(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させて洗浄処理及び乾燥処理するスピン処理装置において、
スピンカップと、
このスピンカップ内に設けられ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、
上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と
を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
【請求項２】
基板を回転させて洗浄処理及び乾燥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スピンカップと、
このスピンカップ内に設けられ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、
上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と、
上記処理槽に設けられ、上記スピンカップの内部と外部を排気する排気管と
を具備した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】
この発明は回転テ−ブルによって基板を回転させて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、この排出管は上記処理槽の底壁を貫通して外部に導出され、気液分離器を介して排気ポンプに接続されている。
【０００５】
したがって、排気ポンプを作動させれば、上記カップ体内の空気及び処理液が上記排出管から外部へ排出されるようになっている。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乾燥処理時に基板を高速度で回転駆動して基板から処理液を周方向（ほぼ接線方向）に飛散させると、処理液はカップ体の内周面に衝突して反射し、ミスト状となる。
【０００８】
カップ体の内周面で反射してミスト状となった処理液の飛散方向は、上記排気管によって上記カップ体内が吸引されていても、その吸引力によって排気管へ確実に排気されず、一部は基板に戻って再付着する。そのため、基板の汚染原因になるということがあった。
【０００９】
この発明は、基板をスピン処理する際に、基板から飛散した液体がスピンカップの内周面で反射して基板に再付着し、その基板の汚染原因になるのを防止したスピン処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を回転させて洗浄処理及び乾燥処理するスピン処理装置において、スピンカップと、このスピンカップ内に設けられ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、上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し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。
【００１１】
請求項２の発明は、基板を回転させて洗浄処理及び乾燥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スピンカップと、このスピンカップ内に設けられ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、上記スピンカップの周壁の上記回転テーブルに保持された基板とほぼ同じ高さ位置に形成され基板の回転によって生じる気流をスピンカップの外部に逃がす逃し手段であって、上記スピンカップの周壁に形成された通孔と、この通孔を閉塞するとともに基板の回転によって生じる気流で作動して上記通孔を開放する弁を有する逃し手段と、上記処理槽に設けられ、上記スピンカップの内部と外部を排気する排気管とを具備したことを特徴とするスピン処理装置にある。
【００１２】
この発明によれば、基板を乾燥処理する際に回転テーブルを高速回転させると、そのときに生じる気流はスピンカップの周壁に形成された逃し手段から外部に逃げるため、その気流に含まれる液体がスピンカップの内周面で反射して基板に戻るのを防止できる。
【００１３】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１と図２はこの発明の第１の実施の形態を示し、図１に示すスピン処理装置は架台１を備えている。この架台１は下板２及びこの下板２の上面に立設された脚体３によって上記下板２の上方向に所定間隔で保持された上板４とを有し、この上板４上には処理槽５が設置されている。
【００１５】
上記処理槽５は上面が開放した角筒状をなしていて、周壁は高さ方向中途部から上端に向かって外形寸法が次第に小さくなるテーパ壁５ａに形成されている。処理槽５の上壁６にはクリンエアユニット７が取付けられている。
【００１６】
上記クリンエアユニット７は、スピン処理装置が設置されるクリーンルームの天井から吹き降ろすダウンフロー（図中矢印で示す）を浄化して処理槽５内に導入するためのもので、具体的にはＨＥＰＡなどのフィルタによってクリーンルームの清浄空気をさらに浄化して処理槽１内に導入するようになっている。
