(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を周方向に回転させながら乾燥処理するスピン処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転駆動される基板の下方に設けられたヘッドと、
このヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて処理液を噴射する処理液ノズルと、
上記ヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、
上記ヘッド上、かつ、上記気体ノズル近傍に設けられ、上記気体ノズルから噴射する気体の一部を上記ヘッドの上面に沿う方向へ分流させることで、上記ヘッドの上面に付着した上記処理液を除去する制御部材と、
を有することを特徴とするスピン処理装置。
【請求項２】
上記気体ノズルは上記ヘッドの径方向中心部からずれた位置に設けられ、上記制御部材は板状であり上記ヘッドの上面で、上記気体ノズルの上記基板の回転方向下流側の側方に上記ヘッドの径方向沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。
【請求項３】
基板を周方向に回転させながら乾燥処理するスピン処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転駆動される基板の下方に設けられたヘッドと、
このヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて処理液を噴射する処理液ノズルと、
上記ヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、
この気体ノズル上方に上記回転テーブルとともに回転するように設けられ、回転して上記気体ノズルから噴射する気体を撹乱し上記ヘッドの上面側に乱流を発生させる撹乱部材と、
を有することを特徴とするスピン処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を周方向に回転させてその下面を乾燥処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶表示装置の製造工程において、ガラス基板などの基板に回路パター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。これらのプロセスにおいては、各処理によって基板に付着した薬液を洗浄処理し、さらに乾燥処理するということが行われる。
【０００３】
このように基板に対して洗浄処理や乾燥処理を行う場合、基板を周方向に回転させて、それにより生じる遠心力を利用するスピン処理装置が用いられることがある。
【０００４】
一般に、スピン処理装置は、基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、この回転テーブルに保持された基板の下方に設けられたヘッドと、このヘッドに設けられ基板の下面に向けて純水などの洗浄液を噴射する処理液ノズル、及び乾燥空気や不活性ガスなどの乾燥用の気体を噴射する気体ノズルとを備えている。
【０００５】
このスピン処理装置を用いて、洗浄処理された基板の下面を乾燥処理する場合、基板を高速で回転駆動しながら下面に向けて気体を噴射する。基板の下面に付着した洗浄液は、基板を高速で回転することによって生じる遠心力と気体の噴射とによって、外周縁から飛散することになる。それによって、基板の下面は乾燥処理される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基板の下面を洗浄処理する場合、処理液ノズルから噴射された洗浄液は基板の下面で反射し、その一部がヘッドの上面に付着することがある。このヘッドの上面に付着した洗浄液は、気体ノズルから乾燥用の気体を勢いよく噴射することによって生じる吸い上げ作用により吸い上げられ、基板の下面に再付着することがある。
【０００７】
乾燥処理工程の早い時期にヘッドから吸い上げられて基板の下面に再付着した洗浄液は乾燥処理工程の終了までに乾燥除去される。しかしながら、洗浄液が乾燥処理工程の終了直前に基板に付着した場合、洗浄液は除去されずに付着したままの状態で乾燥処理工程が終了することになる。その結果、基板の下面には付着残留した洗浄液によってしみが生じることがある。
【０００８】
この発明は、ヘッドに付着残留する処理液によって基板の下面にしみが生じるのを防止できるスピン処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を周方向に回転させながら乾燥処理するスピン処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転駆動される基板の下方に設けられたヘッドと、
このヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて処理液を噴射する処理液ノズルと、
上記ヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、
上記ヘッド上、かつ、上記気体ノズル近傍に設けられ、上記気体ノズルから噴射する気体の一部を上記ヘッドの上面に沿う方向へ分流させることで、上記ヘッドの上面に付着した上記処理液を除去する制御部材と、
を有することを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１１】
請求項２の発明は、上記気体ノズルは上記ヘッドの径方向中心部からずれた位置に設けられ、上記制御部材は板状であり上記ヘッドの上面で、上記気体ノズルの上記基板の回転方向下流側の側方に上記ヘッドの径方向沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置にある。
【００１２】
請求項３の発明は、基板を周方向に回転させながら乾燥処理するスピン処理装置において、
上記基板を保持するとともに回転駆動される回転テーブルと、
この回転テーブルによって回転駆動される基板の下方に設けられたヘッドと、
このヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて処理液を噴射する処理液ノズルと、
上記ヘッドに設けられ上記基板の下面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、
この気体ノズル上方に上記回転テーブルとともに回転するように設けられ、回転して上記気体ノズルから噴射する気体を撹乱し上記ヘッドの上面側に乱流を発生させる撹乱部材と、
を有することを特徴とするスピン処理装置。
【００１３】
この発明によると、処理液ノズルから噴射されヘッドの上面に付着した処理液を除去する除去手段を設けたため、ヘッドの上面に付着した洗浄液を乾燥処理工程の比較的早い時期に飛散させることができるから、乾燥処理工程の終了時に洗浄液が基板に付着残留するのを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１乃至図７はこの発明の第１の実施の形態を示す。図１と図２に示すスピン処理装置は、カップ体１を有する。このカップ体１は矩形箱状の処理槽２内に設けられており、その下部には中心部に向かって高く傾斜した底板１ａを有している。上記カップ体１は、その周壁１ｂに図２に示すように周方向に沿って所定間隔、たとえばほぼ９０度間隔で４つの導入口３が開口形成されており、上端には径方向内方に向かって傾斜した上部壁１ｃが周方向全長にわたって設けられている。この上部壁１ｃの上端には反射防止リング６が、水平壁部６ａを上記上部壁１ｃの上端に係合させるとともに、垂直壁部６ｂを下方に向けて取り付けられている。
【００１６】
それによって、回転テーブル１７を回転させることで基板Ｗから飛散した処理液の一部が上記上部壁１ｃで斜め上方に向かって飛散しても、その処理液は上記反射防止リング６の垂直壁部６ｂに衝突するから、基板Ｗ側に飛散するのを防止することができる。
【００１７】
上記カップ体１の底板１ａ及び上記洗浄槽２の底板２ａの中心部にはそれぞれ通孔４が形成され、この通孔４には中空状の固定軸５が挿通されている。
【００１８】
上記洗浄槽２の下方にはベース１１が配置されている。このベース１１には、上記各底板１ａ、２ａに形成された通孔４と対応する位置にパルス制御モータ１２の固定子１２ａに設けられたモータ取り付け部材１２ｃの下端部が取り付け固定されている。
【００１９】
上記固定子１２ａは筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子１２ｂが設けられ、この回転子１２ｂは上下端部が一対の軸受１３によって回転可能に支持されている。この回転子１２ｂは、上記固定軸５の下端部に回転可能に外嵌されている。なお、上記固定軸５の下端は上記モータ取り付け部材１２ｃの上面に固着されている。
【００２０】
上記パルス制御モータ１２の固定子１２ａの上面には、リング状の固定部材１４が接合されており、この内部には同じくリング状の回転部材１５が上記固定部材１４及び上記固定軸５に対して回転可能に設けられている。
【００２１】
上記回転部材１５の上面には、上記固定軸５に回転可能に外嵌された回転筒体１６の下端部が連結固定されている。この回転筒体１６の上記カップ体１内に突出した上端には、回転テーブル１７が取り付けられている。
