(57)【要約】  【課題】基板の挟持解除のための構成を簡単にする。基板の交換に要する時間を短縮する。  【解決手段】回転軸２７の先端に水平にスピンベース２１が固定されている。スピンベース２１の周縁部には、複数の挟持部材２０が設けられている。スピンベース２１内には、挟持部材２０に駆動力を伝達するリンク機構４０が内蔵されていて、このリンク機構４０は回動リング４７に結合されている。回動リング４７の下面からはカム部材７１が垂下している。回転軸２７に沿って昇降される移動部材７０には、カム部材７１と係合するカムフォロワ８８が取り付けられている。移動部材７０には、さらにロック用カムフォロワが取り付けられており、移動部材７０を昇降させることにより、環状係合部材７５に形成された係合凹所に係合させて、スピンベース２１および回転軸２７の回転を規制できる。【選択図】        図３
2006086222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して回転させる基板保持回転装置であって、
回転軸に結合され、この回転軸まわりに回転するスピンベースと、
前記スピンベースに取り付けられ、基板の周縁部に当接して基板を挟持可能な挟持位置と、この挟持位置から退避した退避位置とに変位可能な挟持部材と、
この挟持部材を前記挟持位置と退避位置との間で駆動するための挟持部材駆動機構と、
この挟持部材駆動機構に連動して、前記スピンベースの回転を許容する回転許容状態と前記スピンベースの回転を規制する回転規制状態との間で遷移する回転規制機構とを含むことを特徴とする基板保持回転装置。
【請求項２】
前記挟持部材駆動機構は、駆動源と、この駆動源からの駆動力を得て移動する移動部材と、この移動部材の運動を前記挟持部材に伝達する駆動力伝達機構とを含み、
前記回転規制機構は、前記回転軸またはスピンベースに設けられた係合部と、前記移動部材に設けられ、この移動部材が移動することによって前記係合部と係合した係合状態と前記係合部との係合が解かれた係合解除状態とに遷移するロック部材とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板保持回転装置。
【請求項３】
前記回転規制機構は、前記挟持部材駆動機構によって前記挟持部材が挟持位置から退避位置に導かれるときに、前記挟持部材が駆動されるよりも前に回転許容状態から回転規制状態となり、前記挟持部材駆動機構によって前記挟持部材が退避位置から挟持位置に導かれるときに、前記挟持部材の駆動完了後に前記回転規制状態から回転許容状態へと遷移することを特徴とする請求項１または２記載の基板保持回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を保持して回転させる基板保持回転装置に関する。保持対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、半導体装置などの製造工程では、基板に対して処理液による処理を施す基板処理装置が用いられる。基板処理装置には、複数枚の基板を一括して処理液中に浸漬して処理を行うバッチ式の装置と、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の装置とがある。枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されて回転されている基板に対して処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。
【０００３】
スピンチャックは、鉛直方向に沿って配置された回転軸と、この回転軸の上端にほぼ水平に取り付けられたスピンベースと、このスピンベースに取り付けられた複数のチャックピンと、この複数のチャックピンの開閉を連動させる連動リンク機構とを備えている（下記特許文献１参照）。複数のチャックピンは、基板の周縁部に当接して基板を挟持する挟持位置と、この挟持位置から外方に退避した退避位置との間で変位可能とされている。連動リンク機構には、チャックピンを挟持位置に向けて付勢するように、コイルばねが結合されているとともに、このコイルばねの付勢力に抗してチャックピンを退避位置に移動させるための解除レバーが設けられている。
【０００４】
スピンチャックは、処理カップに収容されている。この処理カップ外には、チャックピンによる基板の挟持を解除するための解除爪が配置されている。この解除爪は、スピンチャックに対する基板の受け渡し時に作動させられ、前述の解除レバーを操作して、チャックピンによる基板の挟持を解除する。
すなわち、解除爪は、処理カップ外の待機位置からスピンチャックの近傍まで移動したうえで、解除レバーを操作し、チャックピンによる基板の挟持を解除する。この状態で、基板搬送ロボットが、処理済みの基板をスピンチャックから搬出するとともに、未処理の基板をスピンチャックに受け渡す。その後、解除爪が退避することにより、基板がチャックピンによって挟持される状態となる。解除爪がさらに移動して処理カップ外の待機位置まで戻ると、スピンベースの回転および処理液の供給が始まる。
【特許文献１】特開２００３−３９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解除爪による解除レバーの操作を確実にするためには、チャックピンによる基板の挟持を解除するのに先だってスピンベースの回転を阻止するための回転ロック機構を別途設ける必要がある。そのため、構成が複雑になるうえに、装置内に多くのスペースが必要となり、さらには、制御が複雑になるという問題がある。
