JP3978013B2

JP3978013B2 - Spin processing equipment

Info

Publication number: JP3978013B2
Application number: JP2001342210A
Authority: JP
Inventors: 明典磯; 範夫豊島; 寛子石川; 秀樹末吉; 俊二黒岩; 幸伸西部; 隆史鈴木
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: JP2002359183A

Description

【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spin processing apparatus having a rotating table that holds and rotates a substrate when the substrate is processed.
[0002]
[Prior art]
For example, in the manufacturing process of a liquid crystal display device, there are a film forming process and a photo process for forming a circuit pattern on a rectangular glass substrate. In these processes, the processing and cleaning of the substrate are repeated. Drying processing of the washed substrate, resist coating processing, and the like are performed by holding the substrate on a rotating table and rotating the substrate together with the rotating table.
[0003]
As the rotary table, for example, a structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-165848 is known. The rotary table shown in this publication has a spindle provided with a rotating shaft, and a ring portion is provided concentrically with the rotating shaft of the spindle. A plurality of connecting links are provided radially on the ring portion and the rotating shaft. Support pins for supporting the lower surface of the substrate are provided on the base end portion of the connection link and the ring portion, respectively, and a regulation pin for engaging with the outer peripheral surface of the substrate is provided on the ring portion.
[0004]
Thereby, since the substrate rotates integrally with the turntable, the substrate can be processed with a chemical solution, or the cleaning solution for cleaning the substrate after the processing can be dried.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, the substrate tends to be enlarged, and for example, a rectangular substrate having a size of 1 m × 1.2 m has been used. When the substrate is enlarged, the rotary table is also enlarged, so that the ring portion is enlarged in diameter and the connecting link is elongated.
[0006]
For this reason, when the rotary table is rotated, the centrifugal force generated in the restriction pin and the support pin provided in the ring portion increases, so that the amount of downward deflection of the ring portion along with the connecting link increases due to the centrifugal force. . As a result, the substrate and the regulation pin may be disengaged and the substrate may be damaged.
[0007]
In order to make it difficult for the ring portion to bend when the rotary table is rotated, it is conceivable to increase the thickness of the plate-like metal member constituting the connection link or the ring portion. However, increasing the thickness of the connecting link or the ring portion increases the weight of the rotary table and increases the inertial force, which may increase the rotational power and increase the cost.
[0008]
It is an object of the present invention to provide a spin processing apparatus capable of preventing the rotary table from being bent downward by centrifugal force while suppressing an increase in inertial force of the rotary table.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a spin processing apparatus comprising a rotary table that holds a substrate on the upper surface side and is rotationally driven by a drive source.
The rotary table is
A disc-shaped base,
A plurality of main arms provided radially at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the base;
A reinforcing ring provided concentrically with the base and integrally coupled to a midway portion in the longitudinal direction of the main arm so that a tip portion of the main arm protrudes from an outer periphery thereof;
The rotary table is structured to bend downward when rotation is stopped so as to bend upward by centrifugal force due to rotation ,
A structure in which the upward deflection generated in the rotary table is canceled by the centrifugal force generated by the rotation of the rotary table and the downward deflection in the rotary table due to the centrifugal force acting on the support pin and the engagement pin. The spin processing apparatus is characterized by the above.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the spin processing apparatus according to the first aspect, the rotating table is provided with a mounting portion for attaching a balancer for adjusting the weight balance of the rotating table.
[0014]
A third aspect of the present invention is the spin processing apparatus according to the second aspect, wherein the mounting portion is provided on the reinforcing ring.
[0015]
The invention of claim 4 is a spin processing apparatus comprising a rotary table that holds a substrate on the upper surface side and is driven to rotate by a drive source.
The rotary table is
A disc-shaped base,
A plurality of main arms provided radially at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the base;
A reinforcing ring provided concentrically with the base and integrally coupled to a midway portion in the longitudinal direction of the main arm so that a tip portion of the main arm protrudes from an outer periphery thereof;
On the upper surface of the tip portion of the main arm that protrudes radially outward of the reinforcing ring, a support pin that supports the lower surface of the substrate and an engagement pin that engages with the outer peripheral surface are provided.
