JP2977440B2 - 吸引チャック式基板回転処理装置 - Google Patents

吸引チャック式基板回転処理装置

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JP2977440B2 JP7444994A JP7444994A JP2977440B2 JP 2977440 B2 JP2977440 B2 JP 2977440B2 JP 7444994 A JP7444994 A JP 7444994A JP 7444994 A JP7444994 A JP 7444994A JP 2977440 B2 JP2977440 B2 JP 2977440B2
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憲司 杉本
義光 福▲富▼
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板な
どを回転させつつ所望の処理を行なう基板回転処理装置
に係り、特に基板をスピンチャックに載置し、基板の下
面を吸引することによって保持する吸引チャック式基板
回転処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置として、例えば、感
光性材料であるフォトレジスト液を基板表面に塗布して
回転処理することにより所望の厚さの薄膜を形成する基
板回転塗布装置(いわゆるスピンコータ)がある。この
基板回転塗布装置の要部の一部断面図を図3に示し、以
下に説明する。
【0003】図中、符号1は、基板Wが載置されるスピ
ンチャックであり、回転中心部分には吸着孔2が形成さ
れている。吸着孔2の下部には、スピンモータ20の出
力軸である中空回転軸10が連通接続されている。中空
回転軸10の下部は、その周面に沿う環状のフッ化樹脂
製の環状接触部材301 と、この環状接触部材301
固着されたゴム製のベース部材302 とからなるバキュ
ームシール30によって回転自在に、かつ、吸引漏れの
ないように支持されている。
【0004】前記バキュームシール30は、止め輪31
によって筒状のバキュームスリーブ32の内周面に係止
されている。バキュームスリーブ32の底面には、ここ
から突出している中空回転軸10の下端部と干渉しない
ように形成された吸引室331 とこれに通じる吸引通路
332 を有するバキュームスリーブ蓋33がネジ止め固
定されている。吸引通路332 には、90°の屈曲部を
有するねじ込み式管継手35がねじ込み固定されてい
る。前記バキュームスリーブ蓋33と前記バキュームス
リーブ32は、シールハウジング34を構成している。
【0005】ねじ込み式管継手35の配管部には、エア
フィルタ37を介して電磁開閉式の三方弁39が接続さ
れ、基板Wを吸引してスピンチャック1に吸着するため
の吸引手段である真空ポンプと、スピンチャック1に吸
着された基板Wを開放するための吸引解除手段である常
圧大気とが各々に連通されている。
【0006】上記のように構成された基板回転塗布装置
では、基板Wがスピンチャック1に載置された後、余剰
フォトレジスト液の装置内での飛散を防止するための図
示しないカップがスピンチャック1の周囲を囲う位置に
上昇移動する。そして、図示しないフォトレジスト液の
吐出ノズルが基板Wの回転中心の上方に移動する。
【0007】まず、三方弁39が真空ポンプ側に切り換
えられ、基板Wがスピンチャック1に吸着される。そし
て、スピンモータ20が回転駆動されることによって中
空回転軸10の外周面がバキュームシール30の環状接
触部材301 に摺動しながら、基板Wが所定速度で回転
され、所定量のフォトレジスト液が吐出ノズルから基板
Wの表面に吐出される。その後、所定時間の回転処理を
行なって基板Wの表面の余剰フォトレジスト液を飛散さ
せることにより、基板Wの表面には、薄膜が形成され
る。所定時間後、スピンモータ20を停止させ、三方弁
39を大気側に切り換えて、基板Wをスピンチャック1
から開放する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、スピンモータ20の中空回転軸10
は、バキュームシール30によって回転自在に支持され
ているので、スピンモータ20によって高速回転駆動さ
れる中空回転軸10の周面が環状接触部材301 に接触
し、その面からフッ化樹脂やゴムなどの塵埃が発生す
る。また、摺動面には、通常、グリスや表面活性剤など
の潤滑剤が塗布されているので、前記塵埃に潤滑剤も混
入する。回転処理中に発生した前記塵埃は、吸引によっ
