TWI830757B - 基板旋轉裝置、基板洗淨裝置及基板處理裝置，以及基板旋轉裝置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種進步的基板旋轉裝置，該基板旋轉裝置具備：外筒；內筒，該內筒定位於外筒的內部；馬達，該馬達用於使內筒旋轉；磁軸承，該磁軸承用於使內筒磁懸浮；以及基板保持部，該基板保持部設置於內筒，該馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，該馬達定子安裝於外筒；以及馬達轉子，該馬達轉子安裝於內筒，該磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，該磁軸承定子安裝於外筒；以及磁軸承轉子，該磁軸承轉子安裝於內筒，磁軸承構成為利用磁軸承定子與磁軸承轉子之間的引力使內筒磁懸浮。

Description

基板旋轉裝置、基板洗淨裝置及基板處理裝置，以及基板旋轉裝置的控制方法
本發明涉及一種基板旋轉裝置、基板洗淨裝置、基板處理裝置以及基板旋轉裝置的控制方法。
以往，已知有用於使基板旋轉的基板旋轉裝置。典型地，某些其他的裝置具備基板旋轉裝置。例如，專利文獻1公開了一種具備基板旋轉裝置的基板洗淨裝置。
[現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2018-006368號公報
本發明的一個目的在於，提供一種基板旋轉裝置。
作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，該基板旋轉裝置具備：外筒；定位於外筒的內部的內筒；用於使內筒旋轉的馬達；用於使內筒磁懸浮的磁軸承；以及設置於內筒的基板保持部，其中，馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，安裝於外筒；以及馬達轉子，安裝於內筒，磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，安裝於外筒；以及磁軸承轉子，安裝於內筒，磁軸承構成為利用磁軸承定子與磁軸承轉子之間的引力使內筒磁懸浮。
100‧‧‧基板處理裝置
110‧‧‧裝載/卸載部
111‧‧‧FOUP
112‧‧‧輸送機械手
120‧‧‧研磨部
121‧‧‧第一研磨裝置
122‧‧‧第二研磨裝置
123‧‧‧第三研磨裝置
124‧‧‧第四研磨裝置
125‧‧‧噴霧器
126‧‧‧修整器
130‧‧‧晶圓站
140‧‧‧基板輸送單元
150‧‧‧基板洗淨部
151‧‧‧第一基板洗淨裝置
152‧‧‧第二基板洗淨裝置
153‧‧‧第三基板洗淨裝置
154‧‧‧第一洗淨部輸送機械手
155‧‧‧第二洗淨部輸送機械手
160‧‧‧控制部
200‧‧‧洗淨臂
201‧‧‧洗淨刷
210‧‧‧基板旋轉裝置
211‧‧‧外筒
212‧‧‧內筒
213‧‧‧磁軸承
213r‧‧‧磁軸承轉子
213s‧‧‧磁軸承定子
213as‧‧‧軸向感測器
213rs‧‧‧徑向感測器
214‧‧‧馬達
214r‧‧‧馬達轉子
214s‧‧‧馬達定子
215‧‧‧擋泥板
218‧‧‧基板保持部
220‧‧‧控制部
230‧‧‧接地機構
240‧‧‧罩
241‧‧‧開口部
W‧‧‧基板
第1圖是示意性地表示基板處理裝置的俯視圖。
第2圖是示意性地表示基板洗淨裝置的前視圖，且是內筒定位於洗淨位置的圖。
第3圖是示意性地表示基板洗淨裝置的前視圖，且是內筒定位於輸送位置的圖。
第4圖是示意性地表示具有馬達轉子的基板旋轉裝置以及具有該基板旋轉裝置的基板洗淨裝置的前視圖，該馬達轉子具有與馬達定子相同的長度，且第4圖是內筒定位於洗淨位置的圖。
第5圖是示意性地表示具有馬達轉子的基板旋轉裝置以及具有該基板旋轉裝置的基板洗淨裝置的前視圖，該馬達轉子具有與馬達定子相同的長度，且第5圖是內筒定位於輸送位置的圖。
第6圖是示意性地表示磁軸承定子所處的高度和馬達定子所處的高度相同，並且磁軸承轉子所處的高度和馬達轉子所處的高度是相同的基板旋轉裝置以及具有該基板旋轉裝置的基板洗淨裝置的前視圖。
第7圖是第6圖的基板旋轉裝置的剖視圖。
以下，一邊參照附圖，一邊對實施方式所涉及的基板旋轉裝置以及具有該基板旋轉裝置的裝置進行說明。在以下的例子中，基板洗淨裝置具有基板旋轉裝置。進一步，在以下的例子中，基板處理裝置具有基板洗淨裝置。但是，應當留意，也能夠採用除例示的結構之外的結構。實施方式所涉及的基板旋轉裝置也可以應用於除基板洗淨裝置之外的裝置。實施方式所涉及的基板洗淨裝置也可以應用於除基板處理裝置之外的裝置。
