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技術 スピン処理装置

出願人 芝浦メカトロニクス株式会社
発明者 西部幸伸末吉秀樹磯明典
出願日 1999年12月21日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 1999-362909
公開日 2001年6月29日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2001-176836
状態 特許登録済
技術分野 洗浄、機械加工 半導体の洗浄、乾燥
主要キーワード 挿通管 気体用ノズル 基板下面側 底部中心 カップ体 飛散付着 カップ体内 付着残留
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年6月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

この発明は乾燥処理時に基板の裏面を確実に乾燥処理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。

解決手段

回転駆動される基板の裏面中心部分に気体噴射してこの基板の裏面を乾燥処理するスピン処理装置において、カップ体1と、カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記基板の周辺部を着脱可能に支持する第1の支持部8が設けられた回転体5と、この回転体に支持された基板の裏面中心部分に対向して固定的に配設されこの基板の裏面に乾燥用の気体及び処理液を噴射するノズル体24〜26を有するノズルヘッド23と、上記回転体に固定されて設けられ上記ノズルヘッドを覆うとともに上記ノズル体に対向する部分に開口部が形成されたカバー31とを具備したことを特徴とする。

概要

背景

たとえば、半導体装置液晶表示装置製造過程においては、基板としての半導体ウエハガラス基板回路パタ−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洗浄処理とが繰り返し行われる。

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。この回転体には基板を支持する支持ピン及び基板の外周面係合する係合ピンからなる支持部が設けられ、この支持部には基板が着脱可能に支持される。

上記支持部に支持された基板には、回路パターンが形成される表面に向けて上部処理液用ノズル体から処理液噴射される。また、基板は表面だけでなく、裏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裏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。

上記基板の裏面側に下部処理液用ノズル体を配置する場合、上記カップ体内に基板の裏面と対向する状態でノズルヘッドを固定的に設け、このノズルヘッドに下部処理液用ノズル体及び基板の裏面を洗浄処理した後で乾燥処理するための窒素ガスなどの気体を噴射する下部気体用ノズル体を設けるようにしている。

基板の乾燥時、基板の上面側は、基板を高速回転させることで十分な空気流が生じるから、その空気流によって乾燥させることができるものの、裏面側は回転体やノズルヘッドなどがあるため、上面側に比べて空気流が生じにくい。そのため、基板の裏面には上記下部気体用ノズル体によって気体を噴射することで、良好な乾燥が行えるようにしている。

概要

この発明は乾燥処理時に基板の裏面を確実に乾燥処理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。

回転駆動される基板の裏面中心部分に気体を噴射してこの基板の裏面を乾燥処理するスピン処理装置において、カップ体1と、カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記基板の周辺部を着脱可能に支持する第1の支持部8が設けられた回転体5と、この回転体に支持された基板の裏面中心部分に対向して固定的に配設されこの基板の裏面に乾燥用の気体及び処理液を噴射するノズル体24〜26を有するノズルヘッド23と、上記回転体に固定されて設けられ上記ノズルヘッドを覆うとともに上記ノズル体に対向する部分に開口部が形成されたカバー31とを具備したことを特徴とする。

目的

この発明は、基板の洗浄処理時にノズル体やノズルヘッドの表面に付着残留した処理液を乾燥処理工程の初期段階飛散させることができるようにすることで、乾燥不良を招く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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

回転駆動される基板の裏面中心部分に気体噴射してこの基板の裏面を乾燥処理するスピン処理装置において、カップ体と、カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記基板の周辺部を着脱可能に支持する第1の支持部が設けられた回転体と、この回転体に支持された基板の裏面中心部分に対向して固定的に配設されこの基板の裏面に乾燥用の気体及び処理液を噴射するノズル体を有するノズルヘッドと、上記回転体に固定されて設けられ上記ノズルヘッドを覆うとともに上記ノズル体に対向する部分に開口部が形成されたカバー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

上記回転体は、基部と、この基部に一端が連結され他端に上記支持部が設けられた複数のアームとを有し、上記カバーは上記ノズルヘッドとともに上記基部とアームとの連結部分を覆う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

