(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面側に基板を保持するとともに駆動源によって回転駆動される回転テーブルを備えたスピン処理装置において、
上記回転テーブルは、
円盤状の基部と、
この基部の外周に周方向に所定間隔で放射状に設けられた複数の主アームと、
上記基部と同心的に設けられるとともにその外周から上記主アームの先端部分が突出するよう上記主アームの長手方向中途部に一体的に結合された補強リングを具備し、
上記回転テーブルは、回転による遠心力で上方へ撓むよう回転停止時に下方に撓んだ構造であって、
上記回転テーブルの回転による遠心力で、この回転テーブルに生じる上方向への撓みと、上記支持ピン及び係合ピンに作用する遠心力により上記回転テーブルに下方向に生じる撓みとが相殺される構造であることを特徴とするスピン処理装置。
【請求項２】
上記回転テーブルには、この回転テーブルの重量バランスを調整するためのバランサを取付ける取付け部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。
【請求項３】
上記取付け部は上記補強リングに設けられていることを特徴とする請求項２記載のスピン処理装置。
【請求項４】
上面側に基板を保持するとともに駆動源によって回転駆動される回転テーブルを備えたスピン処理装置において、
上記回転テーブルは、
円盤状の基部と、
この基部の外周に周方向に所定間隔で放射状に設けられた複数の主アームと、
上記基部と同心的に設けられるとともにその外周から上記主アームの先端部分が突出するよう上記主アームの長手方向中途部に一体的に結合された補強リングを具備し、
上記主アームの上記補強リングの径方向外方に突出した先端部の上面には、上記基板の下面を支持する支持ピン及び外周面に係合する係合ピンが設けられ、
上記係合ピンは、上部に他の部分よりも細径な取付け部が形成された金属製の芯材と、上記取付け部に回転可能に外嵌された樹脂製の受け部材とを有し、
上記取付け部の下端部と上記受け部材の下端部とは、互いに接触するとともに径方向外方に向かって低く傾斜したテーパ面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を処理する際に、この基板を保持して回転駆動する回転テ−ブルを有するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば液晶表示装置の製造工程においては、矩形状のガラス基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板の処理と洗浄とが繰り返して行われる。洗浄された基板の乾燥処理やレジストの塗布処理などは、上記基板を回転テ−ブに保持し、この回転テ−ブルとともに回転させることで行われる。
【０００３】
上記回転テーブルとしては、たとえば特開平１０−１６５８８４号公報に示される構造が知られている。この公報に示された回転テーブルは、回転軸を備えたスピンドルを有し、このスピンドルの回転軸と同心円状にリング部が設けられている。リング部と回転軸とには複数の連結リンクが放射状に設けられている。連結リンクの基端部と上記リング部とにはそれぞれ基板の下面を支持する支持ピンが設けられ、されにリング部には基板の外周面に係合する規制ピンが設けられている。
【０００４】
それによって、基板は回転テーブルと一体的に回転するから、この基板を薬液によって処理したり、処理後に基板を洗浄した洗浄液を乾燥処理するなどのことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では上記基板が大型化する傾向にあり、たとえば１ｍ×１．２ｍの大きさの矩形状の基板が用いられるようになってきている。基板が大型化すると、回転テーブルも大型化することになるから、リング部が大径化したり、連結リンクが長尺化することになる。
【０００６】
そのため、回転テーブルを回転させたときに、リング部に設けられた規制ピンや支持ピンに生じる遠心力が大きくなるため、その遠心力によって連結リンクとともにリング部の下方向への撓み量が大きくなる。それによって、基板と規制ピンとの係合が外れて基板を損傷させるという虞がある。
