JP2726809B2 - スピン乾燥処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は洗浄処理されたワ
−クを高速回転させて乾燥させるスピン乾燥処理装置に
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、ワ−クとしての半導体ウエハや矩
形状のガラス製の基板に回路パタ−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、上記ワ−クの処理と洗浄とが繰り返し行われ
る。

【０００３】洗浄されたワ−クを乾燥させるためには、
上記ワ−クを回転体に保持し、この回転体とともに高速
回転させ、それによって生じる遠心力を利用して上記ワ
−クに付着した洗浄液を除去するということが行われて
いる。

【０００４】上記ワ−クは上面だけでなく、裏面も汚染
される。そのため、乾燥処理に先立って裏面を洗浄液で
洗浄するということも行われている。なお、ワ−ク裏面
の洗浄は洗浄工程で行われたり、乾燥処理工程で、その
乾燥処理に先立って行われたりする。

【０００５】上記ワ−クを回転体に保持する構成として
は上記回転体に円柱状の保持部材を立設する。この保持
部材の上端には、上記ワ−クの周辺部下面を支持する支
持ピンおよび外周面に係合するロックピンが設けられて
いる。したがって、ワ−クは下面周辺部を上記支持ピン
に支持され、外周面をロックピンに係合させて上記保持
部材に保持される。

【０００６】このような保持状態で、上記回転体をワ−
クとともに高速回転させることで、このワ−クの上下面
に付着した洗浄液を遠心力で吹き飛ばし、上記ワ−クを
乾燥させるようになっている。

【０００７】しかしながら、ワ−クを高速回転させて乾
燥させる際、ワ−クの、とくに下面から飛散した洗浄液
が上記保持部材の上記ワ−クの下面側に位置する部分に
衝突して跳ね返って再付着し、その下面にミストが残留
するということがある。その結果、洗浄処理後の乾燥処
理で、ワ−クが汚れてしまうということがあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、保持部材
に保持されたワ−クを高速回転させて乾燥処理する場
合、ワ−クから飛散した洗浄液が上記保持部材に衝突し
て跳ね返り、ワ−クの下面に再付着してミストが残留し
て汚染されるということがあった。

【０００９】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、乾燥処理時にワ−クから
飛散した洗浄液がワ−クに再付着するのを防止できるよ
うにしたスピン乾燥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に記載された発
明は、洗浄処理されたワ−クを保持して高速回転させる
ことで乾燥処理するスピン乾燥処理装置において、回転
体と、この回転体を回転駆動する駆動手段と、上記回転
体に設けられ上記ワ−クの周辺部を保持するとともに上
記回転体と一体に回転したときに上記ワ−クの外方に向
う気流を発生する形状に設定された保持部材とを具備し
たことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載された発明は、洗浄処理さ
れたワ−クを保持して高速回転させることで乾燥処理す
るスピン乾燥処理装置において、回転体と、この回転体
を回転駆動する駆動手段と、上記回転体に回転自在に立
設され上端に上記ワ−クの下面周辺部を支持する支持ピ
ンおよび上記回転体の回転によって偏心回転して上記ワ
−クの周辺部を保持するロックピンが設けられた保持部
材と、この保持部材を回転駆動し上記ロックピンを偏心
回転させて上記ワ−クの外周面に当接させることで上記
支持ピンに支持されたワ−クの保持状態をロックさせる
ロック機構とを具備し、上記保持部材は、上記ロックピ
ンが上記ワ−クを保持した状態で上記回転体と一体に回
転したときに、上記ワ−クの外方に向う気流を発生する
形状に設定されていることを特徴とする。

【００１２】請求項１と請求項２の発明によれば、ワ−
クを高速回転させて乾燥処理すると、ワ−クを保持した
保持部材によってワ−クの外方に向かう気流が発生する
から、ワ−クから飛散した洗浄液はその気流に乗ってワ
−クの外方へ流出して再付着するのが防止される。

【００１３】さらに、請求項２の発明によれば、ワ−ク
を保持する保持部材を回転自在に設け、その上面に設け
られたロックピンを偏心回転させることで、上記ワ−ク
の保持状態をロックしたり、ロック状態を解除できる。
そのため、ロック状態とすることで、乾燥処理時にはワ
−クを確実に保持することができ、ロック状態を解除す
ることで、ワ−クの着脱を容易に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面を参照して説明する。図１に示すこの発明のスピン乾
燥処理装置は本体ベ−ス１を有する。この本体ベ−ス１
には円筒状の支持体２が上下方向に貫通して設けられて
いる。この支持体２には同じく円筒状の回転体３が中途
部を軸受４によって回転自在に支持されて設けられてい
る。