第1圖是示意性地表示基板處理裝置100的俯視圖。第1圖的基板處理裝置100具備裝載/卸載部110、研磨部120和晶圓站130。基板處理裝置100還具備基板輸送單元140和基板洗淨部150。除此之外，基板處理裝置100還具備控制部160。
裝載/卸載部110用於從基板處理裝置100的外部裝載需要處理的基板、以及從基板處理裝置100的內部卸載處理結束的基板而設置。基板可以是矽晶圓，也可以是其他種類的基板。裝載/卸載部110具備至少一個(在圖示的例子中為四個)的FOUP(Front Opening Unified Pod、前開式晶圓傳送盒)111和裝載/卸載部的輸送機械手112。FOUP111能夠收納基板或收納有基板的基板盒。裝載/卸載部的輸送機械手112從/向期望的FOUP111接收/交遞基板。由裝載/卸載部的輸送機械 手112接收的基板也可以由後述的基板輸送單元140及/或未圖示的機構等送向研磨部120。
第1圖的例子中的研磨部120具備第一研磨裝置121、第二研磨裝置122、第三研磨裝置123和第四研磨裝置124。在此，在說明研磨裝置時使用的“第一”、“第二”等用語僅是用於區別各研磨裝置的用語。換言之，在說明研磨裝置時使用的“第一”、“第二”等用語可以與研磨的順序及/或優先度等無關，也可以與研磨的順序及/或優先度等有關。
各個第一研磨裝置121至第四研磨裝置124例如是CMP裝置。各個第一研磨裝置121至第四研磨裝置124具備：用於安裝研磨墊的研磨台(未圖示)；以及用於安裝基板的頂環(未圖示)。其中，各個第一研磨裝置121至第四研磨裝置124可以是其他結構的CMP裝置，也可以是除CMP裝置之外的研磨裝置。各個第一研磨裝置121至第四研磨裝置124也可以具備用於向研磨墊供給研磨液等的液體供給裝置(未圖示)。液體供給裝置也可以分別地包括在各個第一研磨裝置121至第四研磨裝置124中。一個液體供給裝置也可以構成為向多個研磨裝置供給液體。
研磨部120也可以具備噴霧器125。噴霧器125能夠霧化流體並朝向CMP裝置的研磨台噴霧流體。噴霧器125所使用的液體可以是例如純水，也可以是例如純水和氮氣的混合體。由於在研磨臺上安裝有研磨墊，因此被噴霧的流體會與研磨墊碰撞。研磨墊上的研磨屑以及研磨顆粒等因噴霧的流體而被沖洗。簡單來說，噴霧器125能夠洗淨研磨墊。也可以使用除噴霧器125之外的研磨墊洗淨機構作為追加或代替。
研磨部120也可以進一步具備修整器126。根據研磨墊以及被研磨的基板的材質、形狀以及表面的特性等，在基板的研磨過程中產生的研磨屑可能會使研磨墊的性能降低。特別是在研磨墊的表面設置有微細的孔的情況下，研磨屑可能會堵塞該孔。發生了堵塞的研磨墊的研磨速度、研磨的平坦性及/或均勻性與通常的研磨墊相比會降低。因此，為了恰當地保持研磨墊的性能，需要使研磨墊再生。典型的修整器126構成為能夠與研磨臺上的研磨墊接觸。藉由修整器126與研磨墊接觸，從而研磨墊的表面被切削，藉由除去表面的研磨屑等，從而研磨墊的功能恢復。也能夠說明修整器126是用於修整(銼)研磨墊的部件。另外，修整器126也可以具有藉由切削已變形的研磨墊的突出部來提高研磨墊自身的平坦性的作用。代表性的修整器126例如具備金剛石研磨顆粒。此外，也已知有使用超音波或水流等的非接觸式的修整器126。
修整器126、特別是接觸式的修整器126對研磨墊進行修整時，在研磨墊的表面可能會產生異物。因此，較佳為在修整器126對研磨墊進行修整之後進行噴霧器125對研磨墊的洗淨。第一研磨裝置121、第二研磨裝置122、第三研磨裝置123和第四研磨裝置124各自也可以具有個別的噴霧器125和修整器126。噴霧器125及/或修整器126也可以被多個研磨裝置共同使用。噴霧器125及/或修整器126也可以構成為能夠儲存。可儲存的噴霧器125及/或修整器126不會妨礙研磨裝置對基板的研磨以及基板輸送單元140等對基板的輸送。噴霧器125及/或修整器126的具體的結構、配置和其他的特性也可以由本領域技術人員適當地確定。在第1圖的例子中，研磨部120具備噴霧器125和修整器126。但是，噴霧器125及/或修整器126也可以是獨立於研磨部120的零部件。進一步，噴霧器125及/或修整器126也可以是獨立於基板處理裝置 100的零部件。噴霧器125和修整器126也可以在各研磨裝置未對基板進行研磨期間、例如基板處理裝置100或研磨部120的待機時間等起動。
由研磨部120研磨後的基板藉由基板輸送單元140而被輸送至晶圓站130。晶圓站130構成為能夠保持研磨後且洗淨前的基板。晶圓站130可以是能夠保持一塊基板，也可以是能夠保持兩塊以上的基板。
