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JP6739285B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、基板処理装置に関する。
従来、半導体ウェハなどの基板を保持しつつ回転させた状態で、基板の表面や表裏面へ処理液を供給して基板を液処理する枚葉式の複数の処理ユニットと、これら処理ユニットへの基板の搬入出を行う搬送装置とを備えた基板処理装置が知られている。
かかる基板処理装置の中には、装置のフットプリントが増加するのを抑制しつつより高いスループットを得るために、処理ユニットを多段に積層したレイアウトを採用したものがある(たとえば、特許文献1参照)。
特開2012−142404号公報
しかしながら、上述した従来技術には、より省スペース化を図るという点で更なる改善の余地がある。
具体的には、上述のように処理ユニットを積層することは、省スペース化を図りつつスループットを向上させるうえで有効ではあるが、積層数を増やせば装置の高さは増してしまうため、処理ユニットを積層しつつも装置の高さはできるだけ抑えたいという要求がある。
この点、特許文献1に開示の装置では、積層された処理ユニットの各段の上方に、処理ユニットへの給気を行う共通の給気ダクトおよび共通のファンユニットが配設されているため、上述の要求には応えにくい。
実施形態の一態様は、より省スペース化を図ることのできる基板処理装置を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る基板処理装置は、複数の処理ユニットと、フレーム構造体と、気体供給部と、第1排気管と、第2排気管と、第3排気管とを備える。複数の処理ユニットは、水平方向に並べて配置され、チャンバ内において基板を保持して処理液により基板を液処理する。フレーム構造体は、処理ユニットの並び方向と平行に対向配置され、かつ、それぞれの下面が板材で連結された梁部を多段に有し、板材のそれぞれに沿って処理ユニットを収容する。気体供給部は、処理ユニットごとに設けられ、処理ユニットの内部へ気体を供給する。第1排気管は、処理ユニットからの排気を導く配管である。第2排気管は、処理液の供給系統まわりの雰囲気を排気する垂直方向の配管である。第3排気管は、上記雰囲気を排気する水平方向の配管である。また、気体供給部は、取込部と、給気部とを含む。取込部は、外気を取り込んで清浄化する。給気部は、取込部により清浄化された清浄空気を処理ユニットの内部へ給気する。また、取込部は、上記並び方向に直交するチャンバそれぞれの同一側面に配置される。また、第1排気管は、上記同一側面の幅内に収まるように取込部に並設される。また、第3排気管は、上記梁部の対向面間に配置される。また、処理ユニットは、第3排気管に積層される。
実施形態の一態様によれば、より省スペース化を図ることができる。
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図2は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図3は、基板処理システムが備える処理液供給系の概略構成を示す図である。 図4は、処理ユニットの排気経路を示す図である。 図5Aは、フレーム構造体の概略構成を示す図(その1)である。 図5Bは、フレーム構造体の概略構成を示す図(その2)である。 図5Cは、フレーム構造体の概略構成を示す図(その3)である。 図5Dは、フレーム構造体の概略構成を示す図(その4)である。 図6Aは、処理ステーションの模式正面図である。 図6Bは、処理ステーションの模式平面図である。 図6Cは、処理ユニットの模式正面図である。 図6Dは、処理ユニットの模式平面図(その1)である。 図7Aは、処理流体の供給ラインを示す処理ステーションの模式正面図である。 図7Bは、図7Aに示すA−A’線略断面図である。 図7Cは、図7Bに示すM2部の拡大図である。 図7Dは、第2排気管と筐体との接続部を示す模式斜視図である。 図7Eは、図7Bに示すB−B’線略断面図である。 図7Fは、図7Eに示すM3部の拡大図である。 図7Gは、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路を示す処理ステーションの模式正面図である。 図8は、排気切替ユニットの構成を示す図である。 図9Aは、処理ユニットの模式平面図(その2)である。 図9Bは、取込部の構成を示す模式図(その1)である。 図9Cは、給気部の構成を示す模式図である。 図9Dは、取込部の構成を示す模式図(その2)である。 図10は、基板処理システムにおいて実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図1に示すように、基板処理システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ(以下ウェハW)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウェハWの搬送を行う。
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数の処理ユニット16とを備える。複数の処理ユニット16は、搬送部15の両側に並べて設けられる。
搬送部15は、内部に基板搬送装置17を備える。基板搬送装置17は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置17は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部14と処理ユニット16との間でウェハWの搬送を行う。
処理ユニット16は、基板搬送装置17によって搬送されるウェハWに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部18と記憶部19とを備える。記憶部19には、基板処理システム1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部18は、記憶部19に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム1の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置4の記憶部19にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウェハWは、処理ステーション3の基板搬送装置17によって受渡部14から取り出されて、処理ユニット16へ搬入される。
