JPH08141478A - 回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板裏面にチャック跡を生じさせないもので
ありながら、塗布液塗布時の基板裏面への処理液などの
ミストの回り込みを回避するとともに、基板の端面や裏
面の清浄度を高くできるようにする。 【構成】 基板Ｗを保持して鉛直方向の軸芯周りで回転
する基板保持手段３に、基板Ｗの下面側の外周縁のみを
その全周にわたって線接触状態で支持する支持部材９
と、その支持部材９による支持状態の基板の外周縁Ｗに
部分的に当接することにより基板の水平方向の位置を規
制する規制部材１０とを備えさせ、レジスト液の塗布な
どに際して、レジスト液が基板Ｗの裏面に回り込むこと
を支持部材９で遮るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ、フォト
マスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、
光ディスク用の基板等の基板にレジスト液などの塗布液
を塗布するなどのために、基板を保持して鉛直方向の軸
芯周りで回転する基板保持手段と、その基板保持手段に
保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段とを
備えた回転式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の回転式基板処理装置としては、
従来一般に、基板を真空吸着によって保持するように構
成されている。ところが、その強い吸着力に起因して基
板裏面にチャック跡が残り、このチャック跡が前工程か
らの汚染に加わり、基板表面の高さにズレを生じて、露
光時のフォーカス異常を発生させる問題があった。ま
た、基板の裏面に付着したパーティクルが離脱し、カセ
ットに収容する場合に、下側に収容されている基板の表
面を汚染するとか、あるいは、基板搬送装置に転移して
他の基板を汚染するといった問題があった。

【０００３】そこで、上述のような問題を回避するため
に、基板の外周縁側に、基板の裏面を支持する支持ピン
と、基板の端面と当接して水平方向の位置を規制する規
制ピンとを設けるとか、あるいは、特開昭５８−１７７
１８１号公報や特開平４−１１７２１号公報に開示され
るように、基板の外周縁をその全周にわたって覆いなが
ら支持するように構成したものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、支持ピ
ンと規制ピンとから構成した場合、塗布液を塗布したり
するときに、基板端面から基板裏面に処理液としての塗
布液などのミストが回り込み、基板の裏面を汚す欠点が
あった。一方、基板の外周縁をその全周にわたって覆い
ながら支持する場合、基板の端面や裏面が汚れやすく、
また、それらを洗浄しても洗浄液が残りやすく、基板の
端面や裏面の清浄度が低下する欠点があった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明の回転式基板処理
装置は、基板裏面にチャック跡を生じさせないものであ
りながら、塗布液塗布時の基板裏面への処理液などのミ
ストの回り込みを回避するとともに、基板の端面や裏面
の清浄度を高くできるようにすることを目的とし、ま
た、請求項２に係る発明の回転式基板処理装置は、基板
の裏面を洗浄する場合に、洗浄処理を良好に行うことが
できるようにすることを目的とし、また、請求項３に係
る発明の回転式基板処理装置は、基板の支持位置と非支
持位置とにわたる昇降を、簡単な操作で行えるようにす
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上述のような目的を達成するために、基板を保持して鉛
直方向の軸芯周りで回転する基板保持手段と、その基板
保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供
給手段とを備えた回転式基板処理装置において、基板保
持手段が、基板の下面側の外周縁のみをその全周にわた
って線接触状態で支持する支持部材と、その支持部材に
よる支持状態の基板の外周縁に部分的に当接することに
より基板の水平方向の位置を規制する規制部材とを有す
るように構成する。

【０００７】また、請求項２に係る発明の回転式基板処
理装置は、上述のような目的を達成するために、請求項
１に係る発明の回転式基板処理装置における規制部材に
よって水平方向の位置を規制する範囲内において、支持
部材により支持する支持位置と支持部材から離間した上
方の非支持位置とにわたって基板を昇降する基板昇降部
材を備えて構成する。

【０００８】また、請求項３に係る発明の回転式基板処
理装置は、上述のような目的を達成するために、請求項
１または請求項２に係る発明の回転式基板処理装置にお
ける支持部材に昇降可能に基板昇降部材を設けるととも
に、エアシリンダを設け、基板昇降部材を支持位置側あ
るいは非支持位置側に変位するように付勢する付勢機構
を設けるとともに基板昇降部材にエアシリンダを連動連
結し、かつ、エアシリンダのシリンダ室に、基板保持手
段を構成する回転軸を通した空気流路を接続して構成す
る。

