KR102194575B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 기판 회전축(A1)을 중심으로 회전 플레이트(3c)와 함께 회전하도록 설치되고, 개개의 핀 회전축(A2)을 중심으로 회전하여, 개개의 핀(21)에 의해 기판(W)을 파지(把持)하는 복수의 클램프부(3d)와, 기판 회전축(A1)을 중심으로 회전 플레이트(3c)와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치되고, 개개의 클램프부(3d)를 개개의 핀 회전축(A2)을 중심으로 동기시켜 회전시키는 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]과, 기판 회전축(A1)을 중심으로 회전 플레이트(3c)와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치된 관성 링(44)과, 동기 링의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트 및 관성 링(44)의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트가 균형이 잡히도록 동기 링 및 관성 링(44)을 연계시키는 링크 아암(46)을 구비한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 실시형태는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조 공정에는, 웨이퍼나 유리판 등의 기판에 회로 패턴을 형성하는 성막(成膜) 프로세스나 포토 프로세스가 있다. 이들 프로세스에서 주로 액체를 사용하는 웨트 프로세스에는 스핀 처리 장치가 이용되고, 약액 처리나 세정 처리, 건조 처리 등이 기판에 대해 실행된다. 스핀 처리 장치는, 기판의 둘레 단부면(외주면)을 파지(把持)하고, 기판 중심에 직교하는 기판 회전축을 중심으로 하여 기판을 회전시키며, 그 회전하는 기판에 처리액(예컨대 약액이나 순수(純水) 등)을 공급한다.
스핀 처리 장치는, 통상, 기판을 유지하여 회전시키는 회전 테이블을 구비하고 있다. 이 회전 테이블에는, 기판의 둘레 단부면에 접촉하여 기판을 파지하는 복수의 유지 핀(클램프 핀)이 설치되어 있다. 이들 유지 핀은 편심 회전하도록 되어 있고, 각 유지 핀의 하단에는, 각각 피니언이 설치되어 있다. 그리고, 회전 테이블의 회전축을 중심으로 회전하는 마스터 기어는, 각 피니언과 맞물리도록 회전 테이블 내에 설치되어 있다. 이 마스터 기어는, 회전 테이블의 회전축과의 사이에 베어링을 통해 설치되어 있고, 회전 테이블 내에 존재하는 스프링으로 반시계 방향(소정 방향의 일례)으로 인장되어 있는 상태이다. 이 상태는, 마스터 기어와 맞물리는 각 피니언이 시계 방향으로 회전함으로써, 각 유지 핀이 기판의 둘레 단부면을 눌러 파지하고 있는 상태이다.
한편, 전술한 회전 테이블의 하측에는, 회전 테이블과는 분리된 실린더가 설치되어 있다. 기판 파지를 해제하는 경우에는, 실린더의 정지 핀이 상승하고, 그 정지 핀으로 마스터 기어가 걸려 고정되며, 마스터 기어가 움직이지 않는 상태에서 회전 테이블이 반시계 방향으로 회전된다. 이에 의해, 회전 테이블과 함께 회전하여 이동하는 각 유지 핀은, 마스터 기어 주위를 반시계 방향으로 이동해서 편심 회전하여, 기판의 둘레 단부면으로부터 멀어진다.
전술한 바와 같이, 마스터 기어는, 스프링의 힘으로 소정 방향으로 인장되어 있는 상태이다. 기판 처리에서는, 처리액의 종류에 따라 회전 테이블의 회전수(회전 속도)가 변경된다. 이 회전수가 변경될 때, 급격한 가속 또는 감속이 발생하기 때문에, 회전 테이블 내에 발생하는 관성력에 의해, 스프링에 인장되어 있는 방향과 반대 방향의 힘이 마스터 기어에 일시적으로 가해져, 유지 핀이 기판의 둘레 단부면으로부터 멀어지는 경우가 있다. 이 때문에, 회전 테이블의 회전수를 변경했을 때, 유지 핀이 기판의 둘레 단부면으로부터 멀어지거나, 혹은, 유지 핀이 기판의 둘레 단부면을 누르는 힘이 약해진다. 이에 의해, 기판이 유지 핀에 대해 미끄러지는 상태가 발생하거나, 기판이 회전 테이블로부터 벗어나거나 하는 경우가 있다. 이러한 문제의 발생을 회피하기 위해서, 현상(現狀)에서는 회전 테이블의 회전의 가속도가 억제되어 있어, 기판 처리에 따른 전체 시간이 길어지고 있다.
일본 특허 제4327304호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치는,
기판 회전축을 중심으로 하여 회전하는 회전체와,
상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 회전하도록 설치되고, 각각 핀 회전축을 중심으로 하여 회전하여, 각각 갖는 개개의 핀을 기판의 둘레 단부면에 접촉시켜 그 기판을 파지하는 복수의 클램프부와,
상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치되고, 상기 복수의 클램프부를 각각의 핀 회전축을 중심으로 하여 동기시켜 회전시키는 동기 부재와,
상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치된 관성 부재와,
상기 동기 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트 및 상기 관성 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트가 균형이 잡히도록 상기 동기 부재 및 상기 관성 부재를 연계시키는 링크 부재
를 구비한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 척 기구(기판 파지 상태)의 개략 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 척 기구(파지 해제 상태)의 개략 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 균형 기구의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 관성 링의 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 척 기구(기판 파지 상태)의 개략 구성을 도시한 사시도이다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 대해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치(1)는, 중앙에 관통 구멍(2a)을 갖는 베이스체(2)와, 그 베이스체(2)의 상방에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블(3)과, 그 회전 테이블(3)의 구동원이 되는 모터(4)와, 회전 테이블(3)을 둘러싸는 환형의 액받이부(5)와, 모터(4)를 제어하는 제어 장치(6)를 구비하고 있다.
