JP2002035670A - スピン処理装置及びスピン処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ノズルヘッドに付着残留した処
理液によって乾燥処理時に基板が汚染されるのを防止し
たスピン処理装置を提供することにある。 【解決手段】 基板を回転させて処理するスピン処理
装置において、カップ体１と、このカップ体内に設けら
れ上記基板を保持した状態で回転駆動される回転テーブ
ル９と、この回転テーブルを回転駆動する第１の駆動モ
ータ８と、この回転テーブルに保持される上記基板の下
面中央部分に対向して設けられこの基板の下面に処理液
を噴射するノズル体４２，４３を有するノズルヘッド４
１と、一端が上記ノズルヘッドの下面に連結され他端部
が上記カップ体の底部から外部に導出された軸状部材３
１と、この軸状部材とともに上記ノズルヘッドを回転駆
動しこのノズルヘッドの上面に付着した処理液を除去す
る第２の駆動モータ３６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】この発明は基板を回転テーブ
ルによって回転させながら処理する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、半導体装置や液晶表示装置の
製造過程においては、基板としての半導体ウエハやガラ
ス基板に回路パタ−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及び洗浄後の乾燥処理
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】上記保持機構に保持された基板には、回路
パターンが形成される上面に向けて上部処理液用ノズル
体から処理液が噴射される。また、基板は上面だけでな
く、下面の清浄度が要求されることもあるので、そのよ
うな場合には基板の下面に向けて処理液を噴射する下部
処理液用ノズル体が配置される。

【０００５】上記基板の下面側に下部処理液用ノズル体
を配置する場合、上記カップ体内の回転体に保持された
基板の下面と対向する部位にノズルヘッドを設け、この
ノズルヘッドに下部処理液用ノズル体や基板の下面を処
理した後に乾燥するための気体を噴射する下部気体用ノ
ズル体などを設けるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成による
と、基板の下面を処理するために下部処理液用ノズルか
ら噴射された処理液の一部は、基板の裏面で反射して上
記ノズルヘッドの上面に滴下する。ノズルヘッドの上面
に滴下した処理液は、基板を高速回転させて乾燥処理す
る際に、基板の回転により基板の下面側に生じる乱気流
によってミスト状となって飛散する。そのため、ミスと
状となって飛散した処理液が乾燥された基板の裏面に付
着して汚染の原因になるということがあった。

【０００７】この発明は、ノズルヘッドに付着した処理
液が、基板を乾燥処理する際に飛散して基板を汚染する
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。

【０００８】

【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、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た状
態で回転駆動される回転テーブルと、この回転テーブル
を回転駆動する第１の駆動手段と、上記回転テーブルに
保持される上記基板の下面中央部分に対向して設けられ
この基板の下面に処理液を噴射するノズル体を有するノ
ズルヘッドと、一端が上記ノズルヘッドの下面に連結さ
れ他端部が上記カップ体の底部から外部に導出された軸
状部材と、この軸状部材とともに上記ノズルヘッドを回
転駆動しこのノズルヘッドの上面に付着した処理液を除
去する第２の駆動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。

【０００９】請求項２の発明は、上記軸状部材は中空状
で、この内部には一端を上記ノズル体に接続したチュー
ブが挿通され、このチューブの他端は上記軸状部材の他
端に設けられた第１のカプラに接続さていて、上記第１
のカプラには第２のカプラが着脱可能に接続され、この
第２のカプラには上記チューブを介して上記ノズル体に
処理液を供給する供給チューブが連結されていることを
特徴とする請求項１記載のスピン処理装置にある。

【００１０】請求項３の発明は、基板を回転駆動し、こ
の基板の上面には上部ノズル体から処理液を噴射し、下
面にはノズルヘッドに設けられた下部ノズル体から処理
液を噴射することで、この基板の上面と下面とを処理す
るスピン処理方法において、上記基板を回転させてこの
基板の上面に上記上部ノズル体から処理液を噴射すると
ともに、下面に上記ノズルヘッドに設けられた上記下部
ノズル体から処理液を噴射して基板を処理する工程と、
処理液による基板の処理が終わった後、上記ノズルヘッ
ドを回転させてこのノズルヘッドに付着した処理液を除
去する工程と、処理液で処理された基板を回転させてこ
の基板に付着した処理液を除去して基板を乾燥する乾燥
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。

