JP2007196094A - 処理液供給ユニットおよびそれを備えた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板処理の均一性および安定性を向上し、基板の汚染量および処理液の消費量を低減することができる処理液供給ユニットおよびそれを備えた基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板２に薬液を供給する複数の上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７を備えている。各薬液吐出ヘッド１５，１７は、断面矩形状の支持部材２２と、この支持部材２２に固定された多孔質膜２３とを有し、支持部材２２および多孔質膜２３によって薬液室３５が区画されている。薬液室３５には、薬液回収路３９を介して薬液が供給され、薬液室３５に供給された薬液は、多孔質膜２３を透過して基板２との間に液膜３６を形成する。処理対象の基板２は、液膜に接液されて処理が行われる。
【選択図】図４

Description

この発明は、基板を処理するための処理液を供給する処理液供給ユニットおよびそれを備えた基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁器ディスク用基板、光磁器ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

液晶表示装置の製造工程では、液晶表示装置用ガラス基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置が用いられている。この種の基板処理装置は、たとえば、基板の表面にシャワー状に処理液を吐出するシャワーノズルを備えている。
しかしながら、このような処理液の供給方法では、大面積の基板（たとえば、２２００mm×２６００mmの矩形ガラス基板）の表面に対して均一に処理液を供給するために大量の処理液を消費するうえ、シャワーノズルから吐出された処理液が基板に衝突する際の衝撃によって、基板の表面に形成された微細パターンにダメージを与えてしまうおそれもある。

この問題は、たとえば、特許文献１に記載されている構成を採用することによって改善できる。この特許文献１の基板処理装置では、バッファ室を有するマニフォールドに、複数の孔が形成された板状の多孔質部材を接続し、この多孔質部材を水平に配置してその表面に現像液の液膜を形成するとともに、この液膜に処理対象の基板を接液させている。これにより、処理液が基板に衝突する際の衝撃を低減している。特許文献１に記載されているような板状の多孔質部材は、たとえば、特許文献２および３に見られるように、燒結金属で作製するのが一般的である。
特開２００３−１７３９２号公報 特開平３−６４９０８号公報 特開平４−２１１７号公報

しかし、前記多孔質部材を介して基板に処理液を供給する場合、以下のような問題がある。すなわち、焼結金属で構成される多孔質部材では、孔内の異物を完全に除去することが困難であり、そのため、多孔質部材を介して基板に処理液を供給する際に、孔内の異物が基板の表面に流れて基板が異物で汚染されてしまう。
また、前記多孔質部材では、処理液中に混在する数マイクロメートル程度の大きさの気泡を捕獲することができず、この処理液中に混在する気泡によって、基板処理の均一性や安定性が低下してしまう。

さらに、焼結金属からなる多孔質部材は剛体であるから、多孔質部材上で基板を搬送しながら基板表面の処理を行う構成としようとすると、基板が多孔質部材に衝突したときの衝撃によって、基板の割れ、欠け、キズが生じるおそれがある。
さらにまた、剛体である多孔質部材の表面と同じく剛体である基板の表面との間隔を基板の各部で均一に保持することは困難である。とくに、２２００mm×２６００mmの矩形ガラス基板のような大面積基板には重力による撓みが不可避であり、基板各部の板厚が均一である保証もない。加えて、このような大面積基板に対応するサイズの多孔質部材にも撓みや加工精度に起因して、その平坦度に限界がある。したがって、多孔質部材と基板の表面との間に均一な厚さの液膜を形成することができず、これにより、基板面内で処理に不均一が生じるという問題がある。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、基板処理の均一性を向上し、かつ、基板の汚染量を低減することができる処理液供給ユニットおよびそれを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、支持部材（２２）と、この支持部材に固定されて当該支持部材との間に処理液室（３５，５５）を形成し、この処理液室に供給される処理液を外部に通過させる可撓性の多孔質膜（２３）と、前記処理液室に連通し、この処理液室に処理液を導く処理液供給路（３９，４７）とを含み、この多孔質膜と処理対象の基板（２）との間に前記多孔質膜を透過した処理液による液膜（３６）を形成し、この液膜に前記基板を接液させて当該基板を処理する処理液供給ユニット（３，４）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、処理液供給路を通って処理液室に処理液が供給され、処理液室に供給された処理液が多孔質膜を透過して液膜を形成している。そして、この液膜に処理対象の基板を接液させて当該基板を処理している。これにより、処理液が基板に衝突する際の衝撃を低減することができ、処理液の衝突による基板へのダメージを抑制できる。

また、多孔質膜を透過して形成された液膜内では、多孔質膜の近傍では処理液流速が早いが、多孔質膜から所定距離（たとえば、数ミリメートル）離れると、処理液流速は極端に低下する。そのため、処理液の雰囲気中への飛散を抑制することができる。これにより、処理室内の雰囲気の汚染を抑制でき、かつ、剛体からなる多孔質部材を用いる場合よりも処理液の消費量を一層低減することができる。

さらに、可撓性の多孔質膜を通して処理液の液膜を形成する構成であるので、基板を搬送しながら処理する場合であっても、基板が多孔質膜に衝突したときの衝撃は、多孔質膜の変形によって吸収されるので、基板に割れ、欠け、キズが生じるおそれがない。
しかも、可撓性の多孔質膜はその表面の液膜の厚さを一定に保持するように変形する。換言すれば、対向する基板表面の形状に倣う。そのため、たとえ大面積の基板を処理する場合であっても、基板の各部において多孔質膜表面と基板表面との間の液膜の厚さを均一に保持することができる。これにより、処理の均一性を向上することができる。

