(57)【要約】【課題】チャックとリンスリングの各動作の動力源を別にして、相互間の干渉を低減し、チャックの安定した正確な動作により基板の安定した精密処理工程ができ、異なる処理液を別々に分けて回収あるいは廃棄出来るようにした基板の表面処理装置の提供にある。【解決手段】表面処理工程を要する基板を保持し、その位置で回転するように配置されているチャックと、基板の表面処理工程で発生した排液を種類別に分離・回収するため、前記チャックの外側を囲む状態で独自に垂直往復移動するように配置されているリンスリング３０と、該リンスリングにより分離・回収された排液を排出するための外部配管４５と連通する排液ライン４１，４２，４４が形成され、前記リンスリングの外側を囲む状態で配置されているチャンバ４０とを備えた。【選択図】  図３
2006157006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理工程を要する基板を保持し、その位置で回転するように配置されているチャックと、
基板の表面処理工程で発生した排液を種類別に分離・回収するため、前記チャックの外側を囲む状態で独自に垂直往復移動するように配置されているリンスリングと、
前記リンスリングにより分離・回収された排液を排出するための外部配管と連通する排液ラインが形成され、前記リンスリングの外側を囲む状態で配置されているチャンバとを備えた基板の表面処理装置。
【請求項２】
前記リンスリングは、下側に位置する昇降機により昇降するように構成され、そのフレームの上面に連続している溝として形成され選択された排液ラインと連通する集水路と、フレームの内面下部に上向きに開放するように連続している溝として形成されて集水路と連通する環状溝と、この環状溝から形成されている内向きの傾斜面に１つ以上の貫通孔を含んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の表面処理装置。
【請求項３】
前記リンスリングのフレームの外郭の上端部は、排液がリンスリングの上面に沿ってスムーズに滑ることができるように先鋭形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の表面処理装置。
【請求項４】
前記チャンバは、浮遊しているガスが流入するようにチャンバの上部に形成されている１つ以上の孔と、この孔に流入したガスを排出するために、前記孔と１つ以上の排気ラインが連通するように設置されている排気管を含んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の表面処理装置。
【請求項５】
前記チャンバは、チャンバの内面とリンスリングの外面間に形成されている第１排液ラインと、前記集水路と連通するように形成されている第２排液ラインと、前記排気孔と連通するように形成されている排気ラインと、前記リンスリングの傾斜面の下端と連接して上向きに開放された連続する溝として形成されている第４排液ラインを含んで形成され、各排液ラインは、外部配管と１ヶ所以上で連通するように形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は４に記載の基板の表面処理装置。
【請求項６】
前記チャックに保持されている基板の表面処理を行なうため、処理液供給源と連通して設置されているディスペンサーと、このディスペンサーと連通するように配置されて処理液を基板に供給する多数の供給管を含んで形成され、前記供給管は、それぞれ同一水平線上を除いた状態で、互いに異なる傾きを有する開放端部が同時に基板の中心に向くように初期設定されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の表面処理装置。
【請求項７】
前記供給管の内、先行供給管の処理液供給が終了すると、後行供給管が基板の中心に処理液の供給を開始するように制御することを特徴とする請求項６に記載の基板の表面処理装置。
【請求項８】
前記供給管の内、先行供給管の処理液供給が終了すると同時に、後行供給管の処理液供給が開始するように制御することを特徴とする請求項７に記載の基板の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面処理装置に関するもので、詳しくは、半導体用ウエハのような基板の表面に処理液や乾燥ガスを噴射して必要とされる表面の処理を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体用ウエハのような基板は、表面にエッチングや洗浄などの表面処理が行なわれており、この基板の表面処理を行うために基板を固定して回転するようにし、回転する基板に処理液や乾燥ガスなどを供給して、その処理液等を排液するようにした表面処理装置が要求される。
