JPH10303167A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理液に層流を生じさせて基板を処理する場合
に、処理液が滞留するのを防ぐことにより、処理液の清
浄度を向上させることができる基板処理装置を提供す
る。 【解決手段】処理槽１の下部には、処理液供給ノズル２
が配設されており、その上方には、貫通孔３が規則的に
形成された整流板４が配設されている。処理槽１と整流
板４との間の隙間５には、断面形状がくさび状であるシ
ール部材６がはめ込まれている。シール部材６は、テー
パ面である第３面が整流板４の上面に対して傾斜した角
度で整流板４に接触している。さらに、シール部材６
は、締め付け部材７によって上方から押さえつけられて
おり、これにより整流板４との密着性が確保されてい
る。これにより、処理液は貫通孔を介してのみ上方に流
れるから、乱れのない層流を生じさせることができ、そ
の結果処理液の滞留を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディス
プレイパネル）用ガラス基板などの各被処理基板を処理
液に浸漬させて処理するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程では、複数枚の半
導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。 ）を一括して
処理するバッチ式のウエハ処理装置が用いられる場合が
ある。この種のウエハ処理装置は、複数枚のウエハを処
理槽に貯留されている処理液に一括して浸漬させ、これ
によりウエハ表面を洗浄したりウエハ表面に形成された
薄膜を除去したりする。

【０００３】図６は、従来のウエハ処理装置の構成例を
示す断面図である。このウエハ処理装置は、石英ガラス
製の処理槽１００にウエハＷを収容した状態で当該処理
槽１００から処理液をオーバーフローさせつつウエハＷ
を処理するためのものである。処理槽１００の下部に
は、当該処理槽１００に処理液を供給するための処理液
供給ノズル１０１が設けられている。

【０００４】処理液をオーバーフローさせながらウエハ
Ｗを処理する際には、処理液の滞留箇所をなくし、処理
液を常に流動させることが好ましい。すなわち、処理液
が滞留すれば、その滞留箇所において不純物（イオン）
が増加したりする場合があり、その結果処理液が汚染さ
れるからである。そこで、このウエハ処理装置において
は、処理槽１０１内において上方に向く規則的な流れで
ある層流を発生させるために、貫通孔１０２が規則的に
形成された石英ガラス製の整流板１０３が処理液供給ノ
ズル１０１の上方に配置されている。この場合、整流板
１０３は、たとえば処理液供給ノズル１０１のメンテナ
ンスなどのために、処理槽１０３から容易に取り外すこ
とができるように、処理槽１００の下部に取り付けられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理槽
１００および整流板１０３は石英ガラス製であるから、
高精度な加工を施すには限界がある。したがって、整流
板１０３と処理槽１００との隙間１０４を完全に塞ぐよ
うな加工を処理槽１００および整流板１０３に施すこと
ができない。その結果、処理液供給ノズル１０１から供
給された処理液は、整流板１０３に規則的に形成された
貫通孔１０２だけでなく隙間１０４からも漏れ出してい
た。この漏れ出した処理液は、貫通孔１０２を処理液が
通ることによって形成されている層流を乱して乱流を形
成し、結果的に、処理液が滞留する箇所を形成してい
た。そのため、処理液が汚染され、ウエハＷを良好に処
理することができないという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、処理液に層流を生じさせて基板を処理する
場合に、処理液が滞留するのを防ぐことにより、処理液
の清浄度を向上させることができる基板処理装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するための請求項１記載の発明は、貯留された
処理液に基板を浸漬させて処理を施すための処理槽と、
この処理槽の下部に設けられ、処理液を処理槽に供給す
るための処理液供給手段と、上記処理槽の上記処理液供
給手段よりも上方に設けられ、複数の貫通孔が形成され
たほぼ平面状の整流板と、上記処理槽の内壁と上記整流
板との間にはめ込まれ、上記整流板の主面に対して傾斜
した角度で上記整流板に接するテーパ面を有するシール
部材と、このシール部材を締め付けるための締め付け部
材とを含むことを特徴とする基板処理装置である。

