(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、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の内周縁部に形成され上記カップ体の上面側に突出した環状突出部であり、この環状突出部には、高さ調整部材が着脱可能に設けられ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、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の上面の上記開口部の周縁部に設けられた環状壁体であり、この環状壁体には、高さ調整部材が着脱可能に設けられ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】
この発明は基板を回転させながら処理液によって処理したり、処理液によって処理された基板を乾燥処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パタ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形成するものである。
【０００３】
上記一連の各工程において、上記基板が汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジストや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基板を洗浄処理するということが行われている。
【０００４】
上記基板を洗浄処理する装置としてスピン処理装置が知られている。このスピン処理装置は処理槽を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。このカップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。
【０００５】
回転テーブルに基板を保持し、回転テーブルを回転させながら基板に処理液を供給して処理したならば、上記回転テーブルを処理液による処理時に比べて高速度で回転させることで、この基板を乾燥処理する。
【０００６】
上記処理槽の上部にはＵＬＰＡやＨＥＰＡなどのファン・フィルタユニットが設けられ、基板を処理するときに処理槽内に清浄空気を供給するようにしている。上記カップ体の底部には排出管が接続されている。この排出管には排気ポンプが接続されている。それによって、上記ファン・フィルタユニットから処理槽内に供給された清浄空気は上記カップ体内を通り、上記排出管から排出される。
【０００７】
このように、基板の処理時にファン・フィルタユニットから処理槽内に清浄空気を供給し、カップ体内を通過させて排出することで、基板を乾燥処理するときに発生するミストがカップ体や処理槽内に浮遊するのを防止している。それによって、乾燥処理時に基板にミストが付着して汚染原因となるのを防止している。
【０００８】
上記処理槽の一側には基板を出し入れするための出し入れ口が設けられ、この出し入れ口はシャッタによって開閉できるようになっている。上記回転テーブルに未処理の基板を供給するときや乾燥処理された基板を上記回転テーブルから取り出すときには、上記出し入れ口を開放し、ロボットなどによって基板の出し入れを行なう。
【０００９】
ところで、基板を処理する処理工場においては、複数のスピン処理装置が設置され、複数のスピン処理装置の排気を１台の排気ポンプで行なうようにしている。つまり、排気ポンプに接続された排出管を複数に分岐し、分岐された各排出管をそれぞれのスピン処理装置のカップ体に接続するようにしている。
【００１０】
複数のスピン処理装置のうち、基板を処理しているスピン処理装置にはファン・フィルタユニットから清浄空気が供給されるとともに、上記排出管を通じてカップ体内の排気が行なわれる。
【００１１】
基板を処理していないスピン処理装置では、ファン・フィルタユニットからの清浄空気の供給が停止され、また排出管に設けられた開閉弁を閉じて排気も停止される。
【００１２】
そのため、複数のスピン処理装置において、基板を処理しているスピン処理装置と処理していないスピン処理装置との数が経時的に変動することになるから、その変動に応じて基板を処理しているスピン処理装置ではその処理槽内の圧力が変動することが避けられない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
処理槽内の圧力が変動すると、処理槽内における空気の流れも変動することが避けられない。たとえば、ファン・フィルタユニットから所定量の清浄空気が供給されているときに運転されるスピン処理装置の数が増加すると、各処理槽の排気ポンプによる排気量が減少する。
【００１４】
排気量が減少すると、ファン・フィルタユニットからの清浄空気の供給量が排気量よりも多くなり、処理槽内の圧力が上昇して処理槽内に供給された空気がカップ体を通じて円滑に排出され難くなる。
【００１５】
その結果、処理槽内には乱流が発生し、その乱流がカップ体の外周面に沿って流れ、一部はカップ体の上面に形成された開口部から内部に流入する虞がある。処理槽内で生じた乱流には、処理槽の内面に付着した塵埃が含まれ易くなる。そのため、乱流の一部がカップ体内に入り込むことで、基板が汚染されるということがある。
