JP2002208563A - 被加工物の加工装置及び加工方法 - Google Patents
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Abstract
図ることができる被加工物の加工装置及び加工方法を提
供する。 【解決手段】 被加工物10の被加工面11の一部を覆
うカバー2を備え、該カバー2と被加工物10の被加工
面11とにより加工室3を形成し、カバー2と被加工物
10の被加工面11との間に加工室3をシールするシー
ル部4を設けた。このような加工装置1を複数用いて被
加工物10の被加工面11の複数部分の加工を同時に行
なう。
Description
置及び加工方法、特に半導体ウェハやガラス基板、水晶
基板などの被加工物を加工する被加工物の加工装置及び
加工方法に関するものである。
いては、所定の加工条件により加工室の内部に保持され
た被加工物の加工が行なわれる。従来の加工装置では、
図15に示すように、所定の加工条件に保持された加工
室100の内部に被加工物10を配置し、該加工室10
0の内部で被加工物10の加工を行なっている。このよ
うに、従来の加工装置は、加工室100の内部に被加工
物10を収容するために、被加工物10よりも大きな加
工室100を備える必要があった。
代と共に大型化する傾向にある。従って、このような分
野における被加工物、例えば、半導体ウェハやガラス基
板、水晶基板などを加工する場合には、被加工物の大型
化と共に加工装置の加工室を大きくする必要が生じ、加
工装置の設置スペースが大きくなってしまう。
従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置の省ス
ペース化及び加工材料(例えば加工ガス、洗浄液など)
の少量化を図ることができる被加工物の加工装置及び加
工方法を提供することを目的とする。
ける問題点を解決するために、本発明は、図1に示すよ
うな被加工物の被加工面よりも小さな被加工物の加工装
置を提案する。このような加工装置は、被加工物の被加
工面の一部を覆うカバーを備え、該カバーと上記被加工
物の被加工面とにより加工室を形成し、上記カバーと上
記被加工物の被加工面との間に上記加工室をシールする
シール部を設けたことを特徴とする。また、本発明に係
る被加工物の加工方法は、このような被加工物の加工装
置を用いて被加工物の被加工面の加工を行なうことを特
徴とする。これにより、被加工物が大きくなっても加工
装置の加工室を大きくする必要がなくなるので、装置を
極めてコンパクトにして装置の省スペース化及び加工材
料の少量化を図ることが可能となる。
シールにより構成してもよく、あるいは、非接触形シー
ルにより構成してもよい。
知するセンサを備えることとしてもよい。これにより、
被加工物の被加工面の加工前又は加工後の状態を把握す
ることができるので、種々の加工プロセスにおいて加工
診断を行なうことが可能となる。このような加工診断
は、被加工面を再生するための加工や不良製品の排除の
際に用いることができる。
に基づいて上記加工室内の加工条件を適宜補正する補正
装置を備えることとしてもよい。これによりセンサから
の信号に基づいたフィードバック制御が可能となり、被
加工物の被加工面の加工前又は加工後の実際の状態に応
じたより適切な加工が可能となる。
おいて加工条件を変化させ、一の加工室内において複数
の加工プロセスを順次行なうことを特徴とする。このよ
うに、本発明の加工装置の加工室内において加工条件を
変化させることで、一の加工室内において複数の加工プ
ロセスを順次行なうことが可能となる。
工物の加工装置を複数用いて被加工物の被加工面の複数
部分の加工を同時に行なうことを特徴とする。このよう
に、本発明に係る加工装置は被加工物の被加工面よりも
小さく、複数の加工装置を用いて被加工物の加工を行な
うことができるので、被加工物の被加工面の複数の部分
を略同時に加工することが可能となる。この場合におい
て、上記各加工装置の加工室内の加工条件をそれぞれ異
なる加工条件とすれば、複数の加工プロセスを行なうこ
とが可能である。また、上記各加工室の加工プロセスに
おける加工時間が異なる場合に、該各加工室の加工条件
を適宜修正することとすれば、各加工室における反応速
度を制御することが可能となり、各加工室における加工
時間を調整することが可能となる。
上記被加工物の被加工面に対して相対的に移動させて加
工を行なうことを特徴とする。これにより被加工物の被
加工面の全面又は所望の部分のみを加工することが可能
となる。この場合において、上記相対的な移動を連続的
に行なうこととしてもよいし、間欠的に行なうこととし
てもよい。
工装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明
する。図2は本発明に係る被加工物の加工装置を模式的
に示す縦断面図である。
加工装置1は被加工物10よりも小さく、被加工物10
の被加工面11の一部を覆う直方体容器状のカバー2を
備えている。このカバー2と被加工物10の被加工面1
