JP3851486B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板(以下「基板」という)を処理する基板処理装置において、その処理液による基板処理でのより一層の均一化を図ることが可能な基板処理装置および基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板を処理槽に貯留された処理液に浸漬して処理する基板処理装置が存在する。このような基板処理装置においては、フッ酸等の薬液および純水(以下、薬液および純水を総称して処理液とする)へのロット(バッチ処理を行うときの一組の複数の基板)の浸漬処理を繰り返し、基板表面の汚染物質を除去したり、基板表面の酸化膜をエッチングしたり、レジスト膜を剥離したりする一連の基板処理を達成している。
【0003】
図13はそのような処理の一例を表す図であり、処理槽161の下側に配置された処理液の供給管163から一定の方向に向けて処理液Lを供給する場合を示している。このような基板処理装置においては、たとえば図13に示すように、1組(2つ)の矢印AR9で代表されるような1種類の流れを形成することにより処理液の供給が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような1種類の流れにより基板処理が行われている場合においては、処理槽内において処理液の流れがよどむ部分(たとえば部分P1)が存在することがある。そして、この「よどみ」が生じた部分においては、パーティクルや反応生成物が滞留することとなったり、あるいは処理液の濃度分布の不均一性を生じさせるなどの事態を招来することになる。すなわち、このような「よどみ」は、基板処理の均一化を阻害する要因となるという問題がある。
【0005】
また、基板処理の均一性の低下という上記のような問題は、基板を浸漬して処理する基板処理装置のみならず、浸漬せずに保持した基板に対して処理液を供給することにより基板処理を行う基板処理装置においても同様に起こり得る。
【0006】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、基板に対する処理液の供給にあたって、その均一性を向上させることが可能な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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の基板処理装置は、処理槽中に貯留された処理液により基板の浸漬処理を行う基板処理装置であって、処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽内に固定保持され、かつ処理槽内に貯留された処理液に浸漬された基板に対して処理液を供給することが可能な複数の供給手段と、前記複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換える切換手段と、を備え、前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、浸漬基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記浸漬基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給することが可能であり、前記切換手段は、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択して、当該選択した供給手段から処理液を供給するように切り換えて、前記複数の供給手段のそれぞれから供給される処理液同士を互いに干渉させることなく処理液の複数種類の流れを形成することを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の基板処理装置は、請求項1に記載の基板処理装置において、前記供給手段は、基板表面の剥離処理を行う処理液を基板に対して供給することにより、基板の剥離処理を行うことを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の基板処理装置は、請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽内に貯留された処理液を排出することが可能な複数の排出手段と、前記切換手段は、前記複数の排出手段のうちいずれの排出手段を用いて処理液の排出を行うかを選択的に切り換えることを特徴とする。
請求項4に記載の基板処理装置は、請求項3に記載の基板処理装置において、前記複数の供給手段のうちの少なくとも1つの供給手段を、前記排出手段として共用することを特徴とする。
【0011】
また、請求項5に記載の基板処理方法は、処理槽中に貯留された処理液によって基板の浸漬処理を行う基板処理方法であって、前記処理槽内の互いに異なる位置に設けられた複数の供給手段のうち1つ以上の供給手段を含む第1の組合せに係る供給手段を用いて処理液の第1の流れを形成し、前記処理槽内に固定保持され、かつ前記処理槽内の処理液に浸漬された基板に対して処理液を供給する第1の工程と、前記複数の供給手段のうち1つ以上の供給手段を含む組合せであって、前記第1の工程で用いられた第1の組合せとは異なる第2の組合せに係る供給手段を用いて処理液の第2の流れを形成して前記基板に対して処理液を供給する第2の工程と、を含み、前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、浸漬基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記浸漬基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給することが可能であり、前記第1の組み合わせと前記第2の組み合わせとは、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択したものであることを特徴とする。
【0012】
さらに、請求項6に記載の基板処理装置は、基板表面に対して処理液を供給する処理を行う基板処理装置であって、処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽空間内の所定位置に固定保持された基板表面に対して処理液を吐出供給することが可能な複数の供給手段と、前記複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換える切換手段と、を備え、前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、固定保持された基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記固定保持された基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を吐出供給することが可能であり、前記切換手段は、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択して、当該選択した供給手段から処理液を吐出供給するように切り換えて、前記複数の供給手段のそれぞれから供給される処理液同士を互いに衝突させることなく処理液の複数種類の流れを形成することを特徴とする。
