KR20070044772A

KR20070044772A - 기판 세정 장치

Info

Publication number: KR20070044772A
Application number: KR1020060100602A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 야마모토
Original assignee: 요시하루 야마모토
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-04-30
Also published as: KR101303023B1; US20070089767A1; JP4726752B2; JP2007150262A

Abstract

기판의 회전 중에 기판의 외주면도 세정할 수 있는 장치를 제공한다. 본체(43)에 부착되며, 서로 독립적으로 출력을 발생시킬 수 있는 에어 실린더(51, 52)와, 본체(43)에 회전 가능하게 부착된 회전축(4)과, 회전축(4)을 중심으로 회전 가능하게 본체(43)에 부착되며, 상기 출력을 각각 회전력으로 변환하는 캠 기구(36, 37)와, 회전축(4)과 평행한 축을 중심으로 회전 가능하며 중심축(5)의 방향으로 선회 가능하게 회전축(4)에 고정되고, 기판을 수평하게 지지함과 동시에 회전함에 따라 기판의 측면을 서로 끼우거나 해방시키는 회전 기둥(10, 11)과, 회전축(4)과 동심의 회전 중심을 가지며, 캠 기구(36, 37)에 종동하여 상기 회전력을 회전 기둥(10, 11)의 세트에 각각 전달할 수 있는 전달 부재(26, 27)와, 회전축(4)에 고정되며, 캠 기구(36, 37)의 회전을 회전축(4)의 회전에 연계시키는 스토퍼(23)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

기판 세정 장치, 스토퍼, 회전 기둥, 캠 기구, 회전축

Description

기판 세정 장치{SUBSTRATE WASHING DEVICE}

도 1은 실시 형태 1의 세정 장치의 요부를 도시한 축방향 단면도이다.

도 2는 그 세정 장치의 요부를 도시한 평면도이다.

도 3은 그 세정 장치의 하나의 홈 캠을 도시한 정면도이다.

도 4는 그 세정 장치의 하나의 홈 캠과 스토퍼의 관계를 나타내며, (a)가 평면도, (b)가 정면도이다.

도 5는 그 세정 장치의 다른 하나의 홈 캠과 스토퍼의 관계를 나타내며, (a)가 평면도, (b)가 후면도이다.

도 6은 그 세정 장치의 하나의 전달 부재를 도시한 평면도이다.

도 7은 그 세정 장치의 다른 하나의 전달 부재를 도시한 평면도이다.

도 8은 한 세트의 회전 기둥과 다른 한 세트의 회전 기둥의 각각의 회전 시기를 설명하는 도면이다.

도 9는 실시 형태 2의 세정 장치의 요부를 도시한 축방향 단면도이다.

도 10은 도 9에서의 D부 확대도이다.

도 11은 종래의 세정 장치의 요부를 도시한 축방향 단면도이다.

도 12는 실시 형태 1의 세정 장치의 변형예를 도시한 축방향 단면도이다.

도 13은 실시 형태 2의 세정 장치의 변형예를 도시한 축방향 단면도이다.

<부호의 설명>

1 : 세정 장치 3 : 테이블

4 : 회전축 5 : 중심축

6 : 노즐 7 : 베어링

9 : 구동 모터 10, 11 : 회전 기둥

20, 21 : 핀 26, 27 : 전달 부재

36, 37 : 홈 캠 16, 17 : 롤러

23 : 스토퍼 51, 52 : 실린더

80 : 커버

본 발명은 기판의 표리면 및 외주면을 세정할 수 있는 장치에 속하며, 반도체 기판, 액정 유리 기판, 마스크 기판 등의 정밀 기판의 세정에 적합하게 이용될 수 있다.

기판을 세정하는 장치로서, 종래로부터 도 11에 도시한 것이 알려져 있다(예컨대 특허 문헌 1). 이 장치(101)는 기판(150)의 이면(裏面)을 도시 생략한 진공 펌프에 의해 흡착하여 유지하는 테이블(102)과, 테이블(102)을 장치 본체에 대하여 회전시키는 모터(125)와, 테이블(102)의 상방에서 선회 가능한 세정액 분사 노즐을 기본적으로 구비하고 있다.

