JP2002170807A - スピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明はカップ体内で基板を処理液によっ
て処理する際、カップ体から排出される処理液と気体と
を気液部に気を用いずに分離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。 【解決手段】 処理槽３と、この処理槽内に設けられ半
導体ウエハ１５を保持して回転駆動される回転テーブル
９と、この回転テーブルの周囲を覆い上記半導体ウエハ
の回転によってこの半導体ウエハから飛散する上記処理
液を内周面に衝突させて受けるカップ体８と、上記カッ
プ体の内周面に衝突しこの内周面から滴下する上記処理
液を集積する集積部１６と、この集積部に集積された処
理液を排出する排液管１７と、一端が上記集積部に連通
して設けられ上記集積部を通じて上記カップ体内の気体
を上記処理槽の上方に向かって排出する排気路６とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は回転テ−ブルによ
って基板を回転させ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
造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基
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、処理液によ
って上記基板に対する洗浄処理と乾燥処理とが繰り返し
行われる。

【０００３】処理液による基板の洗浄処理及び洗浄され
た基板の乾燥処理を行うためには、上記基板を回転テ−
ブルに保持し、この回転テ−ブルを低速度で回転させな
がら処理液を供給して処理し、ついで高速度で回転さ
せ、それによって生じる遠心力で基板に付着した処理液
を飛散させ、吸引排気される気流で乾燥させる、スピン
処理装置が用いられている。

【０００４】一般に、スピン処理装置は処理槽を有し、
この処理槽内にカップ体が配置されている。このカップ
体は上面が開口した容器状をなしていて、その内部には
回転テーブルが設けられ、この回転テーブル上に上記基
板が保持される。

【０００５】上記カップ体の底部には排出管が接続さ
れ、この排出管は上記処理槽の底壁を貫通して外部に導
出され、気液分離器を介して排気ポンプに接続されてい
る。排気ポンプを作動させれば、上記カップ体内のミス
トを含む気体及び基板から飛散してカップ体の内底部に
滴下した処理液が上記排出管を通じて上記気液分離器へ
排出される。それによって、乾燥処理時に基板から飛散
した処理液がカップ体内で浮遊して上記基板に再付着す
るのが防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、上記
気液分離器はカップ体の底部に排出管を介して接続され
ている。カップ体の底部に排出管を介して気液分離器を
接続する場合、処理槽の下方に気液分離器を設置するス
ペースを確保しなければならなくなる。

【０００７】しかしながら、スピン処理装置が設置され
るクリーンルームにおいては、スピン処理装置の前後に
設置される他の処理装置との関係や基板搬送高さの基準
設定などによって、処理槽の床からの高さが制限されて
しまうことがある。それによって、処理槽の下方に気液
分離器を設置するための十分なスペースを確保すること
が容易でないということがあった。

【０００８】しかも、狭いスペースに気液分離器を設置
する場合、この気液分離器と処理槽とを排出管によって
接続する作業を容易に行うことができなくなるというこ
ともあった。

【０００９】この発明は、処理槽と別体に気液分離器を
設けることなく、カップ体から排出される気体と液体と
を確実に分離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
駆動される基板に処理液を供給して所定の処理を行うス
ピン処理装置において、処理槽と、この処理槽内に設け
られ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブル
と、この回転テーブルの周囲を覆い上記基板の回転によ
ってこの基板から飛散する上記処理液を内周面に衝突さ
せて受けるカップ体と、上記カップ体の内周面に衝突し
この内周面から滴下する上記処理液を集積する集積部
と、この集積部に集積された処理液を排出する排液管
と、一端が上記集積部に連通して設けられ上記集積部を
通じて上記カップ体内の気体を上記処理槽の上方に向か
って排出する排気路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、上記集積部は、上記カ
ップ体の下方となる部分の周方向全長に対向して設けら
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。

【００１２】請求項３の発明は、上記処理槽は、断面形
状が矩形状をなしていて、上記排気路は上記処理槽の少
なくとも一側部のほぼ全長にわたって設けられているこ
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、上記排気路は、上記処
理槽の対向する一対の側部のほぼ全長にわたって設けら
れ、これら一対の排気路の他端は連通していることを特
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５の発明は、上記排気路は、上記処
理槽の３つの側部のほぼ全長にわたって設けられ、これ
ら排気路の他端は連通し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。