保持於晶圓站130的基板藉由後述的第一洗淨部輸送機械手154而被輸送至基板洗淨部150(更具體而言，後述的第一基板洗淨裝置151)。基板洗淨部150也可以具備第一基板洗淨裝置151、第二基板洗淨裝置152和第三基板洗淨裝置153。基板從第一基板洗淨裝置151到第三基板洗淨裝置153被多次洗淨。基板洗淨部150也可以進一步具備第一洗淨部輸送機械手154和第二洗淨部輸送機械手155。
被輸送至基板洗淨部150的基板由各基板洗淨裝置(151、152和153)洗淨。另外，各基板洗淨裝置、特別是負責洗淨的最終工序的裝置(在第1圖的例子中為第三基板洗淨裝置153)也可以具有使基板乾燥的作用。基板的乾燥也可以例如藉由使基板高速旋轉(旋轉乾燥)來執行。追加地或代替地也可以設置與基板洗淨裝置分別獨立的基板乾燥裝置。此外，基板洗淨裝置的數量不限於三個。基板洗淨裝置的數量可以是一個，也可以是兩個，也可以是四個以上。也可以根據基板洗淨裝置的數量及/或配置等另外變更洗淨部輸送機械手的數量及/或配置等。
第一洗淨部輸送機械手154從晶圓站130接收研磨後的基板，並且將接收到的基板向第一基板洗淨裝置151輸送。另外，第一洗淨部輸送機械手154接收由第一基板洗淨裝置151洗淨後的基板，並且將接收到的基板向第二基板洗淨裝置152輸送。第二洗淨部輸送機械手155接 收由第二基板洗淨裝置152洗淨後的基板，並且將接收到的基板向第三基板洗淨裝置153輸送。
第2圖是示意性地表示一實施方式的基板洗淨裝置的前視圖。此外，在第2圖中，將第一基板洗淨裝置151作為例子進行說明。第二基板洗淨裝置152及/或第三基板洗淨裝置153的結構也可以是與第2圖所示的結構類似的結構。另外，在第2圖中也示意性地圖示了第一洗淨部輸送機械手154(正確而言，係第一洗淨部輸送機械手154的輸送臂)。
第一基板洗淨裝置151具備洗淨臂200和基板旋轉裝置210。基板旋轉裝置210具備控制部220。第一基板洗淨裝置151也可以具備控制部220作為追加或代替。作為追加或代替作為追加或代替，控制部160也可以對第一基板洗淨裝置151及/或基板旋轉裝置210進行控制。控制部220也可以是控制部160的一部分，控制部220也可以構成為與控制部160通信，控制部220也可以是與控制部160分別獨立的控制部。第一基板洗淨裝置151也可以還具備用於供給洗淨液等液體的液體供給機構(未圖示)。控制部和其他零部件的連接可以是無線連接，也可以是有線連接。在第2圖以及其他的附圖中，存在省略用於通信的電纜的圖示的情況。另外，第一基板洗淨裝置151也可以具備用於覆蓋洗淨臂200和基板旋轉裝置210的罩240。
洗淨臂200也可以構成為能夠進行上下運動、水平移動、樞轉運動、擺動等。進一步，為了輸送基板W，洗淨臂200構成為能夠從基板W的上部退避。在洗淨臂200的頂端例如設置有洗淨刷201。洗淨刷201也可以由例如PVA構成。可是，洗淨刷201的材質、形狀不被限定。洗淨刷201的具體的結構也可以由本領域技術人員適當地確定。在 洗淨刷201與基板W接觸的狀態下，基板W藉由基板旋轉裝置210而旋轉，從而基板W被洗淨。在洗淨刷201對基板W進行洗淨時，也可以藉由未圖示的洗淨液供給機構向洗淨刷201或基板W供給洗淨液。可是，應當留意，第2圖的結構僅是例示。用於洗淨基板W的具體的結構和方法也可以是以往已知的任意的結構和方法。例如，也可以利用朝向基板W噴射洗淨液來洗淨基板W。洗淨臂200也可以由控制部160及/或控制部220控制。
基板旋轉裝置210具備：外筒211；以及定位於外筒211的內部的內筒212。較佳為內筒212上下移動自如地定位於外筒211的內部。基板旋轉裝置210還具備：用於使內筒212磁懸浮的磁軸承213；以及用於使內筒212旋轉的馬達214。磁軸承213是徑向磁軸承。馬達214是徑向馬達。
進一步，基板旋轉裝置210也可以具備接地機構230。接地機構230可以是軸承，或者也可以是由特氟隆(teflon)等構成的塊。接地機構230是在磁軸承213引起動作故障的情況下，例如在產生機械故障的情況、停電的情況、產生控制錯誤等情況下用於與內筒212機械地接觸並接收內筒212的部件。較佳為接地機構230構成為能夠在徑向方向以及軸向方向這兩個方向上支承內筒212。例如在接地機構230是軸承的情況下，藉由使用向心推力軸承能夠實現兩個方向上的支承。例如在接地機構230是特氟隆塊的情況下，藉由將特氟隆塊形成為剖面L字狀，能夠實現兩個方向上的支承。其中，也可以分別設置能夠在徑向方向上支承內筒212的一個接地機構230和能夠在軸向方向上支承內筒212的其他接地機構230。另外，也可以根據基板旋轉裝置210的結構、所要求的規格等， 使用僅能夠在徑向方向以及軸向方向中的任一方上支承內筒212的接地機構230。
