JP4986634B2 - Gas ejection mechanism and substrate processing apparatus incorporating the same - Google Patents
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本発明は、均一に気体を噴射させることが可能な気体噴出機構、およびこれを組込んだ、基板面をむらなく処理することのできる基板処理装置に関する。 The present invention relates to a gas ejection mechanism capable of ejecting gas uniformly, and a substrate processing apparatus incorporating the same and capable of processing a substrate surface evenly.
ある程度の大きさの平面に、気体を均一に噴射させることは極めて困難である。例えば、半導体ウェーハやガラス基板に、レジスト材との密着性を高める目的でヘキサメチルジシラザン(HMDS)ガスを噴射しようとした場合、HMDSガスの噴射が不均一であると、その後の工程でレジスト材が部分的に浮いたり剥がれたりして、エッチングや現像の精密度に影響を及ぼす。 It is extremely difficult to uniformly inject a gas onto a plane having a certain size. For example, when trying to inject hexamethyldisilazane (HMDS) gas onto a semiconductor wafer or glass substrate for the purpose of improving the adhesion to the resist material, if the HMDS gas is not uniformly injected, the resist will be resisted in subsequent steps. The material partially floats or peels off, affecting the precision of etching and development.
この問題を解決するために、特許文献1の「密着強化処理装置および密着強化処理方法」では、供給されたHMDS蒸気は、整流板によって整流された後、複数の孔からHMDS処理空間に流れ込み、上方から下方に向けて基板の表面に均一に供給されるようにしている。すなわち、整流板を設けることにより、基板へのHMDS蒸気の均一供給が可能となり、基板にHMDSをより均一に塗布することができるとしている。
In order to solve this problem, in the “adhesion strengthening treatment apparatus and the adhesion strengthening treatment method” of
また特許文献2には密着強化処理装置が開示され、この密着強化処理装置では、HMDSベーパの渦流を形成させ、こうして拡散したHMDSベーパを基板上に均一に供給するとしている。
特許文献1の装置では、HMDS蒸気の供給が空間内の1箇所であるため、この箇所と周辺部とでは既に供給量に差が生じている。したがって、この後に整流板を通過させたとしても、基板上への均一な供給は困難である。さらに、整流板を設置したために処理空間が広くなり、HMDS蒸気の充填に時間を要するという問題もある。
In the apparatus of
また特許文献2の装置では、とくに大型の基板を処理しようとすると、基板の外周部と中央部ではHMDSベーパの濃度が不均一となってしまう。
Further, in the apparatus of
上記課題を解決するため、本発明に係る気体噴出機構は、波型部に複数の微小な孔が穿設された波板と、他の波板または平板とを接合することによって形成した流路からなる構成とした。 In order to solve the above problems, the gas ejection mechanism according to the present invention is a flow path formed by joining a corrugated plate having a plurality of minute holes formed in the corrugated portion and another corrugated plate or a flat plate. It was set as the structure which consists of.
前記波型部の断面形状の例としては、台形、および半円形を挙げることができる。また、前記波型部の断面形状は、下方向に突き出た台形、または半円形とすることが、処理板面上に気体を均一に噴射できる点で望ましい。さらに、この波型部の最下端でない位置、つまり最下端を外した側面などに前記複数の微小な孔を穿設しておくことが好ましい。 Examples of the cross-sectional shape of the corrugated part include a trapezoid and a semicircle. In addition, it is desirable that the cross-sectional shape of the corrugated portion is a trapezoid protruding downward or a semicircular shape because gas can be uniformly injected onto the processing plate surface. Furthermore, it is preferable to drill the plurality of minute holes at a position other than the lowest end of the corrugated portion, that is, at a side surface where the lowest end is removed.
また本発明に係る基板処理装置は、内部を処理空間とするとともに減圧可能で排気部とを備えたケース内に前記の気体噴出機構を設けた。本装置においては、前記気体噴出機構は、隣接した流路の端部同士を連通させることで蛇行させ、これを一系列の流路とすることができる。さらに前記一系列の流路を複数併設することで大きい基板の処理に使用することも可能である。 In the substrate processing apparatus according to the present invention, the gas jetting mechanism is provided in a case having a processing space inside and capable of being decompressed and having an exhaust part. In this apparatus, the gas ejection mechanism can meander by connecting end portions of adjacent flow paths to form a series of flow paths. Furthermore, it is also possible to process a large substrate by providing a plurality of the series of flow paths.
また、前記排気部は、前記気体噴出部の近辺に設けられていることが望ましく、この排気部が、多数の孔によって形成されていることも望ましい。なお、前記気体噴出機構に供給される気体の一例として、ヘキサメチルジシラザン混入ガスを挙げることができる。 Further, the exhaust part is preferably provided in the vicinity of the gas ejection part, and it is also desirable that the exhaust part is formed by a large number of holes. An example of gas supplied to the gas ejection mechanism is hexamethyldisilazane mixed gas.