【００１５】上記回転体３の下端部は上記支持体２から
突出し、その下端部には従動プ−リ５が嵌着されてい
る。この従動プ−リ５の近傍にはステップモ−タ６が配
設されている。このステップモ−タ６の回転軸６ａには
駆動プ−リ７が嵌着され、この駆動プ−リ７と上記従動
プ−リ５とにはベルト８が張設されている。したがっ
て、上記ステップモ−タ６が作動すれば、上記回転体３
が回転駆動されるようになっている。

【００１６】上記回転体３の上端には上面にダイ１０が
接合された回転盤９が一体的に取り付けられている。こ
の回転盤９には周方向に９０度間隔で４本の保持部材１
１がブッシュ１２を介して回転自在に立設されている。
上記保持部材１１は図２に示すように円筒部１３を有す
る。この円筒部１３は上端が閉塞され、下端が開口して
いる。円筒部１３からは支軸１４が下端部を突出させて
垂設され、この支軸１４が上記ブッシュ１２に回転自在
に支持されている。

【００１７】上記円筒部１３の上面には断面が流線形状
に形成された支持部１５が一体的に設けられている。こ
の支持部１５の上面には支持ピン１６と、この支持ピン
１６に比べて背の高いロックピン１７とが立設されてい
る。支持ピン１６は上記支軸１４と軸中心をほぼ一致さ
せており、ロックピン１７は上記軸線に対して偏心して
設けられている。

【００１８】上記構成の４本の保持部材１１には図３に
示すようにワ−クとしての半導体ウエハ２１が保持され
る。つまり、半導体ウエハ２１はその周辺部の下面を上
記支持ピン１６に支持されて設けられる。半導体ウエハ
２１が支持ピン１６に支持された状態で上記保持部材１
１は後述するばね５４によって回転させされる。それに
よって、上記保持部材１１に設けられたロックピン１７
が図３に鎖線で示すように偏心回転して上記半導体ウエ
ハ２１の外周面に当接するから、半導体ウエハ２１は径
方向にずれ動くことなく保持されることになる。

【００１９】上記回転盤９とダイ１０との中心部分には
図１に示すように通孔２５が形成されている。この通孔
２５にはノズル体２６が非接触状態で嵌挿されている。
このノズル体２６は円錐形状をなしていて、その上面に
はノズル孔２７が一端を開放して形成されている。この
ノズル体２６の下端面には支持軸２８の上端が連結され
ている。この支持軸２８の上部は上記回転体３内に軸受
２９によって回転自在に支持されたブラケット３１に保
持されている。

【００２０】また、回転体３の内部の上記ブラケット３
１の下方には、上記軸受２９と他の軸受３２とによって
上下端部が回転自在に支持されたハウジング３３が設け
られている。このハウジング３３には上記支持軸２８が
挿通される第１の貫通孔３４と、上記ノズル孔２７に一
端を接続した供給チュ−ブ３５が挿通された第２の貫通
孔３６とが穿設されている。上記供給チュ−ブ３５の他
端は図示しない洗浄液の供給部に連通している。

【００２１】したがって、ノズル孔２７からは、上記供
給チュ−ブ３５からの洗浄液を保持部材１１に保持され
た半導体ウエハ２１の下面中心部に向けて噴射すること
ができるようになっている。つまり、半導体ウエハ２１
を乾燥処理する前にその下面をリンス処理できるように
なっている。また、支持軸２８によって保持されたノズ
ル体２６は回転盤９が回転体３と一体に回転しても、回
転しないよう上記ダイ１０および回転体９と非接触状態
で保持されている。

【００２２】上記回転盤９の下面側で、上記回転体３の
上部外周面には円筒状のロック筒体４１が回転自在に設
けられている。このロック筒体４１の上端には、図１乃
至図４に示すようにフランジ４２が設けられ、このフラ
ンジ４２の上面には周方向に９０度間隔で４本の係止ピ
ン４３が突設されている。

【００２３】上記係止ピン４３はレバ−４４の一端に開
放して形成された係合溝４５に係合している。このレバ
−４４の他端は上記保持部材１１の支軸１４の上記回転
盤９の下面側に突出した下端部に連結固定されている。
したがって、上記ロック筒体４１を図３に矢印で示す時
計方向に回転させ、係止ピン４３によりレバ−４４を回
動させれば、このレバ−４４に連結された上記支軸１４
を介して保持部材１１を回動させることができる。

