JP4398262B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

この発明は、半導体ウエハ、フラットパネルディスプレイ(FPD)用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、プリント基板等の基板を搬送しつつ、超音波・高圧ジェット洗浄処理、水洗処理、エアーナイフ乾燥処理、エッチング処理、現像処理、剥離処理等の各種処理を基板に対して施す基板処理装置に関する。
半導体ウエハやFPD用ガラス基板等の基板に対して超音波・高圧ジェット洗浄処理、水洗処理、エッチング処理等のウエット処理を施す場合には、超音波・高圧ジェット洗浄装置、水洗装置、エッチング装置等の処理ツールが内部に配設されたチャンバを備えた基板処理装置が使用される。そして、ローラコンベア等の搬送機構によって基板を搬送しつつ、チャンバ内において基板へ純水やエッチング液等の薬液を供給し、基板に対して所定の処理を施すようにする。このように、基板は、チャンバ内を搬送されつつ、チャンバ内においてウェット処理される
また、チャンバを備えないでノズル構成体からなる処理ツールを備えた基板処理装置が提案されている。すなわち、一端に処理液を導入するための導入口を有する導入通路と一端にウェット処理後のウェット処理液を系外へ排出するための排出口を有する排出通路とを形成し、導入通路と排出通路とをそれぞれの他端において交差させて交差部を形成して、その交差部に、基板に向けて開口する開口部を設けたノズル構成体からなる処理ツールを備えた基板処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−163153号公報(第7−8頁、図11、図12)
超音波・高圧ジェット洗浄装置、水洗装置、エッチング装置等の処理ツールが内部に配設されたチャンバを備えた基板処理装置では、チャンバ内から基板入口や基板出口を通して周辺雰囲気へ処理液の飛沫や蒸発気体が拡散する恐れがある。
一方、チャンバを備えないでノズル構成体からなる処理ツールを備えた基板処理装置は、排出通路外への薬液や純水の流出や飛散を防止するための手段や制御が必要であり、装置構成や制御機構が複雑化する。また、ノズル構成体の開口部から周辺雰囲気へ処理液の飛沫や蒸発気体が拡散する恐れもある。
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理ツールが内部に配設されたチャンバを備えた構成を有する装置であって、チャンバの内部雰囲気と外部雰囲気とを常時、確実に隔絶して、処理液の流出や飛散を確実に防止することができ、周辺雰囲気へ処理液の飛沫や蒸発気体が拡散する恐れもない基板処理装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、基板入口および基板出口を有する密閉型のチャンバと、このチャンバの内部に配設され基板に対して所定の処理を施す処理ツールと、この処理ツールに対し基板を相対的に移動させる移動手段とを備えた基板処理装置において、前記処理ツールが配設されたチャンバと基板とを相対的に移動させるようにし、前記チャンバの基板入口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吐出口をそれぞれ有し、その気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体をそれぞれ吐出する上・下一対の入口側気体吐出手段と、前記チャンバの基板入口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吸入口をそれぞれ有し、その気体吸入口を通してカーテン用気体をそれぞれ吸入する上・下一対の入口側気体吸入手段と、前記チャンバの基板出口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吐出口をそれぞれ有し、その気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体をそれぞれ吐出する上・下一対の出口側気体吐出手段と、前記チャンバの基板出口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吸入口をそれぞれ有し、その気体吸入口を通してカーテン用気体をそれぞれ吸入する上・下一対の出口側気体吸入手段と、前記チャンバの基板入口に基板が存在するときは、前記上・下一対の入口側気体吐出手段と前記上・下一対の入口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板出口に基板が存在するときは、前記上・下一対の出口側気体吐出手段と前記上・下一対の出口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板入口に基板が存在しないときは、前記上方側または下方側の入口側気体吐出手段と前記下方側または上方側の入口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板出口に基板が存在しないときは、前記上方側または下方側の出口側気体吐出手段と前記下方側または上方側の出口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させるように切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の基板処理装置において、前記チャンバが、基板の相対的移動方向に複数連設されたことを特徴とする。
