JP7333724B2

JP7333724B2 - 基板処理装置及び基板処理方法

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Publication number: JP7333724B2
Application number: JP2019150463A
Authority: JP
Inventors: 滋山本
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2023-08-25
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: JP2021034442A

Description

本発明は、半導体ウェハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）、光ディスプレイ用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板等の基板（以下、単に「基板」と称する）に対して、処理液によって処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関する。

従来より、上記の装置として、基板を処理するための処理液を処理槽に貯留し、基板を処理槽内の処理液に浸漬させることで基板の処理を実行する装置がある。その中で、処理槽内の処理液を循環ラインによって循環させ、一旦処理槽から排出された処理液を処理槽に還流しつつ、処理液における温度や各薬液の濃度を適切に維持する装置が公知である。（例えば、特許文献１、２を参照。）

しかしながら、このような循環型の基板処理装置において、基板の処理中にも処理液の循環を継続した場合は、処理槽内に設けられた、還流する処理液の流入口から処理液が流入することで処理槽内に液流が発生し、基板において処理液の液流が作用する領域において優先的に処理が進行し、基板における処理の進行度合いに偏りが生じる虞があった。

特開２０１９－０７９９５４号公報特開２０１９－０７９８８１号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理槽内の処理液に基板を浸漬させることで基板の処理を実行する装置において、基板における処理の進行度合いの偏りを抑制できる技術を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明は、基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
前記処理液が貯留される処理槽と、
前記基板を昇降可能に保持し、前記基板を降下させ、該基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に浸漬させる基板昇降部と、
前記処理槽に処理液を構成する薬液または純水を供給する薬液供給部と、
前記薬液供給部による薬液または純水の前記処理槽への供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態において、所定時間に亘り、前記薬液供給部による前記薬液または純水の前記処理槽への供給を停止することを特徴とする、基板処理装置である。

すなわち、本発明においては、基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態において、所定時間に亘り、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給を停止する。これにより、処理槽内に薬液または純水が供給されることで生じた水流が基板の表面の特定の部分に作用することを抑制し、基板における処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制する
ことができる。

また、本発明においては、前記基板保持部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正部を、さらに備えるようにしてもよい。

ここで、基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態において、所定時間に亘り、処理槽に対する前記薬液または純水の供給を停止した場合には、水流が基板の表面の特定の部分に作用することを抑制することが可能であるが、この場合であっても、処理槽内の処理液のうち、比較的高温の処理液は上部に移動し比較的低温の処理液が下部に移動するために、処理液中に温度分布が生じ、結果として、基板における処理の進行度合いに偏りが生じてしまう懸念があった。これに対し、本発明においては、処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正部を備えるようにしたので、より確実に、基板における処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制することができる。

また、本発明においては、前記補正部は、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態において、前記処理槽内の下部における前記処理液に超音波を作用させる超音波発生器を有するようにしてもよい。

すなわち、本発明では、基板が処理槽内の処理液に浸漬され、処理槽に対する薬液または純水の供給が停止された状態において、処理槽内の下部における処理液に超音波を作用させる。そうすると、超音波によって付与されるエネルギーにより、処理槽内の下部における処理液の温度を上昇させることができる。これにより、前記処理槽内の温度分布をより均一化することができ、より確実に、基板における処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制することができる。

また、本発明においては、前記補正部は、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後において、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水する散水器を有するようにしてもよい。

すなわち、本発明においては、基板が処理槽内の処理液に浸漬され、処理槽に対する薬液または純水の供給が停止された状態の後において、処理槽内の処理液を処理槽の下部から排水するとともに、処理槽の上側から、処理槽内の処理液より低温の純水を処理槽内に散水する。これによれば、より高温の処理液が作用していた基板の上部から優先的に、温度を下げることができ、且つ、処理液の濃度を低下させることができる。よって、より確実に、基板における処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制することができる。

また、本発明においては、前記散水器は、前記処理液の該処理槽の下部からの排水が開始されるタイミングで、前記散水を開始するようにしてもよい。これによれば、基板が処理槽内の処理液に浸漬した状態のまま、基板上部の近傍の処理液の濃度と温度を低下させることができる。その結果、緩やかに基板の上部における処理速度を減少させることができ、より確実に、基板における処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制することができる。なお、ここで処理液の処理槽の下部からの排水が開始されるタイミングとは、処理液の処理槽の下部からの排水が開始されると同時であってもよいし、前後に若干のずれがあってもよい。

