JPH06155213A

JPH06155213A - 回転機構

Info

Publication number: JPH06155213A
Application number: JP30999092A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Sato; 友宏佐藤; Yoshiharu Takizawa; 芳治滝沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【目的】回転中心に対する基板の偏心を無くしかつ基板
の飛散を防止することにより高速回転が可能な回転機構
を与えること。【構成】基板を保持するチャックを基板の自重およびテ
ーブル回転時の遠心力で転角する構造とする。このチャ
ックの転角を利用して基板の積載位置を修正するととも
にチャックの転角によりチャックの一部であるツメが基
板の上部に位置することにより基板の飛散を防止するこ
とができる。このように基板の積載動作およびテーブル
の回転による遠心力を利用して基板の偏心を無くしかつ
基板の飛散を防止することにより高速回転が可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板の回転処理装置に用
いる回転機構に係り、特にシリコン基板，ガラス基板，
アルミ基板の洗浄，フォトレジスト塗布，現像，剥離，
各種材料のエッチング処理、およびこれらの処理後の乾
燥処理に用いる回転機構に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術では、特開平3−179736 号記載
の様に、回転可能に設けたテーブルの表面に被洗浄物の
外周を取り囲むよう複数の支持片を設置し、その支持片
に被洗浄物の周辺を保持するような段差を形成して、洗
浄等の液体を用いる処理を行っていた。そうした回転機
構の一例を図２に示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】洗浄等の液体を用いる
処理の後には、その液体を処理基板から除去する乾燥工
程が必須である。回転機構を持つ装置では、基板を高速
で回転させてそれにより発生する遠心力で基板に付着し
ている液体の除去を行う。

【０００４】例えば、図２において、基板１はテーブル
３上に設けられたブロック４上に積載され、ピン５に保
持されてこの状態で洗浄処理を受ける。処理後、テーブ
ル３はモータ６の回転を伝えるシャフト７により高速回
転されてその表面上の洗浄液が除去される。遠心力によ
って除去された洗浄液は、テーブル３を取り囲むように
形成されたカップ２によって受け取られ、図に示されて
いない排水口よりカップ外に流出される。

【０００５】基板１は高速回転するため、基板１の重心
はテーブル３の回転軸と一致していることが望ましい。
しかし、基板１をテーブル３上にセットする際にはピン
５と基板１の外周部との間に隙間が必要である。また基
板１の外周の寸法公差を考慮してピン５の配置を決めな
ければいけない。そのため基板１をテーブル３上にセッ
トした状態で基板１とピン５の間には水平方向のガタが
存在することになる。このガタにより基板１の中心はテ
ーブル３の回転軸と一致しなくなり、基板１は偏心して
回転することになる。基板１が偏心して回転するとテー
ブル回転駆動部の摩耗，振動などの悪影響が発生する。
このため回転駆動部の剛性を高くする必要があるが剛性
を高くすると回転機構部の重量が増加し高速回転が不可
能になる，装置が大型化する，より高出力のモータが必
要になるといった問題があった。また基板１は高速回転
するため、カップ２内部の気流や回転機構部の振動が原
因でブロック４上から浮き上がりピン５を乗り越えて飛
散するという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、基板の偏心をなくし、基
板の飛散を防止する機構をもつ回転機構を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に基板を保持するチャックを、基板がテーブル上に積載
される際の基板の自重、およびテーブルが回転する際の
遠心力により転角する構造とした。さらにこのチャック
の重心をチャックの転角軸よりもテーブル側で、かつテ
ーブルの回転軸を基準としてチャックの転角軸よりも外
周に位置させ、チャックの転角を利用して基板の偏心を
修正し、かつ基板の飛散を防止する構造とした。

