KR101344143B1 - 스핀 처리 장치 및 스핀 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 균일한 처리를 실현하는 것을 과제로 한다.
스핀 처리 장치(1)는 기판(W)을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치로서, 회전 가능하게 설치된 회전체(4a)와, 그 회전체(4a)의 회전 방향으로 정해진 간격으로 승강 가능하게 설치되고, 기판(W)의 둘레 가장자리부를 지지하는 적어도 3개의 기판 지지 부재(4f)와, 회전체(4a)의 회전 방향으로 정해진 간격으로 편심 회전 가능하게 설치되고, 편심 회전에 의해 기판(W)의 외주면에 각각 맞닿아 기판(W)을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀(21)과, 3개의 기판 지지 부재(4f)를 동기시켜 승강시키는 승강 기구와, 3개의 클램프 핀(21)을 동기시켜 편심 회전시키는 회전 기구를 구비한다.

Description

스핀 처리 장치 및 스핀 처리 방법{SPIN PROCESSER AND SPIN PROCESSING METHOD}

본 발명의 실시형태는 스핀 처리 장치 및 스핀 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 과정에는, 통상, 반도체 웨이퍼나 유리판 등의 기판에 회로 패턴을 형성하는 성막 프로세스나 포토 프로세스가 존재한다. 이들 프로세스에서는, 에칭이나 현상 등의 처리가 기판에 행해진 후, 그 처리면에 대하여 세정이나 건조 처리가 실행된다.

이 세정이나 건조 처리를 실행하는 장치로서는, 스핀 처리 장치가 알려져 있다. 스핀 처리 장치는 회전 구동하는 회전체를 갖고, 이 회전체의 둘레 방향으로는 복수의 유지 부재가 정해진 간격으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 이들 유지 부재의 상면에는 지지 핀 및 클램프 핀(척 핀이라고도 불림)이 배치되어 있고, 그 클램프 핀은 유지 부재의 회전 중심에 대하여 편심된 위치에 설치되어 있다.

이 스핀 처리 장치에 의해서 처리되는 기판은 로봇 장치의 핸드에 의해 회전체에 공급된다. 스핀 처리 장치는 회전체에 공급된 기판의 주변부의 하면을 지지 핀에 의해서 지지하고, 계속해서, 유지 부재를 회전시켜 클램프 핀을 편심 회전시키며, 그 클램프 핀을 기판의 외주면에 걸어 맞추어 회전체에 기판을 유지한다.

그 후, 스핀 처리 장치는 회전체와 함께 유지한 기판을 회전시키면서 세정이나 건조 등의 처리를 행하고, 기판에의 처리 후, 각 유지 부재를, 기판을 유지할 때의 클램프 핀의 회전 방향과는 반대의 방향으로 회전시켜 클램프 핀에 의한 기판의 유지 상태를 해제한다. 그 후, 기판의 하면에 로봇 장치의 핸드가 삽입되어, 그 기판이 회전체로부터 추출된다.

전술한 클램프 핀 기구는 처리에 대한 영향을 가능한 한 적게 주도록 배려되어, 기판 처리면보다 상부측으로의 돌출량이 최소한이 되도록 설계되어 있으며, 또한, 기판 하면의 간극에 관해서도, 가능한 한 부재로 막히지 않도록 함으로써 기판 하면(이면)에 흐르는 처리액이나 기류를 차단하지 않는 구조로 되어 있다.

또한, 전술한 지지 핀 대신에 기판을 지지하는 지지부가 클램프 핀과 일체로 설치되는 경우도 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 지지부는 클램프 핀과 일체이기 때문에, 클램프 핀이 편심 회전하여 기판을 파지할 때, 지지부는 기판을 지지하면서 회전하게 된다.

또한, 기판의 걸림 등에 의한 클램프 미스 방지 방법으로서, 클램프 핀의 회전축을 기판 회전축에 대하여 경사지게 하는 구조가 이용된다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 방식에서는, 기판 단부면이 한 개의 클램프 핀에 걸리는 일이 있더라도, 다른 클램프 핀으로부터 떨어져 올라가는 일이 없기 때문에, 반드시 클램프 핀으로 기판을 누를 수 있다.

일본 특허 제4681148호 공보

그러나, 전술한 바와 같이 유지 부재 상에 클램프 핀 외에, 지지 핀이나 지지부 등의 지지 부재가 존재하는 기구에서는, 기판 처리중에도 그 지지 부재가 존재하게 된다. 그런데, 그 지지 부재에 따른 처리액이나 기류의 흐름이 고려되어 있지 않은 것이 현재 상황이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 균일한 처리를 실현할 수 있는 스핀 처리 장치 및 스핀 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 따른 스핀 처리 장치는 기판을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치로서, 회전 가능하게 설치된 회전체와, 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 승강 가능하게 설치되고, 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 적어도 3개의 기판 지지 부재와, 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 편심 회전 가능하게 설치되고, 편심 회전에 의해 기판의 외주면에 각각 맞닿아 기판을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀, 3개의 기판 지지 부재를 동기시켜 승강시키는 승강 기구와, 3개의 클램프 핀을 동기시켜 편심 회전시키는 회전 기구를 구비한다.

본 발명의 실시형태에 따른 스핀 처리 방법은, 회전 가능하게 설치된 회전체와, 그 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 승강 가능하게 설치되고 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 적어도 3개의 기판 지지 부재와, 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 편심 회전 가능하게 설치되고 편심 회전에 의해 기판의 외주면에 각각 맞닿아 기판을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀을 구비하는 스핀 처리 장치를 이용하여, 기판을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 방법으로서, 3개의 기판 지지 부재에 의해 기판을 지지하는 공정과, 3개의 기판 지지 부재에 의해 지지된 기판을 클램프 높이로 이동시키는 공정과, 클램프 높이에 위치한 기판을 3개의 클램프 핀에 의해 파지하는 공정과, 3개의 클램프 핀에 의해 파지된 기판으로부터 3개의 기판 지지 부재를 후퇴시키는 공정과, 3개의 기판 지지 부재가 기판으로부터 후퇴한 상태에서, 3개의 클램프 핀에 의해 파지된 기판을 회전체의 회전에 의해 회전시켜 처리하는 공정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 기판의 균일한 처리를 실현할 수 있다.

도 1은 일 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 스핀 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 스핀 처리 장치의 일부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시하는 스핀 처리 장치가 구비하는 기판 지지 부재를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 도 2에 도시하는 스핀 처리 장치가 구비하는 회전 기구의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시하는 스핀 처리 장치가 구비하는 승강 기구의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시하는 클램프부의 무게 중심과 클램프 핀과의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 도 3에 도시하는 클램프부의 변형예로서 2개의 클램프 핀을 갖는 클램프부를 도시하는 사시도이다.

일 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 스핀 처리 장치(1)는, 상면이 개구되어 있는 컵체(2)와, 이 컵체(2)의 밑에 설치된 구동 모터(3)와, 컵체(2)의 내부에 설치되고 기판(W)을 파지하는 기판 파지 기구(4)와, 전술한 구동 모터(3)를 제어하는 제어 장치(5)를 구비한다.

