JPH11126770A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理ガスを使って、処理空間内の基板に対し
て均一な処理を施すことができる基板処理装置を提供す
る。 【解決手段】 載置台１の載置面１ａと、チャンバー３
のガス案内面３ａとで狭空間である処理空間１０を形成
する。この処理空間１０の周囲に設けられた環状のスリ
ット２ｃから処理ガスを処理空間１０へ供給する。処理
空間１０に供給された処理ガスは、ガス案内面３ａに沿
って、チャンバー３の中心部にある排気口３ｂまで流れ
る。したがって、処理ガスは、基板Ｗの処理面上を基板
Ｗの周囲から中心に向かって一様に流れる。これによっ
て、基板Ｗの処理面に均一な処理を施すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板等の基板に対して、処理ガスを
供給して、基板に所定の処理を行う基板処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の基板処理装置として次の
ようなものがある。例えば、半導体ウエハ等の基板に付
着した自然酸化膜や有機物や重金属等のパーティクルを
除去するために、塩酸ガスや、処理液を気化させて生成
したガスを処理ガスとして、基板に供給することで、基
板に対してドライ洗浄等を施すものがある。また、フォ
トレジストと基板との密着性を向上させるために、ヘキ
サメチルジシラザンなどの処理液を気化させて窒素ガス
などのキャリアガスに混合させた処理ガスを用いるもの
もある。

【０００３】以下、図面を参照して従来の基板処理装置
について説明する。図５は、従来の基板処理装置を示す
概略縦断面図である。この基板処理装置は、図示しない
基板搬送機構によって搬送されてきた基板Ｗを載置する
載置台５０と、図示しない昇降機構によって昇降自在な
チャンバー５１とで構成される。

【０００４】チャンバー５１には、載置台５０との接触
面にＯリング５３が取付けられており、チャンバー５１
が載置台５０まで下降した際に、載置台５０とチャンバ
ー５１によって密閉空間である基板処理領域を形成す
る。また、チャンバー５１の内側には、ガス導入部５１
ａから供給された処理ガスを基板Ｗの全体に供給するこ
とができるように、処理ガスを分散させるための多数の
分散孔５２ａを備えたガス分散板５２が取り付けられて
いる。

【０００５】載置台５０上の所定の位置に基板Ｗが載置
されると、チャンバー５１は昇降機構によって下降し、
基板処理領域を形成する。次に、図示しない処理ガス発
生装置から処理ガスが、チャンバー５１のガス導入部５
１ａを介してチャンバー５１内に導入される。導入され
た処理ガスは、ガス分散板５２によって分散されて基板
Ｗに供給される。基板Ｗに供給された処理ガスは、チャ
ンバー５１の下方に設けられた排気口５１ｂから排出さ
れる。処理ガスによる処理が終了すると、基板処理領域
内が窒素ガスでパージされた後、チャンバー５１が上昇
する。載置台５０上の処理済の基板Ｗは搬送機構によっ
て次の工程に送られる。上述した処理を繰り返して、基
板ごとに処理を施す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。処理ガスは、ガス分散板５２によって、ある程度
は分散されるが、各分散孔５２ａの真下に位置する基板
Ｗの部分には、常に新しい処理ガスが供給されているの
で、各分散孔５２ａの真下に位置する基板Ｗの部分と、
それ以外の基板Ｗの部分とでは、処理の進行速度が異な
り、基板Ｗの全体に処理のムラが発生するという問題が
ある。また、分散板５２を配備する空間を確保する必要
があるのでチャンバー５１の高さを低くすることができ
ない。その結果、近年の装置のコンパクト化に対応する
ことができないばかりでなく、チャンバー内の処理ガス
を窒素ガスなどでパージするのに要する時間も長くな
り、処理効率が低下するという問題もある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板に均一な処理を施すことができる
とともに、装置のコンパクト化を図ることができる基板
処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。請求項１
に記載の発明は、基板に処理ガスを供給して、基板に対
して所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を載
置させる載置台と、前記載置台の上方に設けられ、基板
を載置するための前記載置台の上面に近接させた対向面
を有するチャンバーと、前記載置台の上面と前記チャン
バーの対向面との間の処理空間に、前記載置台に基板を
載置させた状態で、前記処理空間の周囲から処理ガスを
供給するガス供給機構とを備えたものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の基板処理装置において、前記載置台の上面と前記チャ
ンバーの対向面との間隔が、１．０ないし１０ｍｍの範
囲であるものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の基板処理装置において、前記ガス供給
機構は、前記載置台の周囲にガス供給路を備え、前記ガ
ス供給路には幅が狭くなるスリット部が形成されている
ものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、前
記チャンバーには、前記処理空間に供給された処理ガス
を排出するための排気口が形成されているものである。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。チャンバーの対向面と載置台の上面とを近接させる
ことにより、載置台の上面とチャンバーの対向面との間
で処理空間を形成する。ガス供給機構は、この処理空間
の周囲から処理ガスを供給する。供給された処理ガス
は、チャンバーの対向面によって案内されて、載置台に
載置された基板の処理面全体に行き渡る。

