(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転主軸に固定され、該回転主軸と共に回転する回転盤と、この回転盤と対面するように配置された固定盤と、回転盤と固定盤との間に配置され、回転盤側に備えられている電極リングに対し、対面接触するように給電ブラシを備えたブラシユニットとを具備し、前記ブラシユニットが給電ブラシを電極リングに対し、接離し得るように固定盤側に支持され、且つブラシユニットと固定盤との間にはブラシユニットを回転盤側に変位移動させて給電ブラシを電極リングに対し、接触させる移動部材を具備し、前記移動部材が、ブラシユニットと固定盤との間に環状に配置され、気体又は液体の供給により膨らんでブラシユニットを回転盤側に変位移動させる伸縮部材であることを特徴とするスリップリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スリップリングに係り、特に半導体ウエハ等の作製プロセスにおいて、例えば半導体ウエハ等の表面からゴミや残留物を洗い落とす洗浄処理等の処理が施された後に、半導体ウエハ等の表面に付着する水滴を遠心力を利用して取り除く遠心水切り乾燥装置（スピンドライア―）等において好適なスリップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スリップリングは、電極リングを備えた回転盤と、この回転盤と対面して配置され、給電ブラシを備えた固定盤とからなり、電極リングと給電ブラシとの接触により固定盤と回転盤との間の通電が行われるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来から知られているスリップリングは給電ブラシが固定盤側に対し、電極リングが回転盤側に対し、夫々の固定的に備えられた状態で互いに対面接触するように構成されている。従って、回転盤の回転中において、給電ブラシは回転盤と共に回転する電極リングの表面に対し、常時接触した状態で該表面を摺動し続ける。つまり、従来のスリップリングは電極リングと給電ブラシとを常時接触させた状態で継続的に使用するようにしている。そのために、摺動による電極リングと給電ブラシとの摩耗、特にカーボンからなる給電ブラシの摩耗が激しく、その寿命が短期間で限界に達し、早期に損傷するため、これらの交換を頻繁に必要としていた。又、摩耗により発生する給電ブラシの滓が電気的に絶縁不良等を引き起こすトラブルの発生原因となり、その改善が望まれていた。
【０００４】
本発明はこの様な従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、回転盤と固定盤との間の通電が必要なときだけ電極リングと給電ブラシとを接触させ、それ以外においては電極リングと給電ブラシとを離した状態で回転盤が回転し得るように改良したコンパクトなスリップリングを提供することにある。
【０００５】
【課題を達成するための手段】
課題を達成するために本発明は、回転主軸に固定され、該回転主軸と共に回転する回転盤と、この回転盤と対面するように配置された固定盤と、回転盤と固定盤との間に配置され、回転盤側に備えられている電極リングに対し、対面接触するように給電ブラシを備えたブラシユニットとを具備し、前記ブラシユニットが給電ブラシを電極リングに対し、接離し得るように固定盤側に支持され、且つブラシユニットと固定盤との間にはブラシユニットを回転盤側に変位移動させて給電ブラシを電極リングに対し、接触させる移動部材を具備してなることである。斯かる技術的手段によれば、移動部材により、固定盤側に支持されているブラシユニットを回転盤側に変位移動させると、該ブラシユニットの給電ブラシが回転盤の電極リングに対し接触する。一方、移動部材によるブラシユニットの移動を解除すると、ブラシユニットは回転盤から変位離間せしめ、給電ブラシが回転盤の電極リングから離れる。
【０００６】