請求項1に係る発明の基板処理装置においては、基板に対して所定の処理を施す処理ツールが密閉型のチャンバの内部に配設され、チャンバの内部雰囲気と外部雰囲気とが、それぞれ上・下一対の入口側気体吐出手段および入口側気体吸入手段ならびに出口側気体吐出手段および出口側気体吸入手段によって確実に隔絶されるので、処理液の流出や飛散を確実に防止することができ、また、周辺雰囲気への処理液の飛沫や蒸発気体の拡散も防止することができる
すなわち、チャンバ内に基板が存在しないときは、チャンバの基板入口および基板出口においてそれぞれ、上方側または下方側の気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体が吐出されるとともに、下方側または上方側の気体吸入手段の気体吸入口を通してカーテン用気体が吸入されることにより、気体のカーテンが形成される。
チャンバ内に基板の一部が相対的に移動してきて、チャンバの基板入口に基板が存在し基板出口に基板が存在しないときは、チャンバの基板入口において、上・下一対の入口側気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてそれぞれカーテン用気体が吐出され、各カーテン用気体が、基板の上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対の入口側気体吸入手段の気体吸入口を通してそれぞれ吸入されることにより、基板の上・下両面側にそれぞれ気体のカーテンが形成される。一方、チャンバの基板出口においては、上方側または下方側の出口側気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体が吐出されるとともに、下方側または上方側の出口側気体吸入手段の気体吸入口を通してカーテン用気体が吸入されることにより、気体のカーテンが形成される。
チャンバ内に基板が相対的に移動してきて、チャンバの基板入口および基板出口に基板が存在するときは、チャンバの基板入口および基板出口においてそれぞれ、上・下一対の気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてそれぞれカーテン用気体が吐出され、各カーテン用気体が、基板の上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対の気体吸入手段の気体吸入口を通してそれぞれ吸入されることにより、基板の上・下両面側にそれぞれ気体のカーテンが形成される。
また、チャンバの基板入口に基板が存在しないで基板出口に基板が存在するときは、チャンバの基板入口において、上方側または下方側の入口側気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体が吐出されるとともに、下方側または上方側の入口側気体吸入手段の気体吸入口を通してカーテン用気体が吸入されることにより、気体のカーテンが形成される。一方、チャンバの基板出口においては、上・下一対の出口側気体吐出手段の気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてそれぞれカーテン用気体が吐出され、各カーテン用気体が、基板の上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対の出口側気体吸入手段の気体吸入口を通してそれぞれ吸入されることにより、基板の上・下両面側にそれぞれ気体のカーテンが形成される。
以上のような作用により、チャンバの内部雰囲気と外部雰囲気とを常時、確実に隔絶することができる。
請求項2に係る発明の基板処理装置では、複数連設されたチャンバにより基板に対して複数種類の処理、例えばエッチング処理、水洗処理および乾燥処理が連続して施される
図1ないし図8を参照しながら、この発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、この発明の実施形態の1例を示し、基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。なお、図1においては(図3においても)、エアー、窒素ガス等の気体供給機構や気体排出機構についての図示を省略している。
この基板処理装置は、基板搬入口12および基板搬出口14を有する密閉型のチャンバ10を備えている。チャンバ10の内部には、基板Wに対し所定の処理を施す処理ツールとして超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理部16およびエアーナイフ乾燥処理部18が配設されている。超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理部16およびエアーナイフ乾燥処理部18は、基板Wの搬送路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれ設置されている。また、基板Wの、チャンバ10内への搬入、チャンバ10内での搬送およびチャンバ10内からの搬出を行うためのローラコンベア20を備えている。
