JP3953248B2

JP3953248B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP3953248B2
Application number: JP2000006434A
Authority: JP
Inventors: 勉上山
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: JP2001196344A

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エ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７を参照して説明する。
この基板処理装置は、半導体ウエハなどの基板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１を備えている。回転支持板１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２が立設されている。この駆動ピン２は、基板Ｗを支える大径の円柱状のピン下部２ａと、基板Ｗの側縁に当接する小径の円柱状のピン上部２ｂとが一体に連結した段付き構造になっている。
【０００３】
回転支持板１の回転中心部に開口１ａがあり、この開口１ａに筒軸３が連結固定されている。この筒軸３はベルト機構４を介してモータ５に連結されている。筒軸３の中心に沿って液ノズル６が配設されており、この液ノズル６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル６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３と液ノズル６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１に平行に対向するように上部回転板７が配設されている。この上部回転板７も回転支持板１と同様に平面視で円形状の平板である。回転支持板１と同様に、上部回転板７の回転中心部に開口７ａがあり、この開口７ａに筒軸８が連結固定されている。この筒軸８はモータ９の出力軸に連結されている。筒軸８の中心に沿って液ノズル１０が配設されており、この液ノズル１０の先端が基板Ｗの上面中心部に臨んでいる。液ノズル６の場合と同様に、液ノズル１０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８と液ノズル１０との間隙は不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００５】
上下に平行に配置された回転支持板１と上部回転板７を囲むようにカップ１１が配設されており、このカップ１１の底部に排気管１２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よれば、次のように基板処理が行われる。
まず、上部回転板７が上方に退避した状態で、回転支持板１に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは駆動ピン２によって支持される。続いて、上部回転板７が回転支持板１に対向する位置（図７の状態）にまで下降する。この状態でモータ５および９が始動して、回転支持板１および上部回転板７をそれぞれ同期して回転する。回転支持板１の回転に伴って、その回転力が駆動ピン２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転支持板１および上部回転板７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１ａ，７ａから不活性ガスを導入しながら、上下の液ノズル６，１０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１と上部回転板７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１および上部回転板７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１１の底部に連通する排気管１２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１１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１と上部回転板７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】
図７に示した従来装置は上述したように優れた効果を奏するものであるが、次のような問題点も指摘されている。すなわち、液ノズル６から噴出された薬液や洗浄液が開口１ａから内部へ侵入すると、乾燥処理のときに開口１ａから噴出される不活性ガスとともに、薬液などの液滴が上方に飛び散って基板Ｗの下面を汚染するおそれがある。このような問題点を解決するために、例えば特開平１０−１３５１７８号に開示された基板処理装置では、図８に示すように、液ノズル６の先端部周囲に傘状部材１３を一体に取り付けて、回転支持板１の開口１ａを上方から覆うことにより、開口１ａに薬液などが侵入しないようにしている。
【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。
