JP2006093591A

JP2006093591A - 基板の処理装置

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Publication number: JP2006093591A
Application number: JP2004279848A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sueyoshi; 秀樹末吉; Akinori Iso; 明典磯
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4789446B2; KR20060051701A; TWI278031B; KR100742678B1; CN1772400A; TW200631085A; CN100553801C

Abstract

【課題】この発明は複数のチャンバ内に設けられた二流体噴射ノズルに対し、処理液と気体とを供給する配管を簡略化できるようにした処理装置を提供することにある。
【解決手段】気体が供給されるとともにチャンバ１内に基板の搬送方向と交差する方向に沿って配置された気体用配管４１と、液体が供給されるとともに気体用配管と一体化されてチャンバ内に配置された液体用配管３１と、液体供給口体、気体供給口体及び噴射孔を有し、液体供給口体を液体用配管に接続するとともに気体供給口体を気体用配管に接続してこれら配管の長手方向に所定間隔で設けられ液体用配管から液体供給口体を通じて供給された液体を気体用配管から気体供給口体を通じて供給された気体によって加圧して噴射孔から噴射する複数の二流体噴射ノズル４４とを具備する。
【選択図】図２

Description

この発明はチャンバ内を搬送される基板を、気体によって加圧された液体で処理する基板の処理装置に関する。

半導体装置や液晶表示装置などの製造過程には、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ープロセスがある。このリソグラフィープロセスは、周知のように前記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射する。

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という、一連の工程を複数回繰り返すことで、前記基板に回路パターンを形成するようにしている。

前記一連の各工程において、前記基板が汚染されていると、回路パター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ー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前記基板を液体である、処理液によって処理するということが行われている。つまり、基板に付着した微粒子を除去する処理が行われる。

前記基板に付着した微粒子を除去する場合、処理液を所定の圧力に加圧してノズルから基板に向けて噴射するということが行われている。ノズルにはスリット状の噴射孔が形成され、処理液はこの噴射孔から扇状に拡がって基板に噴射される。しかしながら、処理液を単に加圧してノズルの噴射孔から噴射させるだけでは、基板に与える衝撃力が弱いため、基板に付着した微粒子の除去率が低くなるということがあった。

そこで、基板に付着した微粒子の除去率を高めるために、ノズルに加圧された処理液とともに加圧気体を供給することで混合流体とし、基板に与える衝撃力を高めるようにした、二流体噴射ノズルが用いられる。

すなわち、基板を所定方向に沿って搬送するチャンバ内に、この基板の搬送方向に対して交差する方向に所定間隔で複数、たとえば十〜数十個の二流体噴射ノズルを配置し、これら二流体噴射ノズルから搬送される基板に対し、気体により加圧された処理液を噴射するようにしている。二流体噴射ノズルを用いれば、処理液だけを基板に噴射する場合に比べ、基板に与える衝撃力を大きくすることが可能となるから、処理液による基板の処理を効率よく確実に行うことが可能となる。

従来、チャンバ内に複数の二流体噴射ノズルを設ける場合、複数の二流体噴射ノズルが取り付けられた取り付け軸を、前記チャンバ内の前記基板の搬送方向に対して交差する方向に沿って配置する。そして、各二流体噴射ノズルに処理液を供給する給液管と、気体を供給する給気管とを、前記チャンバの外部から内部へ導入し、これら給液管と給気管とをそれぞれ前記二流体噴射ノズルに接続するようにしていた。

しかしながら、取り付け軸に取り付けられた複数の二流体噴射ノズルに、給液管と給気管とをそれぞれ接続するようにすると、チャンバの外部から内部に引き込まなければならない給液管と給気管との数が二流体噴射ノズルの数に応じて非常に多くなる。そのため、チャンバ内に前記給液管や給気管を通すためのスペースを確保しなければならないから、その分、チャンバが大型化するということがある。

しかも、チャンバ内にたくさんの給液管と給気管が配置されていると、これらの配管に汚れが付着することが避けられない。そのため、配管に付着した汚れを定期的に清掃しなければならないから、その作業に手間が掛かるということがあったり、確実に清掃できずに基板に滴下し、汚染の原因になるということがあった。

