JP2000031004A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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JP2000031004A
JP2000031004A JP19298198A JP19298198A JP2000031004A JP 2000031004 A JP2000031004 A JP 2000031004A JP 19298198 A JP19298198 A JP 19298198A JP 19298198 A JP19298198 A JP 19298198A JP 2000031004 A JP2000031004 A JP 2000031004A
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Manabu Yabe
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に供給される処理液が基板を保持する保
持部材に付着し、ミスト化して基板を汚染することが防
止された基板処理装置を提供する。 【解決手段】 基板保持部1のスピンベース11は、基
板Wを支持する複数の支持ピン14および基板Wの水平
位置を規制する回転式保持ピン15を備える。スピンベ
ース11の上面には環状支持部13が形成されている。
環状支持部13の上面外周部には、外側下方に傾斜した
傾斜面13aが形成されている。回転式保持ピン15の
ピン固定部17の上面には傾斜面17aが形成されてい
る。基板W上から流下した現像液は環状支持部13の傾
斜面13aおよび回転式保持ピン15のピン固定部17
の傾斜面17aに沿って基板保持部1の外方に流し去ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理液を基板に供
給して基板に所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用ガラス基
板などの基板に種々の処理を行うために基板処理装置が
用いられている。たとえば、基板の表面に形成された感
光性膜の現像処理には、回転式の現像装置が用いられて
いる。
【0003】図7は、従来の現像装置の概略断面図であ
る。図7において、基板保持部31は、円形板状のスピ
ンベース32を備える。スピンベース32はモータ3の
回転軸2の先端部に水平に固定され、鉛直方向の軸の周
りで回転駆動される。
【0004】スピンベース32の上面には環状支持部3
3が固定され、この環状支持部33に基板Wの裏面を支
持する複数の基板支持ピン34が設けられている。ま
た、スピンベース32には、基板Wの水平位置を規制す
る複数の基板保持ピン37が軸受38により鉛直方向の
軸の周りで回動可能に取り付けられている。各基板保持
ピン37の下部には棒状の永久磁石39が取り付けられ
ている。
【0005】スピンベース32の下方には環状磁石41
が配設されている。この環状磁石41は、駆動装置(図
示せず)により上下動自在に設けられた磁石支持部材4
2に固定されている。
【0006】基板保持部31の上方には、現像液を吐出
する現像ノズル43が上下方向および水平方向に移動可
能に設けられている。この現像ノズル43は、現像処理
前および現像処理後に基板Wの上方から外れた位置に待
機し、現像処理時に基板Wの中心部の上方に移動する。
【0007】上記の現像装置における現像処理時の動作
を以下に説明する。この現像装置を用いた基板の現像処
理は、現像液供給、現像液保持、純水洗浄および乾燥の
各工程からなる。
【0008】まず、現像液供給工程では、環状磁石41
が上昇して複数の基板保持ピン37により基板Wが水平
方向に保持される。その後、モータ3により基板保持部
31が回転駆動され、基板Wが鉛直方向の軸の周りで低
速回転する。この状態で、現像ノズル43から基板W上
に現像液が吐出される。基板Wの回転により現像液は基
板Wの表面の全体に均一に塗り広げられる。
【0009】現像液保持工程では、基板保持部31の回
転が停止される。基板Wの回転が停止すると、環状磁石
41が下降して基板保持ピン37が開放状態となる。こ
れにより、基板W上に現像液が液盛りされ、一定時間静
