JPH11102886A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理液を効率的に利用することができる基板処
理装置を提供する。 【解決手段】スピンチャックのスピンベース１１は、放
射状に延びて形成された複数本のアーム３５を有し、隣
接するアーム３５同士の間に処理液の通路となる切り欠
き部３６が形成されている。アーム３５のエッジ部の領
域Ｒには、上下面にＲ面取りが施されている。 【効果】切り欠き部３６の下方への開口面積が増大する
ので、スピンベース１１の下方からの処理液を、その上
方に保持されるウエハに効率よく導くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ・ディ
スプレイ・パネル）用ガラス基板などの各種の被処理基
板に対して処理を施すための基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置の製造工程に
おいては、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」とい
う。）や角形ガラス基板などの基板に対して種々の処理
を施すための基板処理装置が用いられる。基板を１枚ず
つ処理する枚葉処理型の基板処理装置には、基板を保持
して回転するスピンチャックが備えられることが多い。

【０００３】図６は、ウエハＷを保持して回転するスピ
ンチャックの構成を簡略化して示す斜視図である。スピ
ンチャック１は、回転中心から水平面に沿って放射状に
延びた複数本のアーム２を有するスピンベース３を備え
ている。各アーム２の先端部には、ウエハＷの周縁部を
保持するためのチャックピン４が立設されている。そし
て、スピンベース３は、回転駆動機構５からの回転力が
与えられる回転軸６の上端に固定されており、これによ
り、スピンチャック１はウエハＷを保持した状態で高速
回転することができるようになっている。

【０００４】スピンチャック１の上方には、ウエハＷの
上面に薬液を供給するための薬液ノズルＣＮ１と、ウエ
ハＷの上面に薬液を供給するための純水ノズルＤＮ１と
が備えられている。また、スピンチャック１の下方に
は、ウエハＷの下面に向けて薬液を供給する薬液ノズル
ＣＮ２と、ウエハＷの下面に向けて純水を供給する純水
ノズルＤＮ２とが設けられている。ウエハＷの下面側に
設けられるノズルＣＮ２，ＤＮ２は、回転駆動機構５を
避けた位置に配置される関係上、ウエハＷの回転中心軸
線から離れた位置に配置され、ウエハＷの下面に向けて
斜め下方から処理液（薬液または純水）を供給するよう
になっている。

【０００５】たとえば、ウエハＷの洗浄を行う場合に
は、ウエハＷを保持した状態でスピンチャック１が回転
され、薬液ノズルＣＮ１，ＣＮ２から洗浄用の薬液（た
とえば、フッ酸やアンモニアなど）がウエハＷの上面お
よび下面にそれぞれ供給される。その後、薬液の供給が
停止され、純水ノズルＤＮ１，ＤＮ２から、ウエハＷの
上面および下面に純水が供給されて、ウエハＷのリンス
処理が行われる。このリンス処理の後に、所定時間だけ
スピンチャック１の回転を継続すれば、ウエハＷに付着
している水分を振り切ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成で
は、ウエハＷの下面への薬液または純水の供給は、隣接
するアーム２同士の間に形成されている切り欠き部７を
通して行われる。すなわち、スピンチャックの下方に配
置された薬液ノズルＣＮ２および純水ノズルＤＮ２から
吐出された薬液または純水は、スピンベース３の回転に
伴い、アーム２で遮断されたり、切り欠き部７を通って
ウエハＷの下面に到達したりすることになる。

【０００７】アーム２により遮られた処理液は、ウエハ
Ｗの処理に寄与することができないまま無駄になるか
ら、この無駄になる処理液の量を減らすことができれ
ば、処理液の利用効率を向上できる。図７は、図６の切
断面線VII −VII における断面図である。アーム２のエ
ッジ部、すなわち切り欠き部７の周縁部は、断面が直角
に形成されている。この形状では、下方に対する充分な
開口面積を確保することができないから、処理液の効率
的利用の観点からは、不利である。アーム２の幅を細く
したり、その厚みを薄くしたりすることにより、切り欠
き部７の開口面積を増加させることができるかもしれな
いが、アーム２の充分な強度を確保できないという新た
な問題が生じる。

