(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持した状態で回転駆動される回転テーブルと、
上記カップ体の底部に周方向に一定間隔で設けられ上記カップ体内の排気を行なう偶数の排出部と、
上記カップ体の下方に配置され上記カップ体の周方向において隣り合う一対の排出部の一方が一端に、他方が他端にそれぞれ長手方向に対して左右対称に接続された気液分離器と、
この気液分離器の上記一端と他端との中間部に接続された排気管と、
上記気液分離器の長手方向の中間部で、上記排気管よりも下方に接続された排液管を具備し、
上記気液分離器の内底面は、長手方向両端部から中間部に向かって低く傾斜した第１の傾斜面に形成されているとともに、上記排出部と上記気液分離器とは排出管によって接続されていて、この排出管の上記気液分離器に接続された下端部の端面は上記第１の傾斜面と平行になる第２の傾斜面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置。
【請求項２】
基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持した状態で回転駆動される回転テーブルと、
上記カップ体の周壁に周方向に所定間隔で開口形成された偶数の導入口部と、
上記回転テーブルの回転方向に沿って設けられ一端が上記導入口部に連通し他端が閉塞されていて、上記回転テーブルの回転によって上記カップ体内に生じる気流が上記導入口部から導入される偶数の導入路と、
この導入路の他端に設けられ上記回転テーブルの回転によって上記導入路に導入された気流を排出する偶数の排出部と、
上記カップ体の下方に配置され上記カップ体の周方向において隣り合う一対の排出部の一方が一端に、他方が他端にそれぞれ長手方向に対して左右対称に接続された気液分離器と、
この気液分離器の上記一端と他端との中間部に接続された排気管と、
上記気液分離器の長手方向の中間部で、上記排気管よりも下方に接続された排液管を具備し、
上記気液分離器の内底面は、長手方向両端部から中間部に向かって低く傾斜した第１の傾斜面に形成されているとともに、上記排出部と上記気液分離器とは排出管によって接続されていて、この排出管の上記気液分離器に接続された下端部の端面は上記第１の傾斜面と平行になる第２の傾斜面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置。
【請求項３】
上記気液分離器内には、この気液分離器に接続された上記排気管と排液管との間の高さ位置に透孔部材が設けられており、上記排出管の下端部は上記透孔部材を貫通していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスピン処理装置。
【請求項４】
上記排出管には、カップ体内の排気流量を調整する流量調整弁が設けられていることを特徴とする請求項３記載のスピン処理装置。
【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テーブルによって回転させながら処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置や半導体装置の製造過程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板に対して処理液による処理及び洗浄が行なわれたのち、乾燥処理が行なわれる。基板に対してこのような一連の処理を行なう場合、上記基板を回転テ−ブルに保持し、この回転テ−ブルとともに回転させ、それによって生じる遠心力を利用する、スピン処理装置が用いられる。
【０００３】
一般に、スピン処理装置は処理槽を有し、この処理槽内にスピンカップが配置されている。このスピンカップは上面が開口しており、内部には回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには上記基板が保持される。
【０００４】
上記カップ体の底部には排出管が接続され、この排出管は気液分離器を介して排気ポンプに接続されている。気液分離器は、排気中に含まれる処理液（液体）と気体を分離する。
【０００５】
