JP2006278737A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の乾燥不良を防止することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 ダウンフローダクト２０内の下部に処理槽４が設けられている。処理槽４は複数の基板Ｗを収納可能な内槽４０および内槽４０の上部外周を取囲むように設けられた外槽４３により形成されている。内槽４０の底部には、内槽４０内に処理液を供給するための処理液供給管４１および内槽４０内の処理液を排出するための処理液排出管４２が接続されている。外槽４３の底部には、内槽４０から流れ出し、外槽４３内に流れ込む処理液を排出するための処理液排出管４４が接続されている。内槽４０の側壁の上部に複数の貫通孔４０ｈが形成されている。また、内槽４０の側壁において、複数の貫通孔４０ｈの近傍には、それら複数の貫通孔４０ｈを開閉可能な液面調整シャッタ４０ｓおよびシャッタ駆動部４０Ｄが設けられている。制御部７０がシャッタ駆動部４０Ｄを制御することにより、複数の貫通孔４０ｈの開閉動作が制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。

複数の基板を処理液が貯留された処理槽に浸漬し、洗浄処理を行う基板処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。この基板処理装置においては、処理槽内で基板の表面が薬液および純水により洗浄処理される。洗浄処理の施された基板は処理槽内から引き上げられる。

洗浄処理後の基板に純水が付着していると、基板にパーティクルが付着し易くなる。また、基板に付着した純水が自然乾燥すると、基板にウォーターマークが形成される。したがって、特許文献１の基板処理装置においては、基板の処理槽内からの引き上げ時に乾燥処理が行われている。乾燥処理は、次のように行われる。

図６は、特許文献１の基板処理装置による基板の乾燥処理を説明するための図である。図６（ａ）に示すように、洗浄処理終了時において、基板Ｗは純水Ｌ１の満たされた処理槽５６２内に存在する。

その後、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗはリフタ５６３とともに上昇を開始する。それにより、基板Ｗは純水Ｌ１から外部雰囲気中に徐々に露出していく。

そこで、基板Ｗと純水Ｌ１の液面ＴＬ１との相対移動と並行して、窒素ガスＦＧが窒素ガス噴射部５６５から液面直上で露出する基板Ｗの表面に対して連続的に噴射される。窒素ガスＦＧは、処理槽５６２に貯留された純水Ｌ１の液面ＴＬ１の直上を通過し、窒素ガス排気部５６８から排気される。

窒素ガスＦＧが基板Ｗに吹き付けられることにより、露出する基板Ｗに付着した純水Ｌ１が吹き飛ばされる。また、窒素ガスＦＧにより発生する気流は、液面ＴＬ１近傍の雰囲気の湿度を低下させるので、基板Ｗに付着する純水Ｌ１の蒸発が促進される。

上記のように乾燥処理が行われることにより、基板Ｗが処理槽５６２から完全に引き上げられる際には基板Ｗの全面が乾燥する。
特開平１１−３５４４８８号公報

ここで、上記の特許文献１の基板処理装置においては、乾燥処理時に窒素ガスＦＧが純水Ｌ１の液面ＴＬ１の直上を通過するので、その液面ＴＬ１に乱れが発生する場合がある。このような液面ＴＬ１の乱れは、基板Ｗの乾燥不良の要因となる。

本発明の目的は、基板の乾燥不良を防止することができる基板処理装置を提供することである。

本発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、処理液を貯留する処理槽と、処理槽内の処理液中と処理槽の上方位置との間で基板を昇降させる基板昇降手段と、処理槽の上端に沿って、処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、基板昇降手段により処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する気体供給手段と、気体供給手段により基板に気体が供給される間に、処理槽に貯留される処理液の液面を処理槽の上端よりも下降させる液面下降手段とを備えるものである。

その発明に係る基板処理装置においては、処理槽に処理液が貯留され、基板昇降手段により処理槽内の処理液中と処理槽の上方位置との間で基板が昇降される。基板が基板昇降手段により処理槽から引き上げられる際には、気体供給手段により処理槽の上端に沿って、処理槽の一側方から他側方へ気体が供給される。これにより、処理槽から引き上げられる基板の部分に効率よく気体を供給することができる。