【０００８】本発明によれば、処理槽の内壁と整流板と
の間にシール部材がはめ込まれているから、処理槽の内
壁と整流板との間を塞ぐことができる。しかも、シール
部材は締め付けられるから、そのシール機能をより確実
なものとすることができる。したがって、処理液供給手
段から処理槽に供給される処理液は、整流板に形成され
た貫通孔を介してのみ処理槽の上方に流れることにな
る。すなわち、乱れのない層流を形成することができ
る。そのため、処理液の滞留を防止し、その結果不純物
（イオン）の増加を防止できるから、処理液を常に清浄
な状態に保つことができる。よって、基板を良好に処理
できる。

【０００９】また、シール部材は、整流板の主面に対し
て傾斜した角度で整流板に接するテーパ面を有している
から、締め付け部材によってシール部材を締め付ける場
合、テーパ面が整流板によって案内され、処理槽と整流
板との間にきつくはまりこんでいく。したがって、取付
時においてはめ込み状態の良否を考慮する必要はなく、
取付時の作業性が非常に良い。

【００１０】さらに、シール部材によって処理槽と整流
板との間を確実にシールできるから、処理槽および整流
板の加工精度はあまり要求されない。したがって、たと
えば請求項２記載の発明のように、上記処理槽および整
流板が、石英を含む材質で形成されている場合でも、層
流を良好に形成することができる。そのため、処理液の
汚染を防止できるから、基板を良好に処理することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態の基板処理装置であるウエハ処理装置の
構成を示す断面図である。このウエハ処理装置は、複数
枚のウエハＷを石英ガラス製の処理槽１に貯留されてい
る処理液に浸漬させた状態で、処理槽１内の処理液に層
流を生じさせつつ処理液を処理槽１からオーバーフロー
させることにより、ウエハＷを処理するものである。

【００１２】処理槽１の下部には、純水ならびにフッ
酸、塩酸、燐酸、アンモニアおよびこれらの過酸化水素
溶液などの薬液を処理液として処理槽１に供給するため
の処理液供給ノズル２が配設されている。処理液供給ノ
ズル２は、処理槽１の底壁１ｅに向けて処理液を吐出す
るようになっており、吐出された処理液は、底壁１ｅに
当たって流れ方向を変え、上方に向かって流れる。処理
液供給ノズル２の上方には、複数の貫通孔３が千鳥格子
状に規則的に形成された石英ガラス製の整流板４が配設
されている。処理槽１と整流板４との隙間５には、断面
形状がくさび状であるシール部材６がはめ込まれてい
る。シール部材６は、締め付け部材７によってその上方
から締め付けられており、これにより処理槽１と整流板
４との隙間５を確実にシールするようになっている。

【００１３】処理液供給ノズル２から吐出され上方向に
流れている処理液は、整流板４の貫通孔３を通ってさら
に上方向に流れる。このとき、処理槽１と整流板４との
間はシール部材６によってシールされているから、処理
液が当該隙間５を通って上方に流れることはない。その
結果、処理槽１内では、処理液の規則的な流れである層
流が乱れることなく生じることになる。

【００１４】図２は、ウエハ処理装置の構成を示す平面
図であり、図３は、図２のIII-III断面図であり、図４
は、処理槽１の一部を拡大して示す概略斜視図である。
処理槽１は、図２に示すように、４つの側壁１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄを有する平面視においてほぼ矩形状のも
のである。処理槽１の４つの隅部１ｆ、１ｇ、１ｈ、１
ｉからは、それぞれ、平面視においてほぼ矩形板状（図
４参照）の突出部１１、１２、１３、１４が水平に突出
している。突出部１１、１４は、側壁１ｃに沿って所定
長さで形成されており、突出部１２、１３は、側壁１ａ
に沿って所定長さで形成されている。