したがって、排気ポンプを作動させれば、上記カップ体内の気体と液体が混じり合った状態で上記排出管から排出されたのち、上記気液分離器で気体と液体とに分離され、気体と液体は上記気液分離器に接続された排気管と排液管とから排出されるようになっている。液体が排気管に流入すると、排気管の腐食や排気ポンプの損傷を招くから、気液分離器は分離した液体が排気側に流入しない構造としなければならない。
【０００６】
上記スピン処理装置によってたとえば洗浄された基板を乾燥処理する場合、回転テーブルに基板を保持してこの回転テーブルを高速度で回転させることで、基板に付着した処理液を遠心力で飛散させ、乾燥させるようにしている。基板から飛散した処理液は、上記排出管に生じた上記排気ポンプの吸引力によってカップ体内から排出されるようになっている。
【０００７】
従来、気液分離器としては特開２０００−９３８７３号公報に示す構造が知られている。この公報に示された気液分離器は、箱形状の本体を有し、この本体の上面には一端がスピン処理装置のカップ体の底部に接続された複数の排出管の他端が接続されている。
【０００８】
上記本体の底部には排液管が接続され、側面には排気管が接続されている。この排気管には排気ポンプが接続されている。したがって、排気ポンプが作動すると、その吸引力が本体の内部空間を介して排出管に作用するから、この排出管を通じて上記カップ体内の排気が行なわれるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の気液分離器によると、排気ポンプの吸引力が複数の排気管に均等に作用する構成となっていなかった。そのため、各排気管を通じてカップ体内の排気が均一に行なえないということがあった。
【００１０】
カップ体内の排気が均一に行なえないと、乾燥処理時にカップ体内の回転テーブルが高速回転することで発生する気流の一部が円滑に排出されず、カップ体の内周面に衝突して上方へ舞い上がりやすくなる。
【００１１】
そのため、その気流とともに基板から飛散した処理液の一部がミストになって舞い上がり、カップ体内で浮遊することになる。その結果、乾燥処理時にミストが基板に再付着し、汚染の原因になるということがあった。
【００１２】
この発明は、カップ体内の排気を確実に行なうことができ、しかも排気中に含まれる液体を気体と確実に分離して排出できるようにしたスピン処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持した状態で回転駆動される回転テーブルと、
上記カップ体の底部に周方向に一定間隔で設けられ上記カップ体内の排気を行なう偶数の排出部と、
上記カップ体の下方に配置され上記カップ体の周方向において隣り合う一対の排出部の一方が一端に、他方が他端にそれぞれ長手方向に対して左右対称に接続された気液分離器と、
この気液分離器の上記一端と他端との中間部に接続された排気管と、
上記気液分離器の長手方向の中間部で、上記排気管よりも下方に接続された排液管を具備し、
上記気液分離器の内底面は、長手方向両端部から中間部に向かって低く傾斜した第１の傾斜面に形成されているとともに、上記排出部と上記気液分離器とは排出管によって接続されていて、この排出管の上記気液分離器に接続された下端部の端面は上記第１の傾斜面と平行になる第２の傾斜面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１４】
請求項２の発明は、基板を回転させて処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持した状態で回転駆動される回転テーブルと、
上記カップ体の周壁に周方向に所定間隔で開口形成された偶数の導入口部と、
上記回転テーブルの回転方向に沿って設けられ一端が上記導入口部に連通し他端が閉塞されていて、上記回転テーブルの回転によって上記カップ体内に生じる気流が上記導入口部から導入される偶数の導入路と、
この導入路の他端に設けられ上記回転テーブルの回転によって上記導入路に導入された気流を排出する偶数の排出部と、
上記カップ体の下方に配置され上記カップ体の周方向において隣り合う一対の排出部の一方が一端に、他方が他端にそれぞれ長手方向に対して左右対称に接続された気液分離器と、