【０００３】
従来の基板の表面処理装置は、基板が保持され、垂直往復移動及び水平回転可能に構成されているチャックと、このチャックの上部が内部に位置して多数の排液ラインが垂直方向に形成されているチャンバを具備していた。
【０００４】
前記チャックの下側には、チャックを回転させるためのモータが装着されており、チャック及びモータを垂直往復移動させられるようにシリンダが設置されていた（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、前記基板が保持されているチャックが、回転及び垂直往復という２つの動作を同時に継続して行なうことで、作動する各動力源間、即ち、回転は垂直往復移動に、垂直往復移動は回転に悪影響を及ぼし、このためにモータ及びシリンダが老朽化しやすく、これによりチャックにも無理が加えられて正確な動作を行なうのが難しくなり、また、チャックの不正確な動作によりチャックに保持されている基板に工程のエラーが発生しうると共に、周囲環境による予期しない損傷が発生しうるという問題点があった。
【０００６】
そこで、回転するチャックの位置とリンスリングの位置を相対的変更できるようにリンスリング（カップ）を昇降させる装置を別に設けたものが提案されている（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】実開昭６０−４２７３０号公報
【特許文献２】特開平０９−２９１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に開示されている装置の場合、処理液の種類違いによる使用後の回収や乾燥ガスの廃棄等に対応していない。
本発明の課題は、チャックとリンスリングの各動作の動力源を別にして、相互間の干渉を低減し、チャックの安定した正確な動作によりチャックに保持されている基板もまた安定した精密な工程を可能にするとともに、異なる処理液を別々に分けて回収あるいは廃棄出来るようにした基板の表面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するため、本発明による基板の表面処理装置は、表面処理工程を要する基板を保持し、その位置で回転するように配置されているチャックと、基板の表面処理工程で発生した排液を種類別に分離・回収するため、前記チャックの外側を囲む状態で独自に垂直往復移動するように配置されているリンスリングと、前記リンスリングにより分離・回収された排液を排出するための外部配管と連通する排液ラインが形成され、前記リンスリングの外側を囲む状態で配置されているチャンバとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
前記リンスリングは、下側に位置する昇降機により昇降するように構成され、そのフレームの上面に連続している溝として形成され選択された排液ラインと連通する集水路と、フレームの内面下部に上向きに開放するように連続している溝として形成されて集水路と連通する環状溝と、この環状溝から形成されている内向きの傾斜面に１つ以上の貫通孔を含んで形成されていることを特徴としている。
【００１１】
前記リンスリングのフレームの外郭の上端部は、排液がリンスリングの上面に沿ってスムーズに滑ることができるように先鋭形状に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、前記チャンバは、浮遊しているガスが流入するようにチャンバの上部に形成されている１つ以上の孔と、この孔に流入したガスを排出するために、前記孔と１つ以上の排気ラインが連通するように設置されている排気管を含んで形成されていることを特徴としている。
【００１３】
更に、前記チャンバは、チャンバの内面とリンスリングの外面間に形成されている第１排液ラインと、前記集水路と連通するように形成されている第２排液ラインと、前記貫通孔と連通するように形成されている排気ラインと、前記リンスリングの傾斜面の下端と連接して上向きに開放された連続する溝として形成されている第４排液ラインを含んで形成され、各排液ラインは、外部配管と１ヶ所以上で連通するように形成されていることを特徴としている。
【００１４】
