JP4018232B2

JP4018232B2 - スピン処理装置

Info

Publication number: JP4018232B2
Application number: JP08348998A
Authority: JP
Inventors: 勝則金子; 明典磯; 治道広瀬; 暁原
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11283902A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転テ−ブルによって基板を回転させて処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば液晶表示装置の製造過程においては、ワ−クとしてのガラス製の基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板の処理と洗浄とが繰り返し行われる。洗浄された基板を乾燥させたり、基板にレジストを均一に塗布するためには、上記基板を回転テ−ブルに保持し、この回転テ−ブルとともに回転させ、それによって生じる遠心力を利用する、スピン処理装置が用いられている。
【０００３】
一般に、スピン処理装置は、図５に示すようにカップ１を有する。このカップ１は下カップ２ａと上カップ２ｂとから構成されている。上記下カップ２ａは上面が開放したお椀状に形成され、その底部中心部分には通孔３が形成され、上端縁には受けフランジ４が形成されている。
【０００４】
上記上カップ２ｂは外周面が凸曲面をなしたリング状に形成されていて、その外周面には取付け部材５を介して連結フランジ６が設けられている。そして、上カップ２ｂはその連結フランジ６を上記受けフランジ４にパッキング７を介して接合させ、それらを複数の蝶ナット８で結合することで一体化されている。
【０００５】
上記下カップ２ａに形成された通孔３からそのカップ１の内部へはモ−タ９の駆動軸１１が挿通されている。この駆動軸１１の上端には回転テ−ブル１２が取付けられている。この回転テ−ブル１２の上面には支持ピン１３および支持ピン１３よりも径方向外方にガイドピン１４がそれぞれ周方向に所定間隔で突設されている。上記支持ピン１３は回転テ−ブル１２の上面に供給される基板１５の下面を支持し、上記ガイドピン１４は上記基板１５の外周面に係合してその基板１５が回転テ−ブル１２上で動くのを阻止している。
【０００６】
上記下カップ２ａの底壁には複数の排水口体１７が設けられ、この排水口体１７は図示しないタンクに配管接続されている。また、下カップ２ａの周壁には、上カップ２ｂの下端よりも上部に周方向に所定間隔で複数の排気口体１６が接続され、これらは図示しない排気ポンプに配管接続されている。
【０００７】
このような構成のスピン処理装置によれば、上記基板１５を乾燥させたり、基板１５に図示しない供給ノズルから滴下されたレジストを均一に分布させる場合などには、上記モ−タ９に通電し、その駆動軸１１に取付けられた回転テ−ブル１２を回転させる。
【０００８】
回転テ−ブル１２を回転させて遠心力を発生させれば、その遠心力によって基板１５の上面に付着した洗浄液を乾燥させたり、その上面に滴下させられたレジストを均一に分布せるなどのことができる。
【０００９】
ところで、回転テ−ブル１２を回転させると、その回転によって遠心力が発生するだけでなく、カップ１内には回転テ−ブル１２の回転にともない空気の流れが生じることが避けられない。その空気流は図６に矢印Ａで示すように回転テ−ブル１２の外周面から排気口体１６へ吸引される流れとなる。
【００１０】
上記空気流Ａが乱れのない状態であればよいのだが、その空気流Ａは回転テ−ブル１２の外周面から下方へ向かって流れ、上カップ２ｂの下端を通ったのち、上方へ向かって流れ方向を変えて排気口体１６から流出するという、屈曲した経路となる。
【００１１】
