KR100277522B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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히데키 아다치
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이시다 아키라
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Abstract

기판을 회전시켜 그 기판에 소정의 처리를 행하는 기판처리장치에 있어서, 중앙부가 개구된 중공부를 가진 회전자와, 회전자와 동심모양으로 마련되고, 중앙부가 개구된 중공부를 갖는 고정자를 갖춘 회전모터와, 회전자에 마련되고 기판의 둘레를 3개소 이상으로 유지하는 유지기구와, 기판의 둘레를 유지하는 유지자세와 기판의 둘레에서 떨어진 퇴피자세로 유지기구를 전환가능한 유지기구와, 이들 유지기구에 유지된 기판의 양면에 세정액을 분사공급하는 노즐을 구비하여, 기판의 양면에 대한 처리를 행한다. 또한, 유지기구에 의한 기판유지력을 유지기구의 자체무게와 자력으로 얻는 것으로 기판의 유지를 확실하게 행할 수 있다. 또, 회전자의 공중부측에 안내부재를 설치시키고, 안내부재를 회전자에 연결하여 유지기구를 안내부재의 내측의 기판처리공간내에 배열 설치시켜 유지기구를 안내부재에 마련하는 것으로, 회전모터가 처리액분위기에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

Description

기판처리장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에서 관한 기판처리장치의 구성을 나타내는 종단면도,
제2도는 제1 실시예 장치의 평면도,
제3a도, 제3b도는 회전자의 내부에 설치되는 영구자석과 고정자의 내부에 설치되는 코일의 일례의 구성을 나타내는 도면,
제4a도, 제4b도, 제5도는, 유지기구에 의한 기판의 유지와 그 해제를 행하는 기구의 일례의 구성을 나타내는 도면,
제6a도, 제6b도는 기판이 회전될 때의 회전원을 설명하기 위한 도면,
제7도는 회전모터의 중공부(中空部)를 작게 한 변형예의 구성을 나타내는 도면,
제8도는 기판을 회전모터의 아래쪽에서 유지하는 변형예의 구성을 나타내는 도면,
제9도는 기판을 회전모터의 중공부내에서 유지하는 변형예의 구성을 나타내는 도면,
제10도는 제2 실시예 장치의 전체구성을 나타내는 종단면도,
제11도는 제1의 하부커버, 하부클릭, 상부클릭 등의 위치관계를 나타내는 평면도,
제12a도 제12b도, 제12c도는 하부클릭과 상부클릭의 구성을 나타내는 사시도와 정면도,
제13도는 하부클릭과 상부클릭을 같은 유지개소에 복수개씩 마련한 변형예의 주요부 구성을 나타내는 평면도,
제14도는 제1의 하부커버와 상부 파지부를 걸어맞추는 구성을 나타내는 주요부 종단면도,
제15도는 퇴피자세로 있는 상태를 나타내는 주요부 종단면도,
제16도는 하부클릭측을 승강시키는 경우에 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게로 기판유지력을 얻기 위한 원리의 일례를 나타내는 주요부 정면도이다.
본 발명은 기판을 회전시켜 기판에 세정처리나 레지스트 도포처리 등의 소정의 처리를 행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
종래의 이 종류의 기판처리장치는 일반적으로, 연직방향으로 회전가능하게 세워 설치된 회전축에 모터가 전동연결되고, 회전축의 상단부에 기판유지기구가 마련되어 구성되어 있다. 기판유지기구로서는 스핀베이스에 진공흡착구멍이 마련되어 있어 기판의 하면(통상은 이면)을 진공흡착하는 것이나, 스핀베이스의 둘레단부 부근에 3개 이상의 기판유지핀이 마련되어 있어 기판의 둘레를 3개소 이상 유지하는 것 등이 알려져 있다.
이 종래장치에서는 기판유지기구에 기판이 유지되고, 모터의 회전력이 회전축에 전동됨으로써, 회전축의 중심축 주위로 회전축, 기판유지기구와 함께 기판이 회전된다. 그리고, 이 기판에 대하여 세정처리나 레지스트 도포처리 등의 소정의 처리가 행하여진다.
그렇지만, 이와 같은 구성을 가진 종래 예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
종래 장치의 구성에서는, 기판이 하면측에 모터나 회전축 등이 배치되어, 연직방향으로 장소를 차지한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 모터 등의 기판의 하면측의 부재가 장애물이 되어 기판의 하면에 대한 처리를 할 수 없거나 행하기 어려웠다. 즉, 종래 장치에서는 기판의 한 면에 대한 처리는 가능하나, 양면에 대한 처리는 할 수 없거나 행하기 어렵다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 연직방향으로 장소를 차지하지 않고, 또한, 기판의 양면에 대한 처리를 바람직하게 행할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 갖는다.
즉, 본 발명에 관한 기판처리장치는 기판을 회전시켜 그 기판에 소정의 처리를 행하는 기판처리장치로서, 상기 장치는
중앙부가 개구된 중공(中空)부를 가진 회전자와, 상기 회전자와 동십모양으로 마련되고, 중앙부가 개구된 중공부를 가진 고정자를 구비한 회전모터와,
상기 회전자에 마련되고 기판을 유지하는 기판유지수단을 포함한다.
이 장치에 의하면, 기판은 회전모터의 회전자에 마련된 기판유지수단에 유지되고, 회전자와 동심모양으로 마련된 고정자에 대하여 회전자가 회전됨으로써, 기판유지수단과 함께 기판이 회전된다. 그리고, 이 기판에 대하여 소정의 처리가 행하여진다.
회전모터의 회전자는 중앙부가 개구된 중공부를 가지며, 고정자도 중앙부가 개구된 중공부를 갖는다. 따라서, 예컨대, 회전자를 고정자의 안쪽에 배열 설치하여 회전모터를 구성하면, 회전모터의 중앙부에는 (회전자의) 중공부가 형성되며, 한편, 고정자를 회전자의 안쪽에 배열 설치하여 회전모터를 구성하면, 회전모터의 중앙부에는(고정자의)중공부가 형성된다. 즉, 이 회전모터에는 중앙부가 개구된 중공부가 형성된다.
또한, 기판유지수단은 중공부를 갖는 회전모터의 회전자에 마련되어 기판을 유지하기 때문에, 종래 장치와 같이 기판의 하면측에 모터 등이 배치되어, 연직방향으로 장소를 차지한다고 하는 것도 없고, 장치의 높이방향의 치수를 낮게 할 수 있으며, 예컨대, 장치를 연직방향으로 적층하여 배치하는데에 있어서 유리하게 된다.
따라서, 예컨대, 기판을 회전모터의 위쪽에서 유지하는 경우, 기판유지수단에 유지된 기판의 하면측(회전모터측)에는 모터 등의 장애물이 없고, 또한, 회전모터에는 중공부가 형성되어 있기 때문에, 그 면에 대하여 회전모터의 중공부에서 처리를 행하는 것이 가능하게 된다. 물론, 기판유지수단에 유지된 기판의 상면측(회전모터와 반대측)에는 장애물이 없기 때문에, 그 면에 대하여 자유롭게 처리를 행할 수 있다. 즉, 이 장치에 의하면, 기판의 양면에 대하여 바람직하게 처리를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 기판을 회전모터의 아래쪽에서 유지하는 경우에도 마찬가지로 기판의 양면에 대하여 바람직하게 처리를 행하는 것이 가능해진다.
이와 같은 기판처리장치에 의하면, 예컨대, 기판의 양면을 세정하는 처리를 바람직하게 행할 수 있다.
상기 기판처리장치에 있어서, 회전모터의 고정자에 대하여 회전자를 정압(靜壓)기체 축받이로 축받이함으로써, 베어링 등의 동압(動壓)축받이로 축받이하는 것보다 회전자의 회전시의 고정자에 대한 마찰저항을 낮게 할 수 있으며, 회전자를 고속으로 회전시킬 수 있다. 또한, 기판에 대한 처리가 약액을 사용한 것일때, 약액이 고정자와 회전자 사이의 빈틈에 흘러 들어 고정자나 회전자가 약액에 의하여 부식되는 것 등이 우려되지만, 고정자에 대한 회전자의 축받이를 정압기체축받이로 하면, 고정자와 회전자 사이의 빈틈에 공급되는 기체가 그 빈틈에서 외측으로 불어내는 것으로 되기 때문에, 그 빈틈에 약액이 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기 기판처리장치에 있어서, 회전모터의 중앙부에 형성되는 중공부의 크기가 기판유지수단에 유지된 기판을 회전시켰을 때의 기판의 회전중심에서 가장 떨어진 기판의 단부가 그리는 원과 동등 또는 그것보다 크게 되도록 회전모터를 구성하면, 이하와 같은 효과가 얻어진다.
즉, 기판유지수단에 유지된 기판은 기판의 회전중심과 회전중심에서 가장 떨어진 기판의 단부와의 사이의 길이를 반경으로 한 회전원내에서 회전되기 때문에, 회전모터의 중앙부에 형성되는 중공부의 크기를 상기 회전원과 동등 또는 그것보다 크게함으로써, 기판의 회전모터측의 면에 대하여 처리를 행할 때, 그 면전면(全面)에 대하여 처리를 행하기 쉽게 된다. 따라서, 예컨대, 기판의 양면에 대하여 브러시세정하는 것 등도 가능하게 된다.
또한, 회전모터의 중공부가 상기 회전원보다 크면, 기판을 회전모터의 중공부내에서 유지하는 것도 가능하게 된다. 예컨대, 고정자의 안쪽에 회전자를 배치시켜, 이 회전자의 중공부의 내부둘레면으로부터 회전자의 중공부의 중심을 향하여 기판유지수단을 마련하면, 회전모터(회전자)의 중공부내에서 기판을 유지하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 기판을 회전모터의 중공부내에서 유지하면, 회전모터의 위쪽 또는 아래쪽에서 기판을 유지하는 경우에 비해 기판처리장치의 높이를 낮게 할 수 있다. 또, 이와 같이 기판을 회전모터의 중공부내에 유지한 경우에도 기판의 상면측 및 하면측은 개구되어 있기 때문에, 기판의 양면에 대한 처리를 행하는데에 있어서 아무런 지장은 없다.
상기 기판처리장치에 있어서, 고정자의 회측에 회전자를 동심모양으로 배열설치하여 상기 기판처리장치의 회전모터를 구성하여도 되지만, 이와 같이 구성한 경우, 일반적으로 고정자에 비해 회전자가 크게 되어, 회전자를 회전하는 토크를 충분히 얻을 수 없고, 그 때문에 회전자(기판)를 고속으로 회전시키기 어렵게 된다. 따라서, 상기 기판처리장치의 회전모터는 회전자의 외측에 고정자를 동심모양으로 배열하여 구성하는 편이 바람직하다.
또한, 상기 기판처리장치의 기판유지수단은, 예컨대, 수평자세의 기판의 둘레의 복수의 유지개소를 유지하는 유지기구와, 기판의 둘레를 유지하는 유지자세와 기판의 둘레에서 떨어진 퇴피(退避)자세로 상기 유지기구를 전환 가능한 유지기구를 구비하여 구성되어 있다.
