(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を回転させて処理液により処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
上記被処理物を保持するとともに上記カップ体の内部に回転自在に配置された回転体と、
この回転体を回転駆動する回転駆動手段と、
上記カップ体の上方に上記被処理物に対する傾斜角度の調整自在に設けられこの被処理物に対して上記処理液を噴射するノズル体と、
このノズル体を上記被処理物の所定方向に沿って駆動する揺動駆動手段を具備し、
上記揺動駆動手段は、軸線を垂直にして配置されて回転駆動される駆動軸と、この駆動軸の上部に基端部が取付けられ先端部に上記ノズル体が取付けられた円筒状の水平ア−ムと、上記ノズル体を覆うカバ−体とからなり、
上記カバ−体は、上記カップ体の上方からこのカップ体に向かう気流が乱れるのを防止する流線形状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】
上記ノズル体は複数であ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】
上記ノズル体には、この内部に供給された処理液に超音波振動を付与するための振動子が取付けられた振動板が組み込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２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】
この発明は被処理物を高速回転させながら処理液で処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば液晶製造装置や半導体製造装置においては、液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどの被処理物を高い清浄度で洗浄して乾燥させるということが要求される工程がある。上記被処理物を洗浄して乾燥させるためには、この被処理物を高速回転させながら純水などの処理液を噴射して洗浄し、ついで処理液を噴射させずに高速回転させることで乾燥させるということが行われる。
【０００３】
このような処理を行うためにスピン処理装置が用いられている。スピン処理装置はカップ体を有する。このカップ体の内部には回転駆動機構によって回転駆動される回転体が設けられている。この回転体の上面側には上記被処理物が保持されている。上記カップ体の上方には上記被処理物に向けて処理液を噴射するノズル体が揺動駆動手段によって上記被処理物の径方向に沿って揺動自在に設けられている。
【０００４】
したがって、上記ノズル体から処理液を噴射させながらこのノズル体を、回転駆動される被処理物の径方向に沿って揺動させることで、この被処理物の上面全体を処理液によって洗浄などの処理をすることができる。
【０００５】
たとえば、被処理物を薬液で洗浄処理する場合、その薬液による洗浄後、同じく処理液としての純水を噴射してリンス処理し、ついで処理液を供給しない状態で上記被処理物を高速回転させることで、リンス処理された被処理物を乾燥処理するということが行われる。
【０００６】
従来、上記ノズル体は、上記揺動駆動手段を構成するア−ムの先端に、その軸線をほぼ垂直にして固定されていた。そのため、上記ノズル体から噴射される処理液の噴射方向は垂直方向に限られ、変えることができなかった。
【０００７】
ところで、被処理物に対する処理の種類やそのときに用いられる処理液の種類によっては、その処理液を被処理物に対して所定の角度で傾斜させて噴射させた方が処理効果を向上させることができる場合がある。
【０００８】
しかしながら、従来は、上述したように上記ノズル体は噴射方向を垂直にしてア−ムに固定されていたので、処理や処理液の種類によってその角度を変えることができないということがあった。
【０００９】
しかも、上記処理液による処理効果を高めるために、上記ノズル体に超音波振動子が取付けられた振動板を組み込み、ノズル体から噴射される処理液に超音波振動を付与するということが行われている。その場合、ノズル体の噴射方向が垂直であると、処理液に付与されてノズル体から出射される超音波振動（進行波）が被処理物で反射し、反射波となってノズル体へ戻ってくることがある。
【００１０】
すると、その反射波がノズル体内に入射し、振動板に作用してこの振動板の振動を減衰したり、ノズル体から被処理物に向かう進行波と干渉して進行波を減衰させるなどのことにより、上記処理液による処理効果を低減させるということがある。
【００１１】
一方、上記スピン処理装置は、通常、清浄な空気が上方から下方に向かって流される（ダウンフロ−と呼ばれている。）クリ−ンル−ムに設置される。その場合、そのダウンフロ−は揺動駆動手段のノズル体やア−ムを通過してカップ体内へ流入する。
【００１２】