また、解除爪は、処理カップ外の待機位置からスピンチャックの近傍にまで移動し、その後、待機位置にまで戻らなければならず、この間に長い時間を要する。そのため、処理対象基板の交換に時間がかかり、このことが、基板処理装置の処理能力を低下させている。しかも、この解除爪の動作に先だって回転ロック機構を作動させるとともに、その動作確認の手順を経る必要もあり、このことが、基板処理能力のさらなる低下の原因となっている。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、基板の挟持解除のための構成を簡単にすることができる基板保持回転装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板の交換に要する時間を短縮できる基板保持回転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持して回転させる基板保持回転装置（１）であって、回転軸（２７）に結合され、この回転軸まわりに回転するスピンベース（２１）と、前記スピンベースに取り付けられ、基板の周縁部に当接して基板を挟持可能な挟持位置と、この挟持位置から退避した退避位置とに変位可能な挟持部材（２０）と、この挟持部材を前記挟持位置と退避位置との間で駆動するための挟持部材駆動機構（４０，４７，６０，６１，７０，７１；１００）と、この挟持部材駆動機構に連動して、前記スピンベースの回転を許容する回転許容状態と前記スピンベースの回転を規制する回転規制状態との間で遷移する回転規制機構（６０，６１，７０，７５，９１，９２；１００，１１０，１２０）とを含むことを特徴とする基板保持回転装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
この構成によれば、スピンベースの回転を規制する回転規制機構が、挟持部材を駆動する挟持部材駆動機構の動作に連動する構成であるので、スピンベースの回転の規制と基板の挟持解除とを短時間で行うことができ、処理対象の基板の交換に要する時間を短縮できる。それとともに、スピンベースの回転の規制と基板挟持の解除とが連動することにより、構成を簡素化できるとともに、装置のコストを低減でき、装置内に確保すべきスペースを少なくすることができる。また、処理対象基板の交換時における制御も簡単になる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記挟持部材駆動機構は、駆動源（６０）と、この駆動源からの駆動力を得て移動する移動部材（７０，１００）と、この移動部材の運動を前記挟持部材に伝達する駆動力伝達機構（４０，４７，７１）とを含み、前記回転規制機構は、前記回転軸またはスピンベースに設けられた係合部（７０，１２０）と、前記移動部材に設けられ、この移動部材が移動することによって前記係合部と係合した係合状態と前記係合部との係合が解かれた係合解除状態とに遷移するロック部材（９１，９２，１１０）とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の基板保持回転装置である。
【００１０】
この構成によれば、駆動源からの駆動力で移動部材を移動させることにより、挟持部材を挟持位置と退避位置との間で変位させ、さらに、移動部材に設けられたロック部材と係合部とを係合または係合解除させることができる。これにより、構成を簡単にすることができ、また、制御も簡単になる。
より具体的には、前記移動部材が、前記回転軸に沿って移動するものであるとともに、前記挟持部材駆動機構に駆動力を伝達するためのカムフォロワ（８８）を備えており、前記駆動力伝達機構が、前記スピンベースに取り付けられ、前記スピンベースに対して前記回転軸まわりに回動可能な回動リング（４７）と、この回動リングの回動を前記挟持部材に伝達するリンク機構（４０）と、前記回動リングに固定され、前記移動部材に設けられたカムフォロワを受け止めて、このカムフォロワから伝達される駆動力を前記リングの回動へと変換するカム部材（７１）とを含む構成としてもよい。
【００１１】
この構成では、回転軸に沿って移動する移動部材の運動をカム機構によって回動リングの回動運動へと変換し、この回動運動がリンク機構を介して挟持部材に伝達される。そして、回転軸に沿って移動部材が移動することで、ロック部材と係合部とが係合／係合解除されるから、スピンベースの回転を規制した回転規制状態とスピンベースの回転を許容した回転許容状態とを短時間の動作で切り換えることができる。
【００１２】
前記回転規制機構の前記係合部は、前記ロック部材を受け入れる凹部（７８，１２１）を有していてもよい。すなわち、たとえば、移動部材が回転軸に沿って移動することにより、ロック部材が凹部に対して進入／退避し、これにより、回転規制状態と回転許容状態とを切り換えることができる。前記凹部は、回転方向に関して前記ロック部材を挟んで対向する一対の回転規制面（７８ａ，７８ｂ）と、回転軸に沿う方向に関して前記ロック部材の出入りを許容する開放部を有するものであることが好ましい。
【００１３】