すなわち、図７に示した従来装置は、回転支持板１と上部回転板７とを個別に同期させて回転駆動している関係で、上下に二つの駆動機構（図７に示したモータ５，９など）を備える必要があり、それだけ装置構成が複雑化するという問題点がある。
【００１０】
さらに別の問題は、近年の半導体ウエハなどの基板の大径化に伴い、回転支持板１や上部回転板７が大形化して、その重量が増加していることである。特に、液晶表示器用の矩形状のガラス基板の場合には、その外形が８５０ｍｍ×１０００ｍｍにも及ぶので、このような角形基板が載置される回転支持板１や上部回転板７は著しく大きくなる。回転支持板１や上部回転板７の大形化に伴い、これらを駆動する駆動機構も大形化して、装置の製造コストが嵩むという問題を引き起こしている。
【００１１】
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、回転支持板と上部回転板とで基板を上下から挟んだ状態で処理を行う基板処理装置において、回転支持板および上部回転板の駆動機構の簡素化を図るとともに、大形の基板を処理する場合にも駆動機構の負担を極力軽減することができる基板処理装置を提供することを主たる目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段および効果】
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。
（１）請求項１に記載の発明は、矩形状の基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、基板を挟んで前記回転支持板に対向して配置され、基板の周縁領域を覆うリング状の上部回転板と、前記回転支持板と前記上部回転板との間隙に回転中心側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段とを備え、前記上部回転板に固定されたピン上部と、前記回転支持板に固定されたピン下部とを有し、前記上部回転板は、前記ピン上部とピン下部が嵌合することで、前記回転支持板と一体回転可能に前記回転支持板に着脱自在に支持されており、前記回転支持板には、基板の周縁に係合して基板に回転力を伝える複数個の駆動ピンが立設されており、前記駆動ピンは、前記上部回転板を前記回転支持板に着脱自在に支持する支持機構を兼ねており、更に前記回転支持板と前記上部回転板との間隙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ことを特徴とする。
【００１３】
（効果）請求項１に記載の発明によれば、矩形状の基板を支持した回転支持板を駆動手段が回転駆動すると、回転支持板に一体回転可能に支持された上部回転板も回転支持板とともに回転する。この状態で回転支持板と上部回転板との間隙に不活性ガス導入手段から不活性ガスを導入しながら、回転している基板に所要の処理が施される。回転中心側から導入された不活性ガスは、回転支持板と上部回転板との間隙を半径方向に流通して、その間隙の外周端から排出される。上部回転板は、上部回転板に固定されたピン上部と回転支持板に固定されたピン下部とが嵌合することで、回転支持板に一体回転可能に支持されているので、回転支持板と上部回転板とを単一の駆動手段で回転駆動することができ、それだけ駆動機構の構成を簡素化することができる。また、液晶表示器用の角形ガラス基板のような大形の基板であっても、上部回転板はリング状であるので、上部回転板の重量増加は最小限度に抑えられ、駆動機構の負担を軽減することもできる。
【００１５】
（効果）請求項１に記載の発明によれば、回転支持板と上部回転板との間隙が外周端側で絞られて狭くなっているので、不活性ガスの排出量が規制される。つまり、不活性ガスの消費量を低減することができる。しかも、間隙の外周端が絞られることにより、その部分で不活性ガスの流速が上がるので、外部から間隙へのミストの侵入を一層抑制することができる。
因みに、図７に示した従来装置によれば、回転支持板１と上部回転板７との間隙の上下幅は一定であるので、大形の基板を処理すると、不活性ガスの消費量が膨大になる。
また、請求項１に記載の発明によれば、回転支持板上に基板を載置するときは、上部回転板が取り外され、基板に処理を施すときは、上部回転板が回転支持板上に取り付けられる。したがって、回転支持板への基板の搬入・搬出を容易に行うことができる。
さらに、請求項１に記載の発明によれば、基板に回転力を伝えるために回転支持板に立設された駆動ピンが上部回転板の支持機構を兼ねるので、上部回転板を支持する個別の機構を回転支持板に設ける必要がなくなる。その結果、回転支持板が回転したときの気流の乱れも最小限度に抑えられるので、基板の処理が安定する。
【００１６】
（２）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、前記上部回転板の中央開口部に、この開口部を介して前記間隙に導入される不活性ガスの流量を規制する流路抵抗部材が設けられている。
【００１７】
（効果）請求項２に記載の発明によれば、上部回転板の中央開口部に流路抵抗部材が設けられているので、この流路抵抗部材を介して間隙へ流れ込む不活性ガスの流入量が規制され、不活性ガスの使用量を低減することができる。
【００１８】