また、本発明においては、前記散水器は、前記処理槽内の前記処理液が該処理槽の下部から排水され、前記処理液に浸漬されていた基板が処理液の水面から露出するタイミングで、前記散水を開始するようにしてもよい。これによれば、処理液の水面から基板が露出した前後に散水を開始し、基板に直接、低温の純水を散水することができるので、より急速に基板の上部における処理の進行速度を減少させることができる。その結果、より急速に、基板における処理の進行度合いの偏りを補正することができる。なお、ここで、処理液に浸漬されていた基板が処理液の水面から露出するタイミングとは、排水が開始され、処理槽における処理液の水面が低下し、基板の上部が処理液の水面から露出すると同時であってもよいし、前後に若干のずれがあってもよい。このタイミングは、液量センサ等で処理液の水面を測定することで検知してもよいし、予め、排水を開始してからの時間として予め算出され、あるいは、実験的に求められても良い。

また、本発明は、上記の基板処理装置と、前記基板昇降部に処理前の前記基板を供給する基板供給装置と、を備える、基板処理システムであってもよい。

また、本発明は、基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理方法であって、
処理槽内に前記処理液を構成する薬液または純水を供給して貯留させる貯留工程と、
前記基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に降下させる降下工程と、
前記降下工程により前記基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態を維持する浸漬工程と、
を有し、
前記浸漬工程においては、所定時間に亘り、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給を停止することを特徴とする、基板処理方法であってもよい。

また、本発明の基板処理方法においては、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正工程を、さらに有するようにしてもよい。

また、本発明の基板処理方法では、前記補正工程においては、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態で、前記処理槽内の下部における前記処理液に超音波を作用させるようにしてもよい。

また、本発明の基板処理方法では、前記補正工程においては、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後で、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水するようにしてもよい。

また、本発明の基板処理方法では、前記補正工程においては、前記処理液の該処理槽の下部からの排水が開始されるタイミングで、前記散水を開始するようにしてもよい。あるいは、前記補正工程においては、前記処理槽内の前記処理液が該処理槽の下部から排水され、前記処理液に浸漬されていた基板が処理液の水面から露出するタイミングで、前記散水を開始するようにしてもよい。

なお、本発明においては、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り、組み合わせて実施することが可能である。

本発明によれば、基板処理の均一性をより高めることが可能となる。

実施例１の基板処理装置の概略構成を示す図である。実施例１における、基板処理のプロセスを示す図である。実施例２の基板処理装置の概略構成を示す図である。実施例２の超音波振動の付与による、処理槽の下部における処理液の温度上昇効果を示すグラフである。実施例２における、基板処理のプロセスを示す図である。実施例３における、基板処理のプロセスを示す図である。実施例４における、基板処理のプロセスを示す図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る基板処理装置１の概略図である。基板処理装置１は、半導体ウェハ（以下、単に基板Ｗともいう）の処理を実行する装置である。ここで、基板Ｗの製造工程においては、例えばシリコン等のインゴッドをその棒軸方向にスライスし、得られたものに対して面取り、ラッピング、エッチング処理、ポリッシング等の処理が順次施される。そして、処理槽２において実行される基板Ｗのエッチング処理は、例えば、基板Ｗ上のポリシリコン膜や金属膜等を除去することを目的としており、基板Ｗを処理液に浸漬することにより実施される。

なお、本実施例において、基板処理装置１において使用される処理液を構成する薬液は、ＳＣ１（ＮＨ_４ＯＨ+Ｈ_２Ｏ_２+ＤＩＷ（純水）の混合液）を想定している。しかしながら、処理液を構成する薬液としては、ＳＣ１の他、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、フッ酸（ＨＦ）、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）、硝酸（ＨＮＯ_３）、塩酸（ＨＣＬ）、アンモニア水（ＮＨ_３Ｗａｔｅｒ）、過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）、有機酸（たとえばクエン酸（Ｃ（ＯＨ）（ＣＨ_２ＣＯＯＨ）_２ＣＯＯＨ）、蓚酸（（ＣＯＯＨ）_２）など）、界面活性剤（Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）、腐食防止剤（ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｈｉｂｉｔｏｒ）、有機溶剤（ＯｒｇａｎｉｃＳｏｌｖｅｎｔ）、炭酸
水（ＣＯ_２Ｗａｔｅｒ）、オゾン水（ＯｚｏｎＷａｔｅｒ）等を含んだものであってもよい。

図１において、基板処理装置１には、処理液が貯留される処理槽２及び、処理槽２における処理液に基板Ｗを浸漬させるためのリフタ１３が備えられている。リフタ１３は、図１の紙面に平行に配置された背板１３ａと、背板１３ａに垂直に立設された３本の保持棒１３ｂを有する。この保持棒１３ｂは、起立姿勢にて相互に平行に配列された複数（例えば５０枚）の基板Ｗを一括して保持する。より詳細には、保持棒１３ｂは、基板Ｗの下縁中央部の端縁と、基板Ｗの下縁斜め下方部の両端縁との三点を当接して、基板Ｗを起立姿勢で支持する。リフタ１３は、保持する複数枚の基板Ｗを処理槽２内の処理液中に浸漬する処理位置（図１の実線位置）と処理液から引き上げた受渡位置（図１の破線位置）との間で昇降させる。このリフタ１３は本実施例において基板昇降部に相当する。

