JPH05299407A - 回転処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受側からの発塵の影響等をなくすことがで
きる回転処理装置を提供することにある。 【構成】 箱状の筐体５０内に処理液の付着した被処理
体Ｗを保持する被処理体保持機構５２を収容すると共に
この保持機構５２の回転軸９２を回転可能に軸受６０に
支持する。そして、この回転軸９２に筐体５０内をシー
ルする磁性流体シール部材１７６を設けると共に筐体側
に狭い空間部１８０を形成し、この空間部１８０にパー
ジ用の清浄気体、例えば窒素ガスを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウエハやガラス基板等に
各種の処理を施して半導体製品や液晶表示製品を製造す
る過程においては、半導体ウエハやガラス基板に各種の
薬液を作用させることから例えば薬液処理後にウエハに
残留する薬液を除去するために水洗が行われ、その後、
ウエハ等に付着する水分を除去して乾燥することが行わ
れている。この場合、迅速な乾燥を行って生産効率を高
めることができることから、ウエハ等を回転させて遠心
力により水滴を飛散させるようになした、例えば特開平
１−２５５２２７号公報に示されるような回転式の乾燥
処理装置が用いられている。

【０００３】この乾燥処理装置は、図１３及び図１４に
示すように断面矩形の箱状のハウジング２内に両端が回
転軸３を介して軸受４により回転自在に支持されたロー
タ６を有しており、このロータ６内に複数の基板保持棒
８により保持させた複数の被処理体としてのウエハＷが
等ピッチで設けられている。上記基板保持棒８の内で上
側の保持棒８は、ハウジング２の側壁に内部へ突出させ
て設けたエアーシリンダ１０によりアーム１２を介して
揺動可能になされており、上記上側の保持棒８を揺動さ
せることによりウエハＷの保持及び解除を行うようにな
っている。

【０００４】また、ハウジング２内の上方の角部には清
浄な気体を内部へ導入するためのフィルタ付きの吸気口
１４が設けられると共に、この吸気口１４が設けられる
壁面の反対側の壁面にはハウジング２内の気体を排出す
るための排気口１６が設けられている。そして、このよ
うに構成された乾燥処理装置のモータ１８を駆動してロ
ータ６を回転させた状態で上記吸気口１４からハウジン
グ２内に清浄気体を流通させることにより、ウエハＷに
付着している水分は回転による遠心力により飛散される
と共にウエハ表面に残存する水分は流通する清浄気体に
より蒸発除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被処理体で
ある半導体ウエハ等の処理工程においては、その歩留ま
り低下の原因となるパーティクル等をできるだけその処
理空間から排除する必要があるため、乾燥処理中におい
てはフィルタ付きの吸気口１４からハウジング２内へ清
浄空気などの清浄気体を常に導入し、また、内部空気を
排気口１６から外部へ排出している。しかしながら、前
述した従来装置にあっては、ハウジング内に清浄気体を
常に導入しているとは言え、軸受４側のゴミ、特に高速
回転する軸受４から発生する発塵が回転軸３とハウジン
グ２との間の隙間を介してハウジング内に流入し、パー
ティクルとなってウエハに付着する可能性があるという
改善点があった。

【０００６】更には、回転するウエハから飛散する水分
等が逆に回転軸３とハウジング２との間の隙間を介して
軸受４側へ侵入し、例えば軸受４を構成する部材にサビ
等を発生させるという改善点があった。特に、半導体ウ
エハの製造過程においてウエハ径の大型化及び微細化傾
向が進んでいる今日において、上記した問題点の解決が
強く望まれている。本発明は、以上のような問題点に着
目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。
本発明の目的は軸受からの発塵の影響等をなくすことが
できる回転処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、軸受に回転自在に支持された回転軸に
取り付けられ、処理液の付着した被処理体の保持された
被処理体保持機構を筐体内で回転させつつ前記被処理体
を処理する回転処理装置において、前記回転軸に前記筐
体内をシールするために磁性流体シール部材を形成する
と共に前記回転軸を支持する軸受及び前記磁性流体シー
ル部材よりも筐体側に狭い空間部を形成し、前記空間部
に清浄気体を供給するように構成したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、筺体内
で回転される処理液の付着した被処理体からは処理液が
その遠心力により四方に飛散し、その一部は筺体と回転
軸の隙間を通って軸受側へ侵入しようとするが、この部
分に形成された狭い空間部には例えば窒素ガスなどの清
浄気体が供給されていることから一部が筐体内側に流
れ、その気体流によって水分の侵入が阻止される。ま
た、軸受等から発生する発塵は、上記空間部に直接供給
される気体の一部が筐体外側に向けて流れ、また、この
部分には磁性流体シール部が設けられていることからこ
れらの作用により筐体内に侵入することはない。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係る回転処理装置の一実施
例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る
回転処理装置の一実施例を示す正側図、図２は図１に示
す装置の側面図、図３は本発明に係る回転処理装置を組
み込んだ化学処理機構を示す斜視図である。本実施例に
おいては、本発明に係る回転処理装置を被処理体として
の半導体ウエハを乾燥させるウエハ乾燥装置に適用した
場合について説明する。

