JPH09290199A - カップ洗浄装置および回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理液の付着によって洗浄能力の低下するこ
とのないカップ洗浄装置を提供することである。 【解決手段】 ノズル支持部材１２の上面および下面に
は、洗浄液を吐出する上面洗浄液ノズル１３ａおよび下
面洗浄液ノズル１３ｂが複数個取り付けられている。上
面および下面洗浄液ノズル１３ａ，１３ｂには、ノズル
支持部材１２を通って洗浄液供給管路２５が接続されて
いる。ノズル支持部材１２は、移動機構部２０によりカ
ップ４の内部とカップ４の外方の待機位置との間を、移
動可能に形成されている。洗浄時には、ノズル支持部材
１２がカップ４の内部に挿入され、洗浄液を吐出しつ
つ、上下方向あるいは回転方向に移動し、カップ４の内
壁を洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理液の飛散を防
止するために設けられるカップの内面を洗浄するための
カップ洗浄装置および当該カップ洗浄装置を備えた回転
式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体ウエハなどの基板の表
面に処理液を回転塗布するために回転式塗布装置が用い
られている。回転式塗布装置は、基板を水平に保持して
高速で回転する回転駆動機構を備えており、基板表面に
滴下したレジストなどの処理液に遠心力を作用させて基
板の全面に処理液を塗り広げる処理を行なう。この回転
塗布の際、基板上に供給された処理液の大半は基板の外
方に飛散される。このため、回転式塗布装置では、基板
の周囲を取り囲む中空のカップを設け、処理液が外方へ
飛散するのを防止している。

【０００３】カップの内壁には、回転塗布時に飛散した
処理液が付着する。付着した処理液が乾燥して固化する
と、振動や衝撃などによりカップの壁面から剥離し、基
板の表面に付着して処理不良や基板の汚染を引き起こす
問題が生じる。また、カップの内壁に処理液の固化物が
積層すると、その表面形状が凹凸となり、回転処理時の
カップ内の気流を乱し、この気流の乱れが基板の外周縁
の塗布膜形成に悪影響を及ぼす場合がある。

【０００４】そこで、従来より、カップの内壁を洗浄す
るために、種々のカップ洗浄装置が考案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３は、従来の一例に
よるカップ洗浄装置を備えた回転式塗布装置の断面構造
を示す模式図である。この例によるカップ洗浄装置は、
カップの内壁に沿って洗浄液を流下させるものであり、
例えば特開平５−１６９００４号公報に開示されてい
る。

【０００６】図３において、回転式塗布装置は、基板を
回転させる回転機構として、スピンモータ１と、スピン
モータ１の回転軸２の先端に取り付けられたスピンチャ
ック３とを備える。そして、スピンチャック３の周囲
は、中空のカップ３０が配置されている。さらに、スピ
ンチャック３の下方側には、外方に向かって傾斜した整
流傾斜板３３が設けられている。さらに、カップ３０の
下部には、廃液を排出するためのドレイン管路３１が接
続されている。

【０００７】このような構造を有する回転式塗布装置に
おいて、カップ３０の上部外周面には、洗浄液を一次的
に貯留する洗浄導管３２が設けられている。また、洗浄
導管３２が設けられたカップ３０の壁面には、多数の小
孔（図示省略）が設けられている。このため、洗浄導管
３２内に洗浄液を供給すると、洗浄液はカップ３０の壁
面に設けられた小孔を通してカップ３０の内面側に漏出
し、カップ３０の内壁に沿って流れ落ちる。この時、カ
ップ３０の内部に付着した処理液が洗浄液によって洗い
流される。

【０００８】また、整流傾斜板３３の裏面にも、上記と
同様に洗浄液を一時的に貯留する洗浄導管３４が設けら
れており、整流傾斜板３３の壁面には、洗浄液を漏出さ
せる多数の小孔（図示省略）が形成されている。そし
て、洗浄液はこの小孔を通して整流傾斜板３３の表面に
漏出し、整流傾斜板３３の表面に付着した処理液を洗い
流しながら下方へ流れ落ちる。