【００２２】
図２に示すように、上記回転テーブル１７は、上記回転筒体１６の上端に固着されたほぼ円板状の基部１８を有する。この基部１８には周方向に沿って所定間隔で基端部を固着した４本の主アーム１９が設けられている。隣り合う各主アーム１９の間の周方向中心部にはそれぞれ上記基部１８に基端部を固着した上記主アーム１９よりも短尺な補強アーム１９ａが設けられている。各アーム１９、１９ａには、これらアームを補強する補強リング２０が上記基部１８と同心に設けられている。
【００２３】
各主アーム１９の先端にはそれぞれピンテーブル２１が設けられており、各ピンテーブル２１にはそれぞれ一対の係合ピン２２が立設されている。また、上記回転テーブル１７の上面の所定の位置には複数の支持ピン２３が立設されている。
【００２４】
上記回転テーブル１７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Ｗが角部を各主アーム１９の先端部に設けられた係合ピン２２に係合させ、下面を上記複数の支持ピン２３に支持されて着脱可能に保持される。
【００２５】
したがって、上記パルス制御モータ１２を作動させると、上記回転テーブル１７は、基板Ｗを保持した状態で回転子１２ｂ、回転部材１５、及び上記回転筒体１６と一体的に図２に矢印Ａで示す方向に回転駆動されるようになっている。
【００２６】
図１に示すように、上記固定部材１４の上面には上記回転筒体１６よりも大径な筒状の固定筒体３１が上記回転筒体１６と同軸に設けられている。この固定筒体３１は上端に固定リング３２が固着されており、この固定リング３２の内周面には上記回転筒体１６を回転自在に支持する軸受３３が設けられている。
【００２７】
上記固定リング３２の上面にはリング状の取り付け部材３４が設けられており、この取り付け部材３４の上面にはリング状の遮蔽板３５が取り付けられている。この遮蔽板３５はカップ体１の底板１ａの通孔４を閉塞している。それによって、上記カップ体１内に底板１ａの通孔４から粉塵等が浸入するのを防止するとともに、後述するように基板Ｗに噴射した各処理液がカップ体１内から駆動部側に浸入するのを防止している。
【００２８】
また、上記遮蔽板３５の内周縁は上記回転テーブル１７の基部１８の下面に垂設された第１の垂壁３６とでラビリンス構造をなしており、それによって、基板Ｗに噴射した各処理液が上記カップ体１内から駆動部側に浸入するのを防止している。
【００２９】
上記固定軸５の上記処理槽２内に突出した上部は、上記回転子１２ｂに嵌入された下部に比べて肉厚に形成されており、その上端にはヘッド４１が嵌入固定されている。
【００３０】
このヘッド４１の上面の径方向中心部には凸部４２が突出して形成されている。この凸部４２の上面、及び上記ヘッド４１の上面で上記凸部４２よりも径方向外側に位置する部分は共に水平面に形成されている。
【００３１】
図３に示すように、上記凸部４２の上面には第１の処理液ノズル４３、第２の処理液ノズル４４、及び気体ノズル４５が径方向に沿って一列、かつ上記第２の処理液ノズル４４が径方向中心に位置するように穿設されており、第１の処理液ノズル４３からはフッ化水素水などの薬液、第２の処理液ノズル４４からは純水などの洗浄液、上記気体ノズル４５からは乾燥空気や不活性ガスなどの気体がそれぞれ回転駆動される基板Ｗの下面中心部に向けて噴射されるようになっている。
【００３２】
つまり、図３に示すように、上記第１の処理液ノズル４３及び気体ノズル４５はそれぞれ薬液及び気体を基板Ｗの回転中心に向かって傾斜して噴射するようになっており、上記第２の処理液ノズル４４は基板Ｗに垂直に洗浄液を噴射するようになっている。
【００３３】
これら各ノズル４３、４４、及び４５は、上記固定軸５の内部に配管された薬液供給管４３ａ、洗浄液供給管４４ａ、及び気体供給管４５ａの先端にそれぞれ接続されており、これら各供給管４３ａ、４４ａ、及び４５ａの基端は図示しない薬液タンク、洗浄液タンク、及び気体タンクにそれぞれ接続されている。それによって上記各ノズル４３、４４、及び４５にそれぞれ薬液、洗浄液、及び気体を供給できるようになっている。
【００３４】
上記ヘッド４１の下面には環状の第２の垂壁４６が垂設されており、この内周側は、上記回転テーブル１７の基部１８の内周縁に上方に向かって垂設された内周縁壁４７に対向している。それによって、これら第２の垂壁４６と内周縁壁４７とでラビリンス構造をなしており、基板Ｗに噴射した薬液や洗浄液などの処理液が上記固定軸５と回転筒体１６との間の間隙に浸入するのを防止している。
【００３５】
図１、図３、及び図４に示すように、上記凸部４２は、上面に除去手段としての板状の制御部材４８を有している。この制御部材４８は、上記気体ノズル４５の基板Ｗの回転方向下流側の側方のわずかにずれた位置に、上記凸部４２の径方向に沿って立設されている。