【0013】
また、請求項7に記載の基板処理装置は、請求項6に記載の基板処理装置において、前記複数の供給手段のそれぞれは、円筒断面内の所定の角度にわたる円弧部分に形成された複数個の孔から処理液を吐出させることによって吐出供給を行う供給管を有することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
<A.第1実施形態>
<A1.基板処理装置の全体構成>
図1は、本発明に係る基板処理装置1の全体構成を示す斜視図である。図示のように、この基板処理装置1は、未処理基板を収納しているカセットCSが投入されるカセット搬入部2と、このカセット搬入部2からのカセットCSが載置され内部から複数の基板(ロット)が同時に取り出される基板取出部3と、カセットCSから取り出された未処理基板が順次浸漬処理される基板処理部5と、浸漬処理後の複数の処理済み基板が同時にカセットCS中に収納される基板収納部7と、処理済み基板を収納しているカセットCSが払い出されるカセット搬出部8とを備える。さらに、装置の前側には、基板取出部3から基板収納部7に亙って基板移載搬送機構9が配置されており、浸漬処理前、浸漬処理中及び浸漬処理後のロットを一箇所から別の箇所に搬送したり移載したりする。
【0016】
カセット搬入部2は、水平移動、昇降移動及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットCR1を備え、カセットステージ2a上の所定位置に載置された一対のカセットCSを基板取出部3に移載する。
【0017】
基板取出部3は、昇降移動する一対のホルダ3a、3bを備える。そして、各ホルダ3a、3bの上面にはガイド溝が刻設されており、カセットCS中の未処理基板を垂直かつ互いに平行に支持することを可能にする。したがって、ホルダ3a、3bが上昇すると、カセットCS中から基板が押し上げられる。カセットCS上方に押し上げられた基板は、基板移載搬送機構9に設けられた搬送ロボットTRに受け渡され、水平移動後に基板処理部5に投入される。
【0018】
基板処理部5は、フッ酸等の薬液を貯留して薬液処理を行う薬液槽CBを備える薬液処理部52と、純水を貯留して水洗処理を行う水洗槽WBを有する水洗処理部54と、薬液または純水を貯留して単一槽内で各種の薬液処理や水洗処理を行う多機能槽MBを有する多機能処理部56とを備える。なお、本明細書においては、基板に何らかの処理を行う薬液槽CB、水洗槽WB、多機能槽MBを総称して処理用槽とする。
【0019】
基板処理部5において、薬液処理部52および水洗処理部54の後方側には、第1基板浸漬機構55が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能なリフターLH1によって、搬送ロボットTRから受け取った基板を薬液処理部52の薬液槽CBに浸漬したり、水洗処理部54の水洗槽WBに浸漬したりする。リフターLH1は、薬液槽CBと水洗槽WBとの間で基板を搬送することが可能であるとともに、それら処理用槽に対して基板を昇降させることによって当該基板を処理用槽に貯留された処理液中に浸漬しまたはその処理液から離脱させることができる。
【0020】
また、多機能処理部56の後方側には、第2基板浸漬機構57が配置されており、これに設けた上下動可能なリフターLH2によって、搬送ロボットTRから受け取った基板を多機能処理部56の多機能槽MB内に支持する。リフターLH2は、基板を保持して多機能槽MBに当該基板を搬入するとともに多機能槽MBから当該基板を搬出する役割を担っており、多機能槽MBに対して基板を昇降させることによって当該基板を多機能槽MBに貯留された処理液中に浸漬しまたはその処理液から離脱させることができる。なお、52a、56aはリフターLH1、LH2にそれぞれ設けられた基板を支持するための基板受部を示す。
【0021】
また、多機能処理部56には、蓋58が設けられている。蓋58は、その下部に駆動機構(図示省略)を有しており、当該駆動機構によって多機能槽MBの上端部を開閉する開閉動作を行うことができる。蓋58は、多機能槽MBの上端部を閉鎖することにより、多機能槽MBに貯留された処理液への汚染物質の流入を防止するとともに、多機能槽MB内の雰囲気が外部に漏洩するのを防ぐ役割を有している。
【0022】
基板収納部7は、基板取出部3と同様の構造を有し、昇降可能な一対のホルダ7a、7bによって、搬送ロボットTRに把持された処理済み基板を受け取ってカセットCS中に収納する。
【0023】
また、カセット搬出部8は、カセット搬入部2と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボットCR2を備え、基板収納部7上に載置された一対のカセットCSをカセットステージ8a上の所定位置に移載する。
【0024】
基板移載搬送機構9は、水平移動及び昇降移動が可能な搬送ロボットTRを備える。そして、この搬送ロボットTRに設けた一対の回転可能なハンド91、92よってロットを把持することにより、基板取出部3のホルダ3a、3bに支持された基板を基板処理部5の第1基板浸漬機構55に設けたリフターLH1側に移載したり、このリフターLH1側から隣りの第2基板浸漬機構57に設けたリフターLH2側に基板を移載したり、このリフターLH2側から基板収納部7のホルダ7a、7bに基板を移載したりする。
【0025】
<A2.基板処理装置の制御機構>
次に、上記基板処理装置1の制御機構について説明する。図2は、図1の基板処理装置1の制御機構を説明するための機能ブロック図である。この基板処理装置1には、卓上型コンピュータ等からなる制御部30が組み込まれており、オペレータは制御部30を介して装置に指令を与えたり、処理パターンや処理条件の設定を行ったりできる。
【0026】
