JP6916623B2 - モータ取付用ブラケット、モータ取付構造、基板処理装置 - Google Patents
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Description
例えば、基板の表面をロール洗浄部材でスクラブ洗浄する基板洗浄装置にあっては、洗浄ロール、洗浄用シートが設けられた洗浄用回転体といった洗浄用部材をモータ(電動モータ)の駆動力によって回転駆動させ基板表面に押し付けて洗浄を行なう(例えば特許文献1〜3)。洗浄用部材を回転駆動させるモータは、防水性を考慮した密閉構造の筐体等の内部に設置されることが多い。
密閉構造の設置場所に設置されたモータのその駆動による発熱の冷却は、モータ周辺の部品あるいは空間(空気)に自然放出する放冷が一般的である。
さらには、モータからの熱がモータの周辺部品に悪影響を及ぼす場合があり、例えば塩化ビニル材(一般的な耐熱温度は60℃)の熱変形を生じるケースが生じていた。
また、例えば、特開2015−57014号公報に開示されるように防水性と放熱を実現する技術の提案もあるが、構造が複雑で、大幅なコストアップを余儀なくされる。
(2)上記(1)に記載されたモータ取付用ブラケットは、前記モータマウント部から延出され前記流体通路が形成された板状の冷却部を有していても良い。
(3)上記(2)に記載されたモータ取付用ブラケットにおいて、前記冷却部は、前記モータマウント部から前記モータマウント部に垂直に延出されていても良い。
モータ取付用ブラケットは、支持体とモータとの間にモータマウント部を介在させるだけでモータマウント部に固定されたモータを冷却でき、モータの熱が支持体に伝わることを防ぐことができる。モータ取付用ブラケットは、省スペースで設置でき、狭隘なモータ設置場所(モータ設置スペース)への設置を容易に実現できる。また、モータ取付用ブラケットは、構造が単純であり低コスト化が容易であり、モータの冷却を低コストで実現できる。
図1は、本発明に係る実施形態のモータ取付用ブラケット、それを用いたモータ取付構造を適用した基板処理装置10の一例を示す。
図1に例示した基板処理装置10は、半導体ウェハ等の半導体基板の表面を洗浄する基板洗浄装置である。以下、図1の基板処理装置10を基板洗浄装置とも言う。
但し、基板洗浄装置10は、CMP装置の一部である構成に限定されず、研磨を伴わない半導体基板製造プロセスにおける基板洗浄に使用されるものであっても良い。
また、基板洗浄装置10は、上部ロールホルダ32を昇降させる上部ホルダ昇降装置50、及び下部ロールホルダ42を昇降させる下部ホルダ昇降装置60も有している。
なお、処理室筐体20上部には、昇降アーム52の上下(図1上下)方向への移動時に処理室筐体20上部の開口部を開放し、昇降アーム52の停止時には開口部を閉じるシャッター機構21が設けられている。
なお、昇降軸62と、昇降軸62が通された処理室筐体20下部の開口部内周との間は、図示略のラビリンス構造によって処理室筐体20外部への水漏れを防ぎつつ昇降軸62の円滑昇降を可能としている。
図1の基板洗浄装置10は、処理室筐体20に設けられた図示略の開閉扉を介して処理室筐体20内に搬入された基板W(図1では半導体ウェハ)を上部洗浄ロール31と下部洗浄ロール41との間に挟み込み、互いに逆向きに軸回り回転させた上部洗浄ロール31及び下部洗浄ロール41の外周面をそれぞれ基板Wに接触させながら洗浄液を供給し基板Wを洗浄する。
上部ロールホルダ32は、上部ホルダ昇降装置50の昇降アーム52先端部に支持されて水平方向に延在するホルダ本体32aと、ホルダ本体32aの延在方向両端部から下方に突出されたロール支持部32b1、32b2とを有する。上部ロールホルダ32は、ホルダ本体32aの延在方向両端部のロール支持部32b1、32b2によって、上部洗浄ロール31の中心軸31aの両端部を軸回り回転自在に支持する。
第2ロール支持部32b2は、上部ロールホルダ本体32aのその延在方向片側に形成されている。また、第2ロール支持部32b2は、上部ロールホルダ本体32aよりも下方に突出する部分(突出支持部32h)を有し、この突出支持部32hによって上部洗浄ロール31(具体的にはその中心軸31a)を第1ロール支持部32b1の反対側から支持している。
第2ロール支持部32b2の内側には、モータ33の出力軸33aの上部ロールホルダ本体32aから突出された端部及び上部洗浄ロール31の中心軸31aの端部を収容する空間32d(支持部内側空間)が確保されている。第2ロール支持部32b2は、支持部内側空間32dが上部ロールホルダ本体32a(具体的には内側空間32cの延在方向片端を塞ぐ壁部32e)と隣接する形で形成され、上部ロールホルダ32の一部を形成している。
仕切壁32eは上部ロールホルダ本体32aの一部である。
仕切壁32eはプラスチック製の壁部である。