さらに、各二流体噴射ノズルに給液管と給気管とを配管接続する構成によると、それぞれの二流体噴射ノズルに接続される給液管と給気管との長さが一定にならないなどのことによって流れの抵抗が異なってしまう。そのような場合、各二流体噴射ノズルから噴射される処理液の圧力が一定にならないから、前記処理液による基板の処理にむらが生じるということがある。

この発明は、二流体噴射ノズルの数が多くても、チャンバの外部から内部に引き込まれる配管の数を少なくすることができるばかりか、各二流体噴射ノズルから液体を同じ状態で噴射することができるようにした基板の処理装置を提供することにある。

この発明は、チャンバ内を搬送される基板に、気体によって加圧された液体を噴射して処理する基板の処理装置であって、
気体が供給されるとともに前記チャンバ内に前記基板の搬送方向と交差する方向に沿って配置された気体用配管と、
液体が供給されるとともに前記気体用配管と一体化されて前記チャンバ内に配置された液体用配管と、
液体供給部、気体供給部及び噴射孔を有し、前記液体供給部を前記液体用配管に接続するとともに、前記気体供給部を前記気体用配管に接続してこれら配管の長手方向に所定間隔で設けられ、前記液体用配管から前記液体供給部を通じて供給された液体を前記気体用配管から前記気体供給部を通じて供給された気体によって加圧して前記噴射孔から噴射する複数の二流体噴射ノズルと
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

一体化された前記気体用配管と液体用配管とは、これらの両端に設けられた高さ調整機構によって前記チャンバ内に高さ調整可能に設けられていて、
前記高さ調整機構は、上下方向に沿う長孔が形成され前記チャンバの側壁内面に取り付けられたブラケットと、前記気体用配管と液体用配管とのどちらか一方の両端に設けられ前記長孔に上下方向に沿って移動可能に挿入される取り付け軸部と、前記ブラケットに設けられ先端部が前記取り付け軸部に螺合されていて、回転させることで前記取り付け軸部を介して前記気体用配管と液体用配管とを上下動させる調整ねじとによって構成されていることが好ましい。

前記気体用配管が上側で、前記液体用配管が下側に位置するよう上下方向に配置され、
前記二流体噴射ノズルは、ノズル本体を有し、このノズル本体には側部に前記液体供給部が設けられ上端部に前記気体供給部が設けられていて、
前記液体供給部と前記液体用配管とは直接的に接続され、前記気体供給部と前記気体用配管とは金属パイプによって接続されていることが好ましい。

前記気体用配管の長手方向両端にはこの気体用配管に気体を供給する給気管が接続され、前記液体用配管の長手方向両端にはこの液体用配管に液体を供給する給液管が接続されていることが好ましい。

この発明によれば、チャンバ内に気体用配管及びこの気体用配管と一体化された液体用配管とを配設し、これらの配管に、複数の二流体噴射ノズルの気体供給部と液体供給部を接続するようにした。

そのため、複数の二流体噴射ノズルに対し、それぞれ１本の気体用配管と液体用配管とによって気体と液体とを供給できるから、チャンバの内部に多数の配管を設けることなく、複数の二流体噴射ノズルに液体と気体とを供給することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。

図１はこの発明の処理装置を示す縦断面図であって、この処理装置はチャンバ１を備えている。このチャンバ１は、幅方向両側に位置する一対の外側壁１ａ、一対の外側壁１ａの上端部に設けられた天井壁１ｂ、一対の外側壁１aの下端部に設けられた底壁１ｃ、一対の外側壁１ａの幅方向内方に所定間隔で離間して設けられた一対の内側壁１ｄ、及び外側壁１ａの長手方向両端に設けられた一対の端面壁１ｅ（一方のみ図示）とによって構成されている。

前記天井壁１ｂの幅方向中央部には、長手方向全長にわたって角筒状の排気ダクト２が設けられている。この排気ダクト２のチャンバ１内に臨んだ両側面には排気口３が形成されている。前記排気ダクト２は図示しない排気装置に接続されている。それによって、チャンバ１内の雰囲気を前記排気口３から排出することができるようになっている。しかも、排気ダクト２は角筒状であるため、天井壁１ｂが補強され、チャンバ１全体の剛性を高めている。

