JP2002134467A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の処理品質を十分に高めるとともに、処
理所要時間を短縮する。 【解決手段】 矩形の板に、第１処理液供給管２、第２
処理液供給管３と直交する方向に延びるようにスリット
４ａを形成するとともに、スリットピッチを所定ピッチ
（好ましくは、処理対象基板ピッチと等しいピッチ）に
設定した整流板４を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板処理装置に関
し、さらに詳細にいえば、処理液を整流して複数枚の基
板の表面に供給することにより基板を処理する基板処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数枚の基板をオーバーフロ
ー処理槽内に収容し、この状態において処理液を供給
し、オーバーフローさせながら基板の処理を行う基板処
理装置が提案されている。

【０００３】そして、このような基板処理装置として、
オーバーフロー処理槽の底部に処理液供給管を設け、こ
の処理液供給管の上方に複数の円形透孔を形成してなる
整流板を設け、この整流板の上方に複数枚の基板を支持
する構成のものが提案されている（特開平６−２０４１
９９号公報、特開平８−１７７８２号公報参照）。

【０００４】なお、特開平６−２０４１９９号公報に記
載のものは、整流板として、円形透孔を複数列に形成す
るとともに、隣り合う列における円形透孔の位置を半ピ
ッチ分だけずらせている。また、特開平８−１７７８２
号公報に記載のものは、整流板として、円形透孔を複数
列、複数行に形成している。

【０００５】上記の構成の基板処理装置を採用すれば、
処理液供給管から吐出される処理液を整流板により整流
して基板収容空間に供給することができ、複数枚の基板
の表面を均一に、かつ短時間で処理することができると
思われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記の構成の基板処理
装置を採用した場合には、整流板として円形透孔を形成
してなるものを採用しているので、整流板の上面および
下面に存在する平坦面の割合が大きく、この部分および
円形透孔の内部に気泡が付着し易いという不都合があ
る。

【０００７】そして、気泡が均等に付着するという保証
が全くないのであるから、整流板の上方における流速分
布が所期の流速分布からずれてしまい、基板の処理品質
を十分に高めることができないという不都合が生じる。
また、整流板の上方において定常流を確保できる流量を
十分には高めることができず、ひいては基板の処理所要
時間が長くなってしまう。

【０００８】特に、同一のオーバーフロー処理槽におい
て基板を互いに異なる処理液によって処理するようにし
たワンバス方式の基板処理装置においては、最初の処理
液を次の処理液で置換する場合（例えば、薬液を純水で
置換する場合）には、整流板に付着して気泡に付いた最
初の処理液を次の処理液で完全に置換するまでの所要時
間が長くなり、ひいては処理所要時間が長くなってスル
ープットが低くなり、しかも基板の処理品質を十分に高
めることができないという不都合が生じる。

【０００９】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、処理品質を十分に高めることができると
ともに、処理所要時間を短縮することができる基板処理
装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の基板処理装置
は、オーバーフロー処理槽の底部所定位置に処理液供給
部材を設け、この処理液供給部材よりも上方に、処理液
の流れを整流する整流板部材を設け、整流板部材よりも
上方に空間に複数枚の基板を起立状態で、かつ互いに平
行に支持して、処理液供給部材から供給される処理液を
オーバーフローさせながら基板を処理するものであっ
て、前記整流板部材として、下方から上方に向かって処
理液を流通させる複数の互いに平行なスリットを有する
ものを採用するものである。

【００１１】請求項２の基板処理装置は、前記整流板部
材として、少なくとも上端部および下端部が、それぞれ
上方漸拡状、下方漸拡状に形成されたスリットを有する
ものを採用するものである。

【００１２】請求項３の基板処理装置は、前記整流板部
材として、塩化ビニル、石英、もしくはポリエーテルエ
ーテルケトンからなるものを採用するものである。

【００１３】請求項４の基板処理装置は、前記整流板部
材として、スリットピッチが５ｍｍ、スリット幅が３ｍ
ｍ以下に設定されたものを採用するものである。

【００１４】

【作用】請求項１の基板処理装置であれば、オーバーフ
ロー処理槽の底部所定位置に処理液供給部材を設け、こ
の処理液供給部材よりも上方に、処理液の流れを整流す
る整流板部材を設け、整流板部材よりも上方に空間に複
数枚の基板を起立状態で、かつ互いに平行に支持して、
処理液供給部材から供給される処理液をオーバーフロー
させながら基板を処理するに当たって、前記整流板部材
として、下方から上方に向かって処理液を流通させる複
数の互いに平行なスリットを有するものを採用するので
あるから、整流板部材の上面、下面、およびスリット内
面に対する気泡の付着量を少なくすることができ、ひい
ては基板の処理品質を十分に高めることができるととも
に、処理所要時間を短縮することができる。

