(57)【要約】【課題】ノズルの下方に設けられた吐出口から処理液を吐出させて基板の上面に処理液を供給する基板処理装置において、停電によりノズルが落下して基板の上面と接触するのを効果的に防止する。【解決手段】ノズルを上下方向に昇降駆動する昇降部は、上下方向に延設されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合した状態でノズルに連結されるブラケットとを有するボールねじ機構と、 ボールねじ軸を回転駆動する電動モータと、停電時に電動モータまたはボールねじ軸にブレーキをかけるブレーキ機構と、 停電時にノズルの自重による落下に伴って回転しようとするボールねじ軸に対して回転を規制する負荷イナーシャを付加してボールねじ軸の回転を抑制する回転抑制機構とを有している。【選択図】図１
2020044476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に吐出口を有し、前記吐出口を基板の上面に向けた状態で前記基板の上方において昇降自在に設けられるノズルと、
前記ノズルを上下方向に昇降駆動する昇降部と、
前記ノズルに処理液を供給して前記ノズルの前記吐出口から前記処理液を吐出させる処理液供給部とを備え、
前記昇降部は、 
前記上下方向に延設されるボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に螺合した状態で前記ノズルに連結されるブラケットとを有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ軸を回転駆動する電動モータと、
停電時に前記電動モータまたは前記ボールねじ軸にブレーキをかけるブレーキ機構と、
停電時に前記ノズルの自重による落下に伴って回転しようとする前記ボールねじ軸に対して回転を規制する負荷イナーシャを付加して前記ボールねじ軸の回転を抑制する回転抑制機構と
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記回転抑制機構は前記ボールねじ軸に設けられた第１イナーシャ部材を有する基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記昇降部は前記電動モータの回転軸と前記ボールねじ軸とを連結するカップリングを有し、
前記回転抑制機構は、前記電動モータの回転軸と前記カップリングとの間または前記カップリングと前記ボールねじ軸との間に介挿され、前記ボールねじ軸の回転と連動して回転する第２イナーシャ部材を有する基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記昇降部は前記電動モータの回転軸と前記ボールねじ軸との間に介挿された減速機を有し、
前記回転抑制機構は、前記電動モータの回転軸と前記減速機との間または前記減速機と前記ボールねじ軸との間に介挿され、前記ボールねじ軸の回転と連動して回転する第３イナーシャ部材を有する基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記ボールねじ軸の回転力を前記昇降部から離れた離間位置に伝達する駆動伝達部を備え、
前記回転抑制機構は、前記離間位置で前記駆動伝達部により伝達される前記回転力を受けて前記ボールねじ軸と連動して回転する第４イナーシャ部材を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノズルの吐出口から処理液を吐出させて基板の上面に処理液を供給する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから処理液を基板に供給する基板処理装置の一例として、例えば特許文献１に記載された塗布装置が知られている。この塗布装置では、ノズルの下方に設けられた吐出口を基板の上面に向けた状態でノズルは基板の上方で昇降可能となっている。そして、ノズルの下方端が基板の上面と近接するようにノズルを塗布位置に位置決めした状態でノズルに対して基板を相対的に水平移動さながらノズルの吐出口から処理液を基板の上面に供給する。こうして、基板の上面に処理液を塗布して塗布膜を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１１４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、塗布処理はノズルを塗布位置に位置決めして行われる。このため、塗布処理中に停電が発生し、基板処理装置への電力供給が停止されると、ノズルが落下してノズルの下方端が基板と接触する可能性がある。そこで、例えばノズルを昇降させる駆動源としてブレーキ付電動モータを用い、停電時にブレーキを作動させる等の落下対策を採用することが考えられる。しかしながら、ブレーキに関する具体的な記載は特許文献１に含まれていない。
【０００５】