在外筒211安裝有磁軸承213的一部分以及馬達214的一部分。具體而言，磁軸承213的磁軸承定子213s以及馬達214的馬達定子214s安裝於外筒211。第一基板洗淨裝置151也可以還具備擋泥板215。擋泥板215設置於外筒211的上部表面中的基板W的附近。擋泥板215也能夠被稱為“杯(參照專利文獻1)”、“擋板”或“翼”。擋泥板215構成為接收從基板W等飛散的液體。較佳為擋泥板215的上端定位於與基板保持部218相同的高度，或比基板保持部218高的位置。其中，在此，將在內筒212定位於洗淨位置的情況下的基板保持部218的高度作為比較對象(將後述洗淨位置的詳細內容)。較佳為擋泥板215的形狀是切下剖面呈倒V字狀的圓錐面而得到的環狀。較佳的結構的擋泥板215能夠有效地接收從基板W等飛散的液體。其中，擋泥板215的具體的結構並不限於例示的結構。
在罩240設置有開口部241。藉由該開口部241，第一洗淨部輸送機械手154能夠進取基板保持部218上的基板W。在開口部241也可以設置有門或閘門等機構(未圖示)。除開口部241之外，或作為代替，也可以根據第一基板洗淨裝置151以及第一洗淨部輸送機械手154的結構，使用用於第一洗淨部輸送機械手154的其他的結構。
內筒212是圓筒狀的部件。在第2圖中，表示了中空的內筒212，但內筒212也可以是實心的圓筒。內筒212具備：磁軸承213的磁軸承轉子213r；馬達214的馬達轉子214r；以及用於保持基板W的基板保持部218。磁軸承轉子213r以及馬達轉子214r安裝於內筒212的外側表面。基板保持部218設置於內筒212的上端。
第2圖的基板保持部218是藉由機械地嚙合基板W的邊緣部分來保持的卡盤。但是，也能夠採用除圖示的結構之外的結構的基板保持部218。也可以採用保持基板W的背面而不是邊緣的基板保持部218。也可以採用真空卡盤、靜電卡盤作為基板保持部218。
磁軸承轉子213r藉由與磁軸承定子213s相互作用而作為磁軸承213發揮作用。內筒212能夠藉由磁軸承213而磁懸浮。馬達轉子214r藉由與馬達定子214s相互作用而作為馬達214發揮作用。磁軸承213以及馬達214的結構也可以是以往已知的任意的結構。例如，磁軸承213也可以具備位移感測器。例如，磁軸承213也可以具備徑向感測器213rs以及軸向感測器213as中的至少一方。徑向感測器213rs及/或軸向感測器213as的信號也可以朝向控制部160及/或控制部220輸出。控制部160及/或控制部220也可以基於接收到的位移感測器的信號對磁軸承213進行反饋控制。馬達214也可以是磁滯馬達、磁阻馬達、同步磁阻馬達或感應馬達等。
磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的相互作用的強度(引力的強度)至少依存於磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的間隙內的磁通量密度的大小。間隙內的磁通量密度的大小由磁軸承213的偏壓電流和磁軸承213的控制電流的綜合來確定。“磁軸承213的偏壓電流”是指流動至磁軸承定子213s及/或磁軸承轉子213r的電磁鐵的電流(一般來說，是指流動至磁軸承定子213s的電磁鐵的電流)。藉由偏壓電流，磁軸承213的電磁鐵給予/受到的力能夠被線性化。典型地，偏壓電流一律地流動至磁軸承定子213s的所有的電磁鐵。“磁軸承213的控制電流”是指為了消除從內筒212的理想的位置的位移(例如，由振動導致的位移)而流動至磁軸承定子213s(的電磁鐵)的電流。磁軸承213的 控制電流重疊在偏壓電流上。磁軸承213的控制電流選擇性地流動至磁軸承定子213s的電磁鐵中所需要的電磁鐵。內筒212的位移也可以由位移感測器(徑向感測器213rs、軸向感測器213as)進行檢測。因此，控制電流的大小也可以根據位移感測器的信號量來確定。如上所述，控制電流僅是根據需要而流動的電流，因此磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力的強度主要由磁軸承213的偏壓電流來確定。
在第2圖中，磁軸承定子213s位於磁軸承轉子213r的上部。因此，第2圖的情況下的磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力包括鉛垂向上方向的成分。因此，作為徑向磁軸承的磁軸承213藉由磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力能夠使內筒212磁懸浮。即，為了使內筒212磁懸浮，基板旋轉裝置210也可以不具備軸向磁軸承。當在使內筒212磁懸浮的狀態下基板旋轉裝置210使內筒212旋轉時，其結果是能夠使基板W旋轉。
