JP4447673B2

JP4447673B2 - Spin processing equipment

Info

Publication number: JP4447673B2
Application number: JP30100797A
Authority: JP
Inventors: 勝則金子; 貴弘山崎; 治道広瀬; 正幸小松; 明典磯
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JPH1116875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を回転テ−ブルに保持して回転させながら乾燥処理するスピン処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば液晶表示装置の製造工程では、液晶用ガラス基板（以下、基板と省略する。）に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは上記基板の処理と洗浄とが繰り返して行われる。
【０００３】
たとえば、基板に露光処理を行ったなら、この基板をエッチング処理し、ついでその基板からレジストを剥離するアッシング処理を行う。つぎに、アッシング処理された基板を洗浄処理してから乾燥処理するという作業が繰り返して行われる。
【０００４】
上記洗浄処理と乾燥処理とはスピン処理装置によって連続して行われる。すなわち、スピン処理装置は上面が開口したカップ体を有する。このカップ体内には上記基板を保持して回転駆動される回転テ−ブルが設けられ、この回転テ−ブルによって基板を回転させながら洗浄液を吹き付けることで洗浄処理が行われ、洗浄処理後に洗浄液に代わり清浄空気や窒素などの乾燥ガスを吹き付けることで乾燥処理が行われる。
【０００５】
生産性の向上を計るために、各処理工程における処理時間を短縮することが要求され、乾燥処理工程においても処理時間を短縮することが要求されている。乾燥処理工程の処理時間を短縮するためには、基板に向けて吹き付ける乾燥ガスの流量（速度）を増大させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、基板に吹き付ける乾燥ガスの流量を増大させると、基板の上面やカップ体内における乾燥ガスの流れに乱れが生じ易くなる。そのため、基板を短時間で均一に乾燥させることができなくなったり、乾燥処理時に発生するミストや塵埃がカップ体内から確実に排出されず、基板に付着するという虞もある。
【０００７】
さらに、乾燥ガスの使用量が増大すると、それに比例してランニングコストが増大するということがあるばかりか、カップ体から排出される乾燥ガスの排出能力が一定の工場などにおいては乾燥ガスがカップ体内から円滑に排気できなくなるため、そのことによってもカップ体内で乱流が発生してミストや塵埃が基板に付着する虞がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、洗浄された基板を乾燥処理する場合、その処理時間を短縮するために乾燥ガスの吹き付け量を単に増大させると、カップ体内における乾燥ガスの流れに乱れが生じ、基板を短時間で均一に乾燥させることができなかったり、乾燥処理時に発生するミストや塵埃がカップ体内から確実に排出されず、基板に付着するということもある。
【０００９】
この発明の目的は、基板を乾燥させるために、乾燥専用の乾燥ガスを用いることなく、乾燥処理を短時間で行え、しかもその乾燥処理時に基板にミストや塵埃が付着するようなことがないようにしたスピン処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、洗浄液によって洗浄されて濡れた状態にある基板を回転させることで、この基板を乾燥処理するスピン処理装置において、
上面が開口したカップ体と、
このカップ体の底部中心部から内部へ挿通され駆動源によって回転駆動される駆動軸と、
この駆動軸に設けられ上記基板を水平に保持して上記駆動軸とともに回転する回転テ−ブルと、
上記回転テ−ブルに保持された基板と対向して配設されるとともにその中心部分には上記回転テ−ブルが回転駆動されてカップ体内が負圧となることで、上記カップ体の外部の気体を所定の速度で上記基板との対向面間に導入して上記基板の中心部から周辺部に向かう空気流を生じさせる導入孔を有する板状の整流部材と、
この整流部材を上下方向に駆動して上記回転テーブルに保持された基板との対向間隔を調整し上記基板と整流部材との対向面間に上記導入孔から流入する外部の気体の流量を上記基板のサイズに係らず一定に維持させる上下駆動機構と、
上記カップ体の内部に設けられ上記回転テーブルが回転駆動されることでこのカップ体内で発生する空気流をカップ体の底部に向けてガイドする内カップと、
上記カップ体の底部に設けられ上記内カップによってガイドされた空気流を排出する排出口と
を具備したことを特徴とする特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記整流部材は、上記カップ体にこの上面開口を閉塞する状態で着脱自在に設けられることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記整流部材は、上下駆動機構によって上記回転体に保持された基板との対向間隔の調整自在に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１ないし請求項３の発明によれば、基板を乾燥処理するために回転テ−ブルを回転駆動すると、その回転によって発生する気流で整流部材に形成された導入孔から基板と整流部材との対向面間に外気が導入されるから、その外気の流れによって基板を短時間で確実に乾燥させることが可能となる。
【００１４】
また、この発明によれば、整流部材を上下駆動機構によって上下動させることで、この整流部材と基板との対向間隔を調整できるから、これらの対向面間に導入される外気の流量を設定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施の形態を図１と図２を参照して説明する。図１に示すスピン処理装置は、たとえば液晶用ガラス基板や半導体ウエハなどの基板２０を洗浄処理および乾燥処理するためにクリ−ンル−ムに設置されていて、その装置はカップ体２１を備えている。このカップ体２１は下カップ２２ａ、上カップ２２ｂおよび内カップ２２ｃから構成されている。下カップ２２ａは上面が開放したお椀状をなしていて、その上端縁にはシ−ルパッキング２３が取着され、底壁中心部には通孔２４が形成されている。
【００１７】
上記通孔２４には、モ−タ２５の駆動軸２６が挿通され、カップ体２１内に突出した上記駆動軸２６の上端は回転テ−ブル２７の下面に設けられた円盤状の連結部材２８に連結されている。この連結部材２８の下面周辺部には円周溝２９が形成され、この円周溝２９には上記通孔２４の周縁部を形成する周壁２４ａの上端部が挿入されている。
【００１８】
上記下カップ２２ａの底壁の上記通孔２４の周辺部には遮蔽リング３１が上記連結部材２８の外周面を覆う状態で設けられている。それによって、基板２０を後述するごとく乾燥させる際にカップ体２１内に飛散する液体が上記通孔２４を通ってモ−タ２５を濡らすのを防止するラビリンス構造となっている。
【００１９】
上記回転テ−ブル２７の上面には複数の支持ピン３２と、その支持ピン３２よりも径方向外方に位置する複数のガイドピン３３とが周方向に所定間隔で突設されている。支持ピン３２は回転テ−ブル２７の上面に供給される上記基板２０の下面を支持し、上記ガイドピン３３は上記基板２０の外周面に係合し、その基板２０が回転テ−ブル２７上でずれ動くのを阻止するようになっている。
【００２０】
上記下カップ２２ａの内底部には帯電することがないよう、導電性の材料によってリング状に形成された環状板３４が配設されている。この環状板３４には複数の導入口３５が周方向に所定の間隔で形成されている。上記環状板３４の上面の上記導入口３５の部分にはガイド板３６が設けられている。このガイド板３６は、導入口３５の上面側に位置する部分が所定の角度で曲げ起こされている。
【００２１】
つまり、ガイド板３６は、回転テ−ブル２７が所定方向に回転駆動されることで、この回転方向と同じ方向に生じる空気流Ｃが上記導入口３５に流入し易いように曲成されている。言い換えれば、上記導入口３５とガイド板３６とで、上記回転テ−ブル２７の回転によって生じる空気流Ｃを導入する方向に向かって開口した導入部３７を形成している。
