TWI476053B - Rotation processing device - Google Patents

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Description

旋轉處理裝置
本發明之實施型態,係關於旋轉處理裝置及旋轉處理方法。
於半導體裝置或液晶顯示裝置的製造過程,通常,存在著在半導體晶圓或玻璃板等基板上形成電路圖案的成磨製程或光學製程。在這些製程,蝕刻或顯影等處理在基板上進行之後,對該處裡面進行洗淨或乾燥處理。
作為進行此洗淨或乾燥處理的裝置,已知有旋轉處理裝置。旋轉處理裝置,具有進行旋轉驅動的旋轉體,於此旋轉體的圓周方向複數之保持構件隔著特定間隔可旋轉地立起設置。於這些保持構件的上面立起設置有支撐銷及夾銷(也被稱為挾持銷),該夾銷設在對保持構件的旋轉中心為偏心的位置。
藉由此旋轉處理裝置處理的基板,藉由機械臂裝置的手部供給至旋轉體。旋轉處理裝置,藉由支撐銷支撐被供給至旋轉體的基板的周邊部的下面,接著,使保持構件旋轉而使夾銷偏心旋轉,使該夾銷卡合於基板的外周面而於旋轉體保持基板。
此後,旋轉處理裝置,使與旋轉體一起保持的基板旋轉同時進行洗淨或乾燥等處,進行往基板之處理後,使各保持構件往與先前相反的方向旋轉,解除根據夾銷之基板 的保持狀態。其後,於基板的下面插入機械臂裝置的手部,該基板由旋轉體取出。
前述夾銷機構,係以儘量減少對處理造成的影響的方式配置的,設計為使由基板處理面往上部側飛出量成為最小限度的方式設計的,此外,關於基板下面的間隙,也以減量不要以構件塞住的方式做成不遮住流往基板下面(背面)的處理液或氣流的構造。
此外,亦有替代前述支撐銷而使支撐基板的支撐部設成與夾銷成為一體(例如參照專利文獻1)。此支撐部與夾銷成為一體,所以夾銷偏心旋轉而抓持基板時,支撐部支撐基板同時進行旋轉。
進而,作為防止基板的卡住導致夾鉗失誤的方法,使用使夾銷的旋轉軸對基板旋轉軸傾斜的構造(例如參照專利文獻1)。在此方向,即使基板端面為一根夾銷所卡住,也不會由其他卡銷離開而抬起,所以必定能夠以夾銷壓住基板。
[專利文獻1]日本特許第4681148號公報
然而,如前所述,在保持構件上除了夾銷以外,存在支撐銷或支撐部等支撐構件的機構,即使在基板處理中也存在著該支撐構件。而且,現在並沒有考慮到該支撐構件相關的處理液或氣流的流動。
本發明所欲解決之課題,在於提供可以實現基板的均勻處理的旋轉處理裝置及旋轉處理方法。
相關於本發明的實施形態的旋轉處理裝置,係使基板旋轉而進行處理的旋轉處理裝置,具備:被設為可旋轉的旋轉體,於該旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔設為可升降,支撐基板的周緣部之至少3個基板支撐構件,於旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔設為可偏心旋轉,藉由偏心旋轉分別抵接於基板的外周面而抓持著基板W之至少3個夾銷,使3個基板支撐構件同步升降的升降機構,以及使3個夾銷同步偏心旋轉的旋轉機構。
相關於本發明的實施型態之旋轉處理方法,係使用具備:被設為可旋轉的旋轉體,於該旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔可升降地設置而支撐基板的周緣部之至少3個基板支撐構件,於旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔設為可偏心旋轉而藉由偏心旋轉分別抵接於基板的外周面而抓持著前述基板之至少3個夾銷的旋轉處理裝置,使基板旋轉而進行處理的旋轉處理方法,具有:藉由3個基板支撐構件支撐基板的步驟,使藉由3個基板支撐構件支撐的基板移動至夾鉗高度的步驟,使位於夾鉗高度的基板藉由3個夾銷進行抓持的步驟,使3個基板支撐構件由藉由3個夾銷抓持的基板退避的步驟,以及在3個基板支撐構件由基板退避的狀態下,使藉由3個夾銷所抓持的基板藉由旋轉體的旋轉而旋轉進行處理的步驟。
根據前述構成的旋轉處理裝置或旋轉處理方法,可以 實現基板的均勻的處理。
針對一實施型態參照圖面進行說明。
如圖1所示,相關於本實施型態的旋轉處理裝置1,具備上面開口的杯體2,與設於此杯體2之下的驅動馬達3,抓持設於杯體2內部的基板W之基板把持機構4,以及控制前述驅動馬達3的控制裝置5。
杯體2被形成為上面開口的筒狀。於此杯體2的底部的直徑方向中心部被形成貫通孔2a,於其直徑方向周邊部,在圓周方向隔著特定間隔連接著供排出杯體2內的排放液之用的複數根排出管(未圖示)。又,杯體2的上端部跨全周,被形成為朝直徑方向內側傾斜。
