restriction and release of the substrate W are performed only using the vertical movement of the ring magnet 920. Although a substrate holding apparatus that performs the above is being studied, it is not easy to reliably hold and open the substrate W.
[0011]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a substrate holding device capable of reliably holding and releasing a substrate with a simple structure without affecting the rotation operation of the substrate. Objective.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a substrate holding device used in a rotary substrate processing apparatus that rotates a substrate and performs a predetermined process on the substrate, the rotating table rotating around a first axis, and the rotation A fixed holding member that is fixedly disposed on the table and abuts against an outer edge of the substrate to regulate the position of the substrate with respect to the rotating table; a movable holding member that is movably supported by the rotating table; and the movable type A holding magnetic member connected to the holding member to move together, a first external magnetic member disposed outside the turntable, and the first external magnetic member outside the turntable are different from the first external magnetic member. The relative state of the second external magnetic member, the holding magnetic member, the first external magnetic member, and the second magnetic member disposed at the positions is the first disposition state and the second disposition state. And an arrangement changing means for changing to the arrangement state of In the first arrangement state, the holding magnetic member utilizes the force from the first external magnetic member, and the movable holding member presses and biases the outer edge portion of the substrate, and the second arrangement state. Then, the movable holding member opens the substrate by the holding magnetic member using the force from the second external magnetic member.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate holding apparatus according to the first aspect, wherein the first external magnetic member is arranged in a substantially annular shape along a predetermined rotation locus centered on the first axis. It is a magnet.
[0014]
A third aspect of the present invention is the substrate holding apparatus according to the first or second aspect, further comprising a cup that covers a side periphery of the turntable, wherein the second external magnetic member is fixedly disposed on the cup. Yes.
[0015]
A fourth aspect of the present invention is the substrate holding apparatus according to the third aspect, wherein the first external magnetic member is fixedly arranged on the cup, and the arrangement changing means moves the cup to the first shaft. Move along.
[0016]
A fifth aspect of the present invention is the substrate holding apparatus according to the third aspect, wherein the cup is movable independently of the first external magnetic member.
[0017]
A sixth aspect of the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the movable holding member is a rotatable holding member that is rotatable, and the rotatable holding member. Is a rotary support portion that is substantially parallel to the first axis and is rotatable about a second axis fixed to the turntable, and is eccentric to the second axis and the rotary type. A holding portion provided in the support portion, and the rotating holding member is rotated, so that the holding portion abuts against the outer edge portion of the substrate and presses and urges, It is possible to release the substrate.
[0018]
The invention of claim 7 Claim 6 A substrate holding device, wherein the holding magnetic member is rotatable about a third axis fixed to the turntable, and the rotation of the holding magnetic member is performed via a rotation transmission mechanism. It is transmitted to the rotational support part.
[0019]
The invention of claim 8 is the substrate holding apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the first external magnetic member is an electromagnet.
[0020]
A ninth aspect of the present invention is the substrate holding apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the second external magnetic member is an electromagnet.
[0022]
Claim 10 The present invention is a substrate holding device used in a substrate transport apparatus for transporting a substrate, and is arranged to be fixed to the support main body portion that transports the substrate by moving and to the outer edge portion of the substrate. A fixed holding member that abuts to regulate the position of the substrate relative to the support main body, a movable holding member that is movably supported by the support main body, and a movable holding member that is connected to the movable holding member and moves together. A holding magnetic member, a first external magnetic member disposed outside the support main body, and a second external magnetic member disposed at a position different from the first external magnetic member outside the support main body. An arrangement for changing the relative arrangement of the external magnetic member, the holding magnetic member, the first external magnetic member, and the second magnetic member to a first arrangement state and a second arrangement state Deleting means, In the arrangement state, the holding magnetic member uses the force from the first external magnetic member to press and urge the movable holding member on the outer edge of the substrate, and in the second arrangement state, the holding member The movable holding member opens the substrate using the force from the second external magnetic member by the magnetic member for use.
[0023]
Claim 11 The invention of Claim 10 The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein the first external magnetic member is an electromagnet.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate holding device 100 used in a rotary substrate processing apparatus. The substrate holding apparatus 100 is configured to hold the substrate W above the turntable 1, and the rotary substrate processing apparatus using the substrate holding apparatus 100 rotates the turntable 1 while cleaning and developing the substrate W on the substrate W. A predetermined processing liquid such as a liquid is supplied.
