JP3916435B2 - 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、液晶表示器用のガラス基板や半導体ウェハなどの基板を水平面内で回転させながら洗浄処理や乾燥処理などの所要の処理を施す基板処理装置に係り、特にサイズの大きな基板を処理するのに適した基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平９−３３０９０４号公報に開示された装置を図９を参照して説明する。
この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に薬液処理、洗浄処理、乾燥処理をその順に施す装置である。この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する回転支持板１０１を備えている。回転支持板１０１は平面視で円形状の平板であって、その上面に基板Ｗの外周縁に係合して基板Ｗを支持する複数個の駆動ピン１０２が立設されている。
【０００３】
回転支持板１０１の回転中心部に開口１０１ａがあり、この開口１０１ａに筒軸１０３が連結固定されている。この筒軸１０３はベルト機構１０４を介してモータ１０５に連結されている。筒軸１０３の中心に沿って液ノズル１０６が配設されており、この液ノズル１０６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル１０６は薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されるようになっている。また、筒軸１０３と液ノズル１０６との間隙は窒素ガスなどの不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００４】
基板Ｗを挟んで回転支持板１０１に平行に対向するように上部回転板１０７が配設されている。この上部回転板１０７も回転支持板１０１と同様に平面視で円形状の平板である。回転支持板１０１と同様に、上部回転板１０７の回転中心部に開口１０７ａがあり、この開口１０７ａに筒軸１０８が連結固定されている。この筒軸１０８はモータ１０９の出力軸に連結されている。筒軸１０８の中心に沿って液ノズル１１０が配設されており、この液ノズル１１０の先端が基板Ｗの上面中心部に臨んでいる。液ノズル１０６の場合と同様に、液ノズル１１０も薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されており、また、筒軸１０８と液ノズル１１０との間隙は不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００５】
そして、上下に平行に配置された回転支持板１０１と上部回転板１０７を囲むようにカップ１１１が配設されており、このカップ１１１の底部に排気管１１２が連通接続されている。
【０００６】
以上のように構成された基板処理装置においては、次にように基板処理が行われる。
まず、上部回転板１０７が上方に退避した状態で、回転支持板１０１に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは駆動ピン１０２によって支持される。続いて、上部回転板１０７が回転支持板１０１に対向する位置（図９の状態）にまで下降する。この状態でモータ１０５および１０９が始動して、回転支持板１０１および上部回転板１０７をそれぞれ同期して回転する。回転支持板１０１の回転に伴って、その回転力が駆動ピン１０２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転支持板１０１および上部回転板１０７と同期して回転する。基板Ｗの回転数が所定値に達すると、上下の開口１０１ａ、１０７ａから不活性ガスを導入しながら、上下の液ノズル１０６、１１０から薬液および洗浄液をその順に供給して、基板Ｗの表裏面の処理を行う。基板Ｗの薬液処理および洗浄処理が終わると、基板Ｗを回転させながら不活性ガスだけを導入して、基板Ｗの乾燥処理を行う。
【０００７】
このように薬液処理から乾燥処理までの間、回転支持板１０１と上部回転板１０７とで区画された偏平な処理空間Ｓ内で基板Ｗが処理される。基板Ｗに供給された薬液や洗浄液は不活性ガスとともに、回転支持板１０１および上部回転板１０７の回転による遠心力によって外方に追いやられて処理空間Ｓの外周端から排出され、カップ１１１の底部に連通する排気管１１２から排出される。このとき基板Ｗから振り切られた薬液や洗浄液がカップ１１１の内面に当たって飛散したとしても、基板Ｗの上下は回転支持板１０１と上部回転板１０７に覆われているので、薬液や洗浄液のミストで基板Ｗが汚染されることがない。また、処理空間Ｓからは不活性ガスが絶えず噴出しているので、ミストが処理空間Ｓ内に侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【０００８】
即ち、液処理の場合は、処理中の基板Ｗの端縁から振り切られた液滴がカップ１１１などで跳ね返っても、上下の板部材で遮断されて基板Ｗに再付着するのが防止でき、周囲に浮遊している処理液のミストなども遮断されて基板Ｗに再付着するのが防止できる。また、乾燥処理の場合は、処理中の基板Ｗと周囲の雰囲気とが遮蔽され、基板Ｗへの周囲の雰囲気の影響を防止できる。このように基板Ｗの表面と裏面にそれぞれ近接配置させた２つの板部材は基板Ｗを支持すると共に遮蔽部材として機能する。
【０００９】
【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。飛散する処理液のミストの大部分は基板を取り囲むように設けられたカップ１１１によって捕らえられ、装置の周囲には及ばないようになっている。しかしながら、近年の半導体ウェハなどの基板の大径化に伴い、処理液の供給量も多くなり、例えば洗浄処理後の回転乾燥処理の初期において、基板上に付着している液滴を多くすることとなった。そのため、カップ１１１から跳ね返る液滴が多くなり、浮遊するミストの増大を招いていた。
【００１０】
浮遊する処理液のミストは、上部回転板１０７の上面に付着してパーティクル発生の原因となっていた。特に、付着した処理液がレジストのような薬液の場合は、容易に取り除くことが難しいために、それらに付着したパーティクルについてはほとんどを除去することができない。
【００１１】
そこで、処理カップ１１１の上方からダウンフローを供給して、ミストを処理カップ１１１の底部の排気管１２より排出するようにしている。しかしながら、装置の大型化に伴い処理カップ１１１内の雰囲気制御を、ダウンフローやカップ内排気で十分に行うには、相応に大容量の給排気装置を必要としていた。
【００１２】
さらに、上述のように上部回転板１０７を用いている装置においては、上部回転板１０７の上方に浮遊するミストをダウンフローで処理カップ１１１の底部に導く上で次のような問題があった。すなわち、上方から上部回転板１０７の上面に向かう気流に乗って、ミストが上部回転板１０７の上面に付着することを助長していた。これを防止するには、処理カップ１１１の上部開口を狭めることが考えられるが、処理カップ１１１が処理空間Ｓに近づくと、処理空間Ｓから排出される処理液の勢いが減衰されず、処理カップ１１１の内壁面における跳ね返りが多くなり問題の解決にはならなかった。
【００１３】
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、表面に処理液が供給された基板を回転させて処理を行う基板処理装置において、浮遊するミストによる影響のない基板処理装置を提供することを主たる目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、表面に処理液が供給された基板を回転させて、その当該基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、基板を略水平に保持した状態で基板を回転させる回転処理部と、前記回転処理部に基板を介して対向しながら前記回転処理部の上方で昇降移動可能に配置され、処理位置に位置決めされることで基板上面の少なくとも周縁領域をリング状に覆う上部遮蔽部と、前記回転処理部の周囲を覆うように配置され、上部の中央付近に開口を有するとともに、基板の回転に伴って基板表面から振り切られる処理液を受ける処理室と、前記処理室内の空間を前記回転処理部の上方の第一空間と、残りの第二空間とに遮蔽する前記上部遮蔽部の上方に配置された仕切手段と、前記処理位置と前記処理位置の上方の退避位置との間で前記上部遮蔽部を昇降移動させるとともに、前記上部遮蔽部と一体的に前記仕切手段を昇降移動させる昇降機構とを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【００１５】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の基板処理装置においては、処理室内の空間が回転処理部の上方の第一空間と、残りの第二空間とに仕切手段によって遮蔽される。その結果、回転処理部から発生するミストが第一空間に浮遊することが防止される。そのため、上部遮蔽部へのミスト付着が無くなる。また、処理室の雰囲気制御は第二空間のみを対象として構成すればよく、処理室全体を対象とする大型機構を設けなくとも良い。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間の気圧を、前記第二空間の気圧より高くすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、第一空間の気圧を第二空間の気圧より高くする。この発明によれば、仮に仕切手段を厳密に構成しなくとも、気圧差で第二空間から第一空間への雰囲気の移動を防止することができる。その結果、ミストの飛散が確実に防止できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間にダウンフローを供給する送風手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、第一空間にダウンフローが供給される。それにより、第一空間は気圧が高くなり、第二空間からのミストを含んだ雰囲気の流入を防止できる。即ち、ダウンフローという簡単な構成でミストの飛散が確実に防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
＜第１実施例＞
本発明の実施の形態を、基板の一例として液晶表示器用のガラス基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。ただし、本発明は、ガラス基板の処理に限らず、円形の各種の基板の処理にも適用することができる。また、本発明が適用できる基板処理は、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものだけに限らず、単一の処理を行うものや、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものなどにも適用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態としての基板処理装置が配置された基板処理システムの構成を示す概略斜視図である。
この基板処理システム１では、一方の端部にＬＣＤ用ガラス基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を基板処理装置２に搬入出する移載装置３が配置される。この移載装置３の、一端に基板Ｗを収容する複数のカセット４が載置可能に構成されたカセットステーション５が設けられており、このカセットステーション５の側方には、カセット４から処理工程前の一枚ずつ基板Ｗを取出しと共に、処理工程後の基板Ｗをカセット４内に１枚ずつ収容する搬送アーム６を備えた基板搬送装置７とが備えられている。
【００２２】
カセットステーション５の載置部８は、基板Ｗを２５枚収納したカセット４を複数個載置できる構成になっている。基板搬送装置７は、水平、昇降（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に移動自在でると共に、かつ鉛直軸を中心に回転（θ方向）できるように構成されている。
【００２３】
次に基板処理装置２の構成について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この基板処理装置２は、密閉されたハウジング１０内が上下に区画され、上室１１と、その下方に位置する処理室１２より構成される。
【００２４】
