JP4040906B2 - スピン処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を回転させながら処理液によって処理したり、処理液によって処理された基板を乾燥処理するスピン処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分(あるいは光が照射された部分)を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形成するものである。
【0003】
上記一連の各工程において、上記基板が汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジストや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基板を洗浄処理するということが行われている。
【0004】
上記基板を洗浄処理する装置としてスピン処理装置が知られている。このスピン処理装置は処理槽を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。このカップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。
【0005】
回転テーブルに基板を保持し、回転テーブルを回転させながら基板に処理液を供給して処理したならば、上記回転テーブルを処理液による処理時に比べて高速度で回転させることで、この基板を乾燥処理する。
【0006】
上記処理槽の上部にはULPAやHEPAなどのファン・フィルタユニットが設けられ、基板を処理するときに処理槽内に清浄空気を供給するようにしている。上記カップ体の底部には排出管が接続されている。この排出管には排気ポンプが接続されている。それによって、上記ファン・フィルタユニットから処理槽内に供給された清浄空気は上記カップ体内を通り、上記排出管から排出される。
【0007】
このように、基板の処理時にファン・フィルタユニットから処理槽内に清浄空気を供給し、カップ体内を通過させて排出することで、基板を乾燥処理するときに発生するミストがカップ体や処理槽内に浮遊するのを防止している。それによって、乾燥処理時に基板にミストが付着して汚染原因となるのを防止している。
【0008】
上記処理槽の一側には基板を出し入れするための出し入れ口が設けられ、この出し入れ口はシャッタによって開閉できるようになっている。上記回転テーブルに未処理の基板を供給するときや乾燥処理された基板を上記回転テーブルから取り出すときには、上記出し入れ口を開放し、ロボットなどによって基板の出し入れを行なう。
【0009】
ところで、基板を処理する処理工場においては、複数のスピン処理装置が設置され、複数のスピン処理装置の排気を1台の排気ポンプで行なうようにしている。つまり、排気ポンプに接続された排出管を複数に分岐し、分岐された各排出管をそれぞれのスピン処理装置のカップ体に接続するようにしている。
【0010】
複数のスピン処理装置のうち、基板を処理しているスピン処理装置にはファン・フィルタユニットから清浄空気が供給されるとともに、上記排出管を通じてカップ体内の排気が行なわれる。
【0011】
基板を処理していないスピン処理装置では、ファン・フィルタユニットからの清浄空気の供給が停止され、また排出管に設けられた開閉弁を閉じて排気も停止される。
【0012】
そのため、複数のスピン処理装置において、基板を処理しているスピン処理装置と処理していないスピン処理装置との数が経時的に変動することになるから、その変動に応じて基板を処理しているスピン処理装置ではその処理槽内の圧力が変動することが避けられない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
処理槽内の圧力が変動すると、処理槽内における空気の流れも変動することが避けられない。たとえば、ファン・フィルタユニットから所定量の清浄空気が供給されているときに運転されるスピン処理装置の数が増加すると、各処理槽の排気ポンプによる排気量が減少する。
【0014】
排気量が減少すると、ファン・フィルタユニットからの清浄空気の供給量が排気量よりも多くなり、処理槽内の圧力が上昇して処理槽内に供給された空気がカップ体を通じて円滑に排出され難くなる。
【0015】
その結果、処理槽内には乱流が発生し、その乱流がカップ体の外周面に沿って流れ、一部はカップ体の上面に形成された開口部から内部に流入する虞がある。処理槽内で生じた乱流には、処理槽の内面に付着した塵埃が含まれ易くなる。そのため、乱流の一部がカップ体内に入り込むことで、基板が汚染されるということがある。
【0016】