【００１３】請求項２に記載の発明の作用は次のとおり
である。載置台の上面とチャンバーの対向面との間隔
が、１．０〜１０ｍｍの範囲になるようにする。この範
囲で形成された処理空間に処理ガスを処理空間の周囲か
ら供給して、載置台に載置された基板に対して所定の処
理を行う。

【００１４】請求項３に記載の発明の作用は次のとおり
である。載置台の周囲に配備したガス供給路に処理ガス
を流通させる。この処理ガスをガス供給路に形成した幅
の狭くなるスリットを通じて、処理空間内に供給する。
処理ガスは、このスリットによって基板の周囲から均一
に供給される。

【００１５】請求項４に記載の発明の作用は次のとおり
である。処理空間の周囲から供給された処理ガスを、チ
ャンバーに形成された排気口から排気することで、対向
面に沿って流れる処理ガスは、基板の処理面上を一様に
流れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は、実施例に係る基板処理装置を
示す概略縦断面図である。図２は、概略横断面図であ
る。

【００１７】図中、符号１は、半導体ウエハなどの基板
Ｗを載置するための載置台である。この載置台１は、そ
の円柱部１ｂの上面に基板Ｗを載置するための載置面１
ａを備える。載置台１には、後述するチャンバー３のガ
ス案内面３ａと、載置面１ａとの間で形成される狭空間
である処理空間１０に処理ガスを供給するためのガス供
給機構２が設けられている。また、載置台１の内部に
は、図示しない温度調節機構が備えられ、この温度調節
機構によって載置台１は、常に一定の温度に保たれる。
載置台１の下側には、載置台１を貫通する例えば３本の
ピンによって、載置面１ａに載置される基板Ｗを昇降す
る基板受渡機構５が設けられている。この載置台１と基
板受渡機構５とは、支持台４に固設されている。

【００１８】次に、ガス供給機構２の構成を説明する。
図１および図２に示すように、載置台１の円柱部１ｂの
周囲に環状部材２ａが嵌合されている。環状部材２ａの
内壁面には、図１に示すように載置台１の円柱部１ｂの
周面に向かって開口する溝が形成されている。この溝と
円柱部１ｂの周面とによって、処理空間１０の周囲に処
理ガスを流通させるためのガス供給路２ｂが構成されて
いる。このガス供給路２ｂは、環状部材２ａに等間隔に
設けられたガス導入部９に連通している。環状部材２ａ
の溝上部の内壁面と、載置台１の円柱部１ｂの周面との
間に、円柱部１ｂの周囲に沿った環状のスリット２ｃが
形成さている。ガス供給路２ｂを流通する処理ガスは、
この環状のスリット２ｃを介して処理空間１０へ供給さ
れる。

【００１９】図２に示すように、環状部材２ａに等間隔
で設けられている各ガス導入部９には、それぞれガス搬
送管８が繋がれている。このガス搬送管８は、処理ガス
発生装置６から各ガス導入部９までの距離がそれぞれ等
しくなるように構成されている。したがって、処理ガス
は、全てのガス導入部９から均等にガス供給路２ｂに導
入される。