又、上記移動部材が、ブラシユニットと固定盤との間に環状に配置され、気体又は液体の供給により膨らんでブラシユニットを回転盤側に変位移動させ、気体又は液体を抜くことで縮む弾性ゴム材からなるエアチューブ等の伸縮部材であることである。
又、ブラシユニット、固定盤のいずれか一方側には伸縮部材を環状に収容配置する凹みがリング状に形成されており、この凹みに伸縮部材を収容させた状態でブラシユニットと固定盤との間に環状に配置してなることである。
斯かる技術的手段によれば、エアチューブ等からなる伸縮部材に気体又は液体を送り込み該伸縮部材を膨らませると、ブラシユニットは伸縮部材の膨張に伴い前述したように回転盤側に変位移動し、給電ブラシが電極リングに対し接触する。一方、伸縮部材から気体又は液体を抜くと、ブラシユニットは伸縮部材の縮小に伴い前述したように回転盤から変位離間し、給電ブラシが電極リングから離れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の具体例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明スリップリングＡの実施の一例を示した縦断面図で、後述する遠心水切り乾燥装置Ｂの回転主軸７に固定され、該回転主軸７と共に回転する回転盤１と、この回転盤１と対面するようにその下側に配置される固定盤２と、回転盤１と固定盤２との間に配置され、回転盤１側の電極リング３に対し、対面接触するように給電ブラシ４を備えるブラシユニット５と、このブラシユニット５と固定盤２との間に介在配置され、ブラシユニット５を回転盤１側に変位移動させて給電ブラシ４を電極リング３に対し接触させる伸縮部材６とを具備し、この伸縮部材６によりブラシユニット５を回転盤１側に変位移動させて該ブラシユニット５の給電ブラシ４を回転盤１の電極リング３に対し接触させることで、固定盤２側のブラシユニット５と回転盤１との間の通電が成されるように構成してなる。つまり、スリップリングＡ本来の通電機能が成されるように構成してなる。
【０００８】
回転盤１は、遠心乾燥装置Ｂの回転主軸７を貫通させた状態で、該回転主軸７に固定的に取付ける取付筒部１-１を中心部に有するディスク形態を呈し、取付筒部１-１を中心とするディスク下面にはリング径を変えた電極リング３を絶縁部材８を介して同芯状に固着具備し、各電極リング３に接続せしめたリード線９を線引出し窓１０からディスク上面に引き出し、同上面にクランプ１１止めしてなる。又、取付筒部１-１にはネジ孔１２が設けられており、止めネジ１３にて回転主軸７に止着せしめて該回転主軸７に対し、回転盤１を回転不能に装着し得るように形成してなる。
【０００９】
固定盤２は、回転盤１の取付筒部１-１の筒外径よりも筒内径を二回りほど大径とする連結筒部２-１を中央に有し、且つ回転盤１のディスク径によりも二回り程大径とする同じくディスク形態を呈し、ボールベアリング等からなる軸受け１４を介して連結筒部２-１を回転盤１の取付筒部１-１に連結せしめて回転盤１を回転可能に支持し得るように形成してなる。
そして、他の部分よりも一段程厚く形成した固定盤２の円周段部２-２には伸縮部材６を環状に収容配置する適宜の深さを有する凹み１５が形成されており、この凹み１５に伸縮部材６を収容させた状態で該伸縮部材６をブラシユニット５と固定盤２との間に環状に配置し得るように形成してなる。更に、この円周段部２-２における凹み１５の内側にはブラシユニット５を回転不能に、且つ回転盤１に対しては接近、離間変位し得るように組み込み配設する３本の支持杆１６を円周方向に等間隔をおいて立設してなる。
尚、支持杆１６の高さは回転盤１に対するブラシユニット５の接近変位（給電ブラシ４の電極リング３に対する接触強弱）を設定する目安となるものである。
【００１０】
ブラシユニット５は、回転盤１側に備えられている電極リング３に対し、給電ブラシ４を接触、そしてその接触解除を伸縮部材６の伸縮動作に伴い成すべく固定盤２側に具備されるもので、固定盤２の連結筒部２-１に摺動可能に嵌装支持させる摺動孔１７を中央に有し、且つ固定盤２のディスク径と略同径とする円盤部５-１に、回転盤１側の各電極リング３に対して対面させた位置関係で給電ブラシ４を固着具備してなる。
