JPH02126980A

JPH02126980A - 連続表面処理装置

Info

Publication number: JPH02126980A
Application number: JP27961688A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Matsuyama; 良二松山; Mikio Fujii; 幹雄藤井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1990-05-15
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551123B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕本発明は、半導体基板表面などの薬液処理・洗浄に用い
る連続表面処理装置に関し、表面処理工程中に生じた夾雑物が、基板に再付着するこ
とを防ぎ、かつ、複数の表面処理工程を連続的に行える
ことを目的とし、外槽と内槽との２槽で構成され、外槽の底面には排液口
を、側壁には強制排気口を設けるとともに、上面の開口
には内槽の底面の一部を挿入して封止し、内槽のすのこ
状の底ぶたの上には、基板を直立に保持した保持具を載
置するとともに、上、部側壁には給気口を設け、一方、
内槽の上ぶたには、独立した複数個の薬液流入口を設け
、その薬液流入口のそれぞれに連結した複数個のノズル
から吐出するそれぞれの薬液の流線が、直立に保持した
基板の上方から下方に向かってほぼ垂直となるように、
基板の中心部を中心とする円弧状に連架した連続表面処
理装置により構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体基板や磁気ディスクなどの金属基板、
あるいは液晶などの平面表示デバイスのガラス基板など
、各種電子デバイスの製造工程において行われる種々の
表面処理に連続して用いる連続表面処理装置に関する。

近年、エレクトロニクスの進展に伴い、半導体デバイス
、取り分は大規模集積回路においては、高密度・高集積
化を実現するために、素子や配線を得るためのバターニ
ング技術は、サブミクロンの領域に入ってきている。

また、高密度記憶容量の磁気ディスクにおいては、例え
ば、磁性塗膜の厚さや磁気ヘッドの浮上量が１μｍをは
るかに割っている。

さらに、液晶やＥＬなどの平面表示デバイスにおいても
、大容量・大画面を狙って、Ａ４判にも相当する大きな
基板に、微細なパターニングを行う方向に進展している
。

従って、これらの各種電子デバイスの製造工程における
基板の表面処理は、表面のエツチング、レジストなどの
表面塗膜の剥離、表面に付着した汚染物質の除去、処理
薬液を最終的に基板から除去するための有機溶剤や水に
よる置換、基板表面の清浄などが非常に重要な工程とな
っており、その目的に応じて各種の表面処理が利用され
ている。

しかも、これらの工程は、複数の工程を連続して行うこ
とが多い。

従って、何れの処理においても、それぞれの工程を如何
に仕上げるかが、重要な技術となっており、中でも、基
板を清浄にする洗浄工程の場合には、特に最終の仕上が
り状態が重要である。

そのために複数の工程を連続的に、しかも、それぞれの
目的に叶った仕上げをしながら表面処理ができる表面処
理装置が要請されている。

〔従来の技術〕

第３図に従来の表面処理装置の構成図を示し、第３図（
Ａ）は浸漬式の表面処理装置の構成図であり、第３図（
Ｂ）は噴霧式の表面処理装置の構成図である。

まず、第３図（Ａ）において、表面処理装置２０は、処
理槽３１の中に薬液３２が満たしである。

キャリヤなどの保持具３３に基板３４を保持して薬液３
２の中に浸漬して処理を行う。

この装置では、保持具３３の出し入れ、処理槽３１の温
度変化、薬液３２の補充や排出などにより、処理槽３１
の中で薬液３２に乱れた対流３５が起こる。

従って、処理しようとする基板３４に付着していた汚染
物質や塵などの夾雑物が薬液３２の中に浮遊し、保持具
３３を引き上げたとき、薬液３２とともに浮遊している
夾雑物が一緒に引き上げられ、再度基板３４に付着する
ことが起こる。

また、複数の工程で処理を行う場合には、複数の処理槽
を用いなければならず、処理効率がよくない。

つぎに、第３図（Ｂ）は、従来の噴霧式の表面処理装置
の構成図であるが、表面処理装置２１は処理槽３１の中
に、基板３４を保持した保持具３３を載置するホルダ３
６が回転できるように内設しである。

一方、処理槽３１の中には、噴霧器３７が内設しである
。

この噴霧式の表面処理装置２１で行う基板３４の表面処
理は、保持具３３を載置したホルダ３６を回転させなが
ら、噴霧器３７から薬液３２を噴霧して行う。

しかし、その際、処理しようとする基板３４が薬液３２
に叩かれ、基板３４から剥離した汚染物質や塵などの夾
雑物、あるいは基板３４がホルダ３６と摩擦して生じた
塵などが、薬液３２の噴霧の中に飛散し、再度基板３４
に付着することが起こる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、従来の表面処理装置においては、表
面処理する基板に付着していた夾雑物が薬液の中に浮遊
したり、あるいは薬液の噴霧の中に飛散するので、表面
処理が終わると、これら夾雑物が基板に再付着し、基板
が汚れてしまう。

