JP6770428B2 - 除電装置および除電方法 - Google Patents
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Description
<基板処理システムの全体構成の一例>
図1は、基板処理システム100の全体構成の一例を概略的に示す図である。なお、図1および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
図2および図3は、除電装置10の構成の一例を概略的に示す図である。この除電装置10は例えばパス部122に設けられてもよい。図2および図3は、例えばY方向に垂直な断面の構成の一例を示している。なお、除電装置10は必ずしもパス部122に設けられる必要はなく、たとえば基板処理部130dとして設けられてもよい。言い換えれば、除電装置10は複数の基板処理部130のうちの一部として設けられてもよい。
基板保持部1は、基板W1を水平に保持する部材である。基板W1が半導体基板(すなわち半導体ウエハ)の場合、基板W1は略円形の平板状である。基板保持部1は円柱状の形状を有しており、上面1aと側面1bと下面1cとを有している。側面1bは上面1aの周縁および下面1cの周縁を連結する。基板保持部1の上面1aの上には、基板W1が載置される。
紫外線照射器2は基板W1に対して上方側(基板保持部1とは反対側)に配置されている。つまり紫外線照射器2、基板W1および基板保持部1はこの順でZ方向において並んでいる。紫外線照射器2は紫外線を発生し、当該紫外線を基板W1の主面(基板保持部1とは反対側の主面)へ照射することができる。この紫外線照射器2は、基板W1の主面の複数の領域の相互間において異なる照射量で、基板W1の主面に対して紫外線を照射することができる。この複数の領域の一例は後に詳述するものの、基板W1の主面を平面視において分割した領域である。よって複数の領域の一組は主面と一致しており、当該主面を覆う。照射量は紫外線の強度の時間積分である。よって照射時間が長いほど照射量は増大し、紫外線の強度が大きいほど照射量は増大する。
複数の表面電位測定部8(図2〜図4の例では、表面電位測定部8a〜8c)は複数の領域W1a〜W1c内の表面電位をそれぞれ測定する。つまり、表面電位測定部8a〜8cはそれぞれ領域W1a〜W1cに対応して設けられている。表面電位測定部8は例えば非接触式の表面電位計であり、紫外線照射器2と基板W1との間に配置されている。例えば表面電位測定部8はプローブを有している。プローブには電極が含まれている。測定時において、プローブの先端と基板W1の主面との間の距離は数[mm](例えば5[mm])以下程度に設定される。表面電位測定部8はプローブの電極に生じる電圧に基づいて、プローブと対向する部分の表面電位を測定する。
移動機構12は基板保持部1をZ方向に沿って移動させることができる。例えば移動機構12は基板保持部1の下面1cに取り付けられている。この移動機構12は、基板保持部1が紫外線照射器2に近い第1位置(図3参照)と、基板保持部1が紫外線照射器2から遠い第2位置(図2参照)との間で、基板保持部1を往復移動させることができる。後に説明するように、第1位置は、紫外線を用いた処理を基板W1に対して行うときの基板保持部1の位置であり、第2位置は、基板W1の授受を行うときの基板保持部1の位置である。移動機構12には、例えば油圧シリンダ、一軸ステージまたはモータなどを採用し得る。移動機構12はベローズによって周囲が覆われていてもよい。
筒部材3は内周面3a、外周面3b、上面3cおよび下面3dを有しており、筒状形状を有している。上面3cは、内周面3aと外周面3bとを連結する面であって、紫外線照射器2側の面である。下面3dは、内周面3aと外周面3bとを連結する面であって、紫外線照射器2とは反対側の面である。筒部材3の内周面3aの径は基板保持部1の側面1bの径よりも大きい。図3を参照して、筒部材3は、基板保持部1が第1位置で停止した状態において、基板保持部1を外側から囲んでいる。