（３）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、前記回転支持板が、回転中心側から半径方向外側に向けてせり上がった傾斜部を備えている。
【００１９】
（効果）請求項３に記載の発明によれば、回転支持板が、回転中心側から半径方向外側に向けてせり上がった傾斜部を備えているので、比較的に板厚の薄い回転支持板であっても剛性が大きくなり、回転支持板が撓みにくくなる。また、回転支持板を薄くして軽量化することができるので、駆動手段の負荷を一層軽減することができる。
【００２６】
本明細書は、上記の課題解決手段の他に次のような課題解決手段も開示している。
【００２７】
（７）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板に立設され、基板の周縁に係合して回転力を基板に伝える駆動ピンと、基板下面から基板を支える支持ピンとを備え、前記駆動ピンと前記支持ピンとを使って、基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることを特徴とする基板処理装置。
【００２８】
（課題）液晶表示器用のガラス基板などのように大型の基板では、基板の周縁部を駆動ピンだけで支えるのは困難である。そのため、駆動ピンの他に基板の回転中心側で基板下面から基板を支える複数本の支持ピンが回転支持板上に立設されている。このような駆動ピンと支持ピンとを使って基板が回転支持板に対して面平行になるように支持されている。
しかしながら、機械精度上の限界から、大形の基板の全体を完全に水平状態に支えるのは困難であり、僅かではあるが基板は局部的に波打った状態で支持される。このような支持状態で回転支持板を高速回転させて処理を行うと、波打った基板が回転中に振動し、これに起因して基板が駆動ピンなどから脱落することもある。
【００２９】
（効果）上記のような課題を解決するために、前記（７）の発明は、基板を回転支持板に対して面平行に支えるのではなく、駆動ピンと支持ピンとを使って、基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲した状態で支える。大形の基板の全体を完全に水平状態で支持するのに比べて、基板を積極的に湾曲させて支える方が機械的な精度をあまり必要とせずに、回転中心に対して基板をバランスさせることが容易である。その結果、回転支持板を高速回転させたときに、基板の振動が少なくなり、基板を円滑に処理することができる。
【００３０】
（８）前記（７）に記載の発明において、前記回転支持板の上面を水平にし、かつ、前記駆動ピンの高さを前記支持ピンのそれよりも高くすることにより、前記駆動ピンが基板の周縁に係合する位置が、前記支持ピンが基板下面を支持する位置よりも高く設定されている基板処理装置。
【００３１】
（効果）基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることができる。
【００３２】
（９）前記（７）に記載の発明において、前記回転支持板は回転中心側から半径方向外側に向かってせり上がった傾斜部を備え、ほぼ同じ高さの前記駆動ピンと支持ピンとが上り傾斜方向に設けられることにより、前記駆動ピンが基板の周縁に係合する位置が、前記支持ピンが基板下面を支持する位置よりも高く設定されている基板処理装置。
【００３３】
（効果）基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることができる。
【００３４】
（１０）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板に立設され、基板の周縁に係合して回転力を基板に伝える駆動ピンと、基板下面から基板を支える支持ピンとを備え、前記駆動ピンと前記支持ピンとを使って、基板の回転中心部が高くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることを特徴とする基板処理装置。
【００３５】
（課題・効果）課題および効果は上述した（７）に記載の発明と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００３６】
（１１）前記（１０）に記載の発明において、前記回転支持板の上面を水平にし、かつ、前記駆動ピンの高さを前記支持ピンのそれよりも低くすることにより、前記駆動ピンが基板の周縁に係合する位置が、前記支持ピンが基板下面を支持する位置よりも低く設定されている基板処理装置。
【００３７】
（効果）基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることができる。
【００３８】
（１２）前記（１０）に記載の発明において、前記回転支持板は回転中心側から半径方向外側に向けて下がった傾斜部を備え、ほぼ同じ高さの前記駆動ピンと支持ピンとが前記下り傾斜方向に設けられることにより、前記駆動ピンが基板の周縁に係合する位置が、前記支持ピンが基板下面を支持する位置よりも高く設定されている基板処理装置。
【００３９】
（効果）基板の回転中心部が低くなるように、基板を湾曲させた状態で支えることができる。
【００４０】