【０００８】

【作用】基板を保持するチャックを、基板がテーブル上
に積載される際の基板の自重、およびテーブルが回転す
る際の遠心力により転角する構造とする。このチャック
には基板裏面に接触するように配置された突起および、
基板外縁部に接触するように配置されたツメが設けられ
ている。またこのチャックの重心はチャックの転角軸よ
りもテーブル側で、かつテーブルの回転軸を基準として
チャックの転角軸よりも外周に位置している。このた
め、基板が積載されていない状態ではツメは開いてお
り、上方から基板を搬送してきて積載することが出来
る。基板を積載する際、チャックの突起が基板の裏面に
接触するとチャックは転角を始め、チャックのツメはテ
ーブル回転軸方向に動き基板の偏心を修正するとともに
ツメの先端が基板外縁部の上方かつ内側に位置するよう
になり基板の飛散を防止する。またチャックの重心はチ
ャックの転角軸よりもテーブル側に位置しているためテ
ーブルが回転を始めると、チャックはツメがテーブルの
回転軸方向に動く向きに転角しようとする。そのため基
板の回転中もチャックには常に基板の偏心を修正しかつ
基板の飛散を防止する向きに力が働き、この力はテーブ
ルの回転数が高くなるほど大きくなる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１および図３から図
６により説明する。

【００１０】図１は洗浄等の液体を用いる処理の後に、
基板を高速で回転させてそれにより発生する遠心力で基
板に付着している液体の除去を行う、本発明の１実施例
の回転機構の正面図及び平面図である。図３は図１のＰ
部の部分拡大図である。

【００１１】図１および図３においてテーブル３上に配
置されたチャック８はチャック転角軸９により支持され
ており自由に転角できる。チャック転角軸９はテーブル
３の回転円の接線に平行に配置され、図に記載されてい
ない部材によりテーブル３上に固定されている。図１に
おいてチャック８は等間隔に３個設置されているが、チ
ャック８の設置数および設置間隔はテーブル３の回転軸
の周りのアンバランスが生じない条件内で任意である。
チャック８が転角可能ないかなる位置においてもチャッ
ク８の重心１２はチャック転角軸９よりもテーブル３側
で、かつテーブルの回転軸を基準としてチャック転角軸
９よりも外周に位置している。チャック８には基板１の
裏面に接触するように配置され突起８ａおよび基板外縁
部に接触するように配置されたツメ８ｂが設けられてい
る。基板１が積載されておらず、テーブルが回転してい
ない状態ではチャック８は図３ａに示すように突起８ａ
が最も上方になる角度に位置している。

【００１２】図には記載されていない搬送手段により基
板１が搬送されてきて１３の方向に移動すると図３ｂに
示すように基板１の裏面が突起８ａに接触し、基板１は
自重により突起８ａを下方に押し下げそれに伴いチャッ
ク８は１４の方向に転角する。チャック８が転角するこ
とによりツメ８ｂは基板１の外縁部に接触し、基板１の
回転中心がテーブル３の回転中心と一致する向き１６に
基板１を移動させる。チャック８はストッパ１０に接触
して止まるまで転角を続ける。チャック８がストッパ１
０に接触したときツメ８ｂの先端は基板１の外縁部の上
方かつ内側に位置し基板１の飛散を防止する。基板１が
積載された状態ではチャック８は常にストッパ１０に接
触しており、これにより洗浄，乾燥などの処理を行う際
の基板１の上下方向に位置を一定に保つことができる。

【００１３】図３ｃに示すようにチャック８の重心１２
はチャック転角軸９よりもテーブル３側に位置している
ため、テーブル３が回転を始めると遠心力によりチャッ
ク８を１４の方向に転角させようとする力１５が働く。
そのためテーブル３の回転時におけるテーブル３の回転
中心と基板１の回転中心のずれ、および基板１の飛散を
防止できる。テーブル３の回転中における上記の作用は
テーブル３の回転に伴う遠心力により生じるためテーブ
ル３の回転数が高くなるほどこの作用は強くなる。

【００１４】図４にテーブル３回転時の基板１の飛散防
止のみを目的とした本発明の別の実施例を示す。図４
ａ，図４ｂに示すように基板１が１３の方向に移動し積
載されることによりチャック８は基板１の自重により１
４の方向に転角し、ツメ８ｂは基板１の外縁部の上方か
つ内側に位置する。またテーブル３の回転中は遠心力に
よりチャック８を１４の方向に転角させようとする力１
５が働き、基板１の飛散を防止する事ができる。上記の
基板１の飛散を防止しようとする作用はテーブル３の回
転に伴う遠心力により生じるためテーブル３の回転数が
高くなるほどこの作用は強くなる。