また、基板処理装置１は、処理槽２における処理液を排水する排液部４を備える。排液部４は、処理槽２内の処理液を通過させる排液ライン４ａと、排液バルブ４ｂを有する。排液部４は、排液バルブ４ｂが開弁されることにより、処理槽２中の処理液をそのまま排液ライン４ａを介して排水する。排液バルブ４ｂが閉弁した状態では、処理槽２内に処理液が貯留可能であるが、排液バルブ４ｂが開弁した状態では、処理槽２内に貯留している
処理液が急速に排水（以下、急速排水ともいう）され、処理槽２を空の状態にすることが可能である。なお、処理槽２から処理液を排水する手法としては、排液バルブ４ｂが閉弁した状態としたまま処理液を構成する薬液または純水を処理槽２内に流入させ、処理槽２の上端から処理液を溢れさせて排水することも可能となっている。

また、基板処理装置１には、処理槽２内の処理液の量及び濃度を調整するための濃度調整部４０が設けられている。この濃度調整部４０は、正面から見て処理槽２の底板２ａの両側に薬液供給部としての噴出管６ａ、６ｂを有している。この噴出管６ａ、６ｂは、その噴出孔から処理槽２の底板２ａの中央部に向かって処理液を構成する薬液または純水を噴出する。この噴出管６ａ、６ｂは、複数枚の基板Ｗの配列方向（図１の紙面に垂直方向）に沿って長軸を有する。濃度調整部４０は、ＳＣ１供給源４１ａと、ＳＣ１供給源４１ａと処理槽２とを結ぶ薬液ライン４２ａと、純水供給源４１ｂと、純水供給源４１ａと処理槽２とを結ぶ純水ライン４２ｂとを有する。

薬液ライン４２ａには、ＳＣ１の流量を測定可能な流量計４４ａが設けられている。また、ＳＣ１の流量を調整可能な補充バルブ４５ａが設けられている。一方、純水ライン４２ｂには、純水ライン４２ｂを通過する純水の流量を測定する純水流量計４４ｂと、純水の流量を調整する純水補充バルブ４５ｂが設けられている。さらに、噴出管６ａ、６ｂから噴出されるＳＣ１及び純水の温度を調整するためのヒータ８が設けられている。

また、基板処理装置１には、制御部５が備えられている。この制御部５は図示しないＣＰＵやメモリなど、一般的なコンピューターと同様の構成を有しており、処理手順を規定したレシピに基づいてリフタ１３、排液部４、濃度調整部４０の各部を制御する。例えば処理槽２内の処理液の濃度を調整する場合には、処理槽２における薬液や純水の濃度を測定する濃度計５１の測定結果に基づいて補充バルブ４５ａ、純水補充バルブ４５ｂを制御することで処理槽２に供給されるＳＣ１と純水の量が調整される。また、ヒータ８の発熱量が調整される。そのことで、処理槽２内の処理液の濃度、量及び温度が、基板Ｗの処理に最適な状態となるように制御される。

次に、上記構成を有する基板処理装置１の処理のプロセスについて図２を用いてより詳細に説明する。本実施例においては、図２のステップ１においては、処理槽２が主に純水で満たされた状態から、ＳＣ１を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に第１時間に亘り噴出させ、処理槽２内におけるＳＣ１濃度を高めて基板Ｗの処理に適切な濃度となるように制御する。本実施例においてこの工程は貯留工程に相当する（以下の実施例においても同じ）。そして、基板Ｗが保持されたリフタ１３が受渡位置から処理位置まで下降することで、基板Ｗが処理液に浸漬される。この工程は本実施例において降下工程に相当する（以下の実施例においても同じ）。その際、ＳＣ１は噴出管６ａ、６ｂから処理槽２の底板２ａに向かって噴出され、その後、処理槽２の下部から上部に向かう水流を生じさせる。なお、このステップ１における第１時間は、レシピに基づいて決められるが、例えば、１００～２００ｓｅｃであってもよい。

次に、ステップ２に移行する。ステップ２においては、噴出管６ａ、６ｂからのＳＣ１の噴出を停止し、第２時間に亘り、基板Ｗは処理槽２内の処理液に浸漬された状態で静置される。このステップ２における第２時間は、レシピに基づいて決められるが、例えば、９００～１８００ｓｅｃであってもよい。この期間において基板Ｗの処理が進行する。本実施例においてこの工程は浸漬工程に相当する。次に、ステップ３に移行する。ステップ３においては、純水を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に第３時間に亘り噴出させ、処理槽２内におけるＳＣ１濃度を低下させる。

