JP3352304B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体や液晶ディ
スプレイなどに用いられる基板の洗浄や乾燥などを行う
基板洗浄装置に関し、特に、洗浄後、基板上に残留した
洗浄液を基板を高速回転させて飛散させ、乾燥させる装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の製造工程や液晶ディスプレイの
製造工程は、基板上に所望のパターンを形成するフォト
工程、基板表面上の酸化膜のエッチングを行うエッチン
グ工程およびフォト工程で使用されたレジストを除去す
る剥離工程などを含んでいる。これらの処理工程におい
ては、基板上に所定の処理液が供給されて各々の処理が
なされている。従って、次工程に移る際には、前工程で
用いられた処理液が十分に除去され、残留しないように
基板を洗浄する必要がある。

【０００３】このような洗浄を行う装置としては、表面
に洗浄液を供給しつつ、基板表面をブラシなどを用いて
前工程の処理液などを洗浄し、その後基板表面に窒素な
どの不活性ガスを吹き付けながら基板を高速回転させ、
付着残留している洗浄液を不活性ガスの風圧と遠心力で
振り払う装置が広く用いられている。

【０００４】より具体的には、この基板洗浄装置におい
て、基板はアウタカップ内でテーブルに載置され、テー
ブルを駆動手段によって回転させることによって、当該
基板が回転する。この回転によって、飛散した洗浄液は
前記アウタカップの底部に導かれ、ここに設けられた排
水口からアウタカップ外に排出される。また、これとは
別に、アウタカップ底部には吸引孔が設けられており、
この吸引孔は吸引管を介して吸引ブロワーに接続されて
いる。この吸引ブロワーによって、アウタカップ内に浮
遊している飛沫をカップ内の空気とともに吸引し、これ
によっても洗浄液の排出がなされる。従って、基板から
飛散した洗浄液の飛沫を効率良くアウタカップ底部に導
き速やかに排出することが要求されるが、このために従
来の装置は、載置された基板の周囲を取り囲むように配
置される環状のフードを有している。この環状フード
は、上端がフード内側に絞られ、この断面が略円弧形状
となっている。一方、その他の部分は略円筒であり、ア
ウタカップの底近傍まで延びている。この上端の円弧形
状によって、気流の方向をスムースにアウタカップ底部
に向けることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の装置において
は、環状フードの上端と基板の相対位置によっては、基
板およびテーブルが発生する気流によって一旦環状フー
ドに付着した洗浄液が、環状フード上端から飛散すると
いう問題があった。また、前記基板などが発生する気流
が環状フード下端とアウタカップ底の間隙を通って、ア
ウタカップの内側から外側へ抜け、これが環状フード上
端までまわり込む気流が発生する。この気流によって、
環状フードの外側に付着している洗浄液が飛散する場合
があるという問題があった。

【０００６】このような、洗浄液の再飛散を防止するた
めには、より大量の空気を吸入し、より強い吸入空気流
を形成すれば良いが、このためには吸引ブロワーを大型
化する必要が生じ、設備コストや運転コストなどの上昇
が問題となる。

【０００７】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、従来用いられていた吸引ブロワーを
大型化することなく、環状フードなどに付着した洗浄液
が再び飛散して、洗浄液の基板へ再付着することを確実
に防止することができる基板洗浄装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、第１の本発明にかかる基板洗浄装置は、基板を当
該基板が形成する平面内で回転させ、基板表面に付いた
液体を飛散させて、乾燥処理を行う装置であって、アウ
タカップと、前記アウタカップ内で前記基板が載置され
るテーブルと、前記テーブルを回転駆動する駆動手段
と、前記アウタカップ内で、前記テーブルを取り囲むよ
うに配置され、前記テーブルの回転により飛散した液体
を前記アウタカップの底部に導く環状フードと、を有
し、前記環状フードは、円筒部分とこの円筒部分に連な
り、上方に向かうに従って内側に絞られている覆い部分
を有し、前記テーブルの回転により生じる気流がこの覆
い部分に当たるように、上下方向の位置調節可能に前記
アウタカップに固定されている。