【００１５】整流板４は、処理槽１の各側壁１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄに沿う平面視においてほぼ矩形板状のも
ので、各側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに沿う縁部４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄを有している。縁部４ｂの両端には、
それぞれ、内側に凹む切欠き部２１、２２が形成されて
いる。また、縁部４ｄの両端には、それぞれ、内側に凹
む切欠き部２３、２４が形成されている。整流板４は、
切欠き部２１、２２、２３、２４が突出部１１、１２、
１３、１４の上にそれぞれかかり、かつ整流板４の一部
が突出部１１、１２、１３、１４に載るように、処理槽
１内に設けられている。

【００１６】整流板４の各縁部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
と処理槽１の各側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの間に
は、それぞれ、細長いフッ素樹脂製のシール部材６ａ、
６ｂ、６ｃ、６ｄがはめ込まれている。図１における
「シール部材６」は、この４つのシール部材６ａ、６
ｂ、６ｃ、６ｄを総称したものである。シール部材６ａ
は、図３に示すように、断面形状がくさび状長尺のもの
で、第１面３１、第２面３２、およびテーパ面としての
第３面３３を有している。シール部材６ａは、第１面３
１が側壁１ａに当接し、かつ第３面３３が整流板４の主
面としての上面４ｅに対して傾斜した角度で整流板４に
接するように、整流板４の縁部４ａと処理槽１の側壁１
ａとの間にはめ込まれている。他のシール部材６ｂ、６
ｃ、６ｄも当該シール部材６ａと同様の構成を有し、か
つ同じようなはめ込み形態となっている。

【００１７】各シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの上
部には、それぞれ、各シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６
ｄの長手方向の長さとほぼ同様の長さの締め付け部材７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが配設されている。図１における
「締めつけ部材７」は、この４つの締め付け部材７ａ、
７ｂ、７ｃ、７ｄを総称したものである。締め付け部材
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、ＰＣＴＦＥ（poly chloro
tri fluoro ethylene）などの樹脂で構成されたもので
ある。締め付け部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、補助部
材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄとともに、シール部
材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを上方から締め付けてそのは
め込み状態を強固なものとするためのものである。補助
部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、突出部１１、
１２、１３、１４の下方にそれぞれ配置され、ＰＴＦＥ
（poly tetra fluoro ethylene）などの樹脂で構成され
たものである。

【００１８】補助部材４０ｄは、図３に示すように、突
出部１４の長手方向に沿って長いもので、その上面４１
ｄには、突出部１４の形状に対応する段差部４２ｄが形
成されている。補助部材４０ｄは、突出部１４が段差部
４２ｄに係合した状態でボルト５４によって突出部１４
に取り付けられている。この場合、補助部材４０ｄの上
面４１ｄは、突出部１４とともにほぼ平坦面を形成す
る。

【００１９】他の補助部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃの構
成、および取付状態は、当該補助部材４０ｄとほぼ同様
である。すなわち、各補助部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ
は、それぞれ、ボルト５１、５２、５３によって突出部
１１、１２、１３に取り付けられており、その上面４１
ａ、４１ｂ、４１ｃは突出部１１、１２、１３とともに
平坦面を形成している。

【００２０】締め付け部材７ａは、突出部１１と突出部
１４との間にまたがるように配設されている。締め付け
部材７ｃは、突出部１２と突出部１３との間にまたがる
ように配設されている。締め付け部材７ｂは、補助部材
４０ａ、４０ｂの各上面４１ａ、４１ｂの間にまたがる
ように配設されている。締め付け部材７ｄは、補助部材
４０ｃ、４０ｄの各上面４１ｃ、４１ｄの間にまたがる
ように配設されている。