【００１１】請求項４の発明は、ノズルヘッドを回転さ
せる工程は、基板を乾燥させる工程の前に行なうことを
特徴とする請求項３記載のスピン処理方法にある。

【００１２】請求項５の発明は、ノズルヘッドを回転さ
せる工程は、基板を乾燥させる工程と同時に行なうこと
を特徴とする請求項３記載のスピン処理方法にある。

【００１３】この発明によれば、基板の下面に処理液を
噴射するノズル体を有するノズルヘッドを回転させるこ
とができるようにしたため、ノズルヘッドを回転させる
ことで、この表面に付着した処理液を除去できるから、
乾燥処理時に飛散して基板を汚染するのを防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面を参照して説明する。

【００１５】図１において１はカップ体を示す。このカ
ップ体１はベース板２上に設けられている。つまり、カ
ップ体１は中心部に向かって高く傾斜した底板３を有
し、この底板３の周辺部には周壁４が設けられている。
この周壁４には、図２に示すように周方向に等間隔で４
つの導入口部５が開口形成されている。

【００１６】上記底板２の中心部分には通孔６が形成さ
れ、この通孔６には中空状の駆動軸７が挿通されてい
る。

【００１７】上記ベース板２の下面の中心部分には第１
の駆動手段を構成する第１の駆動モータ８が取り付けら
れている。この第１の駆動モータ８は、図３に示すよう
に中空状の固定子８ａ内に同じく筒状の回転子８ｂが回
転可能に設けられていて、この回転子８ｂの上端に上記
駆動軸７の下端が連結固定されている。上記回転子８ｂ
は、固定子８ａの下端面に設けられたリング状の保持部
材８ｃによって回転可能かつ回転子８ｂ内から落下しな
いよう保持されている。

【００１８】上記駆動軸７のカップ体１内に突出した上
端は平面形状がほぼ十字状の回転テーブル９に取り付け
られている。この回転テーブル９は、図２に示すように
上記駆動軸７の上端に連結固定された基部１１と、この
基部１１に周方向に所定間隔で一端部を連結した４本の
アーム１２とから構成されていて、各アーム１２の先端
部にはそれぞれ一対の係合ピン１３が立設されている。
さらに、各アーム１２の先端部と上記基部１１とには、
それぞれ支持ピン１４が立設されている。

【００１９】そして、上記回転テーブル９には、たとえ
ば液晶表示装置に用いられるガラス製の矩形状の基板１
５が角部を各アームの先端部に設けられた一対の係合ピ
ン１３に係合させ、この角部の下面と中心部の下面とを
それぞれ上記支持ピン１４に支持されて着脱可能に保持
される。

【００２０】したがって、上記第１の駆動モータ８が作
動すると、上記回転テーブル９は基板１５を保持した状
態で図２に矢印Ａで示す反時計方向に回転駆動されるよ
うになっている。

【００２１】図１に示すように、上記カップ体１の周壁
４の上端には、リング状の反射防止部材１６が設けられ
ている。この反射防止部材１６は、上記周壁４に連結さ
れた外周端が内周端よりも低くなるよう傾斜して設けら
れた傾斜部１６ａと、この傾斜部１６ａの内周端に垂設
された垂直部１６ｂとからなる。

【００２２】上記カップ体１の周壁の外側には、各導入
口部５と対応する部分にカバー体２２が設けられてい
る。各カバー体２２は、上記導入口部５側に位置する一
端から上記回転テーブル９の回転方向に沿う他端部にゆ
くにつれてカップ体１の外周面との間隔が漸次大きくな
る導入路２３を、上記カップ体１の周方向に沿って形成
している。つまり、導入路２３は、一端から他端に行く
につれて断面積が漸次大きくなるよう形成されている。

【００２３】上記導入路２３の末端は閉塞されていて、
この閉塞端部には排出部としての排出口２４が形成され
ている。この排出口２４には図１に示すように同じく排
出部としての排出管２５の一端が接続され、この排出管
２５の他端には気液分離器２６を介して排気ポンプ２７
が接続されている。この排気ポンプ２７の吸引力は、上
記排出口２４及び導入路２３を介して上記導入口部５に
作用するようになっている。