상기 구성에 있어서, 기판을 유지할 때의 기판유지력을 예컨대, 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게나, 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력(磁力)으로 얻도록 구성하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 기판의 주위에 마련된 유지기구를 구성하는 부재를 강제적으로 변위시킴으로써, 유지기구를 기판의 둘레에서 떨어진 퇴피자세로 하여, 이상태에서 소정의 위치에 기판을 수평자세로 반입한다. 이어서, 상기 부재의 강제변위를 해제하여 유지자세로 하고, 이 부재의 자체무게나, 또 그것에 더하여 자력에 의하여 기판유지력을 얻어 유지기구가 기판의 둘레를 복수의 유지개소에서 유지한다.
이와 같이 기판유지력을 얻으면, 유지기구를 유지자세로 힘을 가하기 위한 스프링 등의 금속부품이 불필요하게 됨과 동시에, 유지기구와 여기에서 멀리 떨어져 마련된 스프링을 연동연결하기 위한 링크기구 등도 불필요하게 되어 간단한 구조로 기판을 유지할 수 있다. 또한, 구조가 간단하기 때문에 청소나 점검 등의 유지보수도 간단히 행할 수 있다. 또한 특히, 기판유지력을 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력에 의하여 얻도록 하면, 기판유지력을 세게 할 수가 있어, 예컨대, 유지된 기판을 회전시켜 소정의 처리를 행하는 경우에 기판을 고속회전시켜도 기판의 유지가 해제되는 것 같은 일은 없다.
상기 유지기구를, 기판의 둘레를 아래쪽에서 마주 접하는 하부클릭과, 기판의 둘레를 위쪽에서 마주 접하는 상부클릭을 포함하도록 구성하고, 상기 하부클릭의 베이스부 또는 상기 상부클릭의 베이스부의 적어도 어느 한쪽을 상기 회전자에 연결시켜, 상기 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취하도록 구성하여도 된다.
이 구성에 있어서, 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력에 의하여 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취하게 하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성하면, 유지기구를 구성하는 부재를 강제적으로 변위시킴으로써, 유지기구인 하부클릭과 상부클릭을 떨어지게 하여 퇴피자세로 하고, 이 상태에서 소정의 위치에 기판을 수평자세로 반입한다. 이어서, 상기부재의 강제변위를 해제하여, 하부클릭과 상부클릭을 근접시켜 유지자세로 한다. 이 상태에서, 유지기구를 구성하는 부재의 자체 무게와 자력은 하부클릭과 상부클릭을 근접시키는 쪽으로 작용하여 기판의 둘레가 유지된다.
또한, 하부클릭의 베이스부 또는 상부클릭의 베이스부의 적어도 어느 한쪽이 상기 회전모터의 회전자에 연결되어 있기 때문에, 하부클릭과 상부클릭으로 유지된 기판은 회전자와 함께 회전된다. 또, 하부클릭의 베이스부 또는 상부클릭의 베이스부의 어느 한쪽만이 회전자에 연결되어 있는 경우라도, 하부클릭과 상부클릭은 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력에 의하여 근접되는 쪽으로 힘이 작용하고 있기 때문에, 회전자에 연결되어 있지 않은 쪽의 클릭(종동(從動)클릭)은 회전자에 연결되어 있는 쪽의 클릭(주동(主動)클릭)과 함께 회전된다.
이와 같이 하부클릭과 상부클릭의 상대적인 접근이나 떨어짐에 의해 유지자세와 퇴피자세를 전환하는 구성이면, 구조가 지극히 간단하게 된다.
또한, 상기 하부클릭의 베이스부 및 상기 상부클릭의 베이스부에 각각 기판 유지용 자석을 구비하고, 상기 유지자세로 있는 상태에서 상기 기판유지용 자석의 흡인력 또는/및 반발력이 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시키는 쪽으로 작용하도록 구성하면, 하부클릭과 상부클릭을 근접시키는 쪽으로 작용하는 자력을 비교적 간단한 구조로 또한 직접적으로 얻을 수 있다. 또, 유지자세로 있는 상태에서, 하부클릭과 상부클릭을 근접시키는 쪽으로 작용하는 자력은 하부클릭의 베이스부 및 상부클릭의 베이스부 각각에 마련된 기판유지용 자석의 흡인력 또는/및 반발력 이외의 자력을 포함하고 있어도 된다.
또한, 상기 하부클릭의 베이스부에는 오목부 또는/및 돌기부를 마련하고, 상기 유지자세로 있는 상태에서 상기 하부클릭의 베이스부의 오목부 또는/및 돌기부에 걸어맞추는 돌기부 또는/및 오목부를 상기 상부클릭의 베이스부에 마련하면, 이하와 같은 효과가 얻어진다.
또, 하부클릭의 베이스부 또는 상부클릭의 베이스부의 어느 한쪽만이 회전모터의 회전자에 연결되어 있는 경우, 하부클릭과 상부클릭은 근접되는 쪽으로 힘이 작용하고 있지만, 회전모터를 회전시킬 때의 회전가속시나 회전감속시에 작용하는 관성력이 크면, 주동클릭과 종동클릭의 상대속도에 어긋남이 생겨, 하부클릭과 상부클릭이 이들 클릭에 유지되는 기판의 둘레에 맞닿을 가능성도 있다. 이것에 대하여, 상술한 것과 같이 하부클릭의 베이스부와 상부클릭의 베이스부를 걸어맞춰 회전시키는 것에 의해, 하부클릭과 상부클릭은 항상 일체적으로 회전되기 때문에, 회전가속시나 회전감속시에도 관성력에 의한 주동클릭과 종동클릭과의 상대속도의 어긋남을 억제할 수 있고, 하부클릭이나 상부클릭이 이들 클릭에 유지되는 기판의 둘레에 맞닿는 것에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 기판의 오염을 경감할 수 있다.
또, 상기 유지자세로 있는 상태에서 걸어맞추는 상기 오목부와 상기 돌기부는 상하의 위치관계로 있음과 동시에, 상기 오목부와 상기 돌기부를 유동가능하게 끼우도록 구성하면, 오목부의 내측면과 그것과 쌍인 돌기부의 외측면을 비접촉상태로 쌍의 오목부와 돌기부를 걸어맞출 수 있다. 또, 상기 오목부와 상기 돌기부가 유동가능하게 끼워진 상태에서, 상기 오목부의 내측면과 상기 돌기부의 외측면이 반발하도록 상기 오목부의 내측면에 오목부용 자석을, 상기 돌기부의 내측면에 돌기부용 자석을 각각 갖추면, 회전모터를 회전시킬 때의 회전가속시나 회전감속시에 관성력에 의하여 주동클릭과 종동클릭의 상대속도에 어긋남이 생겨, 오목부의 내측면과 그것에 대향하는 돌기부의 외측면이 접촉하는 방향으로 변위하려고 하여도 각각의 자석의 반발력으로 저지되어, 오목부의 내측면과 그것과 쌍인 돌기부의 외측면과의 비접촉상태가 유지된다. 따라서, 쌍의 오목부와 돌기부는 그 둘레면이 항상 비접촉상태로 걸어맞춰지고, 부재간의 맞닿음에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있고, 기판의 오염을 더욱 경감 할 수 있다.
또한, 상기 기판의 각 유지개소에 각각 복수개의 상부클릭과 복수개의 하부클릭을 병렬하여 배치시키면, 노치가 있는 기판을 유지할 때, 하부클릭, 상부클릭의 어느 1개의 클릭부분에 노치가 위치하여도, 기판은 다른 클릭으로 상하방향에서 파지(把持)되기 때문에, 노치가 있는 기판을 확실하게 유지할 수 있다.
또, 상기 각 상부클릭의 선단부와 상기 각 하부클릭의 선단부를 에지모양의 형상으로 구성하면, 기판과의 접촉면적을 작게 할 수 있어 기판의 오염을 더욱 경감할 수 있음과 동시에, 기판(W)의 둘레의 각 클릭에 의한 유지부분에서의 처리액의 제거가 쉽게 되며, 기판처리를 정밀하게 행할 수 있다.
또한, 상기 기판유지수단에 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액공급수단과, 기판처리중에 기판의 둘레로부터 주위로 뿌리치는 처리액의 비말(飛沫)을 받아내어, 폐액배출구로 안내하는 안내부재를 구비하고, 상기 유지기구는 기판의 둘레를 아래쪽에서 마주 접하는 하부클릭과, 기판의 둘레를 위쪽에서 마주접하는 상부클릭을 포함하고, 상기 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취하게 하도록 구성하고, 상기 안내부재를 상기 회전모터의 중공부측에 설치시키고, 상기 안내부재를 상기 회전자에 연결하여, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 상기 안내부재의 안쪽의 기판처리공간냉 설치시켜, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 상기 안내부재에 마련하도록 구성하여도 된다.
이 구성에서는, 기판은 하부클릭과 상부클릭으로 유지되며, 이 하부클릭과 상부클릭이 안내부재의 안쪽의 기판처리공간내에 설치되어 안내부재에 마련되어 있다. 안내부재는 회전모터의 중공부측에 설치되고, 회전모터의 회전자에 연결되어 있다. 고정자에 대하여 회전자를 연직방향의 축심주위로 회전시키면, 회전자와 함께 안내부재가 연직방향의 축심주위로 회전되어, 안내부재와 동시에 하부클릭과 상부클릭으로 유지된 기판이 연직방향의 축심주위로 회전된다. 이 유지되어 연직방향의 축심주위로 회전되고 있는 기판에 처리액이 공급되어 소정의 기판처리가 행하여진다. 이 기판처리중에 기판의 둘레로부터 주위로 뿌려지는 처리액의 비말은 안내부재에 받아내어져 폐액배출구로 안내된다. 회전모터는 안내부재의 외측에 설치되어, 기판처리공간과 차단되어 있기 때문에, 회전모터가 처리액분위기에 영향을 받는 것이 방지된다.
또한, 상기 안내부재를 하부 안내부재와 상부 안내부재를 포함하여 구성하며, 상기 하부클릭은 상기 하부 안내부재에, 상기 상부클릭은 상기 상부 안내부재에 각각 마련하여, 상기 상하의 안내부재중 어느 한쪽의 안내부재만을 상기 회전자에 연결하고, 다른 쪽의 안내부재는 상기 회전자에 연결된 한쪽의 안내부재에 대하여 상하로 접근하고 떨어짐이 가능하게 구성하며, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭으로 기판을 유지하는 유지위치가 상기 회전자에 연결된 안내부재의 상단보다 위쪽 또는 하단보다 아래쪽이 되도록 구성하여도 된다.
이 구성에서는 하부 안내부재와 상부 안내부재를 근접시킴으로써, 각각의 안내부재에 마련된 하부클릭과 상부클릭을 근접시켜 기판이 유지된다. 그리고, 회전모터를 회전시켜 유지된 기판을 회전시키고, 처리액을 공급하여 소정의 기판처리가 행하여진다. 하부 안내부재와 상부 안내부재를 떨어지게 하면, 하부클릭과 상부클릭이 떨어지게 되어 기판의 유지가 해제된다. 이 때, 회전자에 연결되어 있는 것이 하부 안내부재라면, 하부클릭과 상부클릭으로 기판을 유지하는 유지위치를 하부 안내부재의 상단보다도 위쪽으로 하면, 떨어진 하부 안내부재의 상단과 상부 안내부재의 하단의 사이의 공간에 유지위치가 마련되기 때문에, 떨어진 하부 안내부재의 상단과 상부 안내부재의 하단의 사이의 빈틈을 통하여 그 옆쪽에서 기판반송기구의 기판반송아암이 진퇴하여 기판의 반입출 및 유지기구에 대한 기판의 주고 받음이 행하여진다. 또한, 회전자에 연결되어 있는 것이 상부 안내부재라면, 유지위치를 상부 안내부재의 하단보다도 아래쪽으로 하면, 떨어진 하부 안내부재의 상단과 상부 안내부재의 하단의 사이의 빈틈을 통하여 그 옆쪽에서 기판반송아암이 진퇴하여 기판의 반입출 및 유지기구에 대한 기판의 주고 받음이 행하여진다.
