(57)【要約】  【課題】  厚さの異なる基板に対応でき、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減った場合にも基板を保持することができ、さらに、径の大きさが異なる基板にも対応できる回転保持装置を提供する。  【解決手段】  回転保持装置としての可動式ローラチャック１００は、自転することにより円板状の基板Ｓの縁部を連続的に送り出し、それによって基板Ｓを回転させる回転する装置であって、回転部材１１と、回転部材１１とともに回転し、基板Ｓの縁部を上から押さえるための上チャック部材１４と、回転部材１１とともに回転し、基板Ｓの縁部を下から支持するための下チャック部材１３と、基板Ｓを保持する上チャック部材１４と下チャック部材１３との間の上下方向の距離を変更するための可動レール筒１６、可動板１７、調整ネジ１８、ばね１９、及び破損防止リング２０からなる可動機構とを備えている。【選択図】  図１
2018029207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基板の縁部を保持して自転することにより前記基板の縁部を連続的に送り出し、それによって前記基板を回転させる回転保持装置であって、
回転する回転部材と、
前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を上から押さえるための上チャック部材と、
前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を下から支持するための下チャック部材と、
前記基板を保持する前記上チャック部材と前記下チャック部材との間の上下方向の距離を変更するための可動機構と、
を備えたことを特徴とする回転保持装置。
【請求項２】
前記上チャック部材は、前記基板の縁部を上から押さえるための斜め下向きに傾斜した基板保持面を有し、
前記下チャック部材は、前記基板の縁部を下から支持するための斜め上向きに傾斜した基板保持面を有し、
前記上チャック部材の前記基板保持面と前記下チャック部材の前記基板保持面とで、前記基板の縁部に対して開口するテーパ形状が形成されることを特徴とする請求項１に記載の回転保持装置。
【請求項３】
前記可動機構は、前記回転部材に固定され、前記上チャック部材の上下方向の移動を案内するための案内手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転保持装置。
【請求項４】
前記可動機構は、前記上チャック部材に対して下向きに弾性力を与える弾性手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転保持装置。
【請求項５】
前記可動機構は、前記弾性手段を上から押さえる可動板と、前記可動板を上から押さえるように前記回転部材に固定される調整ネジとを備え、前記調整ネジの前記回転部材に対する高さを調整することで前記弾性手段による弾性力を調整可能であることを特徴とする請求項４に記載の回転保持装置。
【請求項６】
前記上チャック部材の上下方向の位置を検出する位置センサをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の回転保持装置。
【請求項７】
円板状の基板を回転させながら洗浄する基板洗浄装置であって、
前記基板の縁部を保持する複数の回転保持装置を備え、
前記回転保持装置は、
前記基板の縁部を保持して自転することにより前記基板の縁部を連続的に送り出し、それによって前記基板を回転させる回転保持装置であって、
回転する回転部材と、
前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を上から押さえるための上チャック部材と、
前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を下から支持するための下チャック部材と、
前記基板を保持する前記上チャック部材と前記下チャック部材との間の上下方向の距離を変更するための可動機構と、