上記カバーの上面には、上記基板の上記カバーの上面に対向する中心部分を支持する第2の支持部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。

技術分野

0001

この発明は基板回転駆動して処理するスピン処理装置に関する。

背景技術

0002

たとえば、半導体装置液晶表示装置製造過程においては、基板としての半導体ウエハガラス基板回路パタ−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。この回転体には基板を支持する支持ピン及び基板の外周面係合する係合ピンからなる支持部が設けられ、この支持部には基板が着脱可能に支持される。

0004

上記支持部に支持された基板には、回路パターンが形成される表面に向けて上部処理液用ノズル体から処理液噴射される。また、基板は表面だけでなく、裏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裏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

上記基板の裏面側に下部処理液用ノズル体を配置する場合、上記カップ体内に基板の裏面と対向する状態でノズルヘッドを固定的に設け、このノズルヘッドに下部処理液用ノズル体及び基板の裏面を洗浄処理した後で乾燥処理するための窒素ガスなどの気体を噴射する下部気体用ノズル体を設けるようにしている。

0006

基板の乾燥時、基板の上面側は、基板を高速回転させることで十分な空気流が生じるから、その空気流によって乾燥させることができるものの、裏面側は回転体やノズルヘッドなどがあるため、上面側に比べて空気流が生じにくい。そのため、基板の裏面には上記下部気体用ノズル体によって気体を噴射することで、良好な乾燥が行えるようにしている。

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、下部処理液用ノズル体から噴射された処理液は、基板の裏面で反射するため、下部気体用ノズル体や下部処理液用ノズル体、さらにはノズルヘッドの表面などに付着残留することが避けられない。

0008

そのような状態で、基板を乾燥処理するために下部気体用ノズル体から気体を噴射しながら高速回転させると、基板の下面は下部気体用ノズル体から気体を噴射しない場合に比べて短時間で乾燥処理することができる。

0009

しかしながら、上記各ノズル体やノズルヘッドの表面に付着残留した処理液が下部気体用ノズル体噴射される気体の流れなどによって徐々に移動し、所定の乾燥時間内の中盤から終盤にかけて基板の裏面に向かって飛散付着するということがある。

0010

そのため、乾燥処理が終了しても、乾燥時間内の中盤から終盤にかけて基板の裏面に向かって飛散した処理液が乾燥されずに残留し、乾燥不良や汚れの原因になるということがあった。

0011

この発明は、基板の洗浄処理時にノズル体やノズルヘッドの表面に付着残留した処理液を乾燥処理工程の初期段階で飛散させることができるようにすることで、乾燥不良を招く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。

課題を解決するための手段

0012

請求項1の発明は、回転駆動される基板の裏面中心部分に気体を噴射してこの基板の裏面を乾燥処理するスピン処理装置において、カップ体と、カップ体内に設けられ回転駆動されるとともに上記基板の周辺部を着脱可能に支持する第1の支持部が設けられた回転体と、この回転体に支持された基板の裏面中心部分に対向して固定的に配設されこの基板の裏面に乾燥用の気体及び処理液を噴射するノズル体を有するノズルヘッドと、上記回転体に固定されて設けられ上記ノズルヘッドを覆うとともに上記ノズル体に対向する部分に開口部が形成されたカバー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、上記回転体は、基部と、この基部に一端が連結され他端に上記支持部が設けられた複数のアームとを有し、上記カバーは上記ノズルヘッドとともに上記基部とアームとの連結部分を覆う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、上記カバーの上面には、上記基板の上記カバーの上面に対向する中心部分を支持する第2の支持部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。

0015

請求項1の発明によれば、ノズル体が設けられたノズルヘッドを覆うカバー体を回転体に固定して設けるようにしたので、乾燥処理時に回転体が回転すると、この回転体に設けられたカバーと静止状態にあるノズルヘッドとの間に相対的な速度差が生じるから、その速度差によってノズル体やノズルヘッドに付着残留した処理液が乾燥工程の初期段階で基板の裏面に向かって飛散する。そのため、乾燥処理が終了した時点では基板の裏面に処理液が残留するのを防止できる。