【０００９】上記構成によれば、基板およびテーブルと
環状フードとの位置関係を調整することができ、基板な
どの回転によって生じる吹き出し気流が環状フードに吹
き付ける位置を調節することができる。従って、環状フ
ードに付着していた洗浄液などが、フード上端から前記
吹き出し気流によって飛散しないようにすることができ
る。

【００１０】また、第２の本発明にかかる基板洗浄装置
は、基板を当該基板が形成する平面内で回転させ、基板
表面に付いた液体を飛散させて、乾燥処理を行う装置で
あって、アウタカップと、前記アウタカップ内で前記基
板が載置されるテーブルと、前記テーブルを回転駆動す
る駆動手段と、前記アウタカップ内で、前記テーブルを
取り囲むように配置され、前記基板から飛散した液体を
前記アウタカップの底部に導く環状フードと、を有し、
さらに前記環状フードと前記アウタカップの底部の間の
間隙を調節する間隙調節手段が設けられている。

【００１１】上記の構成によれば、環状フードの下端と
アウタカップの底の間隙を調整することができる。従っ
て、環状フード下端とアウタカップの底との開口部より
環状フードの外側に回り込む気流を調節することがで
き、よって、環状フードの外側に付着した洗浄液が飛散
することを防止することができる。

【００１２】また、第３の本発明にかかる基板洗浄装置
は、前述の第１発明にかかる基板洗浄装置に対して、さ
らに前記環状フードと前記アウタカップの底部の間の間
隙を調節する間隙調節手段が設けられている。

【００１３】上記構成によれば、基板およびテーブルと
環状フードとの位置関係と、環状フードの下端とアウタ
カップの底の間隙の双方を調整することができる。よっ
て、環状フードに付着した洗浄液が、フード上端から前
記吹き出し気流によって飛散することを防止するととも
に、環状フードの外側に付着した洗浄液が飛散すること
を防止することができる。

【００１４】また、第４の本発明にかかる基板洗浄装置
は、前記第１または第２の発明にかかる基板洗浄装置に
おいて、前記環状フードを、前記アウタカップの底部側
に円筒形状の円筒部分を有するものとし、前記間隙調節
手段を、前記環状フードの円筒部分を前記アウタカップ
の底部側に延長する円筒形状であって、その延長量の調
節によって前記間隙の調節を行う延長スカートとしてい
る。

【００１５】上記構成によれば、間隙調節手段を簡易な
構成で実現することができ、容易に前記間隙の調整可能
である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１には、本実施形態である基板洗
浄装置１０の一部破断斜視図が示されている。また、図
２には図１のＡＡ断面図が示されている。基板１２は、
略円板形状のテーブル１４に設けられた載置ピン１６上
にほぼ水平に載置されている。図示するように基板１２
が長方形の場合、回転させたときに、その角の部分で気
流が乱れることを防止するために、基板周囲に整流板１
８が支持柱２０によってテーブル１４に固定されてい
る。整流板１８の形状を詳述すれば、基板１２とほぼ等
しい厚さを有する円板に、基板１２がちょうど納まる大
きさの穴が開けられた形状である。よって、基板１２と
整流板１８は全体として円板形状となり、角部が無くな
ることによりここで生じる気流の乱れが発生しない。

【００１７】テーブル１４は、駆動軸２２を介して駆動
モータ２４により回転駆動される。従って、基板１２は
テーブル１４および整流板１８とともに、回転する。図
示のように、駆動軸２２は基板１２に対してほぼ直交す
るように配置されているので、基板１２などの回転は、
それ自身の平面内で行われ、回転に伴う気流の発生およ
び空気抵抗が最も少なくなる。

【００１８】前記駆動軸２２は、フレーム２６に固定さ
れた保持筒２８に、ふたつのベアリング３０を介して支
持されている。また、保持筒２８は下部に下部フランジ
３２を有し、ここでフレーム２６に固定されている。さ
らに保持筒２８は、上部にも上部フランジ３４を有して
おり、ここにはアウタカップ３６が固定されている。ア
ウタカップ３６は、その内部に基板１２やテーブル１
４、さらには後述する環状フード３８を内側に納めるよ
うに配置されており、余剰の洗浄液を受けられるように
なっている。アウタカップ３６の底部の最下部には排水
管４０が設けられており、アウタカップ３６の底部にた
まる洗浄液はここから排出される。また、細かい粒とな
ってアウタカップ３６の内部の空気中に飛散する洗浄液
の飛沫は、吸引管４２より空気とともに吸引ブロワー４
４に吸引される。アウタカップ３６の底部付近に吸引管
４２の開口（吸引孔４３）があり、ここより空気を吸い
込んでいる。この吸引により、アウタカップ３６内でお
およその空気の流れは上から下への流れとなっている。

