(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して薬液の塗布処理を行う基板処理装置であって、
前記基板が支持される処理装置本体と、
前記薬液を収納する薬液収納手段と、
前記薬液収納手段から導出される前記薬液を前記基板上に吐出する薬液吐出手段と、
を備え、
アーム部材の一端に前記薬液吐出手段が固定され、当該アーム部材の他端に前記薬液収納手段が載置されることにより、前記薬液収納手段と前記薬液吐出手段とが一体化されて薬液供給部とされるとともに、
前記薬液供給部が前記処理装置本体に対して着脱自在とされていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１の基板処理装置であって、
前記処理装置本体は、
前記基板を支持して回転させる基板支持回転手段と、
前記基板支持回転手段から離れた位置に設けられ、前記薬液供給部を枢支して回転させることによって前記薬液吐出手段の薬液吐出口を前記基板の上方に対して進退可能とする薬液供給部支持手段と、
を有し、
前記薬液供給部の枢支軸と前記薬液供給部支持手段とが互いに着脱自在に嵌合されていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板を支持しながら基板上に薬液塗布を行う基板処理装置に関するもので、特に薬液供給手段および薬液吐出手段の洗浄および交換が容易に行える基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高集積化されたＬＳＩ等の半導体装置においては半導体基板（以下「基板」という）上に配線層を多層に積み重ねて形成する際に、配線層間に平坦化膜としてＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜を形成することが行われる。すなわち、配線層が形成された基板上にシラノールＳｉ（ＯＨ）４を主成分としたケイ素化合物を有機溶剤に溶解した溶液（ＳＯＧソース）を基板上に塗布した後、数回ベークするといった処理が施される。
【０００３】
このうちＳＯＧソースの塗布は、次のように行われる。すなわち、回転台に載置された基板の中央の上方に位置されたノズルに、ＳＯＧ液のボトルおよび有機溶剤のボトルがチューブでつながれ、必要に応じてそれらのボトルからチューブを介してＳＯＧ液がノズルに送られ、基板上に吐出される。その後、チャック上の基板が回転することによりＳＯＧソースが基板上面全体に均一に塗布される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＳＯＧ液は結晶化しやすく、ボトルからノズルへ通じるチューブ内で結晶化することが多い。このようにチューブ内で結晶化したＳＯＧの微小な結晶片が結晶化していないＳＯＧ液の流れによって流れ出し、パーティクルとして基板上面に塗布されてしまうと基板の汚染の原因になる。
【０００５】
このため、実際の半導体製造工程においてはノズルやチューブやボトル等のＳＯＧソースを供給する部分のイソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」と記す）等による内部洗浄を日々の装置の停止後に行うのに加えて、さらに約１０日に一度、それらのＳＯＧソースの供給部を予め洗浄してあったそれぞれの部材と交換していた。
【０００６】
しかし、ノズルとボトル等は例えばノズルがスピンナーの周辺に設置され、ボトル等が装置下の収納部に設置されるなど、それぞれが独立して離れた位置に設置され、それらを互いに結びつけるようにチューブが接続されていたため、それらの部材の日々の内部洗浄や１０日ごとの交換に際して手間がかかった。
【０００７】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、装置を長時間停止させることなく薬液供給手段と薬液吐出手段の洗浄および交換が容易に行え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】
上記の目的を達成するため、この発明の請求項１の装置は、基板に対して薬液の塗布処理を行う基板処理装置であって、前記基板が支持される処理装置本体と、前記薬液を収納する薬液収納手段と、前記薬液収納手段から導出される前記薬液を前記基板上に吐出する薬液吐出手段と、を備え、アーム部材の一端に前記薬液吐出手段が固定され、当該アーム部材の他端に前記薬液収納手段が載置されることにより、前記薬液収納手段と前記薬液吐出手段とが一体化されて薬液供給部とされるとともに、前記薬液供給部が前記処理装置本体に対して着脱自在とされていることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の請求項２の装置は、請求項１の基板処理装置であって、前記処理装置本体は、前記基板を支持して回転させる基板支持回転手段と、前記基板支持回転手段から離れた位置に設けられ、前記薬液供給部を枢支して回転させることによって前記薬液吐出手段の薬液吐出口を前記基板の上方に対して進退可能とする薬液供給部支持手段と、を有し、前記薬液供給部の枢支軸と前記薬液供給部支持手段とが互いに着脱自在に嵌合されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【００１１】
