JPH09153445A - 回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的およびプロセス的な問題を抑えなが
ら、カップ周辺や基板表面の汚染を防止することができ
る回転式基板処理装置を提供する。 【解決手段】 カップ１２および飛散防止部材１１を、
スピンチャック１３および回転駆動部１５に対して相対
的に上下させる駆動手段が設けられる。基板１０の受渡
し処理を行う際には、この駆動手段によってカップ１２
および飛散防止部材１１が比較的短いストロークだけ一
体的に降下されて飛散防止部材１１の切欠部１１ａがス
ピンチャック１３とほぼ同一高さ位置に位置決めされ
る。また、防着板４１およびホルダ４２が一体的に降下
されて切欠部１１ａが開放される。こうして、切欠部１
１ａを介してスピンチャック１３と装置外部との間での
基板１０の受渡しが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶用ガラス角
型基板、半導体ウエハ、カラーフィルタ用ガラス基板な
どの基板（以下「基板」という）にレジスト液、現像液
等の処理液を供給した後、あるいは供給しながら、基板
を回転させることにより基板に所定の処理を施す回転式
基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転式基板処理装置のひとつであ
るスピンコータでは、図７に示すように、スピンチャッ
ク１０４に水平保持された基板１０１の表面にノズル１
０２からレジスト液（処理液）を供給した後、図示しな
い回転駆動部（モータ）の駆動力が回転軸１０３によっ
て伝えられてスピンチャック１０４を回転駆動する。こ
れによりスピンチャック１０４上の基板１０１を回転さ
せてレジスト液を遠心力で拡散流動させ、均一な膜厚の
レジスト膜が基板１０１上に形成される。

【０００３】このように基板１０１の回転によってレジ
スト液を拡散流動させる際に余剰のレジスト液は周囲に
飛散する。この飛散するレジスト液のミストの大部分は
スピンチャック１０４に保持されながら回転する基板１
０１を取り囲むように設けられたカップ１０５によって
捕らえられ、スピンコータの周囲に及ばないようになっ
ている。

【０００４】しかし、カップ１０５の上部には基板１０
１をスピンチャック１０４上に搬入し、またスピンチャ
ック１０４から基板１０１を搬出するための開口部１０
５ｈが設けられており、その開口部１０５ｈからレジス
ト液のミストの一部は基板１０１の回転により発生する
気流とともにカップ１０５の外部に飛散していた。その
ため、カップ１０５の外部に飛散したレジスト液のミス
トはカップ１０５の外周面のみならず、カップ１０５の
周囲の他の機構部に付着し、パーティクル発生の原因と
なっていた。特にカップ１０５周辺の機構部の洗浄処理
は通常行われず、しかも付着したレジスト液は容易に取
り除くことが難しいために、それらに付着したパーティ
クルについてはほとんど除去することができない。

【０００５】そこで、円筒状の飛散防止部材をカップ１
０５の開口部１０５ｈの周縁部ＣＥの上方に設ける技術
が提案されている。この提案技術によれば、開口部から
カップ外に飛散しようとするミストは飛散防止部材によ
り補集されるので、カップ外へのミストの飛散を防止す
ることができ、カップ周辺の機構部の汚染を防いで当該
機構部からのパーティクルの発生を防止することができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、飛散防止部
材を設けない場合には、比較的短いストロークだけ、ス
ピンチャック１０４と回転駆動部とを一体的に上昇させ
たり、逆にカップ１０５を下降させることで、スピンチ
ャック１０４をカップ１０５よりも高い位置に位置決め
して、基板１０１をスピンチャック１０４に搬入した
り、スピンチャック１０４から基板１０１を搬出するこ
とができるようになっている。しかしながら、上記のよ
うに飛散防止部材を設けた場合には、その飛散防止部材
の高さ分だけ移動ストロークを多く設定する必要があ
る。そのため、スピンチャック１０４と回転駆動部とを
一体的に上昇させる場合と、カップ１０５と飛散防止部
材とを一体的に下降させる場合とでは、それぞれ以下の
ような機械的およびプロセス的な問題がある。

