JPH01255227A - 基板の回転式表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体基板や液晶表示装置用のガラス基板等
のような各種の薄板状基板（以下、被処理基板と称する
）の水洗後における表面乾燥処理などに用いる回転式の
表面処理装置に関する。

〈従来の技術〉 このような回転式表面処理装置として、例えば特開昭６
０−５９７４０号公報で開示されているように、遠心脱
水式の水切り乾燥装置が知られている。

この水切り乾燥装置の概略は、第６図および第７図に示
すように、ケーシング３１内にモータ３２によって縦軸
心で高速回転されるロータ３３が設けられ、このロータ
３３に、水洗処理された多数の被処理基板Ｗ群を適当間
隔で並列収納した複数個のキャリア３４を被処理基板表
面が上下に並ぶ姿勢にして、ロータ回転中心の周りに装
着固定し、ロータ３３を高速回転することで被処理基板
表面の水分を遠心分離し、かつ、ロータ３３の下部に備
えたファン３５によって、ケーシング３１上部の吸気口
３６から取り入れた清浄空気もしくは不活性ガスをケー
シング３１周部の排気口３７へ強制排出することで、被
処理基板表面の乾燥を促進するとともに、被処理基板Ｗ
から１敗した水分を排気とともに速やかに排出して被処
理基板Ｗに再付着するのを防止するように構成されてい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来装置は被処理基板が収納された
キャリアをロータ回転中心から離れた個所に設置して遠
心脱水を行うものであるから、被処理基板自体にも相当
大きい遠心力が働くことになり、例えば第７図において
キャリア内面の収納溝に治められている被処理基板Ｗに
作用する遠心力が被処理基板Ｗを収納溝の内奥側に食い
込むように働くことになる。

特に、脱水開始時にロータ加速を象、激に行うと被処理
基板と収納溝との保合部位に異常な応力が発生して、被
処理基板の欠損や破損が生じやすく、この傾向は大径の
被処理基板の場合に一層顕著である。

被処理基板の欠損や破損を回避しようとすれば、ロータ
の加速を緩慢に行う必要があり、そうするとロータの起
動立ち上がり時間を含めて処理時間が長くかかるという
別異の問題点を生じる。

また、この従来装置では、対向配置されるキャリアにそ
れぞれ収納される被処理基板の枚数が異なると、ロータ
の回転中心に対する重量バランスが崩れてロータ自体の
振動原因となるので、被処理基板の装填にも注意を要す
るという問題点がある。

また、従来装置ではキャリアを介して被処理基板をロー
タに装填するものであるため、たとえ脱水乾燥処理以前
の処理工程がキャリアを用いないもの（キャリアレス）
となっていても、この乾燥工程では被処理基板をキャリ
アに移し替えることが必要となって、そのための装置手
段および工程が複雑化し処理工程のキャリアレス化の弊
害になっていた。

因みに、前記キャリアレス処理は、耐薬品性のキャリア
の不要化、処理工程間での被処理基板のキャリアへの移
し替え作業の省略、キャリア内での処理液の流動悪化に
伴う処理ムラ発生の回避などの理由により、最近の半導
体製造分野などで特に要望の高いものである。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、被処理基板自体に作用する遠心力による欠損や破損を
防止するのに有効であるとともに、被処理基板装填時の
取り扱い性が良く、かつ、キャリアレス化に対応するこ
とができる回転式の表面処理装置を提供することを目的
としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成
をとる。

即ち、本発明に係る基板の回転式表面処理装置は、複数
枚の被処理基板をその外周縁で支持して対面並列状に立
設保持する基板保持杆と、基板保持杆による基板支持部
位と異なった部位における基板外周縁を支持する支持位
置と基板保持杆上への基板出入りを許す後退位置とに位
置変更可能な可動基板保持杆と、 基板保持杆および可動基板保持杆を支持して被処理基板
群の重心近くを通る回転軸心周りで回転可能な回転軸と
、 この回転軸を高速回転駆動する駆動機構とを備えたもの
である。

〈作用〉 本発明によれば、基板保持杆に外周縁を支持されて回転
される被処理基板群は、その重心近くを通る軸心周りで
回転するので、被処理基板自体に働く遠心力による反作
用として、被処理基板が基板保持杆から受ける抗力は極
めて小さく、万一回転ムラが生じたり、急激に回転加速
しても、被処理基板の基板保持杆との接触部位に異常な
応力が発生することはない。

また、基板保持杆に装填する被処理基板の枚数、配列も
回転振動を与える原因にならない、さらに、被処理基板
は、その外周縁を基板保持杆で対面並列状に安定的に支
持されるので、同じく対面並列状の基板群を左右−組の
アームで一括挟持して吊り下げ移送しながら各処理を施
してゆくキャリアレスの処理ラインに容易に導入するこ
とができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第」ＪΩＩＡ 第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は装置全体の縦断側面図、第２図および第３図はそれ
ぞれ第１図中の■−■線および■−■線での断面図であ
る。

