JP3712327B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板を保持して回転させる基板保持回転手段と、基板保持回転手段で保持した基板に対して基板処理を行う処理空間と基板保持回転手段を回転させる電動モーターなどの駆動部品を配設する処理外空間とを分離するためのベース部との間にシール手段を備え、基板を保持して回転させながら洗浄乾燥処理や塗布膜の塗布処理、現像処理などの所定の基板処理を行う基板処理装置に係り、特には、基板保持回転手段とベース部との間のシール手段の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板処理装置は、図１０に示すように、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック１を備えている。このスピンチャック１は、例えば、電動モーター２の回転によって鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転可能な回転軸３の上端部に一体回転可能にスピンベース４が連結され、スピンベース４の上面に３個以上の保持部材５が設けられている。そして、保持部材５によって基板Ｗの外周部の３箇所以上を保持し、保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【０００３】
ところで、電動モーター２などの駆動部品からはパーティクルが発生するが、このパーティクルにさらされた状態で基板処理を行うと処理精度が低下するという問題が生じる。一方で、基板処理に処理液を用いる場合に、駆動部品が処理液雰囲気（湿気などを含む）にさらされると、駆動部品が錆びたり故障したりして、寿命が短くなるなどの問題が生じる。特に、基板処理に薬液を用いる場合に、駆動部品が薬液雰囲気にさらされると、駆動部品の劣化が著しく、駆動部品の故障や寿命の短期化などが顕著になる。
【０００４】
そのため、この種の基板処理装置では、ベース部６によって、スピンチャック１で保持した基板Ｗに対して基板処理を行う処理空間７と、駆動部品などを配設する処理外空間８とを分離している。ここで、スピンチャック１は回転される一方でベース部６は非回転であるので、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするために、この種の基板処理装置には、スピンチャック１とベース部６との間に回転シール機構１００が備えられている。
【０００５】
図１０、図１１に示すように、従来の回転シール機構１００はリップシール機構のみで構成されている。このリップシール機構は、スピンチャック１（スピンベース４）とベース部６とが近接して対向する環状の近接対向部１０１において、ゴム材などで形成されたスカート状のリップシール部材１０２をスピンチャック１側に取り付け、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１０２がベース部６側に設けられた摺動面１０３を摺動しながら回転して近接対向部１０１の隙間を塞いだ状態を維持し、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするものである。
【０００６】
【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、従来の回転シール機構１００の構成では、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１０２が摺動面１０３を摺動するので、この摺動に伴ってリップシール部材１０２が磨耗してパーティクルが発生し、そのパーティクルが処理空間７に流れ込んで、基板処理の処理精度の低下を招くという問題が起きている。
【０００７】
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、良好なシール手段を備えた基板処理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】
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、請求項１に記載の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、高さが前記近接対向部の幅よりも低く、かつ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう羽根と、を備え、前記羽根は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該羽根における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板処理装置において、前記羽根の高さが１mmないし３mmであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう溝と、を備え、前記溝は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該溝における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の基板処理装置において、前記溝の深さが１mmないし３mmであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側にリップシール手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側に吸引口が配設された吸引手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部またはそれより外側に気体吹き出し口が配設された気体吹き出し手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板保持回転手段を回転させると、それに伴って、基板保持回転手段側に設けられた羽根が回転される。
【００１６】
この羽根は、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かうように設けられているので、羽根に形成される案内面に案内されて、近接対向部の外側（処理空間側）の空気が近接対向部の内側（処理外空間側）に流れ込んでくる。すなわち、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成されるので、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００１７】
また、羽根の高さを近接対向部の幅よりも低くしているので、羽根とベース部とは非接触となり、羽根が回転してもベース部と摺動することがなく近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、羽根の高さを１mmないし３mmとしたことにより、良好なシール手段を実現することができる。すなわち、羽根の高さを１mm未満にすると、羽根が回転しても近接対向部に十分な気流が形成されず、基板保持回転手段（羽根）の回転時の十分なシール効果が期待できない。一方で、羽根の高さが３mmを越すと、近接対向部に形成される近接対向部の外側と内側との連通部分が広くなり過ぎて、基板保持回転手段（羽根）を回転させていない非回転時に、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出易くなり、基板保持回転手段（羽根）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。そこで、羽根の高さを１mmないし３mmとしたことにより、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板保持回転手段を回転させると、それに伴って、基板保持回転手段側に設けられた溝が回転される。
【００２０】
この溝は、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かうように設けられているので、溝に形成される案内面に案内されて、近接対向部の外側（処理空間側）の空気が近接対向部の内側（処理外空間側）に流れ込んでくる。すなわち、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成されるので、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００２１】
また、近接対向部では基板保持回転手段とベース部とが非接触状態で近接しており、溝の底面とベース部との間の距離はこの近接対向部の幅よりもさらに長いので、近接対向部で摺動する部分がなく、近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、溝の深さを１mmないし３mmとしたことにより、良好なシール手段を実現することができる。すなわち、溝の深さを１mm未満にすると、溝が回転しても近接対向部に十分な気流が形成されず、基板保持回転手段（溝）の回転時の十分なシール効果が期待できない。一方で、溝の深さが３mmを越すと、近接対向部に形成される近接対向部の外側と内側との連通部分が広くなり過ぎて、基板保持回転手段（溝）を回転させていない非回転時に、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出易くなり、基板保持回転手段（溝）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。そこで、溝の深さを１mmないし３mmとしたことにより、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んでくる空気は、近接対向部の内側に備えたリップシール手段によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール手段よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール手段の内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００２４】
また、リップシール手段からパーティクルが発生しても、近接対向部の外側から内側に向かう気流によって、リップシール手段から発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることが防止される。
【００２５】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも、リップシール手段によってリップシール手段の外側と内側とがシールされるので、リップシール手段の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気がリップシール手段より内側に入り込むことを防止することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、吸引手段によって近接対向部の内側に配設された吸引口から吸引を行うことで、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んできた空気は、吸引口から吸引され、それより内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が吸引口よりも内側に流れ込むことを防止でき、吸引口よりも内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００２７】
また、吸引口からの吸引により、吸引口の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることも防止することができる。