【００２２】
上記環状板３４の下面には、周方向に１つおきの導入口３５と対応する部分に、それぞれ帯状板を平面形状がくの字状となるように曲成した支持部材３８（詳細な形状は図示せず）が設けられている。この支持部材３８は上記環状板３４を下カップ２２ａの内底部で所定の高さで支持するとともに、上記導入口３５に流入した空気流Ｃを環状板３４の下面側の周方向に沿ってガイドするようになっている。
【００２３】
上記下カップ２２ａの底部には、支持部材３８が設けられていない部分の導入口３５と対応する箇所に、それぞれ排出口３９が形成されている。各排出口３９には排出口体４０が接続されている。排出口体４０には排出管４１が接続され、各排出管４１はタンク４３に連通している。このタンク４３は上記カップ体２１からの気体と液体を分離し、所定の箇所に排出するようになっている。なお、タンク４３には気体をクリ−ンル−ムの外部に放散するための図示しない排気ポンプが接続される。
【００２４】
上記下カップ２２ａの上端部には上記上カップ２２ｂが着脱自在に取着されている。この上カップ２２ｂは上記回転テ−ブル２７と対応する部分が開放したリング状をなしていて、その下端部には上記下カップ２２ａの上端縁に設けられたパッキング２３の部分に液密かつ着脱自在に係合取着される係合部４４が形成されている。
【００２５】
上記内カップ２２ｃは外周面が凸曲面に形成されたリング状をなしていて、その下端部は上記上カップ２２ｂの内面周辺部に取着された断面クランク状の保持リング４５に係合保持されている。つまり、上記内カップ２２ｃは上記回転テ−ブル２７の周辺部分を覆う状態で設けられている。それによって、上記回転テ−ブル２７の回転によって生じる空気流Ｃは上記内カップ２２ｃの内面にガイドされて下カップ２２ａの底部方向へ流れるようになっている。
【００２６】
上記上カップ２２ｂの開口した上面には、周縁部に上記上カップ２２ｂの外周面に係合するフランジ５１ａが形成された整流部材としての蓋体５１が着脱自在に設けられる。この蓋体５１の径方向中心部分には所定の直径の導入孔５２が穿設されている。
【００２７】
上記カップ体２１内で上記回転テ−ブル２７が回転することで空気流Ｃが生じ、その空気流Ｃが排出口３９からタンク４３へと流れると、その流れによってカップ体２１内が負圧になる。それによって、上記蓋体５１の導入孔５２からカップ体２１内へは外気Ａが導入される。この外気Ａは基板２０の上面の中心部分に流入し、回転テ−ブル２７の遠心力によって発生する上記空気流Ｃによって基板２０の上面に沿って径方向外方へ流れ、排出口３９から排出されることになる。
【００２８】
つぎに、上記構成のスピン処理装置によって回転テ−ブル２７に供給された基板２０を乾燥処理する場合について説明する。
上カップ２２ｂから蓋体５１を除去し、上記回転テ−ブル２７に洗浄液によって洗浄されて濡れた状態にある基板２０を供給したならば、上記蓋体５１によって上カップ２２ｂの開口を閉塞する。なお、上カップ２２ｂに対する蓋体５１の着脱は手動あるいは自動のどちらで行うようにしてもよい。
【００２９】
ついで、モ−タ２５に通電して上記回転テ−ブル２７を回転駆動する。それによって、基板２０に付着した洗浄液に遠心力が作用するから、その遠心力で洗浄液が基板２０の上面から径方向外方へ飛散し、基板２０が乾燥処理される。基板２０から除去された洗浄液は、内カップ２２ｃの内面に当たって滴下し、下カップ２２ａの内底部に設けられた環状板３４の導入口３５から排出口３９および排出管４１を通ってタンク４３へ排出される。
【００３０】
一方、回転テ−ブル２７が回転駆動されれば、そのときの遠心力によって上記回転テ−ブル２７の回転方向と同方向で、基板２０の中心部から径方向外方に沿う空気流Ｃが発生する。回転テ−ブル２７の回転によって生じた空気流Ｃは、図１に矢印で示すように内カップ２２ｃの内周面にガイドされて下方へ向かい、その流れ方向に向いて開口した導入部３７へ流入する。つまり、空気流Ｃは、その流れ方向に対して所定の角度で曲げ起こされたガイド板３６にガイドされて環状板３４に形成された導入口３５へ流入する。
【００３１】
導入口３５へ流入した空気流Ｃは環状板３４の下面の支持部材３８に沿って流れ、排出口３９から流出して排出管４１を通り、タンク４３を経て図示しない排気ポンプを介してクリーンルームの外部に放散される。
【００３２】
回転テ−ブル２７の回転によって空気流Ｃが生じると、その空気流によってカップ体２１内の少なくとも基板２０の上面側の部分が負圧になる。それによって、上カップ２２ｂの開口を閉塞した蓋体５１の導入孔５２からは外気Ａが導入される。
【００３３】
カップ体２１内に導入された外気Ａは基板２０の上面の中心部から径方向外方へ向かって流れ、回転テ−ブル２７の回転によって生じた空気流Ｃとともに内カップ２２ｃの内面にガイドされて排出口３９からタンク４３へと流れる。
【００３４】
したがって、上記導入孔５２からカップ体２１内へ導入される外気Ａが基板２０を乾燥させる乾燥ガスとして作用するから、上記基板２０を回転による遠心力と相俟って効率よく乾燥させることになる。
【００３５】
しかも、回転テ−ブル２７の回転によって生じる空気流Ｃと、導入孔５２から導入される外気Ａとは内カップ２２ｃの内面に沿って下カップ２２ａへ円滑にガイドされて排気される。
【００３６】
そのため、カップ体２１内で乱流が発生しにくいから、カップ体２１内で発生したミストが基板２０に付着したり、乾燥処理の前工程の洗浄工程でカップ体２１の内面に洗浄液に含まれた微粒子などの塵埃が付着していても、その塵埃が舞い上がって上記基板２０に再付着することが防止される。
【００３７】
上記カップ体２１内に導入される外気Ａの流速は、回転テ−ブル２７の回転速度が一定であれば、導入孔５２の大きさによって設定することができる。したがって、導入孔５２の内径寸法を変えたり、導入孔５２の数を変えるなどのことにより、外気の流速やカップ体２１内への導入位置など、基板２０の乾燥速度に影響を及ぼす条件を種々設定することができる。
【００３８】
なお、スピン処理装置はクリ−ンル−ムに設置されているから、蓋体５１の導入孔５２からカップ体２１内へ導入される外気に塵埃が含まれることはほとんどない。
【００３９】
下記の表１は、回転テ−ブル２７の回転数を1600rpm に設定し、上カップ２２ｂの上面開口を内径50mmの導入孔５２が穿設された蓋体５１で閉塞した状態と、蓋体５１で閉塞せずに、開放した状態とで基板２０の乾燥処理を行ったときの乾燥状態を比較したものである。なお、回転テ−ブル２７の外形寸法は500mm で、上カップ２２ｂの開口端における内径寸法は700mm である。
【００４０】
表１における保持時間は、回転テ−ブル２７の回転数が1600rpm に到達してからその回転数で回転させた時間である。なお、乾燥状態は目視によって確認した結果である。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１から分かるように、蓋体５１を設けた場合には、保持時間が５sec であっても基板２０は確実に乾燥されていた。これに対して蓋体５１を設けない場合には、保持時間が10sec までは基板２０が確実に乾燥せず、保持時間を15sec とすることで、基板２０を確実に乾燥させることができた。
【００４３】
以上のことから、蓋体５１を設けることで、設けない場合に比べて基板２０の乾燥処理時間を大幅に短縮できることが確認された。しかも、乾燥専用の乾燥ガスを用いることなく乾燥させることができるため、ランニングコストがほとんどかからず、経済的である。
【００４４】
図３はこの発明の第２の実施の形態を示す。なお、図１に示すスピン処理装置と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。つまり、この実施の形態のスピン処理装置に設けられる整流部材は、上記第１の実施の形態の蓋体５１に代わり、基板２０の対角寸法と同等あるいはそれ以上の直径寸法を有する円盤状の整流板６１からなり、この整流板６１の中心部分には所定の内径寸法の導入孔６２が穿設されている。
【００４５】
上記整流板６１は回転テ−ブル２７に保持される基板２０と対向して配置され、上下駆動機構６３によって図３に矢印で示す上下方向に駆動されるようになっている。
【００４６】
つまり、上下駆動機構６３は所定個所に固定して設けられたベ−ス板６４を有する。このベ−ス板６４の上面には架台６５が立設されている。この架台６５には上下端部がそれぞれ軸受６６によって回転自在に支持されたねじ軸６７と、上下端部が固定されたガイド軸６８とが軸線を平行にして設けられている。
