JP3578608B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板に対してフォトレジスト液や現像液や純水などの処理液を供給することで、レジスト塗布や現像処理や基板洗浄等の処理を行う基板処理装置に係り、特に処理液供給ノズルやブラシ等の処理具を保持する保持アームを収納する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の基板処理装置として、基板である例えば半導体ウエハに対してレジストを供給してレジスト塗布を行うレジスト塗布装置を例にとって説明する。従来の代表的なレジスト塗布装置として図１４、図１５に示すように、大きく分けて２種類のレジスト塗布装置がある。図１４、図１５はレジスト塗布装置の主要部であるレジスト塗布を行うレジスト塗布処理部の概略構成を示す平面図である。
【０００３】
まず、図１４を参照して第１のレジスト塗布装置について説明する。図１４中、符号１は処理の対象であるウエハＷを回転可能に支持するためのスピンチャックである。ウエハＷの周囲は、レジストの飛散を防止するための飛散防止カップ２によって囲われている。この飛散防止カップ２の側方の待機位置には、ウエハＷに対してレジストを供給するための処理液供給ノズルＮａ〜Ｎｄを先端部に保持する、長さが異なる例えば４本の保持アームＡ〜Ｄが配備されている。これらの４本の保持アームＡ〜Ｄは、飛散防止カップ２に近づくにつれて、長さの短い保持アームが位置するように並列的に配備される。また、各保持アームＡ〜Ｄは、基端部Ｐａ〜Ｐｄを中心として水平面内で揺動自在に取り付けられている。
【０００４】
これら４本の保持アームＡ〜Ｄのうちの所望の保持アーム、例えば、保持アームＢは、次のように動作する。まず、待機位置にある保持アームＢが移動高さにまで上昇する。上昇した保持アームＢは水平面内で揺動し、その先端部に保持されている処理液供給ノズルＮｂがウエハＷの回転中心付近の上方に移動する。次いで、保持アームＢが下降して、処理液供給ノズルＮｂがレジスト吐出位置にまで下がる。その吐出位置で処理液供給ノズルＮｂから所定量のレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が完了すると、ウエハＷが高速回転駆動され、その表面に均一なレジスト膜が形成される。その後、保持アームＢは、移動高さにまで上昇し、続いて待機位置側に揺動復帰し、さらに待機位置にまで下降することにより、一連の処理を終了する。
【０００５】
次に、図１５を参照して第２のレジスト塗布装置について説明する。飛散防止カップ２の側方の待機位置には、同じ長さの例えば４本の保持アームＡ〜Ｄが配備され、各保持アームＡ〜Ｄの先端部に処理液供給ノズルＮａ〜Ｎｄが保持されている。これらの４本の保持アームＡ〜Ｄは、各保持アームＡ〜Ｄの先端部がスピンチャック１側に向かうように並列に配備されている。これらの保持アームＡ〜Ｄは、図示しない直進移動機構を備えるとともに、一軸駆動機構９１上に載置されている。この一軸駆動機構９１は、各保持アームＡ〜Ｄの長手方向に直角な方向にスライド移動自在である。また、各保持アームＡ〜Ｄは、直進駆動機構によって各長手方向に向けて直進移動自在に構成されている。
【０００６】
これら４本の保持アームＡ〜Ｄのうちの所望の保持アーム、例えば、保持アームＤは、次のように動作する。まず、一軸駆動機構９１がスライド移動することによって保持アームＤがスピンチャック１の回転中心線上にまで移動する。続いて、待機位置にある保持アームＤがスピンチャック１に向けて直進移動して、処理液供給ノズルＮｄがウエハＷの回転中心付近の上方にある吐出位置まで移動する。その吐出位置で処理液供給ノズルＮｄから所定量のレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が完了すると、ウエハＷが高速回転駆動され、その表面に均一なレジスト膜が形成される。その後、保持アームＤは、吐出位置から待機位置にまで直進移動復帰して、一連の処理を終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
上述した２つの従来装置のいずれも、飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域の傍らに設けられた待機スペースに、複数個の保持アームが水平姿勢で待機しているとともに、各保持アームは同一方向に整然と並んでいるので、基板処理装置における待機スペースの占有面積が大きくなるという問題点がある。特に、近年の半導体ウエハの大型化に伴い、保持アームの長さも伸ばさなくてはならないので、このような長い保持アームを待機させておくスペースも長大化する傾向にある。また、処理の効率化や複数種類の処理液などの使用に伴い、１台の装置で多数の処理具を選択使用することが求められているので、これらの処理具を個々に保持する保持アームの個数も増加の傾向にあり、このことも待機スペースが大きくなる要因になっている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各保持アームの待機スペースの縮小化を図ることができる基板処理装置を提供することを主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、所定の基板処理領域にある基板に対して処理を行う基板処理装置において、基板に対して処理を行う処理具を各々の先端部に保持する複数個の保持アームと、前記処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームの位置を変位させるアーム駆動手段とを備え、かつ、前記複数個の保持アームが、前記基板処理領域の片側に放射状に並べて配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域からはずれた待機位置に水平姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームを直進移動させるものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させるものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域の側方に設定された待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、待機位置にある前記保持アームを上昇変位させるとともに、揺動変位させることによって、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させるものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、前記保持アームの揺動変位を許容するように保持アームの基端部に係合して、保持アームを昇降させる昇降駆動手段と、待機位置にある保持アームに並設され、保持アームをほぼ起立姿勢からほぼ横臥姿勢へと案内するために、ほぼ上下方向に延びるカム溝が形成された保持アーム案内部材と、前記保持アームの基端部側で前記保持アームの揺動変位の中心から外れた位置に取付けられ、前記カム溝に沿って変位するカムホロアとから構成されるものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
所定の基板処理領域にある基板に対して処理を行うための処理具を先端に保持する複数個の保持アームを、基板処理領域の片側に放射状に並べて配置する。アーム駆動手段は、前記放射状に配置された各保持アームに保持された処理具を基板に対する処理位置にまで移動するように、保持アームの位置を変位させる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、保持アームは、基板処理領域から外れた待機位置に水平姿勢で待機する。基板に対して処理を行う場合、アーム駆動手段は、各々の保持アームを直進移動させることで、各保持アームに保持する処理具を基板に対する処理位置にまで移動させる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わない場合には基板処理領域から外れた待機位置に、保持アームをほぼ起立姿勢で待機させる。一方、処理を行う場合には保持アームの先端部に保持する処理具が、基板に対する処理位置に来るように、起立姿勢の保持アームをほぼ横臥姿勢にまで変位させる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、アーム駆動手段は、保持アームを基板処理領域の側方の待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる。一方、基板に対して処理を行うときには、保持アームを上昇させつつ揺動させることにより、保持アームをほぼ起立姿勢からほぼ横臥姿勢にまで変位させる。
【００１８】
請求項５に記載の発明の作用は次のとおりである。
昇降駆動手段が保持アームを下限位置にまで下降させている状態、すなわち待機状態では、保持アームの基端部側に取り付けられたカムホロアが、カム溝の下側に位置している。この状態では保持アームの先端部が持ち上げられて、保持アームはほぼ起立姿勢をとる。一方、基板に対して処理を行うときは、昇降駆動手段が保持アームを昇降駆動する。その結果、カムホロアがカム溝に沿って上昇移動し、保持アームの基端側が持ち上げられることにより、保持アームの先端側が前倒れに傾斜してゆく。カムホロアがカム溝の上限位置にまで達すると、保持アームはほぼ横臥姿勢をとり、この状態で基板に対する処理を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の第１実施例に係る基板処理装置の要部の概略構成を示す側面図であり、図２はその平面図である。以下、この実施例では、基板処理装置の一例である、ウエハにレジストを塗布するレジスト塗布装置について説明する。
【００２０】
この実施例に係るレジスト塗布装置は、大きく分けて、ウエハＷに供給されたレジストを遠心力によってウエハＷの塗布面全体に薄く均一な膜厚に塗り拡げるための回転処理機構と、ウエハＷにレジストを供給するためのレジスト供給機構とを備える。以下、主にこれら２つの機構について図面を参照しながら各構成を説明する。
【００２１】
図２中、符号２０は、上述した回転処理機構とレジスト供給機構とが配置された領域を示す。この領域２０は、飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域と、この基板処理領域以外の領域で、扇形テーブル１０が配備されているアーム待機領域とに分けられる。この基板処理領域には回転処理機構が配置されている。また、アーム待機領域にはレジスト供給機構が配置されている。
【００２２】
回転処理機構は次のように構成されている。
飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域には、基板であるウエハＷを一体回転可能に吸着保持するスピンチャック１が配置されている。このスピンチャック１は、図１に示すように支持台５に固設された電動モータ３の駆動によって鉛直方向の軸芯周りで回転する回転軸４の上端に取り付けられている。また、飛散防止カップ２は、レジストが供給されたウエハＷを高速で回転させた際、このウエハＷから飛び出した余分なレジストが、周囲に飛び散るのを防止するためのものである。なお、この飛散防止カップ２には、ウエハＷから飛び出した余分なレジストを廃液として回収する図示しない廃液回収構造が設けられている。さらに、この飛散防止カップ２は、図示しない昇降機構によって昇降自在に取り付けられている。なお、本実施例では、スピンチャック１を真空吸着式のものとしているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、チャック上に複数個の爪を設け、これらの爪でウエハＷの端面を把持するように構成してもよい。
【００２３】