The engagement pin has a metal core member formed with an attachment portion having a smaller diameter than other portions on the upper portion, and a resin receiving member that is rotatably fitted to the attachment portion,
The spin processing device is characterized in that the lower end portion of the attachment portion and the lower end portion of the receiving member are formed in a tapered surface that comes into contact with each other and is inclined downward in the radial direction.
[0017]
According to the present invention, since the reinforcing ring is provided concentrically with the base and integrally coupled to the midway in the longitudinal direction of the main arm, the main arm is reinforced by the reinforcing ring, and bending is less likely to occur. Since the reinforcing ring is coupled to the middle part of the main arm, the diameter of the reinforcing ring is reduced as compared with the length of the main arm. Therefore, the inertia force can be reduced by reducing the weight of the rotary table.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
The spin processing apparatus of the present invention shown in FIG. As shown in FIG. 1, the rotary table 11 has a disk-like base portion 12, and the bottom surface of the base portion 12 is provided with four first mounting portions 13 that are concave at intervals of 90 degrees in the circumferential direction. Yes. A base end portion of a main arm 14 having a T-shaped distal end portion 14a is fixed to each mounting portion 13 with screws.
[0020]
A reinforcing ring 15 is integrally coupled to the middle portion of the four main arms 14 in the longitudinal direction. Further, a reinforcing arm 16 is provided between each adjacent main arm 14. The four reinforcing arms 16 are fixedly screwed to the concave second mounting portions 17 formed on the lower surface of the base portion 12 at the base ends, and the tips are integrally coupled to the inner peripheral end surface of the reinforcing ring 15. Has been.
[0021]
The main arm 14, the reinforcing ring 15 and the reinforcing arm 16 are formed by cutting a single metal plate such as a stainless steel plate, for example, so that the main arm 14, the reinforcing ring 15 and the reinforcing arm 16 are formed. It is united.
[0022]
If the main arm 14, the reinforcing ring 15, and the reinforcing arm 16 are integrally formed by cutting, a step does not occur at the boundary portion (joining portion) of these members. Therefore, not only can the dimensional accuracy be improved as compared with the case where the rotary table 11 is formed by assembling the respective members, but turbulence and wind noise are generated when the rotary table 11 is rotated at a high speed as described later. Can be suppressed.
[0023]
The metal forming the rotary table is not limited to stainless steel, and may be titanium, aluminum, or the like.
[0024]
A first support pin 21 is erected at the center in the width direction at the distal end portion 14a of the main arm 14, and a pair of locking pins 22 taller than the support pin 21 are erected at both ends in the width direction. It is installed.
[0025]
Ten second support pins 23 are erected on the reinforcement ring 15 at predetermined intervals in the circumferential direction, and third support pins 24 are erected in the middle portions of the main arm 14 and the reinforcement arm 16. ing. Further, fourth support pins 25 are provided upright at positions corresponding to the base end portions of the main arm 14 and the reinforcing arm 16 in the radially peripheral portion of the base portion 12. That is, eight fourth support pins 25 are erected on the periphery of the base 12 at equal intervals in the circumferential direction.
[0026]
A rectangular glass substrate W used in the liquid crystal display device is detachably held on the turntable 11. The bottom surface of the substrate W is supported by the support pins 21, 23, 24, and 25, and the outer peripheral surfaces of the four corners are engaged with a pair of engagement pins 22 provided at the tip of the main arm 14. Held.
[0027]
As shown in FIG. 2, the base 12 of the rotary table 11 is attached and fixed to the upper end of a hollow rotary shaft 27 of a drive motor 26 as a drive source. Thereby, the turntable 11 is driven to rotate by the drive motor 26.
[0028]
A hollow fixed shaft 28 is inserted into the rotary shaft 27. A head 29 is provided at the upper end of the fixed shaft 28. As shown in FIG. 3, the head 29 is provided with gas nozzles 30a for injecting gas toward the lower surface of the substrate W held by the rotary table 11, and liquid nozzles 30b and 30c for injecting chemicals and cleaning liquid. Yes.
