JPH039607B2 - - Google Patents

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JPH039607B2
JPH039607B2 JP61285752A JP28575286A JPH039607B2 JP H039607 B2 JPH039607 B2 JP H039607B2 JP 61285752 A JP61285752 A JP 61285752A JP 28575286 A JP28575286 A JP 28575286A JP H039607 B2 JPH039607 B2 JP H039607B2
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claw
substrate
drive shaft
claws
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH039607B2 publication Critical patent/JPH039607B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体基板や液晶用又はフオトマスク
用ガラス基板等の薄板状基板（以下ウエハと称
す）を１枚ずつ順次水平に保持し、ウエハを回転
させながら、該ウエハの表面に所要の表面処理液
を供給し、表面処理を行う装置に用いられ特にウ
エハを、回転させながら水平に保持する装置に関
する。
〔従来技術〕
一般に基板の回転保持装置としては大別してウ
エハの片面を真空吸着する真空チヤツク方式のも
の、あるいは、ウエハの外縁を３本以上の挾持爪
で挾持するグリツプチヤツク方式のものがある。
前者は基板の一面しか処理できないことから、ウ
エハの両面を処理する場合には専ら後者のグリツ
プチヤツク方式のものが用いられる。
このグリツプチヤツク方式による回転保持装置
としては、従来より例えば特開昭57−207571号公
報に開示されたものが知られている。そこには、
基板処理装置の処理室内へ回転軸を突入させて設
け、その回転軸の突入側の一端部に設けた回転台
に３本の可動爪を設け、これらの各可動爪に直接
付勢バネを張設して各可動爪を基板挾持側へ弾圧
付勢するようにし、かつ可動爪を基板解放側へ解
除する可動爪解除手段を可動爪に近接配置して構
成したものが開示されている。
（発明が解決しようとする問題点） 上記従来装置は各々の可動爪にそれぞれ付勢バ
ネを作用させていることから、ウエハを確実に保
持することができる点で秀れてはいるが、なお以
下の問題点を残している。
即ち、付勢バネや可動爪解除手段が基板処理装
置の処理室内に臨ませた状態、あるいは処理室内
の雰囲気の影響を受け易い状態で配置構成されて
いることから、腐食性の強い表面処理液を使用す
る場合には、付勢バネが腐食され塵埃を発生し、
それがウエハに付着して歩留りを低下させたり、
可動爪解除手段等の耐久性を低下させる等の問題
があつた。
本発明はこのような問題点を解決することを技
術的課題とする。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明に係る基板
の回転保持装置は次のように構成される。
即ち、基板処理装置の処理室内へ突設させて回
転可能に設けた回転軸と、回転軸の突設側一端部
に設けた回転板と、回転板に配設され基板の外縁
を挾持する少なくとも３個以上の挾持爪と、これ
らの挾持爪のうち少なくとも１以上のものを可動
爪とし、可動爪を基板挾持側へ押圧付勢するよう
に設けた付勢手段と、可動爪を付勢手段に抗して
基板解放側へ解除するように設けた可動爪解除手
段とを備えて成る基板の回転保持装置において、
回転軸を筒状回転軸で形成し、筒状回転軸内に相
対回転又は相対移動可能に爪駆動軸を貫通して設
け、爪駆動軸の突設側一端部を可動爪操作リンク
を介して可動爪と連結し、それぞれ筒状回転軸と
爪駆動軸の他端側同士を付勢手段で掛止するとと