制御部30は、その本体部であるCPU31と、読み出し専用メモリーであるROM32と、読み書き自在のメモリーであるRAM33と、制御用ソフトウェアやレシピ(処理手順を既述したファイル)などを記憶しておく磁気ディスク34と、付随する入出力機器とのインターフェイスである入出力ポート35と、基板処理装置1を直接制御する装置とのインターフェイスであるネットワークポート36と、基板処理装置1外部に設けられているホストコンピュータなどと通信を行う通信ポート37とを備えている。また、制御部30には、入出力ポート35を介してディスプレイ38とキーボード39とが付随して設けられており、オペレータはディスプレイ38の表示を確認しつつ、キーボード39からコマンドやパラメータを入力することができる。
【0027】
制御部30に入力された指令は、処理用のソフトウェアに基づいて処理され、必要に応じて制御部30からネットワークポート36を介してマスターコントローラ40および槽コントローラ50などに伝達される。マスターコントローラ40は、搬送ロボットTR(図1参照)の動作を制御する。また、槽コントローラ50は、槽制御装置51に指令を伝達して、各処理用槽への注排液などを制御する。なお、槽コントローラ50を介した制御部30による処理用槽への供給および排出の制御などについては後に詳述する。
【0028】
<A3.処理用槽の構成>
次に、基板処理装置1に設けられている処理用槽の構成について説明する。ここでは、処理用槽の一例として多機能処理部56の多機能槽MBについて説明する。図3は、多機能槽MB(MB1)の構成を示す図である。多機能槽MBは、主として処理槽61、回収部62、およびそれらに付随する注排液機構によって構成されている。処理槽61は、多機能槽MBの主要部であり、純水または薬液(フッ酸等)を貯留することが可能であり、その処理液中に基板Wを浸漬することによって基板Wの表面処理を進行させる槽である。
【0029】
処理槽61の内部壁面においては、複数(ここでは4本)の処理液の供給管63a,63b,63c,63dが設けられている。これらの供給管63a,63b,63c,63dは、円筒形状(図ではその断面形状が表されている)を有しており、その円筒表面に処理液を供給するための孔(図示せず)を有している。また、各供給管63a,63b,63c,63dは、それぞれ、図3において、処理槽61の左上方、左下方、右上方、右下方の位置にそれぞれ配置されており、それぞれ、バルブ64a,64b,64c,64dを介して、処理液の供給源65a,65b,65c,65dに接続されている。
【0030】
そして、たとえば供給管63aは、バルブ64aを開状態にすることにより、処理液の供給源65aにおいて蓄えられた処理液を、供給管63aの表面に設けられた孔から処理槽61に対して供給することができる。なお、簡略化のため図示していないが、供給源65aにおいては、それぞれ、複数の種類の処理液を選択するための選択バルブなどを有しており、この選択用バルブとバルブ64とを用いて、所望の処理液を供給することができる。また、他の供給管63b,63c,63dについても同様であり、それぞれ、バルブ64b,64c,64dを介して、同様の処理液の供給源65b,65c,65dに蓄えられる処理液を供給することができる。さらに、処理槽61の供給管63から供給された処理液は、やがてその上方から溢れ出て(オーバーフローして)、回収部62によって回収された後、排出される。
【0031】
また、処理槽61の底部には、排出用バルブ66eと排液部67eとが設けられている。この排出用バルブ66eを閉状態としておくことにより、上記のようなオーバーフロー処理を行うことができる。また、この排出用バルブ66eを開状態とすることにより、処理槽61に貯留された処理液を排液部67eに向けて短時間で排出することなどが可能であり、処理槽61内の処理液の全入れ替えなどの動作を行うことが可能である。
【0032】
ここにおいて、この処理槽61においては、エッチング処理やレジスト膜の剥離処理を行うことができる。たとえば、基板のエッチング処理には、フッ酸などの薬液が用いられ、また、基板上のレジスト膜などの不要物を除去する剥離処理には、(1)オゾン(O3)を純水に溶解したオゾン(O3)水、(2)オゾン(O3)水と炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)などの重炭酸イオンを含む添加物との混合液、(3)硫酸(H2SO4)と過酸化水素水(H2O)との混合液、(4)硫酸(H2SO4)とオゾンとの混合液、(5)有機剥離液、あるいは(6)有機剥離液で処理した後の基板を洗浄処理するイソプロピルアルコール液などのリンス液が使用される。
【0033】
このうち、有機剥離液としては、たとえば、1−メチル−2ピロリドン、テトラヒドロチオフェン1.1−ジオキシド、イソプロパノールアミン、ジメチルスルホシキド、モノエタノールアミン、2−(2アミノエトキシ)エタノール、ヒドロキシアミン、カテコール、N−メチルピロリドン、アロマテイックジオール、パーフレン、フェノールを主成分とする薬液が使用される。より具体的には、たとえば、▲1▼1−メチル−2ピロリドンとテトラヒドロチオフェン1.1−ジオキシドとイソプロパノールアミンとの混合液、▲2▼ジメチルスルホシキドとモノエタノールアミンとの混合液、▲3▼2−(2アミノエトキシ)エタノールとヒドロキシアミンとカテコールとの混合液、▲4▼2−(2アミノエトキシ)エタノールとN−メチルピロリドンとの混合液、▲5▼モノエタノールアミンと水とアロマテイックジオールとの混合液、▲6▼パーフレンとフェノールとの混合液、の(6種類の)混合液のそれぞれが、有機剥離剤として用いられる。
【0034】
また、処理槽61における処理の種類などによって、供給管63a,63b,63c,63dから供給される処理液の供給量(流量)が変化する。これは、バルブ64a,64b,64c,64dの開閉量や、図示しない処理液供給用のポンプの圧力などを制御することにより行われる。特に、上述の剥離処理においては、大流量の処理液(したがって大きな液圧を有する処理液)を基板に対して供給することにより、基板の表面に付着した不要なレジスト膜などを剥離することが可能になる。
【0035】
さらに、処理対象となる複数の基板Wは、処理槽61に貯留された処理液に浸漬された状態において、起立状態で保持されている。そして、図3に示すように、供給管63aは基板Wの左上方から処理液を供給し、供給管63bは基板Wの左下方から処理液を供給し、供給管63cは基板Wの右上方から処理液を供給し、供給管63dは基板Wの右下方から処理液を供給する。つぎに、これらの複数の供給管63a,63b,63c,63dを用いた処理動作について詳述する。
【0036】
<A4.動作>
<第1の動作>
ここでは、上記の4つの供給管63a,63b,63c,63dを用いて選択的に処理液を基板に対して供給する場合について説明する。図4は、各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給方向を示す模式図であり、図5は、各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給動作を示す動作図(タイミングチャート)である。また、図6は、異なる時刻における、各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給状況を示す図である。