驅動馬達3,係藉由筒狀的固定子3a,與可旋轉地被插入此固定子3a內的筒狀的旋轉子3b所構成,成為使藉由基板抓持機構4抓持的基板W旋轉的驅動源之馬達。此驅動馬達3被導電連接於控制裝置5,因應於控制裝置5的控制而驅動。
基板抓持機構4,如圖1與圖2所示,具備:成為基體的圓筒狀的旋轉體4a,抓持基板W的複數(例如六個)夾鉗部4b,保持這些夾鉗部4b的旋轉板4c,連結各夾鉗部4b的複數(例如六個)滑移臂4d,可以使這些滑動臂4d個別滑移地支撐之軸基座4e,支撐基板W的複數(例如六個)基板支撐構件4f,一體地支撐這些基板支撐 構件4f之支撐環4g,以及覆蓋各構件的外蓋4h。又,在圖2,基板W、旋轉板4c以及外蓋4h的圖示被省略。
旋轉體4a,如圖1所示,使其中心軸之旋轉體軸A1一致於前述驅動馬達3的旋轉子3b的旋轉軸而固定於旋轉子3b。藉此,旋轉體4a藉由驅動馬達3驅動旋轉。旋轉子3b與旋轉體4a的內側,有不旋轉的固定軸11a在驅動馬達3的下部固定支撐。於此固定軸11a的上部,設有噴嘴頭11b,於此噴嘴頭11b,被形成著對藉由各夾鉗部4b抓持(clamp)的基板W的背面供給處理液的噴嘴12。又,對基板W的表面供給處理液的噴嘴(未圖示)也設於旋轉體4a的上方。
各夾鉗部4b,如圖2所示,在以旋轉體軸A1為中心的圓周上隔著特定間隔,例如等間隔地設置。藉由使這些夾鉗部4b動作,實現使基板W以其中心被配置於旋轉體軸A1的中心(centering)的方式進行抓持(clamp)的機構。
此夾鉗部4b,如圖3所示,具備:夾銷21、保持該夾銷21的銷板(pin plate)22、成為該銷板22的旋轉軸的鉗軸23,被連接於該鉗軸23的下端的傾斜連結板24,設於該傾斜連結板24的端部的傾斜連結軸25,以及設於該傾斜連結軸25的滑動塊26。此夾鉗部4b,以對旋轉體軸A1傾斜的鉗軸心A2為中心進行旋轉。又,在圖3,旋轉板4c以及外蓋4h的圖示被省略。
夾銷21,與鉗軸心A2為偏心(offset)被固定於銷板22上,形成為逆錐狀。銷板22被固定於鉗軸23的上端 ,作為保持夾銷21的可偏心旋轉的偏心旋轉構件而發揮功能。又,所有的夾鉗部4b的各夾銷21接觸於基板W時,夾銷21成為平行於旋轉體軸A1。進而,銷板22成為與正交於旋轉體軸A1的平面平行。
鉗軸23係供使夾銷21偏心旋轉之用的軸,此鉗軸23的下端被固定於傾斜連結板24的一端。於此傾斜連結板24的另一端,被固定著傾斜連結軸25的下端。鉗軸23及傾斜連結軸25相互平行,設為對傾斜連結板24成直角。又,所有的夾鉗部4b的各個鉗軸心A2,與旋轉體軸A1在一點相交以同樣角度傾斜的方式被設定。此外,滑動塊26,以傾斜連結軸25為旋轉軸,與該傾斜連結軸25係無間隙而可旋轉地設置。此滑動塊26與滑動臂4d的先端卡合(詳細內容稍後敘述)。
在此夾鉗部4b,銷板22以鉗軸23為旋轉中心旋轉於閉方向(在本實施型態,為順時針旋轉),在銷板22上的夾銷21偏心旋轉,抵接於藉由各基板支撐構件4f支撐的基板W的外周面。又,夾銷21抵接於基板W的外周面時,銷板22與基板W之間,空有間隙。其他夾鉗部4b也同樣地夾銷21抵接於基板W的外周面,藉由各夾銷21使基板W中心化(centering)於旋轉體軸A1的中心同時進行抓持。另一方面,銷板22以鉗軸23為旋轉中心旋轉於開方向(在本實施型態為反時針方向)時,銷板22上的夾銷21與前述反方向偏心旋轉,離開基板W的外周面。其他的夾鉗部4b也同樣地夾銷21離開基板W的外周面 ,抓持狀態的基板W成為被放開。
旋轉板4c,如圖1所示,被固定於旋轉體4a成為一體,保持各夾鉗部4b而與旋轉體4a一起旋轉。此旋轉板4c藉由旋轉體4a的旋轉而與旋轉體4a一起旋轉,所以各夾鉗部4b也以旋轉體軸A1為中心進行旋轉。
於此旋轉板4c,可旋轉地支撐夾鉗部4b的鉗軸23的軸支撐部31配合夾鉗部4b的個數設有複數個,進而,被插入基板支撐構件4f的貫通孔32,配合於基板支撐構件4f的個數被形成複數個。各軸支撐部31,配合於前述各夾鉗部4b的設置位置,在以旋轉體軸A1為中心的圓周上等間隔地形成,同樣地,各貫通孔32也在以旋轉體軸A1為中心的圓周上等間隔地形成。
各滑動臂4d,如圖2所示,在以旋轉體軸A1為中心的旋轉方向上等間隔地排列著。這些滑動臂4d,藉由在以旋轉體軸A1為中心的圓周的接線方向上滑動,而做為使各夾鉗部4b旋轉的機構而發揮功能。
滑動臂4d,如圖3所示,於先端部具有卡合於滑動塊26的溝部41。此溝部41,係具有與旋轉體軸A1及鉗軸心A2所形成的平面成為平行的2個平面的U字形狀的溝。於溝部41,以傾斜連結軸25為軸之滑動塊26可以移動而且無間隙地被配置著。此滑動臂4d,藉由在正交於旋轉體軸A1的方向上滑動移動,中介著滑動塊26使傾斜連結軸25在鉗軸心A2周圍與溝部41保持平行同時旋轉移動。進而,中介著傾斜連結板24使鉗軸23旋轉而 使銷板22旋轉。