除電装置10は密閉空間を形成してもよい。図2および図3の例においては、紫外線照射器2、筒部材3、隔壁5、床部51および連結部材52が互いに連結して、密閉空間を形成している。連結部材52は筒状の部材であって、紫外線照射器2の外周側の面と、筒部材3の上面3cのうち外周側の部分とを連結している。貫通孔321,322の開口部は上面3cのうち内周側の部分に形成されており、紫外線照射器2の下面とZ方向において空隙を介して対面する。隔壁5は筒部材3の下面3dと連結している。隔壁5はZ方向に延在して床部51に連結される。紫外線照射器2、筒部材3、隔壁5、床部51および連結部材52によって形成される密閉空間には、基板保持部1、移動機構12および表面電位測定部8が収容される。
隔壁5には、排気用の貫通孔53が形成されている。この貫通孔53はX方向に沿って隔壁5を貫通する。この貫通孔53は排気部61に連結されている。排気部61は、例えば、貫通孔53に連結される配管611などを備えている。除電装置10の内部の空気は配管611を経由して外部へと排気される。
隔壁5には、基板W1用の出入り口として機能するシャッタ(不図示)が設けられている。シャッタが開くことにより、除電装置10の内部と外部とが連通する。インデクサロボット121または搬送ロボット123は、この開いたシャッタを介して基板W1を除電装置10の内部に入れたり、また基板W1を取り出すことができる。除電装置10がパス部122に設けられる場合には、インデクサロボット121用のシャッタと、搬送ロボット123用のシャッタとが設けられる。
紫外線照射器2、移動機構12、気体供給部42の開閉弁422およびシャッタは、制御部7によって制御される。また制御部7には、表面電位測定部8によって測定された表面電位Va〜Vcが入力される。制御部7は表面電位Va〜Vcに基づいて、複数の領域W1a〜W1cのそれぞれにおける照射量を制御する。このとき、制御部7は、照射量を制御する照射量制御手段として機能する。
図5は、除電装置10の動作の一例を示すフローチャートである。移動機構12は初期的には、基板保持部1を第2位置で停止させている(図2)。またここでは一例として排気部61による排気は常時行われている。ステップS1にて、制御部7はシャッタを開いた上で、インデクサロボット121または搬送ロボット123を制御して、基板W1を基板保持部1の上に配置し、シャッタを閉じる。次にステップS2にて、制御部7は例えば気体供給部42(具体的には開閉弁422)を制御して、気体の供給を開始する。これにより、貫通孔321,322の開口部から気体が吐出される。気体としては、例えば窒素を採用することができる。なおステップS1,S2の実行順序は逆であってもよく、これらが並行して実行されてもよい。
図6は、除電装置10の他の一例たる除電装置10Aの構成を概略的に示す図である。除電装置10Aは紫外線照射器2の構成および回転機構14の有無という点で除電装置10と相違する。
回転機構14は基板保持部1を、ひいては基板W1を水平面において回転させる。具体的には、回転機構14は、基板W1の中心を通り且つ基板W1の主面に垂直な軸を回転軸として、基板保持部1を回転させる。回転機構14は例えばモータを有しており、その回転は制御部7によって制御される。
図7は、基板W1、紫外線照射器2および表面電位測定部8の構成の一例を概略的に示す図である。紫外線照射器2は複数の単位照射器21(図では単位照射器21A〜21E)を備えている。単位照射器21A〜21Eは互いに同一形状を有している。より具体的には、単位照射器21A〜21Eは、基板W1に水平な方向(図ではY方向)に延在する棒状の形状を有している。また単位照射器21A〜21Eは並列に並べられている。具体的には、単位照射器21A〜21EはX方向に沿って、この順で並んで配置されている。つまり、単位照射器21A,21EはそれぞれX方向における両端に位置し、単位照射器21CはX方向における中央に位置する。
図6および図7においては、複数の表面電位測定部8として表面電位測定部8A〜8Cが示されている。表面電位測定部8Aは基板W1の中心における表面電位VAを測定する。表面電位測定部8Bは領域W1D内の所定の測定対象部分における表面電位VBを測定する。表面電位測定部8Cは、領域W1E内の所定の測定対象部分における表面電位VCを測定する。表面電位測定部8A〜8Cは基板W1の径方向に沿ってこの順で並んで配置されている。よって、領域W1D,W1E内の測定対象部分も径方向に沿って並ぶ。
