JP4338612B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して処理液を貯留している処理槽に浸漬することにより基板に処理を行う基板処理装置に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留している処理槽の底部に、複数枚の基板の整列方向に沿って配設された、球状を呈する複数個のバブラを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

ここで図６を参照する。なお、この図６は、従来装置の概略構成を示す側面図である。

この装置における複数個のバブラ１０１は、処理槽１０２の底部に設けられ、基板Ｗの整列方向（図６中の左右方向）にて互いに一定間隔を隔てて配備されている。また、複数枚の基板Ｗは、昇降自在の背板１０３と、この背板１０３の下部から水平に延出された支持部材１０５によって起立姿勢で保持される。これらの位置関係は、複数個のバブラ１０１から放出され、上方に向かって拡がってゆく気泡によって全ての基板Ｗが包み込まれるように決められている。

このような装置による具体的な処理としては、洗浄処理、エッチング処理、剥離処理、パーティクル除去、金属除去等が挙げられる。より詳細には、例えば、処理液として硫酸を用い、１２０〜１３０℃以上の高温に熱する。そして、気体としてオゾンガスを注入し、そこへ基板を浸漬する。このとき硫酸とオゾンにより合成されたペルオキソ２硫酸等の酸化性の強い物質により、基板Ｗの表面のレジスト膜といった不要な薄膜が溶解または剥離される。
特公平８−２４１９号公報（第１図及び第２図）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。

すなわち、従来の装置は、複数の基板Ｗの整列方向において両端部（図６中の領域ａと領域ｂ）に位置する基板Ｗに対する処理が、中央部付近に位置するその他の基板Ｗに比較して遅くなり、全ての基板Ｗに対して均一に処理を施すことが困難であるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、気体の供給を工夫することにより、複数の基板に均一に処理を行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。

ここで図７を参照する。なお、図７は、従来装置における不具合発生の状態を示す模式図である。この図７中に二点鎖線矢印で示すように、処理槽１０２を側面から観察すると、各バブラ１０１から発生して上昇する気泡が渦を形成する。これにより、複数枚の基板Ｗの整列方向において両端部（図７中の領域ａと領域ｂ）に位置する基板Ｗに対しては気泡が触れにくくなっていることが判明した。また、このような現象は、特に気体の流量を高めた場合に顕著に生じていることも判った。このような知見に基づく本発明は、次のように構成されている。

すなわち、請求項1に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内において一方向に整列された複数の基板を保持する保持部と、基板の整列方向に沿って設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を発生し、複数の基板に気体を供給する複数のバブラと、前記基板の整列方向の両端部にあたる前記バブラと前記処理槽との二箇所の間のうちいずれか一方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する気体供給部と、を備え、前記気体供給部は、前記バブラよりも気体の流量が大きいことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、気体供給部から気体を供給することにより、各バブラからの気泡とは別に気泡を発生させる。この気泡により、各バブラから発生された気泡による渦の発生を防止し、各バブラの気泡を上方へと向かわせることができる。したがって、複数の基板の整列方向における両端部にも気泡が均等に触れることになり、複数の基板に対して処理を均一に施すことができる。また、バブラの気体流量よりも大流量で気体供給部から気体を供給することにより、各バブラから発生された気泡による渦の発生を短時間で防止し、各バブラの気泡をより短時間で上方へと向かわせることができる。

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請求項２に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内において一方向に整列された複数の基板を保持する保持部と、基板の整列方向に沿って設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を発生し、複数の基板に気体を供給する複数のバブラと、前記基板の整列方向の両端部にあたる前記バブラと前記処理槽との二箇所の間のうちの一方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する第１気体供給部と、前記二箇所の間のうちの他方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する第２気体供給部と、を備え、前記第１の気体供給部及び前記第２の気体供給部は、前記バブラよりも気体の流量が大きいことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、一方側の第１気体供給部の気体及び他方側の第２気体供給部からの気体の相乗効果により、複数のバブラから上方へ向かう気泡の流れをより確実に形成でき、各バブラから発生された気泡による渦の発生を阻害し、各バブラの気泡をより円滑に上方へと向かわせることができる。したがって、複数の基板の整列方向における両端部にも気泡がより均等に触れることになり、複数の基板に対して均一な処理を行える。また、バブラの気体流量よりも大流量で第１気体供給部及び第２気体供給部から気体を供給することにより、第１気体供給部からの気体及び第２気体供給部からの気体の相乗効果もあって、各バブラから発生された気泡による渦の発生を短時間で防止し、各バブラの気泡をより短時間で上方へと向かわせることができる。

