JP2003338480A - スピン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は処理槽内で乱流が生じても、その
流れがカップ体内に流入するのを防止できるようにした
スピン処理装置を提供することにある。 【解決手段】 処理槽１と、この処理槽内に設けられた
上面に開口部を有するカップ体２と、このカップ体内に
設けられ基板を保持して回転駆動される回転テーブル１
６と、上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄
空気を導入するファン・フィルタユニット３２と、この
ファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給され
た清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出する
排出管５と、上記カップ体の上面の上記開口部の周辺部
に設けられ上記カップ体の外部の空気が上記開口部から
カップ体内へ流入するのを阻止する環状壁体２５とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板を回転させな
がら処理液によって処理したり、処理液によって処理さ
れた基板を乾燥処理するスピン処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などを製造す
る場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パ
タ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリ
ソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジス
トを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成された
マスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射
されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去
し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程
を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形
成するものである。

【０００３】上記一連の各工程において、上記基板が汚
染されていると回路パタ−ンを精密に形成することがで
きなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、そ
れぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジス
トや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基
板を洗浄処理するということが行われている。

【０００４】上記基板を洗浄処理する装置としてスピン
処理装置が知られている。このスピン処理装置は処理槽
を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。
このカップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転
テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。

【０００５】回転テーブルに基板を保持し、回転テーブ
ルを回転させながら基板に処理液を供給して処理したな
らば、上記回転テーブルを処理液による処理時に比べて
高速度で回転させることで、この基板を乾燥処理する。

【０００６】上記処理槽の上部にはＵＬＰＡやＨＥＰＡ
などのファン・フィルタユニットが設けられ、基板を処
理するときに処理槽内に清浄空気を供給するようにして
いる。上記カップ体の底部には排出管が接続されてい
る。この排出管には排気ポンプが接続されている。それ
によって、上記ファン・フィルタユニットから処理槽内
に供給された清浄空気は上記カップ体内を通り、上記排
出管から排出される。

【０００７】このように、基板の処理時にファン・フィ
ルタユニットから処理槽内に清浄空気を供給し、カップ
体内を通過させて排出することで、基板を乾燥処理する
ときに発生するミストがカップ体や処理槽内に浮遊する
のを防止している。それによって、乾燥処理時に基板に
ミストが付着して汚染原因となるのを防止している。

【０００８】上記処理槽の一側には基板を出し入れする
ための出し入れ口が設けられ、この出し入れ口はシャッ
タによって開閉できるようになっている。上記回転テー
ブルに未処理の基板を供給するときや乾燥処理された基
板を上記回転テーブルから取り出すときには、上記出し
入れ口を開放し、ロボットなどによって基板の出し入れ
を行なう。

【０００９】ところで、基板を処理する処理工場におい
ては、複数のスピン処理装置が設置され、複数のスピン
処理装置の排気を１台の排気ポンプで行なうようにして
いる。つまり、排気ポンプに接続された排出管を複数に
分岐し、分岐された各排出管をそれぞれのスピン処理装
置のカップ体に接続するようにしている。

【００１０】複数のスピン処理装置のうち、基板を処理
しているスピン処理装置にはファン・フィルタユニット
から清浄空気が供給されるとともに、上記排出管を通じ
てカップ体内の排気が行なわれる。

【００１１】基板を処理していないスピン処理装置で
は、ファン・フィルタユニットからの清浄空気の供給が
停止され、また排出管に設けられた開閉弁を閉じて排気
も停止される。

【００１２】そのため、複数のスピン処理装置におい
て、基板を処理しているスピン処理装置と処理していな
いスピン処理装置との数が経時的に変動することになる
から、その変動に応じて基板を処理しているスピン処理
装置ではその処理槽内の圧力が変動することが避けられ
ない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】処理槽内の圧力が変動
すると、処理槽内における空気の流れも変動することが
避けられない。たとえば、ファン・フィルタユニットか
ら所定量の清浄空気が供給されているときに運転される
スピン処理装置の数が増加すると、各処理槽の排気ポン
プによる排気量が減少する。

