JP2009081257A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理の状況に応じて、処理液による処理の均一性を向上させることも、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させることもできる基板処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板処理装置１は、内槽１１の内側へ向けて処理液を吐出して内槽１１の内部に比較的高速の液流を形成する吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２と、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに向けて処理液を吐出して内槽１１の内部に比較的低速の液流を形成する吐出ノズル１５１，１５２とを備える。基板処理装置１は、処理の状況に応じてこれらの吐出ノズルを使い分けることにより、処理液による処理の均一性を向上させたい要求と、内槽１１の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させたい要求とを、共に満足させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の平板状の基板を処理液中に浸漬することにより、基板に対して洗浄・エッチング等の処理を行う基板処理装置に関する。

基板の製造工程においては、処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬することにより基板の処理を行う基板処理装置が使用されている。図９は、従来の基板処理装置１００の構成例を示した図である。図９に示したように、従来の基板処理装置１００は、処理液を貯留する処理槽１１０を備えており、処理槽１１０の底部に配置された一対の吐出ノズル１１３から処理液を吐出しつつ処理槽１１０の上部から処理液をオーバーフローさせ、処理槽１１０内に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させることにより、基板Ｗの処理を行う。

特に、いわゆるワンバス方式の基板処理装置では、吐出ノズル１１３からエッチング液、洗浄液、純水等の複数種類の処理液を順次に吐出する。そして、これらの複数種類の処理液を処理槽１１０の内部に順次に貯留することにより、基板Ｗに対して複数種類の処理を順次に行う。

このような従来の基板処理装置の構成は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００７−３６１８９号公報

ワンバス方式の基板処理装置では、エッチング処理を行うときのように、基板Ｗに対して均一に処理を行いたいときと、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させたいときとがある。基板Ｗに対して均一に処理を行うためには、処理槽の内部に比較的高速の液流を形成し、処理槽の内部に貯留された処理液の濃度を均一化させることが望ましい。一方、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させるためには、処理槽の内部に比較的低速の液流を形成し、処理槽の上部から処理液を押し出すようにして排出することが望ましい。

しかしながら、従来の基板処理装置では、上記のように、一対の吐出ノズル１１３から処理槽１１０の内部に処理液を吐出する構成となっていた。このため、処理の状況に応じて処理槽１１０の内部に異なる液流を形成することは難しく、処理液による処理の均一性を向上させたいという要求と、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させたいという要求とを、共に満足させることはできなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理の状況に応じて、処理液による処理の均一性を向上させることも、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させることもできる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、処理液中に基板を浸漬することにより基板の処理を行う基板処理装置であって、内部に処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の内側へ向けて処理液を吐出する第１吐出手段と、前記処理槽の内側から前記処理槽の内壁面へ向けて処理液を吐出する第２吐出手段と、前記処理槽の上部からオーバーフローした処理液を排出する排出手段と、前記処理槽の内部と前記処理槽の上方位置との間で基板を昇降移動させる移動手段と、処理の進行状況に応じて前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の動作を個別に制御する制御手段と、を備え、前記第２吐出手段から吐出される処理液は、前記処理槽の前記内壁面に衝突することにより、前記第１吐出手段から吐出される処理液よりも低速の液流を前記処理槽の内部に形成することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記第２吐出手段は、前記処理槽の前記内壁面に形成された凹部に向けて処理液を吐出することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記第１吐出手段は、前記処理槽の底部付近に配置された第１ノズルと、前記処理槽の上部付近に配置された第２ノズルとを有し、前記第２吐出手段は、前記処理槽の底部付近において前記第１ノズルより上方に配置された第３ノズルを有することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記第１ノズル、前記第２ノズル、および前記第３ノズルは、いずれも、前記処理槽の内部において基板が浸漬される領域を挟んで一対に配置されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液は、基板に対してエッチング処理を行うエッチング液と、その他の処理を行う非エッチング液とを含み、前記制御手段は、前記処理槽の内部に前記エッチング液を供給するときには、前記第１吐出手段から前記エッチング液を吐出させることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記処理槽の内部に貯留された処理液に含まれる前記エッチング液成分の濃度又は処理液の比抵抗値を計測する計測手段を更に備え、前記制御手段は、前記処理槽の内部に貯留された前記エッチング液を前記非エッチング液に置換するときには、前記第１吐出手段から前記非エッチング液を吐出させ、前記計測手段の計測値が所定の値に到達すると、前記第１吐出手段からの前記非エッチング液の吐出を停止させるとともに前記第２吐出手段からの前記非エッチング液の吐出を行うことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御手段は、前記処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に置換するときには、前記第１吐出手段からの前記他の処理液の吐出と、前記第２吐出手段からの前記他の処理液の吐出とを、交互に行うことを特徴とする。

