JP4864955B2 - 薬液供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬液供給装置に係り、さらに詳しくは、別々に前後方向に駆動可能な複数のノズルを形成して、複数の薬液を同時に供給することが可能であり、しかも、ノズルの取り替えのための待機時間を削減して工程効率を高める薬液供給装置に関する。

近年、半導体装置の製造技術は、消費者の種々のニーズに応えるために集積度、信頼度、応答速度などを高める方向に発展しつつある。

一般に、半導体装置は、半導体基板として用いられるシリコン半導体基板の上に所定の膜を形成し、その膜を電気的な特性を有するパターンに形成することにより製造される。

パターンは、膜の形成、フォトリソグラフィ、エッチング、イオン注入、研磨などの単位工程を順次にまたは繰り返し行うことにより形成される。

上記の如き単位工程を行った後、半導体基板には反応副産物及び工程中に発生したパーチクルなどの異物が残存するが、異物を除去しない場合、後続工程に際して深刻な不良要因を発生させる。

特に、微細構造を有する半導体素子の製造工程において、各工程を行った後にウェーハに付着したパーチクルだけではなく、異物、静電気、透かし、ライン性パーチクルなどは後続工程に大いに影響してしまう。このため、半導体の製造工程において、各工程の前後に薬液または純水（ＤＩＷ）などを用いてウェーハの表面に対する洗浄工程を行う。

洗浄装置のうち枚葉式洗浄装置は、スピンチャックに固定された基板を回転させながら基板の上部にある薬液供給装置から基板に向かって洗浄液などを供給することにより基板を洗浄するものである。

図１は、従来のチャックシリンダーを用いた薬液供給装置の斜視図である。

図１中、従来の薬液供給装置は、固定された位置にある複数のノズル１０のうち洗浄工程のための特定の薬液を噴射する１本のノズルをチャックシリンダー２０に取り付けた後、上下移送アクチュエータ３０と左右移送アクチュエータ４０により移動するチャックシリンダー２０が基板（図示せず）の上部にノズル１０ａまたは１０ｂまたは１０ｃを移動させた後、基板（図示せず）に向かって薬液を供給することになる。

従来の薬液供給装置においては、複数のノズル１０のうち１本のノズル１０ａまたは１０ｂまたは１０ｃを介して薬液供給処理を完了した後、後続薬液を供給しなければならない場合、さらに複数のノズル１０が位置している個所にチャックシリンダー２０を移動してチャックシリンダー１０に取り付けられたノズルと後続工程を行うノズルを脱着させ、さらに基板（図示せず）のところにチャックシリンダー２０に取り付けられたノズルを移動させて薬液を供給することになる。このため、複数の薬液を連続して使用する必要がある場合、ノズル１０の取り替えのための移動時間に起因して工程効率が下がるという問題点がある。

また、チャックシリンダー２０には１本のノズル１０ａまたは１０ｂまたは１０ｃしか取り付けることができず、複数の薬液を同時に供給することが不可能であるという問題点がある。
大韓民国公開特許１０−２００６−００５１４７３

本発明は上述した問題点を改善するためになされたものであり、本発明が解決しようとする技術的な課題は、別々に駆動可能な複数のノズルを形成して、複数の薬液を連続して使用しなければならない場合、ノズルの取り替えのための待機時間を削減して工程効率を高め、しかも、複数の薬液を同時に供給可能な薬液供給装置を提供するところにある。

本発明の目的は上述した目的に何ら制限されるものではなく、未言及の別の目的は下記から当業者にとって明確に理解できるであろう。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態による薬液供給装置は、それぞれ前後方向に移動可能な複数のノズルと、前記複数のノズルを内部に収容し、前記ノズルが出入り自在に一方の側が開放されたノズルカバーと、前記それぞれのノズルを前後方向に移動させるノズル駆動部と、を備える。

上述したように、本発明の薬液供給装置によれば、１またはそれ以上の下記の効果が得られる。

先ず第一に、別々に動作する複数のノズルを統合して複数の薬液を連続して供給しなければならない場合、ノズルの取り替えのための待機時間を削減して工程効率を高めることができるというメリットがある。