（１３）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板に立設され、基板の周縁に係合して基板に回転力を伝える複数個の駆動ピンとを備え、前記各駆動ピンは、錐台状のピン下部と逆錐台状のピン上部とが連結した形状を呈し、その中央の窪んだ部位で基板の周縁と係合している基板処理装置。
【００４１】
（課題）図７に示したように、従来装置の駆動ピンは、大径の円柱状のピン下部と小径の円柱状のピン上部とが連結した段付きピン構造であり、基板の周縁と駆動ピンと接触部分に気流が当たりにくいので、その部分に付着した洗浄液が乾燥されにくいという問題がある。
【００４２】
（効果）このような課題を解決するために、（１３）に記載の発明では駆動ピンがいわゆる鼓状になっている。すなわち、回転支持板が高速回転されたときに、ピン下部とピン上部の各々の傾斜面（錐台・逆錐台の傾斜した周面）が気流を中央の窪んだ部位に導くので、その部分に付着した洗浄液の乾燥が促進される。
【００４３】
（１４）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板に立設され、基板の周縁に係合して基板に回転力を伝える複数個の駆動ピンとを備え、前記各駆動ピンは、前記回転支持板の回転中心周りに円形状に配置されている基板処理装置。
【００４４】
（効果）回転支持板が高速回転したときに、各駆動ピンは同じ円形軌道を通過するので、駆動ピンの移動に起因した気流の乱れが少なくなり、基板の処理が安定する。
【００４５】
（１５）前記（１４）に記載の発明において、前記回転支持板の回転中心周りに円形状に配置された複数個の駆動ピン（外側駆動ピン）の他に、前記各駆動ピンよりも回転中心側で基板の周縁に係合する内側駆動ピンを備え、この内側駆動ピンは回転半径方向に延びるアームを介して、前記外側駆動ピンと同じ回転半径になる、前記回転支持板上の位置に連結されている。
【００４６】
（効果）外側駆動ピン、および内側駆動ピンの連結部位が同じ円形軌道を通過するので、駆動ピンの移動に起因した気流の乱れが少なくなり、基板の処理が安定する。
【００４７】
（１６）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板に立設され、基板の周縁に係合して基板に回転力を伝える複数個の駆動ピンと、前記回転支持板の回転中心に沿って設けられ、基板下面に向けて処理液を噴出する液ノズルと、前記液ノズルの周囲に設けられ不活性ガスを噴出する気体噴出口と、この気体噴出口の上方を覆うように、前記液ノズルの先端部に取り付けられる傘状部材とを備え、さらに、この傘状部材を覆うとともに、不活性ガスの流通孔を備えたリング状のカバー部材を前記回転支持板に連結固定したことを特徴とする基板処理装置。
【００４８】
（課題）図８に示した従来装置によれば、液ノズルや傘状部材は回転支持板とともには回転しないので、液ノズルから噴出した液の一部が傘状部材に付着して残留し、その液が次の乾燥処理のときに飛散して基板の下面に付着して基板を汚染することがある。
【００４９】
（効果）このような課題を解決するために、（１６）に記載の発明は、傘状部材をリング状のカバー部材で覆っている。液ノズルから噴出した液の一部がカバー部材の内外に付着しても、このカバー部材は回転支持板に連結されており、回転支持板とともに高速回転するので、付着した液は遠心力の作用によって円滑に排出される。
【００５０】
（１７）基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、基板を挟んで前記回転支持板に対向して配置される上部回転板と、前記回転支持板と前記上部回転板とを回転駆動する駆動手段と、前記回転支持板と前記上部回転板との間隙に回転中心側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、前記回転支持板と前記上部回転板との間隙の外周端に臨んで開口するリング状の排気カップとを備え、前記排気カップは前記回転支持板の回転半径方向内側へ絞り込まれて、前記回転支持板の回転軸と同芯状の排気管に繋がり、この排気管を介して装置外の排気手段に連通している基板処理装置。
【００５１】
（課題）図７に示した従来装置は、排気カップがその底部の複数箇所にそれぞれ連通している排気管を通して、装置外の排気手段に連通されて排気されている。しかし、基板の大形化に伴い排気カップも大形化すると、上記のような排気管を介したカップ内の排気では、回転支持板と上部回転板との間隙を、その外周端から均等に排気することができないという問題が生じる。
【００５２】
（効果）このような課題を解決するために、（１７）に記載の発明は、リング状の排気カップを回転支持板の回転半径方向の内側に絞り込んで、回転支持板の回転軸と同芯状の排気管に繋ぎ、この排気管を装置外の排気手段に連通させている。すなわち、回転中心に沿った単一の排気管が放射状に拡がって排気カップに連通するので、排気カップ内に排気量の偏りが生じにくく、回転支持板と上部回転板との間隙を、その外周端から均等に排気することができる。
【００５３】
【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。