チャンバ10は、図2に概略平面図を示すように、その幅が基板Wの搬送方向と直交する方向における寸法と同等もしくはそれより大きくされており、その長さが基板Wの搬送方向における寸法より小さくされている。このため、基板Wは、その一部がチャンバ10内に収容された状態で、その収容部分に対して超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理やエアーナイフ乾燥処理が施される。そして、基板Wは、ローラコンベア20により搬送されて各部が順次チャンバ10内を通過していき、基板Wの全体がチャンバ10内を通過し終わることにより、基板Wの全面に対する処理が終了する。このように、チャンバ10の平面形状が基板Wより小さくされていることにより、装置全体を小型化することができる。また、チャンバ10には、基板搬入口12および基板搬出口14にそれぞれ気体供給手段および気体排出手段が設けられているが、それについては後述する。なお、チャンバ10には排水口も設けられているが、その図示は省略する。
図3は、この発明の別の実施形態である基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。この基板処理装置は、図1に示した基板処理装置におけるチャンバ10と同様のチャンバ10(図3においても、図1に示した基板処理装置と共通する構成部材には図1で使用した符号と同一符号を付して、それらについての説明を省略する)を備えているとともに、チャンバ10の上流側に別のチャンバ32が設置されている。チャンバ32も、基板搬入口34および基板搬出口36を有する密閉型であり、チャンバ32の内部には、基板Wの上面に対してエッチング処理を施すエッチング処理部38が配設されている。また、チャンバ32の内部には、基板Wを搬送するためのローラコンベア22が配設されている。
チャンバ10と同様にチャンバ32も、その幅が基板Wの搬送方向と直交する方向における寸法と同等もしくはそれより大きくされ、その長さが基板Wの搬送方向における寸法より小さくされている。このため、基板Wは、その一部がチャンバ32内に収容された状態で、その収容部分に対してエッチング処理が施され、基板Wがローラコンベア22により搬送されて各部が順次チャンバ32内を通過していくことにより、基板Wの全面に対しエッチング処理が行われる。この基板処理装置では、2つ連設されたチャンバ32、10により基板Wに対してエッチング処理ならびに超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理およびエアーナイフ乾燥処理が連続して施されるが、各チャンバ32、10は、その長さが基板Wの搬送方向における寸法よりそれぞれ小さくされているので、装置全体を小型化することができる。また、チャンバ32にも、基板搬入口34および基板搬出口36にそれぞれ気体供給手段および気体排出手段が設けられている。
図4ないし図7により、チャンバの基板搬入口および基板搬出口にそれぞれ配設された気体供給手段および気体排出手段について説明する。図4ないし図7は、チャンバの概略構成を示す基板搬送方向に沿った断面図である。なお、図ないし図7において、符号80で示すチャンバは、図1および図3に示したチャンバ10、32に対応し、符号82および84でそれぞれ示す基板搬入口82および基板搬出口84は、図1および図3に示した基板搬入口12、34および基板搬出口14、36にそれぞれ対応し、符号86で示す処理ツールは、図1および図3に示した超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理部16やエアーナイフ乾燥処理部18、エッチング処理部38といった処理ツールに対応するものとして、以下に説明する。
ャンバ80の基板搬入口82に基板搬送路を挟んでその上方側および下方側に、基板搬送路に近接して対向するようにエアー吐出口が開口した上・下一対のエアー吐出通路88a、88bが形設されており、各エアー吐出通路88a、88bに、エアー供給源(図示せず)に流路接続されたエアー供給管90a、90bがそれぞれ連通接続されている。また、基板搬送路を挟んでその上方側および下方側に、エアー吐出通路88a、88bに隣接し、基板搬送路に近接して対向するようにエアー吸入口が開口した上・下一対のエアー吸入通路92a、92bが形設されており、各エアー吸入通路92a、92bに、真空排気ポンプ(図示せず)に流路接続された排気管94a、94bがそれぞれ連通接続されている。エアー吐出通路88a、88bおよびエアー吸入通路92a、92bは、それぞれ基板搬入口82の開口幅(基板搬送方向と直交する方向における開口幅)の全体にわたって配設されている。そして、エアー吐出通路88a、88bからは、そのエアー吐出口から基板搬送路に向けてカーテン用エアーが吐出され、その吐出されたエアーがエアー吸入口を通ってエアー吸入通路92a、92b内へ吸入されて、後述するように基板搬入口82にエアーカーテンが形成されるようになっている。
また、チャンバ80の基板搬出口84にも同様に、基板搬送路を挟んでその上方側および下方側に、基板搬送路に近接して対向するようにエアー吐出口が開口した上・下一対のエアー吐出通路96a、96bが形設されており、各エアー吐出通路96a、96bに、エアー供給源(図示せず)に流路接続されたエアー供給管98a、98bがそれぞれ連通接続されている。また、基板搬送路を挟んでその上方側および下方側に、エアー吐出通路96a、96bに隣接し、基板搬送路に近接して対向するようにエアー吸入口が開口した上・下一対のエアー吸入通路100a、100bが形設されており、各エアー吸入通路100a、100bに、真空排気ポンプ(図示せず)に流路接続された排気管102a、102bがそれぞれ連通接続されている。
