JP2017143218A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ガードは、基板を処理液で処理する際に基板から飛散した処理液を、処理液の種類毎に分けて受け止めるためのものである。処理液の種類によって受け止めるガードを切り換えるために、複数のガードを昇降させる必要がある。また、ガードが不要なときには、基板よりも下方にガードを下降させる必要がある。
このように、基板処理装置には、遮断板やガード等の部材を昇降させるための機構が設けられている。
そこで、この発明の1つの目的は、昇降部材の昇降を駆動する昇降駆動機構を備えながら、上下方向の寸法が抑えられた基板処理装置を提供することである。
この発明の一実施形態では、前記駆動源は、前記昇降ヘッドの可動範囲の側方に全体が配置されている。この構成によれば、駆動源の全体が昇降ヘッドの可動範囲の側方に配置されているので、上下方向における昇降駆動機構の寸法を抑えることができる。したがって、上下方向における基板処理装置の寸法を一層抑えることができる。
この発明の一実施形態では、前記案内機構は、前記チャンバに固定され前記昇降ヘッドに対して摺動可能に凹凸係合するガイド部材を含む。この構成によれば、昇降ヘッドとガイド部材とを凹凸係合させた簡単な構成によって昇降ヘッドの上下動を案内することができるので、上下方向における昇降駆動機構の寸法をより一層抑えることができる。
この発明の一実施形態では、前記昇降部材は、前記基板保持機構に保持された基板の上面に対向する遮断板を含み、前記昇降駆動機構は、前記遮断板を昇降させる遮断板昇降駆動機構を含む。この構成によれば、基板処理装置が基板の上面に対向する遮断板を含む場合であっても上下方向における基板処理装置の寸法を抑えることができる。
この構成によれば、昇降駆動機構がノズルアームの水平移動範囲の直下に配置されているので、ノズルアームの下方のスペースを利用して、上下方向における基板処理装置の寸法を抑えることができる。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理システム1に備えられた処理ユニット2の構成例を説明するための模式的な平面図である。処理ユニット2は、この発明の基板処理装置の一例である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図に相当し、処理ユニット2の構成例を説明するための模式図である。基板処理システム1は、シリコンウエハ等の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理システム1は、複数の処理ユニット2と、複数の処理ユニット2のそれぞれに対して基板Wを搬入/搬出するための搬送ロボット(図示せず)とを含む。各処理ユニット2は、液体で基板Wを処理する。複数の処理ユニット2は、本実施形態では、上下方向Zに積層配置されている。図2の紙面中央の処理ユニット2に下方から隣接する処理ユニットを処理ユニット2Aといい、図2の紙面中央の処理ユニット2に上方から隣接する処理ユニットを処理ユニット2Bという。
処理ユニット2は、収容空間Aの下方を区画する上面30Aを有するベース板30を備えた略直方体のチャンバ3と、チャンバ3の収容空間Aに収容され、ベース板30の上面30Aに載置され、基板Wを保持するスピンチャック5とを含む。スピンチャック5は、基板Wを保持する基板保持機構の一例である。
スピンチャック5は、基板Wを把持する複数のチャックピン20と、複数のチャックピン20を支持し水平方向に沿う円盤形状に形成されたスピンベース21と、スピンベース21に連結され基板Wの中心を通る鉛直な回転軸線C1まわりに回転する中心軸22と、中心軸22を回転軸線C1まわりに回転させる基板回転駆動機構23とを含む。複数のチャックピン20は、スピンベース21の上面の周縁部に周方向に間隔を空けて配置されている。基板回転駆動機構23は、例えば、ベース板30の上面30Aに載置され、中心軸22に回転力を与えることによって、チャックピン20、スピンベース21および中心軸22を回転軸線C1まわりに一体回転させる電動モータを含む。
薬液は、フッ酸に限られず、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸(例えば、クエン酸、蓚酸等)、有機アルカリ(例えば、TMAH:テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等)、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含む液であってもよい。これらを混合した薬液の例としては、SPM(sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture:硫酸過酸化水素水混合液)、SC1(ammonia-hydrogen peroxide mixture:アンモニア過酸化水素水混合液)等が挙げられる。