また、可撓性の多孔質膜は、樹脂材料を展伸したりして作製することができるので、焼結金属からなる多孔質部材の場合に問題となる異物の流出を容易に抑制または防止できる。これにより、基板の汚染量を低減できる。
また、液膜の膜厚は、数ミリメートル程度であるので、基板と処理液供給ユニットとの距離を短くできる。これにより、基板処理装置の小型化を図ることができる。

さらに、液膜は、多孔質膜を透過する処理液によって安定して均一に置換されるので、基板に処理能力の高い新しい処理液を基板表面の各部に安定して供給することができる。これにより、シャワーノズルを用いて処理液を供給する構成に比較して、基板処理の速度を向上することができる。換言すれば、基板に処理液をシャワー状に供給する基板処理装置と本発明に係る基板処理装置とで、同一の基板処理時間を設定した場合、処理液をシャワー状に供給する基板処理装置よりも本発明に係る基板処理装置を小型化することができる。

なお、多孔質膜は、支持部材との間に形成された処理液室を閉塞するように支持部材に固定されていることが好ましい。さらには、多孔質膜は、処理液室内への処理液の供給によってドーム状に膨満するように支持部材に固定されていることが好ましい。
請求項２記載の発明は、前記多孔質膜を透過して前記液膜を形成した処理液を回収する処理液回収機構（１６，１８，２４，３２，３８，４４，４６，）をさらに含む、請求項１記載の処理液供給ユニットである。

この構成によれば、前記多孔質膜を透過して前記液膜を形成した処理液を回収することができる。また、回収した処理液を再び基板処理に利用する場合には、処理液の消費量をさらに低減することができる。
請求項３記載の発明は、前記多孔質膜は、前記処理液供給路から供給される処理液を通過させる一方で、前記処理液室内に生じる気泡の通過を阻止する膜である、請求項１または２記載の処理液供給ユニットである。

この構成によれば、多孔質膜は処理液を通過させて、気泡の通過を阻止するので、極めて残存ガスの少ない液膜を形成することができる。これにより、処理液中の気泡による基板処理の均一性や安定性の低下を抑制できる。また、脱泡機等の脱泡手段を別途設けたり、装置の待機時に処理液室内に蓄積した気泡を、装置の再起動時に排出したりしなくてもよい。

請求項４記載の発明は、前記処理液室に連通し、この処理液室内の気泡を当該処理液室外に排出させる気泡排出路（３７）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理液供給ユニットである。
この構成によれば、気泡排出路を通じて、処理液室内の気泡を処理液室外に排出することができるので、基板への処理液の供給を円滑に行うことができる。これにより、多孔質膜と基板との間に安定して液膜を形成することができ、高品質な基板処理を行うことができる。

請求項５記載の発明は、前記多孔質膜は、孔径が１０μｍ以下、（より好ましくは、５μｍ以下）の膜である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理液供給ユニットである。
この構成によれば、多孔質膜の孔径よりも大きい異物が多孔質膜を通過することを阻止することができるので、多孔質膜を透過する処理液の清浄度を向上することができる。

請求項６記載の発明は、前記多孔質膜は、前記処理液供給路から供給される処理液を通過させる一方で、パーティクルの通過を阻止する濾過特性を有するフィルタ膜である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理液供給ユニットである。
この構成によれば、多孔質膜がフィルタ膜であるため、処理液中のパーティクルを捕獲することができる。これにより、清浄度の高い液膜を形成することができ、基板のパーティクル汚染を抑制できる。

なお、「パーティクル」とは、微小な異物粒子のことをいい、一般的には数ナノメートル以下の径を有する微粒子を指す。
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の処理液供給ユニットと、この処理液供給ユニットと処理対象の基板とを相対的に移動させることによって、前記基板表面における処理領域を変更する処理領域変更手段（１２，３４）とを含む、基板処理装置である。

この構成によれば、処理液供給ユニットと処理対象の基板とを相対移動させて、基板表面における処理領域を変更するので、大型の基板であっても基板の全面に処理を行うことができる。
また、処理液供給ユニットと処理対象の基板との相対移動は、処理液供給ユニットおよび処理対象の基板の何れか一方を移動させ、他方を固定してもよいし、処理液供給ユニットおよび処理対象の基板を共に移動させてもよい。

また、多孔質膜は、可撓性であるので、処理液供給ユニットと処理対象の基板とを相対的に移動させる際に、基板姿勢が崩れたり基板の撓みが生じたりして基板が多孔質膜に衝突しても、多孔質膜が変形して衝撃を吸収するので、基板が破損するおそれはない。
請求項８記載の発明は、前記支持部材および多孔質膜が、処理対象の基板と前記処理液供給ユニットとの相対移動方向（Ｘ１）と交差する交差方向（Ｚ１）に延びた長尺形状の処理液吐出ヘッド（１５，１７，４３，４５）を形成している、請求項７記載の基板処理装置である。

この場合、請求項９記載の発明のように、前記処理液供給ユニットが、前記相対移動方向に並んで配置された複数の前記処理液吐出ヘッドを備えていることが好ましい。
この構成によれば、交差方向に延びた長尺形状の処理液吐出ヘッドを用いることにより、交差方向における基板処理の均一性を向上することができる。すなわち、多孔質膜は可撓性であるので、基板の搬送時に基板の姿勢が崩れたり、基板に撓みが生じた場合でも、多孔質膜が変形して、多孔質膜と基板との間に一定の膜厚の液膜を形成することができる。これにより、交差方向における基板処理の均一性を向上することができる。また、複数の処理液吐出ユニットを相対移動方向に並べて配置することにより、相対移動方向における基板処理の均一性を向上することができる。

