JPH11186240A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の表面へその側方の全周方向から処理ガ
スを供給して基板に対し処理を施す場合において、基板
の全面にわたって均一な処理が行われ、基板処理後に行
われるガスパージに要する時間を短くして処理効率を向
上させることができる装置を提供する。 【解決手段】 上面に基板Ｗを載置する基板載置部１０
の上面の周縁部１１を、基板と接触して基板を載置する
基板載置面１２より略基板の厚さ分だけ高く形成する。
基板載置部１０上の基板の上方および側方を覆うように
カバー２を配置して処理空間１４が形成されるように
し、基板の側方の全周方向から処理空間へ処理ガスを供
給するガス供給機構と、処理空間の中央部から上方へ処
理ガスを排出させるガス排出機構とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用あるいはフォトマスク用のガラス基板、
光ディスク用の基板などの基板の表面へ処理ガスを供給
することにより、基板に対して所定の処理を施すために
使用される基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板処理装置は、例えば、半導
体ウエハ等の基板の表面に付着した自然酸化膜や有機
物、重金属等のパーティクルなどを基板表面から除去す
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の表面へ供給して、基板に対しド
ライ洗浄等の処理を施したり、また、基板の表面とフォ
トレジストとの密着性を良くするために、ヘキサメチル
ジシラザン等の処理液を気化させて窒素ガス等のキャリ
アガスに混合させた処理ガスを、ホットプレート上に載
置されて加熱された基板の表面へ供給して、基板に対し
アドヒージョン処理を施したりする場合などに使用され
る。このような基板処理に使用される装置の構成の１例
を、図５に概略縦断面図で示す。

【０００３】図５に示した基板処理装置は、上面に基板
Ｗを水平姿勢で載置する基板載置部１を有している。こ
の基板載置部１は、基板処理時に基板Ｗを冷却する必要
があるときはクールプレートとして構成され、図示して
いないが内部に冷却媒体の流路が形設され、また、基板
処理時に基板Ｗを加熱する必要があるときはホットプレ
ートとして構成され、図示していないが内部にヒータが
埋設される。また、図示を省略しているが、基板載置部
１には、複数個、例えば３個の貫通孔が穿設されてお
り、その各貫通孔にリフトピン（図示せず）がそれぞれ
上下方向へ摺動自在に挿通されていて、３本のリフトピ
ンは、アクチュエータに連結された昇降板に固着されて
いる。そして、アクチュエータによって昇降板を上昇さ
せることにより、各リフトピンの上端部を基板載置部１
の上面より上方へ突出させ、３本のリフトピンによって
基板Ｗを基板載置部１の上面から離間した状態で支持
し、また、３本のリフトピンによって基板Ｗを支持した
状態で、アクチュエータによって昇降板を下降させるこ
とにより、各リフトピンを基板載置部１の上面より下方
へ引き入れ、これに伴って基板Ｗがリフトピン上から基
板載置部１の上面へ移載される。装置内への基板Ｗの搬
入および装置外への基板Ｗの搬出に際して、このような
リフトピンの昇降動作が行われる。

【０００４】基板載置部１の上方には、基板載置部１上
に載置される基板Ｗの上方および側方を覆うようにカバ
ー２が配設されていて、基板載置部１の上面とカバー２
との間に狭い処理空間３が形成されるようになってい
る。カバー２は、図示しない支持機構によって基板載置
部１の上面と平行に支持され、図示しない昇降機構によ
って上下方向へ往復移動させられるようになっている。
そして、カバー２は、基板Ｗの搬入および搬出の際には
上方へ移動させられ、基板Ｗの処理時には下方へ移動さ
せられて図示した位置に保持され、基板載置部１との間
に処理空間３を形成する。カバー２の周壁部には、その
下端面にＯ−リング４が装着されており、カバー２が図
示の下方位置へ移動した時に、処理空間３の気密性が保
持される。

