(57)【要約】【課題】処理槽内の簡単な構造により駆動部分とシーリング部分とを無くして発塵及び液漏れを抑え、装置全体を小型化できる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板１を液処理する処理槽１０と、この処理槽１０内で基板１の外周端を鉛直した内側の軸周りに保持して回転させる基板保持部１１と、この基板保持部１１に保持した基板１に種々の処理液を供給する処理液供給ノズル１３と、処理槽１０内の基板１下部で中心から基板保持部１１を介して放射状に延在して仕切る第１仕切り板１５と、この第１仕切り板１５の間を仕切る第２仕切り板１６と、基板保持部１１に向けて両方向で各々ガスを吹き付ける一対のガスノズル１２とを備え、処理液の種類に応じて基板１の回転方向を変え、ガスノズル１２が各基板保持部１１に吹き付ける方向も合わせて変えて、第１仕切り板１５の左右の空間Ｒ、Ｌに処理液の種類を振り分けて吹き落とすように設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物である基板を処理液により液処理する処理槽と、
前記処理槽内で前記基板の外周端を少なくとも３つ以上の鉛直した内側の軸周りに保持（挟持）して回転させる基板保持部と、
前記基板保持部に保持した前記基板の表面に異なる種々の処理液を供給できる処理液供給ノズルと、
前記処理槽内の前記基板下部で中心から外側に前記基板保持部を介して放射状に延在して仕切る第１仕切り板と、
前記第１仕切り板の間を更に各々仕切る第２仕切り板と、
前記基板を保持した前記基板保持部に向けて前記基板の正逆回転する両方向で各々ガスを吹き付ける２本一対のガスノズルとを備え、
前記処理槽内で前記処理液の異なる種類に応じて前記基板の正逆の回転方向を変えるとともに、前記ガスノズルが前記各基板保持部に吹き付ける方向も前記正逆回転に合わせて変えることで、前記第１仕切り板を基準にして左右の空間に前記処理液の種類を振り分けて吹き落とすように設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理槽は、前記ガスノズルの噴射により振り分けて吹き落とした前記処理液を底部から振り分けた種類毎に各々排出するドレインを設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記処理槽は、前記処理液供給ノズルの処理後に前記基板の表面および裏面に純水を供給してリンスするリンスノズルを更に設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理槽は、窒素、又は有機化合物の蒸気を含んだ窒素、或いは乾燥空気、又は有機化合物の蒸気を含んだ乾燥空気のいずれかを前記基板の表裏各々の面に吹き付ける乾燥ノズルを更に備え、且つ、その乾燥ノズルを基板中心から基板外周端へ走査する機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板処理装置に係り、より詳細には、例えば、半導体ウェーハ、液晶用ガラス、ハードディスク用基板、フォトマスク基板などの基板を密閉した処理槽内に保持して回転させ、この表面に処理液を供給（塗布）して液処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−１５４０２号公報
【０００３】
従来、基板処理装置としては、例えば、半導体ウェーハ、液晶用ガラス、ハードディスク用基板、フォトマスク基板などの基板を密閉された処理槽内に１枚づつ搬入して回転させ、この表面に所望の液を供給して洗浄処理、エッチング処理、リンス処理などの液処理後、乾燥処理することまで含めた枚葉式の基板処理装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。図１１は、このような枚葉式の従来の基板処理装置を示した構成図である。
【０００４】