モータマウント部71は、仕切壁32eに固定されて仕切壁32eに沿って配置されている。仕切壁32eに固定されたモータマウント部71は、具体的には、仕切壁32eの内側空間32cに臨む面(表面)に沿って設けられている。モータマウント部71はその面方向の外周部を仕切壁32eにボルト固定等によって固定して取り付けられている。
また、図1において、モータマウント部71は、出力軸挿通孔73を、仕切壁32eに貫通形成された軸挿入孔32fに位置合わせし連通させて仕切壁32eに固定されている。
モータ33は、その出力軸33aをモータマウント部71の出力軸挿通孔73及び仕切壁32eの軸挿入孔32fに挿入、貫通させ、モータ本体33bをモータマウント部71に固定してモータ取付用ブラケット70に取り付けられている(モータ取付構造)。モータ33(具体的にはそのモータ本体33b)は、モータマウント部71の仕切壁32eとは反対側の面74(以下、モータ固定面、とも言う)に固定されている。モータ33は、モータ取付用ブラケット70を介して仕切壁32e(上部ロールホルダ32)に固定されている。
上部ロールホルダ32の仕切壁32eはモータ取付壁として機能する。
モータ33の出力軸33aの支持部内側空間32dに突出された先端部、及び上部洗浄ロール31の中心軸31aの支持部内側空間32dに突出された先端部には、それぞれプーリ(図示略)が固定されている。モータ33は、モータ33の出力軸33aに固定されたプーリ及び上部洗浄ロール31の中心軸31aに固定されたプーリに巻き掛けられたベルト34を介して上部洗浄ロール31に回転駆動力を伝達して上部洗浄ロール31を回転させる。
図2に示すように、冷却部72には、その内部に、冷却用流体(例えば水)が流通される流体通路75が形成されている。冷却部72の外側には、流体通路75に冷却用流体を流入させる流体入口72a、及び流体通路75に流入させた冷却用流体が流体通路75から排出される流体出口72bが設けられている。
流体通路75には、流体入口72aに接続された流体送給管路81を介して流体送給装置(図示略)から冷却用流体が送給される。流体通路75に送給された冷却用流体は、流体通路75への冷却用流体の送給継続により、流体通路75から流体出口72bに接続された流体排出管路82へ排出される。
モータ取付用ブラケット70は、その全体が、ステンレス、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属によって形成された金属製部材である。このため、モータ取付用ブラケット70は、流体通路75への冷却用流体の流通によって冷却部72を冷却することでモータマウント部71及びモータマウント部71に固定されたモータ33をも冷却することができる。
流体通路75に水を流通させるモータ取付用ブラケット70は耐蝕性の点でステンレス製であることが好適である。
なお、冷却用流体は水以外の液体や気体も採用可能である。
その結果、モータ取付用ブラケット70は、モータマウント部71を介してモータ33を冷却でき、モータ33の温度上昇を抑えることができる。
モータマウント部71をその両面の片方を仕切壁32eに直接当接させて仕切壁32eに固定する構成は、例えばモータマウント部71と仕切壁32eとの間に断熱材等の介挿物が設けられた場合に比べて、モータマウント部71及びモータ33の収容に要するスペースを縮小(省スペース化)できる。その結果、より狭隘なモータ設置場所(モータ設置スペース)へのモータマウント部71の収容、設置(モータ取付壁への固定)が可能になる。
また、モータ取付用ブラケット70は、特にモータマウント部71及びモータ33の収容に要するスペースの縮小(省スペース化)が可能であり、狭隘なモータ設置場所(モータ設置スペース)へのモータマウント部71の収容、設置(モータ取付壁への固定)に有利である。
下部ロールホルダ42は、ホルダ本体32aの延在方向両端部から上方に突出されたロール支持部32b1、32b2(第1ロール支持部32b1及び第2ロール支持部32b2)によって、下部洗浄ロール41の中心軸41aの両端部を軸回り回転自在に支持する。第2ロール支持部32b2は、下部ロールホルダ42のホルダ本体32aよりも上方に突出する突出支持部32hを有し、この突出支持部32hによって下部洗浄ロール41(具体的にはその中心軸41a)を第1ロール支持部32b1の反対側から支持している。
第2ロール支持部32b2の内側には、モータ33の出力軸33aの下部ロールホルダ42のホルダ本体32aから突出された端部及び下部洗浄ロール41の中心軸41aの端部を収容する空間32d(支持部内側空間)が確保されている。第2ロール支持部32b2は、支持部内側空間32dが下部ロールホルダ42のホルダ本体32a(具体的には内側空間32cの延在方向片端を塞ぐ壁部32e)と隣接する形で形成され、下部ロールホルダ42の一部を形成している。