【００１６】
この発明は、圧力変動などによって処理槽内で乱流が発生しても、その乱流がカップ体内に流れ込むのを防止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。
【００１７】
【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、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の内周縁部に形成され上記カップ体の上面側に突出した環状突出部であり、この環状突出部には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１８】
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、
処理槽と、
この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ体と、
このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フィルタユニットと、
このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する排出手段と、
上記カップ体の周壁に沿って流れる外部の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止する流入阻止手段と
を具備し、
前記流入阻止手段は、上記カップ体の上面の上記開口部の周縁部に設けられた環状壁体であり、この環状壁体には、高さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とするスピン処理装置にある。
【００２０】
この発明によれば、カップ体の上面の開口部の周縁部に設けられた流入阻止手段によって、カップ体の外部の空気がカップ体の上面開口からカップ体内に流入するのが阻止されるから、処理槽内の圧力変動で乱流が生じても、その乱流がカップ体内に流入して基板を汚染するのが防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００２２】
図１はこの発明のスピン処理装置の概略的構成を示し、このスピン処理装置は箱型状の処理槽１を有する。この処理槽１内にはカップ体２が配置されている。このカップ体２は、上記処理槽１の底板上に設けられた下カップ３と、この下カップ３に対して図示しない上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ４とからなる。
【００２３】
上記下カップ３の底壁には周方向に所定間隔で複数の排出管５が接続されている。これら排出管５は排気ポンプ６に連通している。排出管５にはバタフライ弁５ａが設けられ、このバタフライ弁５ａの開度は制御装置７によって設定できるようになっている。
【００２４】
上記カップ体２の下面側にはベース板８が配置されている。このベース板８には、上記下カップ３と対応する位置に取付け孔９が形成されている。この取付け孔９には駆動手段を構成する制御モータ１１の固定子１２の上端部が嵌入固定されている。
【００２５】
上記固定子１２は筒状をなしていて、その内部には同じく筒状の回転子１３が回転自在に嵌挿されている。この回転子１３の上端面には筒状の連結体１４が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連結体１４の下端には上記固定子１２の内径寸法よりも大径な鍔部１５が形成されている。この鍔部１５は上記固定子１２の上端面に摺動可能に接触しており、それによって回転子１３の回転を阻止することなく、この回転子１３が固定子１２から抜け落ちるのを防止している。
【００２６】
上記下カップ３には上記回転子１３と対応する部分に通孔３ａが形成され、上記連結体１４は上記通孔３ａからカップ体２内に突出している。この連結体１４の上端には回転テーブル１６が取付けられている。この回転テーブル１６の周辺部には周方向に所定間隔、この実施の形態では６０度間隔で６本（２本のみ図示）の円柱状の保持部材１７が図示しない駆動機構によって回転可能に設けられている。
【００２７】
上記保持部材１７の上端面には、この保持部材１７の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有する支持ピン１８が設けられている。回転テーブル１６には、基板としての半導体ウエハＷが周縁部の下面を上記支持ピン１８のテーパ面に当接するよう供給される。その状態で上記保持部材１７を回転させれば、支持ピン１８が偏心回転するから、回転テーブル１６に供給された半導体ウエハＷは、上記支持ピン１８によって保持される。
【００２８】
上記回転テーブル１６は乱流防止カバー２１によって覆われている。この乱流防止カバー２１は上記回転テーブル１６の外周面を覆う外周壁２２と、上面を覆う上面壁２３とを有し、上記外周壁は上側が小径部２２ａ、下側が大径部２２ｂに形成されている。
