(57)【要約】【課題】処理槽内でオゾンまたは純水等の各処理工程に応じて基板とノズル板との距離を調整して良好に処理できる基板表面処理装置を提供する。【解決手段】オゾンを含んだ薬剤による基板１表面の薬液処理及び洗浄液による基板１の洗浄処理を行う基板表面処理装置であって、基板１を保持する保持部２２を回転可能に軸支した下部基台２０と、この下部基台２０の上部に配置されて上下に昇降する上部基台１０と、この上部基台１０に支持されて基板１上に延在して薬剤及び洗浄液を各々噴出するノズル板１４とを備え、上部基台１０及び下部基台２０に支持した保持部２２またはノズル板１４のいずれか一方或いは両方を上下動可能にすることでノズル板１４と基板１との距離を薬液処理または洗浄処理に応じて調節可能に設ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンを含んだ薬剤による基板表面の薬液処理及び洗浄液による前記基板の洗浄処理を行う基板表面処理装置において、
前記基板を保持する保持部を回転可能に軸支した下部基台と、
前記下部基台の上部に配置されて上下に昇降する上部基台と、
前記上部基台に支持されて前記基板上に延在して前記薬剤及び洗浄液を各々噴出するノズル板とを備え、
前記上部基台及び下部基台に支持した前記保持部またはノズル板のいずれか一方或いは両方を上下動可能にすることで、前記ノズル板と前記基板との距離を前記薬液処理または洗浄処理に応じて調節可能に設けたことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板表面処理装置において、
前記下部基台は、前記上部基台が昇降動作することでお互いに嵌合して前記基板を内部に密閉（封止）することを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板表面処理装置において、
前記基板は、前記ノズル板または前記保持部の上下動により、前記ノズル板及び基板間の距離を狭めて隙間内の容積を縮小した状態で薬液処理し、その後、この距離を広げて前記容積を拡大した状態で洗浄処理することを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記保持部は、前記基板を保持して回転する回転数を調節可能に設けたことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、オゾン（Ｏ３  ）ガス及びホットエアを供給する第１供給口と、アンモニア（ＮＨ３  ）ガス及びホットＤＩＷを供給する第２供給口とを備え、この各供給口から裏側に貫通する複数の噴出孔を設けて前記基板に対向させたことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、前記基板の薬液処理時に薬剤として前記第１供給口からのオゾンガスと前記第２供給口からのアンモニアガスとを同時または交互に供給して処理した後、前記ホットエア及びホットＤＩＷを供給して前記噴出孔をフラッシングし、この動作を少なくとも１回以上行うことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、前記基板の薬液処理時に薬剤として前記第１供給口からオゾンガスのみを供給して処理した後、前記ホットエアを供給して前記噴出孔をフラッシングし、この動作を少なくとも１回以上行うことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、前記薬液処理後の洗浄処理時に前記洗浄液として前記第２供給口からホットＤＩＷを供給して洗浄処理することを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項９】
請求項６または７に記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、前記洗浄処理後に前記第１供給口からホットエアを供給して前記基板を乾燥することを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板には、加熱源（ヒータ等）を設けたことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記ノズル板は、前記基板に対向する裏面に中心から外側に向かって放射状に延在して水滴を外周に誘導する水滴防止用の溝を複数形成したことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記上部基台は、前記ノズル板が上下動する下端に外側に向かって球面状に形成した曲面を有し、前記ノズル板から水滴を外側の内周壁に誘導することを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の基板表面処理装置において、
