JPH06291030A - 回転式基板処理装置用の基板回転保持装置 - Google Patents
回転式基板処理装置用の基板回転保持装置Info
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- B05C11/08—Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
Abstract
の空転を抑制する。 【構成】 回転台1が基板Wを回転させるときには、昇
降可能な処理液回収カップ8に配設されたリング状磁石
20は上方の位置を占め、基板押圧部材11に接近す
る。このため、永久磁石を内蔵する基板押圧部材11が
回動して、その押圧面11aが基板Wの外縁Waに当接
しかつ押圧付勢する。リング状磁石20は基板押圧部材
11の一端11bの回転軌跡に沿って円周状に配置され
ているので、基板押圧部材11の回転位置によらずに常
に一定の磁力を作用させ得る。更に、磁力の作用は回転
台1の回転速度に依存しないので、回転の全ての時期に
おいて基板押圧部材11は外縁Waを押圧付勢する。磁
力を介して回転台1上の基板押圧部材11を回動させる
ので、基板押圧部材11を駆動する機構が簡単である。 【効果】 簡単な構成で回転の全ての時期において基板
の空転を抑制し得る。
Description
などのオリエンテーションフラットやノッチ等の切欠き
が形成された略円形の基板、あるいは光ディスク用基板
などのように全く切欠きを有しない円形の基板を回転台
上に支持し、基板の上面に洗浄液やエッチング液等の各
種処理液を供給する等により基板の処理を行う回転式基
板処理装置に用いられる基板回転保持装置に関する。
板などの、高いクリーン度が要求される基板を処理する
回転式基板処理装置においては、基板の回転時に基板を
保持する部材と基板との間のすべりを極力抑えることが
要求される。すべりが生じると、基板の表面が削られる
ことにより、基板が損傷するばかりでなく、発塵の原因
ともなる。また、処理液の流動が不均一となるために、
基板の処理における品質にも問題を生じる。このため、
例えば特開昭51−132972号公報、および同一出
願人による特公平3−9607号公報などにおいて、基
板の回転時のすべりを抑える技術が開示されている。
載置された基板の外縁に当接し得る遠心性のアームが水
平回転台に設けられており、水平回転台の回転に伴う遠
心力の作用により、アームが基板の外縁に押圧付勢され
る。後者の従来技術における装置では、同じく水平に載
置された基板の外縁に当接し得る可動性の爪部が水平回
転台に設けられており、この爪部が所定の動きを行うこ
とにより基板の外縁を付勢力を持って挟持する。
技術では遠心力を利用して基板を挟持するものであるた
めに、回転加速時および回転減速時において回転速度が
十分には高くない期間、すなわち回転加速の初期および
回転減速の最終期においては、すべりを十分に抑制する
ことはできないという問題点を有していた。また、後者
の技術では、常にすべりを抑制することができる反面、
装置の構成が複雑であり、製造コストが高いという問題
点を有していた。
点を解消することを目指したもので、簡単な構成を有
し、しかも回転の如何なる時期においても基板のすべり
を抑えることができる回転式基板処理装置用の基板回転
保持装置を提供することを目的とする。
基板処理装置用の基板回転保持装置は、円形ないし略円
形の基板を水平回転し、当該基板の上面に対する所定の
処理を行う回転式基板処理装置に用いられる基板回転保
持装置であって、(a)水平回転動作を行う回転台と、
(b)前記回転台に配置され、前記基板を保持する基板
保持部材と、(c)第1の磁性部材を有し、前記回転台
に回動自在に軸支された基板押圧部材と、(d)前記回
転台の回転軸の周りの所定の回転軌跡に沿って実質的に
円周状に配置された第2の磁性部材であって、前記回転
