(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、
回転駆動されるとともに上記基板を着脱可能に保持する回転体と、
上記基板の下面側に対向して回転不能に配置されこの基板の下面に処理液を噴射するノズル孔を有するノズルヘッドと、
上記回転体と一体的に設けられこの回転体に保持された上記基板の下面に所定の間隔で離間対向する対向壁部を有する乱流防止カバーと、
前記処理液による前記基板の処理後における前記基板の乾燥処理時に、前記乱流防止カバーをその対向壁部の上面に残留する処理液が除去されるまで加熱乾燥する加熱手段と
を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
【請求項２】
上記ノズルヘッドには上記乱流防止カバーの対向壁部の下面に対向する取付け部が設けられ、この取付け部に上記加熱手段が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】
上記加熱手段は、上記乱流防止カバーの対向壁部の下面に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４】
基板を着脱可能に保持するとともにこの基板の下面側に乱流が発生するのを防止する乱流防止カバーを有する回転体によって上記基板を回転させながら処理するスピン処理方法において、
上記基板を低速度で回転させながら下面を処理液によって処理する工程と、
処理液による処理時に比べて上記基板を高速度で回転させて乾燥処理する工程と、
上記基板を乾燥処理する際に上記乱流防止カバーをその上面に付着残留する処理液が除去されるまで加熱乾燥する工程と
を具備したことを特徴とするスピン処理方法。
【請求項５】
上記乱流防止カバーを加熱して行なう乾燥処理を、上記基板の乾燥処理が終了する前に終了させることを特徴とする請求項４記載のスピン処理方法。
【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ながら処理液で処理した後、乾燥処理するためのスピン処理装置及びスピン処理方法に関する。
【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工程においては、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。これらのプロセスでは、上記基板に対して成膜処理と洗浄処理とが繰り返し行われる。
【０００３】
上記基板の洗浄処理および洗浄処理後の乾燥処理を行うためにはスピン処理装置が用いられる。このスピン処理装置はカップ体を有し、このカップ体内には回転駆動される回転体が設けられている。この回転体には保持機構が設けられ、この保持機構には基板が着脱可能に保持される。
【０００４】
この保持機構に保持された基板は回転体とともに回転しながら洗浄処理および乾燥処理が順次行なわれる。基板の洗浄処理では、回路パターンが形成される上面だけでなく、下面の清浄度が要求されることがある。そのような場合には基板を回転させながらこの基板の下面に向けて処理液を噴射して基板の下面も洗浄処理するということが行なわれる。
【０００５】
洗浄処理が終了したならば処理液の供給を停止し、回転体を高速度で回転させ、その回転により生じる遠心力を利用して基板に付着した洗浄液を飛散させて乾燥処理することになる。
【０００６】
基板を乾燥処理する際、回転体を高速度で回転させると、回転体の上面側と基板の下面側との間の空間部には乱流が発生し易いということがある。一方、基板の乾燥処理時には基板から飛散した処理液がミスト状となってカップ体内を浮遊している。
【０００７】
そのため、基板の乾燥処理時に基板の下面側に乱流が生じると、カップ体内を浮遊するミストが基板の下面側に巻き込まれ、その下面に付着して汚れやウオータマークの発生原因となるということがある。
【０００８】
そこで、上記回転体に、この回転体に保持される基板の下面と僅かな間隔を介して対向する対向壁部を有する乱流防止カバーを設け、回転体を高速度で回転させたときに、基板の下面側に乱流が発生するのを防止するということが考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