【0037】
図4に示すように、これら4つの供給管のそれぞれは、(処理槽内の処理液に)浸漬された基板(浸漬基板)Wの周辺部の互いに異なる位置に設けられ、浸漬基板の主面(図では円形面)の中心Cに向かう方向に対して相対的に所定の側(図では左側)にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給するように構成されている。たとえば、供給管63aは基板の中心Cに向かって中心Cの左側にずれた位置に対して処理液を供給し、供給管63bも基板の中心Cに向かって中心Cの左側にずれた位置に対して処理液を供給する。他の供給管63c,63dについても同様であり、基板の中心Cに向かって(同一の)左側にずれた位置に対して処理液を供給する。
【0038】
この実施形態においては、このような4つの供給管63a,63b,63c,63dの全てから同時に処理液を供給するのではなく、4つの供給管63a,63b,63c,63dのそれぞれからの処理液の供給が、所定の順序で切り換えて行われる場合を例示する。このような切換動作は、上記の制御部30の指令に基づいて、槽コントローラ50を介して、各バルブ64a,64b,64c,64dの開閉などを伴うことにより実現される。
【0039】
つぎに、図5の動作図をも参照しながら、このような切換動作について説明する。図5の動作図に示すように、まず、時刻t0において、供給管63aからの供給が開始される。図6(a)は、供給管63aからのみ処理液が供給される様子を示す。そして、所定時間Δt経過後、時刻t1において、供給管63aからの供給が停止され、今度は、供給管63aに代わって、供給管63cからの供給が開始される。図6(b)は、供給管63cからのみ処理液が供給される様子を示す。つぎに、時刻t2において、供給管63cからの供給が停止され、供給管63dからの供給が開始される。図6(c)は、供給管63dからのみ処理液が供給される様子を示す。さらに、時刻t3において、供給管63dからの供給が停止され、供給管63bからの供給が開始される。図6(d)は、供給管63bからのみ処理液が供給される様子を示す。その後、時刻t4において、供給管63bからの処理液の供給が停止される。また、この各供給管63からの処理液の供給時間Δt(=t1−t0,t2−t1,...)は、たとえば、数秒から数十秒である。この供給時間は、処理槽61の大きさおよび処理液の流量などに応じて適切な値が設定される。
【0040】
以降、順次、時刻t4,t5,...において供給管63a,63b,からの供給が開始されるとともに、時刻t5,t6,...において供給管63c,63dからの供給が停止される。すなわち、図6(a)〜(d)に示される各動作をこの順序で繰り返すことにより、4つの供給管からの処理液の供給動作を行う。
【0041】
ここにおいて、4つの供給管63a,63b,63c,63dのうちいずれの供給管を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換えて処理液の供給動作を行うので、図6(a)〜(d)に示すように、処理液の様々な流れ(ここでは4種類の流れ)を形成することができる。したがって、一定の流れが継続することに起因する「よどみ」等の発生を抑制することができるので、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【0042】
さらに、浸漬基板Wの主面の中心Cに向かう方向に対して所定の側(同一の側)にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給する4つの供給管63a,63b,63c,63dによって、所定の順序(ここでは、供給管の配置位置に関して時計回りの順序)で処理液が供給されるので、各供給管63a,63b,63c,63dのそれぞれによる供給時点においては、図6(a)〜(d)のそれぞれに示す独自の流れが形成される一方で、さらに大きな時間単位で考察すると、基板の中心Cに対して(時計回りに)回転するような処理液の流れを形成することが可能である。したがって、基板に対して均一な処理が可能になる。
【0043】
なお、4つの供給管63a,63b,63c,63dから同時に処理液を供給する場合には、別個の供給管63a,63b,63c,63dから供給される処理液の相互間による流れが干渉するため、基板の中心に対して回転するような処理液の流れを形成することが困難であるのに対して、上記のように時間的に異なるタイミングで各供給管から処理液を供給する場合には、このような相互干渉が抑制されるため、基板の中心Cに対して回転するような処理液の流れを効率的に形成することが可能になる。特に、上述の剥離処理を行う場合においては、大流量の処理液(したがって大きな液圧を有する処理液)を基板Wに対して供給するにあたって、各供給管63a,63b,63c,63dのそれぞれから供給される処理液同士が互いに干渉することなく、各供給時間にわたる各供給管のそれぞれから供給される処理液の液圧を十分に利用した上で、処理液の供給を行うことが可能である。これにより、基板の表面に付着した不要なレジスト膜などの剥離をより有効に行うことができる。
【0044】
また、基板Wは、それ自身が回転されることなく固定された状態で保持されるので、基板Wなどからのパーティクルの発生も最小限に止めることができる。
【0045】
さらに、上記においては、4つの供給管により処理液の供給を行ったが、少なくとも3つの供給管からの処理液の供給を行うことにより、同様の処理を行うことができる。たとえば、基板Wの周囲の異なる3カ所(たとえば、基板Wの左上位置と基板Wの右上位置と基板Wの直下位置との合計3カ所)の位置に設けられた3つの供給管を用いても同様の処理を行うことが可能である。
【0046】
<その他の動作>
上記においては、浸漬基板Wの主面の中心Cに向かう方向に対して所定の側(左側)にずれた位置に対して処理液を供給する4つの供給管を用いる場合において、供給管の配置位置に関して時計回りの順序(すなわち、供給管63a,63c,63d,63bの順)で処理液が供給される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、浸漬基板Wの主面の中心Cに対して右側にずれた位置に対して処理液を供給する4つの供給管を用いて、供給管の配置位置に関して反時計回りの順序(すなわち、供給管63a,63b,63d,63cの順)で処理液を供給してもよい。また、これら4つの供給管からの処理液の供給順序は、さらに別の順序(たとえば、供給管63a,63b,63c,63dの順)であってもよい。
