JP2001087720A - スピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は基板の裏面を洗浄する処理液が表
面側に舞い上がるのを防止したスピン処理装置を提供す
ることにある。 【解決手段】 回転駆動される基板の裏面に処理液を噴
射して処理するスピン処理装置において、カップ体１
と、カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記
基板の周辺部を着脱可能に保持する保持ピン９及び係合
ピン１１が設けられた回転体５と、この回転体に保持さ
れた基板の裏面に対向して配置されこの基板の裏面の周
辺部に向かって処理液を扇状に噴射するノズル体２４，
２５とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は回転駆動される基
板に処理液を噴射して処理するスピン処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置や液晶表示装置の
製造過程においては、基板としての半導体ウエハやガラ
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
板に対して成膜処理と洗浄処理とが繰り返し行われる。

【０００３】上記基板の洗浄処理及び洗浄後の乾燥処理
を行うためにはスピン処理装置が用いられる。このスピ
ン処理装置はカップ体を有し、このカップ体内には回転
駆動される回転体が設けられている。この回転体には基
板を支持する支持ピン及び基板の外周面に係合する係合
ピンからなる保持部が設けられ、この保持部には基板が
着脱可能に保持される。

【０００４】上記保持部に保持された基板には、回路パ
ターンが形成される表面に向けて上部用の処理液ノズル
から処理液が噴射される。また、基板は表面だけでな
く、裏面の清浄度が要求されることもあるので、そのよ
うな場合には基板の裏面に向けて処理液を噴射する下部
用の処理液ノズルが配置される。

【０００５】上記基板の裏面側に下部用の処理液ノズル
を配置する場合、上記カップ体内にノズルヘッドを設
け、このノズルヘッドに下部用の処理液ノズルや基板の
裏面を洗浄処理した後に乾燥処理するための気体を噴射
する気体ノズル等を設けるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、下部用の処理液
ノズルからは基板の裏面の中心部分から周辺部に向けて
処理液を直線状に噴射していた。直線状に噴射された処
理液は、基板の裏面に沿って勢いよく流れる。そのた
め、基板の周辺部に流れた処理液は、基板の周辺部を支
持した保持部の支持ピンや係合ピンに衝突して飛散する
ということがある。

【０００７】支持部保持部で飛散した処理液のうち、基
板の下方に向かって飛散する処理液はカップ体に接続さ
れた排出管へ排出されるため、ほとんど問題とならなら
いが、基板の上方に向かって飛散する処理液はカップ体
内で浮遊して基板の表面に付着したり、処理液が薬液の
場合にはカップ体に付着して乾燥析出し、パーティクル
となって基板に付着するということもある。

【０００８】さらに、基板の裏面に沿って勢いよく流れ
る処理液は、保持部以外の箇所で基板の周縁から表面
（上面）に回り込み、基板上方に向かって飛散するとい
うことが確認されており、そのことによっても基板の表
面を汚染するということがある。

【０００９】この発明は、基板の裏面に沿って流れる処
理液が基板を保持した保持部に衝突して基板の上方へ飛
散する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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転
駆動される基板の裏面に処理液を噴射して処理するスピ
ン処理装置において、カップ体と、カップ体内に設けら
れ回転駆動されるとともに上記基板の周辺部を着脱可能
に保持する保持部が設けられた回転体と、この回転体に
保持された基板の裏面に対向して配置されこの基板の裏
面の周辺部に向かって処理液を扇状に噴射するノズル体
とを具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。

【００１１】請求項２の発明は、上記基板の裏面側の中
心部には、ノズルヘッドが対向して固定配置され、この
ノズルヘッドに上記ノズル体が設けられていることを特
徴とする請求項１記載の処理装置にある。

【００１２】請求項３の発明は、上記基板の上記保持部
によって保持された箇所には、その保持部を覆う遮蔽体
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。

【００１３】請求項４の発明は、上記遮蔽体は、上記基
板を上記回転体に着脱する際に、基板と干渉することの
ない形状に形成されていることを特徴とする請求項３記
載のスピン処理装置にある。

【００１４】請求項５の発明は、上記遮蔽体は、上記基
板を上記回転体に着脱する際に、駆動手段によって上記
回転体の上方から退避可能な構造であることを特徴とす
る請求項３記載のスピン処理装置にある。

【００１５】請求項６の発明は、回転駆動される基板の
裏面に処理液を噴射して処理するスピン処理装置におい
て、カップ体と、このカップ体内に設けられ回転駆動さ
れるとともに上記基板の周辺部を着脱可能に保持する保
持部が設けられた回転体と、この回転体に保持された基
板の裏面に対向して配置されこの基板の裏面に処理液を
噴射するノズル体と、上記基板を保持した上記保持部を
覆う遮蔽体とを具備したことを特徴とするスピン処理装
置にある。