請求項１０記載の発明は、前記処理液ヘッドは、その長手方向（Ｚ１）が前記相対移動方向に直交する方向に対して所定の傾斜角（Ａ１）で傾斜した状態で配置されている、請求項８または９記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理対象の基板が基板処理装置内に進入する際に、処理液によって基板に急激な応力が加わることを抑制し、装置内に基板をスムーズに進入させることができる。

請求項１１記載の発明は、前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を上方に向けて配置されており、この多孔質膜の上に処理対象基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、多孔質膜が上方に向けて配置されており、この多孔質膜の上に処理対象基板が配置されているので、処理液供給ユニットによって、液膜を介して基板を非接触で支持し、基板の下面に処理を行うことができる。これにより、処理液供給ユニットが基板の支持を行うので、別の基板支持手段を設けなくてもよい。また、基板を非接触で支持するので、基板の清浄度を向上することができる。

この場合、基板の上面に気体を供給して、基板の上面に一定の圧力を均一に加える上面気体供給手段を設けてもよい。これにより、基板の姿勢を安定させることができる。また、処理液供給ユニットと基板の下面との間液膜の膜厚をより均一化できるので、基板の下面により均一な処理を行うことができる。
基板の上面に気体を供給する上面気体供給手段としては、前記処理液供給ユニットと同様の構成を用いることができる。すなわち、支持体に柔軟な多孔質膜（たとえば樹脂材料を展伸して作製されたもの）を固定し、支持体と多孔質膜との間に気体室を形成した気体供給ユニットを下方に向けて配置し、気体室に気体を供給することによって、多孔質膜を介して基板上面に気体を供給すればよい。

請求項１２記載の発明は、前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を下方に向けて配置されており、この多孔質膜の下に処理対象基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、下方に向けられた多孔質膜を透過した処理液によって液膜が形成され、この液膜に基板の上面が接液されて処理が行われる。

この場合、基板の下面に気体を供給して、基板の下面に一定の圧力を均一に加える下面気体供給手段を設けてもよい。これにより、基板の姿勢を安定させることができる。また、処理液供給ユニットと基板の上面との間に一定の膜厚の液膜を形成し、基板の上面に均一な処理を行うことができる。
基板の下面に気体を供給する下面気体供給手段としては、前述のような上面気体供給手段と同様の構成のものを、多孔質膜を上方に向けて用いるようにすればよい。これにより、気体を介して基板を非接触で支持することができ、基板が異物によって汚染されることを低減することができる。

請求項１３記載の発明は、前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を上方に向けて配置される下側処理液供給ユニット（１４，２６，１４０）と、前記多孔質膜を下方に向けて配置される上側処理液供給ユニット（１３，２５，１３０）とを含み、前記下側処理液供給ユニットおよび上側処理液供給ユニットの間に、処理対象の基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、下側処理液供給ユニットおよび上側処理液供給ユニットの間に、処理対象の基板が配置されるので、下側処理液供給ユニットによって基板が液膜を介して支持され、基板の上面および下面が非接触で処理される。これにより、基板の清浄度を向上することができる。また、処理対象の基板の上面および下面に均一な処理を行うことができる。

請求項１４記載の発明は、前記処理液供給ユニットは、第１の処理液を処理対象の基板に供給する第１処理液供給ユニット（３）と、第２の処理液を処理対象の基板に供給する第２処理液供給ユニット（４）とを含み、前記第１処理液供給ユニットおよび第２処理液供給ユニットは、処理対象の基板と前記処理液供給ユニットとの相対移動方向に関してずれて配置されている、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、相対移動方向に関してずれて配置された第１処理液供給ユニットと第２処理液供給ユニットとによって、処理対象の基板にそれぞれの処理液に応じた処理を行うことができる。
第１処理液供給ユニットおよび第２処理液供給ユニットは、処理対象の基板に対して同種の処理を行ってもよいし、それぞれ異なる種類の処理を行ってもよい。すなわち、第１の処理液および第２の処理液は、同種の処理液であってもよいし、異なる種類の処理液であってもよい。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を示す図解的な正面図であり、図２は、その図解的な平面図である。
この基板処理装置１は、たとえば基板サイズが２２００×２６００ｍｍの液晶表示装置用矩形ガラス基板２（以下、単に「基板２」という。）に対して、薬液や洗浄液等の処理液を供給して処理を行うための装置であり、基板２に薬液を供給する薬液供給ユニット３と、基板２に洗浄液を供給する洗浄液供給ユニット４と、基板２に乾燥空気を供給する空気供給ユニット５とを備える。

これら薬液供給ユニット３、洗浄液供給ユニット４および空気供給ユニット５は、ハウジング６内に収容されており、基板２の搬送方向Ｘ１（この実施形態では水平方向）に沿って、薬液供給ユニット３、洗浄液供給ユニット４、空気供給ユニット５の順に配置されている。また、空気供給ユニット５と薬液供給ユニット３および洗浄液供給ユニット４とは、隔壁７によって隔てられており、この隔壁７によって、薬液および洗浄液が空気供給ユニット５内に侵入することを抑制している。

処理対象の基板２は、ハウジング６の側面に形成された基板搬入口８から搬入され、各ユニット３，４，５によって所定の処理が行われた後、基板搬入口８と反対側のハウジング６の側面に形成された基板排出口９から排出される。この基板搬入口８および基板排出口９には、それぞれに対応する入口シャッター１０および出口シャッター１１が設けられており、入口シャッター１０および出口シャッター１１には、それぞれ入口シャッター駆動機構および出口シャッター駆動機構が接続されている。入口シャッター１０および出口シャッター１１は、それぞれ入口シャッター駆動機構および出口シャッター駆動機構によって上下動され、これにより、基板搬入口８および基板排出口９が開閉するようになっている。

