KR101587359B1 - 스핀 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더스트의 발생 및 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억지할 수 있는 스핀 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
스핀 처리 장치(1)는, 기판(W)을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치로서, 기판(W)의 외측 둘레면에 각각 접촉하여 기판(W)을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀(21)과, 클램프 핀(21)마다 설치되며 클램프 핀(21)을 기판(W)의 회전축과 평행한 자신의 회전축으로부터 편심시켜 유지하는 회전 가능한 복수의 핀 회전체(23)와, 핀 회전체(23)마다 그 핀 회전체(23)의 외측 둘레면에 설치되며 자극이 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향을 따라서 나선형으로 형성된 복수의 마그넷 기어(31a)와, 마그넷 기어(31a)마다 설치되며 마그넷 기어(31a)의 자극과 서로 끌어당기도록 위치 부여된 복수의 회전용 자석(31b)과, 복수의 회전용 자석(31b)을 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 구비한다.

Description

스핀 처리 장치{SPIN PROCESSOR}

본 발명의 실시형태는 스핀 처리 장치에 관한 것이다.

통상, 반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 과정에는, 웨이퍼나 유리판 등의 기판에 회로 패턴을 형성하는 성막 프로세스나 포토 프로세스가 존재한다. 이들 프로세스에서, 주로 액체를 사용하는 웨트 프로세스에서는 스핀 처리 장치가 이용되며, 기판에 대하여 약액 처리나 세정 처리, 건조 처리 등이 실행된다. 스핀 처리 장치는, 기판의 외측 둘레면을 파지(클램프)하여, 그 기판의 중심에 수직인 축을 회전축으로 하여 기판을 회전시키고, 그 회전하는 기판에 처리액(예컨대 약액이나 순수 등)을 공급하여 웨트 처리를 하는 장치이다. 이 스핀 처리 장치는, 통상 기판을 고정하는 척 기구를 구비하고 있다.

이 척 기구로는, 기판의 외측 둘레부를 파지하기 위한 클램프 핀이 기판의 둘레 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 클램프 핀은, 회전판 및 회전축체와 일체이며, 회전판 상에 회전축체의 회전축으로부터 일정 거리 편심시켜 설치되어 있다. 또한, 회전축체의 하측 단부에는 피니언 기어가 고정되어 있고, 그 피니언 기어는 기판 중심에 수직인 축을 회전축으로 하는 마스터 기어에 맞물려 있다. 이 때문에, 마스터 기어가 회전하면, 개개의 회전축체도 회전하여 각 클램프 핀이 편심 회전하고, 이들 클램프 핀에 의해 기판을 클램프하는 것이 가능해진다.

이러한 기어 방식의 척 기구에 더하여, 마그넷 방식의 척 기구도 개발되고 있다. 이 마그넷 방식에서는, 회전축체의 하측 단부에 전술한 피니언 기어 대신 원형판이 설치되고, 그 원형판이 회전축체에 수직인 마그넷을 갖고 있다. 이 원형판에 대하여 다른 마그넷을 접근시킴으로써, 원형판의 마그넷이 다른 마그넷의 흡인력에 의해 원형판과 함께 회전하고, 이 회전에 따라서 회전축체가 회전하여 클램프 핀이 편심 회전한다. 이 마그넷 방식에서도 전술한 바와 같이, 각 클램프 핀에 의해 기판을 클램프하는 것이 가능해진다. 또, 클램프를 개방하는 경우에는, 전술한 다른 마그넷과 상이한 마그넷을 전술한 클램프 위치와는 반대측의 개방 위치에 접근시킨다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평10-135314호 공보

그러나, 전술한 바와 같은 기어 방식에서는, 클램프 핀에 의한 고정 동작은 확실하게 행할 수 있지만, 기어의 마모에 의해 더스트가 발생할 가능성이 있다. 또한, 마그넷 방식에서는, 더스트의 발생은 없지만, 원형판의 마그넷이 다른 마그넷의 흡인력에 의해 원형판과 함께 회전하기 때문에, 서로가 끌어당기는 자극간의 거리가 마그넷의 회전 중에 변한다. 자극간의 흡인력은 자극간 거리의 2승에 반비례하기 때문에, 자극간 거리가 가까워질수록 흡인력이 급격하게 늘어나게 된다. 이 때문에, 자극간 거리의 변동이 있으면, 각 클램프 핀의 회전이 불균일해지기 쉽고, 복수의 클램프 핀 중 가장 자극간 거리가 근접한 1개를 기준으로 하여 기판의 위치 결정이 행해져 버리기 때문에, 이 핀 회전의 어긋남에 의해 클램프시의 기판 위치가 미리 정해진 위치로부터 어긋나 버리는 경우가 있다. 따라서, 전술한 더스트의 발생에 더하여, 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억제하는 것이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 더스트의 발생 및 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억지할 수 있는 스핀 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 따른 스핀 처리 장치는, 기판을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치로서, 기판의 외측 둘레면에 각각 접촉하여 기판을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀과, 클램프 핀마다 설치되며 클램프 핀을 기판의 회전축과 평행한 자신의 회전축으로부터 편심시켜 유지하는 회전 가능한 복수의 핀 회전체와, 핀 회전체마다 그 핀 회전체의 외측 둘레면에 설치되며 자극이 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 나선형으로 형성된 복수의 마그넷 기어와, 마그넷 기어마다 설치되며 마그넷 기어의 자극과 서로 끌어당기도록 위치 부여된 복수의 회전용 자석과, 복수의 회전용 자석을 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 구비한다.

본 발명에 의하면, 더스트의 발생 및 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억지할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 척 기구의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 마그넷 기어와 회전용 자석의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 마그넷 기어와 회전용 자석의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 모든 클램프 핀에 의한 기판 개방 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 모든 클램프 핀에 의한 기판 파지 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 1조의 클램프 핀에 의한 기판 파지 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 다른 1조의 클램프 핀에 의한 기판 파지 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 마그넷 기어와 평면 자석의 위치 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 11은 제3 실시형태에 따른 스핀 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

(제1 실시형태)

제1 실시형태에 관해 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 스핀 처리 장치(1)는, 베이스가 되는 베이스체(2)와, 상면이 개구된 컵체(3)와, 그 컵체(3) 내에서 회전하는 회전체(4)와, 그 회전체(4)를 회전시키는 구동 모터(5)와, 회전체(4)를 둘러싸는 고리형의 액수취부(6)와, 각 부를 제어하는 제어부(예컨대 마이크로컴퓨터 등)(7)를 구비하고 있다.