て引かれてシールハウジング34内の吸引室331 や吸
引通路332 に付着する。そして、かかる塵埃は、吸引
解除のために電磁弁39が大気側に切替えられたとき
に、負圧となっている中空回転軸10内に吸引通路33
2 と吸引室331 を経て流入する空気に巻き上げられて
基板Wの下面に到達し、基板Wを汚染するという問題点
がある。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、吸引解除時の基板下面の汚染が防止で
きる吸引チャック式基板回転処理装置を提供することを
目的とする。
【0010】また本発明は、さらに、塗布や洗浄のよう
に液を使用する処理を行う場合において、シール部材の
液による腐食やそれに起因する発塵を防止できる吸引チ
ャック式基板回転処理装置を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明に係る吸引チャック式基板回転処理装置は、
スピンチャックの吸着孔に連通接続された中空回転軸を
バキュームシールを介して回動自在に支持し、かつ、吸
引手段に連通しているシールハウジングを吸引手段で吸
引することにより前記スピンチャックに載置された基板
を吸引支持し、この状態で前記中空回転軸を回転駆動し
つつ基板に対して所望の処理を行ない、シールハウジン
グの吸引を吸引解除手段で解除することによって前記基
板を開放する吸引チャック式基板回転処理装置におい
て、前記シールハウジングには、前記中空回転軸の下端
部に一端部が近接して対向する吸引通路を形成し、か
つ、その一端部の開口径を前記中空回転軸の下端部の外
径よりも小さく形成し、かつ、その他端部を前記吸引手
段と前記吸引解除手段に切り換え可能に連通し、前記吸
引通路の一端部の水平方向の周囲には、前記一端部より
下方に底面が位置するようにリング状のトラップ空間を
設け、かつ、その天井面を前記バキュームシールと前記
中空回転軸の周面との接触部位に向って先細りに形成し
ていることを特徴とするものである。
【0012】また本発明は、さらに、前記吸引通路の下
部に液だめ空間を形成したことを特徴とするものであ
る。
【0013】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
中空回転軸の下端部に近接して形成された吸引通路の水
平方向の周囲には、リング状のトラップ空間を設け、か
つ、その天井面を前記中空回転軸とバキュームシールと
の接触部位に向かって先細りに形成しているので、吸引
通路の吸引時に接触部位から発生した塵埃の落下経路は
下方ほど広くなっており、塵埃は落下時に急激に速度を
失い、また、前記吸引通路の開口径は、中空回転軸の下
端部の外径よりも小さく形成されているので、塵埃は吸
引通路に入り込むことなくトラップ空間の底面に堆積す
る。前記トラップ空間の底面は、吸引通路の一端部より
下方に設けられているので、吸引解除時に前記吸引通路
から流入する空気は、前記塵埃を巻き込むことなく中空
回転軸に流入する。そして、吸引通路に入り込んだ処理
液は、吸引通路の下部に形成された液だめ空間に貯留さ
れる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は、本発明に係る吸引チャック式基板回転
処理装置の要部を示す一部断面図である。
【0015】図中、符号1は、平面視円形のスピンチャ
ックであり、回転中心部には、吸着孔2が貫通形成さ
れ、上面には、吸着孔2に連通する細溝1aが形成され
ている。スピンチャック1の回転中心の下面には、スピ
ンモータ20の出力軸である中空回転軸10が接続さ
れ、中空回転軸10の中空部10aはスピンチャック1
の吸着孔2と連通している。
【0016】中空回転軸10の下部は、その外径と略同
径の内径を有し、フッ化樹脂で環状に形成された環状接
触部材301 と、この環状接触部材301 の周面を固着
されたゴム製のベース部材302 とからなるバキューム
シール30によって回転自在に、かつ、吸引漏れのない
ように支持されている。このバキュームシール30は、
止め輪31によって筒状のバキュームスリーブ32の内
周面に係止されている。さらにバキュームスリーブ32
の底面には、Oリングを介して上部スリーブ蓋331と
下部スリーブ蓋332とがネジ止め固定されている。こ
れら上部スリーブ蓋331と下部スリーブ蓋332とは
バキュームスリーブ蓋330を形成し、バキュームスリ
ーブ蓋330とバキュームスリーブ32とはシールハウ
ジング340を形成している。
【0017】上部スリーブ蓋331には、その上面に形
成した凹部101の底面から上方に向けて筒体201が
突設されている。筒体201の内部は、上部スリーブ蓋
331の下側にまで連通しており、筒体201は、その
上端部が中空回転軸10の下端部に近接して対向し、そ
の内側に吸引通路200を形成している。筒体201
は、その上端部の開口内径を中空回転軸10の下端部の
外径より小さくなるように形成してある。なお、中空回
転軸10の下端部と筒体201の上端部との間隙は、1
mm程度が好ましい。さらに、筒体201の上端部の水
平方向の周囲には、その上端部より下方に底面が位置す
るようにリング状のトラップ空間100を設けている。
このトラップ空間100は、凹部101により形成さ
れ、その天井面は、バキュームスリーブ32の底面開口
部に相当し、この底面開口部は、バキュームシール30
の環状接触部材301 と中空回転軸10との接触部位に
向かって先細りに形成されている。
【0018】上部スリーブ蓋331の下部から下部スリ
ーブ蓋332の上部にわたって、吸引通路200に連通
する液だめ空間150が形成されている。液だめ空間1
50の底部には、滞留した溶剤などを排出するための孔
が形成され、ドレインボルト151がねじ込み閉塞され
ている。この液だめ空間150は、装置のオペレーショ
ンミスなどによりスピンチャック1の吸着孔2から侵入
した溶剤などが、吸引解除時に基板Wの裏面やバキュー
ムシール30に吹き上げられないように滞留させておく
ための空間である。この液だめ空間150を設けたこと
により、ゴム製のベース部材302 等の腐食を防止する
ことができ、結果、バキュームシール30からの発塵量
を押さえるとともにバキュームシール30の寿命を延ば
すことができる。
【0019】吸引通路200の下端部は、液だめ空間1
50の上部に連通し、さらに上部スリーブ蓋331の側
面にねじ込み固定された90°の屈曲部を有するねじ込
み式管継手35に連通している。ねじ込み式管継手35
の配管部には、空気中の塵埃を除去するエアフィルタ3
7を介して電磁開閉式の三方弁39が接続されている。
この三方弁30の各々には、吸引手段である真空ポンプ
と吸引解除手段である常圧の大気とが連通接続されてい
る。
【0020】次に、上記のように構成された吸引チャッ
ク式基板回転塗布装置による基板表面への回転塗布処理
について説明する。
【0021】まず三方弁39が大気側に連通した状態
で、図示しない搬送機構によって基板Wがスピンチャッ
ク1に載置される。搬送機構が退避した後、三方弁39
が真空ポンプ側に切り換えられ、真空ポンプの吸引によ
り基板Wがスピンチャック1に吸着される。また、同時
に、フォトレジスト液の余剰分が装置内で飛散して装置
を汚染するのを防止するために、図示しないカップがス
ピンチャック1の周囲を囲うように上昇移動する。そし
て、フォトレジスト液の吐出ノズルが基板Wの回転中心
の上方に移動する。
【0022】そして、スピンモータ20が回転駆動され
ると、中空回転軸10の周面がバキュームシール30の
環状接触部材301 に摺動しつつ、中空回転軸10が回
転してスピンチャック1に載置された基板Wが回転す
る。所定速度に達した時点で、吐出ノズルから所定量の
フォトレジスト液が基板Wの表面に吐出される。この状
態で基板Wを所定時間だけ回転させて余剰フォトレジス
ト液を飛散させることにより、表面に薄膜が形成され
る。この回転処理中には、バキュームシール30から、
特に中空回転軸10の周面に接触している環状接触部材
301 や中空回転軸10の回転振動によって弾性変形を
繰り返しているベース部材302 から、その材料である
フッ化樹脂やゴムおよび潤滑剤などの塵埃が発生する。
【0023】発生した塵埃は、中空回転軸10の遠心力
によって軸回り方向に飛散するが、トラップ空間100
の天井面は、バキュームシール30と中空回転軸10の
環状接触部剤301 との接触部位に向かって先細り形状
に形成されているので、落下時に急激に速度を失いトラ
ップ空間100に堆積する。また、吸引通路200の一
端部の開口径は、中空回転軸10の下端部の外径よりも
小さく形成されているので、塵埃は吸引通路200に入
り込むことがない。なお、バキュームシール30部分に
おいてエアがリークし、塵埃がそのリークしたエアに乗
ってトラップ空間100へ流入する場合もあるが、トラ
ップ空間100の天井面の形状により、その流入経路は
下方ほど広くなっているので、リークしたエアの流速は
トラップ空間100へ入ると急激に低下し、塵埃はトラ
ップ空間100に落下する。リークしたエアは吸引通路
200へ入って排出される。
【0024】所定時間の回転処理後、スピンモータ20
の回転駆動が停止されて基板Wの回転が停止する。そし
て、三方弁39が大気側に連通される。これにより、ス
ピンチャック1に吸着されていた基板Wは、大気からエ
アフィルタ37を経て塵埃が除去された空気の流入によ
って開放される。回転処理時に集塵したトラップ空間1
00は、その底面が吸引通路200の一端部より下方に
位置するように形成されているので、吸引解除時に吸引
通路200から流入した空気の流れは、トラップ空間1
00内に堆積した塵埃を巻き込むことなく中空回転軸1
0内に流入する。したがって、吸引解除時に基板Wが汚
染されることがない。
【0025】なお、中空回転軸10の下端部と筒体20
1の上端部は、図2の一部断面図に示すように、中空回
転軸10の下端部を内部に向けてテーパー状に没入形成
し、筒体201の上端部を中空回転軸10のテーパー状
部に沿うように先細り状に形成することにより、吸引時
の塵埃の吸引通路200内への侵入を効果的に防止する
ことができる。
【0026】また、本実施例では、基板回転塗布装置を
例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、吸引チャック式の基板回転処理装置であれば
種々の装置においても実施が可能である。例えば、基板
回転洗浄装置や基板回転現像装置などにおいても実施可
能である。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、中空回転軸の下端部に近接して形成された吸
引通路の水平方向の周囲には、リング状のトラップ空間
を設けているので、吸引時に発生した塵埃をトラップ空
間に集めることができる。また、トラップ空間の底面
は、吸引通路の一端部より下方に位置するように設けら
れているので、吸引解除時に吸引通路から中空回転軸に
流入する空気は、塵埃を巻き込むことがない。したがっ
て、基板下面の汚染が防止できる。
【0028】また、本発明によれば、塗布や洗浄のよう
に液を使用する処理を行う場合においても、シール部材
の液による腐食やそれに起因する発塵を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る吸引チャック式基板回転塗布装置
の要部を示す一部断面図である。
【図2】中空回転軸と吸引通路の変形例を示す一部断面
図である。
【図3】従来の吸引チャック式基板回転塗布装置の要部
を示す一部断面図である。
【符号の説明】
1 … スピンチャック 10 … 中空回転軸 20 … スピンモータ 30 … バキュームシール 301 … 環状接触部材 302 … ベース部材 31 … 止め輪 32 … バキュームスリーブ 100 … トラップ空間 150 … 液だめ空間 200 … 吸引通路 330 … バキュームスリーブ蓋 331 … 上部スリーブ蓋 332 … 下部スリーブ蓋 340 … シールハウジング
フロントページの続き (72)発明者 福▲富▼ 義光 京都府京都市伏見区羽束師古川町322 大日本スクリーン製造株式会社 洛西工 場内 (56)参考文献 特開 平7−263324(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピンチャックの吸着孔に連通接続され
    た中空回転軸をバキュームシールを介して回動自在に支
    持し、かつ、吸引手段に連通しているシールハウジング
    を吸引手段で吸引することにより前記スピンチャックに
    載置された基板を吸引支持し、この状態で前記中空回転
    軸を回転駆動しつつ基板に対して所望の処理を行ない、
    シールハウジングの吸引を吸引解除手段で解除すること
    によって前記基板を開放する吸引チャック式基板回転処
    理装置において、 前記シールハウジングには、前記中空回転軸の下端部に
    一端部が近接して対向する吸引通路を形成し、かつ、そ
    の一端部の開口径を前記中空回転軸の下端部の外径より
    も小さく形成し、かつ、その他端部を前記吸引手段と前
    記吸引解除手段に切り換え可能に連通し、 前記吸引通路の一端部の水平方向の周囲には、前記一端
    部より下方に底面が位置するようにリング状のトラップ
    空間を設け、かつ、その天井面を前記バキュームシール
    と前記中空回転軸の周面との接触部位に向って先細りに
    形成していることを特徴とする吸引チャック式基板回転
    処理装置。
  2. 【請求項2】 前記吸引通路の下部に液だめ空間を形成
    したことを特徴とする請求項1に記載の吸引チャック式
    基板回転処理装置。
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