【００１５】請求項２の基板処理装置であれば、前記整
流板部材として、少なくとも上端部および下端部が、そ
れぞれ上方漸拡状、下方漸拡状に形成されたスリットを
有するものを採用するのであるから、整流板部材の上
面、下面、およびスリット内面に対する気泡の付着量を
より少なくすることができ、ひいては基板の処理品質を
より高めることができるとともに、処理所要時間をより
短縮することができる。

【００１６】請求項３の基板処理装置であれば、前記整
流板部材として、塩化ビニル、石英、もしくはポリエー
テルエーテルケトンからなるものを採用するのであるか
ら、整流板部材の下面に対する気泡の付着量をさらに少
なくすることができ、ひいては基板の処理品質をさらに
高めることができるとともに、処理所要時間をさらに短
縮することができる。

【００１７】請求項４の基板処理装置であれば、前記整
流板部材として、スリットピッチが５ｍｍ、スリット幅
が３ｍｍ以下に設定されたものを採用するのであるか
ら、整流板部材の上方において処理液の定常流を確保す
ることができる処理液流量を高めることができ、ひいて
は基板の処理品質をさらに高めることができるととも
に、処理所要時間をさらに短縮することができ、しかも
請求項１から請求項３の何れかと同様の作用を達成する
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の基板処理装置の実施の態様を詳細に説明する。

【００１９】図１はこの発明の基板処理装置の一実施態
様を概略的に示す縦断面図である。

【００２０】この基板処理装置は、オーバーフロー処理
槽１と、オーバーフロー処理槽１の底部中央部に設けた
丸パイプ状の第１処理液供給管２と、第１処理液供給管
２を基準として互いに対称になるようにオーバーフロー
処理槽１の底部に設けた丸パイプ状の第２処理液供給管
３と、これらの第１処理液供給管２、第２処理液供給管
３のやや上方に設けた整流板４と、整流板４の上方に並
列に立設させられた状態で支承された複数枚の処理対象
基板５（例えば、半導体ウエハー）と、オーバーフロー
処理槽１から処理液を抜き取るためのドレン管６と、第
１処理液供給管２の吐出口を包囲するとともに、第１処
理液供給管２から吐出される処理用流体を中央に導きな
がら上方に導き、第２処理液供給管３から吐出される処
理用流体を中央に導きながら上方に導く１対の流速調整
板７とを有している。そして、複数枚の基板５の配列方
向と第１処理液供給管２、第２処理液供給管３とを互い
に平行に設定している。

【００２１】なお、以上には第１処理液供給管２、およ
び第２処理液供給管３を有するものとして説明を行った
が、第１処理液供給管２を省略して第２処理液供給管３
のみを有する構成を採用すること、または第２処理液供
給管３を省略して第１処理液供給管２のみを有する構成
を採用することが可能である。

【００２２】図２は整流板の構成の一例および第１処理
液供給管２、第２処理液供給管３との関係を示す平面図
である。

【００２３】この整流板４は、矩形の板に、第１処理液
供給管２、第２処理液供給管３と直交する方向に延びる
ようにスリット４ａを形成しているとともに、スリット
ピッチを所定ピッチ（好ましくは、処理対象基板ピッチ
と等しいピッチ）に設定している。換言すれば、スリッ
ト４ａを処理対象基板５と平行に設定している。

【００２４】上記の構成の基板処理装置を採用した場合
には、円形透孔を形成する従来の整流板と比較して、整
流板４の上面、下面の平坦部の面積を小さくすることが
できるので、整流板４の上面、下面への気泡の付着量を
少なくすることができる。そして、整流板４を通過した
処理液を基板に沿って、乱れることなく上方に流すこと
ができる。この結果、基板の処理品質を十分に高めるこ
とができるとともに、処理所要時間を短縮することがで
きる。

【００２５】また、第１処理液供給管２から第１の処理
液（例えば、フッ酸）を供給して処理対象基板５の処理
を行った後に、第２処理液供給管３から第２の処理液
（例えば、純水）を供給して処理対象基板５の処理を行
う場合には、気泡の付着量が少ないことに起因して、気
泡に付いた第１の処理液を第２の処理液で置換するため
の所要時間を短縮することができ、ひいてはスループッ
トを高めることができるとともに、基板処理の高品質化
を達成することができる。

【００２６】なお、何れの場合にも、オーバーフローし
た処理液を図示しないポンプを用いて循環させることが
好ましく、処理液の必要量の増加を抑制することができ
る。ただし、この場合には、処理液がポンプから吐出さ
れることに起因して、処理液供給管から吐出される処理
液中に含まれる気泡の量が増加する。

