JP6077769B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

特許文献１には、カップの側壁部分における外周の鉛直上方に、円筒状の飛散防止部材が設けられた基板処理装置が記載されている。特許文献１に記載の基板処理装置においては、飛散防止部材に通気孔が設けられており、飛散防止部材内で発生する汚染された気流がこの通気孔を介して外部に排気される。

特開平９−１４８２１８号公報（１９９７年６月６日公開）

基板処理装置において、基板に処理液を供給する方法として、基板上に設けられたスプレー式ノズルから処理液を吐出する方法がある。スプレー式ノズルから基板に対して処理液を吐出する場合、特許文献１に記載の基板処理装置のように、基板をカップ状の容器内に載置して処理を行い、基板の周囲に処理液が飛散するのを防止する。

しかしながら、スプレー式ノズルから処理液を吐出すると、ミスト状の処理液が発生してカップの外部に飛散してしまい、カップ周辺を汚染してしまうという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプレー式ノズルから吐出される処理液によって、基板を収容するカップの周辺が汚染されるのを防止することができる基板処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、ノズルから噴霧されたミスト状の液体により基板を処理する基板処理装置であって、前記基板の上方に位置し、前記基板上を流れる気体を基板の外周上方から排気する上部排気口と、前記上部排気口から前記基板の方向に延伸するように設けられ、前記基板上を流れる気体が前記上部排気口に流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する第１遮蔽部と、を備えていることを特徴としている。

本発明に係る基板処理装置によれば、基板の上方に位置し、前記基板上を流れる気体を基板の外周上方から排気する上部排気口と、前記上部排気口から前記基板の方向に延伸するように設けられ、前記基板上を流れる気体が前記上部排気口に流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する第１遮蔽部と、を備えているので、基板を収容するカップの周辺が汚染されるのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略の断面図である。 図１に示す基板処理装置の各排気口周辺を拡大して示す概略の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を用いたミスト飛散防止効果を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の概略の断面図である。 図４に示す基板処理装置の要部の構成を示す（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の一形態について、図１〜３を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略の断面図であり、図２は、図１に示す基板処理装置の各排気口周辺を拡大して示す概略の断面図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を用いたミスト飛散防止効果を示す図である。

〔基板処理装置１０〕
図１及び図２に示すように、基板処理装置１０は、上部排気口１と第１遮蔽部２とを備えている。また、基板処理装置１０は、第２遮蔽部３、下部排気口４、気流変更部５、スピンチャック６、ノズル１１、及びカップ１５を備えていてもよい。基板処理装置１０においては、カップ１５内に収容されたスピンチャック６上に基板１２を載置し、スピンチャック６を回転させることによって基板１２を回転させながら、ノズル１１から基板１２に対して処理液（液体）を吐出する。したがって、カップ１５内のスピンチャック６上に載置された基板１２の上部は、ノズル１１からの処理液を受け付けるために開口している。

本実施形態において、基板処理装置１０において処理される基板１２は、処理面の反対側の面にダイシングテープ１３とダイシングフレーム１４とが貼り合わされている。また、基板処理装置１０において、ノズル１１は、スプレー式ノズルであり、複数備えられていてもよい。また、ノズル１１を基板１２の径方向にスウィングさせながら処理液を吐出するものであってもよい。ノズル１１から吐出する処理液としては、従来公知の種々の処理液を、基板１２に対する処理に応じて選択することができる。

（上部排気口１）
基板処理装置１０において、上部排気口１は、カップ１５内に収容されたスピンチャック６の上方に位置している。すなわち、上部排気口１は、スピンチャック６上に載置される基板１２の上方に位置している。また、上部排気口１は、カップ１５の側面側に設けられている。つまり、スピンチャック６上に設けられた基板１２の外周よりも外側に設けられている。これにより、上部排気口１は、基板１２上を流れる気体を基板１２の外周上方から排気する。

（第１遮蔽部２）
第１遮蔽部２は、上部排気口１からスピンチャック６の方向、すなわち、スピンチャック６に載置される基板１２方向に延伸するように設けられている。第１遮蔽部２は、上部排気口１へと続く上部壁に接続されている。第１遮蔽部２は、図２に矢印として示すように、基板１２上を流れる気体が上部排気口１へと流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する。すなわち、第１遮蔽部２は、基板１２上を流れる気体であって、基板１２から上方へと向かう気体の進行方向に位置することによって、その流れを遮り、上部排気口１に向かうように変更する。