그리고, 테이블(102)과 함께 회전하는 기판(150)에 대하여 분사 노즐을 테이블(102)의 반경 방향으로 왕복 이동시키면서 세정액을 분사함으로써 기판(150)의 표면을 세정한다. 세정 중에는 커버(110)로 기판(150)이 감싸여져 있어 세정액의 비산이 방지되어 있다. 이면을 세정할 때에는 일단 진공 처리를 해제하고, 장갑을 낀 작업자가 인력으로 기판(150)을 뒤집거나, 또는 반출 테이블(161)로 기판(150)을 꺼내고 반전 장치(예컨대 특허 문헌 3)로 반전시킨 후에, 반입 테이블(160)로 장치 본체 내로 반입시켜 다시 세정 조작을 행한다. 반출 반입 시에는 커버(110)는 에어 실린더(131)에 의해 상방의 퇴피 위치까지 밀려올라간다.

기판을 세정하는 다른 종래 장치로서, 중앙에 오목부를 갖는 테이블의 가장자리에서 기판을 유지하고, 오목부 내에 하부 노즐을 배치하여, 테이블의 회전축 내를 지나는 관으로부터 하부 노즐로 세정액을 공급할 수 있도록 한 것이 제안된 바 있다(특허 문헌 2). 이 장치에 의하면, 하부 노즐로부터 분사되는 세정액에 의해 기판의 이면도 세정되므로, 기판을 뒤집을 필요는 없다. 한편, 특허 문헌 2에는 기판을 테이블에 고정하는 수단이 기재되어 있지 않지만, 도면의 구성으로 미루어보아 기판의 가장자리의 복수 곳을 테이블에서 각각 독립적으로 파지하고 있는 것으로 상상된다.

어느 장치에 있어서도, 세정 후에 기판을 건조시키려면 회전 수를 세정 시의 약 3배 정도로 올려 세정액을 뿌리거나, 경우에 따라 기판에 이소프로필알코올(IPA) 등 알코올을 분사하여 건조 시간을 단축하는 등의 방법이 채용되고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평 8-299918호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평 11-156314호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 2003-7663호 공보

그러나 세정에 관해서는, 도 11에 도시한 종래의 세정 장치에서 기판(150)을 반전시키는 데 시간이 걸리며 세정 효율이 낮다. 또한 반전 전에 기판의 회전을 일시적으로 멈추므로, 배선 기판에 있어서는 정지 중에 세정액의 압력으로 비산한 도전 재료가 기판의 표면이나 이면에 부착되어 기판을 더럽히게 된다. 도전 재료가 구리와 같은 저저항 금속으로 이루어지는 경우, 미량이라도 부착되면 배선간의 단락을 초래하여 제품의 수율을 저하시키게 된다. 또한 더욱이 기판의 외주면을 세정하기는 곤란하다. 특허 문헌 2에 기재된 장치에서는, 기판의 가장자리의 복수 곳을 테이블로 각각 독립적으로 파지하고 있으므로, 테이블에 대한 기판의 착탈 조작이 번거롭다.

다음, 건조에 관해서는, 배선용 트렌치(홈)의 애스펙트비(aspect ratio)가 커지면, 트렌치 중에 워터마크나 IPA가 남아 도전 재료를 부식시키거나 오염시켜 전기 저항을 증대시킨다. 때로는 로봇 핸드 등으로 인한 2차 오염이 발생한다. 알코올의 비연소화를 위한 대책을 충분히 실시하여야 한다.

그 때문에, 본 발명의 하나의 과제는 기판의 회전 중에 기판의 외주면도 세정할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다. 다른 과제는, 세정 후의 기판을 청정하게 건조할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