【００４７】
上記ねじ軸６７の下端部は軸受６６から突出し、その端部には継手６９を介してモ−タ７１の回転軸７２に連結されている。このモ−タ７１は上記ベ−ス板６４の下面に設けられたブラケット７３に保持され、図示しない制御装置によって正転方向と逆転方向とに駆動されるようになっている。
【００４８】
上記ねじ軸６７にはナット体７４が螺合され、上記ガイド軸６８にはスライダ７５がスライド自在に設けられ、これらナット体７４とスライダ７５とは連結されている。したがって、上記モ−タ７１が作動してねじ軸６７が回転駆動されれば、その回転方向に応じて上記ナット体７４がねじ軸６７に沿って上下動するから、その動きにスライダ７５が連動するようになっている。
【００４９】
上記スライダ７５にはＬ字状のア−ム体７６の基端部が連結されている。このア−ム体７６の先端部は上記整流板６１の上面の一端部に連結されている。したがって、ア−ム体７６が上記スライダ７５と一体的に上下動し、その動きに上記整流板６１が連動することで、この整流板６１と基板２０との対向間隔を調整できるようになっている。
【００５０】
上記構成のスピン処理装置において、基板２０を乾燥処理する場合には、まず、上下駆動機構６３によって整流板６１と基板２０との対向間隔を設定する。ついで、モ−タ２５を作動させて基板２０とともに回転テ−ブル２７を回転させる。基板２０を回転させることで、その基板２０に付着した洗浄液が遠心力で飛散されるから、基板２０が乾燥処理される。
【００５１】
一方、回転テ−ブル２７を回転させれば、そのときの遠心力によって図３に矢印Ｃで示すように、基板２０の回転方向と同方向で、基板２０の中心部から周辺部に向かう空気流が生じる。この空気流Ｃが生じることで、基板２０と整流板６１との対向面間が負圧になるから、この対向面間には整流板６１に形成された導入孔６２から同図に矢印Ｄで示すように外気が導入される。外気Ｄは基板２０の上面中心部から径方向外方へ向かって流れ、回転テ−ブル２７の回転によって生じた空気流Ｃとともに内カップ２２ｃの内面にガイドされて排出口３９からタンク４３へと流れる。
【００５２】
したがって、この実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様、外気Ｄが基板２０を乾燥させる乾燥ガスとして作用するから、基板２０をそれに作用する遠心力とで効率よく乾燥処理することができる。
【００５３】
上記整流板６１は上下駆動機構６３によって上下方向の位置決め、つまり基板２０との対向間隔を設定することができる。したがって、基板２０のサイズが変更され、その基板２０が回転することで発生する遠心力が変化しても、基板２０と整流板６１との対向間隔を調整することで、基板２０と整流板６１との対向面間に流入する外気Ｄの流量を一定に維持することができる。
【００５４】
たとえば、基板２０のサイズが大きくなると、この基板２０が回転テ−ブル２７によって回転されたときに発生する遠心力が大きくなる。遠心力が大きくなると、空気流Ｃの流量が増大するから、カップ体２１内への外気Ｄの流入量も増大する。それによって、排出管４１から排出される排気量も増大することになるが、通常、排気能力は一定であるから、外気Ｄの流入量が増大すると円滑に排気されなくなり、カップ体２１内での空気流が乱流となり、乾燥時に発生する塵埃やミストが舞い上がり、基板２０に付着する虞がある。
【００５５】
そこで、基板２０のサイズが変更になった場合には、上述したように基板２０と整流板６１との対向間隔を調整して外気Ｄの流入量が一定になるようにする。たとえば、基板２０のサイズが大きくなった場合には、基板２０と整流板６１との対向間隔を大きくして外気Ｄの流入量を少なくする。それによって、カップ体２１からの排気が円滑に維持され、そのカップ体２１内で乱流が発生するのを防止できるから、塵埃やミストが舞い上がって基板２０に付着するのを阻止することができる。
【００５６】
なお、基板２０のサイズが 600mm× 800mmで、回転テ−ブル２７の回転数が1400r.p.m の場合、基板２０と整流板６１との対向間隔は15〜50mm、導入孔６２の内径寸法は50〜150mm 程度に設定することで、基板２０に塵埃やミストが付着することなく乾燥処理できることが確認された。
【００５７】
基板２０と整流板６１との対向面間に流れる外気Ｄの流速は、これらの対向間隔だけによって決定されるものでなく、整流板６１に形成される導入孔６２の内径寸法によっても変化する。つまり、導入孔６２の内径寸法を小さくすれば、外気Ｄの流速が大きくなり、逆に導入孔６２を大きくすれば流速が小さくなる。
【００５８】
そのため、導入孔６２の内径寸法を小さくして基板２０と整流板６１との対向面間に流れる外気Ｄの流速量を速くすれば、基板２０の乾燥時間を短縮することができる。
【００５９】
したがって、上記整流板６１をア−ム体７６に対して着脱できる構成とし、基板２０の所定の内径寸法の導入孔５２が形成された整流板６１に交換できるようにすれば、乾燥時間を制御することができる。
【００６０】
なお、回転テ−ブル２７に基板２０を着脱する場合には、整流板６１を図３に鎖線で示すようにカップ体２１の上方へ退避させ、図示しないロボットのハンドをカップ体２１内へ出し入れして行うようにすればよい。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３の発明によれば、回転テ−ブルと対向して中心部分に導入孔が形成された整流部材を配置し、基板を乾燥処理するために回転テ−ブルを回転駆動すると、その回転によって発生する気流で上記導入孔から基板と整流部材との対向面間に外気が導入されるようにした。
【００６２】
そのため、上記導入孔から基板と整流板との対向面間に導入される外気の流れによって基板を短時間で確実に乾燥させることが可能となるばかりか、乾燥専用の乾燥ガスを必要としないから、ランニングコストの低減を計ることができる。
【００６３】
しかも、請求項３の発明によれば、整流部材を上下駆動機構によって上下動させることで、この整流部材と基板との対向間隔を調整できるようにしたから、たとえば基板のサイズが変更になった場合などに整流部材と基板との対向間隔を調整することで、カップ体内に導入される外気の量が排気能力以上になるのを抑制できる。
【００６４】
そのため、カップ体内からの排気が円滑に行われるため、カップ体内で乱流が生じてミストや塵埃が舞い上がり、基板に付着するの防止することができる。
請求項４の発明によれば、回転テ−ブルの回転によって上記カップ体内で発生する気流は、カップ体内に設けられた内カップによって底部の方向へガイドされて排出口から排出される。
【００６５】
そのため、カップ体内へ外気を導入しても、このカップ体内で乱流が生じるのが防止されるから、そのことによっても基板の乾燥効率を向上させることができ、さらにはカップ体の内面に塵埃が付着したり、乾燥処理時にミストが発生しても、それらが舞い上がって基板に付着するのが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のスピン処理装置を示す断面図。
【図２】同じく蓋体の平面図。
【図３】この発明の第２の実施の形態のスピン処理装置を示す断面図。
【符号の説明】
２０…基板
２１…カップ体
２２ｃ…内カップ
２５…駆動源
２６…駆動軸
２７…回転テ−ブル
３９…排出口
５１…蓋体（整流部材）
５２、６２…導入孔
６１…整流板（整流部材）
６３…上下駆動機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spin processing apparatus that holds a substrate on a rotating table and performs a drying process while rotating the substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, in the manufacturing process of a liquid crystal display device, there are a film forming process and a photo process for forming a circuit pattern on a glass substrate for liquid crystal (hereinafter abbreviated as a substrate). In these processes, the processing and cleaning of the substrate are repeated.
