JP7366478B1 - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理空間の開閉を迅速容易に行うことができる基板処理装置の提供。【解決手段】 外面１０ａに形成された開口１１ａを介して処理空間が外部と連通する処理容器１０と、支持部２１および蓋部２２を有する基板トレイ２０と、蓋部２２を覆うカバー部材３０とを備える基板処理装置１であって、蓋部２２は、蓋本体２３および係合部２４，２５を備え、カバー部材３０は、差込口３４の縁部から内方に向けて突出する被係合部３５，３６が設けられており、カバー部材３０が解除位置にある状態で差込口３４を介して支持部２１を開口１１ａに挿入することにより、係合部２４，２５が被係合部３５，３６と干渉しないように差込口３４を通過して外面１０ａに当接し、カバー部材３０をロック位置に移動させることにより、被係合部３５，３６と係合部２４，２５とが重なり合うように係合して基板トレイ２０が固定される。【選択図】 図１

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

半導体基板等の各種基板を高圧流体により処理する装置として、例えば、特許文献１に開示された基板処理装置が知られている。図１０に示すように、この基板処理装置１００は、処理チャンバ１１０と、支持トレイ１２０と、移載機構１３０とを備えており、移載機構１３０により支持トレイ１２０に基板Ｓを載置した後、支持トレイ１２０を処理チャンバ１１０の処理空間１１２に挿入して、基板Ｓに対する所定の処理（例えば、高圧の超臨界流体による乾燥処理）を行うように構成されている。

支持トレイ１２０は、蓋部材１２１の側面に水平な状態で取り付けられており、支持トレイ１２０が処理空間１１２に挿入されることにより、蓋部材１２１が処理チャンバ１１０の開口１１１を閉塞する。処理チャンバ１１０は、蓋部材１２１が不図示のロック機構により処理チャンバ１１０に固定されることにより、処理空間１１２が密閉される。

特開２０２１－９８７７号公報

従来の基板処理装置１００は、処理チャンバ１１０に対する蓋部材１２１の固定および固定解除が煩雑になり易く、処理空間１１２の開閉に時間がかかるおそれがあった。特に、多数の処理チャンバ１１０において基板Ｓの処理を行う場合には、蓋部材１２１の開閉に要する時間ロスが処理チャンバ１１０ごとに蓄積されることで、処理効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、処理空間の開閉を迅速容易に行うことができる基板処理装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、基板を高圧流体により処理する処理空間を有し外面に形成された開口を介して前記処理空間が外部と連通する処理容器と、基板が載置される支持部と前記支持部の一端側に設けられた蓋部とを有し前記支持部が他端側から前記処理空間に収容されることにより前記蓋部が前記開口を閉塞する基板トレイと、前記外面に沿ってロック位置と解除位置との間で往復動可能に設けられて前記蓋部を覆うカバー部材とを備え、前記蓋部は、前記開口の周縁部に当接するシール部を有する蓋本体と、前記蓋本体から前記外面に沿って突出する係合部とを備え、前記カバー部材は、前記基板トレイが通過する差込口が形成され、前記差込口の縁部から内方に向けて突出する被係合部が設けられており、前記カバー部材が前記解除位置にある状態で、前記差込口を介して前記支持部を前記開口に挿入することにより、前記係合部が前記被係合部と干渉しないように前記差込口を通過して前記外面に当接し、前記カバー部材を前記ロック位置に移動させることにより、前記被係合部と前記係合部とが重なり合うように係合して前記基板トレイが固定される基板処理装置により達成される。

この基板処理装置において、前記開口は、長手方向が水平方向となるように、前記処理容器の側面に形成されていることが好ましく、前記係合部および前記被係合部は、それぞれ前記開口の長手方向に沿って間隔をあけて複数設けられて個別に係合することが好ましい。

前記処理容器は、少なくとも前記開口の長手方向に沿って複数配置されていることが好ましく、前記カバー部材は、前記各処理容器に収容された前記基板トレイを一体的に覆うように形成され、前記開口の長手方向に沿って移動することにより複数の前記基板トレイを同時に固定することが好ましい。

複数の前記処理容器は、前記開口の長手方向および短手方向の双方に沿ってマトリクス状に配置されていることが好ましく、前記カバー部材は、複数が互いに着脱可能に連結されていることが好ましい。

本発明によれば、処理空間の開閉を迅速容易に行うことができる基板処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の斜視図である。 図１に示す基板処理装置の作動を説明するための正面図である。 図１に示す基板処理装置の作動を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。 図８に示す基板処理装置の要部断面図である。 従来の基板処理装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の斜視図である。図１に示す本実施形態の基板処理装置１は、図１０に示す従来の基板処理装置１００と同様に、超臨界流体等の高圧流体により半導体ウエハ等の基板を処理する装置であり、処理容器１０と、基板トレイ２０と、カバー部材３０とを備えている。処理対象となる基板は、板状以外に、シート状等であってもよい。