もに、当該付勢手段に対向して設けられた可動爪
解除手段により爪駆動軸を介して基板を挾持・解
放するように構成したことを特徴とするものであ
る。
（作用） 可動爪を基板挾持側へ押圧付勢するための付勢
バネはそれぞれ筒状の回転軸と爪駆動軸の他端側
同士に掛止され、またこの付勢バネに抗して可動
爪を基板解放側へ解除するための可動爪解除手段
は、この付勢バネに対向して設けてあり、可動爪
解除手段で爪駆動軸を筒状回転軸に対して相対回
動又は相対移動することにより、処理室内側の回
転台に設けられた可動爪を可動爪操作リンクを介
して操作し、ウエハを挾持爪で挾持・解放するこ
とができる。つまり、上記付勢バネと可動爪解除
手段はいずれも処理室内より隔離した状態で配置
構成されており、処理液等による悪影響を排除す
ることができる。
（実施例） 第１図は本発明に係る回転保持装置の第１の実
施例を示す縦断面図、第２図はその平面図であ
る。
この回転保持装置は基板処理装置の処理室を区
画形成するカツプ２１内へ突設させて回転可能に
設けた回転軸６と、回転軸６の突設側一端部に設
けた回転板２と、回転板２上に回転軸対称に配設
され、ウエハＷの外縁を挾持する４個の挾持爪
１，１…と、これらの挾持爪のうち相対向するも
のの一方を可動爪１ａとし、可動爪１ａを基板挾
持側へ押圧付勢するように設けた付勢バネ１５
と、付勢バネ１５に抗して可動爪１ａを基板解放
側へ解除するように設けた可動爪解除手段３０と
を備えて成る。
回転板２は、回転軸６の突設側一部に固定した
回転ヘツド２Ａにボルト２４によつて着脱可能に
水平に固定され、ウエハの寸法に応じて交換する
ことができるようになつている。そしてこの回転
板２には４つのアーム２ａ，２ａ…が放射状に延
出して形成され、上記４個の挾持爪のうち、２本
が固定爪としてアーム２ａの先端部に立設され、
他の２本が可動爪１ａ，１ａとしてアーム２ａに
沿つて水平方向へ摺動自在に設けられたスライダ
３に立設されている。なお符号２８はスライダ３
とほゞ同一形状・同一重量となるように形成さ
れ、回転軸対称の位置でアームに沿つて摺動自在
に設けられたバランサであり、後述する可動爪操
作リンク４によつてスライダ３と連結されてい
る。
回転軸６は、筒状の回転軸で形成され、この筒
状回転軸６内に相対回転可能に爪駆動軸５を貫通
して設けてある。そしてこの筒状回転軸６は基台
３１に軸受２５により回転自在に軸支され、同様
に基台３１に設けられた駆動モータ１２によつて
ベルト１１、プーリ７を介して回転駆動されるよ
うになつている。
また、この筒状回転軸６は回転位置検出手段１
０，２６で停止位置を検出した後、クランプ装置
８，９でクランプするようになつている。即ち、
回転位置検出手段１０，２６は回転軸の下部に固
定され、回転軸６のクランプ位置を読み取るため
の切り欠きを有する円板１０と、この円板１０の
切り欠きを検出する光電センサ２６とから成り、
クランプ装置８，９は回転軸６に固定されたフラ
ンジ８と、このフランジ８に対応させて基台３１
に設けたシリンダ９とから成る。このエアシリン
ダ９の出力ロツドの先端をフランジ８に形成した
凹部に嵌入させて回転軸６をクランプするように
なつている。
一方、爪駆動軸５の上端部には前記した可動爪
操作リンク４のほゞ中央部が当該爪駆動軸５の回
転中心から偏心させた状態で連結されており、筒
状回転軸６と爪駆動軸５とを相対的に回転させる
ことにより可動爪１ａを操作するようになつてい
る。
また、爪駆動軸５の下端部と、筒状回転軸６と
は引張バネ１５により基板挾持側へ相対回転する
ように付勢されている。即ち、引張バネ１５は筒
状回転軸６の下端に設けたフランジ１３から下向
きに突出したピン１４と、爪駆動軸５の下部に突
設したピン１７とに掛止されており、この引張バ
ネ１５の付勢力はフランジ１３の取付位置を変更
してピン１４とピン１７の間隔を調整することに
より調節することができる。なお爪駆動軸５の下
端には、さらにもう一本のピン１６が穿設されて
