JPH1022260A

JPH1022260A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH1022260A
Application number: JP17832196A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 眞人田中; Teruyuki Kobayashi; 照幸小林
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な手法で基板のパターン面へのクリーン
エアーの吹き付けを阻止して基板の処理品質をより良く
高める。【解決手段】複数の処理槽１２を並設し、多数の基板
Ｂを収納した多孔質容器からなるキャリア１１をハンド
リング手段１８によって搬送しつつ順次各処理槽１２の
処理液に浸漬するとともに、各処理槽１２の上部に設け
た気流発生手段１４からクリーンエアーを流下させてダ
ウンフローを形成し、各処理槽１２から発生する処理液
蒸気や浮遊パーティクルをダウンフローと共に流下させ
て装置後方に設けた排気手段２０から吸引排気するよう
にした。各基板Ｂは、各々その表面、つまり有効面を排
気手段２０側に向けた状態で、かつ隣合う基板Ｂの互い
の面を対向させた起立姿勢でＹ軸方向に一列に並べて収
納し、キャリア１１と一体にこの状態で移送するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板や液晶
ガラス基板等の基板を処理液に浸漬してその表面にエッ
チング、洗浄等の処理を施すように構成された基板処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体基板や液晶ガラス基板
等の精密電子基板（以下、単に基板という）の製造プロ
セスにおいては、各種処理液をそれぞれ貯留して一列に
整列配置された複数の処理槽にわたって基板を順次浸漬
することにより基板に薬液処理や水洗処理等の一連の化
学処理を施すことが行われている。

【０００３】この種の基板処理装置では、一般に、各処
理槽に対して水平動及び上下動が可能なハンドリング手
段が装備され、このハンドリング手段により基板を保持
して各処理槽にわたって移送するようになっている。ハ
ンドリング手段には多数の基板が互いの面を対向させた
起立姿勢で一列に並べられて支持されており、この状態
で各処理槽に対して出し入れされるようになっている。

【０００４】また、各処理槽の上部には気流発生手段が
配置されており、これによって清浄な気流（クリーンエ
アー：以下、単にエアーという）を流下させてダウンフ
ローを形成し、各処理槽から発生する処理液蒸気や基板
移送に伴う浮遊パーティクルをこのダウンフローと共に
流下させて排気手段から排気するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような装置で
は、処理槽が装置下方に配置されている関係上、エアー
の排気手段が装置側部下方に設けられることが多く、そ
のためダウンフローを形成するエアーが装置下方で斜め
方向に流下している場合が多い。ところが、従来では、
効率良く、かつ確実に処理液蒸気等を排気することがで
きれば、エアーが多少斜め方向に流下していても特に問
題視されることはなかった。

【０００６】しかし、エアーが斜め方向に流下している
と、処理液から基板が引き上げられたときに基板のパタ
ーン面（素子等のパターンが形成される基板の有効面）
にエアーが直接吹き付けられて斑乾燥が生じたり、ある
いは基板のパターン面に付着した処理液が部分的に風圧
により下半分に押しやられ、押しやられた処理液の存在
する部分のみ過度に処理が進行してパターン面における
処理むらが生じ、処理液膜厚の均一性が損なわれる等す
る場合があり、これが基板の処理品質を高める上でのマ
イナス要素となっている。

【０００７】そこで、基板のパターン面へのエアーの吹
き付けを阻止すべく、エアーがより鉛直方向に流下する
ように気流発生手段と排気手段を対向配置するのが望ま
しいが、スペース等との関係でこれにもおのずと限界が
ある。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、基板のパターン面へのクリーンエアー
の吹き付けを阻止して基板の処理品質をより良く高める
ことができる基板処理装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る基板処理
装置は、基板に処理を施す処理液を貯留した処理槽と、
基板を処理槽内、処理槽外に搬送するハンドリング手段
と、処理槽の上方から気流を流下させる気流発生手段
と、気流発生手段から流下し処理槽付近を通過した気流
を排出する排気手段とを備えた基板処理装置において、
前記ハンドリング手段は基板のパターン面を気流の流れ
方向下流側に配して保持するものである。

【００１０】請求項２に係る基板処理装置は、請求項１
記載の基板処理装置において、上記排気手段が処理槽の
側方に設けられ、ハンドリング手段が基板のパターン面
を排気手段の方向に向けて保持するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。図１及び図２は本発明に係る基板処
理装置の構成を概略的に示している。これらの図に示す
基板処理装置１０は、基板として半導体ウエハを複数種
類の処理液に浸漬することにより基板表面に所定の化学
処理を施すタイプの装置であって、同図に示すように、
一方向に並設される複数の処理槽１２と、これら処理槽
１２の上部に配設される気流発生手段１４と、気流発生
手段１４と処理槽１２の間に形成される空間１６内にお
いて、基板を処理槽１２の配設方向（Ｘ軸方向という）
に移送するハンドリング手段１８と、処理槽１２の配設
域側方にわたって開口する排気手段２０とを備えてい
る。

