(57)【要約】【課題】  処理槽の上部空間の雰囲気を排気したときに、排気管内に塩が蓄積することを防止してパーティクル発生の原因を取り除くことができる装置を提供する。【解決手段】  上部に開口を有し処理液を貯留する処理槽１０、処理槽１０内で基板Ｗを保持するリフタ１８、処理槽１０内へ処理液を供給する手段、処理槽１０の上部開口の上方に設けられた排気口３０に連通接続された排気管３２を通して処理槽１０の上部開口上の雰囲気を排気する排気手段、および、排気管３２の途中に連通接続された純水供給管３４を通して排気管３２内へ洗浄用純水を供給する純水供給手段を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液により基板に対し処理を行う基板処理装置において、
上部に開口を有し処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽内で基板を保持する基板保持手段と、
前記処理槽内へ処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理槽の上部開口の上方に排気口が設けられ、前記排気口に連通接続された排気管を通して前記処理槽の上部開口上の雰囲気を排気する排気手段と、
前記排気管の途中に合流するように純水供給管が連通接続され、前記純水供給管を通して前記排気管内の、前記純水供給管との合流位置から前記排気口までの部分に洗浄用純水を供給する純水供給手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理槽の上部開口に対して開閉自在である蓋部材を備え、前記排気口が、閉塞された前記蓋部材と前記処理槽の上部開口とで囲まれた空間に配設された請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記純水供給手段は、処理が終わった基板が前記処理槽内から搬出され次に処理すべき基板が前記処理槽内へ搬入されるまでの間に前記排気管内へ純水を供給する請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、電子部品などの基板に対し処理液で洗浄等の所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体装置の製造プロセスにおいて、基板、例えばシリコンウエハの表面に付着したシリコン酸化膜、パーティクルや有機物、重金属類やアルカリイオンなどの汚染物質をウエハ表面から除去する場合には、フッ酸、アンモニア水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などの各種薬液を使用してウエハを洗浄処理し、薬液によるウエハの洗浄が終わるごとに、ウエハの表面上に残存している薬液や分解生成物、反応生成物等の不要物を純水で洗浄して除去するようにしている。このような洗浄処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留してその処理液中に基板を浸漬させて処理する処理槽は、上部が開口しているため、基板の処理中に処理槽内の処理液の液面から処理液のミストが飛散して周囲に拡散したり処理液から蒸発したアンモニア等のアルカリ性ガスやフッ化水素、塩化水素等の酸性ガスが周囲に拡散したりして、処理槽の上部空間を取り囲むように設けられたチャンバ内にミストやガスが滞留することになる。この結果、基板の表面に対して悪影響を及ぼし、また、基板の乾燥処理のためにチャンバ内へＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給したときに、チャンバ内に滞留するアンモニアとＩＰＡとが反応してパーティクルが発生する、といったことが起こる。そこで、処理槽の上部開口付近に排気口を設け、その排気口に排気管を連通接続し、排気口および排気管を通して処理槽の上部開口上の雰囲気を排気する、といったことが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３１６８７８号公報（第４−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記したように、処理槽の上部空間の雰囲気を、処理槽の上部開口付近に設けられた排気口を通って吸入し、排気口に連通接続された排気管を通して排気するようにしたとき、雰囲気中には酸やアルカリ液のミストあるいはアルカリ性ガスや酸性ガスが含まれているため、排気管内において酸とアルカリとの反応により塩が生成する可能性があり、これがパーティクル発生の原因になる、といった問題点がある。
