JP2912538B2 - 浸漬型基板処理装置 - Google Patents

浸漬型基板処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板や液晶用又
はフォトマスク用ガラス基板等の薄板状基板（以下、単
に「基板」という。）を処理するための浸漬型基板処理
装置に関する。
【０００２】
【従来技術】図１０は、従来の浸漬型基板処理装置にお
ける主要部の構成を示す縦断面図である。
【０００３】処理槽１には、洗浄液や薬液などの基板処
理液（以下単に「処理液」という。）２が充満されてい
る。基板３は、その下部外周縁を、紙面に垂直に配設さ
れた３本の基板保持棒７の上面に形成されたガイド溝７
ａ内に挿入されて鉛直に保持されたまま処理液２内に浸
漬され、所定の表面処理が施される。
【０００４】基板３の下方には処理液供給パイプ４が紙
面に垂直な方向に処理槽１の側面を貫通して横設され、
当該貫通孔において液密に固定されている。
【０００５】処理液供給パイプ４は単管であって、その
側面には基板３のほぼ中心方向に向かって複数の処理液
噴出孔５が紙面に垂直な方向に所定間隔で列状に穿設さ
れており、処理槽１の外部に設けられた処理液供給装置
（図示せず）から所定の処理液２を当該処理液供給パイ
プ４に供給し、処理液噴出孔５から基板３方向に当該処
理液２を噴出させる。
【０００６】噴出された処理液２は基板３の表面を流れ
て処理槽１の上縁部１ａから溢れ出し、処理槽１の周囲
に沿って設けられた外槽６で受けられ廃液パイプ６ａを
介して廃液処分される。
【０００７】このようにして、処理槽１の下方から処理
液２を供給しながら溢れ出させて基板３の表面処理を行
う方法（オーバーフロー方式）によれば、常に新しい処
理液２が基板３の表面に供給されるので処理時間を短縮
できるという利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなオーバーフロー方式の浸漬型基板処理装置の処理
液供給方法においては、処理液供給パイプ４から処理槽
１内に供給される処理液２の一部が特定箇所に滞留し、
その部分だけ処理液２の入れ替えが生じないという好ま
しくない現象が生じていた（このように処理槽内の処理
液が滞留する部分を、以下「滞留域」という）。
【０００９】図１１は、処理槽１の中央断面における処
理液２の流動状態を示す模式図である。
【００１０】左右の処理液供給パイプ４の噴出孔５から
噴出された処理液２の流れは、基板３の中央付近で衝突
して左右に分かれ、一部は上縁部１ａから溢れ出るとと
もに、残りは処理槽１側面の内壁に沿って下方に流れて
循環しながらやがては上縁部１ａから溢れ出る。
【００１１】左右の処理液供給パイプ４の中間には、処
理液２の噴出流による下方への回り込みが生じ、緩やか
に循環する滞留渦２ａ，２ｂが生ずる。噴出孔５からこ
の部分に直接供給される処理液２が少ないため、滞留し
て滞留域Ａを形成する。
【００１２】基板３の表面処理において生じたパーティ
クルや重金属などの異物（以下単に「異物」という。）
が当該滞留域Ａに紛れ込むと、いくら処理液供給パイプ
４からの処理液２の供給量を多くしても、滞留域Ａには
処理液２はほとんど供給されず、同じところを循環する
だけなので、当該異物は上縁部１ａから排出されない
で、いつまでも当該滞留域Ａ内に止まることになる。
【００１３】この滞留域Ａにある異物が基板３の表面に
再付着し、基板の処理精度を劣化させる原因となってい
た。
【００１４】さらに、上記従来例では、左右に配置され
た噴出孔５から噴出される処理液２の流量が相互に異な
ることがあり、その差が大きくなると、その流量差によ
って上記滞留域Ａとは異なる領域に滞留域が形成され、
上記と同様な問題が生じる。
【００１５】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたものであって、処理槽内の滞留域をできるだけ少な