この気液分離器の上記一端と他端との中間部に接続された排気管と、
上記気液分離器の長手方向の中間部で、上記排気管よりも下方に接続された排液管を具備し、
上記気液分離器の内底面は、長手方向両端部から中間部に向かって低く傾斜した第１の傾斜面に形成されているとともに、上記排出部と上記気液分離器とは排出管によって接続されていて、この排出管の上記気液分離器に接続された下端部の端面は上記第１の傾斜面と平行になる第２の傾斜面に形成されていることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１６】
請求項３の発明は、上記気液分離器内には、この気液分離器に接続された上記排気管と排液管との間の高さ位置に透孔部材が設けられており、上記排出管の下端部は上記透孔部材を貫通していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスピン処理装置にある。
【００１７】
請求項４の発明は、上記排出管には、カップ体内の排気流量を調整する流量調整弁が設けられていることを特徴とする請求項３記載のスピン処理装置。
【００１８】
この発明によれば、カップ体に設けられた偶数の排出部を、気液分離器に接続された排気管を中心にして左右対称に接続したから、各排出部に排気管を通じて排気ポンプの吸引力を均一に作用させ、カップ体内の排気を均一に行なうことができる。カップ体内の気体と液体が排出部を通じて気液分離器内に吸引されると、この気液分離器内で液体は落下するから、液体は排気管よりも下方に接続された排液管から排出され、気体は排気管から排出される。つまり、気体と液体を分離して排出できる。
【００１９】
また、この発明によれば、回転テーブルが回転することで生じる気流は、カップ体の周壁に周方向に所定間隔で形成された偶数の導入口部からそれぞれ導入路を通じて排出部へ排出されるから、回転テーブルの回転によって生じる気流は乱れを生じることなく、比較的円滑に排出される。
【００２０】
また、この発明は、気液分離器の内底面を、排液管が接続された中間部に向かって低く傾斜した第１の傾斜面とし、排出部に一端を接続した排出管の気液分離器に接続された下端部の端面を、第１の傾斜面と平行な第２の傾斜面としたから、排出管の内周面を伝わって滴下する液体が排気管に作用する吸引力で排気管に吸引され難くなる。
【００２１】
また、この発明は、気液分離器内に設けられた透孔部材によって、排出管から滴下する液体が排気管へ吸引されるのをより一層、確実に阻止することが可能となる。
【００２２】
また、この発明は、各排出管に流量調整弁を設けたことで、各排出管からの排気が均一になるよう調整することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１と図２において、図中１はカップ体である。このカップ体１はベース板２上に設けられている。つまり、カップ体１は中心部に向かって高く傾斜した底板３を有し、この底板３の周辺部には周壁４が設けられている。この周壁４には、図２に示すように周方向に等間隔で偶数である４つの導入口部５が開口形成されている。
【００２５】
上記底板２の中心部分には通孔６が形成され、この通孔６には中空状の駆動軸７が挿通されている。なお、通孔６は遮蔽板６ａによって閉塞されている。
【００２６】
上記ベース板２の下面の中心部分には駆動モータ８が取り付けられ、この駆動モータ８の図示しない回転子に上記駆動軸７が連結されている。この駆動軸７のカップ体１内に突出した上端には、図２に示すように平面形状がほぼ十字状の回転テーブル９が取り付けられている。
【００２７】
上記回転テーブル９は上記駆動軸７の上端に連結固定された基部１１と、この基部１１に周方向に所定間隔で一端部を連結した４本のアーム１２とから構成されていて、各アーム１２の先端部にはそれぞれ一対の係合ピン１３が立設されている。さらに、各アーム１２の先端部と上記基部１１とには、それぞれ支持ピン１４が立設されている。
【００２８】
そして、上記回転テーブル９には、たとえば液晶表示装置に用いられるガラス製の矩形状の基板１５が角部を各アーム１２の先端部に設けられた一対の係合ピン１３に係合させ、この角部の下面と中心部の下面とをそれぞれ上記支持ピン１４に支持されて着脱可能に保持される。
