JP4145605B2

JP4145605B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP4145605B2
Application number: JP2002237263A
Authority: JP
Inventors: 隆河村; 一樹梶野
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-08-16
Also published as: JP2004079741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）の外周端部に対して基板保持手段を当接させることで該基板を保持しながら回転部材を回転させて基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板処理装置としては、例えば特開平１０−１３５１７２号公報に記載されたものが知られている。この従来装置では、スピンベース（回転部材）が所定の回転軸回りに回転自在に設けられるとともに、そのスピンベースの周縁部付近に基板の外周端部を３箇所以上で保持する３個以上の基板保持部（基板保持手段）が設けられている。各基板保持部は、所定の回動軸回りに回動自在にスピンベースに設けられた円柱状の基板載置部位と、その基板載置部位の上面を段付きにして切り欠き状に設けた保持部位とを一体的に形成したものである。すなわち、基板載置部位上の基板を載置するとともに、基板保持部を一方向に回動付勢することで保持部位を基板の外周端縁と当接させて基板を保持していた。また、逆方向に回動付勢することで保持部位を基板の外周端縁から離して基板の保持を解除する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の基板処理装置では、基板の外周端部に保持部位を当接させて基板を保持しているため、基板保持部を長時間使用していると、基板と当接する部分が消耗して交換が必要となる。特に近年、基板保持部による基板保持位置を固定化していると、各基板保持位置での基板処理が行えず、処理ムラを発生することを考慮して、例えば特開２００１−２５０８５９号公報に記載されているように基板保持部により保持している基板を基板保持部に対して相対的に回転させる技術が提案されている。この提案技術によれば、基板保持部に対して基板が滑ることとなり、基板保持部の消耗度合がより一層大きくなる。
【０００４】
ここで、消耗の問題が発生するのは主として保持部位であるが、上記したように従来装置では保持部位は基板載置部位と一体的に形成されているため、保持部位のみを選択的に交換することができず、基板保持部全体を交換する必要があり、このことがランニングコストの低減を図る上で大きな障害の一つとなっていた。
【０００５】
また、基板保持部を交換するためには、基板保持部をスピンベースから取外す作業が必要となり、メンテナンス性においても改善の余地が多く残っていた。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れたメンテナンス性を有するとともに、ランニングコストに低減を図ることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、回転自在な回転部材上に基板保持手段を設け、該基板保持手段を基板の外周端部に当接させることで該基板を保持しながら、回転部材を回転させて基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、前記回転部材の上部には基板の下面と対向する遮断部材が設けられており、前記基板保持手段は、前記回転部材に回動自在に軸支されるとともにその上端部が前記遮断部材を貫通して設けられた本体部材と、前記本体部材に対して着脱自在に構成され締結部材により上面から前記本体部材の前記上端部に締結されて前記基板の外周端部と当接して前記基板を保持する当接部材と、前記締結部材の露出部位を覆うように前記当接部材または前記本体部材に取り付けられるキャップ部材とを備え、前記回転部材と前記遮断部材との間に、前記本体部材と係合して該本体部材を回動させる駆動機構が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、当接部材が基板の外周端部と当接して基板を保持するため、基板保持手段を長時間使用していると、この当接部材が消耗することとなる。ここでは、当接部材は上端部が遮断部材を貫通して設けられた本体部材に対して着脱自在となっているとともに、上面から締結部材により本体部材に締結した構造となっているため、消耗した当接部材を本体部材から取外し、新しい当接部材に交換することが可能となる。すなわち、回転部材に軸支されるとともに駆動機構と係合された本体部材を回転部材上に配置したまま、当接部材のみが交換可能となっている。
【０００９】
また、当接部材を本体部材に取り付ける方法として、ネジ、ボルト・ナットなどの締結部材を用いることで当接部材を本体部材に確実に固着することができる。このとき、締結部材が部分的に露出することがあるが、その露出部位をキャップ部材により覆うことで締結部材の露出を回避することができる。さらに、本体部材を回転部材に対して所定の回動軸回りで回動自在に軸支すると、本体部材の回動動作に連動して当接部材が回動軸回りに回動する。そして、その回動方向に応じて基板の外周端部に当接移動したり、離間移動することとなり、基板の外周端部に対して当接部材が離当接する。また、上記したように締結部材により当接部材を本体部材に固着することができるが、この締結部材を回動軸に沿って設けることで基板保持手段の小型化を図ることができる。