気体供給手段により基板に気体が供給される間においては、処理槽に貯留される処理液の液面が液面下降手段により処理槽の上端よりも下方に下降される。

これにより、基板に供給される気体により発生する気流が、処理槽の上端で処理液の液面に直接接触することが防止される。それにより、処理液の液面に気流に起因する乱れが発生することが防止される。その結果、処理液の液面が乱れることにより発生する基板の乾燥不良が防止される。

処理槽の側壁の上端より下方の位置に開口が設けられ、液面下降手段は、前記開口を開閉可能な開閉手段を備えてもよい。

この場合、開閉手段により開口が閉じられた状態で処理槽に処理液が継続して供給されると、処理槽内の処理液は処理槽の上端から溢れる。したがって、開閉手段により開口が閉じられた状態では、処理液の液面を処理槽の上端と略同一にすることができる。

一方、開閉手段により開口が開かれた状態で処理槽に処理液が継続して供給されると、処理槽内の処理液は開口を通じて外部に流れ出る。したがって、開閉手段により開口が開かれた状態では、処理液の液面を処理槽の側壁の上端より下方の位置にすることができる。

開口は、水平方向に並ぶように形成された複数の貫通孔であってもよい。この場合、処理槽の側壁の強度を保ちつつ処理液の液面を下降させることができる。

気体はドライエアであってもよい。この場合、気体供給手段により基板にドライエアが供給される。それにより、基板に付着する処理液がドライエアにより置換され、効率的に除去される。

処理液は、純水であってもよい。この場合、基板に気体が供給されることにより、基板に付着する純水が除去されるので、基板の表面にウォータマークが発生することが防止される。

本発明に係る基板処理装置によれば、基板に供給される気体により発生する気流が処理槽の上端で処理液の液面に直接接触することが防止される。それにより、処理液の液面に気流に起因する乱れが発生することが防止される。その結果、処理液の液面が乱れることにより発生する基板の乾燥不良が防止される。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置について説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等をいう。

図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る基板処理装置１００は、処理槽４、ダウンフローダクト２０、基板移動機構３０、処理液ミキシング装置５０、ドライエア発生装置６０、制御部７０およびファンフィルタユニットＦＦＵを備える。

ダウンフローダクト２０の上方にファンフィルタユニットＦＦＵが配置されている。ファンフィルタユニットＦＦＵは、ファンおよびフィルタを備える。ファンフィルタユニットＦＦＵのファンが動作することにより、ダウンフローダクト２０内に清浄な下降気流（ダウンフロー）が発生する。

ダウンフローダクト２０内の下部に処理槽４が設けられている。処理槽４は複数の基板Ｗを収納可能な内槽４０および内槽４０の上部外周を取囲むように設けられた外槽４３により形成されている。内槽４０は略直方体形状を有する。

内槽４０の底部には、内槽４０内に処理液を供給するための処理液供給管４１および内槽４０内の処理液を排出するための処理液排出管４２が接続されている。本実施の形態において、内槽４０内では基板Ｗの洗浄処理が行われる。洗浄処理時に内槽４０内に供給される処理液は、洗浄液またはリンス液である。

すなわち、内槽４０内に洗浄液を供給し、洗浄液の貯留された内槽４０内に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗの表面を洗浄する。その後、内槽４０内の洗浄液をリンス液に置換する。

洗浄液としては、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、ＤＨＦ（希フッ酸）、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸またはアンモニア等の薬液が用いられる。リンス液としては、純水、炭酸水、水素水、電解イオン水等が用いられる。

本実施の形態では、処理液供給管４１が処理液ミキシング装置５０に接続されている。処理液ミキシング装置５０には、例えば薬液および純水が供給されている。処理液ミキシング装置５０は、供給される薬液および純水を所定の割合で混合することができる。したがって、処理液ミキシング装置５０は、薬液、純水またはそれらの混合液を洗浄液またはリンス液として処理液供給管４１を介して内槽４０内に供給する。