処理ユニット16へ搬入されたウェハWは、処理ユニット16によって処理された後、基板搬送装置17によって処理ユニット16から搬出されて、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウェハWは、基板搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。
次に、処理ユニット16の構成について図2を参照して説明する。図2は、処理ユニット16の概略構成を示す図である。
図2に示すように、処理ユニット16は、チャンバ20と、基板保持機構30と、処理流体供給部40と、回収カップ50とを備える。
チャンバ20は、基板保持機構30と処理流体供給部40と回収カップ50とを収容する。チャンバ20の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)21が設けられる。FFU21は、チャンバ20内にダウンフローを形成する。
基板保持機構30は、保持部31と、支柱部32と、駆動部33とを備える。保持部31は、ウェハWを水平に保持する。支柱部32は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部33によって回転可能に支持され、先端部において保持部31を水平に支持する。駆動部33は、支柱部32を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構30は、駆動部33を用いて支柱部32を回転させることによって支柱部32に支持された保持部31を回転させ、これにより、保持部31に保持されたウェハWを回転させる。
処理流体供給部40は、ウェハWに対して処理流体を供給する。処理流体供給部40は、処理流体供給源70に接続される。
回収カップ50は、保持部31を取り囲むように配置され、保持部31の回転によってウェハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ50の底部には、排液口51が形成されており、回収カップ50によって捕集された処理液は、かかる排液口51から処理ユニット16の外部へ排出される。また、回収カップ50の底部には、FFU21から供給される気体を処理ユニット16の外部へ排出する排気口52が形成される。
次に、基板処理システム1が備える処理液供給系の概略構成について図3を参照して説明する。図3は、基板処理システム1が備える処理液供給系の概略構成を示す図である。
図3に示すように、基板処理システム1が備える処理液供給系は、複数の処理ユニット16に処理液を供給する処理流体供給源70を有している。
処理流体供給源70は、処理液を貯留するタンク102と、タンク102から出てタンク102に戻る循環ライン104とを有している。循環ライン104にはポンプ106が設けられている。ポンプ106は、タンク102から出て循環ライン104を通りタンク102に戻る循環流を形成する。ポンプ106の下流側において循環ライン104には、処理液に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去するフィルタ108が設けられている。必要に応じて、循環ライン104に補機類(例えばヒータ等)をさらに設けてもよい。
循環ライン104に設定された接続領域110に、1つまたは複数の分岐ライン112が接続されている。各分岐ライン112は、循環ライン104を流れる処理液を対応する処理ユニット16に供給する。各分岐ライン112には、必要に応じて、流量制御弁等の流量調整機構、フィルタ等を設けることができる。
基板処理システム1は、タンク102に、処理液または処理液構成成分を補充するタンク液補充部116を有している。タンク102には、タンク102内の処理液を廃棄するためのドレン部118が設けられている。
次に、処理ユニット16の排気経路について図4を参照して説明する。図4は、処理ユニット16の排気経路を示す図である。なお、図4では、処理ユニット16の排気経路を説明するために必要な構成要素を主に示しており、一般的な構成要素についての記載を適宜省略している。
まず、本実施形態に係る処理ユニット16の構成について説明する。図4に示すように、処理ユニット16が備える処理流体供給部40は、ノズル41と、このノズル41に一端が接続される配管42とを備える。配管42の他端は複数に分岐しており、分岐した各端部には、それぞれアルカリ系処理液供給源71、酸系処理液供給源72、有機系処理液供給源73およびDIW供給源74が接続される。また、各供給源71〜74とノズル41との間には、バルブ75〜78が設けられる。
かかる処理流体供給部40は、各供給源71〜74から供給されるアルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびDIW(純水)をノズル41からウェハWの表面(被処理面)に対して供給する。
本実施形態では、アルカリ系処理液としてSC1(アンモニア、過酸化水素および水の混合液)、酸系処理液としてHF(フッ酸)、有機系処理液としてIPA(イソプロピルアルコール)が用いられるものとする。なお、酸系処理液、アルカリ系処理液および有機系処理液は、これらに限定されない。
また、本実施形態では、アルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびDIWが1つのノズル41から供給されるものとするが、処理流体供給部40は、各処理液に対応する複数のノズルを備えていてもよい。
ここで、SC1使用時に処理ユニット16から排出されるアルカリ系排気と、HF使用時に処理ユニット16から排出される酸系排気と、IPA使用時に処理ユニット16から排出される有機系排気とは、たとえば排気管の汚染防止等の面から個別に排出することが好ましい。このため、本実施形態に係る基板処理システム1では、アルカリ系排気、酸系排気および有機系排気ごとに排気経路が設けられる。
かかる排気経路の構成について説明する。基板処理システム1の処理ステーション3は、処理ユニット16の排気経路として、主排気管120と、第1排気管200と、排気切替ユニット300とを備える。
主排気管120は、複数の個別排気管121〜123を備える。個別排気管121は、アルカリ系排気が流れる排気管であり、個別排気管122は、酸系排気が流れる排気管であり、個別排気管123は、有機系排気が流れる排気管である。これら個別排気管121〜123には、排気機構151〜153がそれぞれ設けられる。排気機構151〜153としては、ポンプ等の吸気装置を用いることができる。
本実施形態に係る個別排気管121〜123は、少なくとも一部が処理ユニット16よりも上方に配置される。個別排気管121〜123の具体的な配置については後述する。
