JP4369022B2 - スピン処理装置 - Google Patents

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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、液晶表示装置や半導体装置の製造過程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パタ−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、上記基板に対して処理液による処理及び洗浄が行なわれたのち、乾燥処理が行なわれる。基板に対してこのような一連の処理を行なう場合、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る。
【0003】
一般に、スピン処理装置は処理槽を有し、この処理槽内にスピンカップが配置されている。このスピンカップは上面が開口しており、内部には回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには上記基板が保持される。
【0004】
上記カップ体の底部には排出管が接続され、この排出管は上記処理槽の底壁を貫通して外部に導出され、気液分離器を介して排気ポンプに接続されている。
【0005】
したがって、排気ポンプを作動させれば、上記カップ体内の空気及び処理液が上記排出管から外部へ排出されるようになっている。
【0006】
上記スピン処理装置によってたとえば洗浄された基板を乾燥処理する場合、回転テーブルに基板を保持してこの回転テーブルを高速度で回転させることで、基板に付着した処理液を遠心力で飛散させ、乾燥させるようにしている。基板から飛散した処理液は、上記排出管に生じた吸引力によってカップ体内から排出されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乾燥処理時に基板を高速度で回転駆動して基板から処理液を周方向(ほぼ接線方向)に飛散させると、処理液はカップ体の内周面に衝突して反射し、ミスト状となる。
【0008】
カップ体の内周面で反射してミスト状となった処理液の飛散方向は、上記排気管によって上記カップ体内が吸引されていても、その吸引力によって排気管へ確実に排気されず、一部は基板に戻って再付着する。そのため、基板の汚染原因になるということがあった。
【0009】
この発明は、基板をスピン処理する際に、基板から飛散した液体がスピンカップの内周面で反射して基板に再付着し、その基板の汚染原因になるのを防止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】
請求項1の発明は、基板を回転させて洗浄処理及び乾燥処理するスピン処理装置において、スピンカップと、このスピンカップ内に設けられ上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段とを具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【0011】
請求項2の発明は、基板を回転させて洗浄処理及び乾燥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スピンカップと、このスピンカップ内に設けられ上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と、上記処理槽に設けられ、上記スピンカップの内部と外部を排気する排気管とを具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【0012】
この発明によれば、基板を乾燥処理する際に回転テーブルを高速回転させると、そのときに生じる気流はスピンカップの周壁に形成された逃し手段から外部に逃げるため、その気流に含まれる液体がスピンカップの内周面で反射して基板に戻るのを防止できる。
【0013】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
図1と図2はこの発明の第1の実施の形態を示し、図1に示すスピン処理装置は架台1を備えている。この架台1は下板2及びこの下板2の上面に立設された脚体3によって上記下板2の上方向に所定間隔で保持された上板4とを有し、この上板4上には処理槽5が設置されている。
【0015】
上記処理槽5は上面が開放した角筒状をなしていて、周壁は高さ方向中途部から上端に向かって外形寸法が次第に小さくなるテーパ壁5aに形成されている。処理槽5の上壁6にはクリンエアユニット7が取付けられている。
【0016】
上記クリンエアユニット7は、スピン処理装置が設置されるクリーンルームの天井から吹き降ろすダウンフロー(図中矢印で示す)を浄化して処理槽5内に導入するためのもので、具体的にはHEPAなどのフィルタによってクリーンルームの清浄空気をさらに浄化して処理槽1内に導入するようになっている。
【0017】
上記処理槽5の内部には回転テーブル8が設けられている。この回転テーブル8の上面には複数の支持部材9が周方向に所定間隔で設けられ、これら支持部材9にはたとえば半導体ウエハなどの基板11が着脱可能に保持される。
【0018】
上記処理槽5の底部には開口部12が形成され、この開口部12にはモータ13によって回転駆動される駆動軸13aが挿通され、この駆動軸13aの上端に上記回転テーブル8が連結されている。