【００２８】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも吸引口からの吸引を行っておけば、吸引口の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が吸引口より内側に入り込むことを防止することができる。
【００２９】
なお、リップシール手段と吸引手段とを備える場合には、近接対向部とリップシール手段との間に吸引手段の吸引口を配設することで、リップシール手段から発生したパーティクルが吸引口より外側に漏れ出ることを防止することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、気体吹き出し手段によって近接対向部またはそれより外側に配設された気体吹き出し口から清浄な気体を吹き出すことで、近接対向部付近が清浄な気体でパージされて、近接対向部付近が清浄な気体で遮断され、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間には、気体吹き出し口から吹き出された清浄な空気が流れ込む。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間へ流れ込むことを防止でき、駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００３１】
また、基板保持回転手段の非回転時にも気体吹き出し口から気体の吹き出しを行っておけば、近接対向部付近に清浄な気体による気体のカーテンが形成され、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間に入り込むことを防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図であり、図２は要部の拡大縦断面図、図３はスピンベースの底面を下方から見た図、図４はベース部の平面図である。
【００３３】
この実施例装置は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持回転手段に相当するスピンチャック１を備えている。図に示すスピンチャック１は、電動モーター２の回転によって鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転可能な回転軸３の上端部に一体回転可能にスピンベース４が連結され、スピンベース４の上面に３個以上の保持部材５が設けられている。そして、保持部材５によって基板Ｗの外周部の３箇所以上を保持し、保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【００３４】
なお、この実施例装置が、例えば、洗浄乾燥装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに洗浄液を供給して洗浄処理が行われ、洗浄処理の後、保持部材５に保持した基板Ｗを高速回転させて乾燥処理が行われる。また、この装置が塗布膜（例えば、レジスト膜）の塗布装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに塗布液を供給して塗布処理が行われる。さらに、この装置が現像装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに現像液を供給して基板Ｗに現像液を液盛りし、基板の回転を停止して現像処理が行われる。なお、その他の基板処理を行う基板処理装置であっても、回転シール機構を必要とする基板処理装置であれば、本発明は同様に適用することができる。
【００３５】
この装置は、非回転部であるベース部６によって、スピンチャック１で保持した基板Ｗに対して基板処理を行う処理空間７と、電動モーター２などの駆動部品を配設する処理外空間８とを分離している。そして、回転シール機構１０によって、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするようにしている。
【００３６】
以下、本発明の要部である回転シール機構１０の詳細な構成を説明する。
この第１実施例装置の回転シール機構１０は、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状（リング状）の近接対向部１１と、近接対向部１１のスピンチャック１側（スピンベース４）に設けられ、高さＦｈが近接対向部１１の幅Ｂ１よりも低く、かつ、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部１１の内側から外側に向かう羽根１２と、近接対向部１１の内側に設けたリップシール手段に相当するリップシール機構１３と、近接対向部１１の内側に吸引口１４ａが配設された吸引手段に相当する吸引機構１４と、近接対向部１１に気体吹き出し口１５ａが配設された気体吹き出し手段に相当する気体吹き出し機構１５とを備えている。
【００３７】
近接対向部１１は、スピンチャック１側（スピンベース４の底面）に設けられた平面視で環状（リング状）の羽根形成面１１ａと、ベース部６側（ベース部６の上面）に設けられた平面視で環状（リング状）の対向面１１ｂとが近接して対向されている。
【００３８】
この近接対向部１１の幅Ｂ１は、羽根１２の高さＦｈよりも若干広く（Ｂ１＝Ｆｈ＋α）なるように設定している。後述するようにＦｈは１mmないし３mmに設定されている。また、αは羽根１２がベース部６側の対向面１１ｂと非接触で回転し得る幅であり、αとしては、例えば、０．５mmないし１mm程度の幅を設けている。従って、近接対向部１１の幅Ｂ１は、１．５mmないし４mm程度の範囲に設定されている。
【００３９】
羽根１２は、スピンチャック１側の羽根形成面１１ａに形成されている。図３では、４つの羽根１２を、羽根形成角度θを約９０°として、周方向に均等に設けているが、羽根１２の数や羽根形成角度θは図に示す構成に限定されない。基板処理時のスピンチャック１の回転速度などに応じて、より高いシール効果が得られる羽根１２の数や羽根形成角度θを選択すればよい。なお、本発明者が、スピンチャック１を２０００rpm 以上の回転速度で実験したときには、図３に示す羽根１２の構成を含むいくつかの構成の中で図３に示す羽根１２の構成が最も効果が高かった。
【００４０】
リップシール機構１３は、従来の回転シール機構１００のリップシール機構と同様の構成を有している。すなわち、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状の近接対向部１３ａにおいて、スカート状のリップシール部材１３ｂをスピンチャック１側（スピンベース４の底面）に取り付け、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１３ｂがベース部６側（ベース部材６の上面）に設けられた摺動面１３ｃを摺動しながら回転して近接対向部１３ａの隙間を塞いだ状態を維持し、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能にリップシール機構１３の内側と外側との間をシールする。なお、リップシール部材１３ｂをベース部６側に設け、摺動面１３ｃをスピンチャック１側に設けてもよい。
【００４１】
リップシール部材１３ｂは、例えば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）やバイトン（フッ素系ゴム）などの適宜のゴム材などで形成されるが、特に、基板処理に薬液を用いるような場合には、リップシール部材１３ｂに耐薬性を持たせるために、バイトンなどの耐薬性の材料で形成される。
【００４２】
また、スピンチャック１の回転によってリップシール部材１３ｂと摺動面１３ｃとの摺動を継続していると、リップシール部材１３ｂや摺動面１３ｃが発熱して基板処理に悪影響を与えることも考えられる。そこで、本実施例では、摺動面１３ｃを含む摺動部位１３ｄをセラミックで形成して熱を逃がして発熱を抑制する。
【００４３】
吸引機構１４の吸引口１４ａは、ベース部６の上面側の、近接対向部１１とリップシール機構１３との間に配設されている。吸引口１４ａは、例えば、平面視でリング状の溝で形成されている。この吸引口１４ａの底部に複数の吸引路１４ｂの先端が連通され、吸引路１４ｂを介して吸引ポンプ１４ｃなどに連通されて、吸引口１４ａから周方向の全周にわたって吸引が行える。吸引の実行と停止は、吸引路１４ｂに設けられた開閉弁１４ｄの開閉制御により行われる。
【００４４】
気体吹き出し機構１５の気体吹き出し口１５ａは、ベース部材６の上面側の対向面１１ｂの略中央部に配設されている。この気体吹き出し口１５ａも、例えば、平面視でリング状の溝で形成されている。この気体吹き出し口１５ａの底部に複数の気体供給路１５ｂの先端が連通され、気体供給路１５ｂを介して気体供給源１５ｃなどに連通されて、気体吹き出し口１５ａから近接対向部１１の間の隙間に、周方向の全周にわたって清浄な気体が吹き出せる。気体の吹き出しとその停止は、気体供給路１５ｂに設けられた開閉弁１５ｄの開閉制御により行われる。なお、吹き出す気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスが好ましいが、クリーンエアーなどであってもよい。また、気体吹き出し口１５ａから吹き出す気体の清浄度を高めるために、気体供給路１５ｂにフィルターを付設してもよい。
【００４５】
次に、上記構成を有する実施例装置の動作を説明する。
保持部材５によって基板Ｗを保持すると、電動モーター２を駆動してスピンチャック１とともに保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【００４６】
スピンチャック１を回転させると、それに伴って、スピンチャック１側に設けられた羽根１２が回転される。
【００４７】
上述したようにこの羽根１２は、近接対向部１１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部１１の内側から外側に向かうように設けられているので、図３に示すように、羽根１２の回転方向に向く面１２ａが案内面となって、この案内面１２ａに案内されて、図３の二点鎖線の矢印ＡＹに示すように、近接対向部１１の外側（処理空間７側）の空気が近接対向部１１の内側（処理外空間８側）に流れ込んでくる。すなわち、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１では、その外側の処理空間７からその内側の処理外空間８に向かう気流ＡＹが形成されるので、近接対向部１１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００４８】
また、羽根１２の高さＦｈを近接対向部１１の幅Ｂ１よりも低く（Ｆｈ＜Ｂ１）しているので、羽根１２とベース部６とは非接触となり、羽根１２が回転してもベース部６と摺動することがなく近接対向部１１からパーティクルが発生することもない。
【００４９】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構１０を実現することができる。
【００５０】
ところで、羽根１２の高さＦｈを１mm未満と低くし過ぎると、羽根１２が回転しても近接対向部１１に十分な気流が形成されず、スピンチャック１（羽根１２）の回転時の十分なシール効果が期待できない。また、羽根１２の高さＦｈを高くしていけばそれだけ、羽根１２の回転時に近接対向部１１に強い気流が形成され、スピンチャック１（羽根１２）の回転時の良好なシール効果が期待できるが、羽根１２の高さＦｈが３mmを越すと、近接対向部１１に形成される近接対向部１１の外側と内側との各羽根１２間の連通部分１２ｂが広くなり過ぎて、スピンチャック１（羽根１２）を回転させていない非回転時に、近接対向部１１の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出易くなり、スピンチャック１（羽根１２）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。従って、羽根１２の高さＦｈを１mmないし３mmとすることにより、スピンチャック１の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できる回転シール機構１０を実現することができる。