【００１０】
また、この発明の他の態様は、回転自在な回転部材上に基板保持手段を設け、該基板保持手段を基板の外周端部に当接させることで該基板を保持しながら、前記回転部材を回転させて前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、前記基板保持手段は、前記回転部材上に配置された本体部材と、前記本体部材に対して着脱自在に構成され締結部材により上面から前記本体部材に締結されて前記基板の外周端部と当接して前記基板を保持する当接部材と、前記締結部材の露出部位を覆うように前記当接部材または前記本体部材に取り付けられるキャップ部材とを備え、前記キャップ部材は、上面に突起部が突設されて、該突起部で基板を下面から支持可能となっていることを特徴としている。このような構成によっても、本体部材を回転部材上に配置したまま、当接部材のみが交換可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す部分断面図である。また、図２は、図１の基板処理装置の平面図である。この基板処理装置は、略水平に支持した基板Ｗに対して洗浄処理および乾燥処理を施す装置である。
【００１２】
この基板処理装置では、基板Ｗを回転させる駆動源としてモータ（図示省略）が設けられており、このモータからの駆動力を受けて上下方向に延設された回転軸１が回転中心軸Ａ0回りに回転する。この回転軸１の上端部には、略円盤状のスピンベース２が本発明の「回転部材」として取り付けられており、回転中心軸Ａ0回りに回転可能となっている。
【００１３】
スピンベース２の周縁部付近には、図２に示すように、３つの基板保持部３が回転中心軸Ａ0を中心として放射状に設けられ、各基板保持部３を基板Ｗの外周端部に当接させることで基板Ｗをスピンベース２の上方位置で保持可能となっている。
【００１４】
そして、これら基板保持部３により保持された基板Ｗの上方には、薬液や純水などの洗浄液を基板Ｗの上面（通常は表面）に供給するノズル４が配置されていて、基板Ｗの上面に対する洗浄処理が行えるようになっている。また、洗浄処理の後の乾燥処理の促進などのために、不活性ガス（窒素ガスなど）やドライエアーなどの気体を、保持された基板Ｗの上面に供給するノズル５も設けられている。
【００１５】
また、この実施例では、保持された基板Ｗの下面に洗浄液を供給して、保持された基板Ｗの下面にも洗浄処理を施すことができるように構成している。すなわち、回転軸１を円筒状にして、この回転軸１の中空部に二重管１１を立設させている。この二重管１１の内部には洗浄液供給管１２が設けられており、この洗浄液供給管１２の上端部を洗浄液噴出部として、この洗浄液噴出部から保持された基板Ｗの下面に向けて洗浄液を噴出するようになっている。また、二重管１１の内周面と洗浄液供給管１２の外周面との間の空間を気体供給路とし、その上端部を気体噴出口として保持された基板Ｗの下面、すなわち、保持された基板Ｗの下面と遮断部材６の上面との間の空間に気体を供給して、洗浄処理の後の乾燥処理を促進するように構成されている。
【００１６】
図３は基板保持部を示す部分斜視図である。また、図４は基板保持部の組立斜視図である。なお、上記３つの基板保持部３はいずれも同一構成を有しているため、ここでは一の基板保持部３の構成について図１ないし図４を参照しつつ説明する。
【００１７】
基板保持部３は、鉛直軸Ａ1回りに回動自在にスピンベース２に軸支された略円柱状の本体部材３１と、本体部材３１に対して着脱自在となっている当接部材３２とを備えている。この本体部材３１は、スピンベース２および遮断部材６を貫通可能なシャフト３１１を備えている。そして、このシャフト３１１の上端部が遮断部材６に設けた軸受６１で軸支されるとともに、その下端部がスピンベース２に設けた軸受２１で軸支されている。また、本体部材３１では、シャフト３１１の略中央部から側方に延出部位３１２が設けられるとともに、その延出部位３１２の先端表面から後で説明する駆動機構と係合されるリンクピン３１３が立設されている。このため、駆動機構により外力が与えられると、その外力に応じて本体部材３１が鉛直軸Ａ1回りに回動する。
【００１８】
この本体部材３１の上端部に対し、当接部材３２の下面が嵌合可能な形状に仕上げられており、当接部材３２を本体部材３１に着脱可能となっている。また、この当接部材３２には締結用ネジ３３の先端部を挿通可能な貫通孔３２１が形成される一方、本体部材３１のシャフト３１１には鉛直軸Ａ1に沿って締結用ネジ３３に対応する雌ネジが刻設されたネジ孔が形成されている。そして、本体部材３１に対して装着された当接部材３２に対し、その上面から締結用ネジ３３の先端部を鉛直軸Ａ1に沿って貫通孔３２１に挿通し、ネジ孔に螺合させている。このように本実施形態では締結用ネジ３３を用いて当接部材３２を本体部材３１に固着するように構成しているので、当接部材３２を本体部材３１にしっかりと固着することができる。また、締結用ネジ３３を回動軸Ａ1に沿って設けているので、基板保持部３を小型なものとすることができる。ただし、締結用ネジ３３を回動軸Ａ1から外して設けるようにしてもよいことは言うまでない。