【００１０】図３に示すようにこの化学処理機構は、処
理前の被処理体としての半導体ウエハを複数枚収容した
カセット２０を外部より受け入れる入力バッファ部２２
と、ウエハに各種の薬液処理及びこの洗浄処理を実際に
施すための処理本体部２４と、処理済みのウエハをカセ
ット２０内に収容して後段の処理のために受け渡しを待
つ出力バッファ部２６とにより主に構成されている。上
記入力バッファ部２２は、外部からのカセット２０を受
け入れてこれをカセット貯蔵部２８へ移載するカセット
搬送アーム３０と、この貯蔵部２８から上記アーム３０
により搬送されたカセット２０を処理本体部２４に向け
て載置する回転可能なローダ部３２とにより主に構成さ
れている。

【００１１】上記処理本体部２４は、その長手方向に沿
って搬送路３４が形成されると共にこの搬送路３４には
ウエハ搬送アーム３６が移動可能に設けられており、処
理前或いは処理後のウエハを搬送し得るように構成され
ている。そして、この処理本体部２４には、上記ウエハ
搬送アーム３６のチャックを洗浄するチヤック洗浄乾燥
装置３８、ウエハに各種の薬液処理を施すための薬液処
理装置４０、薬液処理後のウエハを洗浄するための洗浄
装置４２、処理後のウエハを最終的に乾燥させる本発明
に係る回転処理装置としてのウエハ乾燥装置４４がそれ
ぞれ搬送路３４に沿って適当数設けられている。また、
上記搬送路３４に並行して空の或いは満杯のカセットを
搬送するカセットライナ４６が設けられると共にこの処
理本体部２４の端部には前記ローダ部３２と同様な構造
の回転可能なアンローダ部４８が設けられている。上記
出力バッファ部２０は、処理済みのウエハを収容したカ
セットを多段に載置するカセット貯蔵部４４と、この貯
蔵部４４のカセット１４を外部へ受け渡すためのカセッ
ト搬送アーム４６とにより主に構成されている。

【００１２】このように構成された処理本体部２４へ組
み込まれた本発明に係るウエハ乾燥装置４４は、図１及
び図２に示すように乾燥すべき被処理体を収容する箱状
の例えばステンレスよりなる筺体５０と、被処理体とし
ての例えば半導体ウエハＷを例えば５２枚並列に等ピッ
チで保持して回転させる被処理体保持機構５２と、上記
筺体上部に形成された気体導入口５４に取り付けられて
筺体内部に供給される清浄気体Ｇ、例えば空気を更に清
浄化するための例えばＵＬＰＡフィルターよりなるフィ
ルタ手段５６と、上記被処理体保持機構５２に接続され
る回転軸５８を回転可能に保持する軸受６０と、筐体内
をシールするための磁性流体シール部材６２とにより主
に構成されている。

【００１３】上記フィルタ手段５６の外枠６４は例えば
ステンレス等により矩形状に成形されており、外枠６４
内の上段にフィルタ６６を収容すると共にこのフィルタ
６６の筺体内側にはウエハＷから飛散する処理液、例え
ば洗浄後の純水がフィルタ６６に付着することを防止す
るための被液防止手段６８が設けられている。図８及び
図９に示すようにこの被液防止手段６８は、フィルタ６
６の下部に等間隔でもって配設された複数、例えば３枚
のステンレス製のパンチング板７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ
よりなり、各パンチング板には多数の通気孔７２が形成
されている。そして、最上部のパンチング板７０Ａはフ
ィルタ６６の下面に接して配置され、フィルタ６６の重
量を支持するように構成されている。そして、各パンチ
ング板７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃは、その通気孔７２が上
下方向において互い違いに位置ズレを生ずるように配置
されており、下方より上方に向けて飛散する水滴が上記
フィルタ６６に直接接触しないように構成されている。

【００１４】また、最下部のパンチング板７０Ｄの通気
孔７２は全面に均等に形成されており、これより流下す
る清浄空気に整流作用を施すように構成されている。
尚、パンチング板の数は３枚に限定されず、必要に応じ
て増加してもよい。また、このフィルタ手段５６の外枠
６４の下部には所定の高さを有する補助枠７４が連設さ
れており、筺体５０内に収容されたウエハＷの中心部と
最下部のパンチング板７０Ｄとの間に所定の間隔Ｈを設
けるようになっている。この間隔Ｈは、例えば乾燥時に
おける所定の回転数のウエハから飛散する所定の粒径、
例えば５ｍｍの水滴が届き得る最大値、例えば本実施例
においては３００ｍｍに設定されている。また、上記外
枠６４には、内部に臨ませて着脱可能になされたイオナ
イザ７６が設けられており、ウエハ乾燥時にプラス及び
マイナスイオンを発生して、ウエハに滞電している電気
を中和して除電し得るように構成されている。

