JP2006179758A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理槽の上部構造を工夫することにより、処理槽内の除去対象物を処理液にのせて円滑に排出して、除去対象物により基板の汚染を防止できる。
【解決手段】 処理槽３の上部四辺に張り出し部４が形成されているので、処理液の流れが環流を形成し難くなって案内面４７に沿って円滑に流れ、容易に乗り越えて外槽５へと排出される。よって、処理槽３内の除去対象物を処理液の流れにのせて円滑に排出して、除去対象物による基板Ｗの汚染を防止できる。また、張り出し部４方向へ流れてゆく処理液を、供給ノズルからの窒素ガスで押し出すように付勢できるので、より円滑に処理液を張り出し部４から排出させることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板を処理する基板処理装置に係り、特に、処理槽に貯留されている処理液に基板を浸漬して処理を行う技術に関する。

従来のこの種の装置として、基板を処理槽に収容し、薬液や純水などの処理液を処理槽の下方から供給し、余剰の処理液をオーバーフローさせつつ所定時間だけ維持することで薬液処理や純水洗浄処理を行う基板処理装置が例示される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１６２９２１号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、薬液処理や純水洗浄処理において、基板に付着していた除去対象物（例えば、レジストなどを含むパーティクルや、薬品成分などを含む残渣源）が基板から剥離されるとともに、処理液の流れによって円滑に処理槽から排出されるのが理想的である。しかしながら、除去対象物が完全には除去されずに処理槽内に滞留し、その結果として、基板が除去対象物によって汚染されることがあるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、処理槽の上部構造を工夫することにより、処理槽内の除去対象物を処理液にのせて円滑に排出して、除去対象物により基板の汚染を防止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する。

本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、処理槽内を下方から押し上げられてくる処理液及び処理槽内の中央から側方に押し出されてくる流れのうち、大半は処理槽の側壁上部の縁を越えて排出される。しかし、その一部は、上部縁を越えることができず、鉛直姿勢で直線的に形成されている処理槽の側壁内面にあたり、再び処理槽内に渦を巻いて環流していることが原因であることを知見した。このような知見に基づく本発明は、次のように構成されている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板を処理液に浸漬して処理を施す基板処理装置において、処理液を貯留するとともに、余剰の処理液を上部からオーバフローさせて排出する処理槽と、前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段とを備えているとともに、前記処理槽は、側壁上部を、折り曲げ位置から外部側方へ折り曲げ形成され、かつ側壁内側を上方へ向け、上縁を前記折り曲げ位置より高い位置とした傾斜姿勢となる案内面を有する張り出し部を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、処理液供給手段から処理槽に供給された処理液は、処理槽の上部に形成された張り出し部を通ってオーバーフローされて排出される。張り出し部は、上部の側壁を折り曲げ位置から外部側方へ折り曲げられ、かつ側壁内部を上方へ向け、その上縁が折り曲げ位置より高い位置となる傾斜姿勢の案内面を備えている。つまり、張り出し部は、外側が高く、処理槽中心側にあたる内側が低い、すり鉢状の一部を呈することになる。したがって、従来、処理槽内の下方から押し上げられてくる処理液及び処理槽内の中央から側方に押し出されてくる流れのうち、鉛直姿勢で直線的に形成されていた処理槽の側壁内面にあたり、排出されずに環流していた処理液が張り出し部を容易に乗り越えて排出される。その結果、処理槽内の除去対象物を処理液にのせて円滑に排出して、除去対象物による基板の汚染を防止することができる。

本発明において、案内面が水平軸となす角度は５〜７０度の範囲であることが好ましい（請求項２）。発明者等は、種々の実験を行って、上記範囲の角度が好適であることを見出した。案内面が水平軸となす角度が５度未満であると、処理槽の側壁に形成された折り曲げ位置が上部に位置し過ぎるので、その部分に処理液の流れがあたって環流が生じ易くなる。角度が７０度を超えると、張り出し部における処理液の貯留量が多くなりすぎて環流が生じ易くなる。