また、ハウジング６内には、基板２の搬送路の両側に沿って複数の搬送ローラ１２が設けられており、処理対象の基板２は、この搬送ローラ１２によってハウジング６内を搬送される。具体的には、複数の搬送ローラ１２は、それぞれ鉛直方向に沿う円柱状をなしており、たとえば、各ユニット３，４，５間やハウジング６と薬液供給ユニット３および空気供給ユニット５との間に設けられている。また、複数の搬送ローラ１２は、基板２を幅方向Ｙ１に挟んで対向する対をなすように配置されている。ハウジング６内に搬送された基板２は、この複数対の搬送ローラ１２によって両側端面が挟持され、この複数の搬送ローラ１２がローラ駆動源によって回転駆動されることにより、基板２がハウジング６内を搬送される。これにより、処理対象の基板２は、各ユニット３，４，５に対して相対移動して基板表面の処理領域が変更される。

薬液供給ユニット３は、基板２に薬液を供給して、基板２に薬液による処理を行うためのものであり、上側から基板２に薬液を供給する上側薬液供給ユニット１３と、下側から基板２に薬液を供給する下側薬液供給ユニット１４とを含む。これら上側薬液供給ユニット１３および下側薬液供給ユニット１４は、互いに所定間隔をあけて上下方向に対向するように配置されており、上側薬液供給ユニット１３および下側薬液供給ユニット１４間で処理対象の基板２が搬送されるようになっている。なお、薬液は、処理液として、界面活性剤を含むアルカリ水溶液や、リン酸と酢酸の混合液であるエッチング液が使用される。

上側薬液供給ユニット１３は、複数（たとえば、２つ）の上側薬液吐出ヘッド１５と、上側薬液吐出ヘッド１５を覆う上側用カバー１６とを有する。また、下側薬液供給ユニット１４は、複数（たとえば、２つ）の下側薬液吐出ヘッド１７と、下側薬液吐出ヘッド１７を覆う下側用カバー１８とを有する。
上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７は、それぞれ薬液供給路１９を介して薬液供給源２０と連通されており、薬液供給路１９には、上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７にそれぞれ対応する一対の圧力調節弁２１が介装されている。この一対の圧力調節弁２１によって、薬液供給源２０から上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７に供給される薬液の圧力を独立に調節することができる。

また、上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７は、それぞれ、支持部材２２と、この支持部材２２に固定された可撓性の多孔質膜２３とを有する。上側薬液吐出ヘッド１５は、多孔質膜２３を下方に向けて配置されており、下側薬液吐出ヘッド１７は、多孔質膜２３を上方に向けて配置されている。
支持部材２２および多孔質膜２３は、図２に示すように、基板２の搬送方向Ｘ１と交差する水平方向に延びている。すわなち、支持部材２２および多孔質膜２３は、長尺形状をなし、その長手方向Ｚ１は、搬送方向Ｘ１に直交する方向に対して所定の傾斜角Ａ１（たとえば、−３０〜＋３０度）で傾斜して配置されている。

また、複数の上側薬液吐出ヘッド１５は、基板２の搬送方向Ｘ１に並んで配置されており、上側薬液供給ユニット１３の基板２の搬送方向Ｘ１に沿う長さＤ１は、たとえば１００〜３００ｍｍにされている。同様に、複数の下側薬液吐出ヘッド１７も、基板２の搬送方向Ｘ１に並んで配置されており、下側薬液供給ユニット１４の基板２の搬送方向Ｘ１に沿う長さＤ２は、たとえば１００〜３００ｍｍにされている。

上側用カバー１６および下側用カバー１８は、それぞれ上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７から吐出された薬液を回収するためのものであり、各薬液吐出ヘッド１５，１７を覆い、多孔質膜２３が基板２に対向できるようにされている。また、上側用カバー１６および下側用カバー１８は、それぞれ薬液回収路３９を介して図示しない薬液回収タンクと連通されており、薬液回収路３９には、たとえばポンプ等の薬液回収駆動源２４が介装されている。この薬液回収駆動源２４によって上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７から吐出された薬液を薬液回収タンクに回収することができる。

洗浄液供給ユニット４は、薬液供給ユニット３によって基板２に供給された薬液や、基板２に付着するパーティクル等の異物を洗浄して除去するためのものであり、上側から基板２に洗浄液を供給する上側洗浄液供給ユニット２５と、下側から基板２に洗浄液を供給する下側洗浄液供給ユニット２６とを含む。これら上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６は、互いに所定間隔をあけて上下方向に対向するように配置されており、上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６間で処理対象の基板２が搬送されるようになっている。

上側洗浄液供給ユニット２５は、複数（たとえば、２つ）の上側洗浄液吐出ヘッド４３と、上側洗浄液吐出ヘッド４３を覆う上側用カバー４４とを有する。また、下側洗浄液供給ユニット２６は、複数（たとえば、２つ）の下側洗浄液吐出ヘッド４５と、下側洗浄液吐出ヘッド４５を覆う下側用カバー４６とを有する。
上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５は、それぞれ洗浄液供給路４７を介して洗浄液供給源４０と連通されており、洗浄液供給路４７には、上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５にそれぞれ対応する一対の圧力調節弁２１が介装されている。この一対の圧力調節弁２１によって、洗浄液供給源４０から上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５に供給される薬液の圧力を独立に調節することができる。なお、洗浄液は、処理液として、純水や炭酸水等が使用される。

