JP2005086123A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 飛散防止カップおよび飛散防止カップを包囲するチャンバ内の圧力が一定でありながら、大元の排気管への排気量をも一定とする基板処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 チャンバ１は、内部に気体を供給するための気体供給機構と、内部の気体を排出するための気体排出機構とに接続される。この気体排出機構は、飛散防止カップ１２を通過した気体が排出されるための飛散防止カップ１２の排気口１２２ａに接続される飛散防止カップ排気管８０と、飛散防止カップ１２を通過しない気体が排出されるためのチャンバ１の排気口２に接続されるチャンバ排気管９０との二つの排気管を備える。飛散防止カップ排気管８０およびチャンバ排気管９０は、飛散防止排気管８０またはチャンバ排気管９０とのいずれか一方を選択的に接続するダンパ１００を介して大元排気管２００に接続される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体ウエハ等の基板の表面に対して所定の処理を行うための基板処理装置に関する。

半導体ウエハ等の基板の表面に対して所定の処理を行うための基板処理装置として、例えば、特許文献１には、基板を保持して回転駆動する回転駆動手段と、基板に対して処理液を供給する処理液供給手段と、基板の周囲を囲って処理液の飛散を防止する飛散防止カップと、飛散防止カップを覆う外容器（チャンバ）と、外容器（チャンバ）内にダウンフローを形成するための気体供給手段とを備える装置が開示されている。
特開平９−１４８２３１号公報 この特許文献１に記載される装置は、飛散防止カップおよび外容器（チャンバ）のそれぞれに排気口が形成される。そして、これらの排気口からの排気量を調節することにより、飛散防止カップ内に滞留するパーティクル等が外容器（チャンバ）に逆流することを防止する。

一方で、同一の大元の排気管に繋がれる複数のチャンバ（それぞれに飛散防止カップを含む）を有する基板処理装置においては、大元の排気管の許容吸引量が定まっているために、ある飛散防止カップからの排気量が変動することにより、他の飛散防止カップからの排気量が変動するという問題が生じる。このような問題を回避するため、飛散防止カップの排気口と大元の排気管との間を接続する排気管に空吸い用の吸引管を接続することによって、それぞれの飛散防止カップからの排気量を一定とすることを可能とする基板処理装置も提案されている。

しかしながら、このような基板処理装置を使用する場合には、飛散防止カップからの排気を減少させたときに、飛散防止カップおよび飛散防止カップを包囲するチャンバ内の圧力が上昇し、処理する基板等に対して悪影響を与えることとなる。

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、飛散防止カップおよび飛散防止カップを包囲するチャンバ内の圧力が一定でありながら、大元の排気管への排気量をも一定とする基板処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、その内部の気体を排出するための排気口が形成されるチャンバと、前記チャンバ内部に配置され、その内部の気体を排出するための排気口が形成される飛散防止カップと、排気手段と、前記チャンバの排気口に接続されるチャンバ排気管と、前記飛散防止カップの排気口に接続される飛散防止カップ排気管と、前記チャンバ排気管または前記飛散防止カップ排気管とのいずれか一方と、前記排気手段と、を選択的に接続するダンパとを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、排気手段と、チャンバの排気口に接続されるチャンバ排気管と、飛散防止カップの排気口に接続される飛散防止カップ排気管と、チャンバ排気管または飛散防止カップ排気管とのいずれか一方と排気手段とを選択的に接続するダンパとを備えることから、飛散防止カップ内およびチャンバ内の圧力が一定でありながら、大元の排気管への排気量をも一定とすることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係る基板処理装置におけるチャンバ１内の排気の様子を示す概略断面図である。なお、図１は、飛散防止カップ排気管８０と大元排気管２００とが接続されている様子を、また、図２は、チャンバ排気管９０と大元排気管２００とが接続されている様子を示すものである。

チャンバ１は、内部に残留する処理液等による基板汚染を防止するため、内部に気体を供給するための気体供給機構と、内部の気体を排出するための気体排出機構とに接続される。基板Ｗが処理される間、飛散防止カップ１２内は、その内部を清潔に維持しておくために、常に気体の供給と排気とが行われることが好ましい。しかしながら、基板Ｗに対する処理液塗布を開始直後の一定期間は、この気体の供給と排気による気体流により、基板Ｗに対して塗布される処理液にムラが発生する場合がある。このため、この気体排出機構は、飛散防止カップ１２を通過した気体が排出されるための飛散防止カップ１２の排気口１２２ａに接続される飛散防止カップ排気管８０と、飛散防止カップ１２を通過しない気体が排出されるためのチャンバ１の排気口２に接続されるチャンバ排気管９０との二つの排気管を備える。