이 종류의 기판처리장치에 대한 기판의 반입출 및 유지기구에 대한 기판의 주고 받음은 일반적으로, 기판반송기구의 기판반송아암이 옆쪽에서 진퇴하여 행하여지기 때문에, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 기판반송기구를 이용하여 장치에 대한 기판의 반입출 및 유지기구에 대한 기판의 주고 받음을 행할 수 있다.
또한, 상기 하부 안내부재와 상기 상부 안내부재가 근접된 상태에서, 상기 하부클릭의 외부둘레에 상기 상부 안내부재의 하단부가 배치되도록 구성하면, 하부클릭의 회전에 의해서 기판처리공간내의 공기가 끊겨도, 상부 안내부재에 의해서 그 기류의 흐트러짐이 억제되어, 기류의 흐트러짐에 의한 기판처리에의 영향을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
이하 실시예에서는 기판(반도체웨이퍼)에 대하여 세정처리를 행하는 기판세정장치를 예로 채택하여 설명한다.
[제1실시예]
제1도, 제2도에 도시한 바와 같이, 수평자세로 유지된 기판(W)을 회전시키기 위한 회전모터(1)는 중앙부가 개구된 중공부(2a)를 갖는 링모양의 회전자(2)와, 회전자(2)의 외측에, 회전자(2)와 동심모양으로 중앙부가 개구된 중공부(회전자(2)의 중공부(2a)와 회전자(2)를 포함하는 중공부)를 갖는 링모양의 고정자(3)가, 예컨대, 장치프레임(F)에 지지되어 구성되어 있다. 회전자(2)의 외부둘레면에는 링모양으로 볼록부(2b)가 형성되고, 한편, 고정자(3)의 내부둘레면에는 링모양으로 오목부(3a)가 형성되어 있어, 회전자(2)의 볼록부(2b)가 고정자(3)의 오목부(3a)에 끼워져 있다. 회전자(2)의 볼록부(2b)에는 영구자석(4)이 링모양으로 내부에 설치되어 있다. 고정자(3)에는, 코일(5)이 상기 영구자석(4)에 대향하도록 링모양으로 내부에 설치되어 있다. 영구자석(4)와 코일(5)은, 예컨대 제3a도에 도시한 바와 같이 구성된다. 영구자석(4)은 회전중심(J)을 중심으로 하여 소정의 각도(도면에서는 90°)마다 극성이 반전하도록 링모양으로 마련되어 있다. 이 영구자석(4)의 주위에 복수개의 코일(5)이 링모양으로 배치되어 있다. 각 코일(5)은 개별적으로 전류를 흘리는 방향을 전환하여 극성을 반전가능하게 구성되어 있다. 각 코일(5)은 회전중심(J)을 중심으로 하여 소정의 각도(도면에서는 90°)마다 복수개(도면에서는 4개)의 코일블록(5a)으로 나누어져, 이 코일블록(5a)단위로 제어된다. 각 코일블록(5a)을 구성하는 코일(5)은 전류를 흘리는 방향을 동일하게 하여 극성을 같게 하고, 인접하는 코일블록(5a)끼리는 극성을 반전시킨다. 그리고, 예컨대. 제3b도에 도시하는 바와 같이, 코일블록(5a)끼리는 극성을 반전시킨다. 그리고, 예컨대, 제3B도에 도시하는 바와 같이, 코일블록(5a)이 시계방향으로 이동하도록 각 코일(5)의 극성을 순차 전환함으로써, 영구자석(4)은 시계바늘 방향으로 회전된다. 반대로, 코일블록(5a)이 반시계방향으로 이동하도록 각 코일(5)의 극성을 순차 전환함으로써, 영구자석(4)은 반시계방향으로 회전된다. 이와 같이 각 코일(5)을 제어함으로써, 고정자(3)에 대하여 회전자(2)를 회전중심(J) 주위로 회전시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 중앙부에 개구가 형성된 중공부를 갖는 링모양의 회전자(2)와, 회전자(2)와 동심모양으로 마련되고, 중앙부에 개구가 형성된 중공부를 갖는 링모양의 고정자(3)를 갖춰 회전모터(1)를 구성하는 것에 의해, 회전모터(1)의 중앙부에 중공부(회전자의 중공부(2a))가 형성된다.
고정자(3)에는 공기나 불활성가스(질소가스 등)등의 기체의 공급원(도시하지 않음)에 연통접속된 기체버퍼(6)가 내부에 설치되어 있고, 이 기체버퍼(6)에서 기체공급로(7)를 지나서 회전자(2)와 고정자(3)와의 사이의 빈틈(8)에 기체를 공급하여 고정자(3)에 대하여 회전자(2)를 정압기체 축받이로 축받이하도록 구성되어 있다.
고정자(3)에 대한 회전자(2)의 축받이로서는, 베어링 등을 사용한 동압축받이로 구성하여도 되지만, 동압축받이의 경우, 정압기체축받이에 비해 고정자(3)에 대한 회전자(2)의 회전시, 마찰저항이 높게 되기 때문에, 그 만큼 고속회전이 실현되기 어렵다. 또한, 기판(W)에 대한 처리에 약액을 사용하는 경우에는 고정자(3)와 회전자(2)와의 사이의 빈틈(8)에 약액이 흘러 들어 오는 일이 있기 때문에, 동압축받이의 경우는 빈틈(8)에 마련되는 베어링 등에 대하여 내약(耐藥)처치를 행하지 않으면 안되는 등 제작상 번거롭게 된다. 이것에 비하여, 정압기체 축받이의 경우는 베어링 등의 부재가 불필요하고, 빈틈(8)에 공급된 기체가 빈틈(8)에서 외부로 내뿜어지기 때문에, 그 기체의 내뿜어지는 것에 의하여 빈틈(8)에 약액이 흘러 들어 가는 것을 방지할 수도 있다. 따라서, 고속회전으로 하는 경우나, 기판(W)에 대한 처리에 약액을 사용하는 경우 등에는, 고정자(3)에 대한 회전자(2)의 축받이로서, 동압축받이보다도 정압기체축받이로 구성하는 편이 바람직하다.
또한, 고정자(3)에는, 영구자석(4)의 하면에 대향하여 홀소자(9)가 내부에 설치되어 있다. 이 홀소자(9)는 자력선의 강약이나 극성의 판별이 가능하기 때문에, 홀소자(9)에서의 출력전압에 의거하여 영구자석(4)의 위치검출이 가능하게 된다. 따라서, 이 홀소자(9)를 위치센서로서 사용하여 회전중의 회전자(2)를 소정의 정지위치에서 정지시킬 수 있다. 홀소자(9)를 복수개소에 마련하면, 회전중의 회전자(2)를 복수의 정지위치에서 정지시킬 수도 있다.
회전자(2)에는 3개 이상(도면에서는 3개)이 유지기구(10)가 마련되어 있다. 이들 유지기구(10)에 의해 기판(W)의 둘레가 3개소 이상으로 유지되고, 고정자(3)에 대하여 회전자(2)가 회전됨으로써 기판(W)이 회전중심(J) 주위로 회전된다.
또, 유지기구(10)는 기판(W)을 유지하는 상태와 유지를 해제하는 상태를 채택할 수 있도록 구성되어 있다. 이 전환은, 예컨대, 제4a도, 제4b도, 제5도에 나타낸 것같은 구성으로 실현할 수 있다.
각 유지기구(10)는 각각 기단부(基壇部)가 요동아암(11)의 선단부에 연결되어 있다. 이 요동아암(11)이 제4a도에 나타낸 실선과 2점쇄선과의 사이에서 요동됨으로써, 기판(W)을 유지하는 상태와 유지를 해제하는 상태가 전환된다. 즉, 도면의 실선의 상태에서, 각 유지기구(10)의 선단부의 잘록한 부(10a)로 기판(W)의 둘레를 3개소에서 유지한다. 한편, 도면의 2점쇄선의 상태에서, 각 유지기구(10)가 기판(W)에서 떨어져 기판(W)의 유지를 해제한다.
상기 요동아암(11)의 요동은 이하와 같은 구성으로 실현되고 있다.
제4a도, 제5도에 도시하는 바와 같이 각 요동아암(11)은, 각각 기단부에 통모양부재(12)가 연결되어 있다. 각 통모양부재(12)는 회전동작이 자유롭게 회전자(2)에 지지되어 있다. 각 통모양부재(12)의 중공부에는 로터(13)가 승강이 자유롭게 삽입되어 있다. 각 로터(13)의 상단부에는 하강을 규제하는 스토퍼(13a)가 마련되어 있다. 또한, 각 로터(13)의 하단부는 1개의 링모양부재(14)에 고정되어 있어 링모양부재(14)의 승강에 의하여 각 로터(13)가 동기하여 승강되도록 되어있다. 링모양부재(14)의 아래쪽에는 요동부재(15)의 선단부(15a)가 배치되어 있다. 이 요동부재(15)의 기단부(15b)에는 에어실린더(16)의 로드(16a)의 선단이 연결되어 있고, 에어실린더(16)의 로드(16a)를 수축·신장시키는 것에 의해, 요동부재(15)의 기단부(15a)가 상승·하강되어 요동부재(15)의 선단부(15a)가 하강·상승된다. 요동부재(15)의 선단부(15a)가 하강되어 있는 상태에서는 링모양부재(14), 각 로터(13)의 자체무게로, 제5도의 실선으로 도시하는 바와 같이, 각 로터(13)는 각 통모양부재(12)에 대하여 하강되어 있다. 한편, 요동부재(15)의 선단부(15a)가 상승되면, 링모양부재(14)가 요동부재(15)의 선단부(15a)로 밀어 올려져, 각 로터(13)가 각 통모양부재(12)에 대하여 동기하여 상승된다.
각 로터(13)에는 제4b도에 나타내는 것과 같은 홈캠(13b)이 새겨 설치되어 있다. 제5도에 도시하는 바와 같이, 각 통모양부재(12)는 내측에 핀(12a)을 돌출시키고 있어, 이 핀(12a)이 로터(13)의 홈캠(13b)에 걸어맞춰져 있다. 에어실린더(16)의 로드(16a)가 수축되어 각 통모양부재(12)에 대하여 각 로터(13)가 하강되어 있는 상태에서는, 제4a도, 제5도의 실선으로 도시하는 바와 같이, 각 유지기구(10)는 기판(W)의 둘레를 3개소에서 유지하고 있다. 그리고, 에어실린더(16)의 로드(16a)가 신장되어 각 로터(13)가 각 통모양부재(12)에 대하여 상승되어가면, 각 통모양부재(12)의 핀(12a)이 각 로터(13)의 홈캠(13b)을 따라가는 결과, 각 통모양 부재(12)는 각 로터(13)에 대하여 연직축 주위로 회전되며, 이 회전에 의하여 각 요동아암(11)이 요동되어, 제4a도의 2점쇄선으로 도시하는 바와 같이 기판(W)의 유지가 해제된다. 또, 각 로터(13)는 링모양부재(14)에 고정되어 있기 때문에, 회전하지 않고 승강동작만 행하여진다.