一般に、スプレー式ノズルから基板に処理液を吐出する装置においては、吐出されたミスト状の処理液（処理液ミスト）が、基板を載置したカップ上方の開口から飛散し、カップの周囲を汚染してしまうおそれがある。特に、複数のノズルを用いる場合や、ノズルをスウィングさせながら処理液を吐出する場合には、処理液ミストがより拡散し、装置の周囲の汚染が顕著となる。

これに対して、基板処理装置１０においては、上部排気口１と第１遮蔽部２とを備えているので、基板１２上を流れる気体を基板１２の外周上方から効率よく排気することが可能であり、この気体の排気に伴って、処理液ミストを上部排気口１からカップ１５の外部に排出（排液）することができる。したがって、カップ１５の周囲が汚染するのを防ぐことができる。

図２に示すように、第１遮蔽部２は、上部排気口１へと続く上部壁から階段状に、当該上部壁よりもさらに上側、すなわち、基板１２からの距離がより離れるように設けられていてもよい。そして、第１遮蔽部２は、基板１２の外周に円周状に設けられている。これにより、より確実に、基板１２の上方に向かう気体を上部排気口１へと導くことができる。

基板処理装置１０は、上部排気口１を複数備えていてもよい。上部排気口１を２つ備えている場合には、これらが基板１２を挟んで略対角位置に配置されていることが好ましい。また、上部排気口１を３つ以上備えている場合には、これらが基板１２の同心円上に等間隔で配置されていることが好ましい。これにより、より確実に、基板１２上を流れる気体を排気することが可能であり、カップ１５の周囲が汚染するのを防ぐことができる。

ここで、基板処理装置１０は、上部排気口１を介して基板１２上の気体を吸引する吸引手段（図示せず）をさらに備えていてもよい。吸引手段によって上部排気口１から基板１２上の気体を吸引することによって、基板１２上に上部排気口１に向かって流れる気流が発生し、より効率よく基板１２上の気体を上部排気口１から排気することができる。

また、吸引手段の代わりに、基板１２上に気体を吹き付けることによって、基板１２上に上部排気口１に向かって流れる気流を発生させてもよい。このとき、例えば、基板１２を挟んで略対角位置に配置された２つの上部排気口１の一方から他方に向けて気体を吹き付けてもよい。

（第２遮蔽部３）
第２遮蔽部３は、スピンチャック６の上方、すなわち基板１２の上面と上部排気口１との間に位置している。第２遮蔽部３は、第１遮蔽部２よりも基板１２側に位置しており、上部排気口１からスピンチャック６の方向、すなわちスピンチャック６に載置される基板１２方向に延伸するように設けられている。第２遮蔽部３は、第１遮蔽部２が接続された上部壁よりも下側に位置し、上部排気口１へと続く下部壁に接続されている。第２遮蔽部３は、図２に矢印として示すように、基板１２の上方に向かって流れる気体を前記基板１２の下方に向かって流れるように、当該気体の流れる向きを変更する。すなわち、第２遮蔽部３は、基板１２上を流れる気体であって、基板１２から上方へと向かう気体の進行方向に位置することによって、その流れを遮り、基板１２よりも下側に向かうように変更する。

このように、第２遮蔽部３によって基板１２よりも下側に向かうように流れが変更された気体は、後述する下部排気口４を介して排気される。したがって、下部排気口４からの気体の排気に伴って、基板１２上に拡散された処理液ミストをカップ１５の外部に排出することができる。これにより、カップ１５の周囲が汚染するのをより確実に防ぐことができる。

第１遮蔽部２及び第２遮蔽部３は、いずれも基板１２方向に延伸した板状体であり、基板１２側から見たときに互いに重なり合う位置に設けられていてもよく、いずれか一方が他方よりもより基板１２方向に延伸することによって、基板１２方向により突出していてもよい。また、第１遮蔽部２及び第２遮蔽部３は、基板１２に対して水平に設けられていてもよいし、基板１２の上方に向かう気体の流れを上部排気口１又は下部排気口４に向かうように変更できれば、基板１２に対して水平に設けられていなくてもよい。第１遮蔽部２及び第２遮蔽部３は、処理液ミストが付着し難いように、例えばフッ素樹脂で表面処理（コーティング）されている。

基板１２の上方に向かう気体のうち、第２遮蔽部３にその流路が塞がれる気体は、第２遮蔽部３によって基板１２よりも下側に向かうようにその流れが変更される。基板１２の上方に向かう気体のうち、第２遮蔽部３から外れた位置を流れる気体であっても、さらに第１遮蔽部２にその流路が塞がれる気体は、第１遮蔽部２によって上部排気口１に向かうようにその流れが変更される。