請求項１〜７に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理槽の内側へ向けて処理液を吐出する第１吐出手段と、処理槽の内側から処理槽の内壁面へ向けて処理液を吐出する第２吐出手段とを備え、処理の進行状況に応じて第１吐出手段および第２吐出手段の動作を個別に制御する。このため、処理液による処理の均一性を向上させたいときには、第１吐出手段を使用して処理槽の内部に高速の液流を形成し、処理槽内の処理液の濃度を均一化させることができる。また、処理槽内の処理液を他の処理液に効率よく置換したいときには、第２吐出手段を使用して処理槽の内部に低速の液流を形成し、処理槽から処理液を効率よく排出することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、第２吐出手段は、処理槽の内壁面に形成された凹部に向けて処理液を吐出する。このため、第２吐出手段から吐出された処理液を処理槽の内側へ向けて良好に進行させることができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、第１吐出手段は、処理槽の底部付近に配置された第１ノズルと、処理槽の上部付近に配置された第２ノズルとを有し、第２吐出手段は、処理槽の底部付近において第１ノズルより上方に配置された第３ノズルを有する。このため、第１吐出手段から処理槽の内部に処理液を均等に吐出することができるとともに、第２吐出手段から処理槽の底部付近に処理液を吐出することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、第１ノズル、第２ノズル、および第３ノズルは、いずれも、処理槽の内部において基板が浸漬される領域を挟んで一対に配置されている。このため、処理槽の内部に浸漬された基板の近傍に、偏りのない処理液の流れを形成することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、制御手段は、処理槽の内部にエッチング液を供給するときには、第１吐出手段からエッチング液を吐出させる。このため、処理槽の内部においてエッチング液成分の濃度を均一化させ、基板の主面においてエッチング処理を均一に進行させることができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、処理槽の内部に貯留された処理液に含まれるエッチング液成分の濃度又は処理液の比抵抗値を計測する計測手段を更に備え、制御手段は、処理槽の内部に貯留されたエッチング液を非エッチング液に置換するときには、第１吐出手段から非エッチング液を吐出させ、計測手段の計測値が所定の値に到達すると、第１吐出手段からの非エッチング液の吐出を停止させるとともに第２吐出手段からの非エッチング液の吐出を行う。このため、処理槽の内部にエッチング液成分がある程度残存している間は、第１吐出手段から処理液を吐出し、エッチング液成分の濃度を均一化させることができる。また、処理槽の内部からエッチング液成分がある程度排出された後は、第２吐出手段から処理液を吐出し、残存するエッチング液成分を処理槽から効率よく排出させることができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、制御手段は、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に置換するときには、第１吐出手段からの他の処理液の吐出と、第２吐出手段からの他の処理液の吐出とを、交互に行う。このため、基板の近傍に滞留する処理液の成分を攪拌させつつ、処理液を効率よく置換させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を、基板Ｗの主面と平行な平面で切断した縦断面図である。図２は、基板処理装置１を、基板Ｗの主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。図１および図２には、装置内の各部の位置関係を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が示されている。また、図３は、基板処理装置１が有する制御系や給排液系の構成を示した図である。以下では、図１〜図３を参照しつつ、基板処理装置１の構成について説明する。

この基板処理装置１は、処理槽１０の内部に純水、希フッ酸、純水、ＳＣ−１液、純水、ＳＣ−２液、および純水（以下、これらの各液体およびこれらの混合液を総称して「処理液」という）を順次に貯留するとともに、これらの処理液中に複数枚の基板（以下、単に「基板」という）Ｗを浸漬することにより、基板Ｗに対して洗浄・エッチング等の処理を行う装置である。図１〜図３に示したように、基板処理装置１は、主として、処理液を貯留するための処理槽１０と、基板Ｗを保持しつつ上下に搬送するためのリフタ２０と、処理槽１０に処理液を供給するための処理液供給部３０と、処理槽１０から処理液を排出するための処理液排出部４０と、装置内の各部の動作を制御するための制御部５０とを備えている。

処理槽１０は、石英あるいは耐薬性の樹脂により構成された貯留容器である。処理槽１０は、処理液を貯留してその内部に基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の外周部に形成された外槽１２とを有している。内槽１１は、基板Ｗが浸漬された状態において基板Ｗの下方に位置する底壁１１１と、基板Ｗの側方に位置する側壁１１２ａ〜１１２ｄとを有しており、内槽１１の上部は開放されている。

内槽１１の内部には、内槽１１の内側へ向けて処理液を吐出する４本の吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２と、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂへ向けて処理液を吐出する２本の吐出ノズル１５１，１５２とが設けられている。吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２は、いずれも基板Ｗの配列方向に沿って水平に配置された中空管状の部材であり、各吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２には、それぞれの吐出方向に応じて複数の吐出口が等間隔に形成されている。