処理容器１０は、直方体状に形成されて、基板を高圧流体により処理する処理空間１１を有しており、外面１０ａに形成された矩形状の開口１１ａを介して処理空間１１が外部と連通する。開口１１ａは、長手方向が水平方向となるように、処理容器１０の側面に形成されている。処理容器１０の側面における開口１１ａの上下には、開口１１ａの長手方向に沿って互いに平行に延びるガイド溝１２，１３が形成されている。また、処理容器１０の側面には、後述するロックピン３７が挿入される係止孔１４が形成されている。

基板トレイ２０は、基板が水平な状態で載置される支持部２１と、支持部２１の一端側に設けられた蓋部２２とを備えている。支持部２１は、上部が開口する筐体状の部材であり、他端側から開口１１ａを介して処理空間１１に収容される。蓋部２２は、ブロック状に形成されており、支持部２１が処理空間１１に収容された状態で、開口１１ａを閉塞する。蓋部２２は、リニアアクチュエータ等の駆動装置（図示せず）により、破線矢印で示すように水平方向に駆動されることで、処理空間１１に対する支持部２１の出し入れが行われる。

蓋部２２は、蓋本体２３と、蓋本体２３から突出する係合部２４，２５とを備えている。蓋本体２３は、開口１１ａの長手方向に延びるように、開口１１ａよりも一回り大きな大きさで矩形状に形成されており、枠状に設けられたゴム材等からなるシール部が開口１１ａの周縁部に当接することにより、処理空間１１を密閉することができる。係合部２４，２５は、蓋本体２３の上下のそれぞれに、蓋本体２３の長手方向に沿って等間隔に複数配置されており、蓋本体２３が処理空間１１を密閉した状態で、処理容器１０の外面１０ａに沿って櫛歯状に突出する。

カバー部材３０は、平板状のカバー本体３１の上部および下部が屈曲して屈曲部３２，３３が形成されており、屈曲部３２，３３の先端に設けられたガイド部３２ａ，３３ａが処理容器１０のガイド溝１２，１３に係合することで、ガイド溝１２，１３に沿ってロック位置と解除位置との間で往復動可能に設けられている。カバー部材３０は、必ずしも一体である必要はなく、例えば、左右に分割してガイド溝１２，１３に沿って両側に開くように構成することも可能であるが、本実施形態のように全体を一体的に形成することで、開閉操作をシンプルに行うことができる。

カバー本体３１には、基板トレイ２０が通過可能な差込口３４が形成されている。差込口３４は、矩形状に形成されており、縁部から内方に向けて突出するように被係合部３５，３６が設けられている。被係合部３５，３６は、差込口３４の上縁および下縁のそれぞれに、開口１１ａの長手方向に沿って等間隔に複数配置されている。また、カバー本体３１には、内部を貫通して進退可能に設けられたロックピン３７が設けられている。ロックピン３７は、カバー部材３０がロック位置にある状態で処理容器１０に向けて進出させることにより、先端部が処理容器１０の係止孔１４に挿入されて係止される。

次に、上記の構成を備える基板処理装置１の作動について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、図１に示す基板処理装置１の正面図であり、図３は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

図２（ａ）に示すように、カバー部材３０が解除位置にある状態では、図１に示す基板トレイ２０の係合部２４，２５がカバー部材３０の被係合部３５，３６と干渉しないように、基板トレイ２０の支持部２１を、差込口３４を介して処理容器１０の開口１１ａに挿入することができる。

図３（ａ）に示すように、処理容器１０の外面１０ａとカバー本体３１との間には、基板トレイ２０の蓋部２２を収容可能となるように、蓋部２２の厚みと略同じ幅の隙間ＳＰが形成されている。支持部２１に基板Ｓを載置した基板トレイ２０を、処理空間１１に向けて矢示Ｂ方向に移送すると、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、蓋本体２３および係合部２４，２５がカバー本体３１の差込口３４を通過して、処理容器１０の外面１０ａに当接する。処理空間１１に向けた基板トレイ２０の移送は、例えば多関節ロボット等の移送装置（図示せず）により行うことができる。

ついで、カバー部材３０を図２（ｂ）の矢示Ｃ方向に駆動すると、図２（ｃ）に示すように、カバー部材３０がロック位置に移動する。図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、カバー部材３０がロック位置にある状態では、係合部２４，２５と被係合部３５，３６とが個別に重なり合うように係合することで、蓋本体２３が処理容器１０に固定される。カバー部材３０は、ロックピン３７が係止孔１４に係止されることで、ロック位置に保持される。