1とによって、カバー2の内部には加工室3が形成され
ている。また、カバー2の下部と被加工物10の被加工
面11との間には加工室3をシールするシール部4が設
けられている。なお、上記カバー2は直方体容器状のも
のに限られず、例えば、円筒容器状のカバーを用いるこ
ととしてもよい。
は所要の加工条件に保持されている必要がある。例え
ば、加工室の内部の圧力を外部の圧力よりも低くしなけ
ればならない場合や、逆に高くしなければならない場合
がある。あるいは、反応ガスや反応液を用いて被加工物
の加工を行なう場合がある。従って、加工室内部の加工
条件を保持するために、加工室の内部を外部とシールす
る必要がある。本発明に係る加工装置においては、カバ
ー2の下部と被加工物10の被加工面11との間にシー
ル部4を設けることによって、加工室の内部を外部とシ
ールしている。
ル手段を用いることができる。例えば、シール部4をO
リング、オイルシールなどの接触形シールにより構成し
てもよいし、磁性流体シールや差動排気シールなどの非
接触形シールにより構成してもよい。
には、図3に示すように、カバー下部の支持部20の被
加工面11側にシール溝21を形成し、このシール溝2
1にOリング41を嵌合させる。このOリング41によ
って加工室3の内部は外部とシールされ、加工室3の内
部が密封状態に保持される。
構成する場合には、図4に示すように、カバー2の支持
部20に、一対のポールピース42に挟まれた磁石43
を取り付け、このポールピース42の下端と被加工面1
1との間に磁性流体44を注入する。上記ポールピース
42及び磁石43により形成される磁気閉回路の作用に
よって磁性流体44がポールピース42の下端と被加工
面11との間に保持され、該磁性流体44によって加工
室3の内部が外部とシールされる。
構成する場合には、図5に示すように、カバー2の支持
部20から下方に突出する突部22に、図示しない真空
源に接続される排気経路45を設ける。そして、この排
気経路45の外側に図示しないガス供給源に接続される
ガス供給経路46を設け、このガス供給経路46から突
部22と被加工面11との間の間隙Gにシールガスを供
給し、このシールガスを排気経路45から排気する。突
部22と被加工面11との間の間隙Gに供給されたシー
ルガスの圧力によって加工室3の内部は外部とシールさ
れ、加工室3の内部が密封状態に保持される。
れた昇降手段(図示せず)により、カバー2を被加工物
10に対し降下させ、所定の圧力でOリング等のシール
部4を押圧し、あるいは、シール部4と被加工面11と
の間に間隙G(図5参照)を形成して位置決めを行な
う。
ルされた加工室3の内部には、被加工物10に対して所
定のプロセスを行なうための種々の装置が設けられる。
例えば、半導体製造プロセスや電子部品製造プロセスに
おいては、以下のような加工プロセスを行なう装置が必
要に応じて設けられる。 反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching、R
IE)などのドライエッチング、スパッタ、化学気相成
長法(Chemical Vapor Deposition、CVD)、物理蒸
着法(Physical Vapor Deposition、PVD)、ベーキ
ング、乾燥などの真空雰囲気での加工プロセス リソグラフィ、乾燥などの大気圧での加工プロセス 薬液塗布、ウエットエッチング、レジスト、めっき、
化学的機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing、
CMP)などの湿式加工プロセス 純水洗浄、薬液洗浄、超音波洗浄、スクラビングなど
の洗浄プロセス 被加工物の被加工面上の状態を検査する検査プロセス
物の被加工面に薄膜を形成するCVD装置を備えた加工
装置の一実施例を示す。図6に示すように、半導体ウェ
ハなどの被加工物10の下方にはチャック機構を備えた
保持台12が配置され、被加工物10は保持台12の上
面に形成された凹部13内に保持されている。保持台1
2の凹部13には連通孔14が設けられており、この連
通孔14は排気経路15を介して図示しない真空源に接
続可能となっている。連通孔14が排気経路15を介し
て真空源に接続されると、連通孔14の開口端に負圧が
形成され、凹部13に被加工物10が吸着される。
の内部にはCVD装置5が収容されている。このCVD
装置5の下端には、保持台12に保持された被加工物1
0に向けて成膜ガスを噴射するガス噴射部52が設けら
れている。このガス噴射部52は、ガス導入経路51を
介して図示しない原料ガス供給源に接続されている。ま
た、カバー2には、図示しない真空源に接続された排気
口53が設けられており、この真空源による真空引きに
より加工室3の内部を真空雰囲気にすることができる。
部23,24が設けられており、これらの凹部23,2
4はそれぞれ排気経路47,48を介して図示しない真
空源に接続されている。排気経路47の真空度は排気経
路48の真空度よりも高く設定される。そして、排気経