【００５１】
また、上記第１実施例装置では、羽根１２以外にもリップシール機構１３、吸引機構１４、気体吹き出し機構１５を備えたことでさらに以下の効果が得られる。
【００５２】
まず、リップシール機構１３を備えたことにより、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側に流れ込んでくる空気は、近接対向部１１の内側に備えたリップシール機構１３によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール機構１３よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール機構１３の内側に配設した電動モーター２などの駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができ、駆動部品を耐薬性などで構成することなく、処理液（薬液）雰囲気による駆動部品の故障や寿命の短期化などを防止することができる。
【００５３】
また、リップシール機構１３からパーティクルが発生しても、近接対向部１１の外側から内側に向かう気流ＡＹによって、リップシール機構１３から発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることが防止される。
【００５４】
さらに、スピンチャック１の非回転時には、リップシール部材１３ｂが摺動面１３ｃに接触している。従って、スピンチャック１の非回転時にも、リップシール機構１３によってリップシール機構１３の外側と内側とがシールされるので、リップシール機構１３の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）がリップシール機構１３より内側に入り込むことを防止することができる。
【００５５】
従って、近接対向部１１の内側にリップシール機構１３を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００５６】
また、吸引機構１４によって近接対向部１１の内側に配設された吸引口１４ａから吸引を行うことで、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側に流れ込んできた空気は、吸引口１４ａから吸引され、それより内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が吸引口１４ａよりも内側に流れ込むことを防止でき、吸引口１４ａよりも内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００５７】
また、吸引口１４ａからの吸引により、吸引口１４ａの内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることも防止することができる。
【００５８】
さらに、スピンチャック１の非回転時にも吸引口１４ａからの吸引を行っておけば、吸引口１４ａの内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）が吸引口１４ａより内側に入り込むことを防止することができる。
【００５９】
なお、リップシール機構１３と吸引機構１４とを備える場合には、上記実施例装置のように、近接対向部１１とリップシール機構１３との間に吸引機構１４の吸引口１４ａを配設することで、リップシール機構１３から発生したパーティクルが吸引口１４ａより外側に漏れ出ることを防止することができる。
【００６０】
従って、上記吸引機構１４を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００６１】
また、気体吹き出し機構１５によって近接対向部１１に配設された気体吹き出し口１５ａから清浄な気体を吹き出すことで、近接対向部１１付近が清浄な気体でパージされて、近接対向部１１付近が清浄な気体で遮断され、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側には、気体吹き出し口１５ａから吹き出された清浄な気体が流れ込む。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が近接対向部１１の内側の処理外空間８へ流れ込むことを防止でき、駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００６２】
また、スピンチャック１の非回転時にも気体吹き出し口１５ａから気体の吹き出しを行っておけば、近接対向部１１付近に清浄な気体による気体のカーテンが形成され、近接対向部１１の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）が近接対向部１１の内側に入り込むことを防止することができる。
【００６３】
従って、上記気体吹き出し機構１５を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施例装置の構成を図５ないし図７を参照して説明する。図５は本発明の第２実施例装置の全体構成を示す縦断面図であり、図６は要部の拡大縦断面図、図７はスピンチャックの底面を下方から見た図である。
【００６５】
この第２実施例装置の回転シール機構２０は、上記第１実施例装置の羽根１２に代えて、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状（リング状）の近接対向部２１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部２１の内側から外側に向かう溝２２を設けたものである。
【００６６】
この第２実施例装置の近接対向部２１は、スピンチャック１側（スピンベース４の底面）に設けられた平面視で環状（リング状）の溝形成面２１ａと、ベース部６側（ベース部６の上面）に設けられた平面視で環状（リング状）の対向面２１ｂとが近接して対向されている。
【００６７】
この近接対向部２１の幅Ｂ２は、スピンチャック１が回転されるときに、溝形成面２１ａと対向面２１ｂとが接触しない幅であり、Ｂ２としては、例えば、０．５mmないし１mm程度の幅を設定している。
【００６８】
溝２２は、スピンチャック１側の溝形成面２１ａに形成されている。溝２２についても、上記第１実施例装置の羽根１２と同様に、溝２２の数や溝の形成角度などは、基板処理時のスピンチャック１の回転速度などに応じて、より高いシール効果が得られる構成を選択すればよい。
【００６９】
その他の構成は上記第１実施例と同様であるので、共通する部分は図１ないし図４と同一符号を付してその詳述を省略する。
【００７０】
この第２実施例装置では、スピンチャック１を回転させると、それに伴って、スピンチャック１側に設けられた溝２２が回転される。
【００７１】
上述したようにこの溝２２は、近接対向部２１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部２１の内側から外側に向かうように設けられているので、図７に示すように、溝２２の回転方向に向かう面２２ａが案内面となって、この案内面２２ａに案内されて、図７の二点鎖線の矢印ＡＹに示すように、近接対向部２１の外側（処理空間７側）の空気が近接対向部２１の内側（処理外空間８側）に流れ込んでくる。すなわち、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部２１では、その外側の処理空間７からその内側の処理外空間８に向かう気流ＡＹが形成されるので、近接対向部２１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００７２】
また、近接対向部２１ではスピンチャック１側の溝形成面２１ａとベース部６側の対向面２１ａとが不接触で回転可能な幅Ｂ２で近接しており、溝２２の底面とベース部６側の対向面２１ａとの間の距離はこの近接対向部２１の幅Ｂ２よりもさらに長いので、近接対向部２１で摺動する部分がなく、近接対向部２１からパーティクルが発生することもない。
【００７３】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構２０を実現することができる。
【００７４】
ところで、溝２２の深さＭｄを１mm未満と浅くし過ぎると、溝２２が回転しても近接対向部２２に十分な気流ＡＲが形成されず、スピンチャック１（溝２２）の回転時の十分なシール効果が期待できない。また、溝２２の深さＭｄを深くしていけばそれだけ、溝２２の回転時に近接対向部２１に強い気流が形成され、スピンチャック１（溝２２）の回転時の良好なシール効果が期待できるが、溝２２の深さＭｄが３mmを越すと、近接対向部２１に形成される近接対向部２１の外側と内側との溝２２による連通部分２２ｂが広くなり過ぎて、スピンチャック１（溝２２）を回転させていない非回転時に、近接対向部２１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出易くなり、スピンチャック１（溝２２）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。従って、溝２２の深さＭｄを１mmないし３mmとすることにより、スピンチャック１の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できる回転シール機構２０を実現することができる。
【００７５】
なお、図７では、各溝２２は、溝形成面２１ａの外側と内側とを貫通させるように形成したが、例えば、図８に示すように、溝形成面２１ａの内側部分で閉塞するように各溝２２を形成してもよい。
【００７６】
図８の構成の溝２２によれば、溝２２の案内面２２ａに案内されて、近接対向部２１の外側から内側に向かって流れ込んできた空気ＡＹは、溝形成面２１ａの内側の閉塞面２２ｃで圧力が高められて溝形成面２１ａと対向面２１ｂとの間の隙間に吹き出てくることになる。その結果、近接対向部２１の内側部分で空気のカーテンが形成され、近接対向部２１の内側で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００７７】
その他、リップシール機構１３、吸引機構１４、気体吹き出し機構１５による作用効果は上述した第１実施例装置と同様であるのでその説明は省略する。
【００７８】
以上のように、この第２実施例装置によっても、上記第１実施例装置と同様の効果が得られる。
【００７９】
なお、上記第１、第２実施例装置では、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２に加えて、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とを付設しているが、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とは省略してもよい。
【００８０】
すなわち、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２だけを備えて回転シール機構１０または２０を構成してよい。このような構成であっても、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構１０、２０を実現することができる。
【００８１】
