(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液中に基板を浸漬して基板の表面処理を行う基板処理装置であって、
処理液を貯留する処理槽と、
長手方向を水平方向に沿わせて前記処理槽の側壁面下部に配設され、前記処理槽に処理液を吐出する複数の吐出孔を前記長手方向に沿って配列した管状の吐出ノズルと、
基板を保持しつつ前記処理槽内の処理液中に浸漬させる処理位置と処理液から引き揚げた引き揚げ位置との間で昇降させる保持機構と、
前記処理槽の内側底部であって、前記複数の吐出孔のうちの両端よりも外側に対向する位置に設けられたガイドプレートと、
を備え、
前記保持機構は、複数の基板を起立姿勢で保持する保持溝を刻設した複数本の基板保持部材を有し、
前記ガイドプレートには、前記保持機構が基板を昇降するときに前記複数本の基板保持部材が通るための切り欠き部が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記ガイドプレートは前記処理槽に着脱自在に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記処理槽に取り付けられ、前記処理槽内に前記ガイドプレートを上方から吊設するプレート支持部材をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純水や薬液などの処理液中に半導体ウェハー、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板など（以下、単に「基板」と称する）を浸漬して基板の表面処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体デバイスなどの製造工程においては、複数の基板（例えば、５０枚）を純水や薬液などの処理液中に浸漬し、複数の基板に一括して表面処理を行う装置がいわゆるバッチ式の基板処理装置として用いられている。特許文献１には、薬液を貯留する薬液槽や純水を貯留する水洗槽中に所定間隔にて積層配列した複数の基板を起立姿勢にて保持してエッチング処理や表面洗浄処理を行うバッチ式の基板処理装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４６４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７は、従来のバッチ式基板処理装置に使用されている標準的な処理槽を示す図である。処理槽９００には吐出ノズル９２０が配設されている。吐出ノズル９２０は、長手方向に沿って複数の吐出孔（図示省略）を設けた円筒状ノズルである。吐出ノズル９２０は、長手方向を水平方向に沿わせて配設されている。吐出ノズル９２０には図外の処理液供給源から処理液が送給され、吐出ノズル９２０の吐出孔から処理槽９００に処理液が吐出される。吐出ノズル９２０から吐出された処理液は処理槽９００中に貯留される。
【０００５】
リフター９１０は所定間隔にて積層配列した複数の基板を起立姿勢にて保持する。リフター９１０は、複数の基板を処理槽９００に貯留された処理液に浸漬する処理位置と処理液から引き揚げた引き揚げ位置との間で昇降させる。リフター９１０が複数の基板を処理位置に保持しつつ、吐出ノズル９２０から処理液を吐出し続けることによって、処理槽９００内に処理液の流れが形成され、複数の基板の表面処理が進行する。
【０００６】
しかしながら、図７のような従来の処理槽においては、リフター９１０によって保持される複数の基板の配列の外側、すなわち図７の領域Ｒでの処理液の流速が他よりも大きかった。領域Ｒは基板の表面処理に直接関係しないため、ここでの流速が大きいことは処理液の流れに無駄が多いことを意味する。また、従来の処理槽においては、リフター９１０によって保持された隣接する基板間の処理液流速が基板の位置によって大きく異なっていた。このため、無駄な処理液の流れによって基板の表面処理効率が低下するだけでなく、複数の基板間での表面処理効率に差が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、無駄な処理液流を抑制して表面処理効率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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、処理液中に基板を浸漬して基板の表面処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、長手方向を水平方向に沿わせて前記処理槽の側壁面下部に配設され、前記処理槽に処理液を吐出する複数の吐出孔を前記長手方向に沿って配列した管状の吐出ノズルと、基板を保持しつつ前記処理槽内の処理液中に浸漬させる処理位置と処理液から引