軸に沿った方向への前記回転台との相対的な移動が可能
な第2の磁性部材と、を備え、前記第1の磁性部材と第
2の磁性部材のうち少なくとも一方は、あらかじめ磁化
した磁石とされており、前記基板押圧部材には押圧面が
形成されており、当該基板押圧部材は、その回動位置に
よって、前記基板保持部材に保持された前記基板の外縁
に前記押圧面が当接することと、当接状態を脱して当該
外縁を解放することとが共に可能であって、前記第2の
磁性部材は、前記相対的な移動により前記第1の磁性部
材に接近したときに、当該第1の磁性部材との間の磁力
により、前記押圧面が前記基板保持部材に保持された前
記基板の外縁に当接して押圧付勢するように、前記基板
押圧部材を回動させる。
転させるときには、第2の磁性部材を第1の磁性部材に
接近させる。これらの間に作用する磁力により、基板押
圧部材が回動してその押圧面が基板の外縁に当接しかつ
押圧付勢する。第2の磁性部材は回転台の回転軸周りの
回転軌跡に沿って実質的に円周状に配置されているの
で、回転台に軸支された基板押圧部材が回転台とともに
回転するのにともなって、その回転位置が任意に変化し
ても、第1の磁性部材と第2の磁性部材との間には常に
一定の磁力が作用する。また、磁力の作用は回転台の回
転速度に依存しないので、回転の全ての時期において基
板押圧部材は基板の外縁を押圧付勢する。このため、回
転の全ての時期において基板のすべりを抑制することが
できる。また第2の磁性部材が回転軸方向に移動するだ
けで、磁力を介して回転台上の基板押圧部材を回動さ
せ、しかも付勢するので装置の構成が簡単である。
置の構成と機能についての説明に先だって、実施例の装
置を搭載した回転式基板処理装置について説明する。図
2の部分的に切欠きを有する側面図は、回転式基板処理
装置の全体の概略構成を模式的に示す。
って回転駆動される基板回転保持具5と、基板Wの上面
に、例えば酸やアルカリ、各種溶剤、純水等を含む洗浄
液や、フォトレジスト液、現像液、あるいはエッチング
液等の各種処理液を供給する処理液供給ノズル7と、モ
ータ6の回転駆動軸を挿通し、基板Wの側方および下方
を囲って、基板Wから飛散する処理液を回収する処理液
回収カップ8とを具備している。基板回転保持具5は、
モータ6によって水平回転される回転台1と、回転台1
上の周縁部に固定的に配設された複数の基板保持部材2
と、同じく周縁部に回動自在に付設された基板押圧部材
(図2には図示しない)とを具備している。
水平回転する基板Wの上面に、所要の処理液を供給する
ことにより基板Wの表面処理が行われる。処理液回収カ
ップ8は、エアシリンダから構成される昇降駆動源9に
より、基板回転保持具5に対し、鉛直方向、言い替える
と基板回転保持具5の回転軸の方向に昇降可能である。
基板Wを基板回転保持具5に載置する際および基板Wを
基板回転保持具5から取り出す際には、処理液回収カッ
プ8は相対的に下方に位置し、基板Wを回転し処理を施
す工程では相対的に上方に位置する。図2は、後者の処
理を施す工程にある処理液回収カップ8を示している。
処理液回収カップ8には、後述するリング状磁石(第2
の磁性部材)(図2には図示しない)が固定的に設置さ
れており、処理液回収カップ8とともに昇降する。基板
回転保持具5とリング状磁石とは、この発明の実施例に
おける基板回転保持装置を構成する。
をエアシリンダにより構成したが、これに限られるもの
ではなく、例えばモータで駆動するネジ送り機構による
構成でもよく、また電磁アクチュエータにより構成する
こともできる。
基板回転保持装置100の構成を示す斜視図である。ま
た図1は、基板回転保持装置100の構成と動作を説明
する部分断面正面図である。
持部材2は、基板支持部3と水平位置規制部4とを一体
に形成して成る。基板支持部3の上面が基板Wの下面の
外縁部分に当接することにより、基板Wを回転台1から