[0003]
For example, if an exposure process is performed on the substrate, the substrate is etched and then an ashing process is performed to remove the resist from the substrate. Next, the operation of cleaning the ashed substrate and then drying it is repeatedly performed.
[0004]
The cleaning process and the drying process are continuously performed by a spin processing apparatus. That is, the spin processing apparatus has a cup body whose upper surface is open. The cup is provided with a rotating table that holds and rotates the substrate, and the cleaning process is performed by spraying the cleaning solution while rotating the substrate by the rotating table. Instead, the drying process is performed by blowing dry air such as clean air or nitrogen.
[0005]
In order to improve productivity, it is required to shorten the processing time in each processing step, and it is also required to shorten the processing time in the drying processing step. In order to shorten the processing time of the drying processing step, it is conceivable to increase the flow rate (speed) of the drying gas sprayed toward the substrate.
[0006]
However, when the flow rate of the drying gas sprayed on the substrate is increased, the flow of the drying gas in the upper surface of the substrate or in the cup body tends to be disturbed. Therefore, there is a possibility that the substrate cannot be uniformly dried in a short time, or mist and dust generated during the drying process are not reliably discharged from the cup body and adhere to the substrate.
[0007]
In addition, when the amount of dry gas used increases, the running cost increases in proportion to that, and in a factory where the discharge capacity of the dry gas discharged from the cup body is constant, the dry gas is in the cup body. As a result, turbulent flow may occur in the cup body and mist and dust may adhere to the substrate.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, when drying a cleaned substrate, simply increasing the amount of dry gas sprayed in order to shorten the processing time causes a disturbance in the flow of the dry gas in the cup body, and the substrate can be removed in a short time. It may not be possible to dry uniformly, or mist and dust generated during the drying process may not be reliably discharged from the cup body and may adhere to the substrate.
[0009]
An object of the present invention is to perform drying processing in a short time without using a drying gas exclusively for drying in order to dry the substrate, and to prevent mist and dust from adhering to the substrate during the drying processing. An object of the present invention is to provide a spin processing apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a spin processing apparatus for drying a substrate by rotating the substrate in a wet state after being cleaned by a cleaning liquid.
A cup body whose upper surface is open;
A drive shaft that is inserted into the inside from the center of the bottom of the cup body and is rotationally driven by a drive source;
A rotating table provided on the drive shaft and holding the substrate horizontally and rotating together with the drive shaft;
The rotary table is disposed opposite to the substrate held by the rotary table, and the rotary table is driven to rotate at the central portion thereof so that a negative pressure is generated in the cup body. A plate-like rectifying member having an introduction hole that introduces gas at a predetermined speed between the opposing surfaces of the substrate to generate an air flow from the center to the periphery of the substrate;