【０００９】

【作用】請求項１に係る発明の回転式基板処理装置の構
成によれば、支持部材を基板の下面の外周縁側に線接触
させ、そして、規制部材を基板の外周端縁に点接触させ
ることにより、真空吸着によらずに基板を保持して回転
させ、レジスト液の塗布などに際して、基板の上面側か
ら基板の下面側に処理液などのミストが回り込むことを
回避できる。

【００１０】また、請求項２に係る発明の回転式基板処
理装置の構成によれば、レジスト液の塗布などに際して
は、基板の下面の外周縁側に支持部材を線接触させて基
板の下面側への処理液などのミストの回り込みを回避で
きる。一方、基板の上面の外周縁に対して洗浄液を供給
して洗浄処理する場合などには、規制部材により基板の
水平方向の位置を規制する範囲内で、基板を支持部材に
線接触させない非支持位置まで上昇させ、その状態で基
板を保持して回転させ、基板の上面の外周縁に洗浄液を
供給すると、基板の下面側の外周縁は支持部材と接触し
ていないので、基板の外周縁に向けた洗浄液が基板の下
面側外周縁まで浸透し、基板の外周縁全体を洗浄するこ
とができる。

【００１１】また、請求項３に係る発明の回転式基板処
理装置の構成によれば、基板昇降部材を昇降するのに、
支持部材を所定位置に停止させ、その停止状態で固定側
部材に設けた昇降機構と連係させるように構成する場合
に比べ、任意の位置で停止した状態で、あるいは、回転
させたままでも基板昇降部材を昇降させることができ
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の回転式基板処理装置の第１実
施例を示す全体概略縦断面図、図２は要部の平面図、図
３は要部の斜視図であり、電動モータ１の駆動によって
鉛直方向の軸芯周りで回転する回転軸２の上端側に、基
板Ｗの外周縁を載置して保持するように基板保持手段３
が構成されている。

【００１３】基板保持手段３およびそれによって水平姿
勢に保持された基板Ｗの周囲は、昇降駆動機構（図示せ
ず）によって昇降可能な下側の第１のカップ４と、それ
より上側の第２のカップ５とで覆われている。

【００１４】第２のカップ５の外側には、基板Ｗ上の回
転中心に相当する供給位置とそれから離れた待機位置に
わたって移動可能に構成されたレジスト液供給ノズル６
が設けられ、供給位置において基板Ｗの表面にレジスト
液を供給し、基板Ｗの回転により基板Ｗの表面にレジス
ト液を塗布できるように構成されている。また、第２の
カップ５の外側には、基板Ｗの外周縁上に相当する供給
位置とそれから離れた待機位置にわたって移動可能に構
成された溶剤供給ノズル７が設けられ、供給位置におい
て基板Ｗの表面の外周縁に洗浄液としての溶剤を供給
し、基板外周縁のレジスト液を除去できるように構成さ
れている。

【００１５】基板保持手段３は、回転軸２に一体回転可
能に連結される底板８に、図４の要部の拡大断面図に示
すように、スペーサ（図示せず）を介して排水用の隙間
（例えば、約 0.2mm）が形成されるように環状の支持部
材９を取り付けて構成されている。

【００１６】支持部材９の上面は、回転軸芯側ほど低く
なる傾斜面Ｆに構成され、基板Ｗの外周端縁の下面側を
線接触状態で支持できるように構成されている。また、
傾斜面Ｆよりも回転軸芯から離れる位置において、その
周方向に所定間隔を隔てて６本のピン状の規制部材１０
…が設けられ、基板Ｗの外周端縁に点接触して基板Ｗの
水平方向の位置を規制するように構成されている。規制
部材１０…のうちの所定の２本は、基板Ｗのオリエンテ
ーションフラットの外周端縁に点接触して基板Ｗに回転
力を有効に伝達できるように設けられている。

【００１７】また、支持部材９の傾斜面Ｆに相当する箇
所において、その周方向に所定間隔を隔てて３本の基板
昇降部材１１…が、底板８および支持部材９を貫通して
昇降可能に設けられている。基板昇降部材１１…それぞ
れに対応させて、底板８の下面にストッパー部材１２が
取り付けられている。ストッパー部材１２内には、圧縮
コイルスプリング１３によって付勢されたストッパーピ
ン１４が設けられ、一方、基板昇降部材１１…それぞれ
の上下方向に所定間隔を隔てた２箇所それぞれにストッ
パーピン１４を嵌入する係止溝１５，１５が形成され、
図４の（ａ）に示すように、基板Ｗを支持部材９により
支持する支持位置と、図４の（ｂ）に示すように、支持
部材９から離間した上方の非支持位置とにわたって基板
Ｗを昇降するとともに、ストッパーピン１４により基板
昇降部材１１…をそれぞれの位置に維持するように構成
されている。