베이스체(2)는 판형상으로 형성되어 있고, 이 베이스체(2)의 저면의 중심부에는 관통 구멍(2a)이 형성되어 있다. 또한, 이 베이스체(2)의 둘레 가장자리에는, 폐수를 유출시키기 위한 복수의 배출관(도시하지 않음)이 미리 정해진 간격으로 접속되어 있다.

컵체(3)는, 상면 및 하면이 개구된 통형상(고리형)으로 형성되어 있고, 그 내부에 회전체(4)나 액수취부(6) 등을 수용한다. 이 컵체(3)의 상측 단부는, 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 내측을 향하여 경사지도록 형성되어 있다. 컵체(3)는, 예컨대 실린더 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다.

회전체(4)는, 구동 모터(5)로부터의 동력을 전달하는 원통형의 전동체(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 의해 기판(W)을 클램프하기 위한 회전 기구(4d)와, 각 부를 덮는 커버(4e)를 구비하고 있다.

구동 모터(5)는, 통형상의 고정자(5a)와, 이 고정자(5a) 내에 회전 가능하게 삽입된 통형상의 회전자(5b)에 의해 구성되어 있다. 이 구동 모터(5)는, 각 클램프부(4b)에 의해 클램프(파지)된 기판(W)을 회전시키는 구동원이 되는 모터이다. 구동 모터(5)는 전기적으로 제어부(7)에 접속되어 있고, 제어부(7)의 제어에 따라서 구동한다.

전동체(4a)는, 그 중심축인 회전축이 구동 모터(5)의 회전축에 일치하도록 구동 모터(5)의 회전자(5b)에 고정되어 있고, 그 회전자(5b)와 함께 회전한다. 이 때문에, 전동체(4a)는 구동 모터(5)에 의해 회전하게 된다.

여기서, 전동체(4a) 및 회전자(5b)의 내부 공간에는, 회전하지 않는 고정 상태의 고정축(11)이 설치되어 있다. 이 고정축(11)의 상부에는 노즐 헤드(12)가 설치되어 있고, 이 노즐 헤드(12)에는, 각 클램프부(4b)에 의해 파지된 기판(W)의 이면을 향해서 처리액(예컨대 약액이나 순수 등)을 토출하는 노즐(12a)이 형성되어 있다. 이 노즐(12a)에는, 처리액이 흐르는 공급 배관(13)이 접속되어 있다. 또, 기판(W)의 표면에 처리액(예컨대 약액이나 순수 등)을 공급하는 노즐(도시하지 않음)도 회전체(4)의 상측에 설치되어 있다.

각 클램프부(4b)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전동체(4a)의 회전축을 중심으로 하는 원주 상에 미리 정해진 간격, 예컨대 등간격으로 설치되어 있다. 이들 클램프부(4b)를 동작시킴으로써, 기판(W)의 중심을 전동체(4a)의 회전축의 중심에 위치 부여하는 센터링을 행하여 기판(W)을 파지하는 척 기구가 실현되어 있다.

클램프부(4b)는, 기판(W)에 접촉하는 클램프 핀(21)과, 그 클램프 핀(21)을 유지하여 회전시키는 회전판(22)과, 그 회전판(22)을 유지하여 회전시키는 핀 회전체(23)를 구비하고 있다. 클램프 핀(21)은 역테이퍼형으로 형성되어 있고, 핀 회전체(23)의 회전축으로부터 일정 거리 편심시켜 회전판(22) 상에 고정되어, 회전판(22)과 일체로 되어 있다. 이 클램프 핀(21)은, 핀 회전체(23)의 회전에 따라서 편심 회전하게 된다. 핀 회전체(23)는, 회전 플레이트(4c)가 구비하는 지지통부(24)에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다.

이 클램프부(4b)에서는, 핀 회전체(23)가, 기판(W)을 파지하는 클램프 방향으로 회전하면, 회전판(22) 상의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여 기판(W)의 외측 둘레면(단부면)에 접촉한다. 다른 클램프부(4b)에서도 동일하게 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외측 둘레면에 접촉하고, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)의 중심을 전동체(4a)의 회전축의 중심에 센터링하면서 파지한다. 한편, 핀 회전체(23)가 클램프 방향의 역방향인 개방 방향으로 회전하면, 회전판(22) 상의 클램프 핀(21)이 전술한 것과 역방향으로 회전하여, 기판(W)의 외측 둘레면으로부터 떨어진다. 다른 클램프부(4b)에서도 동일하게 클램프 핀(21)이 기판(W)의 외측 둘레면으로부터 떨어져, 파지 상태의 기판(W)이 개방되게 된다.

회전 플레이트(4c)는, 전동체(4a)의 외측 둘레면에 고정되어 일체로 되어 있고, 각 클램프부(4b)를 유지하여 전동체(4a)와 함께 회전한다. 이 회전 플레이트(4c)가 전동체(4a)의 회전에 의해 전동체(4a)와 함께 회전하기 때문에, 각 클램프부(4b)도 전동체(4a)의 회전축을 중심으로 하여 회전하게 된다. 또, 회전 플레이트(4c)가 구비하는 각 지지통부(24)는, 원판형의 회전 플레이트(4c)의 외측 둘레이자 전동체(4a)의 회전축을 중심으로 하는 원주 위에 등간격으로 설치되어 있다.

회전 기구(4d)는, 전동체(4a)의 회전 방향을 따라서 1개 걸러서 조가 되는 3개 1조의 클램프부(4b)에 대응하는 제1 회전 기구(31)와, 다른 3개 1조의 클램프부(4b)에 대응하는 제2 회전 기구(32)를 구비하고 있다. 클램프부(4b)가 6개인 경우에, 이들 제1 회전 기구(31) 및 제2 회전 기구(32)는 동일한 구조이다.

제1 회전 기구(31)는, 각 클램프부(4b)의 개개의 핀 회전체(23)의 외측 둘레면에 각각 설치된 마그넷 기어(31a)와, 이들 마그넷 기어(31a)에 대응하는 복수의 회전용 자석(31b)과, 이들 회전용 자석(31b)을 유지하여 상하 이동하는 1조의 상하 아암(31c)(이 실시형태에서는 3개의 상하 아암(31c))과, 이들 상하 아암(31c)을 일체로 하는 상하 링(31d)과, 그 상하 링(31d)을 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 승강 기구(31e)를 구비하고 있다.

마그넷 기어(31a)는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 원통형의 마그넷 기어이며, 핀 회전체(23)의 원통 표면에 N극과 S극의 자극이 스파이럴(나선)형으로 교대로 배치된 구조로 되어 있다. 이 마그넷 기어(31a)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 핀 회전체(23)의 하부측의 외측 둘레면에 고정되어 있고, 핀 회전체(23)와 일체로 회전한다. 특히, 마그넷 기어(31a)는, 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향(상하 방향)으로 백래시나 여유가 없도록 조립되어 있다.