進一步，藉由對磁軸承213的偏壓電流進行控制，能夠對施加到磁軸承213的向上方向的力的大小進行控制。即，藉由對磁軸承213的偏壓電流進行控制，能夠對內筒212的上下方向的位置進行控制。一實施方式的內筒212能夠在洗淨位置(第2圖)與輸送位置(第3圖)之間進行上下移動，該洗淨位置用於對基板W進行洗淨，該輸送位置是比洗淨位置高的位置且是用於輸送基板W的位置。在基板旋轉裝置210搭載於其他裝置而不是基板洗淨裝置的情況下，“洗淨位置”也可以一般化為“處理位置”。另外，“洗淨位置”也能夠被稱為“第一位置”。“輸送位置”也能夠被稱為“第二位置”。在洗淨位置和輸送位置這兩者的位置上，內筒212磁懸浮。內筒212也能夠位於洗淨位置的下部。
第3圖是示意性地表示內筒212位於輸送位置的情況下的第一基板洗淨裝置151的前視圖。此外，在第3圖中，洗淨臂200從基板W的上部退避。由於將內筒212從洗淨位置(參照第2圖)定位至輸送位置(參照第3圖)，因此控制部160及/或控制部220使磁軸承213的偏壓電流增大。當磁軸承213的偏壓電流增大時，磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力增加，其結果是內筒212上升。在將內筒212定位於輸送位置之後，磁軸承213的偏壓電流也可以保持增大不變。另一方面，只要是能夠使內筒212穩定在輸送位置的範圍內的電流值，也可以在將內筒212定位於輸送位置之後降低磁軸承213的偏壓電流。也可以在內筒212一旦定位於輸送位置之後，基於來自軸向感測器213as的信號，執行相對於磁軸承213的反饋控制(特別是相對於內筒212的高度的反饋控制)。另外，也可以藉由軸向感測器213as對內筒212位於洗淨位置，或是位於輸送位置，還是位於洗淨位置與輸送位置的中間的位置、以及內筒212從洗淨位置向輸送位置的移動或者內筒212從輸送位置向洗淨位置的移動是否成功進行檢測。
內筒212最大上升至磁軸承轉子213r與磁軸承定子213s相對向(參照第3圖)。這是因為在磁軸承轉子213r與磁軸承定子213s相對向的狀況下，磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力實質上為水平方向。此外，實際的裝置中的輸送位置也可以是比第3圖所示的位置低的位置。
在輸送位置上，進行從基板保持部218的基板W的接收以及向基板保持部218的基板W的交遞、即基板W的輸送。在基板W的接收/交遞中使用第一洗淨部輸送機械手154。藉由將內筒212定位於輸送位置，從而基板保持部218的位置變高，進而基板W的輸送變得容 易。較佳為在內筒212位於洗淨位置的情況下，第一基板洗淨裝置151構成為基板保持部218定位在與擋泥板215的上端相同的高度，或比擋泥板215的上端低的位置。較佳為在內筒212位於輸送位置的情況下，第一基板洗淨裝置151構成為基板保持部218比擋泥板215的上端高的位置。藉由如上述那樣構成第一基板洗淨裝置151，能夠在洗淨位置上利用擋泥板215接收從基板飛散的液體，在輸送位置上實現更加高效的基板W的輸送。在第3圖的例子中，在內筒212位於輸送位置的情況下，由於基板保持部218定位於比擋泥板215的上端高的位置，因此即使令第一洗淨部輸送機械手154朝向基板W移動，第一洗淨部輸送機械手154也不會與擋泥板215碰撞。因此，在較佳的方式中，不需要用於輸送基板W的另外的上下運動機構。可是，除各實施方式的結構之外，並不排除增加另外的上下運動機構。
由於在輸送位置上進行基板W的輸送之後，使內筒212從輸送位置向洗淨位置移動，因此控制部160及/或控制部220使磁軸承213的偏壓電流減少。當磁軸承213的偏壓電流減少時，磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r之間的引力減少，其結果是內筒212下降。在將內筒212定位於洗淨位置之後，磁軸承213的偏壓電流也可以保持減少不變(可是，僅限於存在某些止動機構的情況。接地機構230也可以作為止動件工作)。另一方面，只要是能夠使內筒212穩定於洗淨位置的範圍內的電流值，也可以在將內筒212定位於洗淨位置之後提高磁軸承213的偏壓電流。也可以在內筒212一旦定位於洗淨位置之後，執行軸向感測器213as以及控制部160及/或控制部220的反饋控制。