【００１８】基板昇降部材１１…は、図１および図２に
示すように、ロッド１６によって一体連結されている。
図１および図４に示すように、２個のエアシリンダ１
７，１７に連動連結された昇降ロッド１８の先端に、基
板昇降部材１１の下部の鍔部材１９に係止する係止部材
２０が一体的に設けられ、両エアシリンダ１７，１７を
伸長させることにより係止部材２０の上側向きの係止面
が鍔部材１９の下面に当接して基板昇降部材１１…を支
持位置に上昇させ［図４の（ａ）参照］、一方、両エア
シリンダ１７，１７を短縮させることにより係止部材２
０の下側向きの係止面が鍔部材１９の上面に当接して基
板昇降部材１１…を非支持位置に下降させ［図４の
（ｂ）参照］、かつ、両エアシリンダ１７，１７の一方
を短縮状態に他方を伸長状態にすることにより、係止部
材２０を鍔部材１９から離間し、係止部材２０に接触す
ることなく支持部材９および基板昇降部材１１…を回転
できるように構成されている。この基板昇降部材１１の
昇降を行うときには、ロータリー・エンコーダなどによ
り基板保持手段３を所定位置で停止させ、鍔部材１９を
係止部材２０に係止可能な位置に停止させるようになっ
ている。

【００１９】前記規制部材１０…の水平方向外側におい
て、基板Ｗの外周縁を全周にわたって覆うように環状部
材２１が設けられ、かつ、基板Ｗの外周縁ならびに規制
部材１０…と環状部材２１の内周面との間及び支持部材
９の外周面と環状部材２１の内周面との間に、基板Ｗか
ら遠心力によって流されるドレンを鉛直方向下方に向か
わせるドレン流路２２が形成されている。

【００２０】環状部材２１の上面は平坦面に構成される
とともに、下部はスペーサ（図示せず）を介してドレン
排出用の隙間が形成されるように底板８に取り付けら
れ、ドレン流路２２を通じて流されるレジスト液や溶剤
を外部に排出できるように構成されている。また、ドレ
ン流路２２により、遠心力により基板Ｗの外周縁と環状
部材２１の内周面との間側に向かう気流を環状部材２２
の内周面で受け止め、その流れに抵抗を与え、気流のほ
とんどを乱れの無い状態で環状部材２２の平坦な上面に
沿って流し、規制部材１０…や基板昇降部材１１…によ
って乱流が生じることを防止できるように構成されてい
る。

【００２１】回転軸２が筒状に構成され、その回転軸２
内から底板８を貫通する状態で洗浄液供給ノズル２３が
設けられ、基板Ｗの裏面に洗浄液を供給し、排水用の隙
間からドレン排出用の隙間を通じて外部に排出し、基板
Ｗの裏面を洗浄できるように構成されている。

【００２２】底板８の所定の３箇所にピン挿通孔２４が
形成され、かつ、底板８の下方に、３本の基板昇降ピン
２５…が昇降可能に設けられ、ロータリー・エンコーダ
などにより基板保持手段３を所定位置で停止させ、その
状態で基板昇降ピン２５…をピン挿通孔２４を通じて昇
降させ、基板Ｗを基板昇降部材１１…に支持させる非支
持位置とそれより上方の受け渡し位置とに昇降するよう
に構成されている。

【００２３】以上の構成により、レジスト液の塗布に際
しては、基板Ｗの下面の外周縁側に支持部材９を線接触
させた状態で基板Ｗを保持して回転させ、基板Ｗの下面
側への塗布液などのミストの回り込みを回避できる。エ
ッジリンスや裏面洗浄に際しては、規制部材１０…によ
り基板Ｗの水平方向の位置を規制する範囲内で、基板Ｗ
を支持部材９に線接触させない非支持位置まで基板昇降
部材１１…により上昇させ、その状態で基板Ｗを保持し
て回転させ、基板Ｗの外周端縁の表面に溶剤を供給した
り基板Ｗの外周縁の下方から洗浄液を供給したりする。
基板Ｗの外周縁の表面に供給された溶剤は、基板Ｗの裏
面側の外周縁は支持部材９と接触していないので、基板
Ｗの外周縁に向けた洗浄液が基板Ｗの裏面側外周縁まで
浸透し、基板Ｗの外周縁全体を洗浄することができる。
エッジリンスや裏面洗浄時にはドレン流路２２を通じて
レジスト液や溶剤などを良好に排出しながら、基板Ｗの
外周縁及び下面を洗浄処理することができる。