回転体に乱流防止カバーを設ければ、基板の乾燥処理時にこの基板の下面側に乱流が発生するのを防止することが可能となる。しかしながら、基板の洗浄処理時に、基板の下面に噴射された処理液が上記乱流防止カバーの上面に付着残留することが避けられない。
【００１０】
そのため、基板の乾燥処理時に、乱流防止カバーの上面に付着残留した処理液が飛散して基板の下面に付着し、汚れやウオータマークの発生原因になるということがある。とくに、乱流防止カバーから処理液が飛散して基板に付着する時期が基板の乾燥処理工程の後期（とくに終了間際）であると、その処理液がほとんど乾燥されずに基板の下面に残留することになり、ウオータマークの発生が避けられないということがある。
【００１１】
この発明は、基板の乾燥処理時の、とくに乾燥処理が終了する間際に、乱流防止カバーの上面に付着残留した処理液が飛散して基板の下面に再付着することがないようにしたスピン処理装置及びスピン処理方法を提供することにある。
【００１２】
【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、
回転駆動されるとともに上記基板を着脱可能に保持する回転体と、
上記基板の下面側に対向して回転不能に配置されこの基板の下面に処理液を噴射するノズル孔を有するノズルヘッドと、
上記回転体と一体的に設けられこの回転体に保持された上記基板の下面に所定の間隔で離間対向する対向壁部を有する乱流防止カバーと、
前記処理液による前記基板の処理後における前記基板の乾燥処理時に、前記乱流防止カバーをその対向壁部の上面に残留する処理液が除去されるまで加熱乾燥する加熱手段と
を具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１３】
請求項２の発明は、上記ノズルヘッドには上記乱流防止カバーの対向壁部の下面に対向する取付け部が設けられ、この取付け部に上記加熱手段が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。
【００１４】
請求項３の発明は、上記加熱手段は、上記乱流防止カバーの対向壁部の下面に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。
【００１５】
請求項４の発明は、基板を着脱可能に保持するとともにこの基板の下面側に乱流が発生するのを防止する乱流防止カバーを有する回転体によって上記基板を回転させながら処理するスピン処理方法において、
上記基板を低速度で回転させながら下面を処理液によって処理する工程と、
処理液による処理時に比べて上記基板を高速度で回転させて乾燥処理する工程と、
上記基板を乾燥処理する際に上記乱流防止カバーをその上面に付着残留する処理液が除去されるまで加熱乾燥する工程と
を具備したことを特徴とするスピン処理方法にある。
【００１６】
請求項５の発明は、上記乱流防止カバーを加熱して行なう乾燥処理を、上記基板の乾燥処理が終了する前に終了させることを特徴とする請求項４記載のスピン処理方法にある。
【００１７】
この発明によれば、基板の洗浄処理時に乱流防止カバーの上面に付着残留した処理液は、乾燥処理時に加熱乾燥されるため、乾燥処理時の終了間際に、処理液が乱流防止カバーから飛散して基板の下面に再付着するのを防止できる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１と図２はこの発明の第１の実施の形態を示す。
【００２０】
図１はスピン処理装置を示し、このスピン処理装置は同図に鎖線で示すカップ体１を有する。このカップ体１の底部の径方向中心部には通孔２が穿設され、周辺部には複数の排出管１ａが周方向に所定間隔で接続されている。
【００２１】
上記通孔２には円筒状の動力伝達体３が設けられている。この動力伝達体３は駆動源としての制御モータ４によって回転駆動される。この制御モータ４は筒状の固定子５と、この固定子５内に回転可能に挿入された同じく筒状の回転子６とを有する。
【００２２】
