JPH11111665A - 回転式基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 枚葉式の回転式基板処理装置において、使用
した薬液の回収率を高める。装置価格を引き下げる。振
動を抑える。 【解決手段】 基板１を水平に支持して回転させる回転
機構１０の周囲に、基板１から飛散する液体を受けるカ
ップ２０を設ける。カップ２０は、上下方向に移動可能
な可動式の上カップ２０Ａと、固定式の下カップ２０Ｂ
とからなる。上カップ２０Ａは、その内側空間を上下に
仕切る仕切り部２９を有し、仕切り部２９が基板１より
上方となる位置に上昇した状態で、基板１から飛散する
液体を下カップＢ内に導き、仕切り部２９が基板１より
下方となる位置に下降した状態で、基板１から飛散する
液体を下カップＢの外に導くことにより、２種類の薬液
を分離回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハ、液晶
用ガラス基板等の基板類を湿式処理する際に使用される
回転式基板処理装置に関し、特にその基板を１枚ずつ処
理する枚葉タイプの回転式基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶パネルの製造に使
用される枚葉タイプの回転式基板処理装置は、処理槽内
で基板をロータ上に水平に載せ、このロータを所定速度
で回転させながら、基板の上面に液体を散布することに
より、その上面を湿式処理する。基板の上面に散布され
た液体は遠心力により周囲に飛散する。また、液体の散
布後に基板上に溜まる液体を除去するためにロータを高
速で回転させるが、このときも基板から周囲に液体が飛
散する。これらの飛散液体を回収するために、回転機構
の周囲にはカップが設けられている。

【０００３】ところで、この種の回転式基板処理装置で
は、同一槽内でエッチング等の薬液処理と純水による洗
浄処理を連続して行う場合がある。この場合、使用後の
薬液と使用後の純水（廃液）を分離回収する必要があ
り、その分離回収機構としては次の３つが知られてい
る。

【０００４】第１は、図４に示す三方弁方式である。こ
れは、基板１を回転させる回転機構２の周囲に設けられ
たカップ３の底部にドレン配管４を設け、この配管途中
に三方弁４ａを設けたものである。そして、三方弁４ａ
を操作することにより、薬液と廃液が分離回収される。

【０００５】第２の方式は、図５及び図６に示すカップ
昇降式である。これは、蛇腹やテレスコ等の伸縮部材５
を用いてカップ３を昇降可能にすると共に、カップ３の
内側空間を上下に仕切る仕切り部３ａをカップ３の内面
に設けたものである。薬液を回収するときは、図５に示
されるように、仕切り部３ａが基板１の下方となる高さ
にカップ３を固定する。これにより、カップ３内の仕切
り部３ａより上方の空間に薬液が回収され、フレキシブ
ル管６を介してカップ３の外に取り出される。廃液を回
収するときは、図６に示されるように、仕切り部３ａが
基板１の上方となる高さにカップ３を固定する。これに
より、カップ３内の仕切り部３ａより下方の空間に廃液
が回収され、フレキシブル管７を介してカップ３の外に
導出される。

【０００６】第３の方式は、図７及び図８に示すロータ
昇降式である。これは、仕切り部３ａを備えたカップ３
を固定し、代わりに回転機構２をシリンダー７により昇
降させるようにしたものである。回転機構２を昇降させ
ることにより、カップ昇降式の場合と同様に薬液と廃液
が分離回収される。ただし、カップ昇降式の場合と異な
り、カップ３が固定されているので、フレキシブル管
６，７は不要となり、カップ３内に回収された薬液及び
廃液は、カップ３の外面に取り付けられたポケット８，
９を介してカップ３の外に導出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の分離回収機構には次のような問題がある。

【０００８】図４に示す三方弁方式の場合は、薬液と廃
液の間でカップ２及びドレン配管４の一部が共用される
ため、薬液処理に切り替わった最初の数秒間は、先の洗
浄処理で残った純水が薬液に混入する。このため、この
間に回収される薬液は廃液としなければならず、薬液回
収率の低下を招く。

【０００９】図５及び図６に示すカップ昇降式の場合
は、回転機構２の周囲に設けられるカップ３を回転機構
２に対して昇降させなければならないため、両者の間を
蛇腹やテレスコ等の伸縮部材５によってシールする必要
がある。また、カップ３内に回収された液体をカップ３
の外に導出するために、その導出管にフレキシブル管
６，７を使うことが必要になる。ここにおける薬液とし
ては、例えばエッチング処理の場合は腐食性が非常に強
いフッ化水素等も使用されるので、薬液の種類によって
は伸縮部材５及びフレキシブル管６，７の材質が限定さ
れ、非常に高価なものとなる。