The rectifying member is driven in the vertical direction to adjust the facing distance between the substrate held by the turntable and the flow rate of the external gas flowing from the introduction hole between the facing surfaces of the substrate and the rectifying member is adjusted to the substrate. A vertical drive mechanism that maintains a constant regardless of the size of the
An inner cup that is provided inside the cup body and guides an air flow generated in the cup body toward the bottom of the cup body by rotating the rotary table;
And a discharge port provided at the bottom of the cup body for discharging the air flow guided by the inner cup.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the rectifying member is detachably provided on the cup body in a state of closing the upper surface opening.
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rectifying member is provided so as to be adjustable in an interval between the rectifying member and the substrate held by the rotating body by a vertical driving mechanism.
[0013]
According to the first to third aspects of the present invention, when the rotary table is rotationally driven to dry the substrate, the substrate, the rectifying member, and the like are introduced from the introduction hole formed in the rectifying member by the air flow generated by the rotation. Since the outside air is introduced between the opposing surfaces, the substrate can be reliably dried in a short time by the flow of the outside air.
[0014]
Further, according to the present invention, since the spacing between the rectifying member and the substrate can be adjusted by moving the rectifying member up and down by the vertical drive mechanism, the flow rate of the outside air introduced between these facing surfaces is set. be able to.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The spin processing apparatus shown in FIG. 1 is installed in a clean room for cleaning and drying a substrate 20 such as a liquid crystal glass substrate or a semiconductor wafer, and the apparatus includes a cup body 21. Yes. The cup body 21 includes a lower cup 22a, an upper cup 22b, and an inner cup 22c. The lower cup 22a has a bowl-like shape with an open upper surface. A seal packing 23 is attached to the upper end edge of the lower cup 22a, and a through hole 24 is formed at the center of the bottom wall.
[0017]
The drive shaft 26 of the motor 25 is inserted into the through hole 24, and the upper end of the drive shaft 26 protruding into the cup body 21 is a disk-shaped connecting member 28 provided on the lower surface of the rotary table 27. It is connected to. A circumferential groove 29 is formed around the lower surface of the connecting member 28, and an upper end portion of the circumferential wall 24 a that forms the peripheral edge of the through hole 24 is inserted into the circumferential groove 29.
[0018]
A shielding ring 31 is provided around the through hole 24 on the bottom wall of the lower cup 22 a so as to cover the outer peripheral surface of the connecting member 28. As a result, the labyrinth structure prevents liquid scattered in the cup body 21 from getting wet through the through hole 24 when the substrate 20 is dried as will be described later.
[0019]
On the upper surface of the rotary table 27, a plurality of support pins 32 and a plurality of guide pins 33 positioned radially outward from the support pins 32 are projected at predetermined intervals in the circumferential direction. The support pins 32 support the lower surface of the substrate 20 supplied to the upper surface of the rotary table 27, the guide pins 33 engage with the outer peripheral surface of the substrate 20, and the substrate 20 is on the rotary table 27. To stop moving.
[0020]
An