飛散防止カップ排気管８０およびチャンバ排気管９０は、ダンパ１００を介して大元排気管２００に接続される。このダンパ１００は、飛散防止カップ排気管８０またはチャンバ排気管９０とのいずれか一方と選択的に接続する。たとえば、ダンパ１００により、飛散防止排気管８０が大元排気管２００に接続された場合には、チャンバ１内に供給される気体は、飛散防止カップ１２を通過して大元排気管２００へ排気される。このため、飛散防止カップ１２内を清潔な状態に保つことが可能となる。一方、ダンパ１００により、チャンバ排気管９０が大元排気管２００に接続された場合には、チャンバ１２内に供給される気体は、飛散防止カップ１２を通過することなく、大元排気管２００へ排気される。このため、飛散防止カップ１２内に不適切な気流が生じることもなく、かつ、チャンバ１内の圧力を一定とすることができる。これにより、チャンバ１外に汚染された気体を流出させることを防止することが可能となる。また、大元排気管２００への排気量をも一定とすることができる。これにより、大元排気管２００に接続される他の排気の量を変化させることも防止することが可能となる。ここで、大元排気管２００とは、工場の排気設備に接続される大元（おおもと）の排気管のことである。

このチャンバ１内には、基板Ｗを保持して回転するスピンチャック１１と、装置本体に対して着脱自在に装着される飛散防止カップ１２と、飛散防止カップ１２をスピンチャック１１に対して昇降させるための昇降機構としてのシリンダ７０と、飛散防止カップ１２の昇降動作における下限を制限するためのストッパ７１と、飛散防止カップ１２をその上方から押圧するための押圧部材６１と、押圧部材６１を昇降移動させるための押圧部材昇降機構６０とが備えられる。

スピンチャック１１は、図示しない真空ポンプおよび回転モータに接続される。このため、基板Ｗがスピンチャック１１上に載置された場合には、基板Ｗを吸着保持するとともに、軸１１ａを中心に回転可能となるように構成されている。

飛散防止カップ１２は、その洗浄等の目的のために装置本体と着脱自在に装着される。この飛散防止カップ１２は、上カップ１２１と下カップ１２２とから構成される。このため、容易に基板を取り囲むような形状に形成することが可能となる。また、飛散防止カップ１２のうち汚染や疲労の程度が大きいと考えられる上部を、比較的汚染や疲労の程度が小さいと考えられる下部と切り離すことことができる構成となっている。このため、上カップ１２１および下カップ１２２を容易に交換することが可能となる。また、飛散防止カップ１２を構成する上カップ１２１と下カップ１２２とは、互いに上下方向に組み合わされる。このため、後に詳細に説明する押圧部材６１の押圧により、これらの部品の接合部における気密性を高めることが可能となる。

上カップ１２１は、スピンチャック１１に保持された基板Ｗが通過可能な開口部１２１ａを有する。下カップ１２２は、排気管８０に接続される排気口１２２ａと、廃液管８１に接続される廃液口１２２ｂとを有する。さらに、下カップ１２２は、伸縮可能な昇降シリンダ７０に連結される。このため、上カップ１２１と下カップ１２２とが組み合わされて飛散防止カップ１２を構成した場合には、スピンチャック１１に保持された基板Ｗを飛散防止カップ１２の内部に配置させる基板処理位置と、基板Ｗを飛散防止カップ１２の外部に配置させる基板搬送位置との間で、スピンチャック１１に対して相対的に飛散防止カップ１２を昇降させることが可能となる。

押圧部材６１には、飛散防止カップ１２を押圧するときに飛散防止カップ１２の開口部１２１ａと対応する位置に、スピンチャック１１に保持された基板Ｗが通過可能な孔部６１ａが形成されている。そして、この押圧部材６１は、後に詳細に説明する押圧部材移動機構６０に連結され、これにより昇降移動可能となっている。

押圧部材移動機構６０は、押圧部材６１と連結される昇降シリンダ６２と、昇降シリンダ６２に取り付けられ、押圧部材６１の高さ位置を検出可能な２個のセンサ６３と、押圧部材６１の昇降移動を案内するためのガイドレール６４とを備える。

この２個のセンサ６３のうち一方のセンサ６３ａは、押圧部材６１の昇降移動における最上位に対応する位置に配置されている。他方のセンサ６３ｂは、押圧部材６１の昇降移動における最低位に対応する位置に配置されている。このため、飛散防止カップ１２の取り付け不備等の装置の不具合を検出することが可能となる。具体的には、センサ６３ｂにより、押圧部材６１が最低位に達していないと判断された場合には、この不具合が通知される構成となっている。

図３は、この発明に係る基板処理装置における基板の処理の手順を示すフローチャートである。

このチャンバ１内には常に、気体供給機構により気体が供給され、気体排出機構によりチャンバ１内の気体が排出されている。これらの気体供給機構および気体排出機構の働きにより、チャンバ１内の圧力が安定すると、昇降シリンダ７０の作用により、飛散防止カップ１２が基板搬送位置に下降する（ステップＳ１）。そして、飛散防止カップ１２の下端がストッパ７１に当接し、飛散防止カップ１２が、それ以上下降しないように制限される。