処理室１２は、基板Ｗを保持し処理する回転支持部２０、それらを回転する駆動部３０、回転支持部２０の上側で処理空間Ｓを形成し遮蔽する上部遮蔽部４０、基板Ｗから振り切られる液体を回収するカップ部５０を収納する。上室１１は、基板Ｗの上面を処理する洗浄機構６０、基板Wに超音波洗浄を洗浄を行う超音波洗浄機構７０、上部遮蔽部４０を昇降させる昇降機構８０、ハウジング１０内にダウンフローを供給する送風機構９０を収納する。
【００２５】
回転支持部２０は、上平面視でドーナツ状の回転支持板２１に、基板Ｗを下面から支える支持ピン２２と駆動ピン２３が立設されて構成されている。駆動ピン２３は、図３に示すように基板Wの４角部に対応して２個ずつ配置される。なお、図２では、図面が煩雑になることを避けるために、２個の駆動ピン２３のみを示している。駆動ピン２３は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持部２３ａと支持部２３ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗの移動を規制する案内立ち上がり面２３ｂとを備えている。基板Ｗは、この回転支持板２１に水平姿勢で保持される。
【００２６】
駆動部３０は、回転支持板２１の回転中心の開口２４に連結して設けられている。そして、この開口２４に連通するように、回転支持板２１の下面に接続される筒軸３１と、この筒軸３１をベルト機構３２を介して回転するモータ３３とから構成されている。モータ３３を駆動することによって、筒軸３１、回転支持板２１とともに、保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯周りで回転させる。この回転支持部２０と駆動部３０が、本発明の回転処理部に相当する。
【００２７】
また、筒軸３１は中空を有する筒状の部材で構成され、中心に沿って液ノズル３４が配設されており、この液ノズル３４の内部中心に液体供給路３５が、その液体供給路３５と平行して側部に気体供給路３６が形成される。液ノズル３４の先端部は断面Ｔ字状に形成され、平坦な上面の中央部に処理液のノズル孔３５ａと、気体の吐出口３６ａが開口される。この液ノズル３４の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。そしてノズル孔３５ａから基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。
【００２８】
液ノズル３４は、気液供給機構２００に連通接続されている。液体供給路３５には配管２０１が連通接続される。この配管２０１の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管２０２には薬液供給源２２２が連通接続され、他方の分岐配管２０３には純水供給源２２３が連通接続されている。各分岐配管２０２、２０３には開閉弁２１２、２１３が設けられていて、これら開閉弁２１２、２１３の開閉を切り換えることで、ノズル孔３５ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００２９】
また、気体供給路３６は、開閉弁２１４が設けられた配管２０４を介して気体供給源２２４に連通接続されていて、気体供給路３６の上端部の吐出口３６ａから回転支持板２１と基板Ｗの下面との間の空間に、清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガスなど）などの清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００３０】
筒軸３１は回転支持板２１の開口２４に臨んで延在し、回転支持板２１より上側に位置し排出口３７が開口される。そして、排出口３７において、この液ノズル３４の側面と筒軸３１内周面との間隙から大気圧雰囲気からのエアーが吐出される。すなわち、筒軸３１と液ノズル３４との間隙は流量調整弁２５１を介して配管２５０が大気圧雰囲気に開放されるよう構成されている。
【００３１】
この構成により、回転支持板２１が回転するとその遠心力で処理空間Ｓ内のエアーは排出され、回転中心に近いほど低圧状態となる。そのため、大気圧雰囲気に開放されている筒軸３１内部はポンプ効果によりエアーを吸入する。その際、流量調整弁２５１により吸引されるエアー量は処理空間Ｓ内の気圧状態を所望の状態に設定するように調整される。
【００３２】
モータ３３やベルト機構３２などは、この基板処理装置２の底板としてのベース部材１３上に設けられた円筒状のケーシング３８内に収容されている。このケーシング３８が、筒軸３１の外周面に軸受け３９１を介して接続され、筒軸３１を収納する状態となる。すなわち、モータ３３から回転支持板２１に接続する直前までの筒軸３１の周囲をケーシング３８で覆い、これに伴い筒軸３１に下方に取り付けられたモータ３３もカバーで覆った状態とする。さらに、駆動部３０の気密性を高めるため、ケーシング３８上面と回転支持板２１の下面の間を周方向に沿って設けられた略円形状のシール部３９２で密封する。
【００３３】
上部遮蔽部４０は、基板Ｗを挟んで回転支持板２１に対向するように上部回転板４１と、上部回転板４１の開口４１ａに配置される補助遮蔽板４５より構成される。そして、上部回転板４１の上部には後述する仕切手段３００が配置され、補助遮蔽板４５には後述する洗浄機構６０が併設される。
【００３４】
上部回転板４１は基板Ｗの周縁領域を覆うリング状を呈しており、中央部に大きな開口４１ａが開けられている。そして開口４１ａの周囲は立壁４１ｂが円筒状に立設されており、この立壁４１ｂ内に、開口４１ａを塞ぐように補助遮蔽板４５が上下移動自在に配置される。そして、上部回転板４１は押えピン４２を介して駆動ピン２３により支持され、回転支持板２１とで挟まれた処理空間Ｓを構成している。そして、押えピン４２は、逆凸形状を呈し、上部回転板４１下面に固定して取り付けられる。
【００３５】
上記の構成により、駆動ピン２３は押えピン４２とで上下に分離可能に構成されている。上部回転板４１が処理位置まで下降移動されたときに、押えピン４２が駆動ピン２３に嵌合することにより、上部回転板４１が回転支持板２１と一体回転可能に支持されるようになっている。つまり、駆動ピン２３は、上部回転板４１を回転支持板２１に着脱自在に支持する支持機構を兼ねている。また、この押えピン４２が基板Ｗの浮き上がりを防止する。
【００３６】
補助遮蔽板４５は、円板の中心の開口４６に洗浄機構６０が非接触に挿入配置されている。開口４６の上端にはプレート４７が延設され、その端部に昇降駆動手段４８が連設される。昇降駆動手段４８は公知のシリンダー等により構成され、後述する洗浄機構６０の支持アームに装着される。
【００３７】
この構成により、回転支持部２０が回転するとその遠心力で処理空間Ｓ内のエアーは排出され、回転中心に近いほど低圧状態となる。そのため、処理空間Ｓは補助遮蔽板４５と洗浄機構６０との間隙よりエアーを吸入する。その際、間隙は吸引されるエアー（気流）の流れに抵抗を与えて、処理空間Ｓ内に供給されるエアーの流量を制限する役目を担っている。そして、エアー量は処理空間Ｓ内の気圧状態を所望の状態に設定するように予め調整される。処理空間Ｓは、基板Ｗを挟んで下部と上部に区画され、上部に流入するエアー流量を規定することで上部の気圧を設定し、下部に流入するエアー流量を規定することで下部の気圧を設定する。この基板Ｗの上部と下部の気圧の設定で基板Ｗの回転処理中の浮き上がりや波打ちが抑制される。
【００３８】
カップ部５０は、処理室１２側壁とケーシング３８との間に配置される。そして、回転支持板２１と上部回転板４１との外周端に臨んで開口したリング状の排気カップ５１で構成され、以下の排液・排気構造を含む。排気カップ５１の底面５１ａに円筒状の仕切り壁５２が立設されていて、この仕切り壁５２によって各々平面視で略ドーナツ形状の第１の排液槽５３ａ、第２の排液槽５３ｂが形成され、その内部空間が排液と排気を兼ねる。
【００３９】
次に図４と図５を参照して更に詳細に説明する。図４は排気カップ５１の平面図、図５は排気カップ５１の一部断面側面図である。第１の排液槽５３ａの底面５１ａには廃棄ドレインにより排液・排気手段５００に連通接続された第１の排液口５４ａが設けらている。この第１の排液口５４ａの基板Ｗ回転方向Ｆの下流側には第１の排気口５５ａが設けられおり排液・排気手段５００に連通接続される。この第１の排気口５５ａの上方を覆うように第１のスカート部５６ａが配設される。
【００４０】
第１のスカート部５６ａは、排気カップ５１の内周壁５１ｂと仕切り壁５２との間に渡って配設され、第１の排気口５５ａの上方から基板回転方向Ｆの下流側に向かって下方へ傾斜し、その下端が次の第１の排液口５４１ａが開口される底面５１ａの上流側に連接して配設される。すなわち、第１のスカート部５６ａは第１の排液槽５３ａの形状に沿って円弧を描くように湾曲され、基板回転方向Ｆに沿って上流側から下流側へ向かって下方へ傾斜している。
【００４１】
このような第１のスカート部５６ａは、第１の排液槽５３ａの全周において、円周方向に４個（５６ａ、５６１ａ、５６２ａ、５６３ａ）配置され、それに応じて第１の排液口５４ａと、第１の排気口５５ａが同じ位置配置で構成される。以上の構成により、基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、回転支持板２１が基板回転方向Ｆに旋回して、各第１のスカート部５６ａに案内されて旋回流として第１の排液槽５３ａの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１に底面５１ａでまず第１の排液口５４ａ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、下流側に配設された第１の排気口５５ａ から排気される。この時、第１の排気口５５ａの上方は第１のスカート部５６ａで覆われているので、落下してくる液体成分が直接、進入することはなく、気液混合流体は旋回されて、底部で良好に気液分離される。
【００４２】
第２の排液槽５３ｂは、第１の排液槽５３ａと同様の構成で、その全周において第２のスカート部５６ｂが円周方向に４個（５６ｂ、５６１ｂ、５６２ｂ、５６３ｂ）配置され、それに応じて第２の排液口５４ｂと、第２の排気口５５ｂが同じ位置配置で構成される。一方、第２の排液槽５３ｂは、第１の排液槽５３ａの外周に位置するので、その底面の形状が半径方向に大きくなる。そのため、第２の排気口５５ｂの上流側に第２の排液口５４ｂ、５４ｃと２個配置することで、より液体成分の分離回収を確実な構成としている。以上の構成により、基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、各第２のスカート部５６ｂに案内されて旋回流として、排気カップ５１に底面でまず第２の排液口５４ｂ、５４ｃ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側の第２の排気口５５ｂ から排気される。
【００４３】
図２に戻って、第１、第２の排液槽５３ａ、５３ｂの上方には、回転支持板２１及びそれによって保持された基板Ｗの周縁の周囲を包囲するように、軸芯Ｊに対して略回転対称な形状を有する筒状の周囲案内部材５７（スプラッシュガード）が昇降自在に設けられている。周囲案内部材５７は、その外壁面で支持部材５８を介して昇降機構５９に支持されている。この昇降機構５９は、図示しないモーターを駆動することにより昇降され、これに伴って周囲案内部材５７が回転支持板２１に対して昇降されるようになっている。そして、図７に示すように、この昇降制御は、制御部４００によって行われるように構成されている。
【００４４】
周囲案内部材５７は、軸芯Ｊに対して回転対称な形状を有する内壁面を有している。この内壁面には、傾斜面が形成され下端部には垂下して形成される。周囲案内部材５７の下端には円周方向に、円環状の溝５７ａが形成されていている。この溝５７ａが仕切り壁５２に嵌入している。この周囲案内部材５７は、回転支持板２１に保持された基板Ｗの高さに位置しているとき、すなわち、昇降機構５９で上昇されたとき、回転される基板Ｗから振り切られる洗浄液が傾斜面で受け止められ、第１の排液槽５３ａに導かれる。
【００４５】
一方、周囲案内部材５７の上端は、上方に向かうほど径が小さくなるように形成されている。そして、基板Ｗの周縁が周囲案内部材５７の上方に位置するとき、すなわち、昇降機構５９で下降されたとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ洗浄液が周囲案内部材５７の外壁面で受け止められ、第２の排液槽５３ｂに導かれることになる。
【００４６】
昇降機構５９は、ボールネジなどの周知の１軸方向駆動機構（図示せず）を備えていて、この１軸方向駆動機構で支持部材５８を昇降させることで、周囲案内部材５７を昇降させるように構成している。また、周囲案内部材５７の各々の高さ位置に対応する昇降機構５９の高さ位置には、反射型の光センサ（いずれも図示せず）などで構成される昇降検出用のセンサが配設され、これらセンサからの検出信号に基づき、モーターが駆動制御され周囲案内部材５７が各高さ位置に位置させるように構成されている。
