JP2012089661A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の中心部付近であってもムラの無い表面処理を可能にする。
【解決手段】基板１２の被処理面を水平に支持した状態でテーブル１０の中央部表面に、当該テーブル１０の回転軸をその中心軸とする突起部１３を形成しておく。表面処理時には、突起部１３の基端からテーブル１０の外周端部方向に所定距離だけ離れ、且つ、それぞれ突起部１３の先端から等距離となるテーブル１０上の複数の部位に、基板１２をその被処理面が水平になるように支持した状態でテーブル１０を回転させる。そして、回転中のテーブル１０の突起部１３の先端から鉛直下方にノズル１４から処理液を供給して拡散させた後、各基板１２の被処理面に到達した処理液を、遠心力によってテーブル１０の外部に払拭させる。
【選択図】図１
【解決手段】基板１２の被処理面を水平に支持した状態でテーブル１０の中央部表面に、当該テーブル１０の回転軸をその中心軸とする突起部１３を形成しておく。表面処理時には、突起部１３の基端からテーブル１０の外周端部方向に所定距離だけ離れ、且つ、それぞれ突起部１３の先端から等距離となるテーブル１０上の複数の部位に、基板１２をその被処理面が水平になるように支持した状態でテーブル１０を回転させる。そして、回転中のテーブル１０の突起部１３の先端から鉛直下方にノズル１４から処理液を供給して拡散させた後、各基板１２の被処理面に到達した処理液を、遠心力によってテーブル１０の外部に払拭させる。
【選択図】図１
Description
この発明は、半導体ウエハ又はガラス基板等の基板を支持した状態で水平方向に回転するテーブルを用いて、純水あるいは薬液の処理液で表面処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。
半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程では、一般に、半導体ウエハ又はガラス基板（以下、これらを単に「基板」と称する）等の被処理面にレジストを塗布し、所定のパターンを露光した後、薬液を液盛することにより、レジストパターンを作成する。その後、レジストの溶解物を現像液と共に基板表面から除去するために、純水等で洗浄する等の表面処理が行われている。
具体例を挙げると、回転するテーブルを備えた処理装置において、テーブルの鉛直軸の中心と処理対象の基板の中心とを一致させ、その基板を水平に載置して純水あるいは薬液等の処理液を、テーブルの中心部付近、つまり基板の中心部付近に供給する。そして、遠心力により付勢された処理液を基板の被処理面全体に行き渡わせることにより表面処理を進めている。
具体例を挙げると、回転するテーブルを備えた処理装置において、テーブルの鉛直軸の中心と処理対象の基板の中心とを一致させ、その基板を水平に載置して純水あるいは薬液等の処理液を、テーブルの中心部付近、つまり基板の中心部付近に供給する。そして、遠心力により付勢された処理液を基板の被処理面全体に行き渡わせることにより表面処理を進めている。
しかし、従来のこの種の処理装置は、遠心力の特性から、テーブル上で回転する基板の被処理面の周縁部では処理液が高速で移動するが、中心部に向かうにつれて処理液の移動速度が相対的に遅くなり、基板の回転速度によっては、処理液が被処理面上で滞留してしまう。そのため、被処理面の処理効果にムラが生じたり、処理条件の設定に時間がかかったりする場合があり、洗浄効果を高めることができないという問題がある。
洗浄効果を高める観点からは、特許文献１に開示された方法がある。この方法では、基板を回転させながらその中心部から洗浄液を周囲に広げて液膜を形成して洗浄した後、基板の中心部に乾燥領域を発生させた状態で、基板を１５００［ｒｐｍ]以上の回転数で回転させる。このとき、遠心力により乾燥領域の外縁に相当する液膜の切れ目が勢いよく基板の外周方向に拡がるようにしている。
また、特許文献２に開示された装置は、洗浄液ノズルからの洗浄液の供給位置を基板の中央部から周縁に向かって移動させるとともに、供給位置よりも基板の回転方向における下流側領域に対して基板の外側に向けてガスを吹き付けるようにしている。これにより、洗浄液が暴れない程度に基板を低速で回転させても、基板の表面の乾燥領域が外側に向けて速やかに拡がり、液流が同じ半径位置に滞留することがなく、洗浄処理を行うことができる。
特許文献１に開示されている方法では、基板の被処理面の中心部付近では、従来と同様、ムラ等が残るという問題が残る。また、特許文献２に開示されている装置では、処理の均一化を図るための条件設定が複雑になる等の問題が残る。
本発明は、上記の問題を解消し、基板の被処理面の中心部付近で処理液が滞留することなく、均質に移動し、これにより、効率的な処理を行うことができる基板処理技術を提供することを主たる課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
本発明の基板処理装置は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルを有し、このテーブル上の前記被処理面に向けて所定の処理液が供給される装置であって、前記テーブルの中央部表面には、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が形成されており、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れた前記テーブルの表面には、前記基板をその被処理面が水平になるように支持するための基板支持機構が、それぞれ前記突起部の先端から等距離に複数設けられており、前記処理液が、前記テーブルと共に回転する前記突起部の先端から鉛直下方に供給されて、前記基板支持機構に支持されたすべての基板の被処理面に到達するように構成されている。
処理液は、突起部の先端から鉛直下方に供給され、突起部の先端から等距離に複数支持されている基板の被処理面に到達するので、被処理面に処理液が直接供給されることはなく、しかも、テーブルの回転により生じる遠心力により付勢されて被処理面に到達することとなるため、基板の被処理面の中心部付近であっても、処理液のムラが生じることがなく、処理結果の均一化が図られる。また、複数の基板の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板を処理する場合に比べて作業効率が格段に高まる。