annular plate

34 formed in a ring shape with a conductive material is disposed on the inner bottom portion of the lower cup 22a so as not to be charged. A plurality of inlets 35 are formed in the

annular plate

34 at predetermined intervals in the circumferential direction. A guide plate 36 is provided in the portion of the introduction port 35 on the upper surface of the

annular plate

34. The guide plate 36 is bent at a predetermined angle at a portion located on the upper surface side of the introduction port 35.
[0021]
That is, the guide plate 36 is bent so that the air flow C generated in the same direction as the rotation direction can easily flow into the introduction port 35 when the rotary table 27 is rotationally driven in a predetermined direction. . In other words, the introduction port 37 and the guide plate 36 form an introduction portion 37 that opens in the direction in which the air flow C generated by the rotation of the rotary table 27 is introduced.
[0022]
On the lower surface of the

annular plate

34, a support member 38 (detailed shape is formed by bending a belt-like plate in a plane shape in a portion corresponding to every other inlet 35 in the circumferential direction, respectively. (Not shown) is provided. The support member 38 supports the

annular plate

34 at a predetermined height at the inner bottom portion of the lower cup 22a, and guides the air flow C flowing into the introduction port 35 along the circumferential direction on the lower surface side of the

annular plate

34. It is supposed to be.
[0023]
At the bottom of the lower cup 22a, discharge ports 39 are formed at locations corresponding to the inlets 35 where the support member 38 is not provided. A discharge port body 40 is connected to each discharge port 39. A discharge pipe 41 is connected to the discharge port body 40, and each discharge pipe 41 communicates with a tank 43. The tank 43 separates the gas and liquid from the cup body 21 and discharges them to a predetermined location. The tank 43 is connected to an exhaust pump (not shown) for diffusing gas to the outside of the clean room.
[0024]
The upper cup 22b is detachably attached to the upper end of the lower cup 22a. The upper cup 22b has a ring shape in which the portion corresponding to the rotary table 27 is open, and the lower end thereof is liquid-tight and detachable from the portion of the packing 23 provided at the upper end edge of the lower cup 22a. An engaging portion 44 that is freely engaged and attached is formed.
[0025]
The inner cup 22c has a ring shape with an outer peripheral surface formed into a convex curved surface, and a lower end portion of the inner cup 22c is engaged and held by a crank-shaped holding ring 45 attached to the inner periphery of the upper cup 22b. ing. That is, the inner cup 22c is provided so as to cover the peripheral portion of the rotary table 27. Thereby, the air flow C generated by the rotation of the rotary table 27 is guided by the inner surface of the inner cup 22c and flows toward the bottom of the lower cup 22a.
[0026]
A lid 51 as a rectifying member having a flange 51a that engages with the outer peripheral surface of the upper cup 22b is formed on the upper surface of the upper cup 22b. An introduction hole 52 having a predetermined diameter is formed in the central portion of the lid 51 in the radial direction.
[0027]
When the rotary table 27 rotates in the cup body 21, an air flow C is generated. When the air flow C flows from the discharge port 39 to the tank 43, the flow causes the inside of the cup body 21 to be negative pressure. Become. Thereby, outside air A is introduced into the cup body 21 from the introduction hole 52 of the lid body 51. The outside air A flows into the central portion of the upper surface of the substrate 20, flows radially outward along the upper surface of the substrate 20 by the air flow C generated by the centrifugal force of the rotary table 27, and is discharged from the discharge port 39. Will be.
[0028]
Next, a case where the substrate 20 supplied to the rotary table 27 is dried by the spin processing apparatus having the above configuration will be described.
When the lid 51 is removed from the upper cup 22b and the substrate 20 that has been wetted by the cleaning liquid is supplied to the rotary table 27, the lid 51 closes the opening of the upper cup 22b. The lid 51 may be attached to and detached from the upper cup 22b either manually or automatically.
[0029]
Next, the motor 25 is energized to rotate the rotary table 27. As a result, a centrifugal force acts on the cleaning liquid adhering to the substrate 20, so that the cleaning liquid scatters radially outward from the upper surface of the substrate 20, and the substrate 20 is dried. The cleaning liquid removed from the substrate 20 drops on the inner surface of the inner cup 22c and is discharged from the inlet 35 of the

annular plate

34 provided on the inner bottom of the lower cup 22a to the tank 43 through the outlet 39 and the outlet pipe 41. Is done.
[0030]
On the other hand, if the rotary table 27 is driven to rotate, an air flow C extending radially outward from the center of the substrate 20 in the same direction as the rotary table 27 is rotated by the centrifugal force at that time. appear. The air flow C generated by the rotation of the rotary table 27 is guided by the inner peripheral surface of the inner cup 22c as shown by an arrow in FIG. 1 and travels downward to the introduction portion 37 opened in the flow direction. Inflow. That is, the air flow C is guided by the guide plate 36 bent and raised at a predetermined angle with respect to the flow direction and flows into the introduction port 35 formed in the

annular plate

34.
[0031]
The air flow C flowing into the introduction port 35 flows along the support member 38 on the lower surface of the