【０００９】ところが、上記のような洗浄液を垂下する
方法では、洗浄液の流下速度が緩やかなために洗浄能力
に限界があり、処理液の付着の程度によっては洗浄でき
ない部分が残余する。また、洗浄液の使用量が比較的多
くなる。さらには、カップ３０の内壁に設けた多数の小
孔が処理液の付着により目詰まりを生じ、洗浄機能が低
下するという問題がある。

【００１０】また、図４は、従来の他の例によるカップ
洗浄装置を備えた回転式塗布装置の断面構造を示す模式
図である。この例によるカップ洗浄装置は、カップ３０
の内部に洗浄液吐出ノズル３５を配置したものであり、
これと同等の構成が例えば、実公昭６３−４４９８９号
公報、特開昭６４−８１２２３号公報および特開平４−
９３８４４号公報に開示されている。

【００１１】洗浄液吐出ノズル３５は、カップ３０の内
部に固定されている。そして、カップ３０の内壁に向け
られた吐出口から洗浄液を吐出し、カップ３０の内壁に
付着した処理液を洗い流す。

【００１２】ところが、このカップ洗浄装置では、洗浄
液を吐出する洗浄液吐出ノズル３５が、常にカップ３０
の内部に設置されている。このため、処理液が洗浄液吐
出ノズル３５にも付着して吐出口の目詰まりを生じ、洗
浄液の吐出不良によってカップ３０の内壁に洗浄不良部
分が生じる場合がある。また、洗浄液吐出ノズル３５が
障害物となってカップ３０内の気流に乱れが生じ、基板
の周縁部の塗布膜形成に悪影響を及ぼす場合がある。

【００１３】さらに、図５は、従来のさらに他の例によ
るカップ洗浄装置を備えた回転式塗布装置の断面構造を
示す模式図である。この例によるカップ洗浄装置は、ス
ピンチャック３に着脱可能な洗浄治具３６を設けたもの
であり、例えば特開平５−８２４３５号公報に開示され
ている。

【００１４】洗浄治具３６の内部には洗浄液が貯蔵され
ており、その側面に多数の吐出孔（図示省略）が設けら
れている。そして、カップ３０の洗浄時に、洗浄治具３
６がスピンチャック３に吸引固定され、高速で回転する
ことにより、遠心力を利用して洗浄液を吐出孔からカッ
プ３０の内壁に対して吐出する。さらに、洗浄終了後に
は、洗浄治具３６がカップ３０の外部に取り出される。

【００１５】このカップ洗浄装置では、洗浄治具３６が
洗浄時にのみカップ３０の内部に配置されるため、処理
液によって洗浄治具３６の吐出孔が目詰まりを生じると
いった不都合は生じない。しかしながら、スピンモータ
による遠心力を利用して洗浄液を吐出するため、洗浄液
の吐出速度や吐出量を変化させるためにはスピンモータ
の回転を制御する必要があり、動作が煩雑である。ま
た、洗浄液の吐出方向は吐出孔の向きによって一定に設
定されているため、洗浄できない部分が残る場合があ
る。

【００１６】本発明の目的は、処理液の付着による洗浄
能力の低下を生ずることのないカップ洗浄装置および回
転式基板処理装置を提供することである。さらに、本発
明の他の目的は、カップの内壁に未洗浄箇所が生ずるこ
とのないカップ洗浄装置および回転式基板処理装置を提
供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るカップ洗浄装置は、基板を保持して回転する
基板保持部材の周囲を取り囲むカップの内面を洗浄する
ためのカップ洗浄装置であって、洗浄液を吐出するノズ
ルと、洗浄時にノズルをカップの外方からカップ内の所
定位置に移動させてノズルからカップの内面に洗浄液が
吐出されるように配置し、洗浄終了後にノズルをカップ
の外方に移動させるノズル移動手段と、ノズルに洗浄液
を供給する洗浄液供給手段とを備えたものである。

【００１８】第２の発明に係るカップ洗浄装置は、第１
の発明に係るカップ洗浄装置の構成において、ノズル
が、洗浄時にカップの内面に沿って配置される複数のノ
ズルからなるものである。