上記ダウンフロ−が上記ノズル体を通過することでその流れが層流から乱流になる。すると、上記ダウンフロ−の清浄空気の一部が横方向に流れたり、舞い上がるなどのことが生じる。
【００１３】
ダウンフロ−に乱れのない場合、処理液により被処理物を処理する際に生じるミストは、ダウンフロ−の清浄空気とともにカップ体の底部に接続された吸引管から排出される。
【００１４】
しかしながら、ダウンフロ−が上記ノズル体によって乱されると、処理時に生じるミストが上記吸引管から排出されず、カップ体内に滞留することがある。そのような状態で被処理物の乾燥処理を行うと、その被処理物にカップ体内に滞留するミストが付着し、汚染原因となることがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のスピン処理装置においては、被処理物に向けて処理液を噴射するノズル体が軸線を垂直にした角度で固定されていたので、処理や処理液のの種類によっては処理効率を十分に向上させることができないということがあった。
【００１６】
とくに、処理液に超音波振動を付与するために、ノズル体に振動子が設けられた振動板を組み込んだ場合、ノズル体が軸線を垂直にして設けられていると、ノズル体からの進行波が被処理物で反射することで生じる反射波が上記ノズル体へ戻るから、その反射波が振動板や進行波と干渉し、処理効率の低下を招くということがある。
【００１７】
また、カップ体の上方に配置されたノズル体は、その上方からカップ体に向かう清浄空気の流れを乱すことになる。そのため、清浄空気の乱れで、処理液による処理時に生じたミストがカップ体内に滞留し易くなるから、そのミストが乾燥処理時に被処理物に付着して汚染を招くということもある。
【００１８】
この発明の目的は、ノズル体の取付け角度を調整できるようにして、処理効率の向上を図ることが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。
この発明の目的は、カップ体の上方からこの内部へ向かう清浄空気の流れに乱れが生じにくいようにすることで、処理液による処理時に生じたミストが被処理物に付着するのを防止するようにしたスピン処理装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、被処理物を回転させて処理液により処理するスピン処理装置において、
カップ体と、
上記被処理物を保持するとともに上記カップ体の内部に回転自在に配置された回転体と、
この回転体を回転駆動する回転駆動手段と、
上記カップ体の上方に上記被処理物に対する傾斜角度の調整自在に設けられこの被処理物に対して上記処理液を噴射するノズル体と、
このノズル体を上記被処理物の所定方向に沿って駆動する揺動駆動手段を具備し、
上記揺動駆動手段は、軸線を垂直にして配置されて回転駆動される駆動軸と、この駆動軸の上部に基端部が取付けられ先端部に上記ノズル体が取付けられた円筒状の水平ア−ムと、上記ノズル体を覆うカバ−体とからなり、
上記カバ−体は、上記カップ体の上方からこのカップ体に向かう気流が乱れるのを防止する流線形状に形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記ノズル体は複数であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、上記ノズル体には、この内部に供給された処理液に超音波振動を付与するための振動子が取付けられた振動板が組み込まれていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１の発明によれば、被処理物に対するノズル体の傾斜角度を変えることができるから、処理や処理液の種類などによって処理効率が向上するよう、上記ノズル体の角度を設定できる。
【００２３】
さらに、ノズル体を、カップ体の上方からこのカップ体に向かう気流を乱すことのない流線形状のカバ−で覆ったことにより、処理液による処理時に生じたミストがカップ体内に滞留し、被処理物に付着するのを防止できる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、ノズル体を複数としたことで、処理効率を上げることができる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明において、ノズル体に振動子が取付けられた振動板を組み込んだことで、処理液に超音波振動を付与し、処理効率を向上させることができる。とくに、請求項１との組み合わせにより、ノズル体を所定の角度で傾斜させることで、ノズル体から出射された超音波振動に対して被処理物で反射した超音波振動が干渉したり、ノズル体内に入射して振動板の振動を減衰させるなどのことを防止できる。
【００２５】
【発明の実施形態】
以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示すこの発明の実施形態のスピン処理装置はカップ体１を備えている。このカップ体１は、上面が開放した有底状の下カップ１ａと、この下カップ１ａの上端に着脱自在に保持された上カップ１ｂと、この上カップ１ｂの内面側にねじ２によって着脱自在に取付けられた中カップ１ｃとからなる。