を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の円板状の基板を保持して回転させるための回転保持装置、及びそのような回転保持装置を用いて円板状の基板を回転させながら洗浄する基板洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の円板状の基板（以下単に「基板」という。）に対して洗浄処理を行う基板洗浄装置は、通常、円板状の基板を保持して回転させる回転保持装置を備えている。洗浄装置は、例えば、基板の縁部を保持して自転することにより基板の縁部を連続的に送り出し、それによって基板を回転させる回転保持装置を備えている。
【０００３】
図６は、従来の洗浄装置の構成を示す模式図である。洗浄装置５００は、表面に銅めっき処理やＣＭＰ（化学的機械的研磨）処理がされた半導体ウエハ基板Ｓを洗浄する。円板状の基板Ｓは、回転保持装置としての複数の基板回転ローラ５０１，５０１に保持される。基板回転ローラ５０１は、回転部材５０１１とコマ５０１２とからなり、コマ５０１２で基板Ｓの縁部を保持する。回転部材５０１１がコマ５０１２を回転させることで、基板Ｓはその場で回転する。なお、図６には２つの基板回転ローラ５０１が図示されているが、基板回転ローラ５０１は、基板Ｓの周囲を囲むように等角度間隔で３つ以上（例えば４つ）設けられている。
【０００４】
このように保持された基板Ｓの上面側には、基板Ｓの上面に薬液を供給する薬液ノズル５０２、基板Ｓの上面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル５０３、基板Ｓの上面に押し当てられることにより基板Ｓの上面を洗浄するロールスポンジ５０４、及び基板Ｓの上面にメガソニック水を提供するメガソニックジェットノズル５０５が設けられている。また、基板Ｓの下面側にも同様に、基板Ｓの下面に薬液を供給する薬液ノズル５０２、基板Ｓの下面に洗浄液を供給する洗浄液ノズル５０３、基板Ｓの下面に押し当てられることにより基板Ｓの下面を洗浄するロールスポンジ５０４が設けられている。
【０００５】
図２は、基板回転ローラ５０１の側面図である。回転部材５０１１は円柱形上を有している。コマ５０１２は、回転部材５０１１の上に、回転部材５０１１に対して固定されて設けられている。コマ５０１２は、回転部材５０１１に固定されるベース部分５０１２ａ、ベース部分５０１２ａの上に位置し、上に行くにしたがって径が小さくなる傾斜部分５０１２ｂ、傾斜部分５０１２ｂの上端から連続して上に延びる基板受け部分５０１２ｃ、及び基板受け部分５０１２ｃの上に位置し、基板受け部分５０１２ｃより大きな径を有する基板押さえ部分５０１２ｄからなる。
【０００６】
保持される基板Ｓは、その側面が基板受け部分５０１２ｃに接触する。回転部材５０１１の回転によってコマ５０１２が回転すると、この基板受け部分５０１２ｃと基板Ｓの側面との間の摩擦力によって基板Ｓが回転する。基板受け部分５０１２ｃの高さは基板Ｓの厚さに等しく、基板押さえ部５０１２ｄは、基板受け部５０１２ｃに当接する基板Ｓの縁部を上から押さえることで、基板回転ローラ５０１に保持されて回転する基板Ｓがコマ５０１２から外れることを防止している。
【０００７】
なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第０１／０８４６２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の基板回転ローラのコマは、形状が固定されているため、厚さや径の異なる円板状基板について、１種類のコマで対応することはできず、異なる形状のコマを用いなければならないという問題がある。即ち、保持する円板状基板の厚さや径に応じて、それに対応する形状のコマを回転部材に付け替えなければならない。
【００１０】
また、コマを長時間使用することによって種々の問題が生じる。例えば、コマが摩耗して、コマから発生したパーティクルが、基板の欠陥の原因となる。また、コマの基板受け部分が摩耗して基板との間の摩擦力が弱くなり、基板を正しく回転させることができなくなって、洗浄性能が低下する。さらに、コマの基板押さえ部分が摩耗や疲労によって破損（破断）すると、基板が保持できずに、基板が割れてしまうことにもなる。
【００１１】
基板回転ローラのコマは、定期消耗品として工程管理が必要であり、また、回転保持装置は、１つの基板を保持するために複数の基板回転ローラを備えるので、コマの寿命が短いと消耗品の交換コストや管理コストが増大する。
【００１２】