【００１２】上記各処理槽１２は、上部開口を有した箱
型の容器からなり、それぞれ区画して連設された処理槽
支持フレーム２２内に配置されている。図２に示すよう
に、処理槽１２は内槽１２ａと、内槽１２ａからオーバ
ーフローした処理液を受ける外槽１２ｂとからなる。外
槽１２ｂには処理液導出管２６がつながり、さらにフィ
ルタ３０、ポンプ２８を介して、内槽１２ａの処理液導
入管２４につながる。外槽１２ｂの処理液は処理液導出
管２６を通ってフィルタ３０に至り、フィルタ３０にて
浄化される。さらに、浄化された処理液はポンプ２８に
よって処理液導入管２４を通じて内槽１２ａに供給され
る。これにより処理液を浄化しながら循環使用する。

【００１３】上記気流発生手段１４は、図外の送風用フ
ァンを内蔵した給気部１４ａと、その下部に配設される
空気清浄フィルタ１４ｂとから構成されており、上記空
間１６に向けて清浄な気流（エアー）を流下させてダウ
ンフローを形成するように構成されている。すなわち、
各処理槽１２から発生する処理液蒸気や基板移送に伴う
浮遊パーティクルをダウンフローと共に流下させつつ上
記排気手段２０を介して吸引排気するようになってい
る。なお、上記排気手段２０は、気流発生手段１４の直
下方に処理槽１２及び処理槽支持フレーム２２が配置さ
れ、またＹ軸方向（Ｘ軸方向と水平面上で直交する方
向）前方（すなわち、基板処理装置の前方；図２では右
方）にハンドリング手段１８の可動機構部分（後述）が
配置される関係上、基板処理装置１０の後方側部に配置
されている。

【００１４】上記ハンドリング手段１８は、Ｙ軸方向に
延びる一対のアーム３４を備えたヘッド３２と、このヘ
ッド３２をＸ軸方向及び上下方向（Ｚ軸方向）に移動さ
せるＸ軸駆動機構及びＺ軸駆動機構から構成されてい
る。

【００１５】上記アーム３４は、ヘッド３２にＸ軸方向
に接離可能に設けられており、ヘッド３２に内蔵された
エアシリンダの駆動に伴い作動するようになっていると
ともに、その下部には基板Ｂを収納したキャリア１１の
縁部に係合する係合部３５が設けられ、各アーム３４が
接近した図１に示す状態で、キャリア１１のＸ軸方向両
縁部に上記係合部３５が係合してキャリア１１を保持す
るようになっている。

【００１６】キャリア１１は、例えば耐化学薬品性の樹
脂材料等から形成された上部に収納用開口部を有する容
器であり、その内部には多数の基板Ｂが一定の間隔でＹ
軸方向に一列に並べられて支持されている。より詳しく
は、多数の基板Ｂが各々そのパターン面、つまり有効面
を排気手段２０側に向け、隣合う基板Ｂの互いの面を対
向させた起立姿勢で一列に並べられて支持されている。

【００１７】上記ヘッド３２は、図２に示すように上記
処理槽支持フレーム２２の側部に配置されており、支持
軸３６を介して上記Ｘ軸駆動機構及びＺ軸駆動駆動機構
に連結されている。これらの駆動機構については図示を
省略しているが、上記ヘッド３２の下方にはフレームが
設けられ、上記支持軸３６がこのフレームに上下動自在
に支持されるとともに、Ｚ軸モータにより駆動するボー
ルねじ機構に連結され、このＺ軸モータの正逆回転駆動
により上記支持軸３６とヘッド３２が一体に上下動する
ようにＺ軸駆動機構が構成されている。また、処理槽１
２の配設方向に延びるガイドレールが設けられ、このガ
イドレールに上記フレームが移動可能に装着されるとと
もに、このフレームがＸ軸モータにより駆動するボール
ねじ機構に連結され、このＸ軸モータの正逆回転駆動に
よりヘッド３２とフレームが一体にＸ軸方向に移動する
ようにＸ軸駆動機構が構成されている。

【００１８】なお、上記ヘッド３２と空間１６との間に
は処理槽１２の配設方向にわたってこれらの間を仕切る
隔壁４０ａ，４０ｂが立設されており、ハンドリング手
段１８の上記アーム３４の部分のみがこの隔壁４０ｂに
形成されたアーム水平動開口部４４及びアーム昇降開口
部４２を介して上記空間１６内に突出するようになって
いる。すなわち、上記ような隔壁４０によりハンドリン
グ手段１８の可動機構部分を空間１６から隔離すること
により、空間１６へのパーティクルの侵入及び処理液蒸
気による機構部分の腐食等を防止するようになってい
る。