【０００８】また、上記の形状では、アーム２のエッジ
部が欠けやすいという欠点がある。特に、フッ酸などの
薬液を用いた処理が行われる場合には、スピンベース３
は、セラミックスなどの耐薬液性のある物質で構成され
るから、同時に充分な強度を確保することが困難な場合
があるので、エッジ部の欠けに対する対策が必要であ
る。

【０００９】そこで、本発明の目的は、処理液を効率的
に利用することができる基板処理装置を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を上
面側で保持しつつ回転するとともに、切り欠き部を有す
る回転板と、この回転板の下方に設けられ、回転板の切
り欠き部を通過させて基板の下面に処理液を供給するた
めのノズルと、上記回転板の切り欠き部の少なくとも下
側の周縁部を面取りして形成された面取り部とを含むこ
とを特徴とする基板処理装置である。

【００１１】上記の構成によれば、切り欠き部の下面側
への開口面積を増大できるので、ノズルからの処理液が
回転板により遮断される割合を減少させることができ
る。これにより、処理液の利用効率が向上され、かつ、
処理液による基板の処理効率も併せて向上される。ま
た、切り欠き部の周縁部を面取りすることによって、こ
の面取りされた部分の欠けを防止できるので、回転板の
耐久性を向上することができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記面取り部は、
曲面状に面取りされたＲ面取り部であることを特徴とす
る請求項１記載の基板処理装置である。この構成によれ
ば、面取り部は、曲面により面取りされているので、基
板下方のノズルからの処理液が回転板により遮断される
割合をさらに減少させることができるとともに、欠けに
対する耐久性を一層向上できる。

【００１３】請求項３記載の発明は、上記回転板の切り
欠き部は、上記ノズルからの処理液が通過するように形
成された開口であることを特徴とする請求項１または２
記載の基板処理装置である。この構成によれば、回転板
は、開口を通して、ノズルから基板への処理液の供給を
許容する構成であるので、アーム間の切り欠き部を通し
て処理液を通過させる構成の回転板に比較して、強度を
増すことができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、上記回転板は、セ
ラミックスを含む材料からなっていることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であ
る。この構成によれば、回転板には、耐薬液性の良好な
セラミックス材料が適用されている。セラミックス材料
で構成された回転板は、欠けが生じやすい弱点がある
が、この発明によれば、切り欠き部の周縁部が面取りさ
れていることにより、その弱点を克服することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す断面
図である。この基板処理装置は、基板としてのウエハＷ
に対して処理液を供給し、この処理液によってウエハＷ
の表面の処理を行うための装置である。

【００１６】この基板処理装置には、ウエハＷをほぼ水
平に保持して回転するスピンチャック１０を備えてい
る。スピンチャック１０は、有底円筒状の処理カップ２
１内に収容されている。また、スピンチャック１０を取
り囲むように、スピンチャック１０から飛散する処理液
を受けるためのスプラッシュガード２２が設けられてい
る。

【００１７】スピンチャック１０は、鉛直方向に沿って
配置された回転軸１５の上端に固定されたスピンベース
１１と、このスピンベース１１の周縁部に立設された複
数本のチャックピン１２とを備えている。チャックピン
１２は、ウエハＷの周縁部を保持できるように構成され
ている。また、回転軸１５には、モータなどを含む回転
駆動機構１６からの回転力が与えられるようになってい
る。これにより、スピンチャック１０は、ウエハＷを水
平に保持した状態で回転することができる。

【００１８】処理カップ２１の底面部２３には、薬液配
管２５からの薬液が供給される薬液ノズル３１と、純水
配管２６からの純水が供給される純水ノズル３２とが配
置されている。薬液ノズル３１および純水ノズル３２
は、スピンチャック１０に保持されたウエハＷの下面に
向けて、斜め下方から薬液および純水をそれぞれ吹き付
けるためのものである。これにより、たとえば、ウエハ
Ｗの下面を薬液や純水で洗浄できる。

