JPH09162159A - 回転式基板乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の回転中心に効果的に気体を供給するこ
とのできる回転式基板乾燥装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 回転式基板乾燥装置３は、モータ２６の
駆動により鉛直方向を向く回転軸２７を軸芯として回転
するスピンチャック１３と、基板Ｗの表面に気体を供給
するための気体供給手段１４と、基板Ｗから飛散する処
理液を受け止める飛散防止用カップ１５とを備える。気
体供給手段１４は、エアシリンダ３７の駆動により飛散
防止用カップ１５の外側に配置された軸３３を中心に揺
動可能な基部３４と、飛散防止用カップ１５の上端４０
を越えて基部３４に連結され窒素ガスの供給源に接続す
るノズル３５とを有する。ノズル３５は多段に屈曲した
形状を有し、その先端はスピンチャック１３に支持され
た基板Ｗの表面に数ｍｍ程度まで近接する高さとなって
いる。

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、基板を回転させ
ることにより乾燥する回転式基板乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス
基板等の基板を乾燥する装置の一つとして、スピンドラ
イヤと呼称される回転式基板乾燥装置が使用されてい
る。この回転式基板乾燥装置においては、基板をその表
面が水平となる姿勢で支持する基板支持手段を鉛直方向
の軸芯周りで高速に回転させることにより、回転に伴う
遠心力と回転により基板に沿って発生する風の流れとに
よって基板に付着した液滴を除去して基板を乾燥してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このとき、基板の中心
部付近は、基板の回転に伴う遠心力がきわめて弱く、ま
た、基板に沿って発生する風の流れも基板の中心部付近
では基板に対して垂直な方向に発生することから、基板
の中心部においては液滴の除去機能が十分に働かない。
従って、基板の中心部付近を乾燥させるためには、長い
時間を要するという問題点がある。

【０００４】このため、回転式基板乾燥装置に基板を搬
入・搬出する基板搬送装置に、基板の表面に気体（例え
ば窒素等の不活性ガス）を吹き付けるためのノズルを付
設し、基板の回転中心に気体を吹き付けることにより基
板の乾燥を促進する装置も使用されている。しかしなが
ら、このような装置においてはノズルを基板に十分近接
させることが困難であることから、基板に吹き付けられ
る気体を効率的に利用することができない。また、気体
の吹き付けを基板搬送装置に付設したノズルに依存して
いることから、気体を吹き付ける場合には基板搬送装置
を基板と対向する位置に停止させておく必要があり、装
置全体の処理効率が低下する。

【０００５】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、基板の回転中心に効果的に気体を供
給することのできる回転式基板乾燥装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板をその表面が水平となる姿勢で支持する支持手
段を鉛直方向の軸芯周りで回転させることにより基板を
乾燥する回転式基板乾燥装置において、前記基板に気体
を噴出するための気体供給手段と、前記気体供給手段
を、その先端が前記基板の回転中心に近接する気体の噴
出位置と待機位置との間で、前記基板の表面に沿って移
動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記基板より飛散する液滴を受け止め
る略円筒状の飛散防止用カップが前記支持手段の周囲を
囲うように配設され、前記気体供給手段が、前記飛散防
止用カップの上端部を越え、前記飛散防止用カップの内
側と外側とに亘って配置されており、前記移動手段は、
前記気体供給手段を前記飛散防止用カップの外側に配設
された軸を中心に回動させることにより、前記気体供給
手段を、その先端が前記基板の回転中心に近接する気体
の噴出位置と飛散防止用カップに近接する待機位置との
間で移動させることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明の
実施の形態を説明する。

【０００９】まず、この発明に係る回転式基板乾燥装置
を適用する基板処理装置について説明する。図１は、こ
の発明に係る回転式基板乾燥装置を適用した基板処理装
置の平面図である。

【００１０】この基板処理装置は、角形の液晶表示パネ
ル用ガラス基板に対して処理を行うものであり、基板搬
入部２と、この発明に係る回転式基板乾燥装置３と、基
板搬出部４と、基板搬送部５とを備える。

【００１１】基板搬入部２は、前段の処理液を使用した
処理工程より、純水等の処理液が付着した状態の基板Ｗ
を回転式基板乾燥装置３に搬入するためのものであり、
互いに同期して回転することにより基板Ｗを搬送する複
数の搬送ローラ１２を備える。

【００１２】回転式基板乾燥装置３は、後述するよう
に、基板Ｗを高速で回転させることにより基板Ｗを乾燥
するものであり、基板Ｗを保持して回転するスピンチャ
ック１３と、基板Ｗの表面に気体を供給するための気体
供給手段１４と、処理液の飛散防止用カップ１５とを備
える。