[0025]
The substrate holding apparatus 100 includes a rotating table 1 that is rotated about a shaft 1 a by a motor 110 and a cup 150 that covers the periphery of the side of the rotating table 1, and is fixedly held on the rotating table 1. A member 2 and a rotatable holding member 5 that is rotatably supported are provided to hold the substrate W. Further, a rotating magnet 10 which is a permanent magnet is connected to the rotating holding member 5 so as to rotate around an axis parallel to the shaft 1 a together with the rotating holding member 5.
[0026]
A ring-shaped magnet 11, which is a ring-shaped permanent magnet with the shaft 1 a as the rotation center, is attached to the inner surface of the cup 150 and below the turntable 1. A magnet 18 is attached. Further, the cup 150 is connected to the air cylinder 120 via a lifting bar 125 and a cup base 151, and is moved up and down in the direction of arrow S1.
[0027]
In the substrate holding device 100, when the cup 150 is raised as shown in FIG. 1, the rotary holding member 5 is rotated to regulate and hold the horizontal position of the substrate W. As shown in FIG. When 150 is lowered, the rotary holding member 5 is rotated to open the substrate W. Next, the shape and arrangement of the fixed holding member 2 and the rotary holding member 5 that hold and release the substrate W will be described with reference to FIG.
[0028]
As shown in FIG. 3, on the upper surface of the turntable 1, in order to regulate and hold the substrate W, four fixed holding members 2 and two rotary holding members 5 are arranged on the outer edge of the substrate W to be held. It arrange | positions on the same periphery so that it may follow along. The fixed holding member 2 has a shape in which a protruding horizontal position restricting portion 4 is provided on the upper surface of a cylindrical substrate supporting portion 3. The rotary holding member 5 also has a shape in which a protruding holding portion 7 is provided on the upper surface of the columnar support portion 6. However, as shown in FIG. 4, the holding portion 7 is provided at a position eccentric from the central axis (parallel to the axis 1 a in FIG. 3) of the rotation shaft body 8 that is the center of rotation of the support portion 6 in the arrow R direction. It has been. Accordingly, when the rotary holding member 5 rotates, the holding portion 7 moves away from or approaches the central shaft 1 a of the turntable 1.
[0029]
As shown in FIG. 3, the auxiliary magnet 18 is provided only between the rotary holding member 5 and the cup 150. When the rotary base 1 is stopped, the rotary base 1 always has the rotary magnet 10 as the auxiliary magnet. It stops so that it may be located in the direction of 18.
[0030]
As shown in FIG. 3, the substrate W is placed on the upper surface of the substrate support portion 3 of the fixed holding member 2 and the support portion 6 of the rotary holding member 5. The horizontal position restricting portion 4 and the holding portion 7 are arranged outside the outer edge portion of the substrate W while being kept away from 1a. Here, when the rotary holding member 5 is rotated, the holding portion 7 moves so as to approach the shaft 1 a and comes into contact with the outer edge portion of the substrate W. Further, since the fixed holding member 2 is fixed on the turntable 1 at a position substantially opposite to the rotary holding member 5 with respect to the shaft 1 a, the substrate W has an outer edge portion that is aligned with the horizontal position restricting portion 4. It is regulated and held in the horizontal direction so as to be sandwiched between the holding portions 7. In addition, when the rotary holding member 5 is rotated in the opposite direction to the previous rotation so that the holding unit 7 moves away from the shaft 1a from this state, the outer edge portion of the substrate W is released away from the holding unit 7. It becomes. The central axis of rotation of the rotary holding member 5 is designed so as to pass almost the center of gravity, and the weight is reduced so as not to affect the rotation of the turntable 1. .
[0031]
In this way, the rotating holding member 5 rotates to hold and release the substrate W. Next, a mechanism for realizing the rotation of the rotating holding member 5 will be described.