この発明は、圧力変動などによって処理槽内で乱流が発生しても、その乱流がカップ体内に流れ込むのを防止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。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の内周縁部に形成され上記カップ体の上面側に突出した環状突出部であり、この環状突出部には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置にある。
【0018】
請求項2の発明は、基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の上面の上記開口部の周縁部に設けられた環状壁体であり、この環状壁体には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置にある。
【0020】
この発明によれば、カップ体の上面の開口部の周縁部に設けられた流入阻止手段によって、カップ体の外部の空気がカップ体の上面開口からカップ体内に流入するのが阻止されるから、処理槽内の圧力変動で乱流が生じても、その乱流がカップ体内に流入して基板を汚染するのが防止される。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【0022】
図1はこの発明のスピン処理装置の概略的構成を示し、このスピン処理装置は箱型状の処理槽1を有する。この処理槽1内にはカップ体2が配置されている。このカップ体2は、上記処理槽1の底板上に設けられた下カップ3と、この下カップ3に対して図示しない上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ4とからなる。
【0023】
上記下カップ3の底壁には周方向に所定間隔で複数の排出管5が接続されている。これら排出管5は排気ポンプ6に連通している。排出管5にはバタフライ弁5aが設けられ、このバタフライ弁5aの開度は制御装置7によって設定できるようになっている。
【0024】
上記カップ体2の下面側にはベース板8が配置されている。このベース板8には、上記下カップ3と対応する位置に取付け孔9が形成されている。この取付け孔9には駆動手段を構成する制御モータ11の固定子12の上端部が嵌入固定されている。
【0025】
上記固定子12は筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子13が回転自在に嵌挿されている。この回転子13の上端面には筒状の連結体14が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連結体14の下端には上記固定子12の内径寸法よりも大径な鍔部15が形成されている。この鍔部15は上記固定子12の上端面に摺動可能に接触しており、それによって回転子13の回転を阻止することなく、この回転子13が固定子12から抜け落ちるのを防止している。
【0026】
上記下カップ3には上記回転子13と対応する部分に通孔3aが形成され、上記連結体14は上記通孔3aからカップ体2内に突出している。この連結体14の上端には回転テーブル16が取付けられている。この回転テーブル16の周辺部には周方向に所定間隔、この実施の形態では60度間隔で6本(2本のみ図示)の円柱状の保持部材17が図示しない駆動機構によって回転可能に設けられている。
【0027】
上記保持部材17の上端面には、この保持部材17の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有する支持ピン18が設けられている。回転テーブル16には、基板としての半導体ウエハWが周縁部の下面を上記支持ピン18のテーパ面に当接するよう供給される。その状態で上記保持部材17を回転させれば、支持ピン18が偏心回転するから、回転テーブル16に供給された半導体ウエハWは、上記支持ピン18によって保持される。
【0028】
上記回転テーブル16は乱流防止カバー21によって覆われている。この乱流防止カバー21は上記回転テーブル16の外周面を覆う外周壁22と、上面を覆う上面壁23とを有し、上記外周壁は上側が小径部22a、下側が大径部22bに形成されている。
【0029】
上記上カップ4の上面は開口していて、その開口部4aの内周面には環状壁体25が設けられている。この環状壁体25は高さ方向の下端部を上カップ4内に位置させ、上端を上カップ4の上端面とほぼ面一にして設けられている。
【0030】
上記上カップ4の外周面は滑らかな曲面26に形成され、この曲面26は上カップ4の内周縁部に向かって高く傾斜しており、その内周縁部は上カップ4の上面側に突出した環状突出部27に形成されている。それによって、この環状突出部27は、後述するようにカップ体2の外部で生じる乱流がカップ体2内に流入するのを阻止する流入阻止手段を構成している。
【0031】
上記回転テーブル16に未処理の半導体ウエハWを供給したり、乾燥処理された半導体ウエハWを取り出すときには、上記上カップ4が後述するごとく下降させられる。
