特許 7458564 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-21

(45)【発行日】2024-03-29

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240322BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20240322BHJP

   C25D 17/00 20060101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 D

C23C18/31 E

C25D17/00 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023576382

(86)(22)【出願日】2023-08-23

(86)【国際出願番号】 JP2023030227

【審査請求日】2023-12-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】関 正也

(72)【発明者】

【氏名】富田 正輝

(72)【発明者】

【氏名】山田 展也

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特許第７３２６６４７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００２－２８５３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｃ２３Ｃ １８／１６

Ｃ２３Ｃ １８／３１

Ｃ２５Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項5】

前記めっき室は、前記基板搬送室の前記搬送装置の走行方向に対する両側方にそれぞれ配置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板（例えば半導体ウェハ）の被処理面に対して各種処理を行うための基板処理装置が知られている。基板処理装置は、例えば、基板の被めっき面に導電膜を形成するための電解めっき装置、または基板の被研磨面を研磨して平坦化するための化学機械研磨（ＣＭＰ）装置などである。

【0003】

特許文献１に開示された基板処理装置は、基板を搬送するための搬送装置と、搬送装置の側方に配置された基板処理ラックと、搬送装置および基板処理ラックの上方に配置されたファンと、を備える。この基板処理装置は、ファンから垂直下方向に空気を送出することによって装置内部にダウンフローを形成し、装置内部を清浄化するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許８，０６６，４６６Ｂ２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された基板処理装置は、装置内部の全体にダウンフローを形成するように構成されているので、装置内部を適切に清浄化するためには、ファンから空気を大量に送出することが求められる。このため、ファンの数が多くなったりファンのサイズが大きくなったりし、その結果装置全体が大型化して好ましくない。

【0006】

そこで、本願は、効率よく装置内部を清浄化することができる基板処理装置を実現することを１つの目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態によれば、基板を搬送するための搬送装置を収容する基板搬送室と、前記基板搬送室の上方に配置され、前記基板搬送室に対して気体を供給するように構成されたファンモジュールと、前記基板搬送室の側方に配置され、基板に対するめっき処理を行うためのめっきモジュールを収容するめっき室と、前記基板搬送室の下方に配置された排気室と、前記基板搬送室と前記排気室との間を仕切る仕切り部材と、前記基板搬送室と前記排気室とを前記仕切り部材を迂回して連通する迂回流路と、を含み、前記めっき室は、前記ファンモジュールによって前記基板搬送室へ供給された気体を前記めっき室へ供給するための供給口、および、前記めっき室へ供給された気体を外部へ排出するための排出口を有し、前記排気室は、前記迂回流路を介して前記排気室へ供給された気体を外部へ排出するための排気口を有する、基板処理装置が開示される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。

【図2A】図２Ａは、一実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。

【図2C】図２Ｃは、図２ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。

【図3】図３は、変形例のめっき装置の断面図である。

【図4】図４は、変形例のめっき装置の断面図である。

【図5】図５は、変形例のめっき装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、以下の実施形態では、基板処理装置の一例としてめっき装置を挙げて説明するが、これに限らず、基板の被研磨面を研磨して平坦化するための化学機械研磨（ＣＭＰ）装置に本実施形態を適用することもできる。

【0010】

＜めっき装置の全体構成＞
図１は、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す斜視図である。図２Ａは、本実施形態のめっき装置の全体構成を示す平面図である。図１、２Ａに示すように、めっき装置１０００は、ロードポート１００、搬送ロボット１１０、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００、めっきモジュール４００、スピンリンスドライヤ６００、搬送装置７００、および、制御モジュール８００を備える。

【0011】

ロードポート１００は、めっき装置１０００に図示していないＦＯＵＰなどのカセットに収納された基板を搬入したり、めっき装置１０００からカセットに基板を搬出したりするためのモジュールである。本実施形態では４台のロードポート１００が水平方向に並べて配置されているが、ロードポート１００の数および配置は任意である。搬送ロボット（ドライロボット）１１０は、基板を搬送するためのロボットであり、ロードポート１００、アライナ１２０、プリウェットモジュール２００およびスピンリンスドライヤ６００の間で基板を受け渡すように構成される。