そのため、回転テ−ブル１１の回転によって生じる空気流Ａは、排気口体１６へ円滑に流れずらいため、その空気流Ａの一部は同図に矢印Ｂで示すような空気流となる。つまり、乱気流となる。乱気流Ｂの発生によって空気の一部が回転テ−ブ１２上に保持された基板１５の上面や下面に向かう流れとなるから、空気中に含まれた微粒子やミストが上記基板１５の上面や下面に付着し、基板１５を汚染するということがある。
【００１２】
そこで、本件出願人は特開平７−６６０９９号公報に示されるスピン処理装置を提案した。つまり、この先行技術は、図６に示すようにカップ体の内底部に整流板ａが設けられている。この整流板ａには導入口ｂが開口形成され、この導入口ｂよりも矢印Ｘで示す空気の流れ方向下流側にはほぼ４５度の角度で屈曲されたガイド板ｃを固着する。それによって、回転テーブルの回転によって生じる空気流を矢印Ｙで示すように上記ガイド板ｃによって導入口ｂへ導入するようにしている。
【００１３】
このような構成によれば、回転テーブルの回転によって生じる空気が上記ガイド板ｃにガイドされて上記導入口ｂに導入されるから、整流板ａがない場合に比べてカップ内に生じる乱気流を抑制することができる。
【００１４】
しかしながら、上記先行技術においては、回転テーブルの回転によって生じる空気流がガイド板ｃに衝突してその流れ方向が変換されて導入口ｂに導入される。そのため、空気流はガイド板ｃに衝突したときに、その一部が乱気流となって導入口ｂに円滑に導入されずに基板１５の上面や下面に向かう空気流となることがあるから、それによって基板の汚染を招くということがある。
【００１５】
また、洗浄された基板を乾燥処理する場合には、基板から洗浄液が滴下する。そのため、その洗浄液を円滑に排出処理することで、カップ内で発生する乱気流などによって上記洗浄液がミストとなって上記基板に再付着するのを防止する必要がある。
【００１６】
しかしながら、上述した先行技術においては、整流板ａの上面が水平面となっているばかりか、空気流Ｙが衝突するガイド板ｃを有するから、この上面に滴下した洗浄液が円滑に排出されず、カップ内で発生する乱気流によってミスト化したり、空気流Ｙに含まれる洗浄液がガイド板ｃに衝突してミスト化し、基板に付着するということがあった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のスピン処理装置においては、回転テ−ブルを回転させることで発生する空気流の一部が乱気流となり、上記回転テ−ブルの上面に保持された基板に向かう流れとなるから、空気中に含まれた微粒子が上記基板に付着し易いということがあったり、基板から滴下した液体が円滑に排出されず、ミストとなって基板に付着するということがあった。
【００１８】
この発明は、回転テ−ブルを回転させることで空気流が生じても、その空気流が基板に向かう乱気流となって、基板に微粒子が付着し易いということがないようにしたスピン処理装置を提供することにある。
この発明は、回転テーブルを回転させることで基板から滴下する液体を円滑に排出することができるようにしたスピン処理装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、基板を回転させることで、この基板に所定の処理を行うスピン処理装置において、
カップと、
このカップの底部中心部から内部へ挿通された回転駆動される駆動軸と、
この駆動軸に連結されて回転させられるとともに上面に上記基板が保持される回転テ−ブルと、
上記カップの底部に設けられ上記回転テーブルの回転によって発生する空気流を排出する排出手段と、
上記カップの内底部に設けられ上記回転テーブルの回転によって発生する空気流を整流して上記排出手段へ導く整流体とを具備し、
