(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを回転テーブル上に載せて高速で回転させながらウエーハ表面を洗浄またはエッチング処理するスピン処理装置において、
前記ウエーハの外周縁部に沿って複数本のウエーハ固定シャフトを回転テーブル上に回動自在に立設するとともに、該ウエーハ固定シャフトを所望の角度づつ自在に回転可能なシャフト回転駆動手段を備え、
前記ウエーハ固定シャフトの先端部には、その側面を一部切り欠くことによってウエーハ搬入搬出時のウエーハ逃げ面を形成するとともに、該ウエーハ逃げ面と反対側のシャフト先端部周面には、ウエーハの外周縁に接してウエーハを押圧保持するウエーハ保持溝をシャフト円周方向に沿ってシャフトと同心円状に形成し、
前記ウエーハ保持溝によってウエーハを押圧保持した状態で回転テーブルを高速回転し、該高速回転中に前記シャフト回転駆動手段によってウエーハ固定シャフトを所定の角度だけ回転させることにより、前記ウエーハ保持溝で押圧保持されているウエーハを所定の角度だけ回転移動させ、ウエーハ外周縁とウエーハ保持溝との接触位置を変えるようにしたことを特徴とするスピン処理装置におけるウエーハ固定機構。
【請求項２】
前記ウエーハ逃げ面（１１）は傾斜面によって形成され、
前記シャフト回転駆動手段は、テーブル回転軸（２）内に同心状に挿通された回転自在な回転軸（６）と、該回転軸の先端側に取り付けられ、該回転軸と各ウエーハ固定シャフト（８）との間を連結して回転軸の回転を各ウエーハ固定シャフトに伝達するギヤ機構（７，９，１０）と、前記回転軸（６）の下端側に取り付けられ、上下運動を回転運動に変換するチェンジナット（２１）と、上下運動を発生して前記チェンジナット（２１）に伝達する上下運動発生手段（１４〜２０）とからなることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置におけるウエーハ固定機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハを回転テーブル上に載せて高速回転しながらウエーハ表面を洗浄またはエッチング処理するスピン処理装置におけるウエーハ固定機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来のスピン処理装置は、図４および図５に示すように、ウエーハＷを載置して回転する回転テーブル４１上に、ウエーハＷの外周縁部に沿って複数本（図示例では３本）のウエーハ固定シャフト４２を回転自在に配置するとともに、このウエーハ固定シャフト４２の天頂部に、側面にウエーハ保持溝４３を形成したウエーハ固定ピン４４を偏心させて設置しており、ウエーハＷの洗浄またはエッチング処理に際しては、図６（ａ）に示すように各ウエーハ固定シャフト４２を矢印方向に回転させ、図６（ｂ）に示すようにシャフト頂面のウエーハ固定ピン４４をウエーハＷの外周縁に押しつけることにより、ピン側面のウエーハ保持溝４３でウエーハＷを挟み付け、ウエーハＷを定位置に押圧保持するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来装置の場合、回転テーブル４１を高速回転させながらウエーハ固定ピン４４で保持されたウエーハＷの洗浄またはエッチングを行なう際、図６（ｂ）に示すように、ウエーハ固定ピン４４が常にウエーハＷの同じ位置で接触しているため、ウエーハＷとウエーハ固定ピン４４との接触点の部分が洗浄またはエッチングされず、この部分に洗浄またはエッチング残りが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ウエーハの回転中にウエーハの保持位置を変えることができるようにし、従来問題となっていたウエーハとウエーハ保持溝との接触点の洗浄またはエッチング残りをなくしたスピン処理装置におけるウエーハ固定機構を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のウエーハ固定機構は、ウエーハを回転テーブル上に載せて高速で回転させながらウエーハ表面を洗浄またはエッチング処理するスピン処理装置において、前記ウエーハの外周縁部に沿って複数本のウエーハ固定シャフトを回転テーブル上に回動自在に立設するとともに、該ウエーハ固定シャフトを所望の角度づつ自在に回転可能なシャフト回転駆動手段を備え、