회전모터(1)는, 회전모터(1)의 중앙부에 형성되는 중공부(회전자(2)의 중공부(2a))의 크기가 각 유지기구(10)에 유지된 기판(W)을 회전시켰을 때의 기판(W)의 회전중심(J)에서 가장 떨어진 기판(W)의 단부가 그리는 원과 동등 또는 그것보다 크게 되도록 구성되어 있다. 유지된 기판(W)은 기판(W)의 회전중심(J)과 회전중심(J)에서 가장 떨어진 기판(W)의 단부와의 사이의 길이를 반경으로 한 회전원내에서 회전된다. 예컨대, 제6a도에 도시하는 바와 같이, 반도체웨이퍼와 같은 원형 기판(W)을 기판(W)의 중심(CJ) 주위로 회전시킬 때는 회전원은 원형기판(W)의 외부둘레가 된다. 또한 제6b도에 도시하는 바와 같이, 액정표시용의 유리기판과 같은 각형기판(W)을 기판(W)의 중심(CJ) 주위로 회전시킬 때는 회전원은 도면의 일점쇄선으로 나타내는 원이 된다. 이 실시예에서는, 회전모터(1)의 중앙부에 형성되는 중공부의 크기가 회전원과 동등 또는 그것보다 크게 되도록, 회전자(2), 고정자(3)를 구성하고 있다. 상기 회전자(2)의 표면(볼록부(2b)의 표면을 포함)이나 고정자(3)의 표면(오목부(3a)의 표면을 포함), 유지기구(10)의 표면 등은, 탄화규소(SiC)나 불소수지 등의 내약품성이 소재로 피복되어 있어, 기판(W)에 대한 세정처리시에 사용되는 약액에 의한 부식 등을 방지하도록 구성되어 있다.
각 유지기구(10)에 유지된 기판(W)의 위쪽과 아래쪽에는, 약액이나 순수 등의 세정액을 기판(W)의 상면과 하면을 향하여 분사공급하는 노즐(21,22)이 마련되어 있다. 기판(W)의 위쪽의 노즐(21)은 도시하지 않은 이동기구에 의해, 기판(W)의 상면(통상은 표면)의 중심(회전중심(J))의 위쪽의 처리위치(도면의 실선으로 나타내는 위치)와, 기판(W)의 외부둘레 외측의 퇴피위치(도면의 2점쇄선으로 나타내는 위치)와의 사이에서 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 기판(W)의아래쪽의 노즐(22)은, 기판(W)의 하면(통상은 이면)의 중앙부를 향하여 세정액을 분사공급하도록 고정설치되어 있다. 다음에, 상기 구성의 장치의 동작을 설명한다.
처리전의 기판(W)이 각 유지기구(10)에 유지되면, 노즐(21)을 퇴피위치에서 처리위치로 이동시킨다. 그리고, 고정자(3)와 회전자(2)와의 사이의 빈틈(8)에 기체를 공급하고, 고정자(3)에 대하여 회전자(2)를 회전시켜 유지하고 있는 기판(W)을 회전중심(J)주위로 회전시키고, 노즐(21,22)에서 기판(W)의 양면에 대하여 세정액을 분사공급하여 기판(W)의 양면에 대하여 세정처리를 행한다. 또, 약액세정을 행하는 장치에서는, 최초에 노즐(21,22)에서 약액이 기판(W)의 양면에 분사공급되어 약액세정이 행하여지며, 이어서, 노즐(21,22)에서 순수가 기판(W)의 양면에 분사공급되어 약액을 씻어 버리는 등의 린스세정이 행하여진다. 또한 단지 순수세정을 하는 장치에서는 노즐(21,22)에서 순수가 기판(W)의 양면에 분사공급되어 순수에 의한 기판세정이 행하여진다.
소정의 세정시간이 경과하면, 노즐(21,22)에서의 세정액의 분사공급을 정지하고, 기판(W)의 회전을 계속하여 기판(W)에 부착하고 있는 세정액을 뿌려 기판(W)을 건조시킨다.
노즐(21,22)에서의 세정액의 분사공급을 정지하고 나서 소정의 건조시간이 경과하여 기판(W)이 건조하면, 고정자(3)에 대한 회전자(2)의 회전을 정지시켜 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 노즐(21)을 처리위치에서 퇴피위치로 이동시켜, 각 유지기구(10)에 의한 기판(W)의 유지를 해제하고, 처리가 끝난 기판(W)이 반출된다.
상기 제1 실시예 장치에 의하면, 유지된 기판(W)의 위쪽에는 장애물이 없기 때문에, 기판(W)의 상면(통상은 표면)에 대한 세정처리는 지장없이 행하여진다. 그리고, 회전모터(1)의 중앙부에는 중공부(회전자(2)의 중공부(2a))가 형성되고, 또한, 종래 장치의 회전축이나 스핀베이스 등을 기판(W)의 아래쪽에 갖추고 있지 않기 때문에, 제1도에 도시하는 바와 같이, 회전모터(1)의 중공부를 통해 기판(W)의 하면(통상은 이면)에 대한 세정처리를 지장없이 행할 수 있다.
또한, 상기 제1 실시예 장치와 같이, 회전모터(1)의 중공부의 크기를 기판(W)의 상기 회전원(제6a도, 제6b도 참조)과 동등 또는 그것보다 크게 하는 것으로, 기판(W)의 하면에 대한 처리를 그 면 전면(全面)에 대하여 하기 쉽게 된다.
예컨대, 브러시를 사용한 세정은 통상, 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 면에 세정액을 공급하여 회전중의 기판(W)의 면에 브러시의 털을 마주접하고 또는 약간 뜨게 한 상태에서 브러시(브러시 자신도 자전되고 있다)를 기판(W)의 회전중심과 외부둘레 사이에서 기판(W)의 반경방향으로 왕복이동시켜 기판(W)의 면전면(全面)을 브러시로 세정한다. 상기 제1 실시예 장치에 의하면, 이와 같은 브러시세정을 기판(W)의 상면은 물론이고 기판(W)의 하면에 대하여도 지장없이 행할 수 있다.
또한, 기판(W)을 회전시키면서 초음파노즐을 기판(W)의 회전중심과 외부둘레와의 사이에서 기판(W)의 반경방향으로 왕복이동시키면서 초음파가 부가된 세정액을 회전중의 기판(W)의 분사하여 기판(W)의 면 전면(全面)에 초음파세정을 행하는 경우에도, 상기 제1실시예 장치에 의하면 기판(W)의 양면에 대하여 상기 초음파세정을 행할 수 있다.
또, 제7도에 도시하는 바와 같이, 회전모터(1)의 중공부의 크기는 기판(W)의 상기 회전원(제6a도, 제6b도 참조)보다 작아도 된다. 이와 같은 경우에는, 제7도의 실선으로 나타내는 것과 같이, 노즐(22)에서 분사공급 되는 세정액이 회전자(2)에 간섭하지 않도록, 노즐(22)의 배치위치를 조절한다든지, 또는 제7도의 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 하면의 회전중심을 향하여 연직방향으로 세정액을 분사하여 공급하도록 노즐(22)을 배치하면 된다.
또한, 상기 실시예의 회전모터(1)는 회전자(2)의 외측에 고정자(3)를 동심모양으로 설치하여 구성하였지만, 그것과는 반대로, 고정자(3)의 외측에 회전자(2)를 동심모양으로 설치하여 회전모터(1)을 구성하여도 된다. 다만, 고정자(3)의 외측에 회전자(2)를 설치하는 구성에서는, 일반적으로, 고정자(3)에 비해 회전자(2)가 크게 되어, 회전자(2)를 회전하는 토크가 충분히 얻어지지 않으며, 그 때문에, 회전자(2)(기판(W))를 고속으로 회전시키기 어렵게 된다. 따라서, 회전모터(1)는 상기 제1 실시예와 같이 회전자(2)의 외측에 고정자(3)를 동심모양으로 설치하여 구성하는 쪽이 바람직하다.
또한, 상기 제1 실시예에서는 회전모터(1)의 위쪽에서 기판(W)을 유지하도록 구성하였지만, 제8도에 도시하는 바와 같이, 회전모터(1)의 아래쪽에서 기판(W)을 유지하도록 구성하여도 된다.
또, 회전모터(1)의 회전자(2)나 고정자(3)는, 중앙부가 개구된 중공부를 가지고 있으면 되므로, 회전자(2)나 고정자(3)는 원통모양이라도 되지만, 원통모양의 회전자(2)나 고정자(3)로 회전모터(1)를 구성하면, 회전모터(1)의 중앙부에 형성되는 중공부를 통하여 행하고, 회전모터(1) 측의 기판(W)의 면에 대한 세정액을 분사공급하는 세정처리 등의 처리를 행하기 어렵게 된다. 따라서, 상기 제1 실시예와 같이, 회전자(2)나 고정자(3)는 박형의 링모양인 것이 바람직하다. 또한, 이와 같이, 박형의 링모양의 회전자(2)나 고정자(3)로 회전모터(1)를 구성하면, 회전모터(1)가 박형으로 되고, 그와 같은 박형의 회전모터(1)를 사용하여 기판처리장치를 구성하면, 장치의 높이를 낮게 할 수 있으며, 예컨대, 장치를 연직방향으로 적층 하기 쉽게 되는 등, 장치의 높이방향의 자유도가 높게 된다.
또한, 제9도에 도시하는 바와 같이, 고정자(3)의 내측에 회전자(2)를 배열 설치하여 회전모터(1)를 구성하고, 이 회전모터(1)의 중공부의 크기를, 기판(W)의 회전원(제6a도, 제6b도 참조)보다도 크게 하여, 각 유지기구(10)를 회전자(2)의 내부둘레면에 마련하면, 기판(W)을 회전모터(1)의 중공부(회전자(2)의 중공부(2a))내에서 유지하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 구성에서도, 유지된 기판(W)의 상면측 및 하면측은 개구되어 있기 때문에, 유지된 기판(W)의 상면 및 하면에 처리를 행할 수 있다. 그리고, 이와 같이 구성한 기판처리장치는 기판(W)을 회전모터(1)의 위쪽 또는 아래쪽에서 유지하도록 구성한 기판처리장치에 비하여 장치의 높이를 더욱 낮게 할 수 있다.
[제2실시예]
본 발명의 제2 실시예 장치를 제10도 내지 제15도를 참조하여 설명한다.
제10도에 있어서, 수평자세로 유지된 기판(W)을 연직방향의 축심(J)의 주위로 회전시키는 제1의 회전모터(31)는 상기 제1 실시예어서 설명한 회전모터(1)와 같은 구성이기 때문에, 도면에 그려져 있는 공통부분에 제1도와 같은 부호를 붙여 그 상술(詳述)은 생략한다.