前記天井壁１ｂには、前記排気ダクト２の両側に点検口４が開口形成され、この点検口４は開閉可能な蓋体５によって気密に閉塞されている。
前記チャンバ１の一対の端面壁１ｅの一方には例えば液晶表示パネルに用いられるガラス製の基板Ｗ（図１に示す）を導入する搬入口６が開口形成され、他方にはチャンバ１内で処理された前記基板Ｗを搬出する搬出口（図示せず）が開口形成されている。なお、底壁１ｃはチャンバの幅方向中央に行くにつれて低くなっていて、最も低い位置には排液管７が接続されている。

前記チャンバ１内には、前記搬入口６からチャンバ１内に搬入された基板Ｗを前記搬出口へ向かって搬送する複数の搬送ユニット１１（１つだけ図示）がチャンバ１の長手方向に沿って並設されている。この搬送ユニット１１は角パイプによって形成された矩形状のフレーム１２を有する。このフレーム１２の幅方向両側の外面には、それぞれ取り付け板１３が長手方向に沿って設けられている。各取り付け板１３には複数の軸受１４が幅方向と交差する長手方向に沿って所定間隔で着脱可能に保持されている。

フレーム１２の幅方向において対応する各一対の軸受１４には、それぞれ搬送軸１５（１本のみ図示）の両端部が回転可能に支持されている。各搬送軸１５には複数の搬送ローラ１６が軸方向に所定間隔で設けられている。

前記搬入口６からチャンバ１内に搬入された基板Ｗは各搬送ローラ１６によって搬送される。基板Ｗの幅方向両端部は、前記フレーム１２の幅方向と交差する方向に位置する一対の側辺の両端部に設けられたガイドローラ１７によって幅方向の両端がガイドされるようになっている。

前記搬送軸１５の長手方向一端部には、動力伝達軸１９が軸線を前記搬送軸１５の軸線と直交させて回転可能に配置されている。動力伝達軸１９には前記搬送軸１５の一端部に設けられた第１の傘歯車に噛合する第２の傘歯車（ともに図示せず）が設けられている。さらに、動力伝達軸１９には従動歯車２１が設けられている。この従動歯車２１には駆動歯車２２が噛合している。駆動歯車２２はチャンバ１の外部に設けられたモータ２３の回転軸２４に嵌着されている。

したがって、前記モータ２３が作動すれば、駆動歯車２２及び従動歯車２１を介して動力伝達軸１９が回転するから、この動力伝達軸１９の回転が前記第２、第１の傘歯車を介して前記搬送軸１５に伝達されることになる。

前記チャンバ１の一対の内側壁１ｄには、上記搬送軸１５よりも上方の位置に取り付けブロック２６が設けられている。一対の取り付けブロック２６には、図２に示すようにブラケット２７がねじ２８によって取り付け固定されている。ブラケット２７には、図４に示すように上下方向に沿って長孔２９が形成されている。この長孔２９には液体用配管３１の端面に連結された取り付け軸部３２が挿入される。この取り付け軸部３２の外周面には第１のねじ孔３３が形成されている。

前記ブラケット２７にはその上端面に一端を開口させ他端を前記長孔２９の内面に開口させた第２のねじ孔３４が形成されている。この第２のねじ孔３４にはロックナット３５を有する位置決めねじ３６が螺合される。この位置決めねじ３６と前記ブラケット２７はこの発明の高さ調整機構４０を構成している。

前記ブラケット２７の長孔２９に挿入された前記取り付け軸部３２の端面には第３のねじ孔３７が形成されている。前記取り付け軸部３２の端面には、前記第３のねじ孔３７に螺合した取り付けねじ３８によって前記長孔２９の幅寸法よりも大径な鍔３９が取り付けられる。

すなわち、液体用配管３１は、ブラケット２７の上端面に圧接したロックナット３５を緩めて前記位置決めねじ３６を回転させれば、前記長孔２９に沿って上下動させることができる。所定の位置で、前記ロックナット３５及び取り付けねじ３８を閉め込めば、前記液体用配管３１をブラケット２７に固定することができるようになっている。

図１に示すように前記液体用配管３１の上方には気体用配管４１が所定間隔で平行に配置されている。前記液体用配管３１と前記気体用配管４１とは、これらの長手方向両端部がそれぞれ溶接などで固定された連結板４２によって一体的に連結されている。つまり、前記液体用配管３１と前記気体用配管４１とは一体化されている。