【００２４】それによって、ロックピン１７が偏心回転
するから、支持ピン１６に支持された半導体ウエハ２１
の外周面に上記ロックピン１７を当接させ、半導体ウエ
ハ２１の支持状態をロックできる。つまり、支持ピン１
６に支持された半導体ウエハ２１が径方向にずれ動くの
を阻止する。上記ロック筒体４１を反時計方向に回動さ
せれば、上記ロックピン１７による半導体ウエハ２１の
ロック状態を解除することができる。

【００２５】上記半導体ウエハ２１をロックした状態に
おいて、図３に示すように上記保持部材１１の支持部１
５はその流線形状の中心軸線Ｏが半導体ウエハ２１の接
線Ｓに対して所定の角度θで傾斜する。それによって、
回転体３に設けられた回転盤９とともに保持部材１１が
一体に回転すると、この保持部材１１の流線形状の支持
部１５には同図に矢印Ａで示すように半導体ウエハ２１
の外方に向かう気流が発生するようになっている。

【００２６】なお、支持部１５の流線形状に中心線Ｏ
は、上は２１をロックしていない状態であっても、接線
Ｓに対して所定の角度（確度θより小さき確度）で傾斜
している。

【００２７】上記ロックピン１７による半導体ウエハ２
１のロックおよびロックの解除、つまりロック筒体４１
の回動は解除機構５１によって行われる。この解除機構
５１は図４と図６に示すように上記回転体３の外周面に
設けられた第１の係止片５２と、上記ロック筒体４１の
外周面に設けられた第２の係止片５３とを有する。

【００２８】第１の係止片５２と第２の係止片５３との
間にはばね５４が張設されている。このばね５４は上記
第２の係止片５３を介してロック筒体４１を第１の係止
片５２の方向に付勢している。つまり、ロック筒体４１
は図４と図６に矢印で示す反時計方向に付勢されてい
る。したがって、ばね５４はロック筒体４１を回動させ
るから、係止ピン４３およびレバ−４４を介して保持部
材１１が回動させられ、そのロックピン１７が半導体ウ
エハ２１の外周面に当接するロック状態になる。

【００２９】ロックピン１７による半導体ウエハ２１の
ロック状態の解除は、図５と図６に示すように上記ステ
ップモ−タ６の近傍に配置された上記解除機構５１を構
成する第１のシリンダ６１と、第２のシリンダ６２とに
よって行われる。

【００３０】すなわち、図５に示すように第１のシリン
ダ６１は上記本体ベ−ス１に第１の基板６２を介して設
けられている。第１の基板６２には第１のシリンダ６１
の側方に第１のリニアガイド６３によって第１の可動体
６４がスライド自在に支持されている。この第１の可動
体６４は上記第１のシリンダ６１のロッド６１ａに連結
されている。それによって、第１の可動体６４は、上記
第１のシリンダ６１が作動することで、上記第１のリニ
アガイド６３に沿って往復駆動されるようになってい
る。

【００３１】上記第１の可動体６４の上面先端部には一
対の挟持ロ−ラ６５が所定の間隔、で設けられている。
第１の可動体６４が前進方向に駆動されると、これら挟
持ロ−ラ６５は図６に鎖線で示すように所定の回転角度
で停止した回転体３の第１の係止片５２を挟持する。そ
れによって、上記第１の回転体６４が回転するのを阻止
する。

【００３２】上記第２のシリンダ６２は上記本体ベ−ス
１に第２の基板６６を介して取り付けられている。第２
の基板６６には第２のシリンダ６２の側方に第２のリニ
アガイド６７によって第２の可動体６８がスライド自在
に設けられている。第２の可動体６８の上面先端部には
押圧ロ−ラ６９が回転自在に設けられている。したがっ
て、上記押圧ロ−ラ６９は第２のシリンダ６２によって
進退駆動される。

【００３３】上記回転体３が所定の回転角度で停止し、
上記第１の係止片５２が上記一対の挟持ロ−ラ６５によ
って挟持された状態で、上記第２のシリンダ６２が作動
して第２の可動体６８が前進方向に駆動されると、図６
に鎖線で示すようにその先端部に設けられた押圧ロ−ラ
６９が上記ロック筒体４１に設けられた第２の係止片５
３を押圧する。それによって、上記ロック筒体４１はば
ね５４の付勢力に抗して回転させられるから、係止ピン
４３およびレバ−４４を介して保持部材１１がロック時
とは逆方向に回転させられる。したがって、ロックピン
１７が偏心回転して半導体ウエハ２１のロック状態を解
除するようになっている。