제1의 회전모터(31)의 중공부에는 대략 원통모양의 제1의 하부커버(37)가 설치되어, 제1의 회전모터(31)의 회전자(2)의 내부둘레면과 제1의 하부커버(37)의 외부둘레면이 연결되며, 제1의 회전모터(31)의 회전에 의해, 회전자(2)와 같이 제1의 하부커버(37)가 축심(J) 주위로 회전되도록 되어 있다. 또한, 제1의 하부커버(37)의 외부둘레에는 제1의 회전모터(31)의 상면을 덮도록 플랜지부(37a)가 마련되어 있다.
제1의 하부커버(37)의 내부둘레면에 대향하도록, 끝쪽이 퍼진 대략 원통모양의 제2의 하부커버(38)가 설치되어 있고, 제1의 하부커버(37)의 하단부와 제2의 하부커버(38)의 하단부 사이의 둥근고리모양의 빈틈을 폐액배출구(39)로서 구성하고 있다. 폐액배출구(39)에 대향하여, 폐액배출구(39)에서 배출되는 폐액을 받아내도록, 상하방향에 다단(도면에서는 2단)으로 구성된 둥근고리모양의 폐액회수로 (40(40a, 40b))가 설치되어 있다. 각 폐액회수로(40)에는 폐액회수드레인(41(41A, 41b))의 일단측이 연통접속되어 있다. 각 폐액회수드레인(41(41A, 41b))의 타단측은 각각 개별의 폐액회수탱크(42(42a, 42b))에 연통접속되어 있어, 각 폐액회수드레인(40a, 40b)에서 회수된 폐액을 개별의 폐액회수탱크(42a, 42b)에서 회수할 수 있도록 되어 있다. 폐액회수로(40(40A, 40b))는 도시하지 않은 승강기구에 의하여 승강가능하게 구성되어, 폐액배출구(39)에 대향하여, 폐액배출구(39)에서 배출되는 폐액을 받아내는 폐액회수로(40a, 40b)를 선택적으로 전환하도록 되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 예컨대 기판처리에 복수종류의 처리액을 사용하는 것 같은 경우에, 각 종류의 처리액을 분리하여 회수할 수 있도록 되어 있다. 또, 처리액을 분리회수하지 않은 경우에는 폐액회수로(40)를 1단으로 구성하여도 된다. 또한, 폐액회수드레인(41(41A, 41b))에는, 도시하지 않은 기체흡입기구가 연통접속 되어 있어, 폐액회수드레인(41(41A, 41b)), 폐액회수로(40(,40a, 40b)), 폐액배출구(39)를 통해, 후술하는 기판처리공간(SS) 내의 강제배기를 행하도록 구성되어 있다.
제1의 하부 커버(37)는 본 발명에서 하부클릭의 베이스부 및 하부 안내부재에 상당하는 것으로, 제10도, 제11도에 도시하는 바와 같이, 이 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면의 복수의 유지개소(도면에서는 120°간격으로 3개소)에는 제1의 회전모터(31) 및 제1의 하부 커버(37)보다 위쪽으로 기판(w)을 유지하기 위하여, 좌우한쌍의 하부클릭(43)이 안쪽으로 경사져 위쪽(기판(W)측)을 향하여 돌출 설치되어 있다. 각 하부클릭(43)의 선단부에는, 제12a도, 제12c도에 도시하는 것과 같이, 기판(W)의 둘레를 경사진 아래에서 지지하는 지지부(43a)와, 기판(W)의 둘레의 측부에 마주접하여 기판(W)의 수평위치를 규제하는 수평규제부(43b)가 마련되어 있다. 지지부(43a), 수평규제부(43b)는, 도면에 도시하는 것과 같이, 에지모양의 형상으로 구성하여 기판(W)의 둘레와 점접촉(또는 선접촉)으로 접촉시켜, 기판(W)의 둘레의 하부클릭(43)에 의한 유지부분에서의 처리액의 액제거가 잘되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또, 지지부(43a)는 기판(W)의 둘레를 경사진 아래쪽에서 지지하여, 기판(W)의 하면(통상은 이면)으로 돌아들어가지 않도록 구성하는 것으로, 기판(W)의 하면에 대한 처리를 장애물없이 양호하게 행할 수 있도록 구성하고 있다. 또한, 수평규제부(43b)는 하부클릭(43)측에 마련하지 않고, 후술하는 상부클릭측에 마련하도록 구성하여도 된다.
제1의 하부 커버(37)의 위쪽에는 상부 파지부(44)가 마련되어 있다. 이 상부 파지부(44)는 링모양의 상부 파지링부(45)와, 상부 파지링부(45)와 일체로 형성된 끝이 퍼진 대략 원통형상의 상구 클릭의 베이스부 및 상부 안내부재로서의 상부 커버(46)와, 상부 커버(46)의 내부둘레면의 복수의 유지개소(도면에서는 120°간격으로 3개소)에 안쪽(기판(W)측)을 향하여 돌출 설치된 상부클릭(47)과, 상부 커버(46)의 외부둘레면에 마련된 플랜지부(46a)에 나사 고정된, 끝쪽이 퍼진 대략 원통형상의 자석 베이스부(48)등을 갖추고 있다.
상부 파지링부(45)의 상면에는 전 둘레에 걸쳐 영구자석(49)이 매설되고, 또한, 하면의 복수개소(예컨대, 60°간격으로 6개소)에는 후술하는 밀어 올림 부재(56)에 나사 고정된 부재(57)의 끼워맞춤 돌기부(57a)에 끼워맞추는 끼워맞춤 오목부(45a)가 마련되어 있다.
상부 커버(46)의 제1의 하부 커버(37)와 각 하부클릭(43)과의 사이에 배치된다. 후술하는 것과 같이 상부 파지부(44) 전체가 하강되어, 제10도에 도시하는 바와 같이, 기판(W)이 유지될 때, 상부 커버(46)의 하단부와 자석 베이스부(48)의 하단부와의 사이에, 제1의 하부 커버(37)의 상단부가 들어간 상태가 되도록 구성되어 있다. 상부 커버(46)의 내부둘레면과 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면과는 유지된 기판(W)을 연직방향의 축심(J) 주위로 회전시키면서, 처리액을 공급하여 기판처리할 때, 기판(W)의 둘레에서 주위로 뿌려지는 처리액의 비말을 받아내어 아래쪽의 폐액배출구(39)로 안내하는 스프래쉬가이드부가 되도록 구성되어 있다. 이와 같이, 제1의 회전모터(31)를 제1의 하부커버(37) 및 상부커버(46)의 외측에 설치하여, 제1의 하부 커버(37) 및 상부 커버(46)의 내측의 기판처리공간(SS)과 분리되어 있기 때문에, 제1의 회전모터(31)는 기판처리공간(SS) 내의 처리액분위기에 직접 영향을 주는 일은 없다. 따라서, 제1의 회전모터(31)를 구성하는 부재에 내약성을 가지게 할 필요가 없고, 제1의 회전모터(31)의 제작이 용이하게 되어, 코스트저감을 도모할 수도 있다. 또, 기판(W)이 유지된 상태에서, 제1의 하부커버(37)의 상단부와 상부 파지부(44)의 하부와는 약간의 빈틈이 형성되지만, 제10도에 도시하는 바와 같이, 상부 커버(46)의 하단부와 자석 베이스부(48)의 하단부와의 사이에, 제1의 하부 커버(37)의 상단부가 들어간 래버린스실(labyrinthseal)을 구성하기 때문에, 그 부분에서 처리액의 미스트가 외부로 새는 것을 억제하도록 되어 있다. 또, 가령 그 부분에서 처리액의 미스트가 새어 나가도, 제1의 회전모터(31)의 상면은 제1의 하부 커버(37)의 외부둘레면에 마련된 플랜지부(37a)에 덮여 있기 때문에, 제1의 회전모터(31)가 처리액(약액)에 의해서 부식되는 등의 문제점이 일어나지 않도록 검토되고 있다. 또, 상부 커버(46), 제1의 하부 커버(37), 제2의 하부 커버(38), 후술하는 상부 분위기착단부재(70), 하부 분위기차단 부재(80)로 둘러싸인 공간이 기판처리공간(SS)으로 되어, 이 기판처리공간(SS)을 형성하는 각 부재의 면은 내약성을 갖게 하여 구성되고, 또한, 기판처리공간(SS)내에 놓여지는 각하부클릭(43)이나 각 상부클릭(47)은 내약성재료로 구성되어 있다.
각 상부클릭(47)은 각 좌우한쌍의 하부클릭(43)의 중앙부에 대향하는 위치에 마련되고, 그 선단부에는 제12b도, 제12c도에 도시하는 바와 같이, 기판(W)의 둘레를 경사진 위쪽에서 꽉누르는 파지부(47a)가 마련되어 있다. 기판(W)은 둘레의 복수의 유지개소가 각 하부클릭(43)의 지지부(43a)와 각 상부클릭(47)의 파지부(47a)로 파지됨과 동시에, 각 수평규제부(43b)에서 수평위치가 규제되는 것으로 유지되어, 유지자세를 취하도록 구성되어 있다. 각 하부클릭(43)의 지지부(43a)와 각 상부클릭(47)의 파지부(47a)에 의하여 기판(W)의 둘레를 파지하여 기판(W)을 유지하는 기판유지력은 상부 파지부(44) 전체의 자체무게와, 후술하는 자석의 흡인력 및 반발력에 의하여 얻고있다. 또, 파지부(47a)는 하부클릭(43)의 지지부(43a), 수평규제부(43b)와 같고, 도면에 도시하는 바와 같이 에지모양의 형상으로 구성하고, 기판(W)의 둘레와 점접촉(또는 선접촉)으로 접촉시켜, 기판(W)의 둘레의 상부클릭(47)에 의한 유지부분에서의 처리액의 액제거가 잘 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 파지부(47a)는 기판(W)의 둘레를 경사진 윗쪽에서 파지하고, 기판(W)의 상면(통상은 표면)으로 돌아들어가지 않도록 구성하는 것으로, 기판(W)의 상면에 대한 처리를 장애물없이 양호하게 행하여지도록 구성하고 있다. 또, 제11도에서는, 각 유지개소에 상부클릭(47)을 1개씩을 마련하고 있지만, 제13도에 도시하는 바와 같이, 각 유지개소에 상부클릭(47)을 좌우한쌍 마련하는 등, 각 유지개소에 하부클릭(43)과 상부클릭(47)을 복수개씩 마련하여도 된다. 이와 같이 구성하면, 노치가 있는 기판(W)을 유지할 때에, 제13도에 도시하는 바와 같이, 하부클릭(43), 상부클릭(47)의 어느 1개의 클릭부분에 노치(N)가 위치하여도, 기판(W)은 다른 클릭으로 상하방향에서 파지하기 때문에, 노치가 있는 기판(W)을 확실하게 유지할 수 있다.