회전 테이블(3)은, 모터(4)로부터의 동력을 전달하는 원통형의 전동체(3a)와, 각부를 덮는 커버(3b)와, 전동체(3a)의 상단측에 고정된 링형의 회전 플레이트(3c)를 구비하고 있다. 또한, 회전 테이블(3)은, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(W)을 파지하는 복수(예컨대 6개)의 클램프부(3d)와, 각 클램프부(3d)의 하부에 개별적으로 설치된 복수(예컨대 6개)의 피니언(3e)과, 이들에 맞물리는 마스터 기어(3f)와, 관성 모멘트의 균형을 실현하기 위한 균형 기구(3h)를 구비하고 있다. 한편, 회전 플레이트(3c)는 회전체의 일례이다. 또한, 베이스체(2)에는, 기판 파지를 해제하기 위한 파지 해제 기구(3g)가 고정 배치된다.
도 1로 되돌아가서, 모터(4)는, 통형의 고정자(4a)와, 이 고정자(4a) 내에 회전 가능하게 삽입된 통형의 회전자(4b)에 의해 구성되어 있다. 고정자(4a)는 베이스체(2)의 하면에 부착되어 있고, 회전자(4b)의 상단측은 베이스체(2)의 관통 구멍(2a) 내에 위치하고 있다. 모터(4)는, 회전 테이블(3)을 회전시키기 위한 구동원의 일례이다. 이 모터(4)는, 전기적으로 제어 장치(6)에 접속되어 있고, 제어 장치(6)의 제어에 따라 구동된다.
액받이부(5)는, 기판(W)으로부터 비산한 처리액이나 흘러내린 처리액을 수취하는 환형의 가동 액받이부(5a) 및 환형의 고정 액받이부(5b)에 의해 구성되어 있다. 이 액받이부(5)는, 회전 테이블(3)을 둘러싸도록 형성되어 있다. 가동 액받이부(5a)는, 예컨대 실린더 등의 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 상하 방향으로 이동하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 고정 액받이부(5b)는 베이스체(2)의 상면에 고정되어 있고, 고정 액받이부(5b)의 바닥면에는 처리액(예컨대, 약액이나 순수 등)을 회수하는 복수의 배관(5c)이 접속되어 있다.
전동체(3a)는, 그 중심축이 모터(4)의 회전축에 일치하도록 모터(4)의 회전자(4b)의 상단에 고정되어 있다. 이 때문에, 전동체(3a)는 모터(4)의 구동에 의해 회전하게 된다. 전동체(3a) 및 모터(4)의 회전 중심축이 기판 회전축(A1)이 된다.
전동체(3a) 및 회전자(4b)는 중공축이고, 이들 전동체(3a) 및 회전자(4b)의 내부 공간에는, 비회전의 유지통(11)이 설치되어 있다. 이 유지통(11)의 상부에는, 노즐 헤드(12)가 설치되어 있고, 이 노즐 헤드(12)에는, 각 클램프부(3d)에 의해 파지된 기판(W)의 이면(도 1 중의 하면)을 향해 처리액(예컨대, 약액이나 순수 등)을 토출하는 노즐(12a)이 형성되어 있다. 기판(W)의 이면에서 반사한 처리액의 일부는, 배출 배관(13)을 통해 외부로 배출된다. 한편, 기판(W)의 표면(도 1 중의 상면)에 처리액을 공급하는 노즐(도시하지 않음)도 회전 테이블(3)의 상방에 설치되어 있다.
커버(3b)는, 하면 개구의 케이스형으로 형성되어 있고, 회전 플레이트(3c)와 함께 회전하도록 회전 플레이트(3c)에 부착되어 있다. 이 커버(3b)는, 전동체(3a)의 회전과 함께 회전하는 부품을 덮어 난류의 발생을 방지한다. 커버(3b)에는, 노즐 헤드(12)의 노즐(12a)로부터 토출된 처리액을 상부로 통과시키기 위한 개구부(14)와, 클램프부(3d)마다 관통 구멍(15)이 형성되어 있다.
회전 플레이트(3c)는, 각 클램프부(3d)를 개별적으로 유지하는 복수의 지지 통부(16)를 갖고 있다. 이 회전 플레이트(3c)는, 전동체(3a)의 외주면에 고정되어 일체로 되어 있고, 전동체(3a)와 함께 회전한다. 이 때문에, 회전 플레이트(3c)가 유지하는 각 클램프부(3d)도 전동체(3a)의 회전 중심축, 즉 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 회전 플레이트(3c)와 함께 회전한다. 한편, 각 지지 통부(16)는, 원판형의 회전 플레이트(3c)의 외주측에서 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 원 상에 등간격으로 설치되어 있다.
클램프부(3d)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(W)에 접촉하는 클램프 핀(21)과, 그 클램프 핀(21)을 유지하여 회전하는 회전판(22)과, 그 회전판(22)을 유지하여 회전하는 핀 회전체(23)를 구비하고 있다. 클램프 핀(21)은 역테이퍼 형상으로 형성되어 있고, 핀 회전체(23)의 회전 중심축[기판 회전축(A1)에 평행한 회전 중심축], 즉 핀 회전축(A2)으로부터 일정 거리 편심시켜 회전판(22) 상에 고정되어 있다. 이 클램프 핀(21)은, 핀 회전체(23)의 회전에 따라, 핀 회전축(A2)에 대해 편심하여 회전한다. 핀 회전체(23)는, 회전 플레이트(3c)의 지지 통부(16)에 의해 회전하는 것이 가능하게 유지되어 있다. 이 핀 회전체(23)의 하단에는 피니언(3e)이 고정되어 있고, 기판 회전축(A1)을 회전축으로 하는 마스터 기어(3f)에 맞물려 있다. 이 마스터 기어(3f)는, 전동체(3a)에 고정된 축받이(예컨대, 베어링)(24)에 설치되고, 전동체(3a) 주위로 회전하는 것이 가능하게 되어 있다.
이에 의해, 클램프부(3d)에 대해 상대적으로 마스터 기어(3f)가 기판 회전축(A1) 주위로 회전하면, 그 마스터 기어(3f)에 맞물리는 각 피니언(3e)이 회전하고, 클램프부(3d)마다의 핀 회전체(23)가 전부 동기하여 핀 회전축(A2) 주위로 회전한다. 마스터 기어(3f)가 기판(W)을 파지하기 위한 회전 방향으로 회전한 경우에는, 각 클램프부(3d)의 개개의 클램프 핀(21)이 전부 동기하여 편심 회전하고, 기판(W)의 둘레 단부면(외주면)에 접촉하여, 기판(W)의 중심을 기판 회전축(A1) 상에 센터링하면서 기판(W)을 파지한다(도 2에 도시된 상태). 이와 같이 각 클램프부(3d)를 동작시킴으로써, 기판(W)의 중심을 기판 회전축(A1) 상에 위치시키는 센터링을 행하여 기판(W)을 파지하는 척 기구가 실현되고 있다.
