JPH08323274A - 回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬入・搬出時や基板回転当初における基板と
規制部材との接触を防止、軽減し得る回転式基板処理装
置を提供する。 【構成】 電動モータによって所定の回転軸周りに回転
される回転台３には、基板Ｗの裏面に点接触してこれを
支持する複数個のピン状支持部材１１と、回転中の基板
Ｗの水平方向の位置を規制するための複数個のピン状の
規制部材１２とが設けられている。各規制部材１２はそ
れぞれ、横断面が略円形で、搬入された基板Ｗの外周端
縁と所定の隙間（遊び）が形成されるように配置され、
また、ベアリング１３によって規制部材中心軸ＰＪ周り
に回転可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オリエンテーションフ
ラットやノッチなどの切り欠き部を有する半導体基板
や、光ディスク用基板等のように全く切り欠きを有しな
い円形の基板を、所定の回転中心軸周りに回転させなが
ら、基板に処理液の塗布や、洗浄、現像などの処理を施
すための、例えば、スピンコーター（基板回転式のフォ
トレジスト塗布装置）、スピンスクラバー（基板回転式
のブラシ洗浄装置）、スピンデベロッパー（基板回転式
の現像装置）などを含む回転式基板処理装置に係り、特
には、基板の裏面を支持するとともに基板の水平方向の
位置を規制して基板を回転させるように構成されたタイ
プの回転式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のタイプの回転式基板処理
装置は、支持部材と規制部材とを設けた回転台と、回転
台を所定の回転軸周りで回転させるモータなどを備えて
構成されている。

【０００３】例えば、切り欠き部を有する半導体基板
は、その基板の回転中心を回転台の回転軸に略一致させ
て回転台上方から搬入され、回転台に設けられた支持部
材に水平状態に載置され支持される。この状態で回転台
を回転させると、基板は水平方向に変位するが、この回
転中の基板の水平方向の位置を規制するのが規制部材で
ある。すなわち、規制部材は、例えば、複数個のピン状
の部材で構成され、これらピン状の規制部材が、搬入さ
れ支持部材に支持された状態で回転される基板の外周端
縁の複数個所に点接触するように回転台に配設固定され
ている。この規制部材によって支持部材に支持された基
板は、回転台が回転されると水平方向への変位が規制さ
れ基板は回転台の中心軸周りに回転される。

【０００４】なお、上記規制部材の全てが基板の切り欠
き部以外の円弧部分に点接触するように各規制部材が配
設固定されていると、回転台を回転させても基板と規制
部材とがスリップして回転台の回転が基板に有効に伝達
されない。従って、規制部材の少なくとも１つは基板の
切り欠き部に点接触し、この切り欠き部に点接触された
規制部材に基板が押し出されることで、回転台の回転を
基板に有効に伝達させている。このため、各規制部材
は、基板の外周端縁の円弧部分と切り欠き部とを含む形
状を模した形状に沿って配設固定され、かつ、少なくと
も１本の規制部材は切り欠き部に対応する位置に配置さ
れ、また、基板の搬入においては、基板の切り欠き部に
点接触される規制部材の位置に基板の切り欠き部が位置
されるように位置合わせされて搬入される。

【０００５】ところで、基板が搬入され支持部材に支持
されているが回転されていないという状態において、全
ての規制部材が基板の外周端縁に点接触するように各規
制部材が配設されていると、搬入時に基板の外周端縁と
規制部材とが擦れて粉塵（パーティクル）が発生するの
で好ましくない。また、所定の処理が施された基板を搬
出する場合には、基板を回転台上方に搬送するが、この
場合にも搬入時と同様に基板の外周端縁と規制部材とが
擦れる。

【０００６】そこで、従来装置では、例えば、基板が搬
入され支持部材に支持された状態で、基板の外周端縁と
規制部材との間に若干の隙間（遊び）が形成されるよう
に、すなわち、基板の外周端縁の形状より一周り大きな
形状に沿って、各規制部材が配設固定され、搬入・搬出
時の基板の外周端縁と規制部材との擦れを防止するよう
に構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。上述したように遊び部分を設けて各規制部材を配
設固定していると、回転台（基板）の回転当初において
は、基板の外周端縁は規制部材に点接触しておらず、水
平方向の位置が固定的に規制されていないので、この回
転の開始から基板が安定して回転されるまでの間は、基
板は、各規制部材で規制されない範囲内で水平方向に変
位し、これにより、基板の外周端縁が規制部材に回転方
向に相対変位して摩擦が生じ、基板の外周端縁や規制部
材を傷付けたり、パーティクルが発生するなどの問題が
ある。