さらに、基板の周辺には位置合わせのためのノッチ（切欠き）が形成されることがあるが、従来の基板回転ローラのコマは、回転する基板のノッチによる周期的な振動を受けて、それを洗浄装置に伝えてしまう。そうすると、基板の受け渡しを行う搬送系が振動して受け渡しエラーが生じたり、インライン膜圧測定器に振動が伝播して測定異常が生じたりする。また、振動によるメカ機構への影響の背反不具合として、寿命が短くなる。
【００１３】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、厚さの異なる複数種類の基板について使用できる回転保持装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、径の異なる複数種類の基板について使用できる回転保持装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、振動の伝播を低減した回転保持装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、寿命が長くランニングコストが低減された回転保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の回転保持装置は、円板状の基板の縁部を保持して自転することにより前記基板の縁部を連続的に送り出し、それによって前記基板を回転させる回転保持装置であって、回転する回転部材と、前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を上から押さえるための上チャック部材と、前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を下から支持するための下チャック部材と、前記基板を保持する前記上チャック部材と前記下チャック部材との間の上下方向の距離を変更するための可動機構とを備えた構成を有している。
【００１５】
この構成により、上チャック部材と下チャック部材とで基板の縁部を上下に挟んで保持することができる。両部材の間の上下方向の距離が可変であるため、厚さの異なる基板に対応でき、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減った場合にも基板を保持することができる。また、基板の縁部を上下に挟んで支持するので、径の大きさが異なる基板にも対応できる。なお、回転部材は、駆動源によって回転駆動されてよく、駆動源によって駆動されずに単に回転自在なものであってもよい。
【００１６】
上記の回転保持装置において、前記上チャック部材は、前記基板の縁部を上から押さえるための斜め下向きに傾斜した基板保持面を有し、前記下チャック部材は、前記基板の縁部を下から支持するための斜め上向きに傾斜した基板保持面を有し、前記上チャック部材の前記基板保持面と前記下チャック部材の前記基板保持面とで、前記基板の縁部に対して開口するテーパ形状が形成されてよい。
【００１７】
この構成により、基板の縁部が曲面形状の傾斜面となっている場合に、その傾斜面と上チャック部材の基板保持面及び下チャック部材の基板保持面との接触面積が増え、基板の縁部を確実に送り出すことができる。
【００１８】
上記の回転保持装置において、前記可動機構は、前記回転部材に固定され、前記上チャック部材の上下方向の移動を案内するための案内手段を備えていてよい。
【００１９】
この構成により、上チャック部材は、案内手段に案内されて上下方向に移動できる。
【００２０】
上記の回転保持装置において、前記可動機構は、前記上チャック部材に対して下向きに弾性力を与える弾性手段を備えていてよい。
【００２１】
この構成により、基板のノッチによる衝撃を弾性手段が吸収でき、他の部分に伝播する振動を軽減できる。
【００２２】
上記の回転保持装置において、前記可動機構は、前記弾性手段を上から押さえる可動板と、前記可動板を上から押さえるように前記回転部材に固定される調整ネジとを備え、前記調整ネジの前記回転部材に対する高さを調整することで前記弾性手段による弾性力を調整可能であってよい。
【００２３】
この構成により、基板の縁部を上チャック部材と下チャック部材で挟む際のクランプ力を調整することができ、基板の縁部に適度な摩擦力を与えるとともに、過度のクランプ力によって基板に与えるストレスを抑えることができる。
【００２４】
上記の回転保持装置は、前記上チャック部材の上下方向の位置を検出する位置センサをさらに備えていてよい。
【００２５】