【００１７】
上記処理槽５の内部には回転テーブル８が設けられている。この回転テーブル８の上面には複数の支持部材９が周方向に所定間隔で設けられ、これら支持部材９にはたとえば半導体ウエハなどの基板１１が着脱可能に保持される。
【００１８】
上記処理槽５の底部には開口部１２が形成され、この開口部１２にはモータ１３によって回転駆動される駆動軸１３ａが挿通され、この駆動軸１３ａの上端に上記回転テーブル８が連結されている。
【００１９】
上記モータ１３は上下駆動機構１４に取付けられている。それによって、上記回転テーブル８は、上記モータ１３によって回転駆動され、さらに上記上下駆動機構１４によってモータ１３とともに上下駆動されるようになっている。なお、上下駆動機構１４は下板２上に載置部材１５を介して設置されている。
【００２０】
上記処理槽５の内底部にはスピンカップ１６が設けられている。このスピンカップ１６の内部、つまり処理空間部１７には上記回転テーブル８が収容されている。
【００２１】
上記スピンカップ１６の底部には排出管２２が接続されている。この排出管２２は気液分離器２３を介して図示しない排出ポンプに接続されている。気液分離器２３では気体と液体とを分離し、液体は排液管２４を通じて排出し、気体はたとえば大気中に放散するようになっている。したがって、上記排出ポンプが作動すると、スピンカップ１６内の気体と液体とが上記排出管２２を通じて排出されるようになっている。
【００２２】
さらに、排出管２２には分岐管２２ａが設けられ、この分岐管２２ａは処理槽５のスピンカップ１６の外側の部分に連通している。したがって、処理槽５内は、スピンカップ１６の内部だけでなく、外部も排気されるようになっている。
【００２３】
なお、図１では排出管２２及び分岐管２２ａは１本だけしか示されていないが、スピンカップ１６の周方向に所定の間隔で複数本設けられ、スピンカップ１６内の排気を周方向において均一に行なうことができるようになっている。
【００２４】
上記処理槽５の底部に形成された開口部１２の周辺部には円筒状の遮蔽壁２５が設けられている。この遮蔽壁２５の上端は回転テーブル８の下面周辺部に設けられたリング状部材２６の内周面にわずかの隙間を介して対向している。それによって、上記開口部１２を通じて処理空間部１７で飛散する処理液が処理槽５の外底部に流出するのを阻止している。
【００２５】
上記処理槽５の処理空間部１７の底面は、径方向中心部から周辺部にゆくにつれて次第に低くなる傾斜面２７に形成され、この傾斜面２７の最も低い位置に上記排出管２２が接続されている。
【００２６】
上記上下駆動機構１４によって回転テーブル８を上昇方向に駆動すると、この回転テーブル８に保持された基板１１がスピンカップ１６上端面よりも上方に突出位置する。
【００２７】
上記処理槽５の一側には出し入れ口３２が開口形成されている。この出し入れ口３２はシリンダ３３によって上下方向に駆動されるシャッタ３４で開閉されるようになっている。
【００２８】
上記回転テーブル８が上昇方向に駆動され、出し入れ口３２が開放されると、この出し入れ口３２に進入可能な図示しないロボットのハンドによって上記回転テーブル８に保持された処理済の基板１１を取り出したり、未処理の基板１１を供給できるようになっている。未処理の基板１１には、回転テーブル８の上方に設けられた洗浄用ノズル体３５から処理液が噴射されるようになっている。処理液としては、洗浄液、エッチング液、レジストを剥離するための剥離液などがあり、この実施の形態では基板１１を洗浄処理するための洗浄液が供給されるようになっている。
【００２９】
上記スピンカップ１６の周壁には逃し手段４１が設けられている。この逃し手段４１は、上記スピンカップ１６の周壁の上記回転テーブル８に保持された基板１１とほぼ同じ高さ位置に周方向に所定間隔で穿設された複数の通孔４２と、スピンカップ１６の周壁外面に設けられ各通孔４２を閉塞した可撓弁４３とから構成されている。
【００３０】
上記可撓弁４３は、図２に示すようにフッ素樹脂などによって固定部４３ａと可動部４３ｂとが薄肉部４３ｃを介して一体形成されてなり、固定部４３ａがスピンカップ１６の外面に固定され、可動部４３ｂが通孔４２を閉塞している。可動部４３ｂはスピンカップ１６の内部からわずかな力が加わることで揺れ動いて通孔４２を開放するようになっている。
【００３１】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって基板１１を処理液によって洗浄処理し、ついで乾燥処理する場合の動作について説明する。
【００３２】
シャッタ３４によって閉塞された処理槽５の出し入れ口３２を開放するとともに、上下駆動機構１４を作動させて回転テーブル８をスピンカップ１６の上端から上方に突出する位置まで上昇させる。
【００３３】
