JP2007173458A - ガイド機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハの表面処理を行う為にウェハが載せられているターンテーブルを回転せしめた場合のウェハの損傷やウェハの表面処理の拙さを改善する為に設けられる架台昇降機構とかターンテーブル昇降機構が無くても済み、そしてウェハが問題無い位置に正確に決められ、そして各種の処理（例えば、成膜・エッチング・洗浄処理）を好適に行えるようにする技術を提供する。
【解決手段】テーブル１上に載置される載置物３をガイドする為のガイド機構であって、ガイド機構のガイド部材６ａ、６ｂ、６ｃは、その上部８、下部両端部側において後退し、その中部７側において突出している。
【選択図】図１

Description

本発明はガイド機構に関する。特に、例えばウェハやディスクと言った円板の表面処理装置と言った類の回転処理装置に設けられるガイド機構に関する。

スピンコータ等の回転しながらウェハに処理を施す装置では、大まかな位置決めを行う為、例えば３本以上のガイドピンが設けられている。このガイドピンは、厭くまでも、大まかな位置決めの為に設けられているに過ぎないものであるから、被処理物であるウェハ（ターンテーブル上に載置されたウェハ）の位置決めを再現性良く実現し、かつ、処理中も確実に保持する為、格別な保持手段が設けられている。例えば、回転するウェハがターンテーブルから飛散・脱落しないように、ターンテーブルには、真空にて被処理物である処理中のウェハを吸引してターンテーブル上の定位置に保持する、所謂、真空チャックと称する保持機構が設けられている。

従って、ロボットアーム等の適宜な手段で搬送されて来たウェハは、大まかな位置でガイドピンの領域内に搬入され、その位置で離されると、自重で下降しながら、ガイドピンに案内・規制され、ターンテーブルに設けられた真空チャック上に留まる。この時点では、ウェハとガイドピンとの間にはギャップが有る為、両者は２点で接しているか、互いに接していない場合でも極めて近接した位置関係にある。

さて、上記ガイドピンは、ロボットアームから搬入されたウェハをターンテーブル上の定められた位置に整列する役割が有り、ウェハの落とし込みを容易にする為、ガイドピンの形状はストレートであったり、上側が細く傾斜を有する円錐状やドーム状の如くにテーパーが付いた形状である。

上記したガイド機構を備えた回転処理装置の一例を図９に示す。図９中、５０はターンテーブル、５１は回転軸、５２は平面図形が略Ｃ形状の架台、５３は架台５２上に１２０°間隔で設けられたガイドピンである。尚、ガイドピン５３は、円柱状部の上部周縁が削り取られて円錐台形状に構成されている。５４はターンテーブル５０及び回転軸５１に設けられた連通孔であり、この連通孔５４は真空ポンプに繋がれている。そして、真空ポンプの吸引力により、ターンテーブル５０上に載置されたウェハ５５は保持されるようになっている。

このような回転処理装置において、図示しないロボットアームにより、ウェハ５５がガイドピン５３で囲まれる円内の上部に搬送されて来る。そして、その位置でロボットアームはウェハ５５の保持を解除する。その結果、自重により、下降しながら、ガイドピン５３に案内・規制され、ターンテーブル５０上に載るようになる。この段階において、ウェハ５５はガイドピン５３で案内される。そして、ガイドピン５３の上部は円錐台形状をしているから、ウェハ５５の搬送位置（中心位置）が３個のガイドピン５３の中心位置から多少ずれていても、ガイドピン５３の上部の傾斜部で矯正され、ほぼ中心に位置するようになる。

さて、ウェハ５５は略中心位置にセットされているとは言うものの、３個のガイドピン５３の中の一個または２個のガイドピンに接触していたり、又、殆ど近接した状態に在る。尚、ターンテーブル５０上にウェハ５５が載った後、真空ポンプが作動し、吸引力が働いてウェハ５５はターンテーブル５０に固定される。このような状況下において、ウェハの表面処理（レジスト膜の成膜、エッチング、洗浄と言った類の表面処理）を行う為、ターンテーブル５０が回転させられると、ウェハ５５の端部がガイドピン５３に接触して損傷する事態も起きる。又、ウェハ５５とガイドピン５３との間の離間距離が短すぎる為、ウェハ５５表面に供給された各種処理用の流体に乱れが誘引される。そして、処理が上手く行われなくなる恐れが有る。