ここでは、液晶表示器用のガラス基板の乾燥処理に用いられる基板処理装置を例に採って説明する。ただし、本発明は、ガラス基板の処理に限らず、半導体ウエハなど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、乾燥処理に限らず、薬液処理や洗浄処理なども含む。さらに、本発明装置は、単一の処理を行うものだけに限らず、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や、洗浄処理と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。
【００５４】
図１は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断面図、図２は回転支持板に基板が載置された状態を示した平面図である。
この基板処理装置は、矩形状のガラス基板（以下、単に「基板」という）Ｗを保持する回転支持板２１を備えている。この基板Ｗは、例えば縦横長さが８５０ｍｍ×１０００ｍｍで、厚みが０．７ｍｍの大形で薄い基板である。回転支持板２１は、基板と同等以上の大きさを有する平面視で円形の板材で形成されている。具体的には、回転支持板２１の直径は基板Ｗの対角長さよりも長くなっており、本実施例ではその直径が約１５００ｍｍである。回転支持板２１は円形状のものに限らず、角形の基板Ｗに合わせた矩形状であってもよいが、基板Ｗから飛散した洗浄液のミストが回転中の回転支持板２１などに再付着するのを防止する上で、円形状が好ましい。
【００５５】
回転支持板２１は、その重量を軽くするために、厚さが１ｍｍ程度の薄いステンレス鋼板で形成されている。そして、大形の基板Ｗや後述する上部回転板３３が載置されたときに、回転支持板２１が鉛直方向に撓まないようにするために、絞り込み加工が施されてきる。具体的には回転支持板２１は、回転中心側から半径方向外側に向けてせりあがった傾斜部２１ａを備えている。このような傾斜部２１ａを備えることにより、回転支持板２１を厚い板材で形成することなく、その撓み剛性を簡単に向上させることができる。
【００５６】
回転支持板２１は、その傾斜部２１ａの外側がリング状の平坦部２１ｂになっており、この平坦部２１ｂに、基板Ｗの周縁に係合して回転力を基板Ｗに伝える複数個の駆動ピン２２が立設されている。さらに平坦部２１ｂの外側の外周部２１ｃは下向きに傾斜している。回転支持板２１の回転中心側には、基板Ｗを下面から支える複数本の支持ピン２３が立設されている。これらの駆動ピン２２および支持ピン２３は、基板Ｗの中心部が低く、かつ基板Ｗが滑らかに湾曲した状態で支えられるように、各々の高さが調節されている。本実施例では基板Ｗの中心部が周縁部に比べて５ｍｍ程度低くなっている。因みに、大形の薄い角形基板Ｗを完全に水平に支持するには多数の支持ピンが必要であり、また、精度上の限界から困難を伴い、基板Ｗが局所的に波打った状態で支持されやすい。このような状態で基板Ｗを高速回転させると基板Ｗが振動するという不都合が生じる。本実施例では、上記のように基板Ｗを滑らかに湾曲した状態で支持することにより、基板Ｗの局所的な波打ち（凹凸）を無くし、基板Ｗを高速回転させたときの基板Ｗの振動を抑制している。
【００５７】
回転支持板２１の回転中心部には開口（気体噴出口）２４が設けられている。この開口２４に連通するように、回転支持板２１の下面に筒軸２５が連結接続されている。この筒軸２５はベルト機構２６を介してモータ２７に連結されている。このモータ２７は本発明における駆動手段に相当する。筒軸２５の中心に沿って液ノズル２８が配設されており、この液ノズル２８の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル２８は開閉弁２９を介して純水などの洗浄液を供給する洗浄液供給源に接続されている。また、筒軸２５と液ノズル２８との間隙は流量調整弁３０を介して窒素ガスなどの不活性ガスを供給する不活性ガス供給源に連通接続されている。
【００５８】
図３に示すように、液ノズル２８の先端部には、中央部が開口した傘状部材３１が嵌め付け固定されている。この傘状部材３１によって回転支持板２１の開口２４が覆われている。さらに、傘状部材３１を覆うように、中央が開口した円錐台状のカバー部材３２が傘状部材３１に近接して配備されている。カバー部材３２は回転支持板２１に支持されて、回転支持板２１と一体回転するようになっている。カバー部材３２の基部周面には、開口２４から噴出した不活性ガスを流通させるための流通孔３２ａが開けられている。
【００５９】
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３３が配設されている。この上部回転板３３は基板Ｗの周縁領域を覆うリング状を呈しており、中央部に直径が約６００ｍｍ程度の大きな開口３４が開けられている。上部回転板３３は半径方向外側に向けて下り傾斜になった傾斜部３３ａを備え、この傾斜部３３ａのさらに外側の外周部３３ｂが下方に屈曲して回転支持板２１の外周部２１ｃに対向している。回転支持板２１の外周部２１ｃと上部回転板３３の外周部３３ｂとの間隙は半径方向外側に向けて狭くなっており、その間隙の外周端であるリング状の排出口３５から不活性ガスや基板Ｗから振り切られた洗浄液が排出されるようになっている。排出口３５は下向きに傾斜した状態で配設されている。上述したような回転支持板２１と上部回転板３３で挟まれた空間は、基板Ｗを処理する処理空間Ｓを構成している。
【００６０】