【００１５】そして、これら外枠６４及び補助枠７４を
含むフィルタ手段５６の全体は、筺体５０の気体導入口
５４を開閉する蓋体７９として構成されており、この補
助枠７４に接続された蓋体アーム７８を筺体側に取り付
けたヒンジ８０を介して図示しないシリンダ等により回
転することにより上記蓋体７９を９０°以上開閉し得る
ようになっている。上記蓋体７９の開状態においては、
蓋体７９の重心の位置を考慮し、開閉機構の故障時にこ
の蓋体が倒れないように構成されている。また、気体導
入口５４の周囲に沿って、例えばシリコンゴムよりなる
シール部材８２が設けられており、上記蓋体７９を気密
に筺体側と接触し得るように構成されている。尚、上記
ヒンジ８０には、これを駆動するシリンダ（図示せず）
が設けられている。図４は上記被処理体保持機構を示す
側面図、図５は被処理体保持機構の要部を示す要部拡大
図である。上記被処理体保持機構５２は、上記ウエハＷ
の下部を支持するための下部支持部材８２と、上記ウエ
ハＷの上部を支持するための上部支持部材８４と、この
上部支持部材８４を開閉するための開閉アーム８６とに
より主に構成されている。

【００１６】上記下部支持部材８２は、ウエハＷの配列
方向に沿って延在された例えば３本の棒状部材よりな
り、立設されたウエハＷの下部を３点支持し得るように
なされると共にその両端は中央部が鼓状にくびれた１対
のフライホイール板８８にネジ９０により取り付け固定
されている。図５においては一側のフライホイール板の
みを記しているが他側のフライホイール板も同様に構成
されている。各フライホイール板８８は、中心部が中空
になされた回転軸９２の端部に取り付けられると共にこ
れら回転軸９２は、基板９３上に立設された１対の取付
板９４に軸受ユニット９５の軸受６０を介して回転可能
に取り付けられている。各下部支持部材８２は、例えば
ステンレスよりなる丸パイプ９６を例えばテフロンパイ
プ９８に圧入して構成され、このテフロンパイプ９８の
周辺部にはウエハＷの下部を挿入して固定するための断
面Ｙ字状になされた多数、例えば５２個のＹ溝１００が
等ピッチで或いは異なるピッチで形成されている。この
Ｙ溝１００の開口の幅Ｌ１は約４．３ｍｍに設定される
と共に基部の幅Ｌ２は約０．８５ｍｍに設定され、約
０．７２５ｍｍの厚さのウエハＷを上部基部に挿入して
固定するように構成されている。

【００１７】上記上部支持部材８４は、前記下部支持部
材８２と同様にウエハＷの配列方向に沿って延在された
例えば２本の棒状部材よりなり、例えばウエハＷの上部
オリフラ（オリエンテーションフラットと呼称される切
欠部分）１０２を２点支持し得るようになされると共に
これら上部支持部材８４の両端部は、それぞれの端部に
２個ずつ設けられた合計４個の各開閉アーム８６の先端
部に取り付けられている。各開閉アーム８６は、円弧状
に成形されると共にそれらの基端部は、上記フライホイ
ール板８８に例えばセラミック製のベアリング１０４及
び固定軸１０６を介して両方向へ開閉乃至回転可能に取
り付けられている（図４参照）。

【００１８】この１対の開閉アーム８６の内側には、前
記中空の回転軸９２の中心部にベアリング１０８を介し
て同心状に回転自在に設けられた開閉用中心軸１１０の
端部に取り付け固定した小径の円板１１２が設けられて
いる。この円板１１２と上記１対の開閉アーム８６、８
６の略中央部との間にはそれぞれ両端に例えばセラミッ
ク製のベアリング１１４、１１６を介して回転可能にな
された連結アーム１１８が円板１１２の回転中心に対し
て点対称に掛け渡されており、図４に示すようにこの円
板１１２を約９０°往復回転することにより１対の開閉
アーム８６、８６を仮想線に示すように開閉し得るよう
に構成されている。従って、これら開閉アーム８６、８
６が開状態になされている時に、上方からウエハＷの搬
入・搬出が行われることになる。上記各開閉アーム８
６、８６の途中には、強度を維持しつつこの重量を低減
するために適当数のバランス孔１２０が形成されると共
に、一方の上部支持部材８４の取付部には、ウエハＷの
微小な大きさの相異に対応させて上部支持部材８４を上
下方向へ移動可能とするために長孔１２２が設けられて
おり、ボルト１２４の調整により上部支持部材８４を上
下方向へ僅かに移動し得るように構成されている。

【００１９】また、上記２つの上部支持部材８４は、前
記下部支持部材８２と同様に、例えばステンレスよりな
る丸パイプ１２６を例えばテフロンパイプ１２８に圧入
して構成され、このテフロンパイプ１２８の周辺部に
は、立設したウエハＷの垂直方向の傾斜を規制するため
の断面Ｖ字状になされた多数、例えば５２個のＶ溝１３
０が前記Ｙ溝１００と等ピッチで或いは異なるピッチで
形成されている。このＶ溝１３０の開口の幅Ｌ３は、例
えば前記Ｙ溝１００の開口の幅Ｌ１より約１．４５ｍｍ
広く設定されている。一方、上記各回転軸９２と各開閉
用中心軸１１０の端部には図６及び図７に示すようにこ
れら両軸の連結及び切り離しを行うためのクラッチ機構
１３２、１３４が設けられている。これら両クラッチ機
構は、図１に示すように略同様な構造になされている
が、図１中の右側のクラッチ機構１３２側の回転軸９２
にはプーリ１３６が固設されると共にこのプーリ１３６
とモータ１３８の回転軸との間にはベルト１４０が介設
され（図２参照）、必要に応じて前記被処理体保持機構
５２を回転し得るように構成されている。