【０００７】スピンチャック１０４と回転駆動部（モー
タ）とを一体的に上昇させる場合には、モータの振動が
増大する可能性が高まる、モータの配線が断線し易くな
る、さらにモータの回転軸１０３が長くなり軸振れを生
じ易くなるなどの問題がある。

【０００８】一方、カップ１０５と飛散防止部材とを一
体的に下降させる場合には、上記の場合と同様にモータ
の回転軸１０３が長くなり軸振れを生じ易くなる、カッ
プ１０５から伸びる配管（図示省略）が折れて切れ易く
なる、カップ１０５および飛散防止部材全体が移動する
ためにそれらに付着した物質がパーティクルとして飛散
する危険性が増大するなどの問題がある。

【０００９】この発明は、従来技術における上述の問題
の克服を意図しており、機械的およびプロセス的な問題
を抑えながら、カップ周辺や基板表面の汚染を防止する
ことができる回転式基板処理装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板を回転
させてその表面に処理液を供給することにより当該基板
に所定の処理を施す回転式基板処理装置であって、上記
目的を達成するため、基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持部材を軸支して回転させるための回転駆動
手段と、上面の一部に開口部を有し、基板の回転に伴っ
て基板表面から振り切られる処理液を受けるカップと、
前記カップの上方位置で前記開口部を取り囲むように配
置され、前記開口部から前記カップの外周側に飛散する
処理液を受けるとともに、一部に切欠部を設け、当該切
欠部を介して基板の搬送を可能とする飛散防止手段と、
基板の回転処理時には前記切欠部を遮断する一方、前記
基板支持手段と装置外部との間で基板の受渡しを行う時
には前記切欠部を開放するシャッター機構と、前記基板
支持手段および前記回転駆動手段と、前記カップおよび
前記飛散防止手段とを、相対的に移動させることで、基
板の受渡し時には前記基板支持手段と前記切欠部とをほ
ぼ同一高さ位置に位置決めする駆動手段と、を備えてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】

【００１２】

【１．実施の形態の機構的概略構成と装置配列】以下、
図面を参照しつつ本発明の実施の形態にかかる回転式基
板処理装置について、その一例であるスピンコータの構
成・動作を詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施形態にかかるスピン
コータ１の主要部を示す斜視図である。また、図２は図
１のＶ−Ｖ線断面図である。さらに、図３は図１のスピ
ンコータ１の側面図である。このスピンコータ１は基板
上にレジスト液を回転塗布するための装置である。図示
のように、このスピンコータ１は、基板１０を吸引支持
するスピンチャック１３と、このスピンチャック１３を
回転軸１４を介して回転駆動してスピンチャック１３上
の基板１０を回転させる回転駆動部１５と、図示しない
ノズルによって供給されたレジスト液が基板１０の回転
によって装置周辺に飛散することを防止するとともに、
この基板１０から振り切られるレジスト液を受けて排液
として装置外に排出するカップ１２と、カップ１２の開
口部１２ｈを通過したレジスト液が飛散するのを防ぐた
めの飛散防止部材１１と、飛散防止部材１１に設けられ
た切欠部１１ａの遮断・開放を制御するシャッター機構
部４０とを備えている。

【００１４】このカップ１２は、側方でレジスト液を受
ける側壁部分１２ａと、基板１０から流下するレジスト
液を下方において受け止めるとともに、そのレジスト液
と側壁部分１２ａによって回収されたレジスト液を併せ
て排出し、さらに基板１０の回転により発生した気流を
受けて排気する受け皿部分１２ｂ，１２ｃとからなって
いる。

【００１５】図１に示すように、カップ１２の側壁部分
１２ａの上部は円錐台状に形成されており、さらにその
円錐台の上面の中央には基板１０をスピンチャック１３
との間で搬入および搬出するための開口部１２ｈが設け
られている。この開口部１２ｈは図２から分かるように
カップ１２の側壁部分１２ａの外周部分ＯＲから基板サ
イズに合わせた距離だけ内側に設けられている。