【０００７】
回転テーブルを回転させたときに、リング部が撓み難いようにするためには、この連結リンクやリング部を構成する板状の金属部材の肉厚を厚くすることなどが考えられる。しかしながら、上記連結リンクやリング部を厚肉化すると、回転テーブルが高重量化して慣性力が大きくなるから、回転動力の増加を招いたり、コスト上昇を招くなどのことがある。
【０００８】
この発明は、回転テーブルの慣性力の増加を抑制しながら遠心力により回転テーブルが下方へ撓むのを防止できるようにしたスピン処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上面側に基板を保持するとともに駆動源によって回転駆動される回転テーブルを備えたスピン処理装置において、
上記回転テーブルは、
円盤状の基部と、
この基部の外周に周方向に所定間隔で放射状に設けられた複数の主アームと、
上記基部と同心的に設けられるとともにその外周から上記主アームの先端部分が突出するよう上記主アームの長手方向中途部に一体的に結合された補強リングを具備し、
上記回転テーブルは、回転による遠心力で上方へ撓むよう回転停止時に下方に撓んだ構造であって、
上記回転テーブルの回転による遠心力で、この回転テーブルに生じる上方向への撓みと、上記支持ピン及び係合ピンに作用する遠心力により上記回転テーブルに下方向に生じる撓みとが相殺される構造であることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１３】
請求項２の発明は、上記回転テーブルには、この回転テーブルの重量バランスを調整するためのバランサを取付ける取付け部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置にある。
【００１４】
請求項３の発明は、上記取付け部は上記補強リングに設けられていることを特徴とする請求項２記載のスピン処理装置にある。
【００１５】
請求項４の発明は、上面側に基板を保持するとともに駆動源によって回転駆動される回転テーブルを備えたスピン処理装置において、
上記回転テーブルは、
円盤状の基部と、
この基部の外周に周方向に所定間隔で放射状に設けられた複数の主アームと、
上記基部と同心的に設けられるとともにその外周から上記主アームの先端部分が突出するよう上記主アームの長手方向中途部に一体的に結合された補強リングを具備し、
上記主アームの上記補強リングの径方向外方に突出した先端部の上面には、上記基板の下面を支持する支持ピン及び外周面に係合する係合ピンが設けられ、
上記係合ピンは、上部に他の部分よりも細径な取付け部が形成された金属製の芯材と、上記取付け部に回転可能に外嵌された樹脂製の受け部材とを有し、
上記取付け部の下端部と上記受け部材の下端部とは、互いに接触するとともに径方向外方に向かって低く傾斜したテーパ面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１７】
この発明によれば、基部と同心的に、しかも主アームの長手方向中途部に一体的に結合して補強リングを設けたので、この補強リングによって主アームが補強され、撓みが生じにくくなるとともに、補強リングを主アームの中途部に結合したことで、主アームの長さに比べて補強リングが小径化されるため、回転テーブルの軽量化による慣性力の低減を図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図２に示すこの発明のスピン処理装置は回転テ−ブル１１を備えている。この回転テ−ブル１１は図１に示すように円盤状の基部１２を有し、この基部１２の下面には周方向に９０度間隔で凹状の４つの第１の取付け部１３が設けられている。各取付け部１３にはＴ字状の先端部１４ａを有する主ア−ム１４の基端部がねじ止め固定されている。
【００２０】
４本の主アーム１４の長手方向中途部には補強リング１５が一体的に結合されている。さらに、隣り合う主アーム１４の間にはそれぞれ補強アーム１６が設けられている。４本の補強アーム１６は基端部が上記基部１２の下面に形成された凹状の第２の取付け部１７にそれぞれねじ止め固定され、先端が上記補強リング１５の内周端面に一体的に結合されている。