前記下部基台は、ホットエアを供給可能に設けたことを特徴とする基板表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板表面処理装置に係り、より詳細には、ＩＣ、ＬＳＩ等に代表される半導体基板やガラス基板、プリント基板における例えばフォトレジスト膜や有機化合物あるいは無機化合物などの被処理物を除去して洗浄する基板表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−２２３２０６号公報（第４−６頁、第１図）
【０００３】
従来、基板表面処理装置は、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程をはじめとする微細加工工程において、半導体基板（シリコンウェハ等）やガラス基板（ＬＣＤ）、プリント基板におけるフォトレジスト膜や有機化合物あるいは無機化合物などの被処理物を除去して洗浄する操作に採用されており、通常、薬剤による湿式法（例えば、特許文献１参照。）あるいは酸素プラズマ等による乾式法が用いられている。図６は、このような薬剤の湿式法による従来の基板表面処理装置の一実施形態を示す構成図である。
【０００４】
図６に示すように、従来の基板表面処理装置の一実施形態は、基板１を収容する処理槽３０と、この処理槽３０内で平板ヒータ３４を介して基板１を載置する基台３６と、処理槽３０内でガスの流れを制御して湿潤したオゾン（Ｏ３  ）ガスを基板１の処理面に均一に供給するノズル板３２とを備えている。このノズル板３２は、図示していないが例えば温水を流通したり、あるいはヒータ等の加熱機構が設けられている。また、ノズル板３２は、処理槽３０の外部からオゾンガスを加湿する加湿器４１と、オゾンガスを発生させるオゾンガス発生器４２とを送気管３９により接続しており、この送気管３９をリボンヒータ４３により加熱してオゾンガスを供給するように形成している。また、送気管３９には、圧力を加える窒素タンク４６と、基板１のオゾン処理後に純水を供給する純水タンク４４と、送水のためのポンプ４５とを各々接続している。そして、処理槽３０には、オゾンガスを排気する排気管３７、排気量を調整する為のバルブ３８が設けられている。尚、各部材のオゾンガスに直接曝される部分には耐オゾン性の高い材料、例えば石英ガラスやフッ素樹脂等が用いられている。また、図示していないが、排気管３７にはオゾン分解装置が結合されている。
【０００５】
このように形成した従来の基板表面処理装置の一実施形態は、まず、基板１を基台３６上に平板ヒータ３４を介して載置し、この平板ヒータ３４により所定の温度まで加熱する。また、加湿器４１、送気管３９、ノズル板３２も予め加熱し基板１の温度設定値以上の温度に安定化させておく。基板１の温度が安定した時点で、オゾンガスを加湿器４１内に通過させて湿度を混入し、この湿潤したオゾンガスを基板１の表面に供給（噴射）して表面の被処理物を分解する薬液処理を行う。そして、所定時間の処理によって被処理物が分解された後は、湿潤したオゾンガスの供給を停止し、ポンプ４５および純水タンク４４を用いて基板１の表面をリンスする洗浄処理を行って分解物等を除去する。次いで、窒素ボンベ４６より窒素ガスを供給して基板１の乾燥を行う。
【０００６】
このように従来の基板表面処理装置は、基板１の表面を処理する薬剤にオゾン（Ｏ３  ）ガスを用いることで薬液廃棄による環境汚染を低減するとともに、平板ヒータ３４及びリボンヒータ４３などの加熱源により処理槽３０内及びオゾンガス等の温度を一定条件に調整することで、良好な処理を実現していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板表面処理装置では、処理槽３０内のノズル板３２を固定しているため、例えば、処理槽３０内でのオゾンガスによる薬液処理時にノズル板３２と基板１との距離が離れた状態で固定されると、薬剤を多く使用するとともに、処理に時間かかるという不具合があった。