【００１６】また、カップ１２の受け皿部分１２ｂには
側壁部分１２ａによって受け止められた余剰のレジスト
液と、基板１０の外縁部から下方に滴下したレジスト液
とを集めて排液として装置外に排出する配管ＰＡと、基
板１０の回転に伴って発生したレジスト液のミストを含
む気流を排気するための配管ＰＢ，ＰＣが取り付けられ
ている。

【００１７】また、飛散防止部材１１はカップ１２の上
方位置で開口部１２ｈを取り囲むようにしてカップ１２
に連結されており、基板１０の回転により開口部１２ｈ
から飛散したレジスト液のミストを補集可能に構成され
ている。このため、カップ１２外へのミストの飛散を防
止することができ、カップ１２周辺の機構部の汚染を防
いで当該機構部からのパーティクルの発生を防止するこ
とができる。

【００１８】このカップ１２の下方部には、図３に示す
ように、カップベース３１が取り付けられている。この
カップベース３１の両端部には、ガイド３４，３５にガ
イドされながら上下方向に移動自在なガイドロッド３
２，３３が取り付けられている。さらに、カップベース
３１には、シリンダ３６が連結されている。このため、
シリンダ３６を作動させると、そのシリンダ３６の動作
に応じてカップ１２および飛散防止部材１１が一体的に
上下方向に移動する。このように、この実施形態では、
カップベース３１、ガイド３４，３５、ガイドロッド３
２，３３およびシリンダ３６によって、カップ１２およ
び飛散防止部材１１を、スピンチャック１３および回転
駆動部１５に対して相対的に上下させる駆動手段が構成
されている。

【００１９】図４は、シャッター機構部４０を示す斜視
図である。このシャッター機構部４０では、カップ１２
と同一材質で構成された防着板４１がホルダ４２に装着
された状態で切欠部１１ａの近傍に位置すると、当該切
欠部１１ａを遮断し、飛散防止部材１１と協働して基板
１０の回転により開口部１２ｈから飛散したレジスト液
のミストを補集する。この防着板４１はホルダ４２に取
外し自在となっており、レジスト液のミストが大量に付
着した場合には、ホルダ４２から取外して個別に洗浄可
能となっている。また、ホルダ４２の下方部からは、下
方に向けて２本のガイドロッド４３，４４が伸びてお
り、各先端部はガイド４５，４６（図３）に挿入されて
いる。さらに、ホルダ４２の下方部には、シリンダ４７
が連結されている。このため、シリンダ４７を作動させ
ると、そのシリンダ４７の動作に応じてホルダ４２およ
び防着板４１が一体的に上下方向に移動する。

【００２０】

【２．実施の形態の装置の動作および特徴】以下におい
て前項の説明のように構成されたスピンコータ１の動作
および特徴について説明していく。

【００２１】まず、図２に示すように、スピンチャック
１３上に処理すべき基板１０が水平に載置され、このス
ピンチャック１３で吸引支持される。このとき、シリン
ダ３６，４７はともにシリンダロッドを伸張した状態と
なっており、基板１０がカップ１２に取り囲まれるとと
もに、防着板４１が飛散防止部材１１の切欠部１１ａを
遮断している（図３）。

【００２２】そして、この状態で、基板１０表面に図示
しないノズルからレジスト液が供給される。続いて、回
転駆動部１５を作動させることで回転軸１４を回転さ
せ、その回転軸１４の他端に固着されたスピンチャック
１３を回転させることによって基板１０が回転する。そ
して、それによって基板１０上に供給されていたレジス
ト液が遠心力により拡散流動され、膜厚の均一なレジス
ト膜が形成される。

【００２３】そして、このような基板１０の回転は高速
であるため、この回転の際に余剰に供給されていたレジ
スト液は遠心力によって周囲に飛散される。この飛散さ
れたレジスト液の多くはカップ１２の側壁部分１２ａの
内面に捕らえられ、側壁部分１２ａの内面を伝わって受
け皿部分１２ｂに至り、一カ所に集められて最終的に配
管ＰＡを通して装置外に排出される。また、カップ１２
の側壁部分１２ａの上部に設けられた開口部１２ｈを通
じてカップ１２の斜め上方に飛散されたレジスト液のミ
ストは、飛散防止部材１１および防着板４１に捕らえら
るので、レジスト液のミストが周辺の他の機構部にまで
至って汚染することがない。

