JPH0758000A

JPH0758000A - 回転式基板処理装置

Info

Publication number: JPH0758000A
Application number: JP5205991A
Authority: JP
Inventors: Koji Kizaki; 幸治木▲崎▼; Takeya Morinishi; 健也森西
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】回転軸周りの空間でのパーティクルの発生を
抑え、基板裏面もしくは基板を保持する基板保持部の裏
側への不要なミストの付着を防止する。【構成】基板洗浄装置１は、基板Ｗを回転させながら
基板Ｗの表面を処理液で処理する回転式のものである。
この装置１は、基板保持部２とブラシ洗浄機構３と外カ
バー２１と吸気管２７とを備えている。基板保持部２
は、上下に延びる回転軸７と、回転軸７の上端に配置さ
れた横方向の基板保持面４とを有し、基板Ｗを基板保持
面４で保持する。ブラシ洗浄機構３は、基板保持部２で
保持された基板Ｗに洗浄液を供給する。外カバー２１
は、基板保持面２を下方及び側方から覆うように配置さ
れている。吸気管２７は、基板保持面２の下方において
外カバー２１で囲まれた回転軸周りの空間２８に清浄な
空気を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板処理装置、特に、
基板を回転させながら基板の表面を処理液で処理する回
転式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程や液晶表示装置の製造工
程において、フォトプロセスでパターンを形成する際に
は、基板にフォトレジストを塗布する工程や、基板を現
像液で現像する工程や、基板を洗浄液で洗浄する工程
等、処理液による基板処理工程が不可欠である。

【０００３】この種の基板処理工程に用いられる回転式
基板処理装置は、基板を真空吸着または機械的に保持す
る基板保持部と、基板保持部に処理液を供給する処理液
供給部と、供給された処理液を含む空気を排出する排気
部とを備えている。また、基板保持部の周囲には、処理
液の飛散を防止するためのスピンカップが配置されてい
る。基板保持部は、上下に延びる中心軸と、中心軸の上
端に配置された横方向の基板保持面とを有している。こ
の中心軸は、スピンカップを貫通してモータに連結され
ている。

【０００４】この種の回転式基板処理装置では、基板保
持面に保持された基板を中心軸回りに回転させつつ、処
理液供給部が処理液を供給し基板処理を行う。そして、
基板洗浄装置では、洗浄後に液切り乾燥のために基板を
高速回転させる。また、フォトレジスト塗布装置や現像
装置では、処理液を均一に塗布するために基板を高速回
転させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
基板を高速回転させた際に、基板や基板保持部の回転に
より、回転中心から基板の外周端に向かう空気の流れが
生じるので、中心軸周りの空間が外周端側の空間に比べ
て負圧（低い圧力）になる。この結果、中心軸の貫通部
分を通じてスピンカップ外部から中心軸周りの空間へ外
気が流れ込む。また、外周端部に向かった後にスピンカ
ップに当たって再び中心軸周りの空間に戻る循環流が生
じる。

【０００６】外部からの空気の流れは、異物としてのパ
ーティクルの流入をもたらす。また、発生する循環流
は、液滴や浮遊ミスト等をも循環させ、これらがパーテ
ィクル発生の原因となる。そして、これらのパーティク
ルは基板もしくはそれを保持する基板保持部の裏面にミ
ストとして付着してしまう。本発明の目的は、中心軸周
りの空間でのパーティクルの発生を抑え、基板もしくは
それを保持する基板保持部の裏面へのミストの付着を防
止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る基板処理装
置は、基板を回転させながら基板の表面を処理液で処理
する回転式のものである。この装置は、基板保持手段と
処理液供給手段とカバー部材と気体供給手段とを備えて
いる。基板保持手段は、上下に延びる中心軸と、中心軸
の上端に配置された横方向の基板保持面とを有し、基板
を基板保持面で保持する。処理液供給手段は、基板保持
手段で保持された基板に処理液を供給する。カバー部材
は、基板保持面を下方及び側方から覆うように配置され
ている。気体供給手段は、基板保持面の下方においてカ
バー部材で囲まれた中心軸周りの空間に清浄な気体を供
給する。

【０００８】

【作用】本発明に係る基板処理装置では、基板保持面に
保持された基板が中心軸回りに回転し、処理液供給手段
がよって基板に処理液が供給されることで基板処理がな
される。基板に供給された処理液は、回転により中心か
ら外周側に拡散し飛散する。飛散した処理液はカバー部
材により受けられる。この基板回転時において、基板保
持面の下方では、気体供給手段が中心軸周りの空間に清
浄な気体を供給する。供給された気体は、中心軸周りの
空間から外方に排出される。

【０００９】ここでは、中心軸周りの空間に清浄な気体
が供給されるので、基板が回転しても中心軸周りの空間
に外部からパーティクルが侵入しにくくなる。しかも、
カバー部材で当たった空気の流れが中心軸の周りの空間
に戻りにくい。このため、中心軸周りの空間でのパーテ
ィクルの発生を防止できる。