ついで、図示しないロボットによって回転テーブル８に基板１１を供給したならば、この回転テーブル８を下降させて出し入れ口３２を閉じる。つぎに、排気ポンプを作動させて排出管２２に吸引力を発生させたのち、モータ１３によって回転テーブル８を回転させる。さらに、洗浄用ノズル体３５から基板１１の上面に向けて洗浄液を供給する。それによって、基板１１の上面は洗浄液によって洗浄されることになる。
【００３４】
洗浄後、洗浄用ノズル体３５から洗浄液を供給せずに、回転テーブル８を高速回転させる。回転テーブル８とともに基板１１が高速回転することで、その回転に伴う気流が基板１１の接線方向に生じるとともに、遠心力によって基板１１に付着した洗浄液が上記気流に乗って基板１１の接線方向に飛散する。
【００３５】
基板１１から飛散した液体を含む気体はスピンカップ１６の周壁に衝突する。スピンカップ１６の周壁には、周方向に所定間隔で複数の通孔４２が形成されている。各通孔４２は可撓弁４３の可動部４３ｂによって閉塞されているが、その可動部４３ｂに回転テーブル８が高速回転することで発生する気流が作用することで、薄肉部４３ｃを支点として揺動し、通孔４２を開放する。
【００３６】
したがって、基板１１から飛散した液体は、スピンカップ１６内で発生する気流に乗って上記通孔４２を通ってスピンカップ１６の外部に放散され、分岐管２２ａから排出されるから、スピンカップ１６の内周面で反射して基板１１に再付着するということがほとんどなくなる。つまり、基板１１から飛散した液体が基板１１に再付着して基板１１を汚染するのを防止することができる。
【００３７】
基板１１から飛散した液体が可撓弁４３の可動部４３ｂに衝突すると、この可動部４３ｂが揺動することで、液体の衝突による衝撃が緩和される。そのため、基板１１から飛散した液体が可撓弁４３で反射してスピンカップ１６内で浮遊するのをなくすことができる。
【００３８】
上記可撓弁４３は通常は通孔４２を閉塞しており、スピンカップ１６の外部から加わる圧力によって通孔４２を開放するようなことがない。そのため、スピンカップ１６の外部の汚れた雰囲気が内部へ浸入して基板１１を汚染のを防止することができる。
【００３９】
なお、スピンカップ１６の通孔４２から外部に気体とともに流出した液体は、処理槽５の底部に接続された図示しない排液管から排出される。
【００４０】
図３（ａ）はこの発明のスピンカップ１６内の気体の流れを示しており、図３（ｂ）は従来のスピンカップ１６内の気体の流れを示している。図３（ａ），（ｂ）において、矢印Ａはクリンユニット７からのダウンフローを示しており、矢印ＢはダウンフローＡがスピンカップ１６内で流れる内部気流である。図３（ｂ）に示す従来の場合、回転テーブル８の回転によって生じた気流Ｃはスピンカップ１６の内周面で反射して渦流となる。そのため、気流Ｃに含まれた液体がスピンカップ１６内で浮遊し易く，それによって基板１１に再付着することになる。
【００４１】
一方、図３（ａ）に示すこの発明の場合には、回転テーブル８の回転によって気流Ｃが生じると、その気流Ｃの流れによって通孔４２が開放され、その通孔４２から気流Ｃがスピンカップ１６の外部に流出する。そのため、気流Ｃに含まれる液体も一緒に流出するから、基板１１から飛散した液体が再付着するのが防止される。
【００４２】
この発明は上記一実施の形態に限定されず、種々変形可能である。たとえば、スピンカップ内で生じる気流を外部に逃すための逃し手段を通孔及び可撓弁から構成したが、スピンカップの内部が外部より圧力が低くなった場合に、スピンカップの外部の気体が通孔を通過して内部に流入するのを防止できる構成であればよい。
【００４３】
スピンカップの外部の雰囲気の清浄状態が維持できれば上記通孔を可撓弁で閉塞しなくともよい。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、基板を乾燥処理する際に回転テーブルを高速回転させることで生じる気流を、スピンカップから逃すために、スピンカップの周壁に逃し手段を形成した。
【００４５】
そのため、基板の乾燥処理時には、回転テーブルの高速回転によって生じる気流とともにその気流に含まれる基板から飛散する液体もスピンカップの外部に流出するため、液体がスピンカップの内周面で反射して基板に再付着するのを防止することができる。
【００４６】
さらに、スピンカップに形成された通孔に、回転テーブルの高速回転によって生じる気流で通孔を開放する弁を設けるようにしたから、高速回転によって生じた気流が衝突すると、その衝突によって揺動して衝撃を吸収緩和するから、スピンカップ内周面での気流の反射を抑制することができる。
【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縦断面図。
【図２】スピンカップに形成された通孔の部分の拡大断面図。
【図３】（ａ）はこの発明のスピンカップ内における気流の流れを示す説明図、（ｂ）は従来のスピンカップ内における気流の流れを示す説明図。
【符号の説明】
８…回転テーブル
１１…基板
１６…スピンカップ
４１…逃し手段
４２…通孔
４３…可撓弁
４３ａ…固定部
４３ｂ…可動部
【図１】
0004369022.tif 000002
【図２】
0004369022.tif 000003
【図３】
0004369022.tif 000004