【００２６】
上記下カップ１ａの底部中心部には通孔３が形成されている。この通孔３には回転軸４が挿通されている。この回転軸４の上記カップ体１内に突出した上端は回転体５の下面に取付けられている。この回転体５の上面には液晶用ガラス基板などの被処理物６の下面を支持する複数の支持ピン７と、上記被処理物６の外周面に係合する複数の係合ピン８とが設けられている。
【００２７】
上記通孔３から下カップ１ａの外部に突出した上記回転軸４の下端部は第１のモ−タ９の回転軸９ａに連結されている。したがって、上記第１のモ−タ９が作動すれば、上記回転体５が上記被処理物６とともに回転駆動されるようになっている。
【００２８】
上記第１のモ−タ９は第１の取付板１１に取付けられている。この第１の取付板１１は第１のシリンダ１２によって上下駆動されるようになっている。上記第１の取付板１１が上昇方向に駆動されれば、上記回転体５が図１に鎖線で示すように一体的に上昇する。それによって、上記回転体５に対して被処理物６を着脱できる。
【００２９】
上記第１の取付板１１の上面には、上記回転軸４を軸受１２を介して回転自在に支持した支持体１３が設けられている。この支持体１３には支持脚１４が立設されている。この支持脚１４は上記通孔３から上記下カップ１ａ内に突出し、その上端には上記通孔３を覆うカバ−１５が取付けられている。このカバ−１５は上記回転体５の上下動に連動する。したがって、上記回転体５が上昇したときでも、上記カバ−１５は上記通孔３を覆っている。
【００３０】
上記カバ−１５は径方向中心から周辺部に向かって低く傾斜した傾斜面に形成されている。したがって、上記カバ−１５の上面に滴下した洗浄液はその傾斜面に沿って流れて下カップ１ａに滴下する。下カップ１ａの底部周辺部には複数の排出管１６が接続されていて、下カップ１ａに滴下した洗浄液を排出するようになっている。
【００３１】
上記回転体１１に保持される被処理物６の上面側には、この被処理物６の上面を処理するための複数、この実施形態では一対のノズル体３１が配置されている。このノズル体３１は揺動機構３２によって上記被処理物６の径方向に沿って揺動駆動されるようになっている。
【００３２】
つまり、揺動機構３２は円筒状の水平ア−ム３３を有する。この水平ア−ム３３の先端部には図２に示すようにブッシュ３４が嵌合固定され、このブッシュ３４には取付板３５が取付けられている。この取付板３５には一対の支軸３６が上記取付板３５の板面に対して垂直に突設されていて、これら支軸３６に上記一対のノズル体３１が傾斜角度の調整自在に取付けられている。
【００３３】
つまり、上記ノズル体３１は図２と図３に示すようにブラケット３７に取付けられている。このブラケット３７の上部には上記支軸３６に挿着される取付孔３８が形成されている。上記ブラケット３７には上記取付孔３８に連通するすり割り３９が形成され、このすり割り３９を上記ブラケット３７の上端に螺合された締め付けねじ４１によって変形させることで、上記ブラケット３７を上記支軸３６に対して所定の傾斜角度で固定できるようになっている。
【００３４】
上記ブラケット３７にはノズル本体４２がねじ５３によって取付け固定されている。このねじ５３は図４（ｂ）に示すように上記ブラケット３７に形成された長孔３７ａを介して上記ノズル本体４２に螺合されている。上記ノズル本体４２には図４（ａ）に示すように上下方向に貫通した通孔４４が穿設され、下端部にはノズル口体４５が上記通孔４４に螺合された下部ブッシュ４６によって保持固定されている。
【００３５】
上記通孔４４の軸方向中途部には段部４６ａが形成され、この段部４６ａには振動板４７が周辺部を係合させて設けられている。この振動板４７は上記通孔４４に挿入されたスペ−サ４８ａを介して上記通孔４４の上部側から螺合された上部ブッシュ４８によって液密に保持固定されている。
【００３６】
上記振動板４７の上面には超音波振動子４９が取着されている。この超音波振動子４９はケ−ブル５１を介して図示しない超音波発振器に電気的に接続されている。したがって、この超音波発振器から上記超音波振動子４９に所定の周波数の駆動信号が供給されることで、上記超音波振動子４９が振動し、これに上記振動板４７が連動するようになっている。
【００３７】
上記ノズル本体４２には供給孔４２ａが形成されている。この供給孔４２ａには継手４３が螺合されている。この継手４３には供給チュ−ブ５２の一端が接続されている。この供給チュ−ブ５２は図２に示すように上記ケ−ブル５１とともに上記水平ア−ム３３に挿通され、他端は図示しない処理液の供給源に接続されている。
【００３８】
したがって、上記供給チュ−ブ５２から上記ノズル本体４２内に供給される処理液は、図４（ａ）に矢印で示すように流れ、超音波振動する上記振動板４７で超音波振動が付与されてノズル口体４５から上記回転体１１に保持された被処理物６に向けて噴出するようになっている。
【００３９】