路48の外側には図示しないガス供給源に接続されるガ
ス供給経路49が設けられている。このガス供給経路4
9から凹部23,24にN2,Arなどのシールガス
(乾燥した不活性ガス)を供給し、このシールガスを排
気経路47,48から排気することにより、加工室3の
内部は外部とシールされ、加工室3の内部が密封状態に
保持される。このように、本実施例におけるシール部は
差動排気シールにより構成されている。
10の被加工面11上に薄膜を形成する際には、成膜ガ
スを原料ガス供給源からガス導入経路51を介して加工
室3内のガス噴射部52に供給し、このガス噴射部52
から成膜ガスを保持台12に保持された被加工物10に
向けて噴射する。これにより被加工物10の被加工面1
1上には薄膜が形成される。
被加工面を薬液により洗浄する薬液洗浄装置を備えた加
工装置の一実施例を示す。なお、図7において、図6に
示す部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又
は要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
は保持台16が配置され、被加工物10は保持台16の
上面に形成された凹部17内に保持されている。薬液洗
浄プロセスにおいては加工室の内部を真空引きする必要
がなく、保持台16にチャック機構を設ける必要がない
ので、本実施例における保持台16にはチャック機構が
設けられていない。
の内部には薬液洗浄装置6が収容されている。この薬液
洗浄装置6には、保持台16に保持された被加工物10
の被加工面11に薬液61を供給する薬液供給ノズル6
2が設けられている。この薬液供給ノズル62は、薬液
供給経路63を介して図示しない薬液供給源に接続され
ている。
るOリング41が設けられており、このOリング41の
外側には、加工室3の内部から漏れ出る薬液61を吸引
するための薬液吸引経路64が設けられており、この薬
液吸引経路64は図示しない真空源に接続されている。
従って、加工室3内から薬液吸引経路64側に漏れ出た
薬液61は、この薬液吸引経路64を介して吸引される
ため、加工室3内の薬液61が加工室3の外部に漏れ出
ることがない。なお、この薬液吸引経路64を上記薬液
供給経路63に接続し、薬液吸引経路64を介して吸引
した薬液61を循環使用することも可能である。
10の被加工面11を薬液で洗浄する際には、薬液供給
ノズル62から薬液61を被加工物10の被加工面11
に供給し、被加工面11上に薬液61を溜める。この溜
まった薬液61によって被加工面11が薬液洗浄され
る。
ング41によりシール部を構成した例を説明したが、図
8に示すように、図6に示した差動排気シールによりシ
ール部を構成することも可能である。
の加工方法について説明する。加工室3を被加工物10
の被加工面11に対して相対的に移動させて加工を行な
うこととすれば、被加工物10の被加工面11の全面又
は所望の部分のみを加工することが可能となる。この場
合において、図9(a)に示すように、加工室3(加工
装置1)を被加工物10の被加工面11に対して移動さ
せてもよいし、あるいは、図9(b)に示すように、被
加工物10を加工室3(加工装置1)に対して移動させ
てもよい。被加工物10が大きい場合には、加工室3を
被加工物10の被加工面11に対して移動させるのが好
ましい。なお、加工室3(加工装置1)を被加工物10
の被加工面11に対して移動させる場合には、加工室3
を移動させる例えばフレキシブルチューブ付の移動装置
(図示せず)を設ける必要があり、被加工物10を加工
室3(加工装置1)に対して移動させる場合には、被加
工物10を移動させる例えば除震機構を有するX−Yス
テージ等の移動装置(図示せず)を設ける必要がある。
行ない、被加工物10の加工される部分を連続的に変化
させつつ加工を行なうこととしてもよいし、あるいは、
被加工物10の被加工面11のうち、特定の部分のみを
加工した後に、上記相対的な移動を間欠的に行ない、各
部分を順次加工していくこととしてもよい。また、加工
終了時又は加工位置を変える時に、上述した昇降手段に
よりカバー20を上昇させ、カバー20を移動させるこ
ととしてもよい。
み合わせて用いるとより効果的である。例えば、図10
(a)に示すように、被加工物10の表面及び裏面の双
方に加工装置1を設置すれば、被加工物10の表面及び
裏面の双方を同時に加工することが可能となる。また、
図10(b)には、加工装置1を被加工物10の上面、
下面、左右の側面に配置し、被加工物10の四面を同時
に加工する場合が示されている。このように、複数の加
工装置を用いることにより、被加工物の被加工面の複数
の部分を同時に加工することが可能となる。
しては、一の加工室3において複数の加工プロセスを順
次行なうこととしてもよい。例えば、図11に示すよう
に、加工条件をA→B→Cと順次変化させることによ
り、一の加工室3において複数の加工プロセスを行なう
ことができる。一方、複数の加工装置1を配置すること