상부 커버(46)의 외부둘레면에 마련된 플랜지부(46a)의 하면에 대향하는 제1의 하부 커버(37)의 상단면에는, 복수개소(제11도에서는 120°간격으로 3개소)에 돌기부(50)가 마련되어 있다. 한편, 제14도에 도시하는 바와 같이, 각 돌기부(50)에 대향하도록 상부 커버(46)의 외부둘레의 플랜지부(46a)의 하면에도 복수개소(120°간격으로 3개소)에 오목부(51)가 마련되어 있고, 유지자세로 있는 상태에서, 서로 대향하는 각 쌍의 돌기부(50)와 오목부(51)가 걸어맞춰지도록 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 유지자세로 있는 상태에서, 제1의 회전모터(31)를 회전구동시켜, 제1의 하부 커버(37)와 함께, 각 하부클릭(43)을 축심(J) 주위로 회전시키고, 유지된 기판(W)을 축심(J)주위로 회전시킬 때에, 상부 파지부(44) 전체를, 제1의 하부 커버(37)및 각 하부클릭(43)에 따르게 하여 축심(J) 주위의 회전을 보다 더욱 확실한 것으로 하고 있다. 특히, 기판(W)의 회전시의 회전가속시나 회전감속시에, 관성력에 의해 제1의 하부 커버(37) 및 각 하부클릭(43)과, 상부 파지부(44)와의 상대속도에 어긋남이 생겨도, 제1의 하부커버(37)와 상부 파지부(44)를 걸어맞추고 있기 때문에, 항상 제1의 하부 커버(37) 및 각 하부클릭(43)과 일체적으로 상부 파지부(44)와 회전되어, 하부클릭(43) 및 상부클릭(47)과, 이들 클릭(43,47)에 유지된 기판(W)이 맞닿는 것을 방지할 수 있고, 기판(W)에 손상이나 파티클의 발생 등을 방지할 수 있다.
또한, 상부 파지부(44)를 하강시켜, 상부클릭(47)이 기판(W)에 접촉하여 하부클릭(43)과 상부클릭(47)으로 기판(W)이 유지되고, 상부 파지부(44)의 하강이 정지된 상태에서, 제14도에 도시하는 바와 같이, 각 돌기부(50)는 대향하는 오목부(51)에 유동가능하게 끼워져 걸어맞춰진다. 이 때, 플랜지부(46a)의 하면과 제1의 하부 커버(37)의 상단면과는 약간의 빈틈이 형성되고, 돌기부(50)의 기단부와 상단부와의 간격(B1)이 이 돌기부(50)의 기단부와 그것과 쌍인 오목부(51)의 바닥부와의 간격(B2)보다 작게 되도록 구성되어, 각 돌기부(50)의 상단면과 그것과 대향하는 오목부(51)의 바닥면이 항상 비접촉으로 구성되어 있다. 또, 제14도에 도시하는 바와 같이, 각쌍의 돌기부(50)와 오목부(51)가 걸어맞춰졌을때, 돌기부(50)의 외부둘레면과 그것과 쌍인 오목부(50)의 내측면이 반발하도록 제1의 하부 커버(37) 및 플랜지부(46a) 각각에는 자석(52,53)이 매설되어 있다. 이상의 구성에 의해, 각 쌍의 오목부(51)와 돌기부(50)가 걸어맞춰진 상태에서, 각 돌기부(50)의 외부둘레면과, 그것과 대향하는 오목부(51)의 내부둘레면은 비접촉이 되어, 부재간의 맞닿음에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 기판(W) 회전시의 회전가속시나 회전감속시에 관성력에 의해 각 돌기부(50)의 외측면과, 그것과 쌍인 오목부(51)의 내측면이 접촉하는 방향으로 변위하려고 해도, 자석(52,53)의 반발력에 의하여 그 변위가 저지되어, 기판(W)의 회전중에도 항상 각 돌기부(50)의 외부둘레면과, 그것과 쌍인 오목부(51)의 내부둘레면과의 비접촉상태를 유지하여 부재간의 맞닿음에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또, 도면에서는 제1의 하부 커버(37) 측에 돌기부(50)를 마련하고, 플랜지부(46a)측에 오목부(51)를 마련하였지만, 그 반대이어도 되도록 하여도 되며, 제1의 하부 커버(37)측에 돌기부(50) 및 오목부(51)를 혼재시켜 마련하여, 플랜지부(46a)측에 그것에 걸어맞춰지는 돌기부(50) 및 오목부(51)를 혼재시켜 마련하여도 된다.
자석 베이스부(48)의 내부둘레면에는 전 둘레에 걸쳐 영구자석(54)이 매설되어 있다. 이 자석(54)에 대향하도록 제1의 하부 커버(37)의 외부둘레면에도 전 둘레에 걸쳐 영구자석(55)이 매설되어 있다. 이들 자석(54,55)은 다른 극성을 대향시키고 있어, 유지자세로 있는 상태에서, 상부 파지부(44)를 제1의 하부 커버(37)측에 흡인시켜 각 상부 클릭(47)을 아래쪽으로 잡아 당겨, 이들 자석(54,55)의 흡인력에 의하여도, 각 하부 클릭(43)과 각 상부 클릭(47)에 의한 기판(W)의 유지력을 얻도록 구성하고 있다.
상부 파지부(44)의 위쪽에는 링모양이 밀어 올리는 부재(56)가 마련되어 있다. 이 밀어 올리는 부재(56)의 하면의 복수개소(예컨대, 60°간격으로 6개소)에는, 정면에서 보아 L자형의 부재(57)가 상부 파지부(44)의 상부 파지링부(45)의 하면에 돌아들어가도록 나사 고정되어 있다. 이 부재(57)의 선단부에는 상부 파지부(44)의 상부 파지링부(45)의 하면에 마련된 끼워맞춤 오목부(45a)에 끼워맞춰지는 끼워맞춤 돌기부(57a)가 마련되어 있다. 또한, 밀어 올림 부재(56)의 하면에는 상부 파지부(44)의 상부 파지링부(45)의 상면에 매설된 영구자석(49)에 대향하도록 영구자석(58)이 전 둘레에 걸쳐 매설되어 있다. 이들 자석(49,58)은 같은 극성을 대향시키고 있고, 유지자세로 있는 상태에서, 상부 파지부(44)를 밀어 올림부재(56)에서 떨어지게 하여 각 상부 클릭(47)을 아래쪽으로 누르고, 이들 자석(49,58)의 반발력에 의하여도, 각 하부클릭(43)과 각 상부클릭(47)에 의한 기판(W)의 유지력을 얻도록 구성하고 있다.
밀어 올림 부재(56)는 도시하지 않은 에어실린더 등의 액츄에이터에 의하여 승강가능하게 구성되어 있고, 밀어 올림 부재(56)를 소정의 높이까지 상승시키는 것에 의해, 끼워맞춤 오목부(45a)와 끼워맞춤 돌기부(57a)가 끼워맞춰져 상부 파지부(44) 전체가 위쪽으로 들어 올려지고, 제15도에 도시하는 바와 같이, 각 상부클릭(47)이 각 하부클릭(43)에서 위쪽으로 떨어진 퇴피자세를 취한다. 이 퇴피자세로 있는 상태에서, 제1의 하부 커버(37) 및 각 하부클릭(43)과 상부 파지부(44)와의 사이의 빈틈, 즉 제1의 하부 커버(37)의 상단과 상부 커버(46)의 하단과의 사이의 빈틈을 통해, 장치 옆쪽에서 기판(W)의 반입출이 행해지고, 각 하부클릭(43)에 대한 기판(W)의 주고 받음, 즉, 미처리기판(W)의 각 하부클릭(43)으로 인도 및 처리가 끝난 기판(W)의 각 하부클릭(43)에서의 인출이 행하여진다. 이 기판(W)의 주고 받음은 예컨대, 제11도, 제15도에 나타내는 것과 같은, 평면에서 보아 Y자형의 기판유지아암(60)을 갖는 기판반송기구(도시않음)에 의하여 행하여진다. 도면에 나타낸 기판유지아암(60)은 기판(W)의 하면을 점접촉으로 지지하는 복수개(도면에서는 3개)의 기판지지핀(60a)이 상면으로 돌출 설치되어, 기판(W)의 둘레의 수평위치를 복수개소에서 규제하는 복수개(도면에서는 4개)의 수평규제부(60B)가 마련되어 있다. 그리고, 기판반송기구는 이 기판 유지아암(60)을 수평방향과 상하방향으로 이동할 수 있도록 구성하여, 이들 수평이동과 승강이동을 조합하여 장치에 대한 기판(w)의 반입출 및 각 하부클릭(43)에 대한 기판(W)의 주고 받음을 행하도록 구성되어 있다.
상기 퇴피자세로 있는 상태에서 밀어 올림 부재(56)를 하강시키면, 그것에 따라 상부 파지부(44)가 하강되며, 이 하강이동의 도중에서, 각 상부클릭(47)이 각 하부클릭(43)에 지지된 기판(W)의 둘레와 접촉하여 상부 파지부(44)의 하강이 정지된다. 밀어 올림 부재(56)는 상부 파지부(44)의 하강이 정지된 높이위치보다 약간 아래쪽의 위치, 즉, 제1도에 도시하는 바와 같이, 끼워맞춤 오목부(45a)와 끼워 맞춤 돌기부(57a)의 끼워맞춘 상태가 빠져, 밀어 올림 부재(56)의 하면과 상부 파지링부(45)의 표면과의 사이에 약간의 빈틈이 형성되는 높이위치에서 하강이 정지되고, 밀어 올림 부재(56)는 그 위치에서 공중에 매달린 액츄에이터에 지지되어 유지자세로 된다. 이 유지자세로 있는 상태에서, 각 하부클릭(43)과 각 상부클릭(47)에 의한 기판(W)의 유지력은 상술한 것과 같이, 상부 파지부(44) 전체의 자체무게와, 자석(54,55)의 흡인력 및 자석(49,58)의 반발력으로 이루어지는 자력에 의하여 얻고 있고, 기판(W)의 유지를 보다 확실한 것으로 하고 있다. 또, 제1의 하부 커버(37)와 상부 파지부(44)의 형상이나 자석을 마련된 위치를 적당히 설계하여, 제1의 하부 커버(37)에 마련된 자석과 상부 파지부(44)에 마련된 자석과의 반발력으로 기판유지력을 얻도록 구성하여도 되고, 제1의 하부 커버(37)과 상부 파지부(44)에 2조 이상의 자석을 마련하여, 자석의 흡인력과 반발력으로 기판유지력을 얻도록 구성하여도 된다.