さらに上部回転板３３の中央部開口３４の周囲には、外方に張り出した鍔部３６をその上端に備えた筒体３７が連結されている。この鍔部３６の下方からＬ形アール３８が鍔部３６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３３が移動するようになっている。
【００６１】
上部回転板３３の中央部開口３４の内側に、上部回転板３３とは別体の流路抵抗部材３９が配設されている。この流路抵抗部材３９は、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、開口３４を略閉塞する円形状を呈している。流路抵抗部材３９は、後述する本実施例装置の排気構造を介した排気に伴う負圧に応じて、上部回転板３３の上方から引き込まれる不活性ガスの流れに抵抗を与えて、処理空間Ｓ内に供給される不活性ガスの流量を制限する役目を担っている。流路抵抗部材３９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。
【００６２】
流路抵抗部材３９の中央部にある小さな開口４０には、上部回転板３３の場合と同様に、外方に張り出した鍔部４１をその上端に備えた筒体４２が連結されている。この鍔部４１の下方からＬ形アール４３が鍔部４１に当接して上下動することにより、上部回転板３３の開口３４を閉塞する処理位置と、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流路抵抗部材３９が移動するようになっている。また、流路抵抗部材３９の開口４０を介して処理空間Ｓ内に挿入されて基板Ｗの上面に純水などの洗浄液を供給する液ノズル４４が上下移動自在に設けられている。
【００６３】
本実施例装置の排気構造について説明する。回転支持板２１と上部回転板３３との間隙の外周端である排出口３５に臨んで開口したリング状の排気カップ４５が配設されている。この排気カップ４５は、回転支持板２１の下方で回転支持板２１の回転半径方向内側へ絞り込まれて、回転支持板２１の回転軸（本実施例では筒軸２５）と同芯状の排気管４６に繋がり、この排気管４６を介して装置外の排気手段に連通している。また、排気カップ４５の底部外周側には、不活性ガスとともに排出された洗浄液を排出するための排液管４７が連通接続されている。
【００６４】
本実施例の駆動ピン２２の構成を図２，図４，図５を参照して説明する。
上述したように駆動ピン２２は、基板Ｗの周縁に係合して回転支持板２１の回転力を基板Ｗに伝える。図２に示すように、本実施例装置は、回転支持板２１の回転中心Ｐの周りに円形状（図２中に鎖線で示す）に配置された８個の外側駆動ピン２２₁ と、これらの外側駆動ピン２２₁ よりも回転中心側で基板Ｗの周縁に係合する４個の内側駆動ピン２２₂ とを備えている。なお、本明細書では、外側駆動ピン２２₁ と内側駆動ピン２２₂ とを特に区別しない場合は、単に駆動ピン２２として説明している。８個の外側駆動ピン２２₁ はそれぞれ対になって基板Ｗの４つの角部周縁に係合し、４個の内側駆動ピン２２₂ は基板Ｗの４つの側縁中央部にそれぞれ個別に係合する。
【００６５】
外側駆動ピン２２₁ の構成を図４に示す。外側駆動ピン２２₁ は、錘台状のピン下部２２_1Lと逆錐台状のピン上部２２_1Uとが連結した、いわゆる鼓形状を呈し、その中央の窪んだ部位２２_1Cで基板Ｗの周縁と係合する。ピン下部２２_1Lとピン上部２２_1Uとは上下に分離可能に構成されている。そして、ピン下部２２_1Lは回転支持板２１に、ピン上部２２_1Uは上部回転板３３に、それぞれ固定して取り付けられている。ピン下部２２_1Lの上面にはガイド孔２２ａが形成されている。このガイド孔２２ａに嵌合する凸部２２ｂがピン上部２２_1Uの下面に形成されている。上部回転板３３がＬ型アーム３８によって処理位置にまで下降移動されたときに、ピン上部２２_1Uの凸部２２ｂがピン下部２２_1Lのガイド孔２２ａに嵌合することにより、上部回転板３３が回転支持板２１と一体回転可能に回転支持板２１に支持されるようになっている。つまり、外側駆動ピン２２₁ は、上部回転板３３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。さらに、ピン下部２２_1Lには凹部２２ｃと、これに連なる突起２２ｄとが形成されており、基板Ｗの下面周縁を突起２２ｃで支持するようになっている。凹部２２ｃは、基板Ｗの回転乾燥処理のときに不活性ガスの流通を許容して、基板Ｗの下面周縁の乾燥を促進させる。ピン下部２２_1Lおよびピン上部２２_1Uにそれぞれ形成されている錘状部位の傾斜面２２ｅ，２２ｆは、基板Ｗの回転乾燥処理のときに外側駆動ピン２２₁ に当たる不活性ガスを窪んだ部位２２_1Cに案内して基板Ｗの周縁に導くことにより、基板Ｗの周縁の乾燥を促進させる。
【００６６】
内側駆動ピン２２₂ の構成を図５に示す。内側駆動ピン２２₂ も外側駆動ピン２２₁ と同様に上下に分離可能なピン下部２２_2Lとピン上部２２_2Uとによって構成されている。ただし、ピン下部２２_2Lは回転支持板２１に直接に取り付け固定されるのではなく、回転支持板２１の回転半径方向外側に延びる水平アーム２２ｇを介して回転支持板２１に取り付けられている。水平アーム２２ｇの取り付け基部２２ｈは、図２に示すように、外側駆動ピン２２₁ と同じ円形のライン（図２中に鎖線で示す）上に配置されている。なお、角形基板Ｗの長辺中央に係合する内側駆動ピン２２₂ の水平アーム２２ｇは、角形基板Ｗの端辺中央に係合する内側駆動ピン２２₂の水平アーム２２ｇに比べて、その長さが長くなっている。このように外側駆動ピン２２ ₁ と、内側駆動ピン２２₂ の取り付け基部２２ｈとを同じ円形のラインに沿って配置することにより、回転支持板２１が回転したときに、外側駆動ピン２２ ₁ と、内側駆動ピン２２₂ の取り付け基部２２ｈとが同じ円形軌道を移動するので、各ピンの移動に起因した気流の乱れが少なくなり、それだけ基板Ｗの処理を安定して行うことができる。
