JP2009231579A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽の内部に形成される処理液の循環領域を狭小化して処理液の置換効率を向上させるとともに、複数枚の基板の間隙に処理液を良好に流入させる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】下段ノズル１４ｂの吐出孔１４１の向きを、底板１１ａの上面の法線Ｎに対して内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度θに設定する。これにより、吐出孔１４１から吐出された処理液の流圧が過度に低減されることはなく、また、内槽１１の内部において大きな処理液の循環領域ＣＡが形成されることもない。したがって、基板Ｗの間隙に処理液を良好に流入させつつ、内槽１１の内部の処理液を効率よく置換できる。
【選択図】図３

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および基板処理方法に関する。

半導体の製造工程では、処理槽に貯留された処理液中に複数枚の基板を浸漬することにより、複数枚の基板を一括処理するいわゆるバッチ式の基板処理装置が使用されている。図１９は、従来の基板処理装置の例を示した縦断面図である。図１９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と、処理槽１１０の内部において複数枚の基板Ｗを保持するリフタ１２０とを有する。基板処理装置１００は、処理槽１１０の底部に配置された一対のノズル１１４から処理液を処理槽１０内へ吐出し、処理槽１１０の上部から処理液をオーバーフローさせることにより、リフタ１２０に保持された複数枚の基板Ｗの表面に処理液を供給し、基板Ｗを処理する。

このようなバッチ式の基板処理装置については、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特開２００７−３６１８９号公報 特開２００７−２６６３６０号公報

従来の基板処理装置１００では、一対のノズル１１４から吐出された処理液は、処理槽１１０の中央付近で合流し、処理槽１１０の上方へ向かう液流Ｆ１となる。しかしながら、液流Ｆ１を構成する処理液は、全て処理槽１１０の上部へ到達する訳ではなく、そのうちの一部は側方から下方へ向きを変えて再び処理槽１１０の底部へ向かう液流Ｆ２となる。これにより、処理槽１１０の内部に処理液が循環する領域（循環領域）ＣＡが形成される。

このような循環領域ＣＡが大きいと、処理槽１１０から処理液を効率よく排出することが困難となり、パーティクルや排出すべき成分が処理槽１１０の内部に長時間滞留してしまう恐れがあった。

一方、バッチ式の基板処理装置１００では、リフタ１２０上に配列保持された複数枚の基板Ｗの間隙に、処理液を良好に流入させたいという要求もあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理槽の内部に形成される処理液の循環領域を狭小化して処理液の置換効率を向上させるとともに、複数枚の基板の間隙に処理液を良好に流入させる基板処理装置および基板処理方法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、処理液中に複数枚の基板を浸漬することにより、複数枚の基板を処理する基板処理装置であって、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽の内部において複数枚の基板を保持する保持部と、前記処理槽の底部の近傍に配置され、前記保持手段に保持される複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から前記処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する一対のノズルと、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処理液排出部と、を備え、前記複数の吐出孔の吐出の向きは、前記底板の上面の法線に対して前記処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度に設定されてい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、前記一対のノズルは、それぞれ、前記複数の吐出孔が形成された管状の部材であり、前記複数の吐出孔のそれぞれの開口径は、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であ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、前記一対のノズルは、前記処理槽の側壁に形成された凹部に沿って配置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記複数の吐出孔は、前記保持部に保持された複数枚の基板の間隙および両端部に配置された基板の外側に対応した位置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、前記保持部と複数枚の基板との当接箇所に向けて処理液を吐出する他の一対のノズルを更に備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、処理液中に複数枚の基板を浸漬することにより、複数枚の基板を処理する基板処理方法であって、処理槽の内部に貯留された処理液中に複数枚の基板を浸漬する第１工程と、前記処理槽の底部の近傍に複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から前記処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する第２工程と、を含み、前記第２工程では、前記底板の上面の法線に対して前記処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度で処理液を吐出することを特徴とする。

請求項１〜５に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽と、処理槽の内部において複数枚の基板を保持する保持部と、処理槽の底部の近傍に配置され、保持手段に保持される複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する一対のノズルと、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処理液排出部と、を備え、複数の吐出孔の吐出の向きは、底板の上面の法線に対して処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度に設定されている。このため、処理槽の内部に形成される処理液の循環領域が狭小化されて処理槽内において処理液の置換効率が向上し、また、複数枚の基板の間隙にも処理液が良好に流入する。