【００４７】
このカップ部５０から飛散するミストを含んだ雰囲気が、処理室１２内で特に上部遮蔽部４０の上方へ浮遊しないように仕切手段３００が配置される。仕切手段３００は、図３にその全体を示すように円筒体３０１より構成される。円筒体３０１の大きさは、図２に示すようにその下端が、上部回転板４１が回転支持板２１上に載置された状態で、上部回転板４１の外周縁の上面に近接する。そして、円筒体３０１の上端は、処理室１２の上部開口位置である上壁１４よりも突出する長さを有する。そして、その上端が後述する昇降機構８０に連設し支持される。
【００４８】
この仕切手段３００によって、上部遮蔽部４０の上方空間は、処理室１２内の残りの空間であるカップ部５０とカップ部５０の上方の空間と遮蔽されることとなる。よって、処理空間Ｓから排出された洗浄液がカップ部５０からミストとして浮遊しても、円筒体３０１により遮蔽され上部回転板４１に付着することや、上部回転板４１の開口４１ａと、補助遮蔽板４５の開口４６とから処理空間Ｓ内に吸引されて基板Ｗを汚染することが防止される。すなわち、仕切手段３００が処理室１２内に空間を、上部遮蔽部４０の上方を第一空間Ａ２として、残りの空間を第二空間Ａ３として遮蔽する機能を有する。また、カップ部５０の下部でベース部材１３との間は、排液・排気手段５００が連接する第三空間Ａ４が形成される。
【００４９】
また、処理室１２の壁面には、符号１５で示す基板搬入出口が形成される。基板搬入出口１５は、上部回転板４１が上昇し周囲案内部材５７が下降すると、回転支持板２１が基板搬入出口１５に臨むことにより基板Ｗを外部から搬入可能となる。
【００５０】
次に、上室１１内を説明する。上室１１は、処理室１２の上壁１４により区画され、この上壁１４の上面を利用して以下の機構が設置される。まず、補助遮蔽板４５の開口４６に臨む洗浄機構６０と、図６に示すように上部遮蔽部４０を挟んで対角線上に超音波洗浄機構７０が配置される。洗浄機構６０は、液ノズル６１が支持アーム６２に支持され、支持アーム６２は接離機構６３によって旋回及び昇降される。この支持アーム６２の昇降によって、基板Ｗに対して液ノズル６１が接離され、旋回によって上部遮蔽部４０の中心位置（図２の状態）と側部の待機位置（図６の状態）との間で旋回するように構成されている。このような接離動を実現する接離機構６３は、螺軸などを用いた機構や、あるいは、エアシリンダなどで構成されている。この時、補助遮蔽板４５も同時に昇降および旋回を行うが、補助遮蔽板４５は昇降駆動機構４８により独立して液ノズル６１に沿って昇降可能とされる。
【００５１】
液ノズル６１の中空部には、液供給管６４が貫通され、その下端部から回転支持板２１に保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。液供給管６４は配管２０５に連通接続されている。この配管２０５の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管２４２には薬液供給源２２２が連通接続され、他方の分岐配管２４３には純水供給源２２３が連通接続されている。各分岐配管２４２、２４３には開閉弁２３２、２３３が設けられていて、これら開閉弁２３２、２３３の開閉を切り換えることで、液ノズル６１から薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できる。
【００５２】
また、液ノズル６１の内周面と液供給管６４の外周面との間の隙間は、気体供給路６５となっている。この気体供給路６５は、開閉弁２３４が設けられた配管２０６を介して気体供給源２２４に連通接続されていて、気体供給路６５の下端部から上部回転板４１と基板Ｗの上面との処理空間Ｓに清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００５３】
超音波洗浄機構７０は、図６に示すように、接離機構７１と、接離機構７１の側部から延設される支持アーム７２と、支持アーム７２の先端に２個の超音波ノズル７３が支持される。この構成により支持アーム７２は接離機構７１によって接離機構７１の回動中心７４を中心に旋回及び昇降される。この支持アーム７２の昇降によって、基板Ｗに対して超音波ノズル７３が接離され、旋回によって上部回転板４１の中心位置（図６の状態）と側部の待機位置（図２の状態）との間で旋回するように構成されている。
【００５４】
さらに、支持アーム７２の先端の超音波ノズル７３を保持する保持片７５はその大きさが上部回転板４１の開口４１ａの直径より少し短尺に形成され、開口４１ａより進入した状態で支持アーム７２が開口４１ａの直径分の長さ旋回することで、保持片７５が基板Ｗの表面に対向した状態で超音波ノズル７３を走査する。
【００５５】
また、保持片７５が基板Ｗと上部回転板４１との間に進入するには、支持アーム７２が開口４１ａの立壁４１ｂに近接して旋回を停止することで、開口４１ａを保持片７５が通過可能とする。そして、保持片７５が支持アーム７２の旋回方向に直角に形成され、支持アーム７２が基板Ｗの回転中心Ｐから立壁４１ｂまで旋回することで、保持片７５の先端は基板Ｗの回転軌跡Ｗ１まで移動することができる。その結果、超音波ノズル７３が基板Ｗの半径方向を走査して、基板Ｗが回転することで、基板Ｗ全面を洗浄する。
【００５６】
次に、上部回遮蔽部４０の昇降機構８０について説明する。昇降機構８０は、上部回転板４１の上面に上方に張り出し設置されたＴ字状の係合部８１と、この係合部８１の上部鍔部８１ａに連結された昇降駆動手段８２とから構成されている。この昇降駆動手段８２はシリンダー８３によりバー８４が上下動することでアーム８５が昇降する。アーム８５の先端は、係合部８１の上部鍔部８１ａが係合される。この構成でアーム８５が上部鍔部８１ａに当接して上下動することにより、回転支持板２１に支持される処理位置と、基板Ｗの搬入・搬出を許容する上方の退避位置とにわたって上部回転板４１が移動するようになっている。
【００５７】
尚、図２では、２つの昇降駆動手段８２が開示されているが、図３に示すように上部回転板２１の上面で等間隔に４つの係合部８１が配置され、それに対応して４つの昇降駆動手段８２が配置される。そして上部回転板４１の回転停止位置の制御により、係合部８１とアーム８５が係合される。また、バー８４には、仕切手段３００の円筒体３０１の上端が接続される。よって、上部回転板４１の昇降とともに円筒体３０１も上部回転板４１との位置関係を保ちながら昇降する。
【００５８】
さらに、上室１１の天井には本発明の送風手段としての送風機構９０が配置される。この送風機構９０は、上部回転板４１に対向してファンフィルタユニット９１と、例えばステンレス鋼板に多数の小孔を開けた、いわゆるパンチングプレートであって、中心側に開口９２ａが形成された流路抵抗部材９２とで構成される。この流路抵抗部材９２は、その外周縁は上室１１の内壁面に接続され、この流路抵抗部材９２が上室１１内を略２分することで、排液・排気手段５００による排気に伴う負圧に応じて、引き込まれるエアー（気流）を制限するとともに流れを与えて、ファンフィルタユニット９１によるダウンフローを処理室１２へ積極的に送風する役目を担っている。この流路抵抗部材５７の開口９２ａは、その開口９２ａより超音波洗浄機構７０や洗浄機構６０が処理室１２側へ進入する。よって、この流路抵抗部材５７より上部には、第２空間Ａ２とは遮蔽された空間Ａ１が形成される。
【００５９】
なお、流路抵抗部材９２は本実施例のようなパンチングプレートに限らず、例えば複数枚の板材を鉛直方向に傾斜させて近接配置したものであってもよく、好ましくは、このような板材の傾斜角度を変えることにより、流路抵抗を可変するようにしてもよい。そして、
【００６０】
図７は、本装置の制御系の構成を示すブロック図であり、回転支持板２１を回転制御するためのモータ３３と、薬液供給源２２２と純水供給源２２３と気体供給源２２４からの薬液、純水、気体の供給制御をするための開閉弁２１２、２１３、２１４、２３２、２３３、２３４と、上部回転板４１と仕切手段３００の昇降制御をするための昇降機構８０と、洗浄機構６０と補助遮蔽板４５の旋回及び接離制御をするための接離機構６３と、超音波ノズル７３を旋回及び接離制御をするための接離機構７１と、周囲案内部材５７を昇降制御するための昇降機構５９と、ファンフィルタユニット９１と排液・排気手段５００を駆動することでハウジング１０内の気流と、を制御部４００によって制御するための構成が示されている。
【００６１】
制御部４００には、周囲案内部材５７が各高さに位置したことを検出するセンサからの出力信号が与えられており、これらのセンサの出力に基づいて、制御部４００は昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を所望の高さに位置させるように制御している。そして、制御部４００には、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピーとも呼ばれる）として予め制御部４００に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。なお、制御部４００には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部４０１が接続されている。
【００６２】
次に、以上のような構成を有する装置の動作を図８（ａ）ないし図８（ｄ）を参照して説明する。図８（ａ）は基板Ｗの薬液処理状態を示し、図８（ｂ）はリンス処理の状態、図８（ｃ）は超音波洗浄の状態、図８（ｄ）は乾燥処理の状態を示している。なお、一例として、基板Ｗは表裏面をエッチングして洗浄する処理を施すことを目的としているものとして説明する。
【００６３】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムを指示部４０１から選択して実行する。そうすると、制御部４００は基板Ｗが本実施例装置２に搬入されるとき、上部回転板４１と液ノズル６１は上方の退避位置とされる。そして、昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を下降させて、回転支持板２１を周囲案内部材５７の上方に位置させる。こうして、上部回転板４１と回転支持板２１との間に、基板Ｗの搬入経路が確保される。基板搬入出口１５を介して基板搬送装置７で搬送されてきた基板Ｗは、駆動ピン２３によって受け持ち支持される。基板搬送装置７の搬送アーム６が処理装置２内に入り込み、駆動ピン２３の上に未処理の基板Ｗを置き、その後、処理装置２外に退避する。
【００６４】
続いて、基板Ｗの受け取りが終わると、図８（ａ）に示すように、制御部４００は、上部回転板４１を離間位置のままで、周囲案内部材５７を上昇させて、回転支持板２１に保持された基板Ｗの周縁に対向する高さに周囲案内部材５７を位置させる。この時、仕切手段３００の円筒体３０１は、上部回転板４１の上昇と連動して上昇される。よって、第二空間Ａ２は狭くなるが、第三空間Ａ３は円筒体３０１によって遮蔽される状態が維持される。
【００６５】
次いで、この状態で、接離機構６３を制御し、液ノズル６１を旋回し、開口部４１ａの上方から下降させ基板Ｗ表面上に配置する。液ノズル３４、６１から薬液を基板Ｗの上下面に供給して薬液処理を開始する。すなわち、開閉弁２１２、２３２を開成することにより、液ノズル３４、６１から洗浄用薬液としてのエッチング液を吐出させる。なお、補助遮蔽板４５は昇降駆動機構４８を伸縮して上方に位置させる。
【００６６】
さらに、制御部４００は、駆動制御信号を与え、モータ３３を回転させる。これにより、筒軸３１が回転され、回転支持板２１が一体的に回転することになる。したがって、回転支持板２１に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で回転されることになる。これにより、基板Ｗの表裏面の中央に向けてエッチング液が至近距離から供給される。供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転半径方向外方側へと導かれるので、結果として、基板Ｗの表裏面の全域に対して隈無く薬液洗浄を行うことができる。