【００２１】締め付け部材７ａの突出部１４に対応する
端部は、図３に示すように、ボルト６４によって突出部
１４および補助部材４０ｄに取り付けられている。締め
付け部材７ａの突出部１１に対応する端部においても同
様に、ボルト６１によって突出部１１および補助部材４
０ａに取り付けられている。この構成により、ボルト６
４、６１を締めることにより、締め付け部材７ａの下面
がシール部材６ａの第２面３２を押し込む。その結果、
第３面３３が整流板４に食い込むから、シール部材６ａ
と整流板４との密接状態が強固なものとなる。

【００２２】締め付け部材７ｃに関連する構成は、締め
付け部材７ａに関連する構成とほぼ同様である。すなわ
ち、図２に示すように、締め付け部材７ｃの突出部１２
に対応する端部は、ボルト６２によって突出部１２およ
び補助部材４０ｂに取り付けられている。また、締め付
け部材７ｃの突出部１３に対応する端部は、ボルト６３
によって突出部１３および締付け補助部材４０ｃに取り
付けられている。したがって、ボルト６２、６３を締め
ることによって、シール部材６ｃと整流板４との密着状
態を強固なものとすることができる。

【００２３】締め付け部材７ｄの補助部材４０ｄに対応
する端部は、図３に示すように、ボルト７４によって補
助部材４０ｄに取り付けられている。締め付け部材７ｄ
の補助部材４０ｃに対応する端部においても同様に、ボ
ルト７３によって補助部材４０ｃに取り付けられてい
る。したがって、ボルト７４、７３を締め付けることに
より、シール部材６ｄと整流板４との密着状態を強固な
ものとすることができる。

【００２４】締め付け部材７ｂに関連する構成は、締め
付け部材７ｄに関連する構成とほぼ同様である。すなわ
ち、図２に示すように、締め付け部材７ｂの補助部材４
０ａに対応する端部は、ボルト７１によって補助部材４
０ａに取り付けられている。また、締め付け部材７ｂの
補助部材４０ｂに対応する端部は、ボルト７２によって
補助部材４０ｂに取り付けられている。したがって、ボ
ルト７１、７２を締めることによって、シール部材６ｂ
と整流板４との密着状態を強固なものとすることができ
る。

【００２５】なお、整流板４は、処理槽１から突出して
いる突出部１１、１２、１３、１４、および補助部材４
０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの上に置かれ、かつシー
ル部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが、締め付け部材７ａ、
７ｂ、７ｃ、７ｄ、補助部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、
４０ｄ、およびボルト６１、６２、６３、６４、７１、
７２、７３、７４によって締め付けられることによっ
て、処理槽１内に取り付けられている。すなわち、突出
部１１、１２、１３、１４、補助部材４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ、４０ｄ、シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、
締め付け部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、補助部材４０
ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、およびボルト６１、６
２、６３、６４、７１、７２、７３、７４を含む取付部
材によって処理槽１内に取り付けられている。

【００２６】図５は、このウエハ処理装置における処理
槽１内の処理液の比抵抗値R1と、従来のウエハ処理装置
における処理槽内の処理液の比抵抗値R2とを時間の推移
とともに示したグラフである。このグラフは、５０枚の
ウエハＷをフッ酸（HF）を用いた処理を行った後の純水
で洗浄する処理において比抵抗値を測定した結果を示す
グラフである。比抵抗値R1は記号「△」で示し、比抵抗
値R2は記号「□」で示している。

【００２７】処理液の比抵抗値は、処理液の清浄度を表
す指標である。すなわち、処理液が汚染されている場合
には、処理液中に異物が混入しているということである
から、このような処理液中では電流は流れやすくなる。
つまり、電気抵抗値が小さい。したがって、単位長当た
りの電気抵抗値である比抵抗値を参照すれば、処理液の
清浄度を知ることができる。一方、層流が良好に生じ、
処理液が常に流動している場合には、不純物（イオン）
が増加することはないが、層流が乱れ、処理液が滞留す
る箇所が発生すると、不純物（イオン）が増加し、処理
液が汚染される。