較佳為馬達轉子214r的長度比馬達定子214s的長度長。此處所稱的“長度”是沿著第2圖的上下方向的長度。換言之，此處所稱 的“長度”是沿著內筒212的旋轉軸(axis)的長度。更佳的是，馬達轉子214r的長度與馬達定子214s的長度的差比內筒212的輸送位置與洗淨位置之間的距離大。馬達轉子214r具有一定值以上的長度，從而在內筒212位於輸送位置的情況下以及位於洗淨位置的情況下這兩者的情況下，能夠使馬達轉子214r的至少一部分與馬達定子214s相對向。即，藉由將馬達轉子214r設為一定值以上的長度，能夠容易地使馬達214在輸送位置以及洗淨位置這兩者的位置上動作。
另一方面，馬達轉子214r的長度也可以與馬達定子214s的長度相同，或比馬達定子214s的長度短。第4圖以及第5圖是示意性地表示具有馬達轉子214r的基板旋轉裝置210的前視圖，該馬達轉子214r具有與馬達定子214s相同的長度。第4圖表示內筒212位於洗淨位置的情況。第5圖表示內筒212位於輸送位置的情況。從第4圖以及第5圖可知，在內筒212位於洗淨位置的情況下，較佳為以馬達定子214s和馬達轉子214r相對向的方式構成磁軸承213和馬達214。進一步，在內筒212位於輸送位置的情況下，較佳為以磁軸承定子213s與磁軸承轉子213r相對向的方式構成磁軸承213和馬達214。藉由像這樣構成基板旋轉裝置210，能夠在最需要旋轉的情況下，即在對基板W進行洗淨時使馬達充分工作。此外，在基板旋轉裝置210搭載於除基板洗淨裝置之外的裝置的情況下，也可以將“在對基板W進行洗淨時”稱作“在對基板W進行處理時”。
在第2圖~第5圖中，表示了磁軸承定子213s所處的高度和馬達定子214s所處的高度不同，並且磁軸承轉子213r所處的高度和馬達轉子214r所處的高度不同的例子。在圖中列舉與第2圖~第5圖不同的結構。第6圖是示意性地表示磁軸承定子213s所處的高度和馬達定子 214s所處的高度相同，並且磁軸承轉子213r所處的高度和馬達轉子214r所處的高度是相同的基板旋轉裝置210的俯視圖。第7圖是第6圖的基板旋轉裝置210中的磁軸承定子213s等所處的水平面上的剖視圖
如第6圖以及第7圖所示，磁軸承定子213s和馬達定子214s以相同的高度安裝於外筒211。相同地，磁軸承轉子213r和馬達轉子214r以相同的高度安裝於內筒212。藉由如第6圖以及第7圖這樣構成基板旋轉裝置210，與第2圖等的基板旋轉裝置210相比，能夠使基板旋轉裝置210的上下方向(軸向)的長度變小。即，藉由如第6圖以及第7圖這樣構成基板旋轉裝置210，能夠實現基板旋轉裝置210的小型化，其結果是能夠實現內筒212的輕量化。藉由內筒212變輕，能夠減少內筒212的磁懸浮以及旋轉所需的電力。此外，應當留意，第6圖以及第7圖所示的各零部件的配置、磁極數等僅是示意性的例示，具體的結構對於本領域的技術人員來說是能夠適當地選擇。
以上，對幾個本發明的實施方式進行了說明。但是，上述實施方式是為了容易理解本發明而做出者，並不是對本發明的限定。本發明在不脫離其主旨的範圍內能夠進行變更、改良，並且本發明中包含其等價物為理所當然。另外，在能夠解決上述問題的至少一部分的範圍、或實現效果的至少一部分的範圍內，能夠任意地組合或省略要求保護的範圍以及說明書中所記載的各結構要素。
例如，如上所述，也能夠將基板旋轉裝置210應用於除基板洗淨裝置之外的裝置。即使是不具備擋泥板的裝置、或是擋泥板不妨礙基板W的輸送的裝置，若是其他的零部件妨礙基板W的輸送的裝置的話，則使用基板旋轉裝置210特別有利。另外，也可以將基板旋轉裝置210應用於具有專利文獻1所示的那樣的雙重擋泥板(旋轉杯以及固定 杯)的基板洗淨裝置。如專利文獻1所示那樣，也可以以從上下兩個方向對基板的表面以及背面這兩者進行洗淨的方式構成第一基板洗淨裝置151。
作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，該基板旋轉裝置具備：外筒；定位於外筒的內部的內筒；用於使內筒旋轉的馬達；用於使內筒磁懸浮的磁軸承；以及設置於內筒的基板保持部，其中，馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，安裝於外筒；以及馬達轉子，安裝於內筒，磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，安裝於外筒；以及磁軸承轉子，安裝於內筒，磁軸承構成為利用磁軸承定子與磁軸承轉子之間的引力使內筒磁懸浮。