こうして、処理空間１１に収容された基板Ｓを高圧流体により処理することが可能になる。処理容器１１内を高圧にすることで、蓋本体２３には処理容器１０の外方に向けた力が作用するが、カバー部材３０によって蓋本体２３のシール部と処理容器１０の外面１０ａとのシール状態が保持されるため、処理空間１１の密閉状態が維持される。

高圧流体による処理が終了した基板Ｓは、カバー部材３０をロック位置から解除位置に移動させた後に基板トレイ２０を取り出して回収し、取り出した基板トレイ２０を新たな基板トレイ２０と取り替えることで、複数の基板Ｓに対する処理を順次行うことができる。

本実施形態の基板処理装置１は、基板トレイ２０に載置された基板Ｓを処理空間１１に収容した後、カバー部材３０を単に往復動させるだけで処理空間１１の開閉を迅速容易に行うことができ、処理空間１１への基板Ｓの出し入れに要する時間を短縮して、基板Ｓに対する処理を効率良く行うことができる。

カバー部材３０を解除位置からロック位置に移動させる際には、係合部２４，２５と被係合部３５，３６とが互いに摺動することが好ましく、これによって、基板トレイ２０の固定をより確実に行うことができる。係合部２４，２５と被係合部３５，３６との摺動面は、カバー部材３０の移動方向に沿って傾斜する傾斜面であることが好ましく、これによって、カバー部材３０が解除位置からロック位置に移動するにつれて、係合部２４，２５が被係合部３５，３６を押圧する力を徐々に高めて、蓋本体２３と処理容器１０との密着性を高めることができる。なお、係合部２４，２５と被係合部３５，３６との摺動は、処理容器１０に対する蓋本体２３のシール部から離れた蓋部２２の外側で生じるため、摺動に伴い発生する摩耗粉などによる基板Ｓの汚染は防止される。

本実施形態においては、蓋本体２３の上下に係合部２４，２５が３個ずつ配置されており、差込口３４の上縁および下縁に被係合部３５，３６が３個ずつ配置されているが、係合部２４，２５および被係合部３５，３６の個数は限定されるものではなく、単一であってもよい。但し、係合部２４，２５および被係合部３５，３６の個数が多くなるほど、係合状態で作用するせん断応力を分散させて耐久性を高めることができると共に、解除位置からロック位置までの距離を短くしてカバー部材３０の移動時間の短縮を図ることができ、更には、蓋本体２３の全周を均一に押圧して処理空間１１の密閉をより確実に行うことができることから、係合部２４，２５を、蓋本体２３の上下のそれぞれに３つ以上配置することが好ましく、被係合部３５，３６を、差込口３４の上縁および下縁のそれぞれに３つ以上配置することが好ましい。上下に配置された係合部２４，２５および被係合部３５，３６は、本実施形態では左右方向の位置を互いに一致させているが、左右方向の位置が上下で相違してもよく、例えば千鳥状に配置してもよい。係合部２４，２５は蓋本体２３の上下のいずれか一方のみに形成してもよく、被係合部３５，３６についても同様である。

図４は、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。図４に示す基板処理装置は、図１に示す基板処理装置１の処理容器１０を、開口１１ａの長手方向に沿って複数配置したものであり、各処理容器１０に基板トレイ２０が収容される。カバー部材３０は、各処理容器１０に往復動可能に設けられており、各カバー部材３０が連結部材４０によって連結されている。図４において、図１から図３と同様の構成部分には同一の符号を付している（以下の図において同様）。

連結部材４０は、棒状の両端がネジ等よりカバー部材３０に取り付けられることで、複数のカバー部材３０を着脱可能に連結している。これにより、複数のカバー部材３０を、駆動装置（図示せず）により解除位置からロック位置まで一体的に移動させることができ、複数の基板トレイ２０を同時に固定することができる。解除位置からロック位置までのカバー部材３０の移動距離は、処理容器１０の個数に拘らず一定であるため、処理容器１０の個数を増やすことで、基板の処理効率を容易に高めることができる。

カバー部材３０は、各処理容器１０に収容された基板トレイ２０を一体的に覆うように形成されていればよく、複数の処理容器１０に跨る単一の部材によってカバー部材３０を構成してもよい。但し、複数のカバー部材３０を着脱可能に連結することで、各処理容器１０における基板の処理時間等が異なる場合には、連結部材４０を取り外して各カバー部材３０を異なる駆動装置により個別に駆動することが可能になり、各処理容器１０の稼働状況等に応じて臨機応変に対応することができる。

図５は、本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。図５に示す基板処理装置は、図１に示す基板処理装置１の処理容器１０を、開口１１ａの長手方向および短手方向の双方に沿って複数配置することで、処理容器１０がマトリクス状に配置されており、各処理容器１０に基板トレイ２０が収容される。カバー部材３０は、各処理容器１０に往復動可能に設けられており、各カバー部材３０が連結部材４０によって連結されている。