【００２７】図３は整流板の構成の他の例および第１処
理液供給管２、第２処理液供給管３との関係を示す平面
図である。

【００２８】この整流板４は、矩形の板に、第１処理液
供給管２、第２処理液供給管３と平行な方向に延びるよ
うにスリット４ａを形成しているとともに、スリットピ
ッチを所定ピッチ（好ましくは、処理対象基板ピッチと
等しいピッチ）に設定している。換言すれば、スリット
４ａを処理対象基板５と垂直に設定している。

【００２９】この構成の整流板４を採用した場合には、
各スリット４ａによる処理液の流れが処理対象基板５と
垂直になるが、図２の構成の整流板４を採用した場合と
同様の作用を達成することができる。

【００３０】図４は整流板の構成のさらに他の例を示す
平面図である。

【００３１】この整流板４が図３の整流板４と異なる点
は、各スリット４ａを２分割した点のみである。

【００３２】したがって、この場合には、整流板４の上
面、下面の平坦部の面積がやや大きくなるので、整流板
４の上面、下面への気泡の付着量がやや増加するが、従
来の整流板と比較して気泡の付着量を十分に減少させる
ことができる。

【００３３】図５は整流板のスリット形状を示す縦断面
図である。

【００３４】図５に示されるスリット４ａは、少なくと
も上端部および下端部が、それぞれ上方漸拡状、下方漸
拡状に形成されている。具体的には、図５中（ａ）に示
すように、スリットどうしの間における上面、下面に平
坦部が存在しないように、スリット間の残存部４ｂの上
端部、下端部にテーパ面を形成してスリット４ａを形成
すること、図５中（ｂ）に示すように、スリットどうし
の間における上面、下面に平坦部が存在しないように、
スリット間の残存部４ｂの上端部、下端部に凸曲面を形
成してスリット４ａを形成すること、図５中（ｃ）に示
すように、スリットどうしの間における上面、下面に平
坦部が存在しないように、スリット間の残存部４ｂを菱
形に形成してスリット４ａを形成すること、図５中
（ｄ）に示すように、スリットどうしの間における上
面、下面における平坦部を減少させるべく、スリット間
の残存部４ｂの上端部、下端部の角部に面取りを形成し
てスリット４ａを形成することなどが可能である。

【００３５】次いで、スリットピッチを５ｍｍ、スリッ
ト幅を２ｍｍ、スリット間の残存部４ｂの上端部、下端
部の角部における面取りを水平方向に１ｍｍ、垂直方向
に１ｍｍ（以下、「上下Ｃ１づつ」と略称する）に設定
した場合（ＣＡＳＥ１と称する）、スリットピッチを５
ｍｍ、スリット幅を３ｍｍ、スリット間の残存部４ｂの
上端部、下端部の角部における面取りを水平方向に０．
５ｍｍ、垂直方向に０．５ｍｍ（以下、「上下Ｃ０．５
づつ」と略称する）に設定した場合（ＣＡＳＥ２と称す
る）、スリットピッチを５ｍｍ、スリット幅を３ｍｍ、
スリット間の残存部４ｂの上端部、下端部の角部におけ
る面取りを上下Ｃ１づつに設定した場合（ＣＡＳＥ３と
称する）、スリットピッチを５ｍｍ、スリット幅を３ｍ
ｍ、スリット間の残存部４ｂの上端部、下端部の角部に
おける面取りを水平方向に１ｍｍ、垂直方向に１：３に
設定した場合（ＣＡＳＥ４と称する）、スリットピッチ
を５ｍｍ、スリット幅を４ｍｍ、スリット間の残存部４
ｂの上端部、下端部の角部における面取りを水平方向、
垂直方向ともに「なし」に設定した場合（ＣＡＳＥ５と
称する）、スリットピッチを７．５ｍｍ、スリット幅を
４ｍｍ、スリット間の残存部４ｂの上端部、下端部の角
部における面取りを水平方向に１．７５ｍｍ、垂直方向
に１：２に設定した場合（ＣＡＳＥ６と称する）、スリ
ットピッチを７．５ｍｍ、スリット幅を４ｍｍ、スリッ
ト間の残存部４ｂの上端部、下端部の角部における面取
りを水平方向に１．７５ｍｍ、垂直方向に１：２に設定
し、スリットと処理対象基板とを互いに垂直にした場合
（ＣＡＳＥ７と称する）、のそれぞれについて、第１処
理液供給管２による第１の処理液の流量（ｌ／ｍｉｎ）
を変化させて第１の処理液の流れが定常状態か非定常状
態かを判定した結果、および第２処理液供給管３による
第２の処理液の流量（ｌ／ｍｉｎ）を変化させて第２の
処理液の流れが定常状態か非定常状態かを判定した結
果、図６、図７に示す判定結果が得られた。なお、第１
の処理液をポンプによって循環させているのに対して、
第２の処理液は全く循環させていない。