【００２０】他方のクラッチ機構１３４側は、このプー
リを設けていない点のみが異なり、このクラッチ機構１
３４は図６に示される。以下クラッチ機構１３４を例に
とって説明する。回転軸９２自体は軸受６０により回転
可能に支持されると共にクラッチ機構１３４は基板９３
上にスライド可能に支持されており、クラッチ水平シリ
ンダ１４２により水平方向へスライドされる。上記開閉
用中心軸１１０の端部にはクラッチ円板１４４が設けら
れると共に中空回転軸９２の端部には、上記クラッチ円
板１４４に対向させて係合板１４６が設けられ、上記両
軸の端部にはベアリング１５０が介設されている。

【００２１】上記クラッチ円板１４４には、クラッチア
ーム１５２の両端から水平方向へ突設されると共に先端
部がテーパ状になされた２本の係合ピン１５４を貫通さ
せる２つの貫通孔１５６が形成される。そして、この貫
通孔１５６に対応する上記係合板１４６には、上記係合
ピン１５４の先端部と係合するテーパ状の２つの係合孔
１５８が形成されており、上記係合ピン１５４の先端部
を上記係合孔１５８へ挿脱させることにより、上記クラ
ッチ円板１４４と係合板１４６との係合離脱を可能とし
ている。図６においては係合ピン１５４が左方向へ前進
されて両板１４４、１４６とが係合されてこれらが一体
的に回転する状態を示す。上記クラッチアーム１５２
は、前記クラッチ水平シリンダ１４２へ取り付けられた
図中逆Ｌ字状になされた取り付け板１６０にベアリング
１６２及びシャフト１６４を介して回転可能に取り付け
られている。

【００２２】また、上記シャフト１６４には、上記クラ
ッチアーム１５２に対して略直交するように軸受金とし
て例えばブッシュ１６８を介して係合アーム１６６が回
転可能に取り付けられている。この係合アーム１６６の
両端部にはクラッチ円板１４４を越えて水平方向へ延在
された補助アーム１７０が設けられると共に各補助アー
ム１７０の先端部には軸心に向けて突出させた係合片１
７２が設けられている。そして、上記クラッチ円板１４
４の周辺部には上記係合片１７２と係合する係合溝１７
４が設けられており、従って、係合ピン１５４を図６中
の左方向へ前進させてクラッチ円板１４４と係合板１４
６とを一体固定した時には係合片１７２とクラッチ円板
１４４との係合は断たれ、逆に係合ピン１５４を右方向
へ後退させてクラッチ円板１４４と係合板１４６との係
合を断った時には係合片１７２はクラッチ円板１４４の
係合溝１７４内に入ってクラッチ円板１４４と係合アー
ム１６６とが係合することになる。そして、図７に示す
ように上記係合アーム１６６の一端部には上記取り付け
板１６０側に固定された係合アーム駆動シリンダ１７６
が連結されており、このシリンダ１７６を上下方向へ駆
動することにより上記係合アーム１６６を例えば９０°
回転可能に構成している。すなわち、係合片１４６を係
合溝１７４へ係合させた状態（係合ピン１５４は係合孔
１５８から離脱している）で係合アーム１６６を９０°
回転することにより、クラッチ円板１４４を介して開閉
用中心軸１１０のみを９０°回転して前記上部支持部材
８４を開閉し得るように構成されている。

【００２３】尚、前記した構造のクラッチ機構１３２に
代えて、他の構造、例えば電磁式のクラッチ機構を設け
るようにしてもよい。一方、図１０に示すように回転軸
９２を支持するために以下に示すような本発明の特長と
する軸受機構が構成される。すなわち、前記取付板９４
にはそれぞれ例えば適宜距離だけ離間させた２個の軸受
６０、６０が固定されており、これら両軸受６０、６０
間には筺体５０内をシールすると共に図１０中において
右側の軸受６０にて発生する発塵が筺体５０内へ侵入す
ることを防止するために磁性流体を用いた磁性流体シー
ル部材１７６が設けられている。更に、上記磁性流体シ
ール部材１７６及び軸受６０の筺体内側には、ラビリン
スシール１７８が設けられると共にこの部分に狭い空間
部、すなわちラビリンス空間１８０を形成している。そ
して、このラビリンス空間１８０には、この空間に清浄
気体、例えば不純物のほとんど含まれていない窒素ガス
を供給するガス供給通路１８２が接続されると共に供給
された窒素ガスの一部を排出するためのガス排出通路１
８４が接続されており、図中の左側の軸受６０にて発生
した発塵をパージして筺体５０内へ侵入することを防止
している。また、上記ガス排気通路１８４は、排気管１
８６を介して筺体５０の気体排気口側へ接続されてい
る。尚、この場合にラビリンスシール１７８に代えて或
いはこれと共に取付板９４と筺体５０との間に環状のリ
ング材１８８（図１参照）を介設して内部に狭い空間部
を形成し、この空間部に窒素ガスを給排させて発塵等を
パージするように構成してもよい。