【００１６】請求項１の発明によれば、基板の裏面中心
部から周辺部に向けて噴射される処理液の噴射形状を扇
状としたことで、基板の裏面に沿って流れる処理液の勢
いが和らげられるため、保持部との衝突による液跳ねや
基板の周縁での裏面から表面への回り込み、基板上方に
向かって飛散するのを防止することができる。

【００１７】請求項２の発明によれば、回転駆動される
基板に対してノズル体を固定配置したことで、処理液を
基板の裏面全体にわたって均一に噴射することができる
から、基板の裏面の処理を全体にわたって均一に行うこ
とが可能となる。

【００１８】請求項３の発明によれば、基板を保持した
保持部を遮蔽体によって覆うようにしたことで、保持部
に処理液が衝突したとしても、その処理液が基板の上方
へ飛散するのを防止できる。

【００１９】請求項４の発明によれば、回転体に対して
基板を着脱する際、遮蔽体が基板に干渉しないため、基
板を着脱する際、遮蔽体が邪魔になるようなことがな
い。

【００２０】請求項５の発明によれば、遮蔽体を回転体
の上方から退避させることができるようにしたから、基
板を回転体に着脱する際、遮蔽体が邪魔になるようなこ
とがない。

【００２１】請求項６の発明によれば、基板を回転体に
保持するための保持部を遮蔽体によって覆うようにした
ことで、基板の裏面に噴射される処理液の噴射形状に係
わりなく、保持部に衝突した処理液が基板の上方へ飛散
するのを防止できる。

【００２２】

【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。

【００２３】図１はたとえば液晶用のガラス製の基板Ｗ
を処理するスピン処理装置を示し、このスピン処理装置
はカップ体１を備えている。このカップ体１は、上面が
開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａの
上端に着脱自在に保持された上カップ１ｂと、この上カ
ップ１ｂの内面側にねじ２によって着脱自在に取付けら
れた中カップ１ｃとからなる。

【００２４】上記下カップ１ａの底部中心部には通孔３
が形成されている。この通孔３には中空状の回転軸４が
挿通されている。この回転軸４の上記カップ体１内に突
出した上端は回転体５に取付けられている。この回転体
５は、図２に示すように円盤状の基部６を有し、この基
部６には周方向に９０度間隔で４本のアーム７の基端部
が連結固定されている。

【００２５】各アーム７の先端部はＬ字状に屈曲され、
その屈曲部分の上面には上記基板Ｗの角部を保持する保
持部８が設けられている。この保持部８は、基板Ｗの角
部の下面を支持する支持ピン９と、基板Ｗの角部の側縁
に係合する支持ピン９よりも背の高い一対の係合ピン１
１とからなる。したがって、基板Ｗは各アーム７に形成
された保持部８によって回転体５に着脱可能に支持され
ることになる。

【００２６】なお、上記基部６には、基板Ｗの中心部分
の下面を支持する４本の支持ピン１２が設けられ、これ
ら支持ピン１２によって回転体５に保持された基板Ｗが
撓むのを防止している。

【００２７】上記カップ体１の下カップ１ａの底部には
複数の排出管１３が周方向に所定間隔で接続されてい
る。これら排出管１３は図示しない吸引ポンプに接続さ
れている。したがって、カップ体１の上方から下方に向
かうクリーンルーム内の清浄空気（ダウンフロー）がカ
ップ体１内を通って円滑に排出されるとともに、後述す
るように基板Ｗを処理するためにカップ体１内に噴射さ
れた処理液が排出されるようになっている。

【００２８】上記下カップ１ａに形成された通孔３はカ
バー部材１４によって覆われている。このカバー部材１
４は上記通孔３へカップ体１内で噴射された気体や液体
が流入するのを阻止している。

【００２９】上記回転軸４の下端は駆動モータ１６の回
転子１６ａに連結固定されている。この回転子１６ａは
中空状をなしていて、同じく中空状の固定子１６ｂの内
部に回転自在に挿通されている。この固定子１６ｂの上
端は取付板１７に取付けられ、下端面には回転子６ａを
回転自在な状態で上記固定子１６ｂ内部から落下しない
よう回転自在に支持する中空状のホルダ１８が設けられ
ている。