【0047】
さらには、所定の時刻において、4つの供給管のうちの2つ以上を組合せて処理液の供給を行うようにしてもよい。すなわち、2つ以上の供給管が同時に処理液の供給を行うべきであるとして選択されてもよい。たとえば、(1)供給管63a,63cを同時に用いて処理液の供給を行う動作と供給管63b,63dを同時に用いて処理液の供給を行う動作とを交互に行うような動作であってもよく、あるいは、(2)所定の時刻において供給管63a,63bを同時に用いて処理液の供給を行い、別の時刻において、供給管63a,63b,63cを同時に用いて処理液の供給を行い、さらに別の時刻において、供給管63a,63b,63c,63dを同時に用いて処理液の供給を行う動作を繰り返すような動作であってもよい。このような場合であっても、4つの供給管63a,63b,63c,63dのうちいずれの供給管を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換えて処理液の供給動作が行われるので、処理液の様々な流れを形成することが可能である。
【0048】
<A5.変形例>
上記第1実施形態においては、処理槽61に貯留された処理液がオーバーフローによって回収部62を介して排出される場合を示したが、これに限定されない。たとえば、図7に示すようなオーバーフローを用いない閉鎖系の多機能槽MB(MB4)を有する基板処理装置にも適用することが可能である。
【0049】
図7においては、図3の多機能槽MB1と同一の要素については同一の参照符号を付して示している。図7の多機能槽MB4は、多機能槽MB1と同様の構成に加えて、さらに、排出用バルブ66a,66b,66c,66dと、排液部67a,67b,67c,67dとを有している。これらの排出用バルブ66a,66b,66c,66dなどを用いることにより、供給管63a,63b,63c,63dから供給された処理液を処理槽61から回収することができる。
【0050】
なお、ここでは、処理槽61内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽61内に貯留された処理液を排出することが可能な複数の供給管63a,63b,63c,63dを排出管として共用することにより処理液の排出を行う場合を示すが、供給管63a,63b,63c,63dとは別個に排出専用の排出管を設けてもよい。
【0051】
そして、これらの供給管63a,63b,63c,63dのいずれかから、処理液の排出が行われる。この排出動作は、上記の供給動作に前後して行う(すなわち、排出動作と供給動作とを順次に行う)ようにしてもよく、あるいは、供給動作と同時に行うようにしてもよい。供給管と排出管とを共用した上で、供給動作と排出動作とを同時に行うときには、その時点で供給動作を行っている供給管以外の供給管が、排出動作を行う排出管として選択される。
【0052】
この排出動作において、いずれの供給管63a,63b,63c,63dから排出を行うかは、上記の制御部30などによってあらかじめ定められた手順によって選択的に切り換えられる。これにより、処理液の様々な流れを形成することができるので、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【0053】
なお、ここでは、閉鎖系の多機能槽MBにおいて、処理液の排出を行う排出管(供給管と共用)を処理槽61内の複数の位置に設ける場合を示したが、これに限定されず、オーバーフローを用いる多機能槽MBにおいて上記のような排出管を設けてもよい。
【0054】
<B.第2実施形態>
つぎに、第2実施形態について説明する。図8は、第2実施形態に係る基板処理装置の多機能槽MB(MB2)を示す模式図である。第2実施形態の基板処理装置は、第1実施形態の基板処理装置と同様の構成を有しており、ここでは相違点を中心に説明する。
【0055】
この第2実施形態における基板処理においては、処理槽61において処理液を貯留せずに基板Wの処理を行う点で、処理槽61に貯留された処理液に基板Wを浸漬して基板処理を行う第1実施形態と大きく相違する。この第2実施形態では、図9に示すような、孔hを有する供給管63を用いて、空間内に保持された基板W(図8)に対して、処理液を吹き付ける(吐出供給する)ことにより、基板表面の処理を行うことができる。この供給管は、円筒断面内の所定の角度θにわたる円弧部分において、吐出部として機能する複数個の孔Hを有している。そして、この孔Hから処理液を噴出(吐出)させることにより、基板Wへの処理液の吹き付け(吐出供給)を行うことができる。
【0056】
ここで、基板Wは、リフターLH(LH2など)による昇降により、処理槽61空間内の所定位置(図示の位置)に到達することが可能であり、基板処理時においてその所定位置に保持される。そして、各供給管63a,63b,63c,63dは、円筒面において円弧上に設けられた複数の孔Hから処理液を噴出させることにより、処理槽空間内の所定位置に保持された基板Wの表面に対して処理液を供給する。そして、複数の供給管のうちいずれの供給管を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換えることにより、上記と同様の処理を行うことができる。
【0057】
ここにおいて、基板W上において、その主面全体をいくつか(ここでは4つ)の領域に区分しておき、複数の供給管63a,63b,63c,63dのそれぞれに対して処理液を吹き付けるべき領域を各供給管に対する吐出対象領域として割り当てている。そして、これらの各吐出対象領域に対応する供給管から所定の順序で順次に処理液を吐出することによって、基板に対して処理液を均一に供給することが可能になる。また、1つの供給管による吐出供給によって基板Wの全面に対して処理液を供給する場合に比べて、各供給管が担当すべき吐出領域を小さく設定することが可能である。
【0058】
また、これらの供給管63a,63b,63c,63dから同時に処理液を噴出させた場合には、複数の供給管のそれぞれから供給される処理液が相互に衝突することによって、互いの処理液の流れの方向や強さが減衰することになり、基板に接触する際の処理液の液圧が低下する。しかしながら、この第2実施形態においては、上記第1実施形態と同様に、複数の供給管からの処理液の供給を同時ではなく時間的にずらして行う。言い換えれば、処理槽61内の互いに異なる位置に設けられた供給管から基板に対して処理液を供給するにあたって、複数の供給管のうちいずれの供給管を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換える。したがって、複数の供給管から供給される処理液が相互に衝突することによる基板に対する液圧の低下を防止することができる。したがって、基板に対する処理液の均一な供給を効率的に行うことができる。