離間して水平に支持する。水平位置規制部4の側面は、
基板Wの外縁Waに当接して基板Wの水平面上の位置を
規制する。回転台1の上面の周縁部には更に、固定的に
設置された回動軸受け部材12により、回転台1の半径
方向にそった鉛直面内で回動自在に支持された基板押圧
部材11が設けられている。処理液回収カップ8の内底
面にはリング状磁石20が配置されている。リング状磁
石20は永久磁石であって、回転台1より下方に位置
し、回転台1の回転軸Aの周りの回転軌跡に沿った円周
状に配置されている。リング状磁石20の上面に例えば
N極が形成され、下面に反対のS極が形成されている。
リング状磁石20は防錆のために、樹脂でコーティング
されているか、または樹脂あるいは非磁性材を用いたケ
ースに封入されている。
1の磁性部材)を有しており、その表面は樹脂で覆われ
ている。基板押圧部材11は更に、その内側端部に、基
板Wの外縁Waに当接し得る面である押圧面11aを有
している。基板押圧部材11の重心Gは、回動軸受け部
材12が有する支点12aよりも外側、すなわち支点1
2aから見て押圧面11aとは反対側に偏位した位置に
ある。リング状磁石20は、処理液回収カップ8ととも
に昇降し、それに伴って基板押圧部材11の押圧面11
aとは反対側の一端11bに接近し、あるいは離間す
る。基板押圧部材11が有する永久磁石の極性について
は、例えばリング状磁石20に対向する一端11bにN
極が形成され、他の一端すなわち押圧面11aの側にS
極が形成されている。
基板Wを基板回転保持具5に載置するとき、および基板
回転保持具5から取り出すときには、処理液回収カップ
8は下方に位置する(図1の点線で示す)。このとき、
リング状磁石20は基板押圧部材11の一端11bから
離間している。したがって、基板押圧部材11が有する
永久磁石は、リング状磁石20からの磁力の作用をほと
んど受けない。このとき、重心Gが一端11bの側に偏
位していることから、重力の作用により基板押圧部材1
1は図1の点線で示す姿勢を成す。すなわち、押圧面1
1aは基板外縁Waから離れて基板Wを解放する。
転が開始される際には、その回転開始前に、処理液回収
カップ8は前述のように上昇し、処理を行う期間は上方
の位置を維持する(図1の実線で示す)。このとき、リ
ング状磁石20の上面の磁極(N極)と基板押圧部材1
1の一端11bにおける磁極(N極)とが互いに磁気的
反発力を及ぼす。その結果、基板押圧部材11は、支点
12aを軸にして基板Wの半径方向にそって図1の紙面
にて時計回りに回動し、図1の実線で描かれる姿勢を成
し、押圧面11aが基板外縁Waに当接し押圧付勢す
る。このため、基板外縁Waは押圧面11aと、基板押
圧部材11に対向する位置を占める複数の水平位置規制
部4の側面との間で付勢力をもって挟持される。
た回転軌跡に沿って配置されているので、磁気的反発力
は基板押圧部材11の回転位置に依存せずに一定であ
る。また、磁気的反発力は、回転台1の回転速度にも依
存しない。したがって、回転台1を回転加速する期間お
よび回転減速する期間を含めて、基板Wを回転させつつ
処理する全ての期間において、一定の付勢力が基板外縁
Waに印加される。このため基板回転保持装置100
は、基板Wを回転処理する全期間において基板Wを空転
(すべり)なく、回転保持することができる。
作用する磁力を利用して基板押圧部材11を駆動するの
で、基板押圧部材11を駆動する機構が単純である。更
に、リング状磁石20を昇降させる機構は、既に昇降機
構を備える処理液回収カップ8の上面の所定の位置に設
置するだけで実現するので、別途新たに設ける必要がな
い。このため、この実施例の装置は従来の装置に比べて
構成が一層単純である。
持装置100の構成と動作を説明する部分断面正面図で
ある。この実施例では、内部に永久磁石を有する基板押
圧部材11の重心Gは、回転軸受け部材12の支点12