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また、各発明において、前記処理槽内の位置と前記処理槽の上方位置との間で昇降可能で、前記処理槽の内側壁に沿った背板と、前記背板の下部から水平方向に延出され、複数の基板を起立姿勢で支持する支持部材と、を備えていることが好ましい（請求項３）。昇降可能な背板と支持部材を備えることにより、複数の基板を処理槽の内部と外部とにわたって効率的に移動させることができる。

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本発明に係る基板処理装置によれば、気体供給部から気体を供給することにより、各バブラからの気泡とは別に気泡を発生させることができるので、各バブラから発生された気泡による渦の発生を防止し、各バブラの気泡を上方へと向かわせることができる。したがって、複数の基板の整列方向における両端部にも気泡が均等に触れることになり、複数の基板に対して処理を均一に施すことが可能となる。また、バブラの気体流量よりも大流量で気体供給部から気体を供給することにより、各バブラから発生された気泡による渦の発生を短時間で防止し、各バブラの気泡をより短時間で上方へと向かわせることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。

この基板処理装置は、処理液を貯留するための処理槽１を備えている。処理液としては、例えば、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）が挙げられる。その底部付近には、内部に気体を供給するためのバブラ３を備えている。ここでいう気体としては、オゾンが例示される。なお、処理槽１は、底部付近に図示しない処理液供給のための注入管と、処理槽１から溢れた処理液を回収する回収槽とを備えている。

バブラ３は、両端バブラ５と、この両端バブラ５によって間に挟まれた中央バブラ７とを備えている。これらは、例えば、硫酸等の処理液に耐性を有する石英ガラスで構成されている。両端バブラ５は、主管９と、主管９の外周面に設けられたバブラ本体１１と、主管９の基端部側（図１の間隔Ｂ側及び図２の右側）に連通接続された供給配管１３と、二本の主管９を互いの先端部側（図１の間隔Ａ側及び図２の左側）で連通接続する連通管１５とを備えている。バブラ本体１１は、外形が球状を呈し、連続気泡の多孔質材料で構成されている。なお、バブラ本体１１は、外形が棒状等で構成されて球状以外のものであってもよい。

供給配管１３には、図示しない気体供給源が連通接続されている。気体供給源から供給された気体は、この供給配管１３を介して両端バブラ５の主管９に送り込まれ、バブラ本体１１から処理槽１内に供給される。

中央バブラ７は、両端バブラ５よりも低い位置に設けられている（図２参照）。これは基板Ｗが円形状を呈する場合に合わせて構成されているためであり、外形が円形状でなく角形である場合には同一高さに設けてもよい。

この中央バブラ７は、上記両端バブラ５と同様に、気体を処理槽１に放出するためのものである。中央バブラ７は、主管１７と、この主管１７の外周面に設けられたバブラ本体１１と、主管１７の基端部側（図１の間隔Ａ側及び図２の右側）に連通接続された供給配管２１と、二本の主管１７を互いの先端部側（図１の間隔Ａ側及び図２の左側）で連通接続する連通管２３とを備えている。主管１７は、両端バブラ５の主管９よりも若干長さ寸法が短く形成されている。供給配管２１は、両端バブラ５と同様に、図示しない気体供給源に連通接続されている。

バブラ３における各バブラ本体１１は、後述するリフター２５によって処理位置に基板Ｗが移動された場合に、全ての基板Ｗがバブラ３からの気泡によって覆われる位置に配設されている（図２中に点線で示す）。なお、複数個のバブラ本体１１が本発明における複数個のバブラに相当するものである。

図２に示すように、処理槽１には、リフター２５によって複数の基板Ｗが搬入出される。なお、図１では、他の構成を見やすくするためにリフター２５については省略している。このリフター２５は、処理槽１の左側側壁に沿って設けられた背板２７と、この背板２７の下部から水平方向に延出された支持部材２９とを備えている。背板２７は、処理槽１の内部にあたる処理位置と、処理槽１の上方待機位置とにわたって昇降可能である。支持部材２９は、例えば、薄板状を呈し、図示省略しているが、その上部に複数の切り込みが形成されている。この切り込みにより、各基板Ｗの周縁部が当接支持され、基板Ｗが起立姿勢で支持される。

