JPH1032184A - 回転処理装置及び該回転処理装置の回転バランスを取る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転処理装置によって処理される被処理物の
重量が等しくない場合でも、重量バランスを取って被処
理物を処理することができる回転処理装置及び該回転処
理装置の回転バランスを取る方法を提供する。 【解決手段】 回転軸４に対して対称な位置にウエハ１
１を各々配置する載置部材６を有して回転軸４と一体に
回転する載置テーブル３と、回転軸４に回転力を付与す
るモータ５と、載置部材６が取り付けられた載置テーブ
ル３上における重量バランスを取る手段３０と、各載置
部材６に配置されたウエハ１１の重量または重量換算値
の情報を入力するセンサ３６Ａ，３６Ｂと、このセンサ
３６Ａ，３６Ｂにより入力された情報により重量バラン
ス手段３０を駆動して載置テーブル３のバランスを取る
制御部４１とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスピンドラ
イヤ、スピンコータ、遠心分離機あるいは回転研磨機等
の回転処理装置及び該回転処理装置の回転バランスを取
る方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６は従来における回転処理装
置の一例として、半導体製造工程で洗浄済みのウエハ
（半導体基板）を乾燥させるのに使用されるスピンドラ
イヤの要部構造を示すもので、図５はその構造をウエハ
をセットする途中の状態で示す斜視図、図６はその構造
をウエハをセットして乾燥を行っている状態で示す斜視
図である。

【０００３】図５及び図６において、このスピンドライ
ヤは、蓋５１で閉じられる内部が空洞のドラム状をした
ハウジング５２を有し、このハウジング５２内に載置テ
ーブル５３が配置されている。この載置テーブル５３
は、ハウジング５２の底面を貫通してハウジング５２に
回転可能に保持されている回転軸５４の一端（上端）側
に中心が取り付けられており、回転軸５４と一体に回転
する。なお、回転軸５４の他端（下端）側には装置本体
（不図示）に固定されている駆動手段としてのモータ５
５が取り付けられており、このモータ５５が駆動される
と回転軸５４も載置テーブル５３と一体に回転する構造
になっている。

【０００４】さらに、載置テーブル５３上には、回転中
心（回転軸５４）に対して対称な位置に、載置部材５６
が対称な状態で各々配置されている。この載置部材５６
は、一対のアーム５７と、この一対のアーム５７に枢軸
５８を介して上下方向に回転可能な状態で取り付けられ
ているカセットホルダー５９等で構成されている。カセ
ットホルダー５９は、一面に開口６０を有し、かつ内部
が空洞の６面体をした箱状に形成されており、開口６０
を上側に向けた位置（図５参照）と内側に向けた位置
（図６参照）とに、枢軸５８を支点として略９０度回転
切り換え可能な構造になっている。なお、この回転切り
換え並びに切り換え後の保持を行う機構は、図示してい
ない。そして、載置部材５６には、カセットホルダー５
９に、洗浄後のウエハ６１がセットされるが、この場
合、ウエハ６１はカセット６２内に入れられた状態でセ
ットされる。すなわち、ウエハ６１は図５に示すよう
に、一面が開口されて内部には各ウエハ６１の間を離す
仕切り部材が設けられているカセット６２内に立て掛け
られて、端から規則正しく並べられた状態にしてセット
される。

【０００５】次に、このように構成されたスピンドライ
ヤの動作を説明する。まず、ウエハ６１が収納されたカ
セット６２をセットする場合、カセットホルダー５９は
開口６０を上側に向けた状態にされる。次いで、カセッ
ト６２が同じく開口を上側に向けてカセットホルダー５
９内に落とし込まれる。この場合、左右のカセット６２
でウエハ６１の数が異なる場合には、左右の重量バラン
スが取れるように基板ダミーがカセット６２内にセット
される。ちなみに、左右の重量バランスが取れていない
と、後述する載置テーブル５３を回転させて振り切りを
行うとき、載置テーブル５３の回転不良を起こしたり、
最悪の場合にはウエハ６１の割れを発生させることがあ
る。

【０００６】続いて、カセットホルダー５９が枢軸５８
を支点として下側に略９０度回転される。その後、蓋５
１が閉じられる。図６は、こうしてカセットホルダー５
９が下側に９０度回転されて、蓋５１も閉じられた後の
状態を示している。この状態では、カセット６２内のウ
エハ６１は略水平に配置された状態となる。