この構成により、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減り、基板を保持する両部材の間の距離が小さくなったことを検知でき、それによって上チャック部材や下チャック部材の交換時期を知ることができる。
【００２６】
本発明の別の態様は、円板状の基板を回転させながら洗浄する基板洗浄装置であって、この基板洗浄装置は、前記基板の縁部を保持する複数の回転保持装置を備え、前記回転保持装置は、前記基板の縁部を保持して自転することにより前記基板の縁部を連続的に送り出し、それによって前記基板を回転させる回転保持装置であって、回転する回転部材と、前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を上から押さえるための上チャック部材と、前記回転部材とともに回転し、前記基板の縁部を下から支持するための下チャック部材と、前記基板を保持する前記上チャック部材と前記下チャック部材との間の上下方向の距離を変更するための可動機構とを備えた構成を有している。
【００２７】
この構成によっても、上チャック部材と下チャック部材とで基板の縁部を上下に挟んで保持するとともに、両部材の間の上下方向の距離が可変であるため、厚さの異なる基板に対応でき、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減った場合にも基板を保持することができ、さらに、径の大きさが異なる基板にも対応できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、上チャック部材と下チャック部材とで基板の縁部を上下に挟んで保持するとともに、両部材の間の上下方向の距離が可変であるため、厚さの異なる基板に対応でき、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減った場合にも基板を保持することができ、さらに、径の大きさが異なる基板にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の回転保持装置の構成（基板を保持している状態）を示す図
【図２】本発明の実施の形態の回転保持装置の構成（基板を保持していない状態）を示す図
【図３】本発明の実施の形態の回転保持装置の構成（厚い基板を保持している状態）を示す図
【図４】本発明の実施の形態の回転保持装置の構成（径の大きい基板を保持している状態）を示す図
【図５】本発明の実施の形態の回転保持装置の構成（上チャック部材及び下チャック部材が摩耗した状態）を示す図
【図６】従来の洗浄装置の構成を示す模式図
【図７】従来の回転保持装置の構成を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態の回転保持装置及びそれを備えた基板洗浄装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態の回転保持装置の構成を模式的に表した側面図である。回転保持装置としての可動式ローラチャック１００は、従来の回転保持装置と同様に、円板状の基板Ｓの縁部を保持する。基板Ｓの縁部は、縁に行くほど厚さが薄くなる先細り形状を有しており、基板Ｓの縁部には曲面状の傾斜面が形成されている。なお、本実施の形態の可動式ローラチャック１００が保持する基板Ｓはこのような形状に限られず、表面と側面との間に角が形成されてものであってよく、その角が面取りされて傾斜面が形成されていてもよい。
【００３２】
可動式ローラチャック１００は、回転部材１１、ベース部材１２、下チャック部材１３、上チャック部材１４、上チャックベース１５、可動レール筒１６、可動板１７、調整ネジ１８、ばね１９、破損防止リング２０、及び位置センサ２１を備えている。回転部材１１は、円柱形上を有しており、モータによってその中心軸線周りに回転（自転）する。また、別の態様の可動式ローラチャック１００の回転部材１１は、その軸線周りに回転可能であるのみで、モータ等によって回転駆動されないものであってよい。すなわち、洗浄装置は基板Ｓを保持するために、複数の可動式ローラチャック１００を備えているが、そのうちの少なくとも１つの可動式ローラチャック１００が駆動源によって回転するものであればよく、他の可動式ローラチャック１００は、基板Ｓの回転に伴って回転するものであってよい。
【００３３】