【０００４】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理槽の上部空間の雰囲気を排気したときに、排気管内に塩が蓄積することを防止してパーティクル発生の原因を取り除くことができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、処理液により基板に対し処理を行う基板処理装置において、上部に開口を有し処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内で基板を保持する基板保持手段と、前記処理槽内へ処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理槽の上部開口の上方に排気口が設けられ、前記排気口に連通接続された排気管を通して前記処理槽の上部開口上の雰囲気を排気する排気手段と、前記排気管の途中に合流するように純水供給管が連通接続され、前記純水供給管を通して前記排気管内の、前記純水供給管との合流位置から前記排気口までの部分に洗浄用純水を供給する純水供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記処理槽の上部開口に対して開閉自在である蓋部材を備え、前記排気口が、閉塞された前記蓋部材と前記処理槽の上部開口とで囲まれた空間に配設されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、前記純水供給手段は、処理が終わった基板が前記処理槽内から搬出され次に処理すべき基板が前記処理槽内へ搬入されるまでの間に前記排気管内へ純水を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明の基板処理装置においては、排気手段により、処理槽の上部開口の上方に設けられた排気口を通って処理槽の上部開口上の雰囲気が吸入され排気管を通して排気されたときに、排気管内において雰囲気中に含まれるミストやガス中の酸とアルカリとが反応して塩が生成したとしても、その塩は、純水供給手段により排気管内へ供給される洗浄用純水によって洗い流され、排気管内から除去される。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、排気管内に塩が蓄積することを防止して、パーティクル発生の原因を取り除くことができる。
【０００９】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、処理槽内の処理液中に基板を浸漬させて処理しているときに、蓋部材によって処理槽の上部開口を覆蓋することにより、蓋部材によって遮蔽された狭い処理槽上部の空間から排気口を通って雰囲気ガスを効率良く排気することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明の基板処理装置では、処理が終わった基板が処理槽内から搬出され次に処理すべき基板が処理槽内へ搬入されるまでの間に、純水供給手段により排気管内へ純水が供給されて排気管内から塩が除去されるので、次に処理すべき基板を汚染する心配が無く、また、純水による排気管内の洗浄のために一連の基板処理に要する時間が長くなることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【００１２】
この基板処理装置は、上部が開口し処理液が貯留される処理槽１０を備えている。処理槽１０の下部には液体噴出ノズル１２が設けられており、処理槽１０の底部に排液口１４が形設されている。処理槽１０の上部外周には、処理槽１０の上部から溢れ出た処理液が流れ込む溢流液槽１６が一体的に設けられている。また、この装置は、処理槽１０内で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ１８を備えており、リフタ１８は、処理槽１０の内部位置と処理槽１０の外部上方位置との間を昇降自在に支持され、リフタ駆動装置（図示せず）によって昇降駆動される。
【００１３】