軸基座4e,如圖2所示,被固定於旋轉體4a成為一體,可滑動移動地支撐各滑動臂4d而與旋轉體4a一起旋轉。此軸基座4e,如圖2與涂3所示,使滑動臂4d直線移動的滑動軸51係配合於滑動臂4d的個數而設置。這些滑動軸51,在軸基座4e的周方向等間隔地排列而被固定於該軸基座4e,對於旋轉體軸A1及鉗軸心A2之任一也以成為直角的方式設置。又,前述之滑動臂4d,係以不繞著滑動軸51旋轉的方式形成。
各基板支撐構件4f,如圖2所示,在以旋轉體軸A1為中心的圓周上隔著特定間隔,例如等間隔地定位,設於支撐環4g的上面。此基板支撐構件4f,係以上端部支撐基板W的構件,支撐基板W的支撐面以朝向直徑方向內方向徐徐變低的方式傾斜。又,基板支撐構件4f,如圖1所示,被設置插入旋轉板4c的貫通孔32。
基板支撐構件4f的支撐面(傾斜面),如圖4所示,在各夾鉗部4b的各個夾銷21抓持圓盤狀的基板W時,成為以各鉗軸心A2相交的點B1為中心而包含基板端的球面B2或者成為接於該球面B2的平面的形狀。例如,在旋轉體軸A1與鉗軸心A2所構成的平面上繞著旋轉體軸A1周圍旋轉投影基板支撐構件4f的上面或者邊緣時,以上面或邊緣與鉗軸心A2正交的方式進行各基板支撐構件4f的配置。又,在圖4,前方側的兩根基板支撐構件4f的圖示被省略。
藉此,即使基板W因為各基板支撐構件4f之各個的支撐面而在傾斜狀態下被支撐的場合,在藉由各夾鉗部4b的各個之夾銷21抓持時,基板W會沿著各基板支撐構件4f支各個支撐面來移動,所以可藉由各夾銷21確實地抓持基板W。
支撐環4g,如圖2所示,是支撐圓環狀等間隔排列的各基板支撐構件4f之環。此支撐環4g以旋轉體軸A1為中心設為可以升降,而圓筒狀的旋轉體4a貫通環內。藉由這樣的支撐環4g,各基板支撐構件4f成為一體,可以同時升降。
外蓋4h,如圖1所示,被形成為下面開口的外殼狀,與旋轉體4a的旋轉一起旋轉的前述各部分,亦即,係覆蓋夾鉗部4b或旋轉板4c、滑動臂4d、軸基座4e、支撐環4g等防止產生亂流的構件。於此外蓋4h,被形成有始由噴嘴頭11b的噴嘴12吐出的處理液通過上部之用的開口部61、使各夾鉗部4b的各個銷板22的上面露出的複數開口部62、以及各基板支撐構件4f通過的複數貫通孔63。又,各貫通孔63,被形成為可以分別收容基板支撐構件4f的先端部,亦即具有支撐面(傾斜面)的先端部之尺寸。
此處,前述之各夾鉗部4b、各滑動臂4d以及各基板支撐構件4f等構件,被配置為對旋轉體軸A1為軸對稱,成為不對驅動馬達3施以偏心負荷的構造。
其次,參照圖5說明使各滑動臂4d滑動移動之移動 機構。又,在圖5,基板W、旋轉板4c以及外蓋4h的圖示被省略。
如圖5所示,於各滑動臂4d的下面,分別設有同步移動銷42。這些同步移動銷42的高度,於旋轉體軸A1的軸周圍交互地不同。同步移動銷42,存在2種不同的高度。亦即,具有第1高度的第1同步移動銷42,與具有比該第1高度更高的第2高度的第2同步移動銷42於旋轉體軸A1的軸周圍交錯地存在(第1高度<第2高度)。
具有第1高度的3個同步移動銷42,卡合於以旋轉體軸A1為旋轉軸進行旋轉的第1同步移動環43,此外,具有第2高度的3個同步移動銷42,卡合於以旋轉體軸A1為旋轉軸進行旋轉的第2同步移動環44。又,同步移動環42,使用固定之銷,但並不以此為限,其他例如設置旋轉的銷亦可。
前述第1同步移動環43以及第2同步移動環44被配置為上下兩段,被設為可繞著旋轉體4a的軸而旋轉。第1同步移動環43,具有以夾入具有第1高度的同步移動銷42的方式接觸的複數銷接觸部43a,同樣地,第2同步移動環44,也以夾入具有第2高度的同步移動銷42的方式接觸的複數銷接觸部44a。
這些第1同步移動環43以及第2同步移動環44旋轉時,卡合於這些地各同步移動銷42同步移動於旋轉體軸A1的周圍,連接於這些同步移動銷42的各滑動臂4d沿著滑動軸51平行移動。因應於此,如前所述各夾鉗部4b 之各個夾銷21以鉗軸23為旋轉中心進行偏心旋轉。
此時,第1同步移動環43以及第2同步移動環44的旋轉方向為反時針方向C1(由基板W的表面來看)時,各夾銷21的旋轉方向成為閉方向(順時針C2),各夾銷21成為把基板W置中於旋轉體軸A1的中心而抓持。另一方面,第1同步移動環43及第2同步移動環44之旋轉方向為順時針方向C2時,各夾銷21的旋轉方向也成為開方向(反時針方向C1),各夾銷21成為放開基板W的抓持狀態。又,第1同步移動環43與第2同步移動環44沒有必要一起旋轉,只要使任一方旋轉就可以抓持(clamp)基板W。