[0032]
As shown in FIG. 4, a magnet holding member 9 is connected to the lower part of the rotary holding member 5 via a rotary shaft body 8, and a rotary magnet 10 is attached so as to be fixed to the magnet holding member 9. It has been. Further, as shown in FIG. 1, the rotating shaft body 8 is supported so as to be rotatable through the turntable 1 up and down, and the rotating holding member 5 and the rotating magnet 10 support the rotating shaft body 8. Are simultaneously rotated. Note that when the magnetic force is applied to the rotating magnet 10 from the outside, the rotating holding member 5 is rotated.
[0033]
In order to rotate the rotary holding member 5, as shown in FIG. 1, a magnet holding part 18a is attached to the upper part of the cup 150 covering the side periphery of the turntable 1, and an auxiliary is provided in the inside thereof. A magnet 18 is provided. A disc 11a is attached below the turntable 1, and a ring magnet 11 is provided therein. FIG. 3 shows these positional relationships, and as described above, the auxiliary magnet 18 is disposed so as to be present at a position near the side of the rotating magnet 10 in a state where the rotating base 1 is stopped. .
[0034]
When the cup 150 is raised as shown in FIG. 1, the ring-shaped magnet 11 is positioned on the side of the turning magnet 10, and when the cup 150 is lowered as shown in FIG. 2, the auxiliary magnet 18 is used for turning. Located on the side of the magnet 10. Therefore, when the cup 150 is moved up and down by the air cylinder 120, the direction of the magnetic field formed by the ring-shaped magnet 11 and the auxiliary magnet 18 at the position of the rotating magnet 10 is different, and the rotating magnet 10 rotates. This state will be further described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b).
[0035]
FIG. 5 (a) is a view showing a state near the rotary holding member 5 when the cup 150 is raised, and FIG. 5 (b) is a view when the cup 150 is lowered (however, the turntable 1 stops). It is a figure which shows the mode of the vicinity of the rotation type holding member 5 of suppose that it is carrying out. In the state where the cup 150 is raised as shown in FIG. 5A, the rotating magnet 10 is positioned on the side of the ring-shaped magnet 11, and the rotating magnet 10 receives a large magnetic force from the ring-shaped magnet 11. Become. Therefore, in the example of FIG. 5A, the rotary holding member 5 is rotated so that the S pole of the rotating magnet 10 is attracted to the N pole of the ring-shaped magnet 11. At this time, the holding portion 7 of the rotation type holding member 5 is eccentrically provided on the south pole side of the rotation magnet 10, and the side surface of the holding portion 7 abuts and presses the outer edge portion of the substrate W. As a result, the horizontal position of the substrate W with respect to the turntable 1 is regulated and held.
[0036]
Next, as shown in FIG. 5 (b), when the cup 150 is lowered, the turning magnet 10 is positioned to the side of the auxiliary magnet 18. At this time, the magnetic lines of force from the ring-shaped magnet 11 change the rearward direction from the N pole toward the cup 150 as indicated by the arrow M, and at the position of the rotating magnet 10 approximately from the cup 150 toward the center of the turntable 1. It will go on. Therefore, the rotating magnet 10 has its south pole facing the cup 150, contrary to FIG. 5 (a). Further, in this substrate holding device 100, since the auxiliary magnet 18 is arranged with the north pole facing the turning magnet 10, the turning magnet 10 receives more force so that the south pole faces the cup 150 side. It will be. As a result, the pivotable holding member 5 is reliably rotated and the holding portion 7 is moved away from the center of the turntable 1, and the holding portion 7 is separated from the outer edge portion of the substrate W and the substrate W is released. It becomes.
[0037]
In the above description, the rotating magnet 10 is illustrated and described so as to rotate and reverse. However, the rotating amount of the rotating magnet 10 or the rotating holding member 5 is regulated and slightly rotated. You may do it. The same applies to the following description.
[0038]
Of course, a strong magnet may be attached in place of the auxiliary magnet 18 so that a large force is applied to the rotating magnet 10 without the purpose of assisting the rotation.
[0039]
As described above, in this embodiment, the rotary holding member 5 is supported by the rotating shaft that passes through the center of gravity to reduce the weight, and the ring-shaped magnet 11 and the auxiliary magnet 18 are provided on the cup 150. Thus, in any operation of holding and releasing the substrate W, the rotating magnet 10 can be rotated by receiving a sufficient force, so that the stable rotation of the substrate W is realized, and the holding and holding of the substrate W are performed. A reliable operation of opening is realized.