【００１５】請求項６の発明は、上記処理槽は、断面形
状が円形状をなしていて、上記排気路は上記処理槽の周
方向に沿って所定の長さで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。

【００１６】この発明によれば、処理槽と別体に気液分
離器を設けることなく、基板から飛散する処理液と、処
理槽内の気体とを分離して排出できる。

【００１７】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。

【００１８】図１乃至図４はこの発明の第１の実施の形
態を示し、図１に示すスピン処理装置は架台１を備えて
いる。この架台１の上面には枠体２が設けられ、この枠
体２内には処理槽３が設けられている。

【００１９】上記処理槽３は、図２乃至図４に示すよう
に角筒状の外装体４を有する。この外装体４の内部には
仕切壁体５が設けられている。この仕切壁体５は上面が
開口した箱形状をなしていて、上記外装体４の対向する
一対の側壁４ａの内面に、その側壁４ａの幅方向全長に
わたって所定の間隔で離間対向する一対の側壁部５ａ
と、上記外装体４の内底面に所定の間隔を介して対向す
る底壁部５ｂとを有する。それによって、上記側壁部５
ａと外装体４の側壁４ａとの間には、外装体４の上下方
向に沿う一対の排気路６が形成されている。

【００２０】図２に示すように、上記仕切壁体５の底壁
部５ｂには取付け孔７が形成され、この取付け孔７には
カップ体８が設けられている。このカップ体８は、図２
及び図４に示すように、上記取付け孔７に嵌合した周壁
部８ａと、この周壁部８ａの上端に径方向内方に向かっ
て所定の角度で傾斜した傾斜壁部８ｂとを有する。

【００２１】上記カップ体８内には回転テーブル９が配
設されている。この回転テーブル９の下面に設けられた
軸体１１は外装体４の底部に形成された通孔部１２から
外部へ突出し、その突出端は駆動源１３に連結されてい
る。

【００２２】上記回転テーブル９の上面には、図４に示
すように周方向に所定間隔で複数の保持部材１４が設け
られ、これら保持部材１４によって基板としての半導体
ウエハ１５の周縁部が保持される。

【００２３】なお、処理槽３の排気路６が形成されてい
ない一対の側壁部のうちの一方には、上記回転テーブル
９に未処理の半導体ウエハ１５を受け渡したり、処理さ
れた半導体ウエハ１５を取り出すための出し入れ口２０
が形成されている。この出し入れ口２０は図示しないシ
ャッタによって開閉されるようになっている。

【００２４】上記外装体４の底部の、上記カップ体８の
下端に対向する位置には、上記取付け孔７の周囲に沿っ
て凹環状の集積部１６が形成されている。この集積部１
６には上記排気路６の下端が連通している。つまり、集
積部１６はカップ体８の下端の全周に対応して形成され
ている。

【００２５】上記回転テーブル９に保持された半導体ウ
エハ１５には図示しないノズルによって処理液が供給さ
れる。処理液によって半導体ウエハ１５を処理する際、
回転テーブル９は低速度で回転駆動される。

【００２６】半導体ウエハ１５の処理液による処理が終
了すると、回転テーブル９は高速度で回転駆動される。
それによって、半導体ウエハ１５に付着した処理液は遠
心力で飛散してカップ体８の内周面に衝突し、その内周
面から上記集積部１６に滴下するようになっている。

【００２７】上記集積部１６の最も低い部分には複数の
排液管１７が接続され、これら排液管１７によって集積
部１６に滴下した処理液が適所に排出されるようになっ
ている。

【００２８】図４に示すように、上記仕切壁体５の上端
の開口にはフランジ１８が設けられている。このフラン
ジ１８には図１、図２及び図４に示すようにクリーンユ
ニット１９が取付けられている。このクリンーユニット
１９は、スピン処理装置が設置されるクリーンルームの
天井から吹き降ろすダウンフローを浄化して処理槽１内
に導入するためのもので、具体的にはＨＥＰＡなどのフ
ィルタによってクリーンルームの清浄空気をさらに浄化
して処理槽３内に導入するようになっている。

【００２９】図３に示すように、上記一対の排気路６の
上端にはそれぞれ排気ダクト２１の下端が接続されてい
る。この排気ダクト２１は下端から上端にゆくにつれて
幅寸法が徐々に狭幅に絞られていて、その上端には直管
体２２の下端が接続されている。