この種の基板処理装置の回転シール機構は、処理外空間８で発生したパーティクルが処理空間７に漏れ出ることを防止し得ることが必須の機能である。基板処理に処理液を用いない場合には、処理空間７の雰囲気が処理外空間８に流れ込むことを考慮する必要はないし、基板処理に処理液を用いる場合でも、駆動部品を耐薬性などで構成して耐久性を持たせることで、駆動部品は保護することが可能である。しかしながら、処理外空間８で発生したパーティクルが処理空間７に漏れ出ることが防止できなければ、基板処理の処理精度が低下し、装置の信頼性を左右することになる。
【００８２】
従って、本発明の回転シール機構１０、２０は、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２を備えた構成を基本構成とし、その基本構成に対してリップシール機構１３や吸引機構１４、気体吹き出し機構１５を必要に応じて付加すればよい。
【００８３】
また、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とは、全て備えている必要はなく、いずれか１つの機構、または、いずれか２つの機構を選択的に付加してもよい。
【００８４】
なお、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５の少なくとも１つの機構を付加することで、駆動部品を耐薬性などで構成することなく、処理液（薬液）雰囲気による駆動部品の故障や寿命の短期化などを防止することができる。駆動部品を耐薬性などで構成すれば、大幅なコスト高になるが、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５の少なくとも１つの機構を付加することで、基板処理に処理液を用いる場合に、低コストで駆動部品を保護することができる。
【００８５】
なお、上記各実施例では、気体吹き出し機構１５の気体吹き出し口１５ａを近接対向部１１、２１に配設したが、図９に示すように、気体吹き出し口１５ａを近接対向部１１、２１よりも外側に配設してもよい。このような構成でも第１実施例装置で説明した気体吹き出し機構１５による作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
また、羽根１２はスピンベース４と一体的に設けてもよいし、羽根１２を形成したリング状の部材をスピンベース４に取り付けてもよい。溝２２も同様に、スピンベース４に直接設けてもよいし、溝２２を形成したリング状の部材をスピンベース４に取り付けてもよい。
【００８７】
さらに、上記各実施例では、保持部材５で基板Ｗの外周部を保持するいわゆるメカニカル式のスピンチャック１を基板保持回転手段とした装置を例に採ったが、例えば、基板Ｗの下面の回転中心を含む所定範囲を真空吸着保持する真空吸着式のスピンチャックを基板保持回転手段とした装置であっても本発明は同様に適用することができる。
【００８８】
また、本発明は、半導体ウエハのような円形基板を保持して回転させながら所定の基板処理を行う基板処理装置の回転シール機構としても適用することができるし、液晶表示器用のガラス基板のような角型基板を保持して回転させながら所定の基板処理を行う基板処理装置の回転シール機構としても適用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かう羽根を設け、この羽根は、基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該羽根における基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、近接対向部の外側から内側に向かう気流を生じさせるものとしているので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成され、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００９０】
また、羽根の高さを近接対向部の幅よりも低くしているので、羽根とベース部とは非接触となり、羽根が回転してもベース部と摺動することがなく近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００９１】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができる基板保持回転手段とベース部との間の良好なシール手段を実現することができる。
【００９２】
請求項２に記載の発明によれば、羽根の高さを１mmないし３mmにしたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００９３】
請求項３に記載の発明によれば、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かう溝を設け、この溝は、基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該溝における基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、近接対向部の外側から内側に向かう気流を生じさせるものとしているので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成され、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００９４】
また、近接対向部では基板保持回転手段とベース部とが非接触であり、溝の底面とベース部との間の距離はこの近接対向部の幅よりもさらに長いので、近接対向部で摺動する部分がなく、近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００９５】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができる基板保持回転手段とベース部との間の良好なシール手段を実現することができる。
【００９６】
請求項４に記載の発明によれば、溝の深さを１mmないし３mmにしたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００９７】
請求項５に記載の発明によれば、近接対向部の内側にリップシール手段を備えたので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んでくる空気は、リップシール手段によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール手段よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール手段より内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００９８】
また、リップシール手段からパーティクルが発生しても、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に向かう気流によって、リップシール手段から発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止でき、リップシール手段を用いていてもパーティクルによる基板処理の処理精度の低下を起こすことがない。
【００９９】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも、リップシール手段によってリップシール手段の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気がリップシール手段より内側に入り込むことを防止することができる。
【０１００】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【０１０１】
請求項６に記載の発明によれば、近接対向部の内側に吸引口が配設された吸引手段を備えたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が吸引口より内側に入り込むことを防止することができる。
【０１０２】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【０１０３】
請求項７に記載の発明によれば、近接対向部またはそれより外側に気体吹き出し口が配設された気体吹き出し手段を備えたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間に入り込むことを防止することができる。
【０１０４】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例装置の要部の拡大縦断面図である。
【図３】第１実施例装置のスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図４】第１実施例装置のベース部の平面図である。
【図５】本発明の第２実施例装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】第２実施例装置の要部の拡大縦断面図である。
【図７】第２実施例装置のスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図８】第２実施例装置の変形例の溝を備えたスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図９】気体吹き出し口の配設位置を変更した変形例の構成を示す要部縦断面図である。
【図１０】従来装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図１１】従来の回転シール機構の構成を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１：スピンチャック
２：電動モーター
６：ベース部
１０、２０：回転シール機構
１１、２１：近接対向部
１２：羽根
１３：リップシール機構
１４：吸引機構
１４ａ：吸引口
１５：気体吹き出し機構
１５ａ：気体吹き出し口
２２：溝
Ｗ：基板
Ｆｈ：羽根の高さ
Ｍｄ：溝の深さ
Ｂ１、Ｂ２：近接対向部の幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板を保持して回転させる基板保持回転手段と、基板保持回転手段で保持した基板に対して基板処理を行う処理空間と基板保持回転手段を回転させる電動モーターなどの駆動部品を配設する処理外空間とを分離するためのベース部との間にシール手段を備え、基板を保持して回転させながら洗浄乾燥処理や塗布膜の塗布処理、現像処理などの所定の基板処理を行う基板処理装置に係り、特には、基板保持回転手段とベース部との間のシール手段の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板処理装置は、図１０に示すように、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック１を備えている。このスピンチャック１は、例えば、電動モーター２の回転によって鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転可能な回転軸３の上端部に一体回転可能にスピンベース４が連結され、スピンベース４の上面に３個以上の保持部材５が設けられている。そして、保持部材５によって基板Ｗの外周部の３箇所以上を保持し、保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【０００３】
ところで、電動モーター２などの駆動部品からはパーティクルが発生するが、このパーティクルにさらされた状態で基板処理を行うと処理精度が低下するという問題が生じる。一方で、基板処理に処理液を用いる場合に、駆動部品が処理液雰囲気（湿気などを含む）にさらされると、駆動部品が錆びたり故障したりして、寿命が短くなるなどの問題が生じる。特に、基板処理に薬液を用いる場合に、駆動部品が薬液雰囲気にさらされると、駆動部品の劣化が著しく、駆動部品の故障や寿命の短期化などが顕著になる。