外槽４３の底部には、内槽４０の上部から溢れ出し（オーバーフロー）、外槽４３内に流れ込む処理液を排出するための処理液排出管４４が接続されている。

本実施の形態においては、内槽４０の側壁の上部に複数の貫通孔４０ｈが形成されている。また、内槽４０の側壁において、複数の貫通孔４０ｈの近傍には、それら複数の貫通孔４０ｈを開閉可能な液面調整シャッタ４０ｓおよびシャッタ駆動部４０Ｄが設けられている。詳細は後述する。

内槽４０の上方位置に基板移動機構３０が設けられている。基板移動機構３０は複数の基板Ｗを保持する保持部３３を上下方向に移動させる。

ダウンフローダクト２０の上部には、搬送エリアＴＥが設けられている。搬送エリアＴＥは、基板Ｗを保持する保持部３３と図示しない搬送機構との間で基板Ｗの受け渡しを行う際に用いられる。

搬送エリアＴＥを取囲むダウンフローダクト２０の部分において、対向する２つの側面にはそれぞれ開口２０ｈが形成されている。２つの開口２０ｈの近傍には、それぞれ開口２０ｈを開閉可能なシャッタＳＨおよびシャッタ駆動部ＳＤが設けられている。シャッタ駆動部ＳＤは、シャッタＳＨを駆動することによりダウンフローダクト２０の開口２０ｈの開閉を行う。

例えば、シャッタＳＨが開くことにより、洗浄処理前の基板Ｗを保持する搬送機構（図示せず）がダウンフローダクト２０内に搬入され、保持部３３に基板Ｗが受け渡される。また、洗浄処理後の基板Ｗを保持部３３から受け渡された搬送機構（図示せず）がダウンフローダクト２０内から、ダウンフローダクト２０外に搬出される。

処理槽４の上端部近傍に位置するダウンフローダクト２０の部分において、対向する２つの側面にはそれぞれドライエア供給ダクト６２およびドライエア排気ダクト６３が取り付けられている。ドライエア供給ダクト６２は配管６１を介してドライエア発生装置６０と接続されている。

ドライエア発生装置６０により発生されたドライエアＤＦが、配管６１を通じてドライエア供給ダクト６２に送られる。それにより、内槽４０から引き上げられる基板ＷにドライエアＤＦが吹き付けられ、基板Ｗの乾燥処理が行われる。基板ＷにドライエアＤＦが吹き付けられることにより、基板Ｗ周辺の雰囲気がドライエア排気ダクト６３から排気される。

本実施の形態において、ドライエアＤＦとは、極めて露点の低い気体をいう。ドライエア供給ダクト６２からダウンフローダクト２０内に供給されるドライエアＤＦの露点は、例えば約−７０℃である。

図１に示すように、制御部７０は基板移動機構３０、処理液ミキシング装置５０、ドライエア発生装置６０、シャッタ駆動部４０Ｄ，ＳＤおよびファンフィルタユニットＦＦＵと接続されている。制御部７０がこれら構成部の動作を制御することにより、ダウンフローダクト２０内のダウンフロー、基板処理装置１００に対する基板Ｗの搬入搬出動作、基板Ｗの洗浄処理および基板Ｗの乾燥処理が制御される。

例えば、制御部７０はファンフィルタユニットＦＦＵを制御することにより、ダウンフローダクト２０内にダウンフローを発生させる。

制御部７０は基板移動機構３０を制御することにより、洗浄処理の開始時に基板Ｗを保持する保持部３３を内槽４０内に移動させる。この状態で、制御部７０は処理液ミキシング装置５０を制御することにより、薬液または薬液と純水との混合液を洗浄液として内槽４０内に供給する。これにより、基板Ｗが内槽４０内で洗浄液に浸漬され、基板Ｗの表面が洗浄される。

その後、制御部７０は処理液ミキシング装置５０を制御することにより、純水をリンス液として内槽４０内に供給し、内槽４０内の洗浄液を純水に置換する。これにより、基板Ｗが内槽４０内で純水に浸漬される。それにより、基板Ｗの洗浄処理が完了する。

制御部７０は基板移動機構３０を制御することにより、洗浄処理が完了した基板Ｗを内槽４０の上方へ引き上げる。そこで、制御部７０はドライエア発生装置６０を制御することにより、引き上げられた基板ＷにドライエアＤＦを供給する。これにより、基板Ｗに付着した純水がドライエアＤＦにより置換され、基板Ｗの表面が乾燥される（乾燥処理）。

