WO2017126178A1 - 基板処理装置 - Google Patents

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liquid flow
liquid
processing
processing apparatus
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建治 枝光
佳礼 藤谷
岸田　拓也
剛至 松村
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor wafer, a liquid crystal display substrate, a plasma display substrate, an organic EL substrate, an FED (Field-Emission Display) substrate, an optical display substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, and a photomask.
  • the present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate and a solar cell substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) with a processing liquid.
  • a substrate processing apparatus provided with a processing tank and an ejection pipe.
  • the processing tank stores the processing liquid, accommodates the substrate, and performs processing with the processing liquid.
  • the ejection pipe supplies a processing liquid to the processing tank.
  • the ejection pipes are disposed on the left and right sides of the substrate at the bottom of the processing tank. Each of the pair of ejection pipes supplies a processing liquid toward the central portion of the processing tank.
  • the supplied processing liquid forms an upward flow near the center of the bottom of the processing tank and flows upward.
  • the flow near the substrate surface is the fastest in a narrow area in the center of the substrate surface where the processing liquid supplied from the left and right rises, and the difference from the slow flow Is likely to occur greatly. If there is a large difference in the flow of the processing liquid in the vicinity of the substrate surface, the processing proceeds at a portion where the liquid flow is strong (fast), so that the in-plane uniformity of processing deteriorates.
  • JP 2008-288442 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-150091
  • the conventional example having such a configuration has the following problems.
  • the conventional apparatus includes a plurality of pairs of ejection pipes, and it is necessary to switch the ejection pipes that supply the processing liquid. Therefore, there is a problem that the configuration becomes complicated and the control becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of suppressing a difference in the flow of processing liquid with a simple configuration and improving in-plane uniformity of processing.
  • the present invention has the following configuration. That is, the present invention provides a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate with a processing liquid, a processing tank that stores the processing liquid, stores the substrate, and processes the substrate, and a bottom portion of the processing tank A pair of ejection tubes that are disposed in the left-right direction of the accommodated substrate and that supply the processing liquid toward a supply position in front of the center of the bottom surface of the processing tank; and each of the pair of ejection tubes And a liquid flow dispersion member disposed with a gap between the supply position corresponding to the pair of ejection pipes and the bottom surface of the treatment tank. is there.
  • the treatment liquid supplied from the ejection pipe is divided into a flow along the bottom surface of the treatment tank and an upward flow toward the center of the treatment tank by the liquid flow dispersion member. It is done. Accordingly, since a strong liquid flow can be dispersed in the liquid flow rising at the central portion and the liquid flow that joins the liquid flow from obliquely below, the liquid flow has a relatively wide width at the central portion of the substrate surface. And rise. As a result, the difference in the flow of the processing liquid in the vicinity of the substrate surface is alleviated, so that the in-plane uniformity of processing can be improved.
  • the liquid flow dispersion member has a circular longitudinal cross section in the substrate surface direction.
  • the treatment liquid supplied from the ejection pipe can be smoothly dispersed in two directions.
  • the liquid flow dispersion member has a triangular cross section in the substrate surface direction, and one apex is directed to the ejection pipe side.
  • the treatment liquid supplied from the ejection pipe can be dispersed in two directions, and the direction of the liquid flow can be easily controlled by the angle of the side of the triangle.
  • a center part holding part that holds the lower edge center part of the substrate in the standing posture and a pair of side part holding parts that hold the lower edges of the left and right sides of the substrate are provided above the processing tank. It is preferable that a lifter movable between a standby position and a processing position corresponding to the inside of the processing apparatus is provided, and the liquid flow dispersion member has a long axis in a direction in which the substrates are arranged by the lifter.
  • the liquid flow dispersion member has a long axis in the arrangement direction of the substrates held by the lifter, the in-plane uniformity of processing on all substrate surfaces can be improved.
  • the liquid flow dispersion member is disposed between the supply position and the side holding portion of the lifter.
  • the liquid flow dispersion member is arranged at a position far from the supply position, the treatment liquid is already dispersed to some extent at the supply position, so the effect of widening the width of the liquid flow is reduced.
  • the liquid flow dispersion member is disposed at a position closer to the ejection pipe than the side holding part of the lifter, the processing liquid is blocked by the liquid flow dispersion member and the side holding part of the lifter. The flow becomes extremely bad. Therefore, by disposing the liquid flow dispersion member between the supply position and the side holding portion of the lifter, the liquid flow of the processing liquid can be preferably dispersed.
  • the liquid flow dispersion member is disposed on the bottom surface of the treatment tank by attachment mechanisms disposed at both ends in the direction in which the substrates are arranged, and the attachment mechanism is made of a fluororesin,
  • An end member that is attached to a portion of the outer peripheral surface of the ejection pipe and includes a connecting portion that protrudes toward the center of the processing tank, and is disposed between the end members and supports the liquid flow dispersion member
  • a support member provided with a connecting portion protruding toward the ejection pipe side, and a connecting portion of the end member and the connecting portion of the support member are inserted in a state of facing each other apart from the end member, It is preferable to provide a connecting pipe that connects the support member.
  • the liquid flow dispersion member is supported by a support member, and is attached to the treatment tank by an attachment mechanism configured by connecting the support member to the end member by a connecting pipe.
  • an attachment mechanism configured by connecting the support member to the end member by a connecting pipe.
  • liquid flow dispersion member is detachably attached to the treatment tank.
  • liquid flow dispersion member detachable from the processing tank, maintenance such as replacement and cleaning of the liquid flow dispersion member can be easily performed.
