JP4327537B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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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。 The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing predetermined processing on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer.
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装置として、例えば、特許文献1に記載されるような装置がある。特許文献1に記載される装置は、基板に対して処理液を供給するノズルと、処理液をノズルに導く配管と、ノズルを把持して移動可能なノズル把持部と、ノズル把持部を基板の上方位置(吐出位置)と基板の外方の待機位置との間で移動させる移動手段とを備える。
しかしながら、このような装置では、ノズルを基板の上方位置(吐出位置)と基板の外方の待機位置との間で移動させるときに、移動するノズルに接続される配管が、待機位置に位置する他のノズルに接続される処理液配管や、その他の部品に接触することにより、それらの部品を損傷させたり、その接触によって装置内にパーティクルを発生させたりする恐れがある。 However, in such an apparatus, when the nozzle is moved between the upper position (discharge position) of the substrate and the standby position outside the substrate, the pipe connected to the moving nozzle is positioned at the standby position. Contact with processing liquid piping connected to other nozzles or other parts may damage those parts or generate particles in the apparatus due to the contact.
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、移動するノズルに接続される配管が他の部品と干渉することを回避することができる基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a substrate processing apparatus capable of avoiding that a pipe connected to a moving nozzle interferes with other parts. Objective.
請求項1に記載の発明は、基板を保持して回転するスピンチャックと、前記スピンチャックに保持された基板の側方に並列して複数個配置され、前記スピンチャックに保持された基板表面に対して処理液を吐出するためのノズルと、可撓性を有し、前記各ノズルに接続される処理液供給管と、前記複数のノズルのうち一つのノズルを、前記ノズルの並列する方向および前記ノズルの並列する方向と交差する方向に移動させることにより、前記スピンチャックに保持された基板表面に対向する吐出位置と前記基板表面上から離れた待機位置との間で移動させる移動手段と、前記ノズルの前記ノズルの並列する方向への移動に伴う、前記処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した領域の前記ノズルの並列する方向への移動を制限する規制部材とを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of spin chucks that hold and rotate a substrate, and a plurality of spin chucks arranged in parallel to the sides of the substrate held by the spin chuck are arranged on the surface of the substrate held by the spin chuck. A nozzle for discharging a treatment liquid, a flexible treatment liquid supply pipe connected to each of the nozzles, and one nozzle among the plurality of nozzles in a direction in which the nozzles are arranged in parallel; Moving means for moving between a discharge position facing the substrate surface held by the spin chuck and a standby position away from the substrate surface by moving in a direction crossing the direction in which the nozzles are arranged in parallel; due to movement in a direction parallel of the nozzle of the nozzle, the nozzle in the processing liquid supply pipe is spaced than the region to follow to move in a direction parallel nozzle area Characterized in that it comprises a regulating member for limiting the movement in the direction in parallel of the nozzle.
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、前記規制部材は、その一端が前記複数のノズルの並列する方向と垂直な方向に揺動自在に軸支され、他端が前記各処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した部分と結合するアーム部材からなる。 According to a second aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first aspect, one end of the restricting member is pivotally supported in a direction perpendicular to a direction in which the plurality of nozzles are arranged in parallel. The end is composed of an arm member that is coupled to a portion that is separated from a region that follows the movement of the nozzles in the processing liquid supply pipes in the direction in which the nozzles are arranged in parallel .
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、前記規制部材は、ノズル使用時における前記処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した領域の間を仕切る板部材からなる。 According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus of the first aspect, the regulating member follows the movement of the nozzle in the processing liquid supply pipe in the direction in which the nozzles are arranged in parallel when the nozzle is used. It consists of a plate member that partitions between regions separated from the region.
請求項1に記載の発明によれば、ノズルの並列する方向への移動に伴う処理液供給管のノズルの並列する方向への移動を制限する規制部材とを備えることから、移動するノズルに接続される処理液供給管が他の部品と干渉することを回避することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the restriction member that restricts the movement of the processing liquid supply pipe in the parallel direction of the nozzle in accordance with the movement of the nozzle in the parallel direction is provided, it is connected to the moving nozzle. It is possible to avoid the processing liquid supply pipe to be interfered with other parts.