バブラ３と処理槽１の底面との間には、チューブバブラ３１が配設されている。このチューブバブラ３１は、バブラ３と同様に、処理液に耐性を備えた材料で構成されている。また、図２に示すように、高さ方向においては、中央バブラ７の下部に沿って取り付けられている。平面視では、図１に示すように、主管９の外側付近と、その連通管１５と中央バブラ７の連通管２３との間と、主管１７の外側付近と、主管１７の基端部と連通管２１との間とを通るように配設されている。ここではその左側を第１辺３３と称し、その右側を第２辺３５と称し、チューブバブラ３１の両端部を供給口３７と称する。

第１辺３３と第２辺３５は、その上部に複数個の噴出口３９が形成されている。これらの噴出口３９の各穴径は、例えば、０．５ｍｍ程度である。第１辺３３は、リフター２５が処理位置にある際に、バブラ３に備えられたバブラ本体１１と処理槽１の側壁との二カ所の間隔Ａ，Ｂのうちの間隔Ａ側に位置し、第２辺３５は、間隔Ｂ側に位置している。これらの第１辺３３と第２辺３５からは、図２中に二点鎖線で示すように気泡が発生する。

なお、上記第１辺３３が本発明における第１気体供給部に相当し、上記第２辺３５が本発明における第２気体供給部に相当する。

上記のように構成された装置では、例えば、次のようにして複数枚の基板Ｗに対して処理が施される。

まず、処理液を処理槽１に貯留し、バブラ３の供給配管１３，２１に第１の流量で気体を供給し、チューブバブラ３１の供給口３７に第１の流量より大なる第２の流量で気体を供給して処理槽１内に気泡を発生させる。そして、待機位置にあるリフター２５に複数枚の基板Ｗを移載するとともに、リフター２５を処理位置に下降させ、所定時間だけ保持する。これにより複数枚の基板Ｗに対しては処理液による処理が施されるとともに、バブラ３からの気泡による相乗効果によって所定の処理が施される。その際には、チューブバブラ３１の第１辺３３と第２辺３５の両部から勢いよく気泡が発生されているので、これらの相乗効果もあってバブラ３からの気泡が渦を発生するのを効率的に防止することができ、バブラ３からの気泡を上方へと向かわせることができる。したがって、バブラ３からの気泡が全ての基板Ｗに対してより均等に触れることになり、両端に位置する基板Ｗであっても処理ムラが生じることを防止して、全ての基板Ｗに対してより均等に処理を施すことができる。

また、従来構成にチューブバブラ３１を追加するだけの簡単な構成であるので、基板処理装置を製造し易いという利点もある。さらに、渦が発生しないので、処理液中のパーティクルが処理槽１内に捕らわれることなく円滑に処理液の流れに乗って排出され、パーティクルの置換性が高くなって清浄度高く基板Ｗを処理することができる。

なお、上記の説明のように、バブラ３の気体流量よりも大流量でチューブバブラ３１に気体を供給するのが好ましいが、両者を同程度の流量としたり、チューブバブラ３１の流量を小さくしたりしてもよい。また、第１辺３３と第２辺３５の複数の噴出口３９を第１辺３３と第２辺３５のそれぞれの側部（側面）、下部（下面）に形成してもよい。

ここで上述した実施例の変形例について説明する。

＜第１の変形例＞
図３を参照する。なお、この図３は、第１の変形例を示す平面図である。

この変形例では、処理槽１がチューブバブラ３１Ａを備えている。チューブバブラ３１Ａは、平面視外形がほぼ鉤状を呈し、間隔Ａ側だけに設けられている。換言すると、このチューブバブラ３１Ａは第１辺３３のみを備えている。

このような構成であっても、上述した実施例と同様に、バブラ３からの気泡に渦が生じることを防止することができる。したがって、上記実施例とほぼ同等の効果を奏することができる上、チューブバブラ３１Ａのコストを抑制することができる。