前記チャックに保持されている基板の表面処理を行なうため、処理液供給源と連通して設置されているディスペンサーと、このディスペンサーと連通するように配置されて処理液を基板に供給する多数の供給管を含んで形成され、前記供給管は、それぞれ同一水平線上を除いた状態で、互いに異なる傾きを有する開放端部が同時に基板の中心に向くように初期設定されていることを特徴としている。
【００１５】
前記供給管の内、先行供給管の処理液供給が終了すると、後行供給管が基板の中心に処理液の供給を開始するように制御することを特徴としており、好ましくは供給管の内、先行供給管の処理液供給が終了すると同時に、後行供給管の処理液供給が開始するように制御するようにすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
前記のように構成されている本発明によれば、基板の表面処理のために要求される水平回転及び垂直移動が、それぞれチャックとリンスリングにより行なわれる、即ち、１つの部材で１つの動作が行なわれることで、チャックとリンスリングの作動を制御する各動力源間の干渉による悪影響を回避することができ、各部材が安定した正確な動作を行なうことができ、基板に対する精密な表面処理が正確に行なわれると共に、破損及び工程のエラーによる不良が明らかに低減できて、製品の質が向上する。
【００１７】
また、基板の表面処理工程中に発生する気体及び処理液などを分離して排出するための排気ライン、排液ラインが別途に形成されていて、外部への廃棄及び再循環が必要に応じてスムーズに行なわれ、基板又は排液ラインの入口の先端から滴下して排液が予定外のスペースに流入して内部に残留したり、排液されないという現象が除去され、基板の表面処理のための２つの処理液間の供給終了及び開始時間の差が設定値と符合して良質の表面処理が行なわれるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による基板の表面処理装置を添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の好適な実施の形態による基板の表面処理装置の一部を概略的に示した斜視図で、図２は、図１の表面処理装置の主要部材を概略的に示した分解斜視図、図３は、図１の表面処理装置の内部が、チャックが除去された状態で示されている側断面斜視図である。
【００１９】
本発明による基板の表面処理装置１０は、表面処理のための基板を保持するチャック２０を有しており、このチャック２０の上部が収容されるようにリンスリング３０が配置されていて、前記リンスリング３０の上部が収容されるようにチャンバ４０が配置されて形成されている。
【００２０】
前記チャック２０は、チャンバ４０の下部に位置する駆動装置に一端部が連動するように設置されて回転するスピンドル２２と、このスピンドル２２の他端部に連動するように装着されて水平回転する回転体２４を含んで形成されており、前記回転体２４は、一定の高さで固定されて水平回転だけをする。
【００２１】
前記リンスリング３０は、回転体２４が内部に位置するとともに、下側に配置された昇降機により昇降するように構成されており、後述の排液ライン４２と連通するように集水路３２が形成されている。また、この集水路３２と多数の孔を通って連通するように内面下部に環状溝３４が形成されており、この環状溝３４から内向きに形成されている傾斜面に１つ以上の排気孔３６が形成されている。
【００２２】
前記リンスリング３０は、チャック２０に保持されている基板に供給される工程中に発生した処理液及びガスがそれぞれ分離されて、該当する排液ラインに分けられて排液されるように、その高さが予め設定されている垂直往復移動を行なう。ここで、リンスリング３０は、便宜的に称されている用語で、必ずしもリング形状に形成されているわけではなく、多様な形状に形成することも可能である。
【００２３】
前記リンスリング３０は、チャンバ４０の下部を貫通している１つ以上のシャフト３８と締結しており、このシャフト３８が昇降機により、その長さを延長又は縮小してリンスリング３０が垂直往復移動するように形成されている。このようなリンスリング３０の垂直往復移動は、チャンバ４０と一部位がスクリュ方式で締結されて、回転しながら垂直移動できる方式などを含む多様な他の形態の方式が利用できるのは当然である。
【００２４】
また、前記集水路３２は、中空形状のリンスリング３０のフレームの上面に、所定の深さの溝が連続して形成されている形状で、下部には排液ライン４２に挿入されてリンスリング３０の垂直往復移動に対するガイドの役割及び集水路３２の排液が排液ライン４２にスムーズに流出されるようにするための延長部３１ａが形成されており、この延長部３１ａは、１つ以上形成されるのが好ましい。