【０００５】また、カバー２の周壁部には、一定の角度
間隔で複数個、例えば４個の貫通したガス導入路５が形
設されており、それぞれのガス導入路５は、ガス供給配
管６を通して処理ガス供給源（図示せず）に流路接続さ
れている。カバー２のガス導入路５は、基板載置部１の
上面より下方の位置に形成されており、処理ガス供給源
からガス供給配管６を通って供給される処理ガスは、そ
れぞれガス導入路５を通って、基板載置部１の円周面と
カバー２の周壁部の内周面との間に形成された環状ガス
通路７へ流入し、環状ガス通路７内を上向きに流れて処
理空間３へ流れ込む。この際、処理ガスは、環状ガス通
路７の全周方向から均一に処理空間３へ供給される。ま
た、カバー２の上壁部の中央位置には、排気路８が形設
されており、排気路８は、排気管９を通して排気装置
（図示せず）に流路接続されている。そして、処理空間
３へ導入された処理ガスは、カバー２の上壁部内面およ
び基板載置部１の上面に沿って基板Ｗの周辺部から中心
部へ向かって一様に流れ、処理空間３の中央部から排気
路８内へ流れ込んで、処理空間３から排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した構成の上
記基板処理装置においては、処理液供給源から供給され
カバー２のガス導入路５を通ってカバー２内へ導入され
た処理ガスは、環状ガス通路７内を上向きに流れて処理
空間３へ流れ込み、基板載置部１の上面に載置された基
板Ｗの表面に沿ってその周辺部から中心部へと流れる。
このように、基板Ｗに対して処理ガスは、図６に処理ガ
スの流れを矢印で示すように、基板載置部１上の基板Ｗ
の側方から供給され、基板Ｗの周辺部から中心部へ向か
って流れる。このため、処理ガスの一部は、基板Ｗの周
端縁にぶつかった後、基板Ｗの表面上へ流れ、基板Ｗの
周辺部に風切りによる模様むらを生じ易くなる。また、
基板載置部１の上面に載置された基板Ｗによって形成さ
れた段差により、処理ガスの流れが乱れて、環状ガス通
路７の全周方向から処理ガスを均一に処理空間３へ供給
しても、基板Ｗの表面上を流れる処理ガスが均一な層流
とならない。これらの結果、基板Ｗの表面処理の進行速
度が基板Ｗの全面にわたって均一とはならずに、処理む
らを生じる恐れがある。また、基板Ｗの処理が終了する
と、カバー２を上昇させて基板Ｗを搬出する前に、処理
空間３を窒素ガスなどでパージするが、処理ガスが処理
空間３内に滞留し易いために、ガスパージに要する時間
が長くなって、処理効率が悪くなる、といった問題点が
ある。

【０００７】また、基板Ｗの搬入の際に、外部の基板搬
送機構によって３本のリフトピン上に基板が置かれた時
の状態により、図７に平面図を示すように、リフトピン
が下降してリフトピン上から基板載置部１上へ移載され
た時の基板Ｗの中心位置と基板載置部１の上面１ａの中
心位置とがずれる、といったことが起こる。このように
基板Ｗの中心位置と基板載置部１の上面１ａの中心位置
とがずれたまま基板Ｗの処理を行うと、環状ガス通路７
の全周方向から処理ガスを均一に処理空間３へ供給して
も、基板Ｗの周辺部から中心部へ向かって流れる処理ガ
スと基板Ｗの表面とが接触する時間が基板Ｗ全面で均一
とはならず、この結果、処理むらを生じる恐れがある。

【０００８】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、基板の表面へその側方の全周方向か
ら処理ガスを供給して基板に対し所定の処理を施す場合
において、基板の周辺部に風切りによる模様むらを生じ
ることを防止するとともに、基板の表面上を流れる処理
ガスが均一な層流を形成するようにして、基板の全面に
わたって均一な処理が行われるようにするとともに、基
板処理後に行われるガスパージの際に処理ガスを滞留し
にくくし、ガスパージに要する時間を短くして、処理効
率を向上させることができる基板処理装置を提供するこ
と、また、それらに加え、基板が基板載置部の上面に載
置された時の位置が常に一定となるようにして、基板の
全面にわたってより均一な処理が行われるようにするこ
とができる基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上面に基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部上
に載置された基板の上方および側方を覆うように配置さ
れ、基板載置部の上面との間に処理空間を形成するカバ
ーと、前記基板載置部上に載置された基板の側方から前
記処理空間へ処理ガスを供給するガス供給機構と、前記
処理空間の中央部から上方へ処理ガスを排出させるガス
排出機構とを備えた基板処理装置であって、前記基板載
置部の上面の周縁部を、基板と接触して基板を載置する
基板載置面より略基板の厚さ分だけ高く形成したことを
特徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の基
板処理装置において、基板載置部の上面の周縁部の上端
面から基板載置面へ続く面を、基板載置面に対して４５
°〜８０°の角度をなす傾斜面に形成したことを特徴と
する。