【００１４】排気量が減少すると、ファン・フィルタユ
ニットからの清浄空気の供給量が排気量よりも多くな
り、処理槽内の圧力が上昇して処理槽内に供給された空
気がカップ体を通じて円滑に排出され難くなる。

【００１５】その結果、処理槽内には乱流が発生し、そ
の乱流がカップ体の外周面に沿って流れ、一部はカップ
体の上面に形成された開口部から内部に流入する虞があ
る。処理槽内で生じた乱流には、処理槽の内面に付着し
た塵埃が含まれ易くなる。そのため、乱流の一部がカッ
プ体内に入り込むことで、基板が汚染されるということ
がある。

【００１６】この発明は、圧力変動などによって処理槽
内で乱流が発生しても、その乱流がカップ体内に流れ込
むのを防止できるようにしたスピン処理装置を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
を回転させて処理するスピン処理装置において、処理槽
と、この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカ
ップ体と、このカップ体内に設けられ上記基板を保持し
て回転駆動される回転テーブルと、上記処理槽の上部に
設けられこの処理槽内に清浄空気を導入するファン・フ
ィルタユニットと、このファン・フィルタユニットから
上記処理槽内に供給された清浄空気を上記カップ体の内
部空間を通じて排出する排出手段と、上記カップ体の上
面の上記開口部の周辺部に設けられ上記カップ体の外部
の空気が上記開口部からカップ体内へ流入するのを阻止
する流入阻止手段とを具備したことを特徴とするスピン
処理装置にある。

【００１８】請求項２の発明は、上記流入阻止手段は、
上記カップ体の上面の上記開口部の周縁部に設けられた
環状壁体であることを特徴とする請求項１記載のスピン
処理装置にある。

【００１９】請求項３の発明は、上記環状壁体には、高
さ調整部材が着脱可能に設けられることを特徴とする請
求項１記載のスピン処理装置にある。

【００２０】この発明によれば、カップ体の上面の開口
部の周縁部に設けられた流入阻止手段によって、カップ
体の外部の空気がカップ体の上面開口からカップ体内に
流入するのが阻止されるから、処理槽内の圧力変動で乱
流が生じても、その乱流がカップ体内に流入して基板を
汚染するのが防止される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の一実施の形態を説明する。

【００２２】図１はこの発明のスピン処理装置の概略的
構成を示し、このスピン処理装置は箱型状の処理槽１を
有する。この処理槽１内にはカップ体２が配置されてい
る。このカップ体２は、上記処理槽１の底板上に設けら
れた下カップ３と、この下カップ３に対して図示しない
上下駆動機構により上下動可能に設けられた上カップ４
とからなる。

【００２３】上記下カップ３の底壁には周方向に所定間
隔で複数の排出管５が接続されている。これら排出管５
は排気ポンプ６に連通している。排出管５にはバタフラ
イ弁５ａが設けられ、このバタフライ弁５ａの開度は制
御装置７によって設定できるようになっている。

【００２４】上記カップ体７の下面側にはベース板８が
配置されている。このベース板８には、上記下カップ３
と対応する位置に取付け孔９が形成されている。この取
付け孔９には駆動手段を構成する制御モータ１１の固定
子１２の上端部が嵌入固定されている。

【００２５】上記固定子１２は筒状をなしていて、その
内部には同じく筒状の回転子１３が回転自在に嵌挿され
ている。この回転子１３の上端面には筒状の連結体１４
が下端面を接触させて一体的に固定されている。この連
結体１４の下端には上記固定子１２の内径寸法よりも大
径な鍔部１５が形成されている。この鍔部１５は上記固
定子１２の上端面に摺動可能に接触しており、それによ
って回転子１３の回転を阻止することなく、この回転子
１３が固定子１２から抜け落ちるのを防止している。

【００２６】上記下カップ３には上記回転子１３と対応
する部分に通孔３ａが形成され、上記連結体１４は上記
通孔３ａからカップ体２内に突出している。この連結体
１４の上端には回転テーブル１６が取付けられている。
この回転テーブル１６の周辺部には周方向に所定間隔、
この実施の形態では６０度間隔で６本（２本のみ図示）
の円柱状の保持部材１７が図示しない駆動機構によって
回転可能に設けられている。

