JP2002001240A - スピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は回転させながら処理される基板か
ら飛散した液体が再付着するのを防止したスピン処理装
置を提供することにある。 【解決手段】 基板１１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１６
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８と、上記回転テ
ーブルの径方向外方で、しかもこの回転テーブルに保持
された基板の上方に設けられ回転テーブルとともに回転
する基板から飛散する液体と交差する方向に気体を噴射
して上記液体が上記スピンカップで反射して上記基板に
付着すのを阻止する反射防止用ノズル体４２とを具備す
る。

Description

【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、処理液に
よって上記基板に対する処理と洗浄及び洗浄された基板
の乾燥処理とが行なわれる。基板に対するこのような処
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、基板を高速
度で回転駆動して処理液を上記基板の周方向（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で反射して再付着
し、その基板の汚染原因になることがないようにしたス
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、上記回転テーブルの径方向外方で、しかもこ
の回転テーブルに保持された基板の上方に設けられ回転
テーブルとともに回転する基板から飛散する液体と交差
する方向に気体を噴射して上記液体が上記スピンカップ
で反射して上記基板に付着するのを阻止する反射防止用
ノズル体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、上記反射防止用ノズル
体には、気体を噴射する複数のノズル孔が上記回転テー
ブルの周方向に沿って環状に、しかも径方向に沿って複
数の環状に形成さ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、上記反射防止ノズル体
への気体の供給量を、上記回転テーブルの回転数の増加
に応じて増大させ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。

【００１３】請求項１の発明によれば、反射防止用ノズ
ル体から噴射される気体によって基板から飛散した液体
やスピンカップの内周面で反射した液体のほとんどが上
記気体と同方向に流れ、基板へ再付着するのが阻止され
る。

【００１４】請求項２の発明によれば、反射防止用ノズ
ル体に気体を噴射するノズル孔を径方向に沿って複数の
環状に形成したから、基板から飛散する液体やスピンカ
ップで反射した液体に対してノズル体からの気体が衝突
する確率が高くなるから、基板から飛散した液体が基板
に再付着し難くなる。

【００１５】請求項３の発明によれば、回転テーブルの
回転数が高くなり、基板から液体が飛散する遠心力が増
大すると、反射防止用ノズル体から噴射される気体の圧
力も増大するから、基板から飛散する液体の進行方向を
反射防止用ノズル体からの気体によって変えることがで
きる。

【００１６】

【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。

【００１７】図１乃至図３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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】上記処理槽５の内底部にはスピンカップ１
６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。

【００２４】上記スピンカップ１６の底部には排出管２
２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２
４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。

【００２５】なお、図１では排出管２２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。

【００２６】上記処理槽５の底部に形成された開口部１
２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。

【００２７】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。

【００２８】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の上端面よりも上
方に突出位置する。

【００２９】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３
３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。

【００３０】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３
２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。

【００３１】上記スピンカップ１６の周壁の上部は径方
向内方に向かって傾斜した環状の傾斜壁４１に形成され
ている。この傾斜壁４１の内径寸法は上記回転テーブル
８の外形寸法よりも大きく形成され、その下面には周方
向全長にわたって反射防止用ノズル体４２が設けられて
いる。

【００３２】上記反射防止用ノズル体４２には図２と図
３に示すように多数のノズル孔４３が形成されている。
各ノズル孔４３は回転テーブル８に保持された基板１１
の板面がなす水平方向と交差するほぼ垂直方向に向いて
形成されている。

【００３３】上記ノズル孔４３は、上記回転テーブル８
の外周面よりも径方向外方に環状に配設された第１のノ
ズル群４３ａ、この第１のノズル群４３の径方向外方に
順次環状に配設された第２のノズル群４３ｂ及び第３の
ノズル群４３ｃからなる。第１のノズル群４３ａのノズ
ル孔４３と第２のノズル群４３ｂのノズル孔４３とは周
方向に位置をずらして配置されており、同様に第２のノ
ズル群４３ｂと第３のノズル群４３ｃのノズル孔４３も
周方向に位置をずらして形成されている。

