JP2003093979A - スピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】スピン処理装置は、カップ１内にスピンテ
ーブル３が設けられ、このスピンテーブルの上面には基
板２が支持されている。基板はスピンテーブルと共に回
転する。スピンテーブル３の裏面には、スピンテーブル
３と共に回転する抵抗体４が設けられている。流体の流
動に対し抵抗となる抵抗体５を備える。 【効果】抵抗体５の旋回により、スピンテーブル下側の
気体は同一方向に旋回しつつ下方向に伝播し、カバー７
により下向きに転向され、排気口８、排気ダクト１０を
経てカップ外へ排出される。この結果、カップ上部から
の下降気流の速度を増大させることができ、気流の吹き
上がりを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶用ガラス基板
等の湿式処理に使用される枚葉タイプのスピン処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の製造過程においては、例
えば、矩形状のガラス製の基板に回路パターンを形成す
る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、基板の薬液処理と洗浄とが繰り返し行われ
る。液晶用ガラス基板にエッチング等の湿式処理を行う
装置の一つとして枚葉タイプのスピン処理装置がある。
この装置は基板を支持して回転させるスピンテーブル
と、スピンテーブルと共にスピンテーブル上の基板を収
容するカップとを有しており、カップ内のスピンテーブ
ルを所定速度で回転させながら、スピンテーブル上の基
板に上方から薬液を散布することにより、基板の上面を
湿式処理する。基板上に残る薬液を遠心力によりある程
度除去した後、スピンテーブルを所定速度で回転させな
がら基板の上面に純水を散布することにより、その上面
をリンスする。リンス後は、基板の乾燥のためにスピン
テーブルを高速で回転させる。基板乾燥時に、スピンテ
ーブルが高速で回転することにより、基板上の廃液が遠
心力により除去される。基板上から除去された廃液はカ
ップ内に回収され、カップ外へ導出される。また、カッ
プ内の気体は、カップの下部に設けられた排気口からカ
ップ外へ排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなス
ピン処理装置には、基板の回転乾燥時の排気に以下の問
題があった。

【０００４】スピンテーブル及びスピンテーブル上の基
板が高速回転することにより、カップ内には旋回方向の
流れが発生する。これが、カップの下部に設けられた排
気口から押し出されることにより、カップ内の流体が排
気される。カップ上部よりダウンフローが行われる場合
は、このダウンフローによって排気が促進される。何れ
にしてもカップ内の気体の排出に伴って、カップの上方
には下降流が発生する。また、スピンテーブルの周囲に
は、旋回方向の流れに伴い遠心力による半径方向流れが
発生する。スピンテーブルの周囲に発生した半径方向流
れは、カップの内面に衝突して上下に分かれ、上方に向
かった気流は吹き上がり、場合により基盤上方まで戻る
ため、基板の表面上から除去された廃液を基板の表面に
再付着させる原因になる。

【０００５】再付着を防止するためには、カップ内の排
気効率を高めることが有効である。このために、例えば
特開平８−４５８９２号公報に記載されているように、
スピンテーブルの周囲に軸流形の動翼を設け、スピンテ
ーブル自体を巨大な軸流ファンの羽根車構造とし、スピ
ンテーブルの回転により強制的に気体を排出することが
考えられている。しかし、動翼をスピンテーブルの外周
側に設けるため、スピンカップの構造が複雑化し、装置
全体も大型化する問題があった。

【０００６】また、他の対策として、特開平９−４５７
５０号公報に記載されているように、スピンテーブル上
に遠心羽根車状の動翼を設け、スピンテーブル自体を遠
心または斜流ファンの羽根車構造とし、スピンテーブル
の回転により気体を強制的に排出することが検討されて
いるが、動翼をスピンテーブル上に設けるため、スピン
テーブルの構造が複雑化し、またスピンテーブルの回転
により生じた半径方向の流れを軸方向（下向き）に転向
させるためにはカップの開口面積を縮小させる必要があ
るため、使用上の制限が厳しくなる問題があった。

【０００７】更に、特開２０００−１５０４５２号公報
に記載されているように、カップの排気口部分にカバー
を設け、旋回流れを排出するようにしたものも考えられ
ている。しかし、この従来技術のものでは旋回流れを生
成する手段に関して考慮されておらず、十分な排気能力
が期待できなかった。

【０００８】これらの他の対策としては、カップ内への
ダウンフローの強化や、排気口からカップ内の流体を強
制的に吸引することなども考えられているが、何れの場
合も付帯設備の追加や大型化を伴うので、装置価格及び
装置規模を増大させる問題があった。