その際、純水は噴出管６ａ、６ｂから処理槽２の底板２ａに向かって噴出され、その後
、処理槽２の下部から上部に向かう水流を生じさせる。そして、その期間中、処理槽２の上端からＳＣ１を含む使用後の処理液が溢れることで排水され、最終的には、処理槽２は純水で略満たされた状態となる。そして、その過程において基板Ｗの洗浄（リンス）が実行され、処理の進行も停止する。

なお、このステップ３における第３時間は、レシピに基づいて決められるが、例えば、６０ｓｅｃ程度であってもよい。ステップ３が終了し、基板Ｗのリンスが終了すると、リフタ１３が上昇して受渡位置に移動する。そして、リフタ１３に搭載された基板Ｗは次工程に移行するとともに、リフタ１３には、次に処理される基板Ｗが搭載される。また、処理槽２内には純水が満たされる状態となり、図２のステップ１に戻る。

本実施例では、図２におけるステップ２において、噴出管６ａ、６ｂからはＳＣ１等の薬液や純水は流入されず、処理槽２内の処理液が静止した状態で基板Ｗの処理が進行する。よって、噴出管６ａ、６ｂから噴出された薬液や純水による水流が基板Ｗに直接作用する領域において処理が促進され、基板Ｗにおける処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制することができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１では、ステップ２において、噴出管６ａ、６ｂからの処理槽２へのＳＣ１や純水の噴出を停止し、基板Ｗが処理液に浸漬された状態で静置することとした。これに対し、実施例２においては、処理槽２の下部に超音波発生器を配置し、ステップ２において、処理槽２の下部の処理液に超音波振動を作用させる例について説明する。

上述したとおり、実施例１においては、ステップ２において処理槽２への薬液や純水の噴出を停止し、処理槽２内の処理液と基板Ｗとを静置することとした。この場合であっても、例えば、処理に適切な温度（例えば６０℃）に制御された処理液中にリフタ１３と基板Ｗが存在することで、処理液中に温度分布が生じる場合があった。そして、より高温の処理液は処理槽２の上部に移動し、より低温の処理液は処理槽２の下部に移動する傾向があるため、基板Ｗの上部において下部と比較して処理が促進され、基板Ｗの処理の進行度合いに偏りが生じてしまう場合があった。特に、本実施例で処理液に使用しているＳＣ１は、その処理速度の温度依存性が顕著であるので、ＳＣ１を用いる処理においては、処理液中の温度分布により生じる、基板Ｗの処理の進行度合いの偏りは、より顕著になる場合があった。

これに対し、本実施例においては、処理槽２の下側に、処理槽２に超音波振動を作用させるための超音波発生器７を設けることとし、ステップ２において、この超音波発生器７によって処理槽２の下部における処理液に超音波振動を作用させることとした。

図３は、本実施例における基板処理装置１１の概略図である。図３では、処理槽２の下側には、超音波発生器７が設けられている。超音波発生器７において、処理槽２の下部が浸漬するように伝播水７ｃが貯留された伝播槽７ｂが設けられている。伝播槽７ｂの下面中央部には、超音波振動素子７ａが取り付けられている。超音波振動素子７ａは、伝播槽７ｂの下面に形成された開口に嵌め込まれ、超音波振動素子７ａの上部の振動面７０ａが伝搬槽７ｂ内に位置した状態で固定されている。本実施例では、伝播槽７ｂに超音波振動素子７ａを取り付けるので、超音波振動素子７ａを処理槽２に直接的に取り付ける際の技術的な制限を受けずに、自由度を高く超音波振動素子７ａを配置することができる。

伝播槽７ｂの内部には、伝播水を伝播槽７ｂに供給するための供給管７ｄが設けられている。超音波振動素子７ａは、その上部の振動面７０ａから超音波振動を発生する。発生
した超音波振動は伝搬槽７ｂ内の伝搬水を介して処理槽２の底板２ａに伝搬し、底板２ａを透過してさらに処理槽２内の処理液に伝搬する。そして、処理液に伝搬した超音波振動のエネルギーによって処理槽２の下部における処理液の温度が上昇する。なお、供給管７ｄから伝播槽７ｂ内に供給される伝播水としては、例えば、純水が挙げられる。

図４には、超音波発生器７による超音波振動の効果を示す。図４は、後述する本実施例のステップ１１及びステップ１２における、超音波発生器７による超音波振動の有無と処理槽２の下部の温度との関係を示している。図中破線で示すのは超音波振動の付与が無い場合、図中実線で示すのは、超音波振動の付与が有る場合を示している。図４から分かるように、超音波振動を処理槽２に作用させることで、処理槽２の下部における処理液の温度を上昇させることが可能で、基板Ｗの処理液への浸漬中に生じた処理液の温度分布の影響を補正することが可能となる。ここで、本実施例における補正部は、この超音波発生器７を含んで構成される。