그 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기판 세정 장치는, 기판을 회전시키면서 노즐로부터 기판으로 세정액을 분사하는 것에 있어서, 본체와, 본체에 부착되며, 서로 독립적으로 출력을 발생시킬 수 있는 2개 이상의 직선 운동의 구동원과, 본체에 회전 가능하게 부착된 회전축과, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 본체에 부착되며, 상기 출력을 각각 회전력으로 변환하는 2개 이상의 캠 기구와, 회전축으로부터 지름 방향으로 떨어진 위치에 회전축과 평행한 축선을 가지고, 그 축선을 중심으로 회전 가능하게 회전축에 고정되고, 기판을 수평하게 지지함과 동시에, 회전함에 따라 기판의 측면을 서로 끼우거나 해방시키는 2세트 이상의 회전 기둥과, 회전축과 동심의 회전 중심을 가지며, 캠 기구에 종동하여 상기 회전력을 회전 기둥의 세트에 각각 전달할 수 있는 2개 이상의 전달 부재와, 회전축에 고정되며, 캠 기구의 회전을 회전축의 회전에 연계시키는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치의 작용은 아래와 같다. 먼저, 기판을 회전 기둥으로 지지하고, 복수 세트의 회전 기둥 중 어느 하나의 세트(이를 세트 A라고 하고 다른 세트를 세트 B라고 한다.)로 끼우면서 회전축을 회전시킨다. 이에 따라 기판은 회전하며, 세정액을 분사함으로써 기판을 세정할 수 있다. 기판의 외주면 중 이 단계에서 세정할 수 없는 것은 세트 A의 회전 기둥과의 접점뿐이다. 그 동안, 스토퍼에 이끌려 전달 부재 및 캠 기구도 회전축과 함께 회전하며, 각 회전 기둥도 회전축을 지나는 중심선의 주변을 선회한다.

다음, 구동원으로부터 하나의 출력을 발생시켜, 그 구동원에서 세트 B의 회 전 기둥에 이르는 전달 경로의 캠 기구 및 전달 부재를 통하여 세트 B의 회전 기둥을 회전시킨다. 즉, 구동원의 출력을 캠 기구가 회전력으로 변환하고, 전달 부재를 통하여 세트 B의 회전 기둥에 전달한다. 그에 따라 선회 중인 세트 B의 회전 기둥이 자신의 축선을 중심으로 회전한다. 이와 같이 하여 기판은 세트 A의 회전 기둥과 동시에 세트 B의 회전 기둥에 의해서도 끼워진다.

그 후, 다른 하나의 구동원의 출력 방향을 바꿈으로써 세트 A의 회전 기둥을 자신의 축선을 중심으로 회전시킨다. 이에 의해, 기판은 세트 A로부터 해방된다. 따라서, 세정되지 않고 남아 있던 세트 A의 회전 기둥과의 접점을 세정할 수 있다.

상기 회전 기둥으로는, 상면을 갖는 기둥과, 그 상면의 편심 위치에 세워져서 기둥이 회전함에 따라 기판의 측면에 접하거나 떨어지는 핀을 갖는 것이어도 좋다. 기둥의 상면에서 기판의 바닥면을 지지하고, 핀으로 기판의 측면을 흠집내지 않고 끼우거나 해방시킬 수 있기 때문이다. 이 경우, 각 세트의 핀은 같은 세트의 핀과 둘레 방향으로 대략 등간격의 위치에 배치되며, 다른 세트의 핀과 다른 위상위치에 배치된다. 이에 따라, 각 세트의 핀이 교대로 기판을 끼우거나 해방시킬 수 있다. 이러한 회전 기둥의 구성에 있어서, 상기 상면이 경사져 있고, 상기 편심 위치가 상면의 최고 위치이면 바람직하다. 이에 따라, 상면과 기판 바닥면 사이의 접촉이 점접촉이 되고, 상면과 기판 바닥면 사이를 세정액이 통과하기 쉬워져 세정 효과가 훨씬 향상된다.

전달 부재가 회전력을 전달하는 수단으로는, 기어 전동 및 벨트 전동을 들 수 있다. 바람직한 것은 기어 전동, 즉 상기 회전 기둥의 외주면 및 상기 전달 부 재의 외주면에 서로 맞물리도록 형성된 기어 톱니이다.

상기 캠 기구로는, 본체에 대하여 회전 가능하고 회전 축방향으로 이동 가능하게 부착되며, 회전축에 대하여 경사진 홈을 갖는 홈 캠과, 전달 부재에 고정되어 홈 내를 전동하는 롤러와의 조합이어도 좋다. 홈이 회전축에 대하여 경사져 있으므로, 홈 캠의 회전축 방향의 이동에 의해 롤러가 둘레 방향으로 변위시켜져 전달 부재를 회전시킬 수 있다.

상기 스토퍼로는, 회전축과 직교하는 원반으로서, 홈 캠의 회전축 방향의 이동을 허용하고, 홈 캠을 회전축과 동반 회전시키는 오목부를 갖는 것이어도 좋다.

