JP2008171909A - 気体噴出機構およびこれを組込んだ基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的広い面に対しても均一に気体を噴射させることのできる気体噴出機構、および、この気体噴出機構を利用して、半導体ウェーハやガラス基板のような基板に、ヘキサメチルジシラン混入ガス等の気体を均一に噴射、処理することのできる基板処理装置を提供する。
【解決手段】気体噴出部３ａは、波板１６と、平板１７とを接合することによって形成した流路Ｓ２と、波板１６の波型部に穿設された複数の微小孔ｈに特徴がある。波板１６の形状はどのようなものでも良いが、例えば本図に示すような下方向に突き出た台形が好ましい。その他、半円形であっても良い。そして、微小孔ｈは、波板１６の波型部の最下端でない位置、すなわち、波型部の斜面に穿設することが望ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、均一に気体を噴射させることが可能な気体噴出機構、およびこれを組込んだ、基板面をむらなく処理することのできる基板処理装置に関する。

ある程度の大きさの平面に、気体を均一に噴射させることは極めて困難である。例えば、半導体ウェーハやガラス基板に、レジスト材との密着性を高める目的でヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）ガスを噴射しようとした場合、ＨＭＤＳガスの噴射が不均一であると、その後の工程でレジスト材が部分的に浮いたり剥がれたりして、エッチングや現像の精密度に影響を及ぼす。

この問題を解決するために、特許文献１の「密着強化処理装置および密着強化処理方法」では、供給されたＨＭＤＳ蒸気は、整流板によって整流された後、複数の孔からＨＭＤＳ処理空間に流れ込み、上方から下方に向けて基板の表面に均一に供給されるようにしている。すなわち、整流板を設けることにより、基板へのＨＭＤＳ蒸気の均一供給が可能となり、基板にＨＭＤＳをより均一に塗布することができるとしている。

また特許文献２には密着強化処理装置が開示され、この密着強化処理装置では、ＨＭＤＳベーパの渦流を形成させ、こうして拡散したＨＭＤＳベーパを基板上に均一に供給するとしている。

特開平０７−３１２３２９号公報 特開平０７−３０７２６５号公報

特許文献１の装置では、ＨＭＤＳ蒸気の供給が空間内の１箇所であるため、この箇所と周辺部とでは既に供給量に差が生じている。したがって、この後に整流板を通過させたとしても、基板上への均一な供給は困難である。さらに、整流板を設置したために処理空間が広くなり、ＨＭＤＳ蒸気の充填に時間を要するという問題もある。

また特許文献２の装置では、とくに大型の基板を処理しようとすると、基板の外周部と中央部ではＨＭＤＳベーパの濃度が不均一となってしまう。

上記課題を解決するため、本発明に係る気体噴出機構は、波型部に複数の微小な孔が穿設された波板と、他の波板または平板とを接合することによって形成した流路からなる構成とした。

前記波型部の断面形状の例としては、台形、および半円形を挙げることができる。また、前記波型部の断面形状は、下方向に突き出た台形、または半円形とすることが、処理板面上に気体を均一に噴射できる点で望ましい。さらに、この波型部の最下端でない位置、つまり最下端を外した側面などに前記複数の微小な孔を穿設しておくことが好ましい。

また本発明に係る基板処理装置は、内部を処理空間とするとともに減圧可能で排気部とを備えたケース内に前記の気体噴出機構を設けた。本装置においては、前記気体噴出機構は、隣接した流路の端部同士を連通させることで蛇行させ、これを一系列の流路とすることができる。さらに前記一系列の流路を複数併設することで大きい基板の処理に使用することも可能である。

また、前記排気部は、前記気体噴出部の近辺に設けられていることが望ましく、この排気部が、多数の孔によって形成されていることも望ましい。なお、前記気体噴出機構に供給される気体の一例として、ヘキサメチルジシラザン混入ガスを挙げることができる。