そのため、次の工程に連続的に移れないばかりでなく、
特に基板を清浄にする洗浄工程においては問題が生じて
いた。

そこで、表面処理工程中に生じた夾雑物が、基板に再付
着することを防ぎ、かっ、複数の表面処理工程を連続的
に行える新規な表面処理装置を提供することが課題であ
る。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理説明図であり、連続表面処理装
置１は、外槽２と内槽３との２槽で構成され、外槽２の
底面には排液口４を、側壁には強制排気口５を設けると
ともに、上面の開口には内槽３の底面の一部を挿入して
封止し、内槽３のすのこ状の底ぶた６の上には、基板７
を直立に保持した保持具８を載置するとともに、上部側
壁には給気口１２を設け、一方、内槽３の上ぶた９には
、独立した複数個の薬液流入口１０を設け、薬液流入口
１０のそれぞれに連結した複数個のノズル１１から吐出
するそれぞれの薬液の流線１３が、直立に保持した基板
７の上方から下方に向かってほぼ垂直となるように、基
板７の中心部を中心とする円弧状に連架するよう構成さ
れている。

〔作　用〕

本発明は、第１図に示したとおり、外槽２の底には、薬
液の排液口４を設けて、内槽３から流下した薬液を排液
するとともに、その側壁には、強制排気口５を設けて、
内槽３から流出した清浄空気を排気ポンプで強制的に排
気するようになっている。

内槽３の底ぶた６は、すのこ状にして薬液が貯留せずに
外槽２に流下するようにしてあり、その上には保持具８
を載置して、基板７を直立に保持するようになっている
。

一方、内槽３の上ぶた９には、独立した複数個の薬液流
入口１０にそれぞれ連結した複数個のノズル１１を、基
ｖｉ、７の中心部を中心とする円弧状に連設し、何れの
ノズル１１から吐出した薬液でも、それぞれの薬液の流
線Ｉ３が、直立した基板７の上方から下方に向かってほ
ぼ垂直になるようにしている。

内槽３の上部側壁には、清浄空気を送入する給気口１２
を設け、内槽３の中を清浄な雰囲気にする。

また、給気口１２から送入した洗浄空気により、複数あ
る各工程間、あるいは最終工程終了後の基板７に対する
乾燥が行える。

一方、外槽２に設けた強制排気口５から底ぶた６を通し
て強制排気し、内槽３の中に、上方から下方に向かって
清浄空気の層流を作る。

それによっても、複数個の薬液流入口１０から処理工程
に応じて流入し、それに対応する複数個のノズル１１か
ら吐出したそれぞれの薬液の流線１３が、直立に保持し
た基板７の上方から下方に向かってほぼ垂直になること
が助長される。

以上述べたように、本発明による連続表面処理装置！！
１によれば、ノズル１１から吐出した薬液の流線１３が
、絶えず、保持具８に直立に保持された基板７の上方か
ら下方に向かっているので、基板７から剥離した夾雑物
などが基板７の近傍に留まることなく流下する。

従って、処理中に生じた夾雑物が、処理の終わった後に
基板７に再付着することを防ぐことができる。

さらに、複数個のノズルエＩを円弧状に連設し、複数個
のどのノズル１１から吐出した薬液でも、基板７の上方
から下方に向がうようにしである。

従って、薬液流入口１０を複数個設けてそれぞれに対応
した複数個のノズル１１を連結し、表面処理の目的に応
じて異なる複数の薬液を順次吐出させれば、複数の工程
を連続的に処理することができる。

また、図示はしてないが、薬液の排液口４に薬液再生装
置を連結すれば、使用済の薬液を再生して薬液流入口Ｉ
Ｏに再送人し、再び使用することもできる。

〔実施例〕

第２図には、本発明の詳細な説明図を示す。

実施例１：第２図において、本発明になる連続表面処理装置ｌは、
外槽２とその外槽２に内設された内槽３との２槽構成と
なっている。

外槽２の底には、内槽３から流下した薬液の排液口４を
設けるとともに、外槽２の側壁には、内槽３から流出し
た清浄空気を排気ポンプで強制的に排気する強制排気口
５とを設けた。