本発明において、折り曲げ位置付近には、側壁を貫通したスリットが形成されていることが好ましい（請求項３）。張り出し部を設けても折り曲げ位置付近には、環流が生じる恐れがあるが、スリットを形成することで、折り曲げ位置付近に流れてきた処理液を円滑に排出できる。

本発明において、折り曲げ位置付近には、側壁を貫通した排出穴が形成されていることが好ましい（請求項４）。張り出し部を設けても折り曲げ位置付近には、環流が生じる恐れがあるが、排出穴を形成することで、折り曲げ位置付近に流れてきた処理液を円滑に排出できる。

本発明において、処理槽の上方には、前記処理槽の側壁外方へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備えていることが好ましい（請求項５）。処理槽の上部を張り出し部方向へ流れてゆく処理液を、不活性ガスで押し出すように付勢することができるので、より円滑に処理液を張り出し部から排出させることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、張り出し部を形成したことにより、処理槽の側壁内面にあたって排出されずに環流していた処理液が張り出し部を容易に乗り越えて排出される。その結果、処理槽内の除去対象物を処理液にのせて円滑に排出して、除去対象物による基板の汚染を防止できる。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。

基板Ｗを処理する槽１は、処理槽３と外槽５とを備えている。処理槽３は、複数枚の基板Ｗをリフター９に保持したまま収容し、薬液を含む処理液や純水からなる処理液等によって処理を施す。処理槽３の上部縁には、張り出し部４が形成されている（詳細後述）。リフター９は、基板Ｗの下縁を当接支持するための三片からなる支持部材１１を背板１３の下部に備えている。図１中に描かれているリフター９は、処理槽３中の処理位置にある状態を示しているが、この処理位置と、処理槽３の上方にあたる待機位置との間で昇降自在に構成されている。

処理槽３の底部両側には、処理液を処理槽３に供給するための注入管１５を備え、それらの間には排液口１７を備えている。この排液口１７には、排出管１９が連通されており、排出管１９には開閉弁２１が取り付けられている。外槽５の底部には、処理槽３からオーバーフローして回収された処理液等を排出するための排出口２３が備えられており、この排液口２３と注入管１５とは供給配管２５で連通接続されている。

なお、上記の注入管１５が本発明における処理液供給手段に相当する。

供給配管２５は、上流側からミキシングバルブ２７と、ポンプ２９と、インラインヒータ３１と、フィルタ３３とを備えている。ミキシングバルブ２７の上流側には、純水供給源３５が連通接続され、ミキシングバルブ２７の注入側には薬液供給源３６が連通接続されている。薬液供給源３６は、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）をミキシングバルブ２７へ供給する。供給配管２５には、純水供給源３５からの純水に、ミキシングバルブ２７によって薬液が混合されてポンプ２９で圧送される。また、供給配管２５のうち排出口２３に近い部位には、排液用の分岐管３７が設けられており、この分岐管３７には開閉弁３８が設けられている。

処理槽３の中央部上方には、一対の供給ノズル３９が配備されている。この供給ノズル３９は、紙面方向に長軸を有し、窒素供給源４１に連通接続された配管４３が連通接続されている。この配管４３には、窒素供給を制御する開閉弁４５が設けられている。この一対の供給ノズル３９は、リフター９の昇降時に干渉しないように、図示しないオートカバーの下面に配設されるのが好ましい。窒素供給源４１は、窒素としていわゆるドライＮ₂（dry N₂）を供給するものである。一対の供給ノズル３９の窒素ガス供給方向は、図中に二点鎖線で示すように、処理槽３の中央部から、後述する張り出し部４に向けられている。