【0019】
上記モータ13は上下駆動機構14に取付けられている。それによって、上記回転テーブル8は、上記モータ13によって回転駆動され、さらに上記上下駆動機構14によってモータ13とともに上下駆動されるようになっている。なお、上下駆動機構14は下板2上に載置部材15を介して設置されている。
【0020】
上記処理槽5の内底部にはスピンカップ16が設けられている。このスピンカップ16の内部、つまり処理空間部17には上記回転テーブル8が収容されている。
【0021】
上記スピンカップ16の底部には排出管22が接続されている。この排出管22は気液分離器23を介して図示しない排出ポンプに接続されている。気液分離器23では気体と液体とを分離し、液体は排液管24を通じて排出し、気体はたとえば大気中に放散するようになっている。したがって、上記排出ポンプが作動すると、スピンカップ16内の気体と液体とが上記排出管22を通じて排出されるようになっている。
【0022】
さらに、排出管22には分岐管22aが設けられ、この分岐管22aは処理槽5のスピンカップ16の外側の部分に連通している。したがって、処理槽5内は、スピンカップ16の内部だけでなく、外部も排気されるようになっている。
【0023】
なお、図1では排出管22及び分岐管22aは1本だけしか示されていないが、スピンカップ16の周方向に所定の間隔で複数本設けられ、スピンカップ16内の排気を周方向において均一に行なうことができるようになっている。
【0024】
上記処理槽5の底部に形成された開口部12の周辺部には円筒状の遮蔽壁25が設けられている。この遮蔽壁25の上端は回転テーブル8の下面周辺部に設けられたリング状部材26の内周面にわずかの隙間を介して対向している。それによって、上記開口部12を通じて処理空間部17で飛散する処理液が処理槽5の外底部に流出するのを阻止している。
【0025】
上記処理槽5の処理空間部17の底面は、径方向中心部から周辺部にゆくにつれて次第に低くなる傾斜面27に形成され、この傾斜面27の最も低い位置に上記排出管22が接続されている。
【0026】
上記上下駆動機構14によって回転テーブル8を上昇方向に駆動すると、この回転テーブル8に保持された基板11がスピンカップ16上端面よりも上方に突出位置する。
【0027】
上記処理槽5の一側には出し入れ口32が開口形成されている。この出し入れ口32はシリンダ33によって上下方向に駆動されるシャッタ34で開閉されるようになっている。
【0028】
上記回転テーブル8が上昇方向に駆動され、出し入れ口32が開放されると、この出し入れ口32に進入可能な図示しないロボットのハンドによって上記回転テーブル8に保持された処理済の基板11を取り出したり、未処理の基板11を供給できるようになっている。未処理の基板11には、回転テーブル8の上方に設けられた洗浄用ノズル体35から処理液が噴射されるようになっている。処理液としては、洗浄液、エッチング液、レジストを剥離するための剥離液などがあり、この実施の形態では基板11を洗浄処理するための洗浄液が供給されるようになっている。
【0029】
上記スピンカップ16の周壁には逃し手段41が設けられている。この逃し手段41は、上記スピンカップ16の周壁の上記回転テーブル8に保持された基板11とほぼ同じ高さ位置に周方向に所定間隔で穿設された複数の通孔42と、スピンカップ16の周壁外面に設けられ各通孔42を閉塞した可撓弁43とから構成されている。
【0030】
上記可撓弁43は、図2に示すようにフッ素樹脂などによって固定部43aと可動部43bとが薄肉部43cを介して一体形成されてなり、固定部43aがスピンカップ16の外面に固定され、可動部43bが通孔42を閉塞している。可動部43bはスピンカップ16の内部からわずかな力が加わることで揺れ動いて通孔42を開放するようになっている。
【0031】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって基板11を処理液によって洗浄処理し、ついで乾燥処理する場合の動作について説明する。
【0032】
シャッタ34によって閉塞された処理槽5の出し入れ口32を開放するとともに、上下駆動機構14を作動させて回転テーブル8をスピンカップ16の上端から上方に突出する位置まで上昇させる。
【0033】
ついで、図示しないロボットによって回転テーブル8に基板11を供給したならば、この回転テーブル8を下降させて出し入れ口32を閉じる。つぎに、排気ポンプを作動させて排出管22に吸引力を発生させたのち、モータ13によって回転テーブル8を回転させる。さらに、洗浄用ノズル体35から基板11の上面に向けて洗浄液を供給する。それによって、基板11の上面は洗浄液によって洗浄されることになる。
【0034】
洗浄後、洗浄用ノズル体35から洗浄液を供給せずに、回転テーブル8を高速回転させる。回転テーブル8とともに基板11が高速回転することで、その回転に伴う気流が基板11の接線方向に生じるとともに、遠心力によって基板11に付着した洗浄液が上記気流に乗って基板11の接線方向に飛散する。
【0035】
基板11から飛散した液体を含む気体はスピンカップ16の周壁に衝突する。スピンカップ16の周壁には、周方向に所定間隔で複数の通孔42が形成されている。各通孔42は可撓弁43の可動部43bによって閉塞されているが、その可動部43bに回転テーブル8が高速回転することで発生する気流が作用することで、薄肉部43cを支点として揺動し、通孔42を開放する。