そして、絶縁部材１８を介して円盤部５-１に同芯リング状に具備され、給電ブラシ４を支持する縦断面が略Ｕ状を呈する支持部材１９のリング内外面にはコイル２０が多層を成して具備されており、円盤部５-１の外周リブ部５-１０にクランプ２１止めされたリード線２２を各支持部材１９のコイル２０に接続してなる。因みに、給電ブラシ４は環境汚染の虞れがないカーボンブラシを用いてなる。
又、円盤部５-１には固定盤２の各支持杆１６に対して摺動自在に支持させる支持孔２３が開設されており、回転盤１側に対して接離変位し得るように円盤部５-１が固定盤２に支持されるようにしてなる。つまり、ブラシユニット５を回転不能に、且つ回転盤１側に対しては接近、離間変位し得るように固定盤２側に支持させてなる（図３及び図４の状態）。
図中２４は、支持孔２３に圧入により具備したブッシューであり、このブッシュー２４によりブラシユニット５が回転盤１側への接近、そして離間方向にスムーズに摺動変位し得るようにしてなる。
【００１１】
而して、円盤部５-１の支持孔２３を固定盤２の支持杆１６に対して挿通させると共に、支持杆１６の突端に止めネジ２５を介して皿状を呈する抜け止め部材２６を具備することで、ブラシユニット５を固定盤２側に回転不能な状態で、且つ回転盤１側に対しては接近、離間変位し得るように具備することができる。つまり、給電ブラシ４を回転盤１側の電極リング３に対し、対面させた状態で接触、離脱し得るようにブラシユニット５を固定盤２側に組み込み支持させることができる。
【００１２】
伸縮部材６は、ブラシユニット５を回転盤１側に強制的に変位移動させて給電ブラシ４を電極リング３に接触させる役目を成すもので、気体又は液体を供給、それを抜く切り替え操作で膨らんだり、縮む動きを成す弾性ゴム材からなるエアチューブ等からなり、固定盤２の円周段部２-２に設けた凹み１５に収容させた状態で該固定盤２とブラシユニット５との間に環状に介在配置せしめてなる。
【００１３】
而して、以上の如く構成した本発明のスリップリングＡによれば、ブラシユニット５と固定盤２との間に環状に介在配置した伸縮部材６に気体又は液体を送り込み該伸縮部材６を膨らませると、ブラシユニット５は伸縮部材６の膨張に伴い回転盤１側に強制的に変位移動させられる。この時、支持杆１６突端の抜け止め部材２６によって円盤部５-１が受け止められる位置までブラシユニット５は回転盤１側に変位接近する。それにより、ブラシユニット５の給電ブラシ４が回転盤１側の電極リング３に接触し、固定盤２側に支持されたブラシユニット５と回転盤１との間の通電が成される（図４の状態）。
一方、伸縮部材６から気体又は液体を抜くと、ブラシユニット５は伸縮部材６の縮小に伴い回転盤１から離れる固定盤２側の離間位置まで変位離間する。それにより、ブラシユニット５の給電ブラシ４が回転盤１側の電極リング３から離れる（図３の状態）。つまり、ブラシユニット５と回転盤１との間の通電状態が切られた状態になる。
【００１４】
尚、ブラシユニット５の円盤部５-１が支持杆１６上端の抜け止め部材２６によって受け止められた状態が給電ブラシ４の電極リング３に対する接触力となることから、安定した接触状態を保つために支持杆１６の高さを考慮することが重要である。
【００１５】
図５は、他の実施例を示し、斯かる実施例では伸縮部材６から気体又は液体を抜くと、ブラシユニット５が図示例の如く具備したスプリング等からなる弾発部材２７により回転盤１から離れる固定盤２側の離間位置まで強制的に移動変位し得るように構成してなる。つまり、ブラシユニット５が固定盤２側へ戻るその動きの確実性を高め、且つブラシユニット５が不用意に回転盤１側に移動しないように当該離間位置に弾発部材２７により適宜保持し得るように構成してなるものである。
尚、弾発部材２７の弾発力は気体又は液体の供給により膨らむ伸縮部材６の膨張力よりも小さく設定して、伸縮部材６が膨張した際には縮小変形し、ブラシユニット５が速やかに回転盤１側に移動変位し得るようにしてなる。