一体化された前記液体用配管３１と前記気体用配管４１とには、軸方向に所定間隔で複数の二流体噴射ノズル４４が取り付けられている。この二流体噴射ノズル４４は図５に示すようにノズル本体４５を有する。このノズル本体４５には上端面に開口した第１のねじ孔４６と、外周面に開口した第２のねじ孔４７とが形成されている。第１のねじ孔４６と第２のねじ孔４７とは連通している。

前記第１のねじ孔４６の先端部には混合室４８の一端が連通している。この混合室４８の他端は前記ノズル本体４５の先端面に開口している。ノズル本体４５の先端面にはノズルチップ４９がキャップ５１によって取り付け固定される。このノズルチップ４９には噴射孔５２が形成されている。

前記第１のねじ孔４６には気体供給部となる気体供給口体５３がねじ込まれる。前記第２のねじ孔４７には液体供給部となる液体供給口体５４がねじ込まれる。前記気体供給口体５３の前記第１のねじ孔４６内に位置する先端部は、この第１のねじ孔４６よりも小径に形成されていて、その小径部の外周面と第１のねじ孔４６の内周面との間には前記液体供給口体５４に供給された純水などの処理液を前記混合室４８に導入する環状の導入路５５が形成されている。

前記液体供給口体５４から前記導入路５５に後述するごとく供給された処理液は、前記気体供給口体５３から前記混合室４８に後述するごとく供給される、所定の圧力の気体と混合して加圧され、前記噴射孔５２から噴射するようになっている。

前記構成の二流体噴射ノズル４４は、図３に示すように液体供給口体５４が前記液体用配管３１に継ぎ手５７によって接続されている。前記気体供給口体５３には逆Ｕ字状に曲成されたステンレス管などの剛性を備えた金属管５８の一端が継ぎ手５９によって接続されている。この金属管５８の他端は前記気体用配管４１に継ぎ手６１によって接続されている。

図１乃至図４に示すように、前記液体用配管３１と気体用配管４１の両端部にはそれぞれ接続ブロック３１ａ，４１ａが設けられている。液体用配管３１に設けられた一対の接続ブロック３１ａにはそれぞれ前記液体用配管３１に処理液を供給するために給液管６３が接続されている。気体用配管４１に設けられた一対の接続ブロック４１ａには、前記気体用配管４１に所定の圧力に加圧された清浄空気などの気体を供給する給気管６４が接続されている。

このような構成の処理装置によれば、処理液が供給される液体用配管３１と、気体が供給される気体用配管４１とを連結板４２で一体化し、これらの配管３１，４１に二流体噴射ノズル４４を一体的に取り付けるようにした。

前記液体用配管３１には両端に接続された給液管６３によって処理液が供給され、前記気体用配管４１には両端に接続された給気管６４によって加圧された気体が供給される。それによって、複数の二流体噴射ノズル４４には前記液体用配管３１と気体用配管４１とから処理液と気体とが供給されるから、複数の二流体噴射ノズル４４にそれぞれ液体と気体とを供給するための配管をチャンバ１の外部から内部に導入して接続するということをせずにすむ。

すなわち、チャンバ１内に設けられた複数の二流体噴射ノズル４４に対し、それぞれ液体と気体とを供給するための配管を接続するということをせずにすむから、チャンバ１内に設けられる配管を少なくし、構成や組立作業の簡略化を図ることができる。

前記液体用配管３１、気体用配管４１、二流体噴射ノズル４４及び高さ調整機構４０は予めユニット化しておくことができるため、チャンバ１内への組み込み作業を容易に行うことができる。

前記液体用配管３１と気体用配管４１とには、これらの両端部に接続された給液管６３と給気管６４とから処理液及び気体をそれぞれ供給するようにした。そのため、複数の二流体噴射ノズル４４で使用される処理液及び気体の総量に比べ、十分に多い量の処理液と気体とが液体用配管３１と気体用配管４１とに供給されていれば、複数の二流体ノズル４４に対して処理液と気体とを同じ圧力で供給することができる。

液体用配管３１と気体用配管４１とは両端部が連結板４２によって一体化されているばかりか、液体用配管３１に液体供給口体５４を接続するとともに気体用配管４１に金属管５８を介して気体供給口体５３を接続した二流体噴射ノズル４４によっても一体的に連結されている。