【００６７】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、周囲案内部材５７に案内されて排気カップ５１の第１の排液槽５３ａで受け止められることになる。この、薬液処理の開始と同時に、ハウジング１０上部のファンフィルタユニット９１と、カップ部５０下部の排液・排気手段５００が作動して気流制御を行われる。ファンフィルタユニット９１からダウンフローが発生し、空間Ａ１から主に開口９２ａからと流路抵抗部材９２を介して第一空間Ａ２へ流入する。この流入したダウンフローは上部遮蔽部４０の開口４１ａから処理空間Ｓに流入し、回転支持部２０の回転により回転支持板２１と上部回転板４１との外周開口から第二空間Ａ３へ薬液とともに排出される。この気流はカップ部５０に向かうこととなる。そして、この時、基板Ｗから飛散され排気カップ５１に当たった薬液の一部はミストとなって浮遊することになるが、第二空間Ａ３でミストが浮遊しても仕切手段３００が遮蔽することで上部回転板４１の上面にミストが付着することや処理空間Ｓに流入することが防止される。
【００６８】
この基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、カップ部５９内で第１の排液槽５３ａの全周において、第１のスカート部５６ａ （５６１ａ、５６２ａ、５６３ａ）に案内されて旋回流として第１の排液槽５３ａの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１の底面５１ａでまず第１の排液口５４ａ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、下流側に配設された第１の排気口５５ａ から排気され良好に気液分離される。また、この時、上部回転板４１と補助遮蔽板４５が基板Ｗより離間しているので、薬液が飛散して上部回転板４１と補助遮蔽板４５に付着することを防止する。また、この装置では、回転支持板２１近傍に浮遊するミストがケーシング３８との間を筒軸３１へ移動したとしても、シール部３９２により駆動部３０に侵入することが防止される。
【００６９】
以上の気流制御において重要なことは、空間Ａ１、第一空間Ａ２、第二空間Ａ３、第三空間Ａ４の気圧の関係である。すなわち、各空間の気圧がＰ１（Ａ１）＞Ｐ２（Ａ２）＞Ｐ３（Ａ３）＞Ｐ４（Ａ４）の条件を満たすようにファンフィルタユニット９１によるダウンフロー流量と、排液・排気手段５００による排気流量が調整される。この気圧関係により空間Ａ１から第三空間Ａ４へ向かう気流を生じており、ミストが排気カップ５１へ導かれるように制御されている。こうすることで、排液・排気手段５００の排気能力を軽減することができ、小型な排液・排気手段５００を使用することができる。
【００７０】
なお、薬液供給源２２２から基板Ｗに供給されるエッチング液としては、たとえば、ＨＦ、ＢＨＦ（希フッ酸）、Ｈ３ＰＯ４、ＨＮＯ３、ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２（フッ酸過水）、Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２（リン酸過水）、Ｈ２ＳＯ４＋ Ｈ２Ｏ２（硫酸過水）、ＨＣｌ＋ Ｈ２Ｏ２（アンモニア過水）、Ｈ３ＰＯ４＋ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ３、ヨウ素＋ヨウ化アンモニウム、しゅう酸系やクエン酸系の有機酸、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）やコリンなどの有機アルカリを例示することができる。
【００７１】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、液ノズル３４、６１からのエッチング液の供給を停止する。続いて、制御部４００は昇降機構８０を制御して、図８（ｂ）に示すように上部回転板４１を下降させる。これにより、退避位置にあった上部回転板４１が処理位置にまで下降移動し、上部回転板４１の押えピン４２が回転支持板２１の駆動ピン２３に嵌合連結される。この状態で開閉弁２１２、２３２を閉成して薬液処理過程を終了するとともに、開閉弁２１３、２３３を開成する。
【００７２】
これにより、液ノズル３４、６１からは、リンス液として純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、純水を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とすリンス処理を行う。こうして、薬液処理工程後の基板Ｗの上下面に存在するエッチング液を洗い流す。なお、リンス液としては、他に、オゾン水、電解イオン水などであってもよい。
【００７３】
さらに、駆動制御信号を与え、モータ３３を回転させる。これにより、筒軸３１が回転され、筒軸３１に固定されている回転支持板２１が軸芯Ｊまわりに回転することになる。回転支持板２１の回転力は駆動ピン２３を介して基板Ｗに伝達されて、基板Ｗが回転支持板２１とともに回転する。さらに、回転支持板２１の回転力は押えピン４２を介して上部回転板４１に伝達され、上部回転板４１も回転支持板２１とともに回転する。
【００７４】
さらに、制御部４００は、昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を下降し位置させて、回転支持板２１に保持された基板Ｗを周囲案内部材５７より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される純水は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材５７の上面に降り注ぐ。この降り注ぐ純水は、上面に沿って流下し第２の排液槽５３ｂに導かれ、第２の排液口５４ｂから排液され、廃棄ドレインを経て廃棄されることになる。
【００７５】
この、洗浄処理の開始と同時に、第２の排液口５４ｂに連通する排液・排気手段５００が作動して排気カップ部５１が排気される。基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、この第２の排液槽５３ｂの全周において、第２のスカート部５４ｂに案内されて旋回流として第２の排液槽５３ｂの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１の底面５１ａでまず第２の排液口５４ｂ、５４ｃ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、第２の排気口５４ｂ から排気され良好に気液分離される。
【００７６】
さらに、このリンス処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）の一部はミストとなって浮遊するが、仕切手段３００の円筒体３０１は上部回転板４１とともに下降し、第一空間Ａ２が塞がれているので薬液処理と同様に処理への影響を防止できる。
【００７７】
リンス処理の時間が経過すると回転支持板２１の回転を停止し、図８（ｃ）に示すように、制御部４００は、接離機構６３を制御して、液ノズル６１と補助遮蔽板４５を待機位置に位置させる。そして、超音波洗浄機構７０の接離機構７１を制御して保持片７５を開口４１ａの範囲に位置するように支持アーム７２を旋回する。次に、支持アーム７２を下降して、保持片７５を処理空間Ｓ内に進入させる。保持片７５が上部回転板４１と基板Ｗとの間隙に位置すると、支持アーム７２の下降を停止する。
【００７８】
次に、制御部４００は、２個の超音波ノズル７３、７３から洗浄液を吐出しながら支持アーム７２を基板Ｗの半径間を往復移動する。所定回数、往復移動を行った後、超音波ノズル７３、７３からの洗浄液の吐出を停止して、支持アーム７２が保持片７５を開口４１ａの中央付近まで移動させる。そして、接離機構７１により支持アーム７２を上昇させ、上部回転板４１より上部に位置してから、待機位置へ旋回させる。
【００７９】
超音波洗浄が停止された後は、回転支持板２１が高速回転駆動されることにより、基板Ｗに付着した洗浄液が振り切られる。この乾燥工程の際、図８（ｄ）に示すように、制御部４００は接離機構６３を制御して液ノズル６１と補助遮蔽板４５を上部回転板４１の開口４１ａに対向する位置まで旋回させる。そして、昇降駆動機構４８を伸長させて、補助遮蔽板４５を基板Ｗに近接するまで下降する。
【００８０】
続いて、開閉弁２１４、２３４を開成し、気体供給路３６、６５から基板Ｗの上下面に窒素ガスを供給させる。これにより、処理空間Ｓの空気はすみやかに窒素ガスに置換されるので、洗浄処理後の基板Ｗの上下面に不所望な酸化膜が成長することはない。この時、基板Ｗから振り切られた洗浄液のミストは気流に乗って処理空間Ｓ内を半径方向外側に流動し、回転支持板２１と上部回転板４１の間隙から排出される。そして、排出された洗浄液のミストを含むエアーは排気カップ部５１第二の排液槽５３ｂから排出される
【００８１】
また、回転支持板２１と上部回転板４１との間隙（処理空間Ｓ）は外周端側で絞られて、その上下の間隔が回転中心側のそれよりも狭くなっているので、外周からのエアーの排出量が規制される。これに合わせて、回転支持板２１側から基板Ｗとの処理空間Ｓである下側空間内へポンプ効果により吸入されるエアーの量も流量調整弁２５１によって調整され、また、上部回転板４１側から基板Ｗとの処理空間Ｓである上側空間内へ吸入されるエアーの量は開口４１ａ、４６の大きさによって規制される。さらに、超音波洗浄工程と乾燥工程の間もハウジング１０内の気流制御は行われ、薬液洗浄やリンス洗浄工程と同様の効果を発揮している。
【００８２】
乾燥工程の終了後には、モータ３３の回転を停止させ、さらに、上部回転板４１および液ノズル６１と補助遮蔽板４５が退避位置に戻されて、基板搬送装置７によって処理済の基板Ｗが装置外へ搬出される。以下、上述したと同様に未処理の基板Ｗが搬入されて処理が繰り返し行われる。
【００８３】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置２は、処理室１２内の空間が上部遮蔽部４０の上方の第一空間Ａ２と、残りの第二空間Ａ３とに仕切手段３００によって遮蔽される。その結果、基板Ｗ処理に伴い発生するミストが第一空間Ａ２に浮遊することが防止される。そのため、上部遮蔽部４０へのミスト付着が無くなる。また、処理空間Ｓ内に侵入することも防止され最適な処理が実施される。
【００８４】
本発明は上述した実施例に限らず次のように変形実施することができる。
（１）処理ノズルは超音波ノズルに限らず、ジェットノズルやミストノズルや他のノズル形態のものを適用してもよい。
【００８５】
（２）さらに、上記実施例では、エッチング液による薬液処理を例に説明したが、剥離液を用いた処理に適用してもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、この基板処理装置は、処理液を用いた処理に伴いミストが発生しても、ミストの浮遊を処理室内の遮蔽された空間に限ることで最適な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理システムの一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した縦断面図である。
【図３】回転支持板上部の構成を説明する分解斜視図である。
【図４】排気カップの構成を示す平面図である。
【図５】排気カップの構成を示す一部断面側面図である。
【図６】上部遮蔽機構とその周辺の構成を示す概略平面図である。
【図７】本装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は基板Ｗの処理状態を説明する図で、（ａ）は基板Ｗの薬液処理状態を示し、（ｂ）はリンス処理の状態、（ｃ）は超音波洗浄の状態、（ｄ）は乾燥処理の状態を示している説明図である。
【図９】従来の基板処理装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 基板
Ｓ 処理空間
Ａ１ 空間
Ａ２ 第一空間
Ａ３ 第二空間
Ａ４ 第三空間
２ 基板処理装置
１０ ハウジング
１１ 上室
１２ 処理室
２０ 回転支持部
２１、１０１ 回転支持板
３０ 駆動部
３１ 筒軸
３３ モータ
３４ 液ノズル
４０ 上部遮蔽部
４１、１０７ 上部回転板
４５ 補助遮蔽板
５０ カップ部
５１ 排気カップ
１１１ カップ
６０ 洗浄機構
６１ 液ノズル
８０ 昇降機構
８２ 昇降駆動手段
９０ 送風手段
９１ ファンフィルタユニット
２００ 気液供給機構
３００ 仕切手段
３０１ 円筒体
４００ 制御部
５００ 排液・排気手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器用のガラス基板や半導体ウェハなどの基板を水平面内で回転させながら洗浄処理や乾燥処理などの所要の処理を施す基板処理装置に係り、特にサイズの大きな基板を処理するのに適した基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平９−３３０９０４号公報に開示された装置を図９を参照して説明する。