第1排気管200は、処理ユニット16からの排気を主排気管120へ導く配管である。かかる第1排気管200は、処理ユニット16の排気口52に一端側が接続され、他端が、後述する排気切替ユニット300を介して、主排気管120の処理ユニット16よりも上方に配置される部分に接続される。
第1排気管200は、処理ユニット16の排気口52から水平に延びる水平部201と、水平部201の下流側に設けられ、上方に向かって鉛直に延びる上昇部202とを備える。また、上昇部202の最下位置には、第1排気管200内の液体を外部へ排出するドレン部250が設けられる。
排気切替ユニット300は、第1排気管200の上昇部202に接続され、処理ユニット16からの排気の流出先を個別排気管121〜123のいずれかに切り替える。主排気管120と同様、かかる排気切替ユニット300も処理ユニット16よりも上方に配置される。
処理ユニット16の排気経路は上記のように構成されており、処理ユニット16からの排気は、第1排気管200および排気切替ユニット300を介して個別排気管121〜123のいずれかに流出する。
ここで、本実施形態に係る基板処理システム1では、上述したように、主排気管120の少なくとも一部と排気切替ユニット300とが処理ユニット16よりも上方に配置され、第1排気管200の他端側が、排気切替ユニット300を介して、主排気管120の処理ユニット16よりも上方に配置される部分に接続される。これにより、処理ユニット16からの排気は、第1排気管200の上昇部202を上昇した後、排気切替ユニット300から主排気管120へ流出することとなる。
また、ここでは図示していないが、本実施形態では、各供給源71〜74やバルブ75〜78等、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路をさらに設けることとした。かかる排気経路は、後述する第2排気管500や第3排気管600(後に示す図7G等参照)を用いて形成され、主排気管120を利用して排気されるように排気切替ユニット300へ接続される。これにより、処理流体の供給ラインまわりにおける処理流体の漏れ等に備えた排気を行うことができる。
以下、上述した主排気管120、第1排気管200および排気切替ユニット300の配置を含めた処理ステーション3のより具体的な構成について、図5A以降を参照して順次説明する。
まず、処理ステーション3は、複数の柱部401と複数の梁部402とを有するフレーム構造体400を備えており、柱部401と梁部402とによって形成される収容空間に、複数の処理ユニット16が収容される。複数の処理ユニット16は、搬送部15(図1参照)の延在方向、すなわちX軸方向に沿って並列に配置され、かつ、多段に積層される。
ここで、本実施形態に係るフレーム構造体400の概略構成について図5A〜図5Dを参照して説明しておく。図5A〜図5Dは、フレーム構造体400の概略構成を示す図(その1)〜(その4)である。
なお、図5Aは、フレーム構造体400の模式斜視図、図5Bは、対向する1組の第1梁部402−1および第2梁部402−2をYZ平面で切断した場合の断面図、図5Cは、対向する第1柱部401−1の組および第2柱部401−2の組をXY平面で切断した場合の断面図、図5Dは、図5Cに示すM1部の拡大図となっている。
図5Aに示すように、フレーム構造体400の柱部401は、X軸負方向側の端部に垂直に設けられる第1柱部401−1と、X軸正方向側の端部に垂直に設けられる第2柱部401−2とを少なくとも含む。
また、フレーム構造体400の梁部402は、処理ユニット16の並び方向、すなわちX軸方向に沿って水平かつ多段に設けられ、処理ユニット16のY軸負方向側に配置される第1梁部402−1と、かかる第1梁部402−1と平行に、処理ユニット16のY軸正方向側に配置される第2梁部402−2とを含む。
なお、柱部401または梁部402には、角パイプやプロファイル材といった角材を用いることが好ましい。角材を用いることにより、それぞれの対向面間などに、部材(たとえば配管など)の収納可能領域を形成しやすくすることができる。
そして、図5Aに示すように、フレーム構造体400は基本的に、第1柱部401−1、第2柱部401−2および複数の第1梁部402−1からなる構造体と、第1柱部401−1、第2柱部401−2および複数の第2梁部402−2からなる構造体とが組み合わされて、収容空間が形成される。
ただし、本実施形態では、図5A中に二点鎖線で示すように、フレーム構造体400に対し、幅方向に渡した梁を極力設けない構造とした。本実施形態では、対向する1組の第1梁部402−1および第2梁部402−2は、図5Bに示すように、それぞれの下面が板材403によって連結される。
これにより、図5Bに示すように、第1梁部402−1および第2梁部402−2の対向面間であり、かつ、第1梁部402−1および第2梁部402−2の高さhを有する収容可能領域R1を、図5Cに示すように並び方向全体に渡って形成することができる。
また、上述のように板材403により第1梁部402−1および第2梁部402−2が連結されることによって、図5Dに示すように、たとえば第2柱部401−2の組の対向面間であり、かつ、第2柱部401−2の幅wを有する収容可能領域R2を、第2柱部401−2の延在方向に沿って形成することができる。
本実施形態では、これら収容可能領域R1,R2を活用しつつ、処理ユニット16をはじめとする処理ステーション3の各種構成要素をフレーム構造体400の収容空間に収容することによって、装置全体の省スペース化を図ることとした。その具体例について以下、順次説明する。
図6Aは、処理ステーション3の模式正面図である。また、図6Bは、同模式平面図である。なお、ここで言う正面図とは、処理ステーション3をメンテナンス領域側からY軸正方向に視た場合の図であり、平面図とは、処理ステーション3をZ軸負方向に視た場合の図である。また、メンテナンス領域側とは、処理ステーション3の外側から処理ユニット16の並びに臨む側である。
図6Aに示すように、本実施形態では、処理ユニット16はたとえば上下2段に積層される。以下では、上下2段に積層される処理ユニット16のうち、上段に配置される処理ユニット16を「処理ユニット16U」と記載し、下段に配置される処理ユニット16を「処理ユニット16L」と記載する場合がある。
なお、本実施形態では、処理ユニット16が上下2段に積層される場合の例を示すが、処理ユニット16の積層数は2段に限定されない。また、本実施形態では、5台の処理ユニット16が並列に配置される場合の例を示すが、並列に配置される処理ユニット16の台数は5台に限定されない。