0016

請求項2の発明によれば、カバーによってノズルヘッドだけでなく、回転体の基部とアームとの連結部分も覆うようにしたから、この回転体の回転によって上記連結部分の段差部により、基板の下面側で気流乱れるのを防止できる。

0017

請求項3の発明によれば、カバーの上面に基板の下面中心部分を支持する第2の支持部を設けたので、基板の中心部分が撓むのを防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

0018

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。

0019

図1はたとえば液晶用ガラス製の基板Wを処理するスピン処理装置を示し、こ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支持された上カップ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。

0020

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には中空状の回転軸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に取付けられている。この回転体5は、図2に示すように円盤状の基部6を有し、この基部6には周方向に90度間隔で4本のアーム7の基端部が連結固定されている。

0021

各アーム7の先端部はL字状に屈曲され、その屈曲部分の上面には上記基板Wの角部を支持する第1の支持部8が設けられている。この第1の支持部8は、基板Wの角部の下面を支持する第1の支持ピン9と、基板Wの角部の側縁に係合する第1の支持ピン9よりも背の高い一対の係合ピン11とからなる。したがって、基板Wは各アーム7に形成された第1の支持部8によって回転体5に着脱可能に支持されることになる。

0022

上記カップ体1の下カップ1aの底部には複数の排出管13が周方向に所定間隔で接続されている。これら排出管13は図示しない吸引ポンプに接続されている。したがって、カップ体1の上方から下方に向かうクリーンルーム内の清浄空気ダウンフロー)がカップ体1内を通って円滑に排出されるとともに、後述するように基板Wを処理するためにカップ体1内に噴射された処理液が排出されるようになっている。

0023

上記下カップ1aに形成された通孔3はカバー部材14によって覆われている。このカバー部材14は、カップ体1内で噴射された気体や液体が上記通孔3へ流入するのを阻止している。

0024

上記回転軸4の下端駆動モータ16の回転子16aに連結固定されている。この回転子16aは中空状をなしていて、同じく中空状の固定子16bの内部に回転自在に挿通されている。この固定子16bの上端は取付板17に取付けられ、下端面には回転子16aを回転自在な状態で上記固定子16b内部から落下しないよう支持する中空状のホルダ18が設けられている。

0025

上記回転軸4と回転子16aとの内部には挿通管21が挿通されている。この挿通管21の上端は上記回転体5の基部6に形成された通孔22から回転体5の上面側に突出し、その突出端にはノズルヘッド23が設けられている。

0026

上記ノズルヘッド23の上記挿通管21に対応する部分には、図3に示すように周方向に90度間隔で4つの第1の通孔28(2つだけ図示)が穿設されている。これら第1の通孔28の上端には、図2に示すように一対の純水ノズル体24と一対の薬液ノズル体25とがそれぞれ周方向に180度間隔で設けられている。さらに、ノズルヘッド23の中心には第2の通孔29が穿設され、この第2の通孔29の上端にはガスノズル体26が設けられている。

0027

各通孔28,29の他端にはそれぞれチューブ27の一端が接続されている。各チューブ27は上記挿通管21に挿通され、他端は上記ホルダ18を通されて外部に導出されている。そして、上記純水ノズル体24に接続されたチューブ27は純水の供給源に接続され、薬液ノズル体25に接続されたチューブ27は薬液の供給源に接続され、ガスノズル体26に接続されたチューブ27はたとえば窒素などの気体の供給源に接続されている。

0028

一対の純水ノズル体24と薬液ノズル体25のうちの一方は、上記回転体5に支持された基板Wの裏面中心部に向けて純水及び薬液を直線状に噴射するようになっており、他方は図2鎖線Xで示すように周辺部に向けて純水及び薬液を扇状に噴射するようになっている。