【００１９】この基板処理装置には、ウエハＷの上面に
向けて薬液および純水をそれぞれ供給する薬液ノズルお
よび純水ノズルも設けられているが、図１では図示を省
略した。図２は、スピンベース１１の平面図である。こ
のスピンベース１１は、所定角度間隔で放射状に延びた
複数本（この実施形態では６本）のアーム３５を備えた
板状体であり、隣接するアーム３５の間には、薬液ノズ
ル３１および純水ノズル３２からの処理液（薬液および
純水）の通過を許容するための切り欠き部３６が形成さ
れている。また、各アーム３５の先端部には、チャック
ピン１２を取り付けるための取り付け孔３７が形成され
ている。

【００２０】図３は、図２の切断面線III −III におけ
る断面図である。アーム３５のエッジ部３５ａは、使用
状態における上面側および下面側が、アーム３５の長手
方向と交差する断面において曲線をなすように、曲面状
にＲ面取りされている。すなわち、このＲ面取りされた
エッジ部３５ａは、回転板としてのスピンベース１１の
切り欠き部３６の上面および下面の周縁部に形成された
Ｒ面取り部を形成している。エッジ部３５ａのＲ面取り
は、図２において参照符号Ｒで示す領域に渡って施され
ている。

【００２１】これにより、とくに切り欠き部３６の下面
側への開口面積が増大するから、薬液ノズル３１および
純水ノズル３２からの処理液を効率良く、ウエハＷの下
面に供給することができる。すなわち、図３における経
路４１を通る処理液は、二点鎖線で示す断面形状を有す
る従来のスピンベースにおいては、ウエハＷに到達する
ことができないが、この実施形態の構成では、ウエハＷ
の下面に到達できる。

【００２２】このようにこの実施形態によれば、アーム
３５のエッジ部３５ａをＲ面取りすることにより、切り
欠き部３６の下面側への開口面積の増大が図られてい
る。これにより、ウエハＷに到達する処理液の量を増大
することができるから、処理液の利用効率を向上でき、
かつウエハＷに対する処理効率も向上する。しかも、ア
ーム３５の幅を細くしたり、厚みを薄くしたりすること
なく開口面積の増大を達成しているので、スピンベース
１１は充分な強度を有することができる。

【００２３】また、エッジ部３５ａをＲ面取りしたこと
によって、アーム３５の欠けに対する耐久性を向上でき
る。これにより、耐薬液性を考慮してスピンベース１１
をセラミックスを含む材料で作製した場合であっても、
アーム１１のエッジ部３５ａの欠けが容易に生じること
がなくなる。その結果、スピンベース１１の耐久性が増
すので、その長寿命化を図ることができる。

【００２４】図４は、この発明の第２の実施形態に係る
基板処理装置において用いられるスピンベース１１Ａの
構成を示す平面図である。このスピンベース１１Ａは、
図１の装置においてスピンベース１１に代えて用いられ
るべきものである。スピンベース１１Ａは、円板状に形
成されていて、その周縁部には、所定の角度間隔で、複
数（この実施形態では３個）のチャックピン取り付け孔
５０が形成されている。このチャックピン取り付け孔５
０にチャックピン１２を立設することにより、ウエハＷ
を保持することができるスピンチャックを構成すること
ができる。この形態のスピンベース１１Ａは、第１の実
施形態におけるアーム状のものに比較して強度を充分に
大きくできるという利点がある。

【００２５】スピンベース１１Ａにおいて、薬液ノズル
３１および純水ノズル３２から吐出されてウエハＷの下
面に至る処理液経路に対応する位置には、円弧形状の開
口５１，５２，５３が間隔を開けて形成されている。こ
の開口５１，５２，５３により取り囲まれた中央部の領
域は、回転軸１５の上端に取り付けられる取り付け部５
５をなしており、開口５１，５２，５３よりも外側の領
域は、チャックピン１２を保持するためのチャックピン
保持部５６をなしている。そして、隣接する開口５１，
５２，５３の間の領域は、取り付け部５５とチャックピ
ン保持部５６とを連結する連結部５７をなしている。