き揚げた引き揚げ位置との間で昇降させる保持機構と、前記処理槽の内側底部であって、前記複数の吐出孔のうちの両端よりも外側に対向する位置に設けられたガイドプレートと、を備え、前記保持機構は、複数の基板を起立姿勢で保持する保持溝を刻設した複数本の基板保持部材を有し、前記ガイドプレートには、前記保持機構が基板を昇降するときに前記複数本の基板保持部材が通るための切り欠き部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記ガイドプレートは前記処理槽に着脱自在に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記処理槽に取り付けられ、前記処理槽内に前記ガイドプレートを上方から吊設するプレート支持部材をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、管状の吐出ノズルの複数の吐出孔のうちの両端よりも外側に対向する位置にガイドプレートが設けられているため、吐出ノズルから処理槽に吐出され、外側へと向かう無駄な処理液の流れが抑制され、表面処理効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る基板処理装置１の平面図である。図２は、基板処理装置１の要部構成を示す斜視図である。図３，４，５は、それぞれ図１の基板処理装置１のI−I線、II−II線、III−III線から見た断面図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。
【００１５】
基板処理装置１は、処理槽１０、吐出ノズル２０、リフター３０、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を備える。処理槽１０は、内槽１１および外槽１２を備えて構成される。内槽１１は、塩酸（Ｈｃｌ）や硫酸（Ｈ2ＳＯ4）等を含む薬液または純水（薬液および純水を総称して「処理液」とする）を貯留して基板Ｗに表面処理を行う石英製の槽である。内槽１１の底部には図示を省略する急速排液機構が設けられており、内槽１１内に貯留されている処理液を強制的に急速に排出できる。
【００１６】
内槽１１の側壁面下部には２本の吐出ノズル２０，２０が配設されている。２本の吐出ノズル２０，２０は円筒形状（管状）の供給管であり、その円筒形状の長手方向を水平方向（Ｘ軸方向）に沿わせて内槽１１の相対向する壁面下部にそれぞれ配設されている。２本の吐出ノズル２０，２０は同じ高さ位置に平行に配置されることとなる。
【００１７】
外槽１２は、内槽１１の上端部外壁面に付設された石英製の槽である。外槽１２は、内槽１１の上端から溢れ出た処理液を回収する。外槽１２によって回収された処理液は装置外部の排液ラインへと排出される。なお、外槽１２の上部には処理槽１０の全体を覆う図示省略のカバーが設けられている。
【００１８】
リフター３０は、内槽１１に貯留されている処理液に一組の複数の基板Ｗ（例えば５０枚）を浸漬させる保持機構である。リフター３０は、昇降駆動部３１と、リフターアーム３２と、複数の基板Ｗを一括して保持する３本の基板保持棒３３，３４，３５とを備えている。３本の基板保持棒３３，３４，３５は長手方向の基端部がリフターアーム３２に固設され、先端部が連結部材３６によって一体連結されている。３本の基板保持棒３３，３４，３５は長手方向を水平方向（Ｘ軸方向）に沿わせて互いに平行に配設される。
【００１９】
３本の基板保持棒３３，３４，３５のそれぞれには基板Ｗの外縁部がはまり込んで基板Ｗを起立姿勢（基板Ｗの主面の法線が水平方向に沿う姿勢）にて保持する複数の保持溝が所定間隔にてＸ軸方向に配列して刻設されている。それぞれの保持溝は、切欠状の溝である。リフターアーム３２の上端は昇降駆動部３１に連結されている。リフターアーム３２および３本の基板保持棒３３，３４，３５は昇降駆動部３１によって鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降可能とされる。
【００２０】
このような構成により、リフター３０は３本の基板保持棒３３，３４，３５によってＸ軸方向に相互に平行に配列されて保持された複数の基板Ｗを処理槽１０に貯留されている処理液に浸漬する処理位置とその処理液から引き揚げた引き揚げ位置との間で昇降させることができる。なお、昇降駆動部３１には、エアシリンダ、ボールネジを用いた送りネジ機構またはプーリやベルトを用いたベルト機構など種々の公知の機構を採用することが可能である。
【００２１】