【００１３】基板搬出部４は、回転式基板乾燥装置３に
より乾燥処理を行った基板Ｗを後段の処理工程へ搬出す
るためのものであり、基板搬入部２と同様、互いに同期
して回転することにより基板Ｗを搬送する複数の搬送ロ
ーラ１２を備える。

【００１４】基板搬送部５は、基板搬入部２と、回転式
基板乾燥装置３と、基板搬出部４との間で基板Ｗを搬送
するためのものであり、基板搬入部２の搬送ローラ１２
上に載置された基板Ｗを回転式基板乾燥装置３のスピン
チャック１３上に搬送するための第１のチャック１６
と、回転式基板乾燥装置３のスピンチャック１３上に載
置された基板Ｗを基板搬出部４の搬送ローラ１２上に搬
送するための第２のチャック１７とを備える。第１、第
２のチャック１６、１７は、いずれもモータ１８により
駆動を受ける同期ベルト１９に連結されており、互いに
同期して図１における左右方向に移動する。

【００１５】次に、この発明に係る回転式基板乾燥装置
３について説明する。図２は、回転式基板乾燥装置３の
側面図であり、図３はその平面図である。

【００１６】スピンチャック１３は、互いに交差する２
本のアーム１３ａ、１３ｂより構成され、各アーム１３
ａ、１３ｂの先端部およびアーム１３ｂの略中央部に
は、基板Ｗを下方から支持するための５本の支持ピン２
２が立設されている。また、各アーム１３ａ、１３ｂの
先端部には、基板Ｗの端縁に当接して基板Ｗを位置決め
するための８本の位置決めピン２３が立設されている。
さらに、各アーム１３ａ、１３ｂが交差する部分には、
基板Ｗの裏面に窒素ガスと純水とを供給するための開口
部２４が穿設されている。

【００１７】スピンチャック１３は、連結具２５を介し
てモータ２６の回転軸２７と連結されており、モータ２
６の駆動により、そこに保持した基板Ｗと共に、鉛直方
向を向く回転軸２７を軸芯として回転する。モータ２６
の回転軸２７としては中空軸が採用されており、この回
転軸２７の中空部内には、基板Ｗの裏面にガス、例えば
窒素ガスと、洗浄液、例えば純水とを供給するための二
重管２８が配設されている。この二重管２８は、純水の
供給管２９および窒素ガスの供給管３２と接続されてい
る。

【００１８】飛散防止用カップ１５は、スピンチャック
１３により回転する基板Ｗから飛散する処理液の外部へ
の飛散を防止するためのものであり、スピンチャック１
３の外周を覆う略円筒状の形状を有する。

【００１９】飛散防止用カップ１５の内側下部には、基
板Ｗより飛散した処理液を排出するための４個の廃液口
３８が、モータ２６の回転軸２７に対して周方向に略等
分に配設されている。また、廃液口３８の内側には、４
個の排気口３９が、モータ２６の回転軸２７に対して周
方向に略等分に配設されている。この排気口３９は、飛
散防止用カップ１５の内部を排気することにより飛散防
止用カップ１５内に下降気流を形成し、基板Ｗから飛散
した処理液が飛散防止用カップ１５と衝突することによ
り生じる微細な液滴（ミスト）を下降気流と共に系外に
排出するためのものである。

【００２０】気体供給手段１４は、飛散防止用カップ１
５の外側に配置された軸３３を中心に揺動可能な基部３
４と、基部３４に支持され、管路３６を介して図示しな
い窒素ガスの供給源に連結するノズル３５とを有する。
ノズル３５は、図２において二点鎖線で示すように、多
段に屈曲した形状を有し、その基端は飛散防止用カップ
１５の上端４０を越えて基部３４に連結されている。ま
た、ノズル３５の先端は、図２、図３において二点鎖線
で示す窒素ガスの供給位置に移動した場合に、スピンチ
ャック１３に支持された基板Ｗの表面に数ｍｍ程度まで
近接する高さとなっている。

【００２１】気体供給手段１４の基部３４は、リンク機
構を介して飛散防止用カップ１５の外側に配置されたエ
アシリンダ３７と連結されている。このため、気体供給
手段１４は、エアシリンダ３７の駆動により、図２、図
３において実線で示す待機位置と二点鎖線で示す窒素ガ
スの供給位置との間を往復移動する。

【００２２】この待機位置は、気体供給手段１４におけ
るノズル３５の先端が飛散防止用カップ１５の側面に近
接する位置である。また、窒素ガスの供給位置は、気体
供給手段１４におけるノズル３５の先端がスピンチャッ
ク１３に保持されて回転する基板Ｗの回転中心と対向す
る位置である。