ある実施の態様では、複数の前記基板支持機構は、それぞれ、ベルヌーイ効果によって前記基板の被処理面の背面を前記テーブルに非接触状態で支持するように構成されている。
本発明の基板処理装置は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルを有し、このテーブル上の前記被処理面に向けて所定の処理液が供給される装置であって、前記テーブルの中央部表面には、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が形成されており、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れた前記テーブルの表面には、前記基板をその被処理面が水平になるように支持するための基板支持機構が、それぞれ前記突起部の先端から等距離に複数設けられており、前記処理液が、前記テーブルと共に回転する前記突起部の先端から鉛直下方に供給されて、前記基板支持機構に支持されたすべての基板の被処理面に到達するように構成されている。
処理液は、突起部の先端から鉛直下方に供給され、突起部の先端から等距離に複数支持されている基板の被処理面に到達するので、被処理面に処理液が直接供給されることはなく、しかも、テーブルの回転により生じる遠心力により付勢されて被処理面に到達することとなるため、基板の被処理面の中心部付近であっても、処理液のムラが生じることがなく、処理結果の均一化が図られる。また、複数の基板の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板を処理する場合に比べて作業効率が格段に高まる。
ある実施の態様では、複数の前記基板支持機構は、それぞれ、ベルヌーイ効果によって前記基板の被処理面の背面を前記テーブルに非接触状態で支持するように構成されている。
他の実施の態様では、前記突起部を経由した処理液又空気の流入を受け入れる一方、隣設された前記基板支持機構又は当該基板支持機構により支持された基板を経由した前記処理液又は空気の流入を遮るための遮り板が、前記テーブルの表面上に形成されている。
この遮り板は、具体的には、少なくとも前記基板支持機構の数存在し、それぞれ、隣設された前記基板支持機構間のスペースに、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に、放射状に形成されている。これにより、テーブルの回転により、遮り板が、放射状の羽根をもつ送風機（ラジアルファンとも呼ばれることがある）のような送風効果を生じさせるため、基板の被処理表面に到達した処理液を、より均一且つ迅速に移動させることができる。
この遮り板は、具体的には、少なくとも前記基板支持機構の数存在し、それぞれ、隣設された前記基板支持機構間のスペースに、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に、放射状に形成されている。これにより、テーブルの回転により、遮り板が、放射状の羽根をもつ送風機（ラジアルファンとも呼ばれることがある）のような送風効果を生じさせるため、基板の被処理表面に到達した処理液を、より均一且つ迅速に移動させることができる。
表面処理後のパーティクルの付着を防止する観点からは、隣り合う遮り板の間に設けられる前記基板支持機構に支持される基板の被処理面と平行に対向する天板を、前記隣り合う遮り板の外方端部上に設けて基板処理装置を構成する。
前記天板がメッシュ状に成形されており、前記処理液が、前記天板を介して対向する前記被処理面に供給されるようにすることもできる。
帯電防止を図る観点からは、前記天板及び前記遮り板が、接地電位の導電性部材で構成されるようにする。
前記天板がメッシュ状に成形されており、前記処理液が、前記天板を介して対向する前記被処理面に供給されるようにすることもできる。
帯電防止を図る観点からは、前記天板及び前記遮り板が、接地電位の導電性部材で構成されるようにする。
前記突起部の先端の位置を前記テーブルの回転軸上で昇降自在に可動させる突起部昇降手段をさらに備えて基板処理装置を構成しても良い。このような構成にすることで、基板の厚みが変わった場合でも柔軟に対応でき、突起部の交換等必要がないため、処理の効率化が図れることとなる。さらに、突起部を上下に移動させることで、基板の被処理面が片面又は両面どちらであっても突起部を交換等せずに対応することができるため、この観点からも、処理の効率化が図れることとなる。
本発明の基板処理方法は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルと、前記被処理面へ処理液を供給する処理液供給機構とを有する基板処理装置による基板処理方法であって、前記テーブルの中央部表面に、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部を形成する段階と、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れ、且つ、それぞれ前記突起部の先端から等距離となる前記テーブル上の複数の部位に、それぞれ基板をその被処理面が水平になるように支持する段階と、複数の基板を支持したテーブルを回転させるとともに、回転中のテーブルの突起部の先端から前記処理供給機構が鉛直下方に処理液を供給して拡散させた後、各基板の被処理面に到達した処理液を遠心力によって前記テーブルの外周方向に払拭させる段階と、を有する、基板処理方法である。
本発明によれば、処理液が、テーブル回転時の遠心力により付勢されて複数の基板の被処理面の中心部付近で滞留することなく被処理面上を均質に移動するので、均質且つ効率的な処理を行うことができる基板処理技術を提供することができる。
本発明の基板処理装置は、半導体ウエハやガラス基板のような基板の一方の表面を、洗浄及び乾燥のような被処理面とし、この被処理面を水平に支持した状態で、被処理面と平行に回転するテーブルを有しており、このテーブル上の被処理面に向けて、薬液、洗浄液その他の液体（処理液）が供給される装置である。