回転部材１１の上部に備えられたベース部材１２、下チャック部材１３、上チャック部材１４、上チャックベース１５、可動レール筒１６、可動板１７、調整ネジ１８、ばね１９、破損防止リング２０、及び位置センサ２１は、すべて回転部材１１と一体となって回転する。そのうちの可動レール筒１６、可動板１７、調整ネジ１８、ばね１９、及び破損防止リング２０は、上チャック部材１４を上下に可動とすることで、上チャック部材１４と下チャック部材１３との間の上下方向の距離を変更する可動機構を構成し、可動レール筒１６は、上チャック部材１４の上下方向の移動を案内する案内手段に相当する。
【００３４】
ベース部材１２は、回転部材１１の上面に固定されている。可動レール筒１６は、円管形状を有し、その軸線と回転部材１１の回転軸線とが一致するように、その下端がインローでベース部材１２に組みつけられている。可動レール筒１６は金属製である。
【００３５】
下チャック部材１３は、円錐の上側部分を切除した形状を有し、上面１３ａが下面１３ｂよりも小さく、上面１３ａと下面１３ｂとの間には、斜め上向きに傾斜したリング状の基板保持面１３ｃが形成されている。また、下チャック部材１３は、中央に可動レール筒１６の挿入孔が形成されており、この挿入孔に可動レール筒１６が挿し込まれている。下チャック部材１３が可動レール筒１６に取り付けられた状態で、下チャック部材１３の中心軸と回転部材１１の回転軸とは一致している。
【００３６】
下チャック部材１３の上には、破損防止リング２０が設けられている。破損防止リングは、可動レール筒１６に挿入されるリング形状を有し、樹脂、弾性材、又は緩衝材料で構成される。破損防止リング２０は、可動レール筒１６に取り付けられて、下チャック部材１３の上面１３ａに当接する。
【００３７】
破損防止リング２０の上には、上チャック部材１４が設けられている。上チャック部材１４は、円錐の上側部分を切除して逆さにした形状を有し、下面１４ｂが上面１４ａよりも小さく、下面１４ｂと上面１４ａとの間には、斜め下向きに傾斜したリング状の基板保持面１４ｃが形成されている。また、上チャック部材１４は、中央に可動レール筒１６の挿入孔が形成されており、この挿入孔に可動レール筒１６が挿し込まれている。上チャック部材１４が可動レール筒１６に取り付けられた状態で、上チャック部材１４の中心軸と回転部材１１の回転軸とは一致している。
【００３８】
上チャック部材１４は、可動レール筒１６に対して、その軸線方向に移動可能である。すなわち、上チャック部材１４は、下チャック部材１３に対して可動であり、下チャック部材１３と上チャック部材１４との間の距離は可変である。上チャック部材１４は、破損防止リング２０に当接することで、下方向への移動を制限される。即ち、破損防止リング２０は、上チャック部材１４の下限位置を決定するストッパとして機能する。
【００３９】
上チャック部材１４の上面１４ａは、上チャックベース１５の下面に固定されている。上チャックベース１５の上面には位置センサ２１が固定されている。上チャック部材１４、上チャックベース１５、及び位置センサ２１は、一体となって、可動レール筒１６の長手方向に沿って上下動する。可動レール筒１６の内部であって、上チャックベース１５の上方には、可動レール筒１６の軸方向に弾性変形するばね１９が設けられている。ばね１９の上には、可動レール筒１６の内径と同一ないしは若干小さい径を有する可動板１７が設けられている。ばね１９の下端は上チャック部材１４に固定された上チャックベース１５の上面に支持されている。ばね１９は、上チャックベース１５を介して上チャック部材１４に弾性力を与える弾性部材に相当する。
【００４０】
このように、本実施の形態の可動式ローラチャック１００は、上チャック部材１４と下チャック部材１３とで基板Ｓの縁部を上下に挟み込む構成を有しており、上チャック部材１４及び下チャック部材１３からなる構成は、それらの基板保持面１４ｃ、１３ｃによって、挿入される基板Ｓに対して開口するテーパ形状を有している。上チャック部材１４及び下チャック部材１３は、いずれもＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、テフロン(登録商標)等の樹脂、又はウレタン等によって構成される。
【００４１】