【００２４】一方、前記被処理体保持機構５２を収容す
る前記箱状の筺体５０は、図１及び図２にも示すように
気体の流れ方向、すなわち下方向に対して直交する方
向、すなわち水平方向における筺体５０の断面積が気体
の流れ方向に沿って順次縮小されており、気体が流下す
るに従ってその流速を次第に高めるようになっている。
この場合、回転するウエハから飛散する洗浄水が直接付
着する１対の壁面１９０が図２に示すように相互に接近
するように下向き傾斜されてその断面積が順次縮小され
ており、この壁面１９０に付着する水滴の流下排出を促
進している。この筺体５０の上部の気体導入口５４は、
前記フィルタ手段５６の出口側面積と同一か、またはそ
れ以下に形成されており、水切りを良好にすると共に角
部をなくして気体の滞留が生ずることを防止している。
また、上記筺体５０の両壁面１９０、１９０には、例え
ばアクリル窓（図示せず）を介してウエハに対して傾め
方向に取り付けた１対の例えば光センサ２１８、２１８
が設けられており、ウエハの存否を検出するようになっ
ている。

【００２５】上記筺体５０の底部１９２は、前記壁面１
９０よりも緩い傾斜面になされており、その中心部には
図１１にも示すように矩形状の気体排気口１９４が形成
されていると共にこの排出口１９４は気体排気容器１９
６に接続されている。この気体排気容器１９６は箱状に
成形され、この底部１９８は下方向へ突状に成形される
と共に一側に向けて下向き傾斜されており、最下端部に
トラップした水滴を集めるように構成されている。そし
て、この部分にはドレン抜き口２００が形成されてお
り、集めた水を排出し得るように構成されている。

【００２６】上記気体排気容器１９６内には天井部より
途中まで垂下させた仕切板２０２が設けられており、内
部を２分割すると共にこの仕切板２０２の下端部には上
下動可能になされた流量調整板２０４が設けられ、この
下方に形成される流路２０６の断面積を調整し得るよう
に構成されている。また、気体排気容器１９６内の下流
側の部屋２０８の側壁２１０には排気穴２１２が形成さ
れると共にこの排気穴２１２には排気ケーシング２１４
を介して排気ファン２１６（図１参照）が接続されてお
り、筺体５０内の気体をこれに含まれる水分をトラップ
しつつ排出し得るように構成されている。

【００２７】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、図３に示すように入力バ
ッファ部２２において、処理前のウエハＷ（図示せず）
の収容されたカセット２０はカセット搬送アーム３０に
より外部より受け入れられ、カセット貯蔵部２８に一時
的に収容される。この貯蔵部２８のカセット２０は、ウ
エハの処理が進行するに従ってアーム３０によりローダ
部３２へ移載される。このローダ部３２のカセット２０
内の未処理のウエハＷはウエハ搬送アーム３６により適
宜搬送されて、チャック洗浄乾燥装置３８、薬液処理装
置４０、洗浄装置４２、本発明に係るウエハ乾燥装置４
４にてそれぞれ処理が施され、処理後のウエハは再度カ
セットへ収容された後に出力バッファ部２６から外部へ
搬出されることになる。上記薬液処理に使用される薬液
としては、例えばアンモニア水、過酸化水素水、塩酸、
フッ酸、硫酸等が用いられる。

【００２８】ここで上記ウエハ乾燥装置４４における乾
燥操作について説明すると、図１及び図２に示すように
ウエハ搬送アーム２２０に保持した洗浄後の多数、例え
ば５２枚のウエハＷを、フィルタ手段５６を有する蓋体
７９を図１中の仮想線に示すように開状態にした状態で
降下させ、これを被処理体保持機構５２に移載する。こ
の場合、この被処理体保持機構５２の上部支持部材８
４、８４を図４中の仮想線で示すように左右に展開して
開状態にしておく。このように上部支持部材８４、８４
を開状態とするためには、図６中の仮想線で示すように
クラッチ水平シリンダ１４２を駆動することにより、係
合アーム１６６及びクラッチアーム１５２を図中仮想線
で示すように右方向へ移動させて係合ピン１５４を係合
板１４６の係合孔１５８から引き抜いてこれらの係合を
断つと同時に係合アーム１６６の係合片１４６をクラッ
チ円板１４４の係合溝１７４に嵌合させてこれらを係合
する。

【００２９】そして、この状態で係合アーム１６６に取
り付けた係合アーム駆動シリンダ１７６を図７中の仮想
線で示す位置から実線で示す位置へ駆動することにより
係合アーム１６６を介してクラッチ円板１４４を約９０
°開方向へ回転する。するとこのクラッチ円板１４４に
連結されている開閉用中心軸１１０のみ（回転軸９２は
静止）が回転して、図４に示すように被処理体保持機構
５２の円板１１２を矢印Ａ方向へ約９０°回転する。こ
の円板１１２の回転により連結アーム１１８、１１８及
び開閉アーム８６、８６を介して上述したように上部支
持部材８４、８４が開状態となる。