컵체(2)는 상면 개구된 통형상으로 형성되어 있다. 이 컵체(2)의 바닥부의 직경 방향 중심부에는 관통 구멍(2a)이 형성되어 있고, 그 직경 방향 주변부에는 컵체(2) 내의 배액을 유출시키기 위한 복수 개의 배출관(도시하지 않음)이 둘레 방향으로 정해진 간격으로 접속되어 있다. 또, 컵체(2)의 상단부는 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 내측을 향하여 경사지도록 형성되어 있다.

구동 모터(3)는 통형상의 고정자(3a)와, 이 고정자(3a) 내에 회전 가능하게 삽입된 통형상의 회전자(3b)에 의해 구성되어 있고, 기판 파지 기구(4)에 의해 파지된 기판(W)을 회전시키는 구동원이 되는 모터이다. 이 구동 모터(3)는 전기적으로 제어 장치(5)에 접속되어 있고, 제어 장치(5)의 제어에 따라서 구동한다.

기판 파지 기구(4)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 기체(基體)가 되는 원통형의 회전체(4a)와, 기판(W)을 파지하는 복수(예컨대, 6개)의 클램프부(4b)와, 이들 클램프부(4b)를 유지하는 회전 플레이트(4c)와, 각 클램프부(4b)에 연결되는 복수(예컨대, 6개)의 슬라이드 아암(4d)과, 이들 슬라이드 아암(4d)을 개별로 슬라이드 이동 가능하게 지지하는 축 베이스(4e)와, 기판(W)을 지지하는 복수(예컨대, 6개)의 기판 지지 부재(4f)와, 이들 기판 지지 부재(4f)를 일체로 지지하는 지지 링(4g)과, 각 부재를 덮는 커버(4h)를 구비한다. 또, 도 2에서는, 기판(W), 회전 플레이트(4c) 및 커버(4h)의 도시가 생략되어 있다.

회전체(4a)는 도 1에 도시한 바와 같이, 그 중심축인 회전체축(A1)을 전술한 구동 모터(3)의 회전자(3b)의 회전축에 일치시켜 회전자(3b)에 고정되어 있다. 이에 따라, 회전체(4a)는 구동 모터(3)에 의해 회전 구동되게 된다. 회전자(3b)와 회전체(4a)의 내측에는, 회전하지 않는 고정축(11a)이 구동 모터(3)의 하부에서 지지 고정되어 있다. 이 고정축(11a)의 상부에는, 노즐 헤드(11b)가 설치되어 있고, 이 노즐 헤드(11b)에는, 각 클램프부(4b)에 의해 파지(클램프)된 기판(W)의 이면에 처리액을 공급하는 노즐(12)이 형성되어 있다. 또, 기판(W)의 표면에 처리액을 공급하는 노즐(도시하지 않음)도 회전체(4a)의 위쪽에 설치되어 있다.

각 클램프부(4b)는 도 2에 도시한 바와 같이, 회전체축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 정해진 간격, 예컨대 등간격으로 설치되어 있다. 이들 클램프부(4b)를 동작시킴으로써 기판(W)을 그 중심이 회전체축(A1)의 중심에 배치되도록(센터링) 파지(클램프)하는 기구가 실현된다.

이 클램프부(4b)는 도 3에 도시한 바와 같이, 클램프 핀(21)과, 그 클램프 핀(21)을 유지하는 핀 플레이트(22)와, 그 핀 플레이트(22)의 회전축이 되는 클램프 축(23)과, 그 클램프 축(23)의 하단에 접속된 경사 링크판(24)과, 그 경사 링크판(24)의 단부에 설치된 경사 링크축(25)과, 그 경사 링크축(25)에 설치된 미끄럼 블록(26)을 구비한다. 이 클램프부(4b)는 회전체축(A1)에 대하여 경사진 클램프 축심(A2)을 중심으로 회전한다. 또, 도 3에서는, 회전 플레이트(4c) 및 커버(4h)의 도시가 생략되어 있다.

클램프 핀(21)은 클램프 축심(A2)과 편심(오프셋)되어 핀 플레이트(22) 상에 고정되어 있고, 역테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 핀 플레이트(22)는 클램프 축(23)의 상단에 고정되어 있고, 클램프 핀(21)을 유지하는 편심 회전 가능한 편심 회전 부재로서 기능한다. 또, 전체 클램프부(4b)의 각 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉했을 때, 클램프 핀(21)은 회전체축(A1)에 평행하게 된다. 또한, 핀 플레이트(22)는 회전체축(A1)에 직교하는 평면과 평행하게 되도록 형성되어 있다.

클램프 축(23)은 클램프 핀(21)을 편심 회전시키기 위한 축이며, 이 클램프 축(23)의 하단은 경사 링크판(24)의 일단에 고정되어 있다. 이 경사 링크판(24)의 타단에는, 경사 링크축(25)의 하단이 고정되어 있다. 클램프 축(23) 및 경사 링크축(25)은 서로 평행하게 되고, 경사 링크판(24)에 대하여 직각으로 설치되어 있다. 또, 전체 클램프부(4b)의 개개의 클램프 축심(A2)은 회전체축(A1)과 일점에서 교차하여 동일한 경사로 기울어지도록 설정되어 있다. 또한, 미끄럼 블록(26)은 경사 링크축(25)을 회전축으로 하여 그 경사 링크축(25)과 간극 없이 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 미끄럼 블록(26)이 슬라이드 아암(4d)의 선단과 맞물린다(자세한 것은 후술함).

이 클램프부(4b)에서는, 핀 플레이트(22)가 클램프 축(23)을 회전 중심으로 하여 폐쇄 방향(본 실시형태에서는, 시계 방향으로 함)으로 회전하면, 핀 플레이트(22) 상의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여, 각 기판 지지 부재(4f)에 의해 지지되어 있는 기판(W)의 외주면에 맞닿는다. 또한, 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외주면에 맞닿을 때에, 핀 플레이트(22)와 기판(W) 사이에는 간극이 있게 된다. 다른 클램프부(4b)에서도 마찬가지로 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외주면에 맞닿고, 각 클램프 핀(21)에 의해 기판(W)을 회전체축(A1)의 중심에 센터링하면서 파지한다. 한편, 핀 플레이트(22)가 클램프 축(23)을 회전 중심으로 하여 개방 방향(본 실시형태에서는, 반시계 방향으로 함)으로 회전하면, 핀 플레이트(22) 상의 클램프 핀(21)이 전술한 방향과 반대 방향으로 편심 회전하여, 기판(W)의 외주면으로부터 떨어진다. 다른 클램프부(4b)에서도 마찬가지로 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외주면으로부터 떨어지고, 파지 상태의 기판(W)이 개방되게 된다.

회전 플레이트(4c)는 도 1에 도시한 바와 같이, 회전체(4a)에 고정되어 일체가 되고, 각 클램프부(4b)를 유지하여 회전체(4a)와 함께 회전한다. 이 회전 플레이트(4c)가 회전체(4a)의 회전에 의해 회전체(4a)와 함께 회전하기 때문에, 각 클램프부(4b)도 회전체축(A1)을 중심으로 하여 회전하게 된다.