第二に、複数の薬液を同時に供給することができるというメリットもある。

最後に、ノズルカバー中に位置しているノズルから滴下する薬液を排出して残留薬液から基板またはノズルカバーの汚染を防ぐことができるというメリットもある。

これらの本発明の効果は、上述した効果に何ら制限されるものではなく、未言及の別の効果は請求範囲の記載か当業者にとって明確に理解できるであろう。

実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に盛り込まれている。

本発明の利点及び特徴、さらにはこれらを達成する方法は添付図面に基づいて以下に詳述されている実施形態から一層明らかになるであろう。しかしながら、本発明は後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態により実現することができ、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、しかも、本発明が属する技術分野において通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。明細書の全般に亘って同じ参照符号は同じ構成要素を示す。

以下、添付図面に基づき、本発明の薬液供給装置の実施形態を説明する。

図２は、本発明の一実施形態による薬液供給装置の平面図であり、図３は、本発明の一実施形態による薬液供給装置の側面図である。

本発明の一実施形態による薬液供給装置は、ノズル１１０と、ノズルカバー１２０と、ノズル駆動部１３０と、を備えている。また、ノズルカバー左右駆動部（図示せず）またはノズルカバー上下駆動部（図示せず）または薬液排出部１５０をさらに備えていてもよい。

ノズル１１０は基板２００に向かって薬液を供給するものであり、本発明においては複数のノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃにより構成される。また、複数のノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのそれぞれはノズル駆動部１３０により別々に前後方向に移動可能である。それぞれのノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃには薬液供給部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃが形成されて、異なる薬液がホースまたは配管を介してノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに供給される。図面には、３本のノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃにより構成されていると示してあるが、これは単なる一例に過ぎず、より多数のノズル１１０により構成されてもよいことは言うまでもない。

ノズルカバー１２０は複数のノズル１１０を内部に収容し、ノズル１１０が前方向に移動してノズルカバー１２０の外部に突き出て基板２００に薬液を供給可能に一方の側は開放されている。ノズルカバー１２０は内部に複数のノズル１１０を収容しながら、ノズルカバー左右駆動部（図示せず）により左右に移動することができる。また、ノズルカバー１２０は内部に複数のノズル１１０を収容しながら、ノズルカバー上下駆動部（図示せず）により上下に移動することもできる。

ノズル駆動部１３０はノズルカバー１２０の内部にあるそれぞれのノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを前後方向に移動させる。好ましくは、ノズル駆動部１３０はエアーシリンダーにより構成されてエアーシリンダーに接続されているノズル１１０を移動させることができるが、ノズル１１０を前後方向に移動可能であれば、本発明はこれに限定されることなく、他の装置により構成されてもよいことは言うまでもない。なお、図中には、ノズル駆動部１３０がノズルカバー１２０の内部に形成されていると示してあるが、ノズルカバー１２０の外部に形成されていてもよい。

薬液排出部１５０は、ノズルカバー１２０内においてノズル１１０から滴下する薬液を回収してノズルカバー１２０の外部に排出する。図３においては、ノズル１１０がノズルカバー１２０の内部に位置する個所に薬液を噴射するノズル１１０の先端の下方において薬液を入れられる構造に薬液排出部１５０は形成される。薬液排出部１５０はノズル１１０の先端から滴下する残留薬液を回収して、残留薬液が滴下しながらノズルカバー１２０または基板２００を汚染させることを防ぐことができる。なお、同図に示すように、薬液排出部１５０はノズルカバー１２０の外部に薬液を排出可能に配管１５２が形成されて回収した薬液をノズルカバー１２０の外部に排出することができる。単一の薬液排出部１５０がノズルカバー１２０の内部に形成されてそれぞれのノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃから滴下する薬液を入れるような構造に形成されてもよく、各ノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの下方に対応するように薬液排出部１５０がそれぞれ形成されて各ノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃから滴下する薬液を振り分けながら回収することもできる。

ノズルカバー左右駆動部（図示せず）は、図６に示すように、ノズルカバー１２０を左右に駆動する。ノズルカバー左右駆動部（図示せず）は、ノズルカバー１２０を案内するガイド１７０と、ガイドに沿って移動するように動力を発生させるモーター（図示せず）などにより構成可能である。ノズルカバー１２０を左右に移動可能であれば、本発明はこれに何ら限定されることなく、種々の方式に構成可能であることはいうまでもない。ノズルカバー左右駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０の内部にあるノズル１１０が基板２００の真ん中または特定の個所に位置するようにして薬液を噴射することができる。