제1 실시형태에서는, 평면에서 보아, 각 핀 회전체(23)가 시계 방향으로 회전함으로써, 각 클램프 핀(21)이 기판(W)을 파지한다. 마스터 기어(3f)가, 각 클램프부(3d)에 대해 상대적으로 반시계 방향으로 회전하면 각 핀 회전체(23)가 시계 방향으로 회전한다.
마스터 기어(3f)의 하방에는, 복수(예컨대 2개)의 클램프 스프링(25)이 회전 플레이트(3c)와의 사이에서 접속되어 있다. 이에 의해, 마스터 기어(3f)는, 회전 플레이트(3c)에 유지되는 각 핀 회전체(23)를 시계 방향으로 회전시키는 방향으로 압박된다. 따라서, 마스터 기어(3f)와 맞물려 있는 각 피니언(3e) 및 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 파지하기 위한 회전 방향으로 균일하게 압박되어 있다. 한편, 클램프 스프링(25)은 압박 부재의 일례이다. 클램프 스프링(25)의 일단은, 마스터 기어(3f)에 고정된 스프링 포스트(26)에 걸려 있고(도 1 참조), 그 타단은 회전 플레이트(3c)에 고정된 스프링 포스트(27)에 걸려 있다. 이러한 클램프 스프링(25)은, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 대향하는 위치에 설치되어 있다. 각 클램프 스프링(25)의 스프링력이 마스터 기어(3f)로부터 각 피니언(3e)에 전달되고, 각 클램프 핀(21)이 핀 회전축(A2)에 대해 편심 회전하며, 기판(W)의 둘레 단부면을 누름으로써 기판(W)을 파지한다.
이와 같이, 마스터 기어(3f)는, 회전 플레이트(3c)에 대해 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 개별적으로 회전한다. 또한, 각 클램프 핀(21)으로 기판(W)을 파지하고 있는 상태에서는, 클램프 스프링(25)에 의해 회전 플레이트(3c)와 마스터 기어(3f)는 걸려 고정되고(양자가 스프링에 의해 일체로 되어 있고), 마스터 기어(3f)는 회전 플레이트(3c)와 함께 회전한다. 즉, 마스터 기어(3f)는, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 회전 플레이트(3c)와 함께, 및 개별적으로 회전 가능하게 설치되어 있다.
파지 해제 기구(3g)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더(31)와, 정지 핀(32)을 갖고 있다. 실린더(31)는, 상하로 이동하는 실린더축(31a)을 갖고 있다. 정지 핀(32)은, 실린더축(31a)의 선단에 설치되어 있다. 실린더(31)의 실린더축(31a)이 상승하면, 그 실린더축(31a)의 선단의 정지 핀(32)도 상승하고, 그 정지 핀(32)으로 마스터 기어(3f)가 걸려 고정된다. 이 마스터 기어(3f)가 움직이지 않는 상태에서 회전 플레이트(3c)가 소정 방향(예컨대, 반시계 방향)으로 회전하면, 회전 플레이트(3c)와 함께 회전하는 각 클램프부(3d)는, 회전 플레이트(3c)의 회전 방향과 동일한 방향으로 마스터 기어(3f) 주위를 이동한다. 이때, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 파지할 때의 방향과 반대 방향으로 핀 회전축(A2)에 대해 편심 회전하여, 기판(W)의 둘레 단부면으로부터 멀어진다(도 3에 도시된 상태). 한편, 실린더(31)는, 제어 장치(6)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어 장치(6)에 의한 제어에 따라 구동한다.
균형 기구(3h)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 동기 핀(41)과, 복수의 지점(支點) 부재(42)와, 복수의 회전 팽이(43)와, 관성 링(44)과, 복수의 관성 핀(45)과, 복수의 링크 아암(46)을 갖고 있다. 동기 핀(41), 지점 부재(42), 회전 팽이(43), 관성 핀(45) 및 링크 아암(46)의 개수는 각각 4개이지만, 이들의 수는 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 각각 1개나 2개, 3개여도 좋고, 5개 이상이어도 좋다.
여기서, 관성 링(44)은 관성 부재의 일례이고, 링크 아암(46)은 링크 부재의 일례이다. 또한, 축받이(24)의 외륜(24a)과, 그 외륜(24a)에 부착되어 있는 마스터 기어(3f)가 일체로 회전하기 때문에, 외륜(24a)과 마스터 기어(3f)는 동기 링을 구성하고, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 갖게 된다. 이 동기 링은 동기 부재의 일례이다.
각 동기 핀(41)은, 마스터 기어(3f)에 있어서의 축받이(24)측[기판 회전축(A1)측]에 위치되고, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 설치되어 있다. 또한, 각 동기 핀(41)은, 각 지점 부재(42)로부터 소정의 거리를 갖도록 떨어져 설치되어 있다. 이들 동기 핀(41)은, 예컨대 원기둥형으로 형성되어 있고, 마스터 기어(3f)의 상면에 형성되어 있다. 각 동기 핀(41)에는, 회전 테이블(3)의 회전(기판 회전)의 가속 또는 감속 시에 동기 링의 관성 모멘트로 발생한 토크에 의한 힘이 작용한다.
각 지점 부재(42)는, 회전 플레이트(3c)에 있어서의 축받이(24)측[기판 회전축(A1)측]에 위치되고, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 설치되어 있다. 이들 지점 부재(42)는, 예컨대 원기둥형으로 형성되어 있고, 회전 플레이트(3c)의 하면에 형성되어 있다. 각 지점 부재(42)는, 회전 플레이트(3c)에 고정되어 부착되어 있고, 회전 테이블(3)의 회전(기판 회전)의 가속이나 감속 시, 기판(W)과 일체로 가속 또는 감속 동작을 행한다.