進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置的控制方法，該基板旋轉裝置具備：外筒；定位於外筒的內部的內筒；用於使內筒旋轉的馬達；用於使內筒磁懸浮的磁軸承；以及設置於內筒的基板保持部，其中，馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，安裝於外筒；以及馬達轉子，安裝於內筒，磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，安裝於外筒；以及磁軸承轉子，安裝於內筒，該方法具備如下階段：利用磁軸承定子與磁軸承轉子之間的引力使內筒磁懸浮。
上述基板旋轉裝置以及基板旋轉裝置的控制方法將能夠利用徑向磁軸承使內筒磁懸浮，即利用徑向磁軸承在軸向方向上支承內筒這樣的效果作為一例實現。
進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，其中，內筒上下移動自如地定位於外筒的內部，基板旋轉裝置具備控制部，控制部藉由對磁軸承的偏壓電流進行控制，從而使內筒在第一位置 與第二位置之間沿上下方向移動，該第二位置是比第一位置高的位置。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置的控制方法，其中，內筒上下移動自如地定位於外筒的內部，該方法具備藉由對磁軸承的偏壓電流進行控制，從而使內筒在第一位置與第二位置之間沿上下方向移動的階段，該第二位置是比第一位置高的位置。
上述基板旋轉裝置以及基板旋轉裝置的控制方法藉由對磁軸承的偏壓電流進行控制，能夠使內筒、進一步使基板保持部在洗淨位置(第一位置)與輸送位置(第二位置)之間上下運動。在內筒位於輸送位置的情況下，基板的輸送變得容易。另一方面，在內筒位於洗淨位置的情況下，能夠利用擋泥板接收從基板飛散的液體。
進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，其中，馬達轉子的長度比馬達定子的長度長。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，其中，馬達轉子的長度和馬達定子的長度的差大於第一位置與第二位置之間的距離。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，該基板旋轉裝置構成為，在內筒位於第一位置的情況下，馬達定子與馬達轉子相對向，在內筒位於第二位置的情況下，磁軸承定子與磁軸承轉子相對向。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，其中，磁軸承定子所處的高度和馬達定子所處的高度相同，並且磁軸承轉子所處的高度和馬達轉子所處的高度相同。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板旋轉裝置，其中，磁軸承具備軸向感測器，控制部基於來自軸向感測器的信號，執行對於磁軸承的反饋控制。
根據這些公開的內容，明確了基板旋轉裝置的詳細結構。
進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板洗淨裝置，具備：由本發明公開的基板旋轉裝置；以及用於對由基板旋轉裝置的基板保持部保持的基板進行洗淨的洗淨臂。進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板洗淨裝置，該基板洗淨裝置具備：由本發明公開的基板旋轉裝置；用於對由基板旋轉裝置的基板保持部保持的基板進行洗淨的洗淨臂；以及用於接收從基板飛散的液體的擋泥板，該基板洗淨裝置構成為，在內筒位於第一位置的情況下，基板保持部定位於與擋泥板的上端相同的高度，或比擋泥板的上端低的位置，在內筒位於第二位置的情況下，基板保持部定位於比擋泥板的上端高的位置。
進一步，作為一實施方式，本發明公開了一種基板處理裝置，該基板處理裝置具備：用於對基板進行研磨的基板研磨部；以及用於對由基板研磨部研磨後的基板進行洗淨的基板洗淨部，其中，基板洗淨部具備：由本發明公開的基板旋轉裝置；以及用於從板洗淨裝置的基板保持部接收基板以及用於向基板保持部交遞基板的洗淨部輸送機械手。
根據這些公開的內容，明確了基板洗淨裝置和基板處理裝置的詳細結構。
151‧‧‧第一基板洗淨裝置
154‧‧‧第一洗淨部輸送機械手
200‧‧‧洗淨臂
201‧‧‧洗淨刷
210‧‧‧基板旋轉裝置
211‧‧‧外筒
212‧‧‧內筒
213‧‧‧磁軸承
213r‧‧‧磁軸承轉子
213s‧‧‧磁軸承定子
213as‧‧‧軸向感測器
213rs‧‧‧徑向感測器
214‧‧‧馬達
214r‧‧‧馬達轉子
214s‧‧‧馬達定子
215‧‧‧擋泥板
218‧‧‧基板保持部