レジスト供給機構は次のように構成されている。
基板処理領域以外の領域であるアーム待機領域には、図１に示すように支持台５に固設された２軸駆動機構１１によって扇形テーブル１０が、平面内で直交する２方向に移動自在に取付けられている。この扇形テーブル１０には、本発明の処理具に相当する処理液供給ノズル６（以下、「ノズル６」と呼ぶ）を先端部に備える保持アーム７を、起立姿勢と横臥姿勢とに変位させるためのアーム駆動手段であるアーム駆動機構１０Ａが例えば５セット配置されている。また、これらのアーム駆動機構１０Ａは、図２に示すように扇形テーブル１０上に、スピンチャック１の回転中心を中心とする円弧状にすなわち放射状に配置されているとともに、各保持アーム７の先端部に備えられたノズル６は、全て回転中心に向くように配置されている。なお、これら保持アーム７とアーム駆動機構１０Ａは、５セットに限定するものではなく、その設置個数は任意に設定することができる。
【００２４】
２軸駆動機構１１は、支持台５に固設される駆動系支持部材１１ａと、この駆動系支持部材１１ａに対して、Ｘ方向に移動自在に取付けられるＸ方向用部材１１ｂと、このＸ方向用部材１１ｂ上に取付けられ、Ｘ方向に直交するＹ方向に移動自在なＹ方向用部材１１ｃとで構成されている。また、Ｘ方向用部材１１ｂは、Ｘ方向用部材１１ｂをＸ方向の任意の位置に移動可能させるためのＸ軸モータ１２ａを備え、このＸ軸モータ１２ａの回転力が図示しない螺子送り機構を介してＸ方向用部材１１ｂに伝えられるようになっている。Ｙ方向用部材１１ｃも同様にして構成されるが、Ｙ軸モータ１２ｂは、Ｘ軸モータ１２ａと直交する方向に取付けられている。このＹ方向用部材１１ｃの上面には、扇形テーブル１０が一体移動可能に取付けられている。
【００２５】
これらＸ軸モータ１２ａとＹ軸モータ１２ｂには、図示しないモータ制御装置からの命令によって、任意の回転方向に回転することができる構成となっている。例えば、Ｘ軸モータ１２ａを時計回りに回転駆動させると、扇形テーブル１０は、図２における左方向（−Ｘ方向）に移動する。さらに、Ｙ軸モータ１２ｂを時計回りに回転駆動させると、扇形テーブル１０は、図２における下方向（−Ｙ方向）に移動させることができる。したがって、扇形テーブル１０のＸ、Ｙ方向の動きに連動する後述するノズル６の位置を、任意の位置に移動させることができる。
【００２６】
上述したように、扇形テーブル１０には、保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に、または、横臥姿勢から起立姿勢に変位させるためのアーム駆動機構１０Ａが５セット載置されている。これらのアーム駆動機構１０Ａの配置は、上述した通りである。さらに、保持アーム７が起立姿勢で待機しているときに、保持アーム７の先端部に保持されているノズル６のレジストを吐出するための吐出口がレジストの凝固によって目詰まりを起こさないようにするための待機ポット１４も扇形テーブル１０上に配備されている。この待機ポット１４内には、レジストが凝固しないようにするための溶剤雰囲気が形成されている。
【００２７】
アーム駆動機構１０Ａは、保持アーム７の基端部側の揺動変位の中心から外れた位置に設けられたカムホロア７ｂと、このカムホロア７ｂを受けるカム溝１３ａが形成された保持アーム案内部材１３と、保持アーム７の基端部側に設けられたアーム揺動軸７ａで保持アーム７を揺動変位可能に支持するアーム支持部材９と、このアーム支持部材９を昇降駆動にする昇降機構であるエアシリンダ８とで構成される。なお、このアーム支持部材９とエアシリンダ８は、本発明における昇降駆動手段に相当する。
【００２８】
アーム駆動機構１０Ａによって保持アーム７が、待機状態の起立姿勢から基板処理時の横臥姿勢に変位する動作およびアーム駆動機構１０Ａの各部の構成を図３を参照して説明する。図３（ａ）は、保持アーム７の待機状態を示している。この状態でエアシリンダ８のロッドは収縮しており、カムホロア７ｂはカム溝１３ａの下限位置にある。結果、揺動軸７ａを挟んでカムホロア７ｂとは反対側にある保持アーム７の先端部が持ち上げられて、保持アーム７は起立姿勢で静止している。図１中に実線で示したように、起立姿勢の保持アーム７は飛散防止カップ２の側方に位置しているので、起立姿勢の保持アーム７の先端部の高さは比較的に低く抑えられる。仮に、保持アーム７を飛散防止カップ２と同じ高さ位置で起立姿勢にすると、保持アーム７の先端部の高さは相当に高くなり、その分、レジスト塗布装置の高さが高くなったり、他の機構部分の配置が制限されるなどの不都合が生じる。
【００２９】
図３（ｂ）は保持アーム７の上昇過程を示している。エアシリンダ８に図示しないエア制御装置からエアが送られてくると、エアシリンダ８のロッドが伸長して、アーム支持部材９を押し上げる。このアーム支持部材９と一体となって保持アーム７が上昇する。ここで、保持アーム案内部材１３に形成されているカム溝１３ａは、保持アーム案内部材１３の上下端部付近では直線形状であり、中間部では基板処理領域から遠ざかるように滑らかに傾斜変化している。したがって、この実施例でのカム溝１３ａの傾斜部におけるカムホロア７ｂには、傾斜方向、すなわち図３（ｂ）における右方向の力が加わるので、保持アーム７は、アーム支持部材９の上昇とともに、揺動軸７ａを中心として、左回りに揺動変位する。
【００３０】
図３（ｃ）は基板処理時の横臥姿勢を示している。エアシリンダ８のロッドが伸長して、カムホロア７ｂがカム溝１３ａの上限位置に達すると、保持アーム７は横臥姿勢となる。このカム溝１３ａの上限位置が、ノズル６が基板に対して最も近づく位置となるので、この位置は、ウエハＷより高く設定されている。ノズル６がレジスト吐出位置まで来たら、エアシリンダ８の上昇を終了させる。以上が保持アーム７の姿勢変位である。逆に、保持アーム７を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる場合は、エアシリンダ８のロッドを収縮させることによって、アーム支持部材９を下降させればよい。
【００３１】
なお、本発明において、カム溝の形状や、揺動中心とカムホロアの位置関係は上述した実施例のものに限定されない。例えば、カム溝は直線傾斜するものや、本実施例と対象なカム溝の形状であってもよく、保持アームの動作時に干渉する可能性のある他の構成要素を回避することができるように、カム溝の形状や揺動中心とカムホロアの位置を設定すればよい。さらに、この実施例では、保持アーム７の起立姿勢を垂直にし、横臥姿勢を水平にしているが、この発明は、これに限定するものではない。例えば、待機時には、飛散防止カップ２の側方に保持アーム７を傾斜した起立姿勢で待機させてもよい。また、処理時には、保持アームの先端部または基端部を持ち上げたような傾斜した横臥姿勢にしてもよい。
【００３２】
上述したように、保持アーム７は、ウエハＷに対してレジストを供給するための処理液供給ノズル（ノズル６）を先端部に備えている。このノズル６は、保持アーム７の姿勢の変化に伴って、保持アーム７とノズル６との相対角度を変化させることができる。この実施例において、ノズル姿勢制御機構によってノズル６の姿勢は、保持アーム７の姿勢の変化にかかわらず常に一定の姿勢を保つことができる構成となっている。
【００３３】
ノズル姿勢制御機構は、図４及び図５に示すように保持アーム７の内部に収納されている。ノズル６はベアリング５１に挿通された軸６ａを介して、保持アーム７に回転可能に支持されている。第１のプーリ４１は軸６ａに連動連結されている。第２のプーリ４０は、アーム支持部材９に連結固定されている、保持アーム７の基端部の揺動軸７ａに固定設置されている。第１のプーリ４１と第２のプーリ４０との間に歯付き無端状ベルト４２が架け渡されている。また、ノズル６と第１のプーリ４１とを連結している軸６ａと、この軸６ａが挿入されている保持アーム７との隙間は、磁場に感応する液体である磁性流体５２によってシールされている。この磁性流体５２は、図示しない磁気回路によって軸６ａと保持アーム７との隙間に形成される磁場によって保持されている。この実施例では、ノズル６を保持アーム７の揺動変位角と同じ角度だけ逆方向に変位させるために、第１のプーリと第２のプーリとを同一の径としてある。また、保持アーム７が起立姿勢または横臥姿勢をとるときにノズル６の先端部が下向きになるように設定されている。
【００３４】
第２のプーリ４０は、アーム支持部材９に固定されているので、保持アーム７の姿勢変化にかかわらず常に静止状態である。ノズル６と連結連動された第１のプーリ４１は、保持アーム７に回転可能に取付けられているので、無端状ベルト４２の動きに連動させることができる。したがって、保持アーム７が、例えば起き上がると、保持アーム７と第２のプーリ４０との間に相対的な回転変位が生じる。この相対的な回転変位を補うために、無端状ベルト４２が第２のプーリ４０の周囲を回ろうとするが、第２のプーリ４０は固定されているので、この回転運動が第１のプーリ４１に伝わる。第１のプーリ４１は、保持アーム７の起き上がり方向と逆の方向に回転動作する。つまり、ノズル６の先端部は、保持アーム７の姿勢変化にかかわらず、常に一定方向に向けることができる。なお、本実施例では、第１のプーリ４１と第２のプーリ４０とを同径とすることで、ノズル６が常に一定方向に向くようにしたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、両プーリの径を異なるものにすることで、保持アーム７が起立姿勢のときのノズル６の先端方向と、横臥姿勢のときのノズル６の先端方向とを自在に変えることができる。なお、この実施例においては、ノズル姿勢制御機構を第１のプーリ４１と第２のプーリ４０との間に歯付き無端状ベルト４２を架け渡すことにより両プーリ間で回転の伝達が行われるように構成しているが、それに限られるものではなく、例えばベルトを設ける代わりに両プーリにそれぞれ軸６ａと同一の軸向きに軸をベアリングを介してはめ込み、それぞれの軸を連結棒にて連結してリンク機構を構成することにより、両プーリ間に回転が伝達されるようにすることもできる。
【００３５】
ノズル６は、先端部にレジストを吐出するための下方に向いた吐出口を備えているとともに、レジストをノズル６に供給するレジスト供給ライン１５に繋がれている。このレジスト供給ライン１５の他端は、図示しないレジスト供給タンクに繋がれている。このレジスト供給タンクからレジスト供給ライン１５を通じてレジストがノズル６に送られ、ノズル６の先端の吐出口からウエハＷに向けて吐出される。
【００３６】
以下、本実施例に係るレジスト塗布装置の一連の動作について説明する。
ウエハＷは、図示しないウエハ搬送機構によって、ウエハ収納キャリアから搬出され、レジスト塗布装置の領域２０に搬入される。なお、この領域２０に搬入されるまでに、ウエハＷは、ウエハＷのレジスト塗布面に対する前処理であるＨＭＤＳ処理やベーク処理等を行う処理工程を通過してきている。
【００３７】
ここから、レジスト塗布処理が開始される。この搬入されたウエハＷは、スピンチャック１の回転中心にウエハＷの中心がほぼ一致するように、スピンチャック１に置かれる。このウエハＷをスピンチャック１が吸着保持する。ウエハＷが吸着保持されると飛散防止カップ２は、所定の高さであるウエハＷを囲い込む高さまで、図示しない上昇機構によって上昇する。
【００３８】
飛散防止カップ２が上昇すると、エアシリンダ８がアーム支持部材９を押し上げ始める。アーム支持部材９の上昇に伴ってカムホロア７ｂがカム溝１３ａを上昇変位することにより、保持アーム７は、起立姿勢から横臥姿勢に向けて姿勢変位を始める（図３（ｂ）参照）。このとき、保持アーム７に保持されているノズル６の先端部は、待機ポット１４から引き上げられる。エアシリンダ８によるアーム支持部材９の押し上げが終了した時点で、保持アーム７は所定の横臥姿勢となる（図３（ｃ）参照）。なお、この所定の横臥姿勢とは、保持アーム７に保持されたノズル６が、ウエハＷに対してレジストを吐出するための位置（処理位置）に来たときの保持アーム７の姿勢をいう。
【００３９】
