JP4350845B2

JP4350845B2 - スピン処理装置

Info

Publication number: JP4350845B2
Application number: JP26866799A
Authority: JP
Inventors: 貴弘山崎
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2001087720A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転駆動される基板に処理液を噴射し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、半導体装置や液晶表示装置の製造過程においては、基板としての半導体ウエハやガラス基板に回路パタ−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、上記基板に対して成膜処理と洗浄処理とが繰り返し行われる。
【０００３】
上記基板の洗浄処理及び洗浄後の乾燥処理を行うためにはスピン処理装置が用いられる。このスピン処理装置はカップ体を有し、このカップ体内には回転駆動される回転体が設けられている。この回転体には基板を支持する支持ピン及び基板の外周面に係合する係合ピンからなる保持部が設けられ、この保持部には基板が着脱可能に保持される。
【０００４】
上記保持部に保持された基板には、回路パターンが形成される表面に向けて上部用の処理液ノズルから処理液が噴射される。また、基板は表面だけでなく、裏面の清浄度が要求されることもあるので、そのような場合には基板の裏面に向けて処理液を噴射する下部用の処理液ノズルが配置される。
【０００５】
上記基板の裏面側に下部用の処理液ノズルを配置する場合、上記カップ体内にノズルヘッドを設け、このノズルヘッドに下部用の処理液ノズルや基板の裏面を洗浄処理した後に乾燥処理するための気体を噴射する気体ノズル等を設けるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、下部用の処理液ノズルからは基板の裏面の中心部分から周辺部に向けて処理液を直線状に噴射していた。直線状に噴射された処理液は、基板の裏面に沿って勢いよく流れる。そのため、基板の周辺部に流れた処理液は、基板の周辺部を支持した保持部の支持ピンや係合ピンに衝突して飛散するということがある。
【０００７】
支持部保持部で飛散した処理液のうち、基板の下方に向かって飛散する処理液はカップ体に接続された排出管へ排出されるため、ほとんど問題とならならいが、基板の上方に向かって飛散する処理液はカップ体内で浮遊して基板の表面に付着したり、処理液が薬液の場合にはカップ体に付着して乾燥析出し、パーティクルとなって基板に付着するということもある。
【０００８】
さらに、基板の裏面に沿って勢いよく流れる処理液は、保持部以外の箇所で基板の周縁から表面（上面）に回り込み、基板上方に向かって飛散するということが確認されており、そのことによっても基板の表面を汚染するということがある。
【０００９】
この発明は、基板の裏面に沿って流れる処理液が基板を保持した保持部に衝突して基板の上方へ飛散する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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、回転駆動される矩形状の基板の裏面に処理液を噴射して処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられて回転駆動される回転体と、
この回転体に設けられ上記基板の角部の下面を支持する支持ピン及び上記基板の角部の側縁に係合する一対の係合ピンからなる保持部と、
上記回転体に保持された基板の裏面に対向して配置されこの基板の裏面に処理液を噴射するノズル体と、
上記回転体の上記保持部が設けられた箇所に設けられ上記係合ピンよりも背の高い取付ピンの上端に上記係合ピンの上端を覆うように設けられているとともに、上記基板を上記回転体に着脱する際、基板と干渉することのない形状に形成された遮蔽体と
を具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１８】
この発明によれば、基板を保持した保持部を遮蔽体によって覆うようにしたことで、保持部に処理液が衝突したとしても、その処理液が基板の上方へ飛散するのを防止できる。