止される。この間に、基板Wの感光性膜の現像が進行す
る。
【0010】純水洗浄工程では、基板保持部31が再び
回転駆動され、基板Wの表面に純水供給ノズル(図示せ
ず)から純水が供給され、基板Wの表面の純水洗浄が行
われる。
【0011】乾燥工程では、純水の供給が停止された
後、基板保持部31が高速で回転駆動され、回転に伴う
遠心力により基板Wの表面から純水が振り切られる。こ
れにより、基板Wが乾燥する。その後、基板保持部31
の回転が停止し、基板Wの現像処理が終了する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記の現像液供給工程
では、基板保持部31に保持された基板Wが低速で回転
駆動された状態で現像液ノズル43から現像液45が基
板Wの表面に吐出される。現像液45が基板Wの全面に
均一に行き渡るように多量に吐出されると、現像液45
は基板Wの外周部から基板保持ピン37の上面やスピン
ベース32の上面外周部に流れ落ちる。その後、基板W
の回転が停止されると、現像液45は基板保持ピン37
の上面やスピンベース32の上面外周部から流れ落ちず
に残り、表面の微細な凹凸部分や構成部品間に徐々に浸
透する。
【0013】このようにして基板保持ピン37やスピン
ベース32の表面の凹凸部分や構成部品間に浸透した現
像液は、次の純水洗浄工程でも完全に洗い流すことがで
きず、基板保持ピン37やスピンベース32に付着した
まま残る。基板保持ピン37やスピンベース32に付着
した現像液は、乾燥工程において基板保持部31が高速
回転されると、カップ40の内部にミスト(液体粒子)
となって浮遊し、基板Wの表面に再付着して基板Wを汚
染する。
【0014】本発明の目的は、基板に供給される処理液
が基板を保持する保持部材に付着し、ミスト化して基板
を汚染することが防止された基板処理装置を提供するこ
とである。
【0015】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係る基板処理装置は、基板上に処理液を供給して
基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、基板の
外径よりも大きな径を有し、上面外周部が外側下方に向
かって傾斜した回転部材と、回転部材を回転駆動する駆
動手段と、基板の外周部に沿うように回転部材上に設け
られ、基板の外周端部に当接して基板を保持する複数の
保持部材と、複数の保持部材により保持された基板上に
処理液を供給する処理液供給手段とを備えたものであ
る。
【0016】第1の発明に係る基板処理装置において
は、複数の保持部材により基板が回転部材上に保持され
つつ回転部材が駆動手段により回転駆動され、処理液供
給手段から基板上に処理液が供給される。基板上に供給
された処理液の一部は基板の外周部から回転部材の上面
外周部に流れ落ちる。回転部材の上面外周部は外側下方
に向かって傾斜しているため、基板から流れ落ちた処理
液は回転部材の上面外周部の傾斜に沿って流動し、回転
部材の外周部から下方に流れ落ちる。
【0017】これにより、回転部材の上面外周部に処理
液が残らない。したがって、回転部材の上面外周部に付
着した処理液がミスト化して雰囲気中を浮遊し、基板に
再付着して基板を汚染することが防止される。
【0018】第2の発明に係る基板処理装置は、第1の
発明に係る基板処理装置の構成において、回転部材の上
面外周部が、複数の保持部材により保持された基板の外
周端部より内側から外側下方に向かって傾斜したもので
ある。
【0019】この場合、回転部材の上面外周部の傾斜部
分が基板の外周端部より内側下方から始まるので、基板
の外周部から流れ落ちる処理液は全て回転部材の傾斜し
た上面外周部に流れ落ちることになり、基板の外周部か
ら流れ落ちる処理液を確実に回転部材の外方へ流し去る
ことができる。
【0020】第3の発明に係る基板処理装置は、第1ま
たは第2の発明に係る基板処理装置の構成において、複
数の保持部材の各々が、回転部材に回動自在に設けられ
た支持部と、支持部の回動に伴って基板の外周端部に当
接するように回動中心に対して偏心して支持部上に設け
られた保持部とを備え、保持部が基板の外周端部から離
間した状態で支持部の上面が外側下方に向かって傾斜し
たものである。