회전용 자석(31b)은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 마그넷 기어(31a)의 표면의 자극과 서로 끌어당기는 위치에 마그넷 기어(31a)의 외측 둘레면을 따라서 복수(예컨대 4개) 배치되며, 상하 아암(31c)에 고정되어 있다. 이들 회전용 자석(31b)은, 상하 아암(31c)에 형성된 관통 구멍(33)의 둘레 가장자리에 등간격으로 또는 등간격으로부터 조금 각도를 부여하여 배치되어 있다. 또, 이 관통 구멍(33)에는, 마그넷 기어(31a) 및 핀 회전체(23)가 삽입되어 있다. 이러한 회전용 자석(31b)은 상하 아암(31c)마다 설치되어 있다.

여기서, 각 회전용 자석(31b)이 도 3에 나타내는 화살표 A1의 방향으로 상승하면, 마그넷 기어(31a)는 도 3에 나타내는 화살표 A2의 방향으로 회전하게 된다. 각 회전용 자석(31b)은, 마그넷 기어(31a)의 각 자극과 서로 끌어당기고 있기 때문에, 마그넷 기어(31a)의 각 자극과 서로 끌어당긴 상태로 상승하게 된다. 또한, 마그넷 기어(31a)의 각 자극은 스파이럴형으로 배치되어 있기 때문에, 각 회전용 자석(31b)이 화살표 A1의 방향으로 상승하면, 마그넷 기어(31a)는 화살표 A2의 방향으로 회전하여 서로의 자극이 서로 끌어당긴 상태를 유지하게 된다. 이 각 회전용 자석(31b)의 상승에 의한 마그넷 기어(31a)의 회전은, 회전용 자석(31b)과 마그넷 기어(31a) 사이, 즉 자극간 거리의 변화가 없기 때문에, 일정한 흡인력이 유지되면서 실행된다. 또, 각 회전용 자석(31b)이 화살표 A1의 역방향으로 하강하면, 마그넷 기어(31a)는 화살표 A2의 역방향으로 회전한다.

도 1 및 도 2로 되돌아가, 1조의 상하 아암(31c)은, 근원 부분에서 링형의 부재인 상하 링(31d)에 연결되어 있다. 이들 상하 아암(31c)은, 회전 플레이트(4c)에 고정된 상하 축(34)에 의해 각각 지지되어 있고, 이들 상하 축(34)에 대하여 슬라이드 가능하게 형성되어 있다. 각 상하 축(34)은, 전동체(4a)의 회전축에 대하여 평행해지도록 회전 플레이트(4c)에 설치되어 있고, 상하 아암(31c)을 전동체(4a)의 회전축에 수직인 상태로 유지한 채 상하 방향으로 이동 가능하게 하고 있다. 이들 상하 축(34)에는 클램프 스프링(35)이 개별적으로 설치되어 있고, 각 클램프 스프링(35)은 회전 플레이트(4c)와 상하 아암(31c)의 사이에 각각 위치하며, 각 상하 아암(31c)을 일정한 스프링력으로 하측으로 압박하고 있다.

상하 링(31d)은, 1조의 상하 아암(31c)을 일체로 하여 지지하는 링형의 부재이며, 전동체(4a)를 링 내에 통과시키고, 그 전동체(4a)의 외측 둘레면을 따라서 전동체(4a)의 회전축의 축방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 상하 링(31d)에 의해 3개의 상하 아암(31c)은 일체가 되어, 동시에 이동 가능(승강 가능)하게 되어 있다.

승강 기구(31e)는, 에어실린더 등의 실린더(36)와, 그 실린더(36)에 의해 승강하는 실린더축(37)과, 그 실린더축(37)의 선단부에 부착된 승강 롤러(38)를 갖고 있다. 실린더(36)는 베이스체(2)에 고정되어 있다. 또한, 승강 롤러(38)는, 상승시에 상하 링(31d)의 하면에 접촉하도록 실린더축(37)의 단부에 설치되어 있다. 이 승강 롤러(38)가 상승하여 상하 링(31d)의 하면에 접촉하고, 그 상하 링(31d)을 전동체(4a)의 회전축의 축방향으로 밀어 올림으로써, 상하 링(31d)은 전동체(4a)의 회전축의 축방향으로 상승한다.

이 승강 기구(31e)에 의해 상하 링(31d)이 전동체(4a)의 회전축의 축방향으로 상승하면, 1조의 상하 아암(31c)(3개의 상하 아암(31c))이 회전축의 축방향을 따라서 상승하기 때문에, 1조의 상하 아암(31c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b)은, 전술한 바와 같이, 각 마그넷 기어(31a)의 개개의 자극과 서로 끌어당긴 상태로 상승한다. 이 때, 각 마그넷 기어(31a)는, 각 회전용 자석(31b)과 서로 끌어당긴 상태를 유지하기 위해 각 회전용 자석(31b)의 상승에 따라서 회전한다. 이 때, 마그넷 기어(31a)와 회전용 자석(31b) 사이, 즉 자극간 거리는 변화하지 않기 때문에, 일정한 흡인력을 유지하면서 마그넷 기어(31a)를 회전시키는 것이 가능하며, 일정 속도로 각 클램프 핀(21)을 회전시킬 수 있다.

여기서, 마그넷 기어(31a)와 각 회전용 자석(31b)의 흡인력은, 상하 아암(31c)이 수축한 클램프 스프링(35)에 의해 하방향으로 눌리는 힘에 의해 하강함으로써, 각 회전용 자석(31b)이 하강하여 마그넷 기어(31a)를 회전시키고, 그 하강하는 각 회전용 자석(31b)과 마그넷 기어(31a)가 서로 끌어당겨 대향하는 상태(관계)를 항상 유지하도록, 자석의 수나 배치 등에 의해 조정되고 있다. 이에 따라, 마그넷 기어(31a)는 각 회전용 자석(31b)의 하강에 의해 회전하지만, 마그넷 기어(31a)와 각 회전용 자석(31b)이 서로 끌어당겨 대향하는 상태는 항상 유지되고 있다. 이 때문에, 클램프 스프링(35)의 스프링력에 의해 상하 아암(31c)이 하강하고, 그에 따라 각 회전용 자석(31b)이 하강하게 된다. 이 때, 상하 아암(31c)이 하강함에 따라 클램프 스프링(35)은 서서히 신장해 가고, 상하 아암(31c)을 하방향으로 누르는 힘이 서서히 약해진다. 결국, 그 클램프 스프링(35)의 하방향으로 누르는 힘이, 각 회전용 자석(31b) 및 마그넷 기어(31a)의 흡인력(각 회전용 자석(31b)과 마그넷 기어(31a)가 서로 끌어당겨 대향하는 상태를 항상 유지하는 흡인력)에 지면, 상하 아암(31c)의 하강은 멈추도록 설정되어 있다. 이와 같이 상하 아암(31c)을 하강시키는 클램프 스프링(35)의 스프링력을 클램프력(파지력)으로서 이용하는 것이 가능해져, 클램프 스프링(35)의 압박력을 클램프 핀(21)이 기판(W)을 파지하는 힘으로 할 수 있다.