각 회전 팽이(43)는, 각각 각 지점 부재(42)의 하단에 회전 가능하게 설치되어 있고(도 1이나 도 4 참조), 관성 링(44)을 지지하고 있다. 이들 회전 팽이(43)에 의해, 관성 링(44)은 마스터 기어(3f)와 개별적으로 회전 가능하다.
관성 링(44)은, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 회전 플레이트(3c)와 함께, 및 개별적으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 관성 링(44)은, 전술한 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]과 동일한 크기의, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 갖고 있다(상세한 것은 후술한다).
각 관성 핀(45)은, 관성 링(44)의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 설치되어 있다. 이들 관성 핀(45)은, 예컨대 원기둥형으로 형성되어 있고, 관성 링(44)의 상면에 형성되어 있다. 또한, 관성 핀(45)은, 지점 부재(42)로부터 소정의 거리를 갖도록 떨어져 설치되어 있다. 각 관성 핀(45)에는, 회전 테이블(3)의 회전(기판 회전)의 가속 또는 감속 시에 관성 링(44)의 관성 모멘트로 발생한 토크에 의한 힘이 작용한다. 한편, 본 실시형태에 있어서, 지점 부재(42)로부터 동기 핀(41)까지의 거리와 지점 부재(42)로부터 관성 핀(45)까지의 거리는 동일하게 설정되어 있다.
각 링크 아암(46)은, 회전 플레이트(3c)의 스핀 회전과 동기하여 회전하는 각 지점 부재(42)에 개별적으로 회전 가능하게 부착되어 있다. 이에 의해, 각 링크 아암(46)은, 각각의 지점 부재(42)를 지점으로 하여 회전 가능하게 되어 있다.
이들 링크 아암(46)에는, 각각 지점 부재(42)를 사이에 두고 대향하는 위치에 절결부(46a)가 형성되어 있다(도 2 내지 도 4 참조). 각 링크 아암(46)에 있어서, 절결부(46a)의 한쪽에 동기 핀(41)이 삽입되고, 다른쪽에 관성 핀(45)이 삽입된다. 이에 의해, 동기 핀(41)과 관성 핀(45)은, 링크 아암(46)에 대해 미끄럼 이동 가능하게 되어 있다. 이러한 링크 아암(46)은, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는, 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]의 관성 모멘트 및 관성 링(44)의 관성 모멘트가 균형이 잡히도록 동기 링 및 관성 링(44)을 연계시킨다. 즉, 동기 링 및 관성 링(44)은 연동하는 것이 가능하게 되어 있다.
여기서, 전술한 바와 같이, 관성 링(44)은, 기판 회전축(A1) 주위로 회전할 수 있는 링 부재이고, 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]과 동일한 크기의 관성 모멘트를 갖고 있다. 이 때문에, 기판 회전이 가속 또는 감속되는 경우, 동기 링과 관성 링(44)은 동일한 토크값을 발생하고, 이들의 힘이 각 동기 핀(41)과 각 관성 핀(45)에 작용한다. 이들 핀(41, 45)은, 각각 각 지점 부재(42)를 사이에 두고 그 양측에 대향하여 배치되어 있고, 동일한 관성 모멘트에 의한 힘을 받기 때문에, 동기 링과 관성 링(44)은, 서로 균형이 잡혀, 관성력에 의해 상대적으로 회전하는 것이 저지된다. 즉, 동기 링과 관성 링(44)은, 각각에 가해지는 관성력에 의해 회전하는 움직임이, 서로를 연결하는 링크 아암(46)이 설치됨으로써, 서로의 관성력을 상쇄하는 움직임이 된다. 이에 의해, 동기 링과 관성 링(44)은, 서로 밸런스를 취하는 상태가 된다. 이 밸런스는, 가속도의 값에 상관없이 항상 성립하기 때문에, 기판 회전의 가속 중 및 감속 중의 어느 것이어도, 관성 모멘트에 의한 힘이 각 클램프 스프링(25)에 작용하는 것을 저지할 수 있다.
(관성 링의 설계)
전술한 관성 링(44)을 설계하는 방법에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스핀 가감속 시의 각가속도를 dω/dt로 하고, 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]에 발생하는 토크를 T1, 관성 링(44)에 발생하는 토크를 T2, 외륜(24a)의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 I0, 동기 링의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 I1, 관성 링(44)의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 I2라고 하면, T1=(I1+I0)·dω/dt가 되고, T2=I2·dω/dt가 된다. 한편, 참고로서, T1=F1(동기 링에 가해지는 힘)·L1[지점 부재(42)로부터 동기 핀(41)까지의 길이]이고, T2=F2[관성 링(44)에 가해지는 힘]·L2[지점 부재(42)로부터 관성 핀(45)까지의 길이]이다.
링크 아암(46)에 있어서의 지점의 양측에는, 동기 링의 토크(T1)와, 관성 링(44)의 토크(T2)가 작용한다. 양자의 토크(T1)와 토크(T2)가 동일하면, 양방의 동기 링과 관성 링(44)은, 균형이 잡혀 상호 회전하는 일이 없고, 회전 테이블(3)의 스핀 회전과 일체로 가속 또는 감속하게 된다.
즉, T1=T2라고 하면, 관성 링(44)의 관성 모멘트(I2)(㎏㎡) 및 질량(M2)(㎏)은, I2=I1+I0과, M2=2·(I1+I0)/R22[R2: 관성 링(44)의 반경]의 식으로부터 구해진다. 이들 관성 모멘트(I2) 및 질량(M2)을 갖도록 관성 링(44)을 설계해 두면, 기판(W)의 센터링 동작을 행하는 척 기구에서도, 모터(4)의 가감속에 의한 기판 파지력의 변화를 없앨 수 있고, 고가속 및 고감속 동작이 가능해진다. 또한, 기판 파지 동작이나 기판 파지 해제 동작을 행하는 경우에도, 관성 링(44)은 마스터 기어(3f)의 회전(동기 링의 회전)과는 반대 방향으로 회전할 뿐이며, 모터(4)나 정지 핀(32) 등의 다른 기구의 동작에 영향을 미치는 일은 없어, 기구를 변경할 필요는 없다.