有機溶剤は、IPAに限られず、IPA、HFE(ハイドロフルオロエーテル)、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも1つを含む液であってもよい。また、有機溶剤は、単体成分のみからなる必要はなく、他の成分と混合した液体であってもよい。例えば、IPA液と純水との混合液であってもよいし、IPA液とHFE液との混合液であってもよい。
各ノズル41〜43には、処理液の供給源から延びる個別の処理液供給管47〜49が連結されている。複数の処理液供給管47〜49のそれぞれには、その流路を開閉する開閉バルブ(図示せず)が介装されている。
排気桶60は、円筒状の筒状部60Aと、筒状部60Aの径方向外方に筒状部60Aから突出した複数(本実施形態では2つ)の突出部60Bと、複数の突出部60Bをそれぞれ上方から覆う複数の蓋部60Cとを含む。複数のガード昇降駆動機構67〜69は、筒状部60Aの周方向において突出部60Bと同じ位置で、突出部60Bよりも基板Wの回転径方向内側に配置されている。詳しくは、周方向において各突出部60Bと同じ位置には、第1ガード昇降駆動機構67、第2ガード昇降駆動機構68および第3ガード昇降駆動機構69により構成される組が1組ずつ配置されている。
3つの案内部71は、同軸上に配置されている。第2ガード65の案内部71は、第1ガード64の案内部71よりも基板Wの回転径方向外側に配置されており、第3ガード66の案内部71は、第2ガード65の案内部71よりも基板Wの回転径方向外側に配置されている。
各ガード64〜66は、各ガード64〜66の傾斜部72の内周面が基板Wの周端面に対向する上位置と、全体が基板Wよりも下側に位置する下位置との間で移動可能である。基板Wへの処理液の供給や基板Wの乾燥は、いずれかのガード64〜66が上位置にある状態で行われる。詳しくは、処理液による基板Wの処理は、第1ガード64および第2ガード65のいずれかが上位置にある状態で行われる。基板Wに処理液が供給されているときに基板Wの周囲に飛散した処理液は、全てのガード64〜66が上位置にあるときには、第1ガード64によって第1カップ61に案内され、第2ガード65および第3ガード66が上位置にあり第1ガード64が下位置にあるときには、第2ガード65によって第2カップ62に案内される。基板Wの乾燥は、最も外側の第3ガード66のみが上位置にある状態で行われる。
図3は、第3ガード昇降駆動機構69の周辺の拡大断面図である。図3には、第1ガード64および第1ガード昇降駆動機構67の一部を破線で図示しており、第2ガード65および第2ガード昇降駆動機構68の一部を一点鎖線で図示している。図4は、第3ガード昇降駆動機構69の周辺の斜視図である。図5は、図4のV−V線に沿った断面の模式図である。図6は、図1のVI−VI線に沿った断面の模式図である。
第2ガード昇降駆動機構68の第1昇降ヘッド82は、第2ガード65の側方に配置されており(図1参照)、連結部材85を介して第2ガード65と連結している。第2ガード昇降駆動機構68の第1昇降ヘッド82は、所定の可動範囲Eで第2ガード65とともに上下動可能である。
ブラケット84は、ベース板30に形成された貫通孔に挿通された状態でベース板30に固定されている。底板84Aには、底板84Aから水平方向に突出した第1固定部84Dが連結されており、底板84Aよりも上方に配置された第2固定部84Eが段差を介して連結されている。第1固定部84Dおよび第2固定部84Eのそれぞれには、ボルト84Fが挿通されており、これにより、ブラケット84がベース板30に固定されている。
第1駆動源81は、チャンバ3の収容空間Aに収容されている。第1駆動源81は、ベース板30の下面30Bよりも上方に配置されている。
第1回転伝達機構83は、第1昇降ヘッド82に形成された複数のラック歯83Aと、回転軸81Aの回転が伝達されラック歯83Aに噛合した複数のピニオン歯83Bとを含む。複数のラック歯83Aは、第1昇降ヘッド82において第2側板84C側の面とは反対側の面に上下に並んでいる。各ラック歯83Aは、略水平に延びる歯筋を有する。複数のピニオン歯83Bは、回転軸81Aの周方向に並んで回転軸81Aの先端に形成されている。ピニオン歯83Bは、第2側板84Cとは反対側からラック歯83Aと対向している。ピニオン歯83Bは、上下方向Zにおける位置が少なくとも部分的に第1ガイド部材87と重なっている。ピニオン歯83Bは、ラック歯83Aと噛合可能な状態で、ブラケット84に固定されたケース83Cによって覆われていてもよい(図4参照)。