この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に薬液処理、洗浄処理、乾燥処理をその順に施す装置である。この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する回転支持板１０１を備えている。回転支持板１０１は平面視で円形状の平板であって、その上面に基板Ｗの外周縁に係合して基板Ｗを支持する複数個の駆動ピン１０２が立設されている。
【０００３】
回転支持板１０１の回転中心部に開口１０１ａがあり、この開口１０１ａに筒軸１０３が連結固定されている。この筒軸１０３はベルト機構１０４を介してモータ１０５に連結されている。筒軸１０３の中心に沿って液ノズル１０６が配設されており、この液ノズル１０６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル１０６は薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されるようになっている。また、筒軸１０３と液ノズル１０６との間隙は窒素ガスなどの不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００４】
基板Ｗを挟んで回転支持板１０１に平行に対向するように上部回転板１０７が配設されている。この上部回転板１０７も回転支持板１０１と同様に平面視で円形状の平板である。回転支持板１０１と同様に、上部回転板１０７の回転中心部に開口１０７ａがあり、この開口１０７ａに筒軸１０８が連結固定されている。この筒軸１０８はモータ１０９の出力軸に連結されている。筒軸１０８の中心に沿って液ノズル１１０が配設されており、この液ノズル１１０の先端が基板Ｗの上面中心部に臨んでいる。液ノズル１０６の場合と同様に、液ノズル１１０も薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されており、また、筒軸１０８と液ノズル１１０との間隙は不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００５】
そして、上下に平行に配置された回転支持板１０１と上部回転板１０７を囲むようにカップ１１１が配設されており、このカップ１１１の底部に排気管１１２が連通接続されている。
【０００６】
以上のように構成された基板処理装置においては、次にように基板処理が行われる。
まず、上部回転板１０７が上方に退避した状態で、回転支持板１０１に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは駆動ピン１０２によって支持される。続いて、上部回転板１０７が回転支持板１０１に対向する位置（図９の状態）にまで下降する。この状態でモータ１０５および１０９が始動して、回転支持板１０１および上部回転板１０７をそれぞれ同期して回転する。回転支持板１０１の回転に伴って、その回転力が駆動ピン１０２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転支持板１０１および上部回転板１０７と同期して回転する。基板Ｗの回転数が所定値に達すると、上下の開口１０１ａ、１０７ａから不活性ガスを導入しながら、上下の液ノズル１０６、１１０から薬液および洗浄液をその順に供給して、基板Ｗの表裏面の処理を行う。基板Ｗの薬液処理および洗浄処理が終わると、基板Ｗを回転させながら不活性ガスだけを導入して、基板Ｗの乾燥処理を行う。
【０００７】
このように薬液処理から乾燥処理までの間、回転支持板１０１と上部回転板１０７とで区画された偏平な処理空間Ｓ内で基板Ｗが処理される。基板Ｗに供給された薬液や洗浄液は不活性ガスとともに、回転支持板１０１および上部回転板１０７の回転による遠心力によって外方に追いやられて処理空間Ｓの外周端から排出され、カップ１１１の底部に連通する排気管１１２から排出される。このとき基板Ｗから振り切られた薬液や洗浄液がカップ１１１の内面に当たって飛散したとしても、基板Ｗの上下は回転支持板１０１と上部回転板１０７に覆われているので、薬液や洗浄液のミストで基板Ｗが汚染されることがない。また、処理空間Ｓからは不活性ガスが絶えず噴出しているので、ミストが処理空間Ｓ内に侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【０００８】
即ち、液処理の場合は、処理中の基板Ｗの端縁から振り切られた液滴がカップ１１１などで跳ね返っても、上下の板部材で遮断されて基板Ｗに再付着するのが防止でき、周囲に浮遊している処理液のミストなども遮断されて基板Ｗに再付着するのが防止できる。また、乾燥処理の場合は、処理中の基板Ｗと周囲の雰囲気とが遮蔽され、基板Ｗへの周囲の雰囲気の影響を防止できる。このように基板Ｗの表面と裏面にそれぞれ近接配置させた２つの板部材は基板Ｗを支持すると共に遮蔽部材として機能する。
【０００９】
【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。飛散する処理液のミストの大部分は基板を取り囲むように設けられたカップ１１１によって捕らえられ、装置の周囲には及ばないようになっている。しかしながら、近年の半導体ウェハなどの基板の大径化に伴い、処理液の供給量も多くなり、例えば洗浄処理後の回転乾燥処理の初期において、基板上に付着している液滴を多くすることとなった。そのため、カップ１１１から跳ね返る液滴が多くなり、浮遊するミストの増大を招いていた。
【００１０】
浮遊する処理液のミストは、上部回転板１０７の上面に付着してパーティクル発生の原因となっていた。特に、付着した処理液がレジストのような薬液の場合は、容易に取り除くことが難しいために、それらに付着したパーティクルについてはほとんどを除去することができない。
【００１１】
そこで、処理カップ１１１の上方からダウンフローを供給して、ミストを処理カップ１１１の底部の排気管１２より排出するようにしている。しかしながら、装置の大型化に伴い処理カップ１１１内の雰囲気制御を、ダウンフローやカップ内排気で十分に行うには、相応に大容量の給排気装置を必要としていた。
【００１２】
さらに、上述のように上部回転板１０７を用いている装置においては、上部回転板１０７の上方に浮遊するミストをダウンフローで処理カップ１１１の底部に導く上で次のような問題があった。すなわち、上方から上部回転板１０７の上面に向かう気流に乗って、ミストが上部回転板１０７の上面に付着することを助長していた。これを防止するには、処理カップ１１１の上部開口を狭めることが考えられるが、処理カップ１１１が処理空間Ｓに近づくと、処理空間Ｓから排出される処理液の勢いが減衰されず、処理カップ１１１の内壁面における跳ね返りが多くなり問題の解決にはならなかった。
【００１３】
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、表面に処理液が供給された基板を回転させて処理を行う基板処理装置において、浮遊するミストによる影響のない基板処理装置を提供することを主たる目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、表面に処理液が供給された基板を回転させて、その当該基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、基板を略水平に保持した状態で基板を回転させる回転処理部と、前記回転処理部に基板を介して対向しながら前記回転処理部の上方で昇降移動可能に配置され、処理位置に位置決めされることで基板上面の少なくとも周縁領域をリング状に覆う上部遮蔽部と、前記回転処理部の周囲を覆うように配置され、上部の中央付近に開口を有するとともに、基板の回転に伴って基板表面から振り切られる処理液を受ける処理室と、前記処理室内の空間を前記回転処理部の上方の第一空間と、残りの第二空間とに遮蔽する前記上部遮蔽部の上方に配置された仕切手段と、前記処理位置と前記処理位置の上方の退避位置との間で前記上部遮蔽部を昇降移動させるとともに、前記上部遮蔽部と一体的に前記仕切手段を昇降移動させる昇降機構とを具備することを特徴とする基板処理装置である。
【００１５】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の基板処理装置においては、処理室内の空間が回転処理部の上方の第一空間と、残りの第二空間とに仕切手段によって遮蔽される。その結果、回転処理部から発生するミストが第一空間に浮遊することが防止される。そのため、上部遮蔽部へのミスト付着が無くなる。また、処理室の雰囲気制御は第二空間のみを対象として構成すればよく、処理室全体を対象とする大型機構を設けなくとも良い。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間の気圧を、前記第二空間の気圧より高くすることを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、第一空間の気圧を第二空間の気圧より高くする。この発明によれば、仮に仕切手段を厳密に構成しなくとも、気圧差で第二空間から第一空間への雰囲気の移動を防止することができる。その結果、ミストの飛散が確実に防止できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間にダウンフローを供給する送風手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、第一空間にダウンフローが供給される。それにより、第一空間は気圧が高くなり、第二空間からのミストを含んだ雰囲気の流入を防止できる。即ち、ダウンフローという簡単な構成でミストの飛散が確実に防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
＜第１実施例＞
本発明の実施の形態を、基板の一例として液晶表示器用のガラス基板の処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明する。ただし、本発明は、ガラス基板の処理に限らず、円形の各種の基板の処理にも適用することができる。また、本発明が適用できる基板処理は、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものだけに限らず、単一の処理を行うものや、薬液処理、洗浄処理、および乾燥処理を同じ装置内で連続して行うものなどにも適用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態としての基板処理装置が配置された基板処理システムの構成を示す概略斜視図である。
この基板処理システム１では、一方の端部にＬＣＤ用ガラス基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を基板処理装置２に搬入出する移載装置３が配置される。この移載装置３の、一端に基板Ｗを収容する複数のカセット４が載置可能に構成されたカセットステーション５が設けられており、このカセットステーション５の側方には、カセット４から処理工程前の一枚ずつ基板Ｗを取出しと共に、処理工程後の基板Ｗをカセット４内に１枚ずつ収容する搬送アーム６を備えた基板搬送装置７とが備えられている。
【００２２】
カセットステーション５の載置部８は、基板Ｗを２５枚収納したカセット４を複数個載置できる構成になっている。基板搬送装置７は、水平、昇降（Ｘ、Ｙ、Ｚ）方向に移動自在でると共に、かつ鉛直軸を中心に回転（θ方向）できるように構成されている。
【００２３】
次に基板処理装置２の構成について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この基板処理装置２は、密閉されたハウジング１０内が上下に区画され、上室１１と、その下方に位置する処理室１２より構成される。
【００２４】
処理室１２は、基板Ｗを保持し処理する回転支持部２０、それらを回転する駆動部３０、回転支持部２０の上側で処理空間Ｓを形成し遮蔽する上部遮蔽部４０、基板Ｗから振り切られる液体を回収するカップ部５０を収納する。上室１１は、基板Ｗの上面を処理する洗浄機構６０、基板Wに超音波洗浄を洗浄を行う超音波洗浄機構７０、上部遮蔽部４０を昇降させる昇降機構８０、ハウジング１０内にダウンフローを供給する送風機構９０を収納する。
【００２５】
回転支持部２０は、上平面視でドーナツ状の回転支持板２１に、基板Ｗを下面から支える支持ピン２２と駆動ピン２３が立設されて構成されている。駆動ピン２３は、図３に示すように基板Wの４角部に対応して２個ずつ配置される。なお、図２では、図面が煩雑になることを避けるために、２個の駆動ピン２３のみを示している。駆動ピン２３は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持部２３ａと支持部２３ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗの移動を規制する案内立ち上がり面２３ｂとを備えている。基板Ｗは、この回転支持板２１に水平姿勢で保持される。