このような問題点を改善するには、ウェハ５５とガイドピン５３との間の離間距離を大きくすることが考えられる。すなわち、図９に矢印で示される如く、上記架台５２を降下させたり、或いはターンテーブル５０を上昇させたりする駆動機構を設けることが考えられる。
特許第３６４２６９６号

さて、ウェハの表面処理を行う為にウェハが載せられているターンテーブルを回転せしめた場合のウェハの損傷やウェハの表面処理の拙さを改善する為、架台５２を降下させたり、ターンテーブル５０を上昇させたりする駆動機構を設けることが考えられたものの、このような駆動機構を設けるのは、それだけ、大変である。
かつ、駆動機構の作動タイミングも、結構、難しいものが有る。

従って、本発明が解決しようとする課題は、前記の問題点を解決することである。
特に、ウェハの表面処理を行う為にウェハが載せられているターンテーブルを回転せしめた場合のウェハの損傷やウェハの表面処理の拙さを改善する為に設けられる架台昇降機構とかターンテーブル昇降機構が無くても済み、そしてウェハが問題無い位置に正確に決められ、そして各種の処理（例えば、成膜・エッチング・洗浄処理）を好適に行えるようにする技術を提供することである。

前記の課題は、テーブル上に載置される載置物をガイドする為のガイド機構であって、
前記ガイド機構のガイド部材は、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している
ことを特徴とするガイド機構によって解決される。

特に、テーブル上に載置された載置物の表面に流体が供給されて処理される装置に設けられ、かつ、該テーブル上に載置される載置物をガイドする為のガイド機構であって、
前記ガイド機構のガイド部材は、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している
ことを特徴とするガイド機構によって解決される。

又、上記のガイド機構であって、テーブル上に載置された載置物の一番外側に突出した部位がガイド部材の中部最突出位置よりも下方位置に在るよう該ガイド部材が設けられてなることを特徴とするガイド機構によって解決される。

又、上記のガイド機構であって、ガイド部材はガイドピンであり、
前記ガイドピンは、載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出しており、
前記ガイドピンを３個以上有する
ことを特徴とするガイド機構によって解決される。

又、上記のガイド機構であって、ガイド部材は、略リング状体であり、
前記略リング状体の内側の載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している
ことを特徴とするガイド機構によって解決される。

本発明は、例えばウェハをガイドする為のガイド部材を算盤の珠の如きの形状とした。
これによって、ガイド部材の上からウェハが降下して来た場合、ウェハが中心位置から多少ずれていた場合には、降下に伴ってウェハは傾斜部に沿って多少内側に案内され、そして一番内側に突出している真ん中の高さの位置でウェハは略中心位置に規制される。従って、これ以降、その位置で、降下して行くから、ウェハはテーブルの略中心位置に載るようになる。

そして、この位置に保持手段で保持されていると、ウェハとガイド部材との間の距離は、両者の最短間距離よりも大きな寸法である。すなわち、ウェハはガイド部材から遠ざかって位置決めされていることになる。

従って、この状態で、ウェハが回転しても、例えばガイド部材との接触・衝突は起きず、ウェハが損傷すると言った事故は起きない。

しかも、ウェハとガイド部材との間は多少の距離が確保されているから、ウェハ表面に処理の為の流体が流されて来た場合、流体に乱れが起きず、処理が綺麗になされる。

又、従来の如きの格別な昇降機構が不要であり、それだけ簡単・低廉なコストで得られる。極論すると、ガイド部材の形状を変更するのみで済む。そして、昇降動作を必要としないことから、処理作業もそれだけ簡単になる。

本発明のガイド機構は、テーブル上に載置される載置物をガイドする為のガイド機構である。特に、テーブル上に載置された載置物の表面に流体が供給されて処理される装置に設けられるものである。ガイド機構のガイド部材は、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している。そして、テーブル上に載置された載置物の一番外側に突出した部位がガイド部材の中部最突出位置よりも下方位置に在るよう該ガイド部材が設けられている。ガイド部材がガイドピンである場合、このガイドピンの形状は、載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出した形状である。例えば、算盤の珠の如きの形状をしている。そして、このようなガイドピンを３個以上備えている。尚、３個以上であれば何個でも良いが、現実的には、多くても６個程度である。ガイド部材が略リング状体である場合、この略リング状体の形状は、載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出した形状である。
以下、更に詳しく説明する。