によって、各加工装置1の加工室3で異なる加工プロセ
スを同時に行なうこととしてもよい。例えば、図12に
示すように、加工室3aにおいては加工条件Aで、加工
室3bでは加工条件Bで、加工室3cでは加工条件Cで
それぞれ加工を行なうことにより、複数の異なる加工プ
ロセスを同時に行なうことが可能となる。なお、図11
に示す複数の加工プロセスを順次行なう加工室を複数配
置することも可能である。
ハなどの被加工物10上に、薬液洗浄装置を備えた加工
装置1aと、CVD装置を備えた加工装置1bと、被加
工物10の被加工面の状態を検査する検査装置を備えた
加工装置1cとを配置し、これらの加工装置1a,1
b,1cと被加工物10とを連続的又は間欠的に相対的
に移動させることとすれば、被加工物10の被加工面に
対して一連の加工プロセス(図13に示す例では、薬液
洗浄→薄膜形成→検査という一連のプロセス)を行なう
ことが可能となる。
加工プロセスを行なう場合において、各加工室3の各加
工プロセスにおける加工時間が異なる場合には、各加工
室3の加工条件を適宜修正し、各加工室3における反応
速度を制御することによって各加工室3における加工時
間を調整することも可能である。
態を検査する検査装置を備えた加工装置を使用する場合
を示しているが、図14に示すように、例えば、上述の
CVD装置や薬液洗浄装置を備えた加工装置自体に、被
加工物10の被加工面11の状態を検知・測定するセン
サ7及びモニタ8を設けることとしてもよい。このよう
にすれば、被加工物10の被加工面11の加工前又は加
工後の状態を把握することができるので、種々の加工プ
ロセスにおいて加工診断を行なうことが可能となる。こ
のような加工診断は、被加工面11を再生するための加
工や不良製品の排除の際に用いることができる。更に、
図14に示すように、センサ7からの信号に基づいて加
工室3内の加工条件を適宜補正する補正装置9を設けて
フィードバック制御を行なうことで、被加工物10の被
加工面11の加工前又は加工後の実際の状態に応じたよ
り適切な加工が可能となる。
工、大気圧下加工、湿式加工)の後、被加工物上でのコ
ンタミネーションを防止するために洗浄プロセス、乾燥
プロセスを行なうことも考えられる。従って、いわゆる
ドライイン・ドライアウト行程も自由に構成できる。
したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技
術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施され
てよいことは言うまでもない。
物が大きくなっても加工装置の加工室を大きくする必要
がなくなるので、装置を極めてコンパクトにして装置の
省スペース化及び加工材料の少量化を図ることが可能と
なる。
物との関係を概念的に示す図である。
に示す縦断面図である。
ある。
ある。
ある。
的に示す縦断面図である。
略的に示す縦断面図である。
を概略的に示す縦断面図である。
相対的な移動を説明するための図である。
の複数の部分を加工する場合を説明するための図であ
る。
次行なう場合を説明するための図である。
行なう場合を説明するための図である。
行なう場合の一実施例を示す図である。
模式図である。
の関係を概念的に示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 被加工物の被加工面の一部を覆うカバー
を備え、 該カバーと上記被加工物の被加工面とにより加工室を形
成し、 上記カバーと上記被加工物の被加工面との間に上記加工
室をシールするシール部を設けたことを特徴とする被加
工物の加工装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の被加工物の加工装置を
用いて被加工物の被加工面の加工を行なうことを特徴と
する被加工物の加工方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の被加工物の加工装置を
複数用いて被加工物の被加工面の複数部分の加工を同時
に行なうことを特徴とする被加工物の加工方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の被加工物の加工方法に
おいて、 上記各加工装置の加工室内の加工条件をそれぞれ異なる
加工条件とし、複数の加工プロセスを行なうことを特徴
とする被加工物の加工方法。 - 【請求項5】 請求項3又は4に記載の被加工物の加工
方法において、 一の加工室において加工条件を変化させ、一の加工室内
において複数の加工プロセスを順次行なうことを特徴と
する被加工物の加工方法。 - 【請求項6】 請求項2乃至5のいずれか一項に記載の
被加工物の加工方法において、 上記加工室を上記被加工物の被加工面に対して相対的に
移動させて加工を行なうことを特徴とする被加工物の加
工方法。
Priority Applications (3)
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