220‧‧‧控制部
230‧‧‧接地機構
240‧‧‧罩
241‧‧‧開口部
W‧‧‧基板

Claims (12)

  1. 一種基板旋轉裝置，具備：外筒；內筒，定位於前述外筒的內部；馬達，用於使前述內筒旋轉；磁軸承，用於使前述內筒磁懸浮；以及基板保持部，設置於前述內筒，前述馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，安裝於前述外筒；以及馬達轉子，安裝於前述內筒，前述磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，安裝於前述外筒；磁軸承轉子，安裝於前述內筒；以及軸向感測器，用於檢測前述內筒的位置，前述磁軸承構成為利用前述磁軸承定子與前述磁軸承轉子之間的引力使前述內筒磁懸浮。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板旋轉裝置，其中，前述內筒上下移動自如地定位於前述外筒的內部，前述基板旋轉裝置具備控制部，前述控制部藉由對前述磁軸承的偏壓電流進行控制，從而使前述內筒在第一位置與第二位置之間沿上下方向移動，該第二位置是比前述第一位置高的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基板旋轉裝置，其中， 前述馬達轉子的長度比前述馬達定子的長度長。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的基板旋轉裝置，其中，前述馬達轉子的長度和前述馬達定子的長度的差大於前述第一位置與前述第二位置之間的距離。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的基板旋轉裝置，其構成為：在前述內筒位於前述第一位置的情況下，前述馬達定子與前述馬達轉子相對向，在前述內筒位於前述第二位置的情況下，前述磁軸承定子與前述磁軸承轉子相對向。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的基板旋轉裝置，其中，前述磁軸承定子所處的高度和前述馬達定子所處的高度相同，並且前述磁軸承轉子所處的高度和前述馬達轉子所處的高度相同。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的基板旋轉裝置，其中，前述基板旋轉裝置具備控制部，前述控制部基於來自前述軸向感測器的信號，執行對於前述磁軸承的反饋控制。
  8. 一種基板洗淨裝置，具備：申請專利範圍第1項所述的基板旋轉裝置；以及洗淨臂，用於對由前述基板旋轉裝置的前述基板保持部所保持的基板進行洗淨。
  9. 一種基板洗淨裝置，具備：申請專利範圍第2項所述的基板旋轉裝置；洗淨臂，用於對由前述基板旋轉裝置的前述基板保持部所保持的基板進行洗淨；以及 擋泥板，用於接收從基板飛散的液體，該基板洗淨裝置構成為，在前述內筒位於前述第一位置的情況下，前述基板保持部定位於與前述擋泥板的上端相同的高度，或比前述擋泥板的上端低的位置，在前述內筒位於前述第二位置的情況下，前述基板保持部定位於比前述擋泥板的上端高的位置。
  10. 一種基板處理裝置，具備：基板研磨部，用於對基板進行研磨；以及基板洗淨部，用於對由前述基板研磨部研磨後的基板進行洗淨，前述基板洗淨部具備：申請專利範圍第8項所述的基板洗淨裝置；以及洗淨部輸送機械手，用於從前述基板洗淨裝置的前述基板保持部接收基板以及用於向前述基板保持部交遞基板。
  11. 一種基板旋轉裝置的控制方法，該基板旋轉裝置具備：外筒；內筒，定位於前述外筒的內部；馬達，用於使前述內筒旋轉；磁軸承，用於使前述內筒磁懸浮；以及基板保持部，設置於前述內筒，前述馬達是徑向馬達，該徑向馬達具備：馬達定子，安裝於前述外筒；以及馬達轉子，安裝於前述內筒，前述磁軸承是徑向磁軸承，該徑向磁軸承具備：磁軸承定子，安裝於前述外筒； 磁軸承轉子，安裝於前述內筒；以及軸向感測器，用於檢測前述內筒的位置，該基板旋轉裝置的控制方法具備如下階段：利用前述磁軸承定子與前述磁軸承轉子之間的引力使前述內筒磁懸浮。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的基板旋轉裝置的控制方法，其中，前述內筒上下移動自如地定位於前述外筒的內部，該控制方法具備如下階段：藉由對前述磁軸承的偏壓電流進行控制，而使前述內筒在第一位置與第二位置之間沿上下方向移動，該第二位置是比前述第一位置高的位置。
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