おり、挾持爪でウエハＷを挾持しない場合にはこ
のピン１６がフランジ１３のピン１４に当接して
停止されるようになつている。なお必要なら、こ
れらのピン１４と１６の接離を適当な手段により
検知してウエハの挾持を検出するようにしてもよ
い。
可動爪解除手段３０は、基台３１に設けられた
エアシリンダ３０で構成され、このエアシリンダ
の出力ロツド３０ａが引張バネ１５の一端を係止
しているピン１７に対向するように配置されてお
り、引張バネ１５の付勢力に抗してピン１７を二
点鎖線で示す位置まで押し回すことによつて爪駆
動軸５を反時計回り方向へ回転するように構成さ
れている。このエアシリンダ３０の解除動作に連
動して爪駆動軸５及び爪操作リンク４を介してス
ライダ３に立設した可動爪１ａを、第２図の二点
鎖線で示す解除位置まで移動するようになつてい
る。
上記の回転保持装置を支持する基台３１は、ガ
イド１９，１９′に沿つて昇降可能に設けられ、
昇降シリンダ１８によつて昇降駆動するようにな
つており、昇降シリンダ１８を伸長作動すること
により、挾持爪部分が第１図の仮想線で示すよう
にカツプ２１より上方に上昇し、ウエハＷの着脱
交換が可能となる。
なお符号２３は基板搬送装置（図示せず）のウ
エハ搬送用アーム、２０はカツプ２１の内壁に設
けられウエハＷの下面へ処理液を供給するノズ
ル、２２は回転ヘツド２Ａの上方に水平移動可能
に吊設されている処理液供給ノズルであり、ノズ
ル２０，２２には図示しない処理液供給手段が接
続されており、処理液をウエハＷの表面及び裏面
に供給することができるように構成されている。
又必要なら、爪駆動軸５内に処理液供給路を貫通
形成して上端にノズルを設けウエハＷの裏面に処
理液を供給するようにしてもよい。
次に、本実施例におけるウエハの保持動作につ
いて説明する。
図示しない所定位置であらかじめプリアライメ
ントされたウエハＷは、搬送アーム２３によつ
て、カツプ２１の上方に移動せしめられる。
一方、回転軸６は、位置決め用円板１０と光電
センサ２６によつて粗位置決めされて停止し、次
に、シリンダ９のロツドの先端をフランジ８の凹
部に嵌入させることにより、正確に位置決めさ
れ、固定される。
しかる後、エアシリンダ３０を作動させること
により引張バネ１５の付勢力に抗してピン１７を
押圧し、軸５を回転軸６に対し、相対的に所定量
回転することによりスライダ３を第２図に示す実
線位置から二点鎖線位置へ摺動させ、搬送アーム
２３に近い２個の挾持爪１の間隔を開いた状態に
する。
次に昇降シリンダ１８を伸長作動させることに
より、基台３１を上昇させ、挾持爪１を第１図に
示す実線位置から二点鎖線位置へ上昇させ、挾持
爪１の凹部２７が搬送アーム２３に保持されたウ
エハＷと同じ高さになるようにする。
次にシリンダ３０を収縮作動してそのロツドを
縮め、引張バネ１５の付勢力を軸５と、回転軸６
間に作用させ、スライダ３を第２図に示す二点鎖
線位置から実線位置へ摺動させ、挾持爪１の凹部
２７によつてウエハＷを挾持する。このとき、ピ
ン１６がピン１４に当接しているか否かを検知す
るセンサ（図示せず）を設けた場合には挾持爪が
ウエハＷを挾持したか否かをオペレータが確認す
ることもできる。
次に挾持爪１をエアシリンダ１８によりさらに
上昇させることにより該搬送アームとウエハＷの
裏面間にスペースを与えアーム２３を、ウエハＷ
の下面より退去させた後、昇降シリンダ１８を収
縮作動すると基台３１は下降し、ウエハＷは第１
図に示す二点鎖線位置から実線位置へ下降してカ
ツプ２１内に収容される。
しかる後、シリンダ９を収縮作動することによ
り、その出力ロツドとフランジ８の凹部との係合
を解除し、回転軸６を回転自在として、モーター
１２を駆動させ、回転軸６を回転させる。この
時、軸５は、バネ１５により回転軸６と連結され
ているため、回転軸６と一体に回転する。すなわ
ちウエハＷは挾持爪１により水平に挾持された状
態で回転する。
そこでウエハＷの表面にエツチング液、現像
液、又は洗浄液等の所要の表面処理液をウエハＷ