また、従来の基板表面処理装置では、前述したように処理槽３０内にノズル板３２を固定しているため、例えば、純水による洗浄（リンス）処理時に基板１とノズル板３２とを一定の距離で離すことが好ましく、この距離が前述した薬液処理用に狭い状態で固定されると、基板１の表面を全体的に洗浄することが困難になるとともに、ノズル板３２表面の汚染が水を介して基板１に伝わるという不具合が考えられる。又、液の粘性によって回転時の負荷抵抗が増し、基板１の保持力が損なわれ、基台３６から外れる場合もある。
本発明はこのような課題を解決し、処理槽内でオゾンまたは純水等の各処理工程に応じて基板とノズル板との距離を調整して良好に処理できる基板表面処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、オゾンを含んだ薬剤による基板表面の薬液処理及び洗浄液による前記基板の洗浄処理を行う基板表面処理装置であって、基板を保持する保持部を回転可能に軸支した下部基台と、この下部基台の上部に配置されて上下に昇降する上部基台と、この上部基台に支持されて基板上に延在して薬剤及び洗浄液を各々噴出するノズル板とを備え、上部基台及び下部基台に支持した保持部またはノズル板のいずれか一方或いは両方を上下動可能にすることでノズル板と基板との距離を薬液処理または洗浄処理に応じて調節可能に設ける。
【０００９】
ここで、下部基台は、上部基台が昇降動作することでお互いに嵌合して基板を内部に密閉することが好ましい。また、基板は、ノズル板または保持部の上下動により、ノズル板及び基板間の距離を狭めて隙間内の容積を縮小した状態で薬液処理し、その後、この距離を広げて容積を拡大した状態で洗浄処理することが好ましい。また、保持部は、基板を保持して回転する回転数を調節可能に設けることが好ましい。また、ノズル板は、オゾンガス及びホットエアを供給する第１供給口と、アンモニアガス及びホットＤＩＷを供給する第２供給口とを備え、この各供給口から裏側に貫通する複数の噴出孔を設けて基板に対向させることが好ましい。また、ノズル板は、基板の薬液処理時に薬剤として第１供給口からのオゾンガスと第２供給口からのアンモニアガスとを同時または交互に供給して処理した後、ホットエア及びホットＤＩＷを供給して噴出孔をフラッシングし、この動作を少なくとも１回以上行うことが好ましい。また、ノズル板の他の実施例は、基板の薬液処理時に薬剤として第１供給口からのオゾンガスのみを供給して処理した後、ホットエアを供給して噴出孔をフラッシングし、この動作を少なくとも１回以上行うことが好ましい。また、ノズル板は、薬液処理後の洗浄処理時に洗浄液として第２供給口からホットＤＩＷを供給して洗浄処理することが好ましい。また、ノズル板は、洗浄処理後に第１供給口からホットエアを供給して基板を乾燥することが好ましい。また、ノズル板には、加熱源を設けることが好ましい。また、ノズル板は、基板に対向する裏面に中心から外側に向かって放射状に延在して水滴を外周に誘導する水滴防止用の溝を複数形成することが好ましい。また、上部基台は、ノズル板が上下動する下端に外側に向かって球面状に形成した曲面を有し、前記ノズル板から水滴を外側の内周壁に誘導することが好ましい。また、下部基台は、ホットエアを供給可能に設けることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による基板表面処理装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による基板表面処理装置の一実施形態を示す構成図である。また、図２は、図１に示したＡ−Ａ線の断面を示す図である。また、図３は、図１に示したノズル板１４の底面を示す図である。また、図４は、図３に示したノズル板１４の溝１４ｂによる水滴の除去動作を示す図である。また、図５は、図１に示した基板表面処理装置の処理動作を示す図であり、図５（ａ）は薬液処理時の動作を、図５（ｂ）は洗浄処理時の動作を各々示している。
【００１１】
図１に示すように、本発明による基板表面処理装置の一実施形態は、図６に示した従来技術と同様に、オゾンを含んだ薬剤による薬液処理及び基板の純水による洗浄処理を行う湿式法の処理装置に採用しており、基板１を真空吸着パットで保持する保持部２２を回転可能に軸支した下部基台２０と、この下部基台２０の上部に配置されて上下に昇降する上部基台１０と、この上部基台１０に支持されて基板１上に延在してオゾンガス及び純水の流れを制御して均一に各々噴出するノズル板１４とを備えている。
【００１２】