【１．機構的構成と装置配列】
図１はこの実施の形態の基板処理装置の全体構成の概略を示す斜視図である。この基板処理装置は、図１に示すように、モータＭにチャック１が連結されており、チャック１上に基板２を保持した状態でモータＭを作動させることにより、チャック１と基板２とが一体的に回転するようになっている。また、このチャック１を取り囲むように、カップ３が配置されており、図２に示すＳＯＧソース供給部４（図１では省略）のノズル４１から現像液をチャック１に保持された基板２の表面に供給した後、モータＭを作動させてチャック１と一体的に基板２を回転させると、その遠心力により余剰のＳＯＧソースなどが排液として基板表面から振り切られ、カップ３に補集される。また、ＳＯＧソース供給部４は図２に示す回転支持部５（図１では省略）を中心として回転自在に枢支されており、ノズル４１がチャック１上とカップ３上部以外の図１に点線で示した待機位置との間を移動する。
【００１２】
図２はこの実施の形態の基板処理装置のＳＯＧソース供給部４および回転支持部５の構成を示す拡大斜視図である。以下、この図２を用いてＳＯＧソース供給部４および回転支持部５の詳細な構成を説明していく。
【００１３】
ＳＯＧソース供給部４は回転アーム４４上に薬液供給部１０およびノズル固定ブラケット４７を備え、薬液供給部１０はＳＯＧ液供給ボトル４３，バルブ４２，チューブ４６ａ〜ｅ，ノズル４１から成っている。
【００１４】
ＳＯＧソース供給部４は回転アーム４４の一方の端部ＴＡの上面にノズル４１がノズル固定ブラケット４７を介して固定され、他方の端部ＴＢの上面にはＳＯＧ液供給ボトル４３が載置され、さらに回転アーム４４の中間部にはバルブ４２が載置され、それぞれには図示のようにチューブ４６ａ〜ｅが接続されている。そして、回転アーム４４の端部ＴＢの下面には枢支軸としてのテーパコア４５が固着されている。
【００１５】
また、回転支持部５には回転軸５１にテーパ５２と３つの貫通孔５３ａ〜ｃが設けられており、さらに、その一端にそれぞれカプラ５５ａ〜ｃが備えられたチューブ５４ａ〜ｃが貫通孔５３ｃを通じて回転軸５１の内部に収納されている。また、チューブ５４ａ〜ｃはそれぞれカプラ５５ａ〜ｃを介してそれぞれチューブ４６ｅ，ｂ，ｃの各々と接続されている。また、チューブ５４ａ〜ｃのカプラ５５ａ〜ｃが備えられていない方の端は図示されていないが回転支持部５の下方に備えられた窒素、有機溶剤、エアのそれぞれの供給部に接続されており、さらにそれらの供給部は図示しない制御部に接続されている。
【００１６】
【２．ＳＯＧソース供給部の動作】
つぎに、以下においてＳＯＧソース供給部４の動作の詳細を説明していく。
【００１７】
ＳＯＧソース供給部４はチャック１上に基板２が支持された状態でＳＯＧソースを吐出する場合には、図１のノズル４１が実線で示した位置にくるようにＳＯＧソース供給部４が位置し、基板２の受け渡し時等のＳＯＧソース吐出時以外はノズル４１が図１の点線で示した待機位置に位置するように進退させ、ＳＯＧソース供給部４全体が図２に示したように回転支持部５の回転軸５１を中心として矢符ＡＡのように回転する。
【００１８】
ＳＯＧソースを基板２上に吐出する際には、以下のようにしてノズル４１にＳＯＧソースが供給される。すなわち、図２において図示しない制御部がＳＯＧソースを吐出すべきタイミングにバルブを解放する。また、窒素の供給はプロセス処理開始後は常時行われている。
【００１９】
それにより窒素はチューブ５４ａからチューブ４６ｅを介してＳＯＧ液供給ボトル４３に送給される。また、有機溶剤はチューブ５４ｂからチューブ４６ｂを介してノズル４１に送給され、さらに、エアはチューブ５４ｃからチューブ４６ｃを介してバルブ４２に送給される。このようにして送給された窒素、有機溶剤、エアのそれぞれによってＳＯＧソースがノズル４１から吐出される様子を以下に示す。
【００２０】
ＳＯＧ液供給ボトル４３は二重のボトルにより構成されていて、ＳＯＧ液を間接加圧することによって送給する仕組みになっており、窒素は第１のボトル４３ａに送られる。ＳＯＧ液は第２のボトル４３ｂに入っていて、この第２のボトル４３ｂの内圧はその上部の開口部が解放されているために、第１のボトル４３ａの内圧と等しくなっている。そして、第１のボトル４３ａに窒素が供給されることによって、その内圧が上がりその圧力上昇によってチューブ４６ｄを通じてＳＯＧ液がバルブ４２に送給される。
【００２１】
バルブ４２はサックバック機能を持ったエアバルブであり、エアの供給量に応じてバルブが開く仕組みになっている。そのためＳＯＧソースを吐出すべきタイミングで送給されたエアによりバルブが開き、窒素の供給により常時液圧が高められているＳＯＧ液がチューブ４６ａを通じてノズル４１に送給される。
【００２２】