【0021】この場合、複数の保持部材の支持部の回動
に伴って保持部が基板の外周端部に当接することによ
り、基板が回転部材上に保持される。この状態で回転部
材が回転駆動されるとともに基板上に処理液が供給され
る。
【0022】基板上に供給された処理液の一部は基板を
保持する保持部材の支持部の上面にも流れ落ちる。保持
部材の支持部の上面は外側下方に向かって傾斜している
ため、基板の外周部から支持部の上面に流れ落ちた処理
液は支持部の上面の傾斜に沿って流動し、支持部から流
れ落ちる。これにより、支持部の上面に処理液が残らな
い。したがって、支持部の上面に付着した処理液がミス
ト化して雰囲気中に浮遊し、基板に再付着して基板を汚
染することが防止される。
【0023】第4の発明に係る基板処理装置は、第1ま
たは第2の発明に係る基板処理装置の構成において、複
数の保持部材の各々が、回転部材に回動自在に設けられ
た支持部と、支持部の回動に伴って基板の外周端部に当
接するように回動中心に対して偏心して支持部上に設け
られた保持部とを備え、支持部の上面が支持部上に設け
られた保持部を中心として円錐状に傾斜したものであ
る。
【0024】この場合、複数の保持部材の支持部の回動
に伴って保持部が基板の外周端部に当接することによ
り、基板が回転部材上に保持される。この状態で回転部
材が回転駆動されるとともに基板上に処理液が供給され
る。
【0025】基板上に供給された処理液の一部は基板を
保持する保持部材の支持部の上面にも流れ落ちる。保持
部材の支持部の上面は円錐状に傾斜しているため、基板
の外周部から支持部の上面に流れ落ちた処理液は円錐状
の傾斜に沿って流動し、支持部から流れ落ちる。これに
より、支持部の上面に処理液が残らない。したがって、
支持部の上面に付着した処理液がミスト化して雰囲気中
に浮遊し、基板に再付着して基板を汚染することが防止
される。
【0026】また、回転部材の回転時に支持部の空気抵
抗が低減され、気流の乱れの発生が抑制される。それに
より、気流の乱れにより基板上の処理液に悪影響を及ぼ
すことが防止される。
【0027】第5の発明に係る基板処理装置は、第1〜
第4のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、回転部材の上面外周部が撥水性を有するものであ
る。これにより、回転部材の上面外周部に流れ落ちた処
理液が上面外周部に付着せずに回転部材の外方へ容易に
流し去られる。
【0028】第6の発明に係る基板処理装置は、第3ま
たは第4の発明に係る基板処理装置の構成において、支
持部の上面が撥水性を有するものである。これにより、
処理液が支持部の上面に付着せずに保持部材の外方へ容
易に流し去られる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理装置
の一例として回転式の現像装置について説明する。
【0030】図1は本発明の第1の実施例による回転式
の現像装置の断面図であり、図2は図1の現像装置の平
面図である。
【0031】図1および図2において、基板保持部1は
円形板状のスピンベース11を備える。スピンベース1
1は、アルミニウムを母材に使用し、上面にニッケル−
ポリテトラフルオロエチレンめっきが施されている。ニ
ッケル−ポリテトラフルオロエチレンめっきの水に対す
る接触角は約100°と大きく、現像液を弾くことがで
きる。また、スピンベース11の他の例としては、アル
マイトに撥水性の樹脂を含浸処理したもの、あるいはチ
タン合金などの金属材料の表面にフッ素系樹脂をコーテ
ィング(被膜処理)したものを用いてもよい。
【0032】スピンベース11はモータ3の回転軸2の
先端に取り付け部材12を介して水平に固定され、鉛直
方向の軸の周りで回転駆動される。
【0033】スピンベース11の上面には、撥水性を有
する樹脂からなる環状支持部13が設けられており、こ
の環状支持部13の上面には、基板Wの下面を支持する
複数の支持ピン14が設けられている。
【0034】図2に示すように、環状支持部13の外周
部には複数の切欠部13bが設けられている。環状支持
部13の各切欠部13bには基板Wの水平位置を規制す
る回転式保持ピン15が配設されている。回転式保持ピ
ン15はスピンベース11に鉛直方向の軸の周りで回動
可能に取り付けられている。この回転式保持ピン15の
