CN108475628A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的基板处理装置中，从喷出管(7)向供给位置(SP)供给的处理液的液流，通过液流分散构件(8)被大致分散为朝向处理槽(1)中央的底面侧液流、以及朝向处理槽(1)中央的斜上方的液流这两个部分。因此，由于能够使较强的液流分散为在处理槽(1)的中央部上升的处理液的液流，以及从斜下方与该液流合流的液流，因此该液流在基板(W)表面的中央部以相对较宽的宽度上升。其结果是，由于能缓和在基板(W)表面附近的处理液流动的差异，因此能够提高处理的面内均匀性。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种利用处理液对半导体晶片、液晶显示器用基板、等离子显示器用基板、有机EL(Electroluminescence：场致发光)用基板、FED(Field Emission Display：场发射显示器)用基板、光学显示器用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、太阳能电池用基板(以下、简称为基板)进行处理的基板处理装置。
背景技术
以往，作为这种装置，有具有处理槽和喷出管的基板处理装置。处理槽贮存处理液，容纳基板并通过处理液进行处理。喷出管向处理槽供给处理液。喷出管配置在处理槽的底部，并配置在基板的左右两侧。一对喷出管分别向处理槽的中央部供给处理液。所供给的处理液在处理槽的底部中央附近形成上升流，并向上方流动。从喷出管供给的处理液的流动中，因在基板表面的中央部从左右供给的处理液上升，基板表面附近的流动在基板表面的中央部的狭窄范围内最快，容易与流动较慢的位置产生较大的差异。当在这样的基板表面附近的处理液的流动中产生较大的差异时，由于处理在液流较强的(快的)部分进行，因此处理的面内均匀性变差。
于是，提出了一种配置有多对喷出管，并依次切换用于供给处理液的喷出管，来缓和所供给的处理液流动的差异的装置(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-288442号公报。
专利文献2：日本特开平11-150091号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，在具有这样的构成的现有例的情况下，存在如下的问题。
即，由于现有的装置具有多对喷出管，且需要切换供给处理液的喷出管，因此存在结构变得复杂，且控制变得繁琐的问题。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种用简单的结构抑制处理液流动的差异，并且能够提高处理的面内均匀性的基板处理装置。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明采用如下的结构。
即，本发明提供一种基板处理装置，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，包括：处理槽，贮存处理液，容纳基板并对基板进行处理；一对喷出管，配置在所述处理槽的底部侧、并配置在所容纳的基板的左右方向上，向比所述处理槽的底面中央更靠近所述喷出管的供给位置供给处理液；以及液流分散构件，配置在所述一对喷出管中的每个喷出管和与所述一对喷出管相对应的所述供给位置之间，并与所述处理槽的底面之间隔着间隙。
[作用/效果]根据本发明，从喷出管供给的处理液通过液流分散构件被分成沿着处理槽底面的液流、以及朝向处理槽中央的斜上方液流。因此，能够使较强的流液分散为在中央部的上升的液流、以及从斜下方与该液流合流的液流，因此该液流在基板表面的中央部以相对较宽的宽度上升。其结果是，由于能缓和基板表面附近的处理液流动的差异，因此能够提高处理的面内均匀性。
另外，在本发明中，优选所述液流分散构件的在基板面方向上的纵截面呈圆形。
能够使从喷出管供给的处理液顺利地向两个方向分散。
