(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理液により処理する基板処理装置において、
基板を収容可能であって、処理液を貯留するとともに余剰の処理液を上縁から溢れさせる処理槽と、
前記処理槽に対して処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理槽の外側壁に対して内側壁が空間を隔てた状態で、前記処理槽の周囲を囲う位置に配設されたチャンバと、
前記処理槽から溢れた処理液が前記チャンバの底部へ流下することを許容するとともに、前記チャンバ内の上部と底部との雰囲気を遮蔽するために前記空間に配設された遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、
前記処理槽の外側壁に設けられ、かつ前記チャンバの内側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えた処理槽側張り出し部材と、
前記チャンバの内側壁に設けられ、かつ前記処理槽の外側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えたチャンバ側張り出し部材と、
を備え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に記載の基板処理装置において、
前記処理槽側張り出し部材と前記チャンバ側張り出し部材とは、互いの先端部が異なる高さにて重複して配置さ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に記載の基板処理装置において、
前記遮蔽部材は、前記処理槽の外側壁に設けられ、かつ前記チャンバの内側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えた処理槽側張り出し部材を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項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、
前記遮蔽部材は、疎水性の材料で構成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記遮蔽部材は、前記処理槽の外側壁の高さ方向における前記処理槽の上縁に近い位置に配設されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項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、
基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な支持機構と、
前記チャンバ内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記チャンバ内へ溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、
前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、
前記不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給して前記チャンバ内の酸素濃度を低減させ、前記処理液供給手段から処理液を前記処理槽に供給させ、前記支持機構を処理位置に移動させて基板に対して処理液による処理を行わせ、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を前記チャンバ内に供給した後、前記支持機構を乾燥位置に移動させ、前記減圧手段により前記チャンバ内を減圧して、基板に付着し、溶剤で置換された処理液を乾燥させる処理を行わせる制御手段と、
を備えてい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、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板に対して、処理液により洗浄、エッチング等の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理槽と、処理槽の外側壁に