JP2006128238A - 対象物処理装置および対象物処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略円形平面の処理対象面を有する対象物に対して吹き付け処理を行うための対象物処理装置であって、対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の中心部と外周端部との間を移動しながら、処理対象面に吹き付けを行うノズル部と、対象物を載置して、処理対象面の中心を回転軸として、対象物と共に一体的に回転動作を行うステージ部とを備え、ノズル部の移動速度および移動軌跡を制御するノズル動作制御手段と、ステージの回転速度を制御するステージ動作制御手段とを備え、ノズルとステージとの動作によって形成される対象物上の吹き付けの軌跡が、処理対象面の中心を始点とする螺旋軌跡を形成し、且つ形成される螺旋軌跡の周速度とピッチ幅とが所定値となるように制御する軌跡制御手段を備える。
【選択図】図1
Description
<10Zone制御のノズル速度の計算シーケンス>
(1)ウェハー半径を10分割したZone(ゾーン)毎の面積比率を計算する。
Zone1:Zone2:Zone31 …… Zone10 = 1:3:5…………19
(2)Zone毎の面積比率にプロセス時間の積を与える。
Zone1 time = 1/100 × Total Process Time
: :
Zone10 time = 19/100 × Total Process Time
(3)各Zoneに与えられた時間からノズルの移動速度(スイング速度)を算出する。
図7(1)には、「10Zone制御」におけるノズルの移動速度(ノズルスピード)に関し、各Zone毎(1〜10)の「ウェハーの中心からの距離(mm)」と「スウィングスピード(移動速度)(mm/sec)」との関係を示す。
ノズルの半径位置を読むことによって、回転数を決定する。
式:ウェハーの回転数=周速度/(2×π×半径)
図7(2)には、「10Zone制御」におけるステージ上のウェハーの回転(Rotation)に関し、「ウェハーの中心からの距離(mm)」と「回転数(rpm)」との関係を示す。
(1)略円形平面の処理対象面を有する対象物に対して吹き付け処理を行うための対象物処理装置であって、
対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の中心部と外周端部との間を移動しながら、処理対象面に吹き付けを行うノズル部と、
対象物を載置して、処理対象面の中心を回転軸として、対象物と共に一体的に回転動作を行うステージ部と、を備え、
ノズル部の移動速度および移動軌跡を制御するノズル動作制御手段と、ステージの回転速度を制御するステージ動作制御手段とを備え、
ノズルとステージとの動作によって形成される対象物上の吹き付けの軌跡が、処理対象面の中心を始点とする螺旋軌跡を成し、且つこの螺旋軌跡の周速度とピッチ幅とが所定値となるように制御する軌跡制御手段を備える、ことを特徴とする対象物処理装置とした。
軌跡制御手段は、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、アルキメデスの螺旋式が用いられる。
(3)(1)の対象物処理装置において、
軌跡制御手段は、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、処理対象面上の座標を数値計算によって求める手段を用いられる。
(4)(2)または(3)の対象物処理装置において、
ノズルが対象物の中心から外周端部へと直線的に移動するときのノズル速度Vn(θ)は、Vn(θ)=V/√(θ2+1) 、対象物と一体的に回転するステージの回転速度ω(θ)は、ω(θ)=60V/P√(θ2+1) 、ここで、V:周速度、P:ピッチ幅、θ:角度、として制御される。
対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の中心部と外周端部との間を移動しながら、処理対象面に吹き付けを行うノズル部と、
対象物を載置して、処理対象面の中心を回転軸として、対象物と共に一体的に回転動作を行うステージ部と、を備え、
ノズル部の移動速度と移動軌跡、およびステージの回転速度を制御することによって、
ノズルとステージとの動作によって形成される対象物上の吹き付けの軌跡が、処理対象面の中心を始点とする螺旋軌跡を成し、且つこの螺旋軌跡の周速度とピッチ幅とが所定値となるように制御され、
この螺旋軌跡の制御には、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、アルキメデスの螺旋式または処理対象面上の座標の数値計算、が用いられる、ことを特徴とする対象物処理方法。
図1で示された装置100内には、サーボモーター13の回転に連動されて上向きに保持された回転軸24と一体的に回転される対象物配置用のステージ(回転テーブル)22上には、吹き付け処理がなされる対象物である半導体ウェハー20が載置されている。この対象物20は、全体としては円形扁平状または円形平板状の形状をなし、その上面の全てが円形平面の処理対象面20’である。ただし、処理される対象物20としては、略円形平面の処理対象面20’を有してはいるものの、対象物20自体は略円形平板形状でない場合もありうる。
このステージ用モータードライバ12は、これに接続されるサーボモーター13を回転させ、このサーボモーター13に連結接続されているステージ22を回転させる。すると、このステージ22上に配置されたウェハー20も一体になって回転させられる。
アルキメデス螺旋式は、x座標:x=rcosθ、y座標:y=rsinθ、中心からの距離:r=αθ で表される。
図2(1)において、接線と動径との成す角をψとすると、tanψ=θであり、よって、OPの垂線上にAをとってOA=aとするとき、角度PAO=ψであって、PAはPにおける法線である。すなわち、Tan(角度PAO)=OP/OA=r/a=θである。
また、PAからそれぞれOP、PAに引いた垂線の交点をQとし、OQとPAとの交点をSとするとき、SはPにおける曲率の中心であり、その曲率半径Rは、R=(r2+a2)3/2/(r2+2a2)となる。
そして、アルキメデス螺旋の性質として、回転する円盤の中心から一定の速度の速さで外に向かう物体が描く軌跡がアルキメデス螺旋となるのであって、アルキメデス螺旋が形成される一例を、図2(2)に示す。
この図3では、処理される対象面に螺旋軌跡が形成される対象物の一例として半導体ウェハーを採り上げており、図3中で表示されているウェハーについてのデータは、次のとおりである。
・ウェハーのサイズ(直径):W=8インチ(200mm)
・ピッチング(ピッチ幅):P=10mm
・ラインスピーディング(周速度):V=100mm/sec
・ステッピング:0.02