[0029]
The upper surface of the head 29 is formed as a flat surface, and a portion of the upper surface excluding the central portion where the nozzle is formed is covered with a shielding plate 31 having a diameter larger than that of the head 29. The shielding plate 31 is attached to an attachment pin 32 provided on the base 12 of the turntable 11.
[0030]
By having the shielding plate 31, the chemical solution and the cleaning liquid supplied to the lower surface of the substrate W are dropped on the shielding plate 31 and removed by the centrifugal force generated by the rotation of the shielding plate 31. Further, the liquid that has entered between the upper surface of the head 29 and the shielding plate 31 is prevented from scattering from the upper surface of the head 29 by the shielding plate 31.
[0031]
Accordingly, when the substrate W is cleaned and then dried, it is possible to prevent the chemical liquid and the cleaning liquid remaining on the upper surface of the head 29 from scattering and adhering to the lower surface of the substrate W.
[0032]
The turntable 11 bends downward as it goes from the center to the periphery without being rotated. The bending that occurs when the turntable 11 is not rotating is due to the weight of the turntable 11. FIG. 6 shows the amount of deflection of the turntable 11 by its own weight as δ.
[0033]
When the substrate W increases in size, the turntable 11 also increases in size according to the size of the substrate W, so that it is inevitable that bending occurs. Recently, since the size of the substrate W is increased to, for example, 1 m × 1.2 m, it is inevitable that bending occurs.
[0034]
The amount of deflection δ due to the weight of the turntable 11 can be set by the thickness of the stainless steel plate forming the turntable 11, the position and width dimension of the reinforcing ring 15, and the like. In this embodiment, when the turntable 11 is large enough to support a 1 m × 1.2 m substrate W, the dimension at which the tip of the main arm 14 projects from the outer periphery of the reinforcing ring 15 is set to 150 to 200 mm. The bending amount δ of the tip portion 14a of the main arm 14 is set to be 2 mm.
[0035]
If the rotary table 11 is not rotated and its peripheral portion is bent downward, when the rotary table 11 is rotated, the peripheral portion of the rotary table 11, particularly, the reinforcing ring 15 of the main arm 14 is radially outside. The force which bends the peripheral part of the turntable 11 upwards with the centrifugal force which acts on the part protruded toward the direction acts.
[0036]
On the other hand, since the first support pin 21 and the locking pin 22 are provided at the distal end portion 14a of the main arm 14, when the rotary table 11 rotates, a centrifugal force is generated in each of the pins 21 and 22. To do. When a centrifugal force acts on each of the pins 21 and 22, the distal end portion of the main arm 14 receives a force that bends downward due to the centrifugal force.
[0037]
In this embodiment, the rotary table 11 has a predetermined rotational speed, for example, 1300 r. p. The design conditions of the rotary table 11 are set so that the amount of upward deflection and the amount of downward deflection generated in the peripheral portion of the rotary table 11 cancel each other when rotated at m.
[0038]
Accordingly, the turntable 11 is not newly bent in the vertical direction by a centrifugal force generated by being driven to rotate more than the state in which the turntable 11 is bent by its own weight when not rotating. Therefore, the rotary table 11 rotates while maintaining the state where the tip end portion 14a of the main arm 14 is bent downward by 2 mm.
[0039]
As described above, since the turntable 11 is bent with a constant amount of bending when not rotating and rotating, the length of each support pin is set so that the substrate W can be reliably supported in the bent state.
[0040]
That is, the fourth support pin 25 provided on the base portion 12 indicated by h in FIG. 6 is the shortest, and the first support pin 21 provided on the distal end portion 14a of the main arm 14 indicated by H in the drawing is the longest. Is set. That is, the difference between the lengths of the support pins 21 and 25 is 2 mm which is the same as the deflection amount δ of the rotary table 11. That is, the length of each support pin is set in accordance with the amount of deflection due to the weight of the turntable 11 so that the contact pressure (support pressure) of the first to fourth support pins is substantially the same with respect to the lower surface of the substrate W. Has been.