この基板処理装置は、テーブルの構造と、そのテーブルの駆動制御方法に主たる特徴がある。以下、この基板処理装置の実施の形態例を説明する。
この基板処理装置は、テーブルの構造と、そのテーブルの駆動制御方法に主たる特徴がある。以下、この基板処理装置の実施の形態例を説明する。
［第１実施形態］
図１（ａ）（ｂ）は基板の片面を被処理面とする場合のテーブル上面図である。
図１（ａ）を参照し、テーブル１０の中央部表面には、当該テーブル１０の回転軸をその中心軸とする突起部１３が、その先端が鉛直上方に向かって形成されている。突起部１３の形状は、略半球状であり、その先端は、テーブル１０から基板１２の被処理面までの高さに対して相対的に高い位置となる。この突起部１３の基端からテーブル外周方向に所定距離だけ離れたテーブル表面には、突起部１３の先端から等距離に、一回で処理する基板１２の枚数に対応する数、図１（ａ）の例では５つの基板支持機構が設けられている。各基板支持機構は、支持する各基板１２の相対位置（例えばそれぞれの中心位置等）が、それぞれ突起部１３の先端から等距離になる位置に設けられる。
図１（ａ）（ｂ）は基板の片面を被処理面とする場合のテーブル上面図である。
図１（ａ）を参照し、テーブル１０の中央部表面には、当該テーブル１０の回転軸をその中心軸とする突起部１３が、その先端が鉛直上方に向かって形成されている。突起部１３の形状は、略半球状であり、その先端は、テーブル１０から基板１２の被処理面までの高さに対して相対的に高い位置となる。この突起部１３の基端からテーブル外周方向に所定距離だけ離れたテーブル表面には、突起部１３の先端から等距離に、一回で処理する基板１２の枚数に対応する数、図１（ａ）の例では５つの基板支持機構が設けられている。各基板支持機構は、支持する各基板１２の相対位置（例えばそれぞれの中心位置等）が、それぞれ突起部１３の先端から等距離になる位置に設けられる。
基板支持機構としては、基板１２を、その被処理面を水平方向（紙面上向き）に維持した状態で、その外周端部を外方から３点支持するチャック１５を用いることができる。チャック１５は、図示しないチャック制御機構と接続されており、その開閉が制御される。なお、外方から３点で支持するタイプのチャック１５に代えて、あるいはチャック１５を位置決めとしてのみ用い、ベルヌーイ吸着、すなわち、ベルヌーイ効果によって被処理面の背面をテーブル１０の表面に非接触状態で支持するようにしても良い。また、公知の真空吸着あるいは静電チャックによって基板１２を支持するようにしても良い。
突起部１３の先端には、図示しない処理液供給機構に接続されたノズル１４の処理液供給口が対向するように位置決めされる。これにより、処理液が、テーブル１０と共に回転する突起部１３の先端から鉛直下方に供給されて、テーブル１０の表面上に支持されたすべての基板１２の被処理面に、ほぼ同じ量が同じ時間に到達する。
テーブル１０の表面には、また、突起部１３を経由した処理液又空気の流入を受け入れる一方、隣設されたチャック１５によって支持された基板１２を経由した処理液又は空気の流入を遮るための一定の高さの遮り板１１が形成されている。遮り板１１の長さは基板１２の直径以上であり、その高さは、他のチャック１５への処理液の干渉を遮る高さである。遮り板１１は、少なくともチャック１５の数存在し、それぞれ、隣設されたチャック１５間のスペースに、突起部１３の基端からテーブル１０の外周方向に、放射状（直線又は曲線）に形成されている。
各遮り板１１の外方端部（図１（ａ）の紙面上向きの端部）は、基板１２の被処理面と平行で、突起部１３付近を除くドーナツ状に成形された天板１６で蓋される。図１（ｂ）は、天板１６で蓋したテーブル１０の状態を示している。この天板１６により、被処理面へのパーティクルやミントの付着を防止することができる。
なお、図１（ｂ）は、天板１６の外径が、テーブル１０の直径と同一の例を示しているが、天板１６は、隣り合う遮り板１１をそれぞれ側壁となる態様であれば良いので、その形状及びサイズは、任意に設計することができる。
なお、図１（ｂ）は、天板１６の外径が、テーブル１０の直径と同一の例を示しているが、天板１６は、隣り合う遮り板１１をそれぞれ側壁となる態様であれば良いので、その形状及びサイズは、任意に設計することができる。
各遮り板１１、天板１６その他帯電可能な部材については、接地電位の導電性部材で構成することが好ましい。これにより、基板処理時の帯電を防止することができる。
上記のように構成されたテーブル１０が水平方向に回転すると、遮り板１１が、ラジアルファンのような送風効果をテーブル１０に生じさせる。すなわち、突起部１３付近の開口部から取り込まれた空気が、隣り合う遮り板１１の内壁及び天板１６の内壁により形成される空間を経て、テーブル１０の外周端部方向へ向かう流れをテーブル１０の表面上に生じさせる。そのため、突起部１３の先端に供給された処理液は、テーブル１０が回転することによって生じる遠心力に加え、この送風効果によって大きく付勢されて、テーブル１０の外方に移動させられる。
遮り板１１及び天板１６の無いテーブルにおいて同等の付勢力を処理液に与えようとすると、回転速度を高めたり、高速回転によるテーブル補強等のコスト負担が必要となるが、本実施形態の構造によって、それが回避される。
遮り板１１及び天板１６の無いテーブルにおいて同等の付勢力を処理液に与えようとすると、回転速度を高めたり、高速回転によるテーブル補強等のコスト負担が必要となるが、本実施形態の構造によって、それが回避される。
図２は、上述したテーブル１０を有する基板処理装置１の周辺部材の構成例を示す概略縦断面図である。図２に示す基板処理装置１は、テーブル１０を回転させるためのモータ３０、処理液の飛散を防止するためのカバー部４０、モータ３０や図示しない処理液供給機構、及び、チャック制御機構を制御するためのコンピュータを含む制御部６０を主として備えている。
制御部６０は、ノズル１４の位置決め、ノズル１４からの処理液の供給開始又は停止制御、ノズル１４から噴出供給される処理液の単位時間当たりの供給量制御、チャック１５の開閉並びに基板１２の支持圧力等の制御、モータ３０の始動開始や始動停止制御等を行う。制御部６０により制御されたモータ３０の回転力は、駆動部１８を介してテーブル１０に伝達され、これによりテーブル１０が回転し、あるいは回転を停止する。この制御部６０による制御手順について、後述する。