吐出ノズル１３１，１３２は、内槽１１の上部付近（処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも高い位置）に配置され、基板Ｗを挟んで対向する一対の側壁１１２ａ，１１２ｂに沿って水平に固定されている。各吐出ノズル１３１，１３２には、内槽１１の内側やや下方へ向けて処理液を吐出する複数の吐出口１３１ａ，１３２ａが形成されている。複数の吐出口１３１ａ，１３２ａのＸ軸方向の位置は、処理槽１０内における隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。吐出ノズル１３１，１３２に処理液が供給されると、吐出ノズル１３１，１３２の複数の吐出口１３１ａ，１３２ａから内槽１１の内部における基板Ｗの浸漬位置に向けて処理液が吐出される。

吐出ノズル１４１，１４２は、内槽１１の底部付近（処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも低い位置）に配置され、基板Ｗを挟んで対向する一対の側壁１１２ａ，１１２ｂに沿って水平に固定されている。各吐出ノズル１４１，１４２には、内槽１１の内側やや上方へ向けて処理液を吐出する複数の吐出口１４１ａ，１４２ａと、底壁１１１に沿って内槽１１の内側へ向けて処理液を吐出する複数の吐出口１４１ｂ，１４２ｂとが形成されている。複数の吐出口１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂのＸ軸方向の位置は、処理槽１０内における隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。吐出ノズル１４１，１４２に処理液が供給されると、吐出ノズル１４１，１４２の複数の吐出口１４１ａ，１４２ａから内槽１１の内部における基板Ｗの浸漬位置に向けて処理液が吐出されるとともに、吐出ノズル１４１，１４２の複数の吐出口１４１ｂ，１４２ｂから内槽１１の底部中央位置に向けて処理液が吐出される。

吐出ノズル１５１，１５２は、内槽１１の底部付近の吐出ノズル１４１，１４２よりも上方位置に配置され、基板Ｗを挟んで対向する一対の側壁１１２ａ，１１２ｂに沿って水平に固定されている。各吐出ノズル１５１，１５２には、一対の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に向けて処理液を吐出する複数の吐出口１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂが形成されている。溝部１６は、それぞれ上部テーパ面１６ａと下部テーパ面１６ｂとを有し、全体として内槽１１の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝となっている。吐出口１５１ａおよび吐出口１５２ａは、溝部１６の上部テーパ面１６ａに向けられており、吐出口１５１ｂおよび吐出口１５２ｂは、溝部１６の下部テーパ面１６ｂに向けられている。また、複数の吐出口１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂのＸ軸方向の位置は、処理槽１０内における隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。吐出ノズル１５１，１５２に処理液が供給されると、吐出ノズル１５１，１５２の複数の吐出口１５１ａ，１５２ａから溝部１６の上部テーパ面１６ａに向けて処理液が吐出されるとともに、吐出ノズル１５１，１５２の複数の吐出口１５１ｂ，１５２ｂから溝部１６の下部テーパ面１６ｂに向けて処理液が吐出される。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出された処理液は、溝部１６の上部テーパ面１６ａおよび下部テーパ面１６ｂに衝突し、上部テーパ面１６ａおよび下部テーパ面１６ｂに沿って拡散しつつ内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。拡散された処理液は、太くかつ低速な液流となって内槽１１の底部中央位置に到達し、更に、内槽１１の上方へ向きを変えてゆっくりと上昇する。このように、側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６は、吐出ノズル１５１，１５２から吐出された処理液の流れの向きを内槽１１の内側へ向ける整流手段としての役割を果たすとともに、吐出ノズル１５１，１５２から吐出された処理液を拡散させてその流れを低速化させる役割を果たす。

基板処理装置１は、これらの吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２から内槽１１の内部に処理液を吐出させることにより、内槽１１の内部に処理液を貯留することができる。内槽１１の上部まで処理液が貯留されると、処理液は、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。

また、内槽１１の内部には、処理液の比抵抗値を計測するための比抵抗計１７が設けられている。比抵抗計１７は、一対の金属電極を有しており、当該金属電極間の電気抵抗を計測することにより、処理液の比抵抗値を計測する。比抵抗計１７は、後述する処理液の置換処理の際に、処理槽１０の内部に貯留された処理液の比抵抗値を計測し、取得された比抵抗値の情報を制御部５０に送信する。なお、比抵抗計１７は、金属電極中に温度センサを内蔵し、所定温度における比抵抗値の換算値を制御部５０に送信するものであってもよい。