【００３０】各直管体２２の上端には集合管体２３の両
端に形成された第１の接続部２３ａがそれぞれ接続され
ている。集合管体２３の中途部には第２の接続部２３ｂ
が形成され、この第２の接続部２３ｂには排気ファン２
４又は工場の排気ダクト（図示せず）に連通している。

【００３１】それによって、上記クリーンユニット１９
から処理槽３内に供給された清浄空気は、上記カップ体
８内から上記集積部１６と底部壁５ｂとで挟まれた空間
部、排気路６、排気ダクト２１、直管体２２及び集合管
体２３を通じて装置が設置されている工場や建物の排気
に接続されたスクラバ等により処理されてから大気中に
放散されるようになっている。

【００３２】なお、排液管１７から排出された処理液は
図示しない分解槽で無害な状態に分解処理されるように
なっている。排液管１７は、図４に示すように液溜め部
１７ａを有する屈曲構造になっていて、処理槽１の内圧
と、排気管１７の内圧との差による排気管１７内の雰囲
気の吸引を防止している。

【００３３】つぎに、上記構成のスピン処理装置によっ
て半導体ウエハ１５を処理する場合について説明する。

【００３４】処理槽３の一側に形成された出し入れ口２
０を開放して回転テーブル９に未処理の半導体ウエハ１
５を供給したならば、この半導体ウエハ１５に図示しな
いノズルから薬液や純水などの洗浄用の処理液を供給す
る。

【００３５】それと同時に駆動源１３を作動させて回転
テーブル９を数十ｒ．ｐ．ｍの低速度で回転させるとと
もに、排気ファン２４を作動させてクリーンユニット１
９を通過した清浄空気をカップ体８内から集積部１６及
び排気路６を通じて排気する。それによって、上記半導
体ウエハ１５に処理液によって所定の処理を行うことが
できる。

【００３６】半導体ウエハ１５を処理液によって処理し
たならば、回転テーブル９を数百~数千ｒ．ｐ．ｍの高
速度で回転させる。それによって、半導体ウエハ１５に
付着した処理液が遠心力によって除去されるから、その
半導体ウエハ１５をクリーンユニット１９からの清浄空
気による流れで乾燥処理することができる。

【００３７】半導体ウエハ１５を乾燥処理する際、この
半導体ウエハ１５から遠心力によって飛散した処理液は
カップ体８の内周面に衝突して集積部１６に滴下し、そ
の集積部１６に接続された排液管１７を通じて排出され
る。

【００３８】一方、クリーンルーム内の清浄空気はクリ
−ンユニット１９でさらに清浄化されてカップ体８内に
流入し、このカップ体８内に浮遊するミストを含んで集
積部１６及びこの集積部１６に下端を連通させた一対の
排気路６を通過して直管体２２及び集合管体２３を通じ
て排気ファン２４又は工場排気ダクトを通じて処理され
る。

【００３９】なお、工場ダクトは酸、アルカリ排気のた
め、スクラバを通して液ミストを除去してから大気中に
放出される。

【００４０】このように、処理槽３の底部に集積部１６
を形成する一方、処理槽３の対向する一対の側部に、下
端が上記集積部１６に連通する排気路６を形成したか
ら、処理液は上記集積部１６に集積して排液管１７によ
って排出され、気体は排気路６、直管体２２及び集合管
体２３を通じて排気ファン２４又はダクトにより集めら
れ、集中処理されることになる。

【００４１】すなわち、処理槽３の下方に比較的大きな
設置スペースを必要とする気液分離器を設けることな
く、カップ体８内から排出される処理液と気体とを分離
して排出することができる。

【００４２】換言すれば、処理槽３の設置高さが制限さ
れることで、処理槽３の下方に気液分離器を設置するた
めの十分なスペースを確保できない場合であっても、処
理槽３（カップ体８）から排出される処理液と気体とを
分離して排出することができる。

【００４３】一対の排気路６は１つの集合管体２３によ
って連通しているから、排気ファン２４の吸引力又は工
場ダクト内圧力による吸引力は上記集合管体２３を介し
て一対の排気路６に均等に作用する。

【００４４】さらに、一対の排気路６は、処理槽３の対
向する一対の側壁の幅方向ほぼ全長にわたって形成され
ており、その下端は集積部１６に連通している。この集
積部１６はカップ体８の下端の全周に対応して形成され
ている。