前記ウエーハ固定シャフトの先端部には、その側面を一部切り欠くことによってウエーハ搬入搬出時のウエーハ逃げ面を形成するとともに、該ウエーハ逃げ面と反対側のシャフト先端部周面には、ウエーハの外周縁に接してウエーハを押圧保持するウエーハ保持溝をシャフト円周方向に沿ってシャフトと同心円状に形成し、前記ウエーハ保持溝によってウエーハを押圧保持した状態で回転テーブルを高速回転し、該高速回転中に前記シャフト回転駆動手段によってウエーハ固定シャフトを所定の角度だけ回転させることにより、前記ウエーハ保持溝で押圧保持されているウエーハを所定の角度だけ回転移動させ、ウエーハ外周縁とウエーハ保持溝との接触位置を変えるようにしたものである。
さらに、前記前記ウエーハ逃げ面を傾斜面によって形成するとともに、前記シャフト回転駆動手段を、テーブル回転軸内に同心状に挿通された回転自在な回転軸と、該回転軸の先端側に取り付けられ、該回転軸と各ウエーハ固定シャフトとの間を連結して回転軸の回転を各ウエーハ固定シャフトに伝達するギヤ機構と、前記回転軸の下端側に取り付けられ、上下運動を回転運動に変換するチェンジナットと、上下運動を発生して前記チェンジナットに伝達する上下運動発生手段とによって構成したものである。
【０００６】
上記構造になる本発明のウエーハ固定機構の場合、回転テーブルの高速回転中に、シャフト回転駆動手段によってウエーハ固定シャフトを任意の角度回転することができる。このため、このウエーハ固定シャフトの回転に従って、ウエーハ保持溝によって押圧保持されているウエーハもウエーハ保持溝の回転角度に応じた距離だけ回転され、それまでの接触位置とは異なる位置でウエーハとウエーハ保持溝が接触してウエーハを押圧保持するようになる。したがって、高速回転中にウエーハの保持位置をずらして洗浄またはエッチングすることができるようになり、従来のように洗浄またはエッチング残りが発生することを防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１および図２に、本発明の一実施の形態を示す。
図１は、本発明のウエーハ固定機構を設置したスピン処理装置の略示断面図、図２は図１中のウエーハ固定シャフトの構造を示す図である。図において、１は洗浄処理対象のウエーハＷを載置するための回転テーブルであって、この回転テーブル１の下面中心位置には、回転テーブル１を回転駆動するためのテーブル回転軸２が固設されている。このテーブル回転軸２の外周には、ベアリング３を介して支持筒４が配設されており、回転テーブル１の全体はこの支持筒４によって回転自在に支持されている。
【０００８】
前記テーブル回転軸２にはプーリー２４が固設されており、プーリー２４を介してモータ（図示せず）によってテーブル回転軸２を回転駆動することにより、回転テーブル１を高速で回転できるように構成されている。また、前記テーブル回転軸２の内側には、ベアリング５を介して回転軸６が回転可能に挿通されており、この回転軸２の先端には、回転テーブル１内に位置して、ギヤ７が固着されている。
【０００９】
一方、回転テーブル１には、ウエーハＷの外周縁部に沿って、例えば３本のウエーハ固定シャフト８が１２０度の等間隔をおいて回転自在に立設されている。このウエーハ固定シャフト８の下端側にはギア９が固設されており、このギア９はギア１０を介して前記回転軸６の先端のギヤ７に噛合され、回転軸６を回転することによってウエーハ固定シャフト８を回転し、ウエーハ固定シャフト８の向きを自在に変えることができるように構成されている。
【００１０】
前記ウエーハ固定シャフト８は、回転テーブル１を高速回転させる際にウエーハＷを押圧保持するものであって、図２にその詳細な構造を示すように、シャフト先端側は、その一部を傾斜面で斜めに切り落とすことにより、ウエーハ搬入搬出時のウエーハ逃げ面１１とされているとともに、このウエーハ逃げ面１１と反対側のシャフト先端部周面には、ウエーハＷの外周縁と接する断面Ｖ字形をしたウエーハ保持溝１３を円周方向に沿ってシャフトと同心円状に形成したものである。なお、図示例の場合、ウエーハ固定シャフト８の天頂部１２はウエーハ逃げ面１１を切り欠くことによって平面視弦月状とされている。
【００１１】
回転テーブル１の下面中心位置から下方に向かって延びるテーブル回転軸２の下端部には、回転筒１４がスプライン１５によって上下方向移動自在にスプライン結合されている。この回転筒１４には、ベアリング１６を介して上下駆動筒１７が取り付けられているとともに、上下駆動筒１７の外側面には図示を略した上下方向案内機構を介してカムフォロア１８が取り付けられている。
【００１２】