内槽３の中底６ａは、薬液が貯留せずに外槽２に流下す
るようにすのこ状にし、その上には、表面処理を行う基
板７を直立に保持する保持具８を載置し、底ぶた６ｂに
は、中底６ａから流下した薬液が飛散しないためと、内
槽３の中に気流の層流ができるように整流板１６を垂直
に設けた。

一方、内槽３の上ぶた９には、独立した２個の薬液流入
口１０ａ、１０ｂのそれぞれに、４個のノズルを２個ず
つ対になるように連結したノズルｌｌａ、１１ｂを、何
れのノズルから吐出した薬液も、それぞれの薬液の流線
１３が、直立した基板７の上方から下方に向かってほぼ
垂直になるように、基板７の中心部を中心とする円弧状
に連ねて設けた。

また、内槽３の内壁には、薬液の飛散がないようにフィ
ン１４を設け、そのフィン１４で受は止めた薬液は、内
壁を貫通した孔を通って内槽３の外壁に設けたカバー１
５に案内されて外槽２に流出するようにした。

内槽３の上部側壁には、清浄空気を送入する給気口１２
を設けるとともに、整流板１６を通して外槽２に設けた
強制排気口５から強制排気を行い、内槽３の中を清浄な
雰囲気にすると同時に、内槽３の中に、上方から下方に
向かって清浄空気の層流ができるようにした。

なお、この清浄空気は、各工程間、あるいは工程終了後
の基板７に対する乾燥にも使用した。

以上述べた連続表面処理装置１を用いて、シリコンウェ
ーハのエツチングを実施した。

基１７には、８インチφのシリコンウェーハを使い、保
持具８に１０枚保持して、中底６ａの上に載置した。

薬液流入口１０ａからは、１００：１に水で希釈したぶ
つ酸水溶液を流入し、２個のノズルｌｌａから吐出させ
るようにした。

一方、薬液流入口１０ｂからは、純水を流入し、２個の
ノズルｌｌｂから噴出させるようにした。

薬液流入口１０ａ、ｌｌｂから流入する薬液の液圧は、
それぞれのノズルｌｌａ、ｌｌｂから吐出した薬液の流
線１３が、シリコンウェーハの基板７の上から下に平行
になるよう１．５ｋｇ／ｃｄに調整した。

また、強制排気口５からの排気量は、内槽３の清浄空気
の流れが層流になるよう１５０ｒｔｆ／ｈ、流速にして
５ｍ／秒に調整した。

まず、薬液流入口１０ａから、ぶつ酸水溶液を流入し、
ノズルｌｌａから４０秒間吐出し、排液口４から排出さ
せた。

次に、薬液流入口１０ｂから、純水を流入し、ノズルｌ
ｌｂから６０秒間吐出し、排液口４から排出させた。

さらに、清浄空気で９０秒間乾燥させ、一連の工程を終
了した。

取り出した処理済の１０枚の全てのシリコンウェーハが
、そのまま次の工程に使用できる良好な仕上がりであっ
た。

実施例２：実施例１と同様の連続表面処理装置１により、酸化イン
ジウムと酸化すずの透明導電膜を被覆したＩＴＯガラス
のパターニングを実施した。

内槽３の上ぶた９には、独立した３個の薬液流入口１０
ａ、１０ｂ、１０ｃを配置し、そのそれぞれに、６個の
ノズルを２個ずつ対になるように連結したノズルｌｌａ
、ｌｌｂ、ｌｌｃを、何れのノズルから吐出した薬液も
、それぞれの薬液の流線１３が、基板７の上方から下方
に向かってほぼ垂直になるように、基板７の中心部を中
心とする円弧状に連ねて吊架した。

基板７には、−辺が３００ｍｍのＩＴＯガラスを使い、
ポジティブレジストを塗布してパターン焼付したガラス
基板を、保持具８に５枚保持して、中底６ａの上に載置
した。

薬液流入口１０ａからは、１００：１に水で希釈した水
酸化カリウムのアルカリ水溶液を流入し、２個のノズル
ｌｌａから吐出させるようにした。

一方、薬液流入口１０ｂからは、塩酸と硝酸と水が１：
１：ｌの混酸を流入し、２個のノズルｌｌｂから吐出さ
せるようにした。

さらに、薬液流入口１０ｃからは、純水を流入し、２個
のノズルｌｌｃから噴出させるようにした。

まず、ノズルｌｌａからアルカリ水溶液を６０秒間吐出
させてレジストの現像を行い、ノズルＩｌｃから純水を
３０秒間吐出させて洗浄を行った。

次に、２０秒間清浄空気に曝したあと、ノズル１１ｂか
ら液温４０°Ｃの混酸を３０秒間吐出させて、パターン
のエツチングを行い、ノズルｌｌｃから純水を３０秒間
吐出させて洗浄を行った。