【０００７】次いで、モータ５５が回転され、載置テー
ブル５３が回転軸５４と共に高速で回転される。このと
きの回転速度は毎分約１０００回転で、このように高速
で回転することにより、ウエハ６１の表面に付着してい
る洗浄剤（純水）が振り切られて、ウエハ６１の表面が
乾燥する。

【０００８】また、乾燥処理が終了したら、蓋５１を開
け、続いてカセットホルダー５９を上側に９０度回転さ
せ、さらにカセット６２と一緒にウエハ６１を取り出
す。これによりウエハの乾燥処理が終了する。そして、
引き続き同じ動作が繰り返して行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の回転処理装置、すなわち半導体製造工程におけるスピ
ンドライヤでは、左右に配置されるカセットホルダー５
９の重量バランスが取れていないと、載置テーブル５３
を回転させて振り切りを行うとき、載置テーブル５３の
回転不良を起こしたり、最悪の場合にはウエハ６１の割
れを発生させる問題があることから、ダミー用の基板を
使用して重量バランスを取るようにしている。このた
め、ダミー基板をセットするための工数が必要となり、
作業性が悪いと言う問題点があった。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は回転処理装置によって処理される
被処理物の重量が等しくない場合でも、重量バランスを
取って被処理物を処理することができる回転処理装置及
び該回転処理装置の回転バランスを取る方法を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、回転処理装置としては、次の技術手段を講
じたことを特徴とする。すなわち、回転軸と、中心に配
置された前記回転軸と一体に回転するとともに前記回転
軸に対して対称な位置に被処理物を配置する部位を各々
有した載置テーブルと、前記回転軸に回転力を付与する
駆動手段と、前記各部位における重量バランスを取る手
段と、前記各部位に配置された前記被処理物の重量また
は重量換算値の情報を入力する手段と、前記情報入力手
段により入力された前記情報により前記重量バランス手
段を駆動して前記載置テーブルのバランスを取る制御部
とを備えなる構成としたものである。

【００１２】また、本発明は上記目的を達成するため
に、回転処理装置の回転バランスを取る方法としては、
次のようにしたことを特徴とする。すなわち、回転軸に
対して対称な部位に被処理物を各々配置して回転する載
置テーブルを有した回転処理装置の回転バランスを取る
方法において、前記載置テーブル上に載置された被処理
物の重量または重量換算値を入力する手段を設けるとと
もに、前記載置テーブル上の重量バランスを取る手段を
前記各部位に対応して各々設け、前記入力手段により入
力された重量または重量換算値により各部位の重量バラ
ンス手段を駆動して回転処理装置の回転バランスを取る
ようにしたものである。

【００１３】上記回転処理装置及び回転バランスを取る
方法によれば、対称な部位に配置された被処理物の重量
が等しくない場合でも、ダミーの被処理物を使用せず
に、重量バランス手段により簡単にバランスを取ること
ができるので、バランスを取るための処置及びそれに費
やされる時間を節約することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図４は本発明における回
転処理装置の一形態例として、半導体製造工程で洗浄済
みのウエハ（半導体基板）を乾燥させるのに使用される
スピンドライヤの要部構造を示すもので、図１はその要
部構成配置図、図２は図１のＡ−Ａ線断面矢視図、図３
は上記構造をウエハをセットする途中の状態で示す斜視
図、図４は上記構造をウエハをセットして乾燥を行って
いる状態で示す斜視図である。

【００１５】図１乃至図４において、このスピンドライ
ヤは、蓋１で閉じられる内部が空洞のドラム状をしたハ
ウジング２を有し、このハウジング２内に載置テーブル
３が配置されている。この載置テーブル３は、ハウジン
グ２の底面を貫通して軸受２１を介してハウジング２に
回転可能に保持されている回転軸４の一端（上端）側に
中心が取り付けられており、回転軸４と一体に回転す
る。なお、回転軸４の他端（下端）側には装置本体１３
に固定されている駆動手段としてのモータ５が取り付け
られており、このモータ５が駆動されると回転軸４も載
置テーブル３と一体に回転する。

【００１６】さらに、載置テーブル３上には、回転中心
（回転軸４）に対して対称な位置に載置部材６が対称な
状態で各々配置されている。一方、載置テーブル３の下
面側には、載置部材６の下側にそれぞれ位置する状態に
して重量バランス手段３０が各々配置されている。な
お、本形態例では、載置部材６は一対（２台）だけ設け
た構造を開示しているが、これは必要によっては複数対
設けられるものである。