[0040]
<2. Second Embodiment>
FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the substrate holding apparatus according to the present invention. As in the first embodiment, this substrate holding device rotates the rotary holding member 5 using the ring-shaped magnet 11 and the auxiliary magnet 18, but the cup 250 and the ring-shaped magnet 11 are connected to each other. The difference is that it moves up and down independently. Other components are the same as those in the first embodiment, and are given the same reference numerals.
[0041]
As shown in FIG. 6, in this substrate holding apparatus, the cup 250 is connected to the air cylinder 230 via the lifting rod 235 so as to be lifted and lowered, and the ring-shaped magnet 11 below the turntable 1 is provided. The circular plate 11a is connected to another air cylinder 220 via an elevating rod 225 so as to move up and down. As a result, the substrate holding apparatus can operate as follows.
[0042]
First, as shown in FIG. 5 (b), the auxiliary magnet 18 is positioned on the side of the rotating magnet 10, and the ring-shaped magnet 11 is positioned on the lower side of the rotating magnet 10. The auxiliary magnet 18 assists the magnetic force generated by the magnet 11 so that the holding unit 7 is surely moved away from the center shaft 1 a of the turntable 1. Of course, instead of such an arrangement, the ring-shaped magnet 11 is moved to a position that does not affect the rotating magnet 10 and a strong magnet is used as the auxiliary magnet 18 so that only the auxiliary magnet 18 is used to hold the rotating magnet. The part 5 may be rotated.
[0043]
Next, after placing the substrate W on the turntable 1, the auxiliary magnet 18 is lowered from the position of the auxiliary magnet 18 shown in FIG. 5B, and the ring magnet 11 is moved to the side of the rotating magnet 10. Arrange and hold substrate W securely. If a defective holding of the substrate W occurs at this time, the ring-shaped magnet 11 and the auxiliary magnet 18 are again arranged at the positions shown in FIG. 5B to release the substrate W, so that the substrate W is placed on the turntable. The substrate W is repositioned by using the transport means (not shown) that has been transported. Then, the substrate W is held again.
[0044]
When the proper holding of the substrate W can be confirmed, the cup 250 is raised to the position shown in FIG. 6, and the substrate W is rotated to perform a predetermined process.
[0045]
As described above, by using the two air cylinders 220 and 230, it becomes possible to quickly hold the substrate W again without raising the cup 250 to the highest lift position, and the transfer means and the cup 250 interfere with each other. A safe re-holding operation that does not occur is easily realized.
[0046]
<3. Third Embodiment>
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the substrate holding apparatus according to the present invention, and shows only the vicinity of the rotary holding member 5. The other constituent elements are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same constituent elements in FIG.
[0047]
The difference between the substrate holding device and the first embodiment is that the rotational force from the rotating magnet 10 is not directly transmitted to the rotating holding member 5 but via the two gears 13a and 13b. It is in that it is transmitted. That is, the rotating magnet 10 is connected to the gear 13b via a rotating shaft body 8a (supported so as to be rotatable with respect to the turntable 1 by the rotating bearing 12b), and the gear 13b is connected to the gear 13a. The gear 13a is connected to the rotary holding member 5 via a rotary shaft body 8 (supported so as to be rotatable with respect to the rotary table 1 by a rotary bearing 12a). Therefore, when the turning magnet 10 is turned, both the gears 13b and 13a are turned, and the turning type holding member 5 is turned. Thereby, the holding | maintenance and opening | release of the board | substrate W are implement | achieved similarly to 1st Embodiment.
[0048]
The following effects can be obtained by connecting the rotary holding member 5 and the rotary magnet 10 in such a structure. First, since the torque for rotating the rotary holding member 5 differs according to the ratio of the number of teeth of both the gears 13a and 13b, it is possible to easily design the substrate W to be pressed with an appropriate force. Next, since there is an interval in the horizontal direction between the position of the rotating holding member 5 and the rotating magnet 10, the positional relationship between the position of the rotating holding member 5 and the rotating magnet 10 can be arbitrarily designed. . Furthermore, by making the set of constituent elements such as the rotary holding member 5 and the rotary magnet 10 exchangeable, it is possible to easily cope with the switching of the types of substrates of various sizes.