【０００４】
そのため、この種の基板処理装置では、ベース部６によって、スピンチャック１で保持した基板Ｗに対して基板処理を行う処理空間７と、駆動部品などを配設する処理外空間８とを分離している。ここで、スピンチャック１は回転される一方でベース部６は非回転であるので、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするために、この種の基板処理装置には、スピンチャック１とベース部６との間に回転シール機構１００が備えられている。
【０００５】
図１０、図１１に示すように、従来の回転シール機構１００はリップシール機構のみで構成されている。このリップシール機構は、スピンチャック１（スピンベース４）とベース部６とが近接して対向する環状の近接対向部１０１において、ゴム材などで形成されたスカート状のリップシール部材１０２をスピンチャック１側に取り付け、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１０２がベース部６側に設けられた摺動面１０３を摺動しながら回転して近接対向部１０１の隙間を塞いだ状態を維持し、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするものである。
【０００６】
【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、従来の回転シール機構１００の構成では、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１０２が摺動面１０３を摺動するので、この摺動に伴ってリップシール部材１０２が磨耗してパーティクルが発生し、そのパーティクルが処理空間７に流れ込んで、基板処理の処理精度の低下を招くという問題が起きている。
【０００７】
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、良好なシール手段を備えた基板処理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】
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、請求項１に記載の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、高さが前記近接対向部の幅よりも低く、かつ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう羽根と、を備え、前記羽根は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該羽根における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の基板処理装置において、前記羽根の高さが１mmないし３mmであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、を備え、前記シール手段は、前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう溝と、を備え、前記溝は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該溝における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の基板処理装置において、前記溝の深さが１mmないし３mmであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側にリップシール手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側に吸引口が配設された吸引手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置において、前記シール手段はさらに前記近接対向部またはそれより外側に気体吹き出し口が配設された気体吹き出し手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板保持回転手段を回転させると、それに伴って、基板保持回転手段側に設けられた羽根が回転される。
【００１６】
この羽根は、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かうように設けられているので、羽根に形成される案内面に案内されて、近接対向部の外側（処理空間側）の空気が近接対向部の内側（処理外空間側）に流れ込んでくる。すなわち、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成されるので、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００１７】
また、羽根の高さを近接対向部の幅よりも低くしているので、羽根とベース部とは非接触となり、羽根が回転してもベース部と摺動することがなく近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、羽根の高さを１mmないし３mmとしたことにより、良好なシール手段を実現することができる。すなわち、羽根の高さを１mm未満にすると、羽根が回転しても近接対向部に十分な気流が形成されず、基板保持回転手段（羽根）の回転時の十分なシール効果が期待できない。一方で、羽根の高さが３mmを越すと、近接対向部に形成される近接対向部の外側と内側との連通部分が広くなり過ぎて、基板保持回転手段（羽根）を回転させていない非回転時に、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出易くなり、基板保持回転手段（羽根）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。そこで、羽根の高さを１mmないし３mmとしたことにより、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、基板保持回転手段を回転させると、それに伴って、基板保持回転手段側に設けられた溝が回転される。
【００２０】
この溝は、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かうように設けられているので、溝に形成される案内面に案内されて、近接対向部の外側（処理空間側）の空気が近接対向部の内側（処理外空間側）に流れ込んでくる。すなわち、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成されるので、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００２１】
また、近接対向部では基板保持回転手段とベース部とが非接触状態で近接しており、溝の底面とベース部との間の距離はこの近接対向部の幅よりもさらに長いので、近接対向部で摺動する部分がなく、近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、溝の深さを１mmないし３mmとしたことにより、良好なシール手段を実現することができる。すなわち、溝の深さを１mm未満にすると、溝が回転しても近接対向部に十分な気流が形成されず、基板保持回転手段（溝）の回転時の十分なシール効果が期待できない。一方で、溝の深さが３mmを越すと、近接対向部に形成される近接対向部の外側と内側との連通部分が広くなり過ぎて、基板保持回転手段（溝）を回転させていない非回転時に、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出易くなり、基板保持回転手段（溝）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。そこで、溝の深さを１mmないし３mmとしたことにより、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んでくる空気は、近接対向部の内側に備えたリップシール手段によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール手段よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール手段の内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００２４】
また、リップシール手段からパーティクルが発生しても、近接対向部の外側から内側に向かう気流によって、リップシール手段から発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることが防止される。
【００２５】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも、リップシール手段によってリップシール手段の外側と内側とがシールされるので、リップシール手段の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気がリップシール手段より内側に入り込むことを防止することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、吸引手段によって近接対向部の内側に配設された吸引口から吸引を行うことで、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んできた空気は、吸引口から吸引され、それより内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が吸引口よりも内側に流れ込むことを防止でき、吸引口よりも内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００２７】
また、吸引口からの吸引により、吸引口の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることも防止することができる。
【００２８】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも吸引口からの吸引を行っておけば、吸引口の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が吸引口より内側に入り込むことを防止することができる。
【００２９】
なお、リップシール手段と吸引手段とを備える場合には、近接対向部とリップシール手段との間に吸引手段の吸引口を配設することで、リップシール手段から発生したパーティクルが吸引口より外側に漏れ出ることを防止することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、気体吹き出し手段によって近接対向部またはそれより外側に配設された気体吹き出し口から清浄な気体を吹き出すことで、近接対向部付近が清浄な気体でパージされて、近接対向部付近が清浄な気体で遮断され、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間には、気体吹き出し口から吹き出された清浄な空気が流れ込む。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間へ流れ込むことを防止でき、駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００３１】