可動板１７、上チャックベース１５、ベース部材１２には、それぞれ調整ネジ１８を貫通させるための孔が形成されている。これらの孔を貫通した調整ネジ１８が、可動板１７をばね１９の弾性力に抗して下に押し付けるように、回転部材１１に螺合して固定される。調整ネジ１８を回転部材１１から外すことで、可動板１７、ばね１９、上チャック部材１４、破損防止リング２０、下チャック部材１３は、取り外して新たなものに交換することができる。特に、上チャック部材１４及び下チャック部材１３は、摩耗したときに新たなものに交換される。
【００４２】
位置センサ２１は、可動レール筒１６に対する高さ方向の位置を検出する。上述のように、上チャック部材１４及び上チャックベース１５は、位置センサ２１と一体となって可動レール筒１６の軸方向に沿った上下動をするので、この位置センサ２１の検出値は、上チャック部材１４、上チャックベース１５、位置検出センサ２１自体、又はそれらの組み合わせの上下方向の位置を示している。位置センサ２１の検出値は、図示しない制御装置に出力される。
【００４３】
上記のように構成された可動式ローラチャック１００の作用を説明する。基板Ｓが保持されていない状態では、図２に示すように、上チャックベース１５がばね１９に押し付けられて、上チャック部材１４は、下限位置で破損防止リング２０に当接している。このとき、上チャック部材１４の基板保持面１４ｃと下チャック部材１３の基板保持面１３ｃは、基板Ｓに向かって広がっている。
【００４４】
基板Ｓを保持するために可動式ローラチャック１００が基板Ｓに向かうように相対的に移動すると、上チャック部材１４と下チャック部材１３との間に基板Ｓの縁部が挿し込まれる。基板Ｓが上チャック部材１４と下チャック部材１３との間に挿し込まれると、上チャック部材１４がばね１９の弾性力に抗して可動レール筒１６に沿って上昇し、図１に示すように基板Ｓが可動式ローラチャック１００に保持される。
【００４５】
このとき、上チャック部材１４は、基板Ｓの縁部を上から押さえ、下チャック部材１３は、上チャック部材１４の下で、基板Ｓの当該縁部を下から支持し、基板Ｓの曲面状の傾斜面が上チャック部材１４の基板保持面１４ｃ及び下チャック部材１３の基板保持面１３ｃに挟まれて保持される。この状態で回転部材１１が回転すると、上チャック部材１４及び下チャック部材１３も回転し、それによって上チャック部材１４と下チャック部材１３に挟持されている基板Ｓの縁部が周方向に連続的に送り出され、基板Ｓが回転する。
【００４６】
このように、従来の基板保持装置は、基板の縁に対して半径方向の押しつけ力を付与して自転することにより基板を回転させていたのに対して、本実施の形態の可動式ローラチャック１００は、基板の縁部を上下の傾斜面で挟み込む構造を使用しているので、基板との接触面積が従来と比べて大きくすることができ、摩耗や滑りに有効であり、かつ性能を持続的確保することができる。
【００４７】
上チャック部材１４と下チャック部材１３とで基板Ｓの縁部を挟む力（クランプ力）を強化するには、調整ネジ１８を回転部材１１に向けてねじ込み、可動板１７を下方向に移動させることでばね１９が上チャックベース１５に与える下向きの弾性力を強めればよい。逆に、調整ネジ１８を回転部材１１から離す方向に回すと、可動板１７が上方向に移動して、ばね１９が上チャックベース１５に与える下向きの弾性力が弱まり、基板Ｓの縁部を挟むクランプ力が弱まる。このように、可動式ローラチャック１００は、調整ネジ１８によって基板Ｓの縁部を挟む力を調整することで、基板Ｓの縁部に対する過度のクランプ力によって基板Ｓに与えるストレスを抑え、クランプ力によって基板Ｓが割れることを回避し、また、製品へのストレスによる影響を抑えることができる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態の可動式ローラチャック１００は、上チャック部材１４の傾斜した基板保持面１４ｃと下チャック部材１３の傾斜した基板保持面１３ｃとで基板Ｓの縁部の上下の傾斜面をそれぞれ保持して、自転することによって基板Ｓの縁部を連続的に送り出す。基板Ｓを挟む力はばね１９によって与えることができ、その力の大きさは調整ネジ１８を回転部材１１に対して進退させることで調整できる。
【００４９】
このように、可動式ローラチャック１００は、基板Ｓの縁部を弾性的に保持しているので、基板Ｓのノッチが通過する場合にも、その衝撃がばね１９によって吸収されて、洗浄装置の他の部分に伝わる振動を軽減できる。このように振動の伝搬を軽減できるので、ノッチを有する基板Ｓをより高速に回転させることができる。
【００５０】