特に、請求項２に記載の発明によれば、一対のノズルは、それぞれ、複数の吐出孔が形成された管状の部材であり、複数の吐出孔のそれぞれの開口径は、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下である。このため、上流側の吐出孔における処理液の吐出圧と下流側の吐出孔における処理液の吐出圧との差が過度に大きくなることはなく、また、各吐出孔において処理液の大きな圧力損失が発生することもない。

特に、請求項３に記載の発明によれば、一対のノズルは、処理槽の側壁に形成された凹部に沿って配置されている。このため、ノズルと処理槽の側壁との間に処理液が滞留してしまうことを防止できる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、複数の吐出孔は、保持部に保持された複数枚の基板の間隙および両端部に配置された基板の外側に対応した位置に配置されている。このため、複数枚の基板のそれぞれに対して、処理液を良好に供給できる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、基板処理装置は、保持部と複数枚の基板との当接箇所に向けて処理液を吐出する他の一対のノズルを更に備える。このため、保持部と基板との当接箇所にパーティクルや排液すべき成分が滞留してしまうことを防止できる。

また、請求項６に記載の発明によれば、基板処理方法は、処理槽の内部に貯留された処理液中に複数枚の基板を浸漬する第１工程と、処理槽の底部の近傍に複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する第２工程と、を含み、第２工程では、底板の上面の法線に対して処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度で処理液を吐出する。このため、処理槽の内部に形成される処理液の循環領域が狭小化されて処理槽内において処理液の置換効率が向上し、また、複数枚の基板の間隙にも処理液が良好に流入する。

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に沿って切断した縦断面図である。図１には、基板処理装置１が備える制御系や給排液系の構成も模式的に示されている。また、図２は、基板処理装置１を、基板Ｗの主面と垂直な平面に沿って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。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は、それぞれ、基板Ｗの配列方向、基板Ｗの主面に沿った水平方向、および鉛直方向に相当する。

この基板処理装置１は、半導体ウエハである基板Ｗのフォトリソグラフィ工程において、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜（有機膜）を剥離する処理を行うための装置である。基板処理装置１は、硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）とを含む処理液を使用し、処理液中において硫酸と過酸化水素水とが反応することにより生成されるＣａｒｏ酸（Ｈ₂ＳＯ₅）の作用により、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜を分解して除去する。

図１および図２に示したように、基板処理装置１は、主として、処理液を貯留する処理槽１０と、複数枚の基板（以下、単に「基板」という。）Ｗを保持しつつ昇降させるリフタ２０と、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を処理槽１０に供給する処理液供給部３０と、処理槽１０から処理液を排出する処理液排出部４０と、装置内の各部の動作を制御する制御部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形成された貯留容器である。処理槽１０は、その内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の外縁部に形成された外槽１２とを有している。内槽１１は、処理液中に基板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板１１ａと、基板Ｗの側方に位置する側壁１１ｂ〜１１ｅとを有し、内槽１１の上部は開放されている。また、外槽１２は、内槽１１の側壁１１ｂ〜１１ｅの外側の面に沿って樋状に形成されている。

内槽１１の側壁１１ｂ〜１１ｅのうち、基板Ｗの配列方向に対して平行な一対の側壁１１ｂ，１１ｄは、その下端部（底板１１ａに接する部位）が外側へ向けて突出している。この突出により、側壁１１ｂ，１１ｄの下端部の内側の面には、基板Ｗの配列方向に沿ってのびる一対の凹部１３ｂ，１３ｄが形成されている。一対の凹部１３ａ，１３ｄは、それぞれ、内槽１１の内側へ向けて開いた、断面視において略Ｖ字形の溝となっている。

一対の凹部１３ｂ，１３ｄの近傍には、一対の管状のノズル（以下、「下段ノズル」という。）１４ｂ，１４ｄが設けられている。下段ノズル１４ｂ，１４ｄは、凹部１３ｂ，１３ｄに沿って（すなわち、基板Ｗの配列方向に沿って）水平に配置され、各下段ノズル１４ｂ，１４ｄには、基板Ｗの配列方向に沿って等間隔に配列された複数の吐出孔１４１が形成されている。