【００１０】図７及び図８に示すロータ昇降式の場合
は、カップ３が固定式となるため、カップ内からカップ
外へ液体を導出するための導出管にフレキシブル管を使
う必要はなくなる。しかし、ローラ２とカップ３の間を
シールするためのシール部材としての伸縮部材５は依然
として必要である。このため、伸縮部材５に要するコス
トが大きな問題として残る。また、回転機構２を昇降可
能な可動構造とする必要があるため、振動が大きくなり
やすいという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、高い薬液回収率を確保し
得るのは勿論のこと、フレキシブル材を必要とする可動
部を可及的に排除することにより装置価格の低減を図
り、しかも振動が少ない回転式基板処理装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転式基板
処理装置は、処理すべき基板を水平に支持して回転させ
る回転機構と、基板の回転によって基板から飛散する２
種類の液体を回収するべく回転機構の周囲に設けられた
カップとを具備する枚葉タイプの回転式基板処理装置に
おいて、前記カップが上下方向に移動可能な可動式の上
カップと固定式の下カップに分割されており、可動式の
上カップはその内側空間を上下に仕切る仕切り部を有
し、仕切り部が基板より上方に位置した状態で、基板か
ら飛散する第１の液体を固定式の下カップ内に導き、仕
切り部が基板より下方に位置した状態で、基板から飛散
する第２の液体を固定式の下カップの外に導くことを構
成上の特徴点としている。

【００１３】かかる構成によると、回転機構の周囲に設
けられるカップが可動式の上カップと固定式の下カップ
とに分割され、上カップの昇降動作によって２種類の液
体が下カップの内と外に分離回収されるので、三方弁方
式で問題となるカップ及びドレン配管での薬液への純水
混入は生じない。

【００１４】下カップ内に回収される液体については、
その下カップが固定式であるため、固定式のポケット等
により下カップ外に導出することが可能となり、この導
出部からフレキシブル管が排除される。また、ロータが
固定式となり、しかも、そのロータとカップの間のシー
ル部が固定式となるため、このシール部から伸縮部材が
排除される。

【００１５】下カップの外に回収される液体について
は、フレキシブル管を介して上カップ内から上カップの
外（下カップの外）に導くのが構造上は簡略であるが、
上カップの昇降を利用した嵌合式のシール構造を用いる
ことにより、下カップの外面に取り付けられた固定式の
ポケット等に導出することが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る回転
式基板処理装置の概略平面図及び概略縦断面図、図２は
同回転式基板処理装置における薬液回収動作を示す主要
部の概略平面図及び概略縦断面図、図３は同回転式基板
処理装置における廃液回収動作を示す主要部の概略平面
図及び概略縦断面図である。

【００１７】本発明の実施形態に係る回転式基板処理装
置は、図１に示すように、処理すべき基板１を水平に支
持して回転させる回転機構１０と、基板１の回転によっ
て基板１から飛散する液体を回収するべく回転機構１０
の周囲に設けられたカップ２０とを備えている。これら
は、処理槽を兼ねるハウジング３０内に設けられてい
る。

【００１８】回転機構１０は、基板１を水平に支持する
ロータ１１と、その駆動部１２とからなる。駆動部１２
は、ハウジング３０内に架台３１により固定されてい
る。

【００１９】カップ２０は、円筒形状をした可動式の上
カップ２０Ａと、上カップ２０Ａを収容する固定式の下
カップ２０Ｂとに分割されている。

【００２０】固定式の下カップ２０Ｂは、断面がＵ字形
状の環状容器であり、前記架台３１によって回転機構１
０と共にハウジング３０内に固定されている。下カップ
２０Ｂの内側の壁部２１と、その内側に位置する回転機
構１０の駆動部１２との間は、両部ともに固定されてい
るため、固定式のシール構造によりシールされている。
下カップ２０Ｂの外側の壁部２２の内面には、断面Ｌ字
形状の液受け部２３が全周にわたって設けられている。

【００２１】下カップ２０Ｂの外周面（壁部２２の外
面）には、薬液を導出するための２つの第１ポケット４
０，４０と、廃液を導出するための２つの第２ポケット
５０，５０とが取り付けられている。第１ポケット４
０，４０は、装置センタを挟む対角位置にある。第２ポ
ケット５０，５０は、第１ポケット４０，４０に対して
周方向に９０度変位した対角位置にある。