次に、上記構成を有する基板処理装置１１の処理のプロセスについて図５を用いてより詳細に説明する。本実施例では、ステップ１１においては、実施例１のステップ１と同様、処理槽２が主に純水で満たされた状態から、ＳＣ１を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に第１時間に亘り噴出させ、処理槽２内におけるＳＣ１濃度を高めて基板Ｗの処理に適切な濃度となるように制御する。そして、基板Ｗが保持されたリフタ１３が受渡位置から処理位置まで下降する。また、本実施例では、このステップ１１において、同時に超音波発生器７から、処理槽２に向かって超音波振動が発生される。このことにより、処理槽２の下部における処理液の温度は、超音波振動の発生がない場合と比較して上昇する。なお、このステップ１１においても、第１時間は、レシピに基づいて決められるが、例えば、１００～２００ｓｅｃであってもよい。

次に、ステップ１２に移行する。ステップ１２においては、噴出管６ａ、６ｂからのＳＣ１の噴出を停止し、第２時間に亘り、基板Ｗが処理槽２内の処理液に浸漬された状態で、超音波発生器７から、処理槽２に向かって超音波振動が発生される。このステップ１２における第２時間は、実施例１のステップ２と同様、例えば、９００ｓｅｃ程度であってもよい。処理槽２の下部の処理液の温度は、超音波振動がない場合と比較して上昇する。よって、この期間において、超音波振動がない場合と比較して、基板Ｗの下部における処理がより進行し、超音波振動がない場合における基板Ｗの処理の進行度合いの偏りを補正することができる。本実施例においてステップ１２の工程は、浸漬工程及び補正工程に相当する。

次に、ステップ１３に移行する。ステップ１３においては、純水を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に第３時間に亘り噴出させ、処理槽２内におけるＳＣ１濃度を低下させる。その際、実施例１のステップ３と同様、純水は噴出管６ａ、６ｂから処理槽２の底板２ａに向かって噴出され、その後、処理槽２の下部から上部に向かう水流を生じさせる。そして、その期間中、処理槽２の上端からＳＣ１を含む使用後の処理液が溢れることで排水され、最終的には、純水で満たされた状態とする。また、ステップ１３においては、超音波発生器７による超音波振動の発生は停止される。この過程において基板Ｗの洗浄（リンス）が行われる。

なお、このステップ１３における第３時間は、実施例１のステップ３と同様、例えば、６０ｓｅｃ程度であってもよい。ステップ１３が終了し、基板Ｗのリンスが終了した後のリフタ１３の動きは、実施例１と同様である。ステップ１３が終了する際には、処理槽２内には純水が満たされる状態となり、ステップ１１に戻る。

本実施例によれば、図５におけるステップ１２においては、噴出管６ａ、６ｂからはＳ
Ｃ１等の薬液や純水は噴出されず、処理槽２内の処理液が静止した状態で基板Ｗの処理が進行する。よって、噴出管６ａ、６ｂから噴出された薬液や純水による水流が基板Ｗに直接作用する領域において処理が促進されることを抑制し、基板Ｗにおける処理の進行度合い偏りが生じることを抑制できる。さらに、ステップ１２においては、超音波発生器７から処理槽２の下部の処理液に超音波振動を作用させ、処理槽２内の下部の処理液の温度を上昇させている。よって、ステップ１２においてより確実に、基板Ｗの処理の進行度合いに偏りが生じることを抑制できる。

表１には、ステップ１２における超音波振動の付与の有無による、ステップ１２終了後における基板Ｗの処理厚さの偏りの相違を示す。

ここで、処理厚さの偏り（％）は、ステップ１１及び１２の終了後における基板Ｗの各場所における厚み減少量の（最大値－最小値）／２*平均値で示される値である。このよ
うに、ステップ１１～１２において超音波振動を処理槽１２の下部の処理液に作用させることで、基板Ｗの処理の進行度合いの偏りが改善されることが分かる。

なお、本実施例においては、超音波発生器７は、伝播槽７ｂを介して処理槽２に超音波振動を作用させているが、本実施例における超音波発生器はこのような形態に限定されない。例えば、伝播槽７ｂを備えず、処理槽２の底板２ａに超音波振動素子７ａからの振動を直接的に伝搬させるようにしてもよい。この場合には、超音波振動素子７ａを処理槽２の底板２ａに押圧して密着するように取り付けるとよい。このような構成であっても、上述した実施例２と同様に基板Ｗの処理の進行度合いの偏りを改善することができる。また、本実施例においては、ステップ１２において超音波振動を作用させる時間は、基板Ｗの処理液への浸漬時間と同じにする必要はない。ステップ１２における基板Ｗの処理液への浸漬時間の一部において、超音波振動を作用させるようにしてもよい。また、ステップ１１における超音波振動の作用は必ずしも必要ではない。