くすることができる浸漬型基板処理装置を提供すること
を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、処理
液に基板を浸漬させることにより前記基板の表面処理を
行なう浸漬型基板処理装置であって、上記目的を達成す
るため、前記処理液を貯留する処理槽と、相互に一定間
隔を隔て平行な状態で前記処理槽の底部近傍位置に横設
され、処理液を前記処理槽の前記底部とほぼ平行に、あ
るいは前記底部に向けて噴出するため各々の長手方向側
面に形成された噴出孔を有する２本の処理液供給パイプ
と、前記処理槽の前記底部近傍で、しかも前記処理液供
給パイプで挟まれた底部中央部に配置された隔壁体とを
備え、前記噴出孔から噴出されて前記底部中央部に向け
て流れる処理液の流れ方向を、前記底部中央部において
前記隔壁体により上方向に変えるように構成している。
【００１７】請求項２の発明は、前記処理槽内に前記基
板を保持する部材の一部を、隔壁体として機能させるよ
うにしている。
【００１８】請求項３の発明は、前記隔壁体を前記処理
槽の前記底部から上方向に伸びる板材で構成している。
【００１９】請求項４の発明は、前記処理槽の前記底部
が前記底部中央部で隆起し、当該隆起部分を隔壁体とし
て機能させるようにしている。
【００２０】
【作用】本発明では、噴出孔から噴出された処理液は処
理槽の底部に沿って前記処理槽の前記底部近傍で、しか
も処理液供給パイプで挟まれた底部中央部に流れ込む。
そして、底部中央部に流れ込んだ処理液は、隔壁体に当
たってその流れ方向を上方向に変え、前記処理槽内で均
一に循環する。
【００２１】また、処理液供給パイプからの処理液供給
量が相互に大きく異なった場合であっても、各処理液供
給パイプからの処理液は必ず隔壁体に当たり、流れ方向
を変えた後、循環する。そのため、滞留域の発生を抑え
ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明にかかる浸漬型
基板処理装置の実施例を詳細に説明するが、本発明の技
術的範囲がこれによって制限されるものではないことは
もちろんである。
【００２３】＜第１実施例＞
【００２４】図１は、本発明に係る浸漬型基板処理装置
の第１実施例の主要部の構成を示す図である。
【００２５】処理槽１１は、石英で形成されて、基板３
の直径よりやや広い幅を有しており、その上方は外方に
広がったテーパ形状をしている。また、処理槽１１の底
部１１ｂは、その中央部が若干低くなった谷形状の断面
となっている。なお、この実施例では、処理槽１１は上
部がテーパ形状をしているものであるが、テーパがない
形状の処理槽であってもよい。
【００２６】処理槽１１の外周に沿って同じく石英で形
成された外槽２２が設けられ、処理槽１１の上縁部１１
ａから溢れ出た処理液２をこの外槽２２で受けて、廃液
パイプ２２ａを介して廃液タンク３８（図５参照）に回
収する。
【００２７】外槽２２は、深さの大きい槽２２ｂを備え
ているので、何らかの理由により一時的に処理槽１１か
ら溢れる処理液２の量が、廃液パイプ２２ａを通過して
廃液される量より多くなっても、外槽２２から溢水する
おそれはない。
【００２８】処理槽１１の底部１１ｂの両隅には、２本
の石英製の処理液供給パイプ１２，１２が紙面に垂直な
方向に溶着され液漏れのない状態でそれぞれ固着されて
いる。なお、これら処理液供給パイプ１２，１２は一定
間隔を隔てほぼ平行に配置されている。以下、説明の便
宜から、処理槽１１の底部１１ｂ近傍で、かつ処理液供
給パイプ１２，１２で挟まれた領域ＣＲを「底部中央
部」を称する。
【００２９】処理液供給パイプ１２は、図２の拡大断面
図に示すように、外管１３とこの外管１３内に内管１４
を同心状に内挿してなる二重管構造を有しており、外管
１３の水平線ＨＬから下方側へ傾いた向きを中心とした