此處,有必要於旋轉體4a的旋轉中確實地抓持基板W,所以第1同步移動環43與第2同步移動環44,使所有的夾鉗部4b的各夾銷21為關閉方向,於反時針方向C1上使用彈簧來彈壓。亦即,僅在放開基板W的抓持時,在與前述方向相反的方向,亦即順時針方向C2上使第1同步移動環43及第2同步移動環旋轉。
前述第1同步移動環43,具有被形成為圓筒狀的圓筒部43b,於此圓筒面,被形成延伸於旋轉體軸A1的軸方向的螺旋狀的溝43b1。於此螺旋狀的溝43b1,升降銷45A以接觸的方式插入,此升降銷45A自由旋轉地設於升降塊46A。此升降塊46A,以嵌入被形成於旋轉體4a的第1旋轉體溝4a1的形式,可移動地設於旋轉體軸A1的軸方向。於升降塊46A,透過連結構件(未圖示)安裝著 第1升降環47A。又,螺旋狀的溝43b1,係使第1升降環47A的升降移動,亦即旋轉體軸A1的軸方向的升降移動,透過升降銷45A變換為第1同步移動環43的旋轉移動之用的溝。
第2同步移動環44,也與第1同步移動環43同樣,具有被形成為圓筒狀的圓筒部44b,於此圓筒面,被形成延伸於旋轉體軸A1的軸方向的螺旋狀的溝44b1。於此螺旋狀的溝44b1,升降銷45B以接觸的方式插入,此升降銷45B自由旋轉地設於升降塊46B。此升降塊46B,以嵌入被形成於旋轉體4a的第2旋轉體溝4a2的形式,可移動地設於旋轉體軸A1的軸方向。於此升降塊46B,透過連結構件48安裝著第2升降環47B。又,螺旋狀的溝44b1,也與前述溝43b1同樣,係使第2升降環47B的升降移動,亦即旋轉體軸A1的軸方向的升降移動,透過升降銷45B變換為第2同步移動環44的旋轉移動之用的溝。
其次,參照圖6說明使這樣的2個升降環47A、47B升降的升降機構以及使前述支撐環4g升降的升降機構。又,在圖6,旋轉板4c以及外蓋4h的圖示被省略。
如圖6所示,做為使2個升降環47A、47B升降的升降機構,設有使第1升降環47A升降的第1升降氣缸71,與使第2升降環47B升降的第2升降氣缸72。作為這些第1升降氣缸71及第2升降氣缸72,例如可以使用空氣汽缸。又,第1升降氣缸71或第2升降氣缸72作為使升降環升降的升降部而發揮功能。
第1升降氣缸71,具有氣缸本體71a,藉由該氣缸本體71a進行升降的升降臂71b,以及被安裝於該升降臂71b的先端的凸輪從動件71c。此凸輪從動件71c上升接觸於第1升降環47A,藉由使該第1升降環47A壓起於旋轉體軸A1的軸方向(延伸方向),第1升降環47A上升。又,氣缸本體71a被固定於裝置架台(未圖示)。
第2升降氣缸72,也與第1升降氣缸71同樣,具有氣缸本體72a,藉由該氣缸本體72a進行升降的升降臂72b,以及被安裝於該升降臂72b的先端的凸輪從動件72c。此凸輪從動件72c上升接觸於第2升降環47B,藉由使該第2升降環47B壓起於旋轉體軸A1的軸方向(延伸方向),第2升降環47B上升。又,氣缸本體72a也被固定於裝置架台(未圖示)。
如此般第1升降氣缸71及第2升降氣缸72升降時,第1升降環47A及第2升降環47B升降,這些第1升降環47A及第2升降環47B連接的第1同步移動環43及第2同步移動環44進行旋轉。此時,第1升降環47A及第2升降環47B下降時,第1同步移動環43及第2同步移動環44藉由彈簧的彈壓力往反時針方向C1旋轉。另一方面,第1升降環47A及第2升降環47B上升時,第1同步移動環43及第2同步移動環44往順時針方向C2旋轉。
此處,於各升降氣缸71、72降至最低時,各凸輪從動件71c、72c,不接觸於與旋轉體4a一起旋轉的各升降環47A、47B而離開這些升降環47A、47B。藉此,旋轉 體4旋轉時,各升降環47A、47B可以不接觸於各凸輪從動件71c、72c而進行旋轉,可以實現平順的旋轉。
此外,作為使升降環4g升降的升降機構,設有透過支撐環4g使各基板支撐構件4f上升至鉗高度之夾鉗高度氣缸73,以及透過支撐環4g使各基板支撐構件4f上升至移載高度之移載高度氣缸74。又,夾鉗高度氣缸73或移載高度氣缸74作為使支撐環4g升降的升降部而發揮功能。
夾鉗高度氣缸73,具有氣缸本體73a,藉由該氣缸本體73a進行升降的升降臂73b,以及被安裝於該升降臂73b的先端的凸輪從動件73c。此凸輪從動件73c上升而接觸於支撐環4g,藉由把該支撐環4g壓起至旋轉體軸A1的軸方向(延伸方向),使支撐環4g上的各基板支撐構件4f上升至鉗高度。又,氣缸本體73a被固定於裝置架台(未圖示)。