＜実施例３＞
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例１では、ステップ２において、基板Ｗが処理液に浸漬された状態で静置した後、ステップ３においては、純水を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に第３時間に亘り噴出させ、処理槽２におけるＳＣ１濃度を低下させた。そして、その期間中、処理槽２の上端からＳＣ１を含む使用後の処理液が溢れることで排水され、最終的には、純水で満たされた状態とした。実施例３においては、ステップ２に相当するステップ２２の終了後において、噴出管６ａ、６ｂから純水を噴出させるのではなく、排液部４から急速排水を行いつつ、処理槽２の上部から処理液より低温の純水を散水することで、基板Ｗを洗浄するとともに、基板Ｗの上部の温度を低下させる例について説明する。

上述したとおり、実施例１においては、ステップ２において処理槽２への薬液や純水の噴出を停止し、処理槽２内の処理液と基板Ｗとを静置することとした。この場合であっても、処理に適切な温度（例えば６０℃）に制御された処理液中にリフタ１３と基板Ｗが存在することで、処理液中に温度分布が生じ、基板Ｗの処理の進行度合いに偏りが生じてし
まう場合があった。これに対し、本実施例においては、ステップ２に相当するステップ２２の終了後に、処理槽２の上側から処理槽２内の処理液より低温の純水を処理槽２に散水し、基板Ｗを洗浄するとともに、基板Ｗの上部の温度を低下させる。ここで、散水される純水の温度は、例えば室温（２５℃前後）であってもよい。

図６には、本実施例における基板処理装置２１の処理のプロセスについて示す。本実施例においては、ステップ２１及びステップ２２の内容は、実施例１におけるステップ１及びステップ２と同一であるので、説明は省略する。ステップ２２が終了すると、次に、ステップ２３に移行する。ステップ２３においては、図１で示した排液部４を作動させて処理槽２内の処理液を急速排水させる。そして、処理槽２内の処理液の水面が下がり、基板Ｗの上部が露出し始めたタイミングで、純水を散水器としての上部噴出管９ａ、９ｂから処理槽２に第４時間に亘り散水する。この第４時間は、基板Ｗの種類や処理の内容に応じてレシピで適切に定められるが、例えば３０ｓｅｃ程度であってもよい。

これにより、露出した基板Ｗの上部に優先的に低温の純水が散水され、基板Ｗの上部における処理速度が急速に低下する。また、処理液の水面付近から優先的にＳＣ１濃度が低下するので、処理液に浸漬されている部分についても、基板Ｗの上側から処理が抑制される。そして、急速排水の期間中、基板Ｗの上部から優先的に洗浄（リンス）が行われる。そして、急速排水により処理槽２内の処理液が無くなった時点で、排液部４の排液バルブ４ｂを閉弁し、上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水を継続する。処理槽２内に純水が満たされる状態となると、ステップ２１に戻る。

本実施例によれば、ステップ２２においては、処理槽２内の上部における処理液の温度が下部における処理液の温度より高くなる虞があるが、ステップ２３において、基板Ｗの上部に優先的に低温の純水が散水されるため、基板Ｗの上部における処理を優先的に抑制することができる。よって、ステップ２３の終了後においてより確実に、基板Ｗの処理の進行度合いの偏りを抑制することができる。ここで、本実施例における補正部は、上部噴出管９ａ、９ｂを含んで構成される。また、ステップ２３の工程は、本実施例において補正工程に相当する。

表２には、処理槽２の上側からの散水及び急速排水の有無（本実施例のステップ２３と実施例１のステップ３の相違）による、基板処理厚さの偏りの相違を示す。

ここで、処理厚さの偏り（％）は、ステップ２３及びステップ３の終了後における、基板Ｗの各場所における厚み減少量の（最大値－最小値）／２*平均値で示される値である
。このように、ステップ２３において低温の純水を処理槽２の上側から散水することで、基板Ｗの処理の進行度合いの偏りが改善されることが分かる。

なお、本実施例においては、ステップ２３において、先ず急速排水を実施し、上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水は、処理液の水面から基板Ｗの上部が露出し始めたタイミングで実施をした。しかしながら、上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水を開始するタイミングはこれに限られない。例えば、急速排水と、純水の散水とを同時に開始しても構わない。さらにこの場合には、排水量をシャワー量より多くなるように制御すれば、処理
槽２内の処理液の水面を徐々に下げ、水面から基板Ｗの上部が露出した時点で、純水の散水を直接基板Ｗに当てることで、より迅速に基板Ｗから処理液を洗い流すとともに基板Ｗの温度を低下させ、処理の進行を抑制することができる。そして、急速排水により処理槽２内の処理液が無くなった時点で、急速排水を停止して、上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水を継続することで、処理槽２内には純水が満たされる状態となる。その後に図６のステップ２１に戻るようにしてもよい。