リフタ２０は、基板Ｗを保持しつつ内槽１１の内部と処理槽１０の上方位置との間で基板Ｗを昇降移動させるための搬送機構である。リフタ２０は、基板Ｗの配列方向にのびる３本の保持棒２１を有しており、各保持棒２１には複数の保持溝２１ａが刻設されている。基板Ｗは、その周縁部を保持溝２１ａに嵌合させた状態で３本の保持棒２１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ２０は、モータやボールネジ等を組み合わせた公知の機構により構成される駆動部２２と接続されている。駆動部２２を動作させるとリフタ２０は上下に移動し、基板Ｗは、内槽１１の内部の浸漬位置（図１，図２の状態）と、処理槽１０の上方の引き上げ位置との間で搬送される。

処理液供給部３０は、上記の吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２へ処理液を供給するための配管系である。図３に示したように、処理液供給部３０は、処理液供給源３１、主配管３２、分岐配管３３ａ，３３ｂ、および開閉弁３４ａ，３４ｂを有している。

処理液供給源３１は、フッ酸供給源３１１、水酸化アンモニウム供給源３１２、塩酸供給源３１３、過酸化水素供給源３１４、および純水供給源３１５を有している。フッ酸供給源３１１、水酸化アンモニウム供給源３１２、塩酸供給源３１３、過酸化水素供給源３１４、および純水供給源３１５は、それぞれ開閉弁３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅを介して主配管３２に流路接続されている。また、主配管３２の下流側の端部は分岐配管３３ａおよび分岐配管３３ｂに接続されており、分岐配管３３ａ，３３ｂの経路途中には、それぞれ開閉弁３４ａ，３４ｂが介挿されている。分岐配管３３ａの下流側は更に４本に分岐してそれぞれ吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２に接続されている。また、分岐配管３３ｂの下流側は更に２本に分岐してそれぞれ吐出ノズル１５１，１５２に接続されている。

処理液供給源３１において、開閉弁３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを閉鎖するとともに開閉弁３５ａ，３５ｅを開放すると、フッ酸供給源３１１からのフッ酸と、純水供給源３１５からの純水とが、所定の割合で混合されて希フッ酸が生成され、生成された希フッ酸が主配管３２へ供給される。希フッ酸は、基板Ｗに対してエッチング処理を行うためのエッチング液として機能する。

また、処理液供給源３１において、開閉弁３５ａ，３５ｃを閉鎖するとともに開閉弁３５ｂ，３５ｄ，３５ｅを開放すると、水酸化アンモニウム供給源３１２からの水酸化アンモニウムと、過酸化水素供給源３１４からの過酸化水素と、純水供給源３１５からの純水とが、所定の割合で混合されてＳＣ−１液が生成され、生成されたＳＣ−１液が主配管３２へ供給される。ＳＣ−１液は、基板Ｗに対して薬液洗浄処理（非エッチング処理）を行うための洗浄液として機能する。

また、処理液供給源３１において、開閉弁３５ａ，３５ｂを閉鎖するとともに開閉弁３５ｃ，３５ｄ，３５ｅを開放すると、塩酸供給源３１３からの塩酸と、過酸化水素供給源３１４からの過酸化水素と、純水供給源３１５からの純水とが、所定の割合で混合されてＳＣ−２液が生成され、生成されたＳＣ−２液が主配管３２へ供給される。ＳＣ−２液は、基板Ｗに対して薬液洗浄処理（非エッチング処理）を行うための洗浄液として機能する。

また、処理液供給源３１において、開閉弁３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを閉鎖するとともに開閉弁３５ｅを開放すると、純水供給源３１５からの純水のみが主配管３２へ供給される。

また、このようにして処理液供給源３１から供給される希フッ酸、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、又は純水は、開閉弁３４ａ，３４ｂの開閉状態を切り替えることにより、分岐配管３３ａ又は分岐配管３３ｂに供給される。すなわち、開閉弁３４ｂを閉鎖して開閉弁３４ａを開放すると、処理液供給源３１から供給された希フッ酸、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、又は純水が、分岐配管３３ａを通って吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２へ送給され、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２の複数の吐出口１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂから内槽１１の内部に吐出される。また、開閉弁３４ａを閉鎖して開閉弁３４ｂを開放すると、処理液供給源３１から供給された希フッ酸、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、又は純水が、配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ送給され、吐出ノズル１５１，１５２の複数の吐出口１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂから内槽１１の内部に吐出される。

処理液排出部４０は、外槽１２から処理液を回収し、回収した処理液を排液ラインへ排出させるための配管系である。図３に示したように、処理液排出部４０は、配管４１を有している。配管４１の上流側の端部は外槽１２に接続されており、配管４１の下流側の端部は工場内の排液ラインに接続されている。このため、外槽１２へオーバーフローした処理液は、外槽１２から配管４１を通って排液ラインへ排出される。