[0049]
FIG. 8 and FIG. 9A are diagrams showing another mechanism for rotating the rotary holding member 5 via the rotation transmission mechanism, similarly to FIG. 9B is a view of the transmission mechanism in FIG. 9A as viewed from below the turntable 1. FIG.
[0050]
In FIG. 8, the rotation of the rotation magnet 10 is supported by a rotation shaft body 8a (supported by the rotation bearing 12d so as to be rotatable with respect to the turntable 1), the pulley 14b, the belt 15, the pulley 14a, the rotation. It is transmitted to the rotary holding member 5 via the shaft bodies 8 respectively. In FIG. 9, the rotating magnet 10 is rotated through the rotating shaft 8a, the rotating body 16b, the hook 17b, the link 17, the hook 17a, the rotating body 16a, and the rotating shaft 8 in order. 5 is transmitted. In any form, design and product type switching are easy as in FIG.
[0051]
<4. Fourth Embodiment>
FIG. 10 is a view showing the turntable 1 and the ring-shaped magnet 11c of the substrate holding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The difference between this substrate holding device and the substrate holding device 100 in the first embodiment is that an electromagnet is used as the ring-shaped magnet 11c. That is, as shown in FIG. 10, a plurality of coils are arranged in an annular shape as a ring-shaped magnet 11c to constitute an electromagnet that generates a magnetic field similar to that of the ring-shaped magnet 11 in FIG.
[0052]
This substrate holding device operates in the same manner as in the first embodiment, and has the same effect of realizing reliable holding and opening operations of the substrate W, but this substrate holding device has a ring-shaped magnet. By configuring 11c using an electromagnet, the magnetic force that the ring-shaped magnet 11c gives to the rotating magnet 10 can be adjusted so that the substrate W is held and released with an appropriate force after the substrate holding device is assembled. Has the advantage of being able to.
[0053]
Therefore, it becomes possible to design and adjust more easily than making a ring-shaped magnet with a permanent magnet.
[0054]
<5. Fifth embodiment>
In the fourth embodiment, an electromagnet is used for the ring-shaped magnet 11c. However, in the substrate holding apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the auxiliary magnet 18 is an electromagnet in the substrate holding apparatus 100 shown in FIG. This is a substrate holding device. Thereby, the magnitude | size of the force which the auxiliary magnet 18 gives to the magnet 10 for rotation can be adjusted now. In addition, the auxiliary magnet 18 can be easily designed.
[0055]
Further, in this embodiment, the current flowing through the auxiliary magnet 18 is changed as shown in FIG. In FIG. 11, the substrate W is held in the state denoted by reference numeral L <b> 1. At this time, no current flows through the auxiliary magnet 18, and the substrate W is not affected by the auxiliary magnet 18 at all, and the ring magnet 11. Only held by. In addition, the auxiliary magnet 18 does not affect the holding of the substrate W at all while the substrate W is rotating.
[0056]
Further, in the state indicated by the symbol L2, the substrate W is released from the rotary holding member 5, and at this time, a current of a predetermined value is supplied to the auxiliary magnet 18. Therefore, the substrate W is reliably opened.
[0057]
Thus, by using an electromagnet for the auxiliary magnet 18, the substrate W can be reliably opened without affecting the holding of the rotating substrate W at all, and the opening operation can be easily adjusted.
[0058]
<6. Sixth Embodiment>
In the substrate holding apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, as in the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the ring-shaped magnet 11c is composed of an electromagnet. A significant difference from the fourth embodiment is that the auxiliary magnet 18 is not attached. Other components are the same as those in FIG. Further, in this embodiment, the ring-shaped magnet 11c is always positioned to the side of the rotating magnet 10 in the operation of holding and releasing the substrate W.
[0059]
As shown in FIG. 12, currents having different sizes and directions are passed through the ring-shaped magnet 11c. In the state labeled L3 in FIG. 12, the ring-shaped magnet 11c applies a force to the rotating magnet 10 so that the substrate W is opened. In the state denoted by reference numeral L4, a current in the opposite direction to the state denoted by reference numeral L3 flows through the ring-shaped magnet 11c, and the substrate W is held. Further, in the state denoted by reference numeral L5, a larger current flows than in the state denoted by reference numeral L4, and the substrate W is held with a stronger force and the substrate W is rotated.