ここで、本実施の形態は、図６に示した従来技術とは異なり、上部基台１０及び下部基台２０に支持した保持部２２及びノズル板１４の両方を上下動可能にすることで、ノズル板１４と基板１との距離を薬液処理または洗浄処理に応じて調節可能に設けている。この保持部２２とノズル板１４とは、両方を上下動可能にすることに限定されるものではなく、例えば、いずれか一方のみを上下動可能にしてノズル板１４と基板１との距離を調節しても良い。また、ノズル板１４は、伝導熱の高い材質で形成して上部に加熱源１２を設けるとともに、湿潤したオゾン（Ｏ３  ）ガス及びホットエアを供給する第１供給口１６と、湿潤したアンモニア（ＮＨ３  ）ガス及びホットＤＩＷ（純水）を供給する第２供給口１８とを備えている。
【００１３】
この第１供給口１６と第２供給口１８とは、図２及び３に示すように、ノズル板１４の裏側に向かって貫通する複数の噴出孔１４ａを設けて基板１に対向させている。また、ノズル板１４は、図２に示したように、基板１の薬液処理時に薬剤として第１供給口１６からのオゾンガスと第２供給口１８からのアンモニアガスとを同時または交互に供給して処理した後、ホットエア及びホットＤＩＷを供給して噴出孔１４ａに残留する生成物をフラッシングし、この動作を少なくとも１回以上行って処理する。ここで、薬剤の供給は、第１供給口１６及び第２供給口１８からオゾンガスとアンモニアガスとを供給することに限定されず、例えば、アルカリ性に対して弱い処理体に対してはオゾンガスのみを供給して処理しても良い。また、ノズル板１４は、薬液処理後の洗浄処理時に第２供給口１８からホットＤＩＷを供給して処理するとともに、この洗浄処理後に第１供給口１６からホットエアを供給して基板１を乾燥する。また、ノズル板１４は、図３に示したように、基板１に対向する裏面に中心から外側に向かって放射状に延在して水滴を外周に誘導する水滴防止用の溝１４ｂを複数形成している。この溝１４ｂは、ノズル板１４の中心から外周に向かって段階的に溝数が増えるように形成されている。従って、ノズル板１４は、図４に示すように、底面に付着する水滴２を溝１４ａによる毛細管現象により外側に誘導して排出できる構造を備えている。また、ノズル板１４は、第１供給口１６及び第２供給口１８から各々底部に貫通する中心側の噴出孔１４ａを中心に傾けて形成しており、保持部２２の軸回転により基板１の表面で薬剤が中心から外側に拡散する中心に向けて噴出可能に形成している。
【００１４】
再び、図２を参照して、下部基台２０は、上部基台１０が昇降動作することで、お互いに嵌合して基板１を内部に密閉できるように形成している。この密閉した内部で基板１は、ノズル板１４または保持部２２の上下動により、ノズル板１４及び基板１間の距離を狭めて隙間内の容積を縮小した状態で薬液処理し、その後、この距離を広げて容積を拡大した状態で洗浄処理する。従って、本実施の形態では、図６に示した従来技術のようにノズル板１４及び保持部２２を固定しないため、薬液処理または洗浄処理等の各処理工程に応じて基板１とノズル板１４との距離を調整して良好に処理することができる。また、保持部２２は、基板１を保持して回転する回転数を調節可能に設けている。そして、下部基台２０には、外側から保持部２２の外側を介してホットエアを供給する供給口２０ａを設けており、ホットエアの供給で内部を一定の温度に保つとともに、薬液処理時にオゾンガスまたはアンモニアガスなどの薬剤が基板１の底部に逃げることを防止している。また、下部基台２０には、処理終了後に内部に残留するガスなどの薬剤または純水などの水滴を排気または廃液するための排出口２０ｂを設けている。さらに、上部基台１０は、図４に示したノズル板１４が上下動する下端に外側に向かって球面状に形成した曲面１０ａを有し、この曲面１０ａによりノズル板１４から水滴２を受けて外側の内周壁に誘導し易く設けている。従って、水滴２は、基板１上に付着することなく上部基台１０の内壁に沿って下端に誘導され、図２に示した下部基台２０の排出口２０ｂから廃液される。
【００１５】
このように形成した本発明による基板表面処理装置の一実施形態は、まず、上部基台１０と下部基台２０とが離れた状態で基板１を保持部２２の真空吸着パットで保持した後、上部基台１０を降下させて下部基台２０に嵌合させることで基板１を内部に密閉（封止）する。そして、ノズル板１４に第１供給口１６と下部基台２０の供給口２０ａとからホットエアを供給して内部を予め加熱し、基板１の温度設定値以上の温度に安定化させておく。この際、密閉した内部において、ノズル板１４または保持部２２いずれか一方或いは両方を上下動することで、基板１とノズル板１４との間の距離を狭めて薬液処理を良好に行える状態に設定する。
【００１６】