制御部５０は、基板処理装置１の各部の動作を制御するためのコンピュータ装置である。制御部５０は、上記の比抵抗計１７、駆動部２２、および開閉弁３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅと電気的に接続されている。制御部５０は、比抵抗計１７からの計測値を受信し、当該計測値や予めインストールされたプログラムに従って上記の駆動部２２および開閉弁３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅの動作を制御することにより、基板Ｗの処理を進行させる。

＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の基板処理装置１において基板Ｗを処理するときの動作について、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

この基板処理装置１において基板Ｗの処理を行うときには、まず、開閉弁３４ａを閉鎖するとともに開閉弁３４ｂを開放した状態で、処理液供給源３１から純水を供給する。処理液供給源３１から供給された純水は、主配管３２および分岐配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ流入し、吐出ノズル１５１，１５２から内槽１１の内部へ吐出される。これにより、純水は、内槽１１の内部に徐々に貯留され、やがて内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする（ステップＳ１）。外槽１２へオーバーフローした純水は、配管４１を通って排液ラインへ排出される。

次に、所定の搬送機構により他装置から搬送されてきた基板Ｗが、処理槽１０の上方位置において待機するリフタ２０上に載置される。リフタ２０上に基板Ｗが載置されると、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を降下させる。これにより、内槽１１の内部に貯留された純水中に基板Ｗが浸漬される（ステップＳ２）。

続いて、基板処理装置１は、開閉弁３４ｂを閉鎖するとともに開閉弁３４ａを開放する。そして、処理液供給源３１から、純水に代えて希フッ酸を供給する。処理液供給源３１から供給された希フッ酸は、主配管３２および分岐配管３３ａを通って吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２へ流入し、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から内槽１１の内部へ吐出される。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部に希フッ酸を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部を純水から希フッ酸に徐々に置換する（ステップＳ３）。

純水から希フッ酸への置換が開始されると、基板Ｗの主面近傍に供給されたフッ酸成分により、基板Ｗのエッチング処理が開始される。ここで、希フッ酸は、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から内槽１１の内側へ向けて吐出され、図６に示したように、内槽１１の内部に比較的高速の液流を形成する。このため、内槽１１の内部に供給されたフッ酸成分は、内槽１１の内部全体に大きく攪拌される。したがって、純水から希フッ酸への置換の途中においても、常に、内槽１１の内部においてフッ酸成分の濃度は均一化され、基板Ｗの主面全体に均一にエッチング処理が行われる。

純水から希フッ酸への置換が完了した後も、基板処理装置１は、必要に応じて吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの希フッ酸の吐出を継続する。内槽１１に貯留された希フッ酸の中に浸漬された基板Ｗは、引き続きエッチング処理を受ける（ステップＳ４）。

続いて、基板処理装置１は、内槽１１の内部を希フッ酸から純水に置換する（ステップＳ５）。以下では、ステップＳ５における希フッ酸から純水への置換処理の詳細な手順について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。

内槽１１の内部を希フッ酸から純水に置換するときには、まず、基板処理装置１は、開閉弁３４ｂの閉鎖状態および開閉弁３４ａの開放状態を維持しつつ、処理液供給源３１から純水を供給する。処理液供給源３１から供給された純水は、主配管３２および分岐配管３３ａを通って吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２へ流入し、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から内槽１１の内部へ吐出される（ステップＳ５１）。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部に純水を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部を希フッ酸から純水に徐々に置換する。

ここで、希フッ酸から純水への置換の初期段階では、内槽１１の内部に残存するフッ酸成分により基板Ｗのエッチング処理が依然として進行する。基板処理装置１は、このような置換の初期段階においては、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から純水を吐出し、図６に示したように、内槽１１の内部に比較的高速の液流を形成する。これにより、内槽１１の内部に残存するフッ酸成分は、内槽１１の内部全体に大きく攪拌され、基板Ｗの主面全体において均一にエッチング処理が行われる。

希フッ酸から純水への置換が進行すると、内槽１１の内部に貯留された処理液中のフッ酸成分の濃度は徐々に低下する。そして、フッ酸成分濃度の低下に伴い、比抵抗計１７の計測値は徐々に上昇する。基板処理装置１は、比抵抗計１７の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ１に到達したかどうか連続的に監視する（ステップＳ５２）。ここで、基準値ｒ１は、処理液中のフッ酸成分により基板Ｗに対するエッチング処理が実質的に進行しなくなるような処理液の比抵抗値であり、事前の実験等に基づいて制御部５０に設定されている。