【００２２】第１ポケット４０は、図２に示すように、
下カップ２０Ｂの中段部に位置し、下カップ２０Ｂの外
側の壁部２２の内面に設けられた液受け部２３の上方に
おいて下カップ２０Ｂ内に連通している。また、第２ポ
ケット５０は、図３に示すように、下カップ２０Ｂの下
段部にあり、液受け部２３の下方において下カップ２０
Ｂ内に連通している。

【００２３】可動式の上カップ２０Ａは、外筒２４と内
筒２５を所定の隙間をあけて組み合わせた二重筒構造に
なっている。両者の間に形成される環状の空間は、連結
部材を兼ねる環状の隔板２６により上下に分割されてい
る。そして、この上カップ２０Ａは、逆Ｌ字形をした両
側一対の支持部材６１，６１を介してシリンダー６０，
６０に取り付けられ、シリンダー６０，６０の同期動作
により昇降動作を行う。

【００２４】外筒２４は、その内側、特に隔板２６より
上方に薬液を回収する。外筒２４の上部は、集液のため
に、内側に所定角度で傾斜している。外筒２４の上端開
口縁部には、下方へ傾斜したカエリ２７が設けられてい
る。このカエリ２７は、液滴の飛散防止に有効である。
そして外筒２４には、外筒２４の内側に回収された薬液
を、薬液導出用の第１ポケット４０，４０に導くため
に、第１ポケット４０，４０が設けられた２か所におい
て、開口部２８が隔板２６より上方に位置して設けられ
ている。外筒２４の隔板２６より下方の下部は、下カッ
プ２０Ｂの液受け部２３に僅かの隙間をあけて外嵌する
スカートであり、液受け部２３と共同して可動シール部
を構成している。

【００２５】内筒２５は、その内側に廃液を回収する。
薬液との分離回収を行うために、内筒２５は、外筒２４
に対して下方に変位している。内筒２５の上部は、集液
のために、内側に所定角度で傾斜している。この傾斜部
２９は、上カップ２０Ａの内側に薬液と廃液を分離回収
するために、その内側空間を上下に仕切る仕切り部でも
ある。内筒２５の上端開口縁部には、液滴の飛散防止の
ために、下方に傾斜したカエリ２７′が設けられてい
る。内筒２５の下部は、下カップ２０Ｂの液受け部２３
に僅かの隙間をあけて内嵌するスカートであり、液受け
部２３と共同して可動シール部を構成している。

【００２６】次に本発明の実施形態に係る回転式基板処
理装置の機能について説明する。

【００２７】薬液を回収するときは、図２に示すよう
に、可動式の上カップ２０Ａにおける外筒２４の上端
が、ロータ１１に載置された基板１より上方に位置し、
内筒２５の上端、即ち、上カップ２０Ａの内側空間を上
下に仕切る仕切り部である傾斜部２８の上端が、その基
板１より下方となる位置に、上カップ２０Ａが昇降操作
される。

【００２８】この状態でロータ２１を回転させると、基
板１上の薬液は外筒２４の内側、特に隔板２６の上方に
回収される。その薬液は、外筒２４に設けられた開口部
２８から液受け部２３内を通って第１ポケット４０，４
０内に導出され、更にダクト４１，４１を通って薬液用
の気液分離ボックス等に導かれる。このとき、外筒２４
の下端部が液受け部２３の外側に嵌合しているので、薬
液が下カップ２０Ｂ内の液受け部２３より下方に進入し
ない。

【００２９】純水による洗浄処理によって生じる廃液を
回収する場合は、図３に示すように、可動式の上カップ
２０Ａの内筒２５の上端、即ち、上カップ２０Ａの内側
空間を上下に仕切る仕切り部である傾斜部２８の上端
が、ロータ１１に載置された基板１より上方となる位置
まで、上カップ２０Ａが上昇する。

【００３０】この状態でロータ２１を回転させると、基
板１上の廃液は内筒２５の内側に回収される。その廃液
は、固定式の下カップ２０Ｂ内を経由して第２ポケット
５０，５０内に導出され、更にダクト５１，５１を通っ
て廃液用の気液分離ボックス等に導かれる。このとき、
内筒２５の下端部が液受け部２３の内側に嵌合している
ので、廃液が液受け部２３内に進入しない。

【００３１】このような分離回収機構によると、薬液は
可動式の上カップ２０Ａの外筒２４の内側から、下カッ
プ２０Ｂの液受け部２３内を経由して第１ポケット４
０，４０内に導出される。一方、廃液は上カップ２０Ａ
の内筒２５の内側から、下カップ２０Ｂ内の液受け部２
３より下方を経由して第２ポケット５０，５０内に導出
される。このため、薬液と廃液が混じり合うことがな
い。従って、廃液の混入による薬液回収効率の低下は生
じない。