移載高度氣缸74,也與夾鉗高度氣缸73同樣,具有氣缸本體74a,藉由該氣缸本體74a進行升降的升降臂74b,以及被安裝於該升降臂74b的先端的凸輪從動件74c。此凸輪從動件74c上升而接觸於支撐環4g,藉由把該支撐環4g壓起至旋轉體軸A1的軸方向(延伸方向),使支撐環4g上的各基板支撐構件4f上升至移載高度。又,氣缸本體74a也被固定於裝置架台(未圖示)。
此處,在僅有夾鉗高度氣缸73上升的場合,各基板支撐構件4f被定位於抓持基板W的鉗高度,僅移載高度 氣缸74上升的場合,各基板支撐構件4f被定位於基板搬送用機械臂等進行基板交換的移載高度。進而,雙方的氣缸73、74降至最低的場合,各基板支撐構件4f的先端下降至外蓋4h上面的高度,各基板支撐構件4f被收容於外蓋4h內。
此外,各氣缸73、74降至最低時,各凸輪從動件73c、74c,不接觸於與旋轉體4a一起旋轉的支撐環4g而離開該支撐環4g。藉此,旋轉體4旋轉時,支撐環4g可以不接觸於各凸輪從動件73c、74c而進行旋轉,可以實現平順的旋轉。
藉由前述4台氣缸動作的組合,根據各夾鉗部4b之抓持以及各基板支撐構件4f的升降,例如可以進行由把持基板放開高度往基板搬送高度(移載高度)之各基板支撐構件4f的上升,以及相反的,由基板搬送高度起往基板把持高度(抓持高度)支各基板支撐構件4f的下降,進而包括各基板支撐構件4f的收容(退避)。
此外,設有測定與第1升降環47A之間隙的第1環間隙測定感測器75,與測定與第2升降環47B之間隙的第2環間隙測定感測器76。這些第1環間隙測定感測器75及第2環間隙測定感測器76與汽缸同樣被固定於裝置架台(未圖示)。作為第1環間隙測定感測器75及第2環間隙測定感測器76,例如可以使用接近感測器。又,第1環間隙測定感測器75或第2環間隙測定感測器76之功能為檢測升降環的高度。
第1升降氣缸71之降至最低時,凸輪從動件71c不與第1升降環47A接觸,所以第1升降環47A,在各夾鉗部4b之各個夾銷21正常抓持基板W時,與無法正常抓持基板W時,會停止在不同的高度。又,第2升降氣缸72之降至最低時也同樣,第2升降環47B也會停止在不同的高度。
因此,藉由各環間隙測定感測器75、76測定環停止高度,可以確認是否藉由各夾鉗部4b正常地抓持著基板W。例如,與測定的環之間隙,亦即環停止高度若不是在特定範圍內的話,判斷為沒有正常地抓持基板W。如此般藉由測定由各環間隙測定感測器75、76抓持基板W時之環間隙,可以確認正確的抓持,可以移到下個動作。
亦即,第1環間隙測定感測器75以及第2環間隙測定感測器76,被導電連接於控制裝置5,把測定的結果,亦即測定值輸入控制裝置5。控制裝置5具有判斷部5a(參照圖1),該判斷部5a因應於前述測定結果判斷根據各夾鉗部4b之基板W的抓持是否正常,判斷基板W的抓持為正常時,進行下個動作,判斷基板W的抓持為不正常時,中止動作。此時,對使用者報知基板W的抓持不正常的訊息亦可。
此處,前述的夾鉗相關動作與根據驅動馬達3的旋轉動作是獨立的,在夾鉗相關動作中可以開始驅動馬達3的低速旋轉。此外,使基板W旋轉進行製程處理的場合,也藉由使第1升降環47A或第2升降環47B之任一方上 升,而可以放開各夾鉗部4b之合計6個夾銷21之中的3個。其後,使第1升降環47A或第2升降環47B下降時,能夠以感測器確認六個夾銷21正確地抓持基板W。此外,僅在正確抓持基板W的場合,使各升降環47A、47B之一方上升,而開放一方的3個夾銷21的話,可以預防在處理中因夾鉗失誤導致基板放出等異常發生,所以可謀求安全性的提高。
其次,說明前述旋轉處理裝置1的旋轉處理動作(旋轉處理方法)。
在此旋轉處理動作,存在著:藉由各基板支撐構件4f支撐基板W的步驟,使藉由各基板支撐構件4f支撐的基板W移動到夾鉗高度的步驟,藉由各夾鉗部4b抓持位在夾鉗高度的基板W的步驟,由藉由各夾鉗部4b抓持的基板W使各基板支撐構件4f退避的步驟,在各基板支撐構件4f由基板W退避的狀態,使藉由各夾鉗部4b抓持的基板W藉由旋轉體4的旋轉而使其旋轉進行處理的步驟,放開已處理的基板W的抓持狀態的步驟,以及使已完成處理的基板W移動至移載高度的步驟。
在藉由各基板支撐構件4f支撐基板W的步驟,各基板支撐構件4f位於移載高度(基板搬送高度)(參照圖1),各夾鉗部4b之各個夾銷21位於開放位置。在此狀態,基板W藉由機械臂裝置之手部等而載置於各基板支撐構件4f的支撐面(傾斜面)上。又,此時,支撐環4g藉由移載高度汽缸74壓起至旋轉體軸A1的軸方向上, 各基板支撐構件4f上升至移載高度。此外,第1升降環47A及第2升降環47B,藉由第1升降氣缸71及第2升降氣缸72壓起,第1同步移動環43及第2同步移動環44旋轉於順時針方向C2。藉由此旋轉狀態,透過各滑動臂4d,各夾鉗部4b之各個的夾銷21往開方向(反時針方向C1)偏心旋轉後停止。