処理槽１０は、蓋（図示せず）を開閉させることにより基板Ｗの搬入および搬出を行うことができるとともに密閉することが可能である処理チャンバ２０内に収容されている。処理チャンバ２０の内部上方にはガス吹出しノズル２２が設けられており、ガス吹出しノズル２２に、ＩＰＡ蒸気供給源に流路接続された蒸気供給管２４が連通して接続されている。蒸気供給管２４には、開閉制御弁２６が介挿して設けられている。また、処理チャンバ２０内には、処理槽１０の上部開口および溢流液槽１６の上部開口面を覆蓋する一対の蓋部材２８が配設されている。蓋部材２８は、実線で示す閉塞位置と二点鎖線で示す開放位置との間で回動自在に支持されており、蓋部材駆動装置（図示せず）によって開閉駆動される。また、閉塞した状態の蓋部材２８の下方に排気口３０が設けられ、排気口３０には、真空ポンプ等の排気装置に流路接続された排気管３２が連通して接続されている。排気管３２の途中には、純水供給源に流路接続された純水供給管３４が合流するように連通接続されている。排気管３２には、純水供給管３４との合流位置の上流側および下流側に開閉制御弁３６、３８がそれぞれ介挿して設けられており、また、純水供給管３４にも開閉制御弁４０が介挿して設けられている。
【００１４】
液体噴出ノズル１２には、開閉制御弁４４が介挿された液体供給管４２が連通して接続されている。液体供給管４２は、ミキシングブロック４６の出口側に連通して接続されており、ミキシングブロック４６の入口側には、純水供給源に流路接続された純水供給管４８が連通して接続されている。純水供給管４８には、開閉制御弁５０が介挿して設けられており、そのほか、図示していないがレギュレータ（流量調整弁）、流量計、フィルタなどが設けられている。また、ミキシングブロック４６には、フッ酸供給装置に流路接続された第１薬液供給管５２、アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液（以下、「ＡＰＭ液」という）の供給装置に流路接続された第２薬液供給管５４、および、塩酸と過酸化水素水との混合溶液（以下、「ＨＰＭ液」という）の供給装置に流路接続された第３薬液供給管５６がそれぞれ連通して接続されている。第１薬液供給管５２、第２薬液供給管５４および第３薬液供給管５６には、開閉制御弁５８、６０、６２がそれぞれ介挿して設けられている。
【００１５】
処理槽１０の底部の排液口１４には、急速排液弁（開閉制御弁）６６が介挿された排液管６４が連通して接続されている。排液口１４の径および排液管６４の内径は、処理槽１０内から処理液を急速に排出することができる程度に大きくされている。また、溢流液槽１６の底部には溢流液排出管６８が連通しており、溢流液排出管６８は、排液管６４の途中の、急速排液弁６６の下流側に合流するように連通接続されている。溢流液排出管６８には、開閉制御弁７０が介挿して設けられている。排液管６４は、密閉構造を有するドレンボックス７２内へ挿入されている。ドレンボックス７２には、底部にドレン排出口７４が形設されており、ドレン排出口７４に、ドレン排出弁７８が介挿されたドレン排出管７６が連通して接続されている。このドレンボックス７２は、処理槽１０内から排出される処理液を一時的に貯留することにより処理槽１０内からの急速排液を可能とするために設けられており、ドレンボックス７２内に溜まった処理液は、ドレン排出口７４からドレン排出管７６を通して徐々に排出される。
【００１６】
また、ドレンボックス７２の内部には、排液管６４の下端部が挿入された液溜めトラップ８０が配設されている。液溜めトラップ８０は、処理槽１０内から排液管６４を通して排出される処理液８２を一旦溜めるものであって、液溜めトラップ８０の上端部から溢れ出た処理液８２は、ドレンボックス７２の内底部に流出して溜まる。そして、液溜めトラップ８０に溜められた処理液８２中に排液管６４の下端部が挿入されることにより、ドレンボックス７２の内部雰囲気と排液管６４とが液溜めトラップ８０の処理液８２によってガス流路的に遮断される。この液溜めトラップ８０により、ドレンボックス７２内部の雰囲気ガスが排液管６４を通って空の状態の処理槽１０内へ逆流することが防止される。
【００１７】
次に、図１に示した構成を備えた基板処理装置を用いて行われる基板の洗浄処理操作の１例について説明する。
図示しない基板搬送ロボットにより複数枚の基板Ｗが処理チャンバ２０内へ搬入されて、基板搬送ロボットから複数枚の基板Ｗがリフタ１８へ受け渡されると、リフタ１８が下降して、基板Ｗが処理槽１０内へ挿入される。この際、蓋部材２８は、二点鎖線で示すように開放されている。また、処理槽１０内にはフッ酸が貯留されており、基板Ｗは、図１に示したように処理槽１０内に保持されてフッ酸中に浸漬させられる。基板Ｗが処理槽１０内に保持されると、蓋部材２８が実線で示すように閉塞されて、処理槽１０の上部開口および溢流液槽１６の上部開口面が蓋部材２８によって閉塞される。蓋部材２８が閉塞されると、閉じられていた開閉制御弁３６、３８が開かれ、蓋部材２８と処理槽１０および溢流液槽１６とで囲まれた空間の雰囲気ガスが、排気口３０および排気管３２を通して排気される。この状態で、基板Ｗは、処理槽１０内のフッ酸中に所定時間だけ浸漬されて処理される。
【００１８】