【００３４】上記反射防止用ノズル体４２には、各ノズ
ル群４３ａ〜４３ｃのノズル孔４３に連通する環状の連
通路４４が形成されている。この連通路４４には窒素や
パーティクルを含まない空気などの加圧気体を供給する
供給管４５が接続されている。この供給管４５には図示
しない制御装置によって開度が制御される開閉制御弁４
６が設けられている。この開閉制御弁４６の開度は、上
記制御装置によって上記回転テーブル８の回転速度に応
じて自動的に制御されるようになっている。つまり、回
転テーブル８の回転速度が速くなればなる程、開閉制御
弁４６の開度が大きくなり、それによってノズル孔４３
から噴射される圧力気体の圧力が高くなるようになって
いる。

【００３５】なお、反射防止用ノズル体４２の内周面に
はフランジ４５が形成されている。このフランジ４５
は、上記洗浄用ノズル３５から噴射される洗浄液がノズ
ル孔４３に入り込むのを阻止したり、ノズル孔４３から
の気体の噴射方向が上記洗浄液の影響を受けるのを防止
している。

【００３６】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。

【００３７】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１
４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。

【００３８】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。

【００３９】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を高速回転させるととも
に、反射防止用ノズル体４２に加圧気体を供給し、その
ノズル孔４３から下方に向かって噴射させる。

【００４０】回転テーブル８とともに高速回転する基板
１１からは、この基板１１に付着した洗浄液が遠心力に
よって基板１１の接線方向に向かって飛散する。基板１
１から飛散する液体には、上記反射防止用ノズル体４２
のノズル孔４３から下方に向かって噴射される気体が衝
突する。それによって、基板１１から噴射した液体は気
体によって流れ方向が変換されてその気体とともにスピ
ンカップ１６の底部に落下し、排出管２２から吸引排出
される。

【００４１】反射防止用ノズル体４２のノズル孔４３か
ら噴射される気体と衝突せずにスピンカップ１６の内周
面に到達した液体は、スピンカップ１６の内周面で反射
する。スピンカップ１６の内周面で反射した液体は、基
板１１に戻る前に反射防止用ノズル体４２のノズル孔４
３から噴射される圧力気体に衝突し、その気体の流れ方
向に方向変換してスピンカップ１６の内底部に落下し、
排出管２２から排出される。

【００４２】したがって、基板１１を乾燥処理する際
に、基板１１から飛散した液体及びスピンカップ１６の
内周面で反射した液体のほとんどは反射防止用ノズル体
４２のノズル孔４３から噴射する圧力気体の流れ方向と
同方向に方向変換して排液管２８から排出されるから、
基板１１に再付着して基板１１を汚染するということが
ない。

【００４３】上記反射防止用ノズル体４２にはノズル孔
４３が複数の環状（この実施の形態では三重）に形成さ
れている。そのため、基板１１から飛散した液体のほと
んどはノズル孔４３から噴射される気体に衝突するた
め、スピンカップ１６の内周面に到達することがなく、
一部の液体がスピンカップ１６の内周面に到達して反射
しても、反射後にはノズル孔４３から噴射される気体に
衝突する確率が高いから、基板１１へ戻って再付着する
ということがほとんどない。

【００４４】基板１１の回転速度を上昇させると、基板
から飛散する液体の速度も上昇する。基板１の回転速度
が上昇すると、開閉制御弁４６の開度が大きくなってノ
ズル孔４３から噴射される気体の圧力が上昇する。その
ため、基板１から飛散する液体の勢いが増加しても、気
体の圧力も増加するため、気体の勢いによって基板１１
から飛散する液体を気体と同方向へ流すことができる。