上述の通り、２本の吐出ノズル２０，２０は円筒形状の供給管であり、その円筒表面に処理液を吐出するための複数の吐出孔２１が列設されている。複数の吐出孔２１は斜め上方に向けて形成されており、吐出ノズル２０から供給される処理液は斜め上方に向けて（内槽１１の中心部近傍に向けて）吐出される。また、複数の吐出孔２１の配列ピッチは３本の基板保持棒３３、３４、３５に刻設された保持溝のピッチと同じであり、各吐出孔２１は隣接する保持溝の中間位置に対向するように形成されている。また、複数の保持溝の両端外側に対向する位置にも吐出孔２１が形成されている（図６参照）。
【００２２】
２本の吐出ノズル２０，２０には図外の処理液供給機構から塩酸や硫酸等の薬液または純水が送給される。吐出ノズル２０，２０に送給された処理液は、複数の吐出孔２１から内槽１１内に吐出される。吐出ノズル２０，２０から内槽１１に処理液を吐出することによって、内槽１１内に処理液が貯留し、その処理液中にリフター３０によって複数の基板Ｗが処理位置に一括保持されることにより、各基板Ｗの表面処理や洗浄処理が行われる。
【００２３】
第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０は、石英にて形成された板状部材である。第１ガイドプレート４０は、内槽１１の内側底部であって、３本の基板保持棒３３，３４，３５の先端部よりもさらに先端側（（＋Ｘ）側）に設けられている。一方の第２ガイドプレート５０は、内槽１１の内側底部であって、リフターアーム３２よりも若干（＋Ｘ）側に設けられている。
【００２４】
図６は、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０の配置位置を示す図である。吐出ノズル２０には、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って複数の吐出孔２１が配列されており、その配列における両端の吐出孔２１は３本の基板保持棒３３、３４、３５に刻設された保持溝の両端よりも外側、つまり３本の基板保持棒３３、３４、３５に保持された複数の基板Ｗの積層配列よりも外側に対向する位置に設けられている。そして、複数の吐出孔２１の配列における両端の吐出孔２１よりもさらに外側に対向する位置に第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０は設けられている。より詳細には、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０のそれぞれが配置される平面（ＹＺ平面）と２本の吐出ノズル２０，２０とは、各吐出ノズル２０に設けられた複数の吐出孔２１の配列よりも外側にて交差する。すなわち、第１ガイドプレート４０が配置される平面と２本の吐出ノズル２０，２０とは、各吐出ノズル２０に設けられた複数の吐出孔２１の配列における最も（＋Ｘ）側の吐出孔２１よりもさらに（＋Ｘ）側にて交差する。一方、第２ガイドプレート５０が配置される平面と２本の吐出ノズル２０，２０とは、各吐出ノズル２０に設けられた複数の吐出孔２１の配列における最も（−Ｘ）側の吐出孔２１よりもさらに（−Ｘ）側にて交差する。
【００２５】
第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０は、内槽１１に直接接触しておらず、図１，図４，図５に示すように、支持部材４１，５１によって内槽１１の内側に上方から吊設されている。支持部材４１，５１は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にて形成された角材であり、それぞれ掛止部材４２，５２を介して外槽１２に取り付けられている。掛止部材４２，５２を外槽１２に固設して支持部材４１，５１を掛止部材４２，５２に着脱自在に掛止するようにしても良いし、支持部材４１，５１と掛止部材４２，５２とを一体に連結し、掛止部材４２，５２を外槽１２に着脱自在に掛止するようにしても良い。いずれの場合であっても、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０は処理槽１０に着脱自在に設けられることとなる。また、支持部材４１，５１の長さを調整することによって、処理槽１０内における第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０の高さ位置を調整できる。
【００２６】
また、図１，図５に示すように、第２ガイドプレート５０には、リフター３０が複数の基板Ｗを昇降するときに３本の基板保持棒３３、３４、３５が通るための切り欠き部５０ａが形設されている。切り欠き部５０ａの大きさは、基板Ｗの処理位置と第２ガイドプレート５０の高さ位置とに応じて適宜に設定することができる。なお、リフター３０が複数の基板Ｗを昇降するときに第１ガイドプレート４０は３本の基板保持棒３３、３４、３５と全く干渉しないため、第１ガイドプレート４０には切り欠き部は設けられていない。
【００２７】