또한, 승강 기구(31e)에 의해 상하 링(31d)을 상승시킴으로써, 각 클램프 스프링(35)의 힘이 작용하고 있는 1조의 상하 아암(31c)을 상승시키는 것이 가능하다. 그 1조의 상하 아암(31c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b)의 상승에 의해 각 마그넷 기어(31a)가 회전하고, 각 클램프 스프링(35)의 힘으로 기판(W)을 클램프하고 있던 각 클램프 핀(21)을 회전시켜 클램프를 개방할 수 있다. 또, 클램프 스프링(35)이 상하 아암(31c)을 밀어 내리는 힘이 클램프력(파지력)이 된다. 여기서는, 승강 기구(31e)에 의해 상하 링(31d)을 상승시킴으로써, 각 클램프 스프링(35)을 수축시켜 1조의 상하 아암(31c)을 상승시키고, 3개의 클램프 핀(21)을 회전시켜 클램프를 개방한다.

반대로, 상하 링(31d)을 낮추면, 1조의 상하 아암(31c)이 하강하기 때문에, 각 마그넷 기어(31a)는 역회전하여, 기판(W)의 단부에 각 클램프 핀(21)이 접촉한다. 이들 클램프 핀(21)이 기판(W)을 클램프하면, 1조의 상하 아암(31c)의 하강은 정지하고, 각 클램프 핀(21)은 각 클램프 스프링(35)에 의한 압력으로 기판(W)에 힘을 가한 상태로 정지한다. 또, 승강 기구(31e)에 의해 상하 링(31d)을 낮추는 동시에, 각 클램프 스프링(35)이 신장하여 1조의 상하 아암(31c)을 밀어 내리는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 각 마그넷 기어(31a)를 회전시킴으로써, 3개의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여 기판(W)에 접촉하고, 그 기판(W)을 파지한다. 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉했을 때, 클램프 스프링(35)은 신장하지 않고 도중에 멈추게 된다.

또, 실린더(36)는, 1조의 상하 아암(31c)의 하강 정지와 관계없이 일정량으로 실린더축(37)을 승강시키기 때문에, 상하 링(31d)과 승강 롤러(38) 사이에 간극이 발생한 상태로 실린더축(37)이 정지하게 된다. 즉, 실린더축(37)의 최하강시에는, 승강 롤러(38)는 상하 링(31d)에 접촉하지 않고 그 상하 링(31d)의 하면으로부터 떨어져 있다. 이에 따라, 회전체(4)의 회전시, 상하 링(31d)은 승강 롤러(38)에 접촉하지 않고 회전하는 것이 가능해져, 부드러운 회전을 실현할 수 있다. 또한, 회전체(4)의 회전시에, 상하 링(31d)의 하면에 승강 롤러(38)를 접촉시켜 상하 링(31d)을 상승시키는 것도 가능하다. 이 때문에, 회전체(4)의 회전 중 혹은 정지 중에 상관없이, 각 클램프 핀(21)을 개폐할 수 있다.

제2 회전 기구(32)는, 각 클램프부(4b)의 개개의 핀 회전체(23)의 외측 둘레면에 각각 설치된 마그넷 기어(32a)와, 이들 마그넷 기어(32a)에 대응하는 회전용의 복수의 회전용 자석(32b)과, 이들 회전용 자석(32b)을 유지하여 상하 이동하는 1조의 상하 아암(32c)(이 실시형태에서는 3개의 상하 아암(32c))과, 이들 상하 아암을 일체로 하는 상하 링(32d)과, 그 상하 링(32d)을 핀 회전체(23)의 회전축을 따라서 이동시키는 승강 기구(32e)를 구비하고 있다. 이 제2 회전 기구(32)는 제1 회전 기구(31)와 동일한 기구이므로, 각 부의 설명은 생략한다.

또, 제1 회전 기구(31)에서의 1조의 상하 아암(31c) 및 상하 링(31d)은 유지부로서 기능하고, 이 유지부와 승강 기구(31e)가, 각 회전용 자석(31b)을 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 이동 기구로서 기능한다. 마찬가지로, 제2 회전 기구(32)에서의 1조의 상하 아암(32c) 및 상하 링(32d)은 유지부로서 기능하고, 이 유지부와 승강 기구(32e)가, 각 회전용 자석(32b)을 핀 회전체(23)의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 이동 기구로서 기능한다.

여기서, 전술한 제1 회전 기구(31)나 제2 회전 기구(32)에 있어서, 마그넷 기어(31a 또는 32a)에 의한 핀 회전체(23)의 회전이 가능하다면, 스파이럴형의 자극대(帶)는 1개이어도 좋고, 또한 회전용 자석(31b)은 1개이어도 좋으며, 이들의 수는 특별히 한정되지 않는다. 단, 핀 회전체(23)의 회전의 안정성을 향상시키기 위해서는, 스파이럴형의 자극과 회전용 자석(31b)의 조합수를 늘리는 것이 바람직하다.

커버(4e)는, 하면이 개구된 케이스형으로 형성되어 있고, 전동체(4a)의 회전과 함께 회전하는 전술한 각 부를 덮어 난류(亂流)의 발생을 방지한다. 이 커버(4e)에는, 노즐 헤드(12)의 노즐(12a)로부터 토출된 처리액을 상부로 통과시키기 위한 개구부(41)와, 각 클램프부(4b)의 개개의 회전판(22)이 삽입되는 복수의 관통 구멍(42)이 형성되어 있다.

액수취부(6)는, 고리형의 가동 액수취부(제1 액수취부)(6a)와, 고리형의 고정 액수취부(제2 액수취부)(6b)를 구비하고 있다. 이들 가동 액수취부(6a) 및 고정 액수취부(6b)는, 회전체(4)의 외측 둘레에 그 회전체(4)의 회전축, 즉 전동체(4a)의 회전축을 중심으로 하여 회전체(4)를 둘러싸도록 각각 설치되어 있다.