また、停電と同時にブレーキを作動させるようにブレーキ付電動モータに指令したとしても、直ちにブレーキを作用させることは難しく、指令受付から一定時間が経過した後でなければブレーキが有効に作用しない。つまり、停電からブレーキが作用するまでにはタイムラグが存在している。したがって、例えば図２の（ａ）欄に示すように、タイムラグΔＴの間にノズルが落下して基板と接触するという問題が発生する。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルの下方に設けられた吐出口から処理液を吐出させて基板の上面に処理液を供給する基板処理装置において、停電によりノズルが落下して基板の上面と接触するのを効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、基板処理装置であって、下方に吐出口を有し、吐出口を基板の上面に向けた状態で基板の上方において昇降自在に設けられるノズルと、ノズルを上下方向に昇降駆動する昇降部と、
ノズルに処理液を供給してノズルの吐出口から処理液を吐出させる処理液供給部とを備え、昇降部は、 上下方向に延設されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合した状態でノズルに連結されるブラケットとを有するボールねじ機構と、
ボールねじ軸を回転駆動する電動モータと、 停電時に電動モータまたはボールねじ軸にブレーキをかけるブレーキ機構と、 停電時にノズルの自重による落下に伴って回転しようとするボールねじ軸に対して回転を規制する負荷イナーシャを付加してボールねじ軸の回転を抑制する回転抑制機構とを有することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、停電の発生とともにブレーキ機構が電動モータまたはボールねじ軸にブレーキをかける。また、ブレーキが作用するまでにタイムラグが生じることがあり、その間、ノズルは自重により落下しようとする。しかしながら、回転抑制機構がボールねじ軸に対して回転を規制する負荷イナーシャを付加してボールねじ軸の回転を抑制する。その結果、ブレーキが作用するまでの間にノズルが落下する落下量が低く抑えられる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、停電によりノズルが落下して基板の上面と接触するのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る基板処理装置の一実施形態である塗布装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す塗布装置においてダミーイナーシャによるノズルの落下抑制効果を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明に係る基板処理装置の一実施形態である塗布装置の構成を示す図である。この塗布装置１は、特許文献１に記載の塗布装置と同様に、水平姿勢で搬送される基板Ｓの上面Ｓｆに向けてスリットノズル（以下、単に「ノズル」という）２から塗布液（処理液）を吐出して上面Ｓｆ上に塗布膜を形成するスリットコータである。なお、以下の各図において装置各部の配置関係を明確にするために、基板Ｓの搬送方向を「Ｘ方向」と称し、Ｘ方向と直交する水平方向を「Ｙ方向」と称し、上下方向を「Ｚ方向」と称する。
【００１２】
塗布装置１は基板搬送部３を有しており、当該基板搬送部３により基板ＳをＸ方向に搬送する。また、ノズル２の下方、つまりノズル先端部には、Ｙ方向にスリット状の吐出口２１が延設されている。この吐出口２１を下方に向けた状態でノズル２はノズル支持部材２２により支持され、当該ノズル支持部材２２とともに基板Ｓの上面Ｓｆの上方でＺ方向に昇降自在に配置されており、昇降部４によって昇降駆動される。これによってノズル２は基板Ｓの上面Ｓｆに近接した塗布処理位置（図１で点線で示す位置）と、塗布処理位置から上方に離間して待機する待機位置（図１で実線で示す位置）との間を往復移動する。なお、昇降部４の詳しい構成および動作については後で詳述する。
【００１３】
ノズル２には塗布液供給部５が接続されており、ノズル２が塗布処理位置に位置決めされた状態で塗布液供給部５から塗布液が圧送されると、吐出口２１から塗布液が基板Ｓに向けて吐出され、基板Ｓの上面Ｓｆに供給される。こうして、基板Ｓの上面Ｓｆに塗布液が塗布され、塗布膜が形成される。
【００１４】
昇降部４は、図１に示すように、Ｙ方向において基板搬送部３により水平搬送される基板Ｓよりも外側に設けられた左右対称（＋Ｙ側と−Ｙ側とで対称）構造を有するボールねじ機構４１Ｌ、４１Ｒを備えている。この実施形態では、一対のボールねじ機構４１Ｌ、４１Ｒでノズル支持部材２２を介してノズル２を上下方向Ｚに昇降させるように構成されている。より詳しくは、各ボールねじ機構４１Ｌ、４１Ｒは、柱状部材４２と、上下方向Ｚに平行に延びた状態で柱状部材４２に取り付けられたボールねじ軸４３とを有している。各ボールねじ軸４３に対してブラケット４４が螺合されている。これら２つのブラケット４４に対してノズル支持部材２２の両端部がそれぞれ取り付けられ、ノズル２の吐出口２１を下方に向けた状態でノズル２を支持しつつノズル支持部材２２は上下方向Ｚに昇降自在に設けられている。