【００２６】
駆動部３０は、回転支持板２１の回転中心の開口２４に連結して設けられている。そして、この開口２４に連通するように、回転支持板２１の下面に接続される筒軸３１と、この筒軸３１をベルト機構３２を介して回転するモータ３３とから構成されている。モータ３３を駆動することによって、筒軸３１、回転支持板２１とともに、保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯周りで回転させる。この回転支持部２０と駆動部３０が、本発明の回転処理部に相当する。
【００２７】
また、筒軸３１は中空を有する筒状の部材で構成され、中心に沿って液ノズル３４が配設されており、この液ノズル３４の内部中心に液体供給路３５が、その液体供給路３５と平行して側部に気体供給路３６が形成される。液ノズル３４の先端部は断面Ｔ字状に形成され、平坦な上面の中央部に処理液のノズル孔３５ａと、気体の吐出口３６ａが開口される。この液ノズル３４の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。そしてノズル孔３５ａから基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。
【００２８】
液ノズル３４は、気液供給機構２００に連通接続されている。液体供給路３５には配管２０１が連通接続される。この配管２０１の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管２０２には薬液供給源２２２が連通接続され、他方の分岐配管２０３には純水供給源２２３が連通接続されている。各分岐配管２０２、２０３には開閉弁２１２、２１３が設けられていて、これら開閉弁２１２、２１３の開閉を切り換えることで、ノズル孔３５ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００２９】
また、気体供給路３６は、開閉弁２１４が設けられた配管２０４を介して気体供給源２２４に連通接続されていて、気体供給路３６の上端部の吐出口３６ａから回転支持板２１と基板Ｗの下面との間の空間に、清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガスなど）などの清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００３０】
筒軸３１は回転支持板２１の開口２４に臨んで延在し、回転支持板２１より上側に位置し排出口３７が開口される。そして、排出口３７において、この液ノズル３４の側面と筒軸３１内周面との間隙から大気圧雰囲気からのエアーが吐出される。すなわち、筒軸３１と液ノズル３４との間隙は流量調整弁２５１を介して配管２５０が大気圧雰囲気に開放されるよう構成されている。
【００３１】
この構成により、回転支持板２１が回転するとその遠心力で処理空間Ｓ内のエアーは排出され、回転中心に近いほど低圧状態となる。そのため、大気圧雰囲気に開放されている筒軸３１内部はポンプ効果によりエアーを吸入する。その際、流量調整弁２５１により吸引されるエアー量は処理空間Ｓ内の気圧状態を所望の状態に設定するように調整される。
【００３２】
モータ３３やベルト機構３２などは、この基板処理装置２の底板としてのベース部材１３上に設けられた円筒状のケーシング３８内に収容されている。このケーシング３８が、筒軸３１の外周面に軸受け３９１を介して接続され、筒軸３１を収納する状態となる。すなわち、モータ３３から回転支持板２１に接続する直前までの筒軸３１の周囲をケーシング３８で覆い、これに伴い筒軸３１に下方に取り付けられたモータ３３もカバーで覆った状態とする。さらに、駆動部３０の気密性を高めるため、ケーシング３８上面と回転支持板２１の下面の間を周方向に沿って設けられた略円形状のシール部３９２で密封する。
【００３３】
上部遮蔽部４０は、基板Ｗを挟んで回転支持板２１に対向するように上部回転板４１と、上部回転板４１の開口４１ａに配置される補助遮蔽板４５より構成される。そして、上部回転板４１の上部には後述する仕切手段３００が配置され、補助遮蔽板４５には後述する洗浄機構６０が併設される。
【００３４】
上部回転板４１は基板Ｗの周縁領域を覆うリング状を呈しており、中央部に大きな開口４１ａが開けられている。そして開口４１ａの周囲は立壁４１ｂが円筒状に立設されており、この立壁４１ｂ内に、開口４１ａを塞ぐように補助遮蔽板４５が上下移動自在に配置される。そして、上部回転板４１は押えピン４２を介して駆動ピン２３により支持され、回転支持板２１とで挟まれた処理空間Ｓを構成している。そして、押えピン４２は、逆凸形状を呈し、上部回転板４１下面に固定して取り付けられる。
【００３５】
上記の構成により、駆動ピン２３は押えピン４２とで上下に分離可能に構成されている。上部回転板４１が処理位置まで下降移動されたときに、押えピン４２が駆動ピン２３に嵌合することにより、上部回転板４１が回転支持板２１と一体回転可能に支持されるようになっている。つまり、駆動ピン２３は、上部回転板４１を回転支持板２１に着脱自在に支持する支持機構を兼ねている。また、この押えピン４２が基板Ｗの浮き上がりを防止する。
【００３６】
補助遮蔽板４５は、円板の中心の開口４６に洗浄機構６０が非接触に挿入配置されている。開口４６の上端にはプレート４７が延設され、その端部に昇降駆動手段４８が連設される。昇降駆動手段４８は公知のシリンダー等により構成され、後述する洗浄機構６０の支持アームに装着される。
【００３７】
この構成により、回転支持部２０が回転するとその遠心力で処理空間Ｓ内のエアーは排出され、回転中心に近いほど低圧状態となる。そのため、処理空間Ｓは補助遮蔽板４５と洗浄機構６０との間隙よりエアーを吸入する。その際、間隙は吸引されるエアー（気流）の流れに抵抗を与えて、処理空間Ｓ内に供給されるエアーの流量を制限する役目を担っている。そして、エアー量は処理空間Ｓ内の気圧状態を所望の状態に設定するように予め調整される。処理空間Ｓは、基板Ｗを挟んで下部と上部に区画され、上部に流入するエアー流量を規定することで上部の気圧を設定し、下部に流入するエアー流量を規定することで下部の気圧を設定する。この基板Ｗの上部と下部の気圧の設定で基板Ｗの回転処理中の浮き上がりや波打ちが抑制される。
【００３８】
カップ部５０は、処理室１２側壁とケーシング３８との間に配置される。そして、回転支持板２１と上部回転板４１との外周端に臨んで開口したリング状の排気カップ５１で構成され、以下の排液・排気構造を含む。排気カップ５１の底面５１ａに円筒状の仕切り壁５２が立設されていて、この仕切り壁５２によって各々平面視で略ドーナツ形状の第１の排液槽５３ａ、第２の排液槽５３ｂが形成され、その内部空間が排液と排気を兼ねる。
【００３９】
次に図４と図５を参照して更に詳細に説明する。図４は排気カップ５１の平面図、図５は排気カップ５１の一部断面側面図である。第１の排液槽５３ａの底面５１ａには廃棄ドレインにより排液・排気手段５００に連通接続された第１の排液口５４ａが設けらている。この第１の排液口５４ａの基板Ｗ回転方向Ｆの下流側には第１の排気口５５ａが設けられおり排液・排気手段５００に連通接続される。この第１の排気口５５ａの上方を覆うように第１のスカート部５６ａが配設される。
【００４０】
第１のスカート部５６ａは、排気カップ５１の内周壁５１ｂと仕切り壁５２との間に渡って配設され、第１の排気口５５ａの上方から基板回転方向Ｆの下流側に向かって下方へ傾斜し、その下端が次の第１の排液口５４１ａが開口される底面５１ａの上流側に連接して配設される。すなわち、第１のスカート部５６ａは第１の排液槽５３ａの形状に沿って円弧を描くように湾曲され、基板回転方向Ｆに沿って上流側から下流側へ向かって下方へ傾斜している。
【００４１】
このような第１のスカート部５６ａは、第１の排液槽５３ａの全周において、円周方向に４個（５６ａ、５６１ａ、５６２ａ、５６３ａ）配置され、それに応じて第１の排液口５４ａと、第１の排気口５５ａが同じ位置配置で構成される。以上の構成により、基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、回転支持板２１が基板回転方向Ｆに旋回して、各第１のスカート部５６ａに案内されて旋回流として第１の排液槽５３ａの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１に底面５１ａでまず第１の排液口５４ａ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、下流側に配設された第１の排気口５５ａ から排気される。この時、第１の排気口５５ａの上方は第１のスカート部５６ａで覆われているので、落下してくる液体成分が直接、進入することはなく、気液混合流体は旋回されて、底部で良好に気液分離される。
【００４２】
第２の排液槽５３ｂは、第１の排液槽５３ａと同様の構成で、その全周において第２のスカート部５６ｂが円周方向に４個（５６ｂ、５６１ｂ、５６２ｂ、５６３ｂ）配置され、それに応じて第２の排液口５４ｂと、第２の排気口５５ｂが同じ位置配置で構成される。一方、第２の排液槽５３ｂは、第１の排液槽５３ａの外周に位置するので、その底面の形状が半径方向に大きくなる。そのため、第２の排気口５５ｂの上流側に第２の排液口５４ｂ、５４ｃと２個配置することで、より液体成分の分離回収を確実な構成としている。以上の構成により、基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、各第２のスカート部５６ｂに案内されて旋回流として、排気カップ５１に底面でまず第２の排液口５４ｂ、５４ｃ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側の第２の排気口５５ｂ から排気される。
【００４３】
図２に戻って、第１、第２の排液槽５３ａ、５３ｂの上方には、回転支持板２１及びそれによって保持された基板Ｗの周縁の周囲を包囲するように、軸芯Ｊに対して略回転対称な形状を有する筒状の周囲案内部材５７（スプラッシュガード）が昇降自在に設けられている。周囲案内部材５７は、その外壁面で支持部材５８を介して昇降機構５９に支持されている。この昇降機構５９は、図示しないモーターを駆動することにより昇降され、これに伴って周囲案内部材５７が回転支持板２１に対して昇降されるようになっている。そして、図７に示すように、この昇降制御は、制御部４００によって行われるように構成されている。
【００４４】
周囲案内部材５７は、軸芯Ｊに対して回転対称な形状を有する内壁面を有している。この内壁面には、傾斜面が形成され下端部には垂下して形成される。周囲案内部材５７の下端には円周方向に、円環状の溝５７ａが形成されていている。この溝５７ａが仕切り壁５２に嵌入している。この周囲案内部材５７は、回転支持板２１に保持された基板Ｗの高さに位置しているとき、すなわち、昇降機構５９で上昇されたとき、回転される基板Ｗから振り切られる洗浄液が傾斜面で受け止められ、第１の排液槽５３ａに導かれる。
【００４５】
一方、周囲案内部材５７の上端は、上方に向かうほど径が小さくなるように形成されている。そして、基板Ｗの周縁が周囲案内部材５７の上方に位置するとき、すなわち、昇降機構５９で下降されたとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ洗浄液が周囲案内部材５７の外壁面で受け止められ、第２の排液槽５３ｂに導かれることになる。
【００４６】
昇降機構５９は、ボールネジなどの周知の１軸方向駆動機構（図示せず）を備えていて、この１軸方向駆動機構で支持部材５８を昇降させることで、周囲案内部材５７を昇降させるように構成している。また、周囲案内部材５７の各々の高さ位置に対応する昇降機構５９の高さ位置には、反射型の光センサ（いずれも図示せず）などで構成される昇降検出用のセンサが配設され、これらセンサからの検出信号に基づき、モーターが駆動制御され周囲案内部材５７が各高さ位置に位置させるように構成されている。
【００４７】
このカップ部５０から飛散するミストを含んだ雰囲気が、処理室１２内で特に上部遮蔽部４０の上方へ浮遊しないように仕切手段３００が配置される。仕切手段３００は、図３にその全体を示すように円筒体３０１より構成される。円筒体３０１の大きさは、図２に示すようにその下端が、上部回転板４１が回転支持板２１上に載置された状態で、上部回転板４１の外周縁の上面に近接する。そして、円筒体３０１の上端は、処理室１２の上部開口位置である上壁１４よりも突出する長さを有する。そして、その上端が後述する昇降機構８０に連設し支持される。
【００４８】