図１１に示すように、従来の基板処理装置は、処理槽３０と、この処理槽３０内で基板１を保持するスピンチャック３１と、このスピンチャック３１を回転させる回転モータ３１ａと、基板１の表面に種々の処理液を供給するノズル３３と、基板１の回転に伴って基板１の外周に飛散した処理液を回収する傾斜部３５ａを有した回収部材３５と、この回収部材３５の内側底面に設けた第１排出口３７ａと、回収部材３５の外側底面に設けた第２排出口３７ｂと、回収部材３５を昇降させる昇降機構３６とを備えている。
【０００５】
このような構成からなる従来の基板処理装置は、基板１をスピンチャック３１に保持させて回転させ、この表面にノズル３３から所定の処理液を供給して塗布することで液処理を実行する。この際、回収部材３５は、スピンチャック３１の外周に対して傾斜部３５ａが上方に位置する第１の状態（Ｋ１の位置）に配置し、処理液を内側の第１排出口３７ａから排出させる。そして、この基板１を続けて新たな他の処理液により液処理する場合、処理槽３０内で最初の処理液と次の処理液とが混ざり合わないようにする必要がある。そこて、回収部材３５は、傾斜部３５ａより上方にスピンチャック３１で保持した基板１の表面が位置する第２の状態（Ｋ２の位置）に降下させることで、新たな他の処理液が最初の処理液に混ざり合うことなく振り分けられて第２排出口３７ｂから排出することができる。
【０００６】
このように従来の基板処理装置は、基板１の表面を複数の処理液で順番に処理する場合、処理槽３０内で処理液が混ざり合わないようにするため、同一処理槽内に複数の排液系統（第１排出口３７ａ及び第２排出口３７ｂ）を備え、処理液によって回収部材３５を昇降させて排液系統を変えられる構造に形成していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板処理装置では、処理槽３０内で異なる処理液を振り分ける回収部材３５に昇降機構３６を設けた機械的な駆動部分を設ける必要があるため、その駆動する部分から発塵するという不具合があった。
また、従来の基板処理装置では、回収部材３５が処理槽３０の外部に昇降機構３６を設けて内部に貫通させて設けているため、この貫通部分から液漏れしないように封止するシーリングが必ず存在し、且つ、アルカリなどの高濃度の処理液に対して耐性を確保する必要があり、高価な部品を多数使用した複雑な構造となる不具合があった。
さらに、従来の基板処理装置では、処理槽３０内のスピンチャック３１の周囲に処理液を回収する回収部材３５を設ける必要があるため、処理槽３０が横方向に大型化するという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、処理槽内の簡単な構造により駆動部分とシーリング部分とを無くして発塵及び液漏れを抑え、装置全体を小型化できる基板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】
上述した課題を解決するために、本発明による基板処理装置は、被処理物である基板を処理液により液処理する処理槽と、この処理槽内で基板の外周端を少なくとも３つ以上の鉛直した内側の軸周りに保持（挟持）して回転させる基板保持部と、この基板保持部に保持した基板の表面に異なる種々の処理液を供給できる処理液供給ノズルと、処理槽内の基板下部で中心から外側に基板保持部を介して放射状に延在して仕切る第１仕切り板と、この第１仕切り板の間を更に各々仕切る第２仕切り板と、基板を保持した基板保持部に向けて基板の正逆回転する両方向で各々ガスを吹き付ける２本一対のガスノズルとを備え、処理槽内で処理液の異なる種類に応じて基板の正逆の回転方向を変えるとともに、ガスノズルが各基板保持部に吹き付ける方向も正逆回転に合わせて変えることで、第１仕切り板を基準にして左右の空間に処理液の種類を振り分けて吹き落とすように設ける。
【０００９】