상기 회전축의 상단에는 테이블이 고정되며, 상기 회전 기둥은 테이블을 통하여 회전축에 기밀하게 고정되어 있는 것이 바람직하다. 테이블 아래의 부품의 젖음을 방지할 수 있기 때문이다. 또한 더욱이, 테이블이 회전 기둥보다 지름 방향 외측으로 연장되어 있고, 테이블의 상면의 연장 부분에 기밀하게 맞닿아 회전 기둥을 수용 가능한 커버를 구비하면 바람직하다. 이에 따라, 기판을 최대한 작은 밀폐 공간에 수용할 수 있다. 따라서, 감압 수단이나 기판 재료에 대하여 불활성인 기체를 도입하는 수단과 병용하여 기판을 그 위치에서 정지시킨 채 재빨리 건조시킬 수 있다. 한편, 이 테이블과 회전 기둥간의 기밀화 구조는 테이블 아래의 동력 전달 기구가 본 발명과 다른 세정 장치에 대해서도 적용 가능하다.

즉, 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여 적절한 기판 건조 장치는, 테이블과, 테이블의 중심과 가장자리 사이에 세워져서 기판을 지지하는 복수의 지주(상기 세정 장치가 건조 장치를 겸하는 복합기일 때에는 회전 기둥이 이 지주가 됨)와, 테이블의 상면에 기밀하게 맞닿아 지주를 수용할 수 있으며, 테이블로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능한 커버와, 테이블에 맞닿아 있는 커버와 테이블로 에워싸이는 공간을 감압하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

-실시 형태 1-

본 발명의 실시 형태를 도면과 함께 설명한다. 도 1은 제 1 실시 형태에 따른 세정 장치의 요부를 도시한 축방향 단면도, 도 2는 마찬가지로 평면도이다.

세정 장치(1)는, 반도체 기판(70)을 회전시키면서 세정액을 분사하여 세정하는 것이다. 세정 장치(1)는 원통부를 갖는 본체(43)와, 본체(43)에 고정된 구동 모터(9)와, 본체(43)의 원통부 내주면에 상하의 베어링(30)을 사이에 두고 부착된 중공의 회전축(4)과, 본체(43)에 실린더 베이스(46)를 사이에 두고 둘레 방향으로 등간격으로 고정된 3개의 왕복 에어 실린더(51)와, 실린더 베이스(47)를 사이에 두고 동일하게 고정된 3개의 왕복 에어 실린더(52)를 구비한다. 구동 모터(9)는 벨트를 통하여 회전축(4)을 그 축 방향으로 회전시킨다. 회전축(4)의 상단에는 원반형의 테이블(3)이 볼트로 고정되어 있다. 회전축(4)의 내부에는 상하의 베어링(7)을 사이에 두고 중심축(5)이 끼워맞춤되고, 그 중심축(5) 중에 2개의 세정액 공급관이 통과되어 있다. 중심축(5)은, 테이블(3)보다 상방으로 돌출되어 있으며, 상단에는 공급관에 각각 접속된 2개의 하부 노즐(6)이 부착되고, 하단은 본체(43)에 고정되어 있다.

2세트의 에어 실린더(51, 52)는 로드가 선단의 블록(56, 57)을 수반하여 상하 방향으로 왕복 운동하는 것으로서, 동일한 세트의 실린더는 동기되어 작동함과 동시에, 서로 다른 세트와 독립적으로 출력을 발생시키도록 도시 생략한 제어 장치와 접속되어 있다. 블록(57)에는 본체(43)를 포위하는 환상의 홈 캠(37)이 베어링(32)을 사이에 두고 부착되고, 블록(56)에는 그 홈 캠(37)을 포위하도록 환상의 홈 캠(36)이 베어링(31)을 사이에 두고 부착되어 있다. 즉, 홈 캠(36, 37)은 서로 비접촉인 2중 링형 배치를 취하고 있다. 홈 캠(36)의 가장자리 부분에는 도 3에 정면도로서 도시한 바와 같이 상향의 3개의 돌기(40)가 둘레 방향으로 등간격으로 형성되고, 홈 캠(37)의 가장자리 부분에도 돌기(41)가 돌기(40)와 60° 위상을 어긋나게 한 위치에 형성되어 있다. 그리고, 그들 돌기(40, 41)에 외측에서 보아 좌측 상향으로 경사지며 지름 방향으로 관통한 홈(38, 39)이 형성되어 있다. 홈(38)의 구배는 후술하는 전달 부재(26)의 회전 스트로크를 전달 부재(27)의 회전 스트로크와 동일하게 하기 위하여, 홈(39)의 구배보다도 완만하게 되어 있다. 홈 캠(36, 37)의 상방에는 홈 캠(36)보다 큰 외경의 원반형의 스토퍼(23)가 회전축(4)의 외주면으로부터 지름 방향으로 튀어나와 있다. 스토퍼(23)는 회전축(4)에 볼트로 고정되어 있다. 스토퍼(23)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 돌기(40, 41)와 대응하는 곳에 약간 여유를 가지고 돌기(40, 41)를 각각 받아들이는 절결부(24) 및 구멍(25)을 가지고 있다. 따라서, 홈 캠(36, 37)의 상하 방향의 이동을 허용하는 동시에, 회전축(4)에 대한 상대적인 회전을 저지하고 있다.