【００２４】上記カップ体１内に設けられた回転テーブ
ル９が回転駆動されると、その回転によって気流が生じ
る。この気流は回転テーブル９の回転方向、つまり図２
に矢印Ｂで示す反時計方向で、かつ回転テーブル９の回
転の外周に対して接線方向に沿って生じる。

【００２５】回転テーブル９の回転によって生じる気流
Ｂは、回転テーブル９の回転による遠心力と、導入口部
５に作用する排気ポンプ２７の吸引力とによってカップ
体１の周壁に形成された導入口部５からカバー体２２に
よって形成された導入路２３へ流入する。

【００２６】導入路２３に流入した気流Ｂは、この導入
路２３の一端から他端へと流れ、この他端部に形成され
た排出口２４を通じて排出管２５へ吸引され、気液分離
器２６で液体と気体とに分離される。

【００２７】上記駆動モータ８の回転子８ｂ内には管状
の軸状部材３１が挿通されている。この軸状部材の下端
部は第１の駆動モータ８の下端に設けられた保持部材８
ｃから下方へ突出し、この突出部は上記保持部材８ｃに
取り付けられた軸受体３２に内蔵された軸受３３によっ
て回転自在に支持されている。

【００２８】上記軸状部材３１の下端部は、上記軸受体
３２の下端面から突出し、この下端部には従動プーリ３
４が嵌着されている。さらに、軸状部材３１の下端面に
は第１のカプラ３５が取り付けられている。

【００２９】上記軸状部材３１の下端部近傍には第２の
駆動手段を構成する第２の駆動モータ３６が配置されて
いる。この第２の駆動モータ３６の回転軸３７には駆動
プーリ３８が嵌着されている。

【００３０】そして、この駆動プーリ３８と上記従動プ
ーリ３４とにはベルト３９が張設されている。したがっ
て、上記第２の駆動モータ３６が作動して回転軸３７が
回転駆動されれば、その回転がベルト３９を介して上記
軸状部材３１に伝達されることになる。つまり、軸状部
材３１は第２の駆動モータ３６によって回転駆動され
る。

【００３１】上記軸状部材３１の上端は、上記回転テー
ブル９の基部１１に形成された通孔１１ａに対向位置し
ている。この軸状部材３１の上端には、上記基部１１の
通孔１１ａを覆う状態で、しかも基部１１に対して非接
触でノズルヘッド４１が取り付けられている。つまり、
ノズルヘッド４１は回転テーブル９に保持された基板１
５の下面中央部分に対向して設けられている。

【００３２】上記ノズルヘッド４１には図２と図３に示
すように、下部ノズル体として一対の第１の処理液用ノ
ズル体４２、一対の第２の処理液用ノズル体４３及び１
つの気体用ノズル体４４とが設けられている。各ノズル
体４２〜４４の下端部はノズルヘッド４１の下面から軸
状部材３１の上端部内に突出し、各突出端にはそれぞれ
チューブ４５の一端が接続されている。

【００３３】各チューブ４２〜４４の他端は上記第１の
カプラ３５に接続されている。この第１のカプラ３５に
は第２のカプラ４６が着脱可能に連結されている。第２
のカプラ４６には外装チューブ４７が接続され、この外
装チューブ４７内には、第２のカプラ４６を第１のカプ
ラ３５に連結することで、上記各チューブ４５にそれぞ
れ連通する５本の供給チューブ４８が設けられている。

【００３４】各供給チューブ４８は、第１の処理液用ノ
ズル体４２に薬液を供給し、第２の処理液用ノズル体４
３に純水などのリンス液を供給し、気体用ノズル４４に
は清浄空気や不活性ガスなどの気体を供給するようにな
っている。

【００３５】さらに、回転テーブル９の上方には、図３
に示すように基板１５の上面に処理液を噴射する上部ノ
ズル体５１が配設されている。この上部ノズル体５１か
らは薬液とリンス液とを選択的に基板１５の上面に噴射
できるようになっている。

【００３６】なお、図３に示すように、上記駆動軸７は
支持部材４９に設けられた軸受５０によって回転自在に
支持されている。それによって、駆動軸７は回転駆動さ
れたときに横振れするのが規制されている。