【００２７】上記保持部材１７の上端面には、この保持
部材１７の回転中心から偏心した位置にテーパ面を有す
る支持ピン１８が設けられている。回転テーブル１６に
は、基板としての半導体ウエハＷが周縁部の下面を上記
支持ピン１８のテーパ面に当接するよう供給される。そ
の状態で上記保持部材１７を回転させれば、支持ピン１
８が偏心回転するから、回転テーブル１６に供給された
半導体ウエハＷは、上記支持ピン１８によって保持され
る。

【００２８】上記回転テーブル１６は乱流防止カバー２
１によって覆われている。この乱流防止カバー２１は上
記回転テーブル１６の外周面を覆う外周壁２２と、上面
を覆う上面壁２３とを有し、上記外周壁は上側が小径部
２２ａ、下側が大径部２２ｂに形成されている。

【００２９】上記上カップ４の上面は開口していて、そ
の開口部４ａの内周面には環状壁体２５が設けられてい
る。この環状壁体２５は高さ方向の下端部を上カップ４
内に位置させ、上端を上カップ４の上端面とほぼ面一に
して設けられている。

【００３０】上記上カップ４の外周面は滑らかな曲面２
６に形成され、この曲面２６は上カップ４の内周縁部に
向かって高く傾斜しており、その内周縁部は上カップ４
の上面側に突出した環状突出部２７に形成されている。
それによって、この環状突出部２７は、後述するように
カップ体２の外部で生じる乱流がカップ体２内に流入す
るのを阻止する流入阻止手段を構成している。

【００３１】上記回転テーブル１６に未処理の半導体ウ
エハＷを供給したり、乾燥処理された半導体ウエハＷを
取り出すときには、上記上カップ４が後述するごとく下
降させられる。

【００３２】上記処理槽１の上部壁には開口部３１が形
成されている。この開口部３１にはＵＬＰＡやＨＥＰＡ
などのファン・フィルタユニット３２が設けられてい
る。このファン・フィルタユニット３２はクリーンルー
ム内の空気をさらに清浄化して処理槽１内に導入する。
上記ファン・フィルタユニット３２は駆動部３３を有
し、この駆動部３３によって図示しないファンが回転駆
動されて清浄空気を処理槽１内に導入する。

【００３３】上記ファン・フィルタユニット３２によっ
て上記処理槽１内に導入された清浄空気は、カップ体２
の上面の開口部４ａから内部に流入し、排出管５を通っ
て排出される。

【００３４】つまり、ファン・フィルタユニット３２か
らの清浄空気の供給量に対し、排出管５からの排出量が
ほぼ同じ或いはわずかに多い状態であれば、ファン・フ
ィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄空
気は、カップ体２内を通って円滑に排出されるから、処
理槽１内で乱流が生じることがない。

【００３５】なお、上記駆動部３３は上記制御装置７に
よって発停が制御されるようになっている。

【００３６】上記処理槽１の一側には出し入れ口３４が
開口形成されている。この出し入れ口３４は、処理槽１
の一側に上下方向にスライド可能に設けられたシャッタ
３５によって開閉される。このシャッタ３５は圧縮空気
で作動するシリンダ３６によって駆動される。つまり、
上記シリンダ３６には圧縮空気の流れを制御する制御弁
３７が設けられ、この制御弁３７を上記制御装置７によ
って切換え制御することで、上記シャッタ３５を上下動
させることができるようになっている。

【００３７】上記制御モータ１１の回転子１３内には筒
状の固定軸４１が挿通されている。この固定軸４１の上
端には、上記回転テーブル１６に形成された通孔４２か
ら上記回転テーブル１６の上面側に突出したノズルヘッ
ド４３が設けられている。このノズルヘッド４３には上
記回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷの下面
に向けて処理液としての薬液及び洗浄液を選択的に噴射
する一対のノズル４４が設けられている。