接著,在使基板W移動至夾鉗高度的步驟,夾鉗高度氣缸73上升,移載高度汽缸74下降。因應於此,支撐環4g往旋轉體軸A1的軸方向下降,抵接於夾鉗高度汽缸73的凸輪從動件74c而停止。藉此,各基板支撐構件4f成為位在夾鉗高度(基板抓持高度)。
接著,在藉由各夾鉗部4b抓持基板W的步驟,在前述的狀態,第1升降氣缸71及第2升降氣缸72下降,第1升降環47A及第2升降環47B下降時,第1同步移動環43及第2同步移動環44藉由彈簧之彈壓力旋轉於反時針方向C1。藉由此旋轉動作,卡合於這些的各同步移動銷42同步而移動於旋轉體軸A1的周圍,分別的滑動臂4d沿著滑動軸51平行移動。因應於此,各夾鉗部4b的各個之夾銷21於閉方向(順時針方向C2)偏心旋轉,抵接於藉由各基板支撐構件4f支撐的基板W的外周面,使基板W置中於旋轉體軸A1的中心而把持。
其後,在由基板W使各基板支撐構件4f退避的步驟,如前所述藉由各夾鉗部4b抓持基板W時,夾鉗高度氣缸73下降,支撐環4g往旋轉體軸A1的軸方向下降而停 止於最低位置。藉此,各基板支撐構件4f的先端部位於外蓋4h的各貫通孔63內,被收容於外蓋4h內。
接著,在使基板W旋轉而進行處理的步驟,藉由驅動馬達3使旋轉體4a旋轉,對基板W的上面及下面之雙面(表裏)供給洗淨液。洗淨液被供給特定時間之後,停止其供給。接著,旋轉體4a以比洗淨液供給時更高的速度進行旋轉。藉此,附著於基板W的上下面之洗淨液藉由高速旋轉所產生的離心力及氣流而往基板W的直徑方向外方向流動,由其外周緣飛散。由基板W的周緣部飛散的洗淨液衝突於杯體2的內周面,由連接於其底部的複數排出管抽吸排出。又,設有在此乾燥時,對基板W的上下面之各中央部噴射氣體的單元(未圖示)。此單元藉由氣體的噴射,使殘留於基板W的上下面之各中央部的處理液壓往直徑方向的外方向而流動。
其後,在放開已處理完畢的基板W的抓持狀態的步驟,首先藉由夾鉗高度氣缸73使支撐環4g往旋轉體軸A1的軸方向壓起,各基板支撐構件4f上升至夾鉗高度。接著,在該狀態下,藉由第1升降氣缸71及第2升降氣缸72壓起第1升降環47A及第2升降環47B,第1同步移動環43及第2同步移動環44旋轉於順時針方向C2。藉由此旋轉動作,卡合於這些的各同步移動銷42同步而移動於旋轉體軸A1的周圍,分別的滑動臂4d沿著滑動軸51平行移動。因應於此,各夾鉗部4b之各個夾銷21於開方向(反時針方向C1)偏心旋轉,離開基板W的外 周面而放開基板W。由此夾鉗放開的基板W,藉由各基板支撐構件4f支撐。
最後,在使已處理完畢的基板W移動至移載高度的步驟,藉由移載高度氣缸74使支撐環4g往旋轉體軸A1的軸方向壓起,支撐基板W的各基板支撐構件4f上升至移載高度。其後,各基板支撐構件4f的支撐面(傾斜面)上的基板W藉由機械臂裝置之手部等而搬送。此時,搬送用的機械臂裝置,於基板W的下面與外蓋4h之間插入手部,藉由該手部支撐基板W的下面而搬送。
在這樣的旋轉處理步驟,使2個升降環47A、47B分別下降時,使間隔著1個之3個夾銷21同步,可以使載置於各基板支撐構件4f的基板W定位於中央同時抓持。6個夾銷21以3個為一組,作為2個3爪夾鉗而發揮機能。此外,相反地,使升降環47A、47B之任一方上升時,可以打開3個夾銷21。
進而,可以使2組基板夾鉗機構獨立,而且與基板旋轉機構之間也獨立驅動。藉此,於基板開放時,在使2個升降環47A、47B上升而抓持基板W之後,確認各升降環47A、47B的高度位置的話,可以確認基板W的抓持是否正常地完成。此外,基板W的旋轉中,只要使各升降環47A、47B之單一方上升的話,可以打開6處夾銷21之3個。特別是,藉由維持於抓持基板W的狀態同時交互開放3個夾銷21,可以減低夾銷對處理液的影響。又,各氣缸具有凸輪從動件,所以即使凸輪從動件接觸於旋轉的 升降環47A、47B,也可以抑制對驅動馬達3帶來旋轉負荷。
此外,如圖7所示,在藉由各夾鉗部4b夾鉗基板W的位置,夾鉗部4b的重心點G與夾銷21,被設定為位在夾住包含旋轉體軸A1與夾鉗軸心A2的旋轉軸面M1的兩側。藉此,旋轉體4a旋轉的場合,藉由作用於重心點G的離心力,協助夾銷21抓持基板W之力。如此,把夾鉗部4b的抓持機構重心配置於對離心力F封閉之側的話,即使在高速旋轉時,藉由3個夾鉗部4b,亦即3根夾銷21來抓持基板W,也可以提高該抓持力至相當於靜止時的程度,所以可以安定地進行抓持。