また、基板保持回転手段の非回転時にも気体吹き出し口から気体の吹き出しを行っておけば、近接対向部付近に清浄な気体による気体のカーテンが形成され、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間に入り込むことを防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図であり、図２は要部の拡大縦断面図、図３はスピンベースの底面を下方から見た図、図４はベース部の平面図である。
【００３３】
この実施例装置は、基板Ｗを保持して回転させる基板保持回転手段に相当するスピンチャック１を備えている。図に示すスピンチャック１は、電動モーター２の回転によって鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転可能な回転軸３の上端部に一体回転可能にスピンベース４が連結され、スピンベース４の上面に３個以上の保持部材５が設けられている。そして、保持部材５によって基板Ｗの外周部の３箇所以上を保持し、保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【００３４】
なお、この実施例装置が、例えば、洗浄乾燥装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに洗浄液を供給して洗浄処理が行われ、洗浄処理の後、保持部材５に保持した基板Ｗを高速回転させて乾燥処理が行われる。また、この装置が塗布膜（例えば、レジスト膜）の塗布装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに塗布液を供給して塗布処理が行われる。さらに、この装置が現像装置であれば、保持部材５に保持した基板Ｗを回転させながら、図示しないノズルなどから基板Ｗに現像液を供給して基板Ｗに現像液を液盛りし、基板の回転を停止して現像処理が行われる。なお、その他の基板処理を行う基板処理装置であっても、回転シール機構を必要とする基板処理装置であれば、本発明は同様に適用することができる。
【００３５】
この装置は、非回転部であるベース部６によって、スピンチャック１で保持した基板Ｗに対して基板処理を行う処理空間７と、電動モーター２などの駆動部品を配設する処理外空間８とを分離している。そして、回転シール機構１０によって、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能に処理空間７と処理外空間８との間をシールするようにしている。
【００３６】
以下、本発明の要部である回転シール機構１０の詳細な構成を説明する。
この第１実施例装置の回転シール機構１０は、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状（リング状）の近接対向部１１と、近接対向部１１のスピンチャック１側（スピンベース４）に設けられ、高さＦｈが近接対向部１１の幅Ｂ１よりも低く、かつ、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部１１の内側から外側に向かう羽根１２と、近接対向部１１の内側に設けたリップシール手段に相当するリップシール機構１３と、近接対向部１１の内側に吸引口１４ａが配設された吸引手段に相当する吸引機構１４と、近接対向部１１に気体吹き出し口１５ａが配設された気体吹き出し手段に相当する気体吹き出し機構１５とを備えている。
【００３７】
近接対向部１１は、スピンチャック１側（スピンベース４の底面）に設けられた平面視で環状（リング状）の羽根形成面１１ａと、ベース部６側（ベース部６の上面）に設けられた平面視で環状（リング状）の対向面１１ｂとが近接して対向されている。
【００３８】
この近接対向部１１の幅Ｂ１は、羽根１２の高さＦｈよりも若干広く（Ｂ１＝Ｆｈ＋α）なるように設定している。後述するようにＦｈは１mmないし３mmに設定されている。また、αは羽根１２がベース部６側の対向面１１ｂと非接触で回転し得る幅であり、αとしては、例えば、０．５mmないし１mm程度の幅を設けている。従って、近接対向部１１の幅Ｂ１は、１．５mmないし４mm程度の範囲に設定されている。
【００３９】
羽根１２は、スピンチャック１側の羽根形成面１１ａに形成されている。図３では、４つの羽根１２を、羽根形成角度θを約９０°として、周方向に均等に設けているが、羽根１２の数や羽根形成角度θは図に示す構成に限定されない。基板処理時のスピンチャック１の回転速度などに応じて、より高いシール効果が得られる羽根１２の数や羽根形成角度θを選択すればよい。なお、本発明者が、スピンチャック１を２０００rpm 以上の回転速度で実験したときには、図３に示す羽根１２の構成を含むいくつかの構成の中で図３に示す羽根１２の構成が最も効果が高かった。
【００４０】
リップシール機構１３は、従来の回転シール機構１００のリップシール機構と同様の構成を有している。すなわち、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状の近接対向部１３ａにおいて、スカート状のリップシール部材１３ｂをスピンチャック１側（スピンベース４の底面）に取り付け、スピンチャック１が回転される間、リップシール部材１３ｂがベース部６側（ベース部材６の上面）に設けられた摺動面１３ｃを摺動しながら回転して近接対向部１３ａの隙間を塞いだ状態を維持し、ベース部６に対してスピンチャック１が回転可能にリップシール機構１３の内側と外側との間をシールする。なお、リップシール部材１３ｂをベース部６側に設け、摺動面１３ｃをスピンチャック１側に設けてもよい。
【００４１】
リップシール部材１３ｂは、例えば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）やバイトン（フッ素系ゴム）などの適宜のゴム材などで形成されるが、特に、基板処理に薬液を用いるような場合には、リップシール部材１３ｂに耐薬性を持たせるために、バイトンなどの耐薬性の材料で形成される。
【００４２】
また、スピンチャック１の回転によってリップシール部材１３ｂと摺動面１３ｃとの摺動を継続していると、リップシール部材１３ｂや摺動面１３ｃが発熱して基板処理に悪影響を与えることも考えられる。そこで、本実施例では、摺動面１３ｃを含む摺動部位１３ｄをセラミックで形成して熱を逃がして発熱を抑制する。
【００４３】
吸引機構１４の吸引口１４ａは、ベース部６の上面側の、近接対向部１１とリップシール機構１３との間に配設されている。吸引口１４ａは、例えば、平面視でリング状の溝で形成されている。この吸引口１４ａの底部に複数の吸引路１４ｂの先端が連通され、吸引路１４ｂを介して吸引ポンプ１４ｃなどに連通されて、吸引口１４ａから周方向の全周にわたって吸引が行える。吸引の実行と停止は、吸引路１４ｂに設けられた開閉弁１４ｄの開閉制御により行われる。
【００４４】
気体吹き出し機構１５の気体吹き出し口１５ａは、ベース部材６の上面側の対向面１１ｂの略中央部に配設されている。この気体吹き出し口１５ａも、例えば、平面視でリング状の溝で形成されている。この気体吹き出し口１５ａの底部に複数の気体供給路１５ｂの先端が連通され、気体供給路１５ｂを介して気体供給源１５ｃなどに連通されて、気体吹き出し口１５ａから近接対向部１１の間の隙間に、周方向の全周にわたって清浄な気体が吹き出せる。気体の吹き出しとその停止は、気体供給路１５ｂに設けられた開閉弁１５ｄの開閉制御により行われる。なお、吹き出す気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスが好ましいが、クリーンエアーなどであってもよい。また、気体吹き出し口１５ａから吹き出す気体の清浄度を高めるために、気体供給路１５ｂにフィルターを付設してもよい。
【００４５】
次に、上記構成を有する実施例装置の動作を説明する。
保持部材５によって基板Ｗを保持すると、電動モーター２を駆動してスピンチャック１とともに保持した基板Ｗを回転させながら所定の基板処理が行われる。
【００４６】
スピンチャック１を回転させると、それに伴って、スピンチャック１側に設けられた羽根１２が回転される。
【００４７】
上述したようにこの羽根１２は、近接対向部１１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部１１の内側から外側に向かうように設けられているので、図３に示すように、羽根１２の回転方向に向く面１２ａが案内面となって、この案内面１２ａに案内されて、図３の二点鎖線の矢印ＡＹに示すように、近接対向部１１の外側（処理空間７側）の空気が近接対向部１１の内側（処理外空間８側）に流れ込んでくる。すなわち、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１では、その外側の処理空間７からその内側の処理外空間８に向かう気流ＡＹが形成されるので、近接対向部１１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００４８】
また、羽根１２の高さＦｈを近接対向部１１の幅Ｂ１よりも低く（Ｆｈ＜Ｂ１）しているので、羽根１２とベース部６とは非接触となり、羽根１２が回転してもベース部６と摺動することがなく近接対向部１１からパーティクルが発生することもない。
【００４９】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構１０を実現することができる。
【００５０】
ところで、羽根１２の高さＦｈを１mm未満と低くし過ぎると、羽根１２が回転しても近接対向部１１に十分な気流が形成されず、スピンチャック１（羽根１２）の回転時の十分なシール効果が期待できない。また、羽根１２の高さＦｈを高くしていけばそれだけ、羽根１２の回転時に近接対向部１１に強い気流が形成され、スピンチャック１（羽根１２）の回転時の良好なシール効果が期待できるが、羽根１２の高さＦｈが３mmを越すと、近接対向部１１に形成される近接対向部１１の外側と内側との各羽根１２間の連通部分１２ｂが広くなり過ぎて、スピンチャック１（羽根１２）を回転させていない非回転時に、近接対向部１１の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出易くなり、スピンチャック１（羽根１２）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。従って、羽根１２の高さＦｈを１mmないし３mmとすることにより、スピンチャック１の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できる回転シール機構１０を実現することができる。
【００５１】
また、上記第１実施例装置では、羽根１２以外にもリップシール機構１３、吸引機構１４、気体吹き出し機構１５を備えたことでさらに以下の効果が得られる。
【００５２】
まず、リップシール機構１３を備えたことにより、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側に流れ込んでくる空気は、近接対向部１１の内側に備えたリップシール機構１３によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール機構１３よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール機構１３の内側に配設した電動モーター２などの駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができ、駆動部品を耐薬性などで構成することなく、処理液（薬液）雰囲気による駆動部品の故障や寿命の短期化などを防止することができる。
【００５３】
また、リップシール機構１３からパーティクルが発生しても、近接対向部１１の外側から内側に向かう気流ＡＹによって、リップシール機構１３から発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることが防止される。