【００２４】次に、上記実施例装置と従来装置との比較
実験結果について説明する。従来装置としては、基板Ｗ
を真空吸着によって保持する構成のものを用いた。回転
数 3000rpmで回転させながら直径６インチの基板Ｗにレ
ジスト液を 1.2μｍの厚さに塗布し、基板Ｗの裏面への
パーティクルの付着を観察したところ、従来装置では存
在した 0.2μｍ以上のパーティクルが実施例装置では全
く存在しなかった。また、実施例装置において、基板昇
降部材１１…を約２mm上昇して基板Ｗを傾斜面Ｆから
0.5〜１mm上昇させ、この状態で基板Ｗを回転数 1000rp
mで回転させながらその外周端縁の表面側に溶剤を吐出
すると、基板Ｗの裏面にパーティクルを付着させること
なく供給Ｗの外周端縁を洗浄できた。このように、本発
明の実施例装置によれば、従来装置に比べて処理品質を
大幅に向上できることが明らかであった。

【００２５】図５は、本発明の回転式基板処理装置の第
２実施例を示す一部省略全体概略縦断面図、図６は要部
の拡大断面図であり、第１実施例と異なるところは次の
通りである。すなわち、底板８の所定の３箇所にシリン
ダ室２６…が形成され、シリンダ室２６…それぞれ内
に、基板昇降部材１１に一体連接されたピストン１１ａ
が収容されるとともに、基板昇降部材１１を前述した支
持位置側に、即ち、下降側に変位させるように付勢する
圧縮コイルスプリング２７が設けられてエアシリンダＳ
が構成されている。

【００２６】ピストン１１ａを挟んで圧縮コイルスプリ
ング２７とは反対側で、シリンダ室２６に第１のエアー
配管２８が接続されるとともに、その第１のエアー配管
２８と、加圧空気源（図示せず）に接続された第２のエ
アー配管２９とが、底板８の回転軸２との連結用筒部８
ａの肉厚内に形成した第１の空気流路３０ａ、回転軸２
の肉厚内に形成した第２の空気流路３０ｂ、および、固
定部材３１に取り付けた円筒体３２に形成した環状空気
流路３０ｃを介して接続されている。他の構成は第１実
施例と同じであり、同一図番を付してその説明は省略す
る。

【００２７】この第２実施例の構成によれば、支持部材
９や基板昇降部材１１に基板Ｗを支持させて回転した状
態のままで加圧空気を給排することにより、基板Ｗを昇
降操作できる利点を有している。 上記

【００２８】図７は、本発明の回転式基板処理装置の第
３実施例を示す要部の拡大断面図であり、第２実施例と
異なるところは次の通りである。すなわち、エアシリン
ダＳを構成するのに、圧縮コイルスプリング２７に代え
て、基板昇降部材１１を前述した非支持位置側に、即
ち、上昇側に変位するように付勢する引っ張りスプリン
グ３３が用いられるとともにシリンダ室２６に真空吸引
源（図示せず）が接続され、真空吸引とその解除とによ
って基板Ｗを昇降するように構成されている。他の構成
は第２実施例と同じであり、同一図番を付してその説明
は省略する。

【００２９】前述した第１実施例において、鍔部材１９
を円形に構成し、ロッド１６に代えてこの鍔部材１９に
より各基板昇降部材１１…を一体連結し、昇降操作のた
めに回転を停止する時に係止部材２０との位置合わせを
不要にできるようにしても良い。

【００３０】前述した第２実施例において、基板昇降部
材１１を下降側に変位するように付勢するのに、上述の
ような圧縮コイルスプリング２７に代え、例えば、ピス
トン１１ａそのものを重量物で構成するとか、あるい
は、ピストン１１ａに重量物を付設するなど、重力を利
用しても良く、要するに、基板昇降部材１１を支持位置
側あるいは非支持位置側に変位するように付勢するため
の、圧縮コイルスプリング２７、引っ張りスプリング３
３、重力を利用する構成などをして付勢機構と総称す
る。