また、前記ロック部材は、一対の突起（９１，９２）を有し、前記係合部は、前記一対の突起に挟まれる突条（１２５）であってもよい。この場合には、移動部材が回転軸に沿って移動することにより、ロック部材を構成する一対の突起が突条を挟み込んで係合した状態と、この係合が解除された状態とに遷移するようになっていればよい。突条は、回転軸に沿う方向に形成されていることが好ましく、また、回転方向に関して前記一対の突起にそれぞれ対向する一対の回転規制面（１２５ａ，１２５ｂ）としての外側面を備えていることが好ましい。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記回転規制機構は、前記挟持部材駆動機構によって前記挟持部材が挟持位置から退避位置に導かれるときに、前記挟持部材が駆動されるよりも前に回転許容状態から回転規制状態となり、前記挟持部材駆動機構によって前記挟持部材が退避位置から挟持位置に導かれるときに、前記挟持部材の駆動完了後に前記回転規制状態から回転許容状態へと遷移することを特徴とする請求項１または２記載の基板保持回転装置である。
【００１５】
この構成によれば、基板の挟持が解除されるときには、それに先だってスピンベースの回転が規制される。また、基板が挟持されるときには、基板の挟持が完了した後に、スピンベースの回転が許容される。したがって、基板の挟持およびその解除動作は、いずれもスピンベースの回転が規制された状態で確実に行うことができる。
この構成は、とくに、挟持部材を作動させるときに、スピンベースに対して回転反力が作用するような場合に効果的である。すなわち、回転反力を回転規制機構によって受け止めることができるので、挟持部材を確実に作動させて、基板の挟持やその解除を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態が適用された基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置は、ほぼ円形の基板である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗをほぼ水平に保持するとともに、この保持したウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線回りに回転する基板保持回転装置としてのスピンチャック１を処理カップ（図示せず）の中に備えている。
【００１７】
スピンチャック１は、回転駆動機構としてのモータ２の駆動軸である回転軸に結合されて回転されるようになっている。この回転軸は、中空軸とされていて、その内部には、純水（脱イオン化された純水）またはエッチング液を供給することができる処理液供給管３が挿通されている。この処理液供給管３には、スピンチャック１に保持されたウエハＷの下面中央に近接した位置に吐出口を有する中心軸ノズル（固定ノズル）が結合されており、この中心軸ノズルの吐出口から、ウエハＷの下面に向けて、純水または薬液（エッチング液など）を供給できる。
【００１８】
処理液供給管３には、純水供給源に接続された純水バルブ４または薬液供給源に接続された薬液バルブ５を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
スピンチャック１の上方には、ウエハＷの上面に向けて純水および薬液（エッチング液など）をそれぞれ供給する純水ノズル６および薬液ノズル７が設けられている。純水ノズル６には純水バルブ８を介して純水が供給され、薬液ノズル７には薬液バルブ９を介して薬液が供給されるようになっている。
【００１９】
この構成により、スピンチャック１によってウエハＷを回転させながら、その上面および裏面の少なくとも一方に対して処理液（薬液または純水）を供給することができる。
図２は、スピンチャック１の内部構成を透視して示す平面図であり、図３は、スピンチャック１の内部構造を説明するための縦断面図である。スピンチャック１は、円盤状のスピンベース２１を備え、このスピンベース２１の上面には、その周縁部にほぼ等角度間隔で複数本（この実施形態では３本）の挟持部材２０が配置されている。これらの挟持部材２０は、連動してウエハＷを挟持し、またその挟持を解除するように動作する。すなわち、個々の挟持部材２０は、ウエハＷの周縁部に当接してウエハＷを挟持する挟持位置と、この挟持位置から外方に退避した退避位置とに変位することができる。
【００２０】
スピンベース２１は、円板状の上カバー２２と、同じく円板状の下カバー２３とを備え、これらは重ね合わせられて、周縁部に設けられたボルト２４や内方に設けられたボルト２５などを用いて互いに固定されている。
上カバー２２および下カバー２３の各中央部には、挿通孔が形成されており、この挿通孔には、処理液供給管３の先端に設けた裏面ノズル２６が貫通している。
【００２１】
モータ２の駆動軸と一体化された回転軸２７は、モータ２を貫通した中空軸であり、その内部に処理液供給管３が収容されている。モータ２を包囲するようにケーシング２８が配置されており、このケーシング２８は、さらに、筒状のカバー部材２９によって包囲されている。カバー部材２９の上端はスピンベース２１の下面近傍にまで及んでおり、その上端付近の内面にはシール機構３０が配置されている。このシール機構３０はスピンベース２１の下面に固定されたシール部材３１に摺接するようになっており、これにより、シール機構３０と回転軸２７との間には、スピンベース２１とカバー部材２９とによって区画され、外部雰囲気から遮断された密閉空間である機構部収容空間１０が形成されている。
【００２２】
挟持部材２０は、板状のベース部３５上に、ウエハＷの周縁部の下面に点接触する略円錐形状の支持部３６と、ウエハＷの端面を規制するための柱状の規制部３７とを立設して構成されている。
ベース部３５の下面には、丸軸３８が一体的に設けられており、この丸軸３８は、上カバー２２および下カバー２３に回転自在に取り付けられている。これにより、挟持部材２０は、支持部３６の頂点を通る鉛直軸まわりに回転自在となっている。
【００２３】