【００３０】前述のようにして被処理体保持機構５２に
ウエハＷの移載が完了したならば、前述したと逆の操作
を行って、上部支持部材８４、８４を閉状態として各ウ
エハＷを上部支持部材８４と下部支持部材８２との間で
強固に保持する。すなわち、上部支持部材８４を閉じる
ためには、係合アーム１６６に取り付けた係合アーム１
６６を図７中の実線で示す位置から仮想線で示す位置へ
駆動することにより係合アーム１６６を介してクラッチ
円板１４４を約９０°閉方向へ回転する。すると、開閉
用中心軸１１０のみが前述と逆方向に回転して被処理体
保持機構５２の円板１１２を矢印Ｂ方向へ約９０°回転
し、これにともなって上部支持部材８４、８４は図４中
の実線に示すように閉じられ、ウエハＷをクランプす
る。

【００３１】この時、図５に示すようにウエハＷの下部
は３点で指示されると共に下部支持部材８２の表面に形
成したＹ溝１００の基部に入ってしまい、横方向の移動
が確実に規制される。また、ウエハＷの上部のオリフラ
部分は上部支持部材８４の表面に形成したＶ溝１３０に
より２点支持され、しかもウエハＷがクランプ直前に僅
かに傾斜していた場合にはＶ溝１３０の溝面の作用によ
り傾きが規制されて、ウエハＷはほぼ垂直状態にクラン
プされることになる。このように被処理体保持機構５２
が各ウエハＷを確実にクランプ乃至支持固定したなら
ば、筺体５０の上部に設けた蓋体７９を図１中の実線で
示すように閉めてウエハの回転乾燥操作に移行する。

【００３２】そのために、まず、クラッチ水平シリンダ
１４２を駆動することにより図６中において係合アーム
１６６及びクラッチアーム１５２を左方向へスライドさ
せ、係合ピン１５４を係合板１４６の係合孔１５８内へ
挿入することによりこの係合ピン１５４を介して係合板
１４６とクラッチ円板１４４とを一体的に結合すると共
に、係合アーム１６６の係合片１７２をクラッチ円板１
４４の係合溝１７４から離脱させることにより係合アー
ム１６６とクラッチ円板１４４との係合を断つ。従っ
て、この状態では中空回転軸９２と開閉用中心軸１１０
とが係合板１４６、係合ピン１５４及びクラッチ円板１
４４を介して一体的に回転可能になされている。尚、こ
の時、クラッチアーム１５２はベアリング１６２を介し
てシャフト１６４の回りを回転することになる。

【００３３】このようにしてクラッチ機構１３２による
連結が終了したならば、図１中に示すモータ１３８を駆
動することによりプーリ１３６を介して中空回転軸９２
及び開閉用中心軸１１０を一体的に回転し、これにより
ウエハＷを保持した被処理体保持機構５２の全体を、所
定の回転で回転すると共に排気ファン２１６を駆動して
蓋体７９に設けたフィルタ手段５６を介して筺体５０内
へ清浄気体、例えば清浄空気Ｇを導入する。清浄空気Ｇ
の流量は、例えば筺体５０の大きさ５８０ｍｍ×５５０
ｍｍに対して例えば１７ｍ³ ／ｍｉｎ程度にすると共に
筺体の内外圧力差を例えば５０ｍｍＨ₂ Ｏ程度に設定
し、被処理体保持機構５２の回転数を０から２００ｒｐ
ｍまでまず立ち上げて２００ｒｐｍの回転数で例えば６
０秒間程度維持し、これによりウエハＷに付着している
大きな水滴を振り切る。その後、被処理体保持機構５２
の回転数を例えば１５００ｒｐｍまで上昇させて、この
回転数で２〜３分程度維持し、これによりウエハＷに付
着している小さな水滴を振り切ると同時にウエハ表面の
乾燥を行う。その後、モータ１３８の駆動を停止してウ
エハＷの乾燥を完成させるために例えば２０秒程度かけ
て回転を停止する。

【００３４】このように、ウエハＷの回転初期時におけ
る回転数を例えば約２００ｒｐｍと低めに設定し、この
回転数における比較的大粒径（約５ｍｍ）の水滴が上方
へ飛散し得る最大の高さ以上に被液防止手段６８とウエ
ハＷとの間隔Ｈを設定しているので、フィルタ手段５６
乃至被液防止手段６８に水分が付着することがほとんど
ない。また、このフィルタ手段５６の下部には、例えば
３枚のパンチング板７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ
（図８及び図９参照）よりなる被液防止手段６８が設け
られているので、回転するウエハＷより飛散する大きな
水滴或いは高速回転時の小さな水滴がこの被液防止手段
６８に付着しても、パンチング板相互間の通気孔７２が
互い違いに配列されているので水分は内部に侵入でき
ず、従ってフィルタ６６の機能が水分により損なわれる
ことを確実に防止することができる。また、最下部のパ
ンチング板７０Ｄの多数の通気孔７２は面内に均等に設
けられているので、この通気孔７２を流下する清浄気体
Ｇは偏流することがなく、整流されて層流状態で流下す
る。また、ウエハＷの上部を支持する上部支持部材８４
は開閉用中心軸１１０を介して確実に回転軸９２側へ固
定されているので、高速回転時にこの上部支持部材８４
に大きな負荷が加わっても、ウエハＷを確実に保持固定
することが可能となる。