【００１９】
また、回転体に対して基板を着脱する際、遮蔽体が基板に干渉しないため、基板を着脱する際、遮蔽体が邪魔になるようなことがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１はたとえば液晶用のガラス製の基板Ｗを処理するスピン処理装置を示し、このスピン処理装置はカップ体１を備えている。このカップ体１は、上面が開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａの上端に着脱自在に保持された上カップ１ｂと、この上カップ１ｂの内面側にねじ２によって着脱自在に取付けられた中カップ１ｃとからなる。
【００２４】
上記下カップ１ａの底部中心部には通孔３が形成されている。この通孔３には中空状の回転軸４が挿通されている。この回転軸４の上記カップ体１内に突出した上端は回転体５に取付けられている。この回転体５は、図２に示すように円盤状の基部６を有し、この基部６には周方向に９０度間隔で４本のアーム７の基端部が連結固定されている。
【００２５】
各アーム７の先端部はＬ字状に屈曲され、その屈曲部分の上面には上記基板Ｗの角部を保持する保持部８が設けられている。この保持部８は、基板Ｗの角部の下面を支持する支持ピン９と、基板Ｗの角部の側縁に係合する支持ピン９よりも背の高い一対の係合ピン１１とからなる。したがって、基板Ｗは各アーム７に形成された保持部８によって回転体５に着脱可能に支持されることになる。
【００２６】
なお、上記基部６には、基板Ｗの中心部分の下面を支持する４本の支持ピン１２が設けられ、これら支持ピン１２によって回転体５に保持された基板Ｗが撓むのを防止している。
【００２７】
上記カップ体１の下カップ１ａの底部には複数の排出管１３が周方向に所定間隔で接続されている。これら排出管１３は図示しない吸引ポンプに接続されている。したがって、カップ体１の上方から下方に向かうクリーンルーム内の清浄空気（ダウンフロー）がカップ体１内を通って円滑に排出されるとともに、後述するように基板Ｗを処理するためにカップ体１内に噴射された処理液が排出されるようになっている。
【００２８】
上記下カップ１ａに形成された通孔３はカバー部材１４によって覆われている。このカバー部材１４は上記通孔３へカップ体１内で噴射された気体や液体が流入するのを阻止している。
【００２９】
上記回転軸４の下端は駆動モータ１６の回転子１６ａに連結固定されている。この回転子１６ａは中空状をなしていて、同じく中空状の固定子１６ｂの内部に回転自在に挿通されている。この固定子１６ｂの上端は取付板１７に取付けられ、下端面には回転子６ａを回転自在な状態で上記固定子１６ｂ内部から落下しないよう回転自在に支持する中空状のホルダ１８が設けられている。
【００３０】
上記回転軸４と回転子１６ａとの内部には挿通管２１が挿通されている。この挿通管２１の上端は上記回転体５の基部６に形成された通孔２２から回転体５の上面側に突出し、その突出端にはノズルヘッド２３が設けられている。
【００３１】
上記ノズルヘッド２３の周辺部には、図２に示すように一対の純水ノズル２４と一対の薬液ノズル２５とがそれぞれ周方向に１８０度間隔で設けられ、さらにノズルヘッド２３の中心部にはガスノズル２６が設けられている。
【００３２】
各ノズル２４，２５，２６にはそれぞれチューブ２７の一端が接続されている。各チューブ２７は上記挿通管２１に挿通され、他端は上記ホルダ１７を通されて外部に導出されている。そして、上記純水ノズル２４に接続されたチューブ２７は純水の供給源に接続され、薬液ノズル２５に接続されたチューブ２７は薬液の供給源に接続され、ガスノズル２６に接続されたチューブ２７はたとえば窒素などの気体の供給源に接続されている。
【００３３】
一対の純水ノズル２４と薬液ノズル２５のうちの一方は、上記回転体５に保持された基板Ｗの裏面中心部に向けて純水及び薬液を直線状に噴射するようになっており、他方は周辺部に向けて純水及び薬液を扇状に噴射するようになっている。
【００３４】
純水及び薬液を扇状に噴射するためのノズル２４，２５の構造は、図３（ａ），（ｂ）に示すようにノズル本体３１に形成されたノズル孔３２が断面形状が扇状をなした凹部３３の下面３３ａに開口している。したがって、上記ノズル孔３２から凹部３３に流出した純水及び薬液は、凹部３３の扇状の上面３３ｂに沿って噴射するから、図２に鎖線で示すように扇状の噴射形状３４となる。
【００３５】