이 회전 플레이트(4c)에는, 클램프부(4b)의 클램프 축(23)을 회전 가능하게 지지하는 축 지지부(31)가 클램프부(4b)의 개수에 맞추어 복수개 설치되어 있고, 또한, 기판 지지 부재(4f)가 삽입되는 관통 구멍(32)이 기판 지지 부재(4f)의 개수에 맞추어 복수개 형성되어 있다. 각 축 지지부(31)는 전술한 각 클램프부(4b)의 설치 위치에 맞추어, 회전체축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 형성되어 있고, 마찬가지로, 각 관통 구멍(32)도 회전체축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 형성되어 있다.

각 슬라이드 아암(4d)은 도 2에 도시한 바와 같이, 회전체축(A1)을 중심으로 하는 회전 방향으로 등간격으로 나열되어 있다. 이들 슬라이드 아암(4d)은 회전체축(A1)을 중심으로 하는 원주의 접선 방향으로 슬라이드 이동함으로써, 각 클램프부(4b)를 회전시키는 기구로서 기능한다.

슬라이드 아암(4d)은 도 3에 도시한 바와 같이, 선단부에 미끄럼 블록(26)에 맞물리는 홈부(41)를 갖는다. 이 홈부(41)는 회전체축(A1)과 클램프 축심(A2)이 만드는 평면과 평행한 2개의 평면을 갖는 U자 형상의 홈이다. 홈부(41)에는, 경사 링크축(25)을 축으로 한 미끄럼 블록(26)이 이동 가능하게 그리고 간극없이 배치되어 있다. 이 슬라이드 아암(4d)은 회전체축(A1)에 직교하는 방향으로 슬라이드 이동함으로써, 미끄럼 블록(26)을 통해 경사 링크축(25)을 클램프 축심(A2) 둘레에 홈부(41)와 평행을 유지한 채로 선회 이동시키고, 또한, 경사 링크판(24)을 통해 클램프 축(23)을 돌려 핀 플레이트(22)를 회전시킨다.

축 베이스(4e)는 도 2에 도시한 바와 같이, 회전체(4a)에 고정되어 일체가 되고, 각 슬라이드 아암(4d)을 슬라이드 이동 가능하게 지지하여 회전체(4a) 와 함께 회전한다. 이 축 베이스(4e)에는, 도 2 또한 도 3에 도시한 바와 같이, 슬라이드 아암(4d)을 직선 이동시키는 슬라이드 축(51)이 슬라이드 아암(4d)의 개수에 맞추어 설치되어 있다. 이들 슬라이드 축(51)은 축 베이스(4e)의 둘레 방향으로 등간격으로 나열되어 그 축 베이스(4e)에 고정되어 있고, 회전체축(A1) 및 클램프 축심(A2)의 어디에나 직각이 되도록 설치되어 있다. 또, 전술한 슬라이드 아암(4d)은 슬라이드 축(51) 둘레에 회전하지 않도록 형성되어 있다.

각 기판 지지 부재(4f)는 도 2에 도시한 바와 같이, 회전체축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 정해진 간격, 예컨대 등간격으로 위치 부여되어, 지지 링(4g)의 상면에 설치되어 있다. 이 기판 지지 부재(4f)는 상단부에서 기판(W)을 지지하는 부재로서, 기판(W)을 지지하는 지지면은 직경 방향 내측을 향하여 서서히 낮아지도록 경사져 있다. 또, 기판 지지 부재(4f)는 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 플레이트(4c)의 관통 구멍(32)에 삽입되어 설치되어 있다.

기판 지지 부재(4f)의 지지면(경사면)은 도 4에 도시한 바와 같이, 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)이 원반 형상의 기판(W)을 파지했을 때, 각 클램프 축심(A2)이 교차하는 점(B1)을 중심으로 하여 기판단을 포함하는 구면(B2) 또는 그 구면(B2)에 접하는 평면의 형상으로 되어 있다. 예컨대, 회전체축(A1)과 클램프 축심(A2)이 만드는 평면에 기판 지지 부재(4f)의 상면 또는 에지를 회전체축(A1) 둘레에 회전 투영하면, 상면 또는 에지가 클램프 축심(A2)과 직교하도록 각 기판 지지 부재(4f)가 배치된다. 또, 도 4에서는, 앞쪽의 2개의 기판 지지 부재(4f)의 도시가 생략되어 있다.

이에 따라, 기판(W)이 각 기판 지지 부재(4f)의 개개의 지지면에 의해 경사진 상태에서 지지되어 있는 경우라도, 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)에 의해 파지될 때, 기판(W)은 각 기판 지지 부재(4f)의 개개의 지지면을 따라서 이동하기 때문에, 각 클램프 핀(21)에 의해 확실하게 기판(W)을 파지할 수 있다.

지지 링(4g)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 원환 형상으로 등간격으로 나열된 각 기판 지지 부재(4f)를 지지하는 링이다. 이 지지 링(4g)은 회전체축(A1)을 중심으로 하여 승강 가능하게 설치되어 있고, 링 내부를 원통 형상의 회전체(4a)가 관통하게 된다. 이러한 지지 링(4g)에 의해 각 기판 지지 부재(4f)는 일체가 되고, 동시에 승강 가능해진다.

커버(4h)는 도 1에 도시한 바와 같이, 하면 개구된 케이스 형상으로 형성되어 있고, 회전체(4a)의 회전과 함께 회전하는 전술한 각부를 덮어 난류의 발생을 방지하는 부재이다. 이 커버(4h)에는, 노즐 헤드(11b)의 노즐(12)로부터 토출된 처리액을 상부에 통과시키기 위한 개구부(61)와, 각 클램프부(4b)의 개개의 핀 플레이트(22)의 상면을 노출시키는 복수의 개구부(62)와, 각 기판 지지 부재(4f)가 통과하는 복수의 관통 구멍(63)이 형성되어 있다. 또, 각 관통 구멍(63)은, 각각 기판 지지 부재(4f)의 선단부, 즉 지지면(경사면)을 갖는 선단부를 수납할 수 있는 사이즈로 형성되어 있다.

여기서, 전술한 각 클램프부(4b), 각 슬라이드 아암(4d) 및 각 기판 지지 부재(4f) 등의 부재는 회전체축(A1)에 대하여 축대칭상으로 배치되어 있고, 구동 모터(3)에 편심 부하가 작용하지 않는 구조로 되어 있다.

다음에, 각 슬라이드 아암(4d)을 슬라이드 이동시키는 이동 기구에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 또, 도 5에서는, 기판(W), 회전 플레이트(4c) 및 커버(4h)의 도시가 생략되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 각 슬라이드 아암(4d)의 하면에는, 각각 동기 이동 핀(42)이 설치되어 있다. 이들 동기 이동 핀(42)의 높이는 회전체축(A1)의 축 둘레에 교호로 상이하고, 높이가 상이한 2종류의 동기 이동 핀(42)이 존재한다. 즉, 제1 높이를 갖는 제1 동기 이동 핀(42)과, 그 제1 높이보다 높은 제2 높이를 갖는 제2 동기 이동 핀(42)이 회전체축(A1)의 축 둘레에 교호로 존재한다(제1 높이<제2 높이).