処理液は、制御部６０の制御によりテーブル１０の回転速度が所定値に達した状態で、ノズル１４から所定時間、突起部１３の先端から鉛直下方に供給される。処理液は、突起部１３付近から侵入し、テーブル１０に支持された各基板の被処理面に到達する。
図３は、侵入したテーブル１０の表面を移動する処理液の様子を模式的に示したものである。処理液は、テーブル１０の回転による遠心力で付勢され、さらに、上述した送風効果によって、テーブル１０の外周端部方向へと拡がりながら基板１２の被処理面を移動する。そのため、基板１２の被処理面の表面中心部付近であっても処理液が滞留することは無くなる。図３では、遠心力により付勢された処理液の拡散・移動する様子をゆるやかな曲線の破線矢印を用いて模式的に示している。この曲線は、テーブル１０の回転による回転方向の力、処理液の粘度、処理液の供給圧力等も考慮したものとなる。
また、基板１２の被処理面を通過できるような遠心力による付勢は、テーブル１０の回転速度の他、処理液の粘度や処理液の供給圧力、基板１２の被処理面の面積等を考慮して設定される。
また、基板１２の被処理面を通過できるような遠心力による付勢は、テーブル１０の回転速度の他、処理液の粘度や処理液の供給圧力、基板１２の被処理面の面積等を考慮して設定される。
図４は、処理液が移動する際の空気の流れを模式的に示した略縦断面図である。空気は、テーブル１０の回転に伴い、突起部１３付近の開口部（天板１６の内径部分）からテーブル１０と遮り板１１と天板１６とにより形成された空間に取り込まれ、この空間を通過して、テーブル１０の外周端部付近の開口部（天板１６の外径部分）から排出される。
一方、処理液は、テーブル１０の回転による遠心力により付勢されて、突起部１３の先端から等距離に支持されている基板１２の被処理面にほぼ均一の時間に到達し、さらに送風効果によって付勢力を増しながら被処理面上を通過し、テーブル１０の外周端部付近の開口部から排出される。
これにより、処理液が、基板１２の被処理面に滞留することが無いので、処理液のムラが生じることがなく、すべての基板１２における処理結果の均質化が図られる。また、回転による遠心力及び送風効果の相乗によって、処理液が直ちにテーブル１０の外方に放出されるので、処理液の「キレ」が良くなり、乾燥処理を迅速に完了させることができる。さらに、複数の基板１２の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板１２を処理する場合に比べて作業効率を格段に高めることができる。
一方、処理液は、テーブル１０の回転による遠心力により付勢されて、突起部１３の先端から等距離に支持されている基板１２の被処理面にほぼ均一の時間に到達し、さらに送風効果によって付勢力を増しながら被処理面上を通過し、テーブル１０の外周端部付近の開口部から排出される。
これにより、処理液が、基板１２の被処理面に滞留することが無いので、処理液のムラが生じることがなく、すべての基板１２における処理結果の均質化が図られる。また、回転による遠心力及び送風効果の相乗によって、処理液が直ちにテーブル１０の外方に放出されるので、処理液の「キレ」が良くなり、乾燥処理を迅速に完了させることができる。さらに、複数の基板１２の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板１２を処理する場合に比べて作業効率を格段に高めることができる。
＜突起部の他の形状例＞
テーブル１０に設けられる突起部の他の形状例を図５（ａ）に示す。
図５（ａ）に示される突起部２１は、先端にテーブル表面と平行、すなわち、基板１２の被処理面と平行となる面部を有する略円錐状のものであり、基端から先端までの高さが、基板１２の厚みと同一又は僅かにそれよりも高く設計されている。このような形状の突起部２１を含む基板処理装置１の略縦断面図を図５（ｂ）に示す。
テーブル１０に設けられる突起部の他の形状例を図５（ａ）に示す。
図５（ａ）に示される突起部２１は、先端にテーブル表面と平行、すなわち、基板１２の被処理面と平行となる面部を有する略円錐状のものであり、基端から先端までの高さが、基板１２の厚みと同一又は僅かにそれよりも高く設計されている。このような形状の突起部２１を含む基板処理装置１の略縦断面図を図５（ｂ）に示す。
このような形状の突起部２１は、その先端が上述した略半球状の突起部１３と異なり、テーブル１０と平行な所定の面積の平面が形成されているため、ノズル１４から供給された処理液は、突起部２１の先端でテーブル１０と平行する方向へと拡がり、この状態でテーブル１０の回転による遠心力で付勢されることとなる。その結果、処理液は、テーブル１０にほぼ平行してテーブル１０の外周端部方向へと拡がりながら移動することとなり、５つの基板１２に対して、より均一に処理液を供給することができる。また、処理液が突起部２１の基端に向けた傾斜面を経て移動するため、突起部２１の傾斜面から離脱する際に、重力や処理液の供給圧力等によりテーブル１０に向かう方向の力も作用して突起部２１の傾斜面上の離脱地点から下に向かって移動することとなる。その結果、基板１２の被処理面に向かう処理液の飛散が抑止される。
また、処理液が基板１２の被処理面に対してある進入角度をもって到達した場合、基板１２の被処理面で処理液が跳ね返ることがあり、この跳ね返った処理液が、パーティクルを含んだ状態でミスト化するなどして基板１２の被処理面に再付着する場合がある。図５（ａ）のような形状の突起部２１は、先端に供給された処理液を、基板１２の被処理面にほぼ平行となるように付勢された状態で到達させることができるので、処理液の跳ね返りを抑えることができる。その結果、パーティクルを含むミスト等の発生を抑止することができる。さらに、基板１２の厚みが変わった場合であっても、突起部２１の高さを代えることで対応が可能となる。
＜基板処理のための制御手順＞
図６は、本実施形態にかかる基板処理装置１による基板処理方法、特に、制御部６０による主要な制御手順の説明図である。