【００２０】処理ガス発生装置６は、処理液を貯留する
ステンレス製の液溜め容器に、キャリアガスである例え
ば窒素（Ｎ₂ ）ガスを導入する。このＮ₂ ガスを、ヒー
タ６ｃで加熱した処理液内でバブリングさせることで処
理ガスを生成する。処理ガスの種類は基板処理の内容に
応じて任意に選択される。例えば、フォトレジストと基
板との密着性を向上させる基板処理の場合には、ヘキサ
メチルジシラザンを気化させて生成した処理ガスが用い
られる。また、基板上に塗布形成された膜の改質のため
にアンモニアガスなどが処理ガスとして用いられること
もある。生成された処理ガスは、Ｎ₂ ガスの圧力によっ
て、ガス搬送管８を通じて基板処理装置にまで送られ
る。Ｎ₂ ガスの圧力は、バルブ６ａによって制御される
とともに、基板処理装置まで送られる処理ガスは、流量
制御バルブ６ｂによっても制御される。したがって、ガ
ス供給路２ｂに導入する処理ガスの流量および圧力を任
意の値に制御することができる。

【００２１】チャンバー３は、図示しない昇降機構によ
って昇降可能に取り付けられている。チャンバー３の上
部には、ヒータ３ｃが搭載されており、処理空間１０内
に供給された処理ガス（蒸気）が結露しないように、図
示しないヒータ制御装置によって温度調整されている。
チャンバー３の内側には、載置台１の載置面１ａに対
向、かつ、平行して設けられたガス案板面３ａを備えて
いる。昇降機構によってチャンバー３が最下限まで下降
した場合に、載置面１ａとガス案内面３ａとの間で処理
空間１０が形成される。この処理空間１０は、載置台１
の載置面１ａからガス案内面３ａまでの間隔が、１．０
〜１０ｍｍ、好ましくは１．０〜２ｍｍになるように、
形成される。チャンバー３の下面には、処理空間１０内
の雰囲気を外部雰囲気から遮断するために、環状部材２
ａに沿ってＯリング３ｂが設けられている。また、チャ
ンバー３のガス案内面３ａの略中央位置には、処理ガス
を処理空間１０外に排出するための排出口３ｂが設けら
れている。この排出口３ｂには、排気路であるガス排出
管１１が繋がっており、このガス排出管１１は、処理ガ
スを回収するための図示しない排気装置に接続されてい
る。ガス排出管１１の途中には、このガス排出管１１内
を流れる処理ガスの排気流量を制御する排気流量調節バ
ルブ７が設けられている。

【００２２】以下、図１〜図３を参照しながら本実施例
の基板処理装置の動作および処理ガスの流れについて説
明する。なお、図面中に記載する矢印は、処理ガスの流
れを示す。

【００２３】図３（ａ）に示すように、基板搬入待ち状
態では、載置台１の下側に設けられた基板受渡機構５に
よって、載置面１ａから上方に３本のピンが上昇し停止
している。基板搬送機構によって基板Ｗが、この３本の
ピン上に載置される。基板Ｗがピン上に載置されると、
基板受渡機構５は、ピンを載置面１ａより下方にまで下
降する。これによって、基板Ｗは、載置台１の載置面１
ａ上に載置される。基板Ｗが載置面１ａに載置される
と、チャンバー３は昇降機構によって下降する。チャン
バー３が最下限まで下降すると、載置台１の載置面１ａ
とチャンバー３のガス案内面３ａによって、処理空間１
０が形成されるとともに、Ｏリング３ｂによって処理空
間１０は、外部から密閉された状態となる（図３(b)
）。

【００２４】処理空間１０が密閉された状態となると、
図示しないバルブ制御手段によって、流量制御バルブ６
ｂが所定の流量にまで開かれ、処理ガス発生装置６で生
成された処理ガスが、ガス搬送管８を通じて、ガス供給
機構２まで送られる。