挟持部材２０のベース部３５の下面に形成された丸軸３８には、上カバー２２と下カバー２３との間に区画された収容空間３９内において、平面視においてほぼＬ字形のレバー４１が固定されている。このレバー４１の一端は、リンク４２の一端に回動自在に連結されていて、このリンク４２の他端は、レバー４３の自由端に回動自在に連結されている。レバー４３の基端部は、下カバー２３を回転自在な状態で貫通した回動軸４５に固定されている。これらのレバー４１，４３およびリンク４２などからなるリンク機構４０は、前記収容空間３９内に収容されている。
【００２４】
回動軸４５の下面には、さらに、別のレバー４６が固定されている。このレバー４６の先端は、平面視においてドーナツ板状の回動リング４７に、ピン４８によって回動自在に連結されている。この回動リング４７には、周方向に間隔を開けた位置で、３つの挟持部材２０に対応したレバー４６の先端部が共通に連結されている。そして、回動リング４７は、下カバー２３の下面に形成された環状の案内溝４９（図３参照）に案内されて、その周方向に回動変位することができるようになっている。
【００２５】
図４は、回動リング４７の近傍の構成を抽出して描いた底面図である。回動リング４７の下面に立設された３本のピン４８には、３本の引っ張りコイルばね５０の一端がそれぞれ引っ掛けられている。これらのコイルばね５０の他端は、下カバー２３の下面に立設された３本のばね掛けピン５１に引っ掛けられている。これにより、レバー４６は、図４において、時計回り方向に付勢されている。この方向は、挟持部材２０がウエハＷの端面に向かう方向に相当する。さらに、レバー４６の図４における時計まわり方向への回動は、ストッパ５２によって規制されるようになっている。これにより、挟持部材２０の規制部３７は、定位置においてウエハＷの端面を規制することになる。
【００２６】
回動リング４７の回動を案内するために、この回動リング４７の外周面に当接する、３対の軸受け５４が、３本のピン４８の間の位置にそれぞれ設けられている。
回動リング４７を、コイルばね５０のばね力に抗して回動させると、リンク機構４０の働きによって、３つの挟持部材２０が連動し、それぞれの規制部３７はウエハＷの端面から退避する。このとき、支持部３６は回動中心に位置していて、ウエハＷの下面の支持状態を保持する。なお、図４において、下方側に描かれた１つのレバー４６は、回動リング４７を回動させたときの状態で描かれているが、実際には、回動リング４７の周囲の３つのレバー４６は、回動リング４７によって連動させられ、常にほぼ同様な状態をとる。
【００２７】
レバー４６の位置を検出するために、レバー４６の基端部には、水平方向に突出したセクタ４６ａが形成されている。このセクタ４６ａの位置は、スピンチャック１が回転停止したときに、センサＳａ，Ｓｂによって検出されるようになっている。すなわち、センサＳａは、レバー４６がストッパ５２に当接した状態（挟持状態）におけるセクタ４６ａを検出し、センサＳｂは、レバー４６がストッパ５２から離間した状態（ウエハＷの挟持を解除した状態）におけるセクタ４６ａを検出する。このようなセクタ４６ａの位置検出を通じて、挟持部材２０の状態が検出されることになる。
【００２８】
未処理のウエハＷを当該基板処理装置に搬入したり、処理済みのウエハＷを当該基板処理装置から搬出したりするときには、スピンチャック１と基板搬送ロボット（図示せず）との間でのウエハＷの受け渡しが必要になる。この場合には、スピンチャック１は、予め定められた回転位置で停止させられる。このとき、３つのレバー４６のうちのいずれかのセクタ４６ａがセンサＳａ，Ｓｂの直上に位置する。この状態で、後述するの構成によって回転軸２７およびスピンベース２１の回転が規制されるとともに、回動リング４７が回転軸２７まわりに回動させられる。これにより、挟持部材２０が回動し、規制部３７が、ウエハＷを挟持可能な挟持位置から、ウエハＷの端面から大きく退避した退避位置へと変位する。この状態で、搬送ロボットがスピンチャック１との間でウエハＷの受け渡しを行うことになる。
【００２９】
図３に示されているように、機構部収容空間１０内において、ケーシング２８の上蓋部２８ａ上には、回転軸２７を取り囲むほぼ円環状のギヤケース１１が取り付けられている。ギヤケース１１上には、図５の平面図に示すように、モータ６０が固定されている。
ギヤケース１１の内部には、図３に示されているように、その外周側の内壁面に軸受け１２が圧入されている。軸受け１２は回転軸２７に対して同軸に配置されている。この軸受け１２の回転側リングには回転軸２７を包囲するリング状のギヤ１３が固定されている。このギヤ１３は、内周側にギヤ歯を有している。図５のVI−VI線断面図である図６に示すように、モータ６０の駆動軸に固定されたピニオン１４は、ギヤケース１１内において、ギヤ１３に噛合している。
【００３０】
図５に示すように、ギヤケース１１上にはさらに、モータ６０を回避した位置に、一対のボールねじ機構６１，６１が回転軸２７を挟んで対向する位置（すなわち、回転軸２７の側方）に配置されている。ボールねじ機構６１は、図５のVII−VII線断面図である図７に示されているように、回転軸２７と平行に配置されたねじ軸６３と、このねじ軸６３に螺合するボールナット６４とを備えている。ねじ軸６３は、ギヤケース１１の上蓋部に軸受け部６５を介して取り付けられており、その下端は、ギヤケース１１の内部に及んでいる。このねじ軸６３の下端には、ピニオン６６が固定されており、このピニオン６６はギヤ１３に噛合している。
【００３１】