このように、基板１２の上方に向かう気体に対して、第１遮蔽部２及び第２遮蔽部３による二段階の気流変更を行うので、基板１２上を流れる気体をより確実に上部排気口１及び下部排気口４へと導くことができる。その結果、上部排気口１及び下部排気口４に導かれる気体に伴って、処理液ミストを上部排気口１及び下部排気口４から排出することが可能である。このように、基板処理装置１０によれば、処理液ミストをカップ１５外に飛散させることがないため、カップ１５の周囲が汚染するのをより確実に防ぐことができる。

上部排気口１及び第１遮蔽部２と、第２遮蔽部３が接続される下部壁が設けられたカップ１５とは、互いに独立して設けられている。なお、図１及び図２において、上部排気口１は上部壁の端部に位置しており、その開口径は、上部壁により基板１２上部から上部排気口１まで形成される排気流路の内径よりも小さくなっているが、上部排気口１の構成としてはこれに限定されない。

なお、第２遮蔽部３は、第１遮蔽部２と同様に、基板１２の外周に円周状に設けられている。

また、図１に示す、第２遮蔽部３と基板１２の外周との間の距離Ａは、３〜２０ｍｍであることが好ましく、第２遮蔽部３と基板１２の上面との間の距離Ｂは、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。これにより、基板１２から第２遮蔽部３を越えて上方に向かう気体の発生を抑え、当該気体による処理液ミストの飛散を防ぐことができる。なお、距離Ａ及び距離Ｂは、基板１２の大きさ、基板１２の回転数、ノズル１１の数等に応じて適宜変更可能なものである。例えば、後述する実施例に示すように、直径３００ｍｍの基板１２を回転数１２００ｒｐｍで回転させながら、６個のノズルから処理液を噴霧させる場合には、距離Ａは５ｍｍ、距離Ｂは２０ｍｍであることが好ましい。

ここで、距離Ａは、スピンチャック６上に載置する基板１２の外周から第２遮蔽部３までの距離を意図しているが、本実施形態においては、ダイシングテープ１３及びダイシングフレーム１４が貼り合わせられた基板１２を被処理体として用いているため、距離Ａは、最外周のダイシングフレーム１４から第２遮蔽部３までの距離であり得る。距離Ｂは、基板１２の上面から第２遮蔽部３までの距離を意図しているが、本実施形態においては、ダイシングテープ１３及びダイシングフレーム１４が貼り合わせられた基板１２を被処理体として用いているため、距離Ｂは、最外周のダイシングフレームから第２遮蔽部３までの距離であり得る。

（下部排気口４）
下部排気口４は、スピンチャック６の下方、すなわち基板１２の下方に位置しており、基板１２の下方から気体を排気する。基板１２上を流れる気体のうち、第２遮蔽部３によって基板１２の下方に向かって流れるように、流れる向きを変更された気体は、下部排気口４から排気される。この気体の流れに伴って、基板１２上の処理液ミストが、下部排気口４から排出される。このように、基板１２の下方にも排気口を設けたことによって、より確実に処理液ミストの拡散を防止することができる。なお、基板１２の下方に流れる気体を下部排気口４に効率よく導くために、下部排気口４は、基板１２の下方に設けられた排気ダクトの端部に設けられていてもよい。また、下部排気口４は複数設けられていてもよく、この場合、基板１２の同心円上において等間隔に設けられていることが好ましい。

（気流変更部５）
気流変更部５は、スピンチャック６の下方、すなわち基板１２の下方に位置しており、基板１２の下方に向かって流れる気体が下部排気口４に流れ込むように、気体の流れる向きを変更するように設けられている。図１に示すように、気流変更部５の中心はスピンチャック６の中心と同一であり得るが、その直径はスピンチャック６の直径よりも大きく、スピンチャック６の外周よりも外側にはみ出すように設けられている。気流変更部５は板状体であり、中心から外周へと下方に向かって湾曲している。すなわち、気流変更部５は、下部排気口４に繋がる排気ダクトの入口に向かって湾曲している。これにより、図２に矢印として示すように、基板１２の下方に向かって流れる気体は、気流変更部５によってその流れが下部排気口４に繋がる排気ダクト方向に変更される。その結果、気体は排気ダクトを介して下部排気口４から効率よく排気され、これに伴って処理液ミストが排出される。

＜実施の形態２＞
次に、本発明に係る実施の他の形態について、図４，５を参照して以下に説明する。図４は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の概略の断面図であり、図５は、図４に示す基板処理装置の要部の構成を示す（ａ）は底面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。なお、実施の形態１に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記してその説明を省略する。