【００１７】さらに詳述すると、載置部材６は、一対の
アーム７と、この一対のアーム７に枢軸８を介して上下
方向に回転可能な状態で取り付けられているカセットホ
ルダー９等で構成されている。カセットホルダー９は、
一面に開口１０を有し、かつ内部が空洞の６面体をした
箱状に形成されており、開口１０を上側に向けた位置
（図３参照）と内側に向けた位置（図１及び図４参照）
とに、枢軸８を支点として略９０度回転切り換え可能な
構造になっている。なお、この回転切り換え並びに切り
換え後の保持を行う機構は、図示していない。そして、
載置部材６には、カセットホルダー９に、洗浄後のウエ
ハ１１（図３及び図４参照）がセットされるが、この場
合、ウエハ１１はカセット１２内に入れられた状態でセ
ットされる。すなわち、ウエハ１１は図３に示すよう
に、一面が開口されて内部に各ウエハ１１の間を離す仕
切り部材が設けられているカセット１２内に立て掛けら
れて、端から規則正しく並べられた状態にしてセットさ
れる。

【００１８】重量バランス手段３０は、パルスモータ３
１と、このモータ３１の回転により回転中心に向かって
図１及び図２中に矢印３４で示す方向に往復動すること
ができる送りネジ棒３２と、この送りネジ棒３２の先端
（回転軸４）側に取り付けられた錘３３とで構成されて
いる。そして、錘３３は送りネジ棒３２と一体に移動可
能となっている。そのモータ３１の駆動は制御部（ＣＰ
Ｕ）４１により制御される。

【００１９】蓋１は、その内面にセンサ３６Ａ，３６Ｂ
が取り付けられており、カセットホルダー９内にセット
されているウエハ１１の質量ｍ１，ｍ２を検出し、この
情報を制御部４１に入力する構造になっている。

【００２０】制御部４１は、マイクロコンピュータで構
成されており、装置全体をコントロールするもので、モ
ータ５及びモータ３１を制御するプログラムが組み込ま
れている。

【００２１】次に、このように構成されたスピンドライ
ヤの動作を説明する。まず、ウエハ１１が収納されたカ
セット１２をセットする場合、カセットホルダー９は開
口１０を上側に向けた状態にされる。次いで、カセット
１２が同じく開口を上側に向けてカセットホルダー９内
に落とし込まれる。

【００２２】続いて、カセットホルダー９が枢軸８を支
点として下側に略９０度回転される。その後、蓋１が閉
じられる。図４は、こうしてカセットホルダー９が下側
に９０度回転されて、蓋１も閉じられた後の状態を示し
ている。この状態では、カセット１２内のウエハ１１は
略水平に配置された状態となる。また、蓋１が閉じられ
ると、センサ３６Ａ，３６Ｂが各カセットホルダー９内
にセットされているウエハ１１の枚数を、例えばカセッ
トホルダー９内に積まれている高さから検出し、これを
制御部４１に各々入力する。

【００２３】制御部４１では、センサ３６Ａ，３６Ｂよ
り入力された枚数の情報を重量に換算して両カセットホ
ルダー９の重量ｍ１，ｍ２を算出する。また、この算出
した結果からパルスモータ３１を個々に制御し、錘３３
の位置を切り換える。すなわち、モータ３１を個々に駆
動し、それぞれのネジ送り棒３２を矢印３４の方向に移
動させて錘３３の位置を変えて重量バランスを取る。こ
こでは、図２に示すように、カセットホルダー９内の重
量をｍ１，ｍ２、錘３３の重量をＷ、カセットホルダー
９と回転軸４の中心までの距離をＬとした場合、次式
（１）を満足するような回転軸４の中心から錘３３の重
心までの距離Ｓ１，Ｓ２を個々に設定してやれば良い。

【００２４】 （ｍ１・Ｌ）＋（Ｗ・Ｓ１）＝（ｍ２・Ｌ）＋（Ｗ・Ｓ２） …（１）

【００２５】次いで、モータ５が回転され、載置テーブ
ル３が回転軸４と共に高速で回転される。このときの回
転速度は毎分約１０００回転で、このように高速で回転
することにより、ウエハ１１の表面に付着している洗浄
剤（純水）が振り切られて、ウエハ１１の表面が乾燥す
る。

【００２６】また、乾燥処理が終了したら、蓋１を開
け、続いてカセットホルダー９を上側に９０度回転さ
せ、さらにカセット１２と一緒にウエハ１１を取り出
す。これによりウエハ１１の乾燥処理が終了する。そし
て、引き続き同じ動作が繰り返して行われる。