【００２５】ガス供給機構２まで送られてきた処理ガス
は、４ヵ所のガス導入部９からそれぞれ環状のガス供給
路２ｂに均等に導入される。ガス供給路２ｂに沿って処
理空間１０の周囲を巡る処理ガスは、環状のスリット２
ｃから均一に噴出され、処理空間１０内に供給される。

【００２６】環状のスリット２ｃから処理空間１０に噴
出された処理ガスは、ガス案内面３ｃに沿って、チャン
バー３の中央部にある排気口３ｂに向かって流れる。こ
の排気口３ｂは、基板Ｗの中心付近に対向しているの
で、環状のスリット２ｃから供給された処理ガスは、基
板Ｗの処理面上を基板Ｗの周囲から基板Ｗの中心に向か
って一様に流れる。基板Ｗの中心付近まで流れてきた処
理ガスは、排気口３ｂからガス排出管１１を介して排気
装置にまで送られる。このとき、排気流量調節バルブ７
を調節することで、基板Ｗの処理面上を流れる処理ガス
をコントロールすることができる。

【００２７】処理ガスによる所定の処理時間が終了すれ
ば、処理空間１０内の処理ガス雰囲気は、例えばＮ₂ ガ
ス雰囲気に置換される。処理空間１０内の雰囲気の置換
が終了すると、チャンバー３は上昇し、基板Ｗは基板受
渡機構５によって所定の高さにまで押し上げられる。基
板搬送機構は、処理済みの基板Ｗを搬出し、新たな基板
Ｗを搬入する。上述した各処理を繰り返し行うことで、
基板Ｗを順に処理することができる。

【００２８】上述したように、実施例の基板処理装置
は、処理空間１０の周囲に配備されたガス供給路２ｂに
沿って処理ガスを流通させ、このガス供給路２ｂ内の処
理ガスを、環状のスリット２ｃから噴出するので、スリ
ット２ｃ全体から処理ガスを均一に噴出することができ
る。また、処理ガスは、基板Ｗの周囲から均一に供給さ
れるとともに、供給された処理ガスは、処理空間１０の
中心付近の一箇所から排気されるので、処理ガスは、基
板Ｗの処理面上で基板周囲から中心に向かって一様な流
れを形成する。したがって、基板Ｗの処理面全体に均一
な処理を施すことができる。しかも、載置台１ａとガス
案内面３ｃとの間の処理空間１０は、狭い空間であるの
で、基板処理の開始時や終了時のチャンバー３内の雰囲
気の置換に要する時間が短くなり、それだけ基板の処理
を効率よく行うことができる。

【００２９】本発明は、次のように変形実施することも
可能である。 （１）上記実施例では、載置台１に取り付けられたガス
供給機構２は、処理空間１０の下側から処理ガスを供給
したが、ガス供給機構をチャンバー側に取り付けること
で、処理空間１０の上側から処理ガスを供給するように
してもよい。

【００３０】具体的には、次のように基板処理装置を構
成する。図４は、変形例に係る基板処理装置を示す概略
縦断面図である。この基板処理装置は、基板Ｗを載置す
る載置面４０ａを備える載置台４０と、載置面４０ａ上
の基板Ｗに所定の処理を行うための処理空間４２を形成
するチャンバー４１とで構成される。チャンバー４１
は、載置台４０の載置面４０ａに平行なガス案内面４１
ａと、処理ガスが流通する環状のガス供給路４１ｂと、
このガス供給路４１ｂから処理空間４２内に処理ガスを
供給する環状のスリット４１ｃと、ガス供給路４１ｂに
処理ガスを導入するガス導入部４１ｄとを備えている。
チャンバー４１の中央部には、排気口４１ｅが設けられ
ている。

【００３１】上記構成によって、環状のスリット４１ｃ
から処理空間４２内に供給される処理ガスは、ガス案内
面４１ａに沿って、基板Ｗの処理面上を基板Ｗの周囲か
ら中心付近まで一様に流れる。したがって、基板Ｗの処
理面に均一な処理を施すことができる。

【００３２】（２）処理ガスのガス供給路を処理空間の
側方に配備し、このガス供給路に設けた環状のスリット
を介して、処理ガスを処理空間の側方から供給するよう
にしてもよい。