【００１１】請求項１に係る発明の基板処理装置におい
ては、基板載置部の上面の基板載置面に載置された基板
の表面と基板載置部の上面の周縁部とが略同一水平面と
なるので、基板に対してその側方から処理ガスが供給さ
れても、処理ガスは、基板の周端縁にぶつかることな
く、カバーの上壁部内面および基板載置部上面に沿って
処理空間内を中央部の方向へ流れ、基板の周辺部から中
心部へ向かって基板の表面上を処理ガスが一様に流れ
る。このため、基板の周辺部に風切りによる模様むらを
生じたりすることがない。また、基板載置部上面の基板
載置面上の基板の表面と基板載置部上面の周縁部とは略
同一水平面となり、基板によって段差が形成されること
がないので、基板に対しその側方の全周方向から均一に
供給された処理ガスは、均一な層流となって基板の表面
上を流れる。したがって、基板の表面処理が基板の全面
にわたって均一に進行する。また、基板処理後に処理空
間をガスパージする際に、処理ガスが滞留しにくいの
で、ガスパージが迅速に行われることとなる。なお、こ
こでいう基板載置部には基板載置台や基板載置板が含ま
れる。

【００１２】請求項２に係る発明の基板処理装置では、
上記した作用に加え、基板載置部の上面に基板を載置し
た時に、基板の中心位置と基板載置部の上面の中心位置
とがずれて、基板の周縁の一部が基板載置部の上面の周
縁部の上端面から基板載置面へ続く面に乗り上げるよう
なことがあっても、その面が傾斜面に形成されているこ
とにより、基板の周縁の一部は傾斜面に沿ってずり下が
り、基板は、その裏面全体が基板載置面に接触した状態
で基板載置部上に載置される。これにより、基板が基板
載置部の上面に載置された時の位置が常に一定となり、
基板に対しその側方の全周方向から均一に供給されて基
板の周辺部から中心部へ向かって流れる処理ガスと基板
の表面とが接触する時間が基板全面で均一となって、基
板の表面処理が基板の全面にわたって均一に進行する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図１ないし図４を参照しながら説明する。

【００１４】図１ないし図３は、この発明の１実施形態
を示し、図１は、基板処理装置の要部の構成を示す概略
縦断面図であり、図２は、その装置の一部を構成する基
板載置部の部分拡大縦断面図、図３は、図１のIII−III
矢視断面図である。この基板処理装置において、カバー
２の構成は、図５に示した上記装置と同じであり、それ
ぞれの構成部材に図５で使用した符号と同一符号を付し
てそれらの説明を省略する。

【００１５】この基板処理装置の基板載置部１０は、図
１および図２に示すように、その上面の周縁部１１が、
基板Ｗと接触して基板を載置する基板載置面１２より略
基板Ｗの厚さ分ａだけ高く形成されている。基板載置面
１２の形状および大きさは、基板Ｗの平面形状および大
きさと同じとし、基板載置部１０上に載置された基板Ｗ
の中心位置と基板載置部１０の上面の中心位置とが一致
したときに、基板Ｗの裏面全体が基板載置面と接触する
ようになっている。基板載置部１０の上面の周縁部１１
の上端面の幅ｂは、例えば１ｍｍ〜２ｍｍである。ま
た、周縁部１１の上端面から基板載置面１２へ続く面は
鉛直面ないし傾斜面に形成されており、好ましくは、図
２に示すように基板載置面１２に対する角度θが４５°
〜８０°となるような傾斜面１３に形成される。そし
て、基板載置部１０上に基板Ｗを載置した時に、基板Ｗ
の中心位置と基板載置部１０の上面の中心位置とがずれ
ると、基板Ｗの周縁の一部が基板載置部１０の上面の傾
斜面１３に乗り上げ、その後に、重力によって基板Ｗの
周縁の一部が傾斜面１３に沿ってずり下がり、基板Ｗの
裏面全体が基板載置面１２に接触する。これにより、基
板Ｗの中心位置と基板載置部１０の上面の中心位置とが
一致して、基板Ｗは常に一定位置に載置されることとな
る。