図２に示したように、下段ノズル１４ｂに形成された複数の吐出孔１４１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０に保持される基板Ｗの間隙および両端に配置される基板Ｗの外側に対応した位置となっている。また、図２には示されていないが、他方の下段ノズル１４ｄにおいても、複数の吐出孔１４１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０に保持される基板Ｗの間隙および両端に配置される基板Ｗの外側に対応した位置となっている。

図３および図４は、それぞれ、下段ノズル１４ｂ，１４ｄとその近傍の様子を示した拡大縦断面図である。図３および図４に示したように、下段ノズル１４ｂ，１４ｄに形成された吐出孔１４１の吐出の向きは、いずれも、下方向かつ内槽１１のやや内側方向に向けられている。このため、下段ノズル１４ｂ，１４ｄに供給された処理液は、吐出孔１４１から内槽１１の底板１１ａの上面に向けて吐出される。また、底板１１ａの上面に向けて吐出された処理液は、底板１１ａの上面に沿って拡散し、その後、リフタ２０に保持された基板Ｗへ向けて上方へ流れる。

なお、図３，図４には、それぞれ１つの吐出孔１４１のみが示されているが、下段ノズル１４ｂ，１４ｄに形成された他の吐出孔１４１も、同じように、下方向かつ内槽１１のやや内側方向に向けられている。

図１および図２に戻る。一対の下段ノズル１４ｂ，１４ｄの上方位置には、更に一対の管状のノズル（以下、「上段ノズル」という。）１５ｂ，１５ｄが設けられている。上段ノズル１５ｂ，１５ｄは、基板Ｗの配列方向に沿った水平姿勢で一対の側壁１１ｂ，１１ｄにそれぞれ固定されている。各上段ノズル１５ｂ，１５ｄには、基板Ｗの配列方向に沿って等間隔に配列された複数の吐出孔１５１が形成されている。

図２に示したように、上段ノズル１５ｂに形成された複数の吐出孔１５１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０に保持される基板Ｗの間隙および両端に配置される基板Ｗの外側に対応した位置となっている。また、図２には示されていないが、他方の上段ノズル１５ｄに形成された複数の吐出孔１５１のＸ軸方向の位置も、リフタ２０に保持される基板Ｗの間隙および両端に配置される基板Ｗの外側に対応した位置となっている。

また、図１に示したように、上段ノズル１５ｂ，１５ｄに形成された吐出孔１５１の吐出の向きは、いずれも、後述するリフタ２０の保持棒２１と基板Ｗの周縁部との当接位置付近に向けられている。

リフタ２０は、基板Ｗを保持しつつ内槽１１の内部と内槽１１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の配列方向に沿ってのびる３本の保持棒２１と、３本の保持棒２１が固定された背板２２とを有する。リフタ２０は、３本の保持棒２１に刻設された複数の溝（図示省略）に基板Ｗの周縁部を嵌合させた状態で、３本の保持棒２１上に基板Ｗを互いに平行に起立姿勢で保持する。

図２に示したように、リフタ２０は、背板２２に接続された昇降移動機構２３を有する。昇降移動機構２３は、例えば、モータとボールネジとを組み合わせた公知の機構を利用して実現できる。昇降移動機構２３を動作させると、背板２２、３本の保持棒２１、および３本の保持棒２１上に保持された基板Ｗが、一体として上下に移動する。これにより、基板Ｗは、内槽１１の内部の浸漬位置（図１，図２の位置）と内槽１１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、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を、下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄへ供給するための給液系である。図１に示したように、処理液供給部３０は、硫酸供給源３１と、過酸化水素水供給源３２と、配管３３ａ〜３３ｉと、開閉弁３４，３５とを有する。

硫酸供給源３１および過酸化水素水供給源３２は、それぞれ、配管３３ａおよび配管３３ｂを介して主配管３３ｃに流路接続されている。また、配管３３ａおよび配管３３ｂには、それぞれ開閉弁３４および開閉弁３５が介挿されている。一方、主配管３３ｃの下流側の端部は、配管３３ｄと配管３３ｅとに流路接続されている。更に、配管３３ｄの下流側の端部は、配管３３ｆおよび配管３３ｇを介してそれぞれ下段ノズル１４ｂおよび上段ノズル１５ｂに流路接続され、配管３３ｅの下流側の端部は、配管３３ｈおよび配管３３ｉを介してそれぞれ下段ノズル１４ｄおよび上段ノズル１５ｄに流路接続されている。