また、上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５は、それぞれ、前記支持部材２２と、この支持部材２２に固定された可撓性の前記多孔質膜２３とを有する。上側洗浄液吐出ヘッド４３は、多孔質膜２３を下方に向けて配置されており、下側洗浄液吐出ヘッド４５は、多孔質膜２３を上方に向けて配置されている。
上側用カバー４４および下側用カバー４６は、それぞれ上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５から吐出された洗浄液を回収するためのものであり、各洗浄液吐出ヘッド４３，４５を覆い、多孔質膜２３が基板２に対向できるようにされている。また、上側用カバー４４および下側用カバー４６は、それぞれ洗浄液回収路４８を介して図示しない洗浄液回収タンクと連通されており、洗浄液回収路４８には、たとえばポンプ等の洗浄液回収駆動源３２が介装されている。この洗浄液回収駆動源３２によって上側洗浄液吐出ヘッド４３および下側洗浄液吐出ヘッド４５から吐出された洗浄液を洗浄液回収タンクに回収することができる。

空気供給ユニット５は、薬液供給ユニット３および洗浄液供給ユニット４による処理が行われた基板２に乾燥空気を供給して、基板２を乾燥させるためのものであり、上側から基板２に乾燥空気を供給する上側空気供給ユニット２７と、下側から基板２に乾燥空気を供給する下側空気供給ユニット２８とを含む。これら上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８は、互いに所定間隔をあけて上下方向に対向するように配置されており、上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８間で処理対象の基板２が搬送されるようになっている。

上側空気供給ユニット２７は、単一の上側空気吐出ヘッド４９と、上側空気吐出ヘッド４９を覆う上側用カバー５０とを有する。また、下側空気供給ユニット２８は、単一の下側空気吐出ヘッド５１と、下側空気吐出ヘッド５１を覆う下側用カバー５２とを有する。
上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１は、それぞれ空気供給路５３を介して空気供給源４１と連通されており、空気供給路５３には、上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１にそれぞれ対応する一対の圧力調節弁２１が介装されている。この一対の圧力調節弁２１によって、空気供給源４１から上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１に供給される乾燥空気の圧力を独立に調節することができる。

また、上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１は、それぞれ、前記支持部材２２と、この支持部材２２に固定された可撓性の前記多孔質膜２３とを有する。上側空気吐出ヘッド４９は、多孔質膜２３を下方に向けて配置されており、下側空気吐出ヘッド５１は、多孔質膜２３を上方に向けて配置されている。
上側用カバー５０および下側用カバー５２は、それぞれ上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１から吐出された乾燥空気を回収するためのものであり、各空気吐出ヘッド４９，５０を覆い、多孔質膜２３が基板２に対向できるようにされている。また、上側用カバー５０および下側用カバー５２は、それぞれ空気回収路５４を介して図示しない空気回収タンクと連通されており、空気回収路５４には、たとえばポンプ等の空気回収駆動源３３が介装されている。この空気回収駆動源３３によって上側空気吐出ヘッド４９および下側空気吐出ヘッド５１から吐出された空気を空気回収タンクに回収することができる。

図３は、前記基板処理装置１の制御に関する構成を示すブロック図である。基板処理装置１は、基板処理装置１の動作を制御する制御装置４２を備えている。この制御装置４２には、入口シャッター駆動機構３０、出口シャッター駆動機構３１、薬液供給源２０、洗浄液供給源４０、空気供給源４１、薬液回収駆動源２４、洗浄液回収駆動源３２、空気回収駆動源３３およびローラ駆動源３４が電気的に接続されており、制御装置が、これらの機構および駆動源を制御することにより、基板２の処理が行われる。

図４は、上側薬液供給ユニット１３および下側薬液供給ユニット１４の基板２の搬送方向Ｘ１に直交する切断面における図解的な断面図である。
上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７に備えられた支持部材２２は、断面略Ｕ字状の剛体からなり、それぞれ薬液供給路１９と連通されている。
上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７に備えられた多孔質膜２３は、フィルタ材料などとして使用される機能膜（より具体的には、樹脂材料を展伸して作製した多孔質膜）からなり、基板２の製造工程で問題となるパーティクル等の異物は通過させないが、流体を通過させることができる濾過特性を有するものである。具体的には、孔径が０．１〜５μｍの微孔質膜等であり、膜厚が１０〜３００μｍ程度の可撓性を有するシート体である。また、本実施形態の上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７では、孔径が０．１〜５μｍの多孔質膜２３が用いられている。これらの微孔は、多孔質膜２３の全面に均一に形成されている。

また、多孔質膜２３は、たとえば親水化の表面処理を行うことにより、液体のみを通過させ、気体の通過を阻止するようにされている。これにより、液体中に混在する数マイクロメートル程度の大きさの気泡の通過を阻止することができる。
多孔質膜２３は、支持部材２２に固定されており、支持部材２２との間に薬液室３５が形成されている。具体的には、多孔質膜２３の縁部は、支持部材２２の側面の上縁部に、たとえば超音波溶着によって、固定されており、多孔質膜２３と支持部材２２との間に薬液室３５が形成されている。多孔質膜２３は、薬液供給路１９を除いて、薬液室３５を閉塞するように支持部材２２に固定されている。

したがって、薬液室３５には、薬液供給路１９を介して薬液供給源２０から薬液が供給され、薬液室３５が薬液によって満たされる。さらに、薬液室３５内の薬液は、多孔質膜２３を膨満させ、さらに多孔質膜２３に形成された微孔を通過して薬液室３５の外部に流出する。この流出した薬液によって、多孔質膜２３の周辺に均一な膜厚の液膜３６が形成される。処理対象の基板２は、この液膜３６に接液されて処理が行われる。すなわち、処理対象の基板２の上面は、上側薬液吐出ヘッド１５によって形成された液膜３６に接液されて処理が行われ、処理対象の基板２の下面は、下側薬液吐出ヘッド１７によって形成された液膜３６に接液されて処理が行われる。