【００３６】
つまり、上記制御部材４８は、基板Ｗを高速で回転することによって基板Ｗの下面側で図２に矢印Ｂで示す方向、すなわち基板Ｗの回転の接線方向に沿って生じる気流の下流側に、この気流に対向するように設けられている。
【００３７】
このように上記凸部４２の上面に上記気体ノズル４５の側方に位置して制御部材４８を設けたので、上記気体ノズル４５からほぼ円錐状に拡散しながら噴射された乾燥用の気体の一部は、図５に示すように、上記制御部材４８に衝突して強制的に上記凸部４２の上面に沿って流されることになる。
【００３８】
上記回転テーブル１７には、上記ヘッド４１の凸部４２の外側の水平面を覆うように円板状の液逃げ板４９が設けられている。この液逃げ板４９と上記水平面との間にはわずかに間隙が形成されており、径方向中心部に形成された穴部５０からは上記凸部４２が突出している。また、この液逃げ板４９は上記ヘッド４１よりも大径に形成されており、その周辺部は上記ヘッド４１の外周面よりも外方に突出している。
【００３９】
これによって、基板Ｗの洗浄処理により上記凸部４２の上面から上記ヘッド４１と上記液逃げ板４９との間に流入し、ヘッド４１の凸部４２以外の上面に付着した処理液が基板Ｗの下面に向かって飛散するのを防止している。
【００４０】
上記カップ体１の内部には、周壁１ｂと回転テーブル１７の回転領域の外側との間の部分に複数の整流リング５１が設けられている。各整流リング５１は、内周縁が外周縁よりも高くなるように板面が傾斜しており、複数、たとえば４本の支柱５２によって上下方向に所定間隔で離間して支持されている。
【００４１】
これによって、基板Ｗを乾燥する際、この基板Ｗの外周縁から飛散した洗浄液は、各整流リング５１の内周縁側の隙間から流入し、上側の整流リング５１の下面に衝突するから、その下面から下方に向かって反射して下側の整流リング５１の上面に衝突し、この上面を流れて下方へ滴下することになる。つまり、基板Ｗから飛散した洗浄液がカップ体１の内周面で反射して基板の板面に付着するのを防止できるようになっている。
【００４２】
図１と図２に示すように、上記処理槽２の底板２ａの４隅部、かつ上記カップ体１の周壁１ｂの外側にはそれぞれ排出口６１が開口形成されており、各排出口６１にはそれぞれ排出管６２が接続されている。これら排出管６２は図示しない吸引ポンプに接続されており、この吸引ポンプを作動することによってカップ体１内の雰囲気を基板Ｗの外周縁から飛散して上記整流リング５１から滴下した処理液とともにカップ体１の外部に吸引排出できるようになっている。
【００４３】
また、基板Ｗの上面側には図示しない上面薬液ノズル、上面洗浄ノズル及び上面気体ノズルが設けられており、上記各上面ノズルよって基板Ｗの上面の各処理を行えるようになっている。
【００４４】
このような構成のスピン処理装置を用いて、洗浄処理された基板Ｗの下面を乾燥処理する場合、基板Ｗを回転テーブル１７とともに高速で回転させながら、上記気体ノズル４５から基板Ｗの下面に向けて乾燥空気や不活性ガスなどの気体を噴射する。
【００４５】
それによって、基板Ｗに付着した洗浄液は、基板Ｗが高速回転することによって生じる遠心力と上記気体ノズル４５からの気体の噴射とにより基板Ｗの外周縁から飛散するから、基板Ｗの下面は乾燥処理されることになる。
【００４６】
洗浄処理時に上記第２の処理液ノズル４４からの噴射によって上記凸部４２の上面に付着した洗浄液は、気体ノズル４５からの気体の噴射により上方に吸い上げられて、基板Ｗの下面に付着することがある。
【００４７】
上記気体ノズル４５からの乾燥用の気体は、ほぼ円錐状に拡散しながら噴射される。つまり、噴射された気体はある程度の幅をもった流れとなっている。
【００４８】
そのため、図５に示すように上記気体ノズル４５から噴射される乾燥用の気体の一部は、上記気体ノズル４５の側方に設けられた制御部材４８の側面に衝突して、上記凸部４２の上面に沿って強制的に流されることになる。つまり、上記凸部４２の上面には、その上面に沿った気体の流れが発生する。それによって、洗浄処理工程中に上記凸部４２の上面に付着した洗浄液は、乾燥処理工程が開始されると、その工程の早い時期に上記凸部４２の径方向外方に飛散することになる。つまり、気体ノズル４５から噴射された乾燥用の気体の一部が上記凸部４２の上面に沿って流れることで、この凸部４２に付着した洗浄液を迅速に乾燥できる。
【００４９】
その結果、上記凸部４２に付着した洗浄液が乾燥処理工程の終了時に基板Ｗの下面に付着して残留することがなくなるから、基板Ｗの下面にしみが生じるのを防止することができる。
【００５０】