スリット状の主噴出孔１５が、外管１３の長手方向（図
２の紙面に対し直交する方向）に直交して複数平行に設
けられている一方、内管１４には副噴出孔１６が、当該
内管１４の長手方向に所定間隔で列状に形成されてい
る。この副噴出孔１６は、その開口中心が、主噴出孔１
５の開口中心から丁度１８０°反転させた位置に形成さ
れる。なお、符号ＶＬは外管１３の垂直線である。
【００３０】このように構成した処理液供給パイプ１２
では、同図に示すように内管１４の副噴出孔１６から噴
出された処理液２が外管１３の内壁に一旦衝突し、その
衝突点Ｔで流速が０となって、外管１３の各主噴出孔１
５に対して新たな岐点となり、処理液２がそれぞれの岐
点から外管１３と内管１４との間を経て当該主噴出孔１
５から噴出される。そして、噴出された処理液は矢印Ｆ
に示すように処理槽１１の底部１１ｂとほぼ平行に、し
かも処理液供給パイプ１２に挟まれた底部中央部ＣＲに
向けて流れる。
【００３１】なお、この実施例では、副噴出孔１６を複
数個内管１４の長手方向に列状に形成しているが、内管
１４の側面に長手方向に伸びる単一のスリット孔を設
け、このスリット孔を副噴出孔１６として機能させても
よい。また、この実施例の処理液供給パイプ１２は二重
管構造を有しているが、これに限定されるものではな
く、例えば内管１４を省略した単管構造としてもよい。
【００３２】また、この実施例では、主噴出孔１５から
噴出した処理液２が底部１１ｂとほぼ平行に底部中央部
ＣＲに流れるようにしているが、主噴出孔１５の開口角
度を広げて処理液供給パイプ１２からの処理液２の吐出
角度を広げるようにしてもよく、この場合、主噴出孔１
５を水平線ＨＬ方向、もしくはそれよりも上向きの方向
に向けることができる。また、処理液２を底部１１ｂに
向けて吐出するようにしてもよく、いずれの場合も、処
理液２は底部１１ｂに沿って底部中央部ＣＲに流れる。
【００３３】図１に戻って符号１７は複数の基板３を一
定間隔で鉛直に保持するための基板保持ホルダであっ
て、吊設部材１８とその下部に設けられた基枠１９から
なり、基枠１９には、紙面に垂直に延びる３本の保持棒
２０，２１，２１が吊設される。保持棒２０，２１，２
１の上面には等ピッチｐでガイド溝２０ａ，２１ａ，２
１ａがそれぞれ形成され、基板３はその下部外周縁を当
該ガイド溝２０ａ，２１ａ，２１ａに挿入することによ
り処理槽１１内で整立保持される。
【００３４】図３は、基板保持ホルダ１７を側面から見
た図である。また、図４は、基板保持ホルダ１７の部分
斜視図である。図３に示すように保持棒２０および２
１，２１は基枠１９から水平に伸びており、吊設部材１
８の上部は基板保持ホルダ１７を複数の処理ステーショ
ン間を搬送するための搬送機構ＴＭにより保持されてい
る。このため、搬送機構ＴＭを作動させることにより、
基板３を当該基板保持ホルダ１７ごと処理槽１１から引
上げ、他の場所に搬送できるようになっている。このよ
うな搬送方法によると、処理槽１１内にチャックを挿入
して基板３を把持し搬送する方法に比べ、チャックの挿
入が不要な分だけ処理槽１１の幅を小さくすることがで
き、その分処理液２の量を節約できるという利点があ
る。
【００３５】また、この第１実施例では、中央の保持棒
２０は他の保持棒２１，２１に比べて鉛直方向に長くな
っており、図１に示すように、基板保持ホルダ１７を処
理槽１１内に浸漬させて基板処理を行うとき、保持棒２
０が底部中央部ＣＲに位置し、隔壁体として機能する。
すなわち、上記のようにして処理液供給パイプ１２から
処理液２が底部中央部ＣＲに向けて供給されると、底部
１１ｂに沿って流れてきた処理液２が保持棒２０の下方
部に衝突し、その流れ方向が上方向に変えられる。そし
て、上方向に流れる処理液２は基板３の表面を流れてそ
の一部が処理槽１１の上縁部１１ａから溢れ出すととも
に、残りが側面方向に回り込んで下降し、さらに主噴出
孔１５から噴出される処理液２の流れに乗る。このよう