【００３５】尚、被液防止手段６８としては、複数のパ
ンチング板に限定されず、通気性がありフィルタ６６へ
の被水を防止し得る部材であればどのようなものを用い
てもよい。一方、フィルタ手段５６を通過して特に清浄
化された気体Ｇは筺体５０内を上方から下方に向けて流
下し、この時被処理体保持機構５２に保持されて回転す
るウエハ表面と接触してこれを乾燥し、この気体は更に
流下して筺体５０の下部に設けた気体排気口１９４を通
過し、更に気体排気容器１９６にて含有水分が除去乃至
トラップされた後に系外へ排出されることになる。

【００３６】この場合、フィルタ手段５６の出口側面積
と筺体５０の上部の気体導入口５４の面積とはほぼ同一
に設定されているので筺体の上部の角部において何ら気
体の滞留部分が発生せず、しかも乱流を生ずることなく
清浄気体は層流状態となってそのまま筺体５０内を流下
する。この時、筺体５０の断面積は、気体の流れ方向、
すなわち下方向に向かって次第に小さくなされているの
で気体の流速は次第に大きくなる。この時の気体の流速
は、例えば下部の気体排気口１９４において例えば１ｍ
／ｓｅｃ程度である。従って、図２に示すように筺体５
０の側壁面１９０に衝突した水滴２２２が微細化されて
壁面１９０よりはね返っても、このはね返った水滴は流
速の大きくなった気体によって下方向へ効率良く排出さ
れてしまい、再度ウエハＷに付着することはない。

【００３７】また、傾斜壁面１９０に付着した水滴も、
上記したように流速の大きくなった気体により壁面１９
０に沿って下方向への流下が促進される。このように、
筺体５０の断面積を気体の流れ方向に沿って順次縮小す
るようにしたので、気体の流速が次第に早くなり、ウエ
ハＷから飛散した細かな水滴及び壁面１９０よりはね返
った細かな水滴などの筺体５０内に存在する水滴をすみ
やかに且つ迅速に排出することができる。特に、本実施
例においては清浄気体Ｇの流れ方向を従来装置のような
横方向ではなく下方向に向けているので、水滴は重力に
抗することなく効率的に排出され、その排出を促進する
ことができる。

【００３８】また、本実施例においては、筺体５０内に
例えば従来装置において設けられたような突起物、例え
ばエアーシリンダが形成されていない。すなわち前述の
ようにウエハＷを保持する上部支持部材８４の開閉は中
空回転軸９２内に同軸支持された開閉用中心軸１１０
（図５参照）の回転により行われるので筺体内の突起物
がなくなり、そのために筺体５０内を流下する気体に乱
流が生ずることが少なく、水滴の排出を一層促進させる
ことが可能となる。そして、気体排気口１９４から排出
されて流下した水分の含有された気体は図１１中の矢印
Ｄに示すように気体排気容器１９６の底部１９８に衝突
した後に水平方向に流れが変わり、流路調整板２０４の
下方の流路２０６を通過した後に部屋２０８の壁面に衝
突して更に真横に流れ方向が変えられ、その後、排気穴
２１２から系外へ排出される。従って、気体の流れ方向
が変えられる時に気体中に含まれる水分が効率的に除去
されることから上記気体排気容器１９６は水分の２段ト
ラップ構造になされており、気体中に含まれる水分を効
率的に除去することが可能となる。

【００３９】また、気体排気容器１９６内の流量調整板
２０６を適宜上下動させて流路２０６の断面積を変える
ことにより、排出される気体流量を調整することができ
る。一方、前述のように被処理体保持機構５２を回転し
つつ乾燥操作を行っている間にはこの両端を支持する軸
受け近傍には清浄気体としての窒素ガスが供給されてい
る。具体的には、図１０に示すように、まず、回転軸９
２を支持する軸受６０、６０間には磁性流体シール部材
１７６が設けられており、筺体５０内側をシールすると
共に２つの軸受のうち筺体５０よりも遠く離れたところ
に位置する軸受６０にて発生する発塵が磁性流体の作用
によって筺体５０内に侵入することを確実に防止するこ
とが可能となる。

【００４０】また、磁性流体シール部材１７６及び筺体
側の軸受６０よりも筺体側にはラビリンスシール１７８
を設け、ここに形成されるラビリンス空間１８０にはガ
ス供給通路１８２を介して例えば窒素ガスが供給されて
パージがかけられているので、この窒素ガスは図中左右
に分離して軸受６０方向と筺体５０方向に流れ、一部の
ガスはガス排出通路１８４を介して筺体５０の下部に排
気される。軸受６０方向に向かう一部のパージガスは軸
受６０にて発生する発塵及び磁性流体シール部材１７６
のゴミが筺体５０内へ侵入することを防止し、また、筐
体５０内へ向かうパージガスは、筺体５０側から水分が
磁性流体シール部材１７６へ侵入することを防止でき、
従って、水分に弱い磁性流体シール部材１７６の機能を
損なうことがない。特に、軸受６０側の被水を防止する
ためには、回転軸９２の外周とこれを貫通する筺体５０
との間の隙間２２４をできるだけ小さく設定するのが好
ましい。