主排気管120が有する個別排気管121〜123は、図6Bに示すように、フレーム構造体400の上部に配置される。また、個別排気管121〜123の上部には、図6Aに示すように、各処理ユニット16に対応する複数の排気切替ユニット300が配置される。また、これら主排気管120および排気切替ユニット300は、筐体301へ収容され、フレーム構造体400から区画される。なお、筐体301は、外気が取り込み可能となるように、外部空間とは連通している。
また、図6Aに示すように、主排気管120は、最上段に配置される処理ユニット16Uよりも上方に配置され、かつ、上段側の処理ユニット16Uおよび下段側の処理ユニット16Lのそれぞれに対応する第1排気管200U,200Lが排気切替ユニット300U,300Lを介して接続される。
このように、本実施形態では、上段側の処理ユニット16Uと、下段側の処理ユニット16Lとで、主排気管120を共用している。このため、上段側の処理ユニット16Uと下段側の処理ユニット16Lとで、それぞれ主排気管120を設けた場合と比べ、基板処理システム1の製造コストを低く抑えることができる。また、処理ステーション3の高さが嵩むのを抑え、省スペース化を図ることができる。
なお、図6Bに示すように、基板処理システム1は、搬送部15よりもY軸負方向側に配置される処理ユニット16に対応する主排気管120と、搬送部15よりもY軸正方向側に配置される処理ユニット16に対応する主排気管120とを備える。各主排気管120は、対応する処理ユニット16が配置される領域の上方にそれぞれ配置される。
ここで、複数の第1排気管200のうち、上段の処理ユニット16Uに接続される第1排気管200Uと、下段の処理ユニット16Lに接続される第1排気管200Lとは、処理ユニット16U,16Lの一部の裏側に並べて配置される。
たとえば図6Aおよび図6Bに示すように、第1排気管200U,200Lは、処理ユニット16U,16Lの一部の裏側に、搬送部15に近い方から順に、第1排気管200L、第1排気管200Uが配置される。なお、ここに言う処理ユニット16U,16Lの一部は、後述するFFU21の取込部21a(後に示す図6D参照)に相当する。
また、複数の排気切替ユニット300のうち、上段の処理ユニット16Uに対応する排気切替ユニット300Uと、下段の処理ユニット16Lに対応する排気切替ユニット300Lとは、処理ユニット16の並び方向に沿って交互に配置される。
そして、排気切替ユニット300Uと排気切替ユニット300Lとは、同一の構造を有し、かつ、互いに向かい合わせに配置される。具体的には、図6Aに示すように、処理ステーション3をY軸正方向に視た場合に、上段の処理ユニット16Uに対応する排気切替ユニット300Uと、下段の処理ユニット16Lに対応する排気切替ユニット300Lとは、これらの処理ユニット16U,16Lに接続される第1排気管200U,200Lを中心線xとして線対称に配置される。
このように、本実施形態では、上段の処理ユニット16Uに接続される第1排気管200Uと、下段の処理ユニット16Lに接続される第1排気管200Lとが、処理ユニット16U,16Lの一部の裏側に並べて配置される。また、上段の処理ユニット16Uに対応する排気切替ユニット300Uと、下段の処理ユニット16Lに対応する排気切替ユニット300Lとが、これら第1排気管200U,200Lを中心線xとして線対称となるように向かい合わせて配置される。
このような配置とすることにより、上段と下段とで、第1排気管200U,200Lや排気切替ユニット300U,300Lを共通化させることが容易となる。なお、排気切替ユニット300Uと排気切替ユニット300Lとは、必ずしも向かい合わせに配置されなくともよい。
また、図6Aおよび図6Bに示すように、処理ステーション3は、第2排気管500を備える。第2排気管500は、上述したように処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路のうち、垂直方向の経路を構成する。
第2排気管500は、図6Aおよび図6Bに示すように、上述の収容可能領域R2(図5D参照)に対応する、第1柱部401−1の組の対向面間、または、第2柱部401−2の組の対向面間に配置される。これにより、収容可能領域R2を活用した排気経路の形成を行うことができ、装置全体の省スペース化に資することができる。
また、ここでは図示していない第3排気管600は、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路のうち、水平方向の経路を構成する。第3排気管600は、上述の収容可能領域R1(図5B参照)に対応する、第1梁部402−1および第2梁部402−2の対向面間に配置される。これにより、収容可能領域R1を活用した排気経路の形成を行うことができ、装置全体の省スペース化に資することができる。第2排気管500および第3排気管600の詳細については、図7A以降を参照した説明で後述する。
なお、第2排気管500および第3排気管600によって形成される排気経路の排気口501aは、図6Aに示すように、排気切替ユニット300を収容する筐体301へ接続される。
次に、処理ユニット16のより具体的な構成について、図6Cおよび図6Dを参照して説明する。図6Cは、処理ユニット16の模式正面図である。また、図6Dは、処理ユニット16の模式平面図(その1)である。
図6Cに示すように、処理ユニット16は、チャンバ20と、FFU21とを備える。FFU21は、取込部21aと、給気部21bとを備える。取込部21aは、外気を取り込むユニットであり、チャンバ20の側方に配置されるとともに、積層して配置された処理ユニット16間でチャンバ20の同一側面に配置される。そして、取込部21aは、図6Dに示すように、メンテナンス領域側から外気を取り込んでフィルタ等により外気を清浄空気へと清浄化しつつ、給気部21bへ送り込む。なお、図6Dに示すように、取込部21aは、給気部21bに対し、搬送部15側に空きスペースが形成されるように配置される。
給気部21bは、図6Cおよび図6Dに示すように、チャンバ20の上方に配置されてチャンバ20側が開口されるとともに、側方において取込部21aに接続されてかかる取込部21aと連通するように設けられる。そして、給気部21bは、取込部21aから送り込まれた清浄空気によって、チャンバ20内にダウンフローを形成する。
このように、複数の処理ユニット16のそれぞれに、個別の外気の取込部21aをチャンバ20の一方側の側方に設けることによって、処理ユニット16を積層した場合に高さが嵩むのを抑えることができる。すなわち、より省スペース化を図ることができる。
また、このように、複数の処理ユニット16のそれぞれに、外気の取込部21aを設けることによって、処理ユニット16ごとにダウンフローを調整することができる。すなわち、複数の処理ユニット16それぞれにおけるウェハWの処理品質を均等に保つのに資することができる。