レジスト吐出位置においてノズル６の先端部からレジストが、ウエハＷに供給される。レジストの供給が終わると、電動モータ３によってスピンチャック１を高速で回転させる。このスピンチャック１に保持されたウエハＷも高速で回転するので、ウエハＷ上のレジストは、遠心力によって薄く均一に拡げられる。この時、ウエハＷから飛び出す余分なレジストは、飛散防止カップ２によって回収される。このウエハＷを回転させている間に、エアシリンダ８は、アーム支持部材９を引き下げることで、保持アーム７を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる。これにより、ノズル６は吐出位置から移動して、待機位置にある待機ポット１４に収納される。
【００４０】
上記ウエハＷの回転が終了すると、飛散防止カップ２は図示しない昇降機構によって下降し、レジスト塗布後のウエハＷは、搬送機構によって領域２０から搬出される。この搬出されたウエハＷは、後処理であるベーク処理などの処理工程に送られる。上述した処理を繰り返し行うことで、所定枚数のウエハを処理することができる。なお、異なるレジストを塗布する場合のように、先に使用した保持アーム７とは別の保持アーム７を連続して使用するときには、先に使用した保持アーム７を起立姿勢にするとともに、別の保持アーム７を横臥姿勢にすればよい。このとき、保持アーム同士が干渉しないように姿勢変位のタイミングを制御する。
【００４１】
ところで、複数個の保持アーム７を選択的に使用した場合、機械的な誤差などのために、基板処理時の横臥姿勢の状態で各保持アーム７に保持されたノズル６が、全て同じ位置に来るとは限らない。また、ノズル６の種類によっては、吐出位置を積極的に変えることが望ましい場合もある。このような場合は、図１中に示した２軸駆動機構１１によって扇形テーブル１０を変位させて、各保持アーム７ごとにノズル６の吐出位置を適当な位置に調整すればよい。なお、待機ポット１４は扇形テーブル１０上に支持されているので、扇形テーブル１０を変位させても、待機状態（起立姿勢）におけるノズル６と待機ポット１４との位置関係は不変である。したがって、待機状態において、各保持アーム６のノズル６を各々の待機ポット１４内に正確に収納することができる。
【００４２】
上述したレジスト塗布装置は、複数個の保持アーム７を円弧状に配列するとともに、各保持アーム７は、待機時には基板処理領域の側方に起立姿勢で待機し、処理時には待機位置から上昇しながら序々に姿勢を倒しながら横臥姿勢になる。したがって、保持アーム７の待機時における待機スペースを縮小することができ、また、起立姿勢または横臥姿勢に変位させるときに必要な高さを低くすることができるので、装置の設置面積を小さくすることができる。
【００４３】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
【００４４】
（１）上記実施例では、アーム保持部材９を昇降させるために、昇降駆動手段であるエアシリンダ８を設けたが、このエアシリンダ８の代わりに、電動モータと螺子送り機構によって構成してもよい。このような構成にすれば、保持アーム７を横臥姿勢にするためにアーム保持部材９が必要とする高さを低くすることができる。また、螺子送り機構の特定の位置でアーム保持部材９を止めることで、保持アーム７を任意の姿勢で処理あるいは待機させておくことができる。
【００４５】
例えば、図６に示すように、アーム支持部材９ａに螺軸６１を通して、この螺軸６１を電動モータ６０により一体回転可能に取付ける構成にする。図示しないモータ制御手段によって電動モータ６０を回転させることで、螺軸６１は、電動モータ６０の回転方向と同一方向に回転し、アーム保持部材９ａを上昇または下降させる。ここで、螺軸６１の特定の位置にアーム保持部材９ａが来たときに、電動モータ６０の回転を止めることで、保持アーム７を任意の姿勢で止めることができる。したがって、実施例のレジスト塗布装置において、保持アーム７を起立姿勢で待機させる必要がないような場合には、横臥姿勢から起立姿勢の姿勢変位の途中である傾斜姿勢における位置を待機位置にすることも可能である。これにより、保持アーム７を変位させる時間を短縮して、処理効率を上げることができる。
【００４６】
（２）上記実施例では、保持アーム７の待機位置を基板処理領域の側方に設定した関係で、保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に変位させる場合に、保持アーム７を上昇変位させながら揺動変位させていたが、保持アーム７の待機位置を上方に設定しておけば、保持アーム７の基端部を中心とする揺動変位だけで保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に変位させることができる。例えば、図７に示すように、ウエハＷに対する処理位置である保持アーム７の横臥姿勢における基端部を揺動中心Ｐとして、図示しない駆動手段によって、保持アーム７を起立姿勢にする。この起立姿勢した保持アーム７の位置を待機位置とする。このような構成にすれば、アーム駆動機構をより単純な構成にすることができる。
【００４７】
（３）上記実施例では、処理具として薬液供給ノズル（ノズル６）を例にあげたが、ウエハＷに対して洗浄処理を行うための洗浄ブラシを処理具として用いることもできる。このような構成にすることで、設置面積の小さい基板洗浄装置を構成することができる。
【００４８】
（４）上記実施例では、保持アーム７は、水平方向に揺動することができなかったが、保持アーム７を水平方向に揺動可能に構成してもよい。例えば、図１および図２に示した扇形テーブル１０上に水平面内で回転自在な複数個のターンテーブルを配備し、各テーブル上に各保持アーム７のアーム駆動機構１０Ａを搭載する。そして、各ターンテーブルの回転中心と、各アーム駆動機構１０Ａのアーム揺動軸７ａとが鉛直線上に位置するように、エアシリンダ８と保持アーム案内部材１３とを取付ける。この例によれば、保持アーム７に保持されたノズル６を、ウエハＷの中心から外側に向かって、円弧状に揺動させることができる。
【００４９】
（５）上記実施例では、複数個の保持アーム７に、それぞれ個別のアーム駆動機構１０Ａを取り付けたが、選択手段で任意の保持アームを選択し、この選択された保持アームの姿勢を単一のアーム駆動手段で変位させるように構成することもできる。以下、図８〜図１０を参照して、この実施例を説明する。
【００５０】
図１で説明したと同様の２軸駆動機構１１の上に案内部材８７が搭載されている。この案内部材８７上の飛散防止カップ２側に、複数セットの保持アーム７と保持アーム案内部材１３が円弧状に配置されている。保持アーム７や保持アーム案内部材１３の構成は図１に示した実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。この案内部材８７上に、任意の保持アーム７を選択する選択機構８０Ａと、この選択機構８０Ａによって選択された保持アーム７を駆動する単一のアーム駆動機構８０Ｂが配備されている。
【００５１】
まず、選択機構８０Ａの構成を説明する。案内部材８７には、複数個の保持アーム７の円弧状配置に沿うように円弧状のガイド溝８７ａが形成されている。このガイド溝８７ａの傍らにＹ方向に延びる直線状のガイド溝８７ｂが形成されている。この直線状のガイド溝８７ｂに、図９に示すように第１のスライド部材８６の下面から突出している凸部材８６ａが嵌入することにより、第１のスライド部材８６がガイド溝８７ｂに沿ってＹ方向に案内される。さらに、ガイド溝８７ｂに沿って電動モータ８８で回転駆動される螺軸８９が配備され、この螺軸８９に第１のスライド部材８６が螺合されることにより、第１のスライド部材８６が駆動されるようになっている。第１のスライド部材８６にはＸ方向に延びるガイド溝８６ｂが形成されている。この第１のスライド部材８６に第２のスライド部材８５が搭載されている。図９に示すように、この第２のスライド部材８５の下面に突出形成された凸部材８５ａが、第１のスライド部材８６のガイド溝８６ｂを貫通して、案内部材８７の円弧状のガイド溝８７ａに嵌入している。以上の構成により、第１のスライド部材８６がＹ方向に変位すると、第２のスライド部材８５の凸部材８５ａに、円弧状のガイド溝８７ａからＸ方向の力が作用して、第２のスライド部材８５がガイド溝８６ｂに沿ってＸ方向に移動するようになっている。
【００５２】
次に単一のアーム駆動機構８０Ｂの構成を説明する。図１０に示すように、アーム駆動機構８０Ｂは第２のスライド部材８５に搭載されている。このアーム駆動機構８０Ｂは、電動モータ８４と螺軸８３などにより構成された螺子送り機構によって、把持機構８２を昇降駆動するように構成されている。把持機構８２は、図示しないロータリアクチュエータ等で開閉駆動される挟持片８２ａで、保持アーム７のアーム揺動軸７ａに連結固定されたアーム支持部材８１の先端部８１ａを挟持するように構成されている。
【００５３】
上記の構成を備えた選択機構８０Ａおよびアーム駆動機構８０Ｂの動作を説明する。
初期状態で把持機構８２は下限位置にあり、また把持機構８２の挟持片８２ａは開放している。この状態で電動モータ８８が駆動することにより、選択しようとしている特定の保持アーム７の後方位置にまで、第１のスライド部材８６がガイド溝８７ｂに沿ってＹ方向に移動する。第１のスライド部材８６の移動に伴って、第２のスライド部材８５がガイド溝８６ｂに沿ってＸ方向に移動する。その結果、第２のスライド部材８５に搭載された把持機構８２が、特定の保持アーム７を把持するための把持位置に移動する。把持位置に移動した把持機構８２の挟持片８２ａが閉じて、把持機構８２が特定の保持アーム７のアーム支持部材８１を把持する。次に、電動モータ８４が駆動することにより、把持機構８２が上昇する。把持機構８２の上昇に伴い、特定の保持アーム７が起立姿勢から横臥姿勢に変位して、基板の処理が行われる。処理後は、上述した動作とは逆の手順で特定の保持アーム７が待機位置に戻る。
【００５４】
＜第２実施例＞
図１１は本発明の第２実施例に係る基板処理装置の要部の概略構成を示す平面図であり、図１２はその側面図である。以下、この実施例では、第１実施例と同様に基板処理装置の一例である、ウエハにレジストを塗布するレジスト塗布装置について説明する。
【００５５】
この実施例に係るレジスト塗布装置は、大きく分けて、ウエハＷに供給されたレジストを遠心力によってウエハＷの塗布面全体に薄く均一な膜厚に塗り拡げるための回転処理機構と、ウエハＷにレジストを供給するためのレジスト供給機構とを備える。回転処理機構については、第１実施例と同じなので説明を省略する。以下、レジスト供給機構について図面を参照しながら説明する。
【００５６】
レジスト供給機構は次のように構成される。
基板処理領域以外の領域であるアーム待機領域には、図１２に示すように支持台５に固設された２軸駆動機構１１によってテーブル９２が、平面内で直交する２方向に移動自在に取付けられている。このテーブル９２には、アーム直進駆動機構９４を昇降可能にするためのエアシリンダ９３と、第１実施例で説明したのと同様の待機ポット１４とが固設されている。アーム直進駆動機構９４は、本発明の処理具に相当する処理液供給ノズル６（以下、「ノズル６」と呼ぶ）を先端部に備える保持アーム９１を、前後方向に直進移動可能にするものであり、本発明のアーム駆動手段に相当する。保持アーム９１は、基端部においてアーム直進駆動機構９４に接続され、先端部ではノズル６を保持する。この保持アーム９１はアーム直進駆動機構９４とともに、テーブル９２上に次のように配置される。図１１に示すように、７セットの保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを、テーブル９２上に各保持アーム９１の先端部が、スピンチャック１の回転中心すなわち処理位置に向くように放射状に配置する。なお、これら保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とは、７セットに限定するものではなく、その設置個数は任意に設定することができる。
【００５７】