0029

図3に示すように、上記ノズルヘッド23はカバー31によって覆われている。このカバー31は平面形状が円形で、下面が開放した円筒状をなしていて、上面中心部分には各ノズル体24〜26を露出させる開口部32が形成されている。

0030

上記カバー31は上記回転体5の基部6とアーム7との連結部分を覆う大きさの直径寸法に設定されていて、周壁には上記アーム7が入り込む溝部33が形成されている。

0031

上記基部6のアーム7が連結される4つの部分には固定ピン34が立設されていて、上記カバー31は上部壁31aの内面を固定ピン34の上端面に接合させ、その接合部分はねじ35によって固定されている。つまり、カバー31は上記回転体5に固定ピン34を介して固定されている。

0032

なお、カバー31に形成された開口部32に対向する各ノズル体24〜26は、カバー31の上面から上方へ突出することがないよう、カバー31内に位置している。

0033

上記カバー31の上部壁31aの上面の上記開口部32の周辺部には、周方向に所定間隔で第2の支持部を形成する複数の第2の支持ピン36が立設されている。これら第2の支持ピン36は第1の支持ピン9によって周辺部の下面が支持された基板Wの中心部分の下面を支持する。それによって、基板Wが大型化しても、その中心部分が下方へ撓むのを阻止するようになっている。

0034

このような構成のスピン処理装置において、基板Wをスピン処理する場合、基板Wを支持した回転体5を回転駆動したならば、一対の薬液ノズル体25からたとえばフッ酸などの薬液を基板Wに向けて噴射する。

0035

一対の薬液ノズル体25の一方は基板Wの裏面中心部に向けて薬液を直線状に噴射し、他方は基板Wの周辺部に向けて扇状に噴射する。一方の薬液ノズル体25から基板Wの裏面中心部に向けて直線状に噴射された薬液は周辺部に到達する前に勢いが弱まってほとんどが基板Wの裏面から滴下する。他方の薬液ノズル体25からは薬液が基板Wの周辺部に向けて扇状に噴射されるから、基板Wの裏面全体に広く行き渡るものの、扇状に広がることで、基板Wの周縁から外方へ勢いよく流出するということがほとんどない。

0036

そのため、基板Wを支持した第1の支持部8の係合ピン11に勢いよく衝突して基板Wの表面方向(上方)に飛散するということもないから、カップ体1内で浮遊して基板Wに付着し、その表面を汚染したり、カップ体1に付着して乾燥析出し、パーティクルとなって基板Wに付着するなどのことが防止される。

0037

しかも、基板Wの周縁部に到達する薬液の勢いが弱いと、その薬液が基板Wの周縁から表面へ回り込み、基板Wの上方に向かって飛散するということもないから、そのことによっても基板Wの表面が汚染されるのを防止することができる。

0038

基板Wの裏面を薬液によって処理したなら、ついで一対の純水ノズル体24から純水を基板Wの中心部と周辺部に向けて噴射する。

0039

純水の場合も、基板Wの中心部に噴射される純水は直線状であるが、周辺部に噴射される純水は扇状であるから、薬液の場合と同様、基板Wの上方に向かって飛散したり、周縁から表面へ回り込むのが防止される。

0040

基板Wの裏面を純水によって洗浄する、リンス処理が終了したならば、回転体5を高速回転させるとともに、ガスノズル体26から気体を噴射することで、この基板Wの裏面を乾燥処理する。

0041

基板Wの乾燥処理に際し、その工程の中盤から終盤にかけて各ノズル体24〜26やノズルヘッド23の表面に付着残留したリンス処理時の純水が飛散して基板Wの裏面に付着し、乾燥不良を招く虞がある。

0042

しかしながら、回転体5には上記ノズルヘッド23を覆うカバー31が一体的に設けられている。そのため、基板Wを乾燥処理するために回転体5を高速回転させると、回転するカバー31と、静止状態にある各ノズル体24〜26やノズルヘッド23の表面との間に大きな相対的な速度差が生じる。