【００３８】上記乱流防止カバー２１の上面壁２３には
上記ノズルヘッド４３と対向して開口部４５が形成さ
れ、この開口部４５によって上記ノズル４４から噴射さ
れた処理液が半導体ウエハＷの下面に到達可能となって
いる。

【００３９】回転テーブル１６に保持された半導体ウエ
ハＷの上方には上部ノズル体４６が配置されている。こ
の上部ノズル体４６からは上記半導体ウエハＷの上面に
処理液が供給されるようになっている。

【００４０】つぎに、上記構成のスピン処理装置の作用
について説明する。

【００４１】ファン・フィルタユニット３２を作動させ
て清浄空気を処理槽１内に供給するとともに、バタフラ
イ弁５ａを所定の開度に設定することで、上記ファン・
フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清浄
空気は、排気ポンプ６の吸引力が作用する排出管５を通
じてカップ体２内から排出される。

【００４２】ファン・フィルタユニット３２から供給さ
れる清浄空気量が排気ポンプ６による排気量とほぼ同等
或いはわずかに少ない状態であれば、処理槽１内の圧力
は０若しくは負圧に維持される。それによって、ファン
・フィルタユニット３２から処理槽１内に供給された清
浄空気はカップ体２内を通って排出管５から円滑に排出
されることになるから、処理槽１内で乱流が発生するこ
とはない。

【００４３】たとえば、工場において、複数のスピン処
理装置のうち、休止していたスピン処理装置が運転を開
始すると、スピン処理装置１台当たりの排気ポンプ６に
よる排気量が減少し、処理槽１内の圧力が高くなること
がある。また、処理槽１に半導体ウエハＷを出し入れす
るためにシャッタ３５を下げて出し入れ口３４を開放す
ると、処理槽１内に外気が流入し、処理槽１内の圧力が
高くなることがある。

【００４４】なお、工場における排気ポンプ６の排気作
用は、スピン処理装置だけでなく、他の機器に用いられ
ていることもあるから、それらの機器の使用状況によっ
ても、処理槽１内の圧力が変動することがある。

【００４５】処理槽１内の圧力が負圧からプラス圧に変
動すると、排気ポンプ６による処理槽１内の排気が円滑
に行なえず、ファン・フィルタユニット３２からの清浄
空気の一部が処理槽１内で滞留し、その滞留によって乱
流が生じることがある。処理槽１内で発生する乱流に
は、処理槽１の内面に付着した塵埃が含まれ易い。

【００４６】このように、処理槽１内で乱流が発生する
と、その乱流はカップ体２の周壁に沿って上カップ４の
上面の開口部４ａから内部に流入しようとする。しかし
ながら、上記上カップ４の内周縁部は、上カップ４の上
面側に突出した環状突出部２７に形成されている。

【００４７】そのため、処理槽１内で乱流が発生し、そ
の乱流が図２に矢印で示すようにカップ体２の周壁に沿
って流れてカップ体２内に流入しようとしても、上記上
カップ４の上面側に突出した上記環状突出部２７によっ
て上カップ４の開口部４ａから内部に流入するのが阻止
される。そのため、塵埃を含む乱流によってカップ体２
内の回転テーブル１６に保持された半導体ウエハＷが汚
染されるのを防止できる。

【００４８】しかも、上記上カップ４の外周面は滑らか
な曲面２６に形成されている。そのため、図２に矢印で
示す気流は上カップ４の外周面に沿って円滑に流れ、乱
流が発生することがないから、そのことによっても半導
体ウエハＷの汚染を防止できる。

【００４９】図３に示すように、上記環状突出部２７に
は、複数の高さ調整部材、この実施の形態では第１の高
さ調整部材５１と第２の高さ調整部材５２とが着脱可能
に順次装着できるようになっている。

【００５０】上記第１、第２の高さ調整部材５１，５２
はそれぞれ環状をなしていて、第１の高さ調整部材５１
の下端面は上カップ４の外周面の曲面２６及び環状突出
部２７の上端面に接合するよう形成されている。上記第
２の高さ調整部材５２の下端面は上記第１の高さ調整部
材５１の外周面及び上端面に接合するよう形成されてい
る。