【０００８】また、回転台（基板）の回転中に上記遊び
部分を無くすために、回転台（基板）の回転の際に、遠
心力やバネなどの力で規制部材を基板の外周端縁方向に
付勢させ、規制部材を基板の外周端縁に圧接させるよう
に構成したとしても、回転当初、上記規制部材による基
板の外周端縁の圧接力に抗して基板は水平方向に変位
し、この回転当初における基板の水平方向への変位は完
全に解消されないので、上記基板の外周端縁と規制部材
との摩擦が無くならないし、規制部材で基板の外周端縁
を圧接することでこの摩擦が却って大きくなる。なお、
回転当初の基板の水平方向への変位を完全に解消する程
度に、規制部材を基板の外周端縁に圧接させた場合に
は、この圧接力によって基板の外周端縁が損傷したり、
基板自体が変形するなどの問題が発生する。

【０００９】さらに、上記した規制部材を基板の外周端
縁に圧接させる構成の場合、規制部材をピン状などで構
成し基板の外周端縁との接触を点接触にすると、この基
板の外周端縁の点接触部分にかかる圧接力によって基板
の点接触部分への負担が大きくなり、基板を部分的を傷
つけるなどの不都合が起き易い。従って、規制部材を基
板の外周端縁に圧接させる構成の場合、規制部材の基板
の外周端縁への接触面積を大きくせざるを得ない。例え
ば、回転式基板処理装置の一つであるスピンコーターの
場合、基板の外周端縁に付着した処理液を洗浄するため
に、基板の外周端縁を洗浄（エッジリンス）するための
機構が付設されているが、上記したように、規制部材と
基板の外周端縁との接触面積が大きく、しかも、規制部
材が基板の外周端縁を圧接する場合には、この接触部分
にしみ込んだ処理液が洗浄され難くなるという問題もあ
る。

【００１０】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、基板の搬入・搬出時における基板の外
周端縁と規制部材との接触を防止するとともに、基板
（回転台）の回転当初における基板の外周端縁と規制部
材との摩擦を軽減することができ、しかも、基板の外周
端縁と規制部材との接触部分の洗浄を良好に行える回転
式基板処理装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、基板を、所定の回転中心
周りで回転させながらその基板に所定の処理を施す回転
式基板処理装置であって、回転台と、前記回転台を所定
の回転軸周りで回転させる回転駆動手段と、前記回転台
に設けられ、搬入された基板の裏面を支持する支持部材
と、前記回転台上に設けられ、前記支持部材に支持され
回転される前記基板の外周端縁の、複数個所に点接触し
て前記基板の水平方向の位置を規制する複数個の規制部
材と、を備えた回転式基板処理装置において、前記各規
制部材はそれぞれ、横断面が略円形で、中心軸周りに回
動自在に構成されたことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の回転式基板処理装置において、前記支持部
材は複数個のピンで構成され、各ピンが前記基板の裏面
に点接触した状態で前記基板を支持することを特徴とす
るものである。

【００１３】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
請求項１に記載の発明によれば、各規制部材はそれぞ
れ、横断面が略円形で、中心軸周りに回動自在に構成さ
れているので、基板（回転台）の回転の開始から基板が
安定して回転するまでの間において、基板が水平方向へ
変位し、基板の外周端縁と規制部材とが回転方向に相対
変位しても、この相対変位は規制部材の回転によってこ
ろがり摩擦に変換され、摩擦係数が小さくなり、パーテ
ィクルが発生し難くなる。また、各規制部材はそれぞれ
横断面が略円形であるので、各規制部材が中心軸周りに
回転されても規制部材と基板の外周端縁とは常に点接触
状態になる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明によれば、支
持部材を複数個のピンで構成し、各ピンが基板の裏面に
点接触した状態で基板を支持しているので、基板（回転
台）の回転の開始から基板が安定して回転するまでの間
において、基板が水平方向へ変位し、基板の裏面と支持
部材とが相対変位しても、この相対変位によるパーティ
クルが発生し難い。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る回転式基板処
理装置の全体概略構成を示す縦断面図であり、図２は、
要部の平面図、図３は、要部の縦断面図である。なお、
この実施例では切り欠き部であるオリエンテーションフ
ラット（以下、オリフラと略す）を有する半導体基板
（以下、基板と略す）に対してフォトレジストを塗布す
るためのスピンコーターを例に採って説明する。

【００１６】図中、符号１は電動モータであり、この電
動モータ１の駆動によって回転支軸２の上端に一体回転
可能に連結された回転台３が鉛直方向の回転軸ＣＪ周り
で回転される。