・処理時間:10.482 sec
・ラインの長さ:3144.21mm
これらの式では、対象物に吹き付け処理をするとき、ノズルの移動動作とステージの回転動作によって形成される対象物上の吹き付けの軌跡が、アルキメデス螺旋式に従うこととした計算により、ノズル速度と回転速度とを求めたが、それによれば、ノズル速度Vn(θ)=V/√(θ2+1)、回転速度ω(θ)=60V/P√(θ2+1)、という結果が得られた。
この区間計算による方法とは、移動区間を細分化しそれぞれの位置に置いてノズル速度とステージ回転速度を数値計算により求める方法である。
x0 =0、y0 =0、r0 =0 より、
S0 =0、t0 =0
また、ノズル速度初期値は
Vn =V [mm/sec]
ステージ回転速度初期値は、
ω0 =60V/P [rpm]
とする。
そして、<区間計算>と<積分計算>との大きな違いは、<区間計算>では、1.数値計算があらかじめ区間を十分大きなm個に分割しそれぞれの区間iで近似計算する必要があり、且つ、2.精度を上げるために十分大きなmを選択する必要があるのに対し、<積分計算>では、任意のθに対してノズル速度とステージ回転数が正確に求まる、という特徴がある。
ここで処理されるウェハーサイズは、200mm、線速度30mm/sec、ピッチ幅2.0mmのとき、積分計算値では、523.6356秒の処理時間となる。
これに対して、m=7500では、523.7034秒となり、m=7500では、真値である積分計算値に近い値が出る。
10 コントローラー
11 ノズル用モータードライバ
12 ステージ用モータードライバ
13 サーボモーター
14 ステッピングモーター
15 ガイドレール
16 ノズル用連結支持体
16’ ノズル用連結支持体16の構成部材
17 ノズル部
17’ 吹き出し口
18 吹付体
20 半導体ウェハー(対象物)
20’ 処理対象面
22 ステージ(回転テーブル)
24 回転軸
24’ 回転動作を示す矢印
d1,d2 移動動作を示す矢印
Claims (5)
- 略円形平面の処理対象面を有する対象物に対して吹き付け処理を行うための対象物処理装置であって、
前記対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の中心部と外周端部との間を移動しながら、処理対象面に吹き付けを行うノズル部と、
前記対象物を載置して、処理対象面の中心を回転軸として、前記対象物と共に一体的に回転動作を行うステージ部と、を備え、
前記ノズル部の移動速度および移動軌跡を制御するノズル動作制御手段と、前記ステージの回転速度を制御するステージ動作制御手段とを備え、
前記ノズルとステージとの動作によって形成される前記対象物上の吹き付けの軌跡が、前記処理対象面の中心を始点とする螺旋軌跡を形成し、且つ形成される螺旋軌跡の周速度とピッチ幅とが所定値となるように制御する軌跡制御手段を備える、ことを特徴とする対象物処理装置。 - 請求項1に記載の対象物処理装置において、
前記軌跡制御手段は、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、アルキメデスの螺旋式を用いる、ことを特徴とする対象物処理装置。 - 請求項1に記載の対象物処理装置において、
前記軌跡制御手段は、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、前記処理対象面上の座標を数値計算によって求める手段を用いる、ことを特徴とする対象物処理装置。 - 請求項2または3に記載の対象物処理装置において、
前記ノズルが対象物の中心から外周端部へと直線的に移動するときのノズル速度Vn(θ)は、Vn(θ)=V/√(θ2+1) 、対象物と一体的に回転する前記ステージの回転速度ω(θ)は、ω(θ)=60V/P√(θ2+1) 、ここで、V:周速度、P:ピッチ幅、θ:角度、として制御される、ことを特徴とする対象物処理装置。 - 略円形平面の処理対象面を有する対象物に対して吹き付け処理を行うための対象物処理方法において、
前記対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の中心部と外周端部との間を移動しながら、処理対象面に吹き付けを行うノズル部と、
前記対象物を載置して、処理対象面の中心を回転軸として、前記対象物と共に一体的に回転動作を行うステージ部と、を備え、
前記ノズル部の移動速度と移動軌跡、および前記ステージの回転速度を制御することによって、
前記ノズルとステージとの動作によって形成される前記対象物上の吹き付けの軌跡が、前記処理対象面の中心を始点とする螺旋軌跡を成し、且つこの螺旋軌跡の周速度とピッチ幅とが所定値となるように制御され、
前記螺旋軌跡の制御には、ノズルの移動速度と対象物の回転速度との制御を連続的に行うために、アルキメデスの螺旋式または処理対象面上の座標の数値計算が用いられる、ことを特徴とする対象物処理方法。
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JP2004311840A JP2006128238A (ja) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | 対象物処理装置および対象物処理方法 |
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JP2004311840A Pending JP2006128238A (ja) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | 対象物処理装置および対象物処理方法 |
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JP2020505778A (ja) * | 2017-01-27 | 2020-02-20 | ティーイーエル エフエスアイ,インコーポレイティド | 基板をプロセスチャンバ内で回転及び並進するためのシステム及び方法 |
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2004
- 2004-10-27 JP JP2004311840A patent/JP2006128238A/ja active Pending
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JP7177069B2 (ja) | 2017-01-27 | 2022-11-22 | ティーイーエル マニュファクチュアリング アンド エンジニアリング オブ アメリカ,インコーポレイテッド | 基板をプロセスチャンバ内で回転及び並進するためのシステム及び方法 |
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