基板処理装置１は、比抵抗計１７の計測値が上記の基準値ｒ１に到達すると、開閉弁３４ａを閉鎖するとともに開閉弁３４ｂを開放する。これにより、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの純水の吐出を停止して、吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出を開始する（ステップＳ５３）。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出された純水は、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に衝突して拡散し、内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。このため、内槽１１の内部では、図７に示したように、内槽１１の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１１の内部に残存するフッ酸成分は、低速な純水の液流に押し出されるようにして内槽１１の上部から外槽１２へ排出され、内槽１１の内部において純水への置換が効率よく進行する。

基板処理装置１は、引き続き比抵抗計１７の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ２に到達したかどうかを連続的に監視する（ステップＳ５３）。ここで、基準値ｒ２は、処理液中のフッ酸成分がほぼ完全に排出され、内槽１１の内部がほぼ完全に純水に置換されたと判断できるような処理液の比抵抗値であり、予め制御部５０に設定されている。そして、比抵抗計１７の比抵抗値が基準値ｒ２に到達すると、後続のステップＳ６へ移行する。

図４に戻る。基板処理装置１は、比抵抗計１７の計測値が上記の基準値ｒ２に到達した後も、必要に応じて吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出を継続する。これにより、内槽１１に貯留された純水の中に浸漬された基板Ｗは、純水によるリンス処理を受ける（ステップＳ６）。

続いて、基板処理装置１は、開閉弁３４ａの閉鎖状態および開閉弁３４ｂの開放状態を維持しつつ、処理液供給源３１からＳＣ−１液を供給する。処理液供給源３１から供給されたＳＣ−１液は、主配管３２および分岐配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ流入し、吐出ノズル１５１，１５２から内槽１１の内部へ吐出される。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部にＳＣ−１液を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部を純水からＳＣ−１液に徐々に置換する（ステップＳ７）。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出されたＳＣ−１液は、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に衝突して拡散し、内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。このため、内槽１１の内部では、図７に示したように、内槽１１の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１１の内部の純水は、低速なＳＣ−１液の液流に押し出されるようにして内槽１１の上部から外槽１２へ排出され、内槽１１の内部において純水からＳＣ−１液への置換が効率よく進行する。

純水からＳＣ−１液への置換が完了した後も、基板処理装置１は、必要に応じて吐出ノズル１５１，１５２からのＳＣ−１液の吐出を継続する。これにより、内槽１１に貯留されたＳＣ−１液の中に浸漬された基板Ｗは、ＳＣ−１液による薬液洗浄処理を受ける（ステップＳ８）。

続いて、基板処理装置１は、開閉弁３４ａの閉鎖状態および開閉弁３４ｂの開放状態を維持しつつ、処理液供給源３１から純水を供給する。処理液供給源３１から供給された純水は、主配管３２および分岐配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ流入し、吐出ノズル１５１，１５２から内槽１１の内部へ吐出される。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部に純水を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部をＳＣ−１液から純水に徐々に置換する（ステップＳ９）。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出された純水は、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に衝突して拡散し、内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。このため、内槽１１の内部では、図７に示したように、内槽１１の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１１の内部のＳＣ−１液は、低速な純水の液流に押し出されるようにして内槽１１の上部から外槽１２へ排出され、内槽１１の内部においてＳＣ−１液から純水への置換が効率よく進行する。

ＳＣ−１液から純水への置換が完了した後も、基板処理装置１は、必要に応じて吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出を継続する。これにより、内槽１１に貯留された純水の中に浸漬された基板Ｗは、純水によるリンス処理を受ける（ステップＳ１０）。

続いて、基板処理装置１は、開閉弁３４ａの閉鎖状態および開閉弁３４ｂの開放状態を維持しつつ、処理液供給源３１からＳＣ−２液を供給する。処理液供給源３１から供給されたＳＣ−２液は、主配管３２および分岐配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ流入し、吐出ノズル１５１，１５２から内槽１１の内部へ吐出される。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部にＳＣ−２液を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部を純水からＳＣ−２液に徐々に置換する（ステップＳ１１）。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出されたＳＣ−２液は、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に衝突して拡散し、内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。このため、内槽１１の内部では、図７に示したように、内槽１１の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１１の内部の純水は、低速なＳＣ−２液の液流に押し出されるようにして内槽１１の上部から外槽１２へ排出され、内槽１１の内部において純水からＳＣ−２液への置換が効率よく進行する。

純水からＳＣ−２液への置換が完了した後も、基板処理装置１は、必要に応じて吐出ノズル１５１，１５２からのＳＣ−２液の吐出を継続する。これにより、内槽１１に貯留されたＳＣ−２液の中に浸漬された基板Ｗは、ＳＣ−２液による薬液洗浄処理を受ける（ステップＳ１２）。