(기판 처리 공정)
다음으로, 전술한 기판 처리 장치(1)가 행하는 기판 처리(기판 처리 공정)의 흐름에 대해 설명한다. 한편, 회전 플레이트(3c)의 회전수(회전 속도)나 액 공급 시간 등의 처리 조건은 미리 설정되어 있으나, 조작자에 의해 임의로 변경 가능하다.
기판 처리에서는, 기판(W)이 각 클램프부(3d)에 의해 파지되면, 회전 테이블(3)이 모터(4)에 의해 회전하여 기판(W)이 평면 내에서 회전한다. 도시하지 않은 노즐에 의해 기판(W)의 상면에, 또는 노즐(12a)(도 1 참조)에 의해 기판(W)의 하면에, 혹은 기판(W)의 양면에 처리액이 흐르면서 처리가 진행된다. 액 처리 시에는 가동 액받이부(5a)는 상승되어 있다. 각 클램프부(3d)는, 회전 플레이트(3c)와 전동체(3a)를 통해 모터(4)의 회전자(4b)에 접속되어 있고, 모터(4)의 회전과 일체적으로 회전한다. 그 후, 약액 처리나 린스 처리가 종료된 기판(W)이 고속 회전에 의해 건조되고, 그 건조 후, 액 처리 시에 상승되어 있던 가동 액받이부(5a)가 하강하며, 회전 테이블(3)이 정지한다.
계속해서, 실린더(31)는 실린더축(31a)을 상승시켜 정지 핀(32)을 마스터 기어(3f)와 간섭하는 높이까지 올린 상태로 하고, 모터(4)가 소정 각도 회전하여 회전 플레이트(3c)를 소정 방향(예컨대, 평면에서 보아 반시계 방향)으로 회전시킨다. 이에 의해, 각 클램프부(3d) 및 마스터 기어(3f)가 소정 방향(예컨대, 반시계 방향)으로 회전한다. 이 회전에서의 이동 도중에, 마스터 기어(3f)가, 상승한 정지 핀(32)에 닿아, 마스터 기어(3f)는 회전을 정지한다. 계속해서, 각 피니언(3e)이 마스터 기어(3f) 주위로 소정 방향(예컨대, 반시계 방향)으로 이동한다. 이에 의해, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 파지할 때의 방향과 반대 방향으로 핀 회전축(A2)에 대해 편심 회전하고, 기판(W)의 둘레 단부면으로부터 동시에 멀어져 기판 파지가 해제된다. 파지가 해제된 기판(W)은, 기판 교환 로봇에 의해 새로운 기판(W)으로 교환되고, 재차, 모터(4)가 전술과 반대 방향으로 소정 각도 회전하여 각 피니언(3e)이 마스터 기어(3f) 주위로 이동한다. 이에 의해, 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 파지할 때의 방향으로 핀 회전축(A2)에 대해 편심 회전하고, 기판(W)의 둘레 단부면에 접촉하여 기판(W)을 파지한다. 각 클램프 핀(21)이 기판(W)의 둘레 단부면에 접촉한 후, 계속해서, 각 피니언(3e)이 이동하면 각 피니언(3e)과 함께 마스터 기어(3f)도 동일한 방향으로 이동한다. 이에 의해, 마스터 기어(3f)가 정지 핀(32)으로부터 멀어진다. 이 상태가 확인되면, 실린더(31)는 실린더축(31a)을 하강시켜 정지 핀(32)을 내리고, 다음의 처리가 개시된다.
여기서, 기판(W)을 처리하는 경우에는, 처리액을 효율적으로 사용하기에 적합한 액량과 회전수(회전 속도)가 이용된다. 예컨대, 린스 처리에서는, 가능한 한 단시간이며 또한 린스액량을 적게 할 수 있는 회전수가 이용된다. 최종적인 건조에서는, 기판(W)의 액적을 빠르게 비산시켜 기판(W)을 건조시킬 수 있는 회전수가 필요하지만, 기판 회전으로 발생하는 기류에 의해, 건조 후의 기판(W)에, 한 번 비산시킨 액적이나 미스트가 되돌아오는 것과 같은 회전수는 피할 필요가 있다. 한편, 기판 처리 시간의 단축을 위해서, 각 공정을 필요 충분한 최소 시간으로 종료하는 것이 요구되고 있고, 또한, 각 공정 간의 전환 시간도 단축하는 것이 요구되고 있다.
전술한 기판 처리 공정에 있어서, 기판(W)을 파지하는 경우에는, 피니언(3e)의 회전이 전부 동일한 각도로 회전하기 때문에, 기판(W)을 파지하는 각 클램프 핀(21)은 기판(W)을 기판 회전축(A1)에 대해 센터링하면서 파지한다. 이때의 마스터 기어(3f)의 회전 동작은, 클램프 스프링(25)의 수축하는 힘으로 행해지기 때문에, 기판(W)을 파지한 각 클램프 핀(21)에는, 클램프 스프링(25)에 남아 있는 수축하는 힘이 항상 작용하고 있다. 각 클램프 핀(21)은, 마스터 기어(3f)에 의해 동기 회전하기 때문에, 기판(W)에의 외력의 작용에 의해 1개의 클램프 핀(21)에 집중되어 힘이 작용한 경우에도, 모든 클램프 핀(21)을 개방하는 힘인 스프링력 이상의 힘이 작용하지 않으면, 기판 파지를 해제할 수 없다. 이러한 동기 동작은 마스터 기어(3f)에 의해 행해진다.
전술한 척 기구에 있어서, 균형 기구(3h)가 존재하지 않는 경우에는, 기판(W)을 파지하여 회전할 때의 가속도가 크면(단시간 가속), 주로 마스터 기어(3f)의 관성 모멘트가, 파지력을 내고 있는 클램프 스프링(25)에 관성력을 작용시킨다. 이때, 기판 회전의 각가속도(각속도의 시간 변화량)를 dω/dt로 하고, 마스터 기어의 기판 회전축(A1)을 중심으로 하는 관성 모멘트를 I라고 하면, 마스터 기어에 작용하는 관성 토크(T)는, T=I·dω/dt가 된다. 이 관성 토크가 기판 파지력을 내고 있는 클램프 스프링(25)에 작용함으로써, 기판 파지력은 기판 회전의 가속 또는 감속 시에 관성 토크에 따라 변화한다. 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 클램프 스프링(25)의 부착 반경을 Rs라고 하면, 클램프 스프링(25)에 작용하는 힘(F)은, F=T/Rs가 된다.