ここで、処理槽は、ガスノズルの噴射により振り分けて吹き落とした処理液を底部から振り分けた種類毎に各々排出するドレインを設けるこが好ましい。また、処理槽は、処理液供給ノズルの処理後に基板の表面および裏面に純水を供給してリンスするリンスノズルを更に設けることが好ましい。また、処理槽は、窒素、又は有機化合物の蒸気を含んだ窒素、或いは乾燥空気、又は有機化合物の蒸気を含んだ乾燥空気のいずれかを基板の表裏各々の面に吹き付ける乾燥ノズルを更に備え、且つ、その乾燥ノズルを基板中心から基板外周端へ走査する機構を備えることが好ましい。
【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に示した矢印Ｃ方向から見た状態を示す図である。また、図３は、図２に示したＤ―Ｄ線の断面を示す図である。図４は、図１に示した基板処理装置の正回転（右回り）による動作を示す図である。また、図５は、図４に示したＥ―Ｅ線の断面を示す図である。また、図６は、図４に示したＦ―Ｆ線の断面を示す図である。また、図７は、図４に示した動作による処理液の流れを示す図である。また、図８は、図１に示した基板処理装置の逆回転（左回り）による動作を示す図である。また、図９は、図８に示した動作による処理液の流れを示す図である。また、図１０は、図１に示した処理槽の他の実施例を示す図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明による基板処理装置の一実施形態は、図１１に示した従来技術と同様に、半導体ウェーハ、液晶用ガラス、ハードディスク用基板、フォトマスク基板などの基板１を密閉した処理槽１０内に１枚づつ搬入して回転させ、この基板１の表面に所望の処理液を供給して洗浄処理、エッチング処理、リンス処理などの液処理後、乾燥処理することまで含めた枚葉式の装置である。
また、本実施の形態は、図１１に示した従来技術とは異なり、被処理物である基板１を処理液により液処理する処理槽１０と、この処理槽１０内で基板１の外周端を少なくとも３つ以上（図１では４つ）の鉛直した内側の軸周りに保持（挟持）して回転させる基板保持部１１と、この基板保持部１１に保持した基板１の表面に異なる種々の処理液を供給できる処理液供給ノズル１３と、処理槽１０内の基板１下部で中心から外側に基板保持部１１を介して放射状に延在して仕切る第１仕切り板１５と、この第１仕切り板１５の間を更に各々仕切る第２仕切り板１６と、基板１を保持した基板保持部１１に向けて基板１の正逆回転する両方向で各々ガスを吹き付ける２本一対のガスノズル１２とを備えている。即ち、本実施の形態では、処理槽１０内で処理液の異なる種類に応じて基板１の正逆の回転方向を変えるとともに、ガスノズル１２が各基板保持部１１に吹き付ける方向も正逆回転に合わせて変えることで、第１仕切り板１５を基準にして左右の空間Ｒ、Ｌに処理液の種類を振り分けて吹き落とせる（図７及び９参照）ように設けている。
【００１２】
ここで、処理槽１０は、箱状の内部に空洞を備えて密閉しており、この密閉された内部に基板１を図示していない側面の開閉扉を開閉して搬入できるように設けている。この処理槽１０内には、前述した処理液供給ノズル１３、ガスノズル１２、及び基板保持部１１を設けるとともに、処理液供給ノズル１３の処理後に基板１の表面および裏面に純水を供給してリンスするリンスノズル１４を更に設けている。そして、基板１には、図２に示すように、処理液供給ノズル１３から薬液Ａ、薬液Ｂ、純水などの処理液を選択的に供給し、ガスノズル１２から窒素又は乾燥空気などの気体を噴出するとともに、リンスノズル１４から純水を供給するように各々配置している。この際、ガスノズル１２は、図１に示した基板保持部１１の両側に一対に配置されており、基板保持部１１に向けて基板１の右回り（正回転）方向に気体を噴出する右ガスノズル１２ａと、基板１の左回り（逆回転）方向に気体を噴出する左ガスノズル１２ｂとを各々設けて両方向から噴射可能にしている。また、基板保持部１１は、図２に示した処理槽１０の外部下方に回転モータ１１ａを備え、この回転モータ１１ａに回転可能に軸支して処理槽１０内に３つ以上貫通して延在する軸１１ｂと、この軸１１ｂの先端で円盤状に延在して基板１を載置する載置部１１ｃと、この載置部１１ｃの中心から直径が小さく円柱状に鉛直して基板１の外周を軸周りに保持（挟持）して回転させる接触部１１ｄとを備えている。