제1 높이를 갖는 3개의 동기 이동 핀(42)은 회전체축(A1)을 회전축으로 하여 회전하는 제1 동기 이동 링(43)에 맞물리고, 또한, 제2 높이를 갖는 3개의 동기 이동 핀(42)은 회전체축(A1)을 회전축으로 하여 회전하는 제2 동기 이동 링(44)에 맞물린다. 또, 동기 이동 핀(42)으로서는, 고정 핀을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 외에도, 예컨대 회전하는 핀을 설치하도록 해도 좋다.

전술한 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)은 상하 2단으로 배치되어 있고, 회전체(4a)의 축 둘레에 회전 가능하게 설치되어 있다. 제1 동기 이동 링(43)은 제1 높이를 갖는 동기 이동 핀(42)을 끼워 넣도록 접촉하는 복수의 핀 접촉부(43a)를 갖고, 마찬가지로, 제2 동기 이동 링(44)도 제2 높이를 갖는 동기 이동 핀(42)을 끼워 넣도록 접촉하는 복수의 핀 접촉부(44a)를 갖는다.

이들 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)이 회전하면, 이들에 맞물리는 각 동기 이동 핀(42)이 동기하여 회전체축(A1)의 축 둘레로 이동하고, 이들 동기 이동 핀(42)에 연결되는 각 슬라이드 아암(4d)이 슬라이드 축(51)을 따라서 평행 이동한다. 이에 따라서, 전술한 바와 같이 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)이 클램프 축(23)을 회전 중심으로 하여 편심 회전한다.

이 때, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)의 회전 방향이 반시계 방향(C1)[기판(W) 표면에서 본 경우]이면, 각 클램프 핀(21)의 회전 방향이 폐쇄 방향[시계 방향(C2)]으로 되고, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 회전체축(A1)의 중심에 센터링하면서 파지하게 된다. 한편, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)의 회전 방향이 시계 방향(C2)이면, 각 클램프 핀(21)의 회전 방향도 개방 방향[반시계 방향(C1)]으로 되어, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)의 파지 상태를 개방하게 된다 또, 제1 동기 이동 링(43)과 제2 동기 이동 링(44)은 반드시 함께 회전할 필요는 없고, 어느 쪽이든 한쪽을 회전시키면 기판(W)을 파지(클램프)하는 것이 가능하다.

여기서, 회전체(4a)의 회전중에 기판(W)을 확실하게 파지해 두는 것이 필요하기 때문에, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)은 전체 클램프부(4b)의 각 클램프 핀(21)을 폐쇄하는 방향으로서 반시계 방향(C1)으로 스프링을 이용하여 압박된다. 따라서, 기판(W)의 파지를 개방할 때에만, 전술한 방향과 반대의 방향, 즉 시계 방향(C2)으로 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)을 회전시키게 된다.

전술한 제1 동기 이동 링(43)은 원통 형상으로 형성된 원통부(43b)를 갖고, 이 원통면에는, 회전체축(A1)의 축방향으로 연장되는 스파이럴형의 홈(43b1)이 형성되어 있다. 이 스파이럴형의 홈(43b1)에는 승강 핀(45A)이 접하도록 삽입되어 있고, 이 승강 핀(45A)은 승강 블록(46A)에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 승강 블록(46A)은 회전체(4a)에 형성된 제1 회전체 홈(4a1)에 끼워 넣는 형태로, 회전체축(A1)의 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 승강 블록(46A)에는, 연결 부재(도시하지 않음)를 통해 제1 승강 링(47A)이 부착되어 있다. 또, 스파이럴형의 홈(43b1)은 제1 승강 링(47A)의 승강 이동, 즉 회전체축(A1)의 축방향의 승강 이동을, 승강 핀(45A)을 통해 제1 동기 이동 링(43)의 회전 이동으로 변환하기 위한 홈이다.

제2 동기 이동 링(44)도 제1 동기 이동 링(43)과 마찬가지로, 원통형으로 형성된 원통부(44b)를 갖고, 이 원통면에는, 회전체축(A1)의 축방향으로 연장되는 스파이럴형의 홈(44b1)이 형성되어 있다. 이 스파이럴형의 홈(44b1)에는 승강 핀(45B)이 접하도록 삽입되어 있고, 이 승강 핀(45B)은 승강 블록(46B)에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 승강 블록(46B)은 회전체(4a)에 형성된 제2 회전체 홈(4a2)에 끼워 넣는 형태로, 회전체축(A1)의 축방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 승강 블록(46B)에는, 연결 부재(48)를 통해 제2 승강 링(47B)이 부착되어 있다. 또, 스파이럴형의 홈(44b1)도 전술한 홈(43b1)과 마찬가지로 제2 승강 링(47B)의 승강 이동, 즉 회전체축(A1)의 축방향의 승강 이동을, 승강 핀(45B)을 통해 제2 동기 이동 링(44)의 회전 이동으로 변환하기 위한 홈이다.

다음에, 이러한 2개의 승강 링(47A, 47B)을 승강시키는 승강 기구 및 전술한 지지 링(4g)을 승강시키는 승강 기구에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 또, 도 6에서는, 회전 플레이트(4c) 및 커버(4h)의 도시가 생략되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 2개의 승강 링(47A, 47B)을 승강시키는 승강 기구로서, 제1 승강 링(47A)을 승강시키는 제1 승강 실린더(71)와, 제2 승강 링(47B)를 승강시키는 제2 승강 실린더(72)가 설치되어 있다. 이들 제1 승강 실린더(71) 및 제2 승강 실린더(72)로서는, 예컨대 에어 실린더를 이용하는 것이 가능하다. 또, 제1 승강 실린더(71) 또는 제2 승강 실린더(72)가 승강 링을 승강시키는 승강부로서 기능한다.

제1 승강 실린더(71)는 실린더 본체(71a)와, 그 실린더 본체(71a)에 의해 승강하는 승강 아암(71b)과, 그 승강 아암(71b)의 선단에 부착된 캠 팔로워(71c)를 갖는다. 이 캠 팔로워(71c)가 상승하여 제1 승강 링(47A)에 접촉하고, 그 제1 승강 링(47A)을 회전체축(A1)의 축방향(연신 방향)으로 밀어 올림으로써 제1 승강 링(47A)이 상승한다. 또, 실린더 본체(71a)는 장치 프레임(도시하지 않음)에 고정되어 있다.

제2 승강 실린더(72)도 제1 승강 실린더(71)와 마찬가지로, 실린더 본체(72a)와, 그 실린더 본체(72a)에 의해 승강하는 승강 아암(72b)과, 그 승강 아암(72b)의 선단에 부착된 캠 팔로워(72c)를 갖는다. 이 캠 팔로워(72c)가 상승하여 제2 승강 링(47B)에 접촉하고, 그 제2 승강 링(47B)을 회전체축(A1)의 축방향(연신 방향)으로 밀어 올림으로써 제2 승강 링(47B)이 상승한다. 또, 실린더 본체(72a)도 장치 프레임(도시하지 않음)에 고정되어 있다.