また、基板Ｗが高速で回転駆動されると、基板Ｗの下面側には図２に矢印Ｂで示す方向、つまり基板Ｗの回転方向に沿った気流が発生する。それによって、上記気体ノズル４５から噴射された乾燥用の気体は、上記凸部４２の上面側で基板Ｗの回転方向下流側、すなわち上記制御部材４８側にやや傾斜して流れる。そのため、上記気体ノズル４５から噴射された乾燥用の気体は、上記制御部材４８の側面に衝突しやすくなるから、上記凸部４２の上面に沿って流れる気体の量が増大し、凸部４２の上面からの処理液の除去を迅速に行える。
【００５１】
なお、上記制御部材４８を、図６に４８ａで示すように、上記気体ノズル４５及び第２の処理液ノズル４４に向かって傾斜させても、また、図７に４８ｂで示すように、これらノズル４５、４４に向かって湾曲するような構成にしてもよい。こうすることによって、制御部材４８ａ又は４８ｂの側面に衝突した気体は凸部４２の上面に沿って流れやすくなるから、上記凸部４２の上面に付着した洗浄液をより高い効率で除去することができる。
【００５２】
図８と図９はこの発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態は、上記第１の実施の形態における除去手段の変形例であって、上記気体ノズル４５から噴射する気体の一部を上記ヘッド４１の凸部４２の上面に沿って流す上記制御部材４８に代えて、上記気体ノズル４５から噴射する気体を撹乱して、上記ヘッド４１の上面側に乱流を発生させる撹乱部材７１を設けたものである。
【００５３】
上記撹乱部材７１はコの字状の棒状部材からなり、この撹乱部材７１は上記液逃げ板４９にその穴部５０の径方向に沿ってほぼ水平に渡設されている。つまり、図８に示すように、上記撹乱部材７１は、上記穴部５０に架設されたブリッジ状をなしており、その上辺は上記穴部５０から突出した凸部４２の上面に対向位置するようになっている。
【００５４】
そのため、基板Ｗを上記回転テーブル１７とともに回転駆動することにより、上記液逃げ板４９に設けられた撹乱部材７１を回転させると、この撹乱部材７１は上記気体ノズル４５から噴射する気体を上記ヘッド４１の凸部４２の上面側で撹乱するから、上記ヘッド４１の上面側には乱流が発生する。
【００５５】
それによって、洗浄処理工程中に上記凸部４２の上面に付着した洗浄液は、乾燥処理工程が開始されると、その工程の早い時期に上記凸部４２から除去されることになる。
【００５６】
その結果、上記凸部４２の上面に付着した洗浄液が乾燥処理工程の終了時に飛散して基板Ｗの下面に付着して残留することがなくなるから、基板Ｗの下面にしみが生じるのを防止することができる。
【００５７】
なお、上記撹乱部材７１と上記凸部４２上面との隙間は、５ｍｍ以下が好ましく、またその間隙は、上記液逃げ板４９とヘッド４１の水平面との間に形成された間隙とほぼ同じ寸法に設定されている。
【００５８】
また、上記ヘッド４１の凸部４２には、上記第１の処理液ノズル４３、第２の処理液ノズル４４、気体ノズル４５に加えて、第３、第４の処理液ノズルを設けてもよい。つまり、種々の処理に応じてノズルの数を変えてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
この発明によれば、ヘッドの上面に付着した洗浄液を乾燥処理工程の比較的初期に除去することができるから、洗浄液が乾燥処理工程の終了前や終了時に基板の下面に付着残留することによってしみが生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係るスピン処理装置の構成を示す縦断面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図。
【図３】ヘッドの構成を示す拡大断面図。
【図４】ヘッドの平面図。
【図５】気体ノズルから噴射された乾燥用の気体の流れを示す概略図。
【図６】制御部材の第１の変形例を示す断面図。
【図７】制御部材の第２の変形例を示す断面図。
【図８】この発明の第２の実施例に係るヘッドの構成を示す断面図。
【図９】同実施の形態のヘッドの平面図。
【符号の説明】
１…カップ体
５…固定軸
１７…回転テーブル
３７…ヘッド
４２…凸部
４３…第１の処理液ノズル
４４…第２の処理液ノズル
４５…気体ノズル
４８…制御部材
７１…撹乱部材
【図１】
0003946026.tif 000002
【図２】
0003946026.tif 000003
【図３】
0003946026.tif 000004
【図４】
0003946026.tif 000005
【図５】
0003946026.tif 000006
【図６】
0003946026.tif 000007
【図７】
0003946026.tif 000008
【図８】
0003946026.tif 000009
【図９】
0003946026.tif 000010