＜第２の変形例＞
図４を参照する。なお、この図４は、第２の変形例を示す平面図である。

この変形例では、処理槽１がチューブバブラ３１Ｂを備えている。チューブバブラ３１Ｂは、平面視外形が棒状を呈し、間隔Ｂ側だけに設けられている。つまり、このチューブバブラ３１Ｂは、第２辺３５のみを備えている。

この構成であっても、上記実施例と同様に、バブラ３からの気泡に渦が生じることを防止できる。したがって、上記実施例とほぼ同等の効果を奏することができる上、チューブバブラ３１Ｂのコストを抑制できる。

次に、図面を参照してこの発明の参考例を説明する。

図５は、参考例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。

上記実施例及びその変形例は、バブラ３とは別に気泡を発生させることによりバブラ３の気泡による渦の発生を防止する構成であった。本参考例は、それらとは相違し、処理液の流れを積極的に形成することによって、バブラ３の気泡による処理槽１内の渦の発生を防止するものである。

処理槽１は、第１液流発生ノズル４１と、第２液流発生ノズル４３とを備えている。第１液流発生ノズル４１は、間隔Ａ側にあたる処理槽１の側壁に取り付けられ、その上面の噴出口４１ａから処理液を上方に向けて噴出する（図５中の二点鎖線）。また、第２の液流発生ノズル４３は、間隔Ｂ側にあたる処理槽１の側壁に取り付けられ、その上面の噴出口４３ａから処理液を上方に向けて噴出する。これらの第１液流発生ノズル４１と第２液流発生ノズル４３から噴出される処理液は、処理槽１からオーバーフローしたものを循環供給させることが好ましい。これは、処理槽１での処理液の消費量を低減するためと、異なる液温の処理液を供給することによる処理への悪影響を防止するためである。また、液流は、バブラ３からの気泡によって発生する渦を阻害して、その発生を防止することができる程度に設定しておく。

なお、上記第１液流発生ノズル４１が第１液流発生部に相当し、上記第２液流発生ノズル４３が第２液流発生部に相当する。

上述した構成によると、渦を阻害する処理液の流れを生じさせるので、バブラ３の気泡を上方へと向かわせることができる。したがって、複数の基板Ｗの整列方向における両端部にも気泡が均等に触れることになり、複数の基板Ｗに対して処理を均一に施すことができる。

なお、この参考例においても、上述した実施例と同様に、間隔Ａ側または間隔Ｂ側のいずれか一方側だけに液流を発生させるノズルを配設する構成としてもよい。

実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。 第１の変形例を示す平面図である。 第２の変形例を示す平面図である。 参考例に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。 従来装置の概略構成を示す側面図である。 従来装置における不具合発生の状態を示す模式図である。

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … バブラ
５ … 両端バブラ
７ … 中央バブラ
１１ … バブラ本体
２５ … リフター
２７ … 背板
２９ … 支持部材
３１ … チューブバブラ
３３ … 第１辺（第１気体供給部）
３５ … 第２辺（第２気体供給部）

Claims (3)

1. 基板に処理を行う基板処理装置において、
   処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽内において一方向に整列された複数の基板を保持する保持部と、
   基板の整列方向に沿って設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を発生し、複数の基板に気体を供給する複数のバブラと、
   前記基板の整列方向の両端部にあたる前記バブラと前記処理槽との二箇所の間のうちいずれか一方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する気体供給部と、を備え、
   前記気体供給部は、前記バブラよりも気体の流量が大きいことを特徴とする基板処理装置。
2. 基板に処理を行う基板処理装置において、
   処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽内において一方向に整列された複数の基板を保持する保持部と、
   基板の整列方向に沿って設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を発生し、複数の基板に気体を供給する複数のバブラと、
   前記基板の整列方向の両端部にあたる前記バブラと前記処理槽との二箇所の間のうちの一方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する第１気体供給部と、
   前記二箇所の間のうちの他方に設けられ、前記処理槽内の処理液に気体を供給する第２気体供給部と、を備え、
   前記第１の気体供給部及び前記第２の気体供給部は、前記バブラよりも気体の流量が大きいことを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置において、
   前記保持部は、前記処理槽内の位置と前記処理槽の上方位置との間で昇降可能であって、前記処理槽の内壁に沿った背板と、前記背板の下部から水平方向に延出され、複数の基板を起立姿勢で支持する支持部材と、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。

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