【００１７】回転台３およびそれによって後述するよう
に搬入され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。

【００１８】第２のカップ５の外側には、搬入された基
板Ｗ上の回転中心（回転台３の回転軸ＣＪに略一致す
る）に相当する供給位置と基板Ｗ上から離れた待機位置
との間で移動可能に構成された液供給ノズル６が設けら
れ、供給位置において基板Ｗの表面にフォトレジスト液
を供給し、基板Ｗの回転により基板Ｗの表面にフォトレ
ジスト液を塗布できるように構成されている。

【００１９】また、第２のカップ５の外側には、基板Ｗ
の外周端縁上に相当する供給位置と基板Ｗ上から離れた
待機位置との間で移動可能に構成された溶剤供給ノズル
７が設けられ、供給位置において回転中の基板Ｗの表面
の外周端縁に溶剤を供給し、基板Ｗの外周端縁に付着し
たフォトレジスト液を洗浄除去できるように構成されて
いる。

【００２０】回転台３の上面には、その周方向に所定間
隔を隔てて、例えば樹脂製の複数本（図では３本）のピ
ン状支持部材１１が設けられ、後述するように所定の位
置合わせがされて搬入された基板Ｗの裏面に点接触して
基板Ｗを水平姿勢で支持するように構成されている。

【００２１】また、回転台３の上面のピン状支持部材１
１よりも外側には、基板Ｗが搬入されピン状支持部材１
１に支持された状態で、基板Ｗの外周端縁との間に若干
の隙間（遊び：例えば、約０．５mm）が形成されるよう
に、すなわち、基板Ｗの外周端縁の形状より一周り大き
な形状に沿って、セラミックやステンレスなどで構成さ
れる、横断面が略円形の複数本（図では６本）のピン状
の規制部材１２が設けられ、ピン状支持部材１１に支持
され回転される基板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。な
お、規制部材１２のうち所定の２本は、回転される基板
Ｗのオリフラ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。

【００２２】また、各規制部材１２は、ベアリング１３
によって中心軸ＰＪ周りに回転可能に構成され、各規制
部材１２には、ベアリング１３を上方から覆うカバー１
４が一体的に取り付けられ、フォトレジスト液や溶剤な
どの処理液がベアリング１３の周辺や内部に入り込むの
を防止し、処理液によるベアリング１３の腐食や湿潤が
損なわれるのを防止している。また、ベアリング１３が
有機溶剤蒸気や水系蒸気にさらされてもベアリング１３
の腐食や湿潤を損なわれ難くするために、さらに、ベア
リング１３自体を、真空装置用の銀メッキベアリングや
セラミック製あるいは樹脂製のノングリスタイプのベア
リングで構成してもよい。

【００２３】なお、各規制部材１２は、その水平方向の
横断面が略円形であれば、ピン状に限らず、例えば、棒
状（円柱状）などであってもよい。

【００２４】上記規制部材１２の水平方向外側におい
て、基板Ｗの外周端縁を全周にわたって覆うように環状
部材１５が設けられ、かつ、基板Ｗの外周端縁ならびに
規制部材１２と環状部材１５との内周面との間に、基板
Ｗから遠心力によって流されるドレンを鉛直下方に向か
わせるドレン流路１６が形成されている。

【００２５】環状部材１５の上面は平坦な水平面に構成
され、また、環状部材１５の下部はスペーサ（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回
転台３に取り付けられ、ドレン流路１６を通じて流され
るフォト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１６によって、遠心力
による基板Ｗの外周端縁と環状部材１５の内周面との間
側に向かう気流を環状部材１５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１５の平坦な上面に沿って流し、ピン状支持
部材１１や規制部材１２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。

【００２６】回転支軸２は筒状に構成され、その回転支
軸２内から回転台３を貫通する状態で洗浄液供給ノズル
１７が設けられ、基板Ｗの裏面に洗浄液を供給しドレン
搬出用の隙間を通じて外部に排出して基板Ｗの裏面を洗
浄できるように構成されている。

【００２７】回転台３の所定の３個所にピン挿通孔１８
が形成され、かつ、回転台３の下方に、３本の基板昇降
ピン１９が昇降可能に設けられ、ロータリー・エンコー
ダなどにより回転台３を所定位置で停止させ、その状態
で各基板昇降ピン１９を各々ピン挿通孔１８を通じて昇
降させ、基板Ｗをピン状支持部材１１に支持させる処理
位置とそれより上方の受渡し位置とに昇降するように構
成されている。