【００２７】したがって、この形態例の構造によれば、
乾燥処理されるウエハ１１の重量（枚数）、すなわちカ
セットホルダー９内の重量ｍ１，ｍ２が等しくない場合
でも、重量バランス手段３０によってバランスを取って
載置テーブル３を回転させることができる。

【００２８】なお、重量バランス手段３０の構造は、上
記形態例の構造に限ることなく、センサ３６Ａ，３６Ｂ
からの出力により、錘３３を回転中心に向かって前後に
移動できるものならどのような構造であっても差し支え
ないものである。例えば、固定ナットと回転ボルトの組
み合わせで、回転ボルトをパルスモータで回転させても
良く、逆に固定ボルトと回転ナットの組み合わせで回転
ナットをパルスモータで回転させても良いものである。
また、カセットホルダー９内の重量ｍ１，ｍ２をセンサ
で自動的に制御部４１に入力させる場合に付いて説明し
たが、入力キーを別に設けて、この入力キーを用いて作
業者がウエハ１１の枚数を入力し、制御部４１側で重量
換算して制御するようにしても良いし、カセットホルダ
ー９内の重量ｍ１，ｍ２を計って、この重量情報を直接
入力させるようにしても差し支えないものである。さら
に、上記形態例では、半導体製造工程で使用されるスピ
ンドライヤに適用した場合に付いて説明したが、これ以
外にも例えばスピンコータ、遠心分離機あるいは回転研
磨機等にも同様にして適用することができるものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の上記回転
処理装置及び回転バランスを取る方法によれば、対称な
部位に配置された被処理物の重量が等しくない場合で
も、ダミーの被処理物を使用せずに、重量バランス手段
により簡単にバランスを取ることができるので、バラン
スを取るための処置及びそれに費やされる時間を節約し
て生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の要部構成配置図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図３】本発明装置の要部構成斜視図である。

【図４】本発明装置の要部構成斜視図である。

【図５】従来装置の要部構成斜視図である。

【図６】従来装置の要部構成斜視図である。

【符号の説明】 ３ 載置テーブル ４ 回転軸 ５ モータ（駆動手段） ６ 載置部材 １１ ウエハ（被処理物） ３０ 重量バランス手段 ３１ パルスモータ（駆動手段） ３３ 錘 ３６Ａ，３６Ｂ センサ ４１ 制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、 中心に配置された前記回転軸と一体に回転するとともに
   前記回転軸に対して対称な位置に被処理物を配置する部
   位を各々有した載置テーブルと、 前記回転軸に回転力を付与する駆動手段と、 前記各部位における重量バランスを取る手段と、 前記各部位に配置された前記被処理物の重量または重量
   換算値の情報を入力する手段と、 前記情報入力手段により入力された前記情報により前記
   重量バランス手段を駆動して前記載置テーブルのバラン
   スを取る制御部、 とを備えたことを特徴とする回転処理装置。
2. 【請求項２】 前記情報入力手段は前記被処理物の重量
   換算値を自動的に検出するセンサを有してなる請求項１
   に記載の回転処理装置。
3. 【請求項３】 前記重量バランス手段は、錘と、該錘の
   前記回転軸に対する位置を切り換える駆動部とを備えて
   なる請求項１に記載の回転処理装置。
4. 【請求項４】 前記被処理物が半導体装置のウエハであ
   る請求項１に記載の回転処理装置。
5. 【請求項５】 回転軸に対して対称な部位に被処理物を
   各々配置して回転する載置テーブルを有した回転処理装
   置の回転バランスを取る方法において、 前記載置テーブル上に載置された被処理物の重量または
   重量換算値を入力する手段を設けるとともに、 前記載置テーブル上の重量バランスを取る手段を前記各
   部位に対応して各々設け、 前記入力手段により入力された重量または重量換算値に
   より各部位の重量バランス手段を駆動して回転処理装置
   の回転バランスを取る、 ことを特徴とする回転処理装置の回転バランスを取る方
   法。
6. 【請求項６】 前記情報を入力する手段が、前記被処理
   物の重量換算値をセンサにより自動的にするようにして
   なる請求項６に記載の回転処理装置の回転バランスを取
   る方法。
7. 【請求項７】 前記被処理物が半導体装置のウエハであ
   る請求項６に記載の回転処理装置の回転バランスを取る
   方法。