【００１６】
次に、以上の如く構成した本発明スリップリングＡの使用形態の一例を説明すると、例えば図６乃至図７に例示した半導体ウエハ等の作製プロセスにおいて、該半導体ウエハの表面からゴミや残留物を洗い落とす洗浄処理等の処理が施された後に、半導体ウエハの表面に付着する水滴を遠心力を利用して取り除く乾燥処理を行う遠心水切り乾燥装置Ｂにおいて、ローター２８を高速回転させる回転主軸７に回転盤１の取付筒部１-１を止めネジ１３を用いて一体的に取付けると共に、固定盤２側を遠心水切り乾燥装置Ｂの架台２９に適宜の取付手段を用いて取付けて、回転盤１を回転主軸７と共に回転する状態で該回転主軸７の軸方向適所にスリップリングＡを装着する。そして、回転盤１側のリード線９を遠心水切り乾燥装置Ｂのローター水平移動機構部３０の駆動部３０-１並びに駆動部３０-１の動作を制御するエンコーダー３０-２等に電気的に接続する一方、固定盤２側のリード線２２をＡＣ電源部に接続する。
【００１７】
因みに、洗浄処理された後の定数枚の半導体ウエハが搬入収容される両クレードル３１を対向状に内設するローター２８は、回転主軸７上端の回転ベース３２上に、対向する両クレードル３１方向に向けて水平移動自在に設置した両側のローター載置部３３上に固着載置され、且つ半導体ウエハが両クレードル３１内に搬入収容された後、回転主軸７に対するローター２８の回転バランスを調整すべく回転ベース３２上に設置したローター水平移動機構部３０によりローター２８を対向するいずれか一方側のクレードル３１方向に水平移動させることで、ローター２８はローター水平移動機構部３０により回転主軸７に対する回転バランスが自動的に調整されるようになっている
【００１８】
具体的に説明すると、両クレードル３１の内、一方のクレードル３１のみに定数枚の半導体ウエハが搬入され、他方のクレードル３１には定数枚に満たない枚数の半導体ウエハが搬入されることで生じる回転バランスのズレ（バラツキ）をローター水平移動機構部３０によるローター２８の他方のクレードル３１側への水平移動により自動調整されるようになっている。
この自動調整は、回転ベース３２上に設置されているローター水平移動機構部３０のパルスモータ或いはＤＣモータ等からなる駆動機３０-１によるボールナット３４の回転、このボールナット３４の回転により水平移動するボールネジ３５の動きに伴うローター２８を固着載置するローター載置部３２のいずれか一方のクレードル３１側への水平移動により行われるようになっている。そして、ボールネジ３５の動きに伴うローター２８の移動量はボールネジ３５に連繋させた状態で回転ベース３２上に設置されているローター水平移動機構部３０のエンコーダー３０-２により遂次検出され、回転主軸７に対する回転バランスが取れた移動位置までローター２８が移動されてきた時点でエンコーダー３０-２から駆動機３０-１へと停止信号が出力され、該駆動部３０-１が停止されることで行われる。
【００１９】
而して、前述した遠心水切り乾燥装置Ｂのように、洗浄処理された半導体ウエハが、ローター２８内の両クレードル３１に搬入収容された後に、両クレードル３１に対する半導体ウエハの搬入枚数の違いにより行われる回転主軸７に対するローター２８の回転バランスの調整時に、ローター水平移動機構部３０の駆動部３０-１並びに駆動部３０-１の動作を制御するエンコーダー３０-２等を作動させるべく、スリップリングＡの固定盤２側の給電ブラシ４を回転盤１側の電極リング３に対して接触させて固定盤２と回転盤１との間を通電させ、ローター水平移動機構部３０へ電流を供給する。そして、ローター水平移動機構部３０による回転主軸７に対するローター２８の回転バランスの自動調整が終了した後においてはローター水平移動機構部３０への電流の供給を必要としない遠心水切り乾燥装置Ｂにおいて本発明のスリップリングＡは特に有効である。
従って、回転盤１と固定盤２との間の通電が必要なときだけ電極リング３と給電ブラシ４とを接触させ、それ以外においては電極リング３と給電ブラシ４とを離した状態で回転盤１を回転主軸７と共に回転させるように構成した本発明のスリップリングＡにおいては給電ブラシ４の電極リング３との接触による摩耗を抑えることができる。つまり、摩耗による給電ブラシ４の寿命限界を抑止することができる。