따라서, 균형 기구(3h)가 존재하지 않는 경우, 반시계 방향으로 기판(W)을 회전시키면, 가속 시에는 기판 파지력이 전술한 힘(F)의 분만큼 약해지고, 반대로 감속 시에는 기판 파지력이 전술한 힘(F)의 분만큼 강해진다. 이 때문에, 가속 시에 기판 파지력이 약해져 기판(W)이 미끄러지거나, 혹은, 기판(W)을 떨어뜨릴 가능성이 있다. 또한, 감속 시에 기판 파지력이 강해져 기판(W)이 파손될 가능성이 있다. 이들 문제를 피하기 위해서는, 가속 또는 감속을 천천히 행할 필요가 있으나, 기판 처리에 따른 시간(전환 시간도 포함함)이 길어져 버린다.
한편, 전술한 균형 기구(3h)가 존재하는 경우에는, 회전 테이블(3), 즉 회전 플레이트(3c)의 회전수의 변동 시, 마스터 기어(3f)가 클램프 스프링(25)에 의해 인장되는 방향과는 반대 방향으로 움직이는 것을 저지한다. 즉, 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]과 동일한 관성 모멘트를 갖는 관성 링(44)이 마스터 기어(3f) 주위에 설치되어 있다. 이 관성 링(44)과 마스터 기어(3f)를 연결하는 링크 아암(46)이 존재하고, 링크 아암(46)의 지점이 회전 플레이트(3c)에 연결되어 있다. 회전 플레이트(3c)의 회전 시에는, 회전 플레이트(3c)와 함께 동기 링 및 관성 링(44)이 회전하고 있다.
예컨대, 반시계 방향으로 회전하고 있는 회전 플레이트(3c)가 급격히 가속되었을 때, 관성력에 의해 동기 링이 가속 전의 회전수(회전 속도)로 계속 회전하려고 하지만, 링크 아암(46)에 연결되어 있는 관성 링도 동기 링과 마찬가지로 가속 전의 회전수로 계속 회전하려고 한다. 동기 링과 관성 링(44)은, 서로 동일한 관성 모멘트를 갖기 때문에, 링크 아암(46)을 통해 서로 밸런스를 취하게 된다. 링크 아암(46)의 지점은 회전 플레이트(3c)에 연결되어 있기 때문에, 동기 링과 관성 링(44)은, 밸런스를 취한 상태(균형이 잡힌 상태)로 회전 플레이트(3c)의 급격한 가속에 대응하여 함께 가속한다. 이에 의해, 마스터 기어(3f)가 관성력에 의해 회전 플레이트(3c)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 일이 없어지기 때문에, 각 클램프 핀(21)이 기판(W)의 둘레 단부면을 누르는 힘(기판 파지력)이 약해지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 급격한 가속 시와 마찬가지로, 급격한 감속 시에도 기판 파지력이 강해지는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 회전 플레이트(3c)의 회전수를 급격히 변화시키는 것이 가능해지고, 회전수의 전환 시간을 단축할 수 있다. 그 결과, 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있다. 즉, 각 클램프 핀(21)에 의한 기판 파지력의 변동을 억제하는 것이 가능해지기 때문에, 모터(4)가 낼 수 있는 토크 최대한의 가감속을 행할 수 있다. 이 때문에, 각 공정 간의 전환 시간의 단축을 실현할 수 있고, 또한, 처리 공정, 예컨대, 고속 회전에 의한 기판 상의 액적 제거 공정 등에 있어서, 가속 시간이나 감속 시간을 단축하는 것이 가능하고, 프로세스 시간의 단축을 실현할 수 있다.
한편, 각 클램프 핀(21)에 의한 기판 파지력이, 회전 플레이트(3c)의 회전이 가속될 때에 전술한 힘(F)의 분만큼 약해져 기판(W)이 미끄러지거나 하는 것이나 기판(W)을 떨어뜨릴 가능성이 없는 범위이며, 또한, 회전 플레이트(3c)의 회전이 감속될 때에 전술한 힘(F)의 분만큼 강해져 기판(W)이 파손될 가능성이 없는 범위이면, 이들 문제를 피할 수 있다. 따라서, 동기 부재와 관성 부재가 균형이 잡힌다는 것은, 이러한 파지력의 범위[힘(F)의 범위]인 것도 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 의하면, 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]의 관성 모멘트 및 관성 링(44)의 관성 모멘트가 동일하고, 동기 링 및 관성 링(44)은 서로의 관성 모멘트가 링크 아암(46)에 의해 균형이 잡히도록 연계되어 있다. 동기 링과 관성 링(44)은, 서로 동일한 관성 모멘트를 갖기 때문에, 링크 아암(46)을 통해 서로 밸런스를 취하게 된다. 이에 의해, 회전 플레이트(3c)의 회전수가 급격히 변화한 경우에도, 기판(W)을 파지하는 기판 파지력을 일정하게 유지하여 기판(W)을 확실히 파지할 수 있다. 따라서, 회전 플레이트(3c)의 회전수를 급격히 변화시키는 것이 가능해지고, 회전 플레이트(3c)의 가속 시간이나 감속 시간을 단축할 수 있기 때문에, 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있다.
<제2 실시형태>
제2 실시형태에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. 한편, 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태와의 상위점(관성 링 형상)에 대해 설명하고, 그 외의 설명은 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 관성 링(44)은, 복수의 지지대(44a) 및 복수의 균형추(44b)를 갖고 있다. 지지대(44a)의 개수는 4개이고, 균형추(44b)의 개수는 2개이지만, 이들의 수는 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 각각 1개나 2개, 3개여도 좋고, 5개 이상이어도 좋다.
각 지지대(44a)는, 각각 관성 핀(45)을 지지한다. 이들 지지대(44a)는, 관성 링(44)의 둘레 단부면(외주면)에 판형으로 형성되어 있고, 관성 링(44)과 일체화되어 있다. 한편, 각 지지대(44a)의 상면에 각각 관성 핀(45)이 형성되어 있다.