【0012】

アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせるためのモジュールである。本実施形態では１台のアライナ１２０が配置されているが、アライナ１２０の数および配置は任意である。プリウェットモジュール２００は、めっき処理前の基板の被めっき面を純水または脱気水などの処理液で濡らすことで、基板表面に形成されたパターン内部の空気を処理液に置換する。プリウェットモジュール２００は、めっき時にパターン内部の処理液をめっき液に置換することでパターン内部にめっき液を供給しやすくするプリウェット処理を施すように構成される。本実施形態では２台のプリウェットモジュール２００が上下方向に並べて配置されているが、プリウェットモジュール２００の数および配置は任意である。

【0013】

めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施すためのモジュールである。本実施形態では、めっきモジュール４００は、搬送装置７００の走行路を挟んで一方側に配置された８台のめっきモジュール４００Ａと、搬送装置７００の走行路を挟んで反対側に配置された８台のめっきモジュール４００Ｂと、を含む。本実施形態では、合計１６台のめっきモジュール４００が設けられているが、めっきモジュール４００の数および配置は任意である。

【0014】

スピンリンスドライヤ６００は、めっき処理後の基板を高速回転させて乾燥させるための乾燥モジュールの一形態である。本実施形態では２台のスピンリンスドライヤが上下方向に並べて配置されているが、スピンリンスドライヤの数および配置は任意である。搬送装置７００は、めっき装置１０００内の複数のモジュール間で基板を搬送するための装置である。制御モジュール８００は、めっき装置１０００の複数のモジュールを制御するように構成され、例えばオペレータとの間の入出力インターフェースを備える一般的なコンピュータまたは専用コンピュータから構成することができる。

【0015】

めっき装置１０００による一連のめっき処理の一例を説明する。まず、ロードポート１００にカセットに収納された基板が搬入される。続いて、搬送ロボット１１０は、ロードポート１００のカセットから基板を取り出し、アライナ１２０に基板を搬送する。アライナ１２０は、基板のオリエンテーションフラットやノッチなどの位置を所定の方向に合わせる。搬送ロボット１１０は、アライナ１２０で方向を合わせた基板をプリウェットモジュール２００へ受け渡す。

【0016】

プリウェットモジュール２００は、基板にプリウェット処理を施す。搬送装置７００は、プリウェット処理が施された基板をめっきモジュール４００へ搬送する。めっきモジュール４００は、基板にめっき処理を施す。

【0017】

搬送装置７００は、めっき処理が施された基板を、複合めっき処理のために他のめっきモジュール４００へ搬送する、またはスピンリンスドライヤ６００へ搬送する。スピンリンスドライヤ６００は、基板に乾燥処理を施す。搬送ロボット１１０は、スピンリンスドライヤ６００から基板を受け取り、乾燥処理を施した基板をロードポート１００のカセットへ搬送する。最後に、ロードポート１００から基板を収納したカセットが搬出される。

【0018】

次に、めっき装置１０００の詳細を説明する。図２Ｂは、図２ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。図２Ｃは、図２ＢのＣ－Ｃ線における断面図である。図２Ａ－図２Ｃにおいては、便宜上、搬送装置７００の走行方向をＸ方向、搬送ロボット１１０の走行方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。

【0019】

めっき装置１０００は、Ｘ方向に伸びる基板搬送室７０１を備える。搬送装置７００は、基板搬送室７０１に収容される。めっき装置１０００は、基板搬送室７０１のＸ方向に対する両側方に配置された複数（本実施形態では１６個）のめっき室４０１を備える。各めっきモジュール４００は、めっき室４０１にそれぞれ配置される。なお、本実施形態では、基板搬送室７０１のＸ方向に対する両側方にめっき室４０１が配置される例を示したが、これに限定されず、基板搬送室７０１のＸ方向に対する片側の側方にのみめっき室４０１が配置されてもよい。

【0020】

＜搬送装置の構成＞
次に、搬送装置７００の詳細を説明する。図２に示すように、搬送装置７００は、めっき室４０１の側面に固定される取り付け部材７１０－１と、取り付け部材７１０－１に取り付けられた昇降レール７１６と、基板を保持するためのハンドを有する搬送ロボット７１８と、を備える。