另外，在本发明中，优选所述液流分散构件的在基板面方向上的纵截面呈三角形，且一个顶点朝向所述喷出管侧。
能够使从喷出管供给的处理液向两个方向分散，而且能够通过三角形的边的角度容易地控制液流的方向。
另外，在本发明中，优选具有升降器，该升降器具有用于保持竖立姿势的基板的下边缘中央部的中央部保持部、以及用于保持基板的左右侧的下边缘的一对侧部保持部，并且，该升降器能够在位于所述处理槽的上方的待机位置与位于所述处理装置的内部的处理位置之间移动；所述液流分散构件在由所述升降器排列基板的方向上具有长轴。
由于液流分散构件在由升降器保持的基板的排列方向上具有长轴，因此能够提高所有基板表面上的处理的面内均匀性。
另外，在本发明中，优选所述液流分散构件配置在所述供给位置与所述升降器的侧部保持部之间。
当将液流分散构件配置在比供给位置更远的位置时，由于处理液在供给位置处已经分散某种程度，因此扩大液流宽度的效果降低。另一方面，当将液流分散构件配置在比升降器的侧部保持部更靠近喷出管的位置时，由于处理液被液流分散构件和升降器的侧部保持部断开，因此处理液的流动变得极差。因此，通过将液流分散构件配置在供给位置与升降器的侧部保持部之间，能够适当地分散处理液的液流。
另外，在本发明中，优选所述液流分散构件通过配置在基板的排列方向的两端部上的安装机构而被配置在所述处理槽的底面，所述安装机构由氟树脂构成，并具有：端部构件，安装在所述喷出管的外周面的一部位上，且具有向所述处理槽的中央部侧突出的连结部；支撑构件，配置在所述端部构件之间且支撑所述液流分散构件，并具有向所述喷出管侧突出的连结部；以及连结管，在使所述端部构件的连结部和所述支撑构件的连结部分开且对置的状态下被所述端部构件的连结部和所述支撑构件的连结部插入，以连结所述端部构件与所述支撑构件。
液流分散构件由支撑构件支撑，并通过用连结管使支撑构件与端部构件连结而构成的安装机构，而被安装到处理槽中。虽然处理液处于高温时氟树脂制的安装机构发生膨胀，但是由于在使端部构件的连结部与支撑构件的连结部分开且对置的状态下插入连结管，因此能够吸收膨胀量。由此，能够稳定地将支撑构件安装于处理槽的同时，能够防止由于安装机构的膨胀而引起处理槽的破损。
另外，在本发明中，优选所述液流分散构件可自由装卸地安装于所述处理槽中。
通过使液流分散构件相对于处理槽可自由地装卸，能够容易地进行液流分散构件的替换或清扫等的维护。
发明效果
根据本发明的基板处理装置，从喷出管供给的处理液通过液流分散构件被分成沿着处理槽底面的液流、以及朝向处理槽中央的倾斜向上的液流。因此，能够使较强的液流分散为在中央部上升的液流、以及从斜下方与该液流合流的液流，从而该液流在基板表面的中央部以相对较宽的宽度上升。其结果是，由于能缓和基板表面附近的处理液流动的差异，因此能够提高处理的面内均匀性。
附图说明
图1是表示实施例的基板处理装置的概略构成的框图。
图2是表示液流分散构件的图。
图3是安装机构的俯视图。
图4是安装机构的正面的一部分的放大图。
图5是表示没有液流分散构件的情况下的液流的示意图。
图6是表示当将液流分散构件配置在距离中心50mm位置时的液流的示意图。
图7是表示当将液流分散构件配置在距离中心60mm位置时的液流的示意图。
图8是表示当将液流分散构件配置在距离中心70mm位置时的液流的示意图。
图9是表示当将液流分散构件配置在距离中心80mm位置时的液流的示意图。
图10是表示当将液流分散构件配置在距离中心90mm位置时的液流的示意图。
图11是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm位置时的液流的示意图。
图12是表示当将液流分散构件配置在距离中心110mm位置时的液流的示意图。
图13是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且与底面的间隙是2.5mm的情况下的液流的示意图。
图14是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是30mm的情况下的液流的示意图。