また、上述した第1排気管200U,200Lは、図6Cおよび図6Dに示すように、取込部21aの背後であり、かつ、チャンバ20の側方である、上述の空きスペースに配置される。すなわち、処理ユニット16の側方であって、取込部21aが配置された側面とは異なる位置に設けられている搬送部15に対し、かかる搬送部15に近い側から順に、第1排気管200L、第1排気管200U、取込部21aが配置される。このように、第1排気管200U,200Lは、チャンバ20に対して、取込部21aと同一側面に配置され、チャンバ20の側面を上下に伸延している。これにより、処理ユニット16に個別に取込部21aを設けつつも、第1排気管200U,200Lにより、処理ユニット16の占有スペースが嵩むのを防止することができる。すなわち、装置全体の省スペース化に資することができる。
また、図6Cに示すように、チャンバ20の下部には、電装品ボックス22が配置される。電装品ボックス22は、電装品が収容される容器であり、たとえば駆動部33(図2参照)等が収容される。取込部21aの下部には、ガスボックス23が配置される。ガスボックス23は、後述する低露点ガスの供給ラインを構成する部品が収容される容器であり、たとえばバルブ23b(後に示す図9C参照)等が収容される。低露点ガスの供給ラインを含む、さらに具体的なFFU21の構成については図9A〜図9Dを参照して後述する。
また、電装品ボックス22およびガスボックス23の下部には、バルブボックス24が配置される。バルブボックス24は、処理流体の供給ラインを構成する部品が収容される容器であり、たとえばバルブ75〜78(図4参照)等を含む通流制御部、フィルタ、流量計等が収容される。また、バルブボックス24の下部には、上述した第3排気管600が連通するように接続される。
次に、かかる第3排気管600および上述の第2排気管500を含む、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路の構成について、図7A〜図7Gを参照して説明する。
図7Aは、処理流体の供給ラインを示す処理ステーション3の模式正面図である。図7Bは、図7Aに示すA−A’線略断面図である。図7Cは、図7Bに示すM2部の拡大図である。図7Dは、第2排気管500と筐体301との接続部を示す模式斜視図である。
図7Eは、図7Bに示すB−B’線略断面図である。図7Fは、図7Eに示すM3部の拡大図である。図7Gは、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路を示す処理ステーション3の模式正面図である。
まず、図7Aに示すように、フレーム構造体400の余剰スペース410に、処理流体供給源70が配置されているものとする。
処理流体の供給ラインは、図7A中に太い矢印で示すように、たとえば処理流体供給源70から垂直に第1柱部401−1の背後を通り、中途で分岐して、水平に処理ユニット16U,16Lそれぞれの下方の第1梁部402−1の背後を通るように形成される。そして、さらに、第2柱部401−2の背後を垂直に通りつつ合流し、水平に最下段の第1梁部402−1の背後を通って処理流体供給源70へ戻るように形成される。
なお、ここに言う「背後」とは、上述した「対向面間」に対応する。また、このように形成される供給ラインは、上述した循環ライン104(図3参照)に相当する。
まず、第1柱部401−1または第2柱部401−2の背後を垂直に通る循環ライン104は、上述の収容可能領域R2に配置された、図7Bに示す第2排気管500の中を通るように形成される。第2排気管500は、チャンバ20に対して、取込部21aが配置された側面と反対側の側方、または、取込部21aの側方を通るように配置される。
具体的には、図7Cに示すように、第2排気管500が、第1柱部401−1の組の対向面間、または、第2柱部401−2の組の対向面間に配置され、その中を循環ライン104を形成する垂直配管104Vが通るように配置される。したがって、第2排気管500は、垂直配管104Vを収容する筐体に相当する。
垂直配管104Vは、第2排気管500内に並設された複数の垂直方向の配管群であって、その各々は個別に、各供給源71〜74から供給されるアルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびDIW(純水)を通す。
そして、図7Dに示すように、第2排気管500はその上端部において、接続管501によって、排気切替ユニット300の筐体301の下面部301aに排気口501aが開口して設けられるように接続される。
また、第1梁部402−1の背後を水平に通る循環ライン104は、図7Eに示す処理ユニット16U,16Lそれぞれの下方の、上述の収容可能領域R1を通るように配置される。
具体的には、図7Fに示すように、第3排気管600が、第1梁部402−1および第2梁部402−2の対向面間に配置され、その中を循環ライン104を形成する水平配管104Hが通るように配置される。したがって、第3排気管600は、水平配管104Hを収容する筐体に相当する。
水平配管104Hは、第3排気管600内に並設された複数の水平方向の配管群であって、その各々は垂直配管104Vと同様、個別に、各供給源71〜74から供給される各処理流体を通す。
また、第3排気管600は、上述の接続領域110(図3参照)においてバルブボックス24と連通するように接続されており、そこから分岐ライン112がバルブボックス24へ向けて分岐するように設けられている。分岐ライン112に対しては、上述のように通流制御部、フィルタ、流量計等が必要に応じて設けられ、バルブボックス24内に収容される。また、第3排気管600はその両端部において、第2排気管500と接続される。
なお、図7Fに示すように、本実施形態では、高さhを有する第1梁部402−1および第2梁部402−2の対向面間に、複数の処理ユニット16に渡る水平配管104Hを配置することとしたので、処理ユニット16が積層されることで装置全体の高さが嵩むのを抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化に資することができる。
このように構成された第2排気管500および第3排気管600によって、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路が形成される。具体的には、図7Gに示すように、垂直配管104Vを収容する第2排気管500、水平配管104Hを収容する第3排気管600、および、かかる第3排気管600に対し分岐ライン112を介して連通するバルブボックス24は、連なって言わば一つの筐体を形成しており、かかる筐体内において処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を共有していると言える(図7G中の塗りつぶされた部分参照)。