annular plate

34, flows out from the discharge port 39, passes through the discharge pipe 41, passes through the tank 43, and passes through the exhaust pump (not shown). Dissipated outside.
[0032]
When the air flow C is generated by the rotation of the rotary table 27, the air flow causes negative pressure in at least the upper surface side portion of the substrate 20 in the cup body 21. As a result, outside air A is introduced from the introduction hole 52 of the lid 51 that closes the opening of the upper cup 22b.
[0033]
The outside air A introduced into the cup body 21 flows radially outward from the center of the upper surface of the substrate 20, and is guided to the inner surface of the inner cup 22 c together with the air flow C generated by the rotation of the rotary table 27. And flows from the discharge port 39 to the tank 43.
[0034]
Therefore, since the outside air A introduced into the cup body 21 from the introduction hole 52 acts as a drying gas for drying the substrate 20, the substrate 20 is efficiently dried in combination with the centrifugal force due to the rotation. .
[0035]
Moreover, the air flow C generated by the rotation of the rotary table 27 and the outside air A introduced from the introduction hole 52 are smoothly guided and exhausted along the inner surface of the inner cup 22c to the lower cup 22a.
[0036]
Therefore, since turbulent flow is unlikely to occur in the cup body 21, mist generated in the cup body 21 adheres to the substrate 20, or is contained in the cleaning liquid on the inner surface of the cup body 21 in the cleaning process prior to the drying process. Even if dust such as fine particles adheres, it is prevented that the dust rises and reattaches to the substrate 20.
[0037]
The flow rate of the outside air A introduced into the cup body 21 can be set according to the size of the introduction hole 52 if the rotation speed of the rotary table 27 is constant. Therefore, various conditions that affect the drying speed of the substrate 20 such as the flow rate of outside air and the position of introduction into the cup body 21 by changing the inner diameter of the introduction hole 52 or changing the number of introduction holes 52 are various. Can be set.
[0038]
Since the spin processing device is installed in the clean room, the outside air introduced into the cup body 21 from the introduction hole 52 of the lid 51 hardly contains dust.
[0039]
Table 1 below shows the state in which the rotational speed of the rotary table 27 is set to 1600 rpm and the upper surface opening of the upper cup 22b is closed with a lid body 51 having an introduction hole 52 having an inner diameter of 50 mm. 3 is a comparison of the dry state when the substrate 20 is dried in the open state without being closed. The outer dimension of the rotary table 27 is 500 mm, and the inner diameter dimension at the open end of the upper cup 22b is 700 mm.
[0040]
The holding time in Table 1 is the time when the rotational speed of the rotary table 27 reaches 1600 rpm and is rotated at that rotational speed. In addition, a dry state is the result confirmed visually.
[0041]
[Table 1]

