JP3594416B2

JP3594416B2 - 回転式基板処理装置

Info

Publication number: JP3594416B2
Application number: JP21766496A
Authority: JP
Inventors: ▲譲▼一西村; 幸治西
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JPH1057873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示器用のガラス基板、光ディスク用の基板などの各種基板を回転させながらその基板表面にフォトレジスト液や現像液や洗浄液などの処理液を供給して基板の表面処理を行う回転式基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転式基板処理装置の一例を図５に示す縦断面図を参照して説明する。この回転式基板処理装置は、モータ３１を下面に取り付けたベース部材３２の上面に筒軸３３を立設し、モータ３１から上方に延出した回転軸３４をベース部材３２を貫通して筒軸３３に挿通している。この回転軸３４の上端に吸着式のスピンチャック３５を取り付け、スピンチャック３５上に水平に搭載保持した基板Ｗを高速回転させながらその表面に処理液が供給される。
【０００３】
この構成においては、基板Ｗが高速回転されると、基板Ｗの周囲の空気がその外方に流動されてスピンチャック３５の周囲が負圧となる。そのために、筒軸３３と回転軸３４との間隙Ｃを通って基板裏面側へ流入する空気の流れが生じる。この空気の流れにのって、回転軸３４の基部で発生した塵埃（モータ回転軸に塗布されたグリースのミストや磨耗粉など）が基板裏面側に流入して基板Ｗを汚損させることがある。また、逆に、筒軸３３と回転軸３４との間隙Ｃを通って処理液のミストがモータ側に流れ込んでモータ３１の故障の原因になるおそれもある。
【０００４】
そこで、図５に示すように、モータ３１を支持したベース部材３２の内部に、回転軸３４の基部を囲む気体流通空間３６を形成し、ポンプなどの圧送手段３７で窒素ガスをこの気体流通空間３６に強制供給するとともに、排気ポンプなどの排気手段３８によって気体流通空間３６から窒素ガスを強制排気するように構成して、モータ回転軸で発生した塵埃を強制的に排出するような塵埃排出構造が提案実施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような塵埃排出構造においては、次のような問題があった。
すなわち、上記した従来の塵埃排出構造では、窒素ガスの供給と排出がそれぞれポンプなどを用いた強制供給および強制排気を行っているので、供給量と排気量とが必ずしもバランスしなくなることがある。例えば、排気量が供給量より少なくなると、あるいは、供給量が排気量より多くなると、余剰の窒素ガスが気体流通空間３６から筒軸３３と回転軸３４との間隙Ｃを通って上昇流動し、かえってモータ回転軸で発生した塵埃をまき上げてしまうことになる。従って、窒素ガスの供給量と排出量を厳格に管理した運転制御を行う必要があり、制御手段が複雑で高価なものになりがちであった。
【０００６】
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、回転駆動機構で発生した塵埃を比較的簡単な構成で確実に排出して、塵埃による基板の汚染を防止することができる回転式基板処理装置を提供することを主な目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は次のような構成を採る。
請求項１に係る発明は、ベース部材の下面に駆動機構を配設するとともに、前記駆動機構から上方に延出した回転軸の上端に設けた基板保持機構に基板を水平姿勢で搭載保持し、基板を回転させながら基板表面に処理液を供給して基板を処理する回転式基板処理装置であって、前記回転軸の基部を囲む気体流通空間を前記ベース部材に形成し、かつ、前記ベース部材の上面に筒軸を立設するとともに、当該筒軸内に前記回転軸を挿通配備し、前記気体流通空間に連通形成した排気口を強制排気手段に連通接続するとともに、前記筒軸と前記回転軸との間隙とは別個であり、かつ、前記気体流通空間に連通形成した吸気口を大気に開放してあることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、ベース部材の下面に駆動機構を配設するとともに、前記駆動機構から上方に延出した回転軸の上端に設けた基板保持機構に基板を水平姿勢で搭載保持し、基板を回転させながら