【００２９】
したがって、上記駆動モータ８が作動すると、上記回転テーブル９は基板１５を保持した状態で図２に矢印Ａで示す反時計方向に回転駆動されるようになっている。
【００３０】
図１に示すように、上記カップ体１の周壁４の上端には、リング状の反射防止部材１６が設けられている。この反射防止部材１６は、上記周壁４に連結された外周端が内周端よりも低くなるよう傾斜して設けられた傾斜部１６ａと、この傾斜部１６ａの内周端に垂設された垂直部１６ｂとからなる。
【００３１】
上記カップ体１の周壁の外側には、各導入口部５と対応する部分にカバー体２２が設けられている。各カバー体２２は、上記導入口部５側に位置する一端から上記回転テーブル９の回転方向に沿う他端部にゆくにつれてカップ体１の外周面との間隔が漸次大きくなる導入路２３を、上記カップ体１の周方向に沿って形成している。つまり、導入路２３は、一端から他端に行くにつれて断面積が漸次大きくなるよう形成されている。
【００３２】
上記導入路２３の末端は閉塞されていて、この閉塞端部には排出部としての排出口２４が形成されている。この排出口２４には図１に示すように排出管２５の一端（上端）が接続されている。
【００３３】
４本の排出管２５のうち、径方向一端側に位置する２本の排出管２５、言い換えれば周方向において隣り合う一対の排出管２５は第１の気液分離器２６Ａに接続され、径方向他端側に位置する２本の排出管２５は第２の気液分離器２６Ｂに接続されている。各排出管２５には流量調整弁としてのバタフライバルブ３０が設けられている。
【００３４】
各気液分離器２６Ａ，２６Ｂは、径方向一端側と他端側に設けられた各一対の排出管２５の間隔よりも長尺な矩形箱形状に形成された本体２６を有する。この本体２６の上面の長手方向一端部と他端部とにそれぞれ一対の排出管２５が気密に接続されている。各排出管２５の下端部は本体２６内に突出している。
【００３５】
上記本体２６の内底面、つまり底壁は、図３に示すように長手方向両端から中央部に向かって低く傾斜する逆への字状の第１の傾斜面２７に形成されている。
【００３６】
上記本体２６の一側面の長手方向中央部の高さ方向中途部にはＬ字状の排気口体２９が接続されている。一対の気液分離器２６Ａ，２６Ｂに接続された排気口体２９には、図１と図２に示すようにそれぞれ排気管３１の一端が接続されている。一対の排気管３１はカップ体１の径方向中心に対して対称形状になっており、それぞれの他端はＴ字状の接続管３２を介して排気ポンプ３３の吸引側に接続されている。
【００３７】
上記本体２６の一側面の高さ方向下端部で、長手方向中央部、つまり上記排気口体２９よりも下方で、第１の傾斜面２７の最も低くなる位置には排液管３４が接続されている。この排液管３４からは、気液分離器２６Ａ，２６Ｂ内に滴下する液体として基板１５を洗浄処理した処理液が排出される。
【００３８】
上記本体２６内には、この本体２６の内底面の第１の傾斜面２７とほぼ同じ逆への字状に屈曲された透孔部材３５が上記排気口体２９と排液管３４との間の高さ位置に設けられている。この透孔部材３５は、例えばパンチングメタルのように多数の透孔３５ａを有する板材によって形成されている。
【００３９】
上記本体２６の一端と他端とに接続された一対の排出管２５の下端部は、上記透孔部材３５の下面側に貫通している。つまり、排出管２５の下端面は透孔部材３５の下面側に位置している。そして、この排出管２５の下端面は、上記第１の傾斜面２７に対してわずかな間隔で平行に離間対向する第２の傾斜面２８に形成されている。
【００４０】
上記カップ体１内に設けられた回転テーブル９が回転駆動されると、その回転によって気流が生じる。この気流は回転テーブル９の回転方向、つまり図２に矢印Ｂで示す反時計方向で、かつ回転テーブル９の回転の外周に対して接線方向に沿って生じる。
【００４１】
回転テーブル９の回転によって生じる気流Ｂは、回転テーブル９の回転による遠心力と、導入口部５に作用する排気ポンプ３３の吸引力とによってカップ体１の周壁に形成された導入口部５からカバー体２２によって形成された導入路２３へ流入する。
【００４２】