[0042]
As can be seen from Table 1, when the lid 51 was provided, the substrate 20 was reliably dried even if the holding time was 5 seconds. On the other hand, when the lid 51 was not provided, the substrate 20 was not reliably dried until the holding time was 10 seconds, and the substrate 20 was reliably dried by setting the holding time to 15 seconds.
[0043]
From the above, it was confirmed that by providing the lid 51, the drying processing time of the substrate 20 can be significantly shortened compared to the case where the lid 51 is not provided. In addition, since the drying can be performed without using a drying gas exclusively for drying, the running cost is hardly required, and it is economical.
[0044]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the spin processing apparatus shown in FIG. That is, the rectifying member provided in the spin processing apparatus of this embodiment is a disc-shaped member having a diameter dimension equal to or larger than the diagonal dimension of the substrate 20 instead of the lid body 51 of the first embodiment. The rectifying plate 61 is formed, and an introduction hole 62 having a predetermined inner diameter is formed in the central portion of the rectifying plate 61.
[0045]
The rectifying plate 61 is disposed to face the substrate 20 held by the rotary table 27, and is driven in the vertical direction indicated by the arrow in FIG.
[0046]
That is, the vertical drive mechanism 63 has a base plate 64 fixedly provided at a predetermined location. A stand 65 is erected on the upper surface of the base plate 64. The gantry 65 is provided with a screw shaft 67 whose upper and lower ends are rotatably supported by bearings 66 and a guide shaft 68 whose upper and lower ends are fixed with their axes parallel.
[0047]
The lower end portion of the screw shaft 67 protrudes from the bearing 66 and is connected to the rotating shaft 72 of the motor 71 via a joint 69 at the end portion. The motor 71 is held by a bracket 73 provided on the lower surface of the base plate 64, and is driven in a normal rotation direction and a reverse rotation direction by a control device (not shown).
[0048]
A nut body 74 is screwed onto the screw shaft 67, and a slider 75 is slidably provided on the guide shaft 68. The nut body 74 and the slider 75 are connected to each other. Accordingly, when the motor 71 is operated and the screw shaft 67 is rotationally driven, the nut body 74 moves up and down along the screw shaft 67 in accordance with the rotational direction, so that the slider 75 is interlocked with the movement. It is supposed to be.
[0049]
A base end portion of an L-shaped arm body 76 is connected to the slider 75. The tip of the arm body 76 is connected to one end of the upper surface of the rectifying plate 61. Therefore, the arm body 76 moves up and down integrally with the slider 75, and the rectifying plate 61 is interlocked with the movement, so that the facing distance between the rectifying plate 61 and the substrate 20 can be adjusted. Yes.
[0050]
In the spin processing apparatus configured as described above, when the substrate 20 is dried, first, the vertical driving mechanism 63 sets the facing distance between the rectifying plate 61 and the substrate 20. Next, the motor 25 is operated to rotate the rotary table 27 together with the substrate 20. By rotating the substrate 20, the cleaning liquid adhering to the substrate 20 is scattered by centrifugal force, so that the substrate 20 is dried.
[0051]
On the other hand, if the rotary table 27 is rotated, the air traveling from the center to the periphery of the substrate 20 in the same direction as the rotation direction of the substrate 20 as indicated by an arrow C in FIG. A flow is generated. Since the air flow C is generated, a negative pressure is generated between the facing surfaces of the substrate 20 and the rectifying plate 61. Therefore, an arrow D in FIG. Outside air is introduced as shown. The outside air D flows radially outward from the center of the upper surface of the substrate 20, and is guided by the inner surface of the inner cup 22 c together with the air flow C generated by the rotation of the rotary table 27, from the discharge port 39 to the tank 43. Flowing.
[0052]
Therefore, according to this embodiment, since the outside air D acts as a drying gas for drying the substrate 20, as in the first embodiment, the substrate 20 is efficiently dried with the centrifugal force acting on it. be able to.
[0053]
The rectifying plate 61 can be positioned in the vertical direction by the vertical drive mechanism 63, that is, the interval between the rectifying plate 61 and the substrate 20 can be set. Therefore, even if the size of the substrate 20 is changed and the centrifugal force generated by the rotation of the substrate 20 is changed, the opposing distance between the substrate 20 and the rectifying plate 61 is adjusted, so that the substrate 20 and the rectifying plate 61 are adjusted. The flow rate of the outside air D flowing between the opposing surfaces can be kept constant.
[0054]
For example, when the size of the substrate 20 increases, the centrifugal force generated when the substrate 20 is rotated by the rotary table 27 increases. When the centrifugal force increases, the flow rate of the air flow C increases, so that the amount of outside air D flowing into the cup body 21 also increases. As a result, the amount of exhaust discharged from the exhaust pipe 41 also increases. However, since the exhaust capacity is usually constant, when the inflow amount of the outside air D increases, the exhaust air is not smoothly exhausted, The air flow becomes turbulent, and dust and mist generated during drying may rise and adhere to the substrate 20.
[0055]
Therefore, when the size of the substrate 20 is changed, as described above, the facing distance between the substrate 20 and the rectifying plate 61 is adjusted so that the inflow amount of the outside air D becomes constant. For example, when the size of the substrate 20 increases, the facing distance between the substrate 20 and the rectifying plate 61 is increased to reduce the inflow amount of the outside air D. As a result, exhaust from the cup body 21 can be maintained smoothly, and turbulence can be prevented from occurring in the cup body 21, so that dust and mist can be prevented from rising and adhering to the substrate 20. .
[0056]
When the size of the substrate 20 is 600 mm × 800 mm and the rotational speed of the rotary table 27 is 1400 rpm, the facing distance between the substrate 20 and the rectifying plate 61 is 15 to 50 mm, and the inner diameter of the introduction hole 62 is 50 It was confirmed that by setting the thickness to about 150 mm, the substrate 20 can be dried without attaching dust or mist.
[0057]
The flow rate of the outside air D flowing between the opposing surfaces of the substrate 20 and the rectifying plate 61 is not determined only by the facing interval, but also varies depending on the inner diameter dimension of the introduction hole 62 formed in the rectifying plate 61. That is, if the inner diameter of the introduction hole 62 is reduced, the flow rate of the outside air D is increased, and conversely, if the introduction hole 62 is increased, the flow rate is reduced.
[0058]
Therefore, the drying time of the substrate 20 can be shortened by reducing the inner diameter dimension of the introduction hole 62 and increasing the flow rate of the outside air D flowing between the opposing surfaces of the substrate 20 and the rectifying plate 61.
[0059]
Therefore, if the rectifying plate 61 can be attached to and detached from the arm body 76 and can be replaced with the rectifying plate 61 in which the introduction hole 52 having a predetermined inner diameter of the substrate 20 is formed, the drying time can be controlled. can do.
[0060]
When the substrate 20 is attached to or detached from the rotary table 27, the rectifying plate 61 is retracted above the cup body 21 as shown by a chain line in FIG. 3, and a robot hand (not shown) is put in and out of the cup body 21. And do it.
[0061]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, the rectifying member having the introduction hole formed in the central portion thereof is arranged so as to face the rotating table, and the rotating table is rotationally driven to dry the substrate. Then, outside air was introduced between the opposed surfaces of the substrate and the rectifying member from the introduction hole by an air flow generated by the rotation.
[0062]
Therefore, not only can the substrate be reliably dried in a short time by the flow of outside air introduced from the introduction hole between the opposed surfaces of the substrate and the current plate, but also no drying gas dedicated to drying is required. The running cost can be reduced.
[0063]
In addition, according to the invention of claim 3, the rectifying member is moved up and down by the vertical drive mechanism so that the facing distance between the rectifying member and the substrate can be adjusted. For example, the size of the substrate is changed. In some cases, the amount of outside air introduced into the cup body can be prevented from exceeding the exhaust capacity by adjusting the facing distance between the rectifying member and the substrate.
[0064]
Therefore, since the exhaust from the cup body is performed smoothly, turbulent flow is generated in the cup body, and mist and dust can be prevented from rising and adhering to the substrate.
According to the invention of claim 4, the airflow generated in the cup body by the rotation of the rotary table is guided in the direction of the bottom by the inner cup provided in the cup body and is discharged from the discharge port.
[0065]
Therefore, even if outside air is introduced into the cup body, turbulence is prevented from occurring in the cup body, which can also improve the drying efficiency of the substrate, and further, dust on the inner surface of the cup body. Even if mist is deposited or mist is generated during the drying process, they are prevented from rising and adhering to the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a spin processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the lid body.
FIG. 3 is a sectional view showing a spin processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Board | substrate 21 ... Cup body 22c ... Inner cup 25 ... Drive source 26 ... Drive shaft 27 ... Rotation table 39 ... Outlet 51 ... Cover (rectifier member)
52, 62 ... introduction hole 61 ... current plate (rectifier member)
63 ... Vertical drive mechanism

Claims

In the spin processing apparatus for drying this substrate by rotating the substrate that has been cleaned and wetted by the cleaning liquid,
A cup body whose upper surface is open;
A drive shaft that is inserted into the inside from the center of the bottom of the cup body and is rotationally driven by a drive source;
A rotating table provided on the drive shaft and holding the substrate horizontally and rotating together with the drive shaft;
The rotary table is disposed opposite to the substrate held by the rotary table, and the rotary table is driven to rotate at the central portion thereof so that a negative pressure is generated in the cup body. A plate-like rectifying member having an introduction hole that introduces gas at a predetermined speed between the opposing surfaces of the substrate to generate an air flow from the center to the periphery of the substrate;
The rectifying member is driven in the vertical direction to adjust the facing distance between the substrate held by the turntable and the flow rate of the external gas flowing from the introduction hole between the facing surfaces of the substrate and the rectifying member is adjusted to the substrate. A vertical drive mechanism that maintains a constant regardless of the size of the
An inner cup that is provided inside the cup body and guides an air flow generated in the cup body toward the bottom of the cup body by rotating the rotary table;
A spin processing apparatus comprising: a discharge port provided at a bottom portion of the cup body and configured to discharge an air flow guided by the inner cup.

The spin processing device according to claim 1, wherein the rectifying member is detachably provided in the cup body in a state of closing the upper surface opening.