aから押圧面11a側、即ち支点12aよりも基板Wの
外縁方向へ偏位した位置にある。リング状磁石20は、
基板押圧部材11の押圧面11aとは反対側の一端11
bに接近し、あるいは離間する。リング状磁石20の上
面に、例えばN極があって下面にS極がある場合には、
基板押圧部材11が有する永久磁石の一端11bにS極
が形成され、押圧面11aの側にN極が形成されてい
る。回転台1は非磁性の材料で構成されている。
処理液回収カップ8が下方に位置する(図4の点線で示
す)ときには、基板押圧部材11は、重心Gが押圧面1
1aの側に偏位していることから、図4の点線で示す姿
勢を成す。すなわち、押圧面11aは基板外縁Waから
離れて基板Wを解放する。一方、基板Wの処理を行うと
き、すなわち処理液回収カップ8が図4の実線で示す位
置にあるときには、リング状磁石20の上面の磁極Nと
基板押圧部材11の一端11bにおける磁極Sとが互い
に磁気的吸引力を及ぼす。その結果、基板押圧部材11
は、支点12aを軸にして基板Wの半径方向にそって図
4の紙面にて時計回りに回動し、図4の実線で描かれる
姿勢を成し、押圧面11aが基板外縁Waに当接し押圧
付勢する。このため実施例1の装置と同様に、基板外縁
Waは、押圧面11aと、基板押圧部材11に対向する
位置を占める複数の水平位置規制部4の側面との間で、
付勢力をもって挟持される。実施例1の装置と同様に、
この実施例の装置は単純に構成し得て、しかも基板Wを
回転処理する全期間において基板Wを空転(すべり)な
く回転保持する。
持装置100の構成を示す斜視図である。回転台1の上
面の周縁部には、複数の基板保持部材2と並んで、回転
台1に回動自在に支持された基板押圧部材31が付設さ
れている。基板押圧部材31が設けられている位置にお
ける回転台1の上面には、回転台1の半径方向外側へ向
かって低くなった傾斜面1aが形成されており、基板押
圧部材31は、傾斜面1aに垂直、すなわち上方ほど回
転台1の回転軸Aから離れるように傾斜した回動軸Aa
のまわりで回転自在に設けられている。
視図である。基板押圧部材31は、樹脂または樹脂で被
覆された金属で構成される楕円柱形状の押圧体32を有
している。押圧体32の中心軸ないしその近傍に回動軸
Aaとなる回動軸体33の一端が固定的に連結してお
り、回動軸体33の他の一端には錘体34が固定的に連
結している。回動軸体33の軸の方向は押圧体32の中
心軸と平行である。錘体34は円盤状の錘体本体35と
連結部材36を有している。連結部材36は回動軸体3
3と錘体本体35とを連結する。基板押圧部材31の重
心Gが回動軸体33から偏位した位置を占めるように、
回動軸体33は錘体本体35の中心から偏位した位置に
連結される。錘体本体35は永久磁石37を有してい
る。回動軸体33は、例えばステンレス鋼等で形成さ
れ、錘体34の各部の少なくとも表面は樹脂で形成され
ている。また錘体34において、永久磁石37を除く各
部は非磁性の材料で構成されている。
保持装置100の構成と動作を説明する平面図(図7
(a)、図8(a))および部分断面正面図(図7
(b)、図8(b))である。回動軸体33は回動軸受
38を介して傾斜面1aに回動自在に支持されている。
回動軸受38には、例えばベアリング機構が設けられて
おり、回動摩擦が低く抑えられている。押圧体32の側
面には基板外縁Waに当接する押圧面32aが形成され
ている。リング状磁石20は、処理液回収カップ8が上
昇した位置において錘体本体35に近接し、かつ錘体本
体35よりも回転軸Aに近い側に位置するように、処理
液回収カップ8の内底面に配置されている。リング状磁
石20の外側面に例えばN極が形成され、内側面にS極
が形成されている。永久磁石37ではこれに対応して、
上方に位置するリング状磁石20に接近し得る一端37
aにS極が形成され、他の一端37bにN極が形成され
ている。
ら偏位しており、しかも回動軸Aaが傾斜しているため