【００１９】第３の発明に係るカップ洗浄装置は、第２
の発明に係るカップ洗浄装置の構成において、複数のノ
ズルを保持するノズル保持部材をさらに備えており、ノ
ズル移動手段が、洗浄時にノズル保持部材を所定の方向
に移動させてノズルから吐出される洗浄液の吐出方向を
変化させるものである。

【００２０】第４の発明に係る回転式基板処理装置は、
基板を保持する基板保持部材と、基板保持部材を回転さ
せる回転手段と、第１〜第３の発明のいずれかに記載の
カップ洗浄装置とを備えたものである。

【００２１】第１〜第３の発明に係るカップ洗浄装置お
よび第４の発明に係る回転式基板処理装置において、ノ
ズルは、カップの内部と外部との間を移動可能に構成さ
れている。したがって、カップの洗浄時以外はノズルを
カップの外方に待機させておくことにより、カップ内で
所定の基板処理に供される処理液によってノズルの汚染
や目詰まりが生じることを防止することができる。この
ため、常に所望の洗浄能力を保持することができる。さ
らに、基板の回転処理時に、カップ内の気流を乱し、基
板上の塗布膜形成に悪影響を及ぼすことを防止すること
ができる。

【００２２】特に、第２の発明に係るカップ洗浄装置に
おいては、複数のノズルをカップの内面に向けて配置す
ることにより、カップの内面の広い領域に渡って洗浄す
ることができる。

【００２３】特に、第３の発明に係るカップ洗浄装置に
おいては、複数のノズルが配置されたノズル保持部材を
上下方向あるいは周方向に移動させて洗浄液を様々な方
向に吐出させることにより、カップの内面が複雑な形状
の場合にも洗浄漏れを生じることなく確実に洗浄するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例による
回転式塗布装置の断面図である。回転式塗布装置は、基
板を水平に保持して回転駆動するための駆動機構とし
て、スピンモータ１およびスピンモータ１の回転軸２の
先端に取り付けられたスピンチャック３を備えている。

【００２５】スピンチャック３の周囲には、中空のカッ
プ４が配置されている。カップ４は上方に開口部４ａを
有し、下方に廃液を排出するためのドレイン管路５が接
続されている。また、スピンチャック３の下方には、整
流傾斜板６が固定されている。整流傾斜板６は、カップ
４内の気体の流れを整えるために設けられている。

【００２６】さらに、回転式塗布装置は、カップ４およ
び整流傾斜板６を洗浄するための構成として、カップ洗
浄装置１０を備えている。カップ洗浄装置１０は、洗浄
液を吐出する洗浄液吐出部１１と、洗浄液吐出部１１を
移動させる移動機構部２０と、洗浄液吐出部１１に洗浄
液を供給するための洗浄液供給管路２５とを備えてい
る。

【００２７】図２は、カップ洗浄装置１０の平面図であ
る。図１および図２において、洗浄液吐出部１１は、円
板状のノズル支持部材１２と複数の上面洗浄ノズル１３
ａおよび下面洗浄ノズル１３ｂとを備えている。ノズル
支持部材１２はカップ４の開口部４ａを通過しうる大き
さに形成されている。そして、その内部には、支持アー
ム２１を通して供給される洗浄液を上面洗浄ノズル１３
ａおよび下面洗浄ノズル１３ｂに導く洗浄液通路１４
（図２中点線で表示）が形成されている。また、ノズル
支持部材１２の外周表面には、洗浄液通路１４に接続さ
れる複数の上面洗浄ノズル１３ａが取り付けられてお
り、裏面側には、同じく洗浄液通路１４に接続される複
数の下面洗浄ノズル１３ｂが取り付けられている。

【００２８】図１に示すように、上面洗浄ノズル１３ａ
のノズル口は、洗浄液がカップ４の内壁上方に吐出され
るように向けられている。これは、カップ４の内壁上方
に処理液が残余しやすいこと、および内壁下方は流下す
る洗浄液によって洗浄されやすいことによる。また、下
面洗浄ノズル１３ｂのノズル口は、洗浄液が整流傾斜板
６の傾斜面上方に吐出されるように向けられている。