第1駆動源81の駆動モータ81Bが回転軸81Aを回転させると、回転軸81Aの先端のピニオン歯83Bが回転する。ピニオン歯83Bの回転は、ラック歯83Aを介して第1昇降ヘッド82に伝達され、第1昇降ヘッド82の上下方向Zの直線運動に変換される。これにより、第1昇降ヘッド82が上下動される。このように、ラック歯83Aおよびピニオン歯83Bは、回転軸81Aの回転を第1昇降ヘッド82の上下動に変換する運動変換機構でもある。第1昇降ヘッド82の上下動は、第1案内機構86の第1ガイド部材87によって案内される。
同様に、第1ガード昇降駆動機構67では、第1昇降ヘッド82の上下動に応じて第1ガード64が昇降される。第1ガード昇降駆動機構67では、第1駆動源81の駆動モータ81Bが回転軸81Aの回転を停止させると、ピニオン歯83Bと噛み合うラック歯83Aの上下動が停止されるので、第1ガード64の昇降が停止される。
図6を参照して、処理ユニット2は、複数のガード昇降駆動機構67〜69を収容し、複数のガード昇降駆動機構67〜69をチャンバ3内の収容空間A内の雰囲気から離隔する第1離隔部材70を含む。第1離隔部材70は、ベース板30の上面30Aに固定されたハウジング73と、ハウジング73と各ガード昇降駆動機構67〜69の連結部材85との間に設けられ、上下に伸縮可能な複数のベローズ74とを含む。
ベローズ74は、例えばテフロン(登録商標)製である。複数のベローズ74は、複数の第1昇降ヘッド82の上側部分をそれぞれ収容する。複数のベローズ74は、複数の第1昇降ヘッド82の上下動に合わせて複数の連結部材85が上下動する際に上下方向Zにそれぞれ伸縮する。
また、第1駆動源81の全体が第1昇降ヘッド82の可動範囲Eの側方に配置されているので、第1駆動源81と第1昇降ヘッド82とを水平方向に並べて配置することで上下方向Zにおける第1〜第3昇降駆動機構67〜69の寸法を抑えることができる。したがって、上下方向Zにおける処理ユニット2の寸法を一層抑えることができる。
また、互いに噛み合うラック歯83Aおよびピニオン歯83Bを含む簡単な構成によって、第1昇降ヘッド82の側方に配置された回転軸81Aの回転を第1昇降ヘッド82に伝達することができる。したがって、第1駆動源81の全体を第1昇降ヘッド82の可動範囲Eの側方に配置しやすいので、上下方向Zにおける第1〜第3昇降駆動機構67〜69の寸法をより一層抑えることができる。
また、第1昇降ヘッド82と第1ガイド部材87とを凹凸係合させた簡単な構成によって第1昇降ヘッド82の上下動を案内することができるので、上下方向Zにおける第1〜第3昇降駆動機構67〜69の寸法をより一層抑えることができる。
また、第1〜第3昇降駆動機構67〜69がノズルアーム51の水平移動範囲の直下に配置されているので、ノズルアーム51の下方のスペースを利用して、上下方向Zにおける処理ユニット2の寸法を抑えることができる。
図7は、図1のVII−VII線に沿った断面の模式図である。図8は、図7のVIII−VIII線に沿った断面の模式図である。
遮断板昇降駆動機構54は、上下に延びる回転軸91Aを含む第2駆動源91と、遮断板6の側方に配置され、所定の可動範囲Fで遮断板6とともに第2駆動源91によって上下動される第2昇降ヘッド92と、回転軸91Aの回転を第2昇降ヘッド92に伝達することによって第2昇降ヘッド92を上下動させる第2回転伝達機構93とを含む。遮断板昇降駆動機構54は、第2昇降ヘッド92の上下動を案内する第2案内機構96と、第2駆動源91を支持する第1ブラケット94と、第2昇降ヘッド92を支持する第2ブラケット95とをさらに含む。遮断板昇降駆動機構54は、第2昇降ヘッド92の上下動を所定の可動範囲Fに規制する第2規制機構98をさらに含む。
第2ブラケット95は、ベース板30の上面30Aから上方に延びる略角筒状である。第2ブラケット95は、全体がベース板30の下面30Bよりも上方に配置されている。
ねじ軸93Aは、例えば、軸受93Dを介して第2ブラケット95に回転可能に支持されている。ねじ軸93Aは、下板部92Bに設けられた挿通孔に挿通されており、その先端は、第2昇降ヘッド92の凹部92A内に位置している。伝達ベルト93Bは、回転軸91Aの下端とねじ軸93Aの下端に取り付けられたプーリー93Eとに掛け渡されている。ナット93Cは、凹部92A内に収容されており、下板部92Bにねじ等により固定されている。