【００１０】

【実施例】図１及び図２において、本発明の一実施例と
しての基板洗浄装置１は、液晶表示用の角型基板Ｗの表
面をブラシ洗浄する装置である。洗浄装置１は、基板Ｗ
を保持する基板保持部２と、基板保持部２に保持された
基板Ｗに対して洗浄液を供給するとともにブラシ洗浄す
るブラシ洗浄機構３とを有している。

【００１１】基板保持部２は、上部に円形の基板保持面
４を有している。基板保持面４の直径は基板Ｗの対角線
長さより長い。基板保持面４の上面には、基板Ｗの四隅
を位置決めするための位置決めピン５と、基板Ｗを下方
から支持する支持ピン６（図２）とが配置されている。
基板保持面４の下面の中心には、回転軸７が固定されて
いる。回転軸７は、上下に間隔を隔てて配置された玉軸
受１６，１７に回転自在に支持されている。玉軸受１
６，１７は、装置フレーム１０に立設された軸受部８内
に収容されている。なお、上側の玉軸受１６は、玉軸受
１６，１７で生じるパーティクルが基板保持面４側に流
入しないように、上部に磁性流体シール１８を有してい
る。

【００１２】回転軸７の下端にはプーリー１１ａが取り
付けられている。プーリー１１ａには、ベルト１２が巻
き掛けられており、ベルト１２の他端には、プーリー１
１ｂが配置されている。プーリー１１ｂは、モータ１３
の出力軸に取り付けられている。この結果、回転軸７
は、モータ１３により回転駆動される。回転軸７は中空
軸であり、その内部には、基板Ｗの裏面を洗浄するため
の洗浄液供給配管１４と、基板Ｗの裏面に窒素ガスを噴
射するための窒素ガス供給配管１５とが同心に配置され
ている。これらの配管１４，１５の先端（上端）には、
ノズル（図示せず）がそれぞれ設けられており、ノズル
から基板Ｗの中心方向に洗浄液及び窒素ガスを噴出し得
る。

【００１３】基板保持面４の周囲には、スピンカップ２
０が配置されている。スピンカップ２０は、基板保持面
４の外周縁をその側方から上方にかけて覆うように配置
されており、上部が内方（中心側）に湾曲している。ス
ピンカップ２０は、装置フレーム１０上に固定された外
カバー２１の内周部に、上下調節可能に支持されてい
る。

【００１４】外カバー２１は、下部が小径の段付き有底
円筒状である。外カバー２１の内周面において図２の左
上部には、基板Ｗに低圧でリンス液を噴出するための低
圧ノズル２９が配置されている。図３に示すように、外
カバー２１の小径底面２３の外周部には、下方に突出す
る排気ダクト２２が設けられている。排気ダクト２２
は、小径底面２３の周方向に等間隔で６個設けられてい
る。排気ダクト２２の下端は、集合ダクト２４内に開口
している。集合ダクト２４は中空リング状であり、小径
底面２３の下方に平行に配置されている。集合ダクト２
４は装置フレーム１０に支持されており、また図示しな
い設備排気ダクトに接続されている。

【００１５】小径底面２３と基板保持面４との間には、
整流部２５が配置されている。整流部２５は、上部に平
ワッシャー状の整流面２６を有している。整流面２６は
基板保持面４に対して平行に配置されており、整流面２
６と基板保持面４の下面との間の隙間は５ｍｍ〜２０ｍ
ｍ、好ましくは１０ｍｍ以下である。整流部２５よりも
内周側において、小径底面２３には、例えば６本の吸気
管２７の先端が開口している。吸気管２７は、図のよう
に折れ曲がった形状であり、その先端は、大径底面３３
及び外カバー２１を貫通して装置外部の清浄なダウンフ
ローに向けられている。この結果、吸気管２７には、ダ
ウンフローとして外カバー２１の外を流れている清浄な
空気が流れ込み、流れ込んだ清浄な空気が回転軸７周り
の空間２８に供給される。

【００１６】図１に示すように、ブラシ洗浄機構３は、
基板保持面４に対し平行に揺動可能かつ接近・離反する
方向に上下動可能なアーム３１と、アーム３１の先端に
下向きに配置されたブラシ３０とを有している。ブラシ
３０の内部には、超音波ノズル３２が下向きに配置され
ている。ブラシ洗浄機構３は、基板Ｗ上を揺動するブラ
シ３０で基板Ｗを洗浄するとともに、超音波ノズルから
の洗浄水により基板Ｗを洗浄する。なお、本実施例にお
いてはブラシ３０の内部に超音波ノズル３２が配置され
ているが、ブラシ３０と超音波ノズル３２とを別々のア
ームに固定してそれぞれ別々に基板に作用するように構
成してもよい。この場合、ブラシ３０によって基板を洗
浄するときには別設したノズルから洗浄液を供給すれば
よい。