図４と図５に示すように、基板Ｗを保持した保持部８の上方の箇所、つまり回転体５の各アーム７の係合ピン１１が設けられた先端部には上記係合ピン１１よりも背の高い一対の取付ピン３５が立設され、これら取付ピン３５の上端には平板状の遮蔽体３６が取付けられている。
【００３６】
上記遮蔽体３６は回転体５に対して基板Ｗを着脱する際、この基板Ｗと干渉しない形状となっている。つまり、遮蔽体３６は一対の係合ピン１１の上端側を覆うものの、基板Ｗの角部を露出させる角型状の切り欠き部３７が形成されている。
【００３７】
したがって、回転体５に基板Ｗを着脱する際、基板Ｗを上下方向に動かしても、その基板Ｗの角部が遮蔽体３６と干渉することがないようになっている。つまり、遮蔽体３６は、基板Ｗを着脱する際に、邪魔になることのない形状となっている。
【００３８】
このような構成のスピン処理装置において、基板Ｗをスピン処理する場合、基板Ｗを保持した回転体５を回転駆動したならば、一対の薬液ノズル２５からたとえばフッ酸などの薬液を基板Ｗに向けて噴射する。
【００３９】
一対の薬液ノズル２５の一方は基板Ｗの裏面中心部に向けて薬液を直線状に噴射し、他方は基板Ｗの周辺部に向けて扇状に噴射する。一方の薬液ノズル２５から基板Ｗの裏面中心部に向けて直線状に噴射された薬液は周辺部に到達する前に勢いが弱まってほとんどが基板Ｗの裏面から滴下する。他方の薬液ノズル２５からは薬液が基板Ｗの周辺部に向けて扇状に噴射されるから、基板Ｗの裏面全体に広く行き渡るものの、扇状に広がることで、基板Ｗの周縁から外方へ勢いよく流出するということがほとんどない。
【００４０】
そのため、基板Ｗを保持した保持部８の係合ピン１１に勢いよく衝突して基板Ｗの表面方向（上方）に飛散するということもないから、カップ体１内で浮遊して基板Ｗに付着し、その表面を汚染したり、カップ体１に付着して乾燥析出し、パーティクルとなって基板Ｗに付着するなどのことが防止される。
【００４１】
しかも、基板Ｗの周縁部に到達する薬液の勢いが弱いと、その薬液が基板Ｗの周縁から表面へ回り込み、基板Ｗの上方に向かって飛散するということもないから、そのことによっても基板Ｗの表面が汚染されるのを防止することができる。
【００４２】
仮に、基板Ｗの裏面に噴射された薬液が係合ピン１１に勢いよく衝突したり、衝突の勢いは弱いものの上方に向かって飛散しようとしても、上記係合ピン１１の上方、つまり基板Ｗの角部を保持した保持部８の上方は遮蔽体３６によって覆われている。そのため、基板Ｗの角部から薬液が上方に向かって飛散するのを確実に防止できるから、そのことによっても基板Ｗの表面が汚染されることがない。
【００４３】
基板Ｗの裏面を薬液によって処理したなら、ついで一対の純水ノズル２４から純水を基板Ｗの中心部と周辺部に向けて噴射する。
【００４４】
純水の場合も、基板Ｗの中心部に噴射される純水は直線状であるが、周辺部に噴射される純水は扇状であるから、薬液の場合と同様、基板Ｗの上方に向かって飛散したり、周縁から表面へ回り込むのが防止される。
【００４５】
しかも、たとえ保持部８で衝突して上方向へ飛散しようとしても、保持部８を覆う遮蔽体３６によって上方への飛散が阻止されるから、薬液の場合と同様、上方への飛散が確実に防止されることになる。
【００４６】
基板Ｗの裏面を純水によって洗浄する、リンス処理が終了したならば、ガスノズル２６から気体を噴射することで、この基板Ｗの裏面を乾燥処理することができる。
【００４７】
上記遮蔽体３６には切り欠き部３７が形成され、この切り欠き部３７によって基板Ｗを回転体５に着脱する際、基板Ｗと干渉することがない形状とした。
【００４８】
そのため、基板Ｗの着脱に際して遮蔽体３６が邪魔になることがないから、遮蔽体３６がない場合と同様、基板Ｗの着脱を容易かつ迅速に行うことが可能となる。
【００４９】
上記遮蔽体３６は保持部８の上方の部分だけを覆っているため、カップ体１内における占有面積がわずかである。そのため、カップ体１の上方から下方に向かう清浄空気の流れである、クリーンルーム内におけるダウンフローを上記遮蔽体３６が阻止することがないから、その流れによってカップ体１内を浮遊するミストやパーティクルをカップ体１の底部に設けられた排出管１３を通じて良好に排出することができる。
【００５０】
上記一実施の形態では遮蔽体３６に切り欠き部３７を形成することで、基板Ｗを着脱する際に、この基板Ｗと干渉しない形状としたが、図６と図７に示す第２の実施の形態の構造であっても、基板Ｗを回転体５に着脱する際、基板Ｗと干渉するのを防止することができる。