図１及び図２は本発明のガイド機構が回転処理装置に適用された第１実施形態を示すもので、図１は全体の平面図、側面図及び断面図、図２は基板の載置時の基板動作の説明図である。

各図中、１はターンテーブル、２は回転軸、３はターンテーブル１に載置された基板（ウェハ）である。尚、図１から判る通り、基板３はターンテーブル１より大きい。すなわち、基板３の半径はターンテーブル１の半径よりも大きい。ターンテーブル１及び回転軸２には、吸引用の孔４が形成されている。又、ターンテーブル１の表面には、吸引（吸着）用の溝が形成されている。勿論、この溝はターンテーブル１の端縁より内側の位置で止まっている。又、図示していないが、孔４には真空ポンプが接続されており、真空ポンプの吸引力によってターンテーブル１上に載せられた基板３が吸着保持されるようになっている。

ターンテーブル１の周囲には、ターンテーブル１とは別体の架台５が設けられている。この架台５には、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃが、１２０°の間隔を持って、かつ、ターンテーブル１の回転軸心を中心とした同一円周上に設けられている。このガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃは、例えば算盤の珠の如きの形状をしている。或いは、ひし形回転体とか楕円回転体の如きの形状であっても良い。要するに、架台５に植立されたガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃの基板３の対向側において、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃの中部７がガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃの上部８や下部９よりも基板３側に突出している形状であれば良い。又、図１，２からも判る通り、ガイドピンの中部（最突出部）７が基板３の最外側に飛び出している箇所よりも上側の位置となるようにガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃは設けられている。例えば、ガイドピンの中部（最突出部）７が基板３の上面よりも上側の位置となるようにガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃは設けられている。

上記のように構成させた装置を用いて、基板３上にレジスト膜を形成する場合を説明する。
先ず、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃで囲まれる円周内に位置するように基板３を所定の手段で搬送して来る。そして、その位置にて基板３に対する保持を解除し、基板３を降下せしめる。この降下に際して、基板３の中心位置がターンテーブル１の回転中心位置から多少とも偏った位置であると、基板３の降下に際して、その偏った位置に対応するガイドピン、例えばガイドピン６ａに当たるようになる。すなわち、基板３の周縁部がガイドピン６ａの上部の円錐形状部である斜面に当たる。その結果、基板３は更なる降下に伴って内側に寄せられる。そして、ガイドピン６ａの中部７に至るまで基板３には中央側に寄せる力が作用する。その結果、基板３の中心位置がターンテーブル１の回転中心位置に対応するように位置調整が行われる。このガイドピン６ａの中部７を過ぎた時点からは、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃは内側に凹んだ形状であるから、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃと基板３とは離間状態に在り、基板３はガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃから力を受けることが無い。従って、自重により垂直方向に降下し、ターンテーブル１上に載るようになる。

基板３がターンテーブル１上に載った時点で、真空ポンプが作動し、基板３はターンテーブル１に強固に吸着・保持される。しかも、基板３はターンテーブル１に対して同心状であるから、即ち、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃから等距離的に基板３が配置されているようになっている。

そこで、ターンテーブル１を回転させる。この回転に際して、基板３は、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃから十分な距離を持っている。特に、ガイドピンの最も外側に飛び出している中部７と基板３との間は十分な距離が有るようになっている。そして、このような状況下において、図示しないレジスト溶液供給ノズルから基板３の表面上にレジスト液が供給され始める。そうすると、基板３の回転に伴って、レジスト液は、基板３の表面に均一に拡がって行くようになる。このレジスト液の均一拡散に際して、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃと基板３の周縁部とは十分な距離が有るから、レジスト液の流れに乱れが起きにくい。従って、レジスト液が均一に拡散して行くから、レジスト膜が綺麗に形成される。更には、基板３の周縁部における下側にはターンテーブル１やその他のものが無く、従ってレジスト液が基板３の下面側に回り込んで付着すると言った問題が起きない。

レジスト膜が形成された後、基板３を上方に持ち上げることで、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃで囲まれた領域から基板３は取り出されるようになる。尚、この取り出しに際して、基板３が多少横に偏倚させられていても、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃの下部はテーパー状になっているから、このテーパー部によって元の中心位置に復帰させられるようになる。従って、基板３を取り出した後にあっても、基板３の位置は規則正しい位置であり、基板３の次ステップへの搬送がスムーズに行われるようになる。