第2昇降ヘッド92の可動範囲Fの下端位置は、被当接部材98Aと第1当接部材98Bとが当接するときの第2昇降ヘッド92の下端の位置である(図7に二点鎖線で示す第2昇降ヘッド92を参照)。第2昇降ヘッド92の可動範囲Fの上端位置は、被当接部材98Aと第2当接部材98Cとが当接するときの第2昇降ヘッド92の上端の位置である(図7に実線で示す第2昇降ヘッド92を参照)。第2駆動源91は、上下方向Zに第2昇降ヘッド92と並んで配置されているのではなく、第2昇降ヘッド92の可動範囲Fの側方に全体が配置されている。
第2駆動源91の駆動モータ91Bが回転軸91Aを回転させると、伝達ベルト93Bが回転軸91Aおよびプーリー93Eの周りを回転し、プーリー93Eを介してねじ軸93Aを回転させる。回転軸91Aの回転は、ねじ軸93Aに螺合するナット93Cが固定された第2昇降ヘッド92の上下方向Zの直線運動に変換される。これにより、第2昇降ヘッド92が上下動される。第2昇降ヘッド92は、一対の第2ガイド部材97に摺動可能に凹凸係合しているため、第2昇降ヘッド92は、回転することなく、一対の第2ガイド部材97によって上下方向Zに案内される。
処理ユニット2は、遮断板昇降駆動機構54を収容し、遮断板昇降駆動機構54をチャンバ3の収容空間A内の雰囲気から離隔する第2離隔部材75をさらに含む。第2離隔部材75は、ベース板30の上面30Aに固定されたハウジング76と、ハウジング76と遮断板支持部材53との間に設けられ、上下に伸縮可能なベローズ77とを含む。
処理ユニット2は、複数の配線56を介して遮断板6に電気的に連結され、上下に伸縮可能なコイル状の複数の配線78と、遮断板6とともに昇降し、複数の配線78の伸縮をガイドする配線ガイド79とを含む。複数の配線78および配線ガイド79は、ベローズ77内に収容されている。複数の配線78は、配線56と同数設けられており、各配線78には、配線56が一本ずつ接続されている。複数の配線78は、全体として上下方向Zに延びる筒状を形成しており、上下方向Zに延びる円筒状の空間78Aを区画している。配線ガイド79は、遮断板支持部材53から下方に延びる軸状である。配線ガイド79は、コイル状の複数の配線78によって区画される円筒状の空間78Aに挿通されている。
また、第2駆動源91の全体が第2昇降ヘッド92の可動範囲Fの側方に配置されているので、第2駆動源91と第2昇降ヘッド92とを水平方向に並べて配置することで上下方向Zにおける遮断板昇降駆動機構54の寸法を抑えることができる。したがって、上下方向Zにおける処理ユニット2の寸法を一層抑えることができる
また、上下に延びる回転軸91Aの回転を伝達することによって第2昇降ヘッド92を上下動させることができるので、回転軸91Aの軸方向を上下に向けて第2駆動源91を配置しつつ、上下方向Zにおける遮断板昇降駆動機構54の寸法を抑えることができる。
また、第2案内機構96によって第2昇降ヘッド92の上下動が案内されるので、第2昇降ヘッド92を正確にかつ安定して上下動させることができる。そのため、第2昇降ヘッド92と他の部材(第2駆動源91や第2ブラケット95等)との間の距離を縮めることができる。
また、第2離隔部材75によって、遮断板昇降駆動機構54がチャンバ3内の収容空間A内の雰囲気から離隔されているので、チャンバ3の収容空間A内の雰囲気中に飛散する物質の量や種類にかかわらず、第2駆動源91および第2昇降ヘッド92をベース板30の下面30Bよりも上方に配置することができる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
また、本実施形態のガード昇降駆動機構67〜69について、ブラケット84の底板84Aの一部がベース板30の下面30Bの下方に位置している形態について説明した。しかし、ガード昇降駆動機構67〜69は、その全体がベース板30の下面30Bの上方に位置していてもよいし、その全体が収容空間Aに収容されていてもよい。さらに、ガード昇降駆動機構67〜69について、少なくとも第1駆動源81と第1昇降ヘッド82の可動範囲Eとがベース板30の下面30Bよりも上方に配置されていればよく、第1駆動源81が収容空間Aに収容されておらずチャンバ3の側方に配置されている形態も可能である。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
3 チャンバ
5 スピンチャック(基板保持機構)
6 遮断板(昇降部材)
30 ベース板
30A (ベース板の)上面