したがって、排気切替ユニット300の筐体301へ接続された排気口501aを介して、排気切替ユニット300がかかる雰囲気を引くことによって、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気することができる。
次に、かかる排気切替ユニット300の構成について図8を参照して説明する。図8は、排気切替ユニット300の構成を示す図である。
図8に示すように、排気切替ユニット300は、排気導入部310と、複数の切替機構320_1〜320_3と、外気導入部330と、複数の流出部340とを備える。また、排気切替ユニット300は、外気取込管350と、差圧ポート360と、排気流量調整部370とを備える。切替機構320_1〜320_3は、本体部321を備える。本体部321は、両端が閉塞された円筒状の内部空間を有し、その内周面には、排気導入部310に連通する排気取込口322と、外気導入部330に連通する外気取込口323と、流出部340に連通する流出口324とが形成される。
本体部321の内部空間には、本体部321の内周面に沿って摺動可能な弁体325が設けられている。弁体325は、切替機構320_1〜320_3の外部に設けられた駆動部(図示略)によって駆動される。かかる駆動部は、制御部18によって制御される。
本体部321の内周面に形成される排気取込口322、外気取込口323および流出口324のうち、排気取込口322および外気取込口323のいずれか一方は、弁体325によって塞がれた状態となっている。言い換えれば、排気取込口322および外気取込口323のいずれか一方のみが流出口324に連通した状態となっている。切替機構320_1〜320_3は、弁体325を本体部321の内周面に沿って摺動させることにより、流出口324と連通する開口を排気取込口322から外気取込口323へ、または、外気取込口323から排気取込口322へ切り替える。すなわち、排気導入部310と流出部340とが連通した状態と、外気導入部330と流出部340とが連通した状態とを切り替える。
外気導入部330は、切替機構320_1〜320_3に接続されており、外気を内部に取り込んで切替機構320_1〜320_3へ供給する。
次に、処理ユニット16からの排気の流出先を個別排気管121〜123の間で切り替える場合の動作について説明する。
たとえば、図8には、アルカリ系排気を個別排気管121へ流す場合の例を示している。この場合、排気切替ユニット300は、切替機構320_1の排気取込口322が排気導入部310と連通し、残りの切替機構320_2,320_3の外気取込口323が外気導入部330と連通した状態となっている。
このように、切替機構320_1が排気導入部310に連通している間、残りの切替機構320_2,320_3は外気導入部330に連通した状態となっている。これにより、個別排気管121にアルカリ系排気が流入し、残りの個別排気管122,123には外気が流入することとなる。なお、このとき、かかる外気には、排気口501aを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。
つづいて、排気の流出先を個別排気管121から個別排気管122へ切り替える場合について考える。この場合、制御部18は、切替機構320_1,320_2の駆動部326を制御することにより、切替機構320_2の排気取込口322を排気導入部310に連通させ、残りの切替機構320_1,320_3の外気取込口323を外気導入部330に連通させる。これにより、個別排気管122に酸系排気が流入し、残りの個別排気管121,123には外気が流入することとなる。また、このとき、かかる外気には、排気口501aを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。
このように、本実施形態に係る基板処理システム1では、個別排気管121〜123のいずれか一つに処理ユニット16からの排気が流入する間、残りの個別排気管121〜123には外気が流入する。したがって、排気切替の前後において、各個別排気管121〜123に流入する気体の流量は大きく変動することがない。したがって、流量の変動に伴う処理ユニット16の圧力変動を抑えることができる。
また、本実施形態に係る基板処理システム1では、切替機構320_1〜320_3が備える外気取込口323の前段に、各外気取込口323に連通する外気導入部330を設けることで、排気切替中における処理ユニット16の圧力変動も抑えることができる。
次に、酸系排気が流れる個別排気管122から有機系排気が流れる個別排気管123へ排気の流出先を切り替える場合について考える。この場合、制御部18は、切替機構320_2,320_3の駆動部326を制御することにより、切替機構320_3の排気取込口322を排気導入部310に連通させ、残りの切替機構320_1,320_2の外気取込口323を外気導入部330に連通させる。これにより、個別排気管123に有機系排気が流入する間、残りの個別排気管121,122には外気が流入することとなる。また、このとき、かかる外気には、排気口501aを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。
ここで、たとえば後述するリンス処理から乾燥処理への移行に際し、処理ユニット16で使用される処理液の種類を有機系処理液であるIPAに切り替える場合、制御部18は、FFU21を制御することにより、処理ユニット16へ給気する気体の種類を、たとえば清浄空気から、清浄空気よりも湿度または酸素濃度が低いCDA(Clean Dry Air)等の低露点ガスへ変更する。
次に、かかる低露点ガスの供給ラインを含む、FFU21のさらなる具体的な構成について図9A〜図9Dを参照して説明する。
図9Aは、処理ユニット16の模式平面図(その2)である。また、図9Bは、取込部21aの構成を示す模式図(その1)である。また、図9Cは、給気部21bの構成を示す模式図である。また、図9Dは、取込部21aの構成を示す模式図(その2)である。
なお、図9Aは図6Dに対応しているため、図6Dで説明済みの点については適宜省略する。図9Aに示すように、取込部21aは、第1フィルタ21aaと、誘導部21abと、ファン21acと、第2フィルタ21adとを備える。また、図9Bに示すように、取込部21aは、経路切替部21aeと、ダンパ21afとをさらに備える。
第1フィルタ21aaは、たとえばULPA(Ultra Low Penetration Air)フィルタであって、外気中のゴミや塵、埃などを取り除き、外気を清浄空気化する。誘導部21abは、第1フィルタ21aaからの清浄空気をファン21acへ向けて誘導する。