【００１５】図５に基板の上下方向の積載位置を規制す
るピン１１をチャック８とは別に設置した本発明の別の
実施例を示す。図５ａ，図５ｂに示すように基板１が１
３の方向に移動し積載されることによりチャック８は基
板１の自重により１４の方向に転角し、基板１の回転中
心がテーブル３の回転中心と一致する向き１６に基板１
を移動させる。図５ｂに示すように基板１が積載された
状態では基板１はピン１１によって支持され上下方向に
位置決めされている。

【００１６】図５ｃに示すようにテーブル３の回転中は
遠心力により力１５が働きチャック８は１４の向きに転
角し基板１の外縁部に接触して、基板１の回転中心がテ
ーブル３の回転中心と一致する向きに基板１を移動させ
る。基板１の外周部に設けられた複数のチャックが同様
な動きをすることにより、テーブル３が回転を始めると
基板１は基板１の回転中心がテーブル３の回転中心と一
致するように積載位置を修正される。

【００１７】この作用により例えば基板１の外周公差に
より基板１の外縁部と基板１の位置決めを行うツメ８ｂ
との間に隙間ができ基板１の位置決めを正確に行えな
い、あるいは基板１の回転中心とテーブル３の回転中心
が一致しない、といった問題点を解決することができ
る。またテーブル３の回転中はチャック８は遠心力によ
り常に１４の方向に転角しようとする力を受けるためツ
メ８ｂは基板１の外縁部を下方向に押し続けることにな
り、基板１の飛散を防止することができる。

【００１８】テーブル３の回転中における、基板１の積
載位置を修正し飛散を防止する作用はテーブル３の回転
に伴う遠心力により生じるため、テーブル３の回転数が
高くなるほどこの作用は強くなる。

【００１９】図６に基板１積載時の位置の修正およびテ
ーブル３回転時の基板１の積載位置の規制のみを目的と
した本発明の別の実施例を示す。図６ａ，図６ｂに示す
ように基板１が１３の方向に移動し積載されることによ
りチャック８は基板１の自重により１４の方向に転角
し、基板１の回転中心がテーブル３の回転中心と一致す
る向き１６に基板１を移動させる。図６ｃに示すように
テーブル３の回転中は遠心力によりチャック８を１４の
方向に転角させようとする力１５が働き、基板１の回転
中心が移動することを規制する。この時基板１の移動を
規制するツメ８ｂは基板１の鉛直上方に位置しないので
基板１の上面に対する液体や気体，電磁波などを用いた
処理を妨げることが無い。上記の基板１の回転中心の移
動を規制する作用はテーブル３の回転に伴う遠心力によ
り生じるためテーブル３の回転数が高くなるほどこの作
用は強くなる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、回転テーブルに何らか
の搬送機構を用いて基板を積載するだけで基板の回転中
心を回転テーブルの回転中心に一致させ、かつ回転処理
時の基板の飛散を防止することができる。そのため精密
な位置決め精度を持つ搬送機構が不要になる。また基板
の回転中心を回転テーブルの回転中心に一致させ、かつ
基板の飛散を防止しようとする作用は回転テーブルの回
転数に比例して大きくなる。そのため回転アンバランス
や基板の飛散を起こすこと無く高速回転が可能であり、
乾燥処理に必要な時間を短縮することができ、基板処理
のスループットを向上させる事ができる。

【００２１】また本発明によれば基板の位置決めと飛散
防止を１つのチャックで行うため回転テーブルを軽量化
することができ回転に必要なモータ類を小型化できる。
さらに基板と回転テーブルの回転中心を精密に一致させ
ることができるためテーブル回転時のアンバランスが無
くなりテーブル回転軸の剛性を高めること無く高速回転
できるので装置を小型化でき、装置設置面積を低減し設
置面積に対する初期投資を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の回転機構のテーブルの構造
を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。

【図２】従来技術の回転機構のテーブルの構造を示す平
面図（ａ）および正面図（ｂ）である。

【図３】図１のＰ部の部分拡大図の基板を積載する前の
状態（ａ），基板積載途中の状態（ｂ）および回転時の
状態（ｃ）を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例の部分拡大図の基板を積載
する前の状態（ａ）および回転時の状態（ｂ）を示す図
である。