각 하부클릭(43)과 각 상부클릭(47)으로 유지된 기판(W)의 위쪽에는 원판모양의 상수 분획차단부재(70)가 마련되어 있다. 이 상부 분위기차단부재(70)의 상면에는 축심(J)과 같은 축에 지축(71)이 일체적으로 연결되고, 지축(71)이 상단 부가 지지아암(72)에 축심(J) 주위로 회전가능하게 연결되어 있다. 지지아암(72)은 도시하지 않은 에어실린더 등의 액추에이터에 의하여 승강가능하게 구성되고, 지지아암(72), 지축(71)을 통해 상부 분위기차단부재(70)는 승강가능하게 구성되어 있고, 기판처리시에는 상구 분획차단부재(70)를 유지된 기판(W)의 상면으로 소정의 거리까지 근접시켜, 기판(W)의 주고 받을 때 등에는 상부 분위기차단부재(70)를 위쪽으로 퇴피할 수 있게 되어 있다. 상부 분위기차단부재(70)의 하면중심부에는 처리액공급구(73)가 마련되고, 도시하지 않은 처리액공급원에서 처리액공급로(74)를 통해 처리액이 공급되어, 기판(W)의 상면에 처리액을 분출공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 처리액공급구(73)의 주위에는, 기체공급구(75)가 마련되며, 도시하지 않은 기체공급원에서 기체공급로(76)를 통해 질소가스 등의 불활성가스나 드라이에어 등의 기체가 공급되어, 기판(W)의 상면과 그것에 근접된 상부분위차단부재(7)의 하면과의 사이의 공간에 기체를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 상부 분위기차단부재(7)의 상면측에는 제2의 회전모터(77)가 마련되어 있다. 이 제2의 회전모터(77)가 상기 제1 실시예 장치의 회전모터(1)와 같은 구성을 가지고, 회전자(2)가 지축(71)에 연결되고, 지축(71), 상부 분위기차단부재(70)가 축심(J) 주위에서 회전가능하게 구성되어 있다. 고정자(3)는 예컨대, 지지아암(72)에 지지되어 있다. 또, 제2의 회전모터(77)는 상부 분위기차단부재(70)의 위쪽에 마련되어 기판처리공간(SS)의 외측에 놓여지고, 기판처리공간9SS)내는 아래쪽으로 강제배기되어 있어, 기판처리 공간(SS)내는 아래쪽으로 강제배기되어 있어, 기판처리 공간(SS)내의 처리액의 미스트는 상부 분위기차단부재(70)를 돌아들어가 윗쪽으로 흐르는 일이 없기 때문에, 제2의 회전모터(77)는 처리액의 분위기에 영향을 주는 일은 없고, 제2의 회전모터(77)도 내약성으로 구성하지 않아도 된다.
각 하부클릭(43)과 각 상부클릭(47)으로 유지된 기판(W)의 아래쪽에는 원판 모양의 하부 분위기차단부재(80)가 근접되어 설치되어 있다. 이 하부 분위기차단부재(80)의 하면에는 축심(J)과 같은 축에 축(81)이 일체적으로 연결되어 있다. 하부 분위기차단부재(80)의 상면 중심부에는 처리액공급구(82)가 마련되고, 도시하지 않은 처리액공급원에서 처리액공급로(83)를 통해 처리액이 공급되어, 기판(W)의 하면에 처리액을 분출공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 처리액공급구(82)의 주위에는, 기체공급구(84)가 마련되어, 도시하지 않은 기체공급원에서 기체공급로(85)를 통해 불활성가스나 드라이에어 등의 기체가 공급되고, 기판(W)의 하면과 그것에 근접된 하부 분위기차단부재(80)의 상면과의 사이의 공간에 기체를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 하부 분위기차단부재(80)의 하면측에는 제3의 회전모터(86)가 마련되어 있다. 이 제3의 회전모터(86)도 상기 제1 실시예 장치의 회전모터(1)와 같은 구성을 가지고, 회전자(2)가 축(81)에 연결되고, 축(81), 하부 분위기차단부재(80)가 축심(J) 주위로 회전가능하게 구성되어 있다. 고정자(3)는 예컨대, 장치프레임(F)에 지지되어 있다. 또, 이 하부 분위기차단부재(80)도 승강가능하게 구성하여, 기판(W)의 하면과의 간격을 임의로 변경할 수 있도록 구성하여도 된다.
하부 분위기차단부재(80의 둘레부와 제2의 하부 커버(38)의 상단부는 비접촉으로 하고 있으나, 이 부분에 래버린스실 기구(88)가 마련되고, 기판처리공간(SS)내의 처리액의 미스트가 이 부분에서 기판처리공간(SS)밖으로 새어 나가기 어렵게 되어 있고, 또 하부 분위기차단부재(80)의 하면에는 제3의 회전모터(86)의 외부둘레면을 전 둘레에 걸쳐 덮는 원통모양의 커버부재(89)가 일체적으로 마련되어 있기 때문에, 제3의 회전모터(86)가 처리액의 분위기에 영향을 주는 것이 충분히 억제되고, 제3의 회전모터(86)의 내약성으로 구성하지 않아도 된다. 또, 제2의 하부커버(38)의 상단부를 하부 분위기차단부재(80)의 둘레부에 연결하여, 제2의 하부 커버(38)를 하부 분위기차단부재(80)와 동시에 축심(J) 주위로 회전시키도록 구성하여, 제2의 하부 커버(38)의 상단부와 하부 분위기차단부재(80)의 둘레부와의 연결부분에 빈틈을 없애도록 하여도 된다.
이상이 구성을 가진 장치의 동작을 이하에 설명한다.
상부 분위기차단부재(70)를 위쪽으로 퇴피시켜, 밀어 올림 부재(56)를 상승시켜 상부 파지부(44)를 상승시켜 퇴피자세로 한다. 이 상태에서, 미처리기판(W)이 반입되어 각 하부클릭(43)으로 인도된다. 기판(W)의 인도가 완료하면, 밀어 올림부재(56)를 하강시켜 각 하부클릭(43)과 각 상부클릭(47)으로 기판(W)을 유지한 유지자세로 하여, 상부 분위기차단부재(70)를 하강시켜, 유지된 기판(W)의 상면에 근접시킨다. 다음에, 제1~제3의 회전모터(31,77,86)를 회동구동시켜, 하부클릭(43), 상부클릭(47)에 유지된 기판(W), 상부 분위기차단부재(70), 하부 분위기차단부재(80) 각각을 축심(J)주위에서 회전시키고, 처리액공급구(73,82)에서 기판(W)의 양면에, 예컨대 세정액 등의 처리액을 공급하여, 예컨대, 세정처리 등의 소정의 기판처리가 행하여진다. 이 때, 필요에 따라서, 기체공급구(75,84)에서 기체를 공급하여 기판처리를 하여도 된다. 이 기판처리중, 회전되고 있는 기판(W)의 둘레로부터 처리액이 뿌려지지만, 이 뿌려진 처리액의 비말은 상부 커버(46) 및 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면에서 받아내어지고, 아래쪽의 폐액배출구(39)로 안내되어, 폐액탱크(42)에 회수된다. 회전되고 있는 상부 분위기차단부재(70), 하부 분위기차단부재(80)의 둘레로부터 뿌려지는 처리액의 비말도 마찬가지로, 상부 커버(46) 및 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면에서 받아내어지고, 아래쪽의 폐액배출구(39)로 안내되어 폐액탱크(42)에 회수된다. 또한, 제1의 회전모터(31)의 회전구동에 의해, 각 하부클릭(43)의 제1의 하부 커버(37)와 같이 축심(J) 주위로 회전되지만, 이들 각 하부클릭(43)은 둘레 방향으로 점재되어 있기 때문에, 이들 각 하부클릭(43)의 회전에 의하여 기판처리공정(SS)내의 공기가 끊겨지지만, 각 하부클릭(43)의 외부둘레에는 상부 커버(46)가 설치되기 때문에, 각 하부클릭(43)의 회전에 의한 기판처리공간(SS)내의 기류의 흐트러짐은 억제되어 특별히 문제는 없다.
처리액을 공급하는 기판처리를 소정시간 행하면, 처리액의 공급을 정지하고, 기판(W), 상부 분위기차단부재(70), 하부 분위기차단부재(80)의 회전만을 행하여, 기판(W)에 부착되어 있는 처리액을 뿌리쳐 기판(W)을 건조시킨다. 이 건조처리시에, 기체공급구(75,84)에서 기체를 공급하면 기판(W)의 건조가 빨라지고 건조처리가 촉진된다. 또한, 이 건조중에 회전되고 있는 기판(W), 상부 분위가차단부재(70), 하부 분위기차단부재(80)의 둘레에서 뿌려진 처리액의 비말도 상부 커버(46) 및 제1의 하부 커버(37)로 받아내어져, 아래쪽의 폐액배출구(39)로 안내되어 폐액탱크(42)에 회수된다.
상기 건조처리를 소정시간 행하면, 제1~제3의 회전모터(31,77,86)의 회전구동을 정지시켜 기판처리를 종료하고, 건조된 기판(W), 상부 분위기차단부재(70), 하부 분위기차단부재(80)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 상부 분위기차단부재(70)를 위쪽으로 퇴피시키고, 밀어 올림 부재(56)를 상승시켜 상부 파지부(44)를 상승시켜 퇴피자세로 하여, 처리가 끝난 기판(W)을 각 하부클릭(43)에서 인출하여 반출시킨다. 그리고, 다음의 미처리기판(W)을 반입하고, 그 기판(W)에 상기와 동일한 기판처리를 하여, 이후 같은 처리가 되풀이 된다.
또, 기판(W)을 유지하지 않는 상태에서, 상분 분위기차단부재(70)를 하강시켜 하부 분위기차단부재(80)에 근접시키고, 상부 분위기차단부재(70) 및 하부 분위차단부재(80)를 회전시키면서, 처리액공급구(73,84)에서 세정액을 분출공급하면,상부 분위기차단부재(70)의 하면과 하부 분위기차단부재(80)의 상면을 자동적으로 세정할 수 있다. 또한, 처리액공급구(73,82)에서의 세정액의 분출공급을 정지한 후, 상부 분위기 차단부재(70) 및 하부분위기차단부재(80)를 회전시키면, 상부 분위기차단부재(70) 및 하부 분위기차단부재(80)의 세정후의 건조도 자동적으로 행할 수 있다. 이 건조시에 기체공급구(75,84)에서 기체를 공급하면, 상부 분위기 차단부재(70) 및 하부 분위기차단부재(80)의 건조처리를 촉진할 수 있다.
또한, 하부 분위기차단부재(80)를 승강 가능하게 구성하면, 상부 커버(46)의 내부둘레면의 자동세정도 가능하다. 즉, 상술한 바와 같이 하여 세정된 상부 분위기차단부재(70)와 하부 분위기차단부재(80)를 근접시켜, 이들 분위기차단부재(70)와 하부 분위기차단부재(80)를 회전시키면서 처리액공급구(73,82)에서 세정액을 분출공급하면, 상부 분위기차단부재(80)를 회전시키면서 처리액공급구(73,82)에서 세정액을 분출공급하면, 상부 분위기차단부재(7)와 하부 분위기차단부재(80)의 둘레에서 뿌려지는 청정한 세정액이 상부 커버(46)의 내부둘레면으로 내뿜어져, 상부 커버(46)의 내부둘레면을 자동적으로 세정할 수 있고, 이 근접된 상부 분위기차단부재(70)와 하부 분위기차단부재(80)를 동기시켜 승강시키고 상부 분위기차단부재(70)와 하부 분위기차단부재(80)의 상부 커버(46)의 내부둘레면에 대한 상대위치를 변위시키면, 상부 커버(46)의 내부둘레면 전체의 세정을 행할 수 있다. 또한, 상부 커버(46)의 내부둘레면의 세정이 종료한 후에도, 상기 세정동작을 계속하면, 청정한 세정액이 상부 커버*46)의 내부둘레면을 지나서 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면에도 도달하여, 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면의 자동세정도 행할 수 있다. 또, 근접된 상부 분위기차단부재(70)와 하부 분위기차단부재(80)를 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면의 내측에까지 승강할 수 있으며, 제1의 하부 커버(37)의 내부둘레면을 보다 정밀하게 자동세정할 수 있다.
상기 제2 실시예 장치에서 설명한 기판처리장치에 의하면, 제1 실시예 장치와 같은 구성의 회전모터를 구비하고 있기 때문에, 제1 실시예 장치와 같은 효과가 얻어지며, 또, 그것에 더하여 이하의 효과도 얻어진다.