【００１７】次に、上述の実施例の動作について説明す
る。図示しない搬送機構により基板Ｗが洗浄装置１に搬
送されると、基板保持面４上の支持ピン６に基板Ｗが載
置され、位置決めピン５により位置決め保持される。次
に、モータ１３が低速で回転し、基板保持面４と基板Ｗ
とを一体的に低速回転させる。続いて、アーム３１が基
板Ｗの中心位置に旋回し、ブラシ３０を基板Ｗに当接す
る位置に下降させる。そして、アーム３１の揺動を開始
するとともに、超音波ノズル３２から超音波振動した純
水を基板Ｗに向かって流出させる。この結果、ブラシ３
０による洗浄と、超音波ノズル３２からの超音波振動す
る純水による洗浄とが同時に行われる。

【００１８】洗浄が終了すると、低圧ノズル２９から低
圧の純水（リンス液）が基板Ｗに向かって噴出され、リ
ンス処理がなされる。リンス処理が終了すると、モータ
１３が高速で回転し、基板Ｗを高速回転させる。これに
より、基板Ｗの表面に付着した水を飛散させ、液切り乾
燥処理がなされる。この液切り乾燥時において、基板Ｗ
に付着した洗浄液は、基板Ｗの四隅部から基板保持面４
に伝わり、基板保持面４の外周縁から図３に矢印で示す
ように飛散する。この結果、スピンカップ２０内に水滴
やミストが発生する。しかし、基板Ｗより基板保持面４
が大きいので角型基板Ｗの隅部からは洗浄液が飛散しに
くく、発生する水滴やミストは、基板保持面が小さく角
形基板の隅部が突出している場合に比べて少ない。

【００１９】一方、基板保持面４の下方では、回転によ
り、図３に矢印で示すように、整流板２６と基板保持面
４との間を外方に向かって空気が流れる。この結果、基
板保持面４の回転軸７の周囲の空間２８が低圧になろう
とする。しかしここでは、吸気管２７から清浄な空気が
空間２８に流れ込み、その負圧分を補償する。ここで
は、回転軸周りの空間２８に清浄空気が供給されるの
で、玉軸受１６，１７からのパーティクルや循環ミスト
により生じるパーティクルが空間２８に侵入しにくい。
したがって、空間２８でのパーティクルの発生を防止で
きる。また、基板保持面４の下方に整流部２５を設けて
いるとともに、吸気管２７を介して取り込む清浄な空気
によって回転軸周りと外周部との間に生じる差圧の発生
を抑制するので、基板保持面４の周端から発生するミス
トが空間２８内に入り込みにくい。この結果、空間２８
でのパーティクルの発生をより確実に防止できる。

【００２０】〔他の実施例〕（ａ）回転式洗浄装置に代えて、スピンコーター等の
密閉式や半密閉式の装置で本発明を実施してもよい。こ
の場合には、基板裏面へのミストの付着を防止するので
はなく、上記実施例と同様に中心軸周りでのパーティク
ルの発生を抑えて半密閉式の基板保持部（いわゆるスピ
ンチャック）の裏側へのミストの付着を防止することが
できる。また、開放型のスピンコーター等で本発明を実
施すると、同様に中心軸周りでのパーティクルの発生を
抑えて基板裏面へのミストの付着を防止することができ
る。（ｂ）清浄な空気を供給する構成に代えて、別の清浄
な気体（たとえば窒素ガス）を供給する構成にしてもよ
い。（ｃ）基板保持部を回転させたときに生じる負圧を解
消するために、発生した負圧を検出する負圧検出手段を
設け、その検出結果に応じて、調圧した清浄な気体を回
転軸周りの空間に強制的に供給するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る回転式基板処理装置では、
中心軸周りの空間に清浄な気体が供給されるので、中心
軸周りの空間でのパーティクルの発生を防止でき、基板
裏面もしくは基板を保持する基板保持部の裏側への不要
なミストの付着を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての基板洗浄装置の一部
切欠き斜視部分図。

【図２】その縦断面部分図。

【図３】図２の拡大部分図。

【符号の説明】

１基板洗浄装置２基板保持部３ブラシ洗浄機構４基板保持面７回転軸２０スピンカップ２１外カバー２７吸気管２８空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を回転させながら前記基板の表面を処
理液で処理する回転式基板処理装置であって、上下に延びる中心軸と、前記中心軸の上端に配置された
横方向の基板保持面とを有し、前記基板を前記基板保持
面で保持する基板保持手段と、前記基板保持手段で保持された基板に前記処理液を供給
する処理液供給手段と、前記基板保持面を下方及び側方から覆うように配置され
たカバー部材と、前記基板保持面の下方において前記カバー部材で囲まれ
た前記中心軸周りの空間に清浄な気体を供給する気体供
給手段と、を備えた回転式基板処理装置。