【０００９】本発明の目的は、装置の複雑化、装置価格
上昇或いは装置規模の増大を抑制しつつ、カップ内の排
気効率を向上して気流の吹き上がりを防止できるスピン
処理装置を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、カップと、カップ内で回転するスピンテ
ーブルと、スピンテーブル上に保持され回転駆動される
基板と、前記カップの底面もしくは側壁面に設けられカ
ップ内の気体をカップ外へ排出する排気口と、スピンテ
ーブル回転方向上流側に向かって開口部を有し、前記排
気口を上流側に開口させるカバーとで構成され、基板の
湿式処理を行うスピン処理装置において、前記スピンテ
ーブルにおける基板支持面の裏面に、スピンテーブルの
回転と共に旋回し、前記基板支持面の裏面に存在する流
体に対し抵抗となる抵抗体を設けたことにある。

【００１１】ここで、前記抵抗体の旋回半径は、前記ス
ピンテーブルの最大半径以下にすると装置の大型化を防
ぐことができる。◆更に、前記スピンテーブル裏面に、
スピンテーブルと共に回転し、かつ前記抵抗体の回転半
径以上の半径を有する円筒状の部材を設けると良い。

【００１２】このように、スピンテーブルの基板支持面
の裏面に、スピンテーブルと共に回転し、流体に対し抵
抗となる抵抗体を設けたことにより、スピンテーブル下
側での旋回流を増大させることができる。したがって、
排気口より旋回流上流側に開口する排気口カバーにより
捕獲される流量を増加でき、排気口からの排気量を増大
できる。この結果、スピンテーブル上側から下側に向か
う流量が増大するため、気流の吹き上がりを防止でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施例を図
面に基づいて説明する。◆図１は本発明に係るスピン処
理装置の第１実施例である。このスピン処理装置は、基
板２を高速で回転させ、薬液、洗浄処理、乾燥処理をお
こなうものである。このため、基板２は、スピンテーブ
ル３と一体で回転するように支持ピン４によりスピンテ
ーブル３の基板支持面に固定されている。スピンテーブ
ル３の下部（基板支持面の裏面）には、スピンテーブル
３と一体で回転する抵抗体５（例えば、スピンテーブル
３に固定された突起物または平板）を取り付けている。
スピンテーブル３は、その下部が駆動軸６と接続され、
この駆動軸に支持されて回転駆動される。すなわち、基
板２、スピンテーブル３、支持ピン４、抵抗体５、駆動
軸６は一体となってカップ内で回転する。更に駆動軸６
は原動機９により駆動されている。

【００１４】カップ１の底面には１個ないし複数個の排
気口８が設けられており、カップ１内の気体は排気口８
を通り、排気ダクト１０を経てカップ外へ排出される。
排気口の上部にはカップ内部の旋回方向流れを軸方向
（下方向）流れに転向し、排気口８に導くためのカバー
７が設けられており、カバー７の開口部は旋回方向流れ
の上流側を向いた構造になっている。

【００１５】図２は図１のスピンテーブル３を下方から
見た斜視図である。図に示すように、抵抗体５はスピン
テーブル３の下面に取り付けられた平板状の部材で構成
されている。この抵抗体５はスピンテーブル下面に放射
状に４個所設けられ、スピンテーブル３が回転すると、
この抵抗体５により、スピンテーブル下側の流体が旋回
方向に加速されるように構成されている。

【００１６】図３は本実施例における気流の流れを説明
する図である。気流は矢印で示す。スピンテーブル３の
回転に伴い、抵抗体５が回転すると、スピンテーブル３
の下側の気体は旋回方向の力を受け、スピンテーブル３
と同一方向に旋回する（気流１２）。この旋回流はカッ
プ１内を下方向に伝播し、下部のカバー７の位置まで到
達する。カバー７の位置に到達した旋回流（気流１３）
はカバー７により下向きに転向され、排気口８を通り、
排気ダクト１０を経てカップ外へ排出される（気流１
４）。この時の排気流量は旋回流（気流１３）の速度と
比例関係となる。

【００１７】一方、カップ１上部よりスピンテーブル３
外側を通りカップ１内へ流入する下降気流（気流１１）
は排出される流量と同一であることから、旋回流（気流
１２）の強さに比例して、下降気流（気流１１）の速度
が増大する。結局、抵抗体５の作用により、下降気流
（気流１１）の速度が増大するから、カップ１壁面から
の吹き上がりを抑えることができる。◆なお、旋回流の
強さは、抵抗体５の大きさや形状により調整することが
できるため、抵抗体５の大きさや形状を変えて下降気流
（気流１１）の強さを制御することことが可能になる。