【００３６】図６、図７から分かるように、ＣＡＳＥ１
〜ＣＡＳＥ４の場合には、第１処理液供給管２による第
１の処理液の流量および第２処理液供給管３による第２
の処理液の流量が３０ｌ／ｍｉｎまでの範囲において処
理液の流れを定常状態にすることができた。

【００３７】逆に、ＣＡＳＥ５の場合には、第１処理液
供給管２による第１の処理液の流量および第２処理液供
給管３による第２の処理液の流量が３０ｌ／ｍｉｎにな
った状態において、処理液の流れが非定常状態になっ
た。また、ＣＡＳＥ６、ＣＡＳＥ７の場合には、第２処
理液供給管３による第２の処理液の流量が３０ｌ／ｍｉ
ｎまでの範囲において処理液の流れを定常状態にするこ
とができたが、第１処理液供給管２による第１の処理液
の流量が３０ｌ／ｍｉｎになった状態において、処理液
の流れが非定常状態になった。

【００３８】したがって、スリットピッチを５ｍｍに設
定し、スリット幅を３ｍｍ以下に設定することにより、
処理液の流量が３０ｌ／ｍｉｎまでの範囲において処理
液の流れを定常状態にすることができることが分かる。

【００３９】また、ＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ７の場合のそ
れぞれにおける気泡の付着状態は次のとおりであった。

【００４０】ＣＡＳＥ１の場合には、図８および図９に
示すように、整流板４の上面に何カ所か気泡８が付着
し、整流板４の下面には上面よりも多くの気泡が付着し
た。ここで、気泡の付着箇所は、殆どが第２処理液供給
管３の真上のところ（第２処理液供給管３の死水域）お
よび整流板４の周縁部であるとともに、付着した気泡サ
イズは小さかった。

【００４１】ＣＡＳＥ２の場合には、図９に示すよう
に、残存部４ｂの上面の隅部に気泡８が付着したととも
に、残存部４ｂの下面にも気泡８が付着した。ただし、
気泡８の付着量はＣＡＳＥ１の場合よりも少なかった。

【００４２】ＣＡＳＥ３の場合には、図１０に示すよう
に、残存部４ｂの上面に気泡８が殆ど付着しなかったた
とともに、残存部４ｂの下面に気泡８が付着した。ただ
し、気泡８の付着量はＣＡＳＥ２の場合よりも少なかっ
た。

【００４３】ＣＡＳＥ４の場合には、気泡８の付着量を
ＣＡＳＥ３の場合よりも少なくすることができた。

【００４４】ＣＡＳＥ５、ＣＡＳＥ６の場合には、図１
１に示すように、残存部４ｂの上面に気泡８が付着しな
かったたとともに、残存部４ｂの下面よりもむしろ側面
に小さい気泡が付着した。

【００４５】ＣＡＳＥ７の場合には、残存部４ｂの側面
への気泡付着量が少なかった。

【００４６】したがって、ＣＡＳＥ３またはＣＡＳＥ４
を採用することが好ましい。

【００４７】また、図５中（ａ）に示す形状のスリット
を採用するとともに、スリットピッチを５ｍｍ、スリッ
ト幅を２．５ｍｍに設定し、しかも、整流板４の材質を
塩化ビニル（ＣＡＳＥ８）、ポリエーテルエーテルケト
ン（ＰＥＥＫ）（ＣＡＳＥ９）、テトラフルオロエチレ
ンパーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（Ｐ
ＦＡ）（ＣＡＳＥ１０）、石英（ＣＡＳＥ１１）に設定
した。

【００４８】ＣＡＳＥ８の場合には、残存部４ｂの上面
に気泡８が付着しなかったたとともに、残存部４ｂの下
面に小さい気泡が少し付着した。

【００４９】ＣＡＳＥ９の場合にも、残存部４ｂの上面
に気泡８が付着しなかったたとともに、残存部４ｂの下
面に小さい気泡が少し付着した。ただし、残存部４ｂの
下面に付着する気泡量がＣＡＳＥ８の場合よりも少な
い。