한편, 테이블(3)의 가장자리에는 둘레 방향으로 등간격으로 3개의 회전 기둥(10)이 부착되고, 같은 원주 상에서 회전 기둥(10)과 60° 위상을 어긋나게 한 위치에 회전 기둥(11)이 부착되어 있다. 3개의 회전 기둥(10)은 서로 같은 형상이 다. 회전 기둥(11)도 마찬가지이다. 회전 기둥(10, 11)은 테이블(3)을 상하 방향으로 회전 가능하게 관통하고 있다. 그리고, 상면은 완만한 구배를 가지고 경사져 있으며, 대략 가장 높은 위치에서 둥근 막대 형상의 핀(20, 21)이 상향으로 돌출되어 있다. 회전 기둥(10, 11)에는 테이블(3) 아래 부분에 기어(12, 13)가 끼워맞춤되어 고정되어 있다. 이들 기어(12, 13)는 각각 전달 부재(26, 27)의 외주면에 형성된 기어 톱니(28, 29)와 맞물려져 있다. 전달 부재(26, 27)는, 도 6 및 도 7에 각각 평면도로서 도시한 바와 같이, 중앙에 축공을 갖는 대략 원반형을 이룬다. 전달 부재(26)는 불소 수지 등의 마찰 계수가 작은 수지로 이루어지고, 회전축(4)의 외주면에서의 테이블(3) 바로 아래의 높이 위치에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤되어 있다. 전달 부재(27)는 전달 부재(26)보다 더 하방에서 마찬가지로 회전축(4)에 끼워맞춤되어 있다. 한편, 전달 부재(26, 27)에는 맞물림 관계에 없는 기어(13, 12)와의 간섭을 피하기 위하여 오목한 도피부(71, 72)가 형성되어 있다. 더욱이, 전달 부재(26, 27)의 하부면에는 브래킷을 사이에 두고 롤러(16, 17)가 각각 홈 캠의 홈(38, 39) 내에서 전동 가능하게 부착되어 있다. 한편, 도 7에서 부호 73은 브래킷 삽입용 구멍을 나타낸다.

테이블의 상방에는 상부 노즐(도시 생략)이 구비되어 있다. 상부 노즐은 예컨대 WO 2005-38893에 개시되어 있는 분사기(30)와 같은 것으로서, 암의 단부에 유지되고, 암의 타단이 조인트에 수평 방향의 축 방향으로 회전 가능하게 연결되며, 조인트는 본체에 회전 가능하게 세워져 있다. 따라서, 상부 노즐은 수평 방향으로 이동 가능하고 경사도 가능하여, 기판의 상면과 측면 쪽으로 세정액을 분사할 수 있다.

한편, 도 12에 종단면도로서 도시한 바와 같이, 회전축(4)과 전달 부재(26, 27)의 끼워맞춤부에 볼 베어링(60, 61)을 개재시켜도 좋다.