가동 액수취부(6a)는, 고리형의 내벽(51)과, 고리형의 외벽(52)과, 이들의 상측 단부를 연결하는 고리형의 상면벽(53)에 의해 구성되어 있다. 이 가동 액수취부(6a)의 상측 단부는, 전체 둘레에 걸쳐 직경 방향 내측을 향하여 경사지도록 형성되어 있다. 또, 고리형의 내벽(51)과 고리형의 외벽(52) 사이에는, 미리 정해진 간격의 고리형 공간이 존재한다.

이 가동 액수취부(6a)는, 예컨대 실린더 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다. 이 때문에, 가동 액수취부(6a)는, 그 상측 단부가 회전체(4) 상의 기판(W)의 높이보다 높은 위치이자 회전체(4)측의 면(내면)이 기판(W)으로부터의 액체를 수취하는 액수취 위치(도 1 참조)와, 그 상측 단부가 회전체(4) 상의 기판(W)의 높이보다 낮은 위치이자 고정 액수취부(6b)에 대한 액의 유입을 방지하는 덮개 폐쇄 위치로 이동하는 것이 가능하다. 따라서, 처리액을 회수하는 경우에는, 가동 액수취부(6a)가 액수취 위치로 상승하고, 회전체(4) 상의 기판(W)으로부터의 액을 수취하여 고정 액수취부(6b) 내로 흘리게 된다.

고정 액수취부(6b)는, 고리형의 내벽(61)과, 고리형의 외벽(62)과, 이들의 하측 단부를 연결하는 고리형의 저면벽(63)에 의해 구성되어 있다. 이 저면벽(63)에는, 처리액을 회수하기 위한 복수의 회수 배관(63a)이 둘레 방향으로 미리 정해진 간격으로 접속되어 있다. 또, 고리형의 내벽(61)과 고리형의 외벽(62) 사이에는, 미리 정해진 간격의 고리형 공간이 존재한다.

이 고정 액수취부(6b)는, 고리형의 내벽(61)과 고리형의 외벽(62) 사이에 가동 액수취부(6a)의 내벽(51) 및 커버(4e)의 외측 둘레벽이 위치하도록 설치되어 있고, 가동 액수취부(6a)의 내면에 의해 수취한 액체를 수용하는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 고정 액수취부(6b)는, 가동 액수취부(6a)의 내면에 접촉한 액을 2개의 고리형벽인 내벽(61) 및 외벽(62)의 사이의 공간에 수용할 수 있다.

또한, 고정 액수취부(6b)는, 가동 액수취부(6a)가 덮개 폐쇄 위치까지 하강하면, 그 가동 액수취부(6a)가 고정 액수취부(6b)의 개구를 막는 덮개가 되는 구조로 되어 있다. 또, 가동 액수취부(6a)가 덮개 폐쇄 위치까지 하강한 경우에는, 그 가동 액수취부(6a)에 의해 고정 액수취부(6b)의 개구가 막히고, 고정 액수취부(6b)의 내부에 액이 유입되는 것이 방지된다. 특히, 고리형의 외벽(62)이 가동 액수취부(6a)의 외벽(52)에 의해 덮이고, 고정 액수취부(6b)에 대한 액의 유입이 확실하게 억제되기 때문에, 액혼합을 방지하는 것이 가능해진다.

다음으로, 전술한 스핀 처리 장치(1)의 스핀 처리 동작에 관해 설명한다.

이 스핀 처리 동작은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 클램프 핀(21) 상에 기판(W)을 놓는 공정과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 처리 전에 모든 클램프 핀(21)에 의해 기판(W)을 클램프하는 공정과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 처리 중에 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 개방하는 공정과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리 중에 다른 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 개방하는 공정과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 처리 후에 모든 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 개방하는 공정을 갖고 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 각 클램프 핀(21) 상에 기판(W)을 놓는 공정에서는, 모든 클램프부(4b)의 각 클램프 핀(21)에 의한 기판(W)의 클램프가 개방되어 있다. 이 상태로, 로봇 핸드를 갖는 로봇 장치 등의 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판(W)이 각 클램프 핀(21)의 경사면 위에 놓인다. 이 때, 상하 링(31d)은 승강 기구(31e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하고 있고, 또한, 상하 링(32d)은 승강 기구(32e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하고 있고, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)이 회전축의 축방향을 따라서 상승하고 있다. 이 때문에, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b 및 32b)도 상승하고 있고, 이 상승에 따라서 각 마그넷 기어(31a 및 32a)가 미리 정해진 양 만큼회전하고 있고, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 각 클램프 핀(21)이 회전하여 기판(W)의 클램프를 개방하는 위치에서 정지하고 있다.

이어서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 처리 전에 모든 클램프 핀(21)에 의해 기판(W)을 클램프하는 공정에서는, 전술한 도 5의 상태로부터, 상하 링(31d)이 승강 기구(31e)의 승강 롤러(38)의 하강에 의해 하강하고, 또한, 상하 링(32d)이 승강 기구(32e)의 승강 롤러(38)의 하강에 의해 하강하고, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)이 회전축의 축방향을 따라서 하강한다. 이것에 따라서, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b 및 32b)도 하강하고, 이 하강에 따라서 각 마그넷 기어(31a 및 32a)가 회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 모든 클램프 핀(21)이 회전하고, 각 클램프 스프링(35)의 클램프력에 의해 기판(W)을 클램프하면서 정지한다. 또, 승강 기구(31e 및 32e)에 의해 상하 링(31d 및 32d)을 낮추는 동시에, 각 클램프 스프링(35)이 신장하여 2조의 상하 아암(31c 및 32c)을 밀어 내리는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 각 마그넷 기어(31a)를 회전시킴으로써, 6개의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여 기판(W)에 접촉하고, 그 기판(W)을 파지한다. 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉했을 때, 클램프 스프링(35)은 완전히 신장하지 않고 도중에 멈추게 된다.

이 때, 모든 클램프 핀(21)은 편심 회전하여 기판(W)의 외측 둘레면에 접촉하여 기판(W)을 파지하게 되지만, 상하 링(31d와 32d)의 하강에 따라, 각 상하 링(31d, 32d)과 일체의 1조의 상하 아암(31c, 32c)은 수평 상태를 유지하면서 동기하여 하강하기 때문에, 각각의 조에 대응하는 클램프 핀(이 실시형태에서는 3개의 클램프 핀)(21)도 동기하여 회전한다. 이에 따라, 각 클램프 핀(21)은, 기판(W)의 중심을 회전축의 중심에 센터링하면서 파지하게 된다(모든 클램프 핀(21)에 의한 센터링). 또, 기판(W)을 파지함에 있어서, 승강 기구(31e와 32e)를 동기시켜 동시에 작동시키도록 해도 좋고, 양자의 작동 개시 시기에 시간차를 설정하도록 해도 좋다.