基板表面に処理液を供給して基板を処理する回転式基板処理装置であって、前記回転軸の基部を囲む気体流通空間を前記ベース部材に形成し、かつ、前記ベース部材の上面に筒軸を立設するとともに、当該筒軸内に前記回転軸を挿通配備し、前記気体流通空間に連通形成した排気口を強制排気手段に連通接続するとともに、前記筒軸と前記回転軸との間隙とは別個であり、かつ、前記気体流通空間に連通形成した吸気口を大気に開放してあり、前記筒軸と前記回転軸との間隙に清浄気体を上方に向けて噴出する清浄気体吹出し口を備えてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記清浄気体吹出し口よりも下側における前記筒軸と前記回転軸との間隙を、清浄気体吹出し口よりも上側における筒軸と回転軸との間隙より狭く形成してあることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明によれば、強制排気手段で気体流通空間から排出される量の外気のみが、開放している吸気口から気体流通空間に吸引流入することになり、排気量が変化したとしても流入量より多くなることはない。つまり、気体流通空間は正圧になることがない。したがって、駆動機構側で発生した塵埃が回転軸の基部に出てきても、回転軸に沿って上昇することがなく、気体流通空間を流れる空気にのって排気口から外部へ確実に排出される。ここで、吸気口は、筒軸と回転軸との間隙とは別である。また、例え処理液のミストの一部が回転軸近傍を流下して、回転軸に基部近くに到達したとしても、気体流通空間を流動する気体にのって排気口から排出されることになり、駆動機構に及ぶことはない。
【００１１】
請求項２の発明によれば、強制排気手段で気体流通空間から排出される量の外気のみが、開放している吸気口から気体流通空間に吸引流入することになり、排気量が変化したとしても流入量より多くなることはない。つまり、気体流通空間は正圧になることがない。したがって、駆動機構側で発生した塵埃が回転軸の基部に出てきても、回転軸に沿って上昇することがなく、気体流通空間を流れる空気にのって排気口から外部へ確実に排出される。ここで、吸気口は、筒軸と回転軸との間隙とは別である。また、例え処理液のミストの一部が回転軸近傍を流下して、回転軸に基部近くに到達したとしても、気体流通空間を流動する気体にのって排気口から排出されることになり、駆動機構に及ぶことはない。さらに、基板保持機構側から処理液のミストが筒軸と回転軸との間隙に流入しかかっても、間隙を上昇流動する清浄気体によって押しもどされる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、清浄気体吹出し口よりも上側における筒軸と回転軸との間隙では、清浄気体が円滑に上昇流動し、また、清浄気体吹出し口よりも下側における前記筒軸と前記回転軸との狭い間隙は、駆動機構からの塵埃が上方に流動するのを阻止するとともに、処理液のミストが回転軸の基部側に流れ込むのを阻止する機能を発揮する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る回転式基板処理装置の全体を示す縦断面図、図２はその要部の拡大縦断面図である。
【００１４】
この回転式基板処理装置は、上記従来例と同様に、駆動機構としてのモータ１を下面に取り付けたベース部材２の上面に筒軸３を立設し、モータ１から上方に延出した回転軸４をベース部材２を貫通して筒軸３に挿通している。この回転軸４の上端に基板保持機構として真空吸着式のスピンチャック５を取り付け、スピンチャック５上に水平に搭載保持した基板Ｗを高速回転させながらその表面に処理液を供給するよう構成されている。また、スピンチャック５の周囲には、処理液の飛散を防止するための飛散防止カップ６が配備されている。図示しない搬送手段が未処理の基板Ｗをスピンチャック５上に載置したり、スピンチャック５上から処理済みの基板Ｗを受け取る際に、図示しない昇降手段が回転軸４と飛散防止カップ６とを相対昇降させることによって、スピンチャック５を飛散防止カップ６の上方へ移動させるよう構成されている。
【００１５】
飛散防止カップ６は、上カップ７と、円形整流板８と、下カップ９から構成されている。上カップ７は、上部に基板Ｗより大径の開口部７ａと、基板Ｗの回転による処理液のミストを下方に流下案内する傾斜面７ｂとを有している。円形整流板８は、開口部７ａから流入して基板Ｗの周縁に沿って流下する気流を下カップ９に整流して案内するとともに、上カップ７の傾斜面７ａによって下方に案内された処理液のミストをこの気流に乗せて下カップ９に案内するようになっている。