構造については後述する。
【0035】図1に示すように、スピンベース11の下
方には環状磁石6が配設されている。この環状磁石6
は、駆動装置(図示せず)により上下動自在に設けられ
た磁石支持部材7に固定されている。
【0036】モータ3の回転軸2は中空軸により構成さ
れ、その内部に基板Wの裏面洗浄用のバックリンスノズ
ル9(図2参照)が挿入されている。このバックリンス
ノズル9は、取り付け部材12を貫通して基板Wの裏面
側に突出している。バックリンスノズル9の先端には、
円錐台状のキャップ8が取り付けられている。キャップ
8はバックリンスノズル9から吐出される純水等のリン
ス液が回転軸2の内部に侵入することを防止するために
設けられている。
【0037】基板保持部1の上方には、現像液を吐出す
る現像ノズル10が上下方向および水平方向に移動可能
に設けられている。この現像ノズル10は、現像処理前
および現像処理後に基板Wの上方から外れた位置に待機
し、現像処理時に基板Wの中心部の上方に移動する。
【0038】さらに、基板保持部1の周囲を取り囲むよ
うに中空のカップ4が配設されている。カップ4は上下
方向に移動可能な上カップ4aと、上カップ4aの下方
に固定された下カップ4bとを備える。下カップ4bの
下部には現像装置の上方からカップ4内に下降される清
浄な空気の下降流(ダウンフロー)を排気するための排
気口4cが設けられている。
【0039】図3は図2中のX−X線断面図である。図
3において、スピンベース11上に設けられた樹脂製の
環状支持部13の上面外周部には傾斜面13aが形成さ
れている。傾斜面13aは外周端側に向かって水平線に
対して約20°の角度で下方に傾斜している。傾斜面1
3aの内周端部は基板Wの外周端部よりも内側に位置
し、傾斜面13aの外周端部は基板Wの外周端部よりも
外側に位置するように形成されている。これにより、基
板W上に供給された現像液45が環状支持部13に流れ
落ちた際に、現像液45は環状支持部13上に留まら
ず、傾斜面13aに沿って流れ落ちる。
【0040】また、図4は図2中のY−Y線断面図であ
り、(a)は回転式保持ピンが基板から離れた状態を示
し、(b)は回転式保持ピンが基板に当接した状態を示
す。また、図5(a)は回転式保持ピンの斜視図であ
り、図5(b)は取り付け部材の斜視図である。
【0041】図4および図5(a)において、回転式保
持ピン15はほぼ円柱状のピン固定部17、棒状のピン
部材16、連結軸18および磁石収納部19を備える。
ピン部材16は、ピン固定部17の上面に、ピン固定部
17の中心に対して偏心して設けられている。磁石収納
部19はピン固定部17の下部に連結軸18を介して固
定されている。磁石収納部19内には棒状の永久磁石2
0が収納されている(図5(a)参照)。
【0042】回転式保持ピン15は、取り付け部材22
によりスピンベース11(図1参照)に取り付けられ
る。図5(b)において、取り付け部材22は一対の取
り付け孔22aを有し、スピンベース11の下面外周部
にねじ止め固定される。この取り付け部材22はベアリ
ング収納部21を有し、ベアリング収納部21内に収納
されたベアリング23の軸孔内に回転式保持ピン15の
連結軸18が挿通される。これにより、図4に示すよう
に、回転式保持ピン15のピン部材16およびピン固定
部17がスピンベース11の上面側に突出し、回転式保
持ピン15の磁石収納部19がスピンベース11の下面
側に突出する。
【0043】この回転式保持ピン15において、ピン固
定部17の上面には傾斜面17aが形成されている。図
4(a)に示すように、ピン固定部17の傾斜面17a
は、ピン部材16が基板Wの外周端部から離間した際
に、基板Wの外側下方に傾くように形成されている。こ
れにより、基板W上に供給された現像液がピン固定部1
7の上面に流れ落ちた際に、現像液をスピンベース11
の外方に流下させることができる。
【0044】また、この回転式保持ピン15が配設され
た環状支持部13の切欠部13bでは、切欠部13b内
で露出したスピンベース11の上面に傾斜面11aが形
成されている。傾斜面11aはスピンベース11の中心
側から外周側に向かって下方に傾斜するように形成され
ている。これにより、基板W上から環状支持部13の切
欠部13b内に流下した現像液をスピンベース11の外