30B (ベース板の)下面
41 第1ノズル(流体供給ノズル)
42 第2ノズル(流体供給ノズル)
43 第3ノズル(流体供給ノズル)
51 ノズルアーム
54 遮断板昇降駆動機構(昇降駆動機構)
64 第1ガード(昇降部材)
65 第2ガード(昇降部材)
66 第3ガード(昇降部材)
67 第1ガード昇降駆動機構(昇降駆動機構)
68 第2ガード昇降駆動機構(昇降駆動機構)
69 第3ガード昇降駆動機構(昇降駆動機構)
70 第1離隔部材
75 第2離隔部材
76 ベローズ
78 配線
79 配線ガイド
81 第1駆動源
81A 回転軸
81B 駆動モータ(回転駆動源)
82 第1昇降ヘッド
83 第1回転伝達機構
83A ラック歯
83B ピニオン歯
86 第1案内機構
87 第1ガイド部材
91 第2駆動源
91A 回転軸
91B 駆動モータ(回転駆動源)
92 第2昇降ヘッド
93 第2回転伝達機構
93A ねじ軸
93C ナット
96 第2案内機構
97 第2ガイド部材
A 収容空間
E 可動範囲
F 可動範囲
W 基板
Claims (14)
- 収容空間の下方を区画する上面を有するベース板を備えたチャンバと、
前記チャンバの収容空間に収容され、前記ベース板の上面に載置され、基板を保持する基板保持機構と、
前記チャンバの収容空間内で昇降可能な昇降部材と、
前記昇降部材の昇降を駆動する昇降駆動機構と、を含み、
前記昇降駆動機構は、前記ベース板の下面よりも上方に配置された駆動源と、前記昇降部材に連結され、前記ベース板の下面よりも上方に全体が位置する可動範囲で前記駆動源によって上下動される昇降ヘッドとを含む、基板処理装置。 - 前記駆動源が前記チャンバの収容空間内に収容されている、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記駆動源は、前記昇降ヘッドの可動範囲の側方に全体が配置されている、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記駆動源は、水平に延びる回転軸を回転する回転駆動源を含み、
前記昇降駆動機構は、前記回転軸の回転を前記昇降ヘッドに伝達することによって前記昇降ヘッドを上下動させる回転伝達機構を含む、請求項3に記載の基板処理装置。 - 前記回転伝達機構は、前記昇降ヘッドに固定され上下に並ぶ複数のラック歯と、前記回転軸の回転が伝達され前記ラック歯に噛合したピニオン歯とを含む、請求項4に記載の基板処理装置。
- 前記駆動源は、上下に延びる回転軸を回転する回転駆動源を含み、
前記昇降駆動機構は、前記回転軸の回転を前記昇降ヘッドに伝達することによって前記昇降ヘッドを上下動させる回転伝達機構を含む、請求項3に記載の基板処理装置。 - 前記回転伝達機構は、前記回転軸の回転が伝達され上下に延びるねじ軸と、前記昇降ヘッドに固定され前記ねじ軸と螺合したナットとを含む、請求項6に記載の基板処理装置。
- 前記昇降駆動機構は、前記昇降ヘッドの上下動を案内する案内機構を含む、請求項1〜7の何れか一項に記載の基板処理装置。
- 前記案内機構は、前記チャンバに固定され前記昇降ヘッドに対して摺動可能に凹凸係合するガイド部材を含む、請求項8に記載の基板処理装置。
- 前記昇降部材は、前記基板保持機構を取り囲むガードを含み、
前記昇降駆動機構は、前記ガードを昇降させるガード昇降駆動機構を含む、請求項1〜9の何れか一項に記載の基板処理装置。 - 前記昇降部材は、前記基板保持機構に保持された基板の上面に対向する遮断板を含み、
前記昇降駆動機構は、前記遮断板を昇降させる遮断板昇降駆動機構を含む、請求項1〜10の何れか一項に記載の基板処理装置。 - 前記昇降駆動機構を前記チャンバの収容空間内の雰囲気から離隔する離隔部材を含む、請求項1〜11の何れか一項に記載の基板処理装置。
- 前記遮断板に連結され、上下に伸縮可能なコイル状の配線と、
前記遮断板とともに昇降し、前記配線の伸縮をガイドする配線ガイドと、
前記遮断板昇降駆動機構を前記チャンバの収容空間内の雰囲気から離隔する離隔部材とを含み、
前記離隔部材は、上下に伸縮可能であり、前記配線および前記配線ガイドを収容するベローズを含む、請求項11に記載の基板処理装置。 - 前記基板保持機構に保持された基板に流体を供給する流体供給ノズルと、
前記流体供給ノズルを水平に移動させるノズルアームとを含み、
前記昇降駆動機構は、前記ノズルアームの水平移動範囲の直下に配置されている、請求項1〜13の何れか一項に記載の基板処理装置。
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