【００２４】上記のようにして基板１０の回転処理（レ
ジスト膜の形成処理）が完了すると、回転駆動部１５を
停止させて基板１０の回転を停止させた後、図５および
図６に示すようにシリンダ３６のシリンダロッドを収縮
させてカップ１２および飛散防止部材１１を一体的に降
下させることで、切欠部１１ａがスピンチャック１３と
ほぼ同一高さ位置となる。また、シリンダ４７のシリン
ダロッドを収縮させて防着板４１およびホルダ４２を一
体的に降下させることで、切欠部１１ａが開放される。
この結果、スピンコータ１の外部（装置外部）とスピン
チャック１３との間で基板の受渡しを行うための受渡し
ロボットのアームＡＭがユニット隔壁開口５０および切
欠部１１ａを介してスピンチャック１３側にアクセス可
能となる。

【００２５】このようにして受渡しロボットのアームＡ
Ｍのアクセスが可能となると、当該アームＡＭが切欠部
１１ａを介してスピンチャック１３側に伸びてスピンチ
ャック１３上の基板１０を受取った後、切欠部１１ａを
介して後退して基板１０の受取を完了する。それに続い
て、次に処理すべき基板を保持しながら受渡しロボット
のアームＡＭが再度切欠部１１ａを介してスピンチャッ
ク１３側に伸びてスピンチャック１３上の基板１０を載
置した後、切欠部１１ａを介して後退する。

【００２６】スピンチャック１３上に処理すべき基板１
０が水平に載置されると、このスピンチャック１３で吸
引支持される。また、シリンダ３６，４７のシリンダロ
ッドを伸張させて元の状態に戻す。これにより、基板１
０の回転処理（レジスト膜の形成処理）が可能となり、
上記と同様の処理を繰り返す。

【００２７】以上のように、この実施の形態のスピンコ
ータ１では、シャッター機構部４０を設け、基板１０の
回転処理（レジスト膜の形成処理）最中では、飛散防止
部材１１の切欠部１１ａを防着板４１により遮断して開
口部１２ｈから飛散したレジスト液のミストを補集し
て、周辺の他の機構部を汚すのを防止している。

【００２８】しかも、基板１０の受渡し処理を行う際に
は、カップ１２および飛散防止部材１１を一体的に降下
させて切欠部１１ａをスピンチャック１３とほぼ同一高
さ位置に位置決めするとともに、防着板４１およびホル
ダ４２を一体的に降下させて切欠部１１ａを開放してい
るので、スピンチャック１３が飛散防止部材１１の上端
部から現れるまでカップ１２および飛散防止部材１１を
移動させる必要がなくなり、カップ１２および飛散防止
部材１１の移動ストロークを抑えることができる。この
ため、回転駆動部１５の回転軸１４を長くする必要がな
くなり、軸振れによる機械的な問題の発生を抑えること
ができる。また、カップ１２および飛散防止部材１１の
移動ストロークが短くなったことで、カップ１２から伸
びる配管（図示省略）の切断や、カップ１２および飛散
防止部材１１に付着した物質がパーティクルとして飛散
する危険性なども大幅に減少させることができる。この
ように、この実施形態にかかるスピンコータ１によれ
ば、機械的およびプロセス的な問題を抑えながら、カッ
プ１２周辺や基板１０表面の汚染を防止することができ
る。

【００２９】また、上記実施形態によれば、カップ１２
および飛散防止部材１１の移動ストロークを変更するこ
となく、飛散防止部材１１をより高くして、開口部１２
ｈからのレジスト液のミストをより効果的に防止するこ
とができる。なお、この場合、シャッター機構部４０の
移動ストロークを飛散防止部材１１の高さに応じて変更
すればよい。

【００３０】

【３．変形例】この実施の形態の回転式基板処理装置
（スピンコータ１）では飛散防止部材１１とカップ１２
の受け皿部分１２ｂ，１２ｃとカップ１２の側壁部分１
２ａとの４つの部分に分解することができる構成とした
が、飛散防止部材１１とカップ１２の受け皿部分１２ｂ
とを一体化させることも可能であり、さらにカップ１２
の側壁部分１２ａと受け皿部分１２ｂも飛散防止部材１
１とともに一体化してしまうことも可能である。