【００２８】このような点に鑑み、グラフを見ると、従
来のウエハ処理装置における比抵抗値R2の方がこの実施
形態のウエハ処理装置における比抵抗値R1よりも明らか
に小さい値となっている。つまり、この実施形態のウエ
ハ処理装置では、層流の乱れがほとんど起こらずに不純
物（イオン）の増加をほぼ確実に抑え、処理液の汚染を
確実に防止していることがわかる。

【００２９】以上のようにこの実施形態によれば、処理
槽１の各側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと整流板４との間
をシール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによってシールし
ている。しかも、シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを
上方から締め付け部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによって
締め付けるようにしているから、十分なシール圧を確保
することができる。したがって、層流を良好な状態で生
じさせることができるから、処理液の汚染を防止でき
る。そのため、ウエハＷを良好に処理することができ
る。

【００３０】また、シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ
のテーパ面である第３面３３が整流板４の上面４ｅに対
して傾斜した角度で整流板４に接するようにしている。
したがって、締め付け部材７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄによ
ってシール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを締め付ける
際、シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、第３面３３
が整流板４に案内されることによって、処理槽１と整流
板４との間にきつくはまりこんでいく。そのため、シー
ル部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのはめ込み状態の良否を
考慮することなく、シール部材６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ
の締め付けを行うことができる。

【００３１】本発明の実施の一形態の説明は以上のとお
りであるが、本発明は上述の実施形態に限定されるもの
ではない。たとえば、上記実施形態では、シール部材６
ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの材質としてフッ素樹脂を適用す
る場合を例にとって説明しているが、弾性変形すること
ができ、処理液に耐え得るものであれば、任意の材質を
適用することができる。

【００３２】また、上記実施形態では、処理槽１および
整流板４を石英ガラスで形成する場合について説明して
いるが、処理液に耐え得るものであれば、任意の材質を
適用することができる。さらに、ウエハＷを処理する装
置を例にとって説明しているが、本発明は、たとえば液
晶表示装置用ガラス基板を処理する装置、およびＰＤＰ
用ガラス基板を処理する装置についても適用することが
できる。

【００３３】その他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の基板処理装置であるウエ
ハ処理装置の構成を示す断面図である。

【図２】ウエハ洗浄装置の構成を示す平面図である。

【図３】図２のIII-III 断面図である。

【図４】処理槽の隅部付近の構成を示す概略斜視図であ
る。

【図５】このウエハ処理装置における処理槽内の処理液
の比抵抗値R1と、従来のウエハ処理装置における処理槽
内の処理液の比抵抗値R2とを時間の推移とともに示した
グラフである。

【図６】従来のウエハ処理装置の構成例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 処理槽 ２ 処理液供給ノズル（処理液供給手段） ３ 貫通孔 ４ 整流板 ４ｅ 上面（主面） ６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ シール部材 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 締め付け部材 ３３ 第３面（テーパ面） ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ 補助部材 ６１、６２、６３、６４、７１、７２、７３、７４ ボ
ルト Ｗ ウエハ（基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長良 修治 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１ 大日本スクリーン製造株式会社 野洲事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯留された処理液に基板を浸漬させて処理
   を施すための処理槽と、 この処理槽の下部に設けられ、処理液を処理槽に供給す
   るための処理液供給手段と、 上記処理槽内の上記処理液供給手段よりも上方に設けら
   れ、複数の貫通孔が形成されたほぼ平面状の整流板と、 上記処理槽の内壁と上記整流板との間にはめ込まれ、上
   記整流板の主面に対して傾斜した角度で上記整流板に接
   するテーパ面を有するシール部材と、 このシール部材を上記整流板との間で締め付けるための
   締め付け部材とを含むことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】上記処理槽および整流板は、石英を含む材
   質で形成されていることを特徴とする請求項１記載の基
   板処理装置。