この回転式表面処理装置は、基本的には、上部が開閉自
在な箱形に構成されたハウジング１、半導体基板のよう
な被処理基板Ｗを横向きに並列支持してハウジング１内
で水平な回転軸心２周りに回転するロータ２、ハウジン
グ１の一端側において前記ロータ２を駆動する駆動機構
３とからなる。

ロータ２は、ハウジング１両側に軸受４を介して同軸心
上に配備された一対の回転軸５と、各回転軸５の先端に
それぞれ固定した大径のフライホイール６と、両フライ
ホイール６間にわたって架設固定された一対の基板保持
杆７と、各フライホイール６の外側面に支点８（第２図
参照）を中心に揺動自在に枢支連結したアーム９と、両
アーム９間にわたって架設固定された可動基板保持杆１
０とから構成されている。また、前記駆動機構３はモー
タ１１と、その出力を一方の回転軸５に伝えるヘルド１
２とからなっている。

基板保持杆７の回転軸心Ｐ側の面には、被処理基板Ｗの
外周縁を位置決め係入する係入溝１３が一定ピッチで刻
設されるとともに、可動基板保持杆１０にも同様な係入
溝１４が形成されていて、これら基板保持杆７，１０で
被処理基板Ｗの外周縁の３箇所を支持して、基板重心が
回転軸心Ｐ上に位置するところで保持するようになって
いる。

この可動基板保持杆１０は、基板保持杆７上に並列保持
された被処理基板Ｗを上方から支える支持位置と、第２
図中の仮想線で示すように基板保持杆７上に被処理基板
Ｗを出入れできる後退位置とに移動可能であり、かつ、
アーム９とフライホイール６とにわたって取り付けられ
たバネ１５の張力で常時支持位置側に回動付勢されてい
る。また、ハウジング１に固定したエアーシリンダ１６
が前記アーム９の基端側延長部に対向配置されていて、
このエアーシリンダ１６を伸長作動させてアーム９をバ
ネ１５に抗して強制回動することによって、可動基板保
持杆１０を後退位置にまで変位させるように構成されて
いる。

また、ハウジング１の上面には、エアーシリンダなどの
適宜駆動手段で開閉されるカバー１７がロータ全長にわ
たって設けられている。なお、このカバー１７はロータ
作動中に不用意に開かないようにインターロックされる
ようになっている。

また、ハウジング１の上部適当個所には、清浄空気また
は不活性ガスが流入するフィルタ付きの吸気口１８が設
けられるとともに、ハウジング１の側部には減圧手段に
接続された排気口１９が設けられ、また、ロータ２の下
部には排液口２０が設けられている。

なお、フライホイール６は、重い方が慣性力が大きくて
安定して被処理基板を回転できて好ましいが、慣性力を
期待せずに単なるホイールであってもよい、また、フィ
ルタはカバー１７の図示していない開口部に付設しても
よく、さらに、カバー１７にのぞき窓を付設してもよい
。

次にこの装置の動作を説明する。

被処理基板Ｗは、この装置に供給される前に縦向きの対
面並列状態で左右一対の挟持アーム２１（第３図参照）
に挟持されて、例えば浸漬型表面処理槽内に移され、所
要の表面処理を行い、次に純水洗浄処理を受けた後に、
そのままこの装置の上部に吊り下げ搬送されてくる。

このとき、ハウジングｌのカバー１７は開放されている
とともに、ロータ２は基板保持杆７が回転軸心Ｐの下側
に位置する所の回転位相（以下、セット位相と称する）
にセットされ、かつ、可動基板保持杆１０は後退位置に
強制移動されている。なお、ロータ２のセント位相検出
は、回転軸５の一端に付設したスリット付の円板２２（
第１図参照）と、これに対応するフォトインタラプタ２
３によって行われる。また、セット位相にあるロータ２
は図示しないブレーキ装置またはロック機構により固定
され、基板出入れ中の不用意な回転が防止されている。

このようなセント状態にあるロータ２の上方より挟持ア
ーム２１で挟持された被処理基板Ｗが下降供給され、各
被処理基板Ｗが基板保持杆７の係入溝１３にそれぞれ個
別に係入されると、挟持アーム２１は挟持解除されたの
ち上昇後退される。

次に、エアーシリンダ１６が短縮作動されて可動基板保
持杆１０がバネ付勢力で被処理基板Ｗ群を上方より押さ
え込むことにより、被処理基板Ｗ群は外周縁の３箇所か
らの支持によって安定的に保持される。

その後、ロータ２の固定が解除されるとともに、カバー
１７が閉じてロックされた後、ハウジング１内を強制換
気した状態でロータ２が高速で回転駆動されることによ
り、被処理基板Ｗの表面に付着している水分が遠心除去
されるのである。

水切り乾燥が完了すると、再びロータ２をセット位相で
固定し、可動基板保持杆ＩＯを後退させたのち、挟持ア
ーム２１によって処理済み基板Ｗを取り出し、続いて新
しい被処理基板Ｗの装填を行う。

挟持アーム２１によって、本装置から取り出された処理
済み基板Ｗは、図示していない搬送専用キャリアに移し
替えられ、この搬送専用キャリアによって次の所要の工
程へ搬送される。