【００５４】
さらに、スピンチャック１の非回転時には、リップシール部材１３ｂが摺動面１３ｃに接触している。従って、スピンチャック１の非回転時にも、リップシール機構１３によってリップシール機構１３の外側と内側とがシールされるので、リップシール機構１３の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）がリップシール機構１３より内側に入り込むことを防止することができる。
【００５５】
従って、近接対向部１１の内側にリップシール機構１３を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００５６】
また、吸引機構１４によって近接対向部１１の内側に配設された吸引口１４ａから吸引を行うことで、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側に流れ込んできた空気は、吸引口１４ａから吸引され、それより内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が吸引口１４ａよりも内側に流れ込むことを防止でき、吸引口１４ａよりも内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００５７】
また、吸引口１４ａからの吸引により、吸引口１４ａの内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることも防止することができる。
【００５８】
さらに、スピンチャック１の非回転時にも吸引口１４ａからの吸引を行っておけば、吸引口１４ａの内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）が吸引口１４ａより内側に入り込むことを防止することができる。
【００５９】
なお、リップシール機構１３と吸引機構１４とを備える場合には、上記実施例装置のように、近接対向部１１とリップシール機構１３との間に吸引機構１４の吸引口１４ａを配設することで、リップシール機構１３から発生したパーティクルが吸引口１４ａより外側に漏れ出ることを防止することができる。
【００６０】
従って、上記吸引機構１４を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００６１】
また、気体吹き出し機構１５によって近接対向部１１に配設された気体吹き出し口１５ａから清浄な気体を吹き出すことで、近接対向部１１付近が清浄な気体でパージされて、近接対向部１１付近が清浄な気体で遮断され、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部１１の外側の処理空間７から近接対向部１１の内側には、気体吹き出し口１５ａから吹き出された清浄な気体が流れ込む。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気が近接対向部１１の内側の処理外空間８へ流れ込むことを防止でき、駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００６２】
また、スピンチャック１の非回転時にも気体吹き出し口１５ａから気体の吹き出しを行っておけば、近接対向部１１付近に清浄な気体による気体のカーテンが形成され、近接対向部１１の内側で発生したパーティクルが近接対向部１１の外側の処理空間７に漏れ出ることや、近接対向部１１の外側の処理空間７内の雰囲気（処理液雰囲気など）が近接対向部１１の内側に入り込むことを防止することができる。
【００６３】
従って、上記気体吹き出し機構１５を備えたことによって、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施例装置の構成を図５ないし図７を参照して説明する。図５は本発明の第２実施例装置の全体構成を示す縦断面図であり、図６は要部の拡大縦断面図、図７はスピンチャックの底面を下方から見た図である。
【００６５】
この第２実施例装置の回転シール機構２０は、上記第１実施例装置の羽根１２に代えて、スピンチャック１とベース部６とが近接して対向する環状（リング状）の近接対向部２１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部２１の内側から外側に向かう溝２２を設けたものである。
【００６６】
この第２実施例装置の近接対向部２１は、スピンチャック１側（スピンベース４の底面）に設けられた平面視で環状（リング状）の溝形成面２１ａと、ベース部６側（ベース部６の上面）に設けられた平面視で環状（リング状）の対向面２１ｂとが近接して対向されている。
【００６７】
この近接対向部２１の幅Ｂ２は、スピンチャック１が回転されるときに、溝形成面２１ａと対向面２１ｂとが接触しない幅であり、Ｂ２としては、例えば、０．５mmないし１mm程度の幅を設定している。
【００６８】
溝２２は、スピンチャック１側の溝形成面２１ａに形成されている。溝２２についても、上記第１実施例装置の羽根１２と同様に、溝２２の数や溝の形成角度などは、基板処理時のスピンチャック１の回転速度などに応じて、より高いシール効果が得られる構成を選択すればよい。
【００６９】
その他の構成は上記第１実施例と同様であるので、共通する部分は図１ないし図４と同一符号を付してその詳述を省略する。
【００７０】
この第２実施例装置では、スピンチャック１を回転させると、それに伴って、スピンチャック１側に設けられた溝２２が回転される。
【００７１】
上述したようにこの溝２２は、近接対向部２１のスピンチャック１側に、スピンチャック１の回転方向ＲＨに沿って近接対向部２１の内側から外側に向かうように設けられているので、図７に示すように、溝２２の回転方向に向かう面２２ａが案内面となって、この案内面２２ａに案内されて、図７の二点鎖線の矢印ＡＹに示すように、近接対向部２１の外側（処理空間７側）の空気が近接対向部２１の内側（処理外空間８側）に流れ込んでくる。すなわち、スピンチャック１を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部２１では、その外側の処理空間７からその内側の処理外空間８に向かう気流ＡＹが形成されるので、近接対向部２１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００７２】
また、近接対向部２１ではスピンチャック１側の溝形成面２１ａとベース部６側の対向面２１ａとが不接触で回転可能な幅Ｂ２で近接しており、溝２２の底面とベース部６側の対向面２１ａとの間の距離はこの近接対向部２１の幅Ｂ２よりもさらに長いので、近接対向部２１で摺動する部分がなく、近接対向部２１からパーティクルが発生することもない。
【００７３】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構２０を実現することができる。
【００７４】
ところで、溝２２の深さＭｄを１mm未満と浅くし過ぎると、溝２２が回転しても近接対向部２２に十分な気流ＡＲが形成されず、スピンチャック１（溝２２）の回転時の十分なシール効果が期待できない。また、溝２２の深さＭｄを深くしていけばそれだけ、溝２２の回転時に近接対向部２１に強い気流が形成され、スピンチャック１（溝２２）の回転時の良好なシール効果が期待できるが、溝２２の深さＭｄが３mmを越すと、近接対向部２１に形成される近接対向部２１の外側と内側との溝２２による連通部分２２ｂが広くなり過ぎて、スピンチャック１（溝２２）を回転させていない非回転時に、近接対向部２１の内側の処理外空間８で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出易くなり、スピンチャック１（溝２２）の非回転時のシール効果が低下することが懸念される。従って、溝２２の深さＭｄを１mmないし３mmとすることにより、スピンチャック１の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できる回転シール機構２０を実現することができる。
【００７５】
なお、図７では、各溝２２は、溝形成面２１ａの外側と内側とを貫通させるように形成したが、例えば、図８に示すように、溝形成面２１ａの内側部分で閉塞するように各溝２２を形成してもよい。
【００７６】
図８の構成の溝２２によれば、溝２２の案内面２２ａに案内されて、近接対向部２１の外側から内側に向かって流れ込んできた空気ＡＹは、溝形成面２１ａの内側の閉塞面２２ｃで圧力が高められて溝形成面２１ａと対向面２１ｂとの間の隙間に吹き出てくることになる。その結果、近接対向部２１の内側部分で空気のカーテンが形成され、近接対向部２１の内側で発生したパーティクルが近接対向部２１の外側の処理空間７に漏れ出ることを防止することができる。
【００７７】
その他、リップシール機構１３、吸引機構１４、気体吹き出し機構１５による作用効果は上述した第１実施例装置と同様であるのでその説明は省略する。
【００７８】
以上のように、この第２実施例装置によっても、上記第１実施例装置と同様の効果が得られる。
【００７９】
なお、上記第１、第２実施例装置では、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２に加えて、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とを付設しているが、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とは省略してもよい。
【００８０】
すなわち、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２だけを備えて回転シール機構１０または２０を構成してよい。このような構成であっても、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができるスピンチャック１とベース部６との間の良好な回転シール機構１０、２０を実現することができる。
【００８１】
この種の基板処理装置の回転シール機構は、処理外空間８で発生したパーティクルが処理空間７に漏れ出ることを防止し得ることが必須の機能である。基板処理に処理液を用いない場合には、処理空間７の雰囲気が処理外空間８に流れ込むことを考慮する必要はないし、基板処理に処理液を用いる場合でも、駆動部品を耐薬性などで構成して耐久性を持たせることで、駆動部品は保護することが可能である。しかしながら、処理外空間８で発生したパーティクルが処理空間７に漏れ出ることが防止できなければ、基板処理の処理精度が低下し、装置の信頼性を左右することになる。
【００８２】
従って、本発明の回転シール機構１０、２０は、近接対向部１１と羽根１２、または、近接対向部２１と溝２２を備えた構成を基本構成とし、その基本構成に対してリップシール機構１３や吸引機構１４、気体吹き出し機構１５を必要に応じて付加すればよい。
【００８３】
また、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５とは、全て備えている必要はなく、いずれか１つの機構、または、いずれか２つの機構を選択的に付加してもよい。
【００８４】
なお、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５の少なくとも１つの機構を付加することで、駆動部品を耐薬性などで構成することなく、処理液（薬液）雰囲気による駆動部品の故障や寿命の短期化などを防止することができる。駆動部品を耐薬性などで構成すれば、大幅なコスト高になるが、リップシール機構１３と吸引機構１４と気体吹き出し機構１５の少なくとも１つの機構を付加することで、基板処理に処理液を用いる場合に、低コストで駆動部品を保護することができる。
【００８５】