【００４５】そのため、カップ体８内における排気ファ
ン２４の吸引力は、集合管体２３、排気ダクト２１及び
集積部１６を介してカップ体８の周方向に対してほぼ均
一に作用するから、半導体ウエハ１５の乾燥処理時にカ
ップ体８内の気体を、その周方向全長からほぼ均一に排
出することができる。

【００４６】カップ体８内における気体の流れが周方向
全長にわたってほぼ均一になると、カップ体８内におい
て気体の流れに乱れが生じ難くなる。つまり、カップ体
８内で乱流が発生しにくくなる。

【００４７】そのため、半導体ウエハ１５から飛散した
処理液がカップ体８の内周面に衝突することでミストが
発生しても、そのミストはカップ体８内の円滑な気流に
乗って排出されるから、ミストがカップ体８内で浮遊
し、半導体ウエハ１５に再付着するのを防止できる。

【００４８】図５乃至図７はそれぞれこの発明の第２乃
至第４の実施の形態を示す処理槽の変形例である。な
お、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と同一部分に
は同一記号を付して説明を省略する。

【００４９】図５に示す第２の実施の形態は、処理槽３
Ａの出し入れ口２０が形成された一側壁（この側壁を第
１の側壁とする）を除く三側壁に排気路６ａ，６ｂ，６
ｃが形成されている。上記第１の側壁の両端の側壁（こ
の側壁を第２、第３の側壁とする）に形成された一対の
排気路６ｂ，６ｃの一端部は、上記第１の側壁と対向す
る側壁（この側壁を第４の側壁とする）に形成された排
気路６ａの両端部に連通している。

【００５０】上記排気路６ｂ、６ｃは、第１の側壁から
第４の側壁に向かって高さ寸法が次第に高くなるように
形成されている。上記第４の側壁に形成された排気路６
ａは高さ方向上端部が下端部よりも断面積が大きい集合
部３１に形成されている。なお、下端部は他の排気路６
ｂ、６ｃとほぼ同じ断面積に形成されている。

【００５１】上記集合部３１は山形状に形成されてい
て、その頂部には真直ぐな接続管３２の下端が接続され
ている。この接続管３２の上端には第１の実施の形態と
同様、排気ファン２４又は工場ダクト（図示せず）が連
通している。

【００５２】なお、上記各排気路６ａ〜６ｃの下端は、
上記第１の実施の形態と同様、処理槽の内底部に形成さ
れた集積部１６（図示せず）に連通している。

【００５３】このような構成によれば、第１の実施の形
態と同様、気液分離器を用いずに、集積部１６と排気路
６ａ〜６ｃとによって液体と気体を分離して排出するこ
とができるとともに、排気ファン２４の吸引力を処理槽
３の３つの側壁に沿って設けられた３つの排気路６ａ〜
６ｃを通じてカップ体８内に作用させることができる。

【００５４】そのため、処理槽３の対向する一対の側壁
に排気路６を設けた第１の実施の形態に比べ、３つの排
気路６ａ〜６ｃによってカップ体８内の排気をより一
層、均一に行うことが可能となる。

【００５５】また、処理槽３の底部と、天井に設置され
ることが多い工場ダクトとの高さの差を大きく取れるた
め、処理槽３Ａの底部間での流路を多分岐しても、排気
の均一化が可能であり、かつ処理槽Ａの周辺のスペース
を広くせずに組み込むことができる。

【００５６】第４の側壁に形成された排気路６ａは、高
さ方向上部が下部よりも大きな断面積の集合部３１に形
成されている。そのため、排気ファン２４の吸引力によ
ってカップ体８内から集積部１６を通じて３つの側壁部
６ａ〜６ｃに吸引される気体を、上記集合部３１で円滑
に合流させて排出することができる。

【００５７】図６はこの発明の第３の実施の形態で、こ
の実施の形態は第１の実施の形態とほぼ同じであるが、
処理槽３Ｂに形成されたカップ体８が収容される空間部
３３が円柱状であるという点で相違している。つまり、
仕切壁体５Ａの内周の断面形状を円形状とすることで、
円柱状の上記空間部３３が形成されている。

【００５８】図７はこの発明の第４の実施の形態で、こ
の実施の形態は処理槽３Ｃの外装体４Ｂ及び仕切壁体５
Ｂがほぼ円筒状をなしている。外装体４Ｂと仕切壁体５
Ｂとの間には、出し入れ口２０が形成された部分を除く
周囲のほぼ全長にわたって排気路６Ａが形成されてい
る。