【００１６】なお、図示を省略しているが、基板載置部
１０は、図５に示した上記装置と同様に、基板処理時に
基板Ｗを冷却する必要があるときは内部に冷却媒体の流
路が形設されてクールプレートとして構成され、また、
基板処理時に基板Ｗを加熱する必要があるときは内部に
ヒータが埋設されてホットプレートとして構成される。
また、基板載置部１０には、例えば３個の貫通孔が穿設
され、その各貫通孔に、アクチュエータに連結された昇
降板に固着されたリフトピンがそれぞれ上下方向へ摺動
自在に挿通されている。

【００１７】図１ないし図３に示した基板処理装置を使
用して基板に対し所定の処理を施すときは、基板Ｗを装
置内へ搬入した後、図１に示したように、カバー２を下
方へ移動させて、カバー２と基板載置部１０との間に密
閉された処理空間１４を形成し、この状態で、図示しな
い処理ガス供給源からガス供給配管６を通して処理空間
１４へ処理ガスを供給することにより、基板Ｗの処理が
行われる。この場合において、装置内に搬入された基板
Ｗが基板載置部１０の上面に載置された時に、もしも基
板Ｗの中心位置と基板載置部１０の上面の中心位置とが
ずれて、基板Ｗの周縁の一部が基板載置部１０の上面の
傾斜面１３に乗り上げるようなことが起こっても、基板
Ｗの周縁の一部は傾斜面１３に沿ってずり下がり、基板
Ｗの裏面全体が基板載置面１２に接触した状態となっ
て、基板Ｗの位置が自然に修正され、基板Ｗは、基板載
置部１０の上面の常に一定位置、すなわちその中心位置
と基板載置部１０の上面の中心位置とが一致する位置に
載置される。

【００１８】また、処理ガス供給源からガス供給配管６
を通して供給される処理ガスは、カバー２の周壁部に円
周方向に等配された４個のガス導入路５をそれぞれ通っ
て、基板載置部１０の円周面とカバー２の周壁部の内周
面との間に形成された環状ガス通路１５へ流入し、環状
ガス通路１５内を上向きに流れて、環状ガス通路１５の
全周方向から均一に処理空間１４へ流れ込む。そして、
処理空間１４へ導入された処理ガスは、カバー２の上壁
部内面および基板載置部１０の上面に沿って基板Ｗの周
辺部から中心部へ向かって一様に流れ、処理空間１４の
中央部から排気路８内へ流れ込んで、排気管９を通して
処理空間１４から排出される。この際、基板載置部１０
の上面の基板載置面１２に載置された基板Ｗの表面と基
板載置部１０の上面の周縁部１１とが略同一水平面とな
っているので、基板Ｗに対してその側方から処理ガスが
供給されても、処理ガスの流れが基板Ｗの周端縁にぶつ
かることはなく、基板Ｗの周辺部から中心部へ向かう処
理ガスの一様な流れが確保される。また、基板載置部１
０上面の基板載置面１２上の基板Ｗの表面と基板載置部
１０上面の周縁部１１とは略同一水平面となって基板Ｗ
により段差が形成されることはないので、基板Ｗに対し
その側方の全周方向から均一に供給された処理ガスは、
均一な層流となって基板Ｗの表面上を流れる。

【００１９】以上のように、基板Ｗは、その中心位置と
基板載置部１０の上面の中心位置とが一致する位置に常
に載置され、また、処理ガスは、基板Ｗの周辺部から中
心部へ向かって一様に均一な層流となって流れ、このよ
うな状態で基板Ｗの処理が行われるため、基板Ｗの表面
処理は、基板Ｗの全面にわたって均一に進行し、基板の
全面にわたって均一な処理が確保されることとなる。

【００２０】基板Ｗの処理が終了すると、カバー２を上
昇させて基板Ｗを搬出する前に、処理空間１４を窒素ガ
スなどでパージする。この際、上記したように、基板載
置部１０の上面の基板載置面１２に載置された基板Ｗの
表面と基板載置部１０の上面の周縁部１１とは略同一水
平面となり、基板載置部１０上に載置された基板Ｗによ
って段差が形成されたりしていないので、処理ガスは、
処理空間１４内に滞留することなく、速やかに処理空間
１４から排出される。したがって、ガスパージに要する
時間が短縮化され、処理効率が向上することとなる。