[0060]
Thus, by changing the magnitude and direction of the current flowing through the ring-shaped magnet 11c, the substrate W can be reliably held and released only by the ring-shaped magnet 11c. Further, since the holding operation and the holding force during rotation of the substrate W can be adjusted, the substrate W is not damaged during the holding operation, and a sufficient holding force necessary for the rotation of the substrate can be obtained. Easy to do.
[0061]
<7. Seventh Embodiment>
FIG. 13A is a plan view showing a substrate holding apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. This substrate holding device is used in a substrate transport device that transports a substrate W between substrate processing devices or a substrate processing device and a substrate storage device. FIG. 13B is a partial longitudinal sectional view of the substrate holding device.
[0062]
This substrate holding device has a transfer arm 510 that moves for transfer on the transfer arm. Provided Two fixed holding members 520, one rotating holding member 530, a rotating magnet 550 attached to the rotating holding member 530 via a rotating shaft 535, an auxiliary magnet 561, and an auxiliary magnet 561 are connected. And an air cylinder 570 for raising and lowering the external magnet 560.
[0063]
The fixed holding member 520 has a shape in which an L-shaped groove is formed so as to be in contact with the lower surface and the outer edge portion of the substrate W, and the rotary holding member 530 has a cylindrical shape as in the first embodiment. The support portion 531 has a protrusion-like holding portion 532 on the upper surface. Further, the rotation type holding member 530 is supported so as to be rotatable about an axis perpendicular to the surface on which the transfer arm 510 extends around the rotation shaft body 535, and the holding portion 532 is eccentric from the axis. Yes. Further, the rotation type holding portion 530 and the rotation magnet 550 are connected and rotated at the same time as in the first embodiment.
[0064]
An external magnet 560 and an auxiliary magnet 561 that are connected to each other are arranged on the side of the rotating magnet 550, and these magnets can be moved up and down in the direction indicated by the arrow S2 by an air cylinder 570. Therefore, the external magnet 560 and the auxiliary magnet 561 can be alternately arranged on the side of the rotating magnet 550. These magnets are both formed of permanent magnets and have different poles facing the rotating magnet 550.
[0065]
Next, operations for holding and releasing the substrate W of the substrate holding apparatus will be described.
[0066]
First, when the lifting / lowering rod 571 of the air cylinder 570 is raised and the external magnet 560 is positioned on the side of the rotating magnet 550, the holding portion 532 of the rotating holding member 530 that is rotated by the force from the rotating magnet 550. Rotates to press the outer edge of the substrate W. Accordingly, the substrate W placed on the fixed holding member 520 and the support portion 531 is pressed to the fixed holding member 520 side, and the horizontal position is regulated and held.
[0067]
Next, when the elevating rod 571 of the air cylinder 570 is lowered, the external magnet 560 is lowered and the auxiliary magnet 561 is positioned on the side of the rotating magnet 550, which is the same as in FIG. 5B in the first embodiment. The rotating magnet 550 receives the force from the external magnet 560 and rotates in the direction to open the substrate W. At this time, the auxiliary magnet 561 acts on the rotating magnet 550 to apply a force so as to assist the opening of the substrate W. Therefore, the substrate W is reliably opened. The auxiliary magnet 18 may be a strong magnet, and the substrate W may be opened by applying a large force to the rotating magnet 550 instead of the auxiliary magnet 18.
[0068]
As described above, in the substrate holding apparatus, the external magnet 560 and the auxiliary magnet 561 are provided, so that the substrate W can be reliably held and released.
[0069]
Also in this embodiment, an electromagnet may be used for the auxiliary magnet 561 as in the fifth embodiment. This makes it possible to adjust the force that the auxiliary magnet 561 gives to the turning magnet 550 when the substrate W is opened, and to prevent the auxiliary magnet 561 from functioning as a magnet when not necessary.
[0070]
<8. Modification>
As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment.
[0071]
For example, in the above-described embodiment, the substrate W is held using the rotary holding member 5 (530), but a sliding holding member may be used. In this case, the holding member may be slid by sliding the one corresponding to the turning magnet 10 (550), or the turning of the turning magnet 10 (550) may be converted into a sliding motion. Good.