図示していないが、各エアー供給管90a、90b、98a、98bおよび各排気管94a、94b、102a、102bには開閉制御弁がそれぞれ介挿されている。そして、各開閉制御弁を制御装置によりそれぞれ切替え制御することにより、基板搬入口82および基板搬出口84に常にエアーカーテンが形成され、チャンバ80の内部雰囲気と外部雰囲気とが常時、確実に隔絶されるように構成されている。この切替え動作は、以下のようにして行われる。
まず、図4に示すように、チャンバ80内に基板Wが存在するときは、チャンバ80の基板搬入口82および基板搬出口84においてそれぞれ、上・下一対のエアー吐出通路88a、88b;96a、96bのエアー吐出口から基板搬送路に向けてそれぞれエアーが吐出され、その吐出された各エアーは、基板Wの上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対のエアー吸入通路92a、92b;100a、100b内へエアー吸入口を通ってそれぞれ吸入され排気される。これにより、チャンバ80の基板搬入口82および基板搬出口84における基板Wの上・下両面側にそれぞれエアーカーテンが形成される。
次に、図5に示すように、チャンバ80内に基板Wが存在しないときは、チャンバ80の基板搬入口82および基板搬出口84においてそれぞれ、上方側または下方側(図示例では上方側)のエアー吐出通路88a、96aのエアー吐出口から基板搬送路に向けてエアーが吐出され、その吐出されたエアーは、下方側または上方側(図示例では下方側)のエアー吸入通路92b、100b内へエアー吸入口を通って吸入され排気される。このように、上・下一対のエアー吐出通路88a、88b;96a、96bのうち一方側のみのエアー吐出口からエアーを吐出し、上・下一対のエアー吸入通路92a、92b;100a、100bのうち、エアーが吐出されるエアー吐出通路と対向する側のみのエアー吸入口にエアーを吸入することにより、チャンバ80の基板搬入口82および基板搬出口84にそれぞれエアーカーテンが形成される。
また、図6に示すように、基板Wの先端がチャンバ80内に位置するときは、チャンバ80の基板搬入口82において、上・下一対のエアー吐出通路88a、88bのエアー吐出口から基板搬送路に向けてそれぞれエアーが吐出され、その吐出された各エアーは、基板Wの上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対のエアー吸入通路92a、92b内へエアー吸入口を通ってそれぞれ吸入され排気される。これにより、チャンバ80の基板搬入口82における基板Wの上・下両面側にそれぞれエアーカーテンが形成される。一方、チャンバ80の基板搬出口84においては、上方側または下方側(図示例では上方側)のエアー吐出通路96aのエアー吐出口から基板搬送路に向けてエアーが吐出され、その吐出されたエアーは、下方側または上方側(図示例では下方側)のエアー吸入通路100b内へエアー吸入口を通って吸入され排気される。これにより、チャンバ80の基板搬出口84にエアーカーテンが形成される。
また、図7に示すように、基板Wの後端がチャンバ80内に位置するときは、チャンバ80の基板搬入口82において、上方側または下方側(図示例では上方側)のエアー吐出通路88aのエアー吐出口から基板搬送路に向けてエアーが吐出され、その吐出されたエアーは、下方側または上方側(図示例では下方側)のエアー吸入通路92b内へエアー吸入口を通って吸入され排気される。これにより、チャンバ80の基板搬入口82にエアーカーテンが形成される。一方、チャンバ80の基板搬出口84においては、上・下一対のエアー吐出通路96a、96bのエアー吐出口から基板搬送路に向けてそれぞれエアーが吐出され、その吐出された各エアーは、基板Wの上面および下面でそれぞれはね返って、上・下一対のエアー吸入通路100a、100b内へエアー吸入口を通ってそれぞれ吸入され排気される。これにより、チャンバ80の基板搬出口84における基板Wの上・下両面側にそれぞれエアーカーテンが形成される。
以上説明したような各動作により、チャンバ80の基板搬入口82および基板搬出口84における基板Wの上・下両面側にそれぞれエアーカーテンが形成される。これにより、チャンバ80の内部雰囲気と外部雰囲気とが常時、確実に隔絶されるので、処理液の流出や飛散が確実に防止され、洗浄に使用された純水の飛沫やエアーナイフによって基板W上から除去され蒸発した気体がチャンバ80外へ拡散することも防止される。
上記した実施形態における説明では、チャンバ10、32、80が固定されて、基板Wを搬送するようにしているが、チャンバと基板とは相対的に移動して基板の処理が行われるようにすればよい。図8の(a)に模式図を示した装置は、上記実施形態に係る基板処理装置のように、内部に処理ツール104が配設されたチャンバ106を固定し、基板Wを搬送するようにしたものである。図8の(b)に示した装置は、基板Wを固定し、チャンバ106を基板Wに対して移動させるようにしたものである。図8の(c)に示した装置は、基板Wとチャンバ106とを同一方向へそれぞれ移動させ、チャンバ106の移動速度を基板Wの搬送速度より遅くしたものである。なお、基板Wとチャンバ106とを互いに反対方向へそれぞれ移動させるようにしてもよい。