이러한 제1 승강 실린더(71) 및 제2 승강 실린더(72)가 승강하면, 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)이 승강하고, 이들 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)에 연결되어 있는 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)이 회전한다. 이 때, 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)이 하강하면, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)은 스프링에 의한 압박력에 의해 반시계 방향(C1)으로 회전한다. 한편, 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)이 상승하면, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)은 시계 방향(C2)으로 회전한다.

여기서, 각 승강 실린더(71, 72)의 최하강 시에는, 각 캠 팔로워(71c, 72c)는 회전체(4a)와 함께 회전하는 각 승강 링(47A, 47B)에 접촉하지 않고서 이들 승강 링(47A, 47B)으로부터 떨어져 있다. 이에 따라, 회전체(4a)의 회전 시, 각 승강 링(47A, 47B)은 각 캠 팔로워(71c, 72c)에 접촉하지 않고서 회전하는 것이 가능해져, 부드러운 회전을 실현할 수 있다.

또한, 지지 링(4g)을 승강시키는 승강 기구로서는, 지지 링(4g)을 통해 각 기판 지지 부재(4f)를 클램프 높이까지 상승시키는 클램프 높이 실린더(73)와, 지지 링(4g)을 통해 각 기판 지지 부재(4f)를 이송 높이까지 상승시키는 이송 높이 실린더(74)가 설치되어 있다. 또, 클램프 높이 실린더(73) 또는 이송 높이 실린더(74)가 지지 링(4g)을 승강시키는 승강부로서 기능한다.

클램프 높이 실린더(73)는 실린더 본체(73a)와, 그 실린더 본체(73a)에 의해 승강하는 승강 아암(73b)과, 그 승강 아암(73b)의 선단에 부착된 캠 팔로워(73c)를 갖는다. 이 캠 팔로워(73c)가 상승하여 지지 링(4g)에 접촉하고, 그 지지 링(4g)을 회전체축(A1)의 축 방향(연신 방향)으로 밀어 올림으로써 지지 링(4g) 상의 각 기판 지지 부재(4f)를 클램프 높이까지 상승시킨다. 또, 실린더 본체(73a)는 장치 프레임(도시하지 않음)에 고정되어 있다.

이송 높이 실린더(74)도 클램프 높이 실린더(73)와 마찬가지로, 실린더 본체(74a)와, 그 실린더 본체(74a)에 의해 승강하는 승강 아암(74b)과, 그 승강 아암(74b)의 선단에 부착된 캠 팔로워(74c)를 갖는다. 이 캠 팔로워(74c)가 상승하여 지지 링(4g)에 접촉하고, 그 지지 링(4g)을 회전체축(A1)의 축 방향(연신 방향)으로 밀어 올림으로써 지지 링(4g) 상의 각 기판 지지 부재(4f)를 이송 높이까지 상승시킨다. 또, 실린더 본체(74a)도 장치 프레임(도시하지 않음)에 고정되어 있다.

여기서, 클램프 높이 실린더(73)만이 상승한 경우에는, 각 기판 지지 부재(4f)는 기판(W)을 클램프하는 클램프 높이에 위치 결정되고, 이송 높이 실린더(74)만이 상승한 경우에는, 각 기판 지지 부재(4f)는 기판 반송용 로봇 등이 기판 교환하는 이송 높이에 위치 결정된다. 또한, 양방의 실린더(73, 74)가 최하강할 경우에는, 각 기판 지지 부재(4f)의 선단은 커버(4h) 상면의 높이까지 하강하고, 각 기판 지지 부재(4f)는 커버(4h) 내에 수납된다.

또한, 각 실린더(73, 74)의 최하강 시에는, 각 캠 팔로워(73c, 74c)는 회전체(4a)와 함께 회전하는 지지 링(4g)에 접촉하지 않고서 그 지지 링(4g)으로부터 떨어져 있다. 이에 따라, 회전체(4a)의 회전 시, 지지 링(4g)은 각 캠 팔로워(73c, 74c)에 접촉하지 않고서 회전하는 것이 가능해지기 때문에, 부드러운 회전을 실현할 수 있다.

전술한 4대의 실린더 동작의 조합에 의해, 각 클램프부(4b)에 의한 클램프 및 각 기판 지지 부재(4f)의 승강, 예컨대 파지 기판 개방 높이로부터 기판 반송 높이(이송 높이)로의 각 기판 지지 부재(4f)의 상승, 반대로, 기판 반송 높이로부터의 기판 파지 높이(클램프 높이)로의 각 기판 지지 부재(4f)의 하강, 또한 각 기판 지지 부재(4f)의 수납(후퇴)을 행할 수 있다.

또한, 제1 승강 링(47A)과의 간극을 측정하는 제1 링 간극 측정 센서(75)와, 제2 승강 링(47B)과의 간극을 측정하는 제2 링 간극 측정 센서(76)가 설치되어 있다. 이들 제1 링 간극 측정 센서(75) 및 제2 링 간극 측정 센서(76)는 실린더와 마찬가지로 장치 프레임(도시하지 않음)에 고정되어 있다. 제1 링 간극 측정 센서(75) 및 제2 링 간극 측정 센서(76)로서는, 예컨대 근접 센서를 이용하는 것이 가능하다. 또, 제1 링 간극 측정 센서(75) 또는 제2 링 간극 측정 센서(76)는 승강 링의 높이를 검출하는 센서로서 기능한다.

제1 승강 실린더(71)의 최하강 시에는, 캠 팔로워(71c)는 제1 승강 링(47A)과 접촉하지 않기 때문에, 제1 승강 링(47A)은 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)이 기판(W)을 정상적으로 파지했을 때와 기판(W)을 정상적으로 파지할 수 없었을 때에, 상이한 높이로 정지하게 된다. 또, 제2 승강 실린더(72)의 최하강 시도 마찬가지이며, 제2 승강 링(47B)도 상이한 높이로 정지하게 된다.

이 때문에, 각 링 간극 측정 센서(75, 76)에 의해 링 정지 높이를 측정함으로써, 각 클램프부(4b)에 의해 기판(W)을 정상적으로 파지하고 있는지의 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 측정된 링과의 간극, 즉 링 정지 높이가 정해진 범위 내가 아니면, 기판(W)을 정상적으로 파지하고 있지 않다고 판단한다. 이와 같이 각 링 간극 측정 센서(75, 76)에 의해 기판(W)을 클램프할 때의 링 간극을 측정함으로써, 제대로 클램프한 것을 확인할 수 있어, 다음 동작으로 이행할 수 있다.

따라서, 제1 링 간극 측정 센서(75) 및 제2 링 간극 측정 센서(76)는 제어 장치(5)에 전기적으로 접속되어 있고, 측정 결과, 즉 측정값을 제어 장치(5)에 입력한다. 제어 장치(5)는 판단부(5a)를 갖고(도 1 참조), 그 판단부(5a)는 전술한 측정 결과에 따라서 각 클램프부(4b)에 의한 기판(W)의 파지가 정상인지의 여부를 판단하여, 기판(W)의 파지가 정상이라고 판단하면, 다음 동작을 행하고, 기판(W)의 파지가 정상이 아니라고 판단하면, 동작을 중지한다. 이 때, 기판(W) 파지가 정상이 아니다는 취지를 이용자에게 통지하도록 해도 좋다.