【００３０】上記回転軸４と回転子１６ａとの内部には
挿通管２１が挿通されている。この挿通管２１の上端は
上記回転体５の基部６に形成された通孔２２から回転体
５の上面側に突出し、その突出端にはノズルヘッド２３
が設けられている。

【００３１】上記ノズルヘッド２３の周辺部には、図２
に示すように一対の純水ノズル２４と一対の薬液ノズル
２５とがそれぞれ周方向に１８０度間隔で設けられ、さ
らにノズルヘッド２３の中心部にはガスノズル２６が設
けられている。

【００３２】各ノズル２４，２５，２６にはそれぞれチ
ューブ２７の一端が接続されている。各チューブ２７は
上記挿通管２１に挿通され、他端は上記ホルダ１７を通
されて外部に導出されている。そして、上記純水ノズル
２４に接続されたチューブ２７は純水の供給源に接続さ
れ、薬液ノズル２５に接続されたチューブ２７は薬液の
供給源に接続され、ガスノズル２６に接続されたチュー
ブ２７はたとえば窒素などの気体の供給源に接続されて
いる。

【００３３】一対の純水ノズル２４と薬液ノズル２５の
うちの一方は、上記回転体５に保持された基板Ｗの裏面
中心部に向けて純水及び薬液を直線状に噴射するように
なっており、他方は周辺部に向けて純水及び薬液を扇状
に噴射するようになっている。

【００３４】純水及び薬液を扇状に噴射するためのノズ
ル２４，２５の構造は、図３（ａ），（ｂ）に示すよう
にノズル本体３１に形成されたノズル孔３２が断面形状
が扇状をなした凹部３３の下面３３ａに開口している。
したがって、上記ノズル孔３２から凹部３３に流出した
純水及び薬液は、凹部３３の扇状の上面３３ｂに沿って
噴射するから、図２に鎖線で示すように扇状の噴射形状
３４となる。

【００３５】図４と図５に示すように、基板Ｗを保持し
た保持部８の上方の箇所、つまり回転体５の各アーム７
の係合ピン１１が設けられた先端部には上記係合ピン１
１よりも背の高い一対の取付ピン３５が立設され、これ
ら取付ピン３５の上端には平板状の遮蔽体３６が取付け
られている。

【００３６】上記遮蔽体３６は回転体５に対して基板Ｗ
を着脱する際、この基板Ｗと干渉しない形状となってい
る。つまり、遮蔽体３６は一対の係合ピン１１の上端側
を覆うものの、基板Ｗの角部を露出させる角型状の切り
欠き部３７が形成されている。

【００３７】したがって、回転体５に基板Ｗを着脱する
際、基板Ｗを上下方向に動かしても、その基板Ｗの角部
が遮蔽体３６と干渉することがないようになっている。
つまり、遮蔽体３６は、基板Ｗを着脱する際に、邪魔に
なることのない形状となっている。

【００３８】このような構成のスピン処理装置におい
て、基板Ｗをスピン処理する場合、基板Ｗを保持した回
転体５を回転駆動したならば、一対の薬液ノズル２５か
らたとえばフッ酸などの薬液を基板Ｗに向けて噴射す
る。

【００３９】一対の薬液ノズル２５の一方は基板Ｗの裏
面中心部に向けて薬液を直線状に噴射し、他方は基板Ｗ
の周辺部に向けて扇状に噴射する。一方の薬液ノズル２
５から基板Ｗの裏面中心部に向けて直線状に噴射された
薬液は周辺部に到達する前に勢いが弱まってほとんどが
基板Ｗの裏面から滴下する。他方の薬液ノズル２５から
は薬液が基板Ｗの周辺部に向けて扇状に噴射されるか
ら、基板Ｗの裏面全体に広く行き渡るものの、扇状に広
がることで、基板Ｗの周縁から外方へ勢いよく流出する
ということがほとんどない。

【００４０】そのため、基板Ｗを保持した保持部８の係
合ピン１１に勢いよく衝突して基板Ｗの表面方向（上
方）に飛散するということもないから、カップ体１内で
浮遊して基板Ｗに付着し、その表面を汚染したり、カッ
プ体１に付着して乾燥析出し、パーティクルとなって基
板Ｗに付着するなどのことが防止される。

【００４１】しかも、基板Ｗの周縁部に到達する薬液の
勢いが弱いと、その薬液が基板Ｗの周縁から表面へ回り
込み、基板Ｗの上方に向かって飛散するということもな
いから、そのことによっても基板Ｗの表面が汚染される
のを防止することができる。