【００１５】
また、各ボールねじ軸４３の上端はカップリング４５および減速機４６を介してブレーキ機構付の電動モータ４７と連結されている。本実施形態では、電動モータ４７にブレーキ機構４８が内蔵されているが、ボールねじ機構４１Ｌ、４１Ｒ中の回転部分（例えば電動モータ４７の回転軸（図示省略）やボールねじ軸４３など）にブレーキをかけるブレーキ機構を独立して設けてもよい。
【００１６】
各ブレーキ機構４８はスイッチ６を介して整流回路７と接続されている。整流回路７は単相交流電力を整流して直流に変換する回路であり、整流回路７から出力されるブレーキ用電力はスイッチ６を介してブレーキ機構４８に入力され、ブレーキ機構４８を同時に駆動する。また、整流回路７の別の出力は電動モータ４７を駆動制御するサーボアンプ８の制御用電力として供給される。
【００１７】
サーボアンプ８では、整流回路７からの電力供給を受けて電動モータ４７を制御する制御部８１を有している。この制御部８１は、塗布装置１全体を制御する制御ユニット（図示省略）からの動作指令を受け、速度や位置のフィードバック制御や電流のフィードバック制御を行う。そして、それらのフィードバック制御に基づいて、制御部８１は、左側駆動出力部８２Ｌを駆動してボールねじ機構４１Ｌの駆動源たる電動モータ４７（以下「左側電動モータ４７Ｌ」という）を駆動制御するとともに、右側駆動出力部８２Ｒを駆動してボールねじ機構４１Ｒの駆動源たる電動モータ４７（以下「右側電動モータ４７Ｒ」という）を駆動制御する。なお、左側電動モータ４７Ｌおよび右側電動モータ４７Ｒを区別しないで説明する際には、単に「電動モータ４７」と称する。
【００１８】
これら左側駆動出力部８２Ｌおよび右側駆動出力部８２Ｒには、パワー供給部８３が接続されており、動力用電力が供給される。このパワー供給部８３は、サーボアンプ８に供給される三相交流電力を整流して直流電力を動力用電力として左側駆動出力部８２Ｌおよび右側駆動出力部８２Ｒに供給している。
【００１９】
また、パワー供給部８３には、三相交流電力の電圧低下を検出することで三相交流電源の停電を検出する電圧低下検出回路８３１が設けられている。この電圧低下検出回路８３１は停電を検出すると、停電検出信号ＳＧを制御部８１に出力する。一方、制御部８１は、停電検出信号ＳＧを受けると、スイッチ６に与えているブレーキ出力をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。すなわち、通常運転時において制御部８１はブレーキ出力をＯＮ状態に設定し、スイッチ６を介して整流回路７のブレーキ用電力を各ブレーキ機構４８のコイル（図示省略）に供給して各コイルを励磁することで電動モータ４７にブレーキを作用していない非ブレーキ状態を作り出している。一方、停電発生時には、制御部８１はブレーキ出力をＯＦＦ状態に切り替えることで、上記励磁を停止して電動モータ４７にブレーキをかけてノズル２の上下移動を停止させる。
【００２０】
このようにスイッチ６の開閉切替によってブレーキ機構４８を制御しているため、例えば図２に示すように、タイミングＴ１での停電発生に伴ってブレーキ出力をＯＦＦ状態に切り替えたとしても、ブレーキが作用するまでにタイムラグΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）が生じてしまう。そのため、同図の（ａ）欄に示すように、ノズル２が塗布処理位置に位置決めされている、つまり基板Ｓの上面Ｓｆに近接している状態で停電が発生すると、次のような問題が発生する可能性がある。タイムラグΔＴの間ブレーキがかかっていないため、ボールねじ軸４３は回転自在な状態となっており、ノズル２の自重による落下を防ぐことができない。その結果、ノズル２は自重により落下し、タイミングＴ３（＜Ｔ２）でノズル２が基板Ｓの上面Ｓｆと接触することがある。
【００２１】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、ボールねじ機構４１Ｌ、４１Ｒのいずれにおいても、ボールねじ軸４３に対してボールねじ軸４３と一緒に回転する回転系のダミーイナーシャ４９が取り付けられている。タイムラグΔＴの間、ダミーイナーシャ４９はボールねじ軸４３に負荷イナーシャを付加し、これによってボールねじ軸４３の回転を抑制する。その結果、図２の（ｂ）欄に示すように、ノズル２の落下量Ｍを抑制し、タイムラグΔＴにおいてノズル２が基板Ｓの上面Ｓｆに衝突するのを防止することができる。
【００２２】
以上のように、停電の発生とともにブレーキ機構４８が電動モータ４７にブレーキをかけるとともに、ブレーキが作用するまでの間、つまりタイムラグΔＴにおいて、ダミーイナーシャ４９によりボールねじ軸４３に対して回転を規制する回転系の負荷イナーシャを与えている。このため、停電によりノズル２が落下して基板Ｓの上面Ｓｆと接触するのを効果的に防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００２４】