【００１６】
下カップ９の底部には排液口９ａが設けられている。この排液口９ａは、排液タンク１０に接続されており、回転振り切り後の処理液を回収するようになっている。下カップ９の底部には、更にカップ排気口９ｂが配設されている。このカップ排気口９ｂは、図示しない排気手段に接続されており、飛散防止カップ６内に滞留する処理液を空気とともに吸引して排出するよう構成されている。
【００１７】
円形整流板８の内側には、基板Ｗの裏面に回り込んだ処理液やそのミストを除去するための洗浄液を基板Ｗの裏面に向けて吐出するためのバックリンスノズル１２が配置されている。このバックリンスノズル１２には、供給管１３を介して洗浄液供給部１４から洗浄液が送り込まれるようになっている。
【００１８】
さらに、飛散防止カップ６の開口部７ａの上方であって、基板Ｗのほぼ回転中心の上方には、処理液を吐出する吐出ノズル１５が配設されている。また、吐出ノズル１５へ処理液を所定量だけ供給する図示しない処理液供給手段、スピンチャック５と飛散防止カップ６とを相対昇降する図示しない昇降手段、および基板回転駆動用のモータ１は、所定のプログラムに基づいて制御されるようになっている。
【００１９】
以下に本実施例の要部である塵埃排出構造を説明する。
すなわち、図２の拡大縦断面図に示すように、前記筒軸３は、筒体１６と、これの下端に連結固定された連結部材１７とからなり、連結部材１７の下部に形成したボス部１７ａをベース部材２に気密に嵌入して芯合わせした状態で、連結部材１７をベース部材２にボルト連結するよう構成されている。
【００２０】
モータ１の上端部がベース部材２に筒軸３と同芯状に位置決め嵌入されており、その嵌入部の内奥に、回転軸４を囲む偏平円形の気体流通空間Ｓが形成されている。この気体流通空間Ｓの対角位置に排気口１８と吸気口１９とが連通形成されている。そして、排気口１８には、強制排気手段としての排気ポンプ２０が配管接続されて、適度の負圧（例えば３０ｍｍ／Ｈ_２Ｏ程度）で気体流通空間Ｓの空気を吸引排気している。一方、吸気口１９は大気に直接に開放されている。従って、気体流通空間Ｓの空気が排気口１８から強制排出されるに伴って、吸気口１９から外気が気体流通空間Ｓに吸引流入されるようになっている。この気体流通空間Ｓを流動する空気に乗って、モータ１で発生した塵埃が排気口１８を介して外部に排出されるようになっている。
【００２１】
また、前記連結部材１７の内周の上下中間には段差１７ｂが形成されている。この段差１７ｂより上方における筒軸３と回転軸４との間隙Ｃ１に対して、段差１７ｂより下方における筒軸３と回転軸４との間隙Ｃ２が狭くなるように形成されている。この間隙Ｃ２は、０．５〜１ｍｍ程度に設定されている。また、窒素ガスなどの清浄気体が圧送ポンプなどの供給手段２１を介して送り込まれる通気路２２がベース部材２と連結部材１７とに亘って形成されている。この通気路２２が前記段差１７ｂにおいて上向きに開口されて、筒軸３と回転軸４との間隙Ｃ１に清浄気体を上向きに吹出す清浄気体吹出し口２３が形成されている。この清浄気体吹出し口２３から吹出された清浄気体は、間隙Ｃ１の上端から流入しようとする処理液のミストを押し戻して筒軸３の上端から排出する。
【００２２】
以上のように構成された実施例装置によれば、排気ポンプ２０の排気量が変動したとしても、吸気口１９が大気に開放しているので、吸気口１９から取り込まれる空気量が排気量に応じて変動する。つまり、気体流通空間Ｓは常に負圧に維持されるので、吸気口１９から気体流通空間Ｓに流入した空気が筒軸３と回転軸４との間隙Ｃ１，Ｃ２を介して上昇することがない。したがって、モータ１の回転軸４の基部で発生した塵埃が上昇して基板Ｗの裏面を汚染するということがない。
【００２３】
また、清浄気体吹出し口２３から清浄気体が上向きに吹き出されるので、処理液のミストが間隙Ｃ１，Ｃ２を介してモータ１側へ流入することがない。さらに、この清浄気体は筒軸３の上端から基板Ｗの周辺に吹き出して、回転処理中の基板Ｗの周辺の負圧を解消することにもなるので、この負圧によってモータ１側から基板Ｗ側へ塵埃が吸い込まれるという不都合な現象も解消される。
【００２４】
さらに、清浄気体吹出し口２３から上側の間隙Ｃ１は広く、下側の間隙Ｃ２は狭く形成されているので、モータ１の回転軸４の基部で発生した塵埃の上方への移動、および処理液のミストのモータ１側への流下が一層効果的に阻止される。
【００２５】
なお、本発明は、以下のような実施形態にすることも可能である。
（１）図３に示すように、窒素ガスなどの清浄気体を圧送する通気路２２を連結部材１７内にのみ形成して、清浄気体吹出し口２３に連通する。