  • the processing liquid supplied from the ejection pipe is divided into a flow along the bottom surface of the processing tank and a flow obliquely upward toward the center of the processing tank by the liquid flow dispersion member. It is done. Accordingly, since a strong liquid flow can be dispersed in the liquid flow rising at the central portion and the liquid flow that joins the liquid flow from obliquely below, the liquid flow has a relatively wide width at the central portion of the substrate surface. And rise. As a result, the difference in the flow of the processing liquid in the vicinity of the substrate surface is alleviated, so that the in-plane uniformity of processing can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment.
  • the substrate processing apparatus is a batch-type apparatus that can process a plurality of substrates W in a batch with a processing liquid, and includes a processing tank 1, an overflow tank 3, and a lifter 5.
  • the processing tank 1 stores a processing liquid, accommodates a plurality of substrates W in a state of being arranged in parallel, and performs processing on the plurality of substrates W simultaneously.
  • the processing tank 1 has a shape in which the center of the bottom is a low valley in the cross section in the substrate arrangement direction (FIG. 1), and includes a pair of ejection pipes 7 for supplying a processing liquid.
  • the pair of ejection pipes 7 are disposed on the side of the bottom side of the processing tank 1 and in the lateral direction of the arrangement of the substrates W.
  • the pair of ejection pipes 7 respectively supply the processing liquid toward the supply position SP located closer to the ejection pipe 7 side than the central portion of the processing tank 1.
  • a pair of liquid flow dispersion members 8 are disposed between the supply position SP and each ejection pipe 7 and on the bottom surface of the processing tank 1.
  • An overflow tank 3 is disposed around the upper edge of the processing tank 1.
  • the overflow tank 3 collects the processing liquid overflowing beyond the upper edge of the processing tank 1.
  • the overflow tank 3 is connected in communication by a pair of ejection pipes 7 and a circulation pipe 9 of the processing tank 1.
  • the circulation pipe 9 includes a pump 11, an in-line heater 13, and a filter 15 from the overflow tank 3 side toward the processing tank 1 side.
  • the pump 11 sucks the processing liquid stored in the overflow tank 3 into the circulation pipe 9 and pumps the processing liquid to the ejection pipe 7 side.
  • the in-line heater 13 adjusts the temperature of the processing liquid flowing through the circulation pipe 9 to the processing temperature.
  • the processing temperature is about 160 ° C., for example.
  • the filter 15 filters and removes particles contained in the processing liquid flowing through the circulation pipe 9.
  • the supply pipe 17 extends along the inner wall of the processing tank 1 and is arranged with an opening on one end side directed toward the bottom surface of the processing tank 1.
  • the other end of the supply pipe 17 is connected to the processing liquid supply source 19.
  • An opening / closing valve 21 is provided in the supply pipe 17.
  • the on-off valve 21 controls the flow of the processing liquid from the processing liquid supply source 19 to the supply pipe 17.
  • the processing liquid supply source 19 stores the processing liquid, and supplies the normal temperature processing liquid to the supply pipe 17 by opening the on-off valve 21.
  • the lifter 5 moves up and down between a “processing position” (position shown in FIG. 1) corresponding to the inside of the processing tank 1 and a “standby position” (not shown) corresponding to the upper part of the processing tank 1.
  • the lifter 5 includes a back plate 23, a center part holding part 25, and a pair of side part holding parts 27.
  • the back plate 23 is a plate-like member along the inner wall of the processing tank 1.
  • the central portion holding portion 25 and the pair of side portion holding portions 27 are provided in the lower portion of the back plate 23 so as to extend in the horizontal direction (the front side in the drawing), and a plurality of substrates W are arranged in parallel. Hold on.
  • the center holding part 25 abuts and holds the center part of the lower edge of the standing substrate W.
  • the pair of side portion holding portions 27 abuts and holds the lower edges of the left and right sides of the standing substrate W.
  • the control unit 29 incorporates a CPU and a memory (not shown).
  • the control unit 29 controls the lifting / lowering operation of the lifter 5, the on / off operation of the pump 11, the temperature adjustment operation of the in-line heater 13, the opening / closing operation of the on-off valve 21, and the like.
  • FIGS. 2 is a diagram showing the liquid flow dispersion member
  • FIG. 3 is a plan view of the attachment mechanism
  • FIG. 4 is an enlarged view of a part of the front surface of the attachment mechanism.
  • the liquid flow dispersion member 8 is formed of a circular cylinder whose longitudinal cross section in the surface direction of the substrate W has a circular shape, and a long axis is disposed toward the front side of the paper surface (the alignment direction in which the substrates W are arranged). Yes.
  • the liquid flow dispersion member 8 is disposed between the processing liquid supply position SP from the ejection pipe 7 and the side holding portion 27. Further, the liquid flow dispersion member 8 is disposed with a gap GP between the bottom surface of the processing tank 1 and the lower surface of the liquid flow dispersion member 8 in a side view.
  • the liquid flow dispersion member 8 is made of, for example, quartz, and is attached to the bottom of the processing tank 1 by an attachment mechanism 31 as shown in FIGS. 3 and 4.
  • a suitable value of the gap GP described above varies depending on, for example, the size of the processing tank 1, the diameter and structure of the liquid flow dispersion member 8, the position where the liquid flow dispersion member 8 is disposed, and the like.
  • the gap GP is about It is preferably about 1.5 mm.
  • the mounting mechanism 31 is made of a fluororesin and includes an end member 33, a support member 35, and a connecting pipe 37.
  • the end member 33 includes a fitting portion 39 that is fitted to one portion of the outer peripheral surface of both ends of the ejection pipe 7. Since the ejection pipe 7 is disposed on the bottom side of the processing tank 1 and on the side surface in the horizontal direction of the arrangement of the substrates W, the end member 33 is arranged on the side surface of the processing tank 1 on the left and right sides in the arrangement direction of the substrates W. It is attached and arranged at the bottom and at both ends in the substrate W arrangement direction.