２軸駆動機構１１の構成および動作は、実施例１と同様であり、この第２実施例では、２軸駆動機構１１上にはテーブル９２が一体移動可能に取付けられている。したがって、テーブル９２のＸ、Ｙ方向の動きに連動するように構成された後述するノズル６の位置は、デーブル９２を操作することで任意の位置に移動させることができる。テーブル９２の操作によって、ノズル６の位置を移動させる場合は、例えば後述する保持アーム９１をアーム直進駆動機構９４によって直進移動させてノズル６をウエハＷに対する処理位置にまで持ってきたが、希望する位置に対して多少ずれがあるときに、テーブル９２を移動させてノズルの位置を微調整する場合に使用する。
【００５８】
アーム直進駆動機構９４は、保持アーム９１の基端部に設けられたアーム支持部材９６に螺合する螺軸９４ｄを回転駆動させる電動モータ９４ｃと、保持アーム９１を一定の姿勢に保ったまま直線移動させるための、アーム支持部材９６に貫通するガイド部材９４ｂとを備えている。例えば、図示しない電動モータ制御部によって電動モータ９４ｃを左回転駆動させると、回転力が螺軸９４ｄを通じてアーム支持部材９６に伝わり、アーム支持部材９６はガイド部材９４ｂに沿ってスピンチャック１側に移動する。したがって、電動モータ９４ｃの回転方向を変化させることで、保持アーム９１を自在に移動させることができる。
【００５９】
以下、本実施例に係るレジスト塗布装置の一連の動作について説明する。
第１実施例で説明したように、ウエハＷは、スピンチャック１の回転中心にウエハＷの中心がほぼ一致するように、スピンチャック１に置かれる。このウエハＷをスピンチャック１が吸着保持する。ウエハＷが吸着保持されると飛散防止カップ２は、所定の高さであるウエハＷを囲い込む高さまで、図示しない上昇機構によって上昇する。
【００６０】
飛散防止カップ２の上昇が終了すると、エアシリンダ９３がアーム直進駆動機構９４を上昇させる。この上昇に伴ってノズル６は、待機ポット１４から引き上げられる。エアシリンダ９３によるアーム直進駆動機構９４の上昇が終了すると、アーム直進駆動機構９４は電動モータ９４ｃによって螺軸９４ｄを回転駆動する。これによって、螺軸９４ｄに螺合するアーム支持部材９６と一体に保持アーム９１が直進移動する。保持アーム９１の先端部のノズル６が、ウエハＷに対してレジストを吐出するための位置の上方に来たら、アーム直進駆動機構９４は電動モータ９４ｃの回転駆動を止める。続いて、エアシリンダ９３が収縮して保持アーム９１を下降することで、ノズル６をウエハＷに対してレジストを吐出するための所定の位置にまで下降させる（処理位置）。
【００６１】
処理位置においてノズル６の吐出口からレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が終わると、第１実施例と同様に、スピンチャック１を高速で回転さて、ウエハＷ上にレジストを均一に拡げる。ウエハＷを回転させている間に、エアシリンダ９３は、アーム直進駆動機構９４を上昇させる。続いて、電動モータ９４ｃを回転させて、アーム支持部材９６を電動モータ９４ｃ側に引き戻し、エアシリンダ９３によって、アーム直進駆動機構９４を下降させて、保持アーム９１を待機位置にまで持ってくる。これにより、ノズル６は、待機位置にある待機ポット１４に収納される。
【００６２】
レジスト塗布後のウエハＷは、第１実施例と同様に、搬送機構によって搬出されて次の処理工程に送られる。上述した処理を繰り返し行うことで、所定枚数のウエハを処理することができる。なお、異なるレジストを塗布する場合のように、先に使用した保持アーム９１とは別の保持アーム９１を連続して使用するときには、先に使用した保持アーム９１を待機位置にまで移動させた後、他の保持アーム９１を駆動させればよい。
【００６３】
上述したレジスト塗布装置は、複数個の保持アーム９１を放射状に配列するとともに、処理時には、選択された特定の保持アーム９１を所定の位置にまで直進移動して、ウエハＷに対する処理を行う。つまり、従来の基板処理装置の複数個の保持アームが配置されていた面積に、より多くの保持アームを配置させることができるので、省スペース化を図ることができる。また、保持アームの大きさや長さの異なるものを複数種類用意する必要がないので、部品の共通化を図ることができるとともに、単一種類の駆動機構を各保持アームに取り付ければよいので、装置構成を簡素化することができる。
【００６４】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
【００６５】
（１）上記実施例では、全ての保持アーム９１をスピンチャック１の回転中心方向にむけて配置したが、例えばウエハＷに対する処理位置（処理液をウエハＷに対して供給する位置）が複数箇所ある場合には、各保持アーム９１をそれぞれ対応する処理位置に向けて配置することもできる。このような構成にすれば、ウエハＷに対する処理位置が複数箇所ある場合にも、各処理位置に対応する保持アーム９１を直進移動させることで、各処理位置における所定の処理をウエハＷに施すことができる。
【００６６】
（２）上記実施例では、アーム直進駆動機構９４における電動モータ９４ｃの位置を、保持アーム９１の基端部側に設けたが、例えば電動モータ９４ｃを保持アーム９１の先端部側に設けることもできる。このような構成にすれば、飛散防止カップ２の下方に存在する空間を有効に活用することができるとともに、待機時における保持アームの後方の領域を少なくすることができるので、省スペース化を図ることができる。
【００６７】
（３）上記実施例では、保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを上下に配置したが、保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを水平面内で並列配置することもできる。例えば、図１３（ａ）の平面図および図１３（ｂ）の側面図に示すように、螺軸９４ｄに平行になるように、保持アーム９１を取り付ける。このように螺軸９４ｄと保持アーム９１とが左右に並ぶ様な構成にすることで、待機ポット１４の位置を左右何れかにずらして配置することができ、保持アームの長手方向の寸法を縮小することができる。したがって、保持アーム９１の長手方向の待機スペースをさらに縮小化を図ることができる。
【００６８】
（４）上記実施例では、アーム直進駆動機構９４を上昇させることで、待機ポット１４からノズル６を引き上げた後、保持アーム９１を直進移動させて所定の処理を行ったが、アーム直進機構９４を昇降させる代わりに、待機ポット１４に昇降機構を設けることで待機ポット１４を下降させ、ノズル６を待機ポット１４から引き出すこともできる。このように構成すれば、待機ポット１４を昇降させることができる程度の簡易な昇降機構を設けるだけでよく、昇降機構を簡素化することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、処理具を先端部に保持する保持アームを、基板処理領域の片側に放射状に並べて配置するので、従来の基板処理装置における保持アームの待機スペースに、従来と比べてより多くの保持アームを配置することができる。したがって、複数個の保持アームを待機スペースに配置する場合に、待機スペースの省スペース化を図ることができる。
【００７０】
請求項２に記載の発明によれば、保持アームを駆動するアーム駆動手段によって、保持アームを直進移動させることで、保持アームに保持する処理具を基板に対する処理位置にまで持ってくる。したがって、保持アームを直進移動させるための単一種類の駆動機構を取り付ければよく、保持アームの駆動機構を簡素化することもできる。
【００７１】
請求項３に記載の発明によれば、処理具を先端部に保持する保持アームの姿勢を、処理を行わない場合には、ほぼ起立姿勢で待機させる一方、処理を行う場合には、ほぼ横臥姿勢となるように構成するとともに、待機時のほぼ起立姿勢の保持アームを、基板処理領域の周りに放射状に配置したので、待機時の保持アームの待機スペース、特に平面視したときの待機スペースを縮小することができる。また、基板の大型化に伴い保持アームが長くなっても、平面視した状態の待機スペースは拡大しないので、大型の基板を扱う基板処理装置であっても、全体として装置をコンパクトに構成することも可能である。
【００７２】
請求項４に記載の発明によれば、複数個の保持アームを基板処理領域の側方に放射状に、ほぼ起立姿勢で待機させているので、平面視した状態の保持アームの待機スペースを縮小することができるとともに、保持アームの待機スペースの高さを低くすることができる。したがって、基板処理装置の高さも極力低くすることもできる。
【００７３】
請求項５に記載の発明によれば、アーム駆動手段を、昇降駆動手段と保持アーム案内部材とカムホロアとによって構成しているので、アーム駆動手段を簡易な構成とすることができるとともに、基板処理装置の製造コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】第１実施例に係る装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】第１実施例に係る装置のアーム駆動機構による保持アームの動きを示す図である。
【図４】第１実施例に係る保持アームの内部構成を示す図である。
【図５】第１実施例に係る保持アームと処理具との接続部を示す拡大図である。
【図６】第１実施例のアーム駆動機構の変形例の要部を示す側面図である。
【図７】変形例に係る保持アームの動作を示す側面図である。
【図８】変形例に係る保持アームの選択機構を示す平面図である。
【図９】変形例に係る保持アームの選択機構の要部の断面図である。
【図１０】変形例に係る保持アームの選択機構とアーム駆動機構とを示す側面図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】第２実施例に係る装置の概略構成を示す側面図である。
【図１３】変形例に係る保持アームのアーム直進駆動機構の概略構成を示す平面図である。
【図１４】従来の第１の基板処理装置の平面図である。
【図１５】従来の第２の基板処理装置の平面図である。
【符号の説明】
１ … スピンチャック
２ … 飛散防止カップ
６ … ノズル
７ … 保持アーム
７ａ… アーム揺動軸
７ｂ… カムホロア
８ … エアシリンダ
９ … アーム支持部材
１０ … 扇形テーブル
１０Ａ… アーム駆動機構
１１ … ２軸駆動機構
１３ … 保持アーム案内部材
１３ａ… カム溝
１４ … 待機ポット
４０ … 第２のプーリ
４１ … 第１のプーリ
４２ … 歯付き無端状ベルト
５１ … ベアリング
５２ … 磁気性流体
６０ … 電動モータ
６１ … 螺軸
７０ … 矩形テーブル
８０Ａ… 選択機構
８０Ｂ… アーム駆動機構
９１ … 保持アーム
９２ … テーブル
９４ … アーム直進駆動機構
Ｗ … 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板などの基板に対してフォトレジスト液や現像液や純水などの処理液を供給することで、レジスト塗布や現像処理や基板洗浄等の処理を行う基板処理装置に係り、特に処理液供給ノズルやブラシ等の処理具を保持する保持アームを収納する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の基板処理装置として、基板である例えば半導体ウエハに対してレジストを供給してレジスト塗布を行うレジスト塗布装置を例にとって説明する。従来の代表的なレジスト塗布装置として図１４、図１５に示すように、大きく分けて２種類のレジスト塗布装置がある。図１４、図１５はレジスト塗布装置の主要部であるレジスト塗布を行うレジスト塗布処理部の概略構成を示す平面図である。
【０００３】