第ｆｆ１ＬＫ 第４図は本発明の第２実施例に係る縦断面図を示してい
る。

この実施例においては、ハウジング１の内部にロータ２
を囲むように多数の整流板２４が適当角度をもってロー
タの軸心と平行に架設されている。

この整流板２４によって被処理基板Ｗから遠心分離され
て離散した水分ミストがハウジング１内ではね返って被
処理基板Ｗに再付着するのを防止することができる。

なお、前記整流板２４群のうちロータ２の上刃にあるも
のはカバー１７の内面に取り付は付設した縦板状のステ
ー２５に支持され、カバー１７と一体に開放される。ま
た、他のものはハウジング１の内壁面に設けられた縦板
状のステー２６に支持される。

整流板２４は第４図の形状に限定せず、例えばパンチプ
レートを配設してもよい。

量ｌｘ施■ 第５図は、本発明を、例えば液晶表示装置用のガラス基
板またはフォトマスクなどの角形の被処理基板Ｗの処理
に適用するための実施例の要部が示されている。この実
施例では、被処理基板Ｗは２本の可動基板保持杆１０に
よって上方から支持されている。他の構成については、
第１実施例と同様であるから、ここでの説明は省略する
。

ヱ殴１じＩｎ２桝 本発明は、次のような構成のものも実施例として含む。

（１）可動基板保持杆１０の基板押え面をシリコーンゴ
ムなどの弾性材で構成した場合には、係入溝１４は必ず
しも必要でない。

（２）ハウジング１の内面にスポンジ状の水滴吸収部材
を貼着して、この部材の衝撃吸収作用によって、飛散ミ
ストのはね返りを防止することも有効である。

（３）　　ロータ２に保持された被処理基板Ｗに純水を
散布供給するノズルをハウジング１内に設けて、回転中
の基板表面を洗浄する形態で実施することもできる。

（４）純水噴出ノズルを基板保持杆７の各係入溝１３の
間に設けるとともに、このノズルに連通ずる導水孔を回
転軸５．フライホイール６、基板保持杆７の内部に形成
して、被処理基板Ｗの主表面を洗浄することも可能であ
る。

（５）第１実施例において、セット位相におけるロータ
２の基板保持杆７間で昇降可能な中継用の支持杆をハウ
ジング１の底部に設けるとともに、この支持杆の上面に
基板保持杆７の係入溝１３と同一ビノチの基板収納溝を
形成し、挟持アーム２１と基板保持杆７との間での基板
受は渡しの位置決め中継をこの支持杆で行わせることも
可能である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

（１）　　被処理基板群をその重心近くを中心に回転さ
せるので、基板自体に作用する遠心力がバランスして、
遠心力による反作用として被処理基板群が基板保持杆か
ら受ける抗力は極めて小さくなるので、保持杆の支持部
位での異常応力による被処理基板の欠ｌ′ｉｆｆや破１
釦が生しない。また、回転加速を急激に行っても破損の
おそれがなく、したがって、起動時に定格回転までの移
行時間を短縮して処理時間全体を短縮するのに有効とな
る。

（２）　　ロータに装填する基板の配列、枚数が異なっ
ても、回転軸心周りの回転バランスに変化がなく、回転
軸心の周囲に配置装填する従来装置のように、装填時の
アンバランスによる異常振動の発生およびそれによる基
板の破損などの問題が生じないので、処理品質が向上す
る。

（３）キャリアを用いる必要がないので、従来の回転式
表面処理装置のようにキャリアを９０°回転させる機構
が不要になり、装置の構造が簡易になり、また、キャリ
アレスの処理ラインに本装置を導入することで、ライン
性能を最大限に発揮させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は全体の縦断側面図、第２図および第３はそれぞれ第
１図における■−■線断面図および■−■線断面図であ
る。第４図は第２＠実施例の日新正面図、また第５図は
第３実施例の要部正面図である。 第６図および第７図は従来例に係り、第６図は概略両断
面図、第７図は概略平面図である。 ３・・・駆動機構 ５・・・回転軸 ７・・・基板保持杆 ＩＯ・・・可動基板保持杆 １３・・・係入溝 Ｐ・・・回転軸心 Ｗ・・・被処理基板 出願人　大日木スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉 第６図 第７図 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和６３年特許願第８３２９８号 発明の名称 基板の回転式表面処理装置 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　京都市上京区堀用通寺之内上る４丁目天神北
町１番地の１ 名　称　　大日木スクリーン製造株式会社代表者　石田
徳次部 ４、代理人 住　所　大阪市北区西天満１丁目ＩＯ番８号西天満第１
１松屋ビル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数枚の被処理基板をその外周縁で支持して対面
   並列状に立設保持する基板保持杆と、基板保持杆による
   基板支持部位と異なった部位における基板外周縁を支持
   する支持位置と基板保持杆上への基板出入りを許す後退
   位置とに位置変更可能な可動基板保持杆と、 基板保持杆および可動基板保持杆を支持して被処理基板
   群の重心近くを通る回転軸心周りで回転可能な回転軸と
   、 この回転軸を高速回転駆動する駆動機構とを備えたこと
   を特徴とする基板の回転式表面処理装置。