【００１３】
また、処理槽１０は、例えば、基板保持部１１を４箇所設ける場合、図３に示すように正方形の内部で中心から四隅に対角線状に延在する第１仕切り板１５を設け、この第１仕切り板１５の中心と四隅との間に各々基板保持部１１が介在するように設けている。この処理槽１０には、第２仕切り板１６が第１仕切り板１５の間を仕切るように十字状に延在し、基板保持部１１の下部周囲に第１仕切り板１５を介して右側に三角形の空間Ｒと、左側に三角形の空間Ｌとが各々左右対象に配置されている。ここで、処理槽１０は、内部が箱状で正方形に形成した実施例を説明したが、これに限定されず、例えば、円柱状で中空内の底部を中心から放射状に第１仕切り板１５及び第２仕切り板１６により扇状に仕切ることも可能である。そして、処理槽１０では、図１に示した右ガスノズル１２ａまたは左ガスノズル１２ｂいずれかを回転方向に応じて噴射することで、基板１上の処理液を第１仕切り板１５により仕切った左右いずれかの空間Ｒ、Ｌに振り分けて吹き落とすことが可能になる。また、処理槽１０には、図３に示したように、ガスノズル１２が噴射により振り分けて吹き落とした処理液を、空間Ｒ、Ｌ内の底部から振り分けた種類毎に各々排出するドレイン１７各々設けている。即ち、このドレイン１７は、第１仕切り板１５を挟んで左側の空間Ｌに設けた左ドレイン１７ａと、右側の空間Ｒに設けた右ドレイン１７ｂとで排出経路を分け、異なる種類の処理液が混ざらないように排出している。
【００１４】
このように形成された本発明による基板処理装置の一実施形態を用いて薬液Ａ及び薬液Ｂの処理液により基板１を液処理する場合、図４に示すように、まず、基板１を基板保持部１１の接触部１１ｄで保持させ、この基板保持部１１を回転モータ１１ａ（図２参照）により回転させることで基板１を回転させる。この図４においては、基板保持部１１は左回りに回転しており、このとき基板１は右回り（正回転）となる。また、処理槽１０内では、第１仕切り板１５を挟んで左側の空間Ｌに設けた左ドレイン１７ｂを閉めるとともに、右側の空間Ｒに設けた右ドレイン１７ａを開き、処理液供給ノズル１３（図２参照）から回転する基板１の表面に薬液Ａを適量供給する。
【００１５】
ここで、本実施の形態では、基板保持部１１が基板１を１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍで回転させている。この場合、図５に示すように、基板１の外周端が基板保持部１１に接触していない表面上では、処理液の表面張力により薬液Ａが基板１上に留まって外周端から飛散しない状態を維持する。一方、基板１の外周端が基板保持部１１の接触部１１ｄに接触している場合、図６に示すように、基板１上の処理液が基板保持部１１の接触部１１ｄに引き寄せられて接した状態になる。このような状態では、図６に示した接触部１１ｄの直径Ｉを基板１の直径Ｊに対して小さく設け、基板１に対して接触部１１ｄの遠心力（回転数）を高くすることで、基板１に接触した内側から処理液を図４に示した矢印Ｈの方向に飛散させることが可能になる。しかし、接触部１１ｄの直径Ｉを極端に小さく設けてしまうと、基板１を所定の速度で回転させることが困難になるため、基板１と接触部１１ｄとの直径比率の設定が重要になる。
【００１６】
ここで、接触部１１ｄの直径Ｉは、基板１の直径Ｊのおおよそ１／１０程度とし、接触部１１ｄの回転数が基板１の１０倍とすることが最も好ましいことが分かっている。即ち、接触部１１ｄの外周端での遠心力は、基板１の外周端での遠心力の約１０倍とすることが最も好ましい。また、このような条件下で基板保持部１１の接触部１１ｄでは、図４に示したように、処理槽１０の中央より遠い外側部分（基板１に接していいない外側部分）に付着した処理液が処理槽１０の空間Ｌ側に飛ばないように、ガスノズル１２から窒素または乾燥空気を吹き付けることで、処理液を矢印Ｇ方向に飛散させている。即ち、ガスノズル１２は、基板１が右回り（正回転）の場合、図７に示すように右ガスノズル１２ａのみを噴射させることで、接触部１１ｄの外側部分に付着した処理液を空間Ｒに吹き落とすように動作する。従って、基板１を薬液Ａで液処理した場合、その排液は処理槽１０の空間Ｒに集められて図３に示した右ドレイン１７ａにより排液される。