【００３７】つぎに、上記構成のスピン処理装置によっ
て基板１５を処理する場合について説明する。基板１５
は所定の薬液によって処理された後、リンス液でリンス
処理されてから乾燥処理される。

【００３８】薬液による処理を行なう場合には、まず、
第１の駆動モータ８を作動させて回転テーブル９を所定
の速度で回転させたならば、上部ノズル体５１と、ノズ
ルヘッド４１に設けられた第１の処理液用ノズル体４２
とから基板１５の上面と下面とにたとえばオゾン水など
の薬液を噴射させる。それによって、基板１５の上面と
下面とは薬液によって処理されることになる。

【００３９】薬液による処理が終了したならば、上部ノ
ズル体５１と、ノズルヘッド４１に設けられた第２の処
理液用ノズル体４３から基板１５の上面と下面とに向け
てリンス液を噴射する。それによって、薬液で処理され
た基板１５の上下面がリンス処理されることになる。

【００４０】リンス処理が終了したならば、軸状部材３
１の下端の第１のカプラ３５から第２のカプラ４６を取
り外す。その状態で第２の駆動モータ３６を作動させて
上記軸状部材３１を回転させる。軸状部材３１を回転さ
せれば、軸状部材３１とともにノズルヘッド４１が回転
する。

【００４１】それによって、ノズルヘッド４１の表面、
とくに上面にはリンス処理時のリンス液が付着残留した
リンス液を除去することができる。

【００４２】軸状部材３１を回転させる際、第２のカプ
ラ４６を第１のカプラ３５から外すため、第２のカプラ
４６に接続された外装チューブ４７が上記軸状部材３１
の回転によって捩じられることがない。つまり、ノズル
ヘッド４１に設けられた各ノズル体４２〜４４にチュー
ブ４５，４８を通じて流体を供給する構成であっても、
上記軸状部材３１を回転させることが可能となる。

【００４３】ノズルヘッド４１を所定時間回転させたな
らば、第１の駆動モータ８の回転数を上昇させ、基板１
５を薬液やリンス液で処理する場合に比べて高速で回転
する。それによって、基板１５の上面と下面とに付着残
留したリンス液が飛散するから、この基板１５が乾燥処
理されることになる。

【００４４】基板１５の乾燥処理時に、ノズルヘッド４
１の表面にリンス液が付着残留していると、そのリンス
液は、回転テーブル９の回転によって基板１５の下面側
に生じる空気流によってミスト状になって舞い上がり、
基板１５の下面や上面に付着して基板１５の汚染原因と
なる。

【００４５】しかしながら、上述したように、基板１５
を乾燥処理する前に、ノズルヘッド４１を回転させてそ
の表面に付着したリンス液を除去しているので、乾燥処
理時にノズルヘッド４１に付着したリンス液によって基
板１５が汚染されるのを防止することができる。

【００４６】ノズルヘッド４１を回転させるタイミング
は、基板を乾燥処理する前だけでなく、乾燥処理の開始
と同時に行なうようにしてもよい。その場合、基板１５
に付着したリンス液の除去と同時に、ノズルヘッド４１
の表面に付着したリンス液の除去が行なわれる。

【００４７】そのため、この場合も、乾燥処理された基
板１５にノズルヘッド４１からリンス液が飛散して付着
するのを防止できる。しかも、ノズルヘッド４１に付着
したリンス液の除去と、基板１５の乾燥処理とを同時に
行なえるため、全体の処理時間が余計にかかることもな
い。

【００４８】なお、ノズルヘッド４１は、基板１５の乾
燥処理が終了するまで回転させてもよいが、乾燥処理が
終了する前に回転を停止させてもよい。

【００４９】一方、基板１５を保持した回転テーブル９
を高速度で回転させると、その回転によって気流Ｂが生
じる。この気流Ｂは回転する基板１５の回転方向、つま
り回転の接線方向に生じる。

【００５０】回転テーブル９の回転方向に生じた気流Ｂ
は、カップ体１の周壁４に形成された導入口部５から導
入路２３へ流入し、この導入路２３の末端部に形成され
た排出口２４から排出管２５へ吸引排出される。

【００５１】回転テーブル９の回転によって生じる気流
Ｂには、基板１５から飛散した洗浄液が含まれるから、
気液分離器２６では気体と液体とが分離され、それぞれ
が別々に排出される。