以上のように基板２上にＳＯＧソースが供給された後にはＳＯＧソース供給部４は前述のように待機位置に移動する。それと同時に待機位置でチューブ４６ｂを通じて送給された有機溶剤がノズル４１においてノズル洗浄の為吐出される。その際のＳＯＧソース供給部４の移動は回転支持部５の回転軸５１が図示しない制御部の制御によって回転するモータにより行われる。ＳＯＧソース供給部４に固定されているテーパコア４５は回転支持部５のテーパ５２に嵌合され、さらに回転軸５１の外周面に設けられた貫通孔５３ａ，ｂを貫通して固定されているピン５６にテーパコア４５の下端の切欠ＢＫが嵌合し、これによりＳＯＧソース供給部４は支持される。回転支持部５の回転軸５１の矢符ＡＢ方向の回転によりテーパコア４５が回転し、それに従ってＳＯＧソース供給部４は前述のように矢符ＡＡのように回転する。
【００２３】
また、ＳＯＧソース供給部４のテーパコア４５と回転支持部５のテーパ５２とが固定的に接続されていないため、このＳＯＧソース供給部４は全体を上方に持ち上げ、カプラ５５ａ〜ｃを外してチューブ５４ａ〜ｃとチューブ４６ｅ，ｂ，ｃを切り離すことにより容易に回転支持部５から取り外すことができる。
【００２４】
逆にＳＯＧソース供給部４を回転支持部５に設置する際には回転支持部５のテーパ５２にＳＯＧソース供給部４のテーパコア４５を嵌合させ、さらにピン５６をテーパコア４５の下端の切欠ＢＫに嵌合させることにより設置できる。
【００２５】
このようにＳＯＧソース供給部４は回転支持部５に対して容易に着脱できるため、ノズル４１，バルブ４２，ＳＯＧ液供給ボトル４３，およびチューブ４６ａ〜ｅのＩＰＡ等による洗浄を行う際には、ＳＯＧソース供給部４全体を取り外してより容易に洗浄作業を行うことができる。
【００２６】
さらに、約１０日に一度程度の割合で行われるノズル４１，バルブ４２，ＳＯＧ液供給ボトル４３，およびチューブ４６ａ〜ｅのそれぞれの部材の交換を、それらの部材が予め洗浄された別のＳＯＧソース供給部４と交換することにより短時間に、しかも容易にそれらの部材の交換作業を行うことができる。
【００２７】
したがって、この実施の形態の基板処理装置では、従来のノズル４１とＳＯＧ液供給ボトル４３が別々に離れて設置されていた際の上記の各部材の内部洗浄や、交換作業に対して作業効率が向上している。
【００２８】
【３．変形例】
この実施の形態の装置ではノズル４１，バルブ４２，ＳＯＧ液供給ボトル４３，およびチューブ４６ａ〜ｅのそれぞれの部材が回転アーム４４上に設置されているが、それらの部材が一体となっていればよく、必ずしもアーム状である必要はなく、それらの部材が１つの箱状の部材に納められる等のその他の方法で一体化されていてもよい。
【００２９】
また、この実施の形態の装置では回転アーム４４が回転軸に対して回転する構成となっているがＳＯＧソースの供給部は必ずしも回転する構成でなくてもよく、直線的に進退する等の構成であってもよい。
【００３０】
また、この実施の形態の装置ではＳＯＧソースの基板への塗布を対象としたが現像液等の他の薬液を塗布する装置であってもよい。
【００３１】
また、この実施の形態の装置では回転軸５１が回転する構成としたが、回転アーム４４自体に回転機構を設けて、それを装置本体に固定する構成としてもよい。
【００３２】
また、この実施の形態の装置ではＳＯＧ液供給ボトル４３にかかる回転アーム４４の回転による遠心力の影響を小さくするために、ＳＯＧ液供給ボトル４３を回転アーム４４の回転中心上に設けたが、それ以外の位置に設けることも可能である。
【００３３】
さらに、この実施の形態の装置では有機溶剤等の供給部を回転支持部５の下方に設けたが、それらも回転アーム４４上に設けてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２の発明では、アーム部材の一端に薬液吐出手段が固定され、当該アーム部材の他端に薬液収納手段が載置されることにより、薬液収納手段と薬液吐出手段が一体化された薬液供給部が処理装置本体に対して着脱自在である構成となっているため、薬液供給部を処理装置本体から取り外すことにより、薬液収納手段や薬液吐出手段の内部洗浄が容易に行え、さらに薬液供給部を予め洗浄されたものと交換することにより、装置を長時間停止させることなく薬液供給部の交換が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この実施の形態の基板処理装置における全体構成の概略を示す斜視図である。
【図２】この実施の形態の基板処理装置におけるＳＯＧソース供給部および回転支持部の構成を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  チャック
２  基板
３  カップ
４  ＳＯＧソース供給部
５  回転支持部
１０  薬液供給部
４１  ノズル
４２  バルブ
４３  ＳＯＧ液供給ボトル
４３ａ  第１のボトル
４３ｂ  第２のボトル
４４  回転アーム
４５  テーパコア
４６ａ〜ｅ  チューブ
４７  ノズル固定ブラケット
５１  回転軸
５２  テーパ
５３ａ〜ｃ  貫通孔
５４ａ〜ｃ  チューブ
５５ａ〜ｃ  カプラ
５６  ピン
ＢＫ  切欠
Ｍ  モータ
【図１】
0003625091.tif 000002
【図２】
0003625091.tif 000003