각 균형추(44b)는, 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 서로 대향하도록 위치되고, 관성 링(44)의 링 형상 부분의 둘레 단부면(외주면)에 설치되어 있다. 이들 균형추(44b)는, 관성 링(44)과 일체화되어 있다. 이 관성 링(44)의 링 형상 부분은, 제1 실시형태보다 가늘게(폭이 좁고, 두께도 얇게) 형성되어 있다. 각 균형추(44b)의 합계 중량은, 관성 링(44)의 관성 모멘트가 동기 링[외륜(24a) 및 마스터 기어(3f)]의 관성 모멘트와 동일한 크기가 되는 중량으로 설정되어 있다.
이러한 관성 링(44)에 의하면, 관성 링(44)의 관성 모멘트와 동기 링의 관성 모멘트를 동일한 크기로 유지하면서, 균형추(44b)의 중량의 분만큼, 관성 링(44)의 링 형상 부분의 중량을 줄이는 것이 가능해지기 때문에, 관성 링(44)의 링 형상 부분의 체적을 억제할 수 있다. 이에 의해, 관성 링(44)의 링 형상 부분이 주변의 다른 부재의 배치에 악영향을 미치는 경우 등, 링 형상 부분을 작게 하여 주변의 다른 부재의 배치에의 악영향을 억제할 수 있다. 또한, 각 균형추(44b)가 기판 회전축(A1)을 중심으로 하여 서로 대향하고 있기 때문에, 원심력을 상쇄하는 것이 가능해진다. 이와 같이 관성 링(44)이 원심력을 상쇄하는 것과 같은 형상, 즉, 링형으로 형성되어 있기 때문에, 관성 링(44)에 의한 원심력이 회전 테이블(3)의 회전에 악영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제2 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 관성 링(44)에 균형추(44b)를 설치함으로써, 관성 링(44)의 관성 모멘트와 동기 링의 관성 모멘트를 동일한 크기로 유지하면서, 관성 링(44)의 링 형상 부분의 체적을 줄이는 것이 가능해지기 때문에, 관성 링(44)의 링 형상 부분이 주변의 다른 부재의 배치에 악영향을 미치는 경우 등, 링 형상 부분을 작게 하여 주변의 다른 부재의 배치에의 악영향을 억제할 수 있다. 또한, 관성 링(44)이 원심력을 상쇄하는 것과 같은 형상, 즉, 링형으로 형성되어 있기 때문에, 관성 링(44)에 의한 원심력이 회전 테이블(3)의 회전에 악영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.
<다른 실시형태>
전술한 설명에서는, 기판(W)으로서, 원형의 웨이퍼와 같은 원판형의 기판에 대해 처리를 행하고 있으나, 기판(W)의 형상은 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 기판(W)으로서, 액정 패널과 같은 직사각형 판형의 유리 기판에 대해 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, 전술한 설명에서는, 지점 부재(42)로부터 동기 핀(41)까지의 거리와 지점 부재(42)로부터 관성 핀(45)까지의 거리는 동일하게 설정하였으나, 이것에 한하지 않는다. 동기 링과 관성 링(44)의 각각의 관성 모멘트가 균형이 잡히면 되고, 지점 부재(42)로부터 동기 핀(41)까지의 거리와 지점 부재(42)로부터의 관성 핀(45)의 거리는 동일하지 않아도 좋다. 동기 링과 관성 링(44)의 각각의 중량이나 형상, 지점 부재(42)로부터 동기 핀(41)까지의 거리와 지점 부재(42)로부터의 관성 핀(45)의 거리는, 원심력에 의한 회전 밸런스를 고려하면서, 동기 링과 관성 링(44)의 양자의 관성 모멘트가 균형이 잡히도록 설정되면 된다. 동기 링이나 관성 링(44)의 형상이나 배치를 필요한 형상이나 배치로 할 수 있기 때문에, 동기 링이나 관성 링(44)의 형상이 주변의 다른 부재의 배치에 악영향을 미치는 경우 등, 그 형상이나 배치를 변경하여 주변의 다른 부재에의 악영향을 억제할 수 있다.
또한, 전술한 설명과 같이, 클램프 핀(21)으로의 기판(W)의 파지를 하는 경우나 개방하는 경우에 동기 링과 관성 링(44)은 위치가 어긋나게 된다. 이러한 어긋남을, 전술한 바와 같이 링크 아암(46)에 있어서의 절결부(46a)에 의해, 동기 핀(41)과 관성 핀(45)이 링크 아암(46)에 대해 미끄럼 이동 가능하게 되어 있음으로써 흡수하고 있다. 따라서, 이러한 미끄럼 이동이 가능하면, 링크 아암(46)의 동기 핀(41)이나 관성 핀(45)에 걸리는 부분은 절결이 아니라 긴 구멍 등의 구멍이어도 좋고, 그 구멍에 삽입되는 핀이 링크 아암(46)에 대해 이동 가능하게 되어 있으면 된다.
또한, 전술한 설명에서는, 각 클램프 핀(21)을 회전시키는 척 기구로서, 마스터 기어(3f)와 피니언(3e)을 이용하였으나, 이것에는 한하지 않는다. 각 클램프 핀(21)을 회전시킬 수 있는 것이면, 기어 이외의 기구를 이용해도 좋다. 예컨대, 마스터 기어(3f), 피니언(3e)을 풀리로 하고, 벨트에 의해 연결하여 각 클램프 핀(21)을 회전시키도록 해도 좋다. 이 경우에도, 마스터 기어(3f)에 상당하는 풀리의 관성 모멘트와 균형이 잡히도록 한 관성 부재를 설치하면, 전술한 설명과 마찬가지로, 회전 플레이트(3c)의 회전수가 급격히 변화한 경우에도, 기판(W)을 파지하는 기판 파지력을 일정하게 유지하여 기판(W)을 확실히 파지할 수 있다. 따라서, 회전 플레이트(3c)의 회전수를 급격히 변화시키는 것이 가능해지고, 회전 플레이트(3c)의 가속 시간이나 감속 시간을 단축할 수 있기 때문에, 기판 처리에 따른 전체 시간을 단축할 수 있다.