여기서, 전술한 클램프 관련 동작과 구동 모터(3)에 의한 회전 동작은 독립적이기 때문에, 클램프 관련 동작중에도 구동 모터(3)의 저속 회전을 개시하는 것이 가능하다. 또한, 기판(W)을 회전시켜 프로세스 처리를 행하는 경우라도, 제1 승강 링(47A) 또는 제2 승강 링(47B) 중 어느 한쪽을 상승시킴으로써, 각 클램프부(4b)의 합계 6개의 클램프 핀(21) 중 3개를 개방할 수 있다. 그 후, 제1 승강 링(47A) 또는 제2 승강 링(47B)을 하강시켰을 때, 6개의 클램프 핀(21)이 제대로 기판(W)을 파지하고 있는 것을 센서로 확인할 수 있다. 또한, 기판(W)을 제대로 파지하고 있는 경우에만, 각 승강 링(47A, 47B) 중 한쪽을 상승시키고, 한쪽의 3개의 클램프 핀(21)을 개방하도록 하면, 처리중인 기판 클램프 미스에 따른 기판 방출 등의 이상 발생을 미연에 막는 것이 가능해지기 때문에, 안전성의 향상을 도모할 수 있다.

다음에, 전술한 스핀 처리 장치(1)의 스핀 처리 동작(스핀 처리 방법)에 대해서 설명한다.

이 스핀 처리 동작에서는, 각 기판 지지 부재(4f)에 의해 기판(W)을 지지하는 공정과, 각 기판 지지 부재(4f)에 의해 지지된 기판(W)을 클램프 높이로 이동시키는 공정과, 클램프 높이에 위치한 기판(W)을 각 클램프부(4b)에 의해 파지하는 공정과, 각 클램프부(4b)에 의해 파지된 기판(W)으로부터 각 기판 지지 부재(4f)를 후퇴시키는 공정과, 각 기판 지지 부재(4f)가 기판(W)으로부터 후퇴한 상태에서, 각 클램프부(4b)에 의해 파지된 기판(W)을 회전체(4a)의 회전에 의해 회전시켜 처리하는 공정과, 처리된 기판(W)의 파지 상태를 개방하는 공정과, 처리된 기판(W)을 이송 높이까지 이동시키는 공정이 존재한다.

각 기판 지지 부재(4f)에 의해 기판(W)을 지지하는 공정에서는, 각 기판 지지 부재(4f)가 이송 높이(기판 반송 높이)에 위치하고 있고(도 1 참조), 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)은 개방 위치에 위치하고 있다. 이 상태에서, 기판(W)이 각 기판 지지 부재(4f)의 지지면(경사면) 상에 로봇 장치의 핸드 등에 의해 적재된다. 또, 이 때, 지지 링(4g)이 이송 높이 실린더(74)에 의해 회전체축(A1)의 축방향으로 밀어 올려지고, 각 기판 지지 부재(4f)가 이송 높이까지 상승한다. 또한, 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)은 제1 승강 실린더(71) 및 제2 승강 실린더(72)에 의해 밀어 올려지고, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)은 시계 방향(C2)으로 회전한다. 이 회전 상태에 의해, 각 슬라이드 아암(4d)을 통해, 각 클램프부(4b)의 각각의 클램프 핀(21)이 개방 방향[반시계 방향(C1)]으로 편심 회전하여 정지한다.

계속해서, 기판(W)을 클램프 높이로 이동시키는 공정에서는, 클램프 높이 실린더(73)가 상승하고, 이송 높이 실린더(74)가 하강한다. 이에 따라서, 지지 링(4g)은 회전체축(A1)의 축방향으로 하강하고, 클램프 높이 실린더(73)의 캠 팔로워(73c)에 맞닿아 정지한다. 이에 따라, 각 기판 지지 부재(4f)는 클램프 높이(기판 파지 높이)에 위치하게 된다.

다음에, 기판(W)을 각 클램프부(4b)에 의해 파지하는 공정에서는, 전술한 상태에서, 제1 승강 실린더(71) 및 제2 승강 실린더(72)가 하강하고, 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)가 내려가면, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)이 스프링에 의한 압박력에 의해서 반시계 방향(C1)으로 회전한다. 이 회전 동작에 의해, 이들에 맞물리는 각 동기 이동 핀(42)이 동기하여 회전체축(A1)의 축 둘레로 이동하고, 각각의 슬라이드 아암(4d)이 슬라이드 축(51)을 따라서 평행 이동한다. 이에 따라서, 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)이 폐쇄 방향[시계 방향(C2)]으로 편심 회전하고, 각 기판 지지 부재(4f)에 의해 지지되어 있는 기판(W)의 외주면에 맞닿으며, 기판(W)을 회전체축(A1)의 중심에 센터링하면서 파지한다.

그 후, 기판(W)으로부터 각 기판 지지 부재(4f)를 후퇴시키는 공정에서는, 전술한 바와 같이 각 클램프부(4b)에 의해 기판(W)이 파지되면, 클램프 높이 실린더(73)가 하강하고, 지지 링(4g)이 회전체축(A1)의 축방향으로 하강하여 최하강 위치에 정지한다. 이에 따라, 각 기판 지지 부재(4f)의 선단부는 커버(4h)의 각 관통 구멍(63) 내에 위치하며 커버(4h) 내에 수납된다.

다음에, 기판(W)을 회전시켜 처리하는 공정에서는, 구동 모터(3)에 의해 회전체(4a)가 회전하고, 기판(W)의 상면 및 하면의 양면(표리)에 세정액이 공급된다. 세정액이 정해진 시간 공급되면, 그 공급이 정지되고, 다음에, 회전체(4a)는 세정액 공급 시보다도 높은 속도로 회전한다. 이에 따라, 기판(W)의 상하면에 부착된 세정액은 고속 회전에 의해 발생하는 원심력 및 기류에 의해서 기판(W)의 직경 방향 외측으로 흐르고, 그 외주 가장자리로부터 비산한다. 기판(W)의 둘레 가장자리부로부터 비산한 세정액은 컵체(2)의 내주면에 충돌하고, 그 바닥부에 접속된 복수의 배출관으로부터 흡인되어 배출된다. 또, 이 건조 시, 기판(W)의 상하면의 각 중앙부에 기체를 분사하는 유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 유닛은 기체의 분사에 의해 기판(W)의 상하면의 각 중앙부에 잔류하는 처리액을 직경 방향 바깥쪽으로 흘러가게 한다.

그 후, 처리된 기판(W)의 파지 상태를 개방하는 공정에서는, 우선, 클램프 높이 실린더(73)에 의해 지지 링(4g)이 회전체축(A1)의 축 방향으로 밀어 올려지고, 각 기판 지지 부재(4f)는 클램프 높이까지 상승한다. 다음에, 그 상태에서, 제1 승강 실린더(71) 및 제2 승강 실린더(72)에 의해 제1 승강 링(47A) 및 제2 승강 링(47B)이 밀어 올려지고, 제1 동기 이동 링(43) 및 제2 동기 이동 링(44)이 시계 방향(C2)으로 회전한다. 이 회전 동작에 의해, 이들에 맞물리는 각 동기 이동 핀(42)이 동기하여 회전체축(A1)의 축 둘레로 이동하고, 각각의 슬라이드 아암(4d)이 슬라이드 축(51)을 따라서 평행 이동한다. 이에 따라서, 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)이 개방 방향[반시계 방향(C1)]으로 편심 회전하고, 기판(W)의 외주면으로부터 떨어져 기판(W)을 개방한다. 이 클램프로부터 개방된 기판(W)은 각 기판 지지 부재(4f)에 의해 지지된다.