まず、図１４を参照して第１のレジスト塗布装置について説明する。図１４中、符号１は処理の対象であるウエハＷを回転可能に支持するためのスピンチャックである。ウエハＷの周囲は、レジストの飛散を防止するための飛散防止カップ２によって囲われている。この飛散防止カップ２の側方の待機位置には、ウエハＷに対してレジストを供給するための処理液供給ノズルＮａ〜Ｎｄを先端部に保持する、長さが異なる例えば４本の保持アームＡ〜Ｄが配備されている。これらの４本の保持アームＡ〜Ｄは、飛散防止カップ２に近づくにつれて、長さの短い保持アームが位置するように並列的に配備される。また、各保持アームＡ〜Ｄは、基端部Ｐａ〜Ｐｄを中心として水平面内で揺動自在に取り付けられている。
【０００４】
これら４本の保持アームＡ〜Ｄのうちの所望の保持アーム、例えば、保持アームＢは、次のように動作する。まず、待機位置にある保持アームＢが移動高さにまで上昇する。上昇した保持アームＢは水平面内で揺動し、その先端部に保持されている処理液供給ノズルＮｂがウエハＷの回転中心付近の上方に移動する。次いで、保持アームＢが下降して、処理液供給ノズルＮｂがレジスト吐出位置にまで下がる。その吐出位置で処理液供給ノズルＮｂから所定量のレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が完了すると、ウエハＷが高速回転駆動され、その表面に均一なレジスト膜が形成される。その後、保持アームＢは、移動高さにまで上昇し、続いて待機位置側に揺動復帰し、さらに待機位置にまで下降することにより、一連の処理を終了する。
【０００５】
次に、図１５を参照して第２のレジスト塗布装置について説明する。飛散防止カップ２の側方の待機位置には、同じ長さの例えば４本の保持アームＡ〜Ｄが配備され、各保持アームＡ〜Ｄの先端部に処理液供給ノズルＮａ〜Ｎｄが保持されている。これらの４本の保持アームＡ〜Ｄは、各保持アームＡ〜Ｄの先端部がスピンチャック１側に向かうように並列に配備されている。これらの保持アームＡ〜Ｄは、図示しない直進移動機構を備えるとともに、一軸駆動機構９１上に載置されている。この一軸駆動機構９１は、各保持アームＡ〜Ｄの長手方向に直角な方向にスライド移動自在である。また、各保持アームＡ〜Ｄは、直進駆動機構によって各長手方向に向けて直進移動自在に構成されている。
【０００６】
これら４本の保持アームＡ〜Ｄのうちの所望の保持アーム、例えば、保持アームＤは、次のように動作する。まず、一軸駆動機構９１がスライド移動することによって保持アームＤがスピンチャック１の回転中心線上にまで移動する。続いて、待機位置にある保持アームＤがスピンチャック１に向けて直進移動して、処理液供給ノズルＮｄがウエハＷの回転中心付近の上方にある吐出位置まで移動する。その吐出位置で処理液供給ノズルＮｄから所定量のレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が完了すると、ウエハＷが高速回転駆動され、その表面に均一なレジスト膜が形成される。その後、保持アームＤは、吐出位置から待機位置にまで直進移動復帰して、一連の処理を終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
上述した２つの従来装置のいずれも、飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域の傍らに設けられた待機スペースに、複数個の保持アームが水平姿勢で待機しているとともに、各保持アームは同一方向に整然と並んでいるので、基板処理装置における待機スペースの占有面積が大きくなるという問題点がある。特に、近年の半導体ウエハの大型化に伴い、保持アームの長さも伸ばさなくてはならないので、このような長い保持アームを待機させておくスペースも長大化する傾向にある。また、処理の効率化や複数種類の処理液などの使用に伴い、１台の装置で多数の処理具を選択使用することが求められているので、これらの処理具を個々に保持する保持アームの個数も増加の傾向にあり、このことも待機スペースが大きくなる要因になっている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各保持アームの待機スペースの縮小化を図ることができる基板処理装置を提供することを主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、所定の基板処理領域にある基板に対して処理を行う基板処理装置において、基板に対して処理を行う処理具を各々の先端部に保持する複数個の保持アームと、前記処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームの位置を変位させるアーム駆動手段とを備え、かつ、前記複数個の保持アームが、前記基板処理領域の片側に放射状に並べて配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域からはずれた待機位置に水平姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームを直進移動させるものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させるものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域の側方に設定された待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、待機位置にある前記保持アームを上昇変位させるとともに、揺動変位させることによって、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させるものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置において、前記アーム駆動手段は、前記保持アームの揺動変位を許容するように保持アームの基端部に係合して、保持アームを昇降させる昇降駆動手段と、待機位置にある保持アームに並設され、保持アームをほぼ起立姿勢からほぼ横臥姿勢へと案内するために、ほぼ上下方向に延びるカム溝が形成された保持アーム案内部材と、前記保持アームの基端部側で前記保持アームの揺動変位の中心から外れた位置に取付けられ、前記カム溝に沿って変位するカムホロアとから構成されるものである。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
所定の基板処理領域にある基板に対して処理を行うための処理具を先端に保持する複数個の保持アームを、基板処理領域の片側に放射状に並べて配置する。アーム駆動手段は、前記放射状に配置された各保持アームに保持された処理具を基板に対する処理位置にまで移動するように、保持アームの位置を変位させる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、保持アームは、基板処理領域から外れた待機位置に水平姿勢で待機する。基板に対して処理を行う場合、アーム駆動手段は、各々の保持アームを直進移動させることで、各保持アームに保持する処理具を基板に対する処理位置にまで移動させる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、アーム駆動手段は、基板に対して処理を行わない場合には基板処理領域から外れた待機位置に、保持アームをほぼ起立姿勢で待機させる。一方、処理を行う場合には保持アームの先端部に保持する処理具が、基板に対する処理位置に来るように、起立姿勢の保持アームをほぼ横臥姿勢にまで変位させる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、アーム駆動手段は、保持アームを基板処理領域の側方の待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる。一方、基板に対して処理を行うときには、保持アームを上昇させつつ揺動させることにより、保持アームをほぼ起立姿勢からほぼ横臥姿勢にまで変位させる。
【００１８】
請求項５に記載の発明の作用は次のとおりである。
昇降駆動手段が保持アームを下限位置にまで下降させている状態、すなわち待機状態では、保持アームの基端部側に取り付けられたカムホロアが、カム溝の下側に位置している。この状態では保持アームの先端部が持ち上げられて、保持アームはほぼ起立姿勢をとる。一方、基板に対して処理を行うときは、昇降駆動手段が保持アームを昇降駆動する。その結果、カムホロアがカム溝に沿って上昇移動し、保持アームの基端側が持ち上げられることにより、保持アームの先端側が前倒れに傾斜してゆく。カムホロアがカム溝の上限位置にまで達すると、保持アームはほぼ横臥姿勢をとり、この状態で基板に対する処理を行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の第１実施例に係る基板処理装置の要部の概略構成を示す側面図であり、図２はその平面図である。以下、この実施例では、基板処理装置の一例である、ウエハにレジストを塗布するレジスト塗布装置について説明する。
【００２０】
この実施例に係るレジスト塗布装置は、大きく分けて、ウエハＷに供給されたレジストを遠心力によってウエハＷの塗布面全体に薄く均一な膜厚に塗り拡げるための回転処理機構と、ウエハＷにレジストを供給するためのレジスト供給機構とを備える。以下、主にこれら２つの機構について図面を参照しながら各構成を説明する。
【００２１】
図２中、符号２０は、上述した回転処理機構とレジスト供給機構とが配置された領域を示す。この領域２０は、飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域と、この基板処理領域以外の領域で、扇形テーブル１０が配備されているアーム待機領域とに分けられる。この基板処理領域には回転処理機構が配置されている。また、アーム待機領域にはレジスト供給機構が配置されている。
【００２２】
回転処理機構は次のように構成されている。
飛散防止カップ２で囲われた基板処理領域には、基板であるウエハＷを一体回転可能に吸着保持するスピンチャック１が配置されている。このスピンチャック１は、図１に示すように支持台５に固設された電動モータ３の駆動によって鉛直方向の軸芯周りで回転する回転軸４の上端に取り付けられている。また、飛散防止カップ２は、レジストが供給されたウエハＷを高速で回転させた際、このウエハＷから飛び出した余分なレジストが、周囲に飛び散るのを防止するためのものである。なお、この飛散防止カップ２には、ウエハＷから飛び出した余分なレジストを廃液として回収する図示しない廃液回収構造が設けられている。さらに、この飛散防止カップ２は、図示しない昇降機構によって昇降自在に取り付けられている。なお、本実施例では、スピンチャック１を真空吸着式のものとしているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、チャック上に複数個の爪を設け、これらの爪でウエハＷの端面を把持するように構成してもよい。
【００２３】
レジスト供給機構は次のように構成されている。
基板処理領域以外の領域であるアーム待機領域には、図１に示すように支持台５に固設された２軸駆動機構１１によって扇形テーブル１０が、平面内で直交する２方向に移動自在に取付けられている。この扇形テーブル１０には、本発明の処理具に相当する処理液供給ノズル６（以下、「ノズル６」と呼ぶ）を先端部に備える保持アーム７を、起立姿勢と横臥姿勢とに変位させるためのアーム駆動手段であるアーム駆動機構１０Ａが例えば５セット配置されている。また、これらのアーム駆動機構１０Ａは、図２に示すように扇形テーブル１０上に、スピンチャック１の回転中心を中心とする円弧状にすなわち放射状に配置されているとともに、各保持アーム７の先端部に備えられたノズル６は、全て回転中心に向くように配置されている。なお、これら保持アーム７とアーム駆動機構１０Ａは、５セットに限定するものではなく、その設置個数は任意に設定することができる。
【００２４】