【００２１】なお、上記した実施形態では、上下方向へ
移動自在に支持されたカバー２の周壁部に複数個のガス
導入路５を形設して、それらのガス導入路５を通して処
理空間１４へ処理ガスを導入するようにしたが、図４に
概略縦断面図を示すように、基板載置部１０の円周面の
外側に、間隔を設けて基板載置部１０と同心的に環状部
材１６を固設し、その環状部材１６に、複数個のガス導
入路１７を円周方向に等配して形設し、それぞれのガス
導入路１７にガス供給配管６を連通接続して、処理ガス
供給源から供給される処理ガスを、環状部材１６のガス
導入路１７を通してカバー１９と基板載置部１０の上面
との間の処理空間２０へ導入するような構成としてもよ
い。図４中の符号２１は、カバー１９の上壁部の中央位
置に形設された排気路であり、符号２２は排気路２１を
連通する排気管、符号２３は、カバー１９の周壁部の下
端面に装着され環状部材１７の上面に密着するＯ−リン
グである。また、上記した実施形態では、処理ガスを処
理空間１４から排出させるための排気路８をカバー２の
上壁部の中央位置に１個だけ形設したが、処理ガスの一
様な流れに影響を及ぼさない範囲で、カバーの上壁部の
中央位置から多少ずらした位置に排気路が形設されてい
てもよく、また、カバーの上壁部の中央付近に複数個の
排気路を形設するようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理装置を使
用して、基板の表面へその側方から処理ガスを供給して
基板に対し所定の処理を施すようにしたときは、基板の
周辺部に風切りによる模様むらを生じることが防止され
るとともに、基板の表面上を流れる処理ガスが均一な層
流を形成するようになり、このため、基板の全面にわた
って均一な処理を施すことができるとともに、基板処理
後に行われるガスパージの際に処理ガスが滞留しにくく
なるので、ガスパージに要する時間を短縮化して、処理
効率を向上させることができる。

【００２３】また、請求項２に係る発明の基板処理装置
を使用したときは、上記効果に加え、基板が基板載置部
の上面に載置された時の位置が常に一定となるため、基
板の全面にわたってより均一な処理を施すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施形態を示し、基板処理装置の
要部の構成を示す概略縦断面図である。

【図２】図１に示した装置の一部を構成する基板載置部
の部分拡大縦断面図である。

【図３】図１のIII−III矢視断面図である。

【図４】この発明の別の実施形態を示し、基板処理装置
の要部の構成を示す概略縦断面図である。

【図５】従来の基板処理装置の要部の構成の１例を示す
概略縦断面図である。

【図６】図５に示した装置における問題点を説明するた
めの基板載置部の部分拡大縦断面図である。

【図７】同じく図５に示した装置における問題点を説明
するための基板載置部の平面図である。

【符号の説明】

２、１９ カバー ４、２３ Ｏ−リング ５、１７ ガス導入路 ６、１８ ガス供給配管 ８、２１ 排気路 ９、２２ 排気管 １０ 基板載置部 １１ 基板載置部の上面の周縁部 １２ 基板載置部の基板載置面 １３ 基板載置部の上面の傾斜面 １４、２０ 処理空間 １５ 環状ガス通路 １６ 環状部材 Ｗ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に基板を載置する基板載置部と、 前記基板載置部上に載置された基板の上方および側方を
   覆うように配置され、基板載置部の上面との間に処理空
   間を形成するカバーと、 前記基板載置部上に載置された基板の側方から前記処理
   空間へ処理ガスを供給するガス供給機構と、 前記処理空間の中央部から上方へ処理ガスを排出させる
   ガス排出機構と、を備えた基板処理装置であって、 前記基板載置部の上面の周縁部を、基板と接触して基板
   を載置する基板載置面より略基板の厚さ分だけ高く形成
   したことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 基板載置部の上面の周縁部の上端面から
   基板載置面へ続く面が、基板載置面に対して４５°〜８
   ０°の角度をなす傾斜面に形成された請求項１記載の基
   板処理装置。