一方、ボールナット６４には、このボールナット６４とともに回転軸２７に沿って上下動する移動部材７０が取り付けられている。したがって、モータ６０を駆動してピニオン１４を回転させると、この回転はギヤ１３に伝達される。これによって、ギヤ１３に噛合しているピニオン６６が回転して、ボールねじ機構６１のねじ軸６３が回転する。これによって、ボールナット６４およびこれに結合された移動部材７０が回転軸２７に沿って昇降することになる。
【００３２】
移動部材７０の昇降位置は、位置検出部６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃによって検出されるようになっている。位置検出部６７Ａは、ギヤケース１１にセンサブラケット６８を介して取り付けられており、一方のボールねじ機構６１のボールナット６４に固定された遮光部６７ａによる遮光を検出するフォトインタラプタで構成されている。また、位置検出部６７Ｂ，６７Ｃは、ギヤケース１１にセンサブラケット６９を介して異なる高さに取り付けられたフォトインタラプタからなり、他方のボールねじ機構６１のボールナット６４に固定された遮光部６７ｂ，６７ｃによる遮光をそれぞれ検出する。
【００３３】
図８は、スピンベース２１の回転を停止した状態で、挟持部材２０を挟持位置と退避位置との間で変位させるための構成を説明するための図解的な分解斜視図である。３つの挟持部材２０に対応した３つのリンク機構４０に共通に駆動力を与えることができる回動リング４７には、その下面の周縁部に、ほぼ等間隔で配置された複数（この実施形態では３個）のカム部材７１が固定されている。各カム部材７１は、回動リング４７の周縁部から垂れ下がるほぼ逆台形板状に形成されており、回動リング４７から下方に向かうに従って周方向一方側（挟持部材２０を挟持位置から退避位置に導くときの回動リング４７の回動方向。）に向かうように傾斜したカム面７２を有している。このカム部材７１、回動リング４７およびリンク機構４０は、移動部材７０の昇降運動を挟持部材２０に伝達する駆動力伝達機構を構成している。そして、さらに、この駆動力伝達機構、移動部材７０、駆動源としてのモータ６０、およびボールねじ機構６１などにより、挟持部材２０を挟持位置と退避位置との間で駆動するための挟持部材駆動機構が構成されている。
【００３４】
図８において回動リング４７の下方に図示した環状係合部材７５は、図３、図６および図７にも表されているように、回転軸２７に固定されるものである。図９に平面図を示すように、環状係合部材７５は、実際には、半円弧状の一対の半割部７５Ａ，７５Ｂをボルト７６，７７で締結することによって、回転軸２７に取り付けられ、かつ、環状をなすようになっている。この環状係合部材７５には、回転軸２７に対して対象な位置に、一対の係合凹所７８，７９が形成されている。これらのうちの一方の係合凹所７８は、回転軸２７の回転規制に用いられる。他方の係合凹所７９は、重量分布を回転軸２７に関して対称にするために形成されたものである。
【００３５】
回転規制のために用いられる係合凹所７８は、回転軸２７に沿って延びる断面矩形の凹条を成しており、両端面（上下面）に渡る範囲に及んで形成されていて、上下に開放されている。係合凹所７８の一対の内側面は、回転規制面７８ａ，７８ｂとして機能する。
図８において環状係合部材７５の下方には、前述の移動部材７０が描かれている。この移動部材７０は、円筒状の本体部８０と、この本体部８０の外周面から外方に張り出した板状の一対の張り出し部８１，８２と、本体部８０から下方に突出した舌部８３とを備えている。張り出し部８１，８２は、回転軸２７を挟んで対称に張り出しており、ほぼ水平面に沿っている。この張り出し部８１，８２には、ボールナット６４およびガイド軸８５がそれぞれ固定されている。ボールナット６４には、前述のねじ軸６３が螺合していて、モータ６０の回転がギヤ１３を介してねじ軸６３に伝達されることにより、ボールナット６４とともに、移動部材７０が上下動することになる。ガイド軸８５は、図３に示すように、ギヤケース１１の上面に固定されたリニアガイド８６によって、鉛直方向（回転軸２７と平行な方向）に案内されるようになっている。これにより、移動部材７０は、確実に回転軸２７に沿って上下動することになる。
【００３６】
図９に最もよく表されているように、本体部８０の上縁付近には、ほぼ等間隔で３つのカムフォロワ８８が取り付けられている。これらのカムフォロワ８８は、本体部８０の内周面から内方に突出するように設けられたカムローラであり、移動部材７０を上昇させることによって、３つのカム部材７１のカム面７２にそれぞれ当接可能な位置に配置されている。
【００３７】
一方、舌部８３は、図６および図９に示すように、本体部８０の内周面よりも内側（回転軸２７側）にシフトした状態で本体部８０に固定されている。この舌部８３には、一対のロック用カムフォロワ９１，９２がほぼ同じ高さに並んで取り付けられている。カムフォロワ９１，９２は、舌部８３の内表面から内側（回転軸２７側）に突出した状態で設けられたカムローラである。これらのカムフォロワ９１，９２は、移動部材７０の上昇によって、環状係合部材７５の係合凹所７８に入り込むことができるように配置されている。係合凹所７８に入り込んだカムフォロワ９１，９２は、それぞれ回転規制面７８ａ，７８ｂに当接して、回転軸２７の回転を規制する。
【００３８】
このように、移動部材７０、これに取り付けられたカムフォロワ９１，９２、これに係合する環状係合部材７５、ならびに移動部材７０を駆動するボールねじ機構６１およびモータ６０などにより、スピンベース２１および回転軸２７の回転を規制する回転規制機構が構成されている。すなわち、この実施形態では、挟持部材駆動機構および回転規制機構は、移動部材７０およびボールねじ機構６１などを共有しており、共通の駆動源としてのモータ６０からの駆動力を得て各機能を達成するようになっている。
