JP4743768B2

JP4743768B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP4743768B2
Application number: JP2006088483A
Authority: JP
Inventors: 智巳岩田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: JP2007266253A

Description

本発明は、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）等の基板を処理液によって処理する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、基板を処理液に浸漬させて処理する内槽及び内槽から溢れた処理液を回収する外槽を有する処理槽と、基板を起立姿勢で保持するとともに、処理槽内と処理槽の上方にわたって昇降する保持機構と、処理槽の上方に配備され、水平方向に乾燥気体を供給するためのノズルとを備えた基板処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された装置では、内槽の底部から処理液を供給しつつ内槽での基板に対する処理を終えた後、保持機構を上昇させる際に、内槽の処理液を外槽に溢れさせながらノズルから乾燥気体を供給し、処理液の液面から露出した基板部位を順次に乾燥させる引き上げ乾燥を行う。
特開平１１−３５４４８６号（図２）

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、ノズルから乾燥気体を噴出させた際に、内槽内の液面が下流側に押しやられ、内槽の上縁にてせき止められるようにして、内槽の液面のうちノズルの下流側にあたる部分が盛り上がる現象（およそ１〜２ｍｍ）が生じる。すると、内槽の処理液から引き上げられて露出してゆく基板の、ノズルの下流側にあたる部分と、それより上流側にあたる部分とにおいて乾燥具合に差異が生じるという問題がある。詳細には、基板の、ノズルの下流側にあたる部分は、処理液に触れている時間が長くなり、上昇させつつ乾燥させている関係上、短時間で充分に乾燥させることができず乾燥不良が生じやすい。また、乾燥気体の噴射によって液面から飛沫が飛散するが、液面が盛り上がっているノズルの下流側においては、飛沫が多く飛散する。したがって、処理液の飛沫に起因する乾燥不良が生じやすい。

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、液面の盛り上がり位置をずらすことにより、基板に乾燥不良が生じることを防止する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。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板を処理液で処理する基板処理装置において、
処理液を貯留する内槽と、前記内槽の液面上方を乾燥気体が通過して、液面を乾燥気体が押しやるように、前記内槽の上部にて、水平方向に乾燥気体を噴射する噴射手段と、前記噴射手段の下流側の幅を上流側よりも広く形成され、前記内槽から溢れる処理液を回収する外槽と、基板を支持し、前記内槽の内部にあたる処理位置とその上方にあたる待機位置とにわたって昇降する支持手段と、前記噴射手段の下流側にあたる前記内槽の上部側壁の高さを、処理時高さと、処理時高さよりも低い乾燥時高さとに調整する調整手段と、前記支持手段によって基板を上昇させる際に、前記噴射手段から乾燥気体を噴射させるとともに、前記調整手段により前記内槽の上部側壁の高さを乾燥時高さにする制御手段と、を備え、内槽の上部側壁の高さが乾燥時高さに制御された際に、内槽と外槽の液面高さが一致される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、制御手段は、支持手段によって基板を内槽から上昇させる際に、内槽の液面上方を乾燥気体が通過して、液面を乾燥気体が押しやるように、噴射手段から水平方向に乾燥気体を噴射させるとともに、調整手段により内槽の上部側壁の高さを乾燥時高さにして、内槽と外槽の液面高さを一致させる。したがって、乾燥気体により下流側に押しやられていた処理液が、内槽の上縁にてせき止められることなく外槽に流れ込む。さらに、外槽の、噴射手段の下流側の幅は、噴射手段の上流側の幅よりも広くされているので、内槽から離れた位置に処理液の盛り上がりが生じる。その結果、内槽の処理液の液面は、ほぼ水平な面を形成するので、引き上げられてゆく基板の部位にかかわらず乾燥具合を均一にできる。その上、乾燥気体の噴射によって処理液が飛散するのを防止できるので、飛沫に起因する乾燥不良も防止することができる。

また、本発明において、前記内槽は、前記噴射手段の下流側にあたる上部側壁が、鉛直姿勢と、外槽側への傾斜姿勢とにわたり揺動自在の可動壁を備え、前記調整手段は、前記可動壁の姿勢を調整することが好ましい（請求項２）。調整手段が可動壁の姿勢を鉛直姿勢から傾斜姿勢に変えるだけで、乾燥高さに調整することができ、構成を簡単化することができる。