【００２９】さらに、上面洗浄ノズル１３ａおよび下面
洗浄ノズル１３ｂの洗浄液吐出角度および設置個数は、
互いに隣接する上面洗浄ノズル１３ａあるいは下面洗浄
ノズル１３ｂから吐出される洗浄液が隙間なく壁面に被
着するように設定される。上面および下面洗浄ノズル１
３ａ，１３ｂとしては、たとえばスプレーノズルが用い
られる。

【００３０】移動機構部２０は、ノズル支持部材１２を
保持する支持アーム２１と、ノズル支持部材１２を移動
させる揺動アーム２２と、ノズル支持部材１２を移動さ
せるための駆動力を発生させる駆動部２３とを備える。
駆動部２３は、揺動アーム２２を揺動させるためのモー
タと、揺動アーム２２を上下方向に移動させるためのエ
アーシリンダ等を設けた昇降機構とを備えている。

【００３１】図２に示すように、駆動部２３のモータは
ノズル支持部材１２がカップ４の外方に待機した位置か
らカップ４の開口部４ａ上の位置まで揺動アーム２２を
移動させる。また、図１に示すように、駆動部２３の昇
降機構は、ノズル支持部材１２を、カップ４の内部に挿
入された位置とカップ４の上方に搬出された位置との間
を昇降移動させる。また、洗浄時には、カップ４の内部
においてノズル支持部材１２を上下方向に移動させる。

【００３２】さらに、支持アーム２１は、揺動アーム２
２の上部に設けられたモータ２４に接続されている。モ
ータ２４は、支持アーム２１の周りにノズル支持部材１
２を揺動させ、あるいは回転させる。

【００３３】洗浄液供給管路２５は、回転式塗布装置の
外部に設けられた洗浄液供給源に接続されている。さら
に、洗浄液供給管路２５は、揺動アーム２２、支持アー
ム２１の内部を通り、ノズル支持部材１２に設けられた
洗浄液通路１４（図２参照）の入口に接続されている。
また、洗浄液供給管路２５の途中には、開閉バルブ２
６、流量計２７およびフィルタ２８が設けられている。
開閉バルブ２６は洗浄液供給管路２５を開閉するととも
に、洗浄液の供給量を制御することによって上面洗浄液
ノズル１３ａおよび下面洗浄液ノズル１３ｂからの洗浄
液の吐出圧を制御する。

【００３４】ここで、移動機構部２０が本発明のノズル
移動手段を構成し、洗浄液供給管路２５が本発明の洗浄
液供給手段を構成する。上記のような構造を有するカッ
プ洗浄装置１０は、基板処理中にはカップ４の外方の待
機位置に停止している。カップ４の洗浄処理は、たとえ
ば１ロット（基板２５枚あるいは５０枚）の基板処理
後、行われる。この場合、図２に示すように、駆動部２
３が駆動し、揺動アーム２２を待機位置からカップ４の
開口部４ａの上方に移動させる。さらに、図１に示すよ
うに、駆動部２３の昇降機構が揺動アーム２２を下降さ
せる。これにより、ノズル支持部材１２はカップ４の開
口部４ａを通りカップ４の内部に挿入される。そして、
ノズル支持部材１２は、上面洗浄液ノズル１３ａがカッ
プ４の内壁の上方に洗浄液を吐出しうる位置に停止され
る。この時、下面洗浄ノズル１３ｂは整流傾斜板６の上
方に洗浄液を吐出しうる位置に停止する。そして、洗浄
液供給管路２５から洗浄液が供給される。

【００３５】これにより、洗浄液は上面洗浄液ノズル１
３ａおよび下面洗浄液ノズル１３ｂから吐出し、カップ
４の内壁および整流傾斜板６の表面に噴射される。洗浄
液の吐出圧は開閉バルブ２６の開度を調節することによ
り変化させることができる。したがって、処理液の付着
の程度や状態に応じて洗浄液の吐出圧を調節して洗浄液
を最適な状態で吐出させることができる。