또한, 전술한 설명에서는, 관성 링(44)은, 원심력을 상쇄하는 것과 같은 형상으로서, 링형으로 형성되어 있다고 하였으나, 원심력이 상쇄되는 형상이면 되고, 원형뿐만이 아니라, 다각형이어도 좋고, 링형이 아니라, 막대형이어도 좋다. 또한, 관성 링(44)에 균형추(44b)를 설치하는 경우, 복수 대향하는 균형추(44b)는, 동일한 중량이 아니어도 좋다. 예컨대, 2개 중 한쪽이 다른쪽보다 가벼워도, 그 분만큼 회전 중심의 먼 곳에 있도록 해도 좋다.
또한, 전술한 설명에서는, 연결된 동기 링과 관성 링(44)이 하나의 세트였으나, 이 세트가 복수여도 좋다. 예컨대, 복수의 클램프 핀(21)을 복수의 조(組)로 설치한 경우에는, 처리 중에 조마다 교대로 기판(W)을 파지하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 예컨대 3개의 클램프 핀(21)을 2조 설치한 경우에는, 처리 중에 조마다 교대로 기판(W)을 파지한다. 이렇게 함으로써, 클램프 핀(21)이 기판(W)에 접촉하는 부분을 변경할 수 있기 때문에, 그 개소의 처리에 있어서의 핀의 영향을 억제할 수 있다. 이와 같이 한 경우, 각 조마다 동기하는 척 기구가 설치되게 된다. 따라서, 각 조마다 동기 링과 관성 링을 설치하게 된다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명하였으나, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시형태는, 그 외의 여러 가지 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, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.
1: 기판 처리 장치 3c: 회전 플레이트(회전체의 일례)
3d: 클램프부 3e: 피니언
3f: 마스터 기어(동기 부재의 일례) 21: 클램프 핀
24: 축받이 24a: 외륜(동기 부재의 일례)
25: 클램프 스프링(압박 부재의 일례) 41: 동기 핀
42: 지점 부재 43: 회전 팽이
44: 관성 링(관성 부재의 일례) 45: 관성 핀
46: 링크 아암(링크 부재의 일례) A1: 기판 회전축
A2: 핀 회전축 W: 기판

Claims (9)

  1. 기판 처리 장치에 있어서,
    기판 회전축을 중심으로 하여 회전하는 회전체와,
    상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 회전하도록 설치되고, 각각 핀 회전축을 중심으로 하여 회전하여, 각각 갖는 개개의 핀을 기판의 둘레 단부면에 접촉시켜 그 기판을 파지(把持)하는 복수의 클램프부와,
    상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치되고, 상기 복수의 클램프부를 각각의 핀 회전축을 중심으로 하여 동기시켜 회전시키는 동기 부재와,
    상기 기판 회전축을 중심으로 하여 상기 회전체와 함께 및 개별적으로 회전하도록 설치된 관성 부재와,
    상기 동기 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트 및 상기 관성 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트가 균형이 잡히도록 상기 동기 부재 및 상기 관성 부재를 연계시키는 링크 부재로서, 상기 회전체에 지점 부재를 통해 회전 가능하게 지지되고, 상기 지점 부재에 대해 상기 기판 회전축 측에서 상기 동기 부재와 상기 관성 부재 중 한쪽에 연결되고, 상기 지점 부재에 대해 상기 기판 회전축과 반대 측에서 상기 동기 부재와 상기 관성 부재 중 다른 쪽과 연결되는 링크 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전체에 설치된 지점(支點) 부재를 포함하고,
    상기 동기 부재는, 동기 핀을 가지며,
    상기 관성 부재는, 관성 핀을 가지며,
    상기 동기 핀과 상기 관성 핀은, 상기 지점 부재를 사이에 두고 대향하도록 배치되어 있으며,
    상기 링크 부재는, 상기 지점 부재에 회전 가능하게 설치되고, 상기 동기 핀과 상기 관성 핀에 걸려 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 동기 부재는, 상기 클램프부마다의 상기 핀이 상기 기판의 둘레 단부면을 누르도록 상기 복수의 클램프부를 회전시키는 회전 방향으로 압박 부재에 의해 압박되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 동기 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트 및 상기 관성 부재의 기판 회전축을 중심으로 하는 관성 모멘트는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 동기 핀과 상기 관성 핀은, 상기 지점 부재를 사이에 두고 대향하고, 상기 지점 부재로부터의 거리가 동일하게 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 동기 핀과 상기 관성 핀은, 상기 링크 부재에 대해 미끄럼 이동 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 지점 부재에 설치된 팽이를 구비하고,
    상기 관성 부재는, 상기 팽이에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 동기 부재는, 상기 클램프부에 기어를 통해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 관성 부재는, 링형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014204061A (ja) 2013-04-09 2014-10-27 芝浦メカトロニクス株式会社 基板把持装置
JP2017143298A (ja) 2017-04-21 2017-08-17 芝浦メカトロニクス株式会社 基板把持装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4327304B2 (ja) 1999-07-27 2009-09-09 芝浦メカトロニクス株式会社 スピン処理装置
JP5274911B2 (ja) * 2008-06-24 2013-08-28 芝浦メカトロニクス株式会社 基板の処理装置
JP2016046360A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP6476797B2 (ja) * 2014-11-28 2019-03-06 シブヤマシナリー株式会社 ワーク洗浄装置
JP6498969B2 (ja) * 2015-03-12 2019-04-10 パスカルエンジニアリング株式会社 回転軸用バランサ機構
CN205587697U (zh) * 2016-04-11 2016-09-21 浙江辛子精工机械股份有限公司 一种适用于特大型工件精密自定心卡盘
CN106863181A (zh) * 2017-04-16 2017-06-20 姜序敏 一种电动快速松紧的安全夹具技术

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014204061A (ja) 2013-04-09 2014-10-27 芝浦メカトロニクス株式会社 基板把持装置
JP2017143298A (ja) 2017-04-21 2017-08-17 芝浦メカトロニクス株式会社 基板把持装置

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