また、可動式ローラチャック１００は、基板Ｓの縁部を弾性的に保持しているので、基板Ｓの厚さが多少厚くなった場合にも対応できる。典型的な基板Ｓは、例えば厚さ１ｍｍであるが、１ｍｍ±０．０２〜０．０３ｍｍ程度の厚さを有する場合もある。従来は、厚さの違いが０．０２〜０．０３ｍｍ程度である場合にも、それぞれの厚さに適合するコマに付け替えなければならなかったが、可動式ローラチャック１００は、この程度の厚さの範囲内であれば、交換することなく対応できる。
【００５１】
図３は、図１の場合よりも厚い基板Ｓを保持する場合を示している。図３に示すように、基板Ｓの厚さが増すと、基板Ｓを保持するときの上チャック部材１４と下チャック部材１３との間の距離が大きくなるが、依然として、上チャック部材１４の傾斜した基板保持面１４ｃと下チャック部材１３の傾斜した基板保持面１３ｃとで基板Ｓの縁部の上下の傾斜面を挟み込んで基板Ｓを保持することが可能である。
【００５２】
さらに、可動式ローラチャック１００が基板Ｓの縁部を弾性的に保持していることで、基板Ｓの径が大きくなった場合にも対応できる。典型的な基板Ｓは、例えば直径３００ｍｍであるが、直径３００ｍｍ±２〜３ｍｍ程度の大きさの基板Ｓも存在する。従来は、径の違いが２〜３ｍｍ程度である場合にも、それぞれの径に適合するコマに付け替えなければならなかったが、可動式ローラチャック１００は、この程度の径の範囲内であれば、交換することなく対応できる。
【００５３】
図４は、図１の場合よりも径が大きい基板Ｓを保持する場合を示している。図４に示すように、基板Ｓの径が大きくなると、基板Ｓの縁がより奥に（可動レール筒１６に向かう方向に）入り込むことになり、基板を保持するときの上チャック部材１４と下チャック部材１３４との間の距離が大きくなるが、依然として、上チャック部材１４の傾斜した基板保持面１４ｃと下チャック部材１３の傾斜した基板保持面１３ｃとで基板Ｓの上下の傾斜面を挟み込んで基板Ｓを保持することが可能である。
【００５４】
さらに、可動式ローラチャック１００が基板Ｓの縁部を弾性的に保持していることで、上チャック部材１４の基板保持面１４ｃや下チャック部材１３の基板保持面１３ｃが摩耗して擦り減った場合にも基板Ｓを保持できる。すなわち、可動式ローラチャック１００は、上チャック部材１４と下チャック部材１３が摩耗によってクリアランスが小さくなったとしても、それに自動的に対応するセルフアライメント機能を有している。
【００５５】
図５は、図１の場合よりも基板保持面１４ｃ及び基板保持面１３ｃが擦り減った場合を示している。図５に示すように、基板保持面１４ｃ及び基板保持面１３ｃが擦り減ると、上チャック部材１４と下チャック部材１３との距離が小さくなるが、依然として、上チャック部材１４の傾斜した基板保持面１４ｃと下チャック部材１３の傾斜した基板保持面１３ｃとで基板Ｓの上下の傾斜面を挟み込んで基板Ｓを保持することが可能である。
【００５６】
このような上チャック部材１４の基板保持面１４ｃ及び下チャック部材１３の基板保持面１３ｃの擦り減りは、所定の厚さ及び径を有する基板Ｓを保持する両部材の距離が縮まったことで知ることができ、この距離の変化は位置センサ２１の検出値から知ることができる。即ち、ユーザは、位置センサ２１の検出値から、上チャック部材１４や下チャック部材１３を交換すべきであることを知ることができる。
【００５７】
また、上チャック部材１４の基板保持面１４ｃ及び下チャック部材１３の基板保持面１３ｃがさらに摩耗して、基板Ｓの縁が破損防止リング２０の側面に接触しても、破損防止リング２０は、上述のように、樹脂、弾性材、緩衝材料でできているため、基板Ｓの縁を破損することがなく、基板Ｓの縁との摩擦によって基板Ｓの縁部を送り出すことができる。
【００５８】
なお、上記の実施の形態では、上チャック部材１４に下向きの力を与える弾性手段としてばね１９を採用したが、弾性手段は、エアダンパー等の他の手段であってもよい。また、位置センサ２１は、上チャックベース１５の上に取り付けられたが、上チャックベース１５又は上チャック部材１４の上下方向の位置を検出できる他の位置に取り付けられてもよく、洗浄装置における図１に示した可動式ローラチャック１００とは別の部分に取り付けられて、上チャックベース１５又は上チャック部材１４の上下方向の位置を検出してもよい。
【００５９】