【0032】
上記処理槽1の上部壁には開口部31が形成されている。この開口部31にはULPAやHEPAなどのファン・フィルタユニット32が設けられている。このファン・フィルタユニット32はクリーンルーム内の空気をさらに清浄化して処理槽1内に導入する。上記ファン・フィルタユニット32は駆動部33を有し、この駆動部33によって図示しないファンが回転駆動されて清浄空気を処理槽1内に導入する。
【0033】
上記ファン・フィルタユニット32によって上記処理槽1内に導入された清浄空気は、カップ体2の上面の開口部4aから内部に流入し、排出管5を通って排出される。
【0034】
つまり、ファン・フィルタユニット32からの清浄空気の供給量に対し、排出管5からの排出量がほぼ同じ或いはわずかに多い状態であれば、ファン・フィルタユニット32から処理槽1内に供給された清浄空気は、カップ体2内を通って円滑に排出されるから、処理槽1内で乱流が生じることがない。
【0035】
なお、上記駆動部33は上記制御装置7によって発停が制御されるようになっている。
【0036】
上記処理槽1の一側には出し入れ口34が開口形成されている。この出し入れ口34は、処理槽1の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ35によって開閉される。このシャッタ35は圧縮空気で作動するシリンダ36によって駆動される。つまり、上記シリンダ36には圧縮空気の流れを制御する制御弁37が設けられ、この制御弁37を上記制御装置7によって切換え制御することで、上記シャッタ35を上下動させることができるようになっている。
【0037】
上記制御モータ11の回転子13内には筒状の固定軸41が挿通されている。この固定軸41の上端には、上記回転テーブル16に形成された通孔42から上記回転テーブル16の上面側に突出したノズルヘッド43が設けられている。このノズルヘッド43には上記回転テーブル16に保持された半導体ウエハWの下面に向けて処理液としての薬液及び洗浄液を選択的に噴射する一対のノズル44が設けられている。
【0038】
上記乱流防止カバー21の上面壁23には上記ノズルヘッド43と対向して開口部45が形成され、この開口部45によって上記ノズル44から噴射された処理液が半導体ウエハWの下面に到達可能となっている。
【0039】
回転テーブル16に保持された半導体ウエハWの上方には上部ノズル体46が配置されている。この上部ノズル体46からは上記半導体ウエハWの上面に処理液が供給されるようになっている。
【0040】
つぎに、上記構成のスピン処理装置の作用について説明する。
【0041】
ファン・フィルタユニット32を作動させて清浄空気を処理槽1内に供給するとともに、バタフライ弁5aを所定の開度に設定することで、上記ファン・フィルタユニット32から処理槽1内に供給された清浄空気は、排気ポンプ6の吸引力が作用する排出管5を通じてカップ体2内から排出される。
【0042】
ファン・フィルタユニット32から供給される清浄空気量が排気ポンプ6による排気量とほぼ同等或いはわずかに少ない状態であれば、処理槽1内の圧力は0若しくは負圧に維持される。それによって、ファン・フィルタユニット32から処理槽1内に供給された清浄空気はカップ体2内を通って排出管5から円滑に排出されることになるから、処理槽1内で乱流が発生することはない。
【0043】
たとえば、工場において、複数のスピン処理装置のうち、休止していたスピン処理装置が運転を開始すると、スピン処理装置1台当たりの排気ポンプ6による排気量が減少し、処理槽1内の圧力が高くなることがある。また、処理槽1に半導体ウエハWを出し入れするためにシャッタ35を下げて出し入れ口34を開放すると、処理槽1内に外気が流入し、処理槽1内の圧力が高くなることがある。
【0044】
なお、工場における排気ポンプ6の排気作用は、スピン処理装置だけでなく、他の機器に用いられていることもあるから、それらの機器の使用状況によっても、処理槽1内の圧力が変動することがある。
【0045】
処理槽1内の圧力が負圧からプラス圧に変動すると、排気ポンプ6による処理槽1内の排気が円滑に行なえず、ファン・フィルタユニット32からの清浄空気の一部が処理槽1内で滞留し、その滞留によって乱流が生じることがある。処理槽1内で発生する乱流には、処理槽1の内面に付着した塵埃が含まれ易い。
【0046】
このように、処理槽1内で乱流が発生すると、その乱流はカップ体2の周壁に沿って上カップ4の上面の開口部4aから内部に流入しようとする。しかしながら、上記上カップ4の内周縁部は、上カップ4の上面側に突出した環状突出部27に形成されている。
【0047】