このような処理液供給部３０において、開閉弁３４および開閉弁３５を開放すると、硫酸供給源３１から供給される硫酸と、過酸化水素水供給源３２から供給される過酸化水素水とが、主配管３３ｃにおいて混合されて処理液が生成され、配管３３ｄ〜３３ｉを通って下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄへ処理液が供給される。そして、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの複数の吐出孔１４１および上段ノズル１５ｂ，１５ｄの複数の吐出孔１５１から、内槽１１の内部に処理液が吐出される。

下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄから吐出された処理液は、内槽１１の内部に貯留される。また、内槽１１の上部まで処理液が貯留された状態で、更に下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄから処理液が吐出されると、内槽１１の上部から処理液がオーバーフローし、オーバーフローした処理液が外槽１２へ回収される。

なお、下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄの各ノズルに供給される処理液の供給圧は、例えば、０．０５〜０．１ＭＰａ程度の値とされる。

処理液排出部４０は、外槽１２に貯留された処理液を、工場内の排液ラインへ排出させるための排液系である。図１に示したように、処理液排出部４０は、外槽１２と排液ラインとを繋ぐ配管４１と、配管４１に介挿された開閉弁４２とを有する。開閉弁４２を開放すると、外槽１２から配管４１を通って排液ラインへ、処理液が排出される。

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情報処理部である。制御部５０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータ装置により実現される。図１および図２に示したように、制御部５０は、昇降移動機構２３および開閉弁３４，３５，４２と電気的に接続されている。制御部５０は、予めインストールされたプログラムや種々の入力信号に従って上記の昇降移動機構２３および開閉弁３４，３５，４２に指令を与え、これら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．下段ノズルの吐出孔について＞
続いて、下段ノズル１４ｂ，１４ｄに形成された複数の吐出孔１４１について更に詳細に説明する。

図３および図４に示したように、下段ノズル１４ｂ，１４ｄに形成された複数の吐出孔１４１は、いずれも、下方向かつ内槽１１のやや内側方向に向けられている。ここで、仮に、吐出孔１４１の吐出の向きと、底板１１ａの上面の法線Ｎとがなす角度θが小さすぎると、吐出孔１４１から吐出された処理液は、底板１１ａの上面に対して垂直に近い角度で当たることとなる。このため、処理液の流れの圧力が大きく低減し、基板Ｗの間隙に処理液が流入しにくくなるという問題がある。一方、吐出孔１４１の吐出の向きと、底板１１ａの上面の法線Ｎとがなす角度θが大きすぎると、吐出孔１４１から吐出された処理液は、底板１１ａの上面に対して平行に近い角度で当たることとなる。このため、処理液の流れの圧力があまり低減されず、内槽１１の内部に比較的高速な処理液の流れが形成される。この場合には、高速な流れを構成する処理液の一部が内槽１１の内部において循環し、内槽１１の内部に比較的大きな処理液の循環領域ＣＡ（図８，図９参照）が形成されてしまうという問題がある。

この点について、本実施形態の基板処理装置１では、吐出孔１４１の向きが、底板１１ａの上面の法線Ｎに対して内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度θとなるように設定されている。このため、吐出孔１４１から吐出された処理液の流圧が過度に低減されることはなく、また、内槽１１の内部において大きな処理液の循環領域ＣＡが形成されることもない。したがって、本実施形態の基板処理装置１によれば、基板Ｗの間隙に処理液を良好に流入させつつ、内槽１１の内部の処理液を効率よく置換できる。

図５〜図９は、一対の下段ノズル１４ｂ，１４ｄの吐出孔１４１の角度θをそれぞれ−５０°，０°，２０°，５０°，７０°に設定したときの、内槽１１の内部における処理液の流れを示した図である。これらの各図は、汎用の熱流体解析ソフトウエアを使用したシミュレーションの結果を概略化して示したものである。図５〜図９を参照すると、内槽１１の内部に形成される処理液の循環領域ＣＡは、底板１１ａの法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θを大きくするほど大きくなり、底板１１ａの法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θを小さくするほど小さくなることが分かる。特に、吐出孔１４１の角度θをそれぞれ５０°および７０°に設定した図８および図９では、内槽１１の中間高さ位置よりも高い位置まで循環領域ＣＡが及んでいるのに対し、吐出孔１４１の角度θを２０°に設定した図７では、循環領域ＣＡが比較的小さく抑えられていることが分かる。