【0059】
<C.第3実施形態>
<C1.構成>
つぎに、第3実施形態について説明する。第3実施形態の基板処理装置は、各処理用槽以外の構成においては、第1実施形態の基板処理装置と同様の構成を有しており、ここでは、第3実施形態の処理用槽の一例として多機能槽について説明する。
【0060】
図10は、第3実施形態に係る基板処理装置の多機能槽MB(MB3)を示す模式図である。以下に示すように、第3実施形態の多機能槽MB3は、上記の各第1および第2実施形態とは、供給管の配置や、上下に配置される供給管の間に処理液の流れを整える整流板が設けられる点などにおいて異なっている。
【0061】
まず、多機能槽MBは、主として処理槽61、回収部62、およびそれらに付随する注排液機構によって構成されている。処理槽61は、多機能槽MBの主要部であり、純水または薬液(フッ酸等)を貯留することが可能であり、その処理液中に基板Wを浸漬することによって基板Wの表面処理を進行させる槽である。
【0062】
処理槽61の内部壁面においては、複数(ここでは4本)の処理液の供給管63g,63h,63i,63jが設けられている。これらの供給管63g,63h,63i,63jは、円筒形状(図ではその断面形状が表されている)を有しており、その円筒表面に処理液を供給するための孔(図示せず)を有している。これらの供給管63g,63h,63i,63jは、処理槽61の下方において、上下2段に分かれた位置にそれぞれ配置されており、より具体的には、供給管63g,63iは上段位置(上側)に配置され、供給管63h,63jは下段位置(供給管63g,63iよりも下側の位置)に配置されている。
【0063】
また、これらの供給管63g,63h,63i,63jは、それぞれ、バルブ64g,64h,64i,64jを介して、処理液の供給源65g,65h,65i,65jに接続されている。そして、たとえば供給管63gは、バルブ64gを開状態にすることにより、処理液の供給源65gにおいて蓄えられた処理液を、供給管63gの表面に設けられた孔から処理槽61に対して供給することができる。なお、簡略化のため図示していないが、供給源65gにおいては、それぞれ、複数の種類の処理液を選択するための選択バルブなどを有しており、この選択用バルブとバルブ64とを用いて、所望の処理液を供給することができる。また、他の供給管63h,63i,63jについても同様であり、それぞれ、バルブ64h,64i,64jを介して、同様の処理液の供給源65h,65i,65jに蓄えられる処理液を供給することができる。さらに、処理槽61の供給管63から供給された処理液は、やがてその上方から溢れ出て(オーバーフローして)、回収部62によって回収された後、排出される。
【0064】
また、処理槽61の底部には、排出用バルブ66kと排液部67kとが設けられている。この排出用バルブ66kを閉状態としておくことにより、上記のようなオーバーフロー処理を行うことができる。また、この排出用バルブ66kを開状態とすることにより、処理槽61に貯留された処理液を排液部67kに向けて短時間で排出することなどが可能であり、処理槽61内の処理液の全入れ替えなどの動作を行うことが可能である。
【0065】
ここにおいて、この処理槽においては、エッチング処理やレジスト膜の剥離処理を行うことができる。処理液については、第1実施形態において詳述したものなどを用いることができる。
【0066】
また、処理槽61における処理の種類などによって、供給管63g,63h,63i,63jから供給される処理液の供給量(流量)が変化する。これは、バルブ64g,64h,64i,64jの開閉量や、図示しない処理液供給用のポンプの圧力などを制御することにより行われる。特に、上述の剥離処理においては、大流量の処理液を供給し、基板に対して大きな液圧を有する処理液を供給することにより、基板の表面に付着した不要なレジスト膜などを剥離することが可能になる。
【0067】
さらに、処理対象となる複数の基板Wは、処理槽61に貯留された処理液に浸漬された状態において、起立状態で保持されている。これらの基板Wに対して、後述するように、上記の上側に配置される供給管63g,63iを用いて処理液の第1の流れを形成する動作と、下側に配置される供給管63h,63jおよび整流板68を用いて第2の流れを形成する動作とを切り換えることにより、処理槽61内に異なる2種類の流れを形成することにより、基板処理を行う。
【0068】
そのため、上側に配置される供給管63g,63iと下側に配置される供給管63h,63jとの間には、整流板68が設けられている。この整流板68は、薄板状の部材の全面にわたって多数の微小孔HLを有する構成を有している。
【0069】
そして、整流板68の下側に配置される(下段の)供給管63h,63jから供給される処理液は、基板Wの下方のあらゆる位置に存在する微小孔HL(整流板68)を介して基板Wへと向かうことになるので、基板Wに対して下側から上側へと(一定の方向に)向かう流れ(並進流)(図12(b)参照)が形成されることになる。すなわち、整流板68は、下段の供給管63h,63jから供給される処理液の流れを整える機能を有している。
【0070】
一方、整流板68の上側に配置される供給管63g,63iから供給される処理液は、整流板68を介さずに直接的に基板Wに対して供給され、たとえば、処理槽61内において左右対称に大きく循環するような流れ(循環流)(図12(a)参照)が形成される。これにより、処理槽61内の基板Wの表面処理にあたって、高効率のパーティクルの排出効果を有することが可能である。
【0071】
このような上段の供給管63g,63iを用いた処理液の供給と下段の供給管63h,63jおよび整流板68を用いた処理液の供給とは、それぞれ異なる流れを形成する。したがって、これらの2種類の流れを切り換えて動作させることにより、より適切な処理液の供給を行うことができる。
【0072】
つぎに、これらの複数の供給管63g,63h,63i,63jなどを用いた処理動作について詳述する。
【0073】
<C2.動作>
図11は、第3実施形態における動作を示すフローチャートである。図11に示すように、薬液処理A(ステップSP10)を行った後に、第1の純水リンス処理(ステップSP20)、第2の純水リンス処理(ステップSP30)、および薬液処理C(ステップSP40)を行う場合について説明する。
【0074】
まず、ステップSP10において、上段の供給管63g,63iを用いて、薬液処理Aを行うための処理液(薬液)を供給する。これにより、所定の薬液による基板Wの表面等に対する処理を進行させる。
【0075】