【００２１】
上記主アーム１４、補強リング１５及び補強アーム１６は、たとえばステンレス鋼板などの１枚の金属板を切削加工することで形成されており、それによってこれら主アーム１４、補強リング１５及び補強アーム１６は一体となっている。
【００２２】
上記主アーム１４、補強リング１５及び補強アーム１６を削りだしによって一体形成すると、これら部材の境界部分に（接合部分）に段差が生じることがない。そのため、各部材を組み立てて回転テーブル１１を形成する場合に比べて寸法精度の向上が図れるばかりか、回転テーブル１１を後述するごとく高速回転させた場合に乱流や風きり音が発生するのを抑制できる。
【００２３】
なお、回転テーブルを形成する金属はステンレスに限られず、チタンやアルミニウムなどであってもよい。
【００２４】
上記主アーム１４の先端部１４ａには幅方向中心部に第１の支持ピン２１が立設され、幅方向に両端部には上記支持ピン２１よりも背の高い一対の係止ピン２２が立設されている。
【００２５】
上記補強リング１５には周方向に所定間隔で１０本の第２の支持ピン２３が立設され、上記主アーム１４及び補強アーム１６の中途部にはそれぞれ第３の支持ピン２４が立設されている。さらに、上記基部１２の径方向周辺部には、上記主アーム１４及び補強アーム１６の基端部と対応する位置にそれぞれ第４の支持ピン２５が立設されている。すなわち、基部１２の周辺部には周方向に等間隔で８本の第４の支持ピン２５が立設されている。
【００２６】
上記回転テーブル１１には、液晶表示装置に用いられる矩形状のガラス基板Ｗが着脱可能に保持される。この基板Ｗは下面が上記各支持ピン２１，２３，２４，２５によって支持されるとともに、４つの角部の外周面を主アーム１４の先端部に設けられた一対の係合ピン２２に係合させて保持される。
【００２７】
図２に示すように、上記回転テーブル１１の基部１２は駆動源としての駆動モータ２６の中空状の回転軸２７の上端に取付け固定されている。それによって、回転テーブル１１は上記駆動モータ２６によって回転駆動されるようになっている。
【００２８】
上記回転軸２７の内部には中空状の固定軸２８が挿通されている。この固定軸２８の上端にはヘッド２９が設けられている。このヘッド２９には、図３に示すように上記回転テーブル１１に保持された基板Ｗの下面に向けて気体を噴射する気体ノズル３０ａ、薬液及び洗浄液を噴射する液体ノズル３０ｂ，３０ｃが設けられている。
【００２９】
上記ヘッド２９の上面は平坦面に形成され、この上面の上記ノズルか形成された中心部を除く部分はヘッド２９よりも大径な遮蔽板３１によって覆われている。この遮蔽板３１は上記回転テーブル１１の基部１２に設けられた取付けピン３２に取付けられている。
【００３０】
遮蔽板３１を有することで、基板Ｗの下面に供給された薬液や洗浄液は上記遮蔽板３１上に滴下し、この遮蔽板３１の回転による遠心力で除去される。また、ヘッド２９の上面と遮蔽板３１との間に入り込んだ液体は、この遮蔽板３１によってヘッド２９の上面から飛散するのが阻止される。
【００３１】
それによって、基板Ｗを洗浄した後、乾燥処理する際に、ヘッド２９の上面に付着残留する薬液や洗浄液が飛散して基板Ｗの下面に付着するのを防止できるようになっている。
【００３２】
上記回転テーブル１１は、回転させられていない状態で、中心部から周辺部にゆくにつれて下方向へ撓む。回転テーブル１１が回転していないときに生じる撓みは、この回転テーブル１１の自重に起因する。図６に自重による回転テーブル１１の撓み量をδで示す。
【００３３】
基板Ｗが大型化すると、この基板Ｗの大きさに応じて回転テーブル１１も大型化するから、撓みが生じることが避けられない。最近では、基板Ｗのサイズがたとえば１ｍ×１．２ｍのように大型化しているため、撓みが生じることが避けられない。
【００３４】
上記回転テーブル１１の自重による撓み量δは、回転テーブル１１を形成するステンレス鋼板の厚さ、補強リング１５の位置や幅寸法などによって設定することができる。この実施の形態では回転テーブル１１が１ｍ×１．２ｍの基板Ｗを支持できる大きさである場合、主アーム１４の先端部分が補強リング１５の外周から突出する寸法を１５０〜２００ｍｍに設定したとき、主アーム１４の先端部１４ａの撓み量δが２ｍｍになるよう設定されている。