[0041]
In the radial direction of the turntable 11, the second and third support pins 23 and 24 positioned between the first support pin 21 and the fourth support pin 25 also follow the radial direction of the turntable 11. The length is set according to the amount of deflection due to its own weight. That is, the first support pin is the longest, and the second, third, and fourth support pins are sequentially set shorter.
[0042]
If the length of each support pin is set to be the same, the fourth support pin 25 provided on the base 12 strongly contacts the lower surface of the substrate W compared to the other support pins. In some cases, the chemical solution and the cleaning solution intervening in the contact during the drying process are difficult to dry.
[0043]
However, as described above, if the contact pressures of the support pins on the lower surface of the substrate W are substantially the same, there is no risk of scratching the lower surface of the substrate W, and a portion that is difficult to dry during the drying process may occur. Nor.
[0044]
The design conditions of the turntable 11 for offsetting the amount of upward deflection and the amount of downward deflection generated in the periphery of the turntable 11 include the thickness of the turntable 11 and the main arm 14. The width dimension, the width dimension and diameter of the reinforcing ring 15, the width dimension of the reinforcing arm 16, and the like can be mentioned.
[0045]
A large number of screw holes 41 as attachment portions are formed in the reinforcing ring 15 at predetermined intervals in the circumferential direction. As shown in FIG. 5, a balancer 42 made of a male screw can be screwed into the screw hole 41. That is, the balancer 42 is screwed into a portion necessary for adjusting the balance of the rotary table 11 among the numerous screw holes 41 formed in the reinforcing member 19.
[0046]
As shown in FIG. 4A, the tip 43 of each of the support pins 21, 23, 34, 25 is made of synthetic resin such as fluorine resin, and the tip 44 is formed in a spherical shape. This prevents the lower surface of the substrate W from being damaged by the support pins.
[0047]
As shown in FIG. 4B, the locking pin 22 provided at the distal end portion 14a of the main arm 14 has a core member 45 formed of a metal such as stainless steel or titanium aluminum. The upper portion of the core member 45 is formed in a mounting portion 46 having a smaller diameter than other portions. A cylindrical receiving member 47 formed of a synthetic resin such as UHMW (polymer polyethylene), CTFE (ethylene trifluoride resin), or PTFE (tetrafluoroethylene resin) is rotatably fitted to the attachment portion 46. Has been. The lower end portion of the mounting portion 46 and the lower end portion of the receiving member 37 are formed on tapered surfaces 46a and 47a having angles corresponding to each other.
[0048]
When the turntable 11 rotates, the outer peripheral surface of the corner of the substrate W comes into contact with the receiving member 47 of the locking pin 22. At this time, since the receiving member 47 receives the load of the substrate W while rotating, the impact to the substrate W can be prevented.
[0049]
The mounting portion 46 is made of the above-described metal, and the receiving member 47 is made of the above-described synthetic resin. Therefore, even if the attachment portion 46 and the receiving member 47 are in sliding contact with each other, it is different from the case where the metals are in sliding contact with each other, such as a bearing, so that dust generation can be reduced.
[0050]
Further, when the receiving member 47 receives the load of the substrate W, the tapered surface 47 a of the receiving member 47 comes into contact with the tapered surface 46 a of the mounting portion 46. Therefore, it is possible not only to reduce the contact pressure between the mounting portion 46 and the receiving member 47, but also to prevent the receiving member 47 from rattling with respect to the radial direction of the mounting portion 46, compared to the case where there are no tapered surfaces 46a, 47a. Therefore, the substrate W can be reliably supported by the receiving member 47 without giving an impact.
[0051]
Furthermore, even if dust is generated at the joint between the tapered surface 47a of the receiving member 47 and the tapered surface 46a of the mounting portion 46, the position is below the substrate W, so that dust adheres to the substrate W. There is almost no.