다음으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 처리 중에 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 개방하는 공정에서는, 전술한 도 6의 상태로부터, 상하 링(31d)이 승강 기구(31e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하고, 1조의 상하 아암(31c)이 회전축의 축방향을 따라서 상승한다. 이것에 따라서, 1조의 상하 아암(31c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b)도 상승하고, 이 상승에 따라서 각 마그넷 기어(31a)가 미리 정해진 양 만큼회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 각 클램프 핀(21)이 회전하여 기판(W)의 클램프를 개방하는 위치에서 정지한다. 이와 같이 하여, 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프가 개방되면, 구동 모터(5)에 의해 회전체(4)가 회전하고, 회전하는 기판(W)의 상면 및 하면의 양면에 대하여 처리액(예컨대 약액이나 순수 등)의 공급이 시작된다. 단, 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프의 개방 타이밍은 다양하며, 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 기판(W)의 회전 전에 개방하더라도, 기판(W)의 회전이 안정된 후에 개방해도 좋다.

여기서, 처리액의 공급시에는, 기판(W)의 상하면에 공급된 처리액은, 회전에 의해 발생하는 원심력 및 기류에 의해 기판(W)의 직경 방향 외측으로 흐르고, 그 외측 둘레 가장자리로부터 비산된다. 이 때, 가동 액수취부(6a)의 이동(승강)에 의해, 처리액을 회수하는 회수 유로와 그 처리액을 배출하는 배출 유로를 전환하는 것이 가능하다. 액유로가 회수 유로인 경우, 즉, 가동 액수취부(6a)가 액수취 위치로 상승하여 처리액을 회수하는 경우에는(도 1 참조), 기판(W)의 단부로부터 비산된 액은 가동 액수취부(6a)의 내면에 접촉하고, 그 내면을 따라서 흘러 고정 액수취부(6b)에 의해 수용되고, 그 후, 각 회수 배관(63a)으로부터 회수된다. 한편, 액유로가 배출 유로인 경우, 즉, 가동 액수취부(6a)가 덮개 폐쇄 위치로 하강하여 처리액을 배출하는 경우에는, 기판(W)의 단부로부터 비산된 액은 컵체(3)의 내주면에 접촉하고, 컵체(3)로부터 베이스체(2)로 이어지는 유로를 흐른 후, 각 배출관으로부터 배출된다.

그 후, 도 8에 나타낸 바와 같이, 처리 중에 다른 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프를 개방하는 공정에서는, 전술한 도 7의 상태로부터, 상하 링(31d)이 승강 기구(31e)의 승강 롤러(38)의 하강에 의해 하강하고, 1조의 상하 아암(31c)이 회전축의 축방향을 따라서 하강한다. 이것에 따라서, 1조의 상하 아암(31c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b)도 하강하고, 이 하강에 따라서 각 마그넷 기어(31a)가 회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 각 클램프 핀(21)이 회전하고, 각 클램프 스프링(35)의 클램프력에 의해 기판(W)을 클램프하면서 정지한다. 또, 승강 기구(31e)에 의해 상하 링(31d)을 낮추는 동시에, 각 클램프 스프링(35)이 신장하여 1조의 상하 아암(31c)을 밀어 내리는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 각 마그넷 기어(31a)를 회전시킴으로써, 3개의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여 기판(W)에 접촉하고, 그 기판(W)을 파지한다. 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉했을 때, 클램프 스프링(35)은 완전히 신장하지 않고 도중에 멈추게 된다.

다음으로, 상하 링(32d)이 승강 기구(32e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하고, 1조의 상하 아암(32c)이 회전축의 축방향을 따라서 상승한다. 이것에 따라서, 1조의 상하 아암(32c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(32b)도 상승하고, 이 상승에 따라서 각 마그넷 기어(32a)가 미리 정해진 양 만큼회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 각 클램프 핀(21)이 회전하여 기판(W)의 클램프를 개방하는 위치에서 정지한다. 이와 같이 하여, 전술한 것과 상이한 다른 1조의 클램프 핀(21)에 의한 클램프가 개방되지만, 그 동안에도 구동 모터(5)에 의해 회전체(4)가 회전하고 있고, 회전하는 기판(W)의 상면 및 하면의 양면(표리)에 대한 처리액의 공급은 계속되고 있다.

모든 액처리와 순수에 의한 린스 처리가 종료하면, 처리액의 공급이 정지되고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 다시 모든 클램프 핀(21)에 의해 기판(W)을 클램프한다. 즉, 전술한 도 8의 상태로부터, 상하 링(32d)이 승강 기구(32e)의 승강 롤러(38)의 하강에 의해 하강하고, 1조의 상하 아암(32c)이 회전축의 축방향을 따라서 하강한다. 이것에 따라서, 1조의 상하 아암(32c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(32b)도 하강하고, 이 하강에 따라서 각 마그넷 기어(32a)가 회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 클램프 핀(21)이 회전하고, 각 클램프 스프링(35)의 클램프력에 의해 기판(W)을 클램프하면서 정지한다. 또, 승강 기구(32e)에 의해 상하 링(32d)을 낮추는 동시에, 클램프 스프링(35)이 신장하여 1조의 상하 아암(32c)을 밀어 내리는 힘이 작용한다. 이 힘에 의해 각 마그넷 기어(32a)를 회전시킴으로써, 3개의 클램프 핀(21)이 편심 회전하여 기판(W)에 접촉하고, 그 기판(W)을 파지한다. 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉했을 때, 클램프 스프링(35)은 완전히 신장하지 않고 도중에 멈추게 된다.

그 후, 회전체(4)는 액공급시보다 빠른 속도로 회전한다(스핀 건조). 미리 정해진 건조 처리 시간이 경과하면, 전술한 도 6의 상태를 유지시키면서 기판(W)의 회전을 정지시킨다. 기판(W)의 회전이 정지했다면, 마지막에 도 5에 나타낸 바와 같이, 모든 클램프 핀(21)에 의한 기판(W)의 클램프를 개방한다. 이 개방 공정에서는, 상하 링(31d)은 승강 기구(31e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하고, 또한, 상하 링(32d)은 승강 기구(32e)의 승강 롤러(38)의 상승에 의해 상승하여, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)이 회전축의 축방향을 따라서 상승한다. 이것에 따라서, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)에 고정되어 있는 각 회전용 자석(31b 및 32b)도 상승하고, 이 상승에 따라서 각 마그넷 기어(31a 및 32a)가 미리 정해진 양 만큼회전하고, 또한, 각 핀 회전체(23) 및 각 회전판(22)의 회전에 따라서 각 클램프 핀(21)이 회전하여 기판(W)의 클램프를 개방하는 위치에서 정지한다. 이와 같이 하여, 모든 클램프 핀(21)에 의한 클램프가 개방된다. 그 개방 후, 각 클램프 핀(21)의 경사면 위의 기판(W)이 전술한 반송 기구에 의해 반송된다.