ノズルカバー上下駆動部（図示せず）はノズルカバー１２０を上下に駆動する。ノズルカバー１２０に接続されているシャフト１６０とシャフト１６０を上下に移動させるエアーシリンダー（図示せず）などの動力発生装置によりノズルカバー１２０を上下に駆動することができる。ノズルカバー上下駆動部１２０によりノズル１１０と基板２００との間の噴射距離を調節しながら最適な位置から薬液を噴射することができる。

以下、添付図面に基づき、本発明の一実施形態による薬液供給装置の動作を説明する。

図４は、本発明の一実施形態による薬液供給装置の動作を説明するための平面図であり、図５は、本発明の一実施形態による薬液供給装置の動作を説明するための側面図であり、図６は、本発明の一実施形態によるノズルカバーが左右に移動可能な薬液供給装置を示す平面図であり、図７は、第３のノズルを用いて基板に向かって薬液を噴射する薬液供給装置を示す図である。

図中、説明の便宜のために、３本のノズル１１０をそれぞれ第１のノズル１１０ａ、第２のノズル１１０ｂ、第３のノズル１１０ｃと称する。

図６は、ノズルカバー左右駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０が左右に移動される様子を示しているが、最初の点線の位置から基板２００のある位置にノズルカバー１２０を移動させることができる。

図４には、第２のノズル１１０ｂがノズル駆動部により前方に移動しながら薬液を噴射する様子を示している。第２のノズル１１０ｂを用いて薬液供給を終了した後、他の薬液を連続して供給しなければならない場合に、第２のノズル１１０ｂをさらにノズルカバー１２０中に移動させ、次に、薬液を供給する第１のノズル１１０ａまたは第３のノズル１１０ｃを前方に移動させて連続して薬液を供給することができる。

図７は、第３のノズル１１０ｃを用いて基板２００に向かって薬液を噴射する様子を示しているが、図６中、第２のノズル１１０ｂを用いて薬液噴射を終了した後、第２のノズル１１０ｂをノズルカバー１２０中に移動させ、第３のノズル１１０ｃを図７に示すように前方に移動させる。このとき、第３のノズル１１０ｃを基板２００の中心に位置するようにノズルカバー左右駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０を僅かに移動させる。図１に基づいて上述した従来の薬液供給装置においては、連続して次の薬液を供給しなければならない場合、ノズル１０が位置している個所にチャックシリンダー２０が移動してノズル１０を脱着させてさらに基板（図示せず）のある個所にチャックシリンダー２０に取り付けられたノズル１０を移動させなければならなかったため、ノズル１０の取り替えのための待機時間に起因して全体としての工程効率が低下していた。しかしながら、本発明においては、前後方向に移動可能なそれぞれのノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをノズルカバー１２０の内外に移動させ、ノズル１１０を基板の中心に向かわせるためにノズルカバー１２０をノズル１１０同士の間隔に相当する距離だけ移動させればよいため、次の薬液を供給するための待機時間が極めて短い。

そして、ノズルカバー上下駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０が上下に移動可能であることから、ノズル１１０と基板２００との間の最適な位置から薬液を噴射することができる。

また、本発明の薬液供給装置は、複数のノズル１１０を用いて同時に薬液を供給することが可能である。

図８は、本発明の一実施形態による薬液供給装置から複数のノズルを用いて基板に向かって薬液を噴射する様子を示す図である。

同図に示すように、ノズル駆動部１３０により第２のノズル１１０ｂと第３のノズル１１０ｃを同時にノズルカバー１２０の前方に移動させた後、２本のノズル１１０ｂ、１１０ｃから異なる薬液を同時に噴射することができる。

以下、本発明の他の実施形態による薬液供給装置を説明する。

本発明の他の実施形態による薬液供給装置は、上述した薬液供給装置とは、複数のノズル１１０、ノズルカバー１２０、ノズル駆動部１３０、薬液排出部１５０により構成可能である点で同様であるため、これに関する説明は省略し、その相違点を中心に説明する。

図９は、本発明の他の実施形態による薬液供給装置において、ノズルカバーが回転運動をしながら基板に向かって薬液を噴射する様子を示す図である。

上述した実施形態は、ノズルカバー左右駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０が左右に移動するような構造を採用していたが、図９においては、ノズルカバー左右駆動部（図示せず）の代わりにノズルカバー回転駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０が回転するような構成である。

