JPH07176513A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理基板の欠損を防止し、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
ができる基板処理装置を提供する。 【構成】 被処理基板群Ｗを立設保持する基板保持杆７
と、基板群Ｗの上方周縁を支持する位置変更可能な可動
基板保持杆１０と、基板保持杆７および可動基板保持杆
１０を支持して基板群Ｗの重心近くを通る回転軸心周り
で回転可能な両軸支持構造の一対の回転軸とを備えたロ
ータ２を、カバー１７を有するハウジング１内に収納
し、前記回転軸に連動連結された駆動機構でロータ２を
高速回転することにより基板群Ｗを水切り乾燥する。そ
してカバー１７が開放された状態で、一対の挟持アーム
２１により基板群Ｗを一括挟持してハウジング１内に基
板群を搬入／搬出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
理などに用いる基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような基板処理装置として、例えば
特開昭６０−５９７４０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、図６および図７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から離散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。

【０００３】

【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、例えば図７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。

【０００４】特に、脱水開始時にロータ加速を急激に行
うと被処理基板と収納溝との係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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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基板処理装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明に係る基板処理装置は、複数枚の被処理基板
をその下方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、基板上方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
周りで回転可能な両軸支持構造の一対の回転軸と、上記
基板保持杆と可動基板保持杆と回転軸とを備えるロータ
を収納し、上方に開閉可能なカバーを有するハウジング
と、前記回転軸を高速回転駆動する駆動機構と、前記ハ
ウジングのカバーが開放された状態において、その開放
部分から、基板を挟持してハウジング内部に進入して前
記基板保持杆上に基板を渡し、また、前記基板保持杆上
の基板を挟持してハウジング内部から基板を搬出する基
板搬送機構と、を備えたものである。

【００１１】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。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両軸を支持して回転するの
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。

【００１２】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、上方に開閉可能なカバーを有するハウジング内で、
被処理基板が、その下方外周縁を基板保持杆で対面並列
状に安定的に支持され、上方外周縁を可動基板保持杆で
基板が出入りできるように位置変位可能に支持されてい
るので、同じく対面並列状の基板群を基板搬送機構で一
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。

【００１３】ハウジング内への基板搬入時には、カバー
を開放するとともに、可動基板保持杆を後退位置に変位
させておく。基板群を一括挟持した基板搬送機構は、カ
バーの開放部分からハウジング内に進入して、基板保持
杆上に基板群を受け渡す。その後、可動基板保持杆が支
持位置に戻って基板群が保持される。一方、ハウジング
内からの基板搬出時には、基板搬入時と同様にカバーを
開放するとともに、可動基板保持杆を後退位置に変位さ
せておき、カバーの開放部分から進入した基板搬送機構
が基板保持杆上の基板群を一括挟持してハウジング外へ
搬出する。

【００１４】

【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１実施例 図１ないし図３は本発明の第１実施例に係り、図１は装
置全体の縦断側面図、図２および図３はそれぞれ図１中
の０２−０２線および０３−０３線での断面図である。

【００１５】この基板処理装置は、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Ｐ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、および被処理基板Ｗを搬送する基板搬送機構
（図３の一対の挟持アーム21）とからなる。

【００１６】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（図２参照）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10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に伝えるベ
ルト12とからなっている。

【００１７】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。

【００１８】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、図２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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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
態で基板搬送機構である左右一対の挟持アーム21（図３
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。

【００２３】このとき、ハウジング１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のセット
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（図１参照）と、これに対応するフォトインタラプ
タ２３とを備えた位相検出手段によって行われる。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。

【００２４】このようなセッ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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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10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。

【００２８】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。

【００２９】第２実施例 図４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。

【００３０】なお、前記整流板24群のうちロータ２の上
方にあるものはカバー17の内面に取り付け付設した縦板
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は図４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。

【００３１】第３実施例 図５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。

【００３２】その他の実施例 本発明は、次のような構成のものも実施例として含む。 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。

【００３３】 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。

【００３４】 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。

【００３５】 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、このノズルに連通する導
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。

【００３６】 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と同一ピッチの基板
収納溝を形成し、挟持アーム21と基板保持杆７との間で
の基板受け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。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次の効果が発揮される。 被処理基板群をその重心近くを中心に両軸を支持し
て回転させるので、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損や破損
が生じない。また、回転加速を急激に行っても回転軸心
がブレないので、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。

【００３８】 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。

【００３９】 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。

【００４０】 基板搬送機構に一括挟持された基板群
は、ハウジング内に搬入され、洗浄後再び基板搬送機構
に一括挟持されハウジング外部に搬出されるので、キャ
リアレスの処理ラインの基板搬送を自動化することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例装置の全体の縦断側面図である。

【図２】図１における０２−０２線断面図である。

【図３】図１における０３−０３線断面図である。

【図４】第２実施例の縦断正面図である。

【図５】第３実施例の要部正面図である。

【図６】従来例の概略縦断面図である。

【図７】従来例の概略平面図である。

【符号の説明】

３…駆動機構 ５…回転軸 ７…基板保持杆 10…可動基板保持杆 13…係入溝 21…挟持アーム Ｐ…回転軸心 Ｗ…被処理基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の被処理基板をその下方外周縁で
   支持して対面並列状に立設保持する基板保持杆と、 基板上方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両軸支持
   構造の一対の回転軸と、 上記基板保持杆と可動基板保持杆と回転軸とを備えるロ
   ータを収納し、上方に開閉可能なカバーを有するハウジ
   ングと、 前記回転軸を高速回転駆動する駆動機構と、 前記ハウジングのカバーが開放された状態において、そ
   の開放部分から、基板を挟持してハウジング内部に進入
   して前記基板保持杆上に基板を渡し、また、前記基板保
   持杆上の基板を挟持してハウジング内部から基板を搬出
   する基板搬送機構と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。