に、処理液２は処理槽１１内を均一に循環するようにな
り、その結果、滞留域の発生を抑えることができる。
【００３６】また、仮に一方の処理液供給パイプ１２か
らの処理液の流量が他方の処理液供給パイプ１２からの
それよりも大きくなったとしても、底部１１ｂに沿って
流れる処理液２は必ず保持棒２０によって、その流れ方
向が上方向に変えられるため、両処理液供給パイプ１
２，１２からの処理液が底部中央部ＣＲで相互に影響を
及ぼすのを抑えることができ、流量の相違に基づく滞留
域の発生を抑制することができる。なお、左右の処理液
供給パイプ１２，１２からの処理液流量を正確に制御
し、処理槽１１中の処理液流が左右で不均一にならない
ようにすることが望ましいことは勿論である。
【００３７】図５は、処理液供給装置３０の構成を示す
図である。
【００３８】電動ポンプ３１は、電磁切換弁３２の切り
換えにより薬液タンク３３もしくは純水タンク３４から
それぞれ薬液３５、純水３６を選択的に汲み上げ、供給
チューブ３７を介して処理液供給パイプ１２の内管１４
に供給する。
【００３９】処理槽１１から溢れた薬液３５または純水
３６は、外槽２２で受けられ、廃液パイプ２２ａを介し
て廃液タンク３８に回収される。
【００４０】電動ポンプ３１および供給する処理液２を
選択する電磁切換弁３２の各動作は制御部３９によって
制御されるようになっている。
【００４１】なお、供給チューブ３７の流路途中に流量
センサを設け、制御部３９にフィードバックして電動ポ
ンプの動作を制御し、処理液２の供給量をより正確に制
御するようにしてもよい。また、２本の処理液供給パイ
プ１２は、同じものを使用するので噴出される処理液２
の流量は全く同じになる筈であるが、製造段階でバラツ
キが生じる場合もあるので流路３７ａ、３７ｂの双方ま
たはどちらか一方に流量制御弁を設けて微調整するよう
にしてもよい。
【００４２】また、廃液タンク３８に回収された処理液
２をフィルターなどで浄化して再度使用するようにすれ
ばランニングコストを低減させることができる。
【００４３】図６は、実際にこの処理液供給装置３０か
ら処理液供給パイプ１２を介して処理槽１１に処理液２
を供給したときの流動状態を模式的に示したものであ
る。
【００４４】同図に示されるように処理液供給パイプ１
２の主噴出孔１５から噴出された処理液２は、保持棒２
０の下方部に衝突することにより上方向に流れ、さらに
左右対称に基板３の中心方向に流出し、当該基板３の表
面全体にまんべんなく供給された後、一部の流れＲ１
は、処理槽１１のテーパー部に沿って上昇し上縁１１ａ
から溢れ出る。別の流れＲ２は側面方向に回り込んで、
側面の内壁に沿って下降し、主噴出孔１５から噴出され
る処理液２の流れに乗って再び底部１１ｂに沿って保持
棒２０に向けて流れ、上記と同様にして処理槽１１全体
内を循環しながら、最終的に上縁１１ａから溢れ出る。
したがって、処理槽１１内での滞留域の発生を効果的に
阻止することができ、異物がこの部分に滞留して基板３
の表面に再付着するようなことがない。
【００４５】なお、処理槽１１の底部１１ｂの形状など
はこれに限定されるものではなく、任意であり、例え
ば、平面形状や山形状に仕上げることができる。このよ
うに底部１１ｂを仕上げた場合であっても、処理液供給
パイプ１２，１２からの処理液２をその底部１１ｂとほ
ぼ平行に、あるいは底部１１ｂに向けて噴出して保持棒
２０に衝突させることにより、上記と同様に、滞留域を
発生させることなく、処理槽１１全体で処理液２を循環
させることができ、その結果基板を良好に処理すること
ができる。ただし、上記実施例のように底部１１ｂを谷
形状に仕上げた場合には、底部１１ｂを平面形状あるい
は山形状に仕上げる場合よりも処理槽１１の容積を小さ
くすることができ、使用する処理液２の量を減らすこと
ができる。その理由は、各形状に仕上げたときには処理
液供給パイプ１２，１２を底部中央部ＣＲよりも上方向