ファン21acは、清浄空気を取り込む。第2フィルタ21adは、たとえばケミカルフィルタであって、アンモニア、酸、有機物などを除去することによってさらなる清浄空気化を行う。
第2フィルタ21adは、経路切替部21aeに取り付けられている。経路切替部21aeは、昇降可能に設けられており、矢印901に示すように、上昇時には清浄空気の流れる経路を給気部21b側へ切り替えることができる。ダンパ21afは、清浄空気が給気部21bへ給気される場合には、閉じた状態となる。なお、経路切替部21aeおよびダンパ21afは、制御部18によって制御される。
また、図9Cに示すように、給気部21bは、第1給気管21baと、第2給気管21bbと、給気切替弁21bcと、給気口部21bdとを備える。第1給気管21baは、一端側が取込部21aへ接続され、他端側が給気切替弁21bcへ接続されて、清浄空気の給気経路を形成する。
第2給気管21bbは、一端側が低露点ガス供給源23aからバルブ23bを介した低露点ガスの供給ラインへ接続され、他端側が給気切替弁21bcへ接続されて、CDA等の低露点ガスの給気経路を形成する。
給気切替弁21bcは、制御部18の制御により、チャンバ20へ向けて給気する気体の種類を切り替える。すなわち、清浄空気を給気する必要がある場合には、第2給気管21bb側を閉じて第1給気管21ba側を開き、低露点ガスを給気する必要がある場合には、第1給気管21ba側を閉じて第2給気管21bb側を開くこととなる。
給気口部21bdは、チャンバ20へ向けて略均等に配置された複数の給気口を有し、給気切替弁21bcから流入する清浄空気または低露点ガスをかかる給気口を介して整流しつつ、チャンバ20内へダウンフローを形成する。
なお、図9Dの矢印902に示すように、経路切替部21aeは、下降時には、清浄空気が給気部21b側へ流れるのを遮断することができる。また、このとき、ダンパ21afは徐々に開かれ、ファン21acを介して流入する清浄空気を外部へ排気する。これにより、給気される気体の種類が清浄空気から低露点ガスへ変更される場合の圧力変動を抑えることができる。
次に、本実施形態に係る基板処理システム1において実行される基板処理の一例について図10を参照して説明する。図10は、基板処理システム1において実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
なお、図10に示す一連の基板処理は、制御部18が処理ユニット16および排気切替ユニット300等を制御することによって実行される。制御部18は、たとえばCPU(Central Processing Unit)であり、記憶部19に記憶された図示しないプログラムに従って処理ユニット16および排気切替ユニット300等を制御する。
図10に示すように、処理ユニット16では、まず、第1薬液処理が行われる(ステップS101)。かかる第1薬液処理では、まず、駆動部33が保持部31を回転させることにより、保持部31に保持されたウェハWを所定の回転数で回転させる。つづいて、処理流体供給部40のノズル41がウェハWの中央上方に位置する。その後、バルブ75が所定時間開放されることによって、アルカリ系処理液供給源71から供給されるSC1がノズル41からウェハWの被処理面へ供給される。ウェハWへ供給されたSC1は、ウェハWの回転に伴う遠心力によってウェハWの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハWの被処理面がSC1によって処理される。
かかる第1薬液処理が行われる間、処理ユニット16からの排気であるアルカリ系排気は、第1排気管200から排気切替ユニット300の切替機構320_1を通って個別排気管121へ排出される。また、排気口501aから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管122,123へ排出される。
つづいて、処理ユニット16では、ウェハWの被処理面をDIWですすぐ第1リンス処理が行われる(ステップS102)。かかる第1リンス処理では、バルブ78が所定時間開放されることによって、DIW供給源74から供給されるDIWがノズル41からウェハWの被処理面へ供給され、ウェハWに残存するSC1が洗い流される。この第1リンス処理が行われる間、処理ユニット16からの排気は、たとえば個別排気管121へ排出される。また、排気口501aから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、たとえば個別排気管122,123へ排出される。
つづいて、処理ユニット16では、第2薬液処理が行われる(ステップS103)。かかる第2薬液処理では、バルブ76が所定時間開放されることによって、酸系処理液供給源72から供給されるHFがノズル41からウェハWの被処理面へ供給される。ウェハWへ供給されたHFは、ウェハWの回転に伴う遠心力によってウェハWの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハWの被処理面がHFによって処理される。
制御部18は、かかる第2薬液処理が開始される前に、排気切替ユニット300を制御することにより、排気の流出先を個別排気管121から個別排気管122へ切り替える。これにより、第2薬液処理が行われる間、処理ユニット16からの排気である酸系排気は、第1排気管200から排気切替ユニット300の切替機構320_2を通って個別排気管122へ排出される。また、排気口501aから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管121,123へ排出される。
つづいて、処理ユニット16では、ウェハWの被処理面をDIWですすぐ第2リンス処理が行われる(ステップS104)。かかる第2リンス処理では、バルブ78が所定時間開放されることによって、DIW供給源74から供給されるDIWがノズル41からウェハWの被処理面へ供給され、ウェハWに残存するHFが洗い流される。この第2リンス処理が行われる間、処理ユニット16からの排気は、たとえば個別排気管122へ排出される。また、排気口501aから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、たとえば個別排気管121,123へ排出される。
つづいて、処理ユニット16では、乾燥処理が行われる(ステップS105)。かかる乾燥処理では、バルブ77が所定時間開放されることによって、有機系処理液供給源73から供給されるIPAがノズル41からウェハWの被処理面へ供給される。ウェハWへ供給されたIPAは、ウェハWの回転に伴う遠心力によってウェハWの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハWの被処理面に残存するDIWが、DIWよりも揮発性の高いIPAに置換される。その後、処理ユニット16では、ウェハWの回転速度を増速させることによってウェハW上のIPAを振り切ってウェハWを乾燥させる。