【００１９】
また、上記のように締結用ネジ３３により当接部材３２を本体部材３１に締結させた場合、そのままでは締結用ネジ３３の頂部が露出することとなる。そこで、この実施形態では、図３に示すように、樹脂製のキャップ部材３４を貫通孔３２１に装着して締結用ネジ３３の露出部位、つまりネジ頂部を覆っている。このため、後述するようにして洗浄処理を実行した際にも洗浄液が締結用ネジ３３に付着するのを防止することができるとともに、締結用ネジ３３の構成成分が基板Ｗ側に飛散するのを防止して基板汚染を確実に阻止することができる。ここで、締結用ネジ３３として樹脂製ネジなどを用いて基板汚染などを防止することも考えられるが、本実施形態のごとくキャップ部材３４により締結用ネジ３３としてステンレス等の金属ネジを用いることができ、装置コストの低減を図る上で有利となっている。
【００２０】
また、このキャップ部材３４の上面には突起部３４１が上方に突設されており、基板Ｗを下面側から支持可能となっており、従来装置の基板載置部位に相当している。
【００２１】
さらに当接部材３２では、側方に延出した延出部位３２２が設けられるとともに、その延出部位３２２の先端表面から保持部位３２３が上方に突設されている。このため、駆動機構からの外力に応じて本体部材３１とともに当接部材３２が鉛直軸Ａ1回りに時計方向（＋α）に回転付勢されると、キャップ部材３４の突起部３４１で支持された基板Ｗの外周端部に当接部材３２の保持部位３２３が当接して該基板Ｗを保持する。逆に、駆動機構によって基板保持部３が鉛直軸Ａ1回りに反時計方向（−α）に回転付勢されると、保持部位３２３が基板Ｗの外周端部から離間して基板保持を解除する。
【００２２】
この駆動機構７は、揺動部材７１、リンク部材７２などで構成されている。揺動部材７１は、基板保持部３のリンクピン３１３に軸支され、リンクピン３１３を揺動支点として揺動可能に設けられている。また、揺動部材７１の先端部側には、リンク部材７２の先端部側が回動可能に連結され、リンク部材７２の基端部側は駆動軸７３の上端部７３１に回動可能に連結されている。この駆動軸７３は、回転軸１の中空部に軸Ａ0回りに回転軸１と相対回転可能に貫通されており、特開平１０−１３５１７２号公報に記載の従来装置と同様にしてエアシリンダなどの駆動源（図示省略）により軸Ａ0を回動中心として図２の時計方向（＋β）および反時計方向（−β）に回動付勢するように構成されている。そして、この駆動軸７３の回動動作に応じて、上記したように基板保持部３が鉛直軸Ａ1回りに回動して基板Ｗの保持・解除が実行される。
【００２３】
上記のように構成された基板処理装置では、基板保持部３を鉛直軸Ａ1回りに反時計方向（−α）に回転付勢して基板保持を解除した状態で、図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板Ｗが搬送され、基板保持部３の突起部３４１上に載置される。
【００２４】
そして、駆動源により駆動軸７３を回動駆動することで駆動機構７を介して基板保持部３を鉛直軸Ａ1回りに時計方向（＋α）に回転付勢し、当接部材３２の保持部位３２３を基板Ｗの外周端部に当接させて基板Ｗを保持する。これによって基板保持部３による基板保持が完了する。
【００２５】
次に、モータ駆動により回転軸１が軸Ａ0回りに回転され、保持された基板Ｗが軸Ａ0回りに回転される。そして、この基板Ｗの上面及び下面に、ノズル４および洗浄液噴出部から洗浄液がそれぞれ供給され、基板Ｗの両面に対する洗浄処理が行われる。
【００２６】
また、予め決められた洗浄時間が経過すると、ノズル４および洗浄液噴出部からの洗浄液の供給が停止されるが、基板Ｗの回転についてはそのまま継続して基板Ｗに付着している洗浄液を振り切り乾燥させる。この乾燥処理の際に、ノズル５および気体噴出口から気体を供給することで乾燥処理が促進される。
【００２７】
そして、予め決められた乾燥時間が経過すると、ノズル５および気体噴出口からの気体の供給を停止し、モータ駆動を停止して基板Ｗの回転を停止させる。また、駆動源により駆動軸７３を回動駆動することで駆動機構７を介して基板保持部３を鉛直軸Ａ1回りに反時計方向（−α）に回転付勢し、基板保持が解除される。なお、保持が解除された基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって搬出され、次の基板Ｗが基板保持部３の突起部３４１上に載置され、上述した動作で次の基板Ｗに対する洗浄・乾燥処理が行われる。以後同様に、順次基板Ｗの洗浄・乾燥処理が行われる。
【００２８】
以上のように、この実施形態によれば、基板保持部３を複数の構成要素、つまり本体部材３１および当接部材３２などで構成し、それらの構成要素のうち本体部材３１をスピンベース２に配置する一方、消耗品たる当接部材３２を本体部材３１に対して着脱自在に構成している。このため、当接部材３２は基板Ｗとの当接回数や当接時間などに応じて消耗して行くが、その消耗度合いが進行した際には、本体部材３１についてはスピンベース２に配置させたまま当接部材３２のみを本体部材３１から取り外し、新しい当接部材３２を装着することができる。したがって、基板保持部全体を交換する必要があった従来装置に比べてメンテナンス性を高めることができるとともに、交換部品を抑制することができるため、ランニングコストを低減させることができる。