さらに、清浄空気で６０秒間乾燥させ、一連の工程を終
了した。

取り出した処理済の５枚の全ての（ＴＯガラスが、その
まま次の工程に使用できる良好な仕上がりであった。

実施例３：実施例Ｉの連続表面処理装置１において、薬液の排液口
４の先に、２個の三方弁１７．１Ｂを連設し、三方弁１
７の一方の口は廃液口止した。

また、三方弁１７に連結した三方弁１８の一方の口は薬
液再生装置１９ａに、他方の口は薬液再生装置１９ｂに
、それぞれ連結した。

実施例２のＩＴＯガラスのパターニングにおいて、ノズ
ル１１ｃから吐出させ、各工程間の洗浄に使用した純水
は、排液口４から三方弁１７の廃液口を介して廃液した
。

一方、ノズルｌｌａから吐出させたアルカリ水溶液の現
像剤は、排液口４から三方弁１７．１８を介して、薬液
再生装置１９ａに導いた。

薬液再生装置１９ａは、図示してないが、貯液槽とろ過
器とポンプとから構成し、薬液流入口１０ａに連結して
、現像剤を循環再使用した。

さらに、ノズルｌｌｂから吐出させた混酸のエツチング
液は、排液口４から三方弁！７、Ｉ８を介して、薬液処
理装置１９ｂに導いた。

薬液再生装置１９ｂには、図示してないが、貯液槽に加
熱器を付設して液温を４０″Ｃに調整し、薬液流入口１
０ｂに連結して、エツチング液を循環再使用した。

こうして、一連のエツチング処理を終了し、取り出した
処理済の５枚の全てのＩＴＯガラスが、そのまま次の工
程に使用できる良好な仕上がりであった。

以上述べた実施例から、本発明になる連続表面処理装置
において、薬液流入口から異なる複数の処理工程に対応
した複数の薬液を順次流入することにより、被処理基板
の表面処理を連続的に実施できることが確認できた。

本発明による連続表面処理装置においては、処理に用い
る薬液が水溶性である方が好ましいが、特に適用する表
面処理の種類を規制するものではない。

また、連続して行う処理の工程数によって、薬液流入口
の数とそれに連結するノズルの数や配置も、任意に決め
ることができる。

さらに、基板の形状や大きさ、あるいは−回に処理する
基板の枚数などにより、保持具の形式は任意に決めるこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明による連続表面処理装置によ
れば、ノズルから吐出する薬液の流線が、直立に保持さ
れた基板の上方から下方に向がってほぼ垂直になるよう
に、ノズルを配置しであるので、基板から遊離した夾雑
物などが、基板に留まることなく、薬液とともに下方に
流下する。

その結果、処理済の基板に夾雑物が再付着することが防
げるばかりでなく、複数の処理工程を連続して行うこと
ができ、特に、バッチ処理で、かつ、工程が連続してい
る表面処理において、大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の詳細な説明図、第３図は従来の表面処理装置の構成図、である。図において、ｌは連続表面処理装置、３は内槽、５は強制排気口、７は基板、９は上ぶた、１１はノズル、１３は薬液の流線、である。２は外槽、４は排液口、６は底ぶた、８は保持具、１０は薬液流入口、１２は給気口、 ±ｉ！靴牧面処理喰置装心０月の島玉里官乞１月図第１　の＄蔓叩の一宇絶伊ｊ１乞叩図第　２　図（Ａ）シ佐貴〜ＣＢ）１弯Ｗ従平の表面処理袋！め構成ｌ夷３図

Claims

【特許請求の範囲】外槽（２）と内槽（３）との２槽で構成され、該外槽（
２）の底面には排液口（４）を、側壁には強制排気口（
５）を設けるとともに、上面の開口には内槽（３）の底
面の一部を挿入して封止し、該内槽（３）のすのこ状の底ぶた（６）の上には、基板
（７）を直立に保持した保持具（８）を載置するととも
に、上部側壁には給気口（１２）を設け、一方、該内槽（３）の上ぶた（９）には、独立した複数
個の薬液流入口（１０）を設け、該薬液流入口（１０）のそれぞれに連結した複数個のノ
ズル（１１）から吐出するそれぞれの薬液の流線（１３
）が、直立に保持した前記基板（７）の上方から下方に
向かってほぼ垂直となるように、前記基板（７）の中心
部を中心とする円弧状に連架したことを特徴とする連続
表面処理装置。