連結部材４０の構成は、図４に示す連結部材４０の構成と同様であり、開口１１ａの長手方向に隣接するカバー部材３０同士が、互いに平行な２つの連結部材４０により着脱可能に連結されており、開口１１ａの短手方向に隣接するカバー部材３０同士が、互いに交差する２つの連結部材４０により着脱可能に連結されている。各カバー部材３０をこのように連結することで、各カバー部材３０が一体化された状態を確実に維持しながら、解除位置とロック位置との間で一体的に移動させることができる。また、各カバー部材３０を連結する連結部材４０の一部または全部を取り外すことで、同時に移動させるカバー部材３０を適宜選択することができる。

図６は、本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。図６に示す基板処理装置は、図５に示す基板処理装置の棒状の連結部材４０を、両端に突部４１を有する連結部材４０に置き換えたものである。連結部材４０は、両端の突部４１が、各カバー部材３０の縁部に形成された切欠部に嵌合することで、カバー部材３０同士を着脱可能に連結する。連結部材４０の脱落を確実に防止するため、連結部材４０と処理容器１０との間にスペーサを介在させてもよい。

図７は、本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。図７に示す基板処理装置は、図６に示す基板処理装置の連結部材４０を、矩形状の各角部に突部４１を備える連結部材４０に置き換えたものである。図７に示す連結部材４０の４か所の突部４１は、各カバー部材３０の角部に形成された切欠部に嵌合することで、４つのカバー部材３０を着脱可能に連結する。

図８は、本発明の更に他の実施形態に係る基板処理装置の正面図である。図８に示す基板処理装置は、図７に示す基板処理装置の連結部材４０を、上下に延びる柱状の連結部材４０に置き換えたものである。図８に示す連結部材４０は、図９に断面図で示すように、各カバー部材３０の側縁に沿って設けられた係合突部３０ａに係合することで上下にスライド可能に設けられており、左右に隣接するカバー部材３０同士の着脱可能な連結を、上下方向で一体的に行うことができる。連結部材４０の上端および下端には、抜止用のキャップ４２が装着されている。

１ 基板処理装置
１０ 処理容器
１０ａ 外面
１１ 処理空間
１１ａ 開口
２０ 基板トレイ
２１ 支持部
２２ 蓋部
２３ 蓋本体
２４，２５ 係合部
３０ カバー部材
３１ カバー本体
３４ 差込口
３５，３６ 被係合部
４０ 連結部材

Claims (5)

1. 基板を高圧流体により処理する処理空間を有し、外面に形成された開口を介して前記処理空間が外部と連通する処理容器と、
   基板が載置される支持部と、前記支持部の一端側に設けられた蓋部とを有し、前記支持部が他端側から前記処理空間に収容されることにより、前記蓋部が前記開口を閉塞する基板トレイと、
   前記外面に沿ってロック位置と解除位置との間で往復動可能に設けられて前記蓋部を覆うカバー部材とを備え、
   前記蓋部は、前記開口の周縁部に当接するシール部を有する蓋本体と、前記蓋本体から前記外面に沿って突出する係合部とを備え、
   前記カバー部材は、前記基板トレイが通過する差込口が形成され、前記差込口の縁部から内方に向けて突出する被係合部が設けられており、
   前記カバー部材が前記解除位置にある状態で、前記差込口を介して前記支持部を前記開口に挿入することにより、前記係合部が前記被係合部と干渉しないように前記差込口を通過して前記外面に当接し、前記カバー部材を前記ロック位置に移動させることにより、前記被係合部と前記係合部とが重なり合うように係合して前記基板トレイが固定される基板処理装置。
2. 前記開口は、長手方向が水平方向となるように、前記処理容器の側面に形成されており、
   前記係合部および前記被係合部は、それぞれ前記開口の長手方向に沿って間隔をあけて複数設けられて個別に係合する請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記係合部は、前記蓋本体の上下のそれぞれに３つ以上配置され、
   前記被係合部は、前記差込口の上縁および下縁のそれぞれに３つ以上配置される請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記処理容器は、少なくとも前記開口の長手方向に沿って複数配置されており、
   前記カバー部材は、前記各処理容器に収容された前記基板トレイを一体的に覆うように形成され、前記開口の長手方向に沿って移動することにより複数の前記基板トレイを同時に固定する請求項１または２に記載の基板処理装置。
5. 複数の前記処理容器は、前記開口の長手方向および短手方向の双方に沿ってマトリクス状に配置されており、
   前記カバー部材は、複数が互いに着脱可能に連結されている請求項４に記載の基板処理装置。

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