この状態で、図示しない基板搬送装置により基板Ｗがスピンチャック上に搬送され、基板Ｗがスピンチャック１１に吸着保持される（ステップＳ２）。そして、昇降シリンダ７０の作用により、飛散防止カップ１２が基板処理位置に上昇する（ステップＳ３）。飛散防止カップ１２が基板処理位置に達すると、図示しないノズル移動機構により、ノズルが、スピンチャック１１により回転される基板Ｗと対向する位置に配置される（ステップＳ４）。ノズルが所定の位置に配置されると、スピンチャック１１が回転する（ステップＳ５）。

そして、ダンパ１００の作用により、飛散防止カップ排気管８０と大元排気管２００との接続から、チャンバ排気管９０と大元排気管２００との接続へと切り替えられる（ステップＳ６）。これは、基板Ｗに対して処理液が塗布されるときに、飛散防止カップ１２内に不適切な気流が生じて、基板Ｗに塗布される処理液がムラが生じることを防止するためである。このステップＳ６の作業により、チャンバ１内部の圧力は一定に維持されながら、飛散防止カップ１２内部に不適切な気流が生じることもない。これにより、飛散防止カップ１２内部を、その内部で処理される基板Ｗにとって良好な環境に維持することが可能となる。

チャンバ排気管９０と大元排気管２００とが接続されると、ノズル２１から処理液が吐出され、基板Ｗ表面に処理液が塗布される（ステップＳ７）。そして、遠心力により、基板Ｗ表面全体に薄膜状に広げられる。その後、基板Ｗ表面への処理液の塗布状態が安定すると、ダンパ１００の作用により、チャンバ排気管９０と大元排気管２００との接続から飛散防止カップ排気管８０と大元排気管２００との接続へと切り替えられる（ステップＳ８）。この状態で、基板Ｗの回転は継続される。そして、処理液が基板Ｗ表面全体へムラなく塗布されると、スピンチャック１１の回転が停止し、基板Ｗ表面への処理液の塗布作業を終了する（ステップＳ９）。塗布作業が終了すると、再び図示しないノズル移動機構により、ノズルが、スピンチャック１１により回転される基板Ｗと対向する位置から移動される（ステップＳ１０）。ステップＳ１２におけるノズルの移動が終わると、昇降シリンダ７０の作用により、飛散防止カップ１２が基板搬送位置に下降する（ステップＳ１１）。そして、図示しない基板搬送装置により基板Ｗがスピンチャック１１上から搬送される（ステップＳ１２）。

図４は、この発明に係る基板処理装置における飛散防止カップ１２の交換作業の手順を示すフローチャートである。

まず、飛散防止カップ１２を装置から取り外す（ステップＳ２１）。そして、取り外した飛散防止カップ１２を、新たな飛散防止カップ１２と交換し、取り付ける（ステップＳ２２）。

このように飛散防止カップ１２を取り付けた後、押圧部材６１が押圧部材移動機構６０の作用により、上カップ１２１を押圧する（ステップＳ２３）。このとき、先に説明したように、センサ６３ｂの作用により、押圧部材６１の最低位の位置が正常であるかどうかが判断される（ステップＳ２４）。ここで、センサ６３ｂにより押圧部材６１の位置が正常でないと判断された場合には、この装置の不具合が通知され、再びステップＳ２２に戻り、先に述べた動作を繰り返す。また、センサ６３ｂにより押圧部材６１の位置が正常であると判断された場合には、飛散防止カップ１２の交換作業は終了する。

この発明に係る基板処理装置におけるチャンバ１内の排気の様子を示す概略断面図である。 この発明に係る基板処理装置におけるチャンバ１内の排気の様子を示す概略断面図である。 この発明に係る基板処理装置における基板の処理の手順を示すフローチャートである。 この発明に係る基板処理装置における飛散防止カップ１２の交換作業の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ チャンバ
２ 排気口
１１ スピンチャック
１２ 飛散防止カップ
６０ 押圧部材昇降機構
６１ 押圧部材
６２ 昇降シリンダ
６３ センサ
７０ シリンダ
７１ ストッパ
８０ 飛散防止カップ排気管
８１ 廃液管
９０ チャンバ排気管
１００ ダンパ
１２１ 上カップ
１２２ 下カップ
２００ 大元排気管

Claims (1)

1. その内部の気体を排出するための排気口が形成されるチャンバと、
   前記チャンバ内部に配置され、その内部の気体を排出するための排気口が形成される飛散防止カップと、
   排気手段と、
   前記チャンバの排気口に接続されるチャンバ排気管と、
   前記飛散防止カップの排気口に接続される飛散防止カップ排気管と、
   前記チャンバ排気管または前記飛散防止カップ排気管とのいずれか一方と、前記排気手段とを選択的に接続するダンパと、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
   

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