图15是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是26mm的情况下的液流的示意图。
图16是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是18mm的情况下的液流的示意图。
图17是表示液流分散构件的第一变形例的图。
图18是表示液流分散构件的第二变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施例进行说明。
图1是表示实施例的基板处理装置的概略构成的框图。
本实施例的基板处理装置是，利用处理液能够一并处理多枚基板W的批量式装置，该基板处理装置具有：处理槽1、溢流槽3、以及升降器5。
处理槽1贮存处理液，并容纳平行排列状态下的多枚基板W而对多枚基板W同时进行处理。在基板排列方向的截面(图1)中，处理槽1的底部中央成低谷形状，且具有供给处理液的一对喷出管7。一对喷出管7配置在处理槽1的底部侧并配置在基板W排列的左右方向的侧面部。一对喷出管7分别向比处理槽1的中央部更靠近喷出管7侧的供给位置SP供给处理液。在供给位置SP与各喷出管7之间的处理槽1的底面上，配置有一对液流分散构件8，详细的将在后面叙述。
处理槽1的上边缘的周围，配置有溢流槽3。溢流槽3回收超过处理槽1的上边缘而溢出的处理液。溢流槽3通过循环配管9与处理槽1的一对喷出管7连通连接。循环配管9从溢流槽3侧朝向处理槽1侧具有泵11、管路加热器13、以及过滤器15。泵11将贮存在溢流槽3中的处理液吸入到循环配管9中，并将处理液压送至喷出管7侧。管路加热器13将流通循环配管9的处理液的温度调节为处理温度。例如，当处理液含有用于对附着在基板W上的氮化膜(SiN)进行蚀刻的磷酸的情况下，处理温度例如约为160℃。过滤器15过滤并除去流通循环配管9的处理液中所含的颗粒。
供给管17沿着处理槽1的内壁延伸，且一端侧的开口部朝向处理槽1的底面而配置。供给管17的另一端侧与处理液供给源19连通连接。在供给管17上设置有开关阀21。开关阀21控制从处理液供给源19向供给管17的处理液的流通。处理液供给源19贮存有处理液，通过开放开关阀21，向供给管17供给常温的处理液。
升降器5在相当于处理槽1的内部的“处理位置”(图1所示的位置)与相当于处理槽1的上方的“待机位置”(未图示)之间升降移动。升降器5具有背板23、中央部保持部25、以及一对侧部保持部27。背板23是沿着处理槽1的内壁的板状构件。中央部保持部25和一对侧部保持部27被设置为在背板23的下部并沿水平方向(纸面的进深方向)延伸而设置，并将多枚基板W保持在平行排列的状态。中央保持部25抵接竖立姿势的基板W的下边缘中央部而进行保持。一对侧部保持部27抵接竖立姿势的基板W的左右侧的下边缘而进行保持。
控制部29内置有未图示的CPU、存储器。控制部29统一控制升降器5的升降动作、泵11的开关动作、管路加热器13的温度调节动作、以及开关阀21的开闭动作等。
在此，参照图2～图4对液流分散构件8进行详细说明。需要说明的是，图2是表示液流分散构件的图，图3是安装机构的俯视图，图4是安装机构的正面的一部分的放大图。
液流分散构件8由圆柱构成，该圆柱的在基板W的面方向上的纵截面呈圆形，且朝向垂直于纸面的进深方向(排列基板W的对齐方向)地配置长轴。液流分散构件8配置在来自喷出管7的处理液的供给位置SP与侧部保持部27之间。另外，在侧视时，液流分散构件8被配置成处理槽1的底面与液流分散构件8的下表面之间具有间隙GP。液流分散构件8例如为石英制，如图3以及图4所示，通过安装机构31安装在处理槽1的底部。
需要说明的是，上述间隙GP的优选值，例如根据处理槽1的大小，液流分散构件8的直径、结构，液流分散构件8的配置位置等而不同。其中，例如，在液流分散构件8的直径为22mm、处理槽1的宽度为约300mm、液流分散构件8的配置位置距离处理槽1的中心为50～100mm的情况下，间隙GP优选为约1.5mm左右。