制御部６０は、基板処理装置１を操作するオペレータの基板処理の開始指示の入力受付を契機に制御を開始する（ステップＳ１００）。所定の初期処理後、チャック制御機構を起動して、基板１２をテーブル１０の所定部位に水平に支持させる（ステップＳ１０１）。制御部６０は、チャック制御機構が一回処理する所定枚数の基板を支持したかどうかを確認し、支持されたことを確認した場合は（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、テーブル１０の回転を開始するようにモータ３０へ指示を出す（ステップＳ１０３）。これにより、テーブル１０が、水平に回転を開始する。
図６は、本実施形態にかかる基板処理装置１による基板処理方法、特に、制御部６０による主要な制御手順の説明図である。
制御部６０は、基板処理装置１を操作するオペレータの基板処理の開始指示の入力受付を契機に制御を開始する（ステップＳ１００）。所定の初期処理後、チャック制御機構を起動して、基板１２をテーブル１０の所定部位に水平に支持させる（ステップＳ１０１）。制御部６０は、チャック制御機構が一回処理する所定枚数の基板を支持したかどうかを確認し、支持されたことを確認した場合は（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、テーブル１０の回転を開始するようにモータ３０へ指示を出す（ステップＳ１０３）。これにより、テーブル１０が、水平に回転を開始する。
テーブル１０の回転開始指示後、規定時間（第１時間）が経過したことを図示しないタイマによって検知すると、制御部６０は、ノズル１４の位置決めを指示するとともに処理液供給機構に対して処理液の供給を開始させるように指示を出す（ステップＳ１０４）。これにより、処理液がノズル１４からテーブル１０の突起部１３向けて供給される。
処理液の供給開始指示後、規定時間（第２時間）が経過したことをタイマによって検知すると、制御部６０は、処理液供給機構に対して処理液の供給停止を指示する（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）。処理液の供給停止（ステップＳ１０６）により、テーブル３０上の基板１２の被処理面には、空気だけが流入し、残った処理液をテーブル１０の外方へ払拭させる。これにより、乾燥処理が行われる。
処理液の供給開始指示後、規定時間（第２時間）が経過したことをタイマによって検知すると、制御部６０は、処理液供給機構に対して処理液の供給停止を指示する（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）。処理液の供給停止（ステップＳ１０６）により、テーブル３０上の基板１２の被処理面には、空気だけが流入し、残った処理液をテーブル１０の外方へ払拭させる。これにより、乾燥処理が行われる。
さらに規定時間（第３時間）が経過したことをタイマによって検知すると、制御部６０は、テーブル１０の回転を止めるように、モータ３０へ停止指示を出す（ステップＳ１０７）。モータ３０が停止したことを検知すると、制御部６０は、チャック制御機構に基板１２の支持解放を指示する（ステップＳ１０８）。これにより、基板１２の表面処理が完了する。
このように、基板処理装置１では、処理液が、水平方向に回転するテーブル１０の中央表面部の突起部１３を介して、遠心力等によって付勢された状態で、基板１２の被処理面に到達するようにしたので、各基板１２の被処理面の中心部付近を含めたすべての部位において処理液をほぼ均等の量及び速度で移動させることが可能となる。そのため、複数の基板１２のすべてにおいて基板処理の結果の均質化を図ることができ、また、基板処理の均質化に必要な条件設定を簡素化することもできる。また、一回の表面処理の制御で複数枚の基板１２の被処理面を同時に処理できるので、一枚当たりにかかる処理時間の効率化も図れることとなる。
また、遮り板１１によって、テーブル１０の表面に空気の流れが発生するので、遠心力により付勢された処理液が、さらに送風効果によっても付勢され、基板１２の被処理面の一部に滞留することなく、よりスムースに被処理面上を移動させることができる。処理液の供給停止後は、空気の流れによって迅速に被処理面を乾燥させることができる。
さらに、基板１２のそれぞれは、テーブル１０と天板１６と遮り板１１によって独立した空間の中で支持され、遮り板１１を介してテーブル１０と天板１６とが一体となって回転して処理がなされるため、例えば隣接して支持される基板１２それぞれの処理に用いられた使用済みの処理液が、隣り合う基板同士に再度付着したり、基板処理後にパーティクルが被処理面に付着することも防止することができる。
［第２実施形態］
次に、基板の被処理面が両面（表面と裏面）の場合の例について説明する。
図７は、第２実施形態の基板処理装置の構成例を示す略縦断面図であり、主として特徴的な部分を掲示してある。第１実施形態で説明したものと重複する部分については、同じ符号を用い、重複説明を省略する。
本例で説明する基板処理装置２は、一回で処理する基板１２の枚数に対応する組のエッジクランプ２２を基板支持機構としたテーブル２０を備えている。
エッジクランプ２２は、基板１２の周縁部に接して基板１２をテーブル２０に支持するものであり、基板１２の被処理面を、テーブル２０及び天板１６のそれぞれに対して非接触状態で支持するものである。エッジクランプ２２は、例えば、テーブル２０と天板１６のほぼ中間位置に基板１２を支持できる三点チャック方式であっても良い。また、ベルヌーイ効果を利用した公知の吸着装置をエッジクランプ２２と併用することで、基板１２をテーブル２０により安定した状態でフローティング支持させることもできる。
次に、基板の被処理面が両面（表面と裏面）の場合の例について説明する。
図７は、第２実施形態の基板処理装置の構成例を示す略縦断面図であり、主として特徴的な部分を掲示してある。第１実施形態で説明したものと重複する部分については、同じ符号を用い、重複説明を省略する。
本例で説明する基板処理装置２は、一回で処理する基板１２の枚数に対応する組のエッジクランプ２２を基板支持機構としたテーブル２０を備えている。
エッジクランプ２２は、基板１２の周縁部に接して基板１２をテーブル２０に支持するものであり、基板１２の被処理面を、テーブル２０及び天板１６のそれぞれに対して非接触状態で支持するものである。エッジクランプ２２は、例えば、テーブル２０と天板１６のほぼ中間位置に基板１２を支持できる三点チャック方式であっても良い。また、ベルヌーイ効果を利用した公知の吸着装置をエッジクランプ２２と併用することで、基板１２をテーブル２０により安定した状態でフローティング支持させることもできる。