上記整流体は、上面が上記カップ内の空気の流れ方向に沿って漸次低く傾斜した傾斜面に形成されているとともに先端部に上記空気流を導入する導入口が開口形成された中空状をなし上記カップの周方向に沿って設けられた複数の風洞部およびこの風洞部内に導入された空気流を上記排出手段へ導く流通部とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記カップの内底部の周辺部には、径方向外方から内方に向かって低く傾斜した傾斜面を有し、この傾斜面によって上記基板から滴下する液体を上記排出手段へ導くガイド部材が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１の発明によれば、回転テーブルの回転によってカップ内で発生する空気流は、整流体の風洞部の傾斜面に沿って円滑に流れ、周方向において隣り合う風洞部の除気傾斜面に沿う空気の流れ方向に向かって開口した導入口からその風洞部内に円滑に流入して排出されるから、衝突による乱気流の発生をくということがほとんどない。
【００２２】
請求項２の発明によれば、カップの内底部に径方向外方から内方へ向かって低く傾斜した傾斜面を有するガイド部材を設けたことで、基板から滴下した液体は上記傾斜面に沿って円滑に排出されるため、カップ内の気流によってミストが発生するのを防止できる。
【００２３】
【実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。図１に示すスピン処理装置は、たとえば液晶表示装置の基板や半導体ウエハなどの基板２０を乾燥処理するためのもので、その装置はカップ２１を備えている。このカップ２１は下カップ２２ａ、上カップ２２ｂおよび内カップ２２ｃから構成されている。下カップ２２ａは上面が開放したお椀状をなしていて、その上端縁にはシ−ルパッキング２３が取着され、底壁中心部には径方向外方に向かって低く傾斜した円錐状の第１の傾斜面２４ａが形成されている。この第１の傾斜面２４ａの中心部（頂部）には通孔２４が形成されている。
【００２４】
上記通孔２４には、モ−タ２５の駆動軸２６が挿通され、カップ２１内に突出した上記駆動軸２６の上端は回転テ−ブル２７の下面に設けられた円盤状の連結部材２８に連結されている。この連結部材２８の下面周辺部には円周溝２９が形成され、この円周溝２９には上記通孔２４の周縁部を形成する周壁２４ｂの上端部が挿入されている。
【００２５】
上記下カップ２２ａの底壁の上記通孔２４の周辺部には遮蔽リング３１が上記連結部材２８の外周面を覆う状態で設けられている。それによって、基板２０を後述するごとく乾燥処理する際にカップ１内に飛散する液体が上記通孔２４を通ってモ−タ２５を濡らすのを防止できるようになっている。
【００２６】
上記回転テ−ブル２７の上面には複数の支持ピン３２と、その支持ピン３２よりも径方向外方に位置する複数のガイドピン３３とが周方向に所定間隔で突設されている。支持ピン３２は回転テ−ブル２７の上面に供給される上記基板２０の下面を支持し、上記ガイドピン３３は上記基板２０の外周面に係合し、その基板２０が回転テ−ブル２７上でずれ動くのを阻止するようになっている。
【００２７】
上記下カップ２２ａの内底部には整流体３４が配設されている。この整流体３４はリング状の基部３５を有する。この基部３５は、図４に示すように上部壁３５ａ、内壁３５ｂ及び外壁３５ｃを有し、それによって三方が囲まれているとともに下面が開放した流通部としての流通路３６を形成している。
【００２８】
上記上部壁３５ａには、それぞれ周方向にほぼ９０度の範囲にわたる４つの中空状の風洞部３７が設けられている。この風洞部３７は、上面が上記回転テーブル２７の回転方向に沿って漸次低く傾斜した傾斜面３７ａに形成されているとともに、その内部空間の高さ寸法も上記傾斜面３７ａに対応して漸次低くなっている。
【００２９】
上記風洞部３７の高さ寸法が最も高い先端面は導入口３８がほぼ垂直に開口形成され、高さ寸法が最も低くなる後端部は上記基部３５の上部壁３５ａに形成された流通部としての連通孔３９を介して上記基部３５内の流通路３６に連通している。
【００３０】
図１に示すように、上記下カップ２２ａの底部壁の上記連通孔３９に対応する部位には排出口４１が開口形成されている。つまり、下カップ２２ａには周方向に９０度間隔で４つの排出口４１が形成されている。各排出口４１にはそれぞれ排出管４２の一端がが接続されている。各排出管４２の他端は気液分離タンク４３を介して排出ポンプ４４に連通している。
【００３１】