さらに、上記の実施の形態では、破損防止リング２０は、樹脂等の材料で構成され、上チャック部材１４の下向きの移動を制限するストッパとしての機能及び基板Ｓの縁が接触した場合にも基板Ｓを破損させないようにする破損防止の機能を有していたが、いずれかの機能のみを有するものであってもよい。
【００６０】
また、上記の実施の形態では、調整ネジ１８によってばね１９が上チャックベース１５に与える力を調整可能とし、クランプ力を調整可能としたが、クランプ力を調整するための構成がなくてもよく、例えば、本実施の形態の可動板１７に相当する部材（ばね１９を上から押さえる部材）が可動レール筒１６に固定されていてもよい。
【００６１】
また、上記の実施の形態では、上チャック部材１４の上下動を案内する案内手段として、筒状の可動レール筒１６を採用し、上チャック部材１４は中央に可動レール筒１６を挿入するための孔を有し、その孔に可動レール筒１６が挿入されたが、案内手段はこれに限られず、上チャック部材１４の上下動を案内する任意の機構が採用されてよい。
【００６２】
また、上記の実施の形態は、下チャック部材１３の上下方向の位置を固定として、上チャック部材１４を上下動可能としたが、逆に上チャック部材１４の上下方向の位置を固定して、下チャック部材１３を上下方向に可動としてもよく、上チャック部材１４及び下チャック部材１３の両部材がいずれも可動であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、厚さの異なる基板に対応でき、上チャック部材や下チャック部材が摩耗により擦り減った場合にも基板を保持することができ、さらに、径の大きさが異なる基板にも対応できるという効果を有し、円板状の基板を保持して回転させるための回転保持装置、そのような回転保持装置を用いて円板状の基板を回転させながら洗浄する基板洗浄装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１１  回転部材
１２  ベース部材
１３  下チャック部材
１３ａ  上面
１３ｂ  下面
１３ｃ  基板保持面
１４  上チャック部材
１４ａ  上面
１４ｂ  下面
１４ｃ  基板保持面
１５  上チャックベース
１６  可動レール筒
１７  可動板
１８  調整ネジ
１９  ばね（弾性手段）
２０  破損防止リング
２１  位置センサ
１００  可動式ローラチャック（回転保持装置）
【図１】
2018029207.tif 000003
【図２】
2018029207.tif 000004
【図３】
2018029207.tif 000005
【図４】
2018029207.tif 000006
【図５】
2018029207.tif 000007
【図６】
2018029207.tif 000008
【図７】
2018029207.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月9日(2017.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持装置であって、
回転する回転部材と、
前記回転部材により回転し、前記基板の縁部を基板の第１面から押さえるための第１チャック部材と、
前記回転部材により回転し、前記基板の縁部を基板の第２面から支持するための第２チャック部材と、
前記基板を保持する前記第１チャック部材と前記第２チャック部材との間の距離を変更するための可動機構と、
を備えたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
前記第１チャック部材の基板の第１面に対する距離を検出する位置センサをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
【請求項３】
前記可動機構は、前記回転部材に固定され、前記第１チャック部材の移動を案内するための案内手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板保持装置。
【請求項４】
前記可動機構は、前記第１チャック部材に対して弾性力を与える弾性手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
【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保持装置と、該基板保持装置に保持された基板を洗浄するための洗浄手段と、を備えた、基板洗浄装置。