又,在前述實施型態,使用一個夾銷21,但並不以此為限,如圖8所示,例如使用2個夾銷21亦可,其數目沒有限定。這些夾銷21,係以抓持基板W時這些的間隔比基板W的外周面的缺口部(例如,缺口)N1的寬幅(缺口寬幅)還大且接觸於基板W的外周面的方式設置的。藉此,於抓持對象的基板W的缺口部N1,即使有2根之中的一根夾銷21伸入,另一根夾銷21也可以抓持基板W的外周面,可以抑制決定的置中位置所受到的基板W的缺口部N1的影響,所以可以實行正確的置中(centering)。又,使夾銷21成為與基板W成為面接觸的平面或圓筒面等曲面構造亦可。在此場合,也可以得到同樣的效果。
如以上所說明的,根據本實施型態,設有使各基板支 撐構件4f同步而升降的升降機構。亦即,藉由各夾鉗部4b抓持基板W時,各基板支撐構件4f藉由升降機構下降而退避。其後,進行基板W的處理。藉此,於基板W的處理中,各基板支撐構件4f由基板W充分隔開,不會妨礙處理液或氣流的流動,所以可實現基板W的均勻的處理。
此外,作為升降機購,藉由使用支撐各基板支撐構件4f的支撐環4g,作為使該支撐環4g升降的升降部之各氣缸73、74,能夠以簡單的構成來構築升降機構。
此外,作為旋轉機構,藉由使用被設置為可移動地設在正交於旋轉體4a的旋轉軸的方向上,使各夾鉗部4b之各個夾銷21旋轉之用的複數滑動臂4d,以及以旋轉體4a的旋轉軸為中心可旋轉地設置的,使各滑動臂4d同步而移動於正交於旋轉體4a的旋轉軸的方向之各同步移動環43、44,能夠以簡單的構成來構築旋轉機構。
此外,各滑動臂4d分別具有同步移動銷42。第1同步移動環43,具有藉由以旋轉體4a的旋轉軸為中心的旋轉,而接觸於同步移動銷42的複數之銷接觸部43a。此外,第2同步移動環44也同樣具有複數之銷接觸部44a。藉此,能夠以簡單的構成使各滑動臂4d同步而移動於正交於旋轉體4a的旋轉軸的方向上。
此外,第1同步移動環43,具有被形成延伸在旋轉體4a的旋轉軸的軸方向上的螺旋狀的溝43b1之圓筒部43b。旋轉機構,具備:被插入溝43b1而可以沿著該溝 43b1移動的升降銷45A,與以旋轉體4a的旋轉軸為中心可移動地設於該旋轉軸的軸方向上,被連結於升降銷45A的升降環47A,作為使該升降環47A升降之升降部的第1升降氣缸71。藉此,升降移動被變換為旋轉移動,所以能夠以簡單的構成使第1同步移動環43旋轉。又,第2同步移動環44也藉由同樣的構成而可得到同樣的效果。
此外,藉由設置作為檢測出第1升降環47A的高度之感測器的第1環間隙測定感測器75,與因應於藉由該第1環間隙測定感測器75所檢測出的第1升降環47A的高度而判斷各夾鉗部4b之各個的夾銷21是否正常地抓持基板W之判斷部5a,即使基板W的夾鉗在不充分的狀態下,也可以防止執行處理而產生的不良情形。此外,第2環間隙測定感測器76,也藉由同樣的構成而可得到同樣的效果。
此外,3個一組之各夾銷21在處理基板W之處理中各組交互抓持基板W的場合,可以維持在抓持基板W的狀態下,交互地放開3個夾銷21,所以可對基板W的外周面供給處理液,抑制處理不均勻的產生。詳言之,被抓持於夾銷21的基板W的外周面成為暫時被放開的狀態,所以處理液不會因銷而滯留,可以防止處理不均勻。
此外,2個夾銷21抓持基板W時這些之間隔大於基板W的外周面的缺口部N1的寬幅,以接觸於基板W的外周面的方式設於銷板(pin plate)22的場合,即使抓持對象的基板W為附有缺口部N1的半導體晶圓的場合,也可 以抑制藉由各夾銷21之抓持而決定的置中位置受到基板W的缺口部N1的影響,所以可以實行正確的置中(centering)。
又,在前述的實施型態,作為基板W,對圓形的晶圓那樣的圓板狀的基板進行處理,但基板W的形狀並沒有限制,例如作為基板W,對液晶面板那樣的矩形板狀的玻璃基板進行處理亦可。在此場合,必須要至少3根夾銷21,但為了提高基板W的抓持的安定性,以設置4根夾銷21為較佳。此外,4根夾銷21設置2組的場合,與前述同樣,可以在處理中各組交互抓持基板W。
以上,雖然說明了本發明之幾個實施型態,但這些實施型態,僅係作為例子而提示的,並未意圖限定發明的範圍。這些新穎的實施型態,可以在其他種種型態被實施,在不逸脫於本發明要旨的範圍,可以進行種種的省略、置換、變更。這些實施型態或其變形,包含於本發明的範圍或要旨,同時也包含與記載於申請專利範圍的發明均等的範圍。
1‧‧‧旋轉處理裝置
2‧‧‧杯體
2a‧‧‧貫通孔
3‧‧‧驅動馬達
3a‧‧‧固定子
3b‧‧‧旋轉子
4‧‧‧基板把持機構
4a‧‧‧旋轉體
4b‧‧‧夾鉗部
4c‧‧‧旋轉板
4d‧‧‧滑移臂
4e‧‧‧軸基座
4f‧‧‧基板支撐構件
4g‧‧‧支撐環
4h‧‧‧外蓋
5‧‧‧控制裝置
11a‧‧‧固定軸
11b‧‧‧噴嘴頭
12‧‧‧噴嘴
21‧‧‧夾銷
22‧‧‧銷板(pin plate)
23‧‧‧鉗軸
24‧‧‧傾斜連結板
25‧‧‧傾斜連結軸
26‧‧‧滑動塊
31‧‧‧軸支撐部
32‧‧‧貫通孔
41‧‧‧溝部