[0072]
Further, the number of the fixed holding members 2 (520) and the rotary holding members 5 (530) is not limited to each embodiment, and the number of the fixed holding members 2 (520) may be two or more. The rotational holding member 5 (530) may be 1 or more.
[0073]
Further, the shape of the fixed holding member 2 (520) or the rotation type holding member 5 (530) may be any shape as long as it has the same function as that of each embodiment.
[0074]
Further, the ring-shaped magnet 11 may be a magnet in which a plurality of magnets are gathered approximately in a ring shape.
[0075]
Further, in the substrate holding device used in the rotary substrate processing apparatus, the auxiliary magnet 18 may also have a ring shape along the cup. By doing in this way, it becomes unnecessary to consider the rotation stop position of the turntable 1.
[0076]
Further, the rotation transmission mechanism in the third embodiment may be in any form as long as it transmits rotation.
[0077]
In the fourth to seventh embodiments, the substrate W is held and released using the electromagnet, but the magnitude of the current flowing through the electromagnet may be continuously changed.
[0078]
Furthermore, in the seventh embodiment, the external magnet 560 and the auxiliary magnet 561 are moved up and down using the air cylinder 570, but the vertical movement of the transfer arm 510 itself during the substrate transfer is used without using the air cylinder 570. Then, these magnets may be moved up and down from the outside of the substrate holding device (for example, in contact with the outside).
[0079]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the present invention, the holding magnetic member is moved using the first external magnetic member and the second external magnetic member, so that the pressing bias and release of the substrate are ensured. It can be carried out.
[0080]
In the second aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, the substrate can be reliably pressed and released, and the first external magnetic member is a substantially annular magnet. The substrate can be stably pressed and urged even while the substrate is rotating.
[0081]
In the invention according to claim 3, since the second external magnetic member is arranged in the cup, a mechanism for pressing and releasing the substrate can be easily configured.
[0082]
In the fourth aspect of the invention, the first and second external magnetic members are fixedly disposed on the cup, and the cup is moved along the first axis. Therefore, the holding magnetic member and the first and first magnetic members can be easily provided. The arrangement of the two external magnetic members can be changed.
[0083]
In the fifth aspect of the invention, since the cup is movable independently of the first external magnetic member, the placement of the substrate and the substrate holding confirmation can be performed without being affected by the position of the cup. it can.
[0084]
In the invention described in claim 6, since the movable holding member is a rotatable holding member, the weight of the movable holding member can be reduced and the substrate can be rotated stably. Can do.
[0085]
According to the seventh aspect of the present invention, since the rotation of the holding magnetic member is transmitted to the rotation type holding member by the rotation transmission mechanism, it is possible to easily change the holding force of the substrate and easily to the substrates of different sizes. It can correspond to.
[0086]
In the invention described in claim 8, since the first external magnetic member is an electromagnet, it is possible to easily adjust the pressing and releasing of the substrate.
[0087]
In the ninth aspect of the invention, since the second external magnetic member is an electromagnet, the opening of the substrate can be easily adjusted.
[0089]
Claim 10 In the described invention, since the holding magnetic member is moved using the first external magnetic member and the second external magnetic member, the substrate can be reliably pressed and released.
[0090]
Claim 11 In the described invention, First Since the external magnetic member is an electromagnet, the opening of the substrate can be easily adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate holding device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the substrate holding device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an arrangement of a turntable, a ring-shaped magnet, and an auxiliary magnet of the substrate holding device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a rotating holding member and a rotating magnet.
FIG. 5 is a view showing the principle of rotation of the rotation type holding member.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a substrate holding device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of a rotary holding member of a substrate holding device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the vicinity of a rotary holding member of a substrate holding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing the vicinity of a rotary holding member of a substrate holding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing the arrangement of a turntable and ring magnets of a substrate holding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing a state of a current flowing through an auxiliary magnet of a substrate holding device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing a state of a current flowing through a ring magnet of a substrate holding device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are a plan view and a side view of a substrate holding apparatus according to a seventh embodiment of the invention. FIGS.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a conventional substrate holding apparatus.