に、基板Wの処理を行う前および後、すなわちリング状
磁石20が下方に位置し、その磁力の影響が基板押圧部
材31に及ばないとき(図7)には、基板押圧部材31
に作用する重力によって、重心Gが回転軸Aを視点とし
て回転軸Aaより径方向に位置する。このとき押圧体3
2は図7に描かれる姿勢を成し、押圧面32aは基板外
縁Waから離れて基板Wを解放する位置にある。
リング状磁石20が上方に位置するとき(図8)には、
リング状磁石20の外側面の磁極Nと永久磁石37の一
端37aにおける磁極Sとが互いに磁気的吸引力を及ぼ
す。この力によって回動軸体33が回転し、それに伴っ
て回動軸体33に固定されている押圧体32も回転す
る。その結果、押圧体32は図8に描かれる姿勢を成
し、押圧面32aが基板外縁Waに当接し押圧付勢す
る。このため実施例1、2の装置と同様に、基板外縁W
aは、押圧面32aと、押圧体32に対向する位置を占
める複数の水平位置規制部4の側面との間で、付勢力を
もって挟持される。実施例1、2の装置と同様に、この
実施例の装置は単純に構成し得て、しかも基板Wを回転
処理する全期間において基板Wを空転(すべり)なく回
転保持する。
持装置100の構成を示す斜視図である。回転台1の上
面の周縁部には、実施例3における基板押圧部材31の
代わりに基板押圧部材41が付設されている。基板押圧
部材41は回転台1に回動自在に支持されている。基板
押圧部材41の回動軸Aaは回転軸Aと平行である。
斜視図である。基板押圧部材41は、樹脂または樹脂で
被覆された金属で構成される楕円柱形状の押圧体42を
有している。押圧体42の中心軸から長円方向に偏位し
た位置に回動軸体43の一端が固定的に連結しており、
回動軸体43の他の一端には円盤形状の磁石保持部44
が磁石保持部44の略中心の位置で固定的に連結してい
る。回動軸体43の軸の向きは押圧体42の中心軸の向
きと平行である。磁石保持部44は保持部本体45と永
久磁石47とを有している。回動軸体43は、例えばス
テンレス鋼等で形成され、永久磁石47の表面は樹脂で
被覆されており、保持部本体45の少なくとも表面は樹
脂で形成されている。また保持部本体45は、非磁性の
材料で構成されている。
回転保持装置100の構成と動作を説明する平面図(図
11(a)、図12(a))および部分断面正面図(図
11(b)、図12(b))である。回動軸体43は回
動軸受48を介して回転台1に回動自在に支持されてい
る。回動摩擦を抑えるために、回動軸受48には例えば
ベアリング機構が設けられている。押圧体42の側面に
は基板外縁Waに当接する押圧面42aが形成されてい
る。リング状磁石20は、処理液回収カップ8が上昇し
た位置において保持部本体45に近接し、かつ保持部本
体45よりも回転軸Aに近い側に位置するように、処理
液回収カップ8の内底面に配置されている。リング状磁
石20の外側面に例えばN極が形成され、内側面にS極
が形成されている。これに対応して永久磁石47では、
回動軸Aaから最も遠い押圧体42の一端42bの近く
に位置する一端47aにS極が形成され、他の一端47
bにN極が形成されている。
グ状磁石20は下方に位置する(図11)。このとき、
リング状磁石20が形成する磁力線Bは、永久磁石47
が設置される位置において回転軸Aへ向かう方向にあ
る。リング状磁石20の保磁力が適切に設定されている
ならば、この磁力線は適度な大きさの磁力をもって、永
久磁石47の一端47b(N極)を回転軸Aに向かう方
向へ吸引し、他の一端47a(S極)を逆に排斥する。
従って、永久磁石47の長手方向の向きは図11に示す
ように回転軸Aの径方向に配向する。このとき押圧体4
2は、図11に描かれる姿勢を成し、押圧面42aは基
板外縁Waから離れて基板Wを解放する回動位置にあ
る。
リング状磁石20が上方に位置するとき(図12)に
は、リング状磁石20の外側面の磁極Nと永久磁石47