導入路２３に流入した気流Ｂは、この導入路２３の一端から他端へと流れ、この他端部に形成された排出口２４を通じて排出管２５から気液分離器２６Ａ，２６Ｂ内へ吸引され、ここで液体と気体とに分離されて排出されるようになっている。
【００４３】
このような構成のスピン処理装置によれば、洗浄処理された基板１５を乾燥処理する場合、基板１５を保持した回転テーブル９を高速度で回転させると、その回転によって気流Ｂが生じる。この気流Ｂは回転する基板１５の回転方向、つまり回転の接線方向に生じる。
【００４４】
回転テーブル９の回転方向に生じた気流Ｂは、カップ体１の周壁４に形成された導入口部５から導入路２３へ流入し、この導入路２３の末端部に形成された排出口２４から排出管２５へ吸引排出される。
【００４５】
回転テーブル９の回転によって生じる気流Ｂには、基板１５から飛散した洗浄液が含まれており、気液分離器２６Ａ，２６Ｂで気体と液体とが分離され、気体は排気管３１から排出され、液体は排液管３４を通じて排出される。
【００４６】
回転テーブル９の回転によって生じる気流Ｂは、カップ体１の周壁４に周方向に沿って所定間隔で形成された複数の導入口部５から導入路２３へ流入する。つまり、導入路２３へ排出されるから、回転テーブル９の回転によって生じた気流Ｂは、カップ体１の内周面に沿ってほとんど流れずに導入口部５へ流入することになる。
【００４７】
そのため、回転テーブル９の回転によって生じる気流Ｂは、ほとんどが流れに乱れが生じて渦流や上昇気流となる前にそれぞれの導入口部５へ流入して排出されるから、気流Ｂに含まれるミストがカップ体１内で浮遊して基板１５に再付着するのを防止することができる。
【００４８】
各導入口部５に連通する導入路２３は、導入口部５側から排出口２４側に行くにつれて断面積が次第に大きくなるよう形成されている。そのため、導入路２３に流入した気流が排出口２４から排出管２５へ流入するまでに、導入路２３内の圧力が上昇するのを防止するから、導入路２３に流入した気流Ｂがカップ体１内へ戻る逆流現象が生じるの防止する。
【００４９】
したがって、そのことによっても気流Ｂの排出が円滑に行なわれ、気流に含まれるミストがカップ体１内に浮遊して基板１５に再付着するのを防止することができる。
【００５０】
導入口部５は、回転テーブル９の回転によって生じる気流Ｂの流れ方向に沿う、カップ体１の周壁４に沿って形成されているから、そのことによってもカップ体１内に生じる気流Ｂが導入口部５から導入路２１へ円滑に流入し易くなり、カップ体１内に渦流や上昇気流が生じるのが抑制される。
【００５１】
各排出部２４に接続された４本の排出管２５のうち、径方向一端側と他端側に位置するそれぞれ２本の排出管２５は、第１、第２の気液分離器２６Ａ，２６Ｂの本体２６の上面に、この本体２６の側面に接続された排気管３１を中心にして対称に接続されている。しかも、第１、第２の気液分離器２６Ａ，２６Ｂにそれぞれ接続された一対の排気管３１はカップ体１の径方向中心に対して対称形状になっている。
【００５２】
そのため、４つの排出部２４には、４本の排出管２５を通じて排気ポンプ３３の吸引力がほぼ均等に作用する。それによって、各排出部２４からの気流の排出がほぼ均等に行なわれ、カップ体１内で気流に乱れが生じ難くなるから、ミストが浮遊するのを抑制することができる。
【００５３】
カップ体１内の気流が各排出管２５から気液分離器２６Ａ、２６Ｂの本体２６内に流入すると、その気流に含まれる液体は排出管２５の内面を伝わって下端面から滴下し、気体は透孔部材３５の透孔３５ａを通じて排気管３１へ吸引される。
【００５４】
気液分離器２６Ａ、２６Ｂにおいては、排出管２５の下端面から滴下する液体が排気管３１へ吸引される気体の流れに乗って排気管３１へ流入する虞がある。しかしながら、排出管２５の下端面は、気液分離器２６Ａ、２６Ｂの本体２６の内底面に形成された第１の傾斜面２７と平行になる第２の傾斜面２８に形成されている。つまり、第２の傾斜面２８は排気管３１が接続された排気口体２９に向かって低く傾斜している。そのため、排気管３１に作用する排気ポンプ３３の吸引力が排出管２５の第２の傾斜面２８に作用しにくいため、この排出管２５から滴下する液体が排気管３１に吸引され難い。