【0036】
したがって、基板11から飛散した液体は、スピンカップ16内で発生する気流に乗って上記通孔42を通ってスピンカップ16の外部に放散され、分岐管22aから排出されるから、スピンカップ16の内周面で反射して基板11に再付着するということがほとんどなくなる。つまり、基板11から飛散した液体が基板11に再付着して基板11を汚染するのを防止することができる。
【0037】
基板11から飛散した液体が可撓弁43の可動部43bに衝突すると、この可動部43bが揺動することで、液体の衝突による衝撃が緩和される。そのため、基板11から飛散した液体が可撓弁43で反射してスピンカップ16内で浮遊するのをなくすことができる。
【0038】
上記可撓弁43は通常は通孔42を閉塞しており、スピンカップ16の外部から加わる圧力によって通孔42を開放するようなことがない。そのため、スピンカップ16の外部の汚れた雰囲気が内部へ浸入して基板11を汚染のを防止することができる。
【0039】
なお、スピンカップ16の通孔42から外部に気体とともに流出した液体は、処理槽5の底部に接続された図示しない排液管から排出される。
【0040】
図3(a)はこの発明のスピンカップ16内の気体の流れを示しており、図3(b)は従来のスピンカップ16内の気体の流れを示している。図3(a),(b)において、矢印Aはクリンユニット7からのダウンフローを示しており、矢印BはダウンフローAがスピンカップ16内で流れる内部気流である。図3(b)に示す従来の場合、回転テーブル8の回転によって生じた気流Cはスピンカップ16の内周面で反射して渦流となる。そのため、気流Cに含まれた液体がスピンカップ16内で浮遊し易く,それによって基板11に再付着することになる。
【0041】
一方、図3(a)に示すこの発明の場合には、回転テーブル8の回転によって気流Cが生じると、その気流Cの流れによって通孔42が開放され、その通孔42から気流Cがスピンカップ16の外部に流出する。そのため、気流Cに含まれる液体も一緒に流出するから、基板11から飛散した液体が再付着するのが防止される。
【0042】
この発明は上記一実施の形態に限定されず、種々変形可能である。たとえば、スピンカップ内で生じる気流を外部に逃すための逃し手段を通孔及び可撓弁から構成したが、スピンカップの内部が外部より圧力が低くなった場合に、スピンカップの外部の気体が通孔を通過して内部に流入するのを防止できる構成であればよい。
【0043】
スピンカップの外部の雰囲気の清浄状態が維持できれば上記通孔を可撓弁で閉塞しなくともよい。
【0044】
【発明の効果】
この発明によれば、基板を乾燥処理する際に回転テーブルを高速回転させることで生じる気流を、スピンカップから逃すために、スピンカップの周壁に逃し手段を形成した。
【0045】
そのため、基板の乾燥処理時には、回転テーブルの高速回転によって生じる気流とともにその気流に含まれる基板から飛散する液体もスピンカップの外部に流出するため、液体がスピンカップの内周面で反射して基板に再付着するのを防止することができる。
【0046】
さらに、スピンカップに形成された通孔に、回転テーブルの高速回転によって生じる気流で通孔を開放するを設けるようにしたから、高速回転によって生じた気流が衝突すると、その衝突によって揺動して衝撃を吸収緩和するから、スピンカップ内周面での気流の反射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成の縦断面図。
【図2】スピンカップに形成された通孔の部分の拡大断面図。
【図3】(a)はこの発明のスピンカップ内における気流の流れを示す説明図、(b)は従来のスピンカップ内における気流の流れを示す説明図。
【符号の説明】
8…回転テーブル
11…基板
16…スピンカップ
41…逃し手段
42…通孔
43…可撓弁
43a…固定部
43b…可動部

Claims (2)

  1. 基板を回転させて洗浄処理及び乾燥処理するスピン処理装置において、
    スピンカップと、
    このスピンカップ内に設けられ上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
    上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と
    を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
  2. 基板を回転させて洗浄処理及び乾燥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スピンカップと、
    このスピンカップ内に設けられ上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
    上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と、
    上記処理槽に設けられ、上記スピンカップの内部と外部を排気する排気管と
    を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
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