これにより、液膜３６を基板２に接液させて基板処理を行うので、処理液が基板２に与える衝撃を低減し、基板２に形成されたパターンへのダメージを抑制することができる。
薬液回収路３９を介する薬液回収流量は、多孔質膜２３と基板２の表面との間に液膜３６を保持するのに必要十分な値に制御される。これにより、液膜３６が破れることがなく、また、薬液はほとんどこぼれ落ちることなく回収される。これにより、薬液消費量を低減できる。

また、多孔質膜２３を透過して形成された液膜３６は、多孔質膜２３の近傍では流速が大きいが、多孔質膜２３から所定距離（たとえば、数ミリメートル）離れると、流速が極端に低下するため、処理液の雰囲気中への飛散を抑制することができる。これにより、処理液の消費量を一層低減することができる。また、液膜３６の膜厚は、数ミリメートル程度であるので、基板２と上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７との距離を短縮して（たとえば、０．５ｍｍ以下）、基板処理装置１の小型化を図ることができる。

さらに、処理対象の基板２の下面には、下側薬液吐出ヘッド１７からの薬液によって一定の圧力が均一に加えられ、基板２は、複数の下側薬液吐出ヘッド１７によって液膜３６を介して非接触で支持されている。そして、処理対象の基板２の上面には、上側薬液吐出ヘッド１５からの薬液によって一定の圧力が均一に加えられ、上側薬液吐出ヘッド１５と基板２の上面とは非接触にされている。これにより、上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７から基板２に異物が移動して、基板２が汚染されることを抑制することができる。

また、上側薬液吐出ヘッド１５および下側薬液吐出ヘッド１７からの薬液によって、基板２の上面および下面に一定の圧力が加えられ、多孔質膜２３は可撓性を有するので、たとえば基板２に撓みが生じていたり、基板２の各部の板厚が不均一であったりする場合でも、多孔質膜２３が変形して、多孔質膜２３と基板２との間に一定の膜厚の液膜３６を維持することができる。これにより、基板処理の均一性を向上することができる。また、可撓性の多孔質膜２３を用いることにより、基板２の搬送中に基板２の姿勢が崩れて、基板２が多孔質膜２３に衝突しても基板２が破損することはない。

また、多孔質膜２３には、前記微孔が多孔質膜２３の全面に均一に形成されているので、処理能力の高い新しい薬液が、多孔質膜２３の全面から均一に供給される。これにより、これにより、基板２の接液部分には、安定して新しい薬液が均一に供給され、基板処理の均一性および安定性を向上することができる。さらに、多孔質膜２３は、大量生産が容易であるので、コスト安価である。

また、多孔質膜２３は、薬液中の異物および気泡の通過を阻止することができるので、極めて清浄度が高く、残存ガスの少ない液膜３６が形成される。これにより、基板２の汚染および残存ガスによる基板処理の均一性の低下を抑制することができる。
また、支持部材２２は、薬液室３５内の気泡を薬液室３５外に排出するための気泡排出路３７とそれぞれ連通されている。これにより、気泡が薬液室３５に蓄積されないので、処理対象の基板２に薬液を円滑に供給することができる。したがって、多孔質膜２３と基板２との間に安定して液膜３６を形成することができ、高品質な基板処理を行うことができる。

上側薬液供給ユニット１３に備えられた上側用カバー１６は、各上側薬液吐出ヘッド１５を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、各上側薬液吐出ヘッド１５に対応する複数の薬液回収路３９と連通されている。また、上側用カバー１６は、各上側薬液吐出ヘッド１５に近接して配置されており、上側用カバー１６の内部には、薬液回収路３９を介して薬液回収駆動源２４の吸引力が与えられている。これにより、上側薬液吐出ヘッド１５から吐出された薬液は、薬液回収駆動源２４の吸引力によって吸引され、薬液回収タンクに回収される。したがって、上側薬液吐出ヘッド１５から吐出された薬液が、基板２の上面に広がって、基板処理の均一性を低下させることを抑制できる。

下側薬液供給ユニット１４に備えられた下側用カバー１８は、複数の下側薬液吐出ヘッド１７を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、複数の下側薬液吐出ヘッド１７に対応する薬液回収路３９と連通されている。下側用カバー１８も、上側用カバー１６と同様に、薬液回収路３９を介して薬液回収駆動源２４の吸引力が与えられ、下側薬液吐出ヘッド１７から吐出された薬液は、薬液回収タンクに回収される。

なお、図４においては、薬液供給ユニット３の上側薬液供給ユニット１３および下側薬液供給ユニット１４について説明したが、洗浄液供給ユニット４の上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６も、基板２に洗浄液を供給することを除いて、薬液供給ユニット３と同様の構成を有する。
すなわち、上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６に備えられた支持部材２２は、断面略Ｕ字状の剛体からなり、それぞれ洗浄液供給路４７と連通されている。また、支持部材２２は、気泡を排出するための気泡排出路３７と連通されている。

上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６に備えられた多孔質膜２３は、フィルタ材料などとして使用される機能膜からなり、基板２の製造工程で問題となるパーティクル等の異物は通過させないが、流体を通過させることができる濾過特性を有するものである。また、本実施形態の上側洗浄液供給ユニット２５および下側洗浄液供給ユニット２６では、孔径が０．１〜５μｍの多孔質膜２３が用いられており、多孔質膜２３は、たとえば親水化の表面処理を行うことにより、液体のみを通過させ、気体の通過を阻止するようにされている。