  • the end member 33 is formed with a connecting portion 41 that protrudes toward the center side (valley side) of the bottom surface of the processing tank 1 in the cross sections of FIGS. 1 and 4.
  • the support member 35 has a shape that follows the shape of the bottom surface of the processing tank 1, and is disposed between the left and right end members 33 in the substrate W arrangement direction at the bottoms on both ends in the substrate W arrangement direction.
  • the flow dispersion member 8 is fixed and supported on the side surface.
  • the support member 35 is formed with a connecting portion 43 that protrudes toward the ejection pipe 7 side. The end member 33 and the support member 35 are connected to each other by inserting the connecting pipe 37 through the connecting portions 41 and 43 in a state where the connecting portions 41 and 43 are spaced apart from each other.
  • the connecting pipe 37 is made of a flexible material such as PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) among fluororesins, and the end member 33 and the support member 35 are made of a hard material such as PTFE (polyethylene). Tetrafluoroethylene).
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • PTFE polyethylene
  • Tetrafluoroethylene Tetrafluoroethylene
  • the attachment mechanism 31 made of fluororesin expands when the processing liquid is at a high temperature, but the connection pipe 37 is in a state in which the connection portion 41 of the end member 33 and the connection portion 43 of the support member 35 are opposed to each other. Therefore, it is possible to absorb the dimensional variation due to the thermal expansion of each part. Therefore, it is possible to prevent the treatment tank 1 from being damaged by the expansion of the attachment mechanism 31 while the support member 35 can be stably attached to the treatment tank 1.
  • the flow TL of the processing liquid supplied from the ejection pipe 7 toward the supply position SP is moved to the bottom of the processing tank 1 by the liquid flow dispersion member 8.
  • the flow TL1 and the flow TL2 obliquely upward toward the center of the processing tank 1 are largely dispersed. Therefore, since a strong liquid flow can be dispersed in the flow TL1 of the processing liquid rising in the center of the processing tank 1 and the liquid flow TL2 that joins the liquid flow TL1 obliquely from below, the liquid flows TL1 and TL2 Rise with a relatively wide width at the center of the substrate W surface. As a result, the difference in the flow of the processing liquid in the vicinity of the substrate W surface is alleviated, so that the in-plane uniformity of processing can be improved.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a liquid flow when there is no liquid flow dispersion member.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged 50 mm from the center
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged 60 mm from the center.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged at 70 mm from the center
  • FIG. 9 shows a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged at 80 mm from the center.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is disposed 90 mm from the center
  • FIG. 11 is a liquid when the liquid flow dispersion member is disposed 100 mm from the center.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged 110 mm from the center
  • FIG. 13 is a drawing showing the liquid flow dispersion member 100 mm from the center. Schematic showing the liquid flow when the gap with the bottom is 2.5 mm
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged 100 mm from the center and the diameter of the liquid flow dispersion member is 30 mm.
  • FIG. 15 is a view showing the liquid flow dispersion member from the center.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged 110 mm from the center
  • FIG. 13 is a drawing showing the liquid flow dispersion member 100 mm from the center. Schematic showing the liquid flow when the gap with the bottom is 2.5 mm
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a liquid flow when
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a liquid flow when the liquid flow dispersion member is arranged at 100 mm and the diameter of the liquid flow dispersion member is 26 mm.
  • FIG. 16 shows the liquid flow dispersion member arranged at 100 mm from the center, and the diameter of the liquid flow dispersion member is 18 mm.
  • It is a schematic diagram which shows the liquid flow at the time of setting.
  • the flow rate of the processing liquid from the ejection pipe 7 in these simulations is 40 liters per minute, and the supply position SP is about 45 mm from the center.
  • FIG. 5 shows the treatment tank 1 not provided with the liquid flow dispersion member 8, which is a reference (conventional example) here.
  • the processing liquid supplied from the ejection pipe 7 includes a region HVR in which the flow velocity rising at the center of the processing tank 1 is high, and a region LVR having a low flow velocity laterally away from this region HVR. Has occurred in the form of vertical streaks. That is, the flow in the vicinity of the substrate W surface has the fastest flow rate in a narrow range at the center of the substrate W surface where the processing liquid supplied from the left and right rises, and there is a great difference from the slow flow rate.
  • symbol WD in a figure shows the width
  • FIG. 6 shows the case where the diameter of the liquid dispersion member 8 is 22 mm, the installation position is 50 mm from the center, and the gap GP is 1.5 mm
  • FIG. 7 shows that only the installation position is 60 mm from the center. 8 shows only 70 mm from the center
  • FIG. 9 shows that only the installation position is 80 mm from the center
  • FIG. 10 shows that only the installation position is 90 mm from the center.
  • FIG. 11 shows 100 mm from the center
  • FIG. 12 shows that only the installation position is 110 mm from the center.
  • the installation position of the liquid flow dispersion member 8 is preferably between the supply position SP and the side holding portion 27.
  • the treatment liquid is already dispersed to some extent at the supply position SP, so the width WD of the upward flow is widened. Less effective.
  • the liquid flow dispersion member 8 is disposed at a position close to the ejection pipe 7 including the position of the side holding portion 27, the processing liquid is blocked by the liquid flow dispersion member 8 and the side portion holding portion 27. , The flow of the treatment liquid becomes extremely poor.
  • FIG. 13 shows the case where the diameter of the liquid flow dispersion member 8 is 22 mm, the installation position is 100 mm from the center, and the gap GP is 2.5 mm.
  • the gap GP is different from the case of FIG.