安装机构31由氟树脂构成，且具有：端部构件33、支撑构件35、以及连结管37。端部构件33具有嵌入安装部39，该嵌入安装部39嵌入安装在喷出管7的两端部中的外周面的一部分上。由于喷出管7配置在处理槽1的底部侧的、基板W的排列的左右方向的侧面部，因此端部构件33被安装配置在处理槽1的、基板W的排列方向左右侧的侧面的底部且在基板W排列方向的两端侧。另外，端部构件33上形成有在图1、图4的截面中向处理槽1的底面的中央部侧(谷侧)突出的连结部41。支撑构件35，形成与处理槽1的底面形状一致的形状，并在基板W排列方向的两端侧的底部，配置在基板W排列方向的左右的端部构件33之间，将两个液流分散构件8固定在支撑构件35的侧面上并支撑。另外，支撑构件35上形成有向喷出管7侧突出的连结部43。端部构件33和支撑构件35在使各自的连结部41、43分开且对置的状态下，通过将连结部41、43插入连结管37而相互连结。连结管37由氟树脂中具有柔软性的材料制作，例如由PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)制作，端部构件33和支撑构件3是由硬质材料制作，例如由PTFE(聚四氟乙烯)制作。通过这种结构，液流分散构件8相对于处理槽1可容易地自由装卸，且能够容易地进行液流分散构件8的替换、清扫等维护。
虽然当处理液处于高温时氟树脂制的安装机构31发生膨胀，但由于在使端部构件33的连结部41与支撑构件35的连结部43分开且对置的状态下插入连结管37，因此能够吸收因各部件的热膨胀而引起的尺寸变化量。由此，能够稳定地将支撑构件35安装于处理槽1，同时能够防止由于安装机构31的膨胀而引起的处理槽1的破损。
根据本实施例，如图2所示，从喷出管7向供给位置SP供给的处理液的流动TL通过液流分散构件8被大致分散为朝向处理槽1中央的底面侧液流TL1，以及朝向处理槽1中央的倾斜向上的液流TL2(换言之，从斜下方与液流TL1合流的液流TL2)这两个流动。由此，能够使较强的液流分散为在处理槽1的中央部上升的处理液的流动TL1，以及从斜下方与该液流TL1合流的液流TL2，因此该液流TL1和TL2在基板W表面的中央部以相对较宽的宽度上升。其结果是，能缓和基板W表面附近的处理液流动的差异，从而能够提高处理的面内均匀性。
接下来，参照图5～图16的模拟结果，对上述液流分散构件8的效果进行说明。
需要说明的是，图5是表示没有液流分散构件的情况下的液流的示意图。另外，图6是表示当将液流分散构件配置在距离中心50mm位置时的液流的示意图。图7是表示当将液流分散构件配置在距离中心60mm位置时的液流的示意图。图8是表示当将液流分散构件配置在距离中心70mm位置时的液流的示意图。图9是表示当将液流分散构件配置在距离中心80mm位置时的液流的示意图。图10是表示当将液流分散构件配置在距离中心90mm位置时的液流的示意图。图11是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm位置时的液流的示意图。图12是表示当将液流分散构件配置在距离中心110mm位置时的液流的示意图。图13是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且与底面的间隙是2.5mm的情况下的液流的示意图。图14是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是30mm的情况下的液流的示意图。图15是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是26mm的情况下的液流的示意图。图16是表示当将液流分散构件配置在距离中心100mm的位置且液流分散构件的直径是18mm的情况下的液流的示意图。在这些模拟中，来自喷出管7的处理液的流量为每分钟40升，供给位置SP设在距离中心45mm附近。