前記カムフォロア１８には偏心カム２０が接しており、アクチュエータ１９によって偏心カム２０を回転駆動することにより、カムフォロア１８を介して上下駆動筒１７およびこの上下駆動筒１７にベアリング１６を介して回転自在に連結された回転筒１４を、偏心カム２０の回転角度に応じた距離だけ上下方向に移動するように構成されている。
【００１３】
さらに、前記テーブル回転軸２の内側に配置された回転軸６の下端部には、テーブル回転軸２にスプライン結合された回転筒１４の上下動を回転運動に変換するためのチェンジナット２１が固設されている。このチェンジナット２１は、その外周面に雄ねじ部２２を形成されており、この雄ねじ部２２を回転筒１４の内周面に形成された雌ねじ部２３と噛合させることにより、回転筒１４の上下動を回転運動に変換し、上下動の距離に対応した角度だけ回転軸６を回転するように構成されている。
【００１４】
次に、上記構造になるウエーハ固定機構の動作を、図３を参照しながら説明する。まず、ウエーハＷが搬入載置されていない初期状態では、３本のウエーハ固定シャフト８は、図３（ａ）に示すように、ウエーハ逃げ面１１側が回転テーブ１の中心側に位置するように設定されている。したがって、この状態で、ウエーハ搬送ロボット（図示せず）などによってウエーハＷが回転テーブル１上に運びこまれると、ウエーハＷはウエーハ固定シャフト８に接触することなく回転テーブル１上に位置させることができ、図３（ａ）に示すように回転テーブル１に対する中心位置の位置合わせが可能となる。
【００１５】
ウエーハＷの位置合わせが済んだら、アクチューエータ１９を駆動して偏心カム２０を所定角度だけ回動し、カムフォロア１８を介して上下駆動筒１７、およびこれにベアリング１６を介して連結された回転筒１４を、例えば下方に向けて当該角度に対応する距離だけ移動させる。
【００１６】
回転筒１４が下方へ移動されると、これと噛合しているチェンジナット２１によって該上下動は回転運動に変換され、チェンジナット２１を固着された回転軸６は所定の方向へ所定の角度だけ回転される。そして、この回転軸６の回転運動は、回転軸６の先端のギヤ７、これと接するギヤ１０、ギヤ９を介してウエーハ固定シャフト８にそれぞれ伝達され、各ウエーハ固定シャフト８は、図３（ａ）中に矢印（イ）で示す向きに、例えば９０度だけ回動される。
【００１７】
ウエーハ固定シャフト８が矢印（イ）の向きに９０度回動されると、各ウエーハ固定シャフト８は図３（ｂ）の状態となり、ウエーハ固定シャフト８の先端部に形成したウエーハ保持溝１３（ハッチングして示した部分）が図示のような状態でウエーハＷに接触し、接触点Ｐ位置で接する。したがって、ウエーハＷは、３本のウエーハ固定シャフトのウエーハ保持溝１３の接触点Ｐにおいて回転テーブル１上で三点支持され、定位置に押圧保持される。
【００１８】
上記のようにしてウエーハＷがウエーハ保持溝１３によって押圧保持された後、ウエーハ搬送ロボットなどを退避させ、図示しないモータの電源を投入し、プーリー２４を介して、テーブル回転軸２を高速回転する。
【００１９】
テーブル回転軸２が高速回転されると、その先端に固設された回転テーブル１も一体となって高速回転し、さらに、テーブル回転軸２に対してスプライン１５、回転筒１４、チェンジナット２１を介して連結された回転軸６も、回転テーブル１と一体となって高速回転する。
【００２０】
この高速回転状態において、図示しない洗浄液噴射機構や不活性ガス噴射機構などからウエーハＷの表裏面に向けて洗浄液や不活性ガスなどを噴射し、ウエーハＷの洗浄処理を行なう。
【００２１】
ところで、ウエーハＷを図３（ｂ）のような保持状態で高速回転させながらその表裏面の洗浄を行なうと、ウエーハ保持溝１３とウエーハＷの接触点Ｐの部分はお互いに接触したままの状態となっているので、接触点Ｐ部分については充分な洗浄が行なわれなくなる。従来装置ではこれが大きな問題となっていたが、本発明ではこのような問題を次のようにして解決することができる。
【００２２】
すなわち、図３（ｂ）の状態で高速回転させて所定の時間、洗浄処理を行なった後、回転テーブル１をそのまま高速回転させて洗浄処理を継続しながら、アクチュエータ１９を駆動して偏心カム２０をさらに所定の角度だけ回動し、上下駆動筒１７および回転筒１４を当該角度に対応する距離だけさらに下方へ向けて移動させる。
【００２３】
回転筒１４が下方へ移動されると、これと噛合しているチェンジナット２１によって該上下動は回転運動に変換され、チェンジナット２１を固着された回転軸６は所定の角度だけさらに回転される。
【００２４】