【００５０】ＣＡＳＥ１０の場合には、残存部４ｂの側
面に多量の気泡が付着した。

【００５１】ＣＡＳＥ１１の場合には、ＣＡＳＥ８の場
合とほぼ同様の結果が得られた。

【００５２】ＣＡＳＥ８〜ＣＡＳＥ１１の何れの場合に
も、第１処理液供給管２による第１の処理液の流量およ
び第２処理液供給管３による第２の処理液の流量が共に
４０ｌ／ｍｉｎまでの範囲において処理液の流れを定常
状態にすることができた。

【００５３】したがって、整流板４の材質として塩化ビ
ニル、石英、またはＰＥＥＫを採用することが好まし
い。

【００５４】

【発明の効果】請求項１の発明は、整流板部材の上面、
下面、およびスリット内面に対する気泡の付着量を少な
くすることができ、ひいては基板の処理品質を十分に高
めることができるとともに、処理所要時間を短縮するこ
とができるという特有の効果を奏する。

【００５５】請求項２の発明は、整流板部材の上面、下
面、およびスリット内面に対する気泡の付着量をより少
なくすることができ、ひいては基板の処理品質をより高
めることができるとともに、処理所要時間をより短縮す
ることができるという特有の効果を奏する。

【００５６】請求項３の発明は、整流板部材の下面に対
する気泡の付着量をさらに少なくすることができ、ひい
ては基板の処理品質をさらに高めることができるととも
に、処理所要時間をさらに短縮することができるという
特有の効果を奏する。

【００５７】請求項４の、整流板部材の上方において処
理液の定常流を確保することができる処理液流量を高め
ることができ、ひいては基板の処理品質をさらに高める
ことができるとともに、処理所要時間をさらに短縮する
ことができ、しかも請求項１から請求項３の何れかと同
様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基板処理装置の一実施態様を概略的
に示す縦断面図である。

【図２】整流板の構成の一例および第１処理液供給管
２、第２処理液供給管３との関係を示す平面図である。

【図３】整流板の構成の他の例および第１処理液供給管
２、第２処理液供給管３との関係を示す平面図である。

【図４】整流板の構成のさらに他の例を示す平面図であ
る。

【図５】整流板のスリット形状を示す縦断面図である。

【図６】第１処理液供給管による第１の処理液の流量
（ｌ／ｍｉｎ）を変化させて第１の処理液の流れが定常
状態か非定常状態かを判定した結果を示す図である。

【図７】第２処理液供給管による第２の処理液の流量
（ｌ／ｍｉｎ）を変化させて第２の処理液の流れが定常
状態か非定常状態かを判定した結果を示す図である。

【図８】ＣＡＳＥ１の場合における気泡付着状態を示す
平面図である。

【図９】ＣＡＳＥ２の場合における気泡付着状態を示す
縦断面図である。

【図１０】ＣＡＳＥ３、ＣＡＳＥ４の場合における気泡
付着状態を示す縦断面図である。

【図１１】ＣＡＳＥ５、ＣＡＳＥ６の場合における気泡
付着状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】 １ オーバーフロー処理槽 ２ 第１処理液供給管 ３ 第２処理液供給管 ４ 整流板 ４ａ スリット ５ 処理対象基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 喜 冠南 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社金岡工場内 (72)発明者 大野 正雄 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社金岡工場内 (72)発明者 松本 隆夫 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社金岡工場内 Ｆターム(参考） 3B201 AA03 BB04 BB87 BB93 BB96 CB01 CD22 5F043 AA01 DD10 EE09 EE16 EE35 GG10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーバーフロー処理槽（１）の底部所定
   位置に処理液供給部材（２）（３）を設け、この処理液
   供給部材（２）（３）よりも上方に、処理液の流れを整
   流する整流板部材（４）を設け、整流板部材（４）より
   も上方の空間に複数枚の基板（５）を起立状態で、かつ
   互いに平行に支持して、処理液供給部材（２）（３）か
   ら供給される処理液をオーバーフローさせながら基板
   （５）を処理する基板処理装置において、 前記整流板部材（４）として、下方から上方に向かって
   処理液を流通させる複数の互いに平行なスリット（４
   ａ）を有するものを採用していることを特徴とする基板
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記整流板部材（４）は、少なくとも上
   端部および下端部が、それぞれ上方漸拡状、下方漸拡状
   に形成されたスリット（４ａ）を有している請求項１に
   記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記整流板部材（４）は、塩化ビニル、
   石英、もしくはポリエーテルエーテルケトンからなるも
   のである請求項１または請求項２に記載の基板処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記整流板部材（４）は、スリットピッ
   チが５ｍｍ、スリット幅が３ｍｍ以下に設定されたもの
   である請求項１から請求項３の何れかに記載の基板処理
   装置。