【００３４】図１に示すように上記回転体３の下端部外
周面にはドグ７１が設けられ、このドグ７１はマイクロ
フォトセンサ７２によって検知される。このマイクロフ
ォトセンサ７２の検知信号で上記ステップモ−タ６によ
る回転体３の回転角度が制御される。つまり、半導体ウ
エハ２１のロック状態を解除するときには、上記解除機
構５１の第１、第２のシリンダ６１、６２に対して第１
の舌片５２と第２の舌片５３とが所定の位置になるよう
回転体３の回転角度を制御する。

【００３５】上記本体基板１の上面側には上記回転体３
の上部を収容する下カップ７５と、上記保持部材１１に
保持された半導体ウエハ２１の上面側周辺部を覆う、上
面に開口部を有する上カップ７６とが設けられている。
上カップ７６は上下動自在に設けられ、図示しない上下
駆動シリンダのロッド７６が連結されている。このシリ
ンダが作動することで上カップ７６が上下駆動される。
上カップ７６を図１に鎖線で示す位置まで下降させる
と、その上面開口部から保持部材１１の上部が突出す
る。したがって、図示しないロボットによって上記保持
部材１１へ未処理の半導体ウエハ２１を供給したり、乾
燥処理された半導体ウエハ２１を取り出すことができる
ようになっている。さらに、下カップ７５には排出管７
７が接続されている。

【００３６】このように構成されたスピン乾燥処理装置
によって洗浄処理されたウエハ２１を乾燥処理する場合
には、まず、上カップ７５を下降させた状態で、解除機
構５１の第１、第２のシリンダ６１、６２のロッド６１
ａ、６２ａを前進方向に駆動し，ロック筒体４１をばね
５４の付勢力に抗して回動させ、保持部材１１に設けら
れたロックピン１７をロック解除位置に偏心回転させ
る。

【００３７】ついで、図示しないロボットによって４本
の保持部材１１の支持ピン１６上に半導体ウエハ２１を
供給したならば、上記第１、第２のシリンダ６１、６２
のロッド６１ａ、６２ａを後退方向に駆動してロック筒
体４１をばね５４の復元力で回転させる。それによっ
て、保持部材１１が回転し、この保持部材１１に設けら
れたロックピン１７が偏心回転するから、ロックピン１
７が半導体ウエハ２１の外周面に当接してその半導体ウ
エハ２１が径方向にずれ動かないようロックされる。

【００３８】つぎに、ステップモ−タ６を作動させて回
転体３を高速回転させる。それと同時にノズル孔２７か
ら半導体ウエハ２１の下面中心部に向けて洗浄液を所定
時間供給して半導体ウエハ２１の下面をリンス洗浄した
ならば、洗浄液の供給を停止して回転体３を所定時間高
速回転させる。それによって、半導体ウエハ２１の上面
と下面とに付着した洗浄液が遠心力で吹き飛ばされるか
ら、その半導体ウエハ２１が乾燥処理されることにな
る。

【００３９】半導体ウエハ２１の乾燥処理に際し、半導
体ウエハ２１を保持した保持部材１１の支持部１５の断
面形状は流線形をなし、しかも半導体ウエハ２１をロッ
クした回転状態では、その流線形状の軸線Ｏが半導体ウ
エハ２１の外周面の接線Ｓに対して所定の角度θで傾斜
している。

【００４０】そのため、保持部材１１が回転体３ととも
に回転することで、図３に矢印Ａで示すように半導体ウ
エハ２１の外方へ向かう気流が発生するから、半導体ウ
エハ２１の下面から径方向外方へ飛散した洗浄液は上記
気流Ａとともに半導体ウエハ２１の下面側から外方へ流
出することになる。

【００４１】すなわち、半導体ウエハ２１の下面側から
飛散する洗浄液が保持部材１１で反射してその下面に再
付着するのが防止されるから、乾燥処理時に半導体ウエ
ハ２１の下面にミストが付着して汚染されるということ
がなくなる。

【００４２】半導体ウエハ２１の乾燥処理が終了したな
らば、回転体３の回転角度が所定の位置になる状態でス
テップモ−タ６を停止する。ついで、解除機構５１の第
１のシリンダ６と第２のシリンダ６２とを作動させてロ
ック筒体４１をばね５４の付勢力に抗して回転させ、ロ
ックピン１７による半導体ウエハ２１のロック状態を解
除する。

【００４３】半導体ウエハ２１のロック状態を解除した
ならば、上カップ７６を下降駆動してその上面開口部か
ら保持部材１１に保持された半導体ウエハ２１を露出さ
せる。ついで、図示しないロボットによって上記半導体
ウエハ２１を搬出し、乾燥処理されていない新たな半導
体ウエハ２１を供給したならば、その半導体ウエハ２１
の乾燥処理が上述した手順で繰り返して行われる。