【００５１】したがって、上記上カップ４の環状突出部
２７に第１の高さ調整部材５１を装着すれば、この第１
の高さ調整部材５１の高さに応じて上カップ４の高さを
高くすることができる。第１の高さ調整部材５１に第２
の高さ調整部材５２を装着すれば、上カップ４の高さ
を、さらに高くすることができる。

【００５２】環状突出部２７に装着された第１、第２の
高さ調整部材５１，５２の内周面は、上記環状壁体２５
の内周面と面一になり、段差が生じることがない滑らか
な内周面となる。それによって、環状突出部２７に第
１、第２の高さ調整部材５１，５２を装着しても、これ
の内周面に汚れが付着残留し難くなっている。

【００５３】処理槽１内の圧力変動の大きさによってこ
の処理槽１内で生じる乱流の勢いに差がある。たとえ
ば、処理槽１内の圧力がプラス圧に大きく変動するよう
な使用条件下では、処理槽１内に生じる乱流の勢いも強
くなる。したがって、そのような条件下でスピン処理装
置を使用する場合には、上記環状突出部２７に第１の高
さ調整部材５１を装着したり、さらに第２の高さ調整部
材５２を積層装着する。

【００５４】それによって、処理槽１内で生じる乱流の
勢いが強くても、環状壁体２５に装着された第１、第２
の高さ調整部材５１，５２によってカップ体２内に乱流
が流入するのを確実に阻止することが可能となる。

【００５５】なお、上カップに装着される高さ調整部材
の数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。ま
た、上カップの内周縁部に環状突出部を一体に設け、こ
の環状突出部に高さ調整部材を装着したが、上カップの
内周面に設けられた環状壁体の上端部を上カップの上面
側に突出させ、この環状壁体の上カップの上面側に突出
した部分を流入阻止手段としてもよい。その場合、この
環状壁体に高さ調整部材を着脱可能に装着すればよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、カップ
体の上面の開口部の周縁部に、カップ体の外部の空気が
カップ体の上面開口からカップ体内に流入するのを阻止
する流入阻止手段を設けるようにした。

【００５７】そのため、処理槽内に乱流が生じても、そ
の乱流がカップ体内に流入するのが阻止されるから、カ
ップ体内に生じた乱流で基板が汚染されるのを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示すスピン処理装置
の概略的構成の断面図。

【図２】上カップに設けられた環状壁体によってカップ
体内に乱流が流入するのを阻止する状態を示す説明図。

【図３】上記環状壁体に高さ調整部材を積層した状態の
一部を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

１…処理槽 ２…カップ体 ３…下カップ ４…上カップ ５…排出管（排出手段） ６…排気ポンプ（排出手段） １６…回転テーブル ２７…環状突出部（流入阻止手段） ３２…ファン・フィルタユニット ５１…第１の高さ調整部材 ５２…第２の高さ調整部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を回転させて処理するスピン処理装
   置において、 処理槽と、 この処理槽内に設けられた上面に開口部を有するカップ
   体と、 このカップ体内に設けられ上記基板を保持して回転駆動
   される回転テーブルと、 上記処理槽の上部に設けられこの処理槽内に清浄空気を
   導入するファン・フィルタユニットと、 このファン・フィルタユニットから上記処理槽内に供給
   された清浄空気を上記カップ体の内部空間を通じて排出
   する排出手段と、 上記カップ体の上面の上記開口部の周辺部に設けられ上
   記カップ体の外部の空気が上記開口部からカップ体内へ
   流入するのを阻止する流入阻止手段とを具備したことを
   特徴とするスピン処理装置。
2. 【請求項２】 上記流入阻止手段は、上記カップ体の上
   面の上記開口部の周縁部に設けられた環状壁体であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のスピン処理装置。
3. 【請求項３】 上記環状壁体には、高さ調整部材が着脱
   可能に設けられることを特徴とする請求項１記載のスピ
   ン処理装置。