方に流し去ることができる。
【0045】本実施例においては、スピンベース11お
よび環状支持部13が本発明の回転部材に相当し、回転
式保持ピン15が保持部材に相当し、現像ノズル10が
処理液供給手段に相当する。さらに、回転式保持ピン1
5のピン固定部17が本発明の保持部材の支持部に相当
し、ピン部材16が保持部に相当する。
【0046】次に、上記構造を有する現像装置における
現像処理時の動作について説明する。この現像装置にお
いては、上方から清浄なダウンフローがカップ4の内外
に供給されつつ現像処理が行われる。現像処理では、現
像液供給、現像液保持、純水洗浄および乾燥の各工程が
順に行われる。
【0047】まず、基板Wが基板保持部1の支持ピン1
4上に載置される。次に、環状磁石6が上昇して複数の
回転式保持ピン15が基板Wを水平方向に保持する。
【0048】現像液供給工程では、モータ3により基板
保持部1が低速で回転駆動された状態で、現像ノズル1
0から基板W上に現像液が吐出される。吐出された現像
液は基板Wの全面に均一に塗り広げられる。
【0049】現像ノズル10からは比較的多量の現像液
が吐出される。このため、現像液の一部は回転式保持ピ
ン15を伝わり、あるいは直接環状支持部13の上面外
周部または環状支持部13の切欠部13b内に流れ落ち
る。環状支持部13の上面外周部には傾斜面13aが形
成されているため、現像液は環状支持部13の上面外周
部に留まらず外方へ流れ落ちる。また、回転式保持ピン
15のピン固定部17の上面に流れ落ちた現像液は、傾
斜面17aに沿って流動し、切欠部13b内のスピンベ
ース11の傾斜面11aに流れ落ち、さらにスピンベー
スの傾斜面11aに沿って外方へ流れ落ちる。
【0050】これにより、現像液が環状支持部13の上
面外周部や回転式保持ピン15の上面に付着することが
防止される。加えて、環状支持部13、スピンベース1
1および回転式保持ピン15のピン固定部17の表面は
撥水性を有しているため、さらに現像液の付着が防止さ
れる。
【0051】現像液保持工程では、基板保持部1の回転
が停止されるとともに、環状磁石6が下降して回転式保
持ピン15が開放状態となる。この状態で、現像液が基
板W上に一定時間静止保持される。これにより、基板W
上の感光性膜の現像が進行する。この場合に、基板Wの
外周部から現像液が流れ落ちても、その現像液は環状支
持部13の上面外周部や回転式保持ピン15の上面に付
着せずに外方に流し去られる。
【0052】洗浄工程では、環状磁石6が再び上昇して
回転式保持ピン15が基板Wを水平方向に保持する。そ
して、モータ3により基板保持部1が回転駆動され、基
板Wが所定の速度で回転する。この洗浄工程では、純水
供給ノズル(図示せず)から基板W上に純水が吐出され
て基板Wの表面が洗浄されるとともにバックリンスノズ
ル9(図2参照)からリンス液(純水)が吐出されて基
板Wの裏面が洗浄される。
【0053】基板Wの表面および裏面の洗浄処理が終了
すると、乾燥工程に移行する。乾燥工程では、モータ3
の回転数が高められ、基板Wが高速で回転する。これに
より、基板Wの表面に供給された純水が外方に振り切ら
れ、基板Wの表面が乾燥する。
【0054】このように、環状支持部13の上面外周部
の傾斜面13a、回転式保持ピン15のピン固定部17
の傾斜面17aおよびスピンベース11の傾斜面11a
を形成することにより、基板W上から流れ落ちる現像液
を各傾斜面13a,17a,11aに沿って基板保持部
1の外方へ流し去ることができる。
【0055】これにより、環状支持部13の上面外周
部、ピン固定部17の上面および切欠部13b内のスピ
ンベース11の上面に流れ落ちた現像液が徐々に表面の
凹凸や構成部品間に浸透することが防止される。したが
って、基板保持部1に付着した現像液がミスト化して基
板Wの表面に再付着して基板を汚染することが防止され
る。また、基板保持部1を清浄な状態に維持することが
容易となり、基板保持部1の洗浄などの保守作業の周期
を長くすることができる。さらに、回転式保持ピン15
のベアリング23に現像液が浸入して固化し、回転式保
持ピン15の動きを阻害することも防止される。
【0056】図6は第2の実施例による現像装置の回転
式保持ピンおよびその近傍の断面図であり、(a)は回