上記水平ア−ム３３の先端部の取付板３５には上記ノズル体３１を覆うカバ−体５４が取付けられている。このカバ−体５４はスピン処理装置が設置されたクリ−ンル−ム内の清浄空気のダウンフロ−の流れ（図１に矢印で示す）を乱すことのない流線形状の曲面５４ａに形成されている。つまり、この実施形態では上記カバ−体５４の先端側の上部が円弧状の曲面５４ａに形成されていることで、上記カップ体１の上方からこのカップ体１内に流入する清浄空気の流れが乱されるのを防止している。
【００４０】
また、上記水平ア−ム３３に外形状が流線形である円筒パイプを用いたことで、この水平ア−ム３３の部分を通過してカップ体１内に流入する清浄空気が乱れるのも防止される。
【００４１】
なお、この実施形態では上記カバ−体５４を流線形状とするのに、先端側の上部だけを曲面５４ａとしたが、先端側の上部とともに幅方向両端部の上部も曲面としたり、球体を４分割したときの球面形状としてもよく、要はダウンフロ−の流れの乱れを低減できる流線形状であればよい。
【００４２】
上記水平ア−ム３３の基端部には軸線を垂直にした駆動軸としての中空状のスプライン軸５６の上端が連結部材５５を介して連結されている。上記スプライン軸５６の下端部は第２の支持板５７に形成された通孔５８を通され、取付板５９の一端部に軸受６０によって回転自在に支持されている。
【００４３】
上記取付板５９はクランク状に形成されていて、その他端部には上記第２の支持板５７に取付けられた第２のシリンダ６１のロッド６１ａが連結されている。したがって、上記第２のシリンダ６１のロッド６１ａが後退方向に駆動されれば、上記取付板５９を介して上記スプライン軸５６が上昇駆動されることになる。
【００４４】
上記スプライン軸５６の中途部には従動プ−リ６２が上下動自在かつスプライン軸５６と一体的に回転するように設けられている。上記第２の支持板５７には第２のモ−タ６３が設けられ、その回転軸６３ａには駆動プ−リ６４が嵌着されている。この駆動プ−リ６４と上記従動プ−リ６２との間にはタイミングベルト６５が張設されている。したがって、上記第２のモ−タ６３が作動すれば、上記スプライン軸５６が回転されるようになっている。
【００４５】
スプライン軸５６が回転されれば、その回転に水平ア−ム３３が連動するから、この水平ア−ム３３の先端部に設けられたノズル体３１が回転体５に保持された被処理物６の径方向に沿って移動する、つまり揺動することになる。
【００４６】
なお、上記ケ−ブル５１や供給チュ−ブ５２は上記スプライン軸５６に通されて外部に導出される。したがって、上記スプライン軸５６が回転駆動されても、内部に挿通されたケ−ブル５１や供給チュ−ブ５２が捩じられて早期に損傷するのが防止されるばかりか、上記ケ−ブル５１や供給チュ−ブ５２を設けるために専用のスペ−スを確保せずにすむ。
【００４７】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって被処理物６を処理液で洗浄処理する場合について説明する。まず、図３に示すように一対のノズル体３１を垂直線に対して所定の傾斜角度θで傾斜させる。ついで、各ノズル体３１に処理液としての洗浄液を供給するとともに、超音波発振器によって超音波振動子４９を駆動してノズル体３１の通孔４４内に供給された処理液に超音波振動を付与する。
【００４８】
超音波振動が付与された処理液はノズル口体４５からカップ体１内に保持された被処理物６に向かって噴出する。それによって、上記被処理物６の上面が洗浄されることになる。
【００４９】
処理液を供給すると同時に、第２のモ−タ６３を作動させて上記水平ア−ム３３を被処理物６の径方向に沿って揺動させる。それによって、被処理物６の上面は全体にわたって洗浄処理されることになる。
【００５０】
図３に示すように、一対のノズル体３１の傾斜角度θを所定の角度に設定できることで、被処理物６に対して軸線が垂直な場合に比べ、上記ノズル体３１から超音波振動が付与されて噴出する処理液が上記被処理物６に作用する方向を変えることができる。処理液が被処理物６に作用する方向を変えることができれば、被処理物６に対してどのような種類の処理液を用いてどのような洗浄処理を行うかによってその角度を変えれば、その洗浄処理を効率よく行うことができる。
【００５１】
被処理物６に対するノズル体３１の傾斜角度θは、処理液の種類や洗浄の種類に応じて種々の条件で実験を行い、その実験結果に基づいて設定することができる。
【００５２】
一方、ノズル体３１を角度θで傾斜させることで、図３に示すようにノズル体３１のノズル口体４５から処理液とともに出射される超音波振動（進行波Ｗ1 とする）と、その進行波Ｗ1 が被処理物６で反射する超音波振動（反射波Ｗ2 とする）との方向が異なる。
【００５３】
そのため、反射波Ｗ2 が進行波Ｗ1 に干渉したり、ノズル口体４５に入射して振動板４２に干渉するなどのことが防止されるから、超音波振動が付与された処理液による洗浄処理を効率よく行うことができる。
【００５４】