图5是不具有液流分散构件8的处理槽1，在这里作为基准(现有例)。从该图5可知，从喷出管7供给的处理液，以纵向条纹状产生在处理槽1的中央上升的流速较快的区域HVR、以及从该区域HVR横向远离的流速较慢的区域LVR。也就是说，从左右供给的处理液在基板W表面上的中央部上升，因此基板W表面附近的流动在基板W表面上的中央部的狭窄的范围内流速最快，与流速较慢的地方产生很大差异。需要说明的是，图中的符号WD表示在基板W表面的中央部中流速较快的上升流的宽度，可知在该情况下，为比较狭窄的上升流的宽度WD。
图6为液流分散构件8的直径：22mm、设置位置：距离中心50mm、间隙GP：1.5mm的情况，图7为仅将设置位置变更为距离中心60mm的情况，图8为仅将设置位置变更为距离中心70mm的情况，图9为仅将设置位置变更为距离中心80mm为，图10为仅将设置位置变更为距离中心90mm的情况，图11为仅将设置位置变更为距离中心100mm的情况，图12为仅将设置位置变更为距离中心110mm的情况。
从上述的例子中，能够判断图6到图12的情况与图5相比具有上升流的宽度WD较宽的优势。但是，在图12中，向基板W的上方流出的上升流较弱，从该方面能够判断是不适合的。需要说明的是，虽然省略了图示，但将设置位置设置为比距离中心45mm更靠近中心侧时，上升流的宽度WD与图5相比没有差异，从而不认为具有优势。从这些结果来看，液流分散构件8的设置位置优选在供给位置SP与侧部保持部27之间。
当在比供给位置SP更靠处理槽1的中心侧的远离喷出管7的位置配置液流分散构件8时，由于处理液在供给位置SP已进行了某种程度分散，因此增加上升流宽度WD的效果降低。另一方面，当在包含侧部保持部27的位置的靠近喷出管7的位置配置液流分散构件8时，由于处理液被液流分散构件8和侧部保持部27断开，因此处理液的流动变得极差。
图13为液流分散构件8的直径：22mm、设置位置：距离中心100mm、间隙GP：2.5mm的情况。与图11相比，间隙GP不同。
已知，当液流分散构件8紧贴在处理槽1的底面时，沿着底面的液流被隔断，因此是不合适的。但是，从对图11与图13的比较可知，当间隙GP过宽时，由于仍保持较强的沿着处理槽1的底面的流动，因此上升流宽度WD并没有增宽多少。因此可知，距离处理槽1底面的间隙GP也是重要的参数。
图14为液流分散构件8的直径：30mm、设置位置：距离中心100mm、间隙GP：1.5mm的情况，图15为液流分散构件8的直径是26mm的情况，图16为仅将液流分散构件8的直径变更为为18mm的情况。这些图与图11相比，液流分散构件8的直径不同。
比较图11、图14～图16可知，液流分散构件8的大小也是重要的参数。也就是说，由于倾斜向上的液流因液流分散构件8与侧部保持部27的关系而发生很大变化，因此影响上升流的宽度WD。
本发明并不局限于上述实施方式，能够如下所述地变形实施。
(1)在上述的实施例中，以液流分散构件8是纵截面形状为圆形的圆柱的情况为例进行了说明，但本发明的液流分散构件8不限于这种形状。
例如，也可以是像图17以及图18这样的液流分散构件8。需要说明的是，图17是表示液流分散构件的第一变形例的图，图18是表示液流分散构件的第二变形例的图。
如图17所示，液流分散构件8A的纵截面呈三角形。液流分散构件8A中的一个顶点朝向喷出管7。即便是这样的液流分散构件8A，也能够使从喷出管7供给的处理液分散为两个方向，而且通过三角形边的角度容易地控制液流的方向。
如图18所示，液流分散构件8B的纵截面呈L字状。液流分散构件8B的顶部朝向喷出管7。即便是这样的液流分散构件8B，也能够产生与上述相同的效果。
(2)在上述的实施例中，虽然利用上述结构的安装机构31安装液流分散构件8，但本发明并不局限于利用安装机构31安装这样的液流分散构件8。例如，也可以为将液流分散构件8直接安装到处理槽1的内壁的结构。
(3)在上述的实施例中，虽然以含有磷酸的处理液为例进行了说明，但在本发明中，处理液并不局限于包含磷酸的液体。处理液也可以为例如，硫酸-过氧化氢的混合溶液等。
(4)在上述的实施例中，虽然在处理槽1的周围具有溢流槽3，但本发明并不局限于这样的方式。例如，也可以构成为具有包围处理槽1的腔室，并利用腔室的底部回收从处理槽1溢出的处理液。