  • FIG. 14 shows the case where the diameter of the liquid flow dispersion member 8 is 30 mm, the installation position is 100 mm from the center, and the gap GP is 1.5 mm, and FIG. 15 shows that the diameter of the liquid flow dispersion member 8 is 26 mm.
  • FIG. 16 shows only the diameter of the liquid flow dispersion member 8 being 18 mm. These differ from the case of FIG. 11 in the diameter of the liquid flow dispersion member 8.
  • FIG. 11 and FIG. 14 to FIG. 16 show that the size of the liquid flow dispersion member 8 is also an important parameter. That is, since the liquid flow obliquely upward changes greatly due to the relationship with the side holding portion 27, the width WD of the upward flow is affected.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • liquid flow dispersion member 8 is a circular cylinder having a circular longitudinal cross-sectional shape
  • the liquid flow dispersion member 8 of the present invention is not limited to such a shape.
  • FIG. 17 is a view showing a first modification of the liquid flow dispersion member
  • FIG. 18 is a view showing a second modification of the liquid flow dispersion member.
  • the liquid flow dispersion member 8A has a triangular cross section as shown in FIG. One apex of the liquid flow dispersion member 8 ⁇ / b> A is directed to the ejection pipe 7. Even with such a liquid flow dispersion member 8A, the treatment liquid supplied from the ejection pipe 7 can be dispersed in two directions, and the direction of the liquid flow can be easily controlled by the angle of the sides of the triangle.
  • the liquid flow dispersion member 8B has an L-shaped longitudinal section as shown in FIG.
  • the top of the liquid flow dispersion member 8B is directed to the ejection pipe 7. Even with such a liquid flow dispersion member 8B, the same effects as described above can be obtained.
  • the liquid flow dispersion member 8 is attached by the attachment mechanism 31 having the above-described configuration.
  • the present invention is limited to attaching the liquid flow dispersion member 8 by the attachment mechanism 31. It is not something.
  • the liquid flow dispersion member 8 may be directly attached to the inner wall of the processing tank 1.
  • the treatment liquid containing phosphoric acid has been described as an example, but the present invention is not limited to the treatment liquid containing phosphoric acid.
  • the treatment liquid may be, for example, a mixed liquid of sulfuric acid / hydrogen peroxide solution.
  • the overflow tank 3 is provided around the processing tank 1, but the present invention is not limited to such a form.
  • a configuration may be employed in which a chamber surrounding the processing tank 1 is provided and the processing liquid overflowing from the processing tank 1 is recovered at the bottom of the chamber.
  • the liquid flow dispersion member 8 is provided in the direction along the bottom surface of the processing tank 1, but may be provided in a vertical direction from the bottom surface of the processing tank 1, for example. In this case, it can be provided at the side of the arrangement of the plurality of substrates W held by the lifter 5, that is, at the left and right positions of the lifter 5 in FIG. In the depth direction of FIG. 1, it is preferably provided at a position between a plurality of substrates W.