【００４１】また、図５に示すように被処理体保持機構
５２の開閉アーム８６及び連結アームを回転可能に支持
する各ベアリング１０４、１１４、１１６等には高速回
転時に大きな荷重がかかり、しかもウエハＷから飛散し
た水分により被水するが、これらの各ベアリングはステ
ンレスではなく耐摩耗性及び被水に対して強いセラミッ
クスにより構成されているので、発塵が少なく、しかも
サビも発生せず、保持機構５２を安定的に高速回転させ
ることが可能となる。このように、本実施例によれば水
のごとき処理液の付着した被処理体としての半導体ウエ
ハＷを、短時間で迅速に且つウエハ表面にパーティクル
等を付着させることなく乾燥させることができる。

【００４２】また、ウエハＷの乾燥時に蓋体５０に設け
たイオナイザ７６を駆動することによりウエハＷの帯電
は防止され、ウエハ表面へのパーティクルの付着を一層
確実に阻止することが可能となる。また、前記軸受機構
の他の例として、図１２に示すように構成してもよい。
尚、図１０の各部と同一部分については同一番号を付し
てあり、詳細な説明は省略する。回転軸９２の軸受及び
磁性流体シール部材（何れも図示せず）等からなる磁気
シールユニット１７６Ａの筐体５０側の端部は、取付板
９４を貫通させると共にＯリング１７６Ｂ等のシール部
材により取付板９４と気密にシールする。

【００４３】上記端部と筐体５０の中間には、ラビリン
スシール１７８が設けられたラビリンスシール部１７８
Ａが、筐体５０と取付板９４とに密着して取着されてい
る。そして、窒素ガスを、ガス供給通路１８２を通して
ラビリンス空間１８０に供給し、上記端部の空間部１８
０Ａを経由してガス排出通路１８４から排出する。この
ガス排出通路１８４から排出される窒素ガスは、筐体５
０の排出口１９４に接続された排気管１８６を通って排
気される。尚、この排気管１８６は、上記排出口１９４
に接続する代わりに専用の排気ファン（図示せず）を設
けてこれに接続し、排気するように構成してもよい。動
作等の説明は、図１０の場合と同等の為、ここでは省略
する。尚、上記実施例にあっては回転処理装置をウエハ
乾燥装置に適用した場合について説明したが、これに限
定されず、例えば被処理体としてＬＣＤ基板、プリント
基板を乾燥させる場合にも適用することができる。更に
は、本発明は、他の回転処理装置、例えばレジスト塗布
装置、現像液塗布装置等にも適用し得るのは勿論であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転処理
装置によれば次のような優れた作用効果を発揮すること
ができる。軸受の筐体側に形成した空間部に清浄気体を
供給するようにしたので、軸受側で発生したパーティク
ルが筐体内に侵入することを防止することができるのみ
ならず、被処理体から飛散した処理液が軸受側に侵入す
ることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転処理装置の一実施例を示す概
略断面図である。

【図２】図１に示す装置の側面を示す概略側断面図であ
る。

【図３】本発明に係る回転処理装置を組み込んだ化学処
理機構を示す斜視図である。

【図４】回転処理装置内に設けられる被処理体保持機構
を示す拡大側面図である。

【図５】図４に示す被処理体保持機構を示す要部拡大図
である。

【図６】回転処理装置に設けたクラッチ機構を示す拡大
断面図である。

【図７】図６に示すクラッチ機構の拡大側面図である。

【図８】回転処理装置に設けるフィルタ手段の組み付け
状態を説明するための説明図である。

【図９】図８に示すフィルタ手段の断面図である。

【図１０】回転処理装置の軸受機構を示す拡大断面図で
ある。

【図１１】回転処理装置に設けた気体排気容器を示す一
部破断斜視図である。

【図１２】回転処理装置の軸受機構の他の例を示す拡大
断面図である。

【図１３】従来の回転処理装置の一例を示す断面図であ
る。

【図１４】図１３に示す装置の側断面図である。

【符号の説明】

４４ ウエハ乾燥装置（回転処理装置） ５０ 筺体 ５２ 被処理体保持機構 ５４ 気体導入口 ５６ フィルタ手段 ６０ 軸受 ６２ 磁性流体シール部材 ６６ フィルタ ６８ 被液防止手段 ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ パンチング板 ８２ 下部支持部材 ８４ 上部支持部材 ８６ 開閉アーム ９２ 回転軸 １１０ 開閉用中心軸 １３２、１３４ クラッチ機構 １８０ ラビリンス空間（狭い空間部） １９６ 気体排気容器 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） Ｇ 清浄空気（清浄気体）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【図８】

【図９】

【図１】

【図２】

【図３】

【図１１】

【図１３】

【図５】

【図６】

【図７】

【図１０】

【図１２】

【図１４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受に回転自在に支持された回転軸に取
   り付けられ、処理液の付着した被処理体の保持された被
   処理体保持機構を筐体内で回転させつつ前記被処理体を
   処理する回転処理装置において、前記回転軸に前記筐体
   内をシールするために磁性流体シール部材を形成すると
   共に前記回転軸を支持する軸受及び前記磁性流体シール
   部材よりも筐体側に狭い空間部を形成し、前記空間部に
   清浄気体を供給するように構成したことを特徴とする回
   転処理装置。