【００１９】また、保持筒２８の上部の周囲には、集塵
ダクト４６が配置されている。この集塵ダクト４６は、
集塵管４８を介して前記の吸引ブロワー４４に接続され
ており、当該集塵ダクト４６の内周面に設けた集塵孔５
０より保持筒２８の上部付近の塵を集めて、アウタカッ
プ３６の外に排出する。

【００２０】アウタカップ３６の内側でテーブル１４の
外側には、略円筒状の環状フード３８が設けられてい
る。環状フード３８の形状の詳細は、円筒部分５２とこ
の円筒部分の上方に連なり、上方に向かうに従って内側
に絞られている覆い部分５４を有している。この覆い部
分５４の断面形状は、図示するように、円筒部分５２と
滑らかに繋がる略円弧形状である。

【００２１】環状フード３８は、支持ボルト５６により
支持されている。この詳細が図３に示されている。アウ
タカップ３６の底部にはねじ穴加工された部材５８が固
定されており、これに支持ボルト５６のねじ部６０が螺
合している。また、このねじ部６０には、固定用ナット
６２も螺合しており、前記部材５８とともにダブルナッ
トを構成している。支持ボルト５６の上部には六角部６
４、さらにピン部６６が設けられている。一方、環状フ
ード３８の内周面には、ブラケット６８が突設されてお
り、このブラケット６８には支持ボルト５６のピン部６
６と係合する係合孔７０が設けられている。そして、図
示するように、ブラケット６８が、支持ボルト５６の六
角部６４の端面に載置され、環状フード３８が支持ボル
ト５６によって支持される。

【００２２】環状フード３８の上下方向の位置調整は以
下のように行われる。まず、環状フード３８を取り外
す。固定用ナット６２を緩めた状態で、六角部６４をレ
ンチ等で回して支持ボルト５６の位置を決める。固定用
ナット６２を締めこみ支持ボルト５６の固定を行う。そ
して、支持ボルト５６の上端のピン部６６とブラケット
６８の係合孔７０を係合する。これによって、支持ボル
ト５６によって環状フードが支持される。

【００２３】さらに、環状フード３８の下端は、延長ス
カート７２となっている。この延長スカート７２は、こ
れに設けられた上下方向が長手方向である長孔７４と、
環状フード３８に設けられた貫通孔７６に、ボルト７８
を貫通させて、ナット８０を締めることによって固定さ
れている。従って、延長スカート７２を固定する位置を
変更することで、環状フード３８全体の上下方向の長さ
を伸縮することができる。

【００２４】この延長スカート７２の位置調整は以下の
ように行われる。ボルト７８とナット８０を緩め、延長
スカート７２の上下方向位置を調整する。ボルト７８が
貫通する孔の一方、図では延長スカート７２に設けられ
た孔が長孔であるので、延長スカート７２はこの長孔で
許容される量だけ上下の位置調整が可能である。

【００２５】さらに本実施形態においては、洗浄液を供
給する洗浄液供給ノズル８２が設けられ、さらに基板１
２の表面をブラッシングするブラシ８４が設けられてい
る。ブラシ８４は、ブラシアーム８６の先端に設けら
れ、ブラシアーム８６内に設けられた動力伝達機構によ
り回転駆動される。洗浄工程においては、洗浄液をノズ
ル８２から供給しつつ、ブラシ８４によってブラッシン
グする。ブラシアーム８６は、基板１２の表面全体がブ
ラッシングされるように、図示しない移動機構によって
ブラシ８４を移動させる。

【００２６】さらに本実施形態においては、基板１２の
上下より窒素などの活性の低い気体を供給する上部気体
噴射ノズル８８および下部気体噴射ノズル９０が設けら
れている。下部気体噴射ノズル９０には、駆動軸２２に
設けられた気体供給路９２から気体が供給され基板の下
面に吹き付けられる。