  • the treatment liquid in the upper part of the treatment tank 1 is stirred or the flow is made uniform.
  • the liquid flow is dispersed in the direction of the arrangement of the substrates W on the side of the arrangement of the plurality of substrates W held by the lifter 5, that is, on the left and right sides of the lifter 5 in FIG.
  • a member may be provided to make the flow uniform.
  • a nozzle that supplies the processing liquid in a shower shape toward the upper part of the processing tank 1 may be provided to promote stirring of the processing liquid in the upper part of the processing tank 1.
  • the present invention is suitable for a substrate processing apparatus that performs processing with a processing solution.

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Abstract

本発明の基板処理装置は、噴出管７から供給位置ＳＰに向けて供給された処理液の流れが、液流分散部材８により、処理槽１の中央へ向かう底面側の流れと、処理槽１の中央に向かう斜め上方への流れとの二つに大きく分散される。したがって、処理槽１の中央部で上昇する処理液の流れと、この液流に斜め下方から合流する液流とに強い液流を分散させることができるので、その液流が基板Ｗ面の中央部で比較的広い幅となって上昇する。その結果、基板Ｗ面付近における処理液の流れの差異が緩和されるので、処理の面内均一性を向上できる。

Description

基板処理装置
　本発明は、半導体ウエハ、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)用基板、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（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に関する。
　従来、この種の装置として、処理槽と、噴出管とを備えた基板処理装置がある。処理槽は、処理液を貯留し、基板を収容して処理液による処理を行う。噴出管は、処理槽に処理液を供給する。噴出管は、処理槽の底部であって、基板の左右両側に配置されている。一対の噴出管は、それぞれ処理槽の中央部に向かって処理液を供給する。供給された処理液は、処理槽の底部中央付近で上昇流を形成し、上方へ向かって流れる。噴出管から供給された処理液の流れのうち、基板面付近の流れは、左右から供給された処理液が上昇する基板面における中央部の狭い範囲で最も速くなり、流れが遅いところとの差異が大きく生じやすい。このような基板面付近における処理液の流れに大きな差異が生じると、液流が強い（速い）部分で処理が進むので、処理の面内均一性が悪化する。
　そこで、複数対の噴出管を配置して、処理液を供給する噴出管を順次に切り換えて、供給された処理液の流れの差異を緩和する装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００８－２８８４４２号公報 特開平１１－１５００９１号公報
　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、複数対の噴出管を備え、処理液を供給する噴出管を切り換える必要があるので、構成が複雑化するとともに制御が煩雑になるという問題がある。
　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、簡単な構成で処理液の流れの差異を抑制し、処理の面内均一性を向上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、本発明は、処理液により基板に対して所定の処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留し、基板を収容して基板に対して処理を行う処理槽と、前記処理槽の底部側であって、収容された基板の左右方向に配置され、前記処理槽の底面中央よりも手前の供給位置に向けて処理液を供給する一対の噴出管と、前記一対の噴出管のそれぞれと、前記一対の噴出管に対応する前記供給位置との間に、前記処理槽の底面との間に隙間を空けて配置された液流分散部材と、を備えていることを特徴とするものである。
　［作用・効果］本発明によれば、噴出管から供給された処理液は、液流分散部材により、処理槽の底面に沿った流れと、処理槽の中央に向かう斜め上方への流れに分けられる。したがって、中央部で上昇する液流と、この液流に斜め下方から合流する液流とに強い液流を分散させることができるので、その液流が基板面の中央部で比較的広い幅となって上昇する。その結果、基板面付近における処理液の流れの差異が緩和されるので、処理の面内均一性を向上できる。
　また、本発明において、前記液流分散部材は、基板面方向における縦断面が円形状を呈することが好ましい。
　噴出管から供給された処理液を円滑に二方向へ分散させることができる。
　また、本発明において、前記液流分散部材は、基板面方向における縦断面が三角形状を呈し、一つの頂点が前記噴出管側に向けられていることが好ましい。
　噴出管から供給された処理液を二方向へ分散させることができるとともに、三角形の辺の角度により液流の方向を制御しやすくできる。
　また、本発明において、起立姿勢の基板の下縁中央部を保持する中央部保持部と、基板の左右側の下縁を保持する一対の側部保持部とを備え、前記処理槽の上方にあたる待機位置と、前記処理装置の内部にあたる処理位置とにわたって移動可能なリフタを備え、前記液流分散部材は、前記リフタで基板が配列されている方向に長軸を有することが好ましい。
　リフタで保持された基板の配列方向に液流分散部材が長軸を有するので、全ての基板面における処理の面内均一性を向上できる。
　また、本発明において、前記液流分散部材は、前記供給位置と、前記リフタの側部保持部との間に配置されていることが好ましい。
　供給位置より遠い位置に液流分散部材を配置すると、供給位置で処理液がある程度既に分散しているので、液流の幅を広げる効果が低くなる。一方、リフタの側部保持部より噴出管に近い位置に液流分散部材を配置すると、処理液が液流分散部材とリフタの側部保持部とによって遮断されるようになるので、処理液の流れが極めて悪くなる。したがって、供給位置と、リフタの側部保持部との間に液流分散部材を配置することにより、好適に処理液の液流を分散させることができる。