本実施形態では、このようなシミュレーションの結果を踏まえ、底板１１ａの上面の法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θが４０°以下に設定されている。このため、内槽１１の内部に発生する処理液の循環領域ＣＡは比較的小さく抑えられ、処理液は内槽１１の上部から効率よく排出される。したがって、内槽１１の内部の処理液を効率よく置換できる。なお、循環領域ＣＡを小さくする点に関しては、吐出孔１４１の角度θは小さいほど望ましい。したがって、底板１１ａの上面の法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θが３５°以下であればより望ましく、３０°以下であれば更に望ましい。

図１０〜図１４は、一対の下段ノズル１４ｂ，１４ｄの吐出孔１４１の角度θをそれぞれ−５０°，０°，２０°，５０°，７０°に設定したときの、内槽１１の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。図１０〜図１４では、内槽１１の内部を、その領域における処理液の流れの速さに応じて、速い方から順にＡ，Ｂ，Ｃとして区分して示した。なお、これらの各図も、図５〜図９と同じ熱流体解析ソフトウエアを使用したシミュレーションの結果に基づいて作成されたものである。

図１０〜図１４を参照すると、基板Ｗが配置される領域（図中「ＷＡ」で示された領域）を流れる処理液の速さ、すなわち、基板Ｗの間隙を流れる処理液の速さは、底板１１ａの法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θを小さくするほど小さくなり、吐出孔１４１の角度θを大きくするほど大きくなることが分かる。特に、吐出孔１４１の角度θをそれぞれ−５０°，０°に設定した図１０および図１１では、基板Ｗの間隙を流れる処理液の速さが概ね「Ｃ」であるのに対し、吐出孔１４１の角度θを２０°に設定した図１２では、基板Ｗの間隙において処理液の流れの速さが「Ｂ」となる領域がある程度の範囲に及んでいる。

また、図１０および図１１では、基板Ｗが配列された領域の外側に、処理液の流れの速さが「Ａ」となる領域が広がっている。すなわち、図１０，図１１のケースでは、吐出孔１４１から吐出された処理液の多くが基板Ｗの外側の領域に流れ、基板Ｗの間隙へ処理液が流入しにくい状態になっていると考えられる。これに対し、図１２では、基板Ｗが配列された領域の外側において、処理液の流れの速さは「Ｂ」又は「Ｃ」である。したがって、図１２のケースでは、基板Ｗの外側の領域への処理液の流れが抑制され、抑制された分の処理液が基板Ｗの間隙に流入しているものと考えられる。

本実施形態では、このようなシミュレーションの結果を踏まえ、底板１１ａの上面の法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θが５°以上に設定されている。このため、基板Ｗの間隙に対して処理液が良好に流入し、これにより、基板Ｗが効率よく処理される。なお、基板Ｗの間隙への処理液の流入に関しては、吐出孔１４１の角度θは大きいほど望ましい。したがって、底板１１ａの上面の法線Ｎに対する吐出孔１４１の角度θが１０°以上であればより望ましく、１５°以上であれば更に望ましい。

続いて、吐出孔１４１の開口径について説明する。図２に示したように、処理液供給部３０は、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの一方の端部（−Ｘ側の端部）に接続されている。処理液は、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの端部から導入され、各下段ノズル１４ｂ，１４ｄの内部を流れつつ、複数の吐出孔１４１から吐出される。このため、仮に、吐出孔１４１の開口径が大きすぎると、上流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧と下流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧との差が大きくなり、基板Ｗを均一に処理することが困難となってしまう。一方、吐出孔１４１の開口径が小さすぎると、各吐出孔１４１における処理液の圧力損失が大きくなり、内槽１１の内部に所望の液流を形成し難くなる。

この点について、本実施形態の基板処理装置１では、吐出孔１４１の開口径（直径）が０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下となるように設定されている。このため、上流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧と下流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧との差が過度に大きくなることはなく、また、各吐出孔１４１において処理液の大きな圧力損失が発生することもない。したがって、本実施形態の基板処理装置１によれば、内槽１１の内部に所望の液流を形成しつつ、基板Ｗを均一かつ良好に処理できる。