【００３９】
スピンチャック１に対して未処理のウエハＷを搬入するとき、処理済みのウエハＷをスピンチャック１から搬出するとき、およびスピンチャック１から処理済みのウエハＷを搬出して未処理のウエハＷをスピンチャック１に搬入するときには、スピンベース２１は所定の回転停止位置で停止させられる。この回転停止位置は、移動部材７０に取り付けられた３個のカムフォロワ８８が回動リング４７に取り付けられた３つのカム部材７１のカム面７２の直下に位置して下方から対向し、かつ、ロック用カムフォロワ９１，９２が環状係合部材７５の係合凹所７８の直下に位置して下方から対向する位置である。
【００４０】
この状態から、モータ６０が一方向に回転駆動されると、この回転がギヤ１３を介してボールねじ機構６１のねじ軸６３に伝達される。これにより、移動部材７０が上昇する。この上昇の過程で、まず、ロック用カムフォロワ９１，９２が係合凹所７８にその下方の開放端から入り込み、回転規制面７８ａ，７８ｂにそれぞれ当接して、これらの表面を転動する。この時点では、カムフォロワ８８はカム面７２に当接していない。すなわち、ロック用カムフォロワ９１，９２、係合凹所７８、カムフォロワ８８およびカム面７２の位置関係は、移動部材７０を上昇させる過程で、カムフォロワ８８がカム面７２に当接するよりも前に、ロック用カムフォロワ９１，９２が係合凹所７８に係合して回転軸２７の回転を規制するように定められている。
【００４１】
さらに移動部材７０を上昇させていくと、ロック用カムフォロワ９１，９２は回転規制面７８ａ，７８ｂ上を転動して上昇していくとともに、カムフォロワ８８がカム面７２に当接する。この状態から、さらに移動部材７０を上昇させると、カムフォロワ８８およびカム部材７１の働きによって、移動部材７０の上昇運動が、回動リング４７の解除方向（図２の反時計回り方向）への回動運動へと変換される。これにより、回動リング４７は、コイルばね５０からのばね力に抗して回転軸２７まわりに回動され、この回動が、リンク機構４０によって挟持部材２０へと伝達される。その結果、挟持部材２０は、解除方向に回動して、ウエハＷの端面から退避した退避位置へと変位する。
【００４２】
この間、ロック用カムフォロワ９１，９２は終始係合凹所７８内に位置し、回転軸２７の回動を規制している。したがって、主としてコイルばね５０のばね力に起因してスピンベース２１および回転軸２７に加わる回転反力は、ロック用カムフォロワ９１，９２によって受け止められ、回転軸２７の回転が確実に阻止される。これにより、回転軸２７に対する回動リング４７の相対回動を確実に生じさせて、挟持部材２０を挟持位置から退避位置へと変位させることができる。
【００４３】
この状態で、未処理ウエハＷの搬入、処理済みウエハＷの搬出、または処理済みウエハＷと未処理ウエハＷとの交換が行われる。その後、モータ６０が反対方向に駆動されると、移動部材７０が下降していく。この下降過程では、カムフォロワ８８の下降に伴い、コイルばね５０の働きによって、回動リング４７は挟持方向（図２の時計回り方向）に回動することになる。それに伴い、挟持部材２０は、退避位置から挟持位置へと変位する。
【００４４】
移動部材７０の下降過程においては、カムフォロワ８８がカム面７２から離間した後に、ロック用カムフォロワ９１，９２が、係合凹所７８の下端から下方へと退出する。したがって、カムフォロワ８８がカム面７２に当接していて、主としてコイルばね５０のばね力に起因する回転反力がスピンベース２１および回転軸２７に加わる全期間において、ロック用カムフォロワ９１，９２と係合凹所７８との係合状態が保持される。
【００４５】
移動部材７０の高さを検出する位置検出部６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃは、移動部材７０の３つの高さ位置を検出する。すなわち、位置検出部６７Ａは、移動部材７０の原点位置を検出し、位置検出部６７Ｂは上方側のオーバーラン位置を検出し、位置検出部６７Ｃは下方側のオーバーラン位置を検出する。したがって、位置検出部６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃの出力信号に基づいて、移動部材７０の原点復帰を行ったり、移動部材７０が誤って上方および下方にオーバーランした場合の緊急停止等を行うことができる。
【００４６】
以上のようにこの実施形態によれば、モータ６０を駆動して移動部材７０を上昇させることによって、スピンベース２１および回転軸２７の回転をロックし、その後に、回動リング４７の回動を生じさせて挟持部材２０を挟持位置から退避位置へと変位させることができる。また、モータ６０を駆動して移動部材７０を下降させることによって、挟持部材２０を退避位置から挟持位置へと変位させた後に、スピンベース２１および回転軸２７の回転ロックを解除し、それらの回転を許容することができる。このように、スピンベース２１等の回転規制およびその解除を、挟持部材２０を駆動するときの一連の動作によって行わせることができるので、ウエハＷの搬入／搬出の際の所要時間を短縮できる。
【００４７】
しかも、スピンベース２１等の回転を規制するための機構をスピンベース２１の下方の機構部収容空間１０に収容しているため、処理カップ外に配置された解除爪を用いてウエハＷの挟持解除を行う場合に比較して、極めて短時間の動作で、ウエハＷの挟持を解除することができる。