【００１８】本実施例によれば、スピンテーブル３に従
来のような動翼を設け、或いは付帯設備を大型化してダ
ウンフローを強化したり、カップ１内の強制排気手段を
別に設けたりしなくても、自己排気を効果的に行うこと
ができ、カップ１からの吹き上がりを効果的に抑制でき
る。

【００１９】なお、図２の例では抵抗体５を平板状の部
材で構成したが、図４に示すようにピン１５のような形
状の部材で構成しても良い。また、抵抗体５をスピンテ
ーブル３の裏面に固定させた例で説明したが、図５に示
すように、抵抗体５を駆動軸６に固定するようにしても
良い。

【００２０】なお、抵抗体５の旋回半径は、装置サイズ
をより小形化するため、或いは抵抗体５により発生させ
た乱れをスピンテーブル３上部に伝播させないために
も、スピンテーブル３の半径以下とすることが望まし
い。

【００２１】次に、本発明の第２実施例を図６，図７に
より説明する。図６は本実施例におけるスピンテーブル
３を下方から見た斜視図で、抵抗体５はスピンテーブル
３の下面に取り付けられた平板状の部材である。図２の
例と同様に、抵抗体５は放射状に４個所設けられ、回転
時に流体に対して抵抗が大きくなり、スピンテーブル下
側の流体を旋回方向に加速するように構成している。本
実施例では、抵抗体５の外側でスピンテーブル３裏面
に、更にリング１６が設けられており、中心から外側に
向かう半径方向流れをこのリング１６で阻止するように
している。

【００２２】図７はスピン処理装置の回転部分の縦断面
図で、スピンテーブル３付近の気流の流れを説明する図
である。スピンテーブル３の回転により抵抗体５も回転
し、抵抗体５の付近の流れに旋回流れ（気流１２；図３
参照）が発生する。この結果、旋回流れには半径方向外
向きに遠心力が作用するために、半径方向流れ（気流１
７）が生ずる。この半径方向流れ（気流１７）はリング
１６近傍で半径方向への流れが阻止され、スピンテーブ
ル３により上方への流動も阻害されるため、下向きの速
度成分を持つことになる。リング１６部で生じた下向き
の流れはスピンテーブル３上部からの下降気流（気流１
１）を助長する方向で作用する。この結果、前記第１実
施例に比較して、自己排気能力を更に向上することがで
き、吹き上がりを更に抑制することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、スピンテーブルの下部
に抵抗体を設けたことにより、カップ内での下降気流を
増大させることができ、カップ壁面からの気流の吹き上
がりによる基板の汚染を防止することができる。また、
前記抵抗体の形状を調整すれば、下降気流を制御するこ
とも容易に可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスピン処理装置の第１実施例を示
す斜視図。

【図２】図１に示すスピンテーブルの部分を下側から見
た斜視図。

【図３】図１の実施例におけるスピン処理装置内の気流
の流れを説明する図。

【図４】図１に示す抵抗体の他の例を示す斜視図。

【図５】図１に示す抵抗体の更に他の例を示す斜視図。

【図６】本発明の第２実施例を説明する図で、図２に相
当する斜視図。

【図７】図６に示す実施例におけるスピン処理装置内の
気流の流れを説明する図。

【符号の説明】

１…カップ、２…基板、３…スピンテーブル、４…支持
ピン、５…抵抗体（抵抗板）、６…駆動軸、７…カバ
ー、８…排気口、９…原動機、１０…排気ダクト、１６
…リング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富樫 盛典 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 東 人士 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA30 HA01 MA20 3B201 AA02 AB34 CD11 5F043 AA01 BB27 EE08 EE09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カップと、カップ内で回転するスピンテー
   ブルと、スピンテーブル上に保持され回転駆動される基
   板と、前記カップの底面もしくは側壁面に設けられカッ
   プ内の気体をカップ外へ排出する排気口と、スピンテー
   ブル回転方向上流側に向かって開口部を有し、前記排気
   口を上流側に開口させるカバーとで構成され、基板の湿
   式処理を行うスピン処理装置において、 前記スピンテーブルにおける基板支持面の裏面に、スピ
   ンテーブルの回転と共に旋回し、前記基板支持面の裏面
   に存在する流体に対し抵抗となる抵抗体を設けたことを
   特徴とするスピン処理装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記抵抗体の旋回半径
   は、前記スピンテーブルの最大半径以下であることを特
   徴とするスピン処理装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記スピンテーブル裏
   面に、スピンテーブルと共に回転し、かつ前記抵抗体の
   回転半径以上の半径を有する円筒状の部材を設けたこと
   を特徴とする、請求項第１項記載のスピン処理装置。