この仕切手段３００によって、上部遮蔽部４０の上方空間は、処理室１２内の残りの空間であるカップ部５０とカップ部５０の上方の空間と遮蔽されることとなる。よって、処理空間Ｓから排出された洗浄液がカップ部５０からミストとして浮遊しても、円筒体３０１により遮蔽され上部回転板４１に付着することや、上部回転板４１の開口４１ａと、補助遮蔽板４５の開口４６とから処理空間Ｓ内に吸引されて基板Ｗを汚染することが防止される。すなわち、仕切手段３００が処理室１２内に空間を、上部遮蔽部４０の上方を第一空間Ａ２として、残りの空間を第二空間Ａ３として遮蔽する機能を有する。また、カップ部５０の下部でベース部材１３との間は、排液・排気手段５００が連接する第三空間Ａ４が形成される。
【００４９】
また、処理室１２の壁面には、符号１５で示す基板搬入出口が形成される。基板搬入出口１５は、上部回転板４１が上昇し周囲案内部材５７が下降すると、回転支持板２１が基板搬入出口１５に臨むことにより基板Ｗを外部から搬入可能となる。
【００５０】
次に、上室１１内を説明する。上室１１は、処理室１２の上壁１４により区画され、この上壁１４の上面を利用して以下の機構が設置される。まず、補助遮蔽板４５の開口４６に臨む洗浄機構６０と、図６に示すように上部遮蔽部４０を挟んで対角線上に超音波洗浄機構７０が配置される。洗浄機構６０は、液ノズル６１が支持アーム６２に支持され、支持アーム６２は接離機構６３によって旋回及び昇降される。この支持アーム６２の昇降によって、基板Ｗに対して液ノズル６１が接離され、旋回によって上部遮蔽部４０の中心位置（図２の状態）と側部の待機位置（図６の状態）との間で旋回するように構成されている。このような接離動を実現する接離機構６３は、螺軸などを用いた機構や、あるいは、エアシリンダなどで構成されている。この時、補助遮蔽板４５も同時に昇降および旋回を行うが、補助遮蔽板４５は昇降駆動機構４８により独立して液ノズル６１に沿って昇降可能とされる。
【００５１】
液ノズル６１の中空部には、液供給管６４が貫通され、その下端部から回転支持板２１に保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。液供給管６４は配管２０５に連通接続されている。この配管２０５の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管２４２には薬液供給源２２２が連通接続され、他方の分岐配管２４３には純水供給源２２３が連通接続されている。各分岐配管２４２、２４３には開閉弁２３２、２３３が設けられていて、これら開閉弁２３２、２３３の開閉を切り換えることで、液ノズル６１から薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できる。
【００５２】
また、液ノズル６１の内周面と液供給管６４の外周面との間の隙間は、気体供給路６５となっている。この気体供給路６５は、開閉弁２３４が設けられた配管２０６を介して気体供給源２２４に連通接続されていて、気体供給路６５の下端部から上部回転板４１と基板Ｗの上面との処理空間Ｓに清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００５３】
超音波洗浄機構７０は、図６に示すように、接離機構７１と、接離機構７１の側部から延設される支持アーム７２と、支持アーム７２の先端に２個の超音波ノズル７３が支持される。この構成により支持アーム７２は接離機構７１によって接離機構７１の回動中心７４を中心に旋回及び昇降される。この支持アーム７２の昇降によって、基板Ｗに対して超音波ノズル７３が接離され、旋回によって上部回転板４１の中心位置（図６の状態）と側部の待機位置（図２の状態）との間で旋回するように構成されている。
【００５４】
さらに、支持アーム７２の先端の超音波ノズル７３を保持する保持片７５はその大きさが上部回転板４１の開口４１ａの直径より少し短尺に形成され、開口４１ａより進入した状態で支持アーム７２が開口４１ａの直径分の長さ旋回することで、保持片７５が基板Ｗの表面に対向した状態で超音波ノズル７３を走査する。
【００５５】
また、保持片７５が基板Ｗと上部回転板４１との間に進入するには、支持アーム７２が開口４１ａの立壁４１ｂに近接して旋回を停止することで、開口４１ａを保持片７５が通過可能とする。そして、保持片７５が支持アーム７２の旋回方向に直角に形成され、支持アーム７２が基板Ｗの回転中心Ｐから立壁４１ｂまで旋回することで、保持片７５の先端は基板Ｗの回転軌跡Ｗ１まで移動することができる。その結果、超音波ノズル７３が基板Ｗの半径方向を走査して、基板Ｗが回転することで、基板Ｗ全面を洗浄する。
【００５６】
次に、上部回遮蔽部４０の昇降機構８０について説明する。昇降機構８０は、上部回転板４１の上面に上方に張り出し設置されたＴ字状の係合部８１と、この係合部８１の上部鍔部８１ａに連結された昇降駆動手段８２とから構成されている。この昇降駆動手段８２はシリンダー８３によりバー８４が上下動することでアーム８５が昇降する。アーム８５の先端は、係合部８１の上部鍔部８１ａが係合される。この構成でアーム８５が上部鍔部８１ａに当接して上下動することにより、回転支持板２１に支持される処理位置と、基板Ｗの搬入・搬出を許容する上方の退避位置とにわたって上部回転板４１が移動するようになっている。
【００５７】
尚、図２では、２つの昇降駆動手段８２が開示されているが、図３に示すように上部回転板２１の上面で等間隔に４つの係合部８１が配置され、それに対応して４つの昇降駆動手段８２が配置される。そして上部回転板４１の回転停止位置の制御により、係合部８１とアーム８５が係合される。また、バー８４には、仕切手段３００の円筒体３０１の上端が接続される。よって、上部回転板４１の昇降とともに円筒体３０１も上部回転板４１との位置関係を保ちながら昇降する。
【００５８】
さらに、上室１１の天井には本発明の送風手段としての送風機構９０が配置される。この送風機構９０は、上部回転板４１に対向してファンフィルタユニット９１と、例えばステンレス鋼板に多数の小孔を開けた、いわゆるパンチングプレートであって、中心側に開口９２ａが形成された流路抵抗部材９２とで構成される。この流路抵抗部材９２は、その外周縁は上室１１の内壁面に接続され、この流路抵抗部材９２が上室１１内を略２分することで、排液・排気手段５００による排気に伴う負圧に応じて、引き込まれるエアー（気流）を制限するとともに流れを与えて、ファンフィルタユニット９１によるダウンフローを処理室１２へ積極的に送風する役目を担っている。この流路抵抗部材５７の開口９２ａは、その開口９２ａより超音波洗浄機構７０や洗浄機構６０が処理室１２側へ進入する。よって、この流路抵抗部材５７より上部には、第２空間Ａ２とは遮蔽された空間Ａ１が形成される。
【００５９】
なお、流路抵抗部材９２は本実施例のようなパンチングプレートに限らず、例えば複数枚の板材を鉛直方向に傾斜させて近接配置したものであってもよく、好ましくは、このような板材の傾斜角度を変えることにより、流路抵抗を可変するようにしてもよい。そして、
【００６０】
図７は、本装置の制御系の構成を示すブロック図であり、回転支持板２１を回転制御するためのモータ３３と、薬液供給源２２２と純水供給源２２３と気体供給源２２４からの薬液、純水、気体の供給制御をするための開閉弁２１２、２１３、２１４、２３２、２３３、２３４と、上部回転板４１と仕切手段３００の昇降制御をするための昇降機構８０と、洗浄機構６０と補助遮蔽板４５の旋回及び接離制御をするための接離機構６３と、超音波ノズル７３を旋回及び接離制御をするための接離機構７１と、周囲案内部材５７を昇降制御するための昇降機構５９と、ファンフィルタユニット９１と排液・排気手段５００を駆動することでハウジング１０内の気流と、を制御部４００によって制御するための構成が示されている。
【００６１】
制御部４００には、周囲案内部材５７が各高さに位置したことを検出するセンサからの出力信号が与えられており、これらのセンサの出力に基づいて、制御部４００は昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を所望の高さに位置させるように制御している。そして、制御部４００には、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピーとも呼ばれる）として予め制御部４００に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。なお、制御部４００には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部４０１が接続されている。
【００６２】
次に、以上のような構成を有する装置の動作を図８（ａ）ないし図８（ｄ）を参照して説明する。図８（ａ）は基板Ｗの薬液処理状態を示し、図８（ｂ）はリンス処理の状態、図８（ｃ）は超音波洗浄の状態、図８（ｄ）は乾燥処理の状態を示している。なお、一例として、基板Ｗは表裏面をエッチングして洗浄する処理を施すことを目的としているものとして説明する。
【００６３】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムを指示部４０１から選択して実行する。そうすると、制御部４００は基板Ｗが本実施例装置２に搬入されるとき、上部回転板４１と液ノズル６１は上方の退避位置とされる。そして、昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を下降させて、回転支持板２１を周囲案内部材５７の上方に位置させる。こうして、上部回転板４１と回転支持板２１との間に、基板Ｗの搬入経路が確保される。基板搬入出口１５を介して基板搬送装置７で搬送されてきた基板Ｗは、駆動ピン２３によって受け持ち支持される。基板搬送装置７の搬送アーム６が処理装置２内に入り込み、駆動ピン２３の上に未処理の基板Ｗを置き、その後、処理装置２外に退避する。
【００６４】
続いて、基板Ｗの受け取りが終わると、図８（ａ）に示すように、制御部４００は、上部回転板４１を離間位置のままで、周囲案内部材５７を上昇させて、回転支持板２１に保持された基板Ｗの周縁に対向する高さに周囲案内部材５７を位置させる。この時、仕切手段３００の円筒体３０１は、上部回転板４１の上昇と連動して上昇される。よって、第二空間Ａ２は狭くなるが、第三空間Ａ３は円筒体３０１によって遮蔽される状態が維持される。
【００６５】
次いで、この状態で、接離機構６３を制御し、液ノズル６１を旋回し、開口部４１ａの上方から下降させ基板Ｗ表面上に配置する。液ノズル３４、６１から薬液を基板Ｗの上下面に供給して薬液処理を開始する。すなわち、開閉弁２１２、２３２を開成することにより、液ノズル３４、６１から洗浄用薬液としてのエッチング液を吐出させる。なお、補助遮蔽板４５は昇降駆動機構４８を伸縮して上方に位置させる。
【００６６】
さらに、制御部４００は、駆動制御信号を与え、モータ３３を回転させる。これにより、筒軸３１が回転され、回転支持板２１が一体的に回転することになる。したがって、回転支持板２１に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で回転されることになる。これにより、基板Ｗの表裏面の中央に向けてエッチング液が至近距離から供給される。供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転半径方向外方側へと導かれるので、結果として、基板Ｗの表裏面の全域に対して隈無く薬液洗浄を行うことができる。
【００６７】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、周囲案内部材５７に案内されて排気カップ５１の第１の排液槽５３ａで受け止められることになる。この、薬液処理の開始と同時に、ハウジング１０上部のファンフィルタユニット９１と、カップ部５０下部の排液・排気手段５００が作動して気流制御を行われる。ファンフィルタユニット９１からダウンフローが発生し、空間Ａ１から主に開口９２ａからと流路抵抗部材９２を介して第一空間Ａ２へ流入する。この流入したダウンフローは上部遮蔽部４０の開口４１ａから処理空間Ｓに流入し、回転支持部２０の回転により回転支持板２１と上部回転板４１との外周開口から第二空間Ａ３へ薬液とともに排出される。この気流はカップ部５０に向かうこととなる。そして、この時、基板Ｗから飛散され排気カップ５１に当たった薬液の一部はミストとなって浮遊することになるが、第二空間Ａ３でミストが浮遊しても仕切手段３００が遮蔽することで上部回転板４１の上面にミストが付着することや処理空間Ｓに流入することが防止される。
【００６８】