したがって、上記カップ２１内の雰囲気は上記排出ポンプ４４の吸引力により、風洞部３７から連通孔３９を通って基部３５の流通路３６に導入され、ここから排出口４１を通って上記排出管４２へ排出されるようになっている。
【００３２】
上記４つの風洞部３７の内周側にはリング状のガイド部材４５が設けられている。このガイド部材４５の板面は径方向内方に向かって低く傾斜した第２の傾斜面４５ａに形成されている。つまり、第２の傾斜面４５ａは上記下カップ２２ａの第１の傾斜面２４ａと逆方向に傾斜している。
【００３３】
上記第２の傾斜面４５ａの外形寸法は上記回転テーブル２７の外径寸法よりも大きく設定されている。それによって、上記回転テーブル２７に保持された基板２０からの液体、例えば洗浄液は上記第２の傾斜面４５ａに滴下する。
【００３４】
第２の傾斜面４５ａに滴下した洗浄液はその第２の傾斜面４５ａによって下カップ２２ａの内底面へ円滑にガイドされ、そこから図４に示すように上記基部３５の内壁３５ｂに周方向に所定間隔で形成された通孔４６を通って流通路３６へ流入するようになっている。
【００３５】
図１に示すように、上記下カップ２２ａの上端部には上記上カップ２２ｂが着脱自在に取着されている。この上カップ２２ｂは上記回転テ−ブル２７と対応する部分が開放したリング状をなしていて、その下端部には上記下カップ２２ａの上端縁に設けられたパッキング２３の部分に液密かつ着脱自在に係合取着される係合部４７が形成されている。
【００３６】
上記内カップ２２ｃは外周面が凸曲面に形成されたリング状をなしていて、その下端部は上記上カップ２２ｂの内面周辺部に取着された断面クランク状の保持リング４８に係合保持されている。つまり、上記内カップ２２ｃは上記回転テ−ブル２７の周辺部分を覆う状態で設けられている。
【００３７】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって洗浄後の基板２０を乾燥させる場合について説明する。回転テ−ブル２７に洗浄液によって洗浄処理されて濡れた状態にある基板２０が供給されると、モ−タ２５に通電されて上記回転テ−ブル２７が回転駆動される。それによって、基板２０に付着した洗浄液に遠心力が作用し、その遠心力で洗浄液が飛散し、基板２０が乾燥させられる。また、カップ２１内には上記洗浄液を含む空気流が回転テーブル２７の回転方向と同方向に発生する。
【００３８】
上記空気流は上記カップ２１内の整流体３４の風洞部３７の上面の傾斜面３７ａに沿って流れる。この傾斜面３７ａは回転テーブル２７の回転方向に沿って漸次低く形成されているから、上記空気流は傾斜面３７ａに沿って円滑に流れる。
【００３９】
整流体３４には基部３５の上面に周方向に沿って４つの風洞部３７が形成されている。そのため、所定の風洞部３７の傾斜面３７ａに沿って流れた空気流は、その所定の風洞部３７の後端に隣接する他の風洞部３７の導入口３８からその内部空間２７ｂへ流入する。
【００４０】
上記導入口３８は傾斜面３７ａの後端部にほぼ垂直に開口形成されているから、傾斜面３７ｂに沿って流れる空気流は衝突などによる乱流となることなく、上記導入口３８から上記風洞部３７の内部空間へ円滑に流入し、連通孔３９、流通路３６および排気口４１を経て排出管４２へ排気される。
【００４１】
そのため、カップ２１内には、回転テーブル２７に保持された基板２０の上面と下面に向かう空気流が生じることがほとんどないから、空気流に含まれる塵埃が上記基板２０に付着して基板２０を汚染するのが防止される。
【００４２】
回転テーブル２７を回転させることで、上記基板２０からは洗浄液が飛散する。洗浄液の一部は回転テーブル２７の回転によって発生する空気流に含まれ、この空気流とともに整流体３４の風洞部３７の傾斜面３７ａに沿って流れ、その内部空間３７ｂから基部３５の流通路３６を経て排出管４２へ排出されることになる。
【００４３】
また、基板２０からの洗浄液の残りの一部は上記整流体３４のガイド部材４５の第２の傾斜面４５ａに滴下し、その第２の傾斜面４５ａから下カップ２２ａの第１の傾斜面２４ａを経て基部３５の内壁３５に形成された通孔４６を通り、流通路３６を経て排出口４１から排出されることになる。