【００２６】
（２）図４に示すように、ベース部材２の側部から通気路２２を介して供給される窒素ガスなどの清浄気体を、連結部材１７のボス部１７ａの外周に形成した環状溝２４に導き、この環状溝２４に連通した複数個の清浄気体吹出し口２３を介して筒軸３と回転軸４との間隙Ｃ１に周方向均等に吹出すようにする。
【００２７】
（３）回転軸４は、モータ１で直接駆動する他に、ギヤ式あるいはベルト式の伝動機構を介して駆動するもよく、これらも回転軸４の駆動機構に含まれる。
【００２８】
（４）清浄気体として、浄化された空気を使用するもよい。
【００２９】
（５）本発明は、基板Ｗにレジスト液などの処理液を塗布するスピンコータ以外に、回転式の基板現像装置や、回転式の基板洗浄装置などにも適用可能である。
【００３０】
（６）基板Ｗの保持機構５としては、スピンチャックの他に、回転台上で基板Ｗをピンを介して水平に支持するものであってもよい。
【００３１】
【効果】
本発明によれば次のような効果を奏する。
すなわち、請求項１の発明によると、気体流通空間が負圧に維持されるので、駆動機構側で発生した塵埃が回転軸に沿って上昇することがなく、塵埃による基板の汚損を確実に防止することができる。また、処理液のミストの一部が回転軸近傍を流下したとしても、回転軸の基部を囲む気体流通空間の空気の流れにのって排気口から確実に排出されるので、駆動機構に及ぶことがない。さらに、気体流通空間への空気の供給量と排気量のバランスを考慮する必要が全くなく、強制排気手段を比較的に容易に運転制御することができる。
【００３２】
請求項２の発明によると、駆動機構側で発生した塵埃で基板が汚損されることを効果的に防止できるとともに、処理液のミストが駆動機構に及ぶのを確実に防止することができる。
【００３３】
請求項３の発明によると、清浄気体吹出し口よりも下側における筒軸と回転軸との間隙を、清浄気体吹出し口よりも上側における筒軸と回転軸との間隙よりも狭くしているので、清浄気体が上方へ円滑に流通するとともに、駆動機構からの塵埃の上昇および処理液のミストの駆動機構側への侵入を効果的に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転式基板処理装置の一実施例の縦断面図である。
【図２】実施例の要部の拡大縦断面図である。
【図３】他の実施例を示す縦断面図である。
【図４】さらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図５】従来の回転式基板処理装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ …駆動機構（モータ）
２ …ベース部材
３ …筒軸
４ …回転軸
５ …基板保持機構（スピンチャック）
１８…排気口
１９…吸気口
２３…清浄気体吹出し口
Ｃ１ …間隙
Ｃ２ …間隙
Ｓ …気体流通空間

Claims

ベース部材の下面に駆動機構を配設するとともに、前記駆動機構から上方に延出した回転軸の上端に設けた基板保持機構に基板を水平姿勢で搭載保持し、基板を回転させながら基板表面に処理液を供給して基板を処理する回転式基板処理装置であって、
前記回転軸の基部を囲む気体流通空間を前記ベース部材に形成し、かつ、前記ベース部材の上面に筒軸を立設するとともに、当該筒軸内に前記回転軸を挿通配備し、前記気体流通空間に連通形成した排気口を強制排気手段に連通接続するとともに、前記筒軸と前記回転軸との間隙とは別個であり、かつ、前記気体流通空間に連通形成した吸気口を大気に開放してあることを特徴とする回転式基板処理装置。
ベース部材の下面に駆動機構を配設するとともに、前記駆動機構から上方に延出した回転軸の上端に設けた基板保持機構に基板を水平姿勢で搭載保持し、基板を回転させながら基板表面に処理液を供給して基板を処理する回転式基板処理装置であって、
前記回転軸の基部を囲む気体流通空間を前記ベース部材に形成し、かつ、前記ベース部材の上面に筒軸を立設するとともに、当該筒軸内に前記回転軸を挿通配備し、前記気体流通空間に連通形成した排気口を強制排気手段に連通接続するとともに、前記筒軸と前記回転軸との間隙とは別個であり、かつ、前記気体流通空間に連通形成した吸気口を大気に開放してあり、前記筒軸と前記回転軸との間隙に清浄気体を上方に向けて噴出する清浄気体吹出し口を備えてある回転式基板処理装置。
請求項２記載の回転式基板処理装置において、前記清浄気体吹出し口よりも下側における前記筒軸と前記回転軸との間隙を、清浄気体吹出し口よりも上側における筒軸と回転軸との間隙より狭く形成してある回転式基板処理装置。