また、前記噴射手段の下流側にあたる前記外槽の幅は、基板径が３００ｍｍ、純水流量が０〜３０リットル／分、乾燥気体の流量が６〜１０ｍ³／分の場合、３０〜７０ｍｍであることが好ましい（請求項４）。

（削除）

本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、支持手段によって基板を内槽から上昇させる際に、内槽の液面上方を乾燥気体が通過して、液面を乾燥気体が押しやるように、噴射手段から水平方向に乾燥気体を噴射させるとともに、調整手段により内槽の上部側壁の高さを乾燥時高さにして、内槽と外槽の液面高さを一致させる。したがって、乾燥気体により下流側に押しやられていた処理液が、内槽の上縁にてせき止められることなく外槽に流れ込む。さらに、外槽の、噴射手段の下流側の幅は、噴射手段の上流側の幅よりも広くされているので、内槽から離れた位置に処理液の盛り上がりが生じる。その結果、内槽の処理液の液面は、ほぼ水平な面を形成するので、引き上げられてゆく基板の部位にかかわらず乾燥具合を均一にできる。その上、乾燥気体の噴射によって処理液が飛散するのを防止できるので、飛沫に起因する乾燥不良も防止できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係る基板処理装置の概略構成を示す全体図である。

処理槽１は、外容器３によって周囲を覆われている。この外容器３は、開閉自在の搬入出口５を備えている。処理槽１は、処理液を貯留する内槽７と、内槽７から溢れた処理液を回収するための外槽９とを備えている。外槽９の上縁は、内槽７の上縁とほぼ同じ高さである。内槽７の底部両側には、処理液を供給するための噴出管１１が一対配設され、底部には排液口１３が形成されている。外容器３の底部には、処理液及び気体を排出するための排出口１５が形成されている。

噴出管１１には、供給配管１７の一端側が連通接続され、その他端側は、純水供給源１９に連通接続されている。供給配管１７には、下流側から制御弁２１と、ミキシングバルブ２３とが配設されている。制御弁２１は、供給配管１９を流通する処理液の流量を調整する機能を備え、ミキシングバルブ２３は、供給配管１９に種々の薬液を混合する機能を備えている。

本発明における支持手段に相当する支持アーム２５は、板状の背板２７と、この背板２７の下部に配設され、基板Ｗを起立姿勢で当接支持する支持部材２９とを備えている。支持アーム２５は、昇降機構３１により、外容器３の上方にあたる「待機位置」と、外容器３の内部であって処理槽１の上方にあたる「乾燥位置」と、内槽７の内部にあたる「処理位置」とにわたって昇降自在に構成されている。

処理槽１の上方であって、外容器３の一方の側壁（図１の左側壁）には、噴射ノズル３３が取り付けられている。また、噴射ノズル３３に対向する、外容器３の他方の側壁（図１の右側壁）には、排気口３５が配設されている。噴射ノズル３３には、配管３７の一端側が連通接続され、その他端側が気体供給部３９に連通接続されている。また、配管３７には、制御弁４１が取り付けられている。排気口３５には、一端側が排気に連通された排気管４３の一端側が連通接続されている。排気管４３には、制御弁４５が設けられている。気体供給部３９は、例えば、ドライエアを供給する。なお、ドライエアに代えてドライ窒素などを供給する構成としてもよい。

なお、噴射ノズル３３が本発明における噴射手段に相当する。

ここで、図２をさらに参照する。なお、図２は、処理槽の縦断面図である。

上述した外槽９は、図１及び図２における左側の第１の外槽４７と、第２の外槽４９とでは、幅が異なるものとされている。具体的には、噴射ノズル３３の下流側にあたる第２の外槽４９は、その幅が、上流側にあたる第１の外槽４７の幅よりも広く形成されている。その幅は、基板Ｗの径、基板Ｗの引き上げ時における処理液の流量、噴射ノズル３３からの気体の流量などに応じて設定されている。具体的には、第１の外槽４７の幅を２５ｍｍとすると、およそ３０〜７０ｍｍであることが好ましい。なお、第２の外槽４９の底部には、排液口４８が形成され、ドレインに連通されている。