【００５９】上記排気路６Ａの下端は外装体４Ｂの底部
に形成された集積部１６に連通し、上端には周方向の約
１８０度の範囲にわたって排気ダクト２１Ａが接続され
ている。なお、排気路６Ａの上端の排気ダクト２１Ａが
接続された以外の部分は閉塞されている。この排気ダク
ト２１Ａは、平面形状が排気路６Ａに対応する円弧状
で、高さ寸法は両端部から中央部に行くにつれて高くな
っている。つまり、排気ダクト２１Ａの上面は斜面にな
っている。

【００６０】上記排気ダクト２１Ａの上面の中央部には
真直ぐな接続管３２の下端が接続され、この接続管３２
の上端は第１の実施の形態と同様、排気ファン２４又は
工場ダクト（図示せず）に連通している。

【００６１】このように、処理槽３Ｃの形状を円柱状と
することで、第１の実施の形態に示された角柱状の場合
に比べ、カップ体８の形状を小さくすることなく、処理
槽３Ｃの外形状を小さくすることができる。つまり、カ
ップ体８が収容された空間部に無駄な部分が生じるのを
防止できるから、その分、スピン処理装置を小型化する
ことができる。

【００６２】この第４の実施の形態において、排気ファ
ン２４の吸引力をカップ体８の周方向の全長にわたって
均等に作用させるためには、排気路６Ａが処理槽３Ｃの
周方向のほぼ全長にわたって設けられることが望ましい
が、上記排気路６Ａは処理槽３Ｃの周方向に所定の長
さ、例えば１８０度以上の範囲で設けるようにしてもよ
い。

【００６３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、集積部
で処理液を集積し、この集積部に一端が連通した排気路
を通じてカップ体内の気体を処理槽の上方に向かって排
出するようにした。

【００６４】そのため、処理槽と別体に気液分離器を設
けなくとも、カップ体内から排出される処理液と気体と
を分離して排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態のスピン処理装置
の全体構成を示す斜視図。

【図２】枠体を取り除いたスピン処理装置の斜視図。

【図３】処理槽の斜視図。

【図４】同じく縦断面図。

【図５】この発明の第２の実施の形態を示す処理槽の斜
視図。

【図６】この発明の第３の実施の形態を示す処理槽の斜
視図。

【図７】この発明の第４の実施の形態を示す処理槽の斜
視図。

【符号の説明】

３…処理槽 ９…回転テーブル １５…半導体ウエハ（基板） １６…集積部 １７…排液管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２６Ｂ 5/08 Ｆ２６Ｂ 5/08 (72)発明者 古矢 正明 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目５番１号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 (72)発明者 豊島 範夫 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目５番１号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 Ｆターム(参考） 3L113 AA03 AB08 AC67 BA34 4F042 AA02 AA06 CC09 CC26 DD38 DE09 DF03 DF28 DF32 EB09 EB12 EB17 EB24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される基板に処理液を供給して
   所定の処理を行うスピン処理装置において、 処理槽と、 この処理槽内に設けられ上記基板を保持して回転駆動さ
   れる回転テーブルと、 この回転テーブルの周囲を覆い上記基板の回転によって
   この基板から飛散する上記処理液を内周面に衝突させて
   受けるカップ体と、 上記カップ体の内周面に衝突しこの内周面から滴下する
   上記処理液を集積する集積部と、 この集積部に集積された処理液を排出する排液管と、 一端が上記集積部に連通して設けられ上記集積部を通じ
   て上記カップ体内の気体を上記処理槽の上方に向かって
   排出する排気路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】 上記集積部は、上記カップ体の下方とな
   る部分の周方向全長に対向して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。
3. 【請求項３】 上記処理槽は、断面形状が矩形状をなし
   ていて、上記排気路は上記処理槽の少なくとも一側部の
   ほぼ全長にわたって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】 上記排気路は、上記処理槽の対向する一
   対の側部のほぼ全長にわたって設けられ、これら一対の
   排気路の他端は連通し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。
5. 【請求項５】 上記排気路は、上記処理槽の３つの側部
   のほぼ全長にわたって設けられ、これら排気路の他端は
   連通し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。
6. 【請求項６】 上記処理槽は、断面形状が円形状をなし
   ていて、上記排気路は上記処理槽の周方向に沿って所定
   の長さで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。