【0021】

取り付け部材７１０－１は、昇降レール７１６および搬送ロボット７１８をめっき室４０１の側面に取り付けるための部材である。取り付け部材７１０－１は、めっき室４０１の側面に固定され走行方向（Ｘ方向）に伸びる複数（本実施形態では３本）の走行レール７１４（７１４－１～７１４－３）を含む。なお、本実施形態では、取り付け部材７１０－１の剛性を高めるために３本の走行レール７１４を設ける例を示したが、これに限らず、２本の走行レール（走行レール７１４－１，７１４－２、または、走行レール７１４－１，７１４－３）を設けてもよい。

【0022】

昇降レール７１６は、複数の走行レール７１４の側面に跨って昇降方向に伸び、複数の走行レール７１４の側面に沿って移動可能に構成されている。昇降レール７１６は、図示していない駆動部材（例えばモータ）によって走行レール７１４に沿って移動するように構成される。

【0023】

搬送ロボット７１８は、昇降レール７１６に沿って昇降可能な部材である。具体的には、搬送ロボット７１８は、図示していない駆動部材（例えばモータ）によって昇降レール７１６に沿って昇降可能に構成される。搬送装置７００は、昇降レール７１６を走行方向に移動させ、搬送ロボット７１８を昇降方向に移動させることによって、基板をＸ方向およびＺ方向に搬送することができる。これにより、搬送装置７００は、基板の搬送先となる処理モジュールの基板搬入出口の前に基板を搬送することができる。

【0024】

さらに、搬送ロボット７１８は、水平面内において昇降レール７１６を中心にハンドを旋回させることができるように構成されている。これにより、搬送ロボット７１８は、基板搬入出口の前に基板が搬送された後、ハンドを旋回させることによって、取り付け部材７１０－１を介して基板を処理モジュール内に搬送することができる。なお、搬送ロボット７１８は、水平保持した基板の天地を反転することができるように構成されている。これにより、搬送ロボット７１８は、例えば被めっき面を下向きにしてめっき処理された基板を反転させて被めっき面を上向きにしてスピンリンスドライヤ６００に搬送することができる。

【0025】

＜めっき装置の排気態様＞
図２Ｂ、図２Ｃに示すように、めっき装置１０００は、基板搬送室７０１の上方に配置されたファンフィルタユニット４０８を備える。ファンフィルタユニット４０８は、基板搬送室７０１に対して気体を供給するように構成されたファンモジュールの一例である。

【0026】

めっき室４０１は、ファンフィルタユニット４０８によって基板搬送室７０１へ供給された気体をめっき室４０１へ供給するための供給口４０４、および、めっき室４０１へ供給された気体を外部へ排出するための排出口４０５を有する。供給口４０４は、めっき室４０１の側壁に形成された孔またはスリットで構成されてもよいし、基板搬入出口と共用されてもよい。すなわち、めっき室４０１の側壁には、めっきモジュール４００と搬送装置７００との間で基板の受け渡しを行うための基板搬入出口が形成されている。供給口４０４は、基板搬入出口に配置された板部材に形成された複数の孔またはスリットによって構成されてもよい。これにより、めっきモジュール４００と搬送装置７００との間で基板の受け渡しが行われていないときにはスリットを介して気体が供給され、基板の受け渡しが行われるときには板部材が移動して基板搬入出口から気体を供給することができる。排出口４０５は、各めっき室４０１の天壁に形成された孔またはスリットで構成されてもよい。排出口４０５は、めっき装置１０００が設置される設備において設備の排気系統に接続される。

【0027】

めっき装置１０００は、基板搬送室７０１の下方に配置された排気室７０２と、基板搬送室７０１と排気室７０２との間を仕切る仕切り部材７２０と、を備える。本実施形態では、仕切り部材７２０は、基板搬送室７０１と排気室７０２との間に配置された板状部材である。しかしながら、仕切り部材７２０は、基板搬送室７０１と排気室７０２との間の気体の通流を遮断できる部材であればよい。

【0028】

めっき装置１０００は、めっき室４０１の下方に配置されたプロセス室５０１を備える。プロセス室５０１は、めっきモジュール４００で使用されるめっき液を貯蔵するリザーバタンク５１０を収容する。プロセス室５０１は、基板搬送室７０１と連通する第１の迂回口５０３と、排気室７０２と連通する第２の迂回口５０５と、を有する。第１の迂回口５０３は、基板搬送室７０１の側壁の底部とプロセス室５０１を連通するように形成される。