制御部7は、回転機構14を制御して基板保持部1を、ひいては基板W1を回転させつつ、単位照射器21A〜21Eに紫外線を照射させる。基板W1の回転速度は例えば1[rpm]〜1000[rpm]程度に設定され得る。
上述の例においては、紫外線の照射中に表面電位を測定した。しかるに、表面電位測定部8は紫外線の照射前に表面電位を測定してもよい。この場合、制御部7はその表面電位に基づいて各領域の除電に要する必要照射量を決定する。表面電位と必要照射量との関係は、例えば実験またはシミュレーションによって予め設定することができる。この関係は例えば制御部7の記憶部などに記憶されていてもよい。そして、制御部7は、各単位照射器21の照射時間を必要照射量に基づいて決定する。制御部7はこの照射時間に基づいて各単位照射器21を制御してもよい。つまり、制御部7は単位照射器21による紫外線の照射からの経過時間を計時し、その経過時間が、決定した照射時間を超えているときに、当該単位照射器21による紫外線の照射を停止する。
制御部7は複数の単位照射器21を制御して、複数の単位照射器21からの紫外線の強度を互いに異ならせてもよい。この場合、制御部7は強度制御部として機能する。例えば単位照射器21の一対の電極は石英ガラスの外側に取り付けられる。この構造によれば、紫外線の強度が一対の電極間の電圧に依存する。制御部7はこの一対の電極間に可変の電圧を印加する。例えば単位照射器21はインバータを有している。インバータは可変の振幅で交流電圧を出力する。振幅が高いほど、紫外線の強度は高い。
上述の例では、単位照射器21は円状、リング状、または直線状(棒状)の形状を有していた。図12は、紫外線照射器2の他の一例を概略的に示す斜視図である。単位照射器21aはZ方向に見て、半円形状を有し、単位照射器21b,21cは円弧状に延在している。つまり、単位照射器21b,21cはC字状の形状を有していてもよい。単位照射器21a〜21cは異なる径を有している。具体的には、単位照射器21aの外径は、単位照射器21bの内径よりも小さく、単位照射器21bの外径は単位照射器21cの内径よりも小さい。単位照射器21a〜21cは同心円状に配置されている。この場合であっても、基板W1を回転させることにより、単位照射器21a〜21cはそれぞれ領域W1a〜W1cの全領域へと紫外線を照射できる。
図16は、除電装置10の一例たる除電装置10Bの構成を概略的に示す図である。除電装置10Bは、チャンバ50、基板保持部1、回転機構14、紫外線照射器2、測定ユニット80、移動機構22,82、気体供給部42および排気部61を備えている。図17は、基板W1、測定ユニット80および紫外線照射器2の構成の一例を概略的に示す図である。
表面電位測定部8は除電装置10に必ずしも設けられる必要はない。表面電位測定部8は除電装置10の外部に設けられて、基板W1の表面電位を測定してもよい。制御部7はこの表面電位の情報を例えば通信などで取得してもよい。
移動機構22,82はそれぞれ紫外線照射器2および測定ユニット80を移動させているものの、必ずしもこれに限らない。例えば一つの移動機構を設け、この移動機構が基板保持部1をX方向に移動させてもよい。これによっても、紫外線照射器2および測定ユニット80の各々と、基板保持部1とをX方向に沿って相対的に移動させることができる。
2 紫外線照射手段(紫外線照射器)
21 単位照射手段(単位照射器)
7 制御手段(制御部)
8 表面電位測定手段(表面電位測定部)
10 除電装置
12 移動手段(移動機構)
14 回転手段(回転機構)
Claims (12)
- 帯電した基板に対して、その帯電量を低減する処理を行う除電装置であって、
基板を保持する基板保持手段と、
基板の主面を分割した複数の領域の相互間について異なる照射量で、基板の前記複数の領域に対して紫外線を照射可能な紫外線照射手段と、
を備える、除電装置。 - 請求項1に記載の除電装置であって、
前記複数の領域に対する前記紫外線照射手段からの紫外線の照射量は可変であり、
前記除電装置は、