[Explanation of symbols]
1 turntable
1a axis
2,520 Fixed holding member
3 Substrate support part
4 Horizontal position restriction part
5,530 Rotating holding member
6, 531 support part
7,532 holding part
8,535 Rotating shaft
10, 550 Rotating magnet
11, 11c Ring magnet
13a, 13b gear
14a, 14b Pulley
15 belt
17 links
18,561 Auxiliary magnet
110 motor
120, 220, 230, 570 Air cylinder
150, 250 cups
510 Transfer arm
560 External magnet
R arrow
S1, S2 arrow
W substrate

Claims

A substrate holding device used in a rotary substrate processing apparatus that rotates a substrate and performs predetermined processing on the substrate,
A turntable that rotates about a first axis;
A fixed holding member that is fixedly disposed on the turntable and that abuts against an outer edge of the substrate to regulate the position of the substrate relative to the turntable;
A movable holding member movably supported by the turntable;
A holding magnetic member connected to the movable holding member and moving together;
A first external magnetic member disposed outside the turntable;
A second external magnetic member disposed outside the turntable at a position different from the first external magnetic member;
An arrangement changing means for changing a state of relative arrangement of the holding magnetic member, the first external magnetic member, and the second magnetic member into a first arrangement state and a second arrangement state;
With
In the first arrangement state, the holding magnetic member utilizes the force from the first external magnetic member, and the movable holding member presses and biases the outer edge portion of the substrate, and the second arrangement state. Then, the holding magnetic member uses the force from the second external magnetic member to cause the movable holding member to open the substrate.

The substrate holding apparatus according to claim 1,
The substrate holding apparatus, wherein the first external magnetic member is a substantially annular magnet disposed along a predetermined rotation locus centered on the first axis.

The substrate holding device according to claim 1 or 2,
A cup covering the lateral periphery of the turntable,
Further comprising
The substrate holding apparatus, wherein the second external magnetic member is fixedly disposed on the cup.

The substrate holding apparatus according to claim 3,
The first external magnetic member is fixedly disposed on the cup;
The substrate holding apparatus, wherein the arrangement changing means moves the cup along the first axis.

The substrate holding apparatus according to claim 3, wherein
The substrate holding apparatus, wherein the cup is movable independently of the first external magnetic member.

A substrate holding apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The movable holding member is a rotatable holding member that can rotate,
The rotary holding member is
A rotatable support portion that is substantially parallel to the first axis and is rotatable about a second axis fixed to the turntable;
A holding portion that is eccentric to the second shaft and is provided on the rotating support portion;
Have
By rotating the rotary holding member, it is possible for the holding portion to abut against the outer edge portion of the substrate to press and urge, and to release the substrate by releasing the contact state. A substrate holding device.

The substrate holding apparatus according to claim 6, wherein
The holding magnetic member is rotatable about a third axis fixed to the turntable;
The substrate holding device, wherein the rotation of the holding magnetic member is transmitted to the rotation support portion via a rotation transmission mechanism.

A substrate holding apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The substrate holding apparatus, wherein the first external magnetic member is an electromagnet.

A substrate holding apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The substrate holding apparatus, wherein the second external magnetic member is an electromagnet.

  A substrate holding device used in a substrate transfer device for transferring a substrate,
  A supporting main body for transporting the substrate by moving;
  A fixed holding member that is fixedly disposed on the support main body, and abuts against an outer edge of the substrate to regulate the position of the substrate relative to the support main body;
  A movable holding member movably supported by the support body part;
  A holding magnetic member connected to the movable holding member and moving together;
  A first external magnetic member disposed outside the support body portion;
  A second external magnetic member disposed outside the support main body at a position different from the first external magnetic member;
  An arrangement changing means for changing a state of relative arrangement of the holding magnetic member, the first external magnetic member, and the second magnetic member to a first arrangement state and a second arrangement state;
With
  In the first arrangement state, the holding magnetic member utilizes the force from the first external magnetic member, and the movable holding member presses and biases the outer edge portion of the substrate, and the second arrangement state. Then, the holding magnetic member uses the force from the second external magnetic member to cause the movable holding member to open the substrate.

The substrate holding apparatus according to claim 10, wherein
The substrate holding apparatus, wherein the first external magnetic member is an electromagnet.