【００３３】（３）上記実施例では、処理ガスの排気口
３ｂをチャンバー３の中央部に設けたが、例えば、チャ
ンバー３の中心からずらして排気口を設けてもよい。こ
れは、処理ガスがガス供給路に均等に導入されなかった
場合に、環状のスリット全体から処理空間に処理ガスが
均一に噴出しなくなることもあるので、このような場合
には、排気口の位置を、チャンバーの中心からずらして
設けることで、処理空間内の処理ガスの流れを一様にす
ることができる。

【００３４】（４）上記実施例では、チャンバー３に単
一の排気口３ｂを設けたがチャンバー３に複数個の排気
口を設けてもよい。これは、例えば基板Ｗの周囲と中心
部とでは、単位面積当りの処理ガスの供給量に若干の差
が生じるので、この場合に、複数個の排気口からそれぞ
れ所定量の処理ガスを排気することで、基板Ｗの全体に
渡って処理ガスの供給量を一層均一にすることができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次の効果を奏する。すなわち、請求項１に記
載の発明によれば、載置台の上面とチャンバーの対向面
とで形成される処理空間に、ガス供給機構によって、処
理空間の周囲から処理ガスを供給するので、処理ガスを
対向面によって基板の処理面全体にわたって均一に行き
渡らすことができ、基板に対して均一な処理を施すこと
ができる。また、従来のように処理ガスを基板全面に分
散させるための分散板を必要としないので、装置の構成
を簡易にすることができるとともに、装置のコンパクト
化を図ることができる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、載置台の
上面とチャンバーの対向面との間隔を１．０〜１０ｍｍ
とすることで、処理空間は、従来に比べて狭い空間にな
るので、処理空間内に処理ガスなどを充填する時間を短
くすることができ、処理効率を向上することができる。
また、同時に処理ガスの使用量をも少なくすることがで
き、経済性も向上させることもできる。

【００３７】請求項３に記載の発明によれば、載置台の
周囲に配備したガス供給路に処理ガスを流通させ、この
ガス供給路に設けたスリットから処理空間に処理ガスを
供給しているので、基板に対してさらに均一な処理を行
うことができる。

【００３８】請求項４に記載の発明によれば、処理空間
の周囲から供給された処理ガスは、チャンバーに形成さ
れた排気口から排気されるので、処理空間における処理
ガスの流れが円滑になり、基板の処理面全体に均一な処
理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の基板処理装置を示す概略縦断面図であ
る。

【図２】実施例の基板処理装置を示す概略横断面図であ
る。

【図３】実施例の基板処理装置の動作を示す図である。

【図４】変形例の基板処理装置を示す概略縦断面図であ
る。

【図５】従来例の基板処理装置を示す概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ … 載置台 １ａ… 載置面 ２ … ガス供給機構 ２ｂ… ガス供給路 ２ｃ… スリット ３ … チャンバー ３ａ… ガス案内面 ３ｂ… 排気口 ７ … 排気流量調節バルブ １０ … 処理空間 １１ … ガス排出管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に処理ガスを供給して、基板に対し
   て所定の処理を行う基板処置装置であって、 基板を載置させる載置台と、 前記載置台の上方に設けられ、基板を載置するための前
   記載置台の上面に近接させた対向面を有するチャンバー
   と、 前記載置台の上面と前記チャンバーの対向面との間の処
   理空間に、前記載置台に基板を載置させた状態で、前記
   処理空間の周囲から処理ガスを供給するガス供給機構と
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記載置台の上面と前記チャンバーの対向面との間隔
   が、１．０ないし１０ｍｍの範囲であることを特徴とす
   る基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の基板処
   理装置において、 前記ガス供給機構は、前記載置台の周囲にガス供給路を
   備え、前記ガス供給路には幅が狭くなるスリット部が形
   成されていることを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の基板処理装置において、 前記チャンバーには、前記処理空間に供給された処理ガ
   スを排出するための排気口が形成されていることを特徴
   とする基板処理装置。