フッ酸による基板Ｗの処理が終了すると、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、開閉制御弁５８〜６２が閉じられた状態で開閉制御弁４４、５０が開いて、純水供給管４８、ミキシングブロック４６および液体供給管４２を通して液体噴出ノズル１２へ純水のみが供給され、液体噴出ノズル１２から純水が処理槽１０内へ噴出される。処理槽１０内へ純水が継続して噴出されることにより、処理槽１０の上部からフッ酸が押し出されて、処理槽１０の内部が純水で置換される。そして、処理槽１０の内部が純水で満たされ、処理槽１０の上部から純水が溢れ出る状態で、処理槽１０内の純水中に基板Ｗが浸漬させられて、基板Ｗが水洗される。このとき、溢流液排出管６８に介挿された開閉制御弁６８は開いた状態であり（排液管６４に介挿された急速排液弁６６は閉じている）、処理槽１０の上部から溢れ出て溢流液槽１６内へ流れ込んだフッ酸や純水は、溢流液排出管６８を通ってドレンボックス７２内へ流下する。
【００１９】
処理槽１０内の純水中に基板Ｗが浸漬されて所定時間、水洗処理が行われると、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、液体供給管４２に介挿された開閉制御弁４４が閉じられて、処理槽１０内への純水の供給が停止するとともに、急速排液弁６６が開かれて、処理槽１０内から排液管６４を通して純水が排出される。処理槽１０内から排液管６４を通って排出された純水は、ドレンボックス７２内へ流下してドレンボックス７２の内底部に溜まり、ドレンボックス７２内からドレン排出管７６を通って排出される。
【００２０】
処理槽１０内からの排水が終わると、急速排液弁６６が閉じられ、液体供給管４２に介挿された開閉制御弁４４が開かれるとともに開閉制御弁５０、６０が開かれて、所定濃度に調製されたＡＰＭ液が液体供給管４２を通して液体噴出ノズル１２へ供給され、液体噴出ノズル１２からＡＰＭ液が処理槽１０内へ噴出する。そして、処理槽１０内がＡＰＭ液で満たされ、処理槽１０内のＡＰＭ液中に基板Ｗが浸漬させられて、基板ＷがＡＰＭ液で所定時間だけ処理される。
【００２１】
ＡＰＭ液による基板Ｗの処理が終了すると、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、開閉制御弁４４、５０、５８〜６２が閉じられた状態にして、急速排液弁６６が開かれ、処理槽１０内から排液管６４を通してＡＰＭ液が急速に排出される。処理槽１０内から排液管６４を通って排出されたＡＰＭ液は、ドレンボックス７２内へ流下して、液溜めトラップ８０に流入し、液溜めトラップ８０から溢れ出てドレンボックス７２の内底部に溜まる。このとき、密閉されたドレンボックス７２の内部は、ドレンボックス７２内へのＡＰＭ液の流入によって一時的に加圧状態となるが、液溜めトラップ８０に溜まったＡＰＭ液中に排液管６４の下端部が挿入されていることにより、ドレンボックス７２の内部雰囲気と排液管６４とがガス流路的に遮断される。このため、ドレンボックス７２内においてＡＰＭ液から蒸発したアンモニアガスが、排液管６４を通って空の状態となった処理槽１０内へ逆流することが防止される。
【００２２】
処理槽１０内からのＡＰＭ液の排出が終わると、急速排液弁６６が閉じられ、開閉制御弁４４、５０が開かれて、液体噴出ノズル１２へ純水のみが供給され、液体噴出ノズル１２から純水が処理槽１０内へ噴出する。そして、処理槽１０内が純水で満たされ、処理槽１０の上部から純水を溢れ出させながら、処理槽１０内の純水中に基板Ｗが浸漬させられて、基板Ｗが水洗される。そして、所定時間、基板Ｗが水洗処理された後に、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、液体供給管４２に介挿された開閉制御弁４４が閉じられて、処理槽１０内への純水の供給が停止し、急速排液弁６６が開かれて、処理槽１０内から排液管６４を通して純水が排出される。
【００２３】
処理槽１０内からの排水が終わると、急速排液弁６６が閉じられ、液体供給管４２に介挿された開閉制御弁４４が開かれるとともに開閉制御弁５０、６２が開かれて、所定濃度に調製されたＨＰＭ液が液体供給管４２を通して液体噴出ノズル１２へ供給され、液体噴出ノズル１２からＨＰＭ液が処理槽１０内へ噴出する。そして、処理槽１０内がＨＰＭ液で満たされ、処理槽１０内のＨＰＭ液中に基板Ｗが浸漬させられて、基板ＷがＨＰＭ液で所定時間だけ処理される。
【００２４】