制御部18は、乾燥処理が開始される前に、排気切替ユニット300を制御することにより、排気の流出先を個別排気管122から個別排気管123へ切り替える。これにより、乾燥処理が行われる間、処理ユニット16からの排気である有機排気は、第1排気管200から排気切替ユニット300の切替機構320_3を通って個別排気管123へ排出される。また、排気口501aから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管121,122へ排出される。
また、制御部18は、乾燥処理が開始される前に、FFU21から給気される気体の種類を、清浄空気から低露点ガスへ切り替える。また、制御部18は、ダンパ21afを制御することにより、取込部21aに取り込まれる外気を外部へ排気する。これにより、処理ユニット16へ給気する気体の種類を変更した場合でも、処理ユニット16の圧力変動を抑えることができる。
その後、処理ユニット16では、駆動部33によるウェハWの回転が停止した後、ウェハWが基板搬送装置17(図1参照)によって処理ユニット16から搬出される。これにより、1枚のウェハWについての一連の基板処理が完了する。
上述してきたように、本実施形態に係る基板処理システム1(「基板処理装置」の一例に相当)は、複数の処理ユニット16と、FFU21(「気体供給部」の一例に相当)とを備える。
複数の処理ユニット16は、積層して配置され、チャンバ20内においてウェハW(「基板」の一例に相当)を保持して処理液によりウェハWを液処理する。FFU21は、処理ユニット16ごとに設けられ、処理ユニット16の内部へ気体を供給する。
また、FFU21は、取込部21aと、給気部21bとを含む。取込部21aは、外気を取り込んで清浄化する。給気部21bは、取込部21aにより清浄化された清浄空気を処理ユニット16の内部へ給気する。また、取込部21aは、チャンバ20の側方に配置されるとともに、積層して配置された処理ユニット16間でチャンバ20の同一側面に配置される。
したがって、本実施形態に係る基板処理システム1によれば、より省スペース化を図ることができる。
なお、上述した実施形態では、水平配管104Hが、第1梁部402−1および第2梁部402−2の対向面間に収まるように配置された例を示したが(たとえば図7F参照)、かかる対向面間に完全に収まらなくともよい。すなわち、水平配管104Hの少なくとも一部が、かかる対向面間に含まれていればよい。
同様に、上述した実施形態では、垂直配管104Vが、第1柱部401−1の組の対向面間、または、第2柱部401−2の組の対向面間に収まるように配置された例を示したが(たとえば図7C参照)、かかる対向面間に完全に収まらなくともよい。すなわち、垂直配管104Vの少なくとも一部が、かかる対向面間に含まれていればよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 基板処理システム
16 処理ユニット
20 チャンバ
21 FFU
21a 取込部
21b 給気部

Claims (7)

  1. 水平方向に並べて配置され、チャンバ内において基板を保持して処理液により前記基板を液処理する複数の処理ユニットと、
    前記処理ユニットの並び方向と平行に対向配置され、かつ、それぞれの下面が板材で連結された梁部を多段に有し、前記板材のそれぞれに沿って前記処理ユニットを収容するフレーム構造体と、
    前記処理ユニットごとに設けられ、該処理ユニットの内部へ気体を供給する気体供給部と
    前記処理ユニットからの排気を導く配管である第1排気管と、
    処理液の供給系統まわりの雰囲気を排気する垂直方向の配管である第2排気管と、
    前記雰囲気を排気する水平方向の配管である第3排気管と
    を備え、
    前記気体供給部は、
    外気を取り込んで清浄化する取込部と、
    前記取込部により清浄化された清浄空気を前記処理ユニットの内部へ給気する給気部と
    を含み、
    前記取込部は、前記並び方向に直交する前記チャンバそれぞれの同一側面に配置され
    前記第1排気管は、前記同一側面の幅内に収まるように前記取込部に並設され、
    前記第3排気管は、前記梁部の対向面間に配置され、
    前記処理ユニットは、前記第3排気管に積層されること
    を特徴とする基板処理装置。
  2. 記第1排気管は、
    多段の前記処理ユニット間で、前記同一側面を上下に伸延すること
    を特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
  3. メンテナンス領域側から視た前記処理ユニットの背後に設けられ、前記基板を前記処理ユニットへ搬送する搬送部
    をさらに備え、
    前記搬送部に近い側から順に、前記第1排気管、前記取込部が配置されること
    を特徴とする請求項1または2に記載の基板処理装置。
  4. 前記取込部の外気の取り込み口は、
    前記メンテナンス領域側へ向けて開口されていること
    を特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
  5. 記第2排気管は、
    両端の前記処理ユニットの側方を通るように配置されるとともに、前記処理ユニットに連通する前記第3排気管に接続されて、前記雰囲気を共有する一つの筐体を形成すること
    を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  6. 前記第2排気管は、
    前記処理ユニットへ処理液を供給するための配管を収容すること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 前記処理ユニットは、
    複数種類の処理液を供給可能であって、
    前記複数種類の処理液の少なくとも1つに対応する複数の個別排気管を有し、前記第1排気管を流れる排気の流出先を前記個別排気管のいずれかに切り替える排気切替ユニット
    をさらに備え、
    前記排気切替ユニットは、
    最上段の前記処理ユニットよりも上方に配置され、
    前記第2排気管の排気口は、前記排気切替ユニットへ接続されること
    を特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の基板処理装置。
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