このような洗浄処理に際し、カップ体１の上方から内部へは清浄空気が流入し、上記カップ体１を通過してその底部に接続された排出管１６から排気される。洗浄処理時に処理液が上記被処理物６に噴射されることで発生するミストも上記清浄空気の気流に乗って排出される。
【００５５】
上記清浄空気の流れである、ダウンフロ−に乱れが生じると、清浄空気の一部がカップ体１内で滞留したり、横方向に流れるなどするため、カップ体１内で発生したミストが確実に排出されずに残留し、洗浄処理後の乾燥処理時に被処理物６に付着する虞がある。
【００５６】
しかしながら、上記カップ体１内に流入するダウンフロ−は水平ア−ム３３やその先端に設けられたカバ−体５４を通過するものの、これらの形状は上記ダウンフロ−を乱すことのない流線形状に形成されている。そのため、カップ体１内に流入するダウンフロ−に乱れが生じるということがほとんどないから、処理液による洗浄処理時にカップ体１内でミストが発生しても、そのミストはダウンフロ−の清浄空気とともに排出管１６へ吸引排出されることになる。
【００５７】
したがって、被処理物６を洗浄処理した後で乾燥処理する際、その被処理物６にミストが付着して汚染の原因となるようなことがない。
上記水平ア−ム３３の先端には複数、この実施形態では一対のノズル体３１を設けるようにした。そのため、１つのノズル体３１から処理液を噴射させる場合に比べ、単位時間当たりに洗浄処理できる被洗浄物６の面積が拡大されるから、その処理に要する時間を短縮でき、処理効率の向上を図ることができる。
【００５８】
さらに、揺動機構３２は、水平ア−ム３３を上下駆動できるようにしているから、ノズル体３１と被処理物６との間隔を任意に設定することができる。つまり、洗浄条件に応じてノズル体３１と被処理物６との間隔を設定することができる。
【００５９】
この発明は上記実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。たとえば、水平ア−ムには円筒パイプを用いたが、その円筒パイプを、ダウンフロ−の抵抗をさらに少なくする流線形状のカバ−体で覆うようにしてもよい。
また、揺動機構の水平ア−ムの先端に設けられるノズル体の数も限定されず、３つ以上であってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、揺動駆動手段によって被処理物の径方向に沿って揺動駆動されるノズル体の傾斜角度を変えることができるようにした。
そのため、処理の種類や処理液の種類などによって上記ノズル体の被処理物に対する角度を設定することで、上記処理液による処理効率を向上させることができる。
【００６１】
さらに、揺動駆動機構の揺動駆動される水平ア−ムの先端部に設けられるノズル体を、カップ体の上方からこのカップ体に向かう気流を乱すことのない流線形状のカバ−体で覆うようにした。
【００６２】
そのため、カップ体内において気流の乱れが生じて処理液による処理時に生じたミストがカップ体内に滞留するということを防止できるから、被処理物を処理液による処理後に乾燥処理する際、その被処理物にミストが付着して汚染の原因となるのを防止することができる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、水平ア−ムの先端に複数のノズル体を設けるようにした。
そのため、ノズル体の数に応じて単位時間当たりに処理できる処理面積を増大することができるから、処理効率の向上を図ることができる。
【００６４】
請求項３の発明によれば、水平ア−ムの先端部に設けられるノズル体に超音波振動子が取付けられた振動板を組み込むようにした。
そのため、上記ノズル体から噴射される処理液に超音波振動を付与できるから、その処理液による処理の効率向上を図ることができる。
【００６５】
とくに、ノズル体を所定の角度で傾斜させることで、ノズル体から出射された超音波振動の方向に対して被処理物で反射した超音波振動の方向を異ならすことができる。それによって、ノズル体からの超音波振動に対して被処理物からの超音波振動が干渉したり、被処理物で反射した超音波振動がノズル体内に入射して振動板の振動を減衰させるなどのことを防止できるから、超音波振動が付与された処理液による処理を効率よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す全体の構成図。
【図２】同じく水平ア−ムの先端部分を断面した側面図。
【図３】同じく水平ア−ムの先端部分を断面した正面図。
【図４】（ａ）は同じくノズル体の拡大断面図、（ｂ）は同じくノズル体の一部分の斜視図。
【符号の説明】
１…カップ体
６…被処理物
１１回転体
３１…ノズル体
３２…揺動機構
３３…水平ア−ム
４７…振動板
４９…超音波振動子
５４…カバ−体
５６…揺動軸（駆動軸）
【図１】
0003813672.tif 000002
【図２】
0003813672.tif 000003
【図３】
0003813672.tif 000004
【図４】
0003813672.tif 000005