【００４２】仮に、基板Ｗの裏面に噴射された薬液が係
合ピン１１に勢いよく衝突したり、衝突の勢いは弱いも
のの上方に向かって飛散しようとしても、上記係合ピン
１１の上方、つまり基板Ｗの角部を保持した保持部８の
上方は遮蔽体３６によって覆われている。そのため、基
板Ｗの角部から薬液が上方に向かって飛散するのを確実
に防止できるから、そのことによっても基板Ｗの表面が
汚染されることがない。

【００４３】基板Ｗの裏面を薬液によって処理したな
ら、ついで一対の純水ノズル２４から純水を基板Ｗの中
心部と周辺部に向けて噴射する。

【００４４】純水の場合も、基板Ｗの中心部に噴射され
る純水は直線状であるが、周辺部に噴射される純水は扇
状であるから、薬液の場合と同様、基板Ｗの上方に向か
って飛散したり、周縁から表面へ回り込むのが防止され
る。

【００４５】しかも、たとえ保持部８で衝突して上方向
へ飛散しようとしても、保持部８を覆う遮蔽体３６によ
って上方への飛散が阻止されるから、薬液の場合と同
様、上方への飛散が確実に防止されることになる。

【００４６】基板Ｗの裏面を純水によって洗浄する、リ
ンス処理が終了したならば、ガスノズル２６から気体を
噴射することで、この基板Ｗの裏面を乾燥処理すること
ができる。

【００４７】上記遮蔽体３６には切り欠き部３７が形成
され、この切り欠き部３７によって基板Ｗを回転体５に
着脱する際、基板Ｗと干渉することがない形状とした。

【００４８】そのため、基板Ｗの着脱に際して遮蔽体３
６が邪魔になることがないから、遮蔽体３６がない場合
と同様、基板Ｗの着脱を容易かつ迅速に行うことが可能
となる。

【００４９】上記遮蔽体３６は保持部８の上方の部分だ
けを覆っているため、カップ体１内における占有面積が
わずかである。そのため、カップ体１の上方から下方に
向かう清浄空気の流れである、クリーンルーム内におけ
るダウンフローを上記遮蔽体３６が阻止することがない
から、その流れによってカップ体１内を浮遊するミスト
やパーティクルをカップ体１の底部に設けられた排出管
１３を通じて良好に排出することができる。

【００５０】上記一実施の形態では遮蔽体３６に切り欠
き部３７を形成することで、基板Ｗを着脱する際に、こ
の基板Ｗと干渉しない形状としたが、図６と図７に示す
第２の実施の形態の構造であっても、基板Ｗを回転体５
に着脱する際、基板Ｗと干渉するのを防止することがで
きる。

【００５１】すなわち、この実施の形態は回転体５の保
持部８の上方を覆う４つの遮蔽体３６Ａを有する。各遮
蔽体３６Ａは矩形状をなしていて、十字状をなしたアー
ム４１の先端部にそれぞれ取付けられている。

【００５２】上記アーム４１の中心部には棒材をほぼ逆
Ｕ字状に曲成した連結杆４２の一端が連結固定されてい
る。この連結杆４２の他端はカップ体１の外部に設けら
れた回転駆動源４３に連結されている。この回転駆動源
４３は上記アーム４１を回転駆動する。

【００５３】この回転駆動源４３はリニアガイド４４に
よって上下方向に移動可能に設けられている。このリニ
アガイド４４の下端部には上記回転駆動源４３をリニア
ガイド４４に沿って上下駆動する、上下駆動源４５が設
けられている。したがって、上記連結杆４２は回転方向
及び上下方向に駆動されるようになっている。

【００５４】上記アーム４１を下降させると、アーム４
１の先端部に設けられた遮蔽体３６Ａが基板Ｗの角部上
方を遮蔽する。したがって、遮蔽体３６Ａは基板Ｗをス
ピン処理する際、基板Ｗを保持した保持部８に衝突した
処理液が上方に舞い上がるのを阻止することができる。

【００５５】回転体５に基板Ｗを着脱する際には、上記
アーム４１を上昇させて回転し、カップ体１の外部に退
避させる。それによって、回転体５の保持部８に対して
基板を着脱する際、上記アーム４１やアーム４１の先端
部に設けられた遮蔽体３６Ａが基板Ｗと干渉するのを防
止できる。

【００５６】この第２の実施の形態において、アーム４
１を回転及び上下駆動したが、回転させずに上下駆動す
るだけであっても、回転体５とアーム４１との間に図示
しないロボットのハンドが進入できれば、基板Ｗを着脱
する際に、基板Ｗが遮蔽体３６Ａと干渉するのを防止で
きる。