モータ33の出力軸33aの支持部内側空間32dに突出された先端部、及び下部洗浄ロール41の中心軸41aの支持部内側空間32dに突出された先端部には、それぞれプーリ(図示略)が固定されている。モータ33は、モータ33の出力軸33aに固定されたプーリ及び下部洗浄ロール41の中心軸41aに固定されたプーリに巻き掛けられたベルト34を介して下部洗浄ロール41に回転駆動力を伝達して下部洗浄ロール41を回転させる。
下部ロールホルダ42においても、上部ロールホルダ32と同様に、モータ取付用ブラケット70の流体通路75への冷却用流体の流通によって冷却部72を冷却することでモータマウント部71を冷却できる。その結果、モータマウント部71を介してモータ33を冷却でき、モータ33の温度上昇を抑えることができる。また、下部ロールホルダ42においても、モータ33の熱の仕切壁32eへの伝達、それによる仕切壁32eの温度上昇を抑えることができ、プラスチック製の仕切壁32eのモータ33の熱による熱変形を防止できる。
なお、図3では、モータ取付用ブラケットの流体通路75に接続された流体送給管路81、流体排出管路82、モータ取付用ブラケットの流体入口及び流体出口の図示を省略している。流体送給管路81、流体排出管路82、流体入口及び流体出口の図示省略は、図4、図5でも同様である。
但し、モータマウント部71からその面方向に垂直に突出する冷却部72は、モータ設置スペースの形状やその周囲の構造に幅広く対応して、モータ取付用ブラケット70のモータ取付壁への固定を実現する点で、モータマウント部71の面方向外周部の一部から突出された板状部であることが好適である。冷却部72は、例えば四角板状のモータマウント部71の面方向外周の4辺の1つに沿う部分から突出された平板状の構成等、を好適に採用できる。冷却部72は、モータマウント部71の面方向外周部全周の50%以下、25%程度の範囲から突出された板状部であることが、モータ設置スペースの形状やその周囲の構造に幅広く対応して、モータ取付用ブラケット70のモータ取付壁への固定を実現する点で有利である。
図3においては、モータ取付用ブラケット70は、冷却部72を、モータマウント部71に固定したモータ33を介してモータ設置スペースS1の内底面92とは反対の側に配置することで、モータ取付壁91へのモータマウント部71の固定を実現している。
モータ取付用ブラケット70は、平板状のモータマウント部71の両面のいずれも、モータ取付壁91に当接可能な取付用当接面76、及びモータ固定面74、に使用可能である。平板状のモータマウント部71は、両面の一方を取付用当接面76として使用したとき、両面の他方をモータ固定面74に使用する。
なお、図4の場合は、取付用当接面76とは反対側の面、すなわちモータマウント部71の冷却部72が突出されている側とは反対側の面をモータ固定面74に使用し、このモータ固定面74にモータ本体33bを当接させたモータ33をモータマウント部71に固定する。
図5に示すモータ取付用ブラケット70Aは、モータマウント部71からその面方向に延出する冷却部72を有する構成である。
また、図5では、モータ収容体90におけるモータ設置スペースS1外側の空間が狭く、モータマウント部71をモータ取付壁91に固定したモータ取付用ブラケット70Aの冷却部72をモータ設置スペースS1に連通する溝状スペースS2に配置した構成を例示する。
図6のモータ取付用ブラケット70Bのモータマウント部71は冷却部を兼ねる。モータマウント部71外側に形成された流体入口71aには流体送給管路81、流体出口71bには流体排出管路82が接続されている。モータ取付用ブラケット70Bは、流体送給管路81から流体入口71aを介して流体通路75に送給された冷却用流体を流体通路75から流体出口71bを介して流体排出管路82へ排出させることができる。
但し、図1〜図5の例示のように、モータマウント部71から延出する板状の冷却部72を有する構成のモータ取付用ブラケットは、流体通路75がモータマウント部71とは別の冷却部72に形成されていることで、図6のモータ取付用ブラケット70Bに比べてモータマウント部71の厚さ寸法を小さくできる。したがい、モータ設置スペースにおけるモータマウント部71及びモータ33の収容に要するスペースの省スペース化の点では、モータマウント部71から延出する板状の冷却部72を有する構成のモータ取付用ブラケットの方が、冷却部を兼ねるモータマウント部71を有する構成に比べて有利である。
図7の基板洗浄装置110は、図1の基板洗浄装置10について、上部洗浄ロール31の回転駆動用のモータ33を、上部ロールホルダ32内ではなく、処理室筐体20外側に配置したものである。