本発明の気体噴出機構は、波型部に複数の微小な孔が穿設された波板と、他の波板または平板とを接合することによって形成した流路を有するため、均一な気体の噴出が容易である。前記波型部の断面形状を、台形、または半円形とし、この断面形状を下方向に向けた場合は、処理板の上面部に均一な気体を噴射することが容易となる。また、上記波型部の最下端でない位置に複数の微小な孔を穿設すると、例えばHMDSガスのような比重の重いガスは、流路全体に行き渡り充満されるまでは微小孔からのガス噴射が始まらないため、処理系全体に均一な気体の噴射を行う上で非常に有利となる。
特に、流路は略密閉状態のため、微小孔のみで均一にガスを噴出させることが可能になる。
The gas ejection mechanism of the present invention has a flow path formed by joining a corrugated plate having a plurality of minute holes perforated in the corrugated portion and another corrugated plate or a flat plate. Eruption is easy. When the cross-sectional shape of the corrugated portion is trapezoidal or semicircular and the cross-sectional shape is directed downward, it becomes easy to inject a uniform gas onto the upper surface portion of the processing plate. Further, when a plurality of minute holes are drilled at a position other than the lowest end of the corrugated part, a gas having a high specific gravity such as HMDS gas, for example, is injected from the minute holes until the whole flow path is filled. Since this does not start, it is very advantageous to perform uniform gas injection over the entire processing system.
In particular, since the flow path is in a substantially sealed state, it is possible to eject gas uniformly with only micropores.
本発明の基板処理装置は上記気体噴出機構を備えているため、被処理基板上にHMDSガスのような気体を均一に噴射することができる。この処理装置は、内部を密閉し、減圧可能にしておくことで気体の噴出を安定的に行うことが可能である。 Since the substrate processing apparatus of the present invention includes the gas ejection mechanism, a gas such as HMDS gas can be uniformly ejected onto the substrate to be processed. This processing apparatus can stably eject gas by sealing the inside and making it possible to reduce the pressure.
前記気体噴出機構の流路を、蛇行型の一系列とすることで、気体供給部および排気部を各々一箇所に減らすことができる。また、前記一系列の流路を複数併設すれば、大きな基板の処理を有利に行うことができる。さらに、排気部を、前記気体噴出部の近辺に設けたり、多数の孔によって形成すると、HMDSガス等の気体の排気が容易となる。 By making the flow path of the gas ejection mechanism a series of meandering types, the gas supply part and the exhaust part can be reduced to one place each. Further, if a plurality of the series of flow paths are provided, a large substrate can be processed advantageously. Furthermore, if an exhaust part is provided in the vicinity of the said gas ejection part, or if it forms with many holes, exhaust of gas, such as HMDS gas, will become easy.
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。尚、処理装置としては半導体ウェーハやガラス基板のような基板処理装置を例にとって説明する。図1は、本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の一例を示す断面図である。基板処理装置1は基台上にケース2を固定し、このケース2内の略中央部に半導体ウェーハやガラス基板等の被処理基板WをHMDS混入ガスで表面処理する気体噴出機構3を配置している。また、ケース2の底部には上下方向を軸としたシリンダユニット4を設け、このシリンダユニット4に支持プレート5を介して昇降手段としての昇降ピン6を取り付けている。昇降ピン6は上方に伸び、その上端にて被処理基板Wの下面を支持する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The processing apparatus will be described by taking a substrate processing apparatus such as a semiconductor wafer or a glass substrate as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a substrate processing apparatus incorporating the gas ejection mechanism of the present invention. The
一方、基台の側方には搬送ロボット7を配置し、この搬送ロボット7との間で被処理基板Wを授受するための搬入・搬出用の開口8をケース2の側面に設けている。搬送ロボット7は支柱9にレール部材10を水平面内で所定角度回転自在に取り付け、このレール部材10に搬送アーム11を係合し、モータ12の駆動により搬送アーム11をレール部材10に沿って往復動させることにより、未処理の被処理基板Wをケース2内に搬入しHMDS混入ガスで処理を行う。その後、処理済みの被処理基板Wをケース2内から搬出し、図示しないレジスト剤のコーテイング工程へ送る。
On the other hand, a
基板処理装置1を用いて、被処理基板WにHMDS混入ガスによる密着処理を施すには、先ず、未処理の被処理基板Wを搬送ロボット7の搬送アーム11に乗せてケース2内に差し込む。そして、シリンダユニット4を作動し、昇降ピン6を上昇させて搬送アーム11から被処理基板Wを受け取る。この後、搬送アーム11を後退させたならば、支持プレート5を上昇させて被処理基板Wを気体噴出機構3に近接せしめる。この内容の詳細をさらに図2で説明する。
In order to perform the contact processing with the HMDS mixed gas on the substrate to be processed W using the