【００３２】回転機構１０が固定されているため、振動
が少ない。

【００３３】回転機構１０が固定されている上に、廃液
を回収する下カップ２０Ｂも固定式であるため、両者の
間をシールするのに伸縮部材を必要としない。また、下
カップ２０Ｂに回収された廃液が、下カップ２０Ｂに取
り付けられた第２ポケット５０，５０に導出され、この
導出部からフレキシブル管が排除されている。更に、薬
液の導出部からもフレキシブル管が排除されている。従
って、薬液として腐食性の強いものを使用する場合にあ
っても装置コストが上昇しない。

【００３４】外筒２４及び内筒２５の各下端部が受け部
２３の外内に嵌合する可動シール構造が採用されている
ので、薬液及び廃液の各導出部からフレキシブル管を排
除したにもかかわらず、両液の混合が回避される。

【００３５】基板１を回転させると、ロータ１１やその
上に基板１を支持するためのピンにより多量の風が発生
する。この風による液体の飛散を防止するために、カッ
プ２０の上部（外筒２４及び内筒２５の各上部）は内側
へ傾斜しているが、カップ２０の内面に衝突した風の一
部は内側へ傾斜した上部の内面に沿って上方へ向かい、
その内面に付着した液体を液滴としてカップ２０の外に
飛散させようとする。そして、この飛散が起こった場合
は、カップ２０外の装置機器や装置内面に液体が付着
し、基板１の搬送時に基板１上に落下する危険がある。

【００３６】しかるに、本基板処理装置においては、カ
ップ２０の上端開口縁部（外筒２４及び内筒２５の各上
端開口縁部）に下方へ傾斜したカエリ２７，２７′が設
けられているので、カップ２０外へ液体が飛散するおそ
れはない。このカエリは、本発明に係る回転式基板処理
装置だけでなく、従来の回転式基板処理装置にも有効で
ある。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明に係る回転
式基板処理装置は、回転機構の周囲に設けられるカップ
を可動式の上カップと固定式の下カップとに分割し、上
カップの昇降動作によって２種類の液体を下カップの内
と外に分離回収する構成を採用したことにより、液体の
混合が回避されるので、高い薬液回収率を確保すること
ができる。また、フレキシブル材を必要とする可動部が
可及的に排除されるので、装置価格の低減を図ることが
できる。更に、回転機構が固定されるので、振動を抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る回転式基板処理装置の
構造を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略縦断面
図である。

【図２】同回転式基板処理装置における薬液回収動作を
示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略縦断面図であ
る。

【図３】同回転式基板処理装置における廃液回収動作を
示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略縦断面図であ
る。

【図４】従来の回転式基板処理装置（三方弁式）の構造
を示す概略縦断面図である。

【図５】従来の回転式基板処理装置（カップ昇降式）の
構造を薬液回収動作の場合について示し、（ａ）は概略
平面図、（ｂ）は概略縦断面図である。

【図６】従来の回転式基板処理装置（カップ昇降式）の
構造を廃液回収動作の場合について示し、（ａ）は概略
平面図、（ｂ）は概略縦断面図である。

【図７】従来の回転式基板処理装置（ロータ昇降式）の
構造を薬液回収動作の場合について示し、（ａ）概略平
面図、（ｂ）は概略縦断面図である。

【図８】従来の回転式基板処理装置（ロータ昇降式）の
構造を廃液回収動作の場合について示し、（ａ）概略平
面図、（ｂ）は概略縦断面図である。

【符号の説明】 １ 基板 １０ 回転機構 １１ ロータ １２ 駆動部 ２０ カップ ２０Ａ 可動式の上カップ ２０Ｂ 固定式の下カップ ２３ 液受け部 ２４ 外筒 ２５ 内筒 ２８ 開口部 ２９ 仕切り部 ３０ ハウジング ４０ 第１ポケット ５０ 第２ポケット ６０ シリンダー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理すべき基板を水平に支持して回転さ
   せる回転機構と、基板の回転によって基板から飛散する
   ２種類の液体を回収するべく回転機構の周囲に設けられ
   たカップとを具備する枚葉タイプの回転式基板処理装置
   において、前記カップが上下方向に移動可能な可動式の
   上カップと固定式の下カップとに分割されており、可動
   式の上カップはその内側空間を上下に仕切る仕切り部を
   有し、仕切り部が基板より上方に位置した状態で、基板
   から飛散する第１の液体を固定式の下カップ内に導き、
   仕切り部が基板より下方に位置した状態で、基板から飛
   散する第２の液体を固定式の下カップの外に導くことを
   特徴とする回転式基板処理装置。