次に、図２を参照して、処理槽３の張り出し部４について説明する。なお、図２は、槽の要部を示す縦断面図である。

張り出し部４は、処理槽３の上部側壁を、折り曲げ位置ＶＰから外槽５が位置する外側方向へ折り曲げて形成されている。さらに、処理槽３の側壁内側を上方へ向け、上縁を折り曲げ位置ＶＰよりも高い位置とした傾斜姿勢となる案内面４７を備えている。換言すると、張り出し部４は、外槽５側が高く、処理槽３の中心側にあたる内側が低い、すり鉢状の一部を呈することになる。この上向き傾斜面を有する案内面４７を備えた張り出し部４は、処理槽３の上部四辺に形成されている。

張り出し部４の案内面４７は、水平軸となす角度θが５〜７０度の範囲であることが好ましい。本実施例では、例えば、θ＝３０度となるように張り出し部４が形成される。案内面４７の角度θが５度未満であると、処理槽３の側壁に形成された折り曲げ位置ＶＰが上部に位置し過ぎるので、その部分に処理液の流れがあたって環流が生じ易くなる。角度θが７０度を超えると、張り出し部４における貯留量が多くなりすぎて環流が生じ易くなる。

次に、図３を参照して処理時の動作について説明する。なお、図３は、処理時の処理液の流れを示す模式図である。

例えば、純水供給源３５から純水を供給しつつミキシングバルブ２７において薬液を混合し、ポンプ２９で圧送しつつインラインヒータ３１で所定温度に加熱した処理液を処理槽３に供給する。処理槽３が処理液で満杯になった時点で、一旦はその供給を停止する。そして、図示しないオートカバーを開放し、処理対象である複数枚の基板Ｗを、リフター９によって起立姿勢で保持したまま、図１に示すように処理槽３の中の処理位置に移動する。

次に、処理液の供給を再開させ、処理液を処理槽３から溢れさせて外槽５で回収した処理液を供給配管２５で循環させながら処理を行う。さらに、開閉弁４５を開放して窒素ガスを供給ノズル３９から処理槽３に向けて供給する。この状態を所定時間だけ維持することにより、基板Ｗに対して所定の薬液処理が行われる。このとき、基板Ｗに付着していた除去対象物が処理槽３内の流れにのって外槽５へ排出される。従来例では、処理槽３の上部側壁が鉛直姿勢をとっていたので、処理槽３から外槽５へ向かう流れ（図中の矢付二点鎖線）のうちの一部は、図中に点線矢印で示すように外槽５へ円滑に排出されずに環流となっていた。そのため、除去対象物が再び処理槽３に戻って基板Ｗを汚染する不都合があった。しかし、本実施例では、張り出し部４が形成されているので、その流れが環流を形成し難くなって案内面４７に沿って円滑に流れ、容易に乗り越えて外槽５へと排出される。その結果、処理槽３内の除去対象物を処理液の流れにのせて円滑に排出して、除去対象物による基板Ｗの汚染を防止することができる。また、張り出し部４方向へ流れてゆく処理液を、供給ノズル３９からの窒素ガスで押し出すように付勢することができるので、より円滑に処理液を張り出し部４から排出させることができる。

上記のような所定時間の薬液処理が終わると、まずポンプ２９等を停止して処理液の供給を遮断する。そして、開閉弁２１を開放して処理槽３内の処理液を排液口１７から排出する。その後、純水供給源３５から処理液として純水を処理槽３に満たし、上述した処理と同様の処理を行って純水による洗浄処理を行う。この際も、張り出し部４と供給ノズル３９の作用により、基板Ｗから離脱した除去対象物や、処理液中に混入していた除去対象物が円滑に外槽５へ排出される。

＜第１の変形例＞
次に、図４及び図５を参照して、上記実施例の変形例について説明する。なお、図４は第１の変形例を示した要部の縦断面図であり、図５は処理槽の概略構成を示す外観図である。