また、移動部材７０およびこの移動部材７０を駆動する機構を、スピンベース２１等の回転の規制と挟持部材２０の駆動とに共通に用いているから、構成が簡単になり、コストの削減を図ることができるとともに、装置スペースの縮小を図ることができる。
【００４８】
図１０は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一部の構成を説明するための図解的な斜視図であり、図１１は、一部の図解的な断面図である。この図１０および図１１において、前述の図１〜図９に示された各部に対応する部分には同一の参照符号を付して示すとともに、前述の図１〜図４を再び参照する。
この実施形態では、主として、スピンベース２１の回転を規制するための回転規制機構の構成が前述の第１の実施形態とは異なる。
【００４９】
具体的に説明すると、モータ６０からギヤ１３を介して伝達される駆動力を受けて回転するボールねじ機構６１のねじ軸６３は、移動部材１００に固定されたボールナット６４に螺合している。移動部材１００は、回転軸を取り囲むほぼ円筒状の本体部１０１と、この本体部１０１の下端から外方に向けて延出したフランジ部１０２とを備えている。本体部１０１の内周面の上縁付近には、３個のカムフォロワ８８が取り付けられている。
【００５０】
フランジ部１０２には、回転軸２７を挟んでほぼ対称な位置に一対の突起部１０３が形成されており、この突起部１０３にボールナット６４が固定されていて、ねじ軸６３は突起部１０３を貫通している。
図１２の平面図に示すように、フランジ部１０２には、別の一対の突起部１０４が形成されており、この突起部１０４には、ガイド軸８５が固定されている。このガイド軸８５は、ギヤケース１１に固定されたリニアガイド８６によって案内されながら鉛直方向に移動可能となっている。
【００５１】
フランジ部１０２には、さらに別の突起部１０５が形成されている。この突起部１０５は、他の突起部１０３，１０４よりも周方向に長く形成されていて、図１３に示すように、その下面に一対のリニアガイド１０６が固定されている。このリニアガイド１０６に一対のガイド軸１０７がそれぞれ挿通している。この一対のガイド軸１０７の上端を結合するように端板１０８が設けられており、その上面にくさび形のロック部材１１０が取り付けられている。このロック部材１１０は、くさび形の稜線を回転軸２７の回転半径方向に向けた姿勢で取り付けられている。
【００５２】
一方、一対のガイド軸１０７の下端は側面視においてコ字形状のブラケット１１１の上板部１１２によって結合されている。このブラケット１１１の下板部１１３と前記フランジ部１０２の突起部１０５との間は、引っ張りコイルばね１１４を介して結合されている。
スピンベース２１の下面には、ロック部材１１０と嵌り合う倒立Ｖ字形の係合凹所１２１を有する係合部材１２０が固定されている。この係合部材１２０は、Ｌ字形に成形した板状体で構成されており、係合凹所１２１が形成された垂下板状部１２２がスピンベース２１の回転接線方向に沿うように設けられている。
【００５３】
スピンチャック１上のウエハＷの交換等のためにスピンベース２１の回転が停止されるとき、その回転停止位置は、係合部材１２０の係合凹所１２１がロック部材１１０の直上に位置するように制御される。このとき、カムフォロワ８８の直上に回動リング４７に固定されたカム部材７１が位置している。
モータ６０を一方向に駆動すると、この駆動力はギヤ１３を介してボールねじ機構６１のねじ軸６３へと伝達され、移動部材１００の上昇を引き起こす。これにより、カムフォロワ８８がカム部材７１のカム面７２に当接するよりも早く、ロック部材１１０が係合部材１２０の係合凹所１２１に嵌り込む。その後、さらに移動部材１００を上昇させていくと、端板１０８、ガイド軸１０７およびブラケット１１１は停止した状態で、移動部材１００およびこれに固定されたリニアガイド１０６は、コイルばね１１４の伸長を引き起こしながら上昇していく。そして、このコイルばね１１４からの付勢力によってロック部材１１０と係合凹所１２１との係合状態を保持したままで、カムフォロワ８８がカム面７２に当接し、カム部材７１に結合された回動リング４７の回転軸２７まわりの回動を引き起こす。これによって、リンク機構４０を介して挟持部材２０が駆動され、この挟持部材２０が挟持位置から退避位置へと導かれる。
【００５４】
ウエハＷの交換が終了すると、モータ６０が逆方向に駆動される。これにより、移動部材１００は下降を開始する。この過程で、回動リング４７は、コイルばね５０（図２参照）によって元の位置へと回動し、さらに、カムフォロワ８８がカム面７２から離間する。その後に、ロック部材１１０が係合凹所１２１から離間していくことにより、スピンベース２１が回転可能な状態となる。
【００５５】
この実施形態の構成でも、前述の第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
この発明の実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の第１の実施形態では、環状係合部材７５の係合凹所７８に一対のロック用カムフォロワ９１，９２が入り込んでスピンベース２１および回転軸２７の回転を規制する構成をとっているが、図１４に示すような構成とすることもできる。すなわち、この構成例では、環状係合部材７５の外周面に回転軸２７に沿う断面略矩形の突条１２５が形成されている。そして、一対のロック用カムフォロワ９１，９２により、突条１２５を挟持することによって、回転軸２７の回転が規制される。この場合、突条１２５においてロック用カムフォロワ９１，９２に当接する一対の外側面が、回転規制面１２５ａ，１２５ｂとなる。