２軸駆動機構１１は、支持台５に固設される駆動系支持部材１１ａと、この駆動系支持部材１１ａに対して、Ｘ方向に移動自在に取付けられるＸ方向用部材１１ｂと、このＸ方向用部材１１ｂ上に取付けられ、Ｘ方向に直交するＹ方向に移動自在なＹ方向用部材１１ｃとで構成されている。また、Ｘ方向用部材１１ｂは、Ｘ方向用部材１１ｂをＸ方向の任意の位置に移動可能させるためのＸ軸モータ１２ａを備え、このＸ軸モータ１２ａの回転力が図示しない螺子送り機構を介してＸ方向用部材１１ｂに伝えられるようになっている。Ｙ方向用部材１１ｃも同様にして構成されるが、Ｙ軸モータ１２ｂは、Ｘ軸モータ１２ａと直交する方向に取付けられている。このＹ方向用部材１１ｃの上面には、扇形テーブル１０が一体移動可能に取付けられている。
【００２５】
これらＸ軸モータ１２ａとＹ軸モータ１２ｂには、図示しないモータ制御装置からの命令によって、任意の回転方向に回転することができる構成となっている。例えば、Ｘ軸モータ１２ａを時計回りに回転駆動させると、扇形テーブル１０は、図２における左方向（−Ｘ方向）に移動する。さらに、Ｙ軸モータ１２ｂを時計回りに回転駆動させると、扇形テーブル１０は、図２における下方向（−Ｙ方向）に移動させることができる。したがって、扇形テーブル１０のＸ、Ｙ方向の動きに連動する後述するノズル６の位置を、任意の位置に移動させることができる。
【００２６】
上述したように、扇形テーブル１０には、保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に、または、横臥姿勢から起立姿勢に変位させるためのアーム駆動機構１０Ａが５セット載置されている。これらのアーム駆動機構１０Ａの配置は、上述した通りである。さらに、保持アーム７が起立姿勢で待機しているときに、保持アーム７の先端部に保持されているノズル６のレジストを吐出するための吐出口がレジストの凝固によって目詰まりを起こさないようにするための待機ポット１４も扇形テーブル１０上に配備されている。この待機ポット１４内には、レジストが凝固しないようにするための溶剤雰囲気が形成されている。
【００２７】
アーム駆動機構１０Ａは、保持アーム７の基端部側の揺動変位の中心から外れた位置に設けられたカムホロア７ｂと、このカムホロア７ｂを受けるカム溝１３ａが形成された保持アーム案内部材１３と、保持アーム７の基端部側に設けられたアーム揺動軸７ａで保持アーム７を揺動変位可能に支持するアーム支持部材９と、このアーム支持部材９を昇降駆動にする昇降機構であるエアシリンダ８とで構成される。なお、このアーム支持部材９とエアシリンダ８は、本発明における昇降駆動手段に相当する。
【００２８】
アーム駆動機構１０Ａによって保持アーム７が、待機状態の起立姿勢から基板処理時の横臥姿勢に変位する動作およびアーム駆動機構１０Ａの各部の構成を図３を参照して説明する。図３（ａ）は、保持アーム７の待機状態を示している。この状態でエアシリンダ８のロッドは収縮しており、カムホロア７ｂはカム溝１３ａの下限位置にある。結果、揺動軸７ａを挟んでカムホロア７ｂとは反対側にある保持アーム７の先端部が持ち上げられて、保持アーム７は起立姿勢で静止している。図１中に実線で示したように、起立姿勢の保持アーム７は飛散防止カップ２の側方に位置しているので、起立姿勢の保持アーム７の先端部の高さは比較的に低く抑えられる。仮に、保持アーム７を飛散防止カップ２と同じ高さ位置で起立姿勢にすると、保持アーム７の先端部の高さは相当に高くなり、その分、レジスト塗布装置の高さが高くなったり、他の機構部分の配置が制限されるなどの不都合が生じる。
【００２９】
図３（ｂ）は保持アーム７の上昇過程を示している。エアシリンダ８に図示しないエア制御装置からエアが送られてくると、エアシリンダ８のロッドが伸長して、アーム支持部材９を押し上げる。このアーム支持部材９と一体となって保持アーム７が上昇する。ここで、保持アーム案内部材１３に形成されているカム溝１３ａは、保持アーム案内部材１３の上下端部付近では直線形状であり、中間部では基板処理領域から遠ざかるように滑らかに傾斜変化している。したがって、この実施例でのカム溝１３ａの傾斜部におけるカムホロア７ｂには、傾斜方向、すなわち図３（ｂ）における右方向の力が加わるので、保持アーム７は、アーム支持部材９の上昇とともに、揺動軸７ａを中心として、左回りに揺動変位する。
【００３０】
図３（ｃ）は基板処理時の横臥姿勢を示している。エアシリンダ８のロッドが伸長して、カムホロア７ｂがカム溝１３ａの上限位置に達すると、保持アーム７は横臥姿勢となる。このカム溝１３ａの上限位置が、ノズル６が基板に対して最も近づく位置となるので、この位置は、ウエハＷより高く設定されている。ノズル６がレジスト吐出位置まで来たら、エアシリンダ８の上昇を終了させる。以上が保持アーム７の姿勢変位である。逆に、保持アーム７を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる場合は、エアシリンダ８のロッドを収縮させることによって、アーム支持部材９を下降させればよい。
【００３１】
なお、本発明において、カム溝の形状や、揺動中心とカムホロアの位置関係は上述した実施例のものに限定されない。例えば、カム溝は直線傾斜するものや、本実施例と対象なカム溝の形状であってもよく、保持アームの動作時に干渉する可能性のある他の構成要素を回避することができるように、カム溝の形状や揺動中心とカムホロアの位置を設定すればよい。さらに、この実施例では、保持アーム７の起立姿勢を垂直にし、横臥姿勢を水平にしているが、この発明は、これに限定するものではない。例えば、待機時には、飛散防止カップ２の側方に保持アーム７を傾斜した起立姿勢で待機させてもよい。また、処理時には、保持アームの先端部または基端部を持ち上げたような傾斜した横臥姿勢にしてもよい。
【００３２】
上述したように、保持アーム７は、ウエハＷに対してレジストを供給するための処理液供給ノズル（ノズル６）を先端部に備えている。このノズル６は、保持アーム７の姿勢の変化に伴って、保持アーム７とノズル６との相対角度を変化させることができる。この実施例において、ノズル姿勢制御機構によってノズル６の姿勢は、保持アーム７の姿勢の変化にかかわらず常に一定の姿勢を保つことができる構成となっている。
【００３３】
ノズル姿勢制御機構は、図４及び図５に示すように保持アーム７の内部に収納されている。ノズル６はベアリング５１に挿通された軸６ａを介して、保持アーム７に回転可能に支持されている。第１のプーリ４１は軸６ａに連動連結されている。第２のプーリ４０は、アーム支持部材９に連結固定されている、保持アーム７の基端部の揺動軸７ａに固定設置されている。第１のプーリ４１と第２のプーリ４０との間に歯付き無端状ベルト４２が架け渡されている。また、ノズル６と第１のプーリ４１とを連結している軸６ａと、この軸６ａが挿入されている保持アーム７との隙間は、磁場に感応する液体である磁性流体５２によってシールされている。この磁性流体５２は、図示しない磁気回路によって軸６ａと保持アーム７との隙間に形成される磁場によって保持されている。この実施例では、ノズル６を保持アーム７の揺動変位角と同じ角度だけ逆方向に変位させるために、第１のプーリと第２のプーリとを同一の径としてある。また、保持アーム７が起立姿勢または横臥姿勢をとるときにノズル６の先端部が下向きになるように設定されている。
【００３４】
第２のプーリ４０は、アーム支持部材９に固定されているので、保持アーム７の姿勢変化にかかわらず常に静止状態である。ノズル６と連結連動された第１のプーリ４１は、保持アーム７に回転可能に取付けられているので、無端状ベルト４２の動きに連動させることができる。したがって、保持アーム７が、例えば起き上がると、保持アーム７と第２のプーリ４０との間に相対的な回転変位が生じる。この相対的な回転変位を補うために、無端状ベルト４２が第２のプーリ４０の周囲を回ろうとするが、第２のプーリ４０は固定されているので、この回転運動が第１のプーリ４１に伝わる。第１のプーリ４１は、保持アーム７の起き上がり方向と逆の方向に回転動作する。つまり、ノズル６の先端部は、保持アーム７の姿勢変化にかかわらず、常に一定方向に向けることができる。なお、本実施例では、第１のプーリ４１と第２のプーリ４０とを同径とすることで、ノズル６が常に一定方向に向くようにしたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、両プーリの径を異なるものにすることで、保持アーム７が起立姿勢のときのノズル６の先端方向と、横臥姿勢のときのノズル６の先端方向とを自在に変えることができる。なお、この実施例においては、ノズル姿勢制御機構を第１のプーリ４１と第２のプーリ４０との間に歯付き無端状ベルト４２を架け渡すことにより両プーリ間で回転の伝達が行われるように構成しているが、それに限られるものではなく、例えばベルトを設ける代わりに両プーリにそれぞれ軸６ａと同一の軸向きに軸をベアリングを介してはめ込み、それぞれの軸を連結棒にて連結してリンク機構を構成することにより、両プーリ間に回転が伝達されるようにすることもできる。
【００３５】
ノズル６は、先端部にレジストを吐出するための下方に向いた吐出口を備えているとともに、レジストをノズル６に供給するレジスト供給ライン１５に繋がれている。このレジスト供給ライン１５の他端は、図示しないレジスト供給タンクに繋がれている。このレジスト供給タンクからレジスト供給ライン１５を通じてレジストがノズル６に送られ、ノズル６の先端の吐出口からウエハＷに向けて吐出される。
【００３６】
以下、本実施例に係るレジスト塗布装置の一連の動作について説明する。
ウエハＷは、図示しないウエハ搬送機構によって、ウエハ収納キャリアから搬出され、レジスト塗布装置の領域２０に搬入される。なお、この領域２０に搬入されるまでに、ウエハＷは、ウエハＷのレジスト塗布面に対する前処理であるＨＭＤＳ処理やベーク処理等を行う処理工程を通過してきている。
【００３７】
ここから、レジスト塗布処理が開始される。この搬入されたウエハＷは、スピンチャック１の回転中心にウエハＷの中心がほぼ一致するように、スピンチャック１に置かれる。このウエハＷをスピンチャック１が吸着保持する。ウエハＷが吸着保持されると飛散防止カップ２は、所定の高さであるウエハＷを囲い込む高さまで、図示しない上昇機構によって上昇する。
【００３８】
飛散防止カップ２が上昇すると、エアシリンダ８がアーム支持部材９を押し上げ始める。アーム支持部材９の上昇に伴ってカムホロア７ｂがカム溝１３ａを上昇変位することにより、保持アーム７は、起立姿勢から横臥姿勢に向けて姿勢変位を始める（図３（ｂ）参照）。このとき、保持アーム７に保持されているノズル６の先端部は、待機ポット１４から引き上げられる。エアシリンダ８によるアーム支持部材９の押し上げが終了した時点で、保持アーム７は所定の横臥姿勢となる（図３（ｃ）参照）。なお、この所定の横臥姿勢とは、保持アーム７に保持されたノズル６が、ウエハＷに対してレジストを吐出するための位置（処理位置）に来たときの保持アーム７の姿勢をいう。
【００３９】
レジスト吐出位置においてノズル６の先端部からレジストが、ウエハＷに供給される。レジストの供給が終わると、電動モータ３によってスピンチャック１を高速で回転させる。このスピンチャック１に保持されたウエハＷも高速で回転するので、ウエハＷ上のレジストは、遠心力によって薄く均一に拡げられる。この時、ウエハＷから飛び出す余分なレジストは、飛散防止カップ２によって回収される。このウエハＷを回転させている間に、エアシリンダ８は、アーム支持部材９を引き下げることで、保持アーム７を横臥姿勢から起立姿勢に変位させる。これにより、ノズル６は吐出位置から移動して、待機位置にある待機ポット１４に収納される。
【００４０】
上記ウエハＷの回転が終了すると、飛散防止カップ２は図示しない昇降機構によって下降し、レジスト塗布後のウエハＷは、搬送機構によって領域２０から搬出される。この搬出されたウエハＷは、後処理であるベーク処理などの処理工程に送られる。上述した処理を繰り返し行うことで、所定枚数のウエハを処理することができる。なお、異なるレジストを塗布する場合のように、先に使用した保持アーム７とは別の保持アーム７を連続して使用するときには、先に使用した保持アーム７を起立姿勢にするとともに、別の保持アーム７を横臥姿勢にすればよい。このとき、保持アーム同士が干渉しないように姿勢変位のタイミングを制御する。