多孔質膜２３は、支持部材２２に固定されており、支持部材２２との間に洗浄液室５５が形成されている。この洗浄液室５５には、洗浄液供給路４７を介して洗浄液供給源４０から洗浄液が供給され、洗浄液室５５内の洗浄液は、多孔質膜２３を透過して多孔質膜２３の周辺に均一な膜厚の液膜３６を形成する。薬液供給ユニット３から洗浄液供給ユニット４に搬送されてきた基板２は、この液膜３６に接液されて処理が行われる。

上側洗浄液供給ユニット２５に備えられた上側用カバー４４は、各上側洗浄液吐出ヘッド４３を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、各上側洗浄液吐出ヘッド４３に対応する複数の洗浄液回収路４８と連通されている。また、上側用カバー４４は、各上側洗浄液吐出ヘッド４３に近接して配置されており、上側用カバー４４の内部には、洗浄液回収路４８を介して洗浄液回収駆動源３２の吸引力が与えられている。これにより、上側洗浄液吐出ヘッド４３から吐出された洗浄液は、洗浄液回収タンクに回収される。

下側洗浄液供給ユニット２６に備えられた下側用カバー４６は、複数の下側洗浄液吐出ヘッド４５を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、複数の下側洗浄液吐出ヘッド４５に対応する洗浄液回収路４８と連通されている。下側用カバー４６も、上側用カバー４４と同様に、洗浄液回収路４８を介して洗浄液回収駆動源３２の吸引力が与えられ、下側洗浄液吐出ヘッド４５から吐出された洗浄液は、洗浄液回収タンクに回収される。

また、空気供給ユニット５の上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８も、基板２に乾燥空気を供給することと、上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８に空気吐出ヘッド４９，５１がそれぞれ１つしか備えられていないこととを除いて、薬液供給ユニット３と同様の構成を有する。
すなわち、上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８に備えられた支持部材２２は、断面略Ｕ字状の剛体からなり、それぞれ空気供給路５３と連通されている。

上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８に備えられた多孔質膜２３は、フィルタ材料などとして使用される機能膜からなり、基板２の製造工程で問題となるパーティクル等の異物は通過させないが、流体を通過させることができる濾過特性を有するものである。また、本実施形態の上側空気供給ユニット２７および下側空気供給ユニット２８では、孔径が０．０５〜２μｍの多孔質膜２３が用いられている。

多孔質膜２３は、支持部材２２に固定されており、支持部材２２との間に空気室５６が形成されている。この空気室５６には、空気供給路５３を介して空気供給源４１から乾燥空気が供給され、空気室５６内の乾燥空気は、多孔質膜２３を透過して多孔質膜２３の周辺に吐出される。洗浄液供給ユニット４から空気供給ユニット５に搬送されてきた基板２は、この多孔質膜２３から吐出された乾燥空気によって乾燥される。

上側空気供給ユニット２７に備えられた上側用カバー５０は、上側空気吐出ヘッド４９を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、空気回収路５４と連通されている。また、上側用カバー５０は、上側空気吐出ヘッド４９に近接して配置されており、上側用カバー５０の内部には、空気回収路５４を介して空気回収駆動源３３の吸引力が与えられている。これにより、上側空気吐出ヘッド４９から吐出された空気は、空気回収タンクに回収される。

下側空気供給ユニット２８に備えられた下側用カバー５２は、下側空気吐出ヘッド５１を、多孔質膜２３が基板２と対向できるように覆っており、下側空気吐出ヘッド５１に対応する空気回収路５４と連通されている。下側用カバー５２も、上側用カバー５０と同様に、空気回収路５４を介して空気回収駆動源３３の吸引力が与えられ、下側空気吐出ヘッド５１から吐出された空気は、空気回収タンクに回収される。

図５は、上側薬液供給ユニット１３０および下側薬液供給ユニット１４０の他の構成例を示す基板２の搬送方向Ｘ１に直交する切断面における図解的な断面図である。この図５において、前述の図４等に示された各部と同等の構成部分については、図４等と同一の参照符号を付して示す。また、前述の図１を再び参照する。
なお、以下においては、薬液供給ユニット３の上側薬液供給ユニット１３０および下側薬液供給ユニット１４０について説明するが、同一の構成を洗浄液供給ユニット４および空気供給ユニット５に適用してもよい。

この図５の構成における図４の構成との主要な相違点は、複数の上側薬液吐出ヘッド１５および複数の下側薬液吐出ヘッド１７のそれぞれに対応するカバー３８が備えられており、それぞれのカバー３８に、薬液回収路３９が連通されていることにある。
この実施形態においても、前記の実施形態と同様に、薬液が多孔質膜２３を通過して、液膜３６が形成され、この液膜３６によって基板２の処理が行われる。また、複数の上側薬液吐出ヘッド１５および複数の下側薬液吐出ヘッド１７は、それぞれに対応するカバー３８によって覆われているので、薬液の回収率を向上することができる。さらに、それぞれのカバー３８は、互いに独立して設けられているので、各薬液吐出ヘッド１５，１７およびその薬液吐出ヘッド１５，１７に対応するカバー３８を、任意の位置に配置することができる。すなわち、各薬液吐出ヘッド１５，１７間の間隔や、薬液吐出ヘッド１５，１７の長手方向Ｚ１の基板２の搬送方向Ｘ１に直交する方向に対する傾斜角Ａ１を任意に設定して、基板処理装置１を小型化することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。例えば、前記の実施形態では、基板２を搬送する搬送手段として、基板２の両側端面を挟持する搬送ローラ１２による搬送機構の例について説明したが、搬送手段は、基板２の後端をプッシャピンによって押すプッシャピン機構でもよく、また、基板２の幅方向Ｙ１に延びる搬送ローラによって、基板２の上下面を挟持して搬送するローラ機構であってもよい。