【００３１】また、この実施の形態の回転式基板処理装
置ではレジスト液の基板表面への塗布を対象としている
が、本発明の回転式基板処理装置はそれに限定されるも
のではなく、現像液やエッチング液等を含む処理液一般
を基板表面に供給して所定の基板処理するものを対象と
している。

【００３２】また、この実施の形態の回転式基板処理装
置では飛散防止部材１１を円筒状としたが本発明はそれ
に限られるものではなく、たとえば、上部を円錐台等の
形状にしたものであってもよい。

【００３３】さらに、上記実施形態では、カップ１２お
よび飛散防止部材１１を上下方向に移動させているが、
カップ１２および飛散防止部材１１を移動させる代わり
に、スピンチャック１３および回転駆動部１５を上下方
向に移動させるようにしてもよく、要は、カップ１２お
よび飛散防止部材１１と、スピンチャック１３および回
転駆動部１５とを、相対的に移動させて基板の受渡し時
にはスピンチャック１３と切欠部１１ａとをほぼ同一高
さ位置に位置決めする駆動手段であれば、どのような構
成であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、カ
ップの上方位置で開口部を取り囲むように配置され、開
口部からカップの外周側に飛散する処理液を受ける飛散
防止手段の一部に切欠部を設け、当該切欠部を介して基
板の搬送を可能とし、基板の回転処理時には切欠部をシ
ャッター機構により遮断する一方、基板支持手段と装置
外部との間で基板の受渡しを行う時には、基板支持手段
および回転駆動手段と、カップおよび飛散防止手段と
を、相対的に移動させることで、基板支持手段と切欠部
とをほぼ同一高さ位置に位置決めするとともに、シャッ
ター機構により当該切欠部を開放するようにしているの
で、基板支持手段および回転駆動手段と、カップおよび
飛散防止手段との相対移動ストロークを抑えることがで
き、機械的およびプロセス的な問題を抑えながら、カッ
プ周辺や基板表面の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる回転式基板処理装置
（スピンコータ）の主要部を示す斜視図である。

【図２】図１のＶ−Ｖ線断面図である。

【図３】図１の回転式基板処理装置の側面図である。

【図４】シャッター機構部を示す斜視図である。

【図５】基板の受渡し時における回転式基板処理装置の
側面図である。

【図６】基板の受渡し時における回転式基板処理装置の
断面図である。

【図７】従来の回転式基板処理装置を示す図である。

【符号の説明】

１ スピンコータ（回転式基板処理装置） １０ 基板 １１ 飛散防止部材 １１ａ 切欠部 １２ カップ １２ｈ 開口部 １３ スピンチャック（基板支持手段） １４ 回転軸 １５ 回転駆動部 ３１ カップベース ３２，３３ ガイドロッド ３４，３５ ガイド ３６，４７ シリンダ ３６ シリンダ ４０ シャッター機構部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を回転させてその表面に処理液を供
   給することにより当該基板に所定の処理を施す回転式基
   板処理装置において、 基板を支持する基板支持手段と、 前記基板支持部材を軸支して回転させるための回転駆動
   手段と、 上面の一部に開口部を有し、基板の回転に伴って基板表
   面から振り切られる処理液を受けるカップと、 前記カップの上方位置で前記開口部を取り囲むように配
   置され、前記開口部から前記カップの外周側に飛散する
   処理液を受けるとともに、一部に切欠部を設け、当該切
   欠部を介して基板の搬送を可能とする飛散防止手段と、 基板の回転処理時には前記切欠部を遮断する一方、前記
   基板支持手段と装置外部との間で基板の受渡しを行う時
   には前記切欠部を開放するシャッター機構と、 前記基板支持手段および前記回転駆動手段と、前記カッ
   プおよび前記飛散防止手段とを、相対的に移動させるこ
   とで、基板の受渡し時には前記基板支持手段と前記切欠
   部とをほぼ同一高さ位置に位置決めする駆動手段と、を
   備えたことを特徴とする回転式基板処理装置。