さらに、排水量を散水量より少なくなるように制御すれば、処理槽２内の処理液の水面を逆に上昇させつつ、処理液の上部の水温を低下させ、且つ、ＳＣ１濃度を低下させることができる。この場合には、上部の低温の処理液は下部に移動し、下部の高温の処理液は上部に移動するので、処理槽２の上端から処理液を溢れさせて排水させつつ、確実に、基板Ｗのリンスを行うことが可能である。また、この場合には、急速排水と上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水の両方を継続することで、処理槽２内には純水が満たされる状態とすることができる。

＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。上述の実施例２においては、処理槽２の下側に超音波発生器７を配置し、ステップ１２においては、処理槽２への薬液や純水の噴出を停止するとともに、処理槽２の下側から超音波振動を作用させた。そして、ステップ１３においては、純水を噴出管６ａ、６ｂから処理槽２に噴出させ、処理槽２内におけるＳＣ１濃度を低下させた。そして、その期間中、処理槽２の上端からＳＣ１を含む使用後の処理液を溢れさせて排水し、最終的には、純水で満たされる状態とした。

実施例４では、ステップ１２に相当するステップ３２においては、処理槽２への薬液や純水の噴出を停止するとともに、処理槽２の下側から超音波振動を作用させる。さらに、ステップ１３に相当するステップ３３においては、ステップ３２の終了後において、噴出管６ａ、６ｂから純水を噴出させるのではなく、排液部４から急速液水を行いつつ、処理槽２の上側の上部噴出管９ａ、９ｂから低温の純水を散水することで、基板Ｗの上部を洗浄するとともに、基板Ｗの上部の温度を低下させる例について説明する。

すなわち、実施例２においては、処理槽２の下部の処理液に対して超音波振動を作用させるための超音波発生器７を設けることとし、ステップ１２において、この超音波発生器７によって処理槽１２の下部の処理液に超音波振動を作用させることとした。しかしながら、ステップ１２において超音波振動を作用させた場合には、図４に示したように、処理槽２の下部の処理液の温度は上昇する。その後、温度が上昇した処理槽２の下部の処理液が処理槽２の上部に移動することで、処理液における温度分布が充分には解消しない場合があった。

これに対し、本実施例では、ステップ１２に相当するステップ３２において、処理槽２の下部の処理液に超音波振動を作用させることで、基板Ｗの下部における処理を促進するとともに、さらに、ステップ１３に相当するステップ１３においては、処理槽２の上側から低温の純水を散水し、基板Ｗの上部を優先的に洗浄するとともに、基板Ｗの上部の温度を優先的に低下させることとした。

図６には、本実施例における基板処理装置３１の処理のプロセスについて示す。本実施例においては、ステップ３１及びステップ３２の内容は、実施例２におけるステップ１１及びステップ１２と同一であるので、説明は省略する。ステップ３２が終了すると、次に、ステップ３３に移行する。ステップ３３においては、図１で示した排液部４を作動させて処理槽２内の処理液を急速排水させる。そして、処理槽２内の処理液の水面が下がり、基板Ｗの上部が露出し始めたタイミングで、純水を上部噴出管９ａ、９ｂから処理槽２に
第４時間に亘り散水する。この第４時間は、例えば３０ｓｅｃ程度であってもよい。

これにより、露出した基板Ｗの上部に優先的に純水が散水され、基板Ｗの上部における処理速度が急速に低下する。また、処理液の水面から優先的にＳＣ１濃度が低下するので、処理液に浸漬されている部分についても、基板Ｗの上側から処理が抑制される。そして、急速排水の期間中、基板Ｗの上部から優先的に洗浄（リンス）が行われる。そして、急速排水により処理槽２内の処理液が無くなった時点で、排液部４の排液バルブ４ｂを閉弁し、上部噴出管９ａ、９ｂからの純水の散水を継続する。処理槽２内に純水が満たされる状態となると、ステップ３１に戻る。

本実施例によれば、ステップ３２において、超音波振動を作用させることで、処理槽２における温度分布が緩和されてもなお、処理槽２内の上部における処理液の温度が下部における処理液の温度より高くなるような場合であっても、ステップ３３において、基板Ｗの上部に優先的に低温の純水が散水される。このため、基板Ｗの上部における処理速度を優先的に低下させることができる。よって、ステップ３３の終了後においてより確実に、基板Ｗにおける処理の進行度合いの偏りを抑制することができる。なお、本実施例における補正部は、超音波発生器７及び上部噴出管９ａ、９ｂを含んで構成される。また、本実施例においてステップ３２、ステップ３３の工程は補正工程に相当する。

表３には、超音波振動及び上側からの散水の有無（本実施例のステップ３２、３３と実施例１のステップ２、３の相違）による、ステップ３３の終了後における処理厚さの偏りの相違を示す。