因みに、第１実施形態の回転処理装置を用いて、基板（半導体ウェハ）上にレジスト膜を形成した。この場合、レジスト溶液は粘性が高いことから、図９に示される従来装置が用いられた場合（但し、架台５２の降下またはターンテーブル５０の上昇が無い場合）には、レジスト溶液の拡散工程において乱れが起き、部分的に厚さが厚い不均一なレジスト膜が形成され、レジスト膜の成膜性が劣るものであった。しかしながら、図１に示される本発明の装置が用いられた場合には、斯かる問題も認められなかった。

又、半導体ウェハのエッチング装置に用いた。この場合、図９の従来装置が用いられた場合（但し、架台５２の降下またはターンテーブル５０の上昇が無い場合）、エッチング液の乱れに起因したエッチングの不均一性とか過剰エッチング等の問題が認められた。しかしながら、図１に示される本発明の装置が用いられた場合には、斯かる問題も認められなかった。

又、半導体ウェハの洗浄装置に用いた。この場合、図９の従来装置が用いられた場合（但し、架台５２の降下またはターンテーブル５０の上昇が無い場合）、洗浄液の乱れに起因した洗浄不足の問題が認められた。しかしながら、図１に示される本発明の装置が用いられた場合には、斯かる問題も認められなかった。

上記実施形態においては、ガイドピン６ａ，６ｂ，６ｃは算盤珠の形状とした。しかしながら、ガイドピン６ａ（６ｂ，６ｃ）は、図３に示される如く、ターンテーブル１上に載せられた基板に対向しない側は無くても済み、従って前記実施形態において図２中左半分が無くなった算盤珠半体状であっても良い。又、図４に示される如く、第１実施形態の算盤珠の下側に細い軸が設けられた形状であっても良い。又、図５に示される如く、図４における算盤珠の部分が楕円回転体の半体であっても良い。又、図６に示される如くの形状であっても良い。

上記実施形態にあっては、ガイド部材はガイドピンの場合で説明した。しかしながら、これは、ピン状のものに限られない。例えば、図７に示されるようなものでも良い。すなわち、ガイド部材は、例えば略Ｃ形状あるいはリング状体１１であり、このリング状体１１の内周側面が前記実施形態の如きの形状のものであれば良い。尚、このようなリング状体１１の場合には、供給された流体がガイド部材（リング状体）１１の内側から外側に抜け出ることが出来るように適宜な孔が形成されていることが好ましい。尚、１２は基板である。

又、図８に示される如く、図７に示される如きの上記構造のリング状体部１１が架台５そのものに一体構成されたものであっても良い。

本発明の第１実施形態になる回転処理装置の説明図 第１実施形態における基板の載置時の基板動作の説明図 第２実施形態におけるガイド部材の説明図 第３実施形態におけるガイド部材の説明図 第４実施形態におけるガイド部材の説明図 第５実施形態におけるガイド部材の説明図 第６実施形態におけるガイド部材の説明図 第７実施形態におけるガイド部材の説明図 従来の回転処理装置の説明図

符号の説明

１ ターンテーブル
２ 回転軸
３ 基板
４ 孔
５ 架台
６ａ，６ｂ，６ｃ ガイドピン
７ 中部
８ 上部
９ 下部

代 理 人 宇 高 克 己

Claims (5)

1. テーブル上に載置される載置物をガイドする為のガイド機構であって、
   前記ガイド機構のガイド部材は、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している
   ことを特徴とするガイド機構。
2. テーブル上に載置された載置物の一番外側に突出した部位がガイド部材の中部最突出位置よりも下方位置に在るよう該ガイド部材が設けられてなることを特徴とする請求項１のガイド機構。
3. ガイド部材はガイドピンであり、
   前記ガイドピンは、載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出しており、
   前記ガイドピンを３個以上有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のガイド機構。
4. ガイド部材は、略リング状体であり、
   前記略リング状体の内側の載置物に対向する側の周側部が、その上下両端部側において後退し、その中部側において突出している
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のガイド機構。
5. テーブル上に載置された載置物の表面に流体が供給されて処理される装置に設けられたものであることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかのガイド機構。
   

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