ＨＰＭ液による基板Ｗの処理が終了すると、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、開閉制御弁４４、５０、５８〜６２が閉じられた状態にして、急速排液弁６６が開かれ、処理槽１０内から排液管６４を通してＨＰＭ液が急速に排出される。処理槽１０内から排液管６４を通って排出されたＨＰＭ液は、ドレンボックス７２内へ流下して、液溜めトラップ８０に流入し、液溜めトラップ８０から溢れ出てドレンボックス７２の内底部に溜まる。このとき、密閉されたドレンボックス７２の内部は、ドレンボックス７２内へのＨＰＭ液の流入によって一時的に加圧状態となるが、上記したＡＰＭ液の排出時と同様に、ドレンボックス７２の内部雰囲気と排液管６４とがガス流路的に遮断されるため、ドレンボックス７２内においてＨＰＭ液から蒸発した塩化水素が、排液管６４を通って空の状態となった処理槽１０内へ逆流することが防止される。
【００２５】
処理槽１０内からのＨＰＭ液の排出が終わると、急速排液弁６６を閉じ、開閉制御弁４４、５０を開いて、液体噴出ノズル１２へ純水のみを供給し、液体噴出ノズル１２から純水を処理槽１０内へ噴出させる。そして、処理槽１０内を純水で満たし、処理槽１０の上部から純水を溢れ出させながら、処理槽１０内の純水中に基板Ｗが浸漬させられて、基板Ｗが水洗される。そして、所定時間、基板Ｗが水洗処理された後に、処理槽１０内に基板Ｗが保持されたまま、液体供給管４２に介挿された開閉制御弁４４が閉じられて、処理槽１０内への純水の供給が停止し、急速排液弁６６が開かれて、処理槽１０内から排液管６４を通して純水が排出される。
【００２６】
処理槽１０内からの排水が終わると、排気管３２に介挿された開閉制御弁３８が閉じられて、蓋部材２８と処理槽１０および溢流液槽１６とで囲まれた空間からの排気が停止する。続いて、蓋部材２８が図１中の二点鎖線で示すように開放された後、開閉制御弁２６が開かれ、蒸気供給管２４を通してＩＰＡ蒸気がガス吹出しノズル２２へ供給され、ガス吹出しノズル２２から処理チャンバ２０内へＩＰＡ蒸気が吐出する。そして、ＩＰＡ蒸気の吐出を継続しつつ、リフタ１８が上昇して基板Ｗが処理槽１０の内部から処理槽１０の外部上方へ移動する。この間に、基板Ｗの表面上でＩＰＡ蒸気が凝縮して、基板Ｗに付着した純水がＩＰＡに置換されていく。そして、ガス吹出しノズル２２からのＩＰＡ蒸気の吐出が停止した後、例えば、窒素ガスだけがガス吹出しノズル２２へ供給され、ガス吹出しノズル４６から窒素ガスが処理チャンバ２０内へ噴出して処理チャンバ２０内が窒素ガスでパージされ、その後に、排気口３０および排気管３２を通して処理チャンバ２０の内部が真空排気され、処理チャンバ２０内に保持された基板Ｗが速やかに減圧乾燥させられる。これにより、基板Ｗの表面からＩＰＡが完全に蒸発して除去され、基板Ｗの乾燥が終了する。
【００２７】
基板Ｗの乾燥が終了すると、リフタ１８から図示しない基板搬送ロボットへ基板Ｗが受け渡されて、基板搬送ロボットにより基板Ｗが処理チャンバ２０内から搬出される。基板Ｗが処理チャンバ２０内から搬出されると、次に処理すべき基板Ｗが処理チャンバ２０内へ搬入されてくるまでの間に、開閉制御弁３６、４０が開かれて（開閉制御弁３８は閉じている）、純水供給管３４を通して排気管３２内へ純水が供給され、排気管３２の内部が純水で洗浄される。この洗浄操作により、基板Ｗの薬液処理中において排気管３２内で雰囲気中に含まれるミストやガス中のフッ酸や塩酸とアンモニアとが反応して塩が生成したとしても、生成した塩は、純水供給管３４を通して排気管３２内へ供給される純水によって洗い流され、排気管３２内から除去される。このため、排気管３２内に塩が蓄積する心配が無くなり、パーティクルの発生が防止される。
【００２８】
なお、上記した基板の洗浄処理操作は１例であり、この発明に係る基板処理装置を使用した基板処理は、種々の形態で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  処理槽
１２  液体噴出ノズル
１４  排液口
１６  溢流液槽
１８  リフタ
２０  処理チャンバ
２２  ガス吹出しノズル
２４  蒸気供給管
２６、３６、３８、４０、４４、５０、５８、６０、６２、７０  開閉制御弁
２８  蓋部材
３０  排気口
３２  排気管
３４  純水供給管
４２  液体供給管
４６  ミキシングブロック
４８  純水供給管
５２、５４、５６  薬液供給管
６４  排液管
６６  急速排液弁（開閉制御弁）
６８  溢流液排出管
７２  ドレンボックス
７４  ドレン排出口
７６  ドレン排出管
７８  ドレン排出弁
８０  液溜めトラップ
８２  処理液
Ｗ  基板
【図１】
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