【００４１】
ところで、複数個の保持アーム７を選択的に使用した場合、機械的な誤差などのために、基板処理時の横臥姿勢の状態で各保持アーム７に保持されたノズル６が、全て同じ位置に来るとは限らない。また、ノズル６の種類によっては、吐出位置を積極的に変えることが望ましい場合もある。このような場合は、図１中に示した２軸駆動機構１１によって扇形テーブル１０を変位させて、各保持アーム７ごとにノズル６の吐出位置を適当な位置に調整すればよい。なお、待機ポット１４は扇形テーブル１０上に支持されているので、扇形テーブル１０を変位させても、待機状態（起立姿勢）におけるノズル６と待機ポット１４との位置関係は不変である。したがって、待機状態において、各保持アーム６のノズル６を各々の待機ポット１４内に正確に収納することができる。
【００４２】
上述したレジスト塗布装置は、複数個の保持アーム７を円弧状に配列するとともに、各保持アーム７は、待機時には基板処理領域の側方に起立姿勢で待機し、処理時には待機位置から上昇しながら序々に姿勢を倒しながら横臥姿勢になる。したがって、保持アーム７の待機時における待機スペースを縮小することができ、また、起立姿勢または横臥姿勢に変位させるときに必要な高さを低くすることができるので、装置の設置面積を小さくすることができる。
【００４３】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
【００４４】
（１）上記実施例では、アーム保持部材９を昇降させるために、昇降駆動手段であるエアシリンダ８を設けたが、このエアシリンダ８の代わりに、電動モータと螺子送り機構によって構成してもよい。このような構成にすれば、保持アーム７を横臥姿勢にするためにアーム保持部材９が必要とする高さを低くすることができる。また、螺子送り機構の特定の位置でアーム保持部材９を止めることで、保持アーム７を任意の姿勢で処理あるいは待機させておくことができる。
【００４５】
例えば、図６に示すように、アーム支持部材９ａに螺軸６１を通して、この螺軸６１を電動モータ６０により一体回転可能に取付ける構成にする。図示しないモータ制御手段によって電動モータ６０を回転させることで、螺軸６１は、電動モータ６０の回転方向と同一方向に回転し、アーム保持部材９ａを上昇または下降させる。ここで、螺軸６１の特定の位置にアーム保持部材９ａが来たときに、電動モータ６０の回転を止めることで、保持アーム７を任意の姿勢で止めることができる。したがって、実施例のレジスト塗布装置において、保持アーム７を起立姿勢で待機させる必要がないような場合には、横臥姿勢から起立姿勢の姿勢変位の途中である傾斜姿勢における位置を待機位置にすることも可能である。これにより、保持アーム７を変位させる時間を短縮して、処理効率を上げることができる。
【００４６】
（２）上記実施例では、保持アーム７の待機位置を基板処理領域の側方に設定した関係で、保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に変位させる場合に、保持アーム７を上昇変位させながら揺動変位させていたが、保持アーム７の待機位置を上方に設定しておけば、保持アーム７の基端部を中心とする揺動変位だけで保持アーム７を起立姿勢から横臥姿勢に変位させることができる。例えば、図７に示すように、ウエハＷに対する処理位置である保持アーム７の横臥姿勢における基端部を揺動中心Ｐとして、図示しない駆動手段によって、保持アーム７を起立姿勢にする。この起立姿勢した保持アーム７の位置を待機位置とする。このような構成にすれば、アーム駆動機構をより単純な構成にすることができる。
【００４７】
（３）上記実施例では、処理具として薬液供給ノズル（ノズル６）を例にあげたが、ウエハＷに対して洗浄処理を行うための洗浄ブラシを処理具として用いることもできる。このような構成にすることで、設置面積の小さい基板洗浄装置を構成することができる。
【００４８】
（４）上記実施例では、保持アーム７は、水平方向に揺動することができなかったが、保持アーム７を水平方向に揺動可能に構成してもよい。例えば、図１および図２に示した扇形テーブル１０上に水平面内で回転自在な複数個のターンテーブルを配備し、各テーブル上に各保持アーム７のアーム駆動機構１０Ａを搭載する。そして、各ターンテーブルの回転中心と、各アーム駆動機構１０Ａのアーム揺動軸７ａとが鉛直線上に位置するように、エアシリンダ８と保持アーム案内部材１３とを取付ける。この例によれば、保持アーム７に保持されたノズル６を、ウエハＷの中心から外側に向かって、円弧状に揺動させることができる。
【００４９】
（５）上記実施例では、複数個の保持アーム７に、それぞれ個別のアーム駆動機構１０Ａを取り付けたが、選択手段で任意の保持アームを選択し、この選択された保持アームの姿勢を単一のアーム駆動手段で変位させるように構成することもできる。以下、図８〜図１０を参照して、この実施例を説明する。
【００５０】
図１で説明したと同様の２軸駆動機構１１の上に案内部材８７が搭載されている。この案内部材８７上の飛散防止カップ２側に、複数セットの保持アーム７と保持アーム案内部材１３が円弧状に配置されている。保持アーム７や保持アーム案内部材１３の構成は図１に示した実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。この案内部材８７上に、任意の保持アーム７を選択する選択機構８０Ａと、この選択機構８０Ａによって選択された保持アーム７を駆動する単一のアーム駆動機構８０Ｂが配備されている。
【００５１】
まず、選択機構８０Ａの構成を説明する。案内部材８７には、複数個の保持アーム７の円弧状配置に沿うように円弧状のガイド溝８７ａが形成されている。このガイド溝８７ａの傍らにＹ方向に延びる直線状のガイド溝８７ｂが形成されている。この直線状のガイド溝８７ｂに、図９に示すように第１のスライド部材８６の下面から突出している凸部材８６ａが嵌入することにより、第１のスライド部材８６がガイド溝８７ｂに沿ってＹ方向に案内される。さらに、ガイド溝８７ｂに沿って電動モータ８８で回転駆動される螺軸８９が配備され、この螺軸８９に第１のスライド部材８６が螺合されることにより、第１のスライド部材８６が駆動されるようになっている。第１のスライド部材８６にはＸ方向に延びるガイド溝８６ｂが形成されている。この第１のスライド部材８６に第２のスライド部材８５が搭載されている。図９に示すように、この第２のスライド部材８５の下面に突出形成された凸部材８５ａが、第１のスライド部材８６のガイド溝８６ｂを貫通して、案内部材８７の円弧状のガイド溝８７ａに嵌入している。以上の構成により、第１のスライド部材８６がＹ方向に変位すると、第２のスライド部材８５の凸部材８５ａに、円弧状のガイド溝８７ａからＸ方向の力が作用して、第２のスライド部材８５がガイド溝８６ｂに沿ってＸ方向に移動するようになっている。
【００５２】
次に単一のアーム駆動機構８０Ｂの構成を説明する。図１０に示すように、アーム駆動機構８０Ｂは第２のスライド部材８５に搭載されている。このアーム駆動機構８０Ｂは、電動モータ８４と螺軸８３などにより構成された螺子送り機構によって、把持機構８２を昇降駆動するように構成されている。把持機構８２は、図示しないロータリアクチュエータ等で開閉駆動される挟持片８２ａで、保持アーム７のアーム揺動軸７ａに連結固定されたアーム支持部材８１の先端部８１ａを挟持するように構成されている。
【００５３】
上記の構成を備えた選択機構８０Ａおよびアーム駆動機構８０Ｂの動作を説明する。
初期状態で把持機構８２は下限位置にあり、また把持機構８２の挟持片８２ａは開放している。この状態で電動モータ８８が駆動することにより、選択しようとしている特定の保持アーム７の後方位置にまで、第１のスライド部材８６がガイド溝８７ｂに沿ってＹ方向に移動する。第１のスライド部材８６の移動に伴って、第２のスライド部材８５がガイド溝８６ｂに沿ってＸ方向に移動する。その結果、第２のスライド部材８５に搭載された把持機構８２が、特定の保持アーム７を把持するための把持位置に移動する。把持位置に移動した把持機構８２の挟持片８２ａが閉じて、把持機構８２が特定の保持アーム７のアーム支持部材８１を把持する。次に、電動モータ８４が駆動することにより、把持機構８２が上昇する。把持機構８２の上昇に伴い、特定の保持アーム７が起立姿勢から横臥姿勢に変位して、基板の処理が行われる。処理後は、上述した動作とは逆の手順で特定の保持アーム７が待機位置に戻る。
【００５４】
＜第２実施例＞
図１１は本発明の第２実施例に係る基板処理装置の要部の概略構成を示す平面図であり、図１２はその側面図である。以下、この実施例では、第１実施例と同様に基板処理装置の一例である、ウエハにレジストを塗布するレジスト塗布装置について説明する。
【００５５】
この実施例に係るレジスト塗布装置は、大きく分けて、ウエハＷに供給されたレジストを遠心力によってウエハＷの塗布面全体に薄く均一な膜厚に塗り拡げるための回転処理機構と、ウエハＷにレジストを供給するためのレジスト供給機構とを備える。回転処理機構については、第１実施例と同じなので説明を省略する。以下、レジスト供給機構について図面を参照しながら説明する。
【００５６】
レジスト供給機構は次のように構成される。
基板処理領域以外の領域であるアーム待機領域には、図１２に示すように支持台５に固設された２軸駆動機構１１によってテーブル９２が、平面内で直交する２方向に移動自在に取付けられている。このテーブル９２には、アーム直進駆動機構９４を昇降可能にするためのエアシリンダ９３と、第１実施例で説明したのと同様の待機ポット１４とが固設されている。アーム直進駆動機構９４は、本発明の処理具に相当する処理液供給ノズル６（以下、「ノズル６」と呼ぶ）を先端部に備える保持アーム９１を、前後方向に直進移動可能にするものであり、本発明のアーム駆動手段に相当する。保持アーム９１は、基端部においてアーム直進駆動機構９４に接続され、先端部ではノズル６を保持する。この保持アーム９１はアーム直進駆動機構９４とともに、テーブル９２上に次のように配置される。図１１に示すように、７セットの保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを、テーブル９２上に各保持アーム９１の先端部が、スピンチャック１の回転中心すなわち処理位置に向くように放射状に配置する。なお、これら保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とは、７セットに限定するものではなく、その設置個数は任意に設定することができる。
【００５７】
２軸駆動機構１１の構成および動作は、実施例１と同様であり、この第２実施例では、２軸駆動機構１１上にはテーブル９２が一体移動可能に取付けられている。したがって、テーブル９２のＸ、Ｙ方向の動きに連動するように構成された後述するノズル６の位置は、デーブル９２を操作することで任意の位置に移動させることができる。テーブル９２の操作によって、ノズル６の位置を移動させる場合は、例えば後述する保持アーム９１をアーム直進駆動機構９４によって直進移動させてノズル６をウエハＷに対する処理位置にまで持ってきたが、希望する位置に対して多少ずれがあるときに、テーブル９２を移動させてノズルの位置を微調整する場合に使用する。
【００５８】
アーム直進駆動機構９４は、保持アーム９１の基端部に設けられたアーム支持部材９６に螺合する螺軸９４ｄを回転駆動させる電動モータ９４ｃと、保持アーム９１を一定の姿勢に保ったまま直線移動させるための、アーム支持部材９６に貫通するガイド部材９４ｂとを備えている。例えば、図示しない電動モータ制御部によって電動モータ９４ｃを左回転駆動させると、回転力が螺軸９４ｄを通じてアーム支持部材９６に伝わり、アーム支持部材９６はガイド部材９４ｂに沿ってスピンチャック１側に移動する。したがって、電動モータ９４ｃの回転方向を変化させることで、保持アーム９１を自在に移動させることができる。
【００５９】