この基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、カップ部５９内で第１の排液槽５３ａの全周において、第１のスカート部５６ａ （５６１ａ、５６２ａ、５６３ａ）に案内されて旋回流として第１の排液槽５３ａの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１の底面５１ａでまず第１の排液口５４ａ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、下流側に配設された第１の排気口５５ａ から排気され良好に気液分離される。また、この時、上部回転板４１と補助遮蔽板４５が基板Ｗより離間しているので、薬液が飛散して上部回転板４１と補助遮蔽板４５に付着することを防止する。また、この装置では、回転支持板２１近傍に浮遊するミストがケーシング３８との間を筒軸３１へ移動したとしても、シール部３９２により駆動部３０に侵入することが防止される。
【００６９】
以上の気流制御において重要なことは、空間Ａ１、第一空間Ａ２、第二空間Ａ３、第三空間Ａ４の気圧の関係である。すなわち、各空間の気圧がＰ１（Ａ１）＞Ｐ２（Ａ２）＞Ｐ３（Ａ３）＞Ｐ４（Ａ４）の条件を満たすようにファンフィルタユニット９１によるダウンフロー流量と、排液・排気手段５００による排気流量が調整される。この気圧関係により空間Ａ１から第三空間Ａ４へ向かう気流を生じており、ミストが排気カップ５１へ導かれるように制御されている。こうすることで、排液・排気手段５００の排気能力を軽減することができ、小型な排液・排気手段５００を使用することができる。
【００７０】
なお、薬液供給源２２２から基板Ｗに供給されるエッチング液としては、たとえば、ＨＦ、ＢＨＦ（希フッ酸）、Ｈ３ＰＯ４、ＨＮＯ３、ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２（フッ酸過水）、Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２（リン酸過水）、Ｈ２ＳＯ４＋ Ｈ２Ｏ２（硫酸過水）、ＨＣｌ＋ Ｈ２Ｏ２（アンモニア過水）、Ｈ３ＰＯ４＋ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ３、ヨウ素＋ヨウ化アンモニウム、しゅう酸系やクエン酸系の有機酸、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）やコリンなどの有機アルカリを例示することができる。
【００７１】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、液ノズル３４、６１からのエッチング液の供給を停止する。続いて、制御部４００は昇降機構８０を制御して、図８（ｂ）に示すように上部回転板４１を下降させる。これにより、退避位置にあった上部回転板４１が処理位置にまで下降移動し、上部回転板４１の押えピン４２が回転支持板２１の駆動ピン２３に嵌合連結される。この状態で開閉弁２１２、２３２を閉成して薬液処理過程を終了するとともに、開閉弁２１３、２３３を開成する。
【００７２】
これにより、液ノズル３４、６１からは、リンス液として純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、純水を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とすリンス処理を行う。こうして、薬液処理工程後の基板Ｗの上下面に存在するエッチング液を洗い流す。なお、リンス液としては、他に、オゾン水、電解イオン水などであってもよい。
【００７３】
さらに、駆動制御信号を与え、モータ３３を回転させる。これにより、筒軸３１が回転され、筒軸３１に固定されている回転支持板２１が軸芯Ｊまわりに回転することになる。回転支持板２１の回転力は駆動ピン２３を介して基板Ｗに伝達されて、基板Ｗが回転支持板２１とともに回転する。さらに、回転支持板２１の回転力は押えピン４２を介して上部回転板４１に伝達され、上部回転板４１も回転支持板２１とともに回転する。
【００７４】
さらに、制御部４００は、昇降機構５９を制御して、周囲案内部材５７を下降し位置させて、回転支持板２１に保持された基板Ｗを周囲案内部材５７より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される純水は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材５７の上面に降り注ぐ。この降り注ぐ純水は、上面に沿って流下し第２の排液槽５３ｂに導かれ、第２の排液口５４ｂから排液され、廃棄ドレインを経て廃棄されることになる。
【００７５】
この、洗浄処理の開始と同時に、第２の排液口５４ｂに連通する排液・排気手段５００が作動して排気カップ部５１が排気される。基板Ｗの処理に伴って発生するミスト等の渦流は、この第２の排液槽５３ｂの全周において、第２のスカート部５４ｂに案内されて旋回流として第２の排液槽５３ｂの内部を下方へ流れる。そして、排気カップ５１の底面５１ａでまず第２の排液口５４ｂ、５４ｃ にて気液混合流体の液体成分が回収され、気体成分は下流側へと進み、第２の排気口５４ｂ から排気され良好に気液分離される。
【００７６】
さらに、このリンス処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）の一部はミストとなって浮遊するが、仕切手段３００の円筒体３０１は上部回転板４１とともに下降し、第一空間Ａ２が塞がれているので薬液処理と同様に処理への影響を防止できる。
【００７７】
リンス処理の時間が経過すると回転支持板２１の回転を停止し、図８（ｃ）に示すように、制御部４００は、接離機構６３を制御して、液ノズル６１と補助遮蔽板４５を待機位置に位置させる。そして、超音波洗浄機構７０の接離機構７１を制御して保持片７５を開口４１ａの範囲に位置するように支持アーム７２を旋回する。次に、支持アーム７２を下降して、保持片７５を処理空間Ｓ内に進入させる。保持片７５が上部回転板４１と基板Ｗとの間隙に位置すると、支持アーム７２の下降を停止する。
【００７８】
次に、制御部４００は、２個の超音波ノズル７３、７３から洗浄液を吐出しながら支持アーム７２を基板Ｗの半径間を往復移動する。所定回数、往復移動を行った後、超音波ノズル７３、７３からの洗浄液の吐出を停止して、支持アーム７２が保持片７５を開口４１ａの中央付近まで移動させる。そして、接離機構７１により支持アーム７２を上昇させ、上部回転板４１より上部に位置してから、待機位置へ旋回させる。
【００７９】
超音波洗浄が停止された後は、回転支持板２１が高速回転駆動されることにより、基板Ｗに付着した洗浄液が振り切られる。この乾燥工程の際、図８（ｄ）に示すように、制御部４００は接離機構６３を制御して液ノズル６１と補助遮蔽板４５を上部回転板４１の開口４１ａに対向する位置まで旋回させる。そして、昇降駆動機構４８を伸長させて、補助遮蔽板４５を基板Ｗに近接するまで下降する。
【００８０】
続いて、開閉弁２１４、２３４を開成し、気体供給路３６、６５から基板Ｗの上下面に窒素ガスを供給させる。これにより、処理空間Ｓの空気はすみやかに窒素ガスに置換されるので、洗浄処理後の基板Ｗの上下面に不所望な酸化膜が成長することはない。この時、基板Ｗから振り切られた洗浄液のミストは気流に乗って処理空間Ｓ内を半径方向外側に流動し、回転支持板２１と上部回転板４１の間隙から排出される。そして、排出された洗浄液のミストを含むエアーは排気カップ部５１第二の排液槽５３ｂから排出される
【００８１】
また、回転支持板２１と上部回転板４１との間隙（処理空間Ｓ）は外周端側で絞られて、その上下の間隔が回転中心側のそれよりも狭くなっているので、外周からのエアーの排出量が規制される。これに合わせて、回転支持板２１側から基板Ｗとの処理空間Ｓである下側空間内へポンプ効果により吸入されるエアーの量も流量調整弁２５１によって調整され、また、上部回転板４１側から基板Ｗとの処理空間Ｓである上側空間内へ吸入されるエアーの量は開口４１ａ、４６の大きさによって規制される。さらに、超音波洗浄工程と乾燥工程の間もハウジング１０内の気流制御は行われ、薬液洗浄やリンス洗浄工程と同様の効果を発揮している。
【００８２】
乾燥工程の終了後には、モータ３３の回転を停止させ、さらに、上部回転板４１および液ノズル６１と補助遮蔽板４５が退避位置に戻されて、基板搬送装置７によって処理済の基板Ｗが装置外へ搬出される。以下、上述したと同様に未処理の基板Ｗが搬入されて処理が繰り返し行われる。
【００８３】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置２は、処理室１２内の空間が上部遮蔽部４０の上方の第一空間Ａ２と、残りの第二空間Ａ３とに仕切手段３００によって遮蔽される。その結果、基板Ｗ処理に伴い発生するミストが第一空間Ａ２に浮遊することが防止される。そのため、上部遮蔽部４０へのミスト付着が無くなる。また、処理空間Ｓ内に侵入することも防止され最適な処理が実施される。
【００８４】
本発明は上述した実施例に限らず次のように変形実施することができる。
（１）処理ノズルは超音波ノズルに限らず、ジェットノズルやミストノズルや他のノズル形態のものを適用してもよい。
【００８５】
（２）さらに、上記実施例では、エッチング液による薬液処理を例に説明したが、剥離液を用いた処理に適用してもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、この基板処理装置は、処理液を用いた処理に伴いミストが発生しても、ミストの浮遊を処理室内の遮蔽された空間に限ることで最適な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理システムの一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した縦断面図である。
【図３】回転支持板上部の構成を説明する分解斜視図である。
【図４】排気カップの構成を示す平面図である。
【図５】排気カップの構成を示す一部断面側面図である。
【図６】上部遮蔽機構とその周辺の構成を示す概略平面図である。
【図７】本装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は基板Ｗの処理状態を説明する図で、（ａ）は基板Ｗの薬液処理状態を示し、（ｂ）はリンス処理の状態、（ｃ）は超音波洗浄の状態、（ｄ）は乾燥処理の状態を示している説明図である。
【図９】従来の基板処理装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 基板
Ｓ 処理空間
Ａ１ 空間
Ａ２ 第一空間
Ａ３ 第二空間
Ａ４ 第三空間
２ 基板処理装置
１０ ハウジング
１１ 上室
１２ 処理室
２０ 回転支持部
２１、１０１ 回転支持板
３０ 駆動部
３１ 筒軸
３３ モータ
３４ 液ノズル
４０ 上部遮蔽部
４１、１０７ 上部回転板
４５ 補助遮蔽板
５０ カップ部
５１ 排気カップ
１１１ カップ
６０ 洗浄機構
６１ 液ノズル
８０ 昇降機構
８２ 昇降駆動手段
９０ 送風手段
９１ ファンフィルタユニット
２００ 気液供給機構
３００ 仕切手段
３０１ 円筒体
４００ 制御部
５００ 排液・排気手段
Claims (3)
- 表面に処理液が供給された基板を回転させて、その当該基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、
基板を略水平に保持した状態で基板を回転させる回転処理部と、
前記回転処理部に基板を介して対向しながら前記回転処理部の上方で昇降移動可能に配置され、処理位置に位置決めされることで基板上面の少なくとも周縁領域をリング状に覆う上部遮蔽部と、
前記回転処理部の周囲を覆うように配置され、上部の中央付近に開口を有するとともに、基板の回転に伴って基板表面から振り切られる処理液を受ける処理室と、
前記処理室内の空間を前記回転処理部の上方の第一空間と、残りの第二空間とに遮蔽する前記上部遮蔽部の上方に配置された仕切手段と、
前記処理位置と前記処理位置の上方の退避位置との間で前記上部遮蔽部を昇降移動させるとともに、前記上部遮蔽部と一体的に前記仕切手段を昇降移動させる昇降機構と
を具備す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、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間の気圧を、前記第二空間の気圧より高くすることを特徴とする基板処理装置。
- 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記仕切手段により仕切られた処理室の前記第一空間にダウンフローを供給する送風手段と、を具備することを特徴とする基板処理装置。
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