이러한 스핀 처리 공정에서는, 각 클램프 핀(21)에 의한 클램프시 및 그 클램프 개방시, 마그넷 기어(31a)와 회전용 자석(31b) 사이의 거리나 마그넷 기어(32a)와 회전용 자석(32b) 사이의 거리, 즉 자극간의 거리의 변화가 없기 때문에, 자극간의 흡인력은 일정하게 유지되면서, 각 마그넷 기어(31a 또는 32a)는 회전한다. 이 때문에, 일정 속도로 각 클램프 핀(21)을 회전시키는 것이 가능해지고, 각 클램프 핀의 회전을 균일하게 하여 클램프시의 기판 위치가 미리 정해진 위치로부터 어긋나는 것을 억지하여, 정확한 센터링을 행할 수 있다.

또한, 2조의 상하 아암(31c 및 32c)을 개별(조마다)적으로 하강시킴으로써, 1개씩 간격을 둔 3개의 클램프 핀(21)을 동기시키고, 각 클램프 핀(21) 상의 기판(W)을 중앙에 위치 결정하면서 파지하는 것이 가능하게 되어 있다. 6개의 클램프 핀(21)은 3개 1조가 되고, 2개의 3갈고리 클램프로서 기능한다. 또한, 반대로 2조의 상하 아암(31c 및 32c)의 어느 1조를 상승시킴으로써, 1개씩 간격을 둔 3개의 클램프 핀(21)을 개방할 수 있다. 이 때문에, 기판(W)의 회전 중이라 하더라도, 클램프 핀(21)의 반수를 파지로부터 개방, 개방으로부터 파지로 교대로 변경하는 것이 가능하다. 기판(W)의 회전 중에는 반드시 일정한 파지력으로 기판(W)을 파지해야 하기 때문에, 한쪽의 클램프 핀(21) 군으로 기판(W)을 파지하고, 다른쪽의 클램프 핀(21) 군을 개방함으로써, 클램프 핀(21)과의 기판(W)의 접촉 부분에 처리액을 감돌게 하여, 기판(W) 처리가 남는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기판 회전 기구 밖으로부터 클램프 핀(21)을 개폐하는 기구를 실현할 수 있고, 또한, 직동을 회전으로 변환하는 기구를 비접촉으로 실현할 수 있다. 즉, 기판(W)의 회전 중에도, 비회전측으로부터 클램프 핀(21)의 개폐를 행할 수 있는 간략한 기구이고, 또한, 기판(W)의 클램프를 개방할 때 클램프 핀(21)이 확실하게 기판(W)으로부터 떨어지고, 기판(W)을 클램프할 때 기판(W)의 중심을 회전 중심에 센터링하는 기능을 유지하는 것이 가능한 기구를 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 의하면, 마그넷 기어(31a)(또는 32a)와 회전용 자석(31b)(또는 32b)을 이용하여 각 클램프 핀(21)을 회전시킴으로써, 마그넷식에 의한 핀 회전이 실현되기 때문에, 더스트의 발생을 억지할 수 있다. 또한, 핀 회전시, 마그넷 기어(31a)(또는 32a)와 회전용 자석(31b)(또는 32b)의 이격 거리, 즉 자극간 거리가 일정하게 유지되기 때문에, 각 클램프 핀(21)의 회전을 균일하게 하는 것이 가능해져, 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억지할 수 있다.

(제2 실시형태)

제2 실시형태에 관해 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

제2 실시형태는 기본적으로 제1 실시형태와 동일하다. 이 때문에, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와의 상이점(회전용 자석(31b)의 구조)에 관해 설명하고, 제1 실시형태에서 설명한 부분과 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명도 생략한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 스핀 처리 장치(1)에서는, 회전용 자석(31b)이 각 상하 아암(31c)의 선단부에 각각 설치되어 있고, 회전용 자석(32b)이 각 상하 아암(32c)의 선단부에 각각 설치되어 있다. 이들 회전용 자석(31b 및 32b)은 동일한 구조이므로, 회전용 자석(32b)의 설명은 생략한다. 또, 각 상하 아암(31c 및 32c)은, 제1 실시형태에 따른 관통 구멍(33)을 갖지 않는다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 회전용 자석(31b)은, N극과 S극의 자극이 교대로 배치되고, 세로로 복수의 자극이 나열된 평면 자석이다. 이 평면 자석은, 복수(예컨대 4개)의 자극이, 마그넷 기어(31a)의 나선형 자극(경사 자극)과 평행한 평면상에 그 자극의 경사에 맞춰 비스듬하게 배치된 판형의 구조로 되어 있다.

여기서, 평면 자석이 도 10에 나타내는 화살표 A1의 방향으로 상승하면, 마그넷 기어(31a)는 도 10에 나타내는 화살표 A2의 방향으로 회전하게 된다. 평면 자석은, 마그넷 기어(31a)의 각 자극과 서로 끌어당기고 있기 때문에, 마그넷 기어(31a)의 각 자극과 서로 끌어당긴 상태로 상승하게 된다. 또한, 마그넷 기어(31a)의 각 자극은 스파이럴형으로 배치되어 있기 때문에, 평면 자석이 화살표 A1의 방향으로 상승하면, 마그넷 기어(31a)는 화살표 A2의 방향으로 회전하여 서로의 자극이 서로 끌어당긴 상태를 유지하게 된다. 이 평면 자석의 상승에 의한 마그넷 기어(31a)의 회전은, 평면 자석과 마그넷 기어(31a) 사이, 즉 자극간 거리의 변화가 없기 때문에, 일정한 흡인력이 유지되면서 실행된다. 또, 평면 자석이 화살표 A1의 역방향으로 하강하면, 마그넷 기어(31a)는 화살표 A2의 역방향으로 회전한다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 마그넷 기어(31a)(또는 32a)와 평면 자석으로서의 회전용 자석(31b)(또는 32b)을 이용하여 각 클램프 핀(21)을 회전시킴으로써, 마그넷식에 의한 핀 회전이 실현되기 때문에, 더스트의 발생을 억지할 수 있다. 또한, 핀 회전시, 마그넷 기어(31a)(또는 32a)와 회전용 자석(31b)(또는 32b)의 이격 거리, 즉 자극간 거리가 일정하게 유지되기 때문에, 각 클램프 핀(21)의 회전을 균일하게 하는 것이 가능해져, 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 억지할 수 있다.