また、前記の実施形態では、薬液供給ユニット３、洗浄液供給ユニット４および空気供給ユニット５の３つの処理ユニットを備える基板処理装置１の例について説明したが、基板処理装置は、３つ以上の処理ユニットを備えていてもよい。たとえば、前記３つの処理ユニットに加え、薬液供給ユニットおよび洗浄液供給ユニットをさらに設け、基板の搬送方向に沿って薬液供給ユニット、洗浄液供給ユニット、薬液供給ユニット、洗浄液供給ユニット、空気供給ユニットの順に配置してもよい。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な正面図である。 前記基板処理装置の図解的な平面図である。 前記基板処理装置の制御に関する構成を示すブロック図である。 上側薬液供給ユニットおよび下側薬液供給ユニットの基板の搬送方向に直交する切断面における図解的な断面図である。 上側薬液供給ユニットおよび下側薬液供給ユニットの他の構成例を示す基板の搬送方向に直交する切断面における図解的な断面図である。

符号の説明

２ 基板
３ 薬液供給ユニット（第１処理液供給ユニット）
４ 洗浄液供給ユニット（第２処理液供給ユニット）
１２ 搬送ローラ（処理領域変更手段の一部）
１３，１３０ 上側薬液供給ユニット（上側処理液供給ユニット）
１４，１４０ 下側薬液供給ユニット（下側処理液供給ユニット）
１６，４４ 上側用カバー（処理液回収機構の一部）
１５ 上側薬液吐出ヘッド（処理液吐出ヘッド）
１７ 下側薬液吐出ヘッド（処理液吐出ヘッド）
１８，４６ 下側用カバー（処理液回収機構の一部）
２２ 支持部材
２３ 多孔質膜
２４ 薬液回収駆動源（処理液回収機構の一部）
２５ 上側洗浄液供給ユニット（上側処理液供給ユニット）
２６ 下側洗浄液供給ユニット（下側処理液供給ユニット）
３２ 洗浄液回収駆動源（処理液回収機構の一部）
３４ ローラ駆動源（処理領域変更手段の一部）
３５ 薬液室（処理液室）
３６ 液膜
３７ 気泡排出路
３８ カバー（処理液回収機構の一部）
３９ 薬液回収路（処理液供給路）
４３ 上側用洗浄液吐出ヘッド（処理液吐出ヘッド）
４５ 下側用洗浄液吐出ヘッド（処理液吐出ヘッド）
４７ 洗浄液供給路（処理液供給路）
５５ 洗浄液室（処理液室）
Ａ１ 所定の傾斜角
Ｘ１ 相対移動方向
Ｚ１ 長手方向（交差方向）

Claims (14)

1. 支持部材と、
   この支持部材に固定されて当該支持部材との間に処理液室を形成し、この処理液室に供給される処理液を外部に通過させる可撓性の多孔質膜と、
   前記処理液室に連通し、この処理液室に処理液を導く処理液供給路とを含み、
   この多孔質膜と処理対象の基板との間に前記多孔質膜を透過した処理液による液膜を形成し、この液膜に前記基板を接液させて当該基板を処理する処理液供給ユニット。
2. 前記多孔質膜を透過して前記液膜を形成した処理液を回収する処理液回収機構をさらに含む、請求項１記載の処理液供給ユニット。
3. 前記多孔質膜は、前記処理液供給路から供給される処理液を通過させる一方で、前記処理液室内に生じる気泡の通過を阻止する膜である、請求項１または２記載の処理液供給ユニット。
4. 前記処理液室に連通し、この処理液室内の気泡を当該処理液室外に排出させる気泡排出路をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理液供給ユニット。
5. 前記多孔質膜は、孔径が１０μｍ以下の膜である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理液供給ユニット。
6. 前記多孔質膜は、前記処理液供給路から供給される処理液を通過させる一方で、パーティクルの通過を阻止する濾過特性を有するフィルタ膜である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理液供給ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の処理液供給ユニットと、
   この処理液供給ユニットと処理対象の基板とを相対的に移動させることによって、前記基板表面における処理領域を変更する処理領域変更手段とを含む、基板処理装置。
8. 前記支持部材および多孔質膜が、処理対象の基板と前記処理液供給ユニットとの相対移動方向と交差する交差方向に延びた長尺形状の処理液吐出ヘッドを形成している、請求項７記載の基板処理装置。
9. 前記処理液供給ユニットが、前記相対移動方向に並んで配置された複数の前記処理液吐出ヘッドを備えている、請求項８記載の基板処理装置。
10. 前記処理液ヘッドは、その長手方向が前記相対移動方向に直交する方向に対して所定の傾斜角で傾斜した状態で配置されている、請求項８または９記載の基板処理装置。
11. 前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を上方に向けて配置されており、この多孔質膜の上に処理対象基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
12. 前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を下方に向けて配置されており、この多孔質膜の下に処理対象基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
13. 前記処理液供給ユニットは、前記多孔質膜を上方に向けて配置される下側処理液供給ユニットと、前記多孔質膜を下方に向けて配置される上側処理液供給ユニットとを含み、前記下側処理液供給ユニットおよび上側処理液供給ユニットの間に、処理対象の基板が配置される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
14. 前記処理液供給ユニットは、第１の処理液を処理対象の基板に供給する第１処理液供給ユニットと、第２の処理液を処理対象の基板に供給する第２処理液供給ユニットとを含み、
    前記第１処理液供給ユニットおよび第２処理液供給ユニットは、処理対象の基板と前記処理液供給ユニットとの相対移動方向に関してずれて配置されている、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の基板処理装置。

Images