【００２３】次に、回転式基板乾燥装置３における基板
Ｗの乾燥工程について説明する。図４は、スピンチャッ
ク１３の回転状態を示すタイムチャートである。

【００２４】まず、基板搬入部２において、複数の搬送
ローラ１２により、前段の処理工程より純水等の処理液
が付着した状態で搬送された基板Ｗを、第１のチャック
１６により挟持して、回転式基板乾燥装置３のスピンチ
ャック１３上に載置する。このとき、第１のチャック１
６には、図示しない処理液供給ノズルが付設されてお
り、搬送中の基板Ｗに純水等の処理液を供給して、基板
Ｗの搬送時に基板Ｗの表面が不均一な状態で乾燥するこ
とによる処理むらを防止する。

【００２５】基板Ｗがスピンチャック１３の支持ピン２
２上に載置され、位置決めピン２３による位置決めが完
了すれば、モータ２６の駆動により、スピンチャック１
３を回転軸２７を中心として例えば２００ｒｐｍ程度の
低速の回転数で回転させる。このとき、飛散防止用カッ
プ１５内においては、排気口３９から排気を行うことに
より、予め下降気流が形成されている。

【００２６】なお、最初にスピンチャック１３を低速で
回転させているのは、回転当初から基板Ｗを高速回転さ
せた場合においては、基板Ｗに付着した処理液が多量に
周囲に飛散し、ミストの排出が困難となるのを防止する
ため、その処理液を予め基板Ｗの端縁より流出させてお
くことを目的とするものである。この時の回転数として
は、基板Ｗの表面に付着した処理液が基板Ｗの端縁より
流出し得るだけの遠心力を生ずる回転数であればよく、
例えば５００ｒｐｍ以下とすることが好ましい。また、
この回転数を維持する時間Ｔ１は、基板Ｗの表面に付着
した処理液の多くが基板の端縁より流出し得る時間であ
ればよく、例えば１．５〜３秒程度で十分である。

【００２７】この状態において、純水の供給管２９より
二重管２８に純水を供給し、この純水をスピンチャック
１３の開口部２４を介して基板Ｗの裏面に供給すること
により、基板Ｗの裏面を洗浄する。

【００２８】時間Ｔ１が経過すれば、二重管２８からの
純水の供給を停止する。そして、スピンチャック１３の
回転速度を上昇させ、基板Ｗを高速で回転させる。この
時には、基板Ｗに付着した洗浄液を高速で振り切ること
ができるように、基板Ｗを例えば２０００ｒｐｍ程度の
回転数で回転させる。また、この回転数を持続する時間
Ｔ２は、例えば十数秒〜３０秒程度とすることが好まし
い。

【００２９】なお、基板Ｗを高速回転させた場合、基板
Ｗから飛散した処理液が飛散防止用カップ１５に衝突す
ることにより、微細な液滴（ミスト）が発生するが、飛
散防止用カップ１５内には、回転軸２７に対して周方向
に略等分に配設された４個の排気口３９により均一な下
降気流が形成されているため、この液滴は下降気流と共
に系外に排出され、飛散防止用カップ１５から外部に拡
散することはない。

【００３０】続いて、エアシリンダ３７により気体供給
手段１４を駆動し、気体供給手段１４の基部３４を軸３
３を中心として回動させることにより、ノズル３５を図
２および図３において実線で示す待機位置から二点鎖線
で示す気体供給位置まで移動させる。これにより、ノズ
ル３５の先端がスピンチャック１３に保持されて回転す
る基板Ｗの表面における回転中心の上方数ｍｍ程度まで
接近した位置に移動する。この状態において、管路３６
からノズル３５に対して窒素ガスを供給することによ
り、回転する基板Ｗの回転中心に向けて窒素ガスを吹き
付ける。

【００３１】この窒素ガスの供給により、基板Ｗの中心
部付近に残存する洗浄液が除去されると共にその乾燥が
促進される。特に、この実施の形態においては、回転す
る基板Ｗの表面における回転中心の上方数ｍｍ程度まで
接近した位置にノズル３５の先端を配置して、このノズ
ル３５より窒素ガスを供給することから、窒素ガスを有
効に基板の表面に供給することができる。従って、最も
乾燥しにくい基板Ｗの中心部付近の乾燥が迅速に行わ
れ、基板Ｗの表面全体が速やかに乾燥する。

【００３２】なお、気体供給手段１４の駆動部を構成す
るエアシリンダ３７や気体供給手段１４における基部３
４等は、飛散防止用カップ１５の外側に配設されている
ため、これらの部材が基板Ｗより飛散する処理液の液滴
により汚染されることはない。よって、従来のように、
汚染された部分が乾燥してパーティクル発生の原因とな
ることもない。また、ノズル３５は屈曲した形状を有
し、飛散防止用カップ１５の上端４０を越えて飛散防止
用カップ１５の内側と外側に亘って配置されていること
から、ノズル３５を飛散防止用カップ１５の上端４０を
越えるように昇降駆動することなく、ノズル３５の先端
を迅速に基板Ｗの表面に近接させることが可能となる。