図１５および図１６は、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの吐出孔１４１の開口径を１．６ｍｍに設定した場合と、１．２ｍｍに設定した場合とについて、それぞれ、複数の吐出孔１４１から吐出される処理液の圧力を調べた結果を示した図である。図１５および図１６を参照すると、吐出孔１４１の開口径を１．６ｍｍに設定した図１５においては、複数の吐出孔１４１における吐出圧のばらつきが比較的大きいのに対し、吐出孔１４１の開口径を１．４ｍｍに設定した図１６においては、複数の吐出孔１４１における吐出圧のばらつきが比較的小さい。本実施形態では、このような結果を踏まえ、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの複数の吐出孔１４１の開口径が１．５ｍｍ以下に設定されている。

＜３．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１７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の一連の動作は、予めインストールされたプログラムや種々の入力信号に従って制御部５０が装置内の各部を動作制御することにより、進行する。

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３４，開閉弁３５，および開閉弁４２を開放する。これにより、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液の供給が開始され、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの複数の吐出孔１４１および上段ノズル１５ｂ，１５ｄの複数の吐出孔１５１から内槽１１の内部に、処理液が吐出される（ステップＳ１）。吐出された処理液は、内槽１１の内部に貯留され、やがて内槽１１の上部から外槽１２へ処理液がオーバーフローする状態となる。

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に渡される。リフタ２０の３本の保持棒２１上に基板Ｗが載置されると、基板処理装置１は、昇降移動機構２３を動作させて背板２２および３本の保持棒２１を降下させ、内槽１１の内部に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させる（ステップＳ２）。処理液中に基板Ｗが浸漬されると、基板Ｗの主面に形成されたフォトレジスト膜は、処理液中のＣａｒｏ酸の作用により分解されて基板Ｗの主面から除去される。

このとき、内槽１１の内部においては、下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄからの処理液の吐出が継続されている。本実施形態では、下段ノズル１４ｂ，１４ｄは、底板１１ａの上面の法線Ｎに対して内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度θで処理液を吐出する。このため、既述の通り、吐出された処理液の流圧が過度に低減されることはなく、また、内槽１１の内部において大きな処理液の循環領域ＣＡが形成されることもない。したがって、基板Ｗの間隙に処理液が良好に流入するとともに、内槽１１の内部の処理液が効率よく置換される。

また、本実施形態では、下段ノズル１４ｂ，１４ｄは、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下の開口径を有する複数の吐出孔１４１から処理液を吐出する。このため、既述の通り、上流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧と下流側の吐出孔１４１における処理液の吐出圧との差が過度に大きくなることはなく、また、各吐出孔１４１において処理液の大きな圧力損失が発生することもない。したがって、内槽１１の内部に所望の液流を形成しつつ、基板Ｗを均一かつ良好に処理できる。

また、下段ノズル１４ｂの吐出孔１４１から吐出された処理液の一部は、図１８に示したように側壁１１ｂ側へ向けて拡散するが、本実施形態では、下段ノズル１４ｂの近傍において側壁１１ｂに凹部１３ｂが形成されている。このため、側壁１１ｂ側へ拡散した処理液は、凹部１３ｂに沿って処理槽１１の上方へ容易に抜ける。したがって、下段ノズル１４ｂと側壁１１ｂとの間における処理液の滞留を防止することができる。同じように、他方の下段ノズル１４ｄの近傍においても、側壁１１ｄに凹部１３ｄが形成されているので、下段ノズル１４ｄと側壁１１ｄとの間における処理液の滞留を防止することができる。

また、本実施形態では、上段ノズル１５ｂ，１５ｄは、リフタ２０の保持棒２１と基板Ｗの周縁部との当接箇所付近に向けて、処理液を吐出する。このため、保持棒２１と基板Ｗの周縁部との当接箇所にパーティクルや排液すべき成分が滞留してしまうことを防止できる。

また、本実施形態では、下段ノズル１４ｂ，１４ｄの複数の吐出孔１４１および上段ノズル１５ｂ，１５ｄの複数の吐出孔１５１のＸ軸方向の位置は、リフタ２０に保持された基板Ｗの間隙および両端部に配置された基板Ｗの外側に対応した位置となっている。このため、各々の基板Ｗに対して、処理液を良好に供給できる。