以下、本実施例に係るレジスト塗布装置の一連の動作について説明する。
第１実施例で説明したように、ウエハＷは、スピンチャック１の回転中心にウエハＷの中心がほぼ一致するように、スピンチャック１に置かれる。このウエハＷをスピンチャック１が吸着保持する。ウエハＷが吸着保持されると飛散防止カップ２は、所定の高さであるウエハＷを囲い込む高さまで、図示しない上昇機構によって上昇する。
【００６０】
飛散防止カップ２の上昇が終了すると、エアシリンダ９３がアーム直進駆動機構９４を上昇させる。この上昇に伴ってノズル６は、待機ポット１４から引き上げられる。エアシリンダ９３によるアーム直進駆動機構９４の上昇が終了すると、アーム直進駆動機構９４は電動モータ９４ｃによって螺軸９４ｄを回転駆動する。これによって、螺軸９４ｄに螺合するアーム支持部材９６と一体に保持アーム９１が直進移動する。保持アーム９１の先端部のノズル６が、ウエハＷに対してレジストを吐出するための位置の上方に来たら、アーム直進駆動機構９４は電動モータ９４ｃの回転駆動を止める。続いて、エアシリンダ９３が収縮して保持アーム９１を下降することで、ノズル６をウエハＷに対してレジストを吐出するための所定の位置にまで下降させる（処理位置）。
【００６１】
処理位置においてノズル６の吐出口からレジストがウエハＷに供給される。レジストの供給が終わると、第１実施例と同様に、スピンチャック１を高速で回転さて、ウエハＷ上にレジストを均一に拡げる。ウエハＷを回転させている間に、エアシリンダ９３は、アーム直進駆動機構９４を上昇させる。続いて、電動モータ９４ｃを回転させて、アーム支持部材９６を電動モータ９４ｃ側に引き戻し、エアシリンダ９３によって、アーム直進駆動機構９４を下降させて、保持アーム９１を待機位置にまで持ってくる。これにより、ノズル６は、待機位置にある待機ポット１４に収納される。
【００６２】
レジスト塗布後のウエハＷは、第１実施例と同様に、搬送機構によって搬出されて次の処理工程に送られる。上述した処理を繰り返し行うことで、所定枚数のウエハを処理することができる。なお、異なるレジストを塗布する場合のように、先に使用した保持アーム９１とは別の保持アーム９１を連続して使用するときには、先に使用した保持アーム９１を待機位置にまで移動させた後、他の保持アーム９１を駆動させればよい。
【００６３】
上述したレジスト塗布装置は、複数個の保持アーム９１を放射状に配列するとともに、処理時には、選択された特定の保持アーム９１を所定の位置にまで直進移動して、ウエハＷに対する処理を行う。つまり、従来の基板処理装置の複数個の保持アームが配置されていた面積に、より多くの保持アームを配置させることができるので、省スペース化を図ることができる。また、保持アームの大きさや長さの異なるものを複数種類用意する必要がないので、部品の共通化を図ることができるとともに、単一種類の駆動機構を各保持アームに取り付ければよいので、装置構成を簡素化することができる。
【００６４】
本発明は、以下のように変形実施することも可能である。
【００６５】
（１）上記実施例では、全ての保持アーム９１をスピンチャック１の回転中心方向にむけて配置したが、例えばウエハＷに対する処理位置（処理液をウエハＷに対して供給する位置）が複数箇所ある場合には、各保持アーム９１をそれぞれ対応する処理位置に向けて配置することもできる。このような構成にすれば、ウエハＷに対する処理位置が複数箇所ある場合にも、各処理位置に対応する保持アーム９１を直進移動させることで、各処理位置における所定の処理をウエハＷに施すことができる。
【００６６】
（２）上記実施例では、アーム直進駆動機構９４における電動モータ９４ｃの位置を、保持アーム９１の基端部側に設けたが、例えば電動モータ９４ｃを保持アーム９１の先端部側に設けることもできる。このような構成にすれば、飛散防止カップ２の下方に存在する空間を有効に活用することができるとともに、待機時における保持アームの後方の領域を少なくすることができるので、省スペース化を図ることができる。
【００６７】
（３）上記実施例では、保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを上下に配置したが、保持アーム９１とアーム直進駆動機構９４とを水平面内で並列配置することもできる。例えば、図１３（ａ）の平面図および図１３（ｂ）の側面図に示すように、螺軸９４ｄに平行になるように、保持アーム９１を取り付ける。このように螺軸９４ｄと保持アーム９１とが左右に並ぶ様な構成にすることで、待機ポット１４の位置を左右何れかにずらして配置することができ、保持アームの長手方向の寸法を縮小することができる。したがって、保持アーム９１の長手方向の待機スペースをさらに縮小化を図ることができる。
【００６８】
（４）上記実施例では、アーム直進駆動機構９４を上昇させることで、待機ポット１４からノズル６を引き上げた後、保持アーム９１を直進移動させて所定の処理を行ったが、アーム直進機構９４を昇降させる代わりに、待機ポット１４に昇降機構を設けることで待機ポット１４を下降させ、ノズル６を待機ポット１４から引き出すこともできる。このように構成すれば、待機ポット１４を昇降させることができる程度の簡易な昇降機構を設けるだけでよく、昇降機構を簡素化することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、処理具を先端部に保持する保持アームを、基板処理領域の片側に放射状に並べて配置するので、従来の基板処理装置における保持アームの待機スペースに、従来と比べてより多くの保持アームを配置することができる。したがって、複数個の保持アームを待機スペースに配置する場合に、待機スペースの省スペース化を図ることができる。
【００７０】
請求項２に記載の発明によれば、保持アームを駆動するアーム駆動手段によって、保持アームを直進移動させることで、保持アームに保持する処理具を基板に対する処理位置にまで持ってくる。したがって、保持アームを直進移動させるための単一種類の駆動機構を取り付ければよく、保持アームの駆動機構を簡素化することもできる。
【００７１】
請求項３に記載の発明によれば、処理具を先端部に保持する保持アームの姿勢を、処理を行わない場合には、ほぼ起立姿勢で待機させる一方、処理を行う場合には、ほぼ横臥姿勢となるように構成するとともに、待機時のほぼ起立姿勢の保持アームを、基板処理領域の周りに放射状に配置したので、待機時の保持アームの待機スペース、特に平面視したときの待機スペースを縮小することができる。また、基板の大型化に伴い保持アームが長くなっても、平面視した状態の待機スペースは拡大しないので、大型の基板を扱う基板処理装置であっても、全体として装置をコンパクトに構成することも可能である。
【００７２】
請求項４に記載の発明によれば、複数個の保持アームを基板処理領域の側方に放射状に、ほぼ起立姿勢で待機させているので、平面視した状態の保持アームの待機スペースを縮小することができるとともに、保持アームの待機スペースの高さを低くすることができる。したがって、基板処理装置の高さも極力低くすることもできる。
【００７３】
請求項５に記載の発明によれば、アーム駆動手段を、昇降駆動手段と保持アーム案内部材とカムホロアとによって構成しているので、アーム駆動手段を簡易な構成とすることができるとともに、基板処理装置の製造コストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】第１実施例に係る装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】第１実施例に係る装置のアーム駆動機構による保持アームの動きを示す図である。
【図４】第１実施例に係る保持アームの内部構成を示す図である。
【図５】第１実施例に係る保持アームと処理具との接続部を示す拡大図である。
【図６】第１実施例のアーム駆動機構の変形例の要部を示す側面図である。
【図７】変形例に係る保持アームの動作を示す側面図である。
【図８】変形例に係る保持アームの選択機構を示す平面図である。
【図９】変形例に係る保持アームの選択機構の要部の断面図である。
【図１０】変形例に係る保持アームの選択機構とアーム駆動機構とを示す側面図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】第２実施例に係る装置の概略構成を示す側面図である。
【図１３】変形例に係る保持アームのアーム直進駆動機構の概略構成を示す平面図である。
【図１４】従来の第１の基板処理装置の平面図である。
【図１５】従来の第２の基板処理装置の平面図である。
【符号の説明】
１ … スピンチャック
２ … 飛散防止カップ
６ … ノズル
７ … 保持アーム
７ａ… アーム揺動軸
７ｂ… カムホロア
８ … エアシリンダ
９ … アーム支持部材
１０ … 扇形テーブル
１０Ａ… アーム駆動機構
１１ … ２軸駆動機構
１３ … 保持アーム案内部材
１３ａ… カム溝
１４ … 待機ポット
４０ … 第２のプーリ
４１ … 第１のプーリ
４２ … 歯付き無端状ベルト
５１ … ベアリング
５２ … 磁気性流体
６０ … 電動モータ
６１ … 螺軸
７０ … 矩形テーブル
８０Ａ… 選択機構
８０Ｂ… アーム駆動機構
９１ … 保持アーム
９２ … テーブル
９４ … アーム直進駆動機構
Ｗ … 基板
Claims (5)
- 所定の基板処理領域にある基板に対して処理を行う基板処理装置において、
基板に対して処理を行う処理具を各々の先端部に保持する複数個の保持アームと、
前記処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームの位置を変位させるアーム駆動手段とを備え、
かつ、前記複数個の保持アームが、前記基板処理領域の片側に放射状に並べて配置されている
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記アーム駆動手段は、
基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置に水平姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームを直進移動させる基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記アーム駆動手段は、
基板に対して処理を行わないときには前記保持アームを基板処理領域から外れた待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させる基板処理装置。 - 請求項３に記載の基板処理装置において、
前記アーム駆動手段は、
基板に対して処理を行わないときに、前記保持アームを基板処理領域の側方に設定された待機位置にほぼ起立姿勢で待機させる一方、基板に対して処理を行うときに、待機位置にある前記保持アームを上昇変位させるとともに、揺動変位させることによって、処理具が基板に対する処理位置に来るように、前記保持アームをほぼ横臥姿勢に変位させる基板処理装置。 - 請求項４に記載の基板処理装置において、
前記アーム駆動手段は、
前記保持アームの揺動変位を許容するように保持アームの基端部に係合して、保持アームを昇降させる昇降駆動手段と、
待機位置にある保持アームに並設され、保持アームをほぼ起立姿勢からほぼ横臥姿勢へと案内するために、ほぼ上下方向に延びるカム溝が形成された保持アーム案内部材と、
前記保持アームの基端部側で前記保持アームの揺動変位の中心から外れた位置に取付けられ、前記カム溝に沿って変位するカムホロアと
から構成されている基板処理装置。
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-
1997
- 1997-09-18 JP JP25325897A patent/JP3578608B2/ja not_active Expired - Fee Related
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