請求項2に記載の発明は、規制部材は、その一端が前記複数のノズルの並列する方向と垂直な方向に揺動自在に軸支され、他端が前記各処理液供給管と結合するアーム部材からなることから、ノズルが空間的に移動することに伴って処理液供給管が変形する場合においても、処理液供給管の変形が規制され、他の部品との干渉を回避することができる。 According to a second aspect of the present invention, the regulating member is pivotally supported such that one end thereof is swingable in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of nozzles are arranged in parallel, and the other end is coupled to each of the processing liquid supply pipes. Since it is made of a member, even when the processing liquid supply pipe is deformed as the nozzle moves spatially, deformation of the processing liquid supply pipe is restricted, and interference with other parts can be avoided. .
請求項3に記載の発明は、規制部材は、各処理液供給管の間を仕切る板部材からなることから、簡易な構成でありながら、ノズルが空間的に移動することに伴って処理液供給管が変形する場合においても、処理液供給管の変形が規制され、他の部品との干渉を回避することができる。 In the invention according to claim 3, since the restricting member is composed of a plate member for partitioning between the processing liquid supply pipes, the processing liquid is supplied as the nozzle moves spatially while having a simple configuration. Even when the tube is deformed, deformation of the processing liquid supply tube is restricted, and interference with other components can be avoided.
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は、この発明に係る基板処理装置の要部を示す平面図である。また、図2はその正面図であり、図3はその側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a main part of a substrate processing apparatus according to the present invention. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a side view thereof.
この基板処理装置は、その内部で基板Wを処理するためのチャンバ1と、チャンバ1内に配置される基板Wの側方に並列して配置される10個のノズル21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、21h、21i、21j(以下、10個の「ノズル21a乃至21j」を総称する場合は、「ノズル21」とする)と、各ノズル21a乃至21jに接続される処理液供給管22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g、22h、22i、22j(以下、10本の「処理液供給管22a乃至22j」を総称する場合は、「処理液供給管22」とする)と、10個のノズル21のうち一つのノズルを把持するノズル把持部材23と、ノズル把持部材23によって把持されたノズル21をX軸方向に移動させるX軸移動機構30と、ノズル把持部材23によって把持されたノズル21をY軸方向に移動させるY軸移動機構40と、ノズル把持部材23によって把持されたノズル21をZ軸方向に移動させるZ軸移動機構50と、ノズル21の並列する方向へのノズルの移動に伴う処理液供給管22のノズル21の並列する方向への移動を制限する規制部材としてのアーム部材24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、24h、24i,24j(以下、10本の「アーム部材24a乃至24j」を総称する場合は、「アーム部材24」とする)とを備える。
This substrate processing apparatus has a chamber 1 for processing a substrate W therein and ten
ノズル21は、チャンバ1内に配置された基板Wの表面に対して処理液を吐出するためのものである。各ノズル21は、図示しない処理液タンクから処理液を供給するためのものであり、各処理液供給管22に接続され、処理液供給管22を介して処理液タンクに接続される。また、各ノズル21は、待機状態においては、図2に示すノズル載置部材26上に支持される。
The
ノズル把持部材23は、ノズル21と結合するためのノズル把持部23aを有する。また、ノズル把持部材23は、X軸移動機構30と接続される。そして、X軸移動機構30は、Z軸移動機構50と接続され、Z軸移動機構50は、さらに、Y軸移動機構40と接続される。このため、ノズル把持部材23は、これらのX軸、Y軸およびZ軸の3軸方向に移動可能である。