所定時間の処理が終了すると、基板処理装置１は、昇降移動機構２３を動作させて背板２２および３本の保持棒２１を上昇させ、内槽１１の内部に貯留された処理液中から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ３）。その後、基板Ｗは、リフタ２０から所定の搬送装置に渡され、後続の処理を行う装置へ搬送される。また、基板処理装置１は、開閉弁３４，開閉弁３５，および開閉弁４２を閉鎖する。これにより、下段ノズル１４ｂ，１４ｄおよび上段ノズル１５ｂ，１５ｄからの処理液の吐出と、処理液排出部４０による処理液の排出とを停止させる（ステップＳ４）。以上をもって、一組の基板Ｗに対する一連の処理を終了する。

＜４．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、上記の実施形態では、基板処理装置１は、下段ノズル１４ｂ，１４ｄと上段ノズル１５ｂ，１５ｄとを備えていたが、上段ノズル１５ｂ，１５ｄを備えず、下段ノズル１４ｂ，１４ｄのみから処理液を吐出する構成であってもよい。

また、上記の実施形態では、硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を使用していたが、本発明の基板処理装置は、他の処理液を使用するものであってもよい。例えば、処理液としてフッ酸、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、あるいは純水を使用するものであってもよい。

また、上記の実施形態では、半導体ウエハである基板Ｗを処理対象としていたが、本発明の基板処理装置は、フォトマスク用ガラス基板や液晶表示装置用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。

基板処理装置を基板の主面と平行な平面に沿って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に沿って切断した縦断面図である。 一方の下段ノズルとその近傍の様子を示した拡大縦断面図である。 他方の下段ノズルとその近傍の様子を示した拡大縦断面図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を−５０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れを示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れを示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を２０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れを示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を５０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れを示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を７０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れを示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を−５０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を２０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を５０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。 下段ノズルの吐出孔の角度を７０°に設定したときの内槽の内部における処理液の流れの速さを領域ごとに示した図である。 下段ノズルの吐出孔の開口径を１．６ｍｍに設定した場合について、複数の吐出孔から吐出される処理液の圧力を調べた結果を示した図である。 下段ノズルの吐出孔の開口径を１．２ｍｍに設定した場合について、複数の吐出孔から吐出される処理液の圧力を調べた結果を示した図である。 基板処理装置における処理の流れを示したフローチャートである。 下段ノズルの吐出孔から吐出された処理液が、凹部に沿って上方へ抜ける様子を示した図である。 従来の基板処理装置の例を示した縦断面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１１ａ 底板
１１ｂ〜１１ｅ 側壁
１２ 外槽
１３ｂ，１３ｄ 凹部
１４ｂ，１４ｄ 下段ノズル
１５ｂ，１５ｄ 上段ノズル
２０ リフタ
３０ 処理液供給部
４０ 処理液排出部
５０ 制御部
１４１ 吐出孔
１５１ 吐出孔
θ 角度
ＣＡ 循環領域
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 処理液中に複数枚の基板を浸漬することにより、複数枚の基板を処理する基板処理装置であって、
   処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽の内部において複数枚の基板を保持する保持部と、
   前記処理槽の底部の近傍に配置され、前記保持手段に保持される複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から前記処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する一対のノズルと、
   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処理液排出部と、
   を備え、
   前記複数の吐出孔の吐出の向きは、前記底板の上面の法線に対して前記処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度に設定され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であって、
   前記一対のノズルは、それぞれ、前記複数の吐出孔が形成された管状の部材であり、
   前記複数の吐出孔のそれぞれの開口径は、０．５ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記一対のノズルは、前記処理槽の側壁に形成された凹部に沿って配置されていることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記複数の吐出孔は、前記保持部に保持された複数枚の基板の間隙および両端部に配置された基板の外側に対応した位置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、
   前記保持部と複数枚の基板との当接箇所に向けて処理液を吐出する他の一対のノズルを更に備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 処理液中に複数枚の基板を浸漬することにより、複数枚の基板を処理する基板処理方法であって、
   処理槽の内部に貯留された処理液中に複数枚の基板を浸漬する第１工程と、
   前記処理槽の底部の近傍に複数枚の基板の配列方向に沿って配列された複数の吐出孔から前記処理槽の底板の上面へ向けて処理液を吐出する第２工程と、
   を含み、
   前記第２工程では、前記底板の上面の法線に対して前記処理槽の内側方向に５°以上かつ４０°以下の角度で処理液を吐出することを特徴とする基板処理方法。

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