なお、上記各実施例では、気体吹き出し機構１５の気体吹き出し口１５ａを近接対向部１１、２１に配設したが、図９に示すように、気体吹き出し口１５ａを近接対向部１１、２１よりも外側に配設してもよい。このような構成でも第１実施例装置で説明した気体吹き出し機構１５による作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
また、羽根１２はスピンベース４と一体的に設けてもよいし、羽根１２を形成したリング状の部材をスピンベース４に取り付けてもよい。溝２２も同様に、スピンベース４に直接設けてもよいし、溝２２を形成したリング状の部材をスピンベース４に取り付けてもよい。
【００８７】
さらに、上記各実施例では、保持部材５で基板Ｗの外周部を保持するいわゆるメカニカル式のスピンチャック１を基板保持回転手段とした装置を例に採ったが、例えば、基板Ｗの下面の回転中心を含む所定範囲を真空吸着保持する真空吸着式のスピンチャックを基板保持回転手段とした装置であっても本発明は同様に適用することができる。
【００８８】
また、本発明は、半導体ウエハのような円形基板を保持して回転させながら所定の基板処理を行う基板処理装置の回転シール機構としても適用することができるし、液晶表示器用のガラス基板のような角型基板を保持して回転させながら所定の基板処理を行う基板処理装置の回転シール機構としても適用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かう羽根を設け、この羽根は、基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該羽根における基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、近接対向部の外側から内側に向かう気流を生じさせるものとしているので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成され、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００９０】
また、羽根の高さを近接対向部の幅よりも低くしているので、羽根とベース部とは非接触となり、羽根が回転してもベース部と摺動することがなく近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００９１】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができる基板保持回転手段とベース部との間の良好なシール手段を実現することができる。
【００９２】
請求項２に記載の発明によれば、羽根の高さを１mmないし３mmにしたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００９３】
請求項３に記載の発明によれば、基板保持回転手段とベース部とが近接して対向する環状の近接対向部の基板保持回転手段側に、基板保持回転手段の回転方向に沿って近接対向部の内側から外側に向かう溝を設け、この溝は、基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該溝における基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、近接対向部の外側から内側に向かう気流を生じさせるものとしているので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部では、その外側の処理空間からその内側の処理外空間に向かう気流が形成され、近接対向部の内側の処理外空間で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止することができる。
【００９４】
また、近接対向部では基板保持回転手段とベース部とが非接触であり、溝の底面とベース部との間の距離はこの近接対向部の幅よりもさらに長いので、近接対向部で摺動する部分がなく、近接対向部からパーティクルが発生することもない。
【００９５】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下を防止することができる基板保持回転手段とベース部との間の良好なシール手段を実現することができる。
【００９６】
請求項４に記載の発明によれば、溝の深さを１mmないし３mmにしたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても十分なシール効果が期待できるシール手段を実現することができる。
【００９７】
請求項５に記載の発明によれば、近接対向部の内側にリップシール手段を備えたので、基板保持回転手段を回転させて所定の基板処理を行っている間、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に流れ込んでくる空気は、リップシール手段によってそれよりも内側に流れ込むことが防止される。従って、基板処理で薬液を含む適宜の処理液を用いる場合でも、処理空間に漂う処理液（薬液）雰囲気がリップシール手段よりも内側に流れ込むことを防止でき、リップシール手段より内側に配設した駆動部品が処理液（薬液）雰囲気にさらされることを防止することができる。
【００９８】
また、リップシール手段からパーティクルが発生しても、近接対向部の外側の処理空間から近接対向部の内側の処理外空間に向かう気流によって、リップシール手段から発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることを防止でき、リップシール手段を用いていてもパーティクルによる基板処理の処理精度の低下を起こすことがない。
【００９９】
さらに、基板保持回転手段の非回転時にも、リップシール手段によってリップシール手段の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気がリップシール手段より内側に入り込むことを防止することができる。
【０１００】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【０１０１】
請求項６に記載の発明によれば、近接対向部の内側に吸引口が配設された吸引手段を備えたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が吸引口より内側に入り込むことを防止することができる。
【０１０２】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【０１０３】
請求項７に記載の発明によれば、近接対向部またはそれより外側に気体吹き出し口が配設された気体吹き出し手段を備えたので、基板保持回転手段の回転時及び非回転時のいずれにおいても、近接対向部の内側で発生したパーティクルが近接対向部の外側の処理空間に漏れ出ることや、近接対向部の外側の処理空間内の雰囲気が近接対向部の内側の処理外空間に入り込むことを防止することができる。
【０１０４】
従って、パーティクルによる基板処理の処理精度の低下と、駆動部品が処理液雰囲気にさらされることの双方の不都合を好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例装置の要部の拡大縦断面図である。
【図３】第１実施例装置のスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図４】第１実施例装置のベース部の平面図である。
【図５】本発明の第２実施例装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】第２実施例装置の要部の拡大縦断面図である。
【図７】第２実施例装置のスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図８】第２実施例装置の変形例の溝を備えたスピンベースの底面を下方から見た図である。
【図９】気体吹き出し口の配設位置を変更した変形例の構成を示す要部縦断面図である。
【図１０】従来装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図１１】従来の回転シール機構の構成を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１：スピンチャック
２：電動モーター
６：ベース部
１０、２０：回転シール機構
１１、２１：近接対向部
１２：羽根
１３：リップシール機構
１４：吸引機構
１４ａ：吸引口
１５：気体吹き出し機構
１５ａ：気体吹き出し口
２２：溝
Ｗ：基板
Ｆｈ：羽根の高さ
Ｍｄ：溝の深さ
Ｂ１、Ｂ２：近接対向部の幅
Claims (7)
- 基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、
を備え、
前記シール手段は、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、
前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、高さが前記近接対向部の幅よりも低く、かつ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう羽根と、
を備え、
前記羽根は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該羽根における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものである
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記羽根の高さが１mmないし３mmであることを特徴とする基板処理装置。 - 基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側に配設された非回転なベース部と、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部材との間をシールするシール手段と、
を備え、
前記シール手段は、
前記基板保持回転手段の基板を保持している側とは反対側と前記ベース部とが近接して対向する環状の近接対向部と、
前記近接対向部の前記基板保持回転手段側に設けられ、前記基板保持回転手段の回転方向に沿って前記近接対向部の内側から外側に向かう溝と、
を備え、
前記溝は、前記基板保持回転手段の回転に伴って回転される際に、当該溝における前記基板保持回転手段の回転軸に向く面が案内面となって、前記近接対向部の前記外側から前記内側に向かう気流を生じさせるものである
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項３に記載の基板処理装置において、
前記溝の深さが１mmないし３mmであることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側にリップシール手段を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記シール手段はさらに前記近接対向部の内側に吸引口が配設された吸引手段を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記シール手段はさらに前記近接対向部またはそれより外側に気体吹き出し口が配設された気体吹き出し手段を備えたことを特徴とする基板処理装置。
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| JP26309098A JP3712327B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 基板処理装置 |
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