位置に配置することができるからである。
【００４６】なお、上記実施例では、処理槽１１内に基
板３を保持する部材として、いわゆる片持ち方式の基板
保持ホルダ１７（図３）を示しているが、保持棒２０，
２１，２１の両側に吊設部材を設けた両持ち方式のもの
を用いてもよく、あるいは基板保持ホルダ１７に代えて
通常のカセットの下面に隔壁体に相当する部材を設けて
もよい。上記実施例では、搬送機構ＴＭによる処理槽１
１内での基板ホルダ１７の保持位置を設定することによ
り、保持棒２０を処理槽１１の底部中央部ＣＲに位置さ
せている。係る構成によれば、保持棒２０に隔壁体とし
ての機能をもたせることができ、装置の構成が簡単で済
む。
【００４７】なお、保持棒２０の下端と、処理槽１１の
底部１１ｂとは、図示のように若干離間していてもよ
く、接触していてもよいが、接触しない程度にできるだ
け近接させることが望ましい。離間させる場合には、処
理液２の流れを乱さないように配慮する必要があり、接
触させる場合には、その接触により塵埃が発生しないよ
う配慮する必要がある。
【００４８】＜第２実施例＞
【００４９】図７は、本発明に係る浸漬型基板処理装置
の第２実施例の主要部の構成を示す図である。同図に示
すように、この第２実施例が先の第１実施例と大きく相
違する点は、底部１１ｂの中央部ＣＲから板材２３が上
方向に突設されている点であり、その他の構成は第１実
施例とほぼ同様である。そのため、ここでは、その他の
構成については、同一符号を付してその説明を省略す
る。
【００５０】この第２実施例では、上記のように突設さ
れた板材２３が、基板保持ホルダ１７の保持棒２０と同
様に、隔壁体として機能する。したがって、例えば図８
に示すように、基板３を収納したカセット２４を処理槽
１１に浸漬させた後、処理液供給パイプ１２から処理液
２を噴出すると、処理液供給パイプ１２の主噴出孔１５
から噴出された処理液２は板材２３に衝突することによ
り上方向に流れ、さらに左右対称に基板３の中心方向に
流出し、当該基板３の表面全体にまんべんなく供給され
た後、一部の流れＲ１は、処理槽１１のテーパー部に沿
って上昇し上縁１１ａから溢れ出る。別の流れＲ２は側
面方向に回り込んで、側面の内壁に沿って下降し、主噴
出孔１５から噴出される処理液２の流れに乗って再び底
部１１ｂに沿って板材２３に向けて流れ、上記と同様に
して処理槽１全体内を循環しながら、最終的に上縁１１
ａから溢れ出る。したがって、処理槽１１内での滞留域
の発生を効果的に阻止することができ、異物がこの部分
に滞留して基板３の表面に再付着するようなことがな
い。
【００５１】なお、処理槽１１の底部１１ｂの形状など
については、第１実施例と同様に、これに限定されるも
のではなく、任意である。
【００５２】また、カセット２４の代わりに第１実施例
で説明した如き基板保持ホルダ１７や図１０の基板支持
棒７等を用いる場合にも、上記と同様の効果が得られ
る。
【００５３】＜第３実施例＞
【００５４】図９は、本発明に係る浸漬型基板処理装置
の第３実施例の主要部の構成を示す図である。第３実施
例では、処理槽１１の底部１１ｂが底部中央部ＣＲで隆
起し、隆起部分１１ｃが形成されている。この実施例で
は、隆起部分１１ｃが隔壁体として機能し、処理液供給
パイプ１２，１２からの処理液２をその底部１１ｂとほ
ぼ平行に、底部中央部ＣＲに向けて噴出して隆起部分１
１ｃに衝突させることにより、上記第１および第２実施
例と同様に、滞留域を発生させることなく、処理槽１１
全体で処理液２を循環させることができ、その結果基板
を良好に処理することができる。
【００５５】
【発明の効果】本発明にかかる浸漬型基板処理装置は、
上述のように、隔壁体を処理槽の底部近傍で、しかも処
理液供給パイプで挟まれた底部中央部に配置し、噴出孔
から噴出されて底部中央部に向けて流れる処理液の流れ
方向を、底部中央部において隔壁体により上方向に変え