이 세정 장치(1)를 이용하여 원형의 기판(70)을 세정하는 조작을 설명한다. 이하의 설명에 있어서 "시계 방향"이란 "평면에서 보았을 때 시계 방향", "반시계 방향"이란 "평면에서 보았을 때 반시계 방향"을 의미한다. 모터(9)를 OFF로 하여 테이블(3)의 회전을 정지시켜 두고, 핀(20, 21)을 기판(70)의 외주면보다 외측에 퇴피시켜 두고, 기판(70)을 회전 기둥(10, 11)의 상면에 올려놓는다. 그리고, 실린더(51)의 블록(56)을 하강시킨다. 그러면, 홈 캠(36)이 블록(56)에 수반되어 하강한다. 도 4는 홈 캠(36)이 하강한 상태를 도시하고 있다. 홈 캠(36)은 롤러(16)로부터 받는 반력으로, 하강에 수반되어 홈(38)의 방향을 따라 회전하려고 하는데, 돌기(40)와 잘림부(24)가 서로 걸어맞춤되어 있기 때문에 스토퍼(23)로 회전이 저지된다. 따라서, 반대로 롤러(16)가 홈 캠(36)의 하강 중에 홈(38) 내를 전동하면서 시계 방향으로 이동하고, 그에 따라 전달 부재(26)가 같은 방향으로 회전한다. 그에 의해, 동시에 3개의 회전 기둥(10)이 반 시계 방향으로 회전하고, 3개의 핀(20)이 기판(70)의 외주면을 끼운다(도 8(a)). 그 결과, 테이블(3)의 회전 중심과 기판(70)의 회전 중심 사이의 일치성을 유지하여 기판(70)이 3개 1세트의 회전 기둥(10)에 유지된다.

이 상태에서 모터(9)를 구동시킴으로써, 회전축(4) 및 테이블(3)과 함께 기판(70)을 회전시키면서 상하의 노즐로부터 세정액을 분사한다. 이에 따라, 기 판(70)은 핀(20)과 접촉되어 있는 부분을 제외하고 거의 전면이 세정된다. 그 동안, 전달 부재(26, 27) 및 홈 캠(36, 37)도 스토퍼(23)에 이끌려 회전축(4)과 함께 회전하고, 각 회전 기둥(10, 11)도 중심축(5)의 주변을 선회한다.

다음, 실린더(52)로 블록(57)을 하강시킨다. 그러면, 블록(56)의 하강시에 홈 캠(36)이 하강한 것과 마찬가지로 홈 캠(37)이 도 1의 상승 위치로부터 하강하고, 롤러(17)가 전동함에 따라 전달 부재(27)가 시계 방향으로 회전한다. 그에 따라, 선회 중인 회전 기둥(11)이 반 시계 방향으로 회전하고, 3개의 핀(21)이 기판(70)의 외주면을 끼운다. 그 결과, 기판(70)은 회전을 정지하지 않고 각 세트 3개로 이루어지는 총 6개의 회전 기둥으로 유지된다(도 8(b)).

그 후, 실린더(51)로 블록(56)을 홈 캠(36)과 함께 상승시킨다. 그러면, 전달 부재(26)가 반 시계 방향으로 회전하고, 선회 중인 회전 기둥(10)이 동시에 시계 방향으로 회전한다. 그에 따라, 3개의 핀(20)이 기판(70)으로부터 멀어져(도 8(c)), 핀(20)과 접촉해 있던 부분도 세정된다.

실린더(51, 52)는 누름식, 당김식 중 어느 것이어도 좋다. 어느 경우에도 정전이나 에어 누설 등으로 인해 에어의 공급이 정지하였을 때라도 블록(56, 57)이 내려가도록 리턴 스프링과 병용하는 것이 바람직하다. 또한 실린더(51, 52), 돌기(40, 41) 및 롤러(16, 17)는 굽힘 모멘트를 경감시키고, 홈 캠, 롤러, 전달 부재 등에 발생하는 왜곡을 작게 하기 위하여 각 3개 설치하였으나, 개수는 한정되지 않는다. 회전 기둥(10, 11)의 상면은 수평이어도 좋으나, 경사져 있는 것이 바람직하다. 경사져 있음으로써 기판(70)이 회전 기둥(10, 11)에 점접촉되어 지지된다. 그 결과, 기판(70)의 바닥면과 회전 기둥(10, 11) 사이를 세정액이 통과하기가 쉬워져 세정력이 향상되기 때문이다. 테이블(3)의 기하학적 중심과 회전 중심은 일치해 있지 않아도 좋으며, 불일치한 경우가 기하학적 중심을 포함하는 전면을 균등하게 세정할 수 있다. 기하학적 중심과 회전 중심을 불일치로 하려면, 3개의 회전 기둥(10)(및 11) 중 하나를 하나 또는 2개의 톱니만큼 남겨 2개의 회전 기둥보다 선행 또는 지연시키도록 전달 부재(26)(및 27)와 맞물리게 하면 좋다.