【００４４】保持部材１１の支持ピン１６に保持された
半導体ウエハ２１は、乾燥処理時にはロックピン１７に
よって径方向にずれ動くことがないよう保持状態がロッ
クされる。したがって、半導体ウエハ２１をロックしな
いで乾燥処理する場合のように、乾燥処理時に上記半導
体ウエハ２１が径方向にずれ動いて周辺部がピンに衝突
し、かけが生じるということがなくなる。

【００４５】しかも、上記半導体ウエハ２１の上記ロッ
クピン１７によるロック状態は解除可能である。そのた
め、上記ロックピン１７をロック解除位置にしておくこ
とで、半導体ウエハ２１を保持部材１１に供給するとき
や乾燥処理された半導体ウエハ２１を取り出すときなど
にロックピン１７が邪魔になることがない。つまり、半
導体ウエハ２１の供給、取出し作業を能率よく確実に行
うことが可能となる。

【００４６】この発明は上記一実施形態に限定されず、
種々変形可能である。たとえば、上記一実施形態ではワ
−クとして半導体ウエハを挙げたが、半導体ウエハに代
わり、液晶表示装置に用いられる矩形状のガラス基板で
あっても、この発明の装置でその乾燥処理を行うことが
できること明らかである。

【００４７】また、保持部材はその上半分を断面形状が
流線形となる支持部に形成したが、支持部とする部分は
保持部材の上半分に限定されず、半分以上あるいは半分
以下であってもよく、要は少なくとも回転乾燥時にワ−
クが所定以上の回転数となったときにその下面から飛散
する洗浄液が当たる部分の断面形状を流線形とすればよ
い。また、支持部の断面形状は流線形状に限定されず、
要は回転時にワ−クの外方に向かう気流を生じる形状で
あればよい。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように請求項１と請求項２の
発明によれば、ワ−クを高速回転させて乾燥処理する
際、ワ−クを保持した保持部材によってワ−クの外方に
向かう気流が発生するよう、上記保持部材の形状を設定
した。

【００４９】したがって、乾燥処理時に、ワ−クから飛
散した洗浄液がその気流に乗ってワ−クの外方へ流出す
るから、従来のように洗浄液が保持部材で反射してワ−
クに再付着するのが防止される。

【００５０】さらに、請求項２の発明によれば、ワ−ク
を保持する保持部材を回転自在に設け、その上面に設け
られたロックピンを偏心回転させることで、上記ワ−ク
の保持状態をロックしたり、ロック状態を解除できるよ
うにした。

【００５１】そのため、ワ−クをロック状態とすること
で、乾燥処理時にはワ−クを確実に保持することがで
き、またロック状態を解除することで、ワ−クの着脱を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す装置全体の概略的
構成の断面図。

【図２】同じく保持部材の斜視図。

【図３】同じくロック筒体と支持部材との関係を示す説
明図。

【図４】同じくロック筒体と解除機構との関係を示す模
式図。

【図５】同じく解除機構の正面図。

【図６】同じく解除機構の平面図。

【符号の説明】

３…回転体、６…ステップモ−タ（駆動手段）、１１…
保持部材、１６…支持ピン、１７…ロックピン、２１…
半導体ウエハ（ワ−ク）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄処理されたワ−クを保持して高速回
   転させることで乾燥処理するスピン乾燥処理装置におい
   て、 回転体と、 この回転体を回転駆動する駆動手段と、 上記回転体に設けられ上記ワ−クの周辺部を保持すると
   ともに上記回転体と一体に回転したときに上記ワ−クの
   外方に向う気流を発生する形状に設定された保持部材と
   を具備したことを特徴とするスピン乾燥処理装置。
2. 【請求項２】 洗浄処理されたワ−クを保持して高速回
   転させることで乾燥処理するスピン乾燥処理装置におい
   て、 回転体と、 この回転体を回転駆動する駆動手段と、 上記回転体に回転自在に立設され上端に上記ワ−クの下
   面周辺部を支持する支持ピンおよび上記回転体の回転に
   よって偏心回転して上記ワ−クの周辺部を保持するロッ
   クピンが設けられた保持部材と、 この保持部材を回転駆動し上記ロックピンを偏心回転さ
   せて上記ワ−クの外周面に当接させることで上記支持ピ
   ンに支持されたワ−クの保持状態をロックさせるロック
   機構とを具備し、 上記保持部材は、上記ロックピンが上記ワ−クを保持し
   た状態で上記回転体と一体に回転したときに、上記ワ−
   クの外方に向う気流を発生する形状に設定されているこ
   とを特徴とするスピン乾燥処理装置。