上記動力伝達体３は下端が上記回転子６の上端面に接合され、ねじ７によって固定されている。したがって、上記動力伝達体３は上記回転子６と一体に回転するようになっている。
【００２３】
上記動力伝達体３のカップ体１内に突出した上端部には回転体１１が取り付けられている。この回転体１１は円板状をなした下板１２と上板１３とを接合してなり、これら下板１２と上板１３との中心部分には上記動力伝達体３の内部空間に連通する通孔１４が形成されている。
【００２４】
上記回転体１１の上板１３の周辺部には周方向に所定間隔、たとえば９０度間隔で４つの支持筒部１５が一体形成されている。上記下板１２の上記支持筒部１５と対応する部分には通孔１６が形成されている。
【００２５】
上記支持筒部１５と通孔１６には、各々ブッシュ１７ａ、１７ｂが嵌着され、このブッシュ１７ａ、１７ｂには保持部材１８が回転可能に支持されている。この保持部材１８は、上記ブッシュ１７ａ、１７ｂに支持された軸部１９と、この軸部１９の上端部に一体形成された上記軸部１９よりも大径な頭部２０とを有する。
【００２６】
上記頭部２０の上端面には、保持部材１８の回転中心から偏心した位置にテーパ部材２１が設けられている。このテーパ部材２１のテーパ面２１ａの傾斜方向上端部には係合ピン２２が突設されている。
【００２７】
そして、各保持部材１８に設けられたテーパ部材２１には半導体ウエハや液晶装置用のガラス基板などの基板Ｗが周辺部の下面をそのテーパ面２１ａに載置して設けられる。その状態で、各保持部材１８を所定方向、たとえば時計方向に回転させると、上記テーパ部材２１が偏心回転することで、基板Ｗの周辺部がテーパ部材２１のテーパ面２１ａに沿って上昇し、その外周面が係合ピン２２に当接する。それによって、基板Ｗは４つの保持部材１８によって回転体１１に一体的に保持される。
【００２８】
上記保持部材１８を先程と逆方向である、反時計方向に回転させると、係合ピン２２が基板Ｗの外周面から離れるとともにこの基板Ｗの周辺部がテーパ部材２１のテーパ面２１ａに沿って下降する。それによって、基板Ｗの４つの保持部材１８による保持状態が開放される。
【００２９】
なお、保持部材１８の数は４つの限られず、それ以上であってもよく、また基板Ｗが半導体ウエハの場合には３であってもよい。
【００３０】
上記保持部材１８の軸部１９は下端が回転体１１の下面側に突出し、その突出端部には子歯車２５が嵌着されている。各保持部材１８の軸部１９に嵌着された子歯車２５は親歯車２６に噛合している。この親歯車２６は上記動力伝達体３に軸受２７を介して回転可能に保持されている。
【００３１】
上記親歯車２６は、上記動力伝達体３の外周面に設けられたばね２８によって所定の回転方向、たとえば反時計方向に付勢されている。それによって、子歯車２５が時計方向に回転し、その回転に保持部材１８が連動してテーパ部材２１が偏心回転することで、基板Ｗは各保持部材１８の係合ピン２２によって回転体１１に保持される。
【００３２】
基板Ｗの保持状態を解除するには、上記親歯車２６を図示しない解除機構によってばね２８の付勢力に抗して時計方向に回転させる。具体的には、上記解除機構によって親歯車２６が回転するのを阻止し、その状態で回転体１１を制御モータ４によって時計方向に回転させる。それによって、保持部材１８は反時計方向に回転するから、係合ピン２２による基板Ｗの保持状態が解除されることになる。
【００３３】
上記動力伝達体３の内部には、保持筒３１がこの動力伝達体３の回転の影響を受けることのない状態で挿通されている。この保持筒３１の上端にはノズルヘッド３２が取着されている。このノズルヘッド３２の上面にはすり鉢状の凹部３２ａが形成されている。この凹部３２ａには、回転体１１に保持された基板Ｗの下面中心部に向けて所定の角度で処理液を噴射する複数の処理液ノズル孔３３と、窒素ガスやアルゴンガスのような気体を上記基板Ｗの中心部の真下からほぼ垂直に噴射する気体ノズル孔３４とが先端を開口させて形成されている。
【００３４】
上記処理液ノズル孔３３と気体ノズル孔３４の基端には、それぞれこれらノズル孔に処理液および気体を供給する処理液供給管３６と気体供給管３７の一端が接続されている。これら各供給管３６，３７は上記保持筒３１内を通されて外部に導出され、他端は図示しない処理液供給タンクおよび気体供給タンクに接続されている。