次に、上記構成を備える基板処理装置１の動作について説明する。まず、リフター３０が３本の基板保持棒３３，３４，３５を引き揚げ位置まで上昇させる。引き揚げ位置に上昇された３本の基板保持棒３３，３４，３５には図外の搬送ロボットによって複数の基板Ｗが一括して渡される。複数の基板Ｗのそれぞれは基板保持棒３３，３４，３５に刻設された保持溝にはまり込んで起立姿勢にて保持される。続いて、複数の基板Ｗを保持した３本の基板保持棒３３，３４，３５がリフター３０によって処理槽１０内の処理位置にまで下降される。
【００２８】
処理槽１０の内槽１１には２本の吐出ノズル２０，２０から吐出された処理液が貯留されており、リフター３０によって処理位置にまで下降された複数の基板Ｗは処理液中に浸漬される。複数の基板Ｗが処理位置に保持された状態において、２本の吐出ノズル２０，２０の吐出孔２１から処理液が吐出され続ける。その結果、内槽１１の内部には下方から上方へと向かうような処理液の流れ（アップフロー）が形成され、このような処理液の流れによって複数の基板Ｗの表面処理が進行する。アップフローによって内槽１１の上端から溢れ出た処理液は外槽１２に流れ込んで回収される。
【００２９】
このときに、本実施形態の基板処理装置１は、複数の吐出孔２１の配列における両端よりも外側に第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を設けているため、吐出孔２１から吐出された処理液が複数の基板Ｗの積層配列よりも外側（（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側）に向かうことが妨げられる。このため、基板Ｗが存在しない領域に向かうような無駄な処理液の流れが抑制され、基板Ｗの表面処理効率が向上する。また、無駄な処理液の流れが抑制された結果、３本の基板保持棒３３，３４，３５に保持された隣接する基板Ｗ間の処理液流速も基板Ｗの位置に関わらず概ね均一なものとなる。
【００３０】
例えば、処理液が純水などの洗浄液である場合には、パーティクル排出効率が高まるとともに、複数の基板Ｗ間でのパーティクル排出効率に差が無くなる。また、処理液がフッ酸などのエッチング液である場合には、複数の基板Ｗ間でのエッチングレートに差が無くなる。
【００３１】
所定時間の表面処理が終了した後、リフター３０が複数の基板Ｗを処理位置から引き揚げ位置まで上昇させる。その後、引き揚げ位置まで上昇された複数の基板Ｗが図外の搬送ロボットによって受け取られることにより、基板処理装置１における処理が終了する。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を支持部材４１，５１によって上方から吊設していたが、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を直接内槽１１の内壁面に着脱自在に装着するようにしても良い。この場合であっても、複数の吐出孔２１の配列における両端よりも外側に対向する位置に第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を設ければ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０の材質は石英に限定されるものではなく、処理液の種類に応じて他の素材にて形成するようにしても良い。例えば、処理液がフッ酸である場合には、塩化ビニルなどの樹脂材料にて第１ガイドプレート４０および第２ガイドプレート５０を形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る基板処理装置の平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の要部構成を示す斜視図である。
【図３】図１の基板処理装置のI−I線から見た断面図である。
【図４】図１の基板処理装置のII−II線から見た断面図である。
【図５】図１の基板処理装置のIII−III線から見た断面図である。
【図６】第１ガイドプレートおよび第２ガイドプレートの配置位置を示す図である。
【図７】従来のバッチ式基板処理装置に使用されている標準的な処理槽を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  基板処理装置
１０  処理槽
１１  内槽
１２  外槽
２０  吐出ノズル
２１  吐出孔
３０  リフター
３３，３４，３５  基板保持棒
４０  第１ガイドプレート
４１，５１  支持部材
４２，５２  掛止部材
５０  第２ガイドプレート
５０ａ  切り欠き部
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【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】
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