-실시 형태 2-

도 9는 제2 실시 형태에 따른 기판 세정 장치를 도시한 요부 단면도, 도 10은 도 9에서의 D부 확대도이다. 본 실시 형태에 따른 세정 장치는, 세정 후에 기판을 이동하지 않고 건조시키는 것을 가능하게 하는 것이다. 세정 장치(2)는, 테이블(3)보다 아래는 실시 형태 1과 동일한 구조이어도 좋다. 이하, 실시 형태 1과 다른 점 및 실시 형태 1에서 설명을 생략한 점을 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에서는 테이블(3)의 상면에 기밀하게 맞닿아 회전 기둥(10, 11)이 수용 가능한 컵 모양의 커버(80)를 구비한다. 커버(80)는 도시 생략한 승강 장치에 의해 승강 가능하다. 회전 기둥(10, 11)의 외주면에는 고무 또는 불소 수지로 된 링 씰(88)이 끼워져 있다. 테이블(3)을 회전축(4)에 고정 장착하는 볼트의 외주면에도 마찬가지로 O링 씰(89)이 끼워져 있다. 또한 테이블(3)의 축공(30)에는 도 10에 도시한 바와 같이 불소 수지로 된 링 씰(90)이 끼워져 있다. 링 씰(90)은 내주면의 상하로 립이 돌출된 듀얼 립 형상을 가지고 있다. 이들 립은 중심축(5)의 외주면에 밀착되어 접하며, 중심축(5)에 가까워질수록 서로 멀어지는 방향으로 만곡되어 있다. 따라서, 가압 감압 어느 경우에도 기체의 통과를 저지할 수 있다. 또한 링 씰(90)은 불소 수지로 이루어지므로 내약품성이 뛰어나고, 분진이 잘 발생하지 않는다. 이와 같이 하여 테이블(3)의 기밀성이 유지되어 있다. 더욱이 테이블(3)은 회전 기둥(10, 11)보다 지름 방향 외측으로 튀어나오도록 연장되어 있다. 그리고, 커버(80)의 하강 시에는 이 튀어나온 부분의 상면에 커버(80)의 하단면이 고무로 된 O링 씰(87)을 통하여 맞닿는다. O링 씰(87)은 커버(80)의 하단면에 형성된 환상 오목부(74)에 끼워져 있다. 커버(80)에는 전환 밸브(82, 85) 및 배기 밸브(86)가 부착되어 있다. 따라서, 커버(80)가 하강하여 테이블(3)과 합쳐져 있을 때에는 기체는 커버(80)와 테이블(3)로 에워싸이는 공간(S)의 안팎을 빠져나갈 수 없다.

테이블(3)과 중심축(5) 사이의 끼워맞춤부의 기밀성은 하나의 링 씰(90) 대신 2개 이상의 씰, 예컨대 상부 립을 갖는 것(가압용)과 하부 립을 갖는 것(감압용)을 병용함으로써 확보하여도 좋다. 또한 오목부(74) 대신 도 13에 종단면도로서 도시한 바와 같이 테이블(3')의 상면에 환상 오목부(75)를 형성하고, 거기에 0링 씰(87)을 끼움으로써 커버(80')의 하단면과 기밀하게 맞닿게 하여도 좋다. 한편, 도 13의 D부 확대도는 도 10과 동일하다.