【００２５】
また、前記リンスリング３０のフレームの内面下部に上向きに開放するように連続する溝として形成されて集水路３２と連通する環状溝３４は、リンスリング３０の内面に沿って流れる微量の残留処理液が集水されて、この集水された排出物が集水路３２を通って排液ライン４２に流入するように誘導するために形成されている。
【００２６】
前記排気孔３６は、基板の表面処理工程中に発生して沈下するガスが流入して排気されるようにするために形成されている。
【００２７】
一方、前記チャンバ４０には、多数の排液ライン４１、４２、４４が形成されており、この排液ライン４１、４２、４４と連通するように多数の外部配管４５が装着されている。この配管４５により、所定の排液ラインを通って流出された排液は循環されて再使用され、その他、他の排液ラインを通って流出された排液は完全に廃棄される。
【００２８】
前記排液ライン４１、４２、４４は、基板の表面処理工程、即ち、処理液を要するエッチング又は洗浄工程、リンス(Rinse)工程、回転又は回転と共にガスが供給される乾燥工程などに区分される工程で生成された排出物及び、工程中に発生した排出物が分離されて排出されるように形成されている。
【００２９】
ここで、前記排液ラインは、エッチング又は洗浄工程での排液が流入するようにチャンバ４０とリンスリング３０の間に形成されている第１排液ライン４１と、リンス段階での排液が流入するようにリンスリング３０の集水路３２と連通する第２排液ライン４２と、前記リンスリング３０の排気孔３６と連通するように形成されている排気ライン４３と、前記リンスリング３０の傾斜面の端部と連接するように形成されて、チャンバ４０の内部に残留する排液に対して最終的に集水して排出するための第４排液ライン４４が形成されており、また、各排液ライン４１、４２、４４には、それぞれ１ヶ所以上で外部配管４５が結合されており、排気ライン４３には１ヶ所以上で排気配管７０が供給されている。
【００３０】
また、前記第１、２排液ライン４１，４２は、各段階によるリンスリング３０の設定された高さの変化に応じて、互いにその役割を転換して利用することができる。
【００３１】
一方、図４の場合のように、チャンバ４０の上部には、工程中に発生して浮遊しているガスを収集するために、多数の排気孔４６が形成されており、この排気孔４６が形成されている上部は、中心に突出するように形成されることが望ましく、前記排気孔４６は、排気ライン４３に形成されて排気孔３６と排気配管７０が連通するように排気口４３ａと排気管４７を通じて連通されている。
【００３２】
ここで、前記排気孔４６と連接している排気管４７と、前記排気孔４６と連接している排気口４３ａと、前記排気管４７と排出口４３ａが合流する部位の内、１ヶ所以上に所定の調節部材が設置されており、この調節部材の調整により、選択したいずれかの経路を通じたガスの排出が調節可能となる。この時、調節部材は、開閉バルブ又はダンパ(damper)などの気体の流動量が調節できる部材であれば、どのようなものでも差し支えない。
【００３３】
図５は、表面処理のためにチャック２０に保持されている基板の上面に、処理液及びガスを供給するため、処理液及びガスの供給源と連通するディスペンサー５０が設置されており、このディスペンサー５０と連通して基板の中央上面に、開放端部が下向きに位置するように多数の供給管５２、５４、５６が突出して装着されている。
【００３４】
前記基板の表面処理のために、工程別に区分・設置されている多数の供給管５２、５４、５６間の処理液供給終了と開始時間が予め設定されている時間に符合するようにするために、前記供給管５２、５４、５６の開放端部の初期位置が基板の中心に向かって配置することが望ましい。
【００３５】
即ち、基板の表面処理のための処理液の供給は、常に基板の中心から開始されなければならないため、同時に基板の中央に向くように供給管５２、５４、５６の開放端部が下向きに位置するようにするのが好ましく、このためにディスペンサー５０と連通する供給管５２、５４、５６は、同一水平線上を除いた状態で位置し、折り曲げ部位を希望に応じて互いに異なるように下向きに折り曲げて、折り曲げられた開放端部は、その傾きが互いに異なるように形成されている。
【００３６】
ここで、一例として前記供給管５４、５６は、互いに連接して同一に形成されて、供給管５２とは異なる傾きを形成することもできる。また、供給管５２、５４、５６は、互いに離隔するように配置し、それぞれの傾きが異なるように形成することもできる。
【００３７】