の中央部まで移動せしめられたノズル２２より供
給し、ウエハ表面を処理する。この時、必要によ
り、カツプ２１の内壁に設けられたノズル２０か
らウエハＷの裏面にも表面処理液を供給し、裏面
も同時に表面処理を行うことも可能である。
この回転中、スライダ３に生じる遠心力は、対
称位置に配置されたバランサ２８により平衡状態
となり、バネ１５の負荷が変動を生じることはな
く、安定してウエハＷを回転させることができ
る。
以上のようにして所要の表面処理が終了する
と、位置決め用円板１０の切り欠き部と、光電セ
ンサ２６とが対向する位置にて、回転軸６を停止
させ、シリンダ９を作動させてそのロツドをフラ
ンジ８の凹部と係合させることにより正確に位置
決めされる。
次にシリンダ１８を作動させることによりウエ
ハＷを上昇させた後、搬送アーム２３をウエハ下
部に挿入し、さらに、シリンダ３０を作動させる
ことにより搬送アームに対向する挾持爪１の間隔
を開き、ウエハＷを搬送アーム２３の上に載置す
る。
このようにして、搬送アーム２３によつて１枚
ずつ搬送されてくるウエハＷを保持し、所要の表
面処理を行なうことができる。
第３図は本発明に係る回転保持装置の第２の実
施例を示す縦断面図、第４図はその平面図であ
る。これらの図において第１図及び第２図に示し
た同一部材は同一符号で表わす。
仮想線で示す符号３５，３５′は基板搬送用の
一対の無端ベルトであり、この搬送ベルト３５，
３５′は、カツプ２１内に配置され図示を省略し
たプーリに張設されており、一方カツプ２１には
搬送ベルト３５，３５′に対応させて図示を省略
したウエハ搬入・搬出口が開口され、この出入口
には扉が開閉自在に設けられている。
この第２の実施例においては、以下に述べる点
が上記第１の実施例と異なる。
４本の挾持爪３６，３６′，３８，３８′のうち
１本の挾持爪３６が可動爪としてスライダ３に立
設され、他の挾持爪３６′，３８，３８′は回転板
２のアーム２ａに立設されている。これらの挾持
爪３６，３６′，３８，３８′のうちウエハＷの搬
入方向（第４図矢印Ｂ）から見て手前側に配設さ
れた挾持爪３６，３６′は後方側に配設された挾
持爪３８，３８′よりも背丈が低くなつており、
後方側の挾持爪３８，３８′は位置決めピンとし
て機能する。
また、これらの挾持爪の内径側には、挾持爪３
６，３６′よりもさらに背丈の低いウエハ載置ピ
ン３７，３７…が配設され、そのうちの１本３７
ａはスライダ３に立設されている。
したがつて、一対の無端ベルト３５，３５′に
よつて挾持爪３６，３６′の上方を水平搬送され
てきたウエハＷは、挾持爪３８，３８′に当接し
て位置決めされ、次に回転軸６を第３図の二点鎖
線位置まで上昇させることにより、ウエハＷを無
端ベルト３５，３５′からウエハ載置ピン３７，
３７′上に移載するとともに、下記の可動爪解除
手段４１が非作動状態となり、ウエハＷを挾持爪
３６，３６′，３８，３８′で挾持することができ
る。
可動爪解除手段４１は、第５図又は第６図に示
すようにカム４１によつて構成される。
すなわち図中、爪駆動軸５に立設したピン１７
に、回転自在なロール４２を付設するとともに、
回転軸６が下降したとき、このロール４２と係合
するカム４１を軸５の下端の下方に配設しておく
と、回転軸６の下降に伴いロール４２はバネ１５
の付勢力に抗して軸５を回転軸６に対して相対的
に回転させ、第４図に示すスライダ３を摺動させ
て挾持爪３６，３８′の間隔を開く一方、逆に回
転軸６が上昇すると、ロール４２はカム４１と離
れ、バネ１５の付勢力が爪駆動軸５に加わり、第
４図に示す如く、リンク４を介して、スライダ３
を回転中心方向へ摺動させるため、ウエハＷは、
挾持爪３６，３８にて挾持される。
なお、上記した実施例では、いずれもアーム２
ａを４本配設したものについて記述したが少なく
とも３本等間隔で配設しても良いことは勿論であ
る。
第７図は本発明に係る回転保持装置の第３の実
施例を示す要部縦断面図であり、こゝでは、爪駆
動軸５が回転軸６に対しその軸線方向に摺動自在