【００２９】
上記上カップ４の上面は開口していて、その開口部４ａの内周面には環状壁体２５が設けられている。この環状壁体２５は高さ方向の下端部を上カップ４内に位置させ、上端を上カップ４の上端面とほぼ面一にして設けられている。
【００３０】
上記上カップ４の外周面は滑らかな曲面２６に形成され、この曲面２６は上カップ４の内周縁部に向かって高く傾斜しており、その内周縁部は上カップ４の上面側に突出した環状突出部２７に形成されている。それによって、この環状突出部２７は、後述するようにカップ体２の外部で生じる乱流がカップ体２内に流入するのを阻止する流入阻止手段を構成している。
【００３１】
上記回転テーブル１６に未処理の半導体ウエハＷを供給したり、乾燥処理された半導体ウエハＷを取り出すときには、上記上カップ４が後述するごとく下降させられる。
【００３２】
上記処理槽１の上部壁には開口部３１が形成されている。この開口部３１にはＵＬＰＡやＨＥＰＡなどのファン・フィルタユニット３２が設けられている。このファン・フィルタユニット３２はクリーンルーム内の空気をさらに清浄化して処理槽１内に導入する。上記ファン・フィルタユニット３２は駆動部３３を有し、この駆動部３３によって図示しないファンが回転駆動されて清浄空気を処理槽１内に導入する。
【００３３】
上記ファン・フィルタユニット３２によって上記処理槽１内に導入された清浄空気は、カップ体２の上面の開口部４ａから内部に流入し、排出管５を通って排出される。
【００３４】
つまり、ファン・フィルタユニット３２からの清浄空気の供給量に対し、排出管５からの排出量がほぼ同じ或いはわずかに多い状態であれば、ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空気は、カップ体２内を通って円滑に排出されるから、処理槽１内で乱流が生じることがない。
【００３５】
なお、上記駆動部３３は上記制御装置７によって発停が制御されるようになっている。
【００３６】
上記処理槽１の一側には出し入れ口３４が開口形成されている。この出し入れ口３４は、処理槽１の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ３５によって開閉される。このシャッタ３５は圧縮空気で作動するシリンダ３６によって駆動される。つまり、上記シリンダ３６には圧縮空気の流れを制御する制御弁３７が設けられ、この制御弁３７を上記制御装置７によって切換え制御することで、上記シャッタ３５を上下動させることができるようになっている。
【００３７】
上記制御モータ１１の回転子１３内には筒状の固定軸４１が挿通されている。この固定軸４１の上端には、上記回転テーブル１６に形成された通孔４２から上記回転テーブル１６の上面側に突出したノズルヘッド４３が設けられている。このノズルヘッド４３には上記回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷの下面に向けて処理液としての薬液及び洗浄液を選択的に噴射する一対のノズル４４が設けられている。
【００３８】
上記乱流防止カバー２１の上面壁２３には上記ノズルヘッド４３と対向して開口部４５が形成され、この開口部４５によって上記ノズル４４から噴射された処理液が半導体ウエハＷの下面に到達可能となっている。
【００３９】
回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷの上方には上部ノズル体４６が配置されている。この上部ノズル体４６からは上記半導体ウエハＷの上面に処理液が供給されるようになっている。
【００４０】
つぎに、上記構成のスピン処理装置の作用について説明する。
【００４１】
ファン・フィルタユニット３２を作動させて清浄空気を処理槽１内に供給するとともに、バタフライ弁５ａを所定の開度に設定することで、上記ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空気は、排気ポンプ６の吸引力が作用する排出管５を通じてカップ体２内から排出される。
【００４２】
ファン・フィルタユニット３２から供給される清浄空気量が排気ポンプ６による排気量とほぼ同等或いはわずかに少ない状態であれば、処理槽１内の圧力は０若しくは負圧に維持される。それによって、ファン・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空気はカップ体２内を通って排出管５から円滑に排出されることになるから、処理槽１内で乱流が発生することはない。
【００４３】
たとえば、工場において、複数のスピン処理装置のうち、休止していたスピン処理装置が運転を開始すると、スピン処理装置１台当たりの排気ポンプ６による排気量が減少し、処理槽１内の圧力が高くなることがある。また、処理槽１に半導体ウエハＷを出し入れするためにシャッタ３５を下げて出し入れ口３４を開放すると、処理槽１内に外気が流入し、処理槽１内の圧力が高くなることがある。
【００４４】
なお、工場における排気ポンプ６の排気作用は、スピン処理装置だけでなく、他の機器に用いられていることもあるから、それらの機器の使用状況によっても、処理槽１内の圧力が変動することがある。