るようにしているので、前記処理液を前記処理槽内で均
一に循環することができ、その結果滞留域の発生を抑え
ることができる。
【００５６】また、処理液供給パイプからの処理液流量
が相互に多少異なった場合であっても、各処理液供給パ
イプからの処理液は必ず隔壁体に当たり、流れ方向を変
えた後、循環されるため、流量差が生じた場合でも滞留
域の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浸漬型基板処理装置の第１実施例
の主要部の構成を示す図である。
【図２】図１の実施例における処理液供給パイプ付近の
拡大縦断面図である。
【図３】図１の実施例における基板保持ホルダの側面図
である。
【図４】図１の実施例における基板保持ホルダの斜視図
である。
【図５】本発明の浸漬型基板処理装置の処理液供給装置
の構成を示す図である。
【図６】図１の実施例において、処理液供給パイプから
噴出された処理液が処理槽内を流動する様子を示す図で
ある。
【図７】本発明に係る浸漬型基板処理装置の第２実施例
の主要部の構成を示す図である。
【図８】図７の実施例において、処理液供給パイプから
噴出された処理液が処理槽内を流動する様子を示す図で
ある。
【図９】本発明に係る浸漬型基板処理装置の第３実施例
の主要部の構成を示す図である。
【図１０】従来の浸漬型基板処理装置の主要部の縦断面
図である。
【図１１】従来の処理液供給パイプによる処理液の流動
の様子を示す図である。
【符号の説明】
２ 処理液 １０ 浸漬型基板処理装置 １１ 処理槽 １１ｂ 底部 １１ｃ 隆起部分 １２ 処理液供給パイプ １５ 主噴出孔 １７ 基板保持ホルダ ２０ 保持棒 ２３ 板材 ＣＲ 底部中央部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白川 元 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１ 大日本スクリーン製造株式会 社 野洲事業所内 (56)参考文献 実開 平４−30729（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−80040（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−21444（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理液に基板を浸漬させることにより前
    記基板の表面処理を行なう浸漬型基板処理装置であっ
    て、 前記処理液を貯留する処理槽と、 相互に一定間隔を隔て平行な状態で前記処理槽の底部近
    傍位置に横設され、処理液を前記処理槽の前記底部とほ
    ぼ平行に、あるいは前記底部に向けて噴出するため各々
    の長手方向側面に形成された噴出孔を有する２本の処理
    液供給パイプと、 前記処理槽の前記底部近傍で、しかも前記処理液供給パ
    イプで挟まれた底部中央部に配置された隔壁体とを備
    え、前 記噴出孔から噴出されて前記底部中央部に向けて流れ
    る処理液の流れ方向を、前記底部中央部において前記隔
    壁体により上方向に変えるようにしたことを特徴とする
    浸漬型基板処理装置。
  2. 【請求項２】 前記処理槽内に前記基板を保持する部材
    の一部が隔壁体となる請求項１記載の浸漬型基板処理装
    置。
  3. 【請求項３】 前記隔壁体が前記処理槽の前記底部から
    上方向に伸びる板材で構成された請求項１記載の浸漬型
    基板処理装置。
  4. 【請求項４】 前記処理槽の前記底部が前記底部中央部
    で隆起し、当該隆起部分が隔壁体となる請求項１記載の
    浸漬型基板処理装置。
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