つぎに、ステップSP20において、第1の純水リンス処理B1を行う。それに先だって、上記の薬液処理Aから純水リンス処理B1に移行するに際しては、排出用バルブ66kを開くことにより処理槽61に貯留されていた薬液を急速に排出した後、純水を供給することが可能である。あるいは、基板Wを雰囲気中に露出させることが好ましくない場合には、純水を追加供給することにより、徐々に薬液を排出するようにすることも可能である。
【0076】
そして、この純水リンス処理B1においては、上段の供給管63g,63iを用いて、所定の流量(たとえば、22リットル/分)の処理液を供給する。これにより、図12(a)の矢印AR1に示すように、処理槽61内において左右対称に大きく循環するような流れ(循環流)を形成して、基板Wの表面等に対する純水リンス処理を進行させる。なお、この純水リンス処理B1においては、下段の供給管63h,63jからの処理液の供給は、ゼロ(すなわち停止)もしくは微量の供給のみを行うものとする。
【0077】
このような第1の純水リンス処理B1を所定時間行った後、次の第2の純水リンス処理B2に移行する。
【0078】
次の純水リンス処理B2(ステップSP30)においては、下段の供給管63h,63jを用いて、所定の流量(たとえば、22リットル/分)の処理液を供給する。これにより、図12(b)に示すように、基板Wに対して下側から上側へと向かう流れ(並進流)を形成して、基板Wの表面等に対する純水リンス処理を進行させる。なお、この純水リンス処理B1においては、上段の供給管63g,63iからの処理液の供給は、ゼロ(すなわち停止)もしくは微量の供給のみを行うものとする。
【0079】
ここにおいて、第1の純水リンス処理B1においては、図12(a)の矢印に示すような、処理槽61内において左右対称に大きく循環するような流れ(矢印AR1)を形成することにより、非常に高効率にパーティクルの排出処理を行うことが可能であるが、このような1種類の流れによる処理を継続する場合には、処理槽61内の所定の部分においては「よどみ」が生じることがある。たとえば、図12(a)においては、処理槽61の上方から回収部62へと溢れ出る流れと、矢印AR1で示す流れとの間に挟まれた部分P1において「よどみ」が生じている場合を示している。
【0080】
しかしながら、この第3実施形態においては、次の第2の純水リンス処理B2において、図12(b)の矢印AR2に示すように、供給管63h,63jを用いた処理液の供給により浸漬基板の下側から上側へと向かう流れ(AR2)を形成して処理を行う。したがって、循環流(AR1)とは異なる流れを処理槽内に生じさせることができる。これにより、循環流だけを用いた場合に部分P1などの所定の位置に滞留しやすい滞留物をも排出することが可能になるので、より効率的な基板処理を行うことが可能である。
【0081】
上記のように、2種類の流れを適宜に使い分けることにより、適切な処理液(純水)の供給を行うことが可能であり、純水リンス処理を効率よく行うことができる。
【0082】
そして、このような純水リンス処理の後、次の薬液処理Cがこれらの基板Wに対して行われる(ステップSP40)。薬液処理Cは、薬液処理Aと同一または別個の薬液を用いて行われる。
【0083】
なお、ここでは、第1の純水リンス処理B1の処理の後、第2の純水リンス処理B2の処理を行う場合について説明したが、これに限定されず、たとえば、逆であってもよい。この場合であっても、2種類の流れを適宜に使い分けることにより、適切な処理液の供給を行うことが可能である。
【0084】
<D.その他>
上記においては、第1実施形態と第2実施形態とにおいてそれぞれ別個の実施形態に係る基板処理装置であるとして示したが、これに限定されず、第1実施形態において示した浸漬処理と、第2実施形態において示した処理液の吐出供給処理とを、順次に行うことが可能な多機能槽を有する基板処理装置であってもよい。たとえば、まず、第1実施形態において示した浸漬処理によって薬液処理などを行った後、処理槽61内の処理液(薬液)を排出し、第2実施形態において示した処理液(純水)の吐出供給処理により純水リンス処理を行ってもよい。
【0085】
【発明の効果】
以上のように、請求項1ないし請求項4に記載の基板処理装置によれば、複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換えることができるので、処理液の様々な流れを形成することができる。したがって、一定の流れが継続することに起因する「よどみ」等の発生を抑制することができるので、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【0086】
また、少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、浸漬基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して、所定の順序で処理液を供給するので、基板の中心に対して回転するような処理液の流れを形成することが可能であり、基板に対して均一な処理が可能になる。
【0087】
また、請求項3に記載の基板処理装置によれば、複数の排出手段のうちいずれの排出手段を用いて処理液の排出を行うかを選択的に切り換えるので、処理液の様々な流れを形成することができる。したがって、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【0088】
さらに、請求項5に記載の基板処理方法によれば、第1の工程と第2の工程とにおいて、互いに異なる組合せに係る供給手段を用いて、互いに異なる処理液の流れを形成することができる。したがって、一定の流れが継続することに起因する「よどみ」等の発生を抑制することができるので、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【0089】
また、請求項6及び請求項7に記載の基板処理装置によれば、複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の吐出供給を行うかを選択的に切り換えることができるので、複数の供給手段から供給される処理液が相互に衝突することによる基板に対する液圧の低下を防止することができる。したがって、処理液を基板に対して供給するにあたって、その均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板処理装置1の全体構成を示す斜視図である。
【図2】基板処理装置1の制御機構を説明するための機能ブロック図である。
【図3】多機能槽MB(MB1)の構成を示す図である。
【図4】各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給方向を示す模式図である。