【００４４】
このように、基板２０から飛散する洗浄液の一部は、風洞部３７の傾斜面３７ａにガイドされて円滑に排出され、残りの一部は上記ガイド部材４５の第２の傾斜面４５ａにガイドされて円滑に排出される。そのため、洗浄液がカップ２１内に滞留するのが低減されるから、回転テーブル２７の回転によって後述するごとくカップ２１内で発生する気流で洗浄液がミスト化し、基板２０に付着するのを防止することができる。
【００４５】
なお、この発明は上記一実施の形態に限定されず、その発明の要旨の範囲内で種々変形可能である。たとえば、上記一実施の形態では洗浄された基板を乾燥させる場合について説明したが、基板にレジストなどの処理液を均一に散布させる場合にも、この発明の装置を用いれば、その処理液に微粒子が付着するのを防止することができる。
【００４６】
また、カップには、整流体の各風洞部の後端部に対応して排出口を形成したがが、風洞部の数と排出口の数は対応していなくてもよく、例えば２つの風洞部に対して１つの排出口を設けるようにしてもよい。さらに、風洞部の数も４つに限られず、３つあるいは５つ以上であっても差し支えない。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、カップの内底部に、カップ内に生じる空気の流れ方向に沿って漸次低く傾斜した傾斜面を有するとともに、その先端部にカップ内に生じる空気流を導入する導入口が形成された複数の風洞部が上記カップの周方向に沿って設けられた整流体を配置するようにした。
【００４８】
そのため、回転テーブルの回転によってカップ内で発生する空気流は、整流体の風洞部の傾斜面に沿って円滑に流れてその導入口から風洞部内に流入して排出されるから、空気流が整流体に衝突して乱気流の発生を招き、基板を汚染するのを防止することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、カップの内底部に径方向外方から内方へ向かって低く傾斜した傾斜面を有するガイド部材を設けるようにした。
そのため、基板から滴下した液体は上記傾斜面に沿って円滑に排出されるため、カップ内に液体が滞留し、その液体がカップ内の気流によってミストとなって基板に付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す装置の縦断面図。
【図２】同じく整流体の斜視図。
【図３】同じく整流板の平面図。
【図４】同じく図３のＺ−Ｚ線に沿う整流体の断面図。
【図５】従来の装置の縦断面図。
【図６】従来の整流板の一部分の斜視図。
【符号の説明】
２０…基板
２１…カップ
２５…モ−タ
２６…駆動軸
２７…回転テ−ブ
３４…整流体
３６…流通路（流通部）
３７…風洞部
３７ａ…傾斜面
３９…流通孔（流通部）
４２…排出管（排出手段）
４５…ガイド部材

Claims

基板を回転させることで、この基板に所定の処理を行うスピン処理装置において、
カップと、
このカップの底部中心部から内部へ挿通された回転駆動される駆動軸と、
この駆動軸に連結されて回転させられるとともに上面に上記基板が保持される回転テ−ブルと、
上記カップの底部に設けられ上記回転テーブルの回転によって発生する空気流を排出する排出手段と、
上記カップの内底部に設けられ上記回転テーブルの回転によって発生する空気流を整流して上記排出手段へ導く整流体とを具備し、
上記整流体は、上面が上記カップ内の空気の流れ方向に沿って漸次低く傾斜した傾斜面に形成されているとともに先端部に上記空気流を導入する導入口が開口形成された中空状をなし上記カップの周方向に沿って設けられた複数の風洞部およびこの風洞部内に導入された空気流を上記排出手段へ導く流通部とを有することを特徴とするスピン処理装置。
上記カップの内底部の周辺部には、径方向外方から内方に向かって低く傾斜した傾斜面を有し、この傾斜面によって上記基板から滴下する液体を上記排出手段へ導くガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。