(5)在上述的实施例中，虽然液流分散构件8设置在沿着处理槽1的底面的方向，但也可以例如从处理槽1的底面向垂直方向竖立安装。在该情况下，能够将液流分散构件8设置在由升降器5保持的多枚基板W的排列的侧方，即设置在图1中的升降器5的左右侧的位置。在图1的垂直于纸面向里方向上，优选将液流分散构件8设置在多枚基板W之间的位置。
(6)为了进一步提高面内均匀性，在上述的实施例中，还可以进一步附加搅拌处理槽1上部的处理液或者使流动均匀化的结构。例如，在由升降器5保持的多枚基板W的排列的侧方即在图1中升降器5的左右侧位置，且在基板W的上方的基板W的排列方向上设置液流分散构件，以使流动均匀化。或者，也可以设置向处理槽1的上部淋浴状地供给处理液的喷嘴，以促进处理槽1上部的处理液的搅拌。
工业实用性
如上所述，本发明适用于通过处理液进行处理的基板处理装置。
附图标记的说明：
W 基板
1 处理槽
3 溢流槽
5 升降器
7 喷出管
8、8A、8B 液流分散构件
SP 供给位置
9 循环配管
11 泵
23 背板
25 中央部保持部
27 侧部保持部
29 控制部
GP 间隙
31 安装机构
33 端部构件
35 支撑构件
37 连结管
39 嵌入安装部
41、43 连结部
TL 处理液的流动
TL1 处理液的底面侧的流动
TL2 处理液倾斜向上的流动
HVR 流速较快的区域
LVR 流速较慢的区域
WD 上升流的宽度

Claims (7)

1.一种基板处理装置，利用处理液对基板进行规定的处理，其特征在于，包括：
处理槽，贮存处理液，容纳基板并对基板进行处理；
一对喷出管，配置在所述处理槽的底部侧、并配置在所容纳的基板的左右方向上，向比所述处理槽的底面中央更靠近所述喷出管的供给位置供给处理液；以及
液流分散构件，配置在一对所述喷出管中的每个喷出管和与一对所述喷出管相对应的所述供给位置之间，并与所述处理槽的底面之间隔着间隙。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液流分散构件的在基板面方向上的纵截面呈圆形。
3.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液流分散构件的在基板面方向上的纵截面呈三角形，且一个顶点朝向所述喷出管侧。
4.如权利要求1～3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置具有：升降器，该升降器具有用于保持竖立姿势的基板的下边缘中央部的中央部保持部、以及用于保持基板的左右侧的下边缘的一对侧部保持部，并且，能够在位于所述处理槽的上方的待机位置与位于所述处理装置的内部的处理位置之间移动，
所述液流分散构件在由所述升降器排列基板的方向上具有长轴。
5.如权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液流分散构件配置在所述供给位置与所述升降器的侧部保持部之间。
6.如权利要求1～5中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液流分散构件通过配置在排列基板的方向的两端部上的安装机构而被配置在所述处理槽的底面，
所述安装机构由氟树脂构成，并包括：
端部构件，安装在所述喷出管的外周面的一部位上，且具有向所述处理槽的中央部侧突出的连结部；
支撑构件，配置在所述端部构件之间并支撑所述液流分散构件，具有向所述喷出管侧突出的连结部；以及
连结管，在使所述端部构件的连结部和所述支撑构件的连结部分开且对置的状态下被所述端部构件的连结部和所述支撑构件的连结部插入，以连结所述端部构件与所述支撑构件。
7.如权利要求1～6中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液流分散构件相对于所述处理槽能够自由装卸地安装。
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