なお、乾燥処理時以外において、制御部７０はドライエア発生装置６０を制御することにより、ダウンフローダクト２０内へのドライエアＤＦの供給量を低減している（スローリーク）。

基板Ｗの内槽４０からの引き上げ時（乾燥処理時）において、制御部７０は、処理液ミキシング装置５０を制御することにより少量の純水を継続して内槽４０内に供給している。この際、制御部７０はシャッタ駆動部４０Ｄを制御することにより、内槽４０の上部に設けられた複数の貫通孔４０ｈを開く。それにより、基板Ｗの乾燥処理時には、内槽４０の上部に設けられた複数の貫通孔４０ｈから純水が流れ出る。貫通孔４０ｈから流れ出した純水は外槽４３を通じて処理液排出管４４から排出される。詳細は後述する。

処理液供給管４１および処理液排出管４２，４４には、それぞれ図示しないバルブが設けられている。制御部７０はこれらのバルブの開閉動作も制御する。これにより、処理槽４内の処理液の供給系および排出系の開閉動作が、制御部７０により制御される。

図２は図１のＪ−Ｊ線における基板処理装置１００の模式的断面図であり、図３は図２のＫ−Ｋ線における基板処理装置１００の模式的断面図である。図２および図３では、複数の基板Ｗを保持する保持部３３が基板移動機構３０により内槽４０内に配置された状況が示されている。

図２および図３に示すように、内槽４０の側壁の上部には水平方向に沿って並ぶように複数の貫通孔４０ｈが形成されている。ここで、上述のように、複数の貫通孔４０ｈは、内槽４０内部の空間と外槽４３内部の空間とを連通させる。

水平方向における複数の貫通孔４０ｈの両側方にシャッタ駆動部４０Ｄが取り付けられている。液面調整シャッタ４０ｓは、長手形状を有する板材により形成されており、その長手方向が水平方向に沿うように、かつ上下動可能にシャッタ駆動部４０Ｄに保持されている。

制御部７０がシャッタ駆動部４０Ｄを制御することにより、シャッタ駆動部４０Ｄは液面調整シャッタ４０ｓを上下方向（図３の矢印Ｕの方向）に移動させる。それにより、内槽４０に形成された複数の貫通孔４０ｈの開閉が行われる。

図４および図５は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００における洗浄処理時および乾燥処理時の液面調整シャッタ４０ｓの動作およびその働きを説明するための図である。

図４（ａ）に基板Ｗの洗浄処理時における液面調整シャッタ４０ｓの位置および内槽４０に供給される純水の液面ＬＳの状況が示されている。

基板Ｗの洗浄処理時には、例えば保持部３３により保持された複数の基板Ｗが基板移動機構３０により内槽４０内の純水ＤＩＷに浸漬される。この洗浄処理時においては、内槽４０内に処理液供給管４１（図１）から多量の純水ＤＩＷが供給される。この状態で、シャッタ駆動部４０Ｄは複数の貫通孔４０ｈを塞ぐように液面調整シャッタ４０ｓを保持する。

これにより、基板Ｗの洗浄処理時においては、内槽４０の上端部から純水ＤＩＷが溢れ、外槽４３内に流れ出る。外槽４３内に流れ出た純水ＤＩＷは図１の処理液排出管４４を通じて排出される。この場合、純水ＤＩＷの液面ＬＳは内槽４０の上端部と略同一となる。

図４（ｂ）に基板Ｗの洗浄処理終了時における液面調整シャッタ４０ｓの位置および内槽４０に供給される純水の液面ＬＳの状況が示されている。

基板Ｗの洗浄処理終了時においても、内槽４０内には処理液供給管４１（図１）から少量の純水ＤＩＷが供給される。この状態で、シャッタ駆動部４０Ｄは複数の貫通孔４０ｈが開くように液面調整シャッタ４０ｓを移動させる。

これにより、基板Ｗの洗浄処理時においては、内槽４０内の純水ＤＩＷが複数の貫通孔４０ｈを通じて外槽４３内に流れ出る。外槽４３内に流れ出た純水ＤＩＷは図１の処理液排出管４４を通じて排出される。この場合、純水ＤＩＷの液面ＬＳは内槽４０の上端部から下降し、上下方向における複数の貫通孔４０ｈの形成箇所に位置する。