우선, 상부 파지부(44)의 자체무게와 자력을 이용하여 기판유지력을 얻고 있기 때문에, 유지기구를 유지자세로 하기 위한 스프링이나, 유지기구와 스프링을 연동하여 연결하기 위한 링크 기구 등이 불필요하게 되어 간단한 구조로 기판(W)을 유지할 수 있다. 또한, 기판유지력은 상부 파지부(44)의 자체무게와 그것에 더하여 자력에 의해서도 얻고 있기 때문에, 기판유지력을 강하게 할 수 있고, 기판(W)의 유지를 더욱 확실한 것으로 할 수 있다.
또, 상기 제2 실시예에서 설명한 기판처리장치에서는 상부 파지부(44)의 승강에 의하여 기판(W)의 유지와 그 해제를 전환하도록 구성하고 있고, 기판(W)의 유지와 그 해제를 전환하기 위하여, 종래 장치에 필수였던 회전부나 슬라이드부와 같은 기계적인 미끄러짐부가 존재하지 않기 때문에, 부재간의 미끄러짐에 따른 파티클의 발생이 없고, 기판(W)의 오염을 경감할 수 있다. 또, 기판유지수단으로서는 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력으로 기판유지력을 얻는 것이라면 기계적인 미끄러짐부를 포함하는 것도 포함된다. 또한, 상기 제2실시예에 있어서, 기판(W)을 유지하는 기판유지력을 상부 파지부(44)의 자체무게만으로 얻도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 제2 실시예 장치에 의하면,제1의 회전모터(31)의 중공부측에 안내부재로서의 제1의 하부 커버(37) 및 상부 커버(46)를 설치하여, 그 내측의 기판 처리공간(SS)내에서 기판(W)을 유지하여 기판처리를 행하도록 구성함과 동시에, 제1의 하부 커버(37)와 함께 기판(W)을 회전시키도록 구성하였으므로, 간단한 구조로 기판을 회전시키는 회전모터가 처리액분위기에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예의 구성에 의하면, 떨어진 제1의 하부 커버(37)의 상단과 상부 커버(46)의 하단과의 사이의 빈틈을 통해 그 옆쪽에서 기판반송기구의 기판반송아암(60)을 진퇴시켜 장치에 대한 기판(W)의 반입출 및 각 하부클릭(43)에 대한 기판(W)의 주고 받음이 행하여지고, 종래부터 일반적으로 사용되고 있는 기판반송기구를 이용하여 장치에 대한 기판(W)의 반입출 및 각 하부클릭(43)에 대한 기판(W)의 주고 받음을 행할 수 있다. 상기 제2 실시예에서는, 상부클릭(47)측을 하부클릭(43)에 대하여 승강시켜 유지자세와 퇴피자세로 전환하도록 구성하였지만, 그 반대, 즉, 하부클릭(43)측을 상부클릭(47)에 대하여 승강시켜 유지자세와 퇴피자세로 전환하도록 구성하여도 된다. 이 경우, 하부클릭(43)를 상승시켜, 상부클릭(47)에 근접시켜 유지자세를 취하는 것으로 되지만, 이 경우의 기판유지력중, 유지기구를 구성하는 부내의 자체무게에 의한 기판유지력은 원리적으로는, 예컨대, 제16도에 나타낸 바와 같은 구성으로 얻을 수 있다. 제16도에서는 하부클릭(43)이 링모양의 하부클릭 베이스부(100)에서 돌출 설치되어 있고, 이 하부클릭 베이스부(100)가 수평축(101)을 요동지점으로 하여 요동가능한 요동부재(102)를 통해 링모양의 승강부재(103)에 연결되어 있다. 도시하지 않은 에어실린더 등의 액츄에이터에 의하여 승강부재(103)를 상승시키면, 도면의 2점쇄선으로 도시하는 바와 같이하부클릭 베이스부(100)와 동시에 하부클릭(43)이 하강하여, 상부클릭(47)에서 떨어져 퇴피자세로 된다. 한편 승강부재(103)의 상승변위를 해체하면 승강부재가 하강되어, 이것에 따라, 도면의 실선으로 도시하는 바와 같이 하부클릭 베이스부(100)와 동시에 하부클릭(43)이 상승하여, 상부클릭(47)에 근접하여 유지자세로 된다. 이 유지자세의 상태에서, 승강부재(103)의 자체무게에 의하여 하부클릭(43)은 상부클릭(47)측에 꽉 누르는 방향으로 힘이 작용하며, 이 힘이 가판유지력중 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게에 의한 기판유지력이 된다.
상기 제2 실시예는 상부 분위기차단부재(70)를 구비하여 기판처리하는 경우를 예시하고 있지만, 상부 분위기차단부재(70)를 사용하지 않고, 유지된 기판(W)의 상면에 노즐에서 처리액을 공급하여 기판(W)의 상면에 대한 기판처리를 한다든지, 세정브러시 등의 세정기구를 기판(W)의 상면에 작용시켜 브러시세정처리를 한다든지 하는 것이라도 된다. 마찬가지로, 하부 분위기차단부재(80)를 사용하지 않고, 적당한 기판처리를 기판(W)의 하면에 행하는 것이라도 된다.
상기 제1, 제2 실시예에서는, 원형기판을 처리하는 경우를 예시하였지만, 포토마스크용의 유리기판이나 액정표시기용의 유리기판과 같은 각형기판을 처리하는 경우에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또, 유지기구의 구성이나, 각 유지기구에 의한 기판(W)의 유지와 그 해제는 상기 제1, 제2 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 제1, 제2 실시예에서는 기판(W)에 세정처리를 행하는 경우를 예로 채택하여 설명하였지만, 예컨대, 기판(W)을 회전시키면서 기판(W)의 표면에 레지스트액을 토출하여, 소위 스핀코트법으로 기판(W)의 표면에 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포처리를 기판(W)의 표면에 행함과 동시에, 기판(W)의 이면에 순수 등을 공급하여 레지스트액의 미스트가 기판(W)의 이면측에 돌아들어가 기판(W)의 이면에 부착하는 것을 방지하는, 소위 백린스처리를 기판(W)의 이면에 행하는 경우 등에도, 본 발명에 의하면 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 그 외의 기판처리를 행하는 장치에도 적용하여 실시할 수 있다.
본 발명은, 그 사상 또는 본질에서 이탈하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아니고, 부가된 특허청구범위를 참조하여야 한다.

Claims (16)

  1. 기판을 회전시켜 그 기판에 소정의 처리를 행하는 기판처리장치에 있어서,
    중앙부가 개구된 중공부(中空部)를 가지는 회전자와, 상기 회전자와 동심모양으로 마련되고, 중앙부가 개구된 중공부를 가지는 고정자를 구비한 회전모터와,
    상기 회전자에 마련되어, 기판을 유지하는 기판유지수단을 포함하며,
    상기 회전모터의 고정자에 대하여 상기 회전자를 정압기체(靜壓氣체)축받이로 축받이한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전모터의 중앙부에 형성되는 중공부의 크기가 상기 기판유지수단에 유지된 기판을 회전시켰을 때의 기판의 회전중심에서 가장 떨어진 기판의 단부가 그리는 원과 동등 또는 그것보다 크게 되도록 상기 회전모터를 구성한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전모터는 상기 회전자의 외측에 상기 고정자를 동심모양으로 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판처리장치는 기판에 세정처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판유리수단은,
    수평자세인 기판의 둘레의 복수의 유지개소를 유지하는 유지기구와,
    기판의 둘레를 유지하는 유지자세와 기판의 둘레에서 떨어진 퇴피자세로 상기 유지기구를 전환 가능한 유지기구를 구비하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유지기구는 이것을 구성하는 부재의 자체무게와 자력(磁力)에 의하여 기판유지력을 발생시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유지기구는 기판의 둘레를 아래쪽에서 마주접하는 하부클릭과, 기판의 둘레를 위쪽에서 마주접하는 상부클릭을 포함하고,
    상기 하부클릭의 베이스부 또는 상기 상부클릭의 베이스부의 적어도 어느 한쪽이 상기 회전자에 연결되어 있고,
    상기 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취할 수 있도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 유지기구를 구성하는 부재의 자체무게와 자력에 의해 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부클릭의 베이스부 및 상기 상부클릭의 베이스부에 각각 기판유지용 자석을 구비하고,
    상기 유지자세로 있는 상태에서, 상기 기판유지용 자석의 흡인력 또는/및 반발력이 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시키는 쪽으로 작용하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하부클릭의 베이스부에는 오목부 또는/및 돌기부가 마련되고, 상기 유지자세로 있는 상태에서 상기 하부클릭의 베이스부의 오목부 또는/및 돌기부에 걸어맞추는 돌기부 또는/및 오목부가 상기 상부클릭의 베이스부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유지자세로 있는 상태에서 걸어맞추는 상기 오목부와 상기 돌기부는 상하의 위치관계에 있음과 동시에, 상기 오목부와 상기 돌기부는 느슨하게 끼워지도록 구성되고,
    상기 오목부와 상기 돌기부가 느슨하게 끼워진 상태에서, 상기 오목부의 내측면과 상기 돌기부의 외측면이 반발하도록, 상기 오목부의 내측면에 오목부용자석을, 상기 돌기부의 외측면에 돌기부용 자석을 각각 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 기판의 각 유지개소에는 각각 복수개의 상부클릭과 복수개의 하부클릭이 병렬하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 각 상부클릭의 선단부와 상기 각 하부클릭의 선단부는 에지모양의 형상으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 기판유지수단에 유지된 기판에 처리액을 공급하는 처리액공급수단과,
    기판처리중에 기판의 둘레에서 주위로 뿌려지는 처리액의 비말(飛沫)을 받아 내어, 폐액배출구로 안내하는 안내부재를 구비하고 있고,
    상기 유지기구는 기판의 둘레를 아래쪽에서 마주접하는 하부클릭과, 기판의 둘레를 위쪽에서 마주접하는 상부클릭을 포함하고,
    상기 유지기구는 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 떨어지게 하여 상기 퇴피자세를 취하게 함과 동시에, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 근접시켜 상기 유지자세를 취하도록 구성하고,
    상기 안내부재를 상기 회전모터의 중공부측에 설치시켜, 상기 안내부재를 상기 회전자에 연결하고,
    상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 상기 안내부재의 내측의 기판처리공간내에 설치시켜, 상기 하부클릭과 상기 상부클릭을 상기 안내부재에 마련한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 안내부재는 하부 안내부재와 상부 안내부재를 포함하고,
    상기 하부클릭은 상기 하부 안내부재에, 상기 상부클릭은 상기 상부 안내부재에 각각 마련되고,
    상기 상하의 안내부재의 어느 한쪽의 안내부재만을 상기 회전자에 연결하고, 다른쪽의 안내부재는 상기 회전자에 연결된 한쪽의 안내부재에 대하여 상하로 접근하고 떨어질 수 있게 구성되고,
    상기 하부클릭와 상기 상부클릭으로 기판을 유지하는 유지위치가, 상기 회전자에 연결된 안내부재의 상단보다도 위쪽 또는 하단보다도 아래쪽이 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하부 안내부재와 상기 상부 안내부재가 근접된 상태에서, 상기 하부클릭의 외부둘레에 상기 안내부재의 하단부가 배치되도록 구성한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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