図８は、本例における遮り板１１が設けられたテーブル２０が回転することで発生する空気の流れと、突起部１３の先端に供給され回転するテーブル２０の遠心力により付勢された処理液の動きとをテーブル２０の側面側から見た場合の様子を示した略縦断面図である。空気は、図８中に示すように、テーブル２０の回転により、突起部１３付近の開口部（天板１６の内径部分）から取り込まれ、テーブル２０に支持されている基板１２のテーブル２０側と天板１６側の空間を通過して、テーブル２０の外周端部付近の開口部（天板１６の外径部分）から排出される。
一方、処理液は、テーブル２０の回転による遠心力により付勢されて、突起部１３の先端から等距離に支持されている基板１２にほぼ均一の時間に到達した後、天板１６と対向する基板１２の被処理面（第１面）に触れて移動するものと、テーブル２０と対向する基板１２の被処理面（第２面）に触れて移動するものとに分かれるが、それぞれ、送風効果によって付勢力を増しながら、被処理面を経てテーブル２０の外周端部付近の開口部から排出される。
一方、処理液は、テーブル２０の回転による遠心力により付勢されて、突起部１３の先端から等距離に支持されている基板１２にほぼ均一の時間に到達した後、天板１６と対向する基板１２の被処理面（第１面）に触れて移動するものと、テーブル２０と対向する基板１２の被処理面（第２面）に触れて移動するものとに分かれるが、それぞれ、送風効果によって付勢力を増しながら、被処理面を経てテーブル２０の外周端部付近の開口部から排出される。
これにより、第１実施形態の場合と同様、処理液が基板１２の被処理面に滞留することが無いので、処理液のムラが生じることがなく、すべての基板１２における処理結果の均質化が図られる。また、回転による遠心力及び送風効果の相乗によって、処理液が直ちにテーブル２０の外方に放出されるので、処理液の「キレ」が良くなり、乾燥処理を迅速に完了させることができる。さらに、複数の基板１２の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板１２を処理する場合に比べて作業効率を格段に高めることができる。
＜第２実施形態における突起部の他の形状例＞
テーブル２０に設けられる突起部の他の形状例を図９（ａ）に示す。この突起部２３は、直径の異なる二つの円柱を、直径の大きい円柱を下にした状態で中心軸を合致させて形成される。図９（ｂ）は、この突起部２３を含む基板処理装置２の略縦断面図である。突起部２３は、直径の小さい円柱の上底部の平面と、直径の小さい円柱と重なり合う部分を除く直径の大きい円柱の上底部の平面とが形成される。便宜上、前者の平面を第１平面部、後者の平面を第２平面部と呼ぶ。突起部２３は、テーブル２０の中央表面部の回転軸上に、第１平面部及び第２平面部のそれぞれが、テーブル２０の表面と平行となる所定面積となるように形成される。そのため、突起部２３の第１平面部に向けてノズル１４から供給された処理液は、その供給圧力等から第１平面部でテーブル２０と平行する方向へと拡がり、この状態でテーブル２０の回転による遠心力で付勢されるため、テーブル２０にほぼ平行してテーブル２０の周縁部方向へと拡がりながら移動することとなる。
テーブル２０に設けられる突起部の他の形状例を図９（ａ）に示す。この突起部２３は、直径の異なる二つの円柱を、直径の大きい円柱を下にした状態で中心軸を合致させて形成される。図９（ｂ）は、この突起部２３を含む基板処理装置２の略縦断面図である。突起部２３は、直径の小さい円柱の上底部の平面と、直径の小さい円柱と重なり合う部分を除く直径の大きい円柱の上底部の平面とが形成される。便宜上、前者の平面を第１平面部、後者の平面を第２平面部と呼ぶ。突起部２３は、テーブル２０の中央表面部の回転軸上に、第１平面部及び第２平面部のそれぞれが、テーブル２０の表面と平行となる所定面積となるように形成される。そのため、突起部２３の第１平面部に向けてノズル１４から供給された処理液は、その供給圧力等から第１平面部でテーブル２０と平行する方向へと拡がり、この状態でテーブル２０の回転による遠心力で付勢されるため、テーブル２０にほぼ平行してテーブル２０の周縁部方向へと拡がりながら移動することとなる。
また、突起部２３の第１平面部に向けてノズル１４から供給された処理液は、第２平面部にも達する。この処理液は、第２平面部でテーブル２０と平行する方向へと拡がり、この状態でテーブル２０の回転による遠心力で付勢されるため、テーブル２０にほぼ平行してテーブル２０の外周端部方向へと拡がりながら移動することとなる。
第２実施形態では、テーブル２０から突起部２３の第１平面部までの距離を、テーブル２０から天板１６に対向する基板１２の被処理面までの距離と同じにし、また、テーブル２０から突起部２３の第２平面部までの距離を、テーブル２０からテーブル２０に対向する基板１２の被処理面までの距離と同じにして、突起部２３の先端に処理液を供給し、基板１２の被処理面それぞれに対してほぼ平行となるように付勢された処理液を到達させるようにしている。このようにすることで、処理液を、その跳ね返りを抑えつつ基板１２のそれぞれの被処理面に触れながら移動させることが可能となる。その結果、第１実施形態で説明したパーティクルを含むミスト等の発生を抑止することができる。
また、上述の処理は、基板１２の厚みの変化、つまり、テーブル２０から基板１２の被処理面それぞれまでの距離が変わった場合であっても、テーブル２０から第１平面部や第２平面部までの距離を調整することで、対応が可能である。
＜突起部が昇降する例＞
テーブル２０に対して相対的に昇降自在となる構成で設けられた突起部の例を図１０に示す。本例の突起部は、図１０（ａ）に示すようなほぼ傘形状に形成された突起部２４である。この突起部２４を含む基板処理装置２の略縦断面図を図１０（ｂ）に示す。
突起部２４は、制御部６０によって制御されるアクチュエータ５０に接続されており、テーブル２０に対して相対的に昇降自在となるように構成される。このアクチュエータ２５の作動により、突起部２４はテーブル２０に対して相対的に上昇又は下降することで、一定の周期で、テーブル２０から突起部２４の先端までの距離を変える。