【００３３】上述した基板Ｗの表面への窒素ガスの供給
と平行して、窒素ガスの供給管３２より二重管２８に窒
素ガスを供給し、この窒素ガスを二重管２８からスピン
チャック１３の開口部２４を介して基板Ｗの裏面に吹き
付けることにより、基板Ｗの表面同様、基板Ｗの裏面の
乾燥を促進する。

【００３４】時間Ｔ２が経過し、基板Ｗの乾燥が終了す
れば、スピンチャック１３の回転を停止させ、気体供給
手段１４を回動させることにより、ノズル３５を待機位
置まで移動させる。そして、スピンチャック１３上の基
板Ｗを、第２のチャック１７により挟持して基板搬出部
４の搬送ローラ１２上に載置し、搬送ローラ１２により
後段の処理工程へ搬出する。

【００３５】上記実施の形態においては、この発明を基
板Ｗの乾燥工程に使用する回転式基板乾燥装置に適用し
た場合について述べたが、回転する基板Ｗの表面に洗浄
用ブラシを当接させて基板Ｗを洗浄する工程や、超音波
を付与した洗浄液を基板Ｗの表面に供給して基板Ｗを洗
浄する工程の後に、基板Ｗを回転して乾燥する、基板Ｗ
の洗浄機能をも備えた回転式基板乾燥装置にもこの発明
を適用することも可能である。

【００３６】また、上記実施の形態においては、基板Ｗ
の乾燥を促進するための気体として窒素ガスを利用した
場合について述べたが、乾燥した空気や不活性ガス等の
他の気体を利用することも可能である。

【００３７】さらに、上記実施の形態においては、角形
の液晶表示パネル用ガラス基板Ｗに対して処理を行う場
合について述べたが、半導体ウエハに対して処理を行う
装置にこの発明を適用することもできる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、気体供
給手段の先端が基板の回転中心に近接する気体の噴出位
置と待機位置との間を基板の表面に沿って移動すること
から、気体供給手段を基板の回転中心に近接させた状態
で気体の供給を行うことが可能となり、気体を効率的に
基板の表面に供給して迅速に基板の乾燥を行うことがで
きる。このとき、この気体供給手段の移動は基板搬送装
置等の他の部材に依存しないことから、装置全体の処理
効率を低下させることはない。

【００３９】請求項２に記載の発明によれば、気体供給
手段が前記飛散防止用カップの上端部を越え前記飛散防
止用カップの内側と外側とに亘って配置され、移動手段
が気体供給手段を前記飛散防止用カップの外側に配設さ
れた軸を中心に回動させることから、移動手段等が基板
より飛散する処理液の液滴により汚染されることはな
く、また、気体供給手段を飛散防止用カップの上端を越
えるように昇降駆動することなく迅速に気体の供給位置
まで移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る回転式基板乾燥装置を適用した
基板処理装置の平面図である。

【図２】この発明に係る回転式基板乾燥装置の側面図で
ある。

【図３】図２の平面図である。

【図４】スピンチャックの回転状態を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

３ 回転式基板乾燥装置 １３ スピンチャック １４ 気体供給手段 １５ 飛散防止用カップ ２６ モータ ２７ 回転軸 ３３ 軸 ３４ 基部 ３５ ノズル ３７ エアシリンダ Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をその表面が水平となる姿勢で支持
   する支持手段を鉛直方向の軸芯周りで回転させることに
   より基板を乾燥する回転式基板乾燥装置において、 前記基板に気体を噴出するための気体供給手段と、 前記気体供給手段を、その先端が前記基板の回転中心に
   近接する気体の噴出位置と待機位置との間で、前記基板
   の表面に沿って移動させる移動手段と、 を備えたことを特徴とする回転式基板乾燥装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転式基板乾燥装置に
   おいて、 前記基板より飛散する液滴を受け止める略円筒状の飛散
   防止用カップが前記支持手段の周囲を囲うように配設さ
   れ、 前記気体供給手段が、前記飛散防止用カップの上端部を
   越え、前記飛散防止用カップの内側と外側とに亘って配
   置されており、 前記移動手段は、前記気体供給手段を前記飛散防止用カ
   ップの外側に配設された軸を中心に回動させることによ
   り、前記気体供給手段を、その先端が前記基板の回転中
   心に近接する気体の噴出位置と飛散防止用カップに近接
   する待機位置との間で移動させる回転式基板乾燥装置。