[0052]
The rotary table 11 is provided in the cup body 44 as shown in FIG. The cup body 44 is installed in the processing tank 45. Around the periphery of the cup body 44, a plurality of ring-shaped rectifying plates 46 are provided at height positions corresponding to the substrate W held on the turntable 11. The plurality of rectifying plates 46 are inclined at a predetermined interval in the up-down direction and low toward the outside in the radial direction.
[0053]
Accordingly, when cleaning the substrate W, the processing liquid scattered from the substrate W collides with the lower surface of the rectifying plate 46 and is reflected downward, so that the processing liquid scattered from the substrate W is re-applied to the substrate W. It is prevented from adhering.
[0054]
A plurality of discharge pipes 47 are connected to the bottom of the processing tank 45. The discharge pipe 47 is connected to a discharge pump (not shown). Further, the discharge pipe 47 communicates with the internal space of the cup body 44 through an opening (not shown) formed in the peripheral wall of the cup body 44. Therefore, the treatment liquid that scatters from the substrate W together with the atmosphere in the cup body 44 is discharged from the discharge pipe 47.
[0055]
In FIG. 2, reference numeral 48 denotes a base member on which the drive motor 26 is installed.
[0056]
According to the spin processing apparatus having such a configuration, the peripheral portion of the rotary table 11 is set in a state of being bent downward by a predetermined dimension by its own weight in advance, so that the peripheral portion is bent upward when the rotary table 11 is rotated. I tried to do it.
[0057]
The amount of upward deflection of the rotary table 11 is offset by the amount of downward deflection caused by the centrifugal force acting on the first support pin 21 and the locking pin 22 when the rotary table 11 is rotated. It is set as follows.
[0058]
Therefore, even if the turntable 11 is rotated, no new bending occurs in the turntable 11, so that the engagement state between the corner portion of the substrate W and the locking pin 22 is accompanied by the rotation of the turntable 11. It can be prevented from coming off. That is, the holding state of the substrate W by the locking pins 22 can be reliably maintained even when the turntable 11 rotates.
[0059]
The rotary table 11 is set so that the upward deflection and the downward deflection that occur during rotation cancel each other, but the upward deflection amount is set to be slightly larger than the downward deflection amount. In addition, the support state of the substrate W by the locking pins 22 during rotation is not impaired.
[0060]
A reinforcing ring 15 for reinforcing the main arm 14 is provided in the middle of the main arm 14 in the longitudinal direction. That is, the radial dimension of the reinforcing ring 15 is made shorter than the length of the main arm 14. Therefore, the diameter of the reinforcing ring 15 can be reduced as compared with the case where the reinforcing ring 15 is provided at the distal end portion of the main arm 14.
[0061]
As a result, the weight of the reinforcing ring 15 can be reduced and the rotary table 11 can be reduced in weight, so that the inertial force of the rotary table 11 can be reduced and the power required for rotational driving can be reduced.
[0062]
If the tip portion of the main arm 14 protrudes from the outer periphery of the reinforcing ring 15 by a predetermined dimension, the tip portion becomes cantilevered and the degree of reinforcement by the reinforcing ring 15 decreases, so the first support pin 21 and the locking pin It can be considered that it becomes easy to bend downward due to the centrifugal force acting on the pressure.
[0063]
However, since the turntable 11 including the main arm 14 is bent downward by its own weight in advance as described above, it is bent upward during rotation. Further, since the main arm 14 is bent downward by the centrifugal force acting on the first support pin 21 and the locking pin 22, the upward and downward bending amounts generated in the main arm 14 are offset.
[0064]
Therefore, even if the front end portion of the main arm 14 protrudes from the outer periphery of the reinforcing ring 15, the amount of bending of the front end portion of the main arm 14 does not increase and the support state of the substrate W is not impaired.
[0065]
A rotary table 11 holding a substrate W of 1.0 m × 1.2 m is set to 1300 r. p. The relationship between the length of the main arm 14 protruding from the outer periphery of the reinforcing ring 15 and the amount of deflection at the tip of the protruding portion when rotated at m was measured by experiment.