本発明の気体噴出機構は、波型部に複数の微小な孔が穿設された波板と、他の波板または平板とを接合することによって形成した流路を有するため、均一な気体の噴出が容易である。前記波型部の断面形状を、台形、または半円形とし、この断面形状を下方向に向けた場合は、処理板の上面部に均一な気体を噴射することが容易となる。また、上記波型部の最下端でない位置に複数の微小な孔を穿設すると、例えばＨＭＤＳガスのような比重の重いガスは、流路全体に行き渡り充満されるまでは微小孔からのガス噴射が始まらないため、処理系全体に均一な気体の噴射を行う上で非常に有利となる。
特に、流路は略密閉状態のため、微小孔のみで均一にガスを噴出させることが可能になる。

本発明の基板処理装置は上記気体噴出機構を備えているため、被処理基板上にＨＭＤＳガスのような気体を均一に噴射することができる。この処理装置は、内部を密閉し、減圧可能にしておくことで気体の噴出を安定的に行うことが可能である。

前記気体噴出機構の流路を、蛇行型の一系列とすることで、気体供給部および排気部を各々一箇所に減らすことができる。また、前記一系列の流路を複数併設すれば、大きな基板の処理を有利に行うことができる。さらに、排気部を、前記気体噴出部の近辺に設けたり、多数の孔によって形成すると、ＨＭＤＳガス等の気体の排気が容易となる。

以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。尚、処理装置としては半導体ウェーハやガラス基板のような基板処理装置を例にとって説明する。図１は、本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の一例を示す断面図である。基板処理装置１は基台上にケース２を固定し、このケース２内の略中央部に半導体ウェーハやガラス基板等の被処理基板ＷをＨＭＤＳ混入ガスで表面処理する気体噴出機構３を配置している。また、ケース２の底部には上下方向を軸としたシリンダユニット４を設け、このシリンダユニット４に支持プレート５を介して昇降手段としての昇降ピン６を取り付けている。昇降ピン６は上方に伸び、その上端にて被処理基板Ｗの下面を支持する。

一方、基台の側方には搬送ロボット７を配置し、この搬送ロボット７との間で被処理基板Ｗを授受するための搬入・搬出用の開口８をケース２の側面に設けている。搬送ロボット７は支柱９にレール部材１０を水平面内で所定角度回転自在に取り付け、このレール部材１０に搬送アーム１１を係合し、モータ１２の駆動により搬送アーム１１をレール部材１０に沿って往復動させることにより、未処理の被処理基板Ｗをケース２内に搬入しＨＭＤＳ混入ガスで処理を行う。その後、処理済みの被処理基板Ｗをケース２内から搬出し、図示しないレジスト剤のコーテイング工程へ送る。

基板処理装置１を用いて、被処理基板ＷにＨＭＤＳ混入ガスによる密着処理を施すには、先ず、未処理の被処理基板Ｗを搬送ロボット７の搬送アーム１１に乗せてケース２内に差し込む。そして、シリンダユニット４を作動し、昇降ピン６を上昇させて搬送アーム１１から被処理基板Ｗを受け取る。この後、搬送アーム１１を後退させたならば、支持プレート５を上昇させて被処理基板Ｗを気体噴出機構３に近接せしめる。この内容の詳細をさらに図２で説明する。

図２は、本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の詳細な例を示す断面図である。なお、図２（ａ）は気体噴出機構３と被処理基板Ｗが乖離したときの状態を、また、同図（ｂ）は、気体噴出機構３と被処理基板Ｗが近接して密閉空間ｓ１を形成した状態を示している。

本図においては、支持プレート５を上昇させたとき、被処理基板Ｗは昇降ピン６から支持プレート５上に移載されて気体噴出機構３に近接し、減圧可能な密閉空間ｓ１を形成する。

気体噴出機構３は、波板と平板とを接合することによって形成した流路からなる気体噴出部３ａを有していて、波板の波型部には図示しない複数の微小孔が穿設されている。また、気体噴出機構３は、さらに気体供給部１４および排気部１５を有している。ここで、気体供給部１４からは窒素ガスをキャリヤーとしたＨＭＤＳ混入ガスが供給される。また、排気部１５は、図示しない多数の排気孔からなり、ＨＭＤＳ混入ガスの排気が容易となるよう、気体噴出部３ａの近辺に設けてある。