【００４５】さらに、反射防止用ノズル体４２のノズル
孔４３から下方に向けて気体を噴射することで、スピン
カップ１６内に気流が滞留して生じる渦流が生じにく
い。それによって、基板１１から飛散する液体によって
スピンカップ１６内でミストが発生しても、そのミスト
は内部に滞留し難くなるから、乾燥処理後の基板１１に
ミストが付着して汚染を招くということも防止できる。

【００４６】反射防止用ノズル体４２のノズル孔４３か
らは、基板１１を乾燥処理するときにだけ圧力気体を噴
射するようにしたが、基板１を洗浄処理するときにもノ
ズル孔４３から気体を噴射させるようにしてもよい。

【００４７】それによって、基板１を洗浄することで飛
散する、パーティクルを含んだ洗浄液がスピンカップ１
６の内周面で反射して基板１１に再付着し、基板１１を
汚染するのを防止できる。

【００４８】図４（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４（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４（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４（ｂ）に
示す従来の場合、スピンカップ１６の内周面上部には回
転テーブル８の回転によって生じる気流が滞留する渦流
Ｃが発生し易かった。

【００４９】一方、図４（ａ）に示すこの発明の場合に
は、矢印Ｄで示すようにスピンカップ１６の周辺部の上
方から下方に向けて反射防止用ノズル体４２のノズル孔
４３から噴射される気体によって反射防止用気流を発生
させている。

【００５０】そのため、回転テーブル８の回転によって
スピンカップ１６の内周面の上部に向かって流れる気流
Ｃ_１ は、反射防止用気流Ｄの流れによって下方へ向か
う流れとなるから、従来のようにスピンカップ１６の内
周面上部で渦流Ｃが生じるのが防止される。したがっ
て、スピンカップ１６内にミストが滞留し、乾燥処理後
の基板１１の上面にミストが付着し、汚れが発生するの
を防止できる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、反射防止用ノ
ズル体から噴射される気体によって基板から飛散した液
体やスピンカップの内周面で反射した液体のほとんどが
上記気体に衝突し、その気体の流れ方向と同方向に流れ
て基板へ再付着するのが阻止される。

【００５２】そのため、基板から飛散した液体が基板に
再付着して基板を汚染するのを防止することができる。

【００５３】請求項２の発明によれば、反射防止用ノズ
ル体に気体を噴射するノズル孔を径方向に沿って複数の
環状に形成した。

【００５４】そのため、基板から飛散する液体やスピン
カップで反射した液体に対してノズル体からの気体が衝
突する確率が高くなるから、基板から飛散した液体が基
板に再付着するのを良好に防止することができる。

【００５５】請求項３の発明によれば、回転テーブルの
回転数の増加に応じて反射防止用ノズル体のノズル孔か
ら噴射される気体の圧力を増大させるようにした。

【００５６】そのため、回転テーブルの回転数が増大す
ることで、基板から飛散する液体の勢いが強くなって
も、その勢いにノズル孔から噴射される気体の勢いが負
けるのを防止できるから、気体によって基板からの液体
の向きを変えることができる。

【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】スピンカップの内周上部に設けられた反射防止
用ノズル体の断面図。

【図３】反射防止用ノズル体のノズル孔が形成された下
面を示す平面図。

【図４】（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 １７…処理空間部 ２２…排出管 ４２…反射防止用ノズル体 ４３…ノズル孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 上記回転テーブルの径方向外方で、しかもこの回転テー
   ブルに保持された基板の上方に設けられ回転テーブルと
   ともに回転する基板から飛散する液体と交差する方向に
   気体を噴射して上記液体が上記スピンカップで反射して
   上記基板に付着するのを阻止する反射防止用ノズル体と
   を具備したことを特徴とするスピン処理装置。
2. 【請求項２】 上記反射防止用ノズル体には、気体を噴
   射する複数のノズル孔が上記回転テーブルの周方向に沿
   って環状に、しかも径方向に沿って複数の環状に形成さ
   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。
3. 【請求項３】 上記反射防止ノズル体への気体の供給量
   を、上記回転テーブルの回転数の増加に応じて増大させ
   ることを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。