テーブル２０に対して相対的に昇降自在となる構成で設けられた突起部の例を図１０に示す。本例の突起部は、図１０（ａ）に示すようなほぼ傘形状に形成された突起部２４である。この突起部２４を含む基板処理装置２の略縦断面図を図１０（ｂ）に示す。
突起部２４は、制御部６０によって制御されるアクチュエータ５０に接続されており、テーブル２０に対して相対的に昇降自在となるように構成される。このアクチュエータ２５の作動により、突起部２４はテーブル２０に対して相対的に上昇又は下降することで、一定の周期で、テーブル２０から突起部２４の先端までの距離を変える。
突起部２４は、先端の傘部の中心軸がテーブル２０の回転軸と同じで、その先端がテーブル２０と平行な所定の面積の平面となるよう形成されている。そのため、突起部２４の先端に向けてノズル１４から供給された処理液は、その供給圧力等から先端ではテーブル２０と平行する方向へと拡がり、この状態でテーブル２０の回転による遠心力で付勢されるため、テーブル２０にほぼ平行してテーブル２０の周縁部方向へと拡がりながら移動することとなる。
そこで、テーブル２０から突起部２４の先端までの距離が、テーブル２０から天板１６に対向する基板１２の被処理面までの距離と同じとなる位置から、テーブル２０から突起部２４の先端までの距離が、テーブル２０からテーブル２０に対向する基板１２の被処理面までの距離と同じとなる位置までを含む範囲で突起部２４の上げ下げを繰返しながら処理液を供給することで、所定のサイクルで基板１２の被処理面それぞれに対してほぼ平行となるように付勢された処理液を到達させることができる。そのため、基板１２の厚みが変わっても、突起部２４が上下する範囲を調整することで簡便に対応が可能となり、付勢された処理液の移動状態の調整も柔軟に行うことができる。
なお、突起部２４に対して相対的にテーブル２０が昇降自在となるような構成をとることによっても、突起部２４が昇降する場合と同様の効果を得られることとなる。
このように、第２実施形態の基板処理装置２によれば、第１実施形態の基板処理装置１の効果に加え、基板１２の両面の被処理面に対する処理を一回の制御で行うことができる。そのため、例えば基板洗浄処理や基板エッチング処理等で両面処理を行う際に処理の効率化が図れることとなる。
［変形例］
（１）第１及び第２実施形態の基板処理装置１、２では、テーブル１０、２０の回転により、突起部１３（２３，２４）付近の開口部（天板１６の内径部分）から取り込まれ、テーブル１０，２０に支持されている基板１２のテーブル１０，２０側と天板１６側の空間を通過して、テーブル１０，２０の外周端部付近の開口部（天板１６の外径部分）から排出されるが、天板１６の内径部分の開口部から、窒素若しくはＣＤＡ（クリーンドライエア）ガスを吹き付けることで、遮り板１１の内壁、天板１６の内壁及びテーブル２０の表面で囲まれた空間を窒素雰囲気若しくはＣＤＡ雰囲気にすることができる。
（１）第１及び第２実施形態の基板処理装置１、２では、テーブル１０、２０の回転により、突起部１３（２３，２４）付近の開口部（天板１６の内径部分）から取り込まれ、テーブル１０，２０に支持されている基板１２のテーブル１０，２０側と天板１６側の空間を通過して、テーブル１０，２０の外周端部付近の開口部（天板１６の外径部分）から排出されるが、天板１６の内径部分の開口部から、窒素若しくはＣＤＡ（クリーンドライエア）ガスを吹き付けることで、遮り板１１の内壁、天板１６の内壁及びテーブル２０の表面で囲まれた空間を窒素雰囲気若しくはＣＤＡ雰囲気にすることができる。
（２）基板処理装置１，２に用いられる天板１６に多数の小孔径の抜き打ち加工を施してメッシュ状に成形し、天板１６の上部から処理液を供給することで、基板１２の被処理面に対してほぼ垂直に直接処理液を供給することが可能となる。これにより、基板処理工程の中でテーブル１０，２０の回転を伴わずに処理液による処理が必要な場合であっても、天板１６をその都度はずす必要がなくなり、処理の効率化を図ることができる。
１、２・・・基板処理装置、１０、２０・・・テーブル、１１・・・遮り板、１２・・・基板、１３、２１、２３、２４・・・突起部、１４・・・ノズル、１５・・・チャック、１６・・・天板、１８・・・駆動部、３０・・・モータ、４０・・・カバー部、５０・・・アクチュエータ、６０・・・制御部。
上記課題を解決するため、本発明は、基板処理装置及び基板処理方法を提供する。
本発明の基板処理装置は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルを有し、このテーブル上の前記被処理面に向けて所定の処理液が供給される装置であって、前記テーブルの中央部表面には、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が形成されており、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れた前記テーブルの表面には、前記基板をその被処理面が水平になるように支持するための基板支持機構が、それぞれ前記突起部の先端から等距離に複数設けられており、前記テーブルと共に回転する前記突起部の先端に向けて鉛直下方に供給された前記処理液が、当該突起部の先端を経由して当該テーブルの回転による遠心力で付勢されて、前記基板支持機構に支持されたすべての基板の中心部付近を含めた当該基板の被処理面に到達するように構成されている。
処理液は、突起部の先端に向けて鉛直下方に供給され、突起部の先端から等距離に複数支持されている基板の中心部付近を含めた当該基板の被処理面に到達するので、被処理面に処理液が直接供給されることはなく、しかも、当該処理液が当該突起部の先端を経由して当該テーブルの回転により生じる遠心力により付勢されて被処理面に到達することとなるため、基板の被処理面の中心部付近であっても、処理液のムラが生じることがなく、処理結果の均一化が図られる。また、複数の基板の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板を処理する場合に比べて作業効率が格段に高まる。
ある実施の態様では、複数の前記基板支持機構は、それぞれ、ベルヌーイ効果によって前記基板の被処理面の背面を前記テーブルに非接触状態で支持するように構成されている。