内槽７の両上部側壁のうち、第２の外槽４９にあたる側は、上部に開口部５１が形成されている。この開口部５１には、可動壁５３が水平軸Ｐ周りに揺動自在に取り付けられている。可動壁５３の外側壁面の下部には、固定レバー５４が突設されている。また、第２の外槽４９の下方には、エアシリンダ５５が付設されている。その進退自在の作動片５７は、先端部が固定レバー５４に係合されている。エアシリンダ５５の作動片５７を伸長させた状態では、可動壁５３が鉛直姿勢となって開口部５１を閉塞し（図１及び図２の状態）、エアシリンダ５５の作動片５７を収縮させた状態では、可動壁５３が外側への傾斜姿勢となって開口部５１を開放する（図２中に二点鎖線で示す状態）。ここでは、可動壁５３が開口部５１を閉塞する位置を「処理時高さ」、可動壁５３が開口部５１を開放する位置を「乾燥時高さ」と称する。

なお、上記のエアシリンダ５５が本発明における調整手段に相当する。

上述した制御弁２１の流量調整、支持アーム２５の昇降、気体供給部３９による供給、制御弁４１の開閉、制御弁４５の開閉、エアシリンダ５５の駆動などは、本発明における制御手段に相当する制御部５９によって統括的に制御される。制御部５９は、ＣＰＵやメモリなどを備えている。

次に、図３及び図４を参照して、上述した装置の動作について説明する。なお、図３は処理液による処理時の説明図であり、図４は引き上げ乾燥時の説明図である。

以下では、処理液として純水を供給した状態において基板Ｗの洗浄処理を行った後、基板Ｗを引き上げつつ乾燥処理を行う場合を例に採って説明する。なお、支持アーム２５は、既に処理位置にあり、可動壁５３は、処理高さにあるものとする。

制御部５９は、制御弁２１を開放して、所定流量で内槽７に処理液として純水を供給し、処理位置にある基板Ｗを純水により洗浄する。内槽７に供給された純水は、外槽９にて回収されて排液される。この処理を所定時間だけ行うことにより、基板Ｗに対する洗浄が完了する（図３）。

次いで、制御部５９は、エアシリンダ５５を作動させ、処理時高さにある可動壁５３を乾燥時高さに移動させる。これにより、内槽７の開口部５１が開放され、第２の外槽４９と内槽７の液面の高さが一致される（図４）。さらに、制御部５９は、支持アーム２５を処理位置から乾燥位置にまで所定の速度で上昇を開始させる。これとともに、制御弁４１を開放して、所定流量でドライエアｄａを噴射ノズル３３から水平方向に噴射させる。噴射されたドライエアｄａは、内槽７の液面上方を通過しつつ基板Ｗを乾燥させ、排気口３５を通して排気される。ドライエアｄａは、噴射ノズル３３から噴射されるとともに、徐々に拡がりつつ排気口３５に到達する。したがって、一部が内槽７の液面を排気口３５側へ押しやり、液面が盛り上がる現象が生じる。これにより生じた液面の盛り上がりｍａは、第２の外槽４９に押しやられることになる。この状態で、支持アーム２５を乾燥高さまで所定の速度で上昇させて基板Ｗを乾燥させる。なお、従来装置であれば、内槽７の右上縁でせき止められ、液面の盛り上がり（ｍａ）が内槽７の右側に発生する。

上述したように、制御部５９は、支持アーム２５によって基板Ｗを内槽７から上昇させる際に、噴射ノズル３３から水平方向にドライエアｄａを噴射させるとともに、エアシリンダ５５により内槽７の上部側壁の高さを乾燥時高さにする。したがって、ドライエアｄａにより下流側に押しやられていた純水が、内槽７の上縁にてせき止められることなく第２の外槽４９に流れ込む。さらに、第２の外槽４９の幅は、噴射ノズル３３の上流側にあたる第１の外槽４７の幅よりも広くされているので、内槽７から離れた位置に純水の盛り上がりが生じる。その結果、内槽７の純水の液面は、ほぼ水平な面を形成するので、引き上げられてゆく基板Ｗの部位にかかわらず乾燥具合を均一にできる。その上、ドライエアｄａの噴射によって純水が飛散するのを防止できるので、飛沫に起因する乾燥不良も防止できる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図５は、実施例２に係る基板処理装置の概略構成を示す全体図である。なお、上述した実施例１と同様の構成については、同符号を付して詳細な説明については省略する。