基板処理装置１０における前記第１遮蔽部２及び前記第２遮蔽部３に処理液ミストが付着すると、付着した処理液がスピンチャック６等の回転によって生じる気流（風圧）によって上部排気口１とは逆方向、すなわち基板１２の方向に吹き上がるおそれがある。この場合に、第１遮蔽部２や第２遮蔽部３の基板１２側の端部から前記処理液が飛散して基板１２上に付着し、ウォーターマークが生じる等の悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、図４に示すように、本実施形態に係る基板処理装置１０は、第１鍔部２２及び第２鍔部２３をさらに備えている。第１鍔部２２及び第２鍔部２３は、処理液ミストが付着し難いように、例えばフッ素樹脂で表面処理（コーティング）されている。

すなわち、前記第１遮蔽部２の基板１２側の端部には、第１遮蔽部２に付着した処理液ミストが、スピンチャック６等の回転によって生じる気流（風圧）によって上部排気口１とは逆方向に吹き上がり、基板１２の方向に飛散することを防止する第１鍔部２２が垂設されている。第１鍔部２２は、第１遮蔽部２の基板１２側の端部に円周状に設けられている。これにより、例え第１遮蔽部２に処理液ミストが付着したとしても、付着した処理液は第１鍔部２２の下端部に移動し、上部排気口１に向かう気体の流れによって上部排気口１から排出される。したがって、基板１２上に処理液ミストの液滴が付着することをより一層防止することができる。また、処理液ミストが基板処理装置１０の外部に飛散することもより一層防止することができる。第１鍔部２２の鉛直方向の長さは、上部排気口１による排気を妨げない長さであればよい。

また、前記第２遮蔽部３には、第２遮蔽部３に付着した処理液ミストが、スピンチャック６等の回転によって生じる気流（風圧）によって上部排気口１とは逆方向に吹き上がり、基板１２の方向に飛散することを防止する第２鍔部２３が垂設されている。第２鍔部２３は、第２遮蔽部３の上部排気口１側の端部に略円周状に設けられている。これにより、例え第２遮蔽部３に処理液ミストが付着したとしても、付着した処理液は第２鍔部２３の下端部２３ａ側に移動し、下部排気口４に向かう気体の流れによって下部排気口４から排出される。したがって、基板１２上に処理液ミストの液滴が付着することをより一層防止することができる。第２鍔部２３の鉛直方向の長さは、下部排気口４による排気を妨げない長さであればよい。

より具体的には、図５（ａ）に示すように、第２鍔部２３は、第２遮蔽部３の上部排気口１側の端部に略円周状に設けられると共に、切り欠き部２４を少なくとも１つ備えている。つまり、第２鍔部２３には、第２遮蔽部３に付着した処理液ミストを排液する切り欠き部２４が少なくとも１つ形成されている（図５（ａ）は切り欠き部２４が４つ形成されている場合を示す）。したがって、第２鍔部２３は、切り欠き部２４が２つ以上形成されている場合には、複数に分割されている（切り欠き部２４の個数と同数に分割されている）。図５（ａ），（ｂ）に示すように、切り欠き部２４が形成されている部分において、第２鍔部２３は、その前後の分割部分が基板１２の径方向に重なり合うようにして螺旋状に設けられており、スピンチャック６等の回転方向（図５（ａ）では反時計回り）側の端部（下端部２３ａが形成されている側）が外側（下部排気口４側）に位置している。これにより、例え第２遮蔽部３に処理液ミストが付着したとしても、付着した処理液はスピンチャック６等の回転によって生じる気流（風圧）によって第２鍔部２３の下端部２３ａ側に移動し、下部排気口４に向かう気体の流れによって下部排気口４から排出される。したがって、基板１２上に処理液ミストの液滴が付着することをより一層防止することができる。なお、第２鍔部２３を設ける位置は、下部排気口４による排気を妨げない位置であればよく、第２遮蔽部３の上部排気口１側の端部に限定されるものではない。また、切り欠き部２４の個数、並びに幅（基板１２の径方向の幅）および長さ（スピンチャック６等の回転方向の長さ）は、第２鍔部２３による処理液ミストの飛散防止効果を妨げない個数、並びに幅および長さであればよく、例えばスピンチャック６等の大きさや回転数、処理液の組成等に応じて適宜設定することができる。