0043

そのため、その速度差によって各ノズル体24〜26やノズルヘッド23の表面に付着残留した純水は、乾燥工程の初期段階で流動し、一部は下方へ滴下し、残りは飛散する。

0044

その結果、乾燥工程の中盤や終盤の時点でノズル体24〜26やノズルヘッド23に付着残留した純水が飛散して基板Wの裏面に付着するということがないから、乾燥工程が終了する時点では乾燥の初期段階で基板Wに付着していた純水は確実に乾燥され、未乾燥の状態で残留するのをなくすことができる。つまり、乾燥不良を招くのが防止される。

0045

上記カバー31は回転体5の基部6を覆う大きさで、その上部壁31aは基板Wの下面の中心部分に対向し、基板Wの下面周辺部分には対向していない。そのため、乾燥処理時に基板Wを高速回転させると、基板Wの下面周辺部分にはカバー31が障害となることなく遠心力による風の流れが円滑に生じるから、基板Wの下面周辺部分の乾燥も円滑に行われることになる。

0046

基板Wの中央部分は、ガスノズル体26から噴射される気体によって円滑に乾燥されることになる。その結果、カバー31を設けても基板Wは下面全体が円滑に乾燥処理されることになる。

0047

上記カバー31の上部壁31aには基板Wの中央部分の下面を支持する第2の支持ピン36を立設した。そのため、第2の支持ピン36は基板Wの中央部分が下方へ撓むのを阻止するから、基板Wの下面とカバー31の上部壁31aとの間隔を狭くした場合などに、基板Wが撓んでカバー31の上部壁31aに接触するのを防止することができる。とくに、最近では基板Wが大型化する傾向にあるため、大型の基板Wには有効である。

0048

上記カバー31はノズルヘッド23だけでなく、回転体5の基部6とアーム7との連結部分の段差部分も覆うようにしている。そのため、回転体5を高速で回転させたときに、基部6とアーム7との連結部分の段差部によって基板Wの下面側の気流に乱れが発生し難くなるから、たとえば基板Wの下面側にミストを含む気体が巻き込まれて基板Wの下面を汚染するのを防止できる。

0049

この発明は上記各実施の形態に限定されず種々変形可能である。たとえば基板としては液晶表示装置用矩形状のガラス基板に限られず、半導体ウエハであってもよく、要は処理液による処理に続いて乾燥処理をする必要のある基板であればこの発明を適用することができる。

発明の効果

0050

請求項1の発明によれば、ノズル体が設けられたノズルヘッドを覆うカバー体を回転体に固定して設けるようにしたから、乾燥処理時に回転体が回転すると、この回転体と一体的に回転するカバーと、静止状態にあるノズルヘッドとの間に相対的な速度差が生じる。

0051

そのため、その速度差によってノズル体やノズルヘッドに付着残留した処理液が乾燥工程の初期段階で基板の裏面に向かって飛散するから、乾燥処理が終了する時点では確実に乾燥し、基板の裏面に残留するのを防止できる。つまり、基板の乾燥処理を確実に行うことができる。

0052

請求項2の発明によれば、カバーによってノズルヘッドだけでなく、回転体の基部とアームとの連結部分も覆うようにした。

0053

そのため、基部とアームとの段差部によって気流に乱れが生じるのを抑制できるから、たとえば基板下面側にミストを含む気体を巻き込んで基板を汚染するのを防止することができる。

0054

請求項3の発明によれば、カバーの上面に基板の下面中心部分を支持する第2の支持部を設けた。

0055

そのため、基板の中心部分が撓むのを防止することができるから、基板が大型化して撓み易くなっても、そのたわみを抑制し、カバーに接触するのを防止できる。

図面の簡単な説明

0056

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を示す断面図。
図2同じく回転体の平面図。
図3同じくノズルヘッドが設けられた部分の拡大断面図。

--

0057

1…カップ体
5…回転体
8…第1の支持部
23…ノズルヘッド
24…純水ノズル体
25…薬液ノズル体
26…ガススル
31…カバー
36…第2の支持ピン(第2の支持部)

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