【００１９】以上のように構成された上記基板処理装置
１０による基板Ｂの処理では、先ず、ハンドリング手段
１８のヘッド３２がＸ軸方向の一方側端部に設けられた
基板導入部にセットされ、基板Ｂを収納したキャリア１
１がアーム３４によって保持された後、Ｘ軸方向の他方
側に向かって移動させられる。

【００２０】キャリア１１が最初の処理槽１２の上方に
配置されると、ヘッド３２が下降端位置まで移動させら
れ、これに伴いキャリア１１と基板Ｂが一体に処理槽１
２内の処理液に浸漬させられる。そして、一定時間が経
過すると、ヘッド３２が上昇端位置まで移動させられ、
これによりキャリア１１が処理槽１２から取出されて基
板Ｂに対する当該処理槽１２での処理が完了する。

【００２１】最初の処理槽１２での処理が完了すると、
ヘッド３２がさらにＸ軸方向に移動させられて次の処理
槽１２の上方に配置されるとともに、ヘッド３２の昇降
に応じて上記同様にキャリア１１と基板Ｂが一体に処理
液に浸漬され、これにより基板Ｂに処理が施される。

【００２２】このような基板Ｂの処理動作中、上記空間
１６には気流発生手段１４で生成されたエアーによるダ
ウンフロー（図２の白抜き矢印に示す）が形成されてお
り、各処理槽１２からの処理液蒸気や浮遊パーティクル
がこのダウンフローと共に流下させられながら上記排気
手段２０を介して外部に排気されている。そのため、移
送途中の基板Ｂが処理液蒸気により影響を受けたり、あ
るいは基板Ｂにパーティクルが付着するといったことが
効果的に防止される。

【００２３】ところで、上記基板処理装置１０では上述
のように排気手段２０が装置後方に配置されているた
め、エアーは上記空間１６の下方で排気手段２０に向か
って斜め方向に流下している。そのため、図３に示すよ
うに、斜め方向に流下したエアー（同図の白抜き矢印は
エアーの流れを示す）が移送途中の基板Ｂの面に直接吹
き付けられるが、上記基板処理装置１０では、上述の通
りパターン面を排気手段２０側（図３では左側）に向け
た状態で各基板Ｂがキャリア１１に保持されているた
め、基板Ｂのパターン面に直接エアーが吹き付けられる
ことがない。

【００２４】こうして、以後ヘッド３２の移動及び昇降
が繰り返し行われつつ各処理槽１２においてキャリア１
１が処理液に浸漬されることにより所定の処理が順次基
板Ｂに施される。そしてすべての処理が完了すると、ヘ
ッド３２がＸ軸方向の他方側端部に設けられた基板導出
部にセットされ、これによりキャリア１１と基板Ｂが一
体に次工程へと導出される。

【００２５】以上説明したように、上記基板処理装置１
０によれば、パターン面を排気手段２０側に向けた状
態、すなわちパターン面をエアーの流れ方向下流側に向
けた状態で基板Ｂが移送されるため、排気手段２０に向
かって斜め方向にエアーが流下しているにも拘らず、基
板Ｂのパターン面に直接エアーが吹き付けられることが
ない。そのため、基板Ｂのパターン面にエアーが直接吹
き付けられることに起因する基板Ｂのパターン面の斑乾
燥や、風圧作用による下半分への液の押しやりに起因す
る不均一な処理液膜厚の形成を効果的に抑えることがで
き、これにより基板Ｂの処理品質をより良く高めること
ができる。

【００２６】従って、処理液蒸気等の排気効率等、ある
いはスペース効率を優先する観点からエアーの排気手段
の設置場所に制限が課せられる結果、エアーを斜め方向
へ流下させざるを得ないような場合であっても、上記排
気効率等の所期の目的を達成しながら基板品質をより良
く高めることができる。

【００２７】なお、上記基板処理装置１０は、本願発明
に係る基板処理装置の一例であって、その具体的な構成
は、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能で
ある。

【００２８】例えば、上記実施形態の基板処理装置１０
では、半導体ウエハに処理を施す装置を例に説明した
が、勿論、被処理基板が半導体ウエハ以外の例えば液晶
用ガラス基板等の精密電子基板であっても、基板を順次
処理液に浸漬して処理を施すタイプの装置であれば本願
発明の適用は可能である。

【００２９】また、ハンドリング手段１８の具体的な構
成も、基板Ｂをキャリア１１に収納して移送するものに
限られず、例えば基板Ｂを直接保持して移送するような
構成であってもよい。

【００３０】また、上記ハンドリング手段１８は、処理
槽１２内に直接基板Ｂを搬入するものであるが、処理槽
内にて上昇、下降して基板を処理槽内の処理液に対して
浸漬させたり引き上げたりするリフター手段と、上昇し
て処理液面より上方に位置したリフター手段に対して基
板を受け渡しする基板搬送手段とからなるものであって
もよい。