一方、先行する１つの供給管からの処理液供給が終了すると、後行する他の１つ以上の供給管から処理液を供給するように制御されるが、この時、前記供給管５２、５４、５６の開放端部が同時に基板の中央に向くように位置されて、先行供給管の処理液供給終了後、設定されている時間に応じて、初期位置での後行供給管が基板の中心に処理液を供給することができる。特に、先行供給管の処理液供給終了と同時に、後行供給管の処理液を基板の中心に供給することができるので、処理液による基板の表面処理を精密且つ正確に行なうことができる。
【００３８】
以下、本発明による基板の表面処理装置の作動を簡略に説明する。
【００３９】
表面処理を要する基板がチャック２０に保持され、その状態でチャック２０が水平回転し、各工程別に設定に応じて基板に処理液が供給されるように各供給管５２、５４、５６が基板の表面の上を互いに連動するように回動する。
【００４０】
この時、基板の表面処理のための処理液が、工程別に変わりながら基板の表面に供給されると、この工程に符合するようにリンスリング３０が垂直に移動し、このリンスリング３０の移動により処理液別に、第１排液ライン４１と、集水路３２及び環状溝３４を通る第２排液ライン４２に分けられて排出され、残留処理液は、第４排液ライン４４を通って最終的に回収されて排出される。工程中に発生したガスは、チャンバ４０の上部に形成されている排気孔４６及びリンスリング３０に形成されている排気孔３６を通る排気ライン４３に排出される。
【００４１】
一例として、前記リンスリング３０の外側の上端がチャック２０の上面より水平以下の高さに位置し、所定の工程で生成された排液が第１排液ライン４１に流入するようにし、その次に、リンスリング３０の内側の上端と外側の上端の間にチャック３０の上面が位置して、次の段階で生成された排液が集水路３２に流入してから第２排液ライン４２に流動されるようにし、前記リンスリング３０の内側の上端がチャック３０の上面より高く位置して第１排液ライン４１及び第２排液ライン４２に排液されなかった排出物が、環状溝３４に回収されて排出されるようにし、前記チャンバ４０に残留している排出物が、第４排液ライン４４で最終的に回収されて排出されるようにし、また、基板の処理中に発生したガスは、排気孔４６及び排気孔３６を通って排気ライン４３に流動・排出されるようにする。
【００４２】
ここで、前記リンスリング３０の高さの変化に対する設定変更に応じて、第１排液ライン４１又は第２排液ライン４２に流入する処理液の種類を変えることができるのは当然である。
【００４３】
前記各排液ライン４１、４２、４４は、それぞれ外部配管４５と連通しており、必要に応じて一部の排出物は循環されて再使用されることもあり、他の一部の排出物は完全に廃棄される。
【００４４】
また、基板に供給された処理液が基板から脱離する際、リンスリング３０の先鋭形状の上端部を通って少量の排出物が凝集し、該当の排液ライン以外の排液ラインに滴下するのを防止する。
【００４５】
一方、基板の表面処理工程中に発生した気体に関しては、排気孔４６と連通する排気管４７及び排気孔３６と連通する排気ライン４３を通り排気配管７０から排気される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の好適な実施の形態による基板の表面処理装置の一部を概略的に示した斜視図である。
【図２】図１の表面処理装置の主要部材を概略的に示した斜視図である。
【図３】図１の表面処理装置の内部を示した側断面斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態による基板の表面処理装置を概略的に示した側断面斜視図である。
【図５】図１の表面処理装置の使用状態図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    表面処理装置
２０    チャック
２２    スピンドル
３０    リンスリング
３２    集水路
３４    環状溝
３６、４６    排気孔
４０    チャンバ
４１    第１排液ライン
４２    第２排液ライン
４３    排気ライン
４４    第４排液ライン
４５    配管
５０    ディスペンサー
５２    供給管
５４    供給管
５６    供給管
７０    排気配管
【図１】
2006157006.tif 000003
【図２】
2006157006.tif 000004
【図３】
2006157006.tif 000005
【図４】
2006157006.tif 000006
【図５】
2006157006.tif 000007