図2は、本発明の気体噴出機構を組込んだ基板処理装置の詳細な例を示す断面図である。なお、図2(a)は気体噴出機構3と被処理基板Wが乖離したときの状態を、また、同図(b)は、気体噴出機構3と被処理基板Wが近接して密閉空間s1を形成した状態を示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed example of a substrate processing apparatus incorporating the gas ejection mechanism of the present invention. 2A shows a state when the
本図においては、支持プレート5を上昇させたとき、被処理基板Wは昇降ピン6から支持プレート5上に移載されて気体噴出機構3に近接し、減圧可能な密閉空間s1を形成する。
In this figure, when the
気体噴出機構3は、波板と平板とを接合することによって形成した流路からなる気体噴出部3aを有していて、波板の波型部には図示しない複数の微小孔が穿設されている。また、気体噴出機構3は、さらに気体供給部14および排気部15を有している。ここで、気体供給部14からは窒素ガスをキャリヤーとしたHMDS混入ガスが供給される。また、排気部15は、図示しない多数の排気孔からなり、HMDS混入ガスの排気が容易となるよう、気体噴出部3aの近辺に設けてある。
The
密閉空間S1を減圧し、さらに、排気部15から排気を行いながらHMDS混入ガスを導入すれば、ガスの供給を容易に行うことができる。そして密閉空間s1にHMDSが充満された後は、排気部15からの排気のみを行いながら被処理基板Wの処理を行う。処理が終了したら、密閉空間S1内のHMDS混入ガスを排気し、改めて、次の被処理基板Wの準備を行う。
If the sealed space S1 is decompressed and the HMDS mixed gas is introduced while exhausting from the
図3(a)は、本発明に係る気体噴出機構の気体噴出部の一例を示す断面図である。気体噴出部3aは、波板16と、平板17(代わりに波板を使用しても良い)とを接合することによって形成した流路S2と、波板16の波型部に穿設された複数の微小孔hに特徴がある。波板16の形状はどのようなものでも良いが、例えば本図に示すような下方向に突き出た台形が好ましい。その他、半円形であっても良い。そして、微小孔hは、波板16の波型部の最下端でない位置、すなわち、本図に示すように波型部の斜面に穿設することが望ましい。その理由は、気体が流路S2全体に行き渡り充満されるまでは、微小孔hからの噴射が始まらないようにするためである。
尚、図3(a)に示すように最下端の平面部に微小孔hを形成してもよい。
Fig.3 (a) is sectional drawing which shows an example of the gas ejection part of the gas ejection mechanism which concerns on this invention. The
In addition, as shown in FIG. 3A, a minute hole h may be formed in the flat surface portion at the lowermost end.
図4は、本発明の気体噴出機構の一例を示す平面図である。気体噴出機構3は、気体を供給する気体供給部14と、気体を流すための流路S2とから構成されている。この流路S2は、隣接した流路の端部同士を連通させることで、蛇行した流路、すなわち、気体供給部14に近辺の位置Aから始まり、位置Bで終わる一系列(A−B系列)の流路とすることができる。このように蛇行した流路とすることで、大型基板の処理をより有利に行うことができる。また、さらに大型の基板を処理するときには、前記一系列の流路を複数併設することができる。本図においては、A−B系列と並べて、C−DおよびE−Fの合計3系列からなる流路を確保しているため、気体を中央部、周辺部を問わず均一に噴射することが可能となる。
FIG. 4 is a plan view showing an example of the gas ejection mechanism of the present invention. The
また、波板と平板の接合なので、流路は自由に形成することが可能である。例えば、渦巻き状に形成し、区画を分けることで,複数の基板サイズに対応することが可能となる。 Further, since the corrugated plate and the flat plate are joined, the flow path can be freely formed. For example, it is possible to cope with a plurality of substrate sizes by forming a spiral shape and dividing the sections.
本発明の気体噴出機構は、半導体ウェーハやガラス基板のような基板処理装置に組込むことができる。 The gas ejection mechanism of the present invention can be incorporated in a substrate processing apparatus such as a semiconductor wafer or a glass substrate.
1…基板処理装置、2…ケース、3…気体噴出機構、3a…気体噴出部、4…シリンダユニット、5…支持プレート、6…昇降ピン、7…搬送ロボット、8…開口、9…支柱、10…レール部材、11…搬送アーム、12…モータ、13…ガイドピン、14…気体供給部、15…排気部、16…波板、17…平板、s1…密閉空間、S2…流路、h…微小孔、W…被処理基板、
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記波型部の断面形状が、下方向に突き出た連接した台形、または半円形であり、この波型部の側面の最下端を外した位置に、前記複数の微小な孔が穿設されていることを特徴とする気体噴出機構。 A gas ejection mechanism for uniformly injecting gas into a predetermined space, the gas ejection mechanism comprising: a corrugated plate having a plurality of minute holes drilled in a corrugated portion; another corrugated plate or a flat plate possess a gas ejection portion consisting of a flow path formed by joining, and a gas supply unit which communicates with the flow path,
The cross-sectional shape of the corrugated part is a connected trapezoid protruding in a downward direction or a semicircular shape, and the plurality of minute holes are formed at positions where the bottom end of the corrugated part is removed. gas ejection mechanism, characterized in that there.
5. The substrate processing apparatus according to claim 4 , wherein a plurality of the series of flow paths are provided side by side.
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