続いて、基板処理装置１は、開閉弁３４ａの閉鎖状態および開閉弁３４ｂの開放状態を維持しつつ、処理液供給源３１から純水を供給する。処理液供給源３１から供給された純水は、主配管３２および分岐配管３３ｂを通って吐出ノズル１５１，１５２へ流入し、吐出ノズル１５１，１５２から内槽１１の内部へ吐出される。基板処理装置１は、このように内槽１１の内部に純水を供給しつつ、内槽１１の上部から外槽１２へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１１の内部をＳＣ−２液から純水に徐々に置換する（ステップＳ１３）。

吐出ノズル１５１，１５２から吐出された純水は、内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに形成された溝部１６に衝突して拡散し、内槽１１の内側へ向きを変えて進行する。このため、内槽１１の内部では、図７に示したように、内槽１１の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１１の内部のＳＣ−２液は、低速な純水の液流に押し出されるようにして内槽１１の上部から外槽１２へ排出され、内槽１１の内部においてＳＣ−２液から純水への置換が効率よく進行する。

ＳＣ−２液から純水への置換が完了した後も、基板処理装置１は、必要に応じて吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出を継続する。これにより、内槽１１に貯留された純水の中に浸漬された基板Ｗは、純水によるリンス処理を受ける（ステップＳ１４）。

その後、基板処理装置１は、駆動部２２を動作させてリフタ２０を上昇させることにより、内槽１１の内部から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ１５）。以上をもって、基板処理装置１は、一組の基板Ｗに対する処理を終了する。

本実施形態の基板処理装置１は、内槽１１の内部においてエッチング処理を均一に進行させたいとき（上記のステップＳ２〜Ｓ５２）には、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から処理液を吐出して内槽１１の内部に比較的高速の液流を形成する。このため、内槽１１の内部においてフッ酸成分を攪拌し、フッ酸成分の濃度を均一化させることができる。また、本実施形態の基板処理装置１は、内槽１１の内部に貯留された処理液を効率よく置換したいとき（上記のステップＳ５３〜Ｓ１４）には、吐出ノズル１５１，１５２から処理液を吐出して内槽１１の内部に比較的低速の液流を形成する。このため、内槽１１から処理液を効率よく排出させることができる。このように、本実施形態の基板処理装置１は、処理の状況に応じて吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２と吐出ノズル１５１，１５２とを使い分けることにより、内槽１１の内部において処理を均一化させたい要求と、内槽１１の内部に貯留された処理液を効率よく置換させたい要求とを、いずれも満足させることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記のステップＳ５３では、吐出ノズル１５１，１５２のみから純水を吐出させていたが、このステップＳ５３の動作を図８に示したステップＳ５３１〜Ｓ５３３の動作に置き換えてもよい。すなわち、比抵抗計１７の計測値が基準値ｒ１に到達した後、吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出（ステップＳ５３１）と、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの純水の吐出（ステップＳ５３２）と、吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出とを順次に行うようにしてもよい。

このように、吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出と吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの純水の吐出とを交互に行えば、基板Ｗの表面やリフタ２０の部材表面の近傍に滞留するフッ酸成分を吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２から吐出される純水で攪拌しつつ、フッ酸成分を効率よく排出することができる。吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出と、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの純水の吐出とは、例えば１０〜２０秒程度ずつ行えばよく、その繰り返し回数は、図８の例に限定されるものではない。但し、希フッ酸から純水への置換を良好に完了させるために、最後は吐出ノズル１５１，１５２からの純水の吐出を行うことが望ましい。また、後続のステップＳ６〜Ｓ１４においても、同じように吐出ノズル１５１，１５２からの処理液の吐出と、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２からの処理液の吐出とを交互に繰り返し行うようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、内槽１１の上部付近に吐出ノズル１３１，１３２を配置するとともに内槽１１の底部付近に吐出ノズル１４１，１４２を配置し、吐出ノズル１４１，１４２の上方近傍位置に吐出ノズル１５１，１５２を配置していたが、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２は、必ずしもこのような位置関係でなくてもよい。例えば、吐出ノズル１４１，１４２よりも下方に吐出ノズル１５１，１５２を配置してもよい。

また、上記の実施形態では、吐出ノズル１５１，１５２は内槽１１の側壁１１２ａ，１１２ｂに向けて処理液を吐出していたが、内槽１１の底壁１１１に向けて処理液を吐出するようにしてもよい。すなわち、吐出ノズル１５１，１５２は、内槽１１のいずれかの内壁面向けて処理液を吐出するものであればよい。吐出ノズル１５１，１５２から吐出された処理液を受ける内槽１１の内壁面には、上記の実施形態のように溝部１６が形成されていることが望ましいが、溝部１６が形成されていなくても、吐出ノズル１５１，１５２から吐出された処理液を拡散させて内槽１１の内部に低速の液流を形成することは可能である。