【００５５】
排出管２５から滴下する液体が仮に、排出管２５から排気管３１へ吸引される気体の流れに乗ったとしても、排出管２５の下端は透孔部材３５を貫通しているから、排出管２５から排気管３１へ向かう液体は透孔部材３５の透孔３５ａを通過せずに透孔部材３５に衝突し、本体２６の底部に滴下する確率が高い。したがって、そのことによっても、気液分離器２６Ａ，２６Ｂで分離された液体が排気管３１に流入するの阻止することができる。
【００５６】
各排出管２５にはバタフライバルブ３０が設けられている。バタフライバルブ３０は通常、全開で使用される。しかしながら、カップ体１内からの気流の吸引バランスが崩れた場合には、それに応じて４つのバタフライバルブ３０の開度を調整することができる。したがって、バタフライバルブ３０の開度を調整することで、カップ体１内からの排気をバランスよく行なうことが可能となる。
【００５７】
なお、上記一実施の形態では、導入口部５がそれぞれ４つ形成されている場合について説明したが、導入口部５の数は４つに限られず、２つあるいは６つなどの偶数であればよく、要は１つの気液分離器の本体に対して２つの排出管を、この本体の長手方向中央部を中心にして左右対称に接続することができればよい。
【００５８】
また、基板としては矩形状のガラス製基板だけに限られず、円形状の半導体ウエハなどであってもよいこと勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
この発明によれば、カップ体に設けられた偶数の排出部を、気液分離器に接続された排気管を中心にして左右対称に接続した。
【００６０】
そのため、カップ体内の気流を気液分離器で気体と液体を分離して排出するようにしても、各排出部に排気管を通じて排気ポンプの吸引力を均一に作用させ、カップ体内の排気を均一に行なうことができる。つまり、カップ体内で気流の乱れが生じてミストが舞い上がるのを防止することができる。
【００６１】
また、この発明によれば、回転テーブルが回転することで生じる気流を、カップ体の周壁に周方向に所定間隔で形成された偶数の導入口部からそれぞれ導入路を通じて排出部へ排出するようにした。
【００６２】
そのため、回転テーブルの回転によって生じる気流はカップ体内で乱れが生じる前に導入口部から導入路へ流入するから、そのことによってもカップ体内でミストが舞い上がるのを防止することができる。
【００６３】
また、この発明は、気液分離器の内底面を、排液管が接続された中間部に向かって低く傾斜下第１の傾斜面とし、排出部に一端を接続した排出管の気液分離器に接続された下端部の端面を、第１の傾斜面と平行な第２の傾斜面とした。
【００６４】
そのため、排出管の第２の傾斜面が形成された下端面は排気管に作用する吸引力が作用し難くなるから、排出管の内周面を伝わって滴下する液体が排気管に吸引され難くなる。
【００６５】
また、この発明は、気液分離器内に透孔部材を設け、この透孔部材に排出管を貫通させたから、排出管から滴下する液体が排気管へ吸引されようとしても、液体は透孔部材に衝突して滴下する確率が高くなるから、液体が排気管へ吸引されるのをより一層、確実に阻止することが可能となる。
【００６６】
また、この発明は、各排出管に流量調整弁を設けたから、排気管及び排出管を通じて排出部に作用する吸引力を調整し、カップ体内からの排気を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成の縦断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う横断面図。
【図３】気液分離器の断面図。
【図４】気液分離器の側面図。
【符号の説明】
１…カップ体
５…導入口部
９…回転テーブル
２３…導入路
２４…排出口（排出部）
２５…排出管
２６Ａ，２６Ｂ…気液分離器
２７…第１の傾斜面
２８…第２の傾斜面
３０…バタフライバルブ（流量調整弁）
３１…排気管
３４…排液管
３５…透孔部材
【図１】
0004504537.tif 000002
【図２】
0004504537.tif 000003
【図３】
0004504537.tif 000004
【図４】
0004504537.tif 000005