密閉空間Ｓ１を減圧し、さらに、排気部１５から排気を行いながらＨＭＤＳ混入ガスを導入すれば、ガスの供給を容易に行うことができる。そして密閉空間ｓ１にＨＭＤＳが充満された後は、排気部１５からの排気のみを行いながら被処理基板Ｗの処理を行う。処理が終了したら、密閉空間Ｓ１内のＨＭＤＳ混入ガスを排気し、改めて、次の被処理基板Ｗの準備を行う。

図３（ａ）は、本発明に係る気体噴出機構の気体噴出部の一例を示す断面図である。気体噴出部３ａは、波板１６と、平板１７（代わりに波板を使用しても良い）とを接合することによって形成した流路Ｓ２と、波板１６の波型部に穿設された複数の微小孔ｈに特徴がある。波板１６の形状はどのようなものでも良いが、例えば本図に示すような下方向に突き出た台形が好ましい。その他、半円形であっても良い。そして、微小孔ｈは、波板１６の波型部の最下端でない位置、すなわち、本図に示すように波型部の斜面に穿設することが望ましい。その理由は、気体が流路Ｓ２全体に行き渡り充満されるまでは、微小孔ｈからの噴射が始まらないようにするためである。
尚、図３（ａ）に示すように最下端の平面部に微小孔ｈを形成してもよい。

図４は、本発明の気体噴出機構の一例を示す平面図である。気体噴出機構３は、気体を供給する気体供給部１４と、気体を流すための流路Ｓ２とから構成されている。この流路Ｓ２は、隣接した流路の端部同士を連通させることで、蛇行した流路、すなわち、気体供給部１４に近辺の位置Ａから始まり、位置Ｂで終わる一系列（Ａ−Ｂ系列）の流路とすることができる。このように蛇行した流路とすることで、大型基板の処理をより有利に行うことができる。また、さらに大型の基板を処理するときには、前記一系列の流路を複数併設することができる。本図においては、Ａ−Ｂ系列と並べて、Ｃ−ＤおよびＥ−Ｆの合計３系列からなる流路を確保しているため、気体を中央部、周辺部を問わず均一に噴射することが可能となる。

また、波板と平板の接合なので、流路は自由に形成することが可能である。例えば、渦巻き状に形成し、区画を分けることで,複数の基板サイズに対応することが可能となる。

本発明の気体噴出機構は、半導体ウェーハやガラス基板のような基板処理装置に組込むことができる。

本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の一例を示す断面図。 本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の詳細な例を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は本発明に係る気体噴出機構の気体噴出部の一例を示す断面図。 本発明の気体噴出機構の一例を示す平面図。

符号の説明

１…基板処理装置、２…ケース、３…気体噴出機構、３ａ…気体噴出部、４…シリンダユニット、５…支持プレート、６…昇降ピン、７…搬送ロボット、８…開口、９…支柱、１０…レール部材、１１…搬送アーム、１２…モータ、１３…ガイドピン、１４…気体供給部、１５…排気部、１６…波板、１７…平板、ｓ１…密閉空間、Ｓ２…流路、ｈ…微小孔、Ｗ…被処理基板、

Claims (6)

1. 所定の空間内に、均一に気体を噴射させる気体噴出機構であって、この気体噴出機構は、波型部に複数の微小な孔が穿設された波板と、他の波板または平板とを接合することによって形成した流路からなる気体噴出部と、前記流路に連通する気体供給部とを有することを特徴とする気体噴出機構。
2. 請求項１に記載の気体噴出機構において、前記波型部の断面形状が、下方向に突き出た台形、または半円形であり、この波型部の最下端を外した位置に、前記複数の微小な孔が穿設されていることを特徴とする気体噴出機構。
3. 請求項１または請求項２の何れかに記載の気体噴出機構において、前記流路に供給される気体がヘキサメチルジシラザン混入ガスであることを特徴とする気体噴出機構。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の気体噴出機構と、この気体噴出機構を収納するとともに内部を処理空間としたケースとを備え、このケースは減圧可能で且つ排気部を有することを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４に記載の基板処理装置において、前記気体噴出機構は、隣接した流路の端部同士を連通させることで、一系列の流路とされていることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置において、前記一系列の流路が複数併設されていることを特徴とする基板処理装置。

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