마지막으로, 처리된 기판(W)을 이송 높이까지 이동시키는 공정에서는, 이송 높이 실린더(74)에 의해 지지 링(4g)이 회전체축(A1)의 축 방향으로 밀어 올려지고, 기판(W)을 지지하고 있는 각 기판 지지 부재(4f)는 이송 높이까지 상승한다. 그 후, 각 기판 지지 부재(4f)의 지지면(경사면) 위의 기판(W)이 로봇 장치의 핸드 등에 의해 반송된다. 이 때, 반송용의 로봇 장치는 기판(W)의 하면과 커버(4h) 사이에 핸드를 삽입하고, 그 핸드에 의해 기판(W)의 하면을 지지하여 반송한다.

이러한 스핀 처리 공정에서는, 2개의 승강 링(47A, 47B)을 각각 하강시키면, 1개씩 사이를 둔 3개의 클램프 핀(21)을 동기시켜, 각 기판 지지 부재(4f)에 실린 기판(W)을 중앙에 위치 결정하면서 파지할 수 있다. 6개의 클램프 핀(21)은 3개씩 1세트가 되어, 2개의 3훅 클램프로서 기능한다. 또한, 반대로, 승강 링(47A, 47B) 중 어느 한쪽을 상승시키면, 3개의 클램프 핀(21)을 개방할 수 있다.

또한, 2세트의 기판 클램프 기구를 독립적으로, 더욱이, 기판 회전 기구와도 독립적으로 구동할 수 있다. 이에 따라, 기판 개방 시에는, 2개의 승강 링(47A, 47B)을 상승시켜 기판(W)을 파지했다면, 각 승강 링(47A, 47B)의 높이 위치를 확인하면, 기판(W)의 파지가 정상적으로 완료되었는지를 확인할 수 있다. 또한, 기판(W)의 회전중에도, 각 승강 링(47A, 47B) 중 한쪽을 상승시키면, 6개소의 클램프 핀(21)의 3개를 개방할 수 있다. 특히, 기판(W)을 파지하는 상태를 유지하면서 교호로 3개의 클램프 핀(21)을 개방함으로써, 처리액에 있어서의 핀 영향을 저감시킬 수 있다. 또, 각 실린더가 캠 팔로워를 갖기 때문에, 회전하고 있는 승강 링(47A, 47B)에 캠 팔로워가 접촉하더라도, 구동 모터(3)에 회전 부하를 부여하는 것을 억지할 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 각 클램프부(4b)에 의해 기판(W)을 클램프한 위치에서, 클램프부(4b)의 무게 중심점(G)과 클램프 핀(21)은 회전체축(A1)과 클램프 축심(A2)을 포함하는 회전축면(M1)을 사이에 둔 양측에 위치하도록 설정되어 있다. 이에 따라, 회전체(4a)가 회전한 경우, 무게 중심점(G)에 작용하는 원심력(F)에 의해, 클램프 핀(21)이 기판(W)을 파지하는 힘을 어시스트하는 것이 된다. 이와 같이 클램프부(4b)의 파지 기구를 원심력 F에 대하여 폐쇄하는 측에 무게 중심을 배치해 두면, 고속 회전 시에 3개의 클램프부(4b), 즉 3개의 클램프 핀(21)에 의해 기판(W)을 파지하더라도 그 파지력을, 정지할 때의 정도로 높이는 것이 가능해지기 때문에, 안정적으로 파지할 수 있다.

또, 전술한 실시형태에서는, 1개의 클램프 핀(21)을 이용하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 도 8에 도시한 바와 같이, 예컨대 2개의 클램프 핀(21)을 이용하도록 해도 좋고, 그 수는 한정되지 않는다. 이들 클램프 핀(21)은 기판(W)을 파지할 때에 이들 간격이 기판(W)의 외주면의 절결부(예컨대, 노치)(N1)의 폭(절결 폭) 이상으로 기판(W)의 외주면에 접촉하도록 설치되어 있다. 이에 따라, 파지 대상 기판(W)의 절결부(N1)에, 2개 가운데 1개의 클램프 핀(21)이 들어갔다고 해도, 다른 1개의 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외주면을 파지할 수 있고, 결정되는 센터링 위치가 기판(W)의 절결부(N1)의 영향을 받는 것을 억제하는 것이 가능하기 때문에, 정확한 센터링을 실행할 수 있다. 또, 클램프 핀(21)을 기판(W)과 면접촉하는 평면이나 원통면 등의 곡면 구조로 형성하도록 해도 좋다. 이 경우에도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 각 기판 지지 부재(4f)를 동기시켜 승강시키는 승강 기구가 설치되어 있다. 따라서, 각 클램프부(4b)에 의해 기판(W)이 파지되면, 각 기판 지지 부재(4f)는 승강 기구에 의해 하강하여 후퇴하고, 그 후, 기판(W)의 처리가 행해진다. 이에 따라, 기판(W)의 처리중, 각 기판 지지 부재(4f)는 기판(W)으로부터 충분히 이격되어, 처리액이나 기류의 흐름을 방해하는 일이 없어지기 때문에, 기판(W)의 균일한 처리를 실현할 수 있다.

또한, 승강 기구로서, 각 기판 지지 부재(4f)를 지지하는 지지 링(4g)과, 그 지지 링(4g)을 승강시키는 승강부로서의 각 실린더(73, 74)를 이용함으로써, 간략한 구성으로 승강 기구를 구축할 수 있다.

또한, 회전 기구로서, 회전체(4a)의 회전축에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)을 회전시키기 위한 복수의 슬라이드 아암(4d)과, 회전체(4a)의 회전축을 중심으로 하여 회전 가능하게 설치되고, 각 슬라이드 아암(4d)을 동기시켜 회전체(4a)의 회전축에 직교하는 방향으로 이동시키는 각 동기 이동 링(43, 44)을 이용함에 따라, 간략한 구성으로 회전 기구를 구축할 수 있다.