【0029】

めっき装置１０００は、基板搬送室７０１と排気室７０２とを仕切り部材７２０を迂回して連通する迂回流路７３０を備える。迂回流路７３０は、第１の迂回口５０３、第２の迂回口５０５、およびプロセス室５０１内の空間によって形成される。排気室７０２は、迂回流路７３０を介して排気室７０２へ供給された気体を外部へ排出するための排気口７０３を有する。排気口７０３は、本実施形態では、排気室７０２の底壁に形成された複数のスリットによって構成することができる。排気口７０３は、めっき装置１０００が設置される設備において設備の排気系統に接続される。

【0030】

本実施形態によれば、効率よく装置内部を清浄化することができる基板処理装置を実現することができる。すなわち、ファンフィルタユニット４０８から基板搬送室７０１に対して気体を供給することにより、基板搬送室７０１に清浄空気のダウンフローを形成することができるので、基板搬送室７０１内のパーティクルなどを基板搬送室７０１の底面方向に流すことができる。

【0031】

ここで、本実施形態のめっき装置１０００は、基板搬送室７０１の底面に仕切り部材７２０が設けられているので、ダウンフローに対して通流抵抗が生じる。このため、基板搬送室７０１に供給された清浄空気は、供給口４０４を介してめっき室４０１へ流れやすくなる。めっき室４０１へ供給された清浄空気は、めっき室４０１内に存在するパーティクルおよびめっき液のミストなどを排出口４０５から排出することができる。言い換えると、基板搬送室７０１はめっき室４０１に対して陽圧になるので、めっき室４０１内のパーティクルおよびめっき液のミストなどが基板搬送室７０１に流出して処理後基板を汚損するのを抑制することができる。

【0032】

また、めっき装置１０００は、基板搬送室７０１と排気室７０２とを連通する迂回流路７３０を含んでいるので、基板搬送室７０１の底面方向に流されたパーティクルを、迂回流路７３０を介して排気室７０２に送り、排気口７０３から排出することができる。特に、第１の迂回口５０３は基板搬送室７０１の側壁の底部とプロセス室５０１を連通するように形成されているので、ダウンフローによって下方に流された後、仕切り部材７２０によって方向を変えたパーティクルをスムーズに第１の迂回口５０３（迂回流路７３０）から排出することができる。

【0033】

また、本実施形態のめっき装置１０００は、プロセス室５０１内の空間を利用して迂回流路７３０を形成している。したがって、プロセス室５０１内で発生したパーティクルのみならず、仮にプロセス室５０１内でリザーバタンク５１０の系統からめっき液のミストが生じたとしても、迂回流路７３０を介してこれらを排気室７０２に送り、排気口７０３から排出することができる。以上のとおり、本実施形態のめっき装置１０００によれば、ファンフィルタユニット４０８の数を増やしたり大型化させたりすることなく効率よくめっき装置１０００内部を適切に清浄化することができる。

【0034】

なお、上記の実施形態では、めっきモジュール４００が上下二段に重ねて配置される例を示したが、これに限定されない。図３は、変形例のめっき装置の断面図である。図３に示すように、めっき装置１０００は、めっきモジュール４００が上下一段で配置されていてもよい。

【0035】

この場合、プロセス室５０１の上下方向のサイズは比較的大きくなるが、第１の迂回口５０３は、基板搬送室７０１の側壁の底部とプロセス室５０１を連通するように形成されるのが好ましい。これは、基板搬送室７０１のダウンフローによって下方に流された後、仕切り部材７２０によって方向を変えて流れるパーティクルをスムーズに第１の迂回口５０３（迂回流路７３０）から排出するためである。

【0036】

また、上記の実施形態では、排出口４０５がめっき室４０１の天壁に設けられる例を示したが、これに限定されない。図４は、変形例のめっき装置の断面図である。図４に示すように、めっきモジュール４００は、めっき液を収容するめっき槽４１０、および、被めっき面を下方に向けた状態で基板Ｗｆを保持する基板ホルダ４４０を含む。この場合、排出口４０５は、めっき室４０１の側壁の、めっき槽４１０より高く、かつ、搬送装置７００（搬送ロボット７１８）との間で基板Ｗｆを受け渡しする際の基板ホルダ４４０の高さ位置より低い位置に設けられるのが好ましい。