【００３６】さらに、駆動部２３の昇降機構は、ノズル
支持部材１２を上下方向に移動させる。また、モータ２
４は、支持アーム２１の回りにノズル支持部材１２を揺
動し、あるいは回転する。これにより、上面洗浄液ノズ
ル１３ａおよび下面洗浄液ノズル１３ｂの洗浄液の吐出
方向を変化させ、カップ４の内壁および整流傾斜板６の
全面に供給して洗浄することができる。

【００３７】カップ４の洗浄処理が終了すると、洗浄液
の供給が停止される。そして、ノズル支持部材１２がカ
ップ４の上方に排出され、駆動部２３によりカップ４の
外方の待機位置に復帰する。

【００３８】このように、上記実施例によるカップ洗浄
装置１０は、基板の回転処理中はカップ４の外方に待機
している。このため、基板の処理液により汚染されるこ
とがなく、それゆえ洗浄能力の低下をきたすことがな
い。また、カップ４内の気流を乱すこともない。さら
に、洗浄時にノズル支持部材１２が上下移動可能にある
いは回動可能に構成されていることにより、洗浄液の吐
出方向を変化させることができる。このため、カップ４
の内壁が複雑な形状であっても、隅々まで洗浄液を供給
して洗浄することができる。

【００３９】なお、上記実施例において、ノズル支持部
材１２の形状は、カップ４の形状に応じて適宜変形する
ことができる。また、本発明によるカップ洗浄装置１０
は、スピンチャック３を有する回転式塗布装置のみなら
ず、基板の外周端縁を機械的に保持するチャックを有す
る回転式塗布装置に適用することも可能である。この場
合には、ノズル支持部材１２の形状を適宜変更すればよ
い。

【００４０】さらに、本発明によるカップ洗浄装置は回
転式塗布装置のみならず、回転式現像装置にも適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による回転式塗布装置の断面図
である。

【図２】図１に示す回転式塗布装置の平面図である。

【図３】従来の一例によるカップ洗浄装置を備えた回転
式塗布装置の断面図である。

【図４】従来の他の例によるカップ洗浄装置を備えた回
転式塗布装置の断面図である。

【図５】従来のさらに他の例によるカップ洗浄装置を備
えた回転式塗布装置の断面図である。

【符号の説明】

３ スピンチャック ４ カップ ４ａ 開口部 ６ 整流傾斜板 １０ カップ洗浄装置 １１ 洗浄液吐出部 １２ ノズル支持部材 １３ａ 上面洗浄液ノズル １３ｂ 下面洗浄液ノズル １４ 洗浄液通路 ２０ 移動機構部 ２１ 支持アーム ２２ 揺動アーム ２３ 駆動部 ２４ モータ ２５ 洗浄液供給管路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持して回転する基板保持部材の
   周囲を取り囲むカップの内面を洗浄するためのカップ洗
   浄装置であって、 洗浄液を吐出するノズルと、 洗浄時に前記ノズルを前記カップの外方から前記カップ
   内の所定位置に移動させて前記ノズルから前記カップの
   内面に前記洗浄液が吐出されるように配置し、洗浄終了
   後に前記ノズルを前記カップの外方に移動させるノズル
   移動手段と、 前記ノズルに前記洗浄液を供給する洗浄液供給手段とを
   備えたことを特徴とするカップ洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記ノズルは、前記洗浄時に前記カップ
   の内面に沿って配置される複数のノズルからなることを
   特徴とする請求項１記載のカップ洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記複数のノズルを保持するノズル保持
   部材をさらに備えており、 前記ノズル移動手段は、洗浄時に前記ノズル保持部材を
   所定の方向に移動させて前記ノズルから吐出される前記
   洗浄液の吐出方向を変化させることを特徴とする請求項
   ２記載のカップ洗浄装置。
4. 【請求項４】 基板を保持する基板保持部材と、 前記基板保持部材を回転させる回転手段と、 請求項１〜３のいずれかに記載のカップ洗浄装置とを備
   えたことを特徴とする回転式基板処理装置。