[0066]
As a result, by setting the projecting length of the main arm 14 to 200 mm or less, preferably 150 mm or less, the amount of deflection of the projecting tip of the main arm 14 can be reduced, that is, the substrate W is supported by the first support pins 21. It was confirmed that the state was not greatly impaired.
[0067]
Reinforcing arms 16 are provided between adjacent main arms 14 of the rotary table 11. Therefore, even if the width dimension of the reinforcing ring 15 is reduced, the strength of the rotary table 11 can be obtained by the reinforcing arm 16.
[0068]
On the other hand, the reinforcing ring 15 is provided with screw holes 31 at predetermined intervals in the circumferential direction, and the balancer 32 is screwed into the screw holes 31 so that the rotation balance of the turntable 11 can be adjusted. Therefore, even if the balance is not achieved depending on the processing state of the turntable 11, by adjusting the balance by the balancer 32, the turntable 11 can be smoothly rotated without vibrating.
[0069]
If the balancer 32 made of a plurality of metals having different specific gravities is prepared, the rotation balance of the turntable 11 can be adjusted more precisely.
[0070]
In the above embodiment, the case where the reinforcing arm is provided on the rotary table has been described. However, the reinforcing arm may not be provided. Further, the substrate is not limited to the glass substrate of the liquid crystal display device, and may be another substrate such as a semiconductor wafer.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the reinforcing ring is provided concentrically with the base and integrally coupled to the middle part in the longitudinal direction of the main arm, the main arm is reinforced and bent by the reinforcing ring. In addition, since the reinforcement ring is coupled to the middle portion of the main arm, the diameter of the reinforcement ring is smaller than the length of the main arm, so that the inertial force of the rotary table can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a turntable showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a spin processing apparatus.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a connecting portion between a rotary shaft and a rotary table.
4A is a side view of a support pin, and FIG. 4B is a cross-sectional view of a locking pin.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a balancer is screwed into a screw hole of a reinforcing member.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the rotary table is bent downward by its own weight.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Rotary table 12 ... Base 14 ... Main arm 21 ... 1st support pin 22 ... Locking pin 26 ... Drive motor 31 ... Screw hole 32 ... Balancer

Claims

In a spin processing apparatus comprising a rotary table that holds a substrate on the upper surface side and is driven to rotate by a drive source,
The rotary table is
A disk-shaped base;
A plurality of main arms provided radially at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the base;
A reinforcing ring provided concentrically with the base and integrally coupled to a midway portion in the longitudinal direction of the main arm so that a tip portion of the main arm protrudes from an outer periphery thereof;
The rotary table has a structure that bends downward when rotation stops so as to bend upward by centrifugal force due to rotation ,
A structure in which the upward deflection generated in the rotary table is canceled by the centrifugal force generated by the rotation of the rotary table and the downward deflection in the rotary table due to the centrifugal force acting on the support pin and the engagement pin. spin processing apparatus, characterized in that it.

2. The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the rotary table is provided with a mounting portion for attaching a balancer for adjusting the weight balance of the rotary table.

3. The spin processing apparatus according to claim 2, wherein the attachment portion is provided on the reinforcing ring.

In a spin processing apparatus comprising a rotary table that holds a substrate on the upper surface side and is driven to rotate by a drive source,
The rotary table is
A disk-shaped base;
A plurality of main arms provided radially at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the base;
A reinforcing ring provided concentrically with the base and integrally coupled to a midway portion in the longitudinal direction of the main arm so that a tip portion of the main arm protrudes from an outer periphery thereof;
On the upper surface of the tip portion of the main arm that protrudes radially outward of the reinforcing ring, a support pin that supports the lower surface of the substrate and an engagement pin that engages with the outer peripheral surface are provided.
The engagement pin has a metal core member formed with an attachment portion having a smaller diameter than other portions on the upper portion, and a resin receiving member that is rotatably fitted to the attachment portion,
The spin processing apparatus according to claim 1, wherein the lower end portion of the attachment portion and the lower end portion of the receiving member are formed in a tapered surface that comes into contact with each other and is inclined downward in the radial direction.