【００１７】
その後、処理槽１０では、図１及び２に示した処理液供給ノズル１３による薬液Ａの供給を止め、リンスノズル１４により基板１の表面及び裏面に純水を供給してリンス（洗浄）処理を実行する。この際、図３に示した空間Ｒ、Ｌの右ドレイン１７ａ及び左ドレイン１７ｂを両方開いた状態にし、他の動作は前述した動作と同様にそのまま所定の間リンス処理を継続する。また、処理液供給ノズル１３は、図２に示した薬液Ａの供給を止めるとともに、純水の供給に切り替えてリンス処理の効率を向上させてもよい。
【００１８】
次に、リンス処理が終了した後には、図８に示すように、基板１の回転を前述した１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍの速度で逆回転（左回り）させることで薬液Ｂによる液処理を実行する。即ち、処理槽１０内では、基板保持部１１を右回りに回転させ、これにより基板１を左回り（逆回転）させる。また、処理槽１０内では、第１仕切り板１５を挟んで右側の空間Ｒに設けた右ドレイン１７ａを閉めるとともに、左側の空間Ｌに設けた左ドレイン１７ｂを開き、処理液供給ノズル１３から回転する基板１の表面に薬液Ｂを供給（図２参照）する。そして、ガスノズル１２は、図９に示すように、基板１の左回りに対して左ガスノズル１２ｂのみを噴射させることで、処理液を空間Ｌに向かって飛散させる。従って、処理槽１０内では、逆回転時に薬液Ｂが空間Ｌに集められ、薬液Ａを排出した空間Ｒには飛散しないため、薬液Ａと薬液Ｂとが混合して化学反応してしまうことを防止できる。以上のように処理槽１０では、基板１を薬液Ｂで液処理した後、排液は空間Ｌ底部の左ドレイン１７ｂにより排液される。
【００１９】
そして、薬液Ｂによる液処理が完了すると、最後に前述した薬液供給ノズル１３及びリンスノズル１４による純水のリンス処理を再び実行し、その後、純水の供給を止めて遠心力により乾燥させることで、この基板１を基板保持部１１から外して次の工程に搬送する。以後、前述した動作を繰り返し行うことにより、複数の基板１を液処理する。
【００２０】
このように本発明による基板処理装置の一実施形態によると、処理槽１０内の底部を仕切った簡単な構造により、基板１を回転させる以外で処理液を排液分離する機構の駆動部分を槽内に設ける必要が無いため、処理槽１０内での発塵を最大限に低減することが可能になる。
また、本発明による基板処理装置の一実施形態によると、前述したように処理液を排液分離する機構が処理槽１０内の底部を仕切った単純な構造なため、排液分離機構にシーリング及び耐性などの複雑な条件を確保する必要が無く、部品のコストも十分に削減することが可能になる。
さらに、本発明による基板処理装置の一実施形態によると、処理槽１０の内部を第１仕切り板１５及び第２仕切り板１６により仕切る簡単な構造のため、図１１に示した従来技術のように基板周囲に処理液分離用の回収部材を設ける必要がなく、処理槽１０全体を小型化することができる。
【００２１】
ところで、図１に示した処理槽１０では基板１のリンス後に付着した純水を遠心力により乾燥させる実施例を詳細に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板１に乾燥した空気を吹き付ける乾燥ノズル１８を更に設けることも可能である。このように乾燥ノズル１８を設けた処理槽の他の実施例は、図１０に示すように、槽内にガスノズル１２、処理液供給ノズル１３、リンスノズル１４を備え、更に、基板１の表裏各々の面に吹き付ける乾燥ノズル１８を設けている。ここで、図１０に示した処理槽２０は、乾燥ノズル１８以外は全て図１に示した処理槽と同様の構成要素であり、同じ構成には同一符号を記載するとともに、重複する説明は省略する。