停電時のノズル２の落下対策としては無停電電源の設置が考えられるが、昇降対象物（主としてノズル２とノズル支持部材２２）の重量が比較的大きいので
それに比例して電動モータ４７の容量も大きく、必然的に無停電電源のコストが高くなる。これに対し、本実施形態では、無停電電源が不要であり、コスト面で有利である。
【００２５】
また、ノズル２の落下を防止するために、ノズル２を常時上方に押し上げるエアーシリンダーなどの追加設置やノズルを引っ張り上げるようなカウンター（バランス）ウェイト機構の追加なども考えられるが、いずれも装置構成が大掛かりになるので、コストの増大や装置の大型化を招いてしまう。これに対し、本実施形態では、単にダミーイナーシャ４９を追加するのみであり、コストや装置サイズの面で有利である。
【００２６】
このように上記した実施形態では、塗布液および塗布液供給部５がそれぞれ本発明の「処理液」および「処理液供給部」の一例に相当している。また、ダミーイナーシャ４９が本発明の「回転抑制機構」および「第１イナーシャ部材」の一例に相当している。
【００２７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、ダミーイナーシャ４９をボールねじ軸４３に配置しているが、ダミーイナーシャ４９の配設位置はこれに限定されるものではなく、電動モータ４７の回転軸とカップリング４５との間またはカップリング４５とボールねじ軸４３との間にダミーイナーシャ４９を介挿してもよく、これらの場合、ダミーイナーシャ４９は本発明の「第２イナーシャ部材」の一例に相当する。また、電動モータ４７の回転軸と減速機４６との間または減速機４６とボールねじ軸４３との間にダミーイナーシャ４９を介挿してもよく、これらの場合、ダミーイナーシャ４９は本発明の「第３イナーシャ部材」の一例に相当する。
【００２８】
また、上記実施形態では、電動モータ４７の回転駆動力のボールねじ軸４３への伝達経路上にダミーイナーシャ４９を設けているが、当該伝達経路から離れた離間位置にダミーイナーシャ４９を設けてもよい。つまり、ボールねじ軸４３の回転力を昇降部４から離れた離間位置に伝達する駆動伝達部を設け、ダミーイナーシャ４９が離間位置で駆動伝達部により伝達される回転力を受けてボールねじ軸４３と連動して回転するように構成してもよく、この場合、ダミーイナーシャ４９は本発明の「第４イナーシャ部材」の一例に相当する。
【００２９】
また、上記実施形態では、ボールねじ軸４３などの昇降部に設けられる回転部分の回転を抑制するために、ダミーイナーシャ４９を設けているが、本発明の「回転抑制機構」の構成はこれに限定されるものでなく、ボールねじ軸４３の直径が、昇降対象物（主としてノズル２とノズル支持部材２２）を昇降させるのに必要となるサイズよりも十分に太くなるように設定し、ボールねじ軸４３自身の回転系の負荷イナーシャを大きくするように構成してもよい。この場合、ボールねじ軸４３が本発明の「回転抑制機構」として機能する。
【００３０】
また、電動モータ４７についても同様に、昇降対象物を昇降させるのに必要となる容量よりも十分な容量を有する電動モータ４７を用い、モータ内部の回転子による負荷イナーシャを大きくするように構成してもよい。この場合、電動モータ４７が本発明の「回転抑制機構」として機能する。
【００３１】
また、上記実施形態では、ノズル２を塗布処理位置に位置決めしたまま基板ＳをＸ方向に移動させて基板Ｓの上面Ｓｆに塗布液を塗布する塗布装置１に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されず、基板Ｓに対してノズル２をＸ方向に相対的に移動させる塗布装置全般に適用することができる。また、ノズルに処理液を送給することで当該ノズルから基板の上面に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理技術全般に対して本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明は、ノズルの吐出口から処理液を吐出させて基板の上面に処理液を供給する基板処理装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…塗布装置（基板処理装置）
２…（スリット）ノズル
４…昇降部
５…塗布液供給部（処理液供給部）
２１…吐出口
４１Ｌ，４１Ｒ…ボールねじ機構
４３…ボールねじ軸
４４…ブラケット
４５…カップリング
４６…減速機
４７…電動モータ
４７Ｌ…左側電動モータ
４７Ｒ…右側電動モータ
４８…ブレーキ機構
４９…ダミーイナーシャ（回転抑制機構）
Ｓ…基板
Ｓｆ…上面
Ｚ…上下方向
ΔＴ…タイムラグ
【図１】
2020044476.tif 000003
【図２】
2020044476.tif 000004