The
X軸移動機構30は、図示しない回転モータと、この回転モータに連結される駆動プーリ31と、同期ベルト33と、同期ベルト33により駆動プーリと同期して回転する従動プーリ32とを備える。同期ベルト33および36はノズル把持部材23と連結し、このX軸駆動機構30における回転モータの回転による同期ベルト33および36の駆動に伴い、ノズル把持部材23をX軸方向に移動させることが可能となる。
The
Z軸移動機構50は、Z軸方向に伸縮可能なシリンダ51と、図示しないスライド部材とを備える。このスライド部材は、X軸移動機構30と連結する。このように構成されることより、シリンダ51の伸縮に伴い、X軸移動機構30をZ軸方向に移動させることが可能となる。
The Z-
Y軸移動機構40は、図示しない回転モータと、この回転モータに連結される駆動プーリ41と、同期ベルト43と、同期ベルト43により駆動プーリと同期して回転する従動プーリ42a、42bとを備える。同期ベルト43は、Z軸駆動機構50と連結し、このY軸駆動機構40における回転モータの回転による同期ベルト43の駆動に伴い、Z軸移動機構50をY軸方向に移動させることが可能となる。
The Y-
以上に説明した、X軸移動機構30、Y軸移動以降40およびZ軸移動機構50の構成により、X軸移動機構30に連結されるノズル把持部材23は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に移動することが可能となる。
With the configuration of the
図4はこの発明に係る基板処理装置におけるノズル21が移動する様子を示す側面図であり、図5はその斜視図である。また図6は、この発明に係る基板処理装置におけるアーム部材24と、処理液供給管22と、これらを結合する係止部材25と、を示す斜視図である。
FIG. 4 is a side view showing how the
アーム部材24は、その一端がノズル21の並列する方向と垂直な方向にのみ揺動自在に軸支され、その他端は係止部材25により処理液供給管22と結合される。このため、ノズル21が先に説明したようにX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動する場合においても、それに伴って移動するノズル21に接続される処理液供給管22の変形が、ノズル21の並列する方向と垂直な方向のみに規制される。これにより、当該処理液供給管22が、他のノズル21やそれらに接続される処理液供給管22等と干渉することを回避することができる。この結果、移動するノズル21に接続される処理液供給管22が他の部品に接触することにより、それらの部品を損傷させたり、その接触によって装置内にパーティクルを発生させるたりすることをを防止することができる。
One end of the
なお、図6に示すように、アーム部材24は角柱形状を有し、この係止部材25は、アーム部材24の形状に対応した形状を有しているため、アーム部材24に対して、捩れを生じることはない。
As shown in FIG. 6, the
図7は、この発明に係る基板処理装置におけるチャンバ1内の飛散防止カップ12周辺の様子を示す側断面図であり、図8はその平面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing a state around the
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。
The chamber 1 is connected to a gas supply mechanism for supplying a gas to the inside and a gas discharge mechanism for discharging the internal gas in order to prevent the substrate from being contaminated by the processing liquid remaining inside. During the processing of the substrate W, it is preferable that gas supply and exhaust are always performed in the
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12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、大元は危機感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12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90内に汚染された気体が流入す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。
The anti-scatter
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。
In the chamber 1, the spin chuck 11 that rotates while holding the substrate W, the
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。 The spin chuck 11 is connected to a vacuum pump and a rotary motor (not shown). For this reason, when the substrate W is placed on the spin chuck 11, the substrate W is sucked and held and is rotatable about the shaft 11 a.