そして、上記回転軸６の回転運動は、回転軸６の先端のギヤ７、ギヤ１０、ギヤ９を介してそれぞれのウエーハ固定シャフト８に伝達され、各ウエーハ固定シャフト８は、図３（ｂ）中に矢印（ロ）で示す向きにさらに９０度だけ回動される。ウエーハ固定シャフト８が矢印（ロ）の向きにさらに９０度だけ回動されると、各ウエーハ固定シャフト８は図３（ｃ）に示すような状態となり、各ウエーハ保持溝１３も同じく９０度回転する。
【００２５】
ウエーハ保持溝１３が９０度回転すると、ウエーハ保持溝１３によって押圧保持されているウエーハＷも、ウエーハ保持溝１３の回動角度に相当する距離だけ、矢印（ハ）方向に向かってウエーハ保持溝１３と一緒になって回動される。したがって、ウエーハ保持溝１３とウエーハＷは、それまでの接触点Ｐとは異なる接触点Ｐ′の位置において接触し、押圧保持される。したがって、それまでウエーハ保持溝１３と接していた接触点Ｐの部分も洗浄処理されるようになる。
【００２６】
上記実施の形態に係るウエーハ固定機構によれば、上述したようにウエーハＷの高速回転中にウエーハＷの保持位置をずらして洗浄処理を行なうことが可能となり、従来装置のようにウエーハとウエーハ保持溝の接触点に洗浄残りが発生してしまうというような不具合を解消することができる。
【００２７】
なお、上述したように、ウエーハＷの押圧保持は、ウエーハ外周縁部に沿って配置した複数本（図示例では３本）のウエーハ固定シャフト８のウエーハ保持溝１３によってなされるので、この押圧保持の際にウエーハＷにできるだけ損傷を与えることがないように、ウエーハＷをできるだけ弾性的に保持することが望ましい。したがって、ウエーハ固定シャフト８としては、若干の弾性変形が可能な素材、ならびに弾性変形可能なシャフト径ならびにシャフト形状とすることが望ましい。
【００２８】
また、前記の例では、ウエーハＷとウエーハ保持溝１３の接触点を変えるために、ウエーハ固定シャフト８を９０度ずつ回転させた場合を例に採って説明したが、この回転角度は９０度に限られるものではなく、ウエーハ保持溝１３の円周方向の溝長さに応じて最適な角度に設定すればよい。
【００２９】
また、前記の例では、ウエーハ固定シャフト８の先端部を傾斜面１１によって切り落とすことによりウエーハＷの搬入搬出時のウエーハ逃げ面１１を形成したが、このウエーハ逃げ面１１の形成方法は、傾斜面を用いた方法だけに限られるものではなく、ウエーハＷが当たることのない逃げ面を形成可能であれば、どのような形状に切り欠いてもよいものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のウエーハ固定機構によれば、ウエーハの回転中にウエーハの保持位置を変えることができるので、従来問題となっていたウエーハとウエーハ保持溝との接触点の洗浄またはエッチング残りをなくすことができ、より洗浄またはエッチング効果に優れたスピン処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るウエーハ固定機構を設置したスピン処理装置の略示断面図である。
【図２】図１中のウエーハ固定シャフトの構造を示すもので、（ａ）は略示拡大側面図、（ｂ）は略示拡大平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は前記実施の形態のウエーハ固定機構によるウエーハの固定動作の説明図である。
【図４】従来のスピン処理装置の構造を示す略示側面図である。
【図５】従来のスピン処理装置におけるウエーハ固定シャフトの構造を示すもので、（ａ）は略示拡大側面図、（ｂ）は略示拡大平面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は従来のスピン処理装置におけるウエーハの固定動作の説明図である。
【符号の説明】
Ｗ    ウエーハ
Ｐ    シャフト回転前の接触点
Ｐ′  シャフト回転後の接触点
１    回転テーブル
２    テーブル回転軸
４    支持筒
６    回転軸
７    ギア
８    ウエーハ固定シャフト
９    ギア
１０    ギア
１１    ウエーハ逃げ面
１２    天頂部
１３    ウエーハ保持溝
１４    回転筒
１５    スプライン
１７    上下駆動筒
１８    カムフォロア
１９    アクチュエータ
２０    偏心カム
２１    チェンジナット
２２    雄ねじ部
２３    雌ねじ部
２４    プーリー
【図１】
0003955176.tif 000002
【図２】
0003955176.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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