【００３５】
上記回転テーブル１１が回転しない状態でその周辺部が下方へ撓んでいると、この回転テーブル１１を回転させたときに、回転テーブル１１の周辺部、とくに主アーム１４の補強リング１５の径方向外方に突出した部分に作用する遠心力で回転テーブル１１の周辺部を上方へ撓ませる力が作用する。
【００３６】
一方、主アーム１４の先端部１４ａには第１の支持ピン２１と係止ピン２２とが設けられているから、回転テーブル１１が回転することで上記各ピン２１、２２には遠心力が発生する。各ピン２１、２２に遠心力が作用すると、その遠心力で主アーム１４の先端部分は下方へ撓む力を受けることになる。
【００３７】
この実施の形態では、回転テーブル１１が所定の回転数、たとえば１３００ｒ．ｐ．ｍで回転したときに、回転テーブル１１の周辺部に生じる上方向への撓み量と、下方向への撓み量とが相殺されるよう回転テーブル１１の設計条件が設定されている。
【００３８】
それによって、回転テーブル１１には、回転駆動させられることによって生じる遠心力で、非回転時に自重によって撓んだ状態以上に、上下方向に新たに撓みが生じることがない。したがって、回転テーブル１１は、主アーム１４の先端部１４ａが下方へ２ｍｍ撓んだ状態を維持して回転することになる。
【００３９】
このように、回転テーブル１１は非回転時及び回転時において一定の撓み量で撓んでいるため、その撓み状態で上記基板Ｗを確実に支持できるよう各支持ピンの長さが設定されている。
【００４０】
すなわち、図６にｈで示す基部１２に設けられた第４の支持ピン２５が最も短く、同図にＨで示す主アーム１４の先端部１４ａに設けられた第１の支持ピン２１が最も長く設定されている。つまり、これら支持ピン２１，２５の長さの差は、回転テーブル１１の撓み量δと同じ２ｍｍとなっている。つまり、基板Ｗの下面に対して第１乃至第４の支持ピンの接触圧（支持圧）がほぼ同じになるよう、各支持ピンの長さが回転テーブル１１の自重による撓み量に応じて設定されている。
【００４１】
なお、回転テーブル１１の径方向において、第１の支持ピン２１と第４の支持ピン２５との間に位置する第２、第３の支持ピン２３，２４も、回転テーブル１１の径方向に沿う自重による撓み量に応じて長さが設定されている。つまり、第１の支持ピンが最も長く、第２、第３、第４の支持ピンの順に、順次短く設定されている。
【００４２】
各支持ピンの長さを同じに設定すると、基部１２に設けられた第４の支持ピン２５が他の支持ピンに比べて基板Ｗの下面に強く接触するため、基板Ｗに傷を付けたり、乾燥処理時にその接触分に介在する薬液や洗浄液が乾燥しにくくなるということがある。
【００４３】
しかしながら、上述したように基板Ｗの下面に対する各支持ピンの接触圧がほぼ同じであると、基板Ｗの下面に傷を付ける虞がないばかりか、乾燥処理時に乾燥されにくい部分が生じるようなこともない。
【００４４】
なお、回転テーブル１１の周辺部に生じる上方向への撓み量と、下方向への撓み量とを相殺するための回転テーブル１１の設計条件としては、回転テーブル１１の板厚、主アーム１４の幅寸法、補強リング１５の幅寸法及び直径、補強アーム１６の幅寸法などを挙げることができる。
【００４５】
上記補強リング１５には、周方向に所定間隔で取付け部としての多数のねじ孔４１が形成されている。図５に示すように、このねじ孔４１にはおねじからなるバランサ４２がねじ込み可能となっている。つまり、補強部材１９に形成された多数のねじ孔４１のうち、回転テーブル１１のバランスを調整するために必要な箇所に上記バランサ４２が螺着される。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、上記各支持ピン２１，２３，３４，２５の先端部４３は弗素樹脂などの合成樹脂によって形成され、その先端面４４は球面状に形成されている．それによって、基板Ｗの下面が各支持ピンによって傷付けられるのが防止される。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、主アーム１４の先端部１４ａに設けられた係止ピン２２はステンレス、チタンアルミニウムなどの金属によって形成された芯材４５を有する。この芯材４５の上部は他の部分よりも細径な取付け部４６に形成されている。この取付け部４６にはＵＨＭＷ（高分子ポリエチレン）、ＣＴＦＥ（三フッ化エチレン樹脂）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）などの合成樹脂によって形成された筒状の受け部材４７が回転可能に外嵌されている。上記取付け部４６の下端部と、上記受け部材３７の下端部とは、互いに対応する角度のテーパ面４６ａ、４７ａに形成されている。