本実施例２は、処理槽１Ａの構成が上記実施例１とは大きく相違する。
すなわち、処理槽１Ａは、内槽７Ａと、外槽９Ａとを備えている。噴射ノズル３３側には、第１の外槽４７Ａが、排気口３５側には、第２の外槽４９Ａが配設されている。第２の外槽４９Ａは、第１の外槽４７Ａの幅よりも広く構成されている。その広さは、上述した実施例１と同様である。また、外槽９Ａは、その上縁が、内槽７Ａの上縁よりも高く構成されている。その高さは、１〜３ｍｍ程度が好ましい。さらに、第２の外槽４９Ａの排液口４８には、排液管６１が連通接続され、ここには流量が調整可能な制御弁６３が配設されている。制御部４７Ａは、流量調整弁２１の流量調整、支持アーム２５の昇降などに加え、制御弁６３による流量を制御する。

制御部５９Ａは、制御弁６３を操作して、外槽９Ａからの排液流量を調整する。具体的には、処理液による処理時には、外槽９Ａで回収した処理液を円滑にドレインに排出可能な流量（処理時流量）とし、引き上げ乾燥時には、内槽７から溢れた処理液が外槽９Ａに回収されるとともに、内槽７の液面と外槽９Ａの液面とがほぼ一致するように流量を少なくする（乾燥時流量）。

なお、制御部５９Ａが本発明における制御手段に相当し、制御弁６３が本発明における流量調整手段に相当する。

次に、図６及び図７を参照して、上記装置の動作について説明する。なお、図６は、処理液による処理時の説明図であり、図７は、引き上げ乾燥時の説明図である。

以下では、処理液として純水を供給した状態において基板Ｗの洗浄処理を行った後、基板Ｗを引き上げつつ乾燥処理を行う場合を例に採って説明する。なお、支持アーム２５は、既に処理位置にあり、制御弁６３は処理時流量に設定されているものとする。

制御部５９Ａは、制御弁２１を開放して、所定流量で内槽７Ａに処理液として純水を供給し、処理位置にある基板Ｗを純水により洗浄する。内槽７Ａに供給された純水は、外槽９Ａにて回収されて排液管６１を通して廃液される。この処理を所定時間だけ行うことにより、基板Ｗの洗浄が完了する（図６）。

次いで、制御部５９Ａは、制御弁６３を調整し、排液管６１の流量を乾燥時流量に設定する。これにより、外槽９Ａからの排出流量が少なくされ、第２の外槽４９Ａと内槽７Ａの液面の高さが一致される（図７）。さらに、制御部５９Ａは、支持アーム２５を処理位置から乾燥高さにまで、所定の速度で上昇を開始させる。これとともに、制御弁４１を開放して、所定流量でドライエアｄａを噴射ノズル３３から水平方向に噴射させる。噴射されたドライエアｄａは、内槽７Ａの液面上方を通過しつつ基板Ｗを乾燥させ、排気口３５を通して排気される。ドライエアｄａは、噴射ノズル３３から噴射されるとともに、徐々に拡がりつつ排気口３５に到達する。したがって、一部が内槽７Ａの液面を排気口３５側へ押しやり、液面が盛り上がる現象が生じる。これにより生じた液面の盛り上がりｍａは、第２の外槽４９Ａに押しやられることになる。なお、従来装置であれば、内槽７Ａの右上縁でせき止められ、液面の盛り上がり（ｍａ）が内槽７Ａの右側に発生する。この状態で、支持アーム２５を乾燥高さまで所定の速度で上昇させて基板Ｗを乾燥させる。