　また、本発明において、前記液流分散部材は、基板が配列されている方向の両端部に配置された取付機構によって前記処理槽の底面に配置され、前記取付機構は、フッ素樹脂で構成され、前記噴出管の外周面の一部位に取り付けられ、前記処理槽の中央部側に突出した連結部を備えた端部部材と、前記端部部材の間に配置されて前記液流分散部材を支持し、前記噴出管側へ突出した連結部を備えた支持部材と、前記端部部材の連結部と前記支持部材の連結部とを離間して対向させた状態で挿通され、前記端部部材と前記支持部材とを連結する連結管と、を備えていることが好ましい。
　液流分散部材は、支持部材で支持され、支持部材を端部部材と連結管で連結させて構成された取付機構によって処理槽に取り付けられている。処理液が高温であるとフッ素樹脂製である取付機構が膨張するが、連結管は、端部部材の連結部と支持部材の連結部とを離間して対向させた状態で挿通されているので、膨張分を吸収できる。したがって、支持部材を安定して処理槽に取り付けることができつつも、取付機構の膨張により処理槽が破損することを防止できる。
　また、本発明において、前記液流分散部材は、前記処理槽に対して着脱自在に取り付けられていることが好ましい。
　液流分散部材を処理槽に対して着脱自在とすることで、液流分散部材の交換や清掃などのメンテナンスを容易に行うことができる。
　本発明に係る基板処理装置によれば、噴出管から供給された処理液は、液流分散部材により、処理槽の底面に沿った流れと、処理槽の中央に向かう斜め上方への流れに分けられる。したがって、中央部で上昇する液流と、この液流に斜め下方から合流する液流とに強い液流を分散させることができるので、その液流が基板面の中央部で比較的広い幅となって上昇する。その結果、基板面付近における処理液の流れの差異が緩和されるので、処理の面内均一性を向上できる。
実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。 液流分散部材を示す図である。 取付機構の平面図である。 取付機構の正面の一部を拡大した図である。 液流分散部材がない場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から５０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から６０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から７０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から８０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から９０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１１０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、底面との隙間を２．５ｍｍとした場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を３０ｍｍとした場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を２６ｍｍとした場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を１８ｍｍとした場合の液流を示す模式図である。 液流分散部材の第１の変形例を示す図である。 液流分散部材の第２の変形例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
　図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
　本実施例に係る基板処理装置は、複数枚の基板Ｗを一括して処理液により処理可能なバッチ式の装置であり、処理槽１と、オーバフロー槽３と、リフタ５とを備えている。
　処理槽１は、処理液を貯留し、複数枚の基板Ｗを平行に配列した状態で収容して複数枚の基板Ｗに対して同時に処理を行う。処理槽１は、基板の配列方向の断面（図１）では底部の中央が低い谷になった形状をなし、処理液を供給する一対の噴出管７を備えている。一対の噴出管７は、処理槽１の底部側であって基板Ｗの配列の左右方向の側面部に配置されている。一対の噴出管７は、処理槽１の中央部よりも、噴出管７側に近い手前に位置する供給位置ＳＰに向けてそれぞれ処理液を供給する。詳細は後述するが、供給位置ＳＰと各噴出管７との間であって、処理槽１の底面には、一対の液流分散部材８が配置されている。
　処理槽１の上縁の周囲には、オーバフロー槽３が配置されている。オーバフロー槽３は、処理槽１の上縁を越えて溢れた処理液を回収する。オーバフロー槽３は、処理槽１の一対の噴出管７と循環配管９によって連通接続されている。循環配管９は、オーバフロー槽３側から処理槽１側に向かって、ポンプ１１と、インラインヒータ１３と、フィルタ１５とを備えている。ポンプ１１は、オーバフロー槽３に貯留する処理液を循環配管９に吸い込み、処理液を噴出管７側へと圧送する。インラインヒータ１３は、循環配管９を流通する処理液を処理温度に温調する。例えば、処理液が、基板Ｗに被着されている窒化膜（ＳｉＮ）をエッチングする燐酸を含むものである場合、処理温度は、例えば、約１６０℃である。フィルタ１５は、循環配管９を流通する処理液に含まれているパーティクルを濾過して除去する。
　供給管１７は、処理槽１の内壁に沿って延出され、処理槽１の底面に向けて一端側の開口部が向けられて配置されている。供給管１７は、その他端側が処理液供給源１９に連通接続されている。供給管１７には、開閉弁２１が設けられている。開閉弁２１は、処理液供給源１９から供給管１７への処理液の流通を制御する。処理液供給源１９は、処理液を貯留しており、開閉弁２１が開放されることにより、常温の処理液を供給管１７へ供給する。
　リフタ５は、処理槽１の内部に相当する「処理位置」（図１に示す位置）と、処理槽１の上方に相当する「待機位置」（不図示）との間にわたって昇降移動する。リフタ５は、背板２３と、中央部保持部２５と、一対の側部保持部２７とを有する。背板２３は、処理槽１の内壁に沿った板状の部材である。中央部保持部２５と、一対の側部保持部２７は、背板２３の下部に水平方向（紙面の奥手前方向）に延出して設けられて、複数枚の基板Ｗを平行に配列した状態で保持する。中央保持部２５は、起立姿勢の基板Ｗの下縁中央部を当接して保持する。一対の側部保持部２７は、起立姿勢の基板Ｗの左右側の下縁を当接して保持する。
　制御部２９は、図示しないＣＰＵやメモリを内蔵している。制御部２９は、リフタ５の昇降動作、ポンプ１１のオンオフ動作、インラインヒータ１３の温調動作、開閉弁２１の開閉動作などを統括して制御する。
　ここで、図２～図４を参照して、液流分散部材８について詳細に説明する。なお、図２は、液流分散部材を示す図であり、図３は、取付機構の平面図であり、図４は、取付機構の正面の一部を拡大した図である。
　液流分散部材８は、基板Ｗの面方向における縦断面が円形状を呈する円柱で構成され、紙面の奥手前方向（基板Ｗが配列されている整列方向）に向かって長軸を配置されている。液流分散部材８は、噴出管７からの処理液の供給位置ＳＰと側部保持部２７との間に配置されている。また、液流分散部材８は、側面視では、処理槽１の底面と液流分散部材８の下面との間に隙間ＧＰを空けて配置されている。液流分散部材８は、例えば、石英製であり、図３及び図４に示すように取付機構３１によって処理槽１の底部に取り付けられている。