このように、液体用配管３１と気体用配管４１とが連結板４２と二流体噴射ノズル４４とによって一体化されれば、基板Ｗの大型化にともなってチャンバ１の幅方向の寸法が大きくなり、それに応じて前記液体用配管３１と気体用配管４１とが長尺化しても、これら配管３１，４１に撓みが生じることのない剛性を持たせることができる。つまり、液体用配管３１と気体用配管４１とを必要以上に大径化せずに、撓みが生じることのない剛性を備えることができる。

前記液体用配管３１及び気体用配管４１は、これらの両端が高さ調整機構４０によって高さ調整可能に設けられている。そのため、高さ調整機構４０によって前記配管３１，４１に一体的に設けられた複数の二流体噴射ノズル４４の高さを調整し、各二流体噴射ノズル４４による処理液の基板Ｗに対する噴射領域を設定することができる。それによって、基板Ｗの搬送方向と交差する幅方向に対し、所定間隔で設けられた複数の二流体噴射ノズル４４から処理液をむらなくほぼ均一に噴射させることが可能となる。

しかも、複数の二流体噴射ノズル４４は、液体用配管３１及び気体用配管４１に一体的に設けられているから、これら配管３１，４１の高さを調整することで、複数の二流体噴射ノズル４４の高さ調整を一度に行うことができる。つまり、複数の二流体ノズル４４の高さ調整を容易かつ確実に行うことができる。

前記一実施の形態では、高さ調整機構を構成するブラケットの長孔に挿入されて位置決めねじが螺合される取り付け軸部を液体用配管の端部に設けるようにしたが、この取り付け軸部を気体用配管の端部に設けるようにしてもよい。つまり、気体用配管を介して高さ調整機構により、一対の配管の高さを調整するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示すチャンバの縦断面図。高さ調整機構が設けられた気体用配管と液体用配管との端部を拡大して示す正面図。気体用配管と液体用配管とを断面して二流体噴射ノズル取付け構造を示す図。高さ調整機構を分解して示す斜視図。二流体噴射ノズルの断面図。

符号の説明

１…チャンバ、２７…ブラケット、３１…液体用配管、３２…取り付け軸部、３６…位置決めねじ、４０…高さ調整機構、４１…気体用配管、４４…二流体噴射ノズル、４５…ノズル本体、５２…噴射孔、５３…気体供給口体（気体供給部）、５４…液体供給口体（液体供給部）、６３…給液管、６４…給気管。

Claims

チャンバ内を搬送される基板に、気体によって加圧された液体を噴射して処理する基板の処理装置であって、
気体が供給されるとともに前記チャンバ内に前記基板の搬送方向と交差する方向に沿って配置された気体用配管と、
液体が供給されるとともに前記気体用配管と一体化されて前記チャンバ内に配置された液体用配管と、
液体供給部、気体供給部及び噴射孔を有し、前記液体供給部を前記液体用配管に接続するとともに、前記気体供給部を前記気体用配管に接続してこれら配管の長手方向に所定間隔で設けられ、前記液体用配管から前記液体供給部を通じて供給された液体を前記気体用配管から前記気体供給部を通じて供給された気体によって加圧して前記噴射孔から噴射する複数の二流体噴射ノズルと
を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
一体化された前記気体用配管と液体用配管とは、これらの両端に設けられた高さ調整機構によって前記チャンバ内に高さ調整可能に設けられていて、
前記高さ調整機構は、上下方向に沿う長孔が形成され前記チャンバの側壁内面に取り付けられたブラケットと、前記気体用配管と液体用配管とのどちらか一方の両端に設けられ前記長孔に上下方向に沿って移動可能に挿入される取り付け軸部と、前記ブラケットに設けられ先端部が前記取り付け軸部に螺合されていて、回転させることで前記取り付け軸部を介して前記気体用配管と液体用配管とを上下動させる調整ねじとによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
前記気体用配管が上側で、前記液体用配管が下側に位置するよう上下方向に配置され、
前記二流体噴射ノズルは、ノズル本体を有し、このノズル本体には側部に前記液体供給部が設けられ上端部に前記気体供給部が設けられていて、
前記液体供給部と前記液体用配管とは直接的に接続され、前記気体供給部と前記気体用配管とは金属パイプによって接続されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
前記気体用配管の長手方向両端にはこの気体用配管に気体を供給する給気管が接続され、前記液体用配管の長手方向両端にはこの液体用配管に液体を供給する給液管が接続されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。