の一端47aにおける磁極Sとが互いに吸引力を及ぼ
す。この力によって回動軸体43が回転し、それに伴っ
て回動軸体43に固定されている押圧体42も回転す
る。その結果、押圧体42は図12に描かれる姿勢を成
すので、押圧面42aが基板外縁Waに当接し押圧付勢
する。このため基板外縁Waは、押圧面42aと、押圧
体42に対向する位置を占める複数の水平位置規制部4
の側面との間で、付勢力をもって挟持される。実施例
1、2、および3の装置と同様に、この実施例の装置
は、単純に構成し得て、しかも基板Wを回転処理する全
期間において基板Wを空転(すべり)なく回転保持す
る。
ように、基板支持部3と水平位置規制部4とが一体に形
成されたものでなくてもよい。すなわち、図13に示す
ように基板保持部材2を、回転台1の上面に基板支持部
3と水平位置規制部4とに分離して構成してもよい。な
お、図13では基板押圧部材は図示を略している。
果たし得る限り、楕円柱以外の形状であってもよい。
を供給して基板の上面に処理を行う装置だけではなく、
例えば基板を水平回転しつつ基板の乾燥を行う回転式基
板処理装置であってもよい。
材とリング状磁石20の双方に磁石を設けることなく、
例えば基板押圧部材11には永久磁石の代わりにあらか
じめ磁化されてはいない強磁性体を用いてもよい。基板
押圧部材31とリング状磁石20においても同様であ
る。
の押圧面42aが基板外縁Waを解放した状態のとき
に、図11に示す永久磁石47の配向に対して直交する
向きに押圧体42の長円方向が向くように、押圧体42
の中心軸に回動軸体43の一端を固定的に連結するよう
にしてもよい。このようにすれば押圧体42の押圧面4
2aの基板外縁Waまでの回動距離が短くなり、基板外
縁Waに当接するときの衝撃を和らげることができる。
押圧部材に設けられた第1の磁性部材と、その回転軌跡
に沿って配置され、しかも回転台に対して相対的に移動
が可能な第2の磁性部材との間に作用する磁力によっ
て、回動自在な基板押圧部材を基板の外縁に押圧付勢す
る。このため、この発明の装置は、簡単に構成すること
ができ、しかも回転の全ての時期において基板のすべり
を抑制し得る効果を有する。
断面正面図である。
正面図である。
図である。
断面正面図である。
図である。
ある。
図である。
図である。
図である。
である。
造図である。
造図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 円形ないし略円形の基板を水平回転し、
当該基板の上面に対する所定の処理を行う回転式基板処
理装置に用いられる基板回転保持装置であって、(a)
水平回転動作を行う回転台と、(b)前記回転台に配置
され、前記基板を保持する基板保持部材と、(c)第1
の磁性部材を有し、前記回転台に回動自在に軸支された
基板押圧部材と、(d)前記回転台の回転軸の周りの所
定の回転軌跡に沿って実質的に円周状に配置された第2
の磁性部材であって、前記回転軸に沿った方向への前記
回転台との相対的な移動が可能な第2の磁性部材と、を
備え、 前記第1の磁性部材と第2の磁性部材のうち少なくとも
一方は、あらかじめ磁化した磁石とされており、 前記基板押圧部材には押圧面が形成されており、当該基
板押圧部材は、その回動位置によって、前記基板保持部
材に保持された前記基板の外縁に前記押圧面が当接する
ことと、当接状態を脱して当該外縁を解放することとが
共に可能であって、 前記第2の磁性部材は、前記相対的な移動により前記第
1の磁性部材に接近したときに、当該第1の磁性部材と
の間の磁力により、前記押圧面が前記基板保持部材に保
持された前記基板の外縁に当接して押圧付勢するよう
に、前記基板押圧部材を回動させる、回転式基板処理装
置用の基板回転保持装置。
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