【００６７】
次に上述した構成を備えた実施例装置の動作を順に説明する。
乾燥処理の対象である角形基板Ｗが本実施例装置に搬入されるとき、上部回転板３３、流路抵抗部材３９、および液ノズル４４は上方の退避位置にある。上部回転板３３が退避位置にある状態で、駆動ピン２２は上下に分離されており、回転支持板２１上にはピン下部２２_1L、２２_2Lだけがある。図示しない基板搬送ロボットで搬送されてきた基板Ｗは、支持ピン２３、および駆動ピン２２のピン下部２２_1L、２２_2Lによって受け持ち支持される。基板Ｗが搬入されると、退避位置にあった上部回転板３３、流路抵抗部材３９、および液ノズル４４が処理位置にまで下降移動する。上部回転板３３が下降移動することにより、上部回転板３３のピン上部２２_1U、２２_2Uが回転支持板２１のピン下部２２_1L、２２_2Lに嵌合連結し、基板Ｗの周縁が駆動ピン２２によって係合される（図１の状態）。この状態で、基板Ｗは回転中心部が低くなるように滑らかに湾曲した状態で支持される。
【００６８】
次にモータ２７が始動して回転支持板２１が回転する。回転支持板２１の回転力が駆動ピン２２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の回転力は駆動ピン２２を介して上部回転板３３に伝達され、上部回転板３３も回転支持板２１とともに回転する。このとき、回転支持板２１側の液ノズル２８から純水などの洗浄液が、開口２４から窒素ガスなどの不活性ガスが、それぞれ噴出される。
【００６９】
また、排気管４６に連通する装置外の排気手段が作動して排気カップ４５が排気されることにより、上部回転板３３の上方から窒素ガスなどの不活性ガスが流路抵抗部材３９を介して処理空間Ｓ内へ引き込まれる。上下の液ノズル２８，４４から予め決められた短い時間だけ洗浄液を噴出すると、後は洗浄液の供給が停止されて、処理空間Ｓには不活性ガスだけが供給される。このように本実施例では、乾燥処理の初めの短い時間だけ洗浄液を基板Ｗに供給して基板Ｗの表裏面を洗浄液で再度濡らすことにより、基板Ｗの搬入時に既に付着している洗浄液によって基板Ｗにウォーターマークが形成されないようにしている。
【００７０】
洗浄液の供給が停止された後は、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。基板Ｗから振り切られた洗浄液のミストは不活性ガスの流れに乗って処理空間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３３の間隙の外周端である排出口３５から排出される。排出された洗浄液のミストを含む不活性ガスは排気カップ４５および排気管４６を介して装置外へ排出される。リング状の排気カップ４５は、その中心に沿って配設された排気管４６を介して吸引排気されるので、排気カップ４５の全周囲にわたって均一な排気を行うことができる。
【００７１】
また、回転支持板２１と上部回転板３３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、排出口３５からの不活性ガスの排出量が規制される。これに合わせて、回転支持板２１側から処理空間Ｓ内へ供給される不活性ガスの量も流量調整弁３０によって調整され、また、上部回転板３３側から処理空間Ｓ内へ供給される不活性ガスの量は流路抵抗部材３９によって規制されるので、不活性ガスの消費量を低減することができる。処理空間Ｓ内へ供給される不活性ガスの量が少なくても、処理空間Ｓが外周端側で絞り込まれているので、不活性ガスは処理空間Ｓの外周側で流速が速くなり、排出口３５から勢いよく排出される。したがって、排出口３５から排出された洗浄液のミストが排出口３５から侵入して基板Ｗを汚染することもない。
【００７２】
基板Ｗの乾燥処理が終わると、上部回転板３３、流路抵抗部材３９、および液ノズル４４が退避位置に戻されて、図示しない基板搬送ロボット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。
【００７３】
なお、本実施例の流路抵抗部材３９は次のような効果も奏する。
仮に流路抵抗部材３９が配設されておらず、上部回転板３３の中心部の開口３４が開放されていると、基板Ｗの上面に大気圧が作用する。一方、回転支持板２１の高速回転に伴って基板Ｗの下方の処理空間Ｓは負圧になる。その結果、基板Ｗの上下面の差圧に相当する圧力が基板Ｗの上面に作用する。基板Ｗは大形の薄いガラス基板であるので、この圧力によって破損されるおそれがある。これに対して、本実施例によれば上部回転板３３の開口３４に流路抵抗部材３９を介在させることにより、処理空間Ｓへ流入する不活性ガスの量を規制している。その結果、基板Ｗの上方の処理空間Ｓも負圧になり、基板Ｗの上下面の差圧が小さくなる。したがって、基板Ｗの破損を防止することができる。