【００３１】前述第２および第３実施例それぞれにおい
て、予め、圧縮コイルスプリングや引っ張りスプリング
などを内装して専用構成したエアシリンダを用い、その
ピストンロッドに基板昇降部材１１を取り付けるように
しても良い。

【００３２】前述のレジスト液供給ノズル６、溶剤供給
ノズル７および洗浄液供給ノズル２３をして処理液供給
手段と総称する。

【００３３】本発明としては、上述実施例のようなオリ
エンテーションフラットを有する円形基板に限らず、ノ
ッチを有する円形基板や液晶用などの角型基板に対する
回転式基板処理装置にも適用できる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の回転式基板処理装置によれば、支持部材
を基板の下面の外周縁側に線接触させ、そして、規制部
材を基板の外周端縁に点接触させることにより、基板を
保持して回転させるから、真空吸着によらずに済み、そ
の真空吸着に起因するチャック跡を生じさせないもので
ありながら、塗布液塗布時の基板裏面への処理液などの
ミストの回り込みを支持部材で遮って回避でき、しか
も、基板の外周端縁を接触状態で覆わないから、基板の
端面や裏面の清浄度を高くできて処理品質を向上できる
ようになった。

【００３５】また、請求項２に係る発明の回転式基板処
理装置によれば、レジスト液の塗布などに際しては、基
板の下面の外周縁側に支持部材を線接触させて基板の下
面側への処理液の回り込みを回避でき、一方、基板の下
面に対して洗浄液を供給して洗浄処理する場合などに
は、基板を支持部材に線接触させない非支持位置まで上
昇させた状態で基板を保持して回転させ、基板の上面の
外周縁に洗浄液を供給すると、基板の下面側の外周縁は
支持部材と接触していないので、基板の外周縁に向けた
洗浄液が基板の下面側外周縁まで浸透し、基板の外周縁
全体を洗浄することができるから、基板の外周縁を洗浄
する場合に、洗浄処理を良好に行うことができるように
なった。

【００３６】また、請求項３に係る発明の回転式基板処
理装置によれば、任意の位置で停止した状態で、あるい
は、回転したままでも基板昇降部材を昇降させることが
できるから、支持部材を所定位置に停止させることが不
用になり、基板の支持位置と非支持位置とにわたる昇降
を簡単な操作で行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転式基板処理装置の第１実施例を示
す全体概略縦断面図である。

【図２】要部の平面図である。

【図３】要部の斜視図である。

【図４】要部の拡大断面図である。

【図５】本発明の回転式基板処理装置の第２実施例を示
す一部省略全体概略縦断面図である。

【図６】要部の拡大断面図である。

【図７】本発明の回転式基板処理装置の第３実施例を示
す要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

２…回転軸 ３…基板保持手段 ９…支持部材 １０…規制部材 １１…基板昇降部材 ２６…シリンダ室 ２７…圧縮コイルスプリング ３０ａ…第１の空気流路 ３０ｂ…第２の空気流路 ３３…引っ張りスプリング Ｓ…エアシリンダ Ｗ…基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持して鉛直方向の軸芯周りで回
   転する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された
   前記基板に処理液を供給する処理液供給手段とを備えた
   回転式基板処理装置であって、 前記基板保持手段が、前記基板の下面側の外周縁のみを
   その全周にわたって線接触状態で支持する支持部材と、
   前記支持部材による支持状態の前記基板の外周縁に部分
   的に当接することにより前記基板の水平方向の位置を規
   制する規制部材とを有することを特徴とする回転式基板
   処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の規制部材によって水平
   方向の位置を規制する範囲内において、支持部材により
   支持する支持位置と前記支持部材から離間した上方の非
   支持位置とにわたって基板を昇降する基板昇降部材を備
   えてある回転式基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の支持部
   材に昇降可能に基板昇降部材を設けるとともに、エアシ
   リンダを設け、前記基板昇降部材を支持位置側あるいは
   非支持位置側に変位するように付勢する付勢機構を設け
   るとともに前記基板昇降部材に前記エアシリンダを連動
   連結し、かつ、前記エアシリンダのシリンダ室に、基板
   保持手段を構成する回転軸を通した空気流路を接続して
   ある回転式基板処理装置。