또한, 각 슬라이드 아암(4d)은 각각 동기 이동 핀(42)을 갖고, 제1 동기 이동 링(43)은 회전체(4a)의 회전축을 중심으로 한 회전에 의해, 동기 이동 핀(42)에 접촉하는 복수의 핀 접촉부(43a)를 갖는다. 또한, 제2 동기 이동 링(44)도 마찬가지로 복수의 핀 접촉부(44a)를 갖는다. 이에 따라, 간략한 구성으로 각 슬라이드 아암(4d)을 동기시켜 회전체(4a)의 회전축에 직교하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 제1 동기 이동 링(43)은, 회전체(4a)의 회전축의 축방향으로 연장되는 스파이럴형의 홈(43b1)이 형성된 원통부(43b)를 갖고, 회전 기구는 홈(43b1)에 삽입되어 그 홈(43b1)을 따라서 이동 가능한 승강 핀(45A)과, 회전체(4a)의 회전축을 중심으로 하여 그 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 승강 핀(45A)에 연결된 승강 링(47A)과, 그 승강 링(47A)을 승강시키는 승강부로서의 제1 승강 실린더(71)를 구비한다. 이에 따라, 승강 이동이 회전 이동으로 변환되기 때문에, 간략한 구성으로 제1 동기 이동 링(43)을 회전시킬 수 있다. 또, 제2 동기 이동 링(44)에서도 동일한 구성에 의해 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1 승강 링(47A)의 높이를 검출하는 센서로서의 제1 링 간극 측정 센서(75)와, 그 제1 링 간극 측정 센서(75)에 의해 검출된 제1 승강 링(47A)의 높이에 따라서 각 클램프부(4b)의 개개의 클램프 핀(21)에 의한 기판(W)의 파지가 정상인지의 여부를 판단하는 판단부(5a)를 설치함에 따라, 기판(W)의 클램프가 불충분한 상태에서 처리를 실행하여 발생하는 문제점을 방지할 수 있다. 또한, 제2 링 간극 측정 센서(76)에서도 동일한 구성에 의해 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 3개씩 1세트가 되는 각 클램프 핀(21)이, 기판(W)을 처리하는 처리중에 세트마다 교호로 기판(W)을 파지하는 경우에는, 기판(W)을 파지하는 상태를 유지하면서, 교호로 3개의 클램프 핀(21)을 개방하는 것이 가능해지기 때문에, 기판(W)의 외주면에 처리액이 공급되고, 처리 불균일 발생을 억제할 수 있다. 자세하게는, 클램프 핀(21)에 파지되어 있는 기판(W)의 외주면이 일시적으로 해방되는 상태가 되기 때문에, 처리액이 핀에 의해 체류하는 일이 없어져, 처리 불균일을 방지할 수 있다.

또한, 2개의 클램프 핀(21)이 기판(W)을 파지할 때에 이들의 간격이 기판(W)의 외주면의 절결부(N1)의 폭 이상으로 기판(W)의 외주면에 접촉하도록 핀 플레이트(22)에 설치된 경우에는, 파지 대상 기판(W)이 절결부(N1)가 부착된 반도체 웨이퍼인 경우라도, 각 클램프 핀(21)의 파지에 의해 결정되는 센터링 위치가 기판(W)의 절결부(N1)의 영향을 받는 것을 억제하는 것이 가능해지기 때문에, 정확한 센터링을 실행할 수 있다.

또, 전술한 실시형태에서는, 기판(W)으로서, 원형의 웨이퍼와 같은 원판 형상의 기판에 대하여 처리를 행하고 있지만, 기판(W)의 형상은 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 기판(W)으로서, 액정 패널 등의 직사각형 판형상의 유리 기판에 대하여 처리를 행해도 좋다. 이 경우에도, 적어도 3개의 클램프 핀(21)이 필요하지만, 기판(W) 파지의 안정성 향상을 위해서는, 4개의 클램프 핀(21)을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 4개의 클램프 핀(21)을 2세트 설치한 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로, 처리중에 세트마다 교호로 기판(W)을 파지하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시된 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규의 실시형태는, 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

1 : 스핀 처리 장치 4a : 회전체
4d : 슬라이드 아암 4f : 기판 지지 부재
4g : 지지 링 5a : 판단부
21 : 클램프 핀 22 : 핀 플레이트
42 : 동기 이동 핀 43 : 제1 동기 이동 링
43a : 핀 접촉부 43b : 원통부
43b1 : 홈 44 : 제2 동기 이동 링
44a : 핀 접촉부 44b : 원통부
44b1 : 홈 45A : 승강 핀
45B : 승강 핀 47A : 제1 승강 링
47B : 제2 승강 링 71 : 제1 승강 실린더
72 : 제2 승강 실린더 73 : 클램프 높이 실린더
74 : 이송 높이 실린더 75 : 제1 링 간극 측정 센서
76 : 제2 링 간극 측정 센서

Claims (11)

1. 기판을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치에 있어서,
   회전 가능하게 설치된 회전체와,
   상기 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 승강 가능하게 설치되고, 상기 기판의 둘레 가장자리부를 지지하는 적어도 3개의 기판 지지 부재와,
   상기 회전체의 회전 방향으로 정해진 간격으로 편심 회전 가능하게 설치되고, 편심 회전에 의해 상기 기판의 외주면에 각각 맞닿아 상기 기판을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀과,
   상기 3개의 기판 지지 부재를 동기시켜 승강시키는 승강 기구와,
   상기 3개의 클램프 핀을 동기시켜 편심 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
   상기 회전 기구는,
   상기 회전체의 회전축에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 3개의 클램프 핀을 편심 회전시키기 위한 복수의 슬라이드 아암과,
   상기 회전체의 회전축을 중심으로 하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 복수의 슬라이드 아암을 동기시켜 상기 회전체의 회전축에 직교하는 방향으로 이동시키는 것으로서, 상기 회전체의 회전축의 축방향으로 연장되는 스파이럴형의 홈이 형성된 원통부를 구비한, 동기 이동 링과,
   상기 홈에 삽입되어 그 홈을 따라서 이동 가능한 승강 핀과,
   상기 회전체의 회전축을 중심으로 하여 그 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 승강 핀에 연결된 승강 링과,
   상기 승강 링을 승강시키는 승강부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 승강 기구는,
   상기 3개의 기판 지지 부재를 지지하는 지지 링과,
   상기 지지 링을 승강시키는 승강부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 슬라이드 아암은 각각 동기 이동 핀을 갖고,
   상기 동기 이동 링은 상기 회전체의 회전축을 중심으로 한 회전에 의해 상기 동기 이동 핀에 접촉하는 복수의 핀 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 승강 링의 높이를 검출하는 센서와,
   상기 센서에 의해 검출된 상기 승강 링의 높이에 따라서 복수의 상기 클램프 핀에 의한 상기 기판의 파지가 정상인지의 여부를 판단하는 판단부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
7. 제1항에 있어서, 편심 회전 가능하게 설치되고, 상기 클램프 핀을 유지하는 편심 회전 부재를 구비하며,
   상기 클램프 핀은 상기 편심 회전 부재에 2개 설치되어 있고, 이들 2개의 클램프 핀은 상기 기판을 파지할 때에 이들의 간격이 상기 기판의 외주면의 절결부의 폭 이상으로 상기 기판의 외주면에 접촉하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 부재는 6개 설치되어 있고,
   상기 클램프 핀은 3개를 1세트로 하여 6개 설치되어 있으며,
   상기 회전 기구는 상기 6개의 클램프 핀을 세트마다 동기시켜 회전시키고,
   상기 승강 기구는 상기 6개의 기판 지지 부재를 동기시켜 승강시키는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 6개의 클램프 핀은 상기 기판을 처리하는 처리중에 세트마다 교호로 상기 기판을 파지하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 기판은 직사각형 판형상의 기판인 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
11. 삭제

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