第２鍔部２３の鉛直方向の長さは、下部排気口４による排気を妨げない長さであればよい。但し、前記第２鍔部２３の少なくとも一部、具体的には下端部２３ａは、図４に示すように、前記基板１２の下方に位置していることが好ましい。これにより、基板１２上に処理液ミストの液滴が付着することをさらに一層防止することができる。

〔実施例〕
実施の形態１にて詳述した基板処理装置１０を用いて、ミスト散乱防止効果を調べた。比較例として、基板の下部にのみ排気口を備え、基板を収容するカップの側壁から基板の外周までの距離が約４０ｍｍ、当該側壁から基板の上面までの距離が約１５ｍｍである、従来の基板処理装置を用いた。評価条件として、各基板処理装置において、スプレーノズルを６つ用いて、直径３００ｍｍの基板に対して、基板の回転数１２００ｒｐｍで処理を行った。各ノズルのシンナー流量１５ｍｌ／ｍｉｎ、空気流量１０Ｌ／ｍｉｎであった。

カップ外部におけるミスト状の液滴の有無は、顕微鏡写真により確認した。その結果、図３（ａ）に示すように、従来の基板処理装置においては、カップの外部にミスト状の液滴が見られたが、図３（ｂ）に示すように、基板処理装置１０においては、カップ外部にミスト状の液滴が見られなかった。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る基板処理装置は、種々の分野で用いられる基板の処理に利用することができる。

１ 上部排気口
２ 第１遮蔽部
３ 第２遮蔽部
４ 下部排気口
５ 気流変更部
６ スピンチャック
１０ 基板処理装置
１１ ノズル
１２ 基板
１３ ダイシングテープ
１４ ダイシングフレーム
２２ 第１鍔部
２３ 第２鍔部
２３ａ 下端部
２４ 切り欠き部

Claims (9)

1. ノズルから噴霧されたミスト状の液体により基板を処理する基板処理装置であって、
   前記基板の上方に位置し、前記基板上を流れる気体を基板の外周上方から排気する上部排気口と、
   前記上部排気口から前記基板の方向に延伸するように設けられ、前記基板上を流れる気体が前記上部排気口に流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する第１遮蔽部と、
   前記基板の上面と前記上部排気口との間に位置し、前記基板の上方に向かって流れる気体を前記基板の下方に向かって流れるように、当該気体の流れる向きを変更する第２遮蔽部と、を備え、
   前記第１遮蔽部は、その少なくとも一部が前記基板に対して水平に設けられており、
   前記第２遮蔽部には、第２遮蔽部に付着した前記液体が基板の方向に飛散することを防止する第２鍔部が垂設され、
   前記第２鍔部には、第２遮蔽部に付着した前記液体を排液する切り欠き部が少なくとも１つ形成されていることを特徴とする基板処理装置。
2. ノズルから噴霧されたミスト状の液体により基板を処理する基板処理装置であって、
   前記基板の上方に位置し、前記基板上を流れる気体を基板の外周上方から排気する上部排気口と、
   前記上部排気口から前記基板の方向に延伸するように設けられ、前記基板上を流れる気体が前記上部排気口に流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する第１遮蔽部と、
   前記基板の上面と前記上部排気口との間に位置し、前記基板の上方に向かって流れる気体を前記基板の下方に向かって流れるように、当該気体の流れる向きを変更する第２遮蔽部と、を備え、
   前記第１遮蔽部は、前記上部排気口へと続く上部壁から階段状に、当該上部壁よりもさらに基板からの距離が離れるように設けられており、
   前記第２遮蔽部には、第２遮蔽部に付着した前記液体が基板の方向に飛散することを防止する第２鍔部が垂設され、
   前記第２鍔部には、第２遮蔽部に付着した前記液体を排液する切り欠き部が少なくとも１つ形成されていることを特徴とする基板処理装置。
3. 前記第２遮蔽部と前記基板の外周との間の距離は、３〜２０ｍｍであり、
   前記第２遮蔽部と前記基板の上面との間の距離は、１０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記第２鍔部の少なくとも一部は、その下端が前記基板の下方に位置していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記第１遮蔽部には、第１遮蔽部に付着した前記液体が基板の方向に飛散することを防止する第１鍔部が垂設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記基板の下方に位置する下部排気口と、
   前記基板の下方に向かって流れる気体が前記下部排気口に流れ込むように、当該気体の流れる向きを変更する気流変更部と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記上部排気口を２つ備え、これら上部排気口が前記基板を挟んで略対角位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記上部排気口を介して前記基板上の気体を吸引する吸引手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記上部排気口は、前記気体の排気と共に、ミスト状の液体を排液することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の基板処理装置。