【００５２】回転テーブル９の回転によって生じる気流
Ｂは、カップ体１の周壁４に周方向に沿って所定間隔で
形成された複数の導入口部５から導入路２３へ流入し、
気液分離器２６へ排出されるから、カップ体１の内周面
に沿う流れを少なくして導入口部５へ流入させることが
できる。

【００５３】そのため、回転テーブル９の回転によって
生じる気流Ｂは、ほとんどがカップ体１内で流れに乱れ
が生じて渦流や上昇気流となる前にそれぞれの導入口部
５へ流入することになるから、気流Ｂに含まれるミスト
がカップ体１内で浮遊して基板１５に再付着するのを防
止することができる。したがって、そのことによって
も、基板１５が汚染されにくくなる。

【００５４】

【発明の効果】この発明は、基板の下面に処理液を噴射
するためのノズル体が設けられたノズルヘッドを回転さ
せることができるようにした。

【００５５】そのため、ノズルヘッドを回転させること
で、この表面に付着した処理液を除去できるから、基板
の乾燥処理時にノズルヘッドに付着した処理液が基板の
回転によって生じる気流で飛散し、基板に付着して汚染
の原因にな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】図１のＸ−Ｘ線に沿う横断面図。

【図３】上端にノズルヘッドが取り付けられた軸状部材
を回転駆動する構造を示す断面図。

【符号の説明】

１…カップ体 ８…第１の駆動モータ（第１の駆動手段） ９…回転テーブル １５…基板 ３１…軸上部材 ３５…第１のカプラ ３６…第２の駆動モータ（第２の駆動手段） ４１…ノズルヘッド ４５…チューブ ４６…第２のカプラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｊ Ｆターム(参考） 4D075 AC64 AC84 BB65Z CA48 DA08 DB14 DC22 EA45 4F042 AA07 CC07 CC08 EB17 EB23 5F043 AA40 BB27 EE07 EE08 5F046 JA02 JA03 JA15 LA02 LA03 LA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 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た状態で回
   転駆動される回転テーブルと、 この回転テーブルを回転駆動する第１の駆動手段と、 上記回転テーブルに保持される上記基板の下面中央部分
   に対向して設けられこの基板の下面に処理液を噴射する
   ノズル体を有するノズルヘッドと、 一端が上記ノズルヘッドの下面に連結され他端部が上記
   カップ体の底部から外部に導出された軸状部材と、 この軸状部材とともに上記ノズルヘッドを回転駆動しこ
   のノズルヘッドの上面に付着した処理液を除去する第２
   の駆動手段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】 上記軸状部材は中空状で、この内部には
   一端を上記ノズル体に接続したチューブが挿通され、こ
   のチューブの他端は上記軸状部材の他端に設けられた第
   １のカプラに接続さていて、 上記第１のカプラには第２のカプラが着脱可能に接続さ
   れ、この第２のカプラには上記チューブを介して上記ノ
   ズル体に処理液を供給する供給チューブが連結されてい
   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】 基板を回転駆動し、この基板の上面には
   上部ノズル体から処理液を噴射し、下面にはノズルヘッ
   ドに設けられた下部ノズル体から処理液を噴射すること
   で、この基板の上面と下面とを処理するスピン処理方法
   において、 上記基板を回転させてこの基板の上面に上記上部ノズル
   体から処理液を噴射するとともに、下面に上記ノズルヘ
   ッドに設けられた上記下部ノズル体から処理液を噴射し
   て基板を処理する工程と、 処理液による基板の処理が終わった後、上記ノズルヘッ
   ドを回転させてこのノズルヘッドに付着した処理液を除
   去する工程と、 処理液で処理された基板を回転させてこの基板に付着し
   た処理液を除去して基板を乾燥する乾燥工程とを具備し
   たことを特徴とするスピン処理方法。
4. 【請求項４】 ノズルヘッドを回転させる工程は、基板
   を乾燥させる工程の前に行なうことを特徴とする請求項
   ３記載のスピン処理方法。
5. 【請求項５】 ノズルヘッドを回転させる工程は、基板
   を乾燥させる工程と同時に行なうことを特徴とする請求
   項３記載のスピン処理方法。