【００４８】
回転テーブル１１が回転すると、基板Ｗの角部外周面は上記係止ピン２２の受け部材４７に当接する。このとき、上記受け部材４７が回転しながら基板Ｗの荷重を受けるから、基板Ｗに衝撃を与えるのを防止できる。
【００４９】
上記取付け部４６は上述した金属で形成され、上記受け部材４７は上述した合成樹脂で形成されている。そのため、取付け部４６と受け部材４７とが摺接しても、ベアリングなどのように金属同士が摺接する場合と異なるから、発塵を低減することができる。
【００５０】
また、受け部材４７が基板Ｗの荷重を受けると、受け部材４７のテーパ面４７ａが取付け部４６のテーパ面４６ａ面に当接する。そのため、テーパ面４６ａ，４７ａがない場合に比べて取付け部４６と受け部材４７との接触圧を下げることができるばかりか、受け部材４７が取付け部４６の径方向に対してがたつくのも防止できるから、上記基板Ｗを上記受け部材４７により、衝撃を与えることなく確実に支持することができる。
【００５１】
さらに、受け部材４７のテーパ面４７ａと取付け部４６のテーパ面４６ａとの接合部分で仮に発塵があっても、その位置は基板Ｗよりも下方であるから、塵埃が基板Ｗに付着することがほとんどない。
【００５２】
上記回転テ−ブル１１は、図２に示すようにカップ体４４内に設けられている。このカップ体４４は処理槽４５内に設置されている。上記カップ体４４内の周辺部には、上記回転テーブル１１に保持された基板Ｗと対応する高さ位置にリング状の複数の整流板４６が設けられている。複数の整流板４６は上下方向に所定間隔で、しかも径方向外方に向かって低く傾斜している。
【００５３】
それによって、基板Ｗを洗浄するときに、この基板Ｗから飛散した処理液が上記整流板４６の下面に衝突し、下方に向かって反射するから、基板Ｗから飛散した処理液が基板Ｗに再付着するのが防止される。
【００５４】
上記処理槽４５の底部には複数の排出管４７が接続されている。この排出管４７には図示しない排出ポンプに接続されている。さらに、排出管４７は上記カップ体４４の周壁に形成された図示しない開口部を介して上記カップ体４４の内部空間と連通している。したがって、上記排出管４７からは、カップ体４４内の雰囲気とともに基板Ｗから飛散する処理液が排出されるようになっている。
【００５５】
なお、図２において４８は上記駆動モータ２６が設置されるベース部材である。
【００５６】
このような構成のスピン処理装置によれば、回転テーブル１１の周辺部を予め自重によって所定寸法下方へ撓む状態に設定することで、回転テーブル１１を回転させたときに周辺部が上方へ撓むようにした。
【００５７】
回転テーブル１１の上方への撓み量は、回転テーブル１１を回転させたときに、第１の支持ピン２１と係止ピン２２とに作用する遠心力によって生じる下方向への撓み量と相殺されるように設定している。
【００５８】
そのため、回転テーブル１１を回転させても、この回転テーブル１１に新たな撓みが生じることがないから、回転テーブル１１の回転に伴って基板Ｗの角部と係止ピン２２との係合状態が外れるのを防止することができる。つまり、係止ピン２２による基板Ｗの保持状態を、回転テーブル１１が回転しても、確実に維持することができる。
【００５９】
なお、回転テーブル１１は、回転時に生じる上方への撓みと下方への撓みとが相殺されるようにしたが、上方への撓み量が下方への撓み量よりもわずかに大きくなるよう設定しても、回転時の係止ピン２２による基板Ｗの支持状態が損なわれることがない。
【００６０】