【００３１】さらに、上記基板処理装置１０では、各基
板Ｂを略鉛直方向に向けた起立姿勢でキャリア１１に保
持して搬送するようにしているが、例えば、図４に示す
ように、基板Ｂの裏面、すなわち非有効面がエアーの流
れ方向上流側に向くように各基板Ｂを鉛直方向に対して
角度θだけ傾けて保持するようにしてもよい。このよう
な構成によれば、排気手段２０に向かって斜め方向に流
下するエアーが基板Ｂのパターン面に直接吹き付けられ
るのをより確実に阻止することが可能となる。この場
合、上記角度θは、排気手段２０の具体的な位置、吸引
力の程度等に応じて、エアーが基板Ｂの表面に吹き付け
られるのをより確実に阻止することができるように適宜
選定するようにすればよい。

【００３２】また、上記図３及び図４に示す例では、基
板処理装置１０の後方に排気手段２０が配設され、全て
の基板Ｂが、そのパターン面を排気手段２０に向けた状
態で保持されるようになっているが、基板処理装置１０
の前後双方に排気手段２０が配置され、エアーが空間１
６の下方中間位置から前後の各排気手段２０に向かって
それぞれ流下するような装置の場合には、例えば、これ
らの各エアーの流れに対応させて各基板Ｂを保持するよ
うにすればよい。具体的には、キャリア１１の中間位置
から後方にある各基板Ｂについてはそのパターン面を後
方の排気手段２０側に向けて配置し、中間位置から前方
にある各基板Ｂについてはそのパターン面を前方の排気
手段２０側に向けて配置するようにすればよい。この場
合にも、キャリア１１に保持した各基板Ｂのパターン面
にエアーが直接吹き付けられるのを効果的に阻止するこ
とができる。

【００３３】なお、本実施形態における処理液としては
純水や薬液が用いられる。そして、薬液としては、アン
モニアと過酸化水素水との混合溶液、塩酸と過酸化水素
水との混合溶液、硫酸と過酸化水素水との混合溶液等が
用いられる。これらは基板に付着したパーティクル、重
金属汚染物質、有機汚染物質等をそれぞれ除去する。な
お、基板に対してエッチング処理をするため、薬液とし
てフッ化水素酸、フッ化アンモニウム、硝酸、燐酸、酢
酸の何れか、または、それらの幾つかを選択して混合し
た溶液を用いる場合がある。エッチング処理において、
基板のパターン面での処理の不均一はパターン面に形成
される素子に致命的な損害を与えることがあるので、パ
ターン面の均一な処理を実現できる本発明はエッチング
処理において特に有効である。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ハンドリング
手段は、基板のパターン面を気流の流れ方向下流側に配
して保持するので、基板のパターン面に気流が吹き付け
られるのを効果的に阻止することができる。そのため、
気流の吹き付けに起因したパターン面の斑乾燥等の発生
を防止して、基板の処理品質をより良く高めることがで
きる。

【００３５】請求項２の発明によれば、排気手段は、処
理槽の側方に設けられ、ハンドリング手段は基板のパタ
ーン面を排気手段の方向に向けて保持するので、スペー
ス等の理由から排気手段を装置側部に設けざるをえず、
それ故に排気手段に向かって斜め方向に気流が流下する
ような装置において、各基板のパターン面への気流の吹
き付けを適切に阻止することができる。また、既に排気
手段が処理槽の側方に設けられている基板処理装置に対
しても容易に本発明を適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る基板処理装置の一例を示す斜視
断面略図である。

【図２】本願発明に係る基板処理装置の一例を示す要部
断面略図である。

【図３】ダウンフローを形成する気流の流れを示す模式
図である。

【図４】ハンドリング手段による基板の他の保持状態を
示す図３に対応する図である。

【符号の説明】

１０基板処理装置１１キャリア１２処理槽１４気流発生手段１６空間１８ハンドリング手段２０排気手段２２処理槽支持フレーム３２ヘッド３４アームＢ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に処理を施す処理液を貯留した処理
槽と、基板を処理槽内、処理槽外に搬送するハンドリン
グ手段と、処理槽の上方から気流を流下させる気流発生
手段と、気流発生手段から流下し処理槽付近を通過した
気流を排出する排気手段とを備えた基板処理装置におい
て、前記ハンドリング手段は基板のパターン面を気流の
流れ方向下流側に配して保持することを特徴とする基板
処理装置。
【請求項２】請求項１記載の基板処理装置において、
上記排気手段は処理槽の側方に設けられ、ハンドリング
手段は基板のパターン面を排気手段の方向に向けて保持
することを特徴とする基板処理装置。