　なお、上述した隙間ＧＰの好適な値は、例えば、処理槽１の大きさや、液流分散部材８の径や構造、液流分散部材８の配置されている位置などによって異なる。ここでは、例えば、液流分散部材８の直径が２２ｍｍ、処理槽１の幅が約３００ｍｍ、液流分散部材８の配置位置が処理槽１の中心から５０～１００ｍｍである場合、隙間ＧＰは約１．５ｍｍ程度であることが好ましい。
　取付機構３１は、フッ素樹脂で構成され、端部部材３３と、支持部材３５と、連結管３７とを備えている。端部部材３３は、噴出管７の両端部のうちの外周面の一部位に嵌め付けられる嵌め付け部３９を備えている。噴出管７は処理槽１の底部側であって基板Ｗの配列の左右方向の側面部に配置されているので、端部部材３３は処理槽１の、基板Ｗの配列方向左右側の側面の底部でかつ基板Ｗ配列方向の両端側に取り付けられ配置される。また、端部部材３３は、図１、図４の断面において処理槽１の底面の中央部側（谷側）に突出した連結部４１が形成されている。支持部材３５は、処理槽１の底面の形状に沿った形状を呈し、基板Ｗ配列方向の両端側の底部において基板Ｗ配列方向の左右の端部部材３３の間に配置され、二本の液流分散部材８を側面に固定されて支持している。また、支持部材３５は、噴出管７側へ突出した連結部４３が形成されている。端部部材３３と、支持部材３５は、それぞれの連結部４１，４３を離間して対向させた状態で、連結管３７を連結部４１，４３に挿通することにより互いに連結される。連結管３７はフッ素樹脂の中でも柔軟性のある素材、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）で作成され、端部部材３３と支持部材３５は硬質の素材、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で作成される。かかる構造により、液流分散部材８は、処理槽１に対して容易に着脱自在に取り付けられ、液流分散部材８の交換や清掃等のメンテナンスを容易に行うことができる。
　処理液が高温であるとフッ素樹脂製である取付機構３１は膨張するが、連結管３７は、端部部材３３の連結部４１と支持部材３５の連結部４３とを離間して対向させた状態で挿通されているので、各部の熱膨張による寸法変動分を吸収できる。したがって、支持部材３５を安定して処理槽１に取り付けることができつつも、取付機構３１の膨張により処理槽１が破損することを防止できる。
　本実施例によると、図２に示すように、噴出管７から供給位置ＳＰに向けて供給された処理液の流れＴＬが、液流分散部材８により、処理槽１の中央へ向かう底面側の流れＴＬ１と、処理槽１の中央に向かう斜め上方への流れＴＬ２（換言すると、流れＴＬ１に斜め下方から合流する流れＴＬ２）との二つに大きく分散される。したがって、処理槽１の中央部で上昇する処理液の流れＴＬ１と、この液流ＴＬ１に斜め下方から合流する液流ＴＬ２とに強い液流を分散させることができるので、その液流ＴＬ１とＴＬ２とが基板Ｗ面の中央部で比較的広い幅となって上昇する。その結果、基板Ｗ面付近における処理液の流れの差異が緩和されるので、処理の面内均一性を向上できる。
　次に、図５～図１６のシミュレーション結果を参照して、上述した液流分散部材８の効果について説明する。
　なお、図５は、液流分散部材がない場合の液流を示す模式図である。また、図６は、液流分散部材を中心から５０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図７は、液流分散部材を中心から６０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図８は、液流分散部材を中心から７０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図９は、液流分散部材を中心から８０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図１０は、液流分散部材を中心から９０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図１１は、液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図１２は、液流分散部材を中心から１１０ｍｍに配置した場合の液流を示す模式図であり、図１３は、液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、底面との隙間を２．５ｍｍとした場合の液流を示す模式図であり、図１４は、液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を３０ｍｍとした場合の液流を示す模式図であり、図１５は、液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を２６ｍｍとした場合の液流を示す模式図であり、図１６は、液流分散部材を中心から１００ｍｍに配置し、液流分散部材の径を１８ｍｍとした場合の液流を示す模式図である。これらのシミュレーションにおける噴出管７からの処理液の流量は、毎分４０リットルとし、供給位置ＳＰは、中心から４５ｍｍ付近としている。
　図５は、液流分散部材８を備えていない処理槽１であり、ここでは基準（従来例）となるものである。この図５から明らかなように、噴出管７から供給された処理液は、処理槽１の中央で上昇する流速が速い領域ＨＶＲと、この領域ＨＶＲから側方に離れた流速が遅い領域ＬＶＲとが縦筋状に生じている。つまり、基板Ｗ面付近の流れは、左右から供給された処理液が上昇する基板Ｗ面における中央部の狭い範囲で最も流速が速くなり、流速が遅いところとの差異が大きく生じている。なお、図中の符号ＷＤは、基板Ｗ面の中央部における流速が速い上昇流の幅を示し、この場合は、比較的狭い上昇流の幅ＷＤとなっていることがわかる。
　液流分散部材８の直径：２２ｍｍ、設置位置：中心から５０ｍｍ、隙間ＧＰ：１．５ｍｍとした場合が図６であり、設置位置だけを中心から６０ｍｍとしたのが図７であり、設置位置だけを中心から７０ｍｍとしたのが図８であり、設置位置だけを中心から８０ｍｍとしたのが図９であり、設置位置だけを中心から９０ｍｍとしたのが図１０であり、設置位置だけを中心から１００ｍｍとしたのが図１１であり、設置位置だけを中心から１１０ｍｍとしたのが図１２である。
　上記の例から、図５と比較して、上昇流の幅ＷＤが広く優位性があると判断できるのは、図６から図１２の場合である。但し、図１２は、基板Ｗの上方へ抜けていく上昇流が弱く、この面では不適であると判断できる。なお、図示省略しているが、設置位置を中心から４５ｍｍよりも中心側に近づけると、上昇流の幅ＷＤが図５と差異がなくなり、優位性が認められなかった。これらの結果から、液流分散部材８の設置位置は、供給位置ＳＰと側部保持部２７との間が好適である。
　供給位置ＳＰより処理槽１の中心側にあたる噴出管７よりも遠い位置に液流分散部材８を配置すると、供給位置ＳＰで処理液がある程度既に分散しているので、上昇流の幅ＷＤを広げる効果が低くなる。一方、側部保持部２７の位置を含む噴出管７に近い位置に液流分散部材８を配置すると、処理液が液流分散部材８と側部保持部２７とによって遮断されるようになるので、処理液の流れが極めて悪くなる。
　液流分散部材８の直径：２２ｍｍ、設置位置：中心から１００ｍｍ、隙間ＧＰ：２．５ｍｍとした場合が図１３である。図１１の場合とは、隙間ＧＰが異なる。