또, 전술한 제1 또는 제2 실시형태에서는, 기판 파지력은 자력 또는 스프링력(클램프 스프링(35)이 상하 아암(31c, 32c)을 밀어 내리는 힘)에 의해 결정되며, 파지 위치는 상하 아암(31c 또는 32c)의 정지 높이로 결정된다. 이 때문에, 상하 아암(31c 또는 32c)의 높이 위치를 검출함으로써, 기판(W)의 클램프가 정확하게 행해지고 있는지의 여부를 확인하는 것도 가능하다. 기판(W)이 정확하게 클램프된 것을 확인할 수 있는 경우에 한해, 반수의 클램프 핀(21)을 개방하는 동작을 허가하면, 해방시의 파지력 부족에 의한 기판 어긋남 등의 트러블 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 상하 아암(31c 또는 32c) 혹은 상하 링(31d 또는 32d)의 높이를 검출하는 센서와, 그 센서에 의해 검출된 높이에 따라서 각 클램프 핀(21)에 의한 기판(W)의 파지가 정상인지의 여부를 판단하는 판단부(제어부(7))를 설치함으로써, 기판(W)의 클램프가 불충분한 상태로 처리를 실행하여 발생하는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 전술한 제1 또는 제2 실시형태에서는, 기판(W)으로서, 원형의 웨이퍼와 같은 원판형의 기판에 대하여 처리를 행하고 있지만, 기판(W)의 형상은 한정되지 않으며, 예컨대 기판(W)으로서, 액정 패널과 같은 직사각형 판형의 유리 기판에 대하여 처리를 행해도 좋다. 이 경우에도, 적어도 3개의 클램프 핀(21)이 필요하지만, 기판(W)의 파지의 안정성 향상을 위해서는, 4개의 클램프 핀(21)을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 4개의 클램프 핀(21)을 2조 설치한 경우에는, 전술한 바와 같이, 처리 중에 조마다 교대로 기판(W)을 파지하는 것도 가능하다.

(제3 실시형태)

제3 실시형태에 관해 도 11을 참조하여 설명한다.

제3 실시형태는 기본적으로 제1 실시형태와 동일하다. 이 때문에, 제3 실시형태에서는, 제1 실시형태와의 상이점(아암 이동 기구)에 관해 설명하고, 제1 실시형태에서 설명한 부분과 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명도 생략한다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 스핀 처리 장치(1)는, 상하 아암(31c 또는 32c)의 1개 또는 2개의 클램프 핀(척 핀)(21)의 상하 아암(이동 상하 아암(101))을 다른 상하 아암과 평행하게 독립적으로 상하 이동시킬 수 있는 구성(아암 이동 기구)으로 되어 있다. 이동 상하 아암(101)은, 상하 링(32d)에 고정한 슬라이드축(102)을 따라서 독립적으로 평행하게 이동할 수 있도록 스프링(103)에 의해 압박되고 있다. 또한, 마그넷 기어(32a)에는, 일체로 회전하는 회전 스토퍼축(104)이 고정되어 있고, 클램프 핀(21)이 파지하는 기판(W)을 센터 위치의 가까이에서 위치 결정할 수 있도록, 고정 스토퍼축(105)이 배치되어 있다. 이들 회전 스토퍼축(104) 및 고정 스토퍼축(105)이 이동 상하 아암(101)을 위치 결정하여 정지시키는 기구로서 기능한다.

이러한 구성을 추가함으로써, 마그넷 기어(32a)는, 클램프 핀(21)을 회전시켜 회전 스토퍼축(104)이 고정 스토퍼축(105)에 접촉할 때까지 이동시킬 수 있다. 스토퍼가 접촉하면 마그넷 기어(32a)의 회전이 정지하기 때문에, 이동 상하 아암(101)의 하강도 정지한다. 그래도, 다른 상하 아암은 하강하여 마그넷 기어(32a)를 회전시키기 때문에, 기판(W)은 정지한 클램프 핀(21)에 의해 결정된 위치에 다른 클램프 핀(21)에 의해 압박되게 된다. 이 기구를 추가함으로써, 결정된 위치에 기판(W)을 위치 결정할 수 있다. 또, 이러한 기구는, 기판(W)에 대하여 대향하지 않는 1 내지 2개의 클램프 핀(21)에 설치하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제3 실시형태에 따른 기구의 추가에 의해, 보다 정확하게 기판(W)을 위치 결정하는 것이 가능해져, 클램프시의 기판 위치의 어긋남을 확실하게 억지할 수 있다.

이상, 본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규 실시형태는, 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

1 : 스핀 처리 장치 21 : 클램프 핀
23 : 핀 회전체 31a : 마그넷 기어
31b : 회전용 자석 31c : 상하 아암
31d : 상하 링 31e : 승강 기구
32a : 마그넷 기어 32b : 회전용 자석
32c : 상하 아암 32d : 상하 링
32e : 승강 기구 W : 기판

Claims (5)

1. 기판을 회전시켜 처리하는 스핀 처리 장치로서,
   상기 기판의 외측 둘레면에 각각 접촉하여 상기 기판을 파지하는 적어도 3개의 클램프 핀과,
   상기 클램프 핀마다 설치되며, 상기 클램프 핀을 상기 기판의 회전축과 평행한 자신의 회전축으로부터 편심시켜 유지하는 회전 가능한 복수의 핀 회전체와,
   상기 핀 회전체마다 그 핀 회전체의 외측 둘레면에 설치되며, 자극이 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 나선형으로 형성된 복수의 마그넷 기어와,
   상기 마그넷 기어마다 설치되며, 상기 마그넷 기어의 자극과 서로 끌어당기도록 위치 부여된 복수의 회전용 자석과,
   상기 복수의 회전용 자석을 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동 기구는,
   상기 복수의 회전용 자석을 유지하며, 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향으로 이동 가능한 유지부와,
   상기 유지부를 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 승강 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동 기구는, 상기 유지부를 위치 결정하여 정지시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 클램프 핀은, 상기 기판의 둘레 방향을 따라서 1개 걸러서 나열된 3개를 1조로 하여 6개 설치되어 있고,
   상기 회전용 자석은, 상기 클램프 핀의 조별로 대응시켜 설치되어 있고,
   상기 이동 기구는, 상기 클램프 핀의 조별의 회전용 자석을 그 조별로 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 이동 기구는, 상기 기판을 처리하는 처리 중에, 상기 클램프 핀의 조별의 회전용 자석을 교대로 상기 핀 회전체의 회전축의 축방향을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 스핀 처리 장치.

Images