この状態で、図５に示すように、保持部３３により保持された複数の基板Ｗが基板移動機構３０により内槽４０から引き上げられる。そこで、純水ＤＩＷから徐々に露出する基板Ｗの部分に、ドライエア供給ダクト６２からドライエアＤＦが吹き付けられる。それにより、上述の乾燥処理が行われる。

乾燥処理時にも、内槽４０内には処理液供給管４１（図１）から少量の純水ＤＩＷが供給される。そこで、シャッタ駆動部４０Ｄは複数の貫通孔４０ｈが開いた状態で液面調整シャッタ４０ｓを保持している。したがって、乾燥処理時において、純水ＤＩＷの液面ＬＳは上下方向における複数の貫通孔４０ｈの形成箇所に位置する。

この場合、純水ＤＩＷの液面ＬＳは内槽４０の上端に位置しない。したがって、ドライエア供給ダクト６２からドライエア排気ダクト６３に流れるドライエアＤＦの気流が内槽４０の上端部で純水ＤＩＷに直接接触することが防止される。

それにより、純水ＤＩＷの液面ＬＳに、ドライエアＤＦの気流に起因する乱れが発生することが防止される。その結果、基板Ｗの乾燥不良が防止される。シャッタ駆動部４０Ｄによる液面調整シャッタ４０ｓの駆動は、制御部７０により制御されている。

本実施の形態において、乾燥処理は基板ＷにドライエアＤＦを供給することにより行われているが、基板Ｗに供給する気体はドライエアＤＦに限られない。ドライエアＤＦに代えて、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気を用いてもよいし、低温のＮ₂ （窒素）ガスを用いてもよい。

以上、本実施の形態においては、リンス液および純水が処理液に相当し、処理槽４および内槽４０が処理槽に相当し、基板移動機構３０および制御部７０が基板昇降手段し、複数の貫通孔４０ｈ、液面調整シャッタ４０ｓ、シャッタ駆動部４０Ｄおよび制御部７０が液面下降手段に相当する。

また、ドライエアが気体に相当し、ドライエア発生装置６０、配管６１、ドライエア供給ダクト６２および制御部７０が気体供給手段に相当する。

さらに、複数の貫通孔４０ｈが開口に相当し、液面調整シャッタ４０ｓ、シャッタ駆動部４０Ｄおよび制御部７０が開閉手段に相当する。

本発明に係る基板処理装置は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の基板の製造に有効に利用できる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式的断面図である。 図１のＪ−Ｊ線における基板処理装置の模式的断面図である。 図２のＫ−Ｋ線における基板処理装置の模式的断面図である。 本発明の一実施の形態に係る基板処理装置における洗浄処理時および乾燥処理時の液面調整シャッタの動作およびその働きを説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る基板処理装置における洗浄処理時および乾燥処理時の液面調整シャッタの動作およびその働きを説明するための図である。 特許文献１の基板処理装置による基板の乾燥処理を説明するための図である。

符号の説明

４ 処理槽
３０ 基板移動機構
４０ 内槽
４０Ｄ シャッタ駆動部
４０ｈ 貫通孔
４０ｓ 液面調整シャッタ
６０ ドライエア発生装置
６１ 配管
６２ ドライエア供給ダクト
７０ 制御部
１００ 基板処理装置

Claims (5)

1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽内の前記処理液中と前記処理槽の上方位置との間で基板を昇降させる基板昇降手段と、
   前記処理槽の上端に沿って、前記処理槽の一側方から他側方へ気体を供給して、前記基板昇降手段により前記処理槽から引き上げられる基板に気体を供給する気体供給手段と、
   前記気体供給手段により基板に気体が供給される間に、前記処理槽に貯留される処理液の液面を前記処理槽の上端よりも下降させる液面下降手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記処理槽の側壁の上端より下方の位置に開口が設けられ、
   前記液面下降手段は、前記開口を開閉可能な開閉手段を備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記開口は、水平方向に並ぶように形成された複数の貫通孔であることを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記気体はドライエアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記処理液は、純水であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。

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