図8の(d)に示した装置は、処理ツール104aが配設されたチャンバ106aと処理ツール104bが配設されたチャンバ106bとを基板搬送方向に連設して固定し、それらのチャンバ106a、106bに対して基板Wを搬送するようにした構成例である。もちろん、図8の(b)や(c)と同様に、基板Wを固定し、チャンバ106a、106bを基板Wに対して移動させたり、チャンバ106a、106bを基板Wと同一方向へ基板搬送速度より遅い速度で移動させるようにしてもよい。また、図8の(e)に示した装置は、基板搬送路を挟んでその上方および下方にそれぞれ処理ツール108a、108bが配設されたチャンバ110を固定し、そのチャンバ110に対して基板Wを搬送するようにした構成例である。もちろん、図8の(b)や(c)と同様に、基板Wを固定し、チャンバ110を基板Wに対して移動させたり、チャンバ110を基板Wと同一方向へ基板搬送速度より遅い速度で移動させるようにしてもよい。
この発明の実施形態の1例を示し、基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。 図1に示した基板処理装置のチャンバの概略平面図である。 この発明の別の実施形態である基板処理装置の概略構成を模式的に示す図である。 この発明に係る基板処理装置のチャンバの概略構成を示す基板搬送方向に沿った断面図であって、チャンバの基板搬入口および基板搬出口にそれぞれ配設された気体供給手段および気体排出手段について説明するための図である。 同じくチャンバの断面図であって、図4に示した状態と異なる状態を示す図である。 同じくチャンバの断面図であって、図4および図5に示した状態と異なる状態を示す図である。 同じくチャンバの断面図であって、図4ないし図6に示した状態と異なる状態を示す図である。 (a)ないし(e)は、基板とチャンバとの相対的移動の態様をそれぞれ示す模式図である。
W 基板
10、32、80、106,106a、106b、110 チャンバ
12、34、82 チャンバの基板搬入口
14、36、84 チャンバの基板搬出口
16 超音波・高圧ジェット洗浄・水洗処理部
18 エアーナイフ乾燥処理部
20、22 ローラコンベア
0a、90b、98a、98b エアー供給管
4a、94b、102a、102b 排気管
38 エッチング処理部
6、104,104a、104b、108a、108b 処理ツール
8a、88b、96a、96b エアー吐出通路
92a、92b、100a、100b エアー吸入通路

Claims (2)

  1. 基板入口および基板出口を有する密閉型のチャンバと、
    このチャンバの内部に配設され基板に対して所定の処理を施す処理ツールと、
    この処理ツールに対し基板を相対的に移動させる移動手段と、
    を備えた基板処理装置において、
    記処理ツールが配設されたチャンバと基板とを相対的に移動させるようにし、
    前記チャンバの基板入口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吐出口をそれぞれ有し、その気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体をそれぞれ吐出する上・下一対の入口側気体吐出手段と、
    前記チャンバの基板入口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吸入口をそれぞれ有し、その気体吸入口を通してカーテン用気体をそれぞれ吸入する上・下一対の入口側気体吸入手段と、
    前記チャンバの基板出口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吐出口をそれぞれ有し、その気体吐出口から基板の相対的移動路に向けてカーテン用気体をそれぞれ吐出する上・下一対の出口側気体吐出手段と、
    前記チャンバの基板出口に基板の相対的移動路を挟んでその上方側および下方側にそれぞれに配設され、基板の相対的移動路に近接して対向する気体吸入口をそれぞれ有し、その気体吸入口を通してカーテン用気体をそれぞれ吸入する上・下一対の出口側気体吸入手段と、
    前記チャンバの基板入口に基板が存在するときは、前記上・下一対の入口側気体吐出手段と前記上・下一対の入口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板出口に基板が存在するときは、前記上・下一対の出口側気体吐出手段と前記上・下一対の出口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板入口に基板が存在しないときは、前記上方側または下方側の入口側気体吐出手段と前記下方側または上方側の入口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させ、前記チャンバの基板出口に基板が存在しないときは、前記上方側または下方側の出口側気体吐出手段と前記下方側または上方側の出口側気体吸入手段とをそれぞれ作動させるように切り替える切替手段と、
    を備えたことを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項1に記載の基板処理装置において、
    前記チャンバが、基板の相対的移動方向に複数連設されたことを特徴とする基板処理装置。
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