【００２２】
この乾燥ノズル１８は、窒素、又は有機化合物の蒸気を含んだ窒素、或いは乾燥空気、又は有機化合物の蒸気を含んだ乾燥空気のいずれかを噴射可能に設けている。そして、乾燥ノズル１８は、処理槽２０の内部で基板１の中心から基板１の外周端へ走査できる機構を備えている。従って、この処理槽の他の実施例では、基板１の最終的なリンス処理後、乾燥ノズル１８を基板１中心から基板１外端へ走査して敏速に表面を乾燥させることができる。
【００２３】
このように処理槽の他の実施例によると、乾燥ノズル１８以外は全て図１に示した処理槽と同じ構成要素であるため、図１に示した処理槽と同様の効果を得ることができるとともに、基板１のリンス処理後に乾燥ノズル１８を走査して敏速に乾燥させることができ生産効率を向上することができる。
【００２４】
以上、本発明による基板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、薬液Ａと薬液Ｂとの処理液を各々振り分ける実施例を詳細に説明したが、これに限定されるものではなく、単一の薬液のみで液処理する場合にこの薬液と純水とを振り分けることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明による基板処理装置によれば、処理槽内の基板底部を仕切った簡単な構造により、基板を回転させる以外で処理液を排液分離する機構の駆動部分を槽内に設ける必要が無いため、処理槽内での発塵を最大限に低減することが可能になる。
また、本発明による基板処理装置によれば、前述した処理液の排液分離機構が処理槽の底部を仕切った単純な構造であるため、この排液分離機構にシーリング及び耐性などの複雑な条件を確保する必要が無く、部品のコストも十分に削減することが可能になる。
さらに、本発明による基板処理装置によれば、処理槽の内部を第１仕切り板及び第２仕切り板により仕切る簡単な構造のため、処理槽内の基板周囲に処理液分離用の部材を設ける必要がなく、槽全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板処理装置の一実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示した矢印Ｃ方向から見た状態を示す図。
【図３】図２に示したＤ―Ｄ線の断面を示す図。
【図４】図１に示した基板処理装置の正回転による動作を示す図。
【図５】図４に示したＥ―Ｅ線の断面を示す図。
【図６】図４に示したＦ―Ｆ線の断面を示す図。
【図７】図４に示した動作による処理液の流れを示す図。
【図８】図１に示した基板処理装置の逆回転による動作を示す図。
【図９】図８に示した動作による処理液の流れを示す図。
【図１０】図１に示した処理槽の他の実施例を示す図。
【図１１】従来の基板処理装置を示した構成図。
【符号の説明】
１    基板
１０    処理槽
１１    基板保持部
１１ａ  回転モータ
１１ｂ  軸
１１ｃ  載置部
１１ｄ  接触部
１２    ガスノズル
１２ａ  右ガスノズル
１２ｂ  左ガスノズル
１３    処理液供給ノズル
１４    リンスノズル
１５    第１仕切り板
１６    第２仕切り板
１７    ドレイン
１７ａ  右ドレイン
１７ｂ  左ドレイン
【図１】
2005032869.tif 000003
【図２】
2005032869.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005032869.tif 000009
【図８】
2005032869.tif 000010
【図９】
2005032869.tif 000011
【図１０】
2005032869.tif 000012
【図１１】
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