【００５１】
すなわち、この実施の形態は回転体５の保持部８の上方を覆う４つの遮蔽体３６Ａを有する。各遮蔽体３６Ａは矩形状をなしていて、十字状をなしたアーム４１の先端部にそれぞれ取付けられている。
【００５２】
上記アーム４１の中心部には棒材をほぼ逆Ｕ字状に曲成した連結杆４２の一端が連結固定されている。この連結杆４２の他端はカップ体１の外部に設けられた回転駆動源４３に連結されている。この回転駆動源４３は上記アーム４１を回転駆動する。
【００５３】
この回転駆動源４３はリニアガイド４４によって上下方向に移動可能に設けられている。このリニアガイド４４の下端部には上記回転駆動源４３をリニアガイド４４に沿って上下駆動する、上下駆動源４５が設けられている。したがって、上記連結杆４２は回転方向及び上下方向に駆動されるようになっている。
【００５４】
上記アーム４１を下降させると、アーム４１の先端部に設けられた遮蔽体３６Ａが基板Ｗの角部上方を遮蔽する。したがって、遮蔽体３６Ａは基板Ｗをスピン処理する際、基板Ｗを保持した保持部８に衝突した処理液が上方に舞い上がるのを阻止することができる。
【００５５】
回転体５に基板Ｗを着脱する際には、上記アーム４１を上昇させて回転し、カップ体１の外部に退避させる。それによって、回転体５の保持部８に対して基板を着脱する際、上記アーム４１やアーム４１の先端部に設けられた遮蔽体３６Ａが基板Ｗと干渉するのを防止できる。
【００５６】
この第２の実施の形態において、アーム４１を回転及び上下駆動したが、回転させずに上下駆動するだけであっても、回転体５とアーム４１との間に図示しないロボットのハンドが進入できれば、基板Ｗを着脱する際に、基板Ｗが遮蔽体３６Ａと干渉するのを防止できる。
【００５７】
この発明は上記各実施の形態に限定されず種々変形可能である。たとえば基板としては液晶表示装置用の矩形状のガラス基板に限られず、半導体ウエハであってもよく、要は周辺部が保持部によって着脱可能に保持されてスピン処理されるものであればよい。
【００５８】
また、各遮蔽体３６，３６Ａは保持部８の上方だけでなく、側方も覆う形状であってもよく、そのような形状にすれば、処理液が保持部の部分から外方へ飛散するのを確実に防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、基板を保持した保持部の上方を遮蔽体によって覆うようにした。
【００６４】
そのため、保持部に処理液が衝突したとしても、上記遮蔽体によってその処理液が基板の上方へ飛散して基板の上面を汚染するのを確実に防止することができる。
【００６５】
また、回転体に対して基板を着脱する際、遮蔽体が基板に干渉しない形状とした。
【００６６】
そのため、回転体に対する基板の着脱を、上記遮蔽体を除去することなく、容易且つ迅速に行うことが可能となる。
【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を示す断面図。
【図２】同じく回転体の平面図。
【図３】（ａ）は同じくノズル体の縦断面図、（ｂ）は同じく横断面図。
【図４】同じく遮蔽体の取付け構造を示す平面図。
【図５】同じく遮蔽体の取付け構造を示す側面図。
【図６】この発明の他の実施の形態を示す遮蔽体の取付け構造の説明図。
【図７】同じく平面図。
【符号の説明】
１…カップ体
５…回転体
８…保持部
２４…純水ノズル体
２５…薬液ノズル体
３６…遮蔽体

Claims

回転駆動される矩形状の基板の裏面に処理液を噴射して処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられて回転駆動される回転体と、
この回転体に設けられ上記基板の角部の下面を支持する支持ピン及び上記基板の角部の側縁に係合する一対の係合ピンからなる保持部と、
上記回転体に保持された基板の裏面に対向して配置されこの基板の裏面に処理液を噴射するノズル体と、
上記回転体の上記保持部が設けられた箇所に設けられ上記係合ピンよりも背の高い取付ピンの上端に上記係合ピンの上端を覆うように設けられているとともに、上記基板を上記回転体に着脱する際、基板と干渉することのない形状に形成された遮蔽体と
を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
上記基板の裏面側の中心部には、ノズルヘッドが対向して固定配置され、このノズルヘッドに上記ノズル体が設けられていることを特徴とする請求項１記載の処理装置。