　液流分散部材８は、処理槽１の底面に密着させると、底面に沿った液流が遮断されるので、不適切であることはわかる。しかし、図１１と図１３との比較から、隙間ＧＰが広すぎると、処理槽１の底面に沿った流れが強いままであるので、上昇流の幅ＷＤをあまり広げられないことがわかる。したがって、処理槽１の底面からの隙間ＧＰも重要なパラメータであることがわかる。
　液流分散部材８の直径：３０ｍｍ、設置位置：中心から１００ｍｍ、隙間ＧＰ：１．５ｍｍとした場合が図１４であり、液流分散部材８の直径だけ２６ｍｍにしたのが図１５であり、液流分散部材８の直径だけを１８ｍｍにしたのが図１６である。これらは、図１１の場合とは液流分散部材８の直径が異なる。
　図１１と、図１４から図１６とを比較すると、液流分散部材８の大きさも重要なパラメータであることがわかる。つまり、側部保持部２７との関係で、斜め上方へ向かう液流が大きく変化するので、上昇流の幅ＷＤに影響する。
　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）上述した実施例では、液流分散部材８を縦断面形状が円形状の円柱である場合を例にとって説明したが、本発明の液流分散部材８はこのような形状に限定されない。
　例えば、図１７及び図１８のような液流分散部材８であってもよい。なお、図１７は、液流分散部材の第１の変形例を示す図であり、図１８は、液流分散部材の第２の変形例を示す図である。
　液流分散部材８Ａは、図１７のように縦断面が三角形状を呈する。液流分散部材８Ａのうちの一つの頂点は、噴出管７に向けられている。このような液流分散部材８Ａであっても、噴出管７から供給された処理液を二方向へ分散させることができるとともに、三角形の辺の角度により液流の方向を制御しやすくできる。
　液流分散部材８Ｂは、図１８のように縦断面がＬ字状を呈する。液流分散部材８Ｂの頂部は、噴出管７に向けられている。このような液流分散部材８Ｂであっても、上記同様の効果を奏することができる。
　（２）上述した実施例では、液流分散部材８が上述した構成の取付機構３１で取り付けられているが、本発明はこのような液流分散部材８を取付機構３１で取り付けることに限定されるものではない。例えば、液流分散部材８を処理槽１の内壁に直接的に取り付ける構成としてもよい。
　（３）上述した実施例では、処理液として燐酸を含むものを例にとって説明したが、本発明は処理液が燐酸を含むものに限定されるものではない。処理液は、例えば、硫酸・過酸化水素水の混合液などであってもよい。
　（４）上述した実施例では、処理槽１の周囲にオーバフロー槽３を備えているが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、処理槽１を囲うチャンバを備え、処理槽１から溢れた処理液をチャンバの底部で回収する構成であってもよい。
　（５）上述した実施例では、液流分散部材８は処理槽１の底面に沿う方向に設けていたが、例えば処理槽１の底面から鉛直方向に立てて設けてもよい。この場合、リフタ５に保持された複数枚の基板Ｗの配列の側方、すなわち図１におけるリフタ５の左右側の位置に設けることができる。図１の奥行方向にあっては、複数枚の基板Ｗの間の位置に設けることが好ましい。
　（６）さらに面内均一性を向上するために、上述した実施例に加えてさらに処理槽１の上部の処理液を撹拌あるいは流れを均一化する構成を付加することができる。例えば、リフタ５に保持された複数枚の基板Ｗの配列の側方、すなわち図１におけるリフタ５の左右側の位置であって、基板Ｗの上方に、基板Ｗの配列の方向に液流分散部材を設けて流れを均一化してもよい。あるいは、処理槽１の上部に向けて処理液をシャワー状に供給するノズルを設けて、処理槽１上部の処理液の撹拌を促進するようにしてもよい。
　以上のように、本発明は、処理液によって処理を行う基板処理装置に適している。
　Ｗ　…　基板
　１　…　処理槽
　３　…　オーバフロー槽
　５　…　リフタ
　７　…　噴出管
　８，８Ａ，８Ｂ　…　液流分散部材
　ＳＰ　…　供給位置
　９　…　循環配管
　１１　…　ポンプ
　２３　…　背板
　２５　…　中央部保持部
　２７　…　側部保持部
　２９　…　制御部
　ＧＰ　…　隙間
　３１　…　取付機構
　３３　…　端部部材
　３５　…　支持部材
　３７　…　連結管
　３９　…　嵌め付け部
　４１，４３　…　連結部
　ＴＬ　…　処理液の流れ
　ＴＬ１　…　処理液の底面側の流れ
　ＴＬ２　…　処理液の斜め上方への流れ
　ＨＶＲ　…　流速が速い領域
　ＬＶＲ　…　流速が遅い領域
　ＷＤ　…　上昇流の幅

Claims (7)

  1. 　処理液により基板に対して所定の処理を行う基板処理装置において、
    　処理液を貯留し、基板を収容して基板に対して処理を行う処理槽と、
    　前記処理槽の底部側であって、収容された基板の左右方向に配置され、前記処理槽の底面中央よりも手前の供給位置に向けて処理液を供給する一対の噴出管と、
    　前記一対の噴出管のそれぞれと、前記一対の噴出管に対応する前記供給位置との間に、前記処理槽の底面との間に隙間を空けて配置された液流分散部材と、
    　を備えていることを特徴とする基板処理装置。
  2. 　請求項１に記載の基板処理装置において、
    　前記液流分散部材は、基板面方向における縦断面が円形状を呈することを特徴とする基板処理装置。
  3. 　請求項１に記載の基板処理装置において、
    　前記液流分散部材は、基板面方向における縦断面が三角形状を呈し、一つの頂点が前記噴出管側に向けられていることを特徴とする基板処理装置。
  4. 　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、
    　起立姿勢の基板の下縁中央部を保持する中央部保持部と、基板の左右側の下縁を保持する一対の側部保持部とを備え、前記処理槽の上方にあたる待機位置と、前記処理装置の内部にあたる処理位置とにわたって移動可能なリフタを備え、
    　前記液流分散部材は、前記リフタで基板が配列されている方向に長軸を有することを特徴とする基板処理装置。
  5. 　請求項４に記載の基板処理装置において、
    　前記液流分散部材は、前記供給位置と、前記リフタの側部保持部との間に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
  6. 　請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
    　前記液流分散部材は、基板が配列されている方向の両端部に配置された取付機構によって前記処理槽の底面に配置され、
    　前記取付機構は、フッ素樹脂で構成され、前記噴出管の外周面の一部位に取り付けられ、前記処理槽の中央部側に突出した連結部を備えた端部部材と、前記端部部材の間に配置されて前記液流分散部材を支持し、前記噴出管側へ突出した連結部を備えた支持部材と、前記端部部材の連結部と前記支持部材の連結部とを離間して対向させた状態で挿通され、前記端部部材と前記支持部材とを連結する連結管と、
    　を備えていることを特徴とする基板処理装置。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置において、
    　前記液流分散部材は、前記処理槽に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする基板処理装置。
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