に構成されており、爪駆動軸５の上端にカム溝４
３ａを有するブロツク４３が固定されており、こ
の軸５の上方への摺動に伴いカム溝４３ａに沿つ
てカムフオロア４６が従動することにより、リン
ク４４がガイド５０に沿つて水平移動し、挾持爪
１がウエハＷを挾持又は解除するよう構成されて
いる。
すなわち、爪駆動軸５の下方に突設したピン４
７により、回転軸６が下降したときのみ、軸５は
バネ１５の付勢力に抗して相対的に上昇し、挾持
爪１を第７図実線に示す如く開き、回転軸６が上
昇したときはバネ１５の付勢力により挾持爪１を
第７図二点鎖線で示す如く閉じ、ウエハＷを挾持
できる機構になつている。
第１図および第７図の場合は、例えば回転軸を
吊設して、ウエハの主面を下方に向けてウエハを
挾持し、ウエハを回転させながら表面処理できる
ことは言うまでもない。
第８図は本発明の第４の実施例を示す平面図、
第９図はその要部を示す縦断面図である。この第
４の実施例は第１の実施例と以下の点で異なる。
即ち、回転板５０にはアームがなく、４本の挾
持爪のうち、３本の固定爪５２を回転板５０に立
設し、１本の可動爪５１をスライダ５４に立設し
てある。この可動爪５１は、回転板５０に切設し
た長穴６３を上下に遊嵌状に貫通してスライダ５
４に固定されており、スライダ５４とともに基板
挾持側へ移動可能に構成されている。そしてスラ
イダ５４は可動爪操作リンク５３を介して爪駆動
軸５の上端部５６と連結されている。
なお符号５５は、スライダ５４と回転軸対称に
配設されたバランサであり、同様に回転板５０に
切設された長穴６４にピン５９を遊嵌状に貫通し
て設けられ、スライダ５４とバランスするように
なつている。
なお可動爪５１に対向する固定爪５２をバラン
サ５５に立設して可動爪とすることもできる。
第１０図は本発明の第５の実施例を示す要部の
平面図、第１１図はその要部縦断面図、第１２図
は可動爪の１例を示す斜視図である。この第５の
実施例は第１の実施例と以下の点で異なる。
回転板７０のアーム７０ａを６本放射状に水平
方向に突設し、６本の挾持爪７３は各アーム７０
ａの先端に設けられ、６本の挾持爪７３のうち、
３本を可動爪７３ａとして固定爪と交互に配置し
てある。
可動爪７３ａは第１２図に示すようにその上部
がウエハ保持部として形成され、その下部には揺
動腕７６が固定され、上記アーム７０ａに回転可
能に立設されている。そして揺動腕７６は可動爪
操作リンク７１に連結され、爪駆動軸５を介して
揺動される。
ウエハ保持部は段落状のウエハ載置部７８と、
揺動腕７６の揺動に連動してウエハＷを挾持する
切欠状の爪部７７とが一体に形成してあり、ウエ
ハ載置部７８上に載置したウエハＷを爪部７７で
挾持するようになつている。
第１３図は、第１２図におけるウエハ保持部の
変形例を示す斜視図であり、爪部７７を可動爪７
３ａ本体の回転中心より偏心させた位置に設けた
小円柱で形成したものである。
なお第１２図及び第１３図に示す可動爪におい
ては、付勢バネ１５の付勢力を第１図に示した方
向と逆に作用させることも可能である。第１４図
は本発明に係る基板の回転保持装置を真空式の処
理室内に臨ませて設けた場合の実施例を示す縦断
面図である。
この図において第１図と同一の部材は同一の符
号を用いて表わしている。
符号８４は真空式表面処理装置のチヤンバ、８
３はチヤンバ８４内を密閉する開閉可能に設けら
れたカバ、８５は真空引き用のドレン管、８０は
チヤンバ８４の底壁と筒状回転軸用の軸受管８６
とを密閉状に閉止するベローズである。
昇降シリンダ１８により軸受管８６が昇降して
もベローズ８０が伸縮して処理室内を密閉するよ
うになつている。
又軸受管８６と回転軸６との間にもオイルシー
ル等の軸封止手段８１が嵌着され、回転軸６と爪
駆動軸５との間にもＯリング等の封止手段８２が
介在させてある。
こうすることにより、真空式表面処理装置にお
いても本発明に係る基板の回転保持装置を用いる
ことが可能となる。
（発明の効果） 本発明によれば、耐食性の弱い付勢バネや可動