【００５６】
また、第２の実施形態では、移動部材１００側にくさび形のロック部材１１０を設け、スピンベース２１に係合凹所１２１を有する係合部材１２０を配置したが、移動部材１００側に係合凹所を有するロック部材配置するとともに、スピンベース２１側にくさび形の係合部材を配置してもよい。すなわち、ロック部材と係合部材との形状は、第２の実施形態の場合とは反対であってもよい。
【００５７】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の第１の実施形態が適用された基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】スピンチャックの内部構成を透視して示す平面図である。
【図３】スピンチャックの内部構造を説明するための縦断面図である。
【図４】回動リングの近傍の構成を抽出して描いた底面図である。
【図５】移動部材を駆動するための構成を示す平面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図５のVII−VII線断面図である。
【図８】スピンベースの回転を停止した状態で、挟持部材を挟持位置と退避位置との間で変位させるための構成を説明するための図解的な分解斜視図である。
【図９】移動部材および環状係合部材の平面図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の一部の構成を説明するための図解的な斜視図である。
【図１１】図１０の構成の一部の図解的な断面図である。
【図１２】前記第２の実施形態における移動部材の平面図である。
【図１３】スピンベースの回転を規制するための構成を説明するための図である。
【図１４】スピンベースの回転を規制するための別の構成例を示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      スピンチャック
２      モータ
３      処理液供給管
４      純水バルブ
５      薬液バルブ
６      純水ノズル
７      薬液ノズル
８      純水バルブ
９      薬液バルブ
１０      機構部収容空間
１１      ギヤケース
１２      軸受け
１３      ギヤ
１４      ピニオン
２０      挟持部材
２１      スピンベース
２２      上カバー
２３      下カバー
２４，２５    ボルト
２６      裏面ノズル
２７      回転軸
２８      ケーシング
２８ａ    上蓋部
２９      カバー部材
３０      シール機構
３１      シール部材
３５      ベース部
３６      支持部
３７      規制部
３８      丸軸
３９      収容空間
４０      リンク機構
４１      レバー
４２      リンク
４３      レバー
４５      回動軸
４６      レバー
４６ａ    セクタ
４７      回動リング
４８      ピン
４９      案内溝
５０      コイルばね
５１      ピン
５２      ストッパ
５４      軸受け
６０      モータ
６１      ボールねじ機構
６３      ねじ軸
６４      ボールナット
６５      軸受け部
６６      ピニオン
６７ａ，６７ｂ，６７ｃ    遮光部
６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ    位置検出部
６８，６９    センサブラケット
７０      移動部材
７１      カム部材
７２      カム面
７５      環状係合部材
７５Ａ，７５Ｂ    半割部
７６，７７    ボルト
７８      係合凹所
７８ａ，７８ｂ    回転規制面
７９      係合凹所
８０      本体部
８１      張り出し部
８３      舌部
８５      ガイド軸
８６      リニアガイド
８８      カムフォロワ
９１，９２    ロック用カムフォロワ
１００    移動部材
１０１    本体部
１０２    フランジ部
１０３，１０４，１０５    突起部
１０６    リニアガイド
１０７    ガイド軸
１０８    端板
１１０    ロック部材
１１１    ブラケット
１１２    上板部
１１３    下板部
１２０    係合部材
１２１    係合凹所
１２２    垂下板状部
１２５    突条
１２５ａ，１２５ｂ    回転規制面
Ｓａ，Ｓｂ    センサ
Ｗ        ウエハ
【図１】
2006086222.tif 000003
【図２】
2006086222.tif 000004
【図３】
2006086222.tif 000005
【図４】
2006086222.tif 000006
【図５】
2006086222.tif 000007
【図６】
2006086222.tif 000008
【図７】
2006086222.tif 000009
【図８】
2006086222.tif 000010
【図９】
2006086222.tif 000011
【図１０】
2006086222.tif 000012
【図１１】
2006086222.tif 000013
【図１２】
2006086222.tif 000014
【図１３】
2006086222.tif 000015
【図１４】
2006086222.tif 000016