転式保持ピンが基板から離れた状態を示し、(b)は固
定式保持ピンが基板に当接した状態を示している。
【0057】図6の回転式保持ピン15においては、ピ
ン固定部27の上面に、ピン部材16を中心に傾斜する
ほぼ円錐状の傾斜面27aが形成されている。このよう
な傾斜面27aを形成することにより、基板W上から流
れ落ちた現像液を基板保持部1の外方に向けて流下させ
ることができるとともに、基板保持部1の回転時の空気
抵抗を低減することができる。
【0058】なお、本実施例においては、ピン固定部2
7が本発明の保持部材の支持部に相当し、ピン部材16
が保持部材の保持部に相当する。
【0059】本実施例の現像装置においても、基板保持
部1に付着した現像液がミスト化して基板Wの表面に再
付着して基板を汚染することが防止される。また、基板
保持部1を清浄な状態に維持することが容易となり、基
板保持部1の洗浄などの保守作業の周期を長くすること
ができる。
【0060】なお、本発明は、上記実施例のように現像
液を供給する現像装置のみならず、他の処理液を基板に
供給する他の基板処理装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による現像装置の断面図
である。
【図2】図1の現像装置の平面図である。
【図3】図2中のX−X線断面図である。
【図4】図2中のY−Y線断面図である。
【図5】回転式保持ピンのピン固定部および取り付け部
材の斜視図である。
【図6】本発明の第2の実施例による現像装置の回転式
保持ピンおよびその近傍の断面図である。
【図7】従来の現像装置の断面図である。
【符号の説明】
1 基板保持部 11 スピンベース 12 取り付け部材 13 環状支持部 15 回転式保持ピン 16 ピン部材 17,27 ピン固定部 18 連結軸 19 磁石収納部 11a,13a,17a,27a 傾斜面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に処理液を供給して基板に所定の
    処理を行う基板処理装置であって、 基板の外径よりも大きな径を有し、上面外周部が外側下
    方に向かって傾斜した回転部材と、 前記回転部材を回転駆動する駆動手段と、 基板の外周部に沿うように前記回転部材上に設けられ、
    基板の外周端部に当接して基板を保持する複数の保持部
    材と、 前記複数の保持部材により保持された基板上に処理液を
    供給する処理液供給手段とを備えたことを特徴とする基
    板処理装置。
  2. 【請求項2】 前記回転部材の前記上面外周部は、前記
    複数の保持部材により保持された基板の外周端部より内
    側から外側下方に向かって傾斜したことを特徴とする請
    求項1記載の基板処理装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の保持部材の各々は、 前記回転部材に回動自在に設けられた支持部と、 前記支持部の回動に伴って基板の外周端部に当接するよ
    うに回動中心に対して偏心して前記支持部上に設けられ
    た保持部とを備え、 前記保持部が基板の外周端部から離間した状態で前記支
    持部の上面が外側下方に向かって傾斜したことを特徴と
    する請求項1または2記載の基板処理装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の保持部材の各々は、 前記回転部材に回転自在に設けられた支持部と、 前記支持部の回動に伴って基板の外周端部に当接するよ
    うに回動中心に対して偏心して前記支持部上に設けられ
    た保持部とを備え、 前記支持部の上面が前記支持部上に設けられた前記保持
    部を中心として円錐状に傾斜したことを特徴とする請求
    項1または2記載の基板処理装置。
  5. 【請求項5】 前記回転部材の前記上面外周部が撥水性
    を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
    載の基板処理装置。
  6. 【請求項6】 前記支持部の上面が撥水性を有すること
    を特徴とする請求項3または4記載の基板処理装置。
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