本発明の基板処理装置は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルを有し、このテーブル上の前記被処理面に向けて所定の処理液が供給される装置であって、前記テーブルの中央部表面には、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が形成されており、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れた前記テーブルの表面には、前記基板をその被処理面が水平になるように支持するための基板支持機構が、それぞれ前記突起部の先端から等距離に複数設けられており、前記テーブルと共に回転する前記突起部の先端に向けて鉛直下方に供給された前記処理液が、当該突起部の先端を経由して当該テーブルの回転による遠心力で付勢されて、前記基板支持機構に支持されたすべての基板の中心部付近を含めた当該基板の被処理面に到達するように構成されている。
処理液は、突起部の先端に向けて鉛直下方に供給され、突起部の先端から等距離に複数支持されている基板の中心部付近を含めた当該基板の被処理面に到達するので、被処理面に処理液が直接供給されることはなく、しかも、当該処理液が当該突起部の先端を経由して当該テーブルの回転により生じる遠心力により付勢されて被処理面に到達することとなるため、基板の被処理面の中心部付近であっても、処理液のムラが生じることがなく、処理結果の均一化が図られる。また、複数の基板の被処理面が同時に処理されるので、単一枚数の基板を処理する場合に比べて作業効率が格段に高まる。
ある実施の態様では、複数の前記基板支持機構は、それぞれ、ベルヌーイ効果によって前記基板の被処理面の背面を前記テーブルに非接触状態で支持するように構成されている。
本発明の基板処理方法は、基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルと、前記被処理面へ処理液を供給する処理液供給機構とを有し、前記テーブルの中央部表面に当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が設けられた基板処理装置による基板処理方法であって、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れ、且つ、それぞれ前記突起部の先端から等距離となる前記テーブル上の複数の部位に、それぞれ基板をその被処理面が水平になるように支持する段階と、複数の基板を支持したテーブルを回転させるとともに、回転中のテーブルの突起部の先端に向けて前記処理供給機構が鉛直下方に処理液を供給し、これにより当該処理液を当該突起部の先端を経由させ当該テーブルの回転による遠心力で付勢して拡散させた後、各基板の中心部付近を含めた当該基板の被処理面に到達した処理液を前記遠心力によって前記テーブルの外周方向に払拭させる段階と、を有する、基板処理方法である。
Claims (9)
- 基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルを有し、このテーブル上の前記被処理面に向けて所定の処理液が供給される装置であって、
前記テーブルの中央部表面には、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部が形成されており、
前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れた前記テーブルの表面には、前記基板をその被処理面が水平になるように支持するための基板支持機構が、それぞれ前記突起部の先端から等距離に複数設けられており、
前記処理液が、前記テーブルと共に回転する前記突起部の先端から鉛直下方に供給されて、前記基板支持機構に支持されたすべての基板の被処理面に到達するように構成されている、
基板処理装置。 - 複数の前記基板支持機構は、それぞれ、ベルヌーイ効果によって前記基板の被処理面の背面を前記テーブルに非接触状態で支持するように構成されている、
請求項１記載の基板処理装置。 - 前記突起部を経由した処理液又空気の流入を受け入れる一方、隣設された前記基板支持機構又は当該基板支持機構により支持された基板を経由した前記処理液又は空気の流入を遮るための遮り板が、前記テーブルの表面上に形成されている、
請求項１又は２記載の基板処理装置。 - 前記遮り板は、少なくとも前記基板支持機構の数存在し、それぞれ、隣設された前記基板支持機構間のスペースに、前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に、放射状に形成されている、
請求項３記載の基板処理装置。 - 隣り合う遮り板の間に設けられる前記基板支持機構に支持される基板の被処理面と平行に対向する天板を、前記隣り合う遮り板の外方端部上に設けて成る、
請求項４記載の基板処理装置。 - 前記天板がメッシュ状に成形されており、前記処理液が、前記天板を介して対向する前記被処理面に供給される、
請求項５記載の基板処理装置。 - 前記天板及び前記遮り板が、接地電位の導電性部材で構成されている、
請求項６記載の基板処理装置。 - 前記突起部の先端の位置を前記テーブルの回転軸上で昇降自在に可動させる突起部昇降手段をさらに備えて成る、
請求項１乃至６のいずれかの項記載の基板処理装置。 - 基板の被処理面を水平に支持した状態で前記被処理面と平行に回転するテーブルと、前記被処理面へ処理液を供給する処理液供給機構とを有する基板処理装置による基板処理方法であって、
前記テーブルの中央部表面に、当該テーブルの回転軸をその中心軸とする突起部を形成する段階と、
前記突起部の基端から前記テーブルの外周方向に所定距離だけ離れ、且つ、それぞれ前記突起部の先端から等距離となる前記テーブル上の複数の部位に、それぞれ基板をその被処理面が水平になるように支持する段階と、
複数の基板を支持したテーブルを回転させるとともに、回転中のテーブルの突起部の先端から前記処理供給機構が鉛直下方に処理液を供給して拡散させた後、各基板の被処理面に到達した処理液を遠心力によって前記テーブルの外周方向に払拭させる段階と、
を有する、基板処理方法。
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