主アーム１４を補強するための補強リング１５を、主アーム１４の長手方向中途部に設けるようにした。つまり、補強リング１５の半径寸法を主アーム１４の長さよりも短くした。そのため、主アーム１４の先端部に補強リング１５を設ける場合に比べてこの補強リング１５を小径化することが可能となる。
【００６１】
それによって、補強リング１５の重量を低減し、回転テーブル１１を軽量化することができるから、回転テーブル１１の慣性力を低くし、回転駆動するために要する動力の低減を図ることができる。
【００６２】
主アーム１４の先端部分を補強リング１５の外周から所定寸法突出させると、その先端部分は片持ち状態となって補強リング１５による補強度合が低下するため、第１の支持ピン２１と係止ピン２２とに作用する遠心力で下方へ撓み易くなることが考えられる。
【００６３】
しかしながら、主アーム１４を含む回転テーブル１１は、上述したように、予め自重によって下方へ撓ませているため、回転時には上方に撓む。また、主アーム１４は第１の支持ピン２１と係止ピン２２とに作用する遠心力で下方へ撓むから、主アーム１４に生じる上方と下方への撓み量は相殺される。
【００６４】
そのため、主アーム１４の先端部分が補強リング１５の外周から突出していても、それによって主アーム１４の先端部分の撓み量が大きくなって基板Ｗの支持状態が損なわれるということがない。
【００６５】
１．０ｍ×１．２ｍの基板Ｗを保持する回転テーブル１１を１３００ｒ．ｐ．ｍで回転させたときの、主アーム１４が補強リング１５の外周から突出する長さと、その突出部先端の撓み量との関係を実験によって測定した。
【００６６】
その結果、主アーム１４の突出長さを２００ｍｍ以下、好ましくは１５０ｍｍ以下に設定することで、この主アーム１４の突出先端の撓み量を少なくできる、つまり第１の支持ピン２１による基板Ｗの支持状態が大きく損なわれることがないことが確認された。
【００６７】
上記回転テーブル１１の隣り合う主アーム１４の間にはそれぞれ補強アーム１６を設けるようにした。そのため、補強リング１５の幅寸法を小さくしても、補強アーム１６によって回転テーブル１１の強度を得ることができる。
【００６８】
一方、補強リング１５には周方向に所定間隔でねじ孔３１を設け、そのねじ孔３１にバランサ３２を捩じ込むことで、回転テーブル１１の回転バランスを調整できるようにした。そのため、回転テーブル１１の加工状態によってそのバランスが取れていなくても、バランサ３２によってバランスを調整することで、回転テーブル１１を振動させずに円滑に回転させることができる。
【００６９】
なお、比重の異なる複数の金属で形成したバランサ３２を用意しておけば、回転テーブル１１の回転バランスの調整をより一層、精密に行うことが可能となる。
【００７０】
上記一実施の形態では回転テーブルに補強アームが設けられる場合について説明したが、補強アームが設けられていなくても、差し支えない。また、基板としては液晶表示装置のガラス基板に限らず、半導体ウエハなど他の基板であってもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基部と同心的に、しかも主アームの長手方向中途部に一体的に結合して補強リングを設けたので、この補強リングによって主アームが補強され、撓みが生じにくくなるとともに、補強リングを主アームの中途部に結合したことで、主アームの長さに比べて補強リングを小径化でいるから、回転テーブルの慣性力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す回転テーブルの平面図。
【図２】スピン処理装置の縦断面図。
【図３】回転軸と回転テーブルの連結部分の拡大断面図。
【図４】（ａ）は支持ピンの側面図、（ｂ）係止ピンの断面図。
【図５】補強部材のねじ孔にバランサをねじ込んだ状態の断面図。
【図６】回転テーブルが自重で下方へ撓んだ状態の説明図。
【符号の説明】
１１…回転テ−ブル
１２…基部
１４…主アーム
２１…第１の支持ピン
２２…係止ピン
２６…駆動モータ
３１…ねじ孔
３２…バランサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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