이 세정 장치(2)에 따르면, 테이블(3)의 회전을 정지하여 커버(80)를 하강시키고, 기판(70)의 주위를 커버(80)와 테이블(3)로 밀폐한 후, 전환 밸브(82)를 통하여 진공 펌프(81)로 감압함으로써 기판(70)을 건조시킬 수 있다. 기판(70)을 지지하는 회전 기둥(10, 11)의 세트를 바꿈으로써 기판(70)을 이동하지 않고 그 지지 부분도 건조시킬 수 있다. 감압에 의해 세정액의 증발 속도를 높일 수 있으므로, 기판(70)은 상온에서 건조한다. 게다가 감압 대상인 공간(S)이 테이블(3)의 상면과 커버(80)로 에워싸이는 작은 부분이므로 재빨리 감압할 수 있다. 따라서, 워터 마크가 붙지 않는다. 게다가, 세정 후에 기판(70)을 이동시킬 필요가 없으므로, 이동 중의 오염을 피할 수 있다. 또한 필요에 따라 세정 후 감압 전에 레귤레이터(84)로 압력을 조정하면서, 전환 밸브(85)를 통하여 기판 재료 및 도전 재료에 대하여 불활성인 기체, 예컨대 질소를 도입함과 동시에, 배기 밸브(86)로부터 공기를 배출하여도 좋다. 그리고, 질소 치환 후 또는 치환 중에 감압 건조함으로써 트렌치 안까지 질소가 충만하여, 도전 재료를 산화시키지 않고 청정하게 건조할 수 있다.

본 발명의 기판 세정 장치에 의하면, 기판을 회전시키면서 외주면을 포함하는 기판 전체를 세정할 수 있다. 따라서, 세정액의 압력으로 비산하는 도전 재료가 기판에 잘 부착되지 않아 세정 후의 청정도가 높다. 또한 기판의 표리면 세정을 위한 반전 및 이송 장치가 부속되어 있지 않으므로, 장치 전체가 소형이다.

Claims

기판을 회전시키면서 노즐로부터 기판으로 세정액을 분사하는 것에 있어서,

본체와,

본체에 부착되며, 서로 독립적으로 출력을 발생시킬 수 있는 2개 이상의 직선 운동의 구동원과,

본체에 회전 가능하게 부착된 회전축과,

회전축을 중심으로 회전 가능하게 본체에 부착되며, 상기 출력을 각각 회전력으로 변환하는 2개 이상의 캠 기구와,

회전축으로부터 지름 방향으로 떨어진 위치에 회전축과 평행한 축선을 가지고, 그 축선을 중심으로 회전 가능하게 회전축에 고정되고, 기판을 수평하게 지지함과 동시에, 회전함에 따라 기판의 측면을 서로 끼우거나 해방시키는 2세트 이상의 회전 기둥과,

회전축과 동심의 회전 중심을 가지며, 캠 기구에 종동하여 상기 회전력을 회전 기둥의 세트에 각각 전달할 수 있는 2개 이상의 전달 부재와,

회전축에 고정되며, 캠 기구의 회전을 회전축의 회전에 연계시키는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전 기둥이, 상면을 갖는 기둥과, 그 상면의 편심 위치에 세워져서 기둥의 회전에 따라 기판의 측면에 접하거나 떨어지는 핀을 가지 며, 각 세트의 핀은 둘레 방향으로 대략 등간격의 위치에 배치되며, 다른 세트의 핀과 상이한 위상 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 상면이 경사져 있으며, 상기 편심 위치가 상면의 최고 위치인 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전 기둥의 외주면 및 상기 전달 부재의 외주면에 서로 맞물리는 기어 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 캠 기구가, 본체에 대하여 회전 가능하고 회전축 방향으로 이동 가능하게 부착되며, 회전축에 대하여 경사진 홈을 갖는 홈 캠과, 전달 부재에 고정되어 홈 내를 전동하는 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 스토퍼가 회전축과 직교하는 원반으로서, 홈 캠의 회전축 방향의 이동을 허용하는 동시에,, 홈 캠을 회전축과 동반 회전시키는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전축의 상단에 고정된 테이블을 더 구비하며,

상기 회전 기둥이 테이블을 통하여 회전축에 기밀하게 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 7 항에 있어서, 테이블이 회전 기둥보다 지름 방향 외측으로 연장되어 있으며, 테이블의 상면에 기밀하게 맞닿아 회전 기둥을 수용할 수 있는 커버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 회전축이 관 형태이며, 내부에 중심축이 끼워맞춤되고, 중심축 내에 세정액 공급관이 삽입되어 있으며, 중심축의 하단이 본체에 고정되고, 상단이 기밀성을 유지하여 테이블을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전달 부재가 수지로 이루어지고, 회전축과 함께 회전 가능하게 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전달 부재가 금속으로 이루어지고, 베어링을 통하여 회전축과 끼워맞춤되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.