上記の実施例における構成に加えて、張り出し部４Ａは、その折り曲げ位置ＶＰ付近に、処理槽３の側壁を貫通したスリット４９が形成されている。このスリット４９は、処理槽３における各面に形成されている。なお、各面において、複数個のスリット４９で構成してもよい。

このような構成を採用すると、張り出し部４Ａを設けても折り曲げ位置ＶＰ付近には、環流が生じる恐れがあるが、スリット４９を形成することで、この部分における環流の発生を抑制して、折り曲げ位置ＶＰ付近に流れてきた処理液を円滑に排出できる。

＜第２の変形例＞
図６を参照する。なお、図６は、第２の変形例に係り、内槽の概略構成を示す正面図である。

この変形例では、張り出し部４Ｂがその折り曲げ位置ＶＰ付近に、側壁を貫通した複数個の排出穴５１を備えている。各排出穴５１は、円形状を呈する。この構成によると、折り曲げ位置ＶＰ付近における環流を抑制して、折り曲げ位置ＶＰ付近に流れてきた処理液を円滑に排出できる。

＜第３の変形例＞
図７を参照する。なお、図７は、第３の変形例に係り、内槽の概略構成を示す正面図である。

この変形例では、張り出し部４Ｃが、折り曲げ位置ＶＰの下部に複数個の排出穴５３を備えている。また、各排出穴５３は、円形状を呈する。このような構成であっても、折り曲げ位置ＶＰ付近に流れてきた処理液を円滑に外槽５へと排出できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように種々変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、円形状の基板Ｗを例に採って説明しているが、本発明は角形基板にも適用することができる。

（２）上記の実施例では、窒素ガスを付勢のために供給する供給ノズル３９を備えていたが、他種の不活性ガスを供給するようにしてもよい。また、供給ノズル３９により窒素ガスを供給して処理液を付勢しているが、必ずしも供給ノズル３９を備える必要はない。

（３）上述した実施例の構成では、処理槽３からオーバーフローした処理液を外槽５で回収し、それを処理槽３へと循環させる方式を採用しているが、本発明はこの方式に限定されるものではなく、外槽５で回収した処理液を循環させることなく排出する方式でも実施することができる。

（４）上記の構成では、処理槽３の底部両側に設けられた注入管５から処理液を供給する構成としているが、例えば、処理槽３の底部中央に注入管５を設ける構成を採用してもよい。

（５）上述した実施例の構成では、張り出し部４を処理槽３の上部四辺に形成したが、少なくとも対向する上部二辺に形成すれば同等の効果を奏することができる。

実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。 槽の要部を示す縦断面図である。 処理時の処理液の流れを示す模式図である。 第１の変形例を示した要部の縦断面図である。 処理槽の概略構成を示す外観図である。 第２の変形例に係り、内槽の概略構成を示す正面図である。 第３の変形例に係り、内槽の概略構成を示す正面図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 槽
３ … 処理槽
５ … 外槽
９ … リフター
１１ … 支持部材
１３ … 背板
１５ … 注入管（処理液供給手段）
ＶＰ … 折り曲げ位置
４７ … 案内面
４９ … スリット
５１ … 排出穴

Claims (5)

1. 基板を処理液に浸漬して処理を施す基板処理装置において、
   処理液を貯留するとともに、余剰の処理液を上部からオーバフローさせて排出する処理槽と、
   前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段とを備えているとともに、
   前記処理槽は、側壁上部を、折り曲げ位置から外部側方へ折り曲げ形成され、かつ側壁内側を上方へ向け、上縁を前記折り曲げ位置より高い位置とした傾斜姿勢となる案内面を有する張り出し部を備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記案内面が水平軸となす角度は５〜７０度の範囲であることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
   前記折り曲げ位置付近には、側壁を貫通したスリットが形成されていることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
   前記折り曲げ位置付近には、側壁を貫通した排出穴が形成されていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記処理槽の上方には、前記処理槽の側壁外方へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。
   

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