ノズルカバー回転駆動部（図示せず）は、ノズルカバーの開放された一方の側とは反対側の一端を中心にノズルカバー１２０を回転させる。ノズルカバー回転駆動部（図示せず）は、ノズルカバー１２０に接続されているシャフト１８０と、シャフト１８０を回転させるために動力を発生させるモーター（図示せず）などにより構成可能である。もちろん、本発明は何らこれに限定されることなく、ノズルカバー１２０をその一端を中心に回転可能であれば、種々の方式に構成可能である。

上述した実施形態と同様に、異なる薬液を連続して供給しなければならない場合、ノズル駆動部１３０によりそれぞれのノズル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを前後に移動させながら薬液を供給することができる。また、複数の薬液を同時に噴射可能であることは、上述した実施形態と同様である。この実施形態においては、ノズルカバー回転駆動部（図示せず）によりノズルカバー１２０を時計回り方向または反時計回り方向に回転させるに伴い、基板２００の全体の面積をスキャニングしながら薬液を噴射することができる。なお、ノズルカバー上下駆動部（図示せず）によりノズル２００と基板２００との間の距離を調節することができ、最適な距離の個所から薬液が噴射可能であることは上述した実施形態と同様である。

本発明が属する技術分野における通常の知識を持った者であれば、本発明がその技術的な思想や必須的な特徴を変更することなく、異なる具体的な形態として実施可能であることが理解可能であろう。よって、上述した実施形態はあらゆる面において例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。本発明の範囲は前記詳細な説明よりは特許請求の範囲により明らかになり、特許請求の範囲の意味及び範囲、さらには、その均等概念から導き出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものであると解釈されなければならない。

従来のチャックシリンダーを用いた薬液供給装置の斜視図である。 本発明の一実施形態による薬液供給装置の平面図である。 本発明の一実施形態による薬液供給装置の側面図である。 本発明の一実施形態による薬液供給装置の動作を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態による薬液供給装置の動作を説明するための側面図である。 本発明の一実施形態によるノズルカバーが左右に移動可能な薬液供給装置を示す平面図である。 第３のノズルを用いて基板に向かって薬液を噴射する薬液供給装置を示す図である。 本発明の一実施形態による薬液供給装置において、複数のノズルを用いて基板に向かって薬液を噴射する様子を示す図である。 本発明の他の実施形態による薬液供給装置において、ノズルカバーが回転運動をしながら基板に向かって薬液を噴射する様子を示す図である。

符号の説明

１１０：ノズル、
１２０：ノズルカバー、
１３０：ノズル駆動部、
１４０：薬液供給部、
１５０：薬液排出部、
２００：基板

Claims (7)

1. 薬液を供給する複数のノズルと、
   前記複数のノズルを内部に収容し、前記ノズルが出入り自在なように一方の側が開放されたノズルカバーと、を備え、
   前記複数のノズルの各ノズルは、前方向に移動して前記一方の側から突き出て薬液を供給し、薬液供給後に前記一方の側からノズルカバー中へ移動するように、ノズル駆動部によってそれぞれ前後方向に移動可能となっており、
   前記ノズルカバーは、ノズルカバー左右駆動部によってノズルの移動方向に対して直交する方向に移動可能となっている、薬液供給装置。
2. 前記ノズルを収容するノズルカバーを上下に移動させるノズルカバー上下駆動部をさらに備える請求項１に記載の薬液供給装置。
3. 前記ノズルを収容するノズルカバーの開放された一方の側とは反対側の一端を中心として前記ノズルカバーを回転させるノズルカバー回転駆動部をさらに備える請求項１に記載
   の薬液供給装置。
4. 前記ノズルを収容するノズルカバーを上下に移動させるノズルカバー上下駆動部をさらに備える請求項３に記載の薬液供給装置。
5. 前記ノズル駆動部は、エアーシリンダーを用いて前記ノズルを前後方向に移動させる請求項１に記載の薬液供給装置。
6. 前記ノズルカバーは、前記ノズルから滴下する薬液を回収して前記ノズルカバーの外部に排出する薬液排出部をさらに備える請求項１に記載の薬液供給装置。
7. 前記薬液排出部は、前記それぞれのノズルに対して別々に形成される請求項１に記載の薬液供給装置。

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