また、上記の実施形態では、吐出ノズル１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２に形成された吐出口１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂの開口径については特に言及していなかったが、吐出口１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの開口径は、例えば、０．７０ｍｍ〜１．０ｍｍ程度（例えば、０．８５ｍｍ）とすればよく、吐出口１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂの開口径は、例えば、０．８０ｍｍ〜１．５０ｍｍ程度（例えば、１．１０ｍｍ）とすればよい。各吐出口１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂの開口径は、全て同じであってもよいが、吐出口１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの開口径よりも吐出口１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂの開口径をやや大きくすれば、内槽１１の内部に形成される液流の速度の差をより大きくすることができる。

また、上記の実施形態では、溝部１６は、一対のテーパ面１６ａ，１６ｂにより構成される断面Ｖ字形状の溝であったが、溝部１６の形状は、曲面形状（半筒状）等の他の形状であってもよい。

また、上記の実施形態では、処理液として希フッ酸、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、および純水を使用していたが、本発明の基板処理装置は、他の処理液を使用して基板Ｗの処理を行うものであってもよい。また、本発明は、半導体基板を処理対象とする基板処理装置だけではなく、液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板等の種々の基板を処理対象とする基板処理装置に適用することができる。

基板処理装置を、基板の主面と平行な平面で切断した縦断面図である。 基板処理装置を、基板の主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。 基板処理装置の制御系や給排液系の構成を示した図である。 基板処理装置の動作の手順を示したフローチャートである。 希フッ酸から純水への置換処理の手順を示したフローチャートである。 吐出ノズルから内槽の内側へ向けて処理液を吐出する様子を示した図である。 吐出ノズルから内槽の側壁へ向けて処理液を吐出する様子を示した図である。 変形例に係る処理液の置換処理の手順を示したフローチャートである。 従来の基板処理装置の構成例を示した図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１１２ａ〜１１２ｄ 側壁
１２ 外槽
１３１，１３２，１４１，１４２，１５１，１５２ 吐出ノズル
１３１ａ，１３２ａ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂ 吐出口
１６ 溝部
１７ 比抵抗計
２０ リフタ
３０ 処理液供給部
３１ 処理液供給源
４０ 処理液排出部
５０ 制御部
Ｗ 基板

Claims (7)

1. 処理液中に基板を浸漬することにより基板の処理を行う基板処理装置であって、
   内部に処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽の内側へ向けて処理液を吐出する第１吐出手段と、
   前記処理槽の内側から前記処理槽の内壁面へ向けて処理液を吐出する第２吐出手段と、
   前記処理槽の上部からオーバーフローした処理液を排出する排出手段と、
   前記処理槽の内部と前記処理槽の上方位置との間で基板を昇降移動させる移動手段と、
   処理の進行状況に応じて前記第１吐出手段および前記第２吐出手段の動作を個別に制御する制御手段と、
   を備え、
   前記第２吐出手段から吐出される処理液は、前記処理槽の前記内壁面に衝突することにより、前記第１吐出手段から吐出される処理液よりも低速の液流を前記処理槽の内部に形成す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であって、
   前記第２吐出手段は、前記処理槽の前記内壁面に形成された凹部に向けて処理液を吐出することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記第１吐出手段は、前記処理槽の底部付近に配置された第１ノズルと、前記処理槽の上部付近に配置された第２ノズルとを有し、
   前記第２吐出手段は、前記処理槽の底部付近において前記第１ノズルより上方に配置された第３ノズルを有することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
   前記第１ノズル、前記第２ノズル、および前記第３ノズルは、いずれも、前記処理槽の内部において基板が浸漬される領域を挟んで一対に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記処理液は、基板に対してエッチング処理を行うエッチング液と、その他の処理を行う非エッチング液とを含み、
   前記制御手段は、前記処理槽の内部に前記エッチング液を供給するときには、前記第１吐出手段から前記エッチング液を吐出させることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
   前記処理槽の内部に貯留された処理液に含まれる前記エッチング液成分の濃度又は処理液の比抵抗値を計測する計測手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記処理槽の内部に貯留された前記エッチング液を前記非エッチング液に置換するときには、前記第１吐出手段から前記非エッチング液を吐出させ、前記計測手段の計測値が所定の値に到達すると、前記第１吐出手段からの前記非エッチング液の吐出を停止させるとともに前記第２吐出手段からの前記非エッチング液の吐出を行うことを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記制御手段は、前記処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に置換するときには、前記第１吐出手段からの前記他の処理液の吐出と、前記第２吐出手段からの前記他の処理液の吐出とを、交互に行うことを特徴とする基板処理装置。

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