【００２６】この構成のスピンベース１１Ａを用いた場
合には、薬液ノズル３１および純水ノズル３２からの処
理液は、開口５１，５２，５３を通ってウエハＷの下面
に到達することができ、また、連結部５７によって、ウ
エハＷの下面への到達が阻害される。そこで、処理液の
利用効率を高めるために、この実施形態においては、開
口５１，５２，５３の周縁部５１ａ，５２ａ，５３ａ
は、それぞれ全周囲に渡って、上面および下面とも、Ｒ
面取りが施されている。これにより、上述の第１の実施
形態の場合と同じく、開口５１，５２，５３の下側への
開口面積が増大するので、処理液の利用効率を高めるこ
とができ、また、ウエハＷに対する処理効率も併せて向
上される。

【００２７】また、開口５１，５２，５３の大きさ自体
を拡大しているわけではないので、スピンベース１１Ａ
のとくに連結部５７は、充分な強度を有することができ
る。さらに、Ｒ面取りの効果として、第１の実施形態の
場合と同様、開口５１，５２，５３の周縁部５１ａ，５
２ａ，５３ａの欠けに対する耐久性が高められるので、
スピンベース１１Ａをたとえばセラミックスなどの比較
的脆い材料で構成することができる。

【００２８】この発明の２つの実施形態について説明し
たが、この発明は他の形態でも実施することができる。
たとえば、上述の２つの実施形態においては、切り欠き
部３６および開口５１，５２，５３の上下面において、
それらの周縁部にＲ面取り部が形成されているが、上面
側におけるＲ面取り部は必ずしも形成される必要はな
く、少なくとも下面側の周縁部にＲ面取り部を形成する
ことにより、処理液の利用効率を充分に向上することが
できる。

【００２９】また、上記の実施形態では、切り欠き部３
６および開口５１，５２，５３の周縁部にＲ面取り部が
形成される例を挙げたが、図５に示すように、平面によ
りエッジ部を面取りすることにより、上記周縁部の少な
くとも下面側にＣ面取り部６０を形成するようにしても
よい。この場合にも、切り欠き部３６や開口５１，５
２，５３の開口面積を増加させることができ、かつ、エ
ッジ部の欠けに対する耐久性を向上できる。

【００３０】また、上記の実施形態では、ウエハＷに対
して処理液による処理を施す装置を例にとったが、この
発明は、液晶表示装置用ガラス基板などの他の種類の基
板に対して処理液による処理を施す装置に対しても適用
可能である。その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の断
面図である。

【図２】上記基板処理装置に備えられたスピンチャック
のスピンベースの平面図である。

【図３】図２の切断面線III −III における断面図であ
る。

【図４】この発明の他の実施形態の基板処理装置におい
て用いられるスピンベースの構成を示す平面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施形態におけるスピン
ベースの構成を示す断面図である。

【図６】従来技術の基板処理装置の構成を簡略化して示
す斜視図である。

【図７】上記従来技術におけるスピンベースの一部の断
面図である。

【符号の説明】

１０ スピンチャック １１ スピンベース １２ チャックピン １５ 回転軸 １６ 回転駆動機構 ３１ 薬液ノズル ３２ 純水ノズル ３５ アーム ３６ 切り欠き部 ３５ａ エッジ部（Ｒ面取り部） １１Ａ スピンベース ５１，５２，５３ 開口 ５１ａ，５２ａ，５３ａ エッジ部（Ｒ面取り部） ６０ Ｃ面取り部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を上面側で保持しつつ回転するととも
   に、切り欠き部を有する回転板と、 この回転板の下方に設けられ、回転板の切り欠き部を通
   過させて基板の下面に処理液を供給するためのノズル
   と、 上記回転板の切り欠き部の少なくとも下側の周縁部を面
   取りして形成された面取り部とを含むことを特徴とする
   基板処理装置。
2. 【請求項２】上記面取り部は、曲面状に面取りされたＲ
   面取り部であることを特徴とする請求項１記載の基板処
   理装置。
3. 【請求項３】上記回転板の切り欠き部は、上記ノズルか
   らの処理液が通過するように形成された開口であること
   を特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 【請求項４】上記回転板は、セラミックスを含む材料か
   らなっていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかに記載の基板処理装置。