【００２８】次に、上記構成を有する実施例装置の動作
を図４、図５などを参照して説明する。

【００２９】まず、基板Ｗの搬入は、図４（ａ）に示す
ように、回転台３が所定位置で停止された状態で、基板
昇降ピン１９を上昇させ、図示しない搬送機構によって
受渡し位置に搬送されてきた基板Ｗを基板昇降ピン１９
上に載置して受け取り、昇降支持ピン１９を降下させて
受け取った基板Ｗを処理位置においてピン状支持部材１
１に受け渡すことで行われれる。なお、このとき、図４
（ａ）に示すように、基板Ｗの回転中心ＷＣが回転台３
の回転軸ＣＪに略一致し、かつ、図４（ｂ）に示すよう
に、基板ＷのオリフラＯＦが、オリフラＯＦに点接触し
て回転台３の回転力を伝達するための規制部材１２_OFに
対向する位置に位置付けられるように位置合わせされた
状態で、受渡し位置において搬送機構は基板Ｗを基板昇
降ピン１９に受け渡すようにしている。この基板Ｗの位
置合わせは、基板の受渡しの全段階において、従来より
用いられている位置合わせ機構によって行われる。ま
た、図４（ｂ）に示すように、このように搬入された基
板Ｗの外周端縁と各規制部材１２との間には隙間（遊
び）ｂ（約０．５mm）が形成されることになる。従っ
て、遊び部分を設けて各規制部材１２を回転台３に配設
固定させた従来装置と同様に、基板昇降ピン１９が降下
するとき、基板Ｗの外周端縁と各規制部材１２とが擦れ
ることがなくパーティクルの発生が防止される。

【００３０】次に、回転台３の回転を開始させる。この
とき、搬入されピン状支持部材１１に支持された回転前
の基板Ｗの外周端縁と各規制部材１２との間は、上述し
たように約０．５mmの隙間ｂ（図４（ｂ）参照）が形成
されていて、基板Ｗの外周端縁の水平方向の位置は固定
的に規制されていない。また、回転台３の回転当初には
基板Ｗに慣性力が働く。従って、回転台３（基板Ｗ）の
回転の開始から基板Ｗが安定して回転されるまでの間
は、基板Ｗは、各規制部材１２で規制されない範囲内、
すなわち、水平方向に約１mm（対向する規制部材１２に
おいて約０．５mm＋０．５mm）の範囲内で、図５（ａ）
に示すように基板Ｗの水平方向の位置が変位する。これ
により、基板Ｗの外周端縁が規制部材１２に対して回転
方向に相対変位することになる。しかしながら、本実施
例では、図５（ｂ）に示すように、この相対変位は、規
制部材１２自身の中心軸ＰＪ周りの回転によって、ころ
がり摩擦に変換され、摩擦係数が小さくなり、パーティ
クルが発生し難くなる。なお、規制部材１２は横断面が
略円形であるので、規制部材１２が回転されても基板Ｗ
の外周端縁との接触は常に点接触であり、規制部材１２
の回転時の基板Ｗの外周端縁との接触は滑らかに行われ
る。

【００３１】また、上記回転当初の基板Ｗの水平方向へ
の変位により、基板Ｗの裏面とピン状支持部材１１との
相対変位が起きるが、本実施例では、ピン状支持部材１
１が基板Ｗの裏面を点接触で支持しており、また、ピン
状支持部材１１が基板Ｗの外周端縁の近傍に設けられ、
さらに、ピン状支持部材１１は樹脂製で構成されている
ので、基板Ｗの裏面とピン状支持部材１１とが相対変位
しても、この相対変位によるパーティクルが発生し難
い。

【００３２】所定のシーケンスで回転台３の回転を続け
ていると、いずれ基板Ｗは回転台３の回転軸ＣＪ周りに
安定して回転を始める。この基板Ｗの安定した回転が得
られてから、基板Ｗの表面にフォトレジスト液を供給し
て基板Ｗの表面にフォトレジスト液の塗布（スピンコー
ト）を行なう。そして、塗布完了後、基板Ｗの外周端縁
に溶剤を供給して基板Ｗの外周端縁に付着したフォトレ
ジスト液を洗浄（エッジリンス）したり、あるいは、基
板Ｗの裏面を洗浄（バックリンス）するなどの処理を回
転中の基板Ｗに施す。

【００３３】このとき、本実施例によれば、基規制部材
１２は常に点接触で基板Ｗの外周端縁に接触しておりそ
の接触面積が小さく、また、規制部材１２が基板Ｗの外
周端縁を圧接もしていないので、上記エッジリンスにお
いて、基板Ｗの外周端縁と規制部材１２との接触部分に
しみ込んだ処理液（フォトレジスト液）を好適に洗浄す
ることができる。