【００２０】
尚、本発明のスリップリングＡは前述した遠心水切り乾燥装置Ｂへの使用のみならず、多方面の各種の産業分野においても使用されることは言うまでもないであろう。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のスリップリングは叙上の如く構成したことにより下記の作用効果を秦する。
▲１▼．固定盤と回転盤との間に配置したブラシユニットを、移動部材により回転盤側に変位移動させることで、ブラシユニット側の給電ブラシが回転盤側の電極リングに対して接触し、固定盤側のブラシユニットと回転盤との間の通電が成される。つまり、スリップリング本来の通電機能が成される。そして、移動部材によるブラシユニットの前述した移動を解除することで、ブラシユニットは回転盤から固定盤側に変位離間せしめる。それにより、給電ブラシが回転盤の電極リングから離れる。
【００２２】
▲２▼．ブラシユニットと固定盤との間に環状に配置したエアチューブ等からなる伸縮部材に気体又は液体を送り込み該伸縮部材を膨らませると、ブラシユニットは伸縮部材の膨張に伴い前述したように回転盤側に変位移動し、給電ブラシが電極リングに対し接触する。一方、伸縮部材から気体又は液体を抜くと、ブラシユニットは伸縮部材の縮小に伴い前述したように回転盤から固定盤側に変位離間し、給電ブラシが電極リングから離れる。
【００２３】
従って、本発明によれば、回転盤と固定盤との間の通電が必要なときだけ電極リングと給電ブラシとを接触させ、それ以外においては電極リングと給電ブラシとを離した状態で回転盤が回転し得るように構成してなることから、従来のスリップリングのように電極リングに対し、給電ブラシを常時接触させた状態で使用するものに比べて、給電ブラシの摩耗を抑止することができる。それにより、給電ブラシの寿命が長くなり、長命化と信頼性の向上が図られたスリップリングを提供することができる。特に、実施例詳述の遠心水切り乾燥装置に有効なスリップリングを提供することができ、有益且つ実用的効果が大きいものとなる。
加えて、電極リングと給電ブラシとを離間させる手段として、気体又は液体の供給により膨らみ、抜くことで縮む動きを成すエアチューブ等からなる伸縮部材を、ブラシユニットと固定盤との間に環状に配置した構造を採用してなることから、構造の簡素化と小型化が図られたコンパクトなスリップリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明スリップリングの実施の一例を示した縦断正面図で、回転盤側の電極リングから固定盤側の給電ブラシを離した状態を示す
【図２】  同平面図で、一部を切欠して示す
【図３】  図１における要部の拡大断面図
【図４】  回転盤側の電極リングに対して固定盤側の給電ブラシを接触させた状態を示した同拡大断面図
【図５】  他の実施例を示した要部の拡大断面図
【図６】  半導体ウエハの遠心水切り乾燥装置に装着した状態の使用例の一例を示した正面図
【図７】  図６のVI―VI線横断拡大平面図
【符号の説明】
Ａ…スリップリング                    １…回転盤
２…固定盤                            ３…電極リング
４…給電ブラシ                        ５…ブラシユニット
６…伸縮部材（移動部材）              ７…回転主軸
【図１】
0004049449.tif 000002
【図２】
0004049449.tif 000003
【図３】
0004049449.tif 000004
【図４】
0004049449.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004049449.tif 000007
【図７】
0004049449.tif 000008