42‧‧‧同步移動銷
43、44‧‧‧同步移動環
44a‧‧‧銷接觸部
51‧‧‧滑動軸
A1‧‧‧旋轉體軸
A2‧‧‧鉗軸心
W‧‧‧基板
圖1係顯示相關於一實施型態之旋轉處理裝置之概略構成之剖面圖。
圖2係顯示圖1所示的旋轉處理裝置的概略構成之立體圖。
圖3係擴大顯示圖2所示的旋轉處理裝置的一部分之 立體圖。
圖4係供說明圖2所示的旋轉處理裝置具備的基板支撐構件之用的說明圖。
圖5係顯示圖2所示的旋轉處理裝置具備的旋轉機構的概略構成之立體圖。
圖6係顯示圖2所示的旋轉處理裝置具備的升降機構的概略構成之立體圖。
圖7係供說明圖3所示的夾鉗部的重心與夾銷之位置關係之用的說明圖。
圖8係作為圖3所示的夾鉗部的變形例顯示具有2個夾銷的夾鉗部之立體圖。
1‧‧‧旋轉處理裝置
2‧‧‧杯體
2a‧‧‧貫通孔
3‧‧‧驅動馬達
3a‧‧‧固定子
3b‧‧‧旋轉子
4‧‧‧基板把持機構
4a‧‧‧旋轉體
4b‧‧‧夾鉗部
4c‧‧‧旋轉板
4d‧‧‧滑移臂
4e‧‧‧軸基座
4f‧‧‧基板支撐構件
4g‧‧‧支撐環
4h‧‧‧外蓋
5‧‧‧控制裝置
5a‧‧‧判斷部
11a‧‧‧固定軸
11b‧‧‧噴嘴頭
12‧‧‧噴嘴
21‧‧‧夾銷
22‧‧‧銷板(pin plate)
23‧‧‧鉗軸
31‧‧‧軸支撐部
32‧‧‧貫通孔
61‧‧‧開口部
62‧‧‧開口部
63‧‧‧貫通孔
71‧‧‧第1升降氣缸
72‧‧‧第2升降氣缸
73‧‧‧夾鉗高度氣缸
74‧‧‧移載高度氣缸
A1‧‧‧旋轉體軸
W‧‧‧基板

Claims (9)

  1. 一種旋轉處理裝置,係使基板旋轉進行處理的旋轉處理裝置,其特徵為具備:被設為可旋轉的旋轉體,於前述旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔可升降地設置的,支撐前述基板的周緣部之至少3個基板支撐構件,於前述旋轉體的旋轉方向隔著特定間隔設為可偏心旋轉的,藉由偏心旋轉分別抵接於前述基板的外周面而抓持著前述基板之至少3個夾銷,使前述3個基板支撐構件同步升降的升降機構,以及使前述3個夾銷同步偏心旋轉的旋轉機構;前述旋轉機構,具備:被設為可在正交於前述旋轉體的旋轉軸的方向上移動,供使前述3個夾銷偏心旋轉之用的複數滑動臂,以及被設為能夠以前述旋轉體的旋轉軸為中心進行旋轉的,使前述複數滑動臂同步而移動在正交於前述旋轉體的旋轉軸的方向之同步移動環。
  2. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中前述升降機構,具備:支撐前述3個基板支撐構件的支撐環,以及使前述支撐環升降的升降部。
  3. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中前述複數滑動臂分別具有同步移動銷,前述同步移動環,具有藉由以前述旋轉體的旋轉軸為中心之旋轉而接觸 於前述同步移動銷的複數之銷接觸部。
  4. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中前述同步移動環,具有被形成延伸於前述旋轉體的旋轉軸的軸方向的螺旋狀的溝之圓筒部,前述旋轉機構,具備:被插入前述溝可以沿著該溝移動的升降銷,被設為以前述旋轉體的旋轉軸為中心可移動於該旋轉軸的軸方向的,被連結於前述升降銷之升降環,以及使前述升降環升降的升降部。
  5. 如申請專利範圍第4項之旋轉處理裝置,其中具備:檢測前述升降環的高度之感測器,以及因應於藉由前述感測器檢測出的前述升降環的高度判斷根據前述複數夾銷之前述基板的抓持是否正常的判斷部。
  6. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中具備設為可偏心旋轉的,保持前述夾銷的偏心旋轉構件;前述夾銷在前述偏心旋轉構件設有2根,這2根夾銷抓持前述基板時前述2根夾銷之間隔大於前述基板的外周面的缺口部的寬幅而以接觸於前述基板的外周面的方式設置。
  7. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中前述基板支撐構件設有6個, 前述夾銷以三個為一組設有6個,前述旋轉機構使前述6個夾銷依各個組同步旋轉,前述升降機構使前述6個基板支撐構件同步升降。
  8. 如申請專利範圍第7項之旋轉處理裝置,其中前述6個夾銷,於處理前述基板之處理中依各組交互抓持前述基板。
  9. 如申請專利範圍第1項之旋轉處理裝置,其中前述基板為矩形板狀的基板。
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