前記複数の領域内の表面電位をそれぞれ測定する複数の表面電位測定手段と、
前記複数の領域のそれぞれにおける照射量を、前記複数の表面電位測定手段によって測定された表面電位に応じて制御する照射量制御手段と
を更に備える、除電装置。 - 請求項1または請求項2に記載の除電装置であって、
前記紫外線照射手段は複数の単位照射手段を有し、
前記複数の単位照射手段は前記複数の領域にそれぞれ紫外線を照射する、除電装置。 - 請求項2に記載の除電装置であって、
前記紫外線照射手段を制御する紫外線制御手段を備え、
前記紫外線照射手段は複数の単位照射手段を有し、
前記複数の単位照射手段は前記複数の領域にそれぞれ紫外線を照射し、
前記複数の表面電位測定手段は、前記紫外線照射手段による紫外線の照射中において、基板の主面の表面電位を測定し、
前記紫外線制御手段は、
前記複数の表面電位測定手段の一つによって測定された前記複数の領域の一つにおける表面電位の絶対値が、基準値よりも低いか否かを判断し、
前記複数の領域の前記一つにおける表面電位の絶対値が前記基準値よりも低いと判断したときに、前記複数の単位照射手段のうち前記複数の領域の前記一つに対応した単位照射手段を停止させる、除電装置。 - 請求項3または請求項4に記載の除電装置であって、
前記複数の単位照射手段は、互いに異なる径を含む円弧状またはリング状の形状を有しており、前記複数の単位照射手段は同心円状に配置されている、除電装置。 - 請求項3または請求項4に記載の除電装置であって、
基板の主面に垂直な軸を回転軸として、前記基板保持手段を回転させる回転手段を更に備え、
前記複数の単位照射手段は、基板の主面に平行な第1方向に延在する棒状の形状を有しており、基板の主面に平行かつ前記第1方向に垂直な第2方向に沿って並んで配置される、除電装置。 - 請求項3から請求項6のいずれか一つに記載の除電装置であって、
前記複数の単位照射手段の各々の紫外線の照射および停止を切り替えて、前記複数の領域のそれぞれに対する紫外線の照射量を制御するオン/オフ制御手段を更に備える、除電装置。 - 請求項3から請求項7のいずれか一つに記載の除電装置であって、
前記複数の単位照射手段を制御して、前記複数の単位照射手段の各々から照射される紫外線の強度を制御する強度制御手段を更に備える、除電装置。 - 請求項2に記載の除電装置であって、
基板の主面に沿う方向に前記紫外線照射手段および前記基板保持手段を相対的に移動させる第1移動手段と、
基板の主面に垂直な軸を回転軸として、前記基板保持手段を回転させる回転手段と、
前記第1移動手段を制御して、前記紫外線照射手段と前記基板保持手段との間の相対的な移動速度のパターンを、前記複数の表面電位測定手段によって測定された表面電位に基づいて制御する速度制御手段と
を更に備える、除電装置。 - 請求項9に記載の除電装置であって、
前記複数の表面電位測定手段が基板の主面に対向する位置と、前記複数の表面電位測定手段が基板の主面に対向しない位置との間で、前記複数の表面電位測定手段と前記基板保持手段とを相対的に移動させる第2移動手段を更に備える、除電装置。 - 帯電した基板の帯電量を低減する除電方法であって、
基板保持手段に基板を配置する第1工程と、
紫外線照射手段が、基板の主面を分割した複数の領域について異なる照射量で、基板の前記複数の領域に対して紫外線を照射する第2工程と
を備える、除電方法。 - 請求項11に記載の除電方法であって、
前記第2工程は、
前記紫外線照射手段に含まれる複数の単位照射手段が前記複数の領域にそれぞれ紫外線の照射を開始する工程と
前記紫外線照射手段による紫外線の照射中において、複数の表面電位測定手段が基板の主面の表面電位を測定する工程と、
前記複数の表面電位測定手段の一つによって測定された前記複数の領域の一つにおける表面電位の絶対値が、基準値よりも低いか否かを判断する工程と、
前記複数の領域の前記一つにおける表面電位の絶対値が前記基準値よりも低いと判断したときに、前記複数の単位照射手段のうち前記複数の領域の前記一つに対応した単位照射手段を停止させる工程と
を含む、除電方法。
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