なお、図7の基板洗浄装置110は、図1の基板洗浄装置10と同様の構成の下部洗浄ロール41、下部ロールホルダ42、下部ホルダ昇降装置60を有する。下部ロールホルダ42内部のモータ33、ベルト34等の配置、モータ33の回転駆動力を下部洗浄ロール41に伝達して下部洗浄ロール41を回転駆動させるための構成も図1の基板洗浄装置10と同様である。
図7の基板洗浄装置110の上部ロールホルダ32Aは、上部ロールホルダ本体32aの延在方向両側のロール支持部(第1ロール支持部32b1及び第2ロール支持部32b2)によって、上部洗浄ロール31の中心軸31aの両端部を軸回り回転自在に支持する。但し、図7の基板洗浄装置110は、上部ロールホルダ本体32aの延在方向片側の第2ロール支持部32b2がその内側(支持部内側空間32d)にジョイント93を収容するジョイント収容ケース部32gを兼ねる点が図1の基板洗浄装置10の上部ロールホルダ32と異なる。ジョイント収容ケース部32gはその内側の支持部内側空間32dにジョイント93を収容する。また、図7の基板洗浄装置110は、図1の基板洗浄装置10にてモータ33の回転駆動力を上部洗浄ロール31に伝達するためのベルト34及びプーリを有していない点でも図1の基板洗浄装置10と異なる。図7の基板洗浄装置110の上部ロールホルダ32Aはその内側にモータ33の回転駆動力を上部洗浄ロール31に伝達するためのベルト34及びプーリを収容していない。
また、既述のように、図7の基板洗浄装置110は、上部洗浄ロール31の回転駆動用のモータ33を処理室筐体20外側に配置しており、上部ロールホルダ32A内には上部洗浄ロール31の回転駆動用のモータ33を収容していない。図7の基板洗浄装置110の上部ロールホルダ32Aには、上部洗浄ロール31の回転駆動用のモータ33を収容するスペースを確保する必要が無い。
上部洗浄ロール31の回転駆動用のモータ33は、ジョイント収容ケース部32gの処理室筐体20の外側に突出された部分に図6に例示した構成のモータ取付用ブラケット70Bを介して固定されている。
上部洗浄ロール31回転駆動用のモータ33は、上部ホルダ昇降装置50によって昇降アーム52及び上部ロールホルダ32Aとともに昇降される。
また、各種の半導体製造装置に用いられる基板搬送装置において、駆動系の一つにモータが使用されることがあるが、スペースとの関係でモータを冷却するスペースが不足する可能性もありうる。そういった場合にも、本発明のモータ取り付け用ブラケットを採用して、モータを冷却させるようにすることも可能である。
例えば、基板処理装置は、基板洗浄装置に限定されず、半導体ウェハ等の基板の表面を研磨する基板研磨装置といった各種の半導体製造装置に対しても採用可能である。
Claims (5)
- モータの出力軸が挿通される出力軸挿通孔が貫通され前記出力軸挿通孔に前記出力軸を挿入してモータ収容体の内部空間において前記モータが固定される板状のモータマウント部を有し、前記モータマウント部が形成された金属製部材に冷却用流体が流通される流体通路が形成されており、前記冷却用流体は流体送給管路を介して前記モータ収容体の外部から供給されるとともに流体排出管路を介して前記モータ収容体の外部へと排出されることを特徴とするモータ取付用ブラケット。
- 請求項1に記載のモータ取付用ブラケットにおいて、
前記モータマウント部から延出され前記流体通路が形成された板状の冷却部を有することを特徴とするモータ取付用ブラケット。 - 請求項2に記載のモータ取付用ブラケットにおいて、
前記冷却部は、前記モータマウント部から前記モータマウント部に垂直に延出されていることを特徴とするモータ取付用ブラケット。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ取付用ブラケットの前記モータマウント部が支持体に固定されて前記支持体表面に沿って配置され、前記モータマウント部の前記支持体とは反対の側に前記モータが固定され、前記モータの出力軸が前記モータマウント部の前記出力軸挿通孔を介して前記支持体に形成された軸挿入孔に挿入されていることを特徴とするモータ取付構造。
- 基板を研磨または洗浄する処理室内にモータ収容体を有し、
前記モータ収容体内に請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ取付用ブラケットと、前記モータ取付用ブラケットの前記モータマウント部に固定された前記モータとが収容され、
前記モータ取付用ブラケットの前記モータマウント部は前記モータ収容体に設けられたモータ取付壁に固定して前記モータ取付壁に沿って配置され、前記モータは前記モータマウント部の前記モータ取付壁とは反対の側に固定され、前記モータの出力軸が前記モータマウント部の前記出力軸挿通孔及び前記モータ取付壁に貫通形成された軸挿入孔に挿入されていることを特徴とする基板処理装置。
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