【００５７】この発明は上記各実施の形態に限定されず
種々変形可能である。たとえば基板としては液晶表示装
置用の矩形状のガラス基板に限られず、半導体ウエハで
あってもよく、要は周辺部が保持部によって着脱可能に
保持されてスピン処理されるものであればよい。

【００５８】また、各遮蔽体３６，３６Ａは保持部８の
上方だけでなく、側方も覆う形状であってもよく、その
ような形状にすれば、処理液が保持部の部分から外方へ
飛散するのを確実に防止することができる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、基板の裏面中
心部から周辺部に向けて噴射される処理液の噴射形状を
扇状とした。

【００６０】そのため、基板の裏面に沿って流れる処理
液の勢いが和らげられることになるから、処理液が基板
の周辺部を保持した保持部と勢いよく衝突して液跳ねが
発生したり、基板の周縁から上面へ回り込み、基板の上
方に向けった飛散するのを防止することができる。

【００６１】請求項２の発明によれば、回転駆動される
基板に対してノズル体を固定配置した。

【００６２】そのため、回転する基板に対して処理液
を、基板の裏面全体にわたって均一に噴射することがで
きるから、基板裏面の処理を均一に行うことが可能とな
る。

【００６３】請求項３の発明によれば、基板を保持した
保持部の上方を遮蔽体によって覆うようにした。

【００６４】そのため、保持部に処理液が衝突したとし
ても、上記遮蔽体によってその処理液が基板の上方へ飛
散して基板の上面を汚染するのを確実に防止することが
できる。

【００６５】請求項４の発明によれば、回転体に対して
基板を着脱する際、遮蔽体が基板に干渉しない形状とし
た。

【００６６】そのため、回転体に対する基板の着脱を、
上記遮蔽体を除去することなく、容易且つ迅速に行うこ
とが可能となる。

【００６７】請求項５の発明によれば、遮蔽体を回転体
の上方から退避させることができるようにした。

【００６８】そのため、回転体に対する基板の着脱を容
易かつ確実に行うことができる。

【００６９】請求項６の発明によれば、基板を回転体に
保持するための保持部の上方を遮蔽体によって覆うよう
にした。

【００７０】そのため、基板の裏面に噴射される処理液
の噴射形状に係わりなく、保持部で衝突した処理液が基
板の上方へ飛散して基板を汚染するのを防止することが
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スピン処理装置
の概略的構成を示す断面図。

【図２】同じく回転体の平面図。

【図３】（ａ）は同じくノズル体の縦断面図、（ｂ）は
同じく横断面図。

【図４】同じく遮蔽体の取付け構造を示す平面図。

【図５】同じく遮蔽体の取付け構造を示す側面図。

【図６】この発明の他の実施の形態を示す遮蔽体の取付
け構造の説明図。

【図７】同じく平面図。

【符号の説明】

１…カップ体 ５…回転体 ８…保持部 ２４…純水ノズル体 ２５…薬液ノズル体 ３６…遮蔽体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される基板の裏面に処理液を噴
   射して処理するスピン処理装置において、 カップ体と、 カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記基板
   の周辺部を着脱可能に保持する保持部が設けられた回転
   体と、 この回転体に保持された基板の裏面に対向して配置され
   この基板の裏面の周辺部に向かって処理液を扇状に噴射
   するノズル体とを具備したことを特徴とするスピン処理
   装置。
2. 【請求項２】 上記基板の裏面側の中心部には、ノズル
   ヘッドが対向して固定配置され、このノズルヘッドに上
   記ノズル体が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載の処理装置。
3. 【請求項３】 上記基板の上記保持部によって保持され
   た箇所には、その保持部を覆う遮蔽体が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。
4. 【請求項４】 上記遮蔽体は、上記基板を上記回転体に
   着脱する際に、基板と干渉することのない形状に形成さ
   れていることを特徴とする請求項３記載のスピン処理装
   置。
5. 【請求項５】 上記遮蔽体は、上記基板を上記回転体に
   着脱する際に、駆動手段によって上記回転体の上方から
   退避可能な構造であることを特徴とする請求項３記載の
   スピン処理装置。
6. 【請求項６】 回転駆動される基板の裏面に処理液を噴
   射して処理するスピン処理装置において、 カップ体と、 このカップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記
   基板の周辺部を着脱可能に保持する保持部が設けられた
   回転体と、 この回転体に保持された基板の裏面に対向して配置され
   この基板の裏面に処理液を噴射するノズル体と、 上記基板を保持した上記保持部を覆う遮蔽体とを具備し
   たことを特徴とするスピン処理装置。