【００３４】基板Ｗに対する所定の処理が終了すると、
回転台３を所定の位置に停止させる。その後、基板昇降
ピン１９を上昇させて処理済基板Ｗをピン状支持部材１
１から受け取り、回転台３上方の受渡し位置まで上昇さ
せ、図示しない搬送機構に処理済基板Ｗを引渡して処理
済基板Ｗの搬出を行う。規制部材１２は遊び部分ｂが形
成されて配設されているので、この搬出の際にも、基板
Ｗと各規制部材１２との接触は防止される。

【００３５】なお、上記実施例では、オリフラを有する
基板Ｗを処理対象とした装置を示したが、切り欠き部と
してノッチＮを有する基板Ｗを処理対象とした装置にも
本発明は同様に適用することができる。この場合の概略
構成平面図を図６に示す。なお、図６では搬入された基
板Ｗと規制部材１２との位置関係を簡略化して描いてい
る。

【００３６】また、切り欠き部を有さない円形の基板の
場合でも、例えば基板規制部材１２を回転台３の回転中
心から、中心が偏位した円形い配備し、回転台を回転し
たときに、基板に重心位置の偏位に伴う遠心力を作用さ
せ、基板を偏位方向に位置する規制部材に押圧付勢する
ようにすれば、スリップを抑えたうえで、本願発明を有
効に適用できる。

【００３７】また、上記実施例では、本発明をスピンコ
ーターに適用した場合を説明したが、例えば、スピンス
クラバーやスピンデベロッパーなどの各種の回転式基板
処理装置にも本発明は同様に適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、各規制部材はそれぞれ、横断
面が略円形で、中心軸周りに回動自在に構成されている
ので、回転台（基板）の回転の開始から基板が安定して
回転されるまでの間において、基板が水平方向へ変位し
ても、基板の外周端縁と規制部材との回転方向への相対
変位によるパーティクルの発生や基板外周端縁及び規制
部材の損傷も軽減させることができる。しかも、基板の
外周端縁と規制部材との接触は常に点接触であるので、
基板の外周端縁を洗浄する場合、この接触部分に対する
洗浄も好適に行うことができる。

【００３９】また、請求項２に記載の発明によれば、支
持部材を複数個のピンで構成し、各ピンが基板の裏面に
点接触した状態で基板を支持しているので、基板（回転
台）の回転の開始から基板が安定して回転されるまでの
間において、基板が水平方向へ変位しても、基板の裏面
と支持部材との相対変位によるパーティクルの発生を軽
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る回転式基板処理装置の
全体概略構成を示す縦断面図である。

【図２】図１の要部の平面図である。

【図３】図１の要部の縦断面図である。

【図４】実施例装置の搬入時の動作を説明するための図
である。

【図５】実施例装置の回転当初の動作を説明するための
図である。

【図６】ノッチを有する基板を処理対象とした場合の実
施例の要部の概略構成平面図である。

【符号の説明】

１ … 電動モータ ２ … 回転支軸 ３ … 回転台 ６ … 液供給ノズル ７ … 溶剤供給ノズル １１ … ピン状支持部材 １２ … 規制部材 １３ … ベアリング １７ … 洗浄液供給ノズル １９ … 基板昇降ピン Ｗ … 基板 ＯＦ … オリエンテーションフラット Ｎ … ノッチ ＣＪ … 回転台の回転軸（基板の回転中心） ＷＣ … 基板の回転中心 ＰＪ … 規制部材の回転中心軸

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/30 ５６９Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を、所定の回転中心周りで回転させ
   ながらその基板に所定の処理を施す回転式基板処理装置
   であって、 回転台と、 前記回転台を所定の回転軸周りで回転させる回転駆動手
   段と、 前記回転台に設けられ、搬入された基板の裏面を支持す
   る支持部材と、 前記回転台上に設けられ、前記支持部材に支持され回転
   される前記基板の外周端縁の、複数個所に点接触して前
   記基板の水平方向の位置を規制する複数個の規制部材
   と、 を備えた回転式基板処理装置において、 前記各規制部材はそれぞれ、横断面が略円形で、中心軸
   周りに回動自在に構成された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に記載の回転式基板処理装置に
   おいて、 前記支持部材は複数個のピンで構成され、各ピンが前記
   基板の裏面に点接触した状態で前記基板を支持すること
   を特徴とする回転式基板処理装置。