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。
The
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。
The
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。
The pressing
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(図8参照)とを備える。
The pressing
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。
One of the two sensors 63 is disposed at a position corresponding to the highest position in the up-and-down movement of the pressing
なお、図9は、この発明の他の実施形態に係る基板処理装置におけるノズル21が移動する様子を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing how the
先に説明した基板処理装置は、図5に示すように、ノズル21の並列する方向へのノズルの移動に伴う処理液供給管22のノズル21の並列する方向への移動を制限する規制部材がアーム部材24から構成されていたが、図14に示すように、規制部材は、各ノズル21に接続される各処理液供給管22を仕切る複数の板部材27から構成してもよい。
In the substrate processing apparatus described above, as shown in FIG. 5, the regulating member that restricts the movement of the
各板部材27は、その平面がノズル21の並列する方向と垂直な方向になるように固定される。このため、ノズル21が先に説明したようにX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動する場合においても、それに伴って移動するノズル21に接続される処理液供給管22の変形が、ノズル21の並列する方向においては、各板部材27に仕切られる範囲内に規制される。これにより、当該処理液供給管22が、他のノズル21やそれらに接続される処理液供給管22等と干渉することを回避することができる。この結果、移動するノズル21に接続される処理液供給管22が他の部品に接触することにより、それらの部品を損傷させたり、その接触によって装置内にパーティクルを発生させるたりすることをを防止することができる。
Each
このような構成とすることにより、簡易な構成でありながら、ノズル21が空間的に移動することに伴って処理液供給管22が変形する場合においても、処理液供給管22の変形が規制され、他の部品との干渉を回避することができる。
With such a configuration, even when the processing
さらに、先に説明した基板処理装置は、アーム部材24は角柱形状を有し、係止部材25はアーム部材24の形状に対応した形状を有していることとしていたが、アーム部材24は円柱形状またはその他の柱形状であっても、アーム部材24形状に対応した形状を有する係止部材25であればよい。
Further, in the substrate processing apparatus described above, the
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
21 ノズル
22 処理液供給管
23 ノズル把持部材
24 アーム部材
25 係止部材
26 ノズル載置台
27 板部材
30 X軸駆動機構
31 駆動プーリ
32 従動プーリ
33 同期ベルト
40 Y軸駆動機構
41 駆動プーリ
42 従動プーリ
43 同期ベルト
50 Z軸駆動機構
51 シリンダ
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記スピンチャックに保持された基板の側方に並列して複数個配置され、前記スピンチャックに保持された基板表面に対して処理液を吐出するためのノズルと、
可撓性を有し、前記各ノズルに接続される処理液供給管と、
前記複数のノズルのうち一つのノズルを、前記ノズルの並列する方向および前記ノズルの並列する方向と交差する方向に移動させることにより、前記スピンチャックに保持された基板表面に対向する吐出位置と前記基板表面上から離れた待機位置との間で移動させる移動手段と、
前記ノズルの前記ノズルの並列する方向への移動に伴う、前記処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した領域の前記ノズルの並列する方向への移動を制限する規制部材と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A spin chuck that rotates while holding the substrate;
A plurality of nozzles arranged in parallel to the sides of the substrate held by the spin chuck and for discharging a processing liquid to the substrate surface held by the spin chuck;
A treatment liquid supply pipe having flexibility and connected to each nozzle;
By moving one of the plurality of nozzles in a direction in which the nozzles are juxtaposed and in a direction crossing the direction in which the nozzles are juxtaposed, a discharge position facing the substrate surface held by the spin chuck, and Moving means for moving between a standby position away from the substrate surface; and
In the direction in which the nozzles are arranged in a region separated from the region following the movement of the nozzles in the processing liquid supply pipe in the direction in which the nozzles are arranged in line with the movement of the nozzles in the direction in which the nozzles are arranged in parallel. A restricting member that restricts movement of the
A substrate processing apparatus comprising:
前記規制部材は、その一端が前記複数のノズルの並列する方向と垂直な方向に揺動自在に軸支され、他端が前記各処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した部分と結合するアーム部材からなる基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
One end of the restricting member is pivotally supported in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of nozzles are arranged in parallel, and the other end is moved in a direction in which the nozzles in the processing liquid supply pipes are arranged in parallel with the nozzles. board processing apparatus comprising a arm member that binds to particular track away portions than the region.
前記規制部材は、ノズル使用時における前記処理液供給管における前記ノズルがノズルの並列する方向に移動することに追従する領域よりも離隔した領域の間を仕切る板部材からなる基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The said regulating member is a substrate processing apparatus which consists of a board member which partitions off between the area | regions separated from the area | region which tracks that the said nozzle in the said process liquid supply pipe | tube at the time of nozzle use moves to the direction where a nozzle parallels .
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