【００３５】
上記回転体１１の上面および外周面は、撥水性と耐熱性を有する合成樹脂、たとえば塩化ビニールや弗素系の合成樹脂などによって形成された乱流防止カバー４１によって覆われている。この乱流防止カバー４１は、回転体１１に保持される基板Ｗの下面に僅かな隙間を介して対向する対向壁部４２と、この対向壁部４２の周縁部に垂設された周壁部４３とをする。
【００３６】
上記対向壁部４２には、処理液ノズル孔３３および気体ノズル孔３４から噴射される処理液および気体を基板Ｗの下面に到達させるための通孔４４が形成されている。
【００３７】
上記回転体１１の上面に立設された４本の保持部材１８の上端部は、上記乱流防止カバー４１の対向壁部４２に穿設された通孔４４ａからその上面側に突出している。
【００３８】
また、回転体１１の上方には、下面と同様、基板Ｗに洗浄液を噴射する上部洗浄液ノズル４５および乾燥気体を供給するクリーンユニット（図示せず）が配置されている。
【００３９】
基板Ｗを回転体１１に保持し、この回転体１１を数十〜数百ｒ．ｐ．ｍの低速度で回転させながら、基板Ｗの上面と下面とに上部洗浄ノズル４５と処理液ノズル孔３３より洗浄液を供給する。洗浄液を所定時間供給したならば、その供給を停止し、次いで回転体１１を１０００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速度で回転させるとともに気体ノズル孔３４から基板Ｗの下面に向けて気体を噴射する。
【００４０】
それによって、基板Ｗの上下面に付着した洗浄液は、この基板Ｗが回転体１１によって高速回転させられることで発生する遠心力と気体ノズル孔から噴射される気体とによって基板Ｗの径方向外方へ流れ、その外周縁から飛散するから、基板Ｗの上下面が乾燥処理されることになる。
【００４１】
上記回転体１１の上面側は乱流防止カバー４１によって覆われ、その対向壁部４２の上面と回転体１１に保持された基板Ｗの下面との間には所定間隔の隙間が形成される。そのため、基板Ｗを乾燥する際、回転体１１を高速回転させると、上記対向壁部４２の上面と基板Ｗの下面とがなす隙間には気体ノズル孔３４から噴射される気体が基板Ｗの下面中心部から径方向外方に沿って層状に流れるため、基板Ｗの下面側に乱流が生じるのが抑制されることになる。
【００４２】
つまり、基板Ｗの乾燥処理時に、基板Ｗから飛散した処理液がカップ体１内にミストとなって浮遊していても、基板Ｗの下面側に入り込んでその下面に付着するのを防止することができる。
【００４３】
上記ノズルヘッド３２の外周面には、径方向外方に向かって延出された円盤状の取付け部５１が一体形成されている。この取付け部５１の上面は、上記回転体１１に設けられた乱流防止カバー４１の対向壁部４２の下面に対向している。取付け部５１の上面には加熱手段としての面状の電熱ヒータ５２が設けられている。
【００４４】
上記電熱ヒータ５２は、たとえばセラミックヒータやラバーヒータなどが用いられている。電熱ヒータ５２は、上記取付け部５１の全面に設けてもよいが、周方向に沿って部分的に設けてもよく、その点は限定されるものでない。
【００４５】
上記電熱ヒータ５２は図示しない制御装置によって給電が制御される。電熱ヒータ５２が給電されることで発熱すると、その熱によって上記乱流防止カバー４１の対向壁部４２が加熱される。それによって、基板Ｗを処理液によって処理した後、上記対向壁部４２の上面に付着残留する処理液が加熱乾燥されることになる。
【００４６】
上記電熱ヒータ５２による乱流防止カバー４１の加熱乾燥は、回転体１１を高速度で回転させて行なう基板Ｗの乾燥処理が終了する前に、終了するよう加熱開始時間や加熱温度などの加熱条件が設定される。
【００４７】
このような構成のスピン処理装置によれば、回転体１１に乱流防止カバー４１を設け、この回転体１１に保持された基板Ｗの下面に乱流が生じるのを防止している。そのため、基板Ｗを処理液によって処理した後、乾燥処理する場合、乱流防止カバー４１の上面に処理液が付着残留し、乾燥処理の終了間際にその処理液が飛散して基板Ｗの下面に付着して乾燥されずに残留し、基板Ｗの汚れやウオータマークの発生を招く原因になる虞がある。