【図5】各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給動作を示す動作図(タイミングチャート)である。
【図6】異なる時刻における、各供給管63a,63b,63c,63dからの処理液の供給状況を示す図である。
【図7】変形例に係る多機能槽MB(MB4)を示す図である。
【図8】第2実施形態に係る基板処理装置の多機能槽MB(MB2)を示す模式図である。
【図9】供給管63を示す斜視図である。
【図10】第3実施形態に係る基板処理装置の多機能槽MB(MB3)を示す模式図である。
【図11】第3実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図12】第1の流れ(循環流)と第2の流れ(並進流)とを示す模式図である。
【図13】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
1 基板処理装置
5 基板処理部
56 多機能処理部
61 処理槽
62 回収部
63,63a〜63d,63g〜63j 供給管
64,64a〜64d,64g〜64j バルブ
65a〜65d,65g〜65j 供給源
66a〜66e,66g〜66k 排出用バルブ
67a〜67e,67g〜67k 排液部
68 整流板
H,HL 孔
L 処理液
MB,MB1〜MB4 多機能槽
W 基板
Claims (7)
- 処理槽中に貯留された処理液により基板の浸漬処理を行う基板処理装置であって、
処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽内に固定保持され、かつ処理槽内に貯留された処理液に浸漬された基板に対して処理液を供給することが可能な複数の供給手段と、
前記複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換える切換手段と、
を備え、
前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、
前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、浸漬基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記浸漬基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給することが可能であり、
前記切換手段は、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択して、当該選択した供給手段から処理液を供給するように切り換えて、前記複数の供給手段のそれぞれから供給される処理液同士を互いに干渉させることなく処理液の複数種類の流れを形成することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記供給手段は、基板表面の剥離処理を行う処理液を基板に対して供給することにより、基板の剥離処理を行うことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置において、
処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽内に貯留された処理液を排出することが可能な複数の排出手段と、
前記切換手段は、前記複数の排出手段のうちいずれの排出手段を用いて処理液の排出を行うかを選択的に切り換えることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項3に記載の基板処理装置において、
前記複数の供給手段のうちの少なくとも1つの供給手段を、前記排出手段として共用することを特徴とする基板処理装置。 - 処理槽中に貯留された処理液によって基板の浸漬処理を行う基板処理方法であって、
前記処理槽内の互いに異なる位置に設けられた複数の供給手段のうち1つ以上の供給手段を含む第1の組合せに係る供給手段を用いて処理液の第1の流れを形成し、前記処理槽内に固定保持され、かつ前記処理槽内の処理液に浸漬された基板に対して処理液を供給する第1の工程と、
前記複数の供給手段のうち1つ以上の供給手段を含む組合せであって、前記第1の工程で用いられた第1の組合せとは異なる第2の組合せに係る供給手段を用いて処理液の第2の流れを形成して前記基板に対して処理液を供給する第2の工程と、
を含み、
前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、
前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、浸漬基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記浸漬基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を供給することが可能であり、
前記第1の組み合わせと前記第2の組み合わせとは、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択したものであることを特徴とする基板処理方法。 - 基板表面に対して処理液を供給する処理を行う基板処理装置であって、
処理槽内の互いに異なる位置に設けられ、処理槽空間内の所定位置に固定保持された基板表面に対して処理液を吐出供給することが可能な複数の供給手段と、
前記複数の供給手段のうちいずれの供給手段を用いて処理液の供給を行うかを選択的に切り換える切換手段と、
を備え、
前記複数の供給手段は、少なくとも3つの供給手段で構成され、
前記少なくとも3つの供給手段のそれぞれは、固定保持された基板の周囲の互いに異なる位置に設けられ、前記固定保持された基板の主面の中心に向かう方向に対して相対的に所定の側にずれた相互に異なる位置に対して処理液を吐出供給することが可能であり、
前記切換手段は、前記少なくとも3つの供給手段を所定の順序で選択して、当該選択した供給手段から処理液を吐出供給するように切り換えて、前記複数の供給手段のそれぞれから供給される処理液同士を互いに衝突させることなく処理液の複数種類の流れを形成することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項6に記載の基板処理装置において、
前記複数の供給手段のそれぞれは、円筒断面内の所定の角度にわたる円弧部分に形成された複数個の孔から処理液を吐出させることによって吐出供給を行う供給管を有することを特徴とする基板処理装置。
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