爪解除手段を処理室内から隔絶することができ、
基板の回転保持装置からの発塵をなくし、又装置
の耐食性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る基板の回転保持装置の第
１の実施例を示す要部縦断面図、第２図はその平
面図、第３図は第２の実施例を示す要部縦断面
図、第４図はその平面図、第５図は第２の実施例
における可動爪解除手段の要部断面図、第６図は
その斜視図、第７図は第３の実施例を示す要部縦
断面図、第８図は第４の実施例を示す平面図、第
９図は第８図の要部縦断面図、第１０図は第５の
実施例を示す要部平面図、第１１図はその要部縦
断面図、第１２図は第１１図の可動爪の斜視図、
第１３図は第１２図における可動爪の変形例を示
す斜視図、第１４図は本発明の回転保持装置を真
空式表面処理装置に用いた実施例を示す縦断面図
である。 Ｗ……基板（ウエハ）、１……挾持爪、１ａ…
…可動爪、２……回転板、３……スライダ、４…
…可動爪操作リンク、５……爪駆動軸、６……筒
状回転軸、８，９……クランプ装置、１５……付
勢バネ、２８……バランサ、３０……可動爪解除
手段、４３……カム溝用ブロツク、４３ａ……カ
ム溝、４６……カムフオロワ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 基板処理装置の処理室内へ突設させて回転可
    能に設けた回転軸と、回転軸の突設側一端部に設
    けた回転板と、回転板に配設され基板の外縁を挾
    持する少なくとも３個以上の挾持爪と、これらの
    挾持爪のうち少なくとも１以上のものを可動爪と
    し、可動爪を基板挾持側へ押圧付勢するように設
    けた付勢手段と、可動爪を付勢手段に抗して基板
    解放側へ解除するように設けた可動爪解除手段と
    を備えて成る基板の回転保持装置において、 回転軸を筒状回転軸で形成し、筒状回転軸内に
    相対回転又は相対移動可能に爪駆動軸を貫通して
    設け、爪駆動軸の突設側一端部を可動爪操作リン
    クを介して可動爪と連結し、それぞれ筒状回転軸
    と爪駆動軸の他端側同士を付勢手段で掛止すると
    ともに、当該付勢手段に対向して設けられた可動
    爪解除手段により爪駆動軸を介して基板を挾持・
    解放するように構成したことを特徴とする基板の
    回転保持装置。 ２ 可動爪操作リンクを爪駆動軸の突設側一端部
    に当該爪駆動軸の回動中心から偏心させて連結
    し、筒状回転軸と爪駆動軸とを相対回転させて可
    動爪を操作するように構成した特許請求の範囲第
    １項に記載した基板の回転保持装置。 ３ 爪駆動軸の突設側一端部に略八字状のカム溝
    を有するブロツクを設け、可動爪操作リンクの一
    端に、このカム溝と係合するカムフオロワを設
    け、筒状回転軸と爪駆動軸とを相対移動させて挾
    持爪を操作するように構成した特許請求の範囲第
    １項に記載した基板の回転保持装置。 ４ 回転台に回転中心へ向けて移動可能なスライ
    ダを設け、このスライダに挾持爪を立設して可動
    爪を構成した特許請求の範囲第２項に記載した基
    板の回転保持装置。 ５ 回転台に回転中心へ向けて移動可能なバラン
    サを設け、可動爪とバランサとを軸対称に配設し
    て可動爪操作リンクで連結した特許請求の範囲第
    ４項に記載した基板の回転保持装置。 ６ 回転台の所要位置に偏心回転可能な挾持爪を
    立設して可動爪を構成した特許請求の範囲第１項
    に記載した基板の回転保持装置。
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KR920000673B1 (ko) 1992-01-20
JPS63153839A (ja) 1988-06-27

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