【００７４】
傘状部材３１を覆うカバー部材３２は次のような効果を奏する。
すなわち、傘状部材３１はカバー部材３２で覆われているので、液ノズル２８から噴出された洗浄液の一部が落下しても、そのほとんどはカバー部材３２に付着する。傘状部材３１は回転しないのに対して、カバー部材３２は回転支持板２１と一体に回転する。したがって、カバー部材３２に付着した洗浄液は即座に振り切られ、カバー部材３２に長く残留しないので、カバー部材３２に付着した洗浄液が基板Ｗに再付着することもない。また、傘状部材３１とカバー部材３２との間隙に洗浄液が侵入したとしても、回転支持板２１の中心部開口２４から噴出した不活性ガスがカバー部材３２の基部にある流通孔３２ａを通過流通する際に、前記間隙に侵入した洗浄液を引き込んで即座に排出する。したがって、傘状部材３１とカバー部材３２との間隙に侵入した洗浄液もそこに長く滞留することがないので、残留洗浄液による基板Ｗの汚染を防止することができる。
【００７５】
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）上記実施例では駆動ピン２２と支持ピン２３の高さを調整して、回転中心部が低くなるように基板Ｗを湾曲した状態で支持した。本発明はこの例に限らず、例えば図６（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示すように変形実施することができる。
【００７６】
図６（ａ）は、回転半径方向外側に向かって単調にせり上がった傾斜部をもつ回転支持板２１Ａに、基板Ｗの支持位置が略同じ高さの駆動ピン２２Ａと支持ピン２３Ａとを外周部と中心部とにそれぞれ立設することにより、回転中心部が低くなくように基板Ｗを湾曲した状態で支持した例である。
【００７７】
図６（ｂ）は、水平な回転支持板２１Ｂに、基板Ｗの支持位置が高く設定された駆動ピン２２Ｂを外周部に、基板Ｗの支持位置が低く設定された支持ピン２３Ｂを中心部にそれぞれ立設することにより、回転中心部が低くなくように基板Ｗを湾曲した状態で支持した例である。
【００７８】
図６（ｃ）は、水平な回転支持板２１Ｃに、基板Ｗの支持位置が低く設定された駆動ピン２２Ｃを外周部に、基板Ｗの支持位置が高く設定された支持ピン２３Ｃを中心部にそれぞれ立設することにより、上記（ａ），（ｂ）の例とは逆に、回転中心部が高くなくように基板Ｗを湾曲した状態で支持した例である。このような例によっても基板Ｗの局所的な凹凸を簡単に無くすことができるので、基板Ｗを高速回転させたときの基板Ｗの振動を防止することができる。
【００７９】
図６（ｄ）は、回転半径方向外側に向かって傾斜した傾斜部をもつ回転支持板２１Ｄに、基板Ｗの支持位置が略同じ高さの駆動ピン２２Ｄと支持ピン２３Ｄとを外周部と中心部とにそれぞれ立設することにより、回転中心部が高くなるように基板Ｗを湾曲した状態で支持した例である。
【図面の簡単な説明】
【図１】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断面図である。
【図２】回転支持板に基板を支持した状態を示す平面図である。
【図３】回転支持板側の液ノズルの周辺構成を示した拡大断面図である。
【図４】外側駆動ピンの構成を示した図である。
【図５】内側駆動ピンの構成を示した図である。
【図６】基板の支持状態の変形例を示した図である。
【図７】従来装置の概略構成を示した縦断断面図である。
【図８】従来装置の液ノズルの周辺構成を示した断面図である。
【符号の説明】
Ｗ…基板
２１…回転支持板
２２…駆動ピン
２３…支持ピン
２４…開口（気体噴出口）
２５…筒軸
２７…モータ（駆動手段）
２８…液ノズル
３１…傘状部材
３２…カバー部材
３３…上部回転板
３９…流路抵抗部材
４５…排気カップ
４６…排気管

Claims

矩形状の基板を回転させながら基板に所要の処理を施す基板処理装置において、
基板を支持した状態で回転する、基板と同等以上の大きさの回転支持板と、
前記回転支持板を回転駆動する駆動手段と、
基板を挟んで前記回転支持板に対向して配置され、基板の周縁領域を覆うリング状の上部回転板と、
前記回転支持板と前記上部回転板との間隙に回転中心側から不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段とを備え、
前記上部回転板に固定されたピン上部と、前記回転支持板に固定されたピン下部とを有し、
前記上部回転板は、前記ピン上部とピン下部が嵌合することで、前記回転支持板と一体回転可能に前記回転支持板に着脱自在に支持されており、
前記回転支持板には、基板の周縁に係合して基板に回転力を伝える複数個の駆動ピンが立設されており、前記駆動ピンは、前記上部回転板を前記回転支持板に着脱自在に支持する支持機構を兼ねており、
更に前記回転支持板と前記上部回転板との間隙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、
前記上部回転板の中央開口部に、この開口部を介して前記間隙に導入される不活性ガスの流量を規制する流路抵抗部材が設けられている基板処理装置。
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、
前記回転支持板は、回転中心側から半径方向外側に向けてせり上がった傾斜部を備えている基板処理装置。