ここで、処理厚さの偏り（％）は、ステップ３３及びステップ３の終了後における、基板Ｗの各場所における厚み減少量の（最大値－最小値）／２*平均値で示される値である
。このように、本実施例においては、ステップ３２における処理槽２の下部の処理液への超音波振動の作用と、ステップ３３における処理槽２の上側からの純水の散水の相乗効果により、基板Ｗにおける処理の進行度合いの偏りが顕著に改善されることが分かる。

１、１１、２１、３１・・・基板処理装置
２・・・処理槽
４・・・排液部
５・・・制御部
６ａ、６ｂ・・・噴出管
７・・・超音波発生器
９ａ、９ｂ・・・上部噴出管
４０・・・濃度調整部
１００・・・基板処理システム
Ｗ・・・基板

Claims

基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
前記処理液が貯留される処理槽と、
前記基板を昇降可能に保持し、前記基板を降下させ、該基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に浸漬させる基板昇降部と、
前記処理槽に処理液を構成する薬液または純水を供給する薬液供給部と、
前記薬液供給部による薬液または純水の前記処理槽への供給を制御し、前記基板昇降部により前記基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態において、所定時間に亘り、前記薬液供給部による前記薬液または純水の前記処理槽への供給を停止する制御部と、
前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度が高く、下部の前記処理液の温度が低いという温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態において、前記処理槽内の下部における前記処理液に超音波を作用させることで、前記処理槽内の下部における処理液の温度を上昇させる超音波発生器を有することを特徴とする、基板処理装置。
前記補正部は、更に、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後において、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水することで、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度を下げる散水器を有することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理装置であって、
前記処理液が貯留される処理槽と、
前記基板を昇降可能に保持し、前記基板を降下させ、該基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に浸漬させる基板昇降部と、
前記処理槽に処理液を構成する薬液または純水を供給する薬液供給部と、
前記薬液供給部による薬液または純水の前記処理槽への供給を制御し、前記基板昇降部により前記基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態において、所定時間に亘り、前記薬液供給部による前記薬液または純水の前記処理槽への供給を停止する制御部と、
前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度が高く、下部の前記処理液の温度が低いという温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、前記基板昇降部により基板が前記処理槽内の処理液に浸漬され、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後において、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水することで、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度を下げる散水器を有することを特徴とする、基板処理装置。
前記散水器は、前記処理液の該処理槽の下部からの排水が開始されるタイミングで、前記散水を開始することを特徴とする、請求項２または３に記載の基板処理装置。
前記散水器は、前記処理槽内の前記処理液が該処理槽の下部から排水され、前記処理液に浸漬されていた基板が処理液の水面から露出するタイミングで、前記散水を開始することを特徴とする、請求項２または３に記載の基板処理装置。
基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理方法であって、
処理槽内に前記処理液を構成する薬液または純水を供給して貯留させる貯留工程と、
前記基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に降下させる降下工程と、
前記降下工程により前記基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態を維持し、所定時間に亘り、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給を停止する浸漬工程と、
前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度が高く、下部の前記処理液の温度が低いという温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正工程と、
を有し、
前記補正工程においては、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態で、前記処理槽内の下部における前記処理液に超音波を作用させ、前記処理槽内の下部における処理液の温度を上昇させることを特徴とする、基板処理方法。
前記補正工程においては、更に、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後で、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水することで、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度を下げることを特徴とする、請求項６に記載の基板処理方法。
基板を処理液に浸漬させることにより前記基板に対して所定の処理を行う基板処理方法であって、
処理槽内に前記処理液を構成する薬液または純水を供給して貯留させる貯留工程と、
前記基板を前記処理槽に貯留された前記処理液に降下させる降下工程と、
前記降下工程により前記基板が前記処理槽内の処理液に浸漬された状態を維持し、所定
時間に亘り、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給を停止する浸漬工程と、
前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態における、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度が高く、下部の前記処理液の温度が低いという温度分布による前記処理の進行状態の偏りを補正する補正工程と、
を有し、
前記補正工程においては、前記浸漬工程の、前記処理槽に対する前記薬液または純水の供給が停止された状態の後で、前記処理槽内の前記処理液を該処理槽の下部から排水するとともに、該処理槽の上側から、該処理槽内の前記処理液より低温の純水を前記処理槽内に散水することで、前記処理槽内の上部の前記処理液の温度を下げることを特徴とする、基板処理方法。
前記補正工程においては、前記処理液の該処理槽の下部からの排水が開始されるタイミングで、前記散水を開始することを特徴とする、請求項７または８に記載の基板処理方法。
前記補正工程においては、前記処理槽内の前記処理液が該処理槽の下部から排水され、前記処理液に浸漬されていた基板が処理液の水面から露出するタイミングで、前記散水を開始することを特徴とする、請求項７または８に記載の基板処理方法。