【0037】

本変形によれば、めっき槽４１０から発生しためっき液のミストを排出口４０５から素早く排出することができる。その結果、めっき液のミストによって基板ホルダ４４０およびその他のめっきモジュール４００の機械部品に錆びなどが生じるのを抑制することができる。

【0038】

また、上記の実施形態では、１６台のめっきモジュール４００に対して共通の排気口７０３が排気室７０２の底壁に形成される例を示したが、これに限定されない。図５は、変形例のめっき装置の断面図である。図５に示すように、複数の排気口７０３を、４台のめっきモジュール４００ごとに個別に設けてもよい。排気口７０３を個別に設けることによって、排気系統を分離することができるので、パーティクルなどが各排気系統で相互に混入するのを抑制することができ、かつ、各系統をそれぞれ独立して排気制御することができる。

【0039】

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【0040】

本願は、一実施形態として、基板を搬送するための搬送装置を収容する基板搬送室と、前記基板搬送室の上方に配置され、前記基板搬送室に対して気体を供給するように構成されたファンモジュールと、前記基板搬送室の側方に配置され、基板に対するめっき処理を行うためのめっきモジュールを収容するめっき室と、前記基板搬送室の下方に配置された排気室と、前記基板搬送室と前記排気室との間を仕切る仕切り部材と、前記基板搬送室と前記排気室とを前記仕切り部材を迂回して連通する迂回流路と、を含み、前記めっき室は、前記ファンモジュールによって前記基板搬送室へ供給された気体を前記めっき室へ供給するための供給口、および、前記めっき室へ供給された気体を外部へ排出するための排出口を有し、前記排気室は、前記迂回流路を介して前記排気室へ供給された気体を外部へ排出するための排気口を有する、基板処理装置を開示する。

【0041】

さらに、本願は、一実施形態として、前記排出口は、前記めっき室の天壁に設けられる、基板処理装置を開示する。

【0042】

さらに、本願は、一実施形態として、前記めっきモジュールは、めっき液を収容するめっき槽、および、被めっき面を下方に向けた状態で基板を保持する基板ホルダを含み、前記排出口は、前記めっき槽より高く、かつ、前記搬送装置との間で基板を受け渡しする際の前記基板ホルダの高さ位置より低い位置に設けられる、基板処理装置を開示する。

【0043】

さらに、本願は、一実施形態として、前記めっき室の下方に配置され、前記めっきモジュールで使用されるめっき液を貯蔵するリザーバタンクを収容するプロセス室をさらに含み、前記プロセス室は、前記基板搬送室と連通する第１の迂回口と、前記排気室と連通する第２の迂回口と、を有し、前記迂回流路は、前記第１の迂回口、前記第２の迂回口、および前記プロセス室内の空間によって形成される、基板処理装置を開示する。

【0044】

さらに、本願は、一実施形態として、前記めっき室は、前記基板搬送室の前記搬送装置の走行方向に対する両側方にそれぞれ配置される、基板処理装置を開示する。

【符号の説明】

【0045】

４００ めっきモジュール
４０１ めっき室
４０４ 供給口
４０５ 排出口
４０８ ファンフィルタユニット
４１０ めっき槽
４４０ 基板ホルダ
５０１ プロセス室
５０３ 第１の迂回口
５０５ 第２の迂回口
５１０ リザーバタンク
７００ 搬送装置
７０１ 基板搬送室
７０２ 排気室
７０３ 排気口
７２０ 仕切り部材
７３０ 迂回流路
１０００ めっき装置
Ｗｆ 基板

【要約】

めっき装置は、基板搬送室７０１と、基板搬送室７０１の上方に配置されたファンフィルタユニット４０８と、基板搬送室７０１の側方に配置されためっき室４０１と、基板搬送室７０１の下方に配置された排気室７０２と、基板搬送室７０１と排気室７０２との間を仕切る仕切り部材７２０と、基板搬送室７０１と排気室７０２とを仕切り部材７２０を迂回して連通する迂回流路７３０と、を含み、めっき室４０１は、ファンフィルタユニット４０８によって基板搬送室７０１へ供給された気体をめっき室４０１へ供給するための供給口４０４、および、めっき室４０１へ供給された気体を外部へ排出するための排出口４０５を有し、排気室７０２は、迂回流路７３０を介して排気室７０２へ供給された気体を外部へ排出するための排気口７０３を有する。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】