上述したように、制御部５９Ａは、支持アーム２５によって基板Ｗを内槽７Ａから上昇させる際に、噴射ノズル３３から水平方向にドライエアｄａを噴射させるとともに、外槽４９Ａからの排液流量を少なくする。したがって、外槽４９Ａを介して排液されていた純水が外槽４９Ａを満たし、純水の液面が内槽７Ａから外槽４９Ａにわたって一体となる。さらに、第２の外槽４９Ａの幅は、上流側の第１の外槽４７Ａよりも広くされているので、内槽７Ａから離れた位置に純水の盛り上がりが生じる。その結果、内槽７Ａの純水の液面は、ほぼ水平な面を形成するので、引き上げられてゆく基板Ｗの部位にかかわらず乾燥具合を均一にできる。その上、ドライエアｄａの噴射によって純水が飛散するのを防止できるので、飛沫に起因する乾燥不良も防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例１では、エアシリンダ５５により可動壁５３を揺動させて処理高さと乾燥高さにわたり調整したが、問えば、可動壁５３を鉛直姿勢のまま、昇降させて高さを調整するように構成してもよい。また、姿勢を調整するのにエアシリンダ５５を使わず、螺軸などを用いてもよい。

（２）上述した実施例１では、内槽７と外槽９の上縁とがほぼ同じ高さとしているが、本発明はこれらの高さ関係に係わらず実施可能である。

（３）上述した実施例２では、制御弁６３を操作して外槽９Ａからの排液流量を少なくしているが、開閉弁による開閉時間を調整して同様に流量を調整してもよい。

（４）上述した各実施例１，２では、処理液を循環させない方式の装置を例に採って説明したが、内槽７（７Ａ）と外槽９（９Ａ）との間で処理液を循環させる方式の装置であっても本発明を適用することが可能である。

実施例１に係る基板処理装置の概略構成を示す全体図である。処理槽の縦断面図である。処理液による処理時の説明図である。引き上げ乾燥時の説明図である。実施例２に係る基板処理装置の概略構成を示す全体図である。処理液による処理時の説明図である。引き上げ乾燥時の説明図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 外容器
７ … 内槽
９ … 外槽
１１ … 噴出管
１３ … 排液口
１５ … 排出口
１７ … 供給配管
２５ … 支持アーム
３３ … 噴射ノズル
３５ … 排気口
４７ … 第１の外槽
４９ … 第２の外槽
５１ … 開口部
５３ … 可動壁
５５ … エアシリンダ
５９ … 制御部
ｄａ … ドライエア
ｍａ … 盛り上がり

Claims

基板を処理液で処理する基板処理装置において、
処理液を貯留する内槽と、
前記内槽の液面上方を乾燥気体が通過して、液面を乾燥気体が押しやるように、前記内槽の上部にて、水平方向に乾燥気体を噴射する噴射手段と、
前記噴射手段の下流側の幅を上流側よりも広く形成され、前記内槽から溢れる処理液を回収する外槽と、
基板を支持し、前記内槽の内部にあたる処理位置とその上方にあたる待機位置とにわたって昇降する支持手段と、
前記噴射手段の下流側にあたる前記内槽の上部側壁の高さを、処理時高さと、処理時高さよりも低い乾燥時高さとに調整する調整手段と、
前記支持手段によって基板を上昇させる際に、前記噴射手段から乾燥気体を噴射させるとともに、前記調整手段により前記内槽の上部側壁の高さを乾燥時高さにする制御手段と、
を備え、
内槽の上部側壁の高さが乾燥時高さに制御された際に、内槽と外槽の液面高さが一致され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、
前記内槽は、前記噴射手段の下流側にあたる上部側壁が、鉛直姿勢と、外槽側への傾斜姿勢とにわたり揺動自在の可動壁を備え、
前記調整手段は、前記可動壁の姿勢を調整することを特徴とする基板処理装置。
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記外槽の上縁は、前記内槽の上縁とほぼ同じ高さであることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記噴射手段の下流側にあたる前記外槽の幅は、基板径が３００ｍｍ、純水流量が０〜３０リットル／分、乾燥気体の流量が６〜１０ｍ^３／分の場合、３０〜７０ｍｍであることを特徴とする基板処理装置。