【図５】本発明の他の実施例の部分拡大図の基板を積載
する前の状態（ａ），基板積載途中の状態（ｂ）および
回転時の状態（ｃ）を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の部分拡大図の基板を積載
する前の状態（ａ），基板積載途中の状態（ｂ）および
回転時の状態（ｃ）を示す図である。

【符号の説明】

１…基板、２…カップ、３…テーブル、４…ブロック、
５…ピン、６…モータ、７…シャフト、８，８ａ，８ｂ
…チャック、９…チャック転角軸、１０…ストッパ、１
１…ピン、１２…チャックの重心、１３…基板搬送方
向、１４…チャック転角方向、１５…チャックに働く遠
心力、１６…基板に働く力。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 21/304 ３４１Ｎ 8831−4Ｍ３６１Ｓ 8831−4Ｍ 21/68 Ｎ 8418−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を回転させる回転機構において回転テ
ーブル上に基板を積載すると、基板の自重によりチャッ
クが基板を保持する位置に転角することを特徴とする回
転機構。
【請求項２】回転テーブルが回転することによる遠心力
によって、チャックが基板を保持する位置に固定される
ことを特徴とする請求項１記載の回転機構。
【請求項３】回転テーブルが回転することによる遠心力
によって、基板を保持する位置に転角したチャックをさ
らに転角させることを特徴とする請求項１記載の回転機
構。
【請求項４】基板を保持するチャックが転角することに
より、テーブル回転時に基板の飛散を防止することを特
徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の
回転機構。
【請求項５】基板を保持するチャックが転角することに
より、基板の重心がテーブルの回転中心と一致するよう
に基板を移動させることを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項６】チャックの転角軸がテーブルの回転円の接
線と平行であることを特徴とする請求項１から請求項５
のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項７】チャックがテーブルの回転円の法線上の鉛
直面内で転角することを特徴とする請求項１から請求項
６のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項８】チャックの転角可動部の重心と基板との距
離が、チャックの転角軸と基板との距離より短いことを
特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載
の回転機構。
【請求項９】チャックの転角可動部の重心がテーブルの
回転軸を基準としてチャックの転角軸よりも外周に位置
することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか
１項に記載の回転機構。
【請求項１０】チャックが転角可能な全ての位置におい
て請求項８又は９記載の内容を満足することを特徴とす
る請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転機
構。
【請求項１１】液体を用いた処理に用いることを特徴と
する請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回
転機構。
【請求項１２】乾燥処理に用いることを特徴とする請求
項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１３】液体を用いた処理が洗浄処理であること
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に
記載の回転機構。
【請求項１４】液体を用いた処理がフォトレジスト塗布
処理であることを特徴とする請求項１から請求項１２の
いずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１５】液体を用いた処理がフォトレジスト現像
処理であることを特徴とする請求項１から請求項１２の
いずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１６】液体を用いた処理が各種材料のエッチン
グ処理であることを特徴とする請求項１から請求項１２
のいずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１７】液体を用いた処理がフォトレジスト剥離
処理であることを特徴とする請求項１から請求項１２の
いずれか１項に記載の回転機構。
【請求項１８】処理を行う基板がシリコンウェハである
ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１
項に記載の回転機構。
【請求項１９】処理を行うシリコンウェハ基板が半導体
素子製造用の基板であることを特徴とする請求項１８記
載の回転機構。
【請求項２０】処理を行う基板がガラス板であることを
特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記
載の回転機構。
【請求項２１】処理を行うガラス基板が液晶表示素子製
造用基板であることを特徴とする請求項２０記載の回転
機構。
【請求項２２】処理を行うガラス基板がフォトマスク製
造用基板であることを特徴とする請求項２０記載の回転
機構。
【請求項２３】処理を行うガラス基板が磁気ディスク製
造用基板であることを特徴とする請求項２０記載の回転
機構。
【請求項２４】処理を行う基板がアルミ板であることを
特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記
載の回転機構。
【請求項２５】処理を行うアルミ基板が磁気ディスク製
造用基板であることを特徴とする請求項２４記載の回転
機構。