【００４８】
しかしながら、乾燥処理時には基板Ｗの下面に対向する乱流防止カバー４１の対向壁部４２は、ノズルヘッド３２の取付け部５１に設けられたヒータ５２によって加熱される。それによって、対向壁部４２の上面に付着残留した処理液が乾燥除去される。
【００４９】
ヒータ５２による乱流防止カバー４１の加熱乾燥は、基板Ｗの乾燥処理よりも速く終了するよう上記ヒータ５２による乱流防止カバー４１の加熱条件が設定されている。
【００５０】
それによって、基板Ｗの乾燥処理が終了する時点では、乱流防止カバー４１に処理液が付着残留するということがないから、基板Ｗの乾燥処理の終了間際に回転体１１とともに回転する乱流防止カバー４１から処理液が飛散して基板Ｗに再付着し、汚れやウオータマークの発生原因になるのを防止できる。
【００５１】
図３はこの発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、ノズルヘッド３２に取付け部５１を設けず、乱流防止カバー４１の対向壁部４２の下面にヒータ５２を設けるようにしている。
【００５２】
上記乱流防止カバー４１は回転体１１とともに回転する。そのため、対向壁部４２に設けたヒータ５２への給電は、詳細は図示しないが、たとえば制御モータ４の回転子６を介してスリップリングにより行なうようにすればよい。
【００５３】
図４はこの発明の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、ノズルヘッド３２には取付け部５１が設けられ、この取付け部５１には電磁石あるいは永久磁石などの複数の磁石６１が周方向に所定間隔で、しかも周方向において隣り合う磁石６１の極性が異なるように設けられている。
【００５４】
一方、乱流防止カバー４１の対向壁部４２の下面には複数のコイル６２が周方向に所定間隔で設けられている。
【００５５】
したがって、回転体１１が回転駆動されると、乱流防止カバー４１に設けられた各コイル６２に極性の異なる磁石６１が順次対向し、上記コイル６２が電磁誘導によって発熱するから、このコイル６２が設けられて乱流防止カバー４１の対向壁部４２が加熱されることになる。
【００５６】
つまり、この第３の実施の形態では、磁石６１とコイル６２とによって加熱手段を構成している。
【００５７】
この第３の実施の形態において、コイル６２を発熱させる代わりに、コイル６２に発熱線を接続し、コイルに生じる電流で発熱線だけを発熱させるようにしてもよい。
【００５８】
この発明の加熱手段としては、上記各実施の形態だけに限定されず、他の手段によって乱流防止カバー４１を加熱するようにしてもよい。たとえば、図示しないがノズルヘッド３２が設けられた保持筒３１を通じて乱流防止カバー４１の下面側に温風を噴射させ、この温風によって乱流防止カバー４１の対向壁部２を加熱するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、基板を洗浄処理した後の乾燥処理時に、回転体に設けられた乱流防止カバーを加熱するようにした。
【００６０】
そのため、基板の洗浄処理を行なうことで、乱流防止カバーの上面に処理液が付着残留していても、その処理液は上記基板の乾燥処理時に加熱乾燥されるため、乾燥処理の終了間際に、乱流防止カバーから処理液が飛散して基板の下面に再付着す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概略的構成を示す断面図。
【図２】ヒータが設けられた取付け部の平面図。
【図３】この発明の第２の実施の形態を示すヒータの取付け構造の概略的構成を示す断面図。
【図４】この発明の第３の実施の形態を示す加熱手段の構成図。
【符号の説明】
１１…回転体
３２…ノズルヘッド
３３…処理液ノズル孔
３４…気体ノズル孔
４１…乱流防止カバー
４２…対向壁部
５１…取付け部
５２…ヒータ（加熱手段）
【図１】
0004050505.tif 000002
【図２】
0004050505.tif 000003
【図３】
0004050505.tif 000004
【図４】
0004050505.tif 000005