【００４５】
処理槽１内の圧力が負圧からプラス圧に変動すると、排気ポンプ６による処理槽１内の排気が円滑に行なえず、ファン・フィルタユニット３２からの清浄空気の一部が処理槽１内で滞留し、その滞留によって乱流が生じることがある。処理槽１内で発生する乱流には、処理槽１の内面に付着した塵埃が含まれ易い。
【００４６】
このように、処理槽１内で乱流が発生すると、その乱流はカップ体２の周壁に沿って上カップ４の上面の開口部４ａから内部に流入しようとする。しかしながら、上記上カップ４の内周縁部は、上カップ４の上面側に突出した環状突出部２７に形成されている。
【００４７】
そのため、処理槽１内で乱流が発生し、その乱流が図２に矢印で示すようにカップ体２の周壁に沿って流れてカップ体２内に流入しようとしても、上記上カップ４の上面側に突出した上記環状突出部２７によって上カップ４の開口部４ａから内部に流入するのが阻止される。そのため、塵埃を含む乱流によってカップ体２内の回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷが汚染されるのを防止できる。
【００４８】
しかも、上記上カップ４の外周面は滑らかな曲面２６に形成されている。そのため、図２に矢印で示す気流は上カップ４の外周面に沿って円滑に流れ、乱流が発生することがないから、そのことによっても半導体ウエハＷの汚染を防止できる。
【００４９】
図３に示すように、上記環状突出部２７には、複数の高さ調整部材、この実施の形態では第１の高さ調整部材５１と第２の高さ調整部材５２とが着脱可能に順次装着できるようになっている。
【００５０】
上記第１、第２の高さ調整部材５１，５２はそれぞれ環状をなしていて、第１の高さ調整部材５１の下端面は上カップ４の外周面の曲面２６及び環状突出部２７の上端面に接合するよう形成されている。上記第２の高さ調整部材５２の下端面は上記第１の高さ調整部材５１の外周面及び上端面に接合するよう形成されている。
【００５１】
したがって、上記上カップ４の環状突出部２７に第１の高さ調整部材５１を装着すれば、この第１の高さ調整部材５１の高さに応じて上カップ４の高さを高くすることができる。第１の高さ調整部材５１に第２の高さ調整部材５２を装着すれば、上カップ４の高さを、さらに高くすることができる。
【００５２】
環状突出部２７に装着された第１、第２の高さ調整部材５１，５２の内周面は、上記環状壁体２５の内周面と面一になり、段差が生じることがない滑らかな内周面となる。それによって、環状突出部２７に第１、第２の高さ調整部材５１，５２を装着しても、これの内周面に汚れが付着残留し難くなっている。
【００５３】
処理槽１内の圧力変動の大きさによってこの処理槽１内で生じる乱流の勢いに差がある。たとえば、処理槽１内の圧力がプラス圧に大きく変動するような使用条件下では、処理槽１内に生じる乱流の勢いも強くなる。したがって、そのような条件下でスピン処理装置を使用する場合には、上記環状突出部２７に第１の高さ調整部材５１を装着したり、さらに第２の高さ調整部材５２を積層装着する。
【００５４】
それによって、処理槽１内で生じる乱流の勢いが強くても、環状壁体２５に装着された第１、第２の高さ調整部材５１，５２によってカップ体２内に乱流が流入するのを確実に阻止することが可能となる。
【００５５】
なお、上カップに装着される高さ調整部材の数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。また、上カップの内周縁部に環状突出部を一体に設け、この環状突出部に高さ調整部材を装着したが、上カップの内周面に設けられた環状壁体の上端部を上カップの上面側に突出させ、この環状壁体の上カップの上面側に突出した部分を流入阻止手段としてもよい。その場合、この環状壁体に高さ調整部材を着脱可能に装着すればよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、カップ体の上面の開口部の周縁部に、カップ体の外部の空気がカップ体の上面開口からカップ体内に流入するのを阻止する流入阻止手段を設けるようにした。
【００５７】
そのため、処理槽内に乱流が生じても、その乱流がカップ体内に流入するのが阻止されるから、カップ体内に生じた乱流で基板が汚染されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置の概略的構成の断面図。
【図２】上カップに設けられた環状壁体によってカップ体内に乱流が流入するのを阻止する状態を示す説明図。
【図３】上記環状壁体に高さ調整部材を積層した状態の一部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１…処理槽
２…カップ体
３…下カップ
４…上カップ
５…排出管（排出手段）
６…排気ポンプ（排出手段）
１６…回転テーブル
２７…環状突出部（流入阻止手段）
３２…ファン・フィルタユニット
５１…第１の高さ調整部材
５２…第２の高さ調整部材
【図１】
0004040906.tif 000002
【図２】
0004040906.tif 000003
【図３】
0004040906.tif 000004