【００２９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、締結用ネジ３３を本発明の「締結部材」として用いて当接部材３２を本体部材３１に締結固定しているが、ネジ以外の締結部材を用いるようにしてもよい。また、締結部材を用いることは本発明の必須的な構成要件ではなく、例えば本体部材３１と当接部材３２とを相互に嵌合可能に形成したり、相互に螺合可能に形成し、当接部材３２を本体部材３１に装着することで両者をしっかりと固定するように構成してもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、基板保持部３を鉛直軸Ａ1回りに回動付勢するために特開平１０−１３５１７２号公報に記載の従来装置と同様の機構を採用しているが、回動付勢するための機構についてはこれに限定されるものではなく、基板保持部３を回転付勢することができる構成であればよく、例えば同公報中に他の実施例として記載されている機構などを用いることができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、キャップ部材３４を当接部材３２側に取り付けているが、締結用ネジ３３の露出部位が本体部材３１側に存在したり、両者ともに存在している場合には、それらに対応してキャップ部材３４を本体部材３１側、あるいは両者に取り付けるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、上記実施形態では基板Ｗに洗浄および乾燥処理を施す基板処理装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、回転自在な回転部材上に基板保持手段を設け、該基板保持手段を基板の外周端部に当接させることで該基板を保持しながら、前記回転部材を回転させて前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。特に、特開２００１−２５０８５９号公報に記載されているように基板保持部により保持している基板を基板保持部に対して相対的に回転させる構成を採用する基板処理装置では、上記したように基板保持部のうち基板と当接する部位の消耗度合いが大きいため、本発明を適用することの意義は非常に高いといえる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、当接部材を本体部材に対して着脱自在かつ上面から締結部材により締結するように構成しているため、回転部材に軸支されるとともに駆動機構と係合された本体部材を回転部材上に配置したまま、当接部材のみを交換することができ、基板保持手段全体を交換する必要があった従来装置に比べてメンテナンス性を高めることができるとともに、交換部品を抑制することができるため、ランニングコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】図１の基板処理装置の平面図である。
【図３】基板保持部を示す部分斜視図である。
【図４】基板保持部の組立斜視図である。
【符号の説明】
２…スピンベース（回転部材）
３…基板保持部
３１…本体部材
３２…当接部材
３３…締結用ネジ（締結部材）
３４…キャップ部材
Ｗ…基板

Claims

回転自在な回転部材上に基板保持手段を設け、該基板保持手段を基板の外周端部に当接させることで該基板を保持しながら、前記回転部材を回転させて前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、
前記回転部材の上部には基板の下面と対向する遮断部材が設けられており、
前記基板保持手段は、前記回転部材に回動自在に軸支されるとともにその上端部が前記遮断部材を貫通して設けられた本体部材と、前記本体部材に対して着脱自在に構成され締結部材により上面から前記本体部材の前記上端部に締結されて前記基板の外周端部と当接して前記基板を保持する当接部材と、前記締結部材の露出部位を覆うように前記当接部材または前記本体部材に取り付けられるキャップ部材とを備え、
前記回転部材と前記遮断部材との間に、前記本体部材と係合して該本体部材を回動させる駆動機構が設けられている
ことを特徴とする基板処理装置。
前記当接部材は、前記回転部材に対する前記本体部材の回動軸に沿って設けられた前記締結部材によって前記本体部材に締結されている請求項１記載の基板処理装置。
回転自在な回転部材上に基板保持手段を設け、該基板保持手段を基板の外周端部に当接させることで該基板を保持しながら、前記回転部材を回転させて前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、
前記基板保持手段は、前記回転部材上に配置された本体部材と、前記本体部材に対して着脱自在に構成され締結部材により上面から前記本体部材に締結されて前記基板の外周端部と当接して前記基板を保持する当接部材と、前記締結部材の露出部位を覆うように前記当接部材または前記本体部材に取り付けられるキャップ部材とを備え、
前記キャップ部材は、上面に突起部が突設されて、該突起部で基板を下面から支持可能となっている
ことを特徴とする基板処理装置。
前記本体部材は前記回転部材に対して所定の回動軸回りで回動自在に軸支されており、
前記当接部材は、前記回動軸に沿って前記締結部材により前記本体部材に締結されている請求項３記載の基板処理装置。