そのため、処理槽1内で乱流が発生し、その乱流が図2に矢印で示すようにカップ体2の周壁に沿って流れてカップ体2内に流入しようとしても、上記上カップ4の上面側に突出した上記環状突出部27によって上カップ4の開口部4aから内部に流入するのが阻止される。そのため、塵埃を含む乱流によってカップ体2内の回転テーブル16に保持された半導体ウエハWが汚染されるのを防止できる。
【0048】
しかも、上記上カップ4の外周面は滑らかな曲面26に形成されている。そのため、図2に矢印で示す気流は上カップ4の外周面に沿って円滑に流れ、乱流が発生することがないから、そのことによっても半導体ウエハWの汚染を防止できる。
【0049】
図3に示すように、上記環状突出部27には、複数の高さ調整部材、この実施の形態では第1の高さ調整部材51と第2の高さ調整部材52とが着脱可能に順次装着できるようになっている。
【0050】
上記第1、第2の高さ調整部材51,52はそれぞれ環状をなしていて、第1の高さ調整部材51の下端面は上カップ4の外周面の曲面26及び環状突出部27の上端面に接合するよう形成されている。上記第2の高さ調整部材52の下端面は上記第1の高さ調整部材51の外周面及び上端面に接合するよう形成されている。
【0051】
したがって、上記上カップ4の環状突出部27に第1の高さ調整部材51を装着すれば、この第1の高さ調整部材51の高さに応じて上カップ4の高さを高くすることができる。第1の高さ調整部材51に第2の高さ調整部材52を装着すれば、上カップ4の高さを、さらに高くすることができる。
【0052】
環状突出部27に装着された第1、第2の高さ調整部材51,52の内周面は、上記環状壁体25の内周面と面一になり、段差が生じることがない滑らかな内周面となる。それによって、環状突出部27に第1、第2の高さ調整部材51,52を装着しても、これの内周面に汚れが付着残留し難くなっている。
【0053】
処理槽1内の圧力変動の大きさによってこの処理槽1内で生じる乱流の勢いに差がある。たとえば、処理槽1内の圧力がプラス圧に大きく変動するような使用条件下では、処理槽1内に生じる乱流の勢いも強くなる。したがって、そのような条件下でスピン処理装置を使用する場合には、上記環状突出部27に第1の高さ調整部材51を装着したり、さらに第2の高さ調整部材52を積層装着する。
【0054】
それによって、処理槽1内で生じる乱流の勢いが強くても、環状壁体25に装着された第1、第2の高さ調整部材51,52によってカップ体2内に乱流が流入するのを確実に阻止することが可能となる。
【0055】
なお、上カップに装着される高さ調整部材の数は2つに限られず、3つ以上であってもよい。また、上カップの内周縁部に環状突出部を一体に設け、この環状突出部に高さ調整部材を装着したが、上カップの内周面に設けられた環状壁体の上端部を上カップの上面側に突出させ、この環状壁体の上カップの上面側に突出した部分を流入阻止手段としてもよい。その場合、この環状壁体に高さ調整部材を着脱可能に装着すればよい。
【0056】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、カップ体の上面の開口部の周縁部に、カップ体の外部の空気がカップ体の上面開口からカップ体内に流入するのを阻止する流入阻止手段を設けるようにした。
【0057】
そのため、処理槽内に乱流が生じても、その乱流がカップ体内に流入するのが阻止されるから、カップ体内に生じた乱流で基板が汚染されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【図2】上カップに設けられた環状壁体によってカップ体内に乱流が流入するのを阻止する状態を示す説明図。
【図3】上記環状壁体に高さ調整部材を積層した状態の一部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
1…処理槽
2…カップ体
3…下カップ
4…上カップ
5…排出管(排出手段)
6…排気ポンプ(排出手段)
16…回転テーブル
27…環状突出部(流入阻止手段)
32…ファン・フィルタユニット
51…第1の高さ調整部材
52…第2の高さ調整部材
Claims (2)
- 基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の内周縁部に形成され上記カップ体の上面側に突出した環状突出部であり、この環状突出部には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置。 - 基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の上面の上記開口部の周縁部に設けられた環状壁体であり、この環状壁体には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置。
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