ここで、例えば、ノズル板１４を降下させた場合、図５（ａ）に示すように、基板１との距離を狭めて隙間内の容積が縮小するように近接して薬液処理し易い状態に設定される。そして、基板１の温度が安定した時点で、保持部２２を所定の回転数で回転させ、第１供給口１６と第２供給口１８とから湿潤したオゾンガス及びアンモニアガスを基板１の表面に供給（噴射）して回転により表面の被処理物を分解する薬液処理を行う。また、所定時間の処理を終えて被処理物を分解した後は、オゾンガス及びアンモニアガスの供給を停止するとともに、第１供給口１６と第２供給口１８とからホットエア及びホットＤＩＷを供給して噴出孔１４ａ内に残留する生成物をフラッシングする。そして、前述の動作を基板１の被処理物が分解する状況に応じて、少なくとも１回以上繰り返すことで確実に処理する。
【００１７】
また、薬液処理が終了すると、図５（ｂ）に示すように、ノズル板１４を上昇させることで、基板１とノズル板１４との間の距離を広めて洗浄処理を良好に行える状態に設定する。その後、ノズル板１４は、第２供給口１８からホットＤＩＷを供給することで、基板１の表面をリンスする洗浄処理を行って薬液処理での分解物等を除去する。この際、基板１を処理した純水は、下部基台２０内を介して排出口２０ｂから排液されて廃棄される。また、洗浄処理が終了すると、ホットＤＩＷの供給を停止し、第１供給口１６及び下部基台２０の供給口２０ａから同時にホットエアを供給することで乾燥処理を行う。
【００１８】
このように、本発明による基板表面処理装置の一実施形態によると、図５（ａ）に示すように、上部基台１０のノズル板１４（或いは保持部２２）を上下動可能に設けて薬液処理時に基板１との距離を狭めた状態に設定できるため、オゾンガス及びアンモニアガスなどの薬剤の使用を低減でき、基板表面の被処理物を短時間で分解することが可能になる。また、本実施の形態では、ノズル板１４を降下させることで上部基台１０と下部基台２０との密閉した内部容積を同時に縮小できるため、より効果的に薬剤の使用量を低減できる。
また、本発明による基板表面処理装置の一実施形態によると、図５（ｂ）に示すように、ノズル板１４を上昇（或いは保持部２２を降下）させて純水による洗浄処理時に基板１との距離を広げた状態に設定できるため、基板１の表面を全体的に洗浄でき、ノズル板１４表面の汚染が水を介して基板１に伝わることがなく、且つ、液の粘性によって基板１が保持部２２から外れることがなくなる。
【００１９】
以上、本発明による基板表面処理装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、薬剤に湿潤したオゾンガス及びアンモニアガスを用いた実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、オゾンを含む液体の薬剤を直接ノズル板から噴出させて湿式処理することもできる。
また、洗浄処理時に純水による洗浄液を用いた実施例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、アルコール、酸性水溶液、アルカリ性溶液などの洗浄液でもよい。
【００２０】
【発明の効果】
このように本発明による基板表面処理装置によれば、処理槽内でオゾンまたは純水等の各処理工程に応じて基板とノズル板との距離を調整して良好に処理することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板表面処理装置の一実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線の断面を示す図。
【図３】図１に示したノズル板の底面を示す図。
【図４】図３に示したノズル板の溝による水滴の除去動作を示す図。
【図５】図１に示した基板表面処理装置の処理動作を示す図。
【図６】従来の基板表面処理装置の一実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１      基板
１０    上部基台
１０ａ  曲面
１２    加熱源
１４    ノズル板
１４ａ  噴出孔
１４ｂ  溝
１６    第１供給口
１８    第２供給口
２０    下部基台
２０ａ  供給口
２０ｂ  排出口
２２    保持部
【図１】
2004179429.tif 000003
【図２】
2004179429.tif 000004
【図３】
2004179429.tif 000005
【図４】
2004179429.tif 000006
【図５】
2004179429.tif 000007
【図６】
2004179429.tif 000008