【００２７】次に、本実施形態における乾燥作用につい
て説明する。前述したように、洗浄液とブラッシングに
よる洗浄工程が終了すると、上下より活性の低い気体が
基板１２に吹き付けられる。この気体噴射により基板表
面の洗浄液は、かなりの部分吹き飛ばされる。しかし、
基板１２上で気流の直接のあたらない部分には洗浄液が
残留する可能性がある。また、テーブル１４や整流板１
８などにも洗浄液が残留する。このように、基板１２以
外に洗浄液が残留すると、これに含まれる汚染物質が後
に処理される基板に悪影響を及ぼす可能性がある。

【００２８】そこで、本実施形態においては、テーブル
１４を基板１２とともに駆動モータ２４によって回転さ
せ、基板１２やテーブル１４などに付着している洗浄液
を遠心力により振り払っている。振り払われた洗浄液は
飛沫となって飛散し、環状フードの内側に付着する。ま
た、テーブル１４や基板１２、整流板１８付近の気体
は、その粘性によってこれらとともに回転し、遠心力に
よって回転しつつ半径方向外側にも向かう気流となる
（以下、この気流を半径方向気流と記す）。この気流
が、環状フードの覆い部分５４の所定部分にあたると、
この部分の円弧形状に従って気流が下方に向かう（以
下、この気流を下方向気流と記す）。また、前述したよ
うに、アウタカップ内の空気を吸引孔４３より吸引する
ことによっても下方向の気流が発生する。この気流によ
って、環状フード３８の内側に付着した洗浄液が下方に
向かい、アウタカップ３６の底部に導かれる。しかしな
がら、前記の半径方向気流が環状フード３８にあたる位
置によっては、付着した洗浄液が再度飛散することも起
こり得る。

【００２９】たとえば、図４に示すように、半径方向気
流Ａが環状フードの上端付近にあたる場合、ここに付着
している洗浄液Ｌはフード上端から矢印Ｂのように吹き
飛ばされ再び飛散する。また、図５に示すように、半径
方向気流Ａが環状フードの円筒部分５２にあたる場合、
この半径方向気流は下方向と上方向に分かれ、上に向か
う気流Ｃによって、環状フード上端付近に付着している
洗浄液が矢印Ｄのように再び飛散する場合がある。この
ように、半径方向気流がスムースに下に向きを変えるよ
うにし、環状フード上端からの洗浄液の再飛散を防ぐた
めには、半径方向気流が環状フードにあたる位置を調整
する必要がある。言い換えれば、テーブル１４および基
板１２、整流板１８と、環状フード３８の相対位置を適
切に調整する必要がある。本実施形態においては、前述
のように環状フードの上下位置を支持ボルト５６の調整
によって行うことができ、半径方向気流のあたる位置を
微調整可能である。

【００３０】次に、半径方向気流が環状フード３８によ
って向きを変えられて形成された下方向気流は、図６に
示すように、アウタカップ３６の底にあたると、半径方
向内側に向かう気流と、延長スカート７２とアウタカッ
プ３６の底との間隙より外側に向かう気流とに分かれ
る。外側に向かった気流は向きを変え、アウタカップ３
６と環状フード３８の間を上昇する気流（以下、上方向
気流Ｅと記す）となる。この気流が強くなると、環状フ
ード３６の外面に付着している洗浄液Ｌを上方に流し、
ついにはその上端より飛散させる。もちろん、延長スカ
ート７２とアウタカップ３６の底との間隙をなくしてし
まえば、この上方向気流を無くすことができるが、する
と延長スカート７２の外側のアウタカップ底部に洗浄液
が残留する可能性がある。従って、この間隙を無くすこ
とはできない。また、吸引孔４３からの吸引量を増加さ
せれば、上方向気流を減少または無くすことができる
が、このためには吸引ブロワー４４の能力を上げる必要
があり、前述のようにコストの上昇を招く。

【００３１】そこで、本実施態様においては、延長スカ
ート７２とアウタカップ３６の底との間隙を前述のよう
に調節可能として、外側に回り込む気流の量を制限し、
上方向気流Ｅが強くならないようにすることができる。
ある程度、上方向気流があっても、環状フード上端で飛
散せず、矢印Ｇのように内側にまわり込んで下方向気流
にのれば、実質的には問題が生じない。

【００３２】以上のように、本実施態様においては、環
状フード３８の上下位置を調整することによって、半径
方向気流をスムースに向きを変えて下方向気流を形成
し、また延長スカート７２とアウタカップ３６の底との
間隙を調整することによって、上方向気流を制御して環
状フード３８の内外面に付着した洗浄液が飛散すること
を防止することができる。従って、一旦環状フード３８
に付着した洗浄液が再度基板に付着することを防止する
ことができる。また、本実施態様のように、調節機構を
設けることにより、装置の据付時の微調整が容易とな
る。特に、装置据付時において、装置の固体差、吸引ブ
ロワー４４からの吸引管の長さなどの差異による気体吸
引量の差、などに対応する微調整を行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、環状フ
ードと基板およびテーブルとの上下方向の位置関係と、
環状フードとアウタカップの底との間隙との少なくとも
一方を調整可能としたことによって、アウタカップ内の
気流の制御を行うことができ、よって環状フードに付着
した洗浄液が再度飛散することを防止することができ
る。従って、基板に洗浄液が再付着することを防止する
ことができ、効率良く、基板洗浄を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる基板洗浄装置の実施の態様の
一部破断斜視図である。

【図２】 本実施形態の断面図である。

【図３】 本実施形態の環状フードにかかる調整機構の
詳細図である。

【図４】 本実施形態の作用の説明図であり、特に基板
の回転により生じる気流と環状フードの位置関係につい
ての説明図である。

【図５】 本実施形態の作用の説明図であり、特に基板
の回転により生じる気流と環状フードの位置関係につい
ての説明図である。

【図６】 本実施形態の作用の説明図であり、特に環状
フードの外側を上昇する気流についての説明図である。

【符号の説明】

１０ 基板洗浄装置、１２ 基板、１４ テーブル、１
６ 載置ピン、２２駆動軸、２４ 駆動モータ、３６
アウタカップ、３８ 環状フード、４２ 吸引管、４４
吸引ブロワー、５２ 円筒部分、５４ 覆い部分、５
６ 支持ボルト、６８ ブラケット、７２ 延長スカー
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−54724（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−177107（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−291030（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を当該基板が形成する平面内で回転
   させ、基板表面に付いた液体を飛散させて、乾燥処理を
   行う基板洗浄装置であって、 アウタカップと、 前記アウタカップ内で前記基板が載置されるテーブル
   と、 前記テーブルを回転駆動する駆動手段と、円筒部分とこの円筒部分に連なり、上方に向かうに従っ
   て内側に絞られている覆い部分とを有し、 前記アウタカ
   ップ内で、前記テーブルを取り囲むように配置され、前
   記テーブルの回転により飛散した液体を前記アウタカッ
   プの底部に導く環状フードと、 を有し、 前記環状フードは、前記テーブルの回転により生じる気
   流が前記覆い部分に当たるように、上下方向の位置調節
   可能に前記アウタカップに固定され、この気流の当たる
   位置によって、前記飛散した液体の流れを制御する、 基板洗浄装置。
2. 【請求項２】 基板を当該基板が形成する平面内で回転
   させ、基板表面に付いた液体を飛散させて、乾燥処理を
   行う基板洗浄装置であって、 アウタカップと、 前記アウタカップ内で前記基板が載置されるテーブル
   と、 前記テーブルを回転駆動する駆動手段と、 前記アウタカップ内で、前記テーブルを取り囲むように
   配置され、前記基板から飛散した液体を前記アウタカッ
   プの底部に導く環状フードと、 前記環状フードと前記アウタカップの底部の間の間隙を
   調節する間隙調節手段と、を有する基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板洗浄装置におい
   て、さらに前記環状フードと前記アウタカップの底部の
   間の間隙を調節する間隙調節手段を有する基板洗浄装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の基板洗浄装置
   において、 前記環状フードは、前記アウタカップの底部側に、円筒
   形状の円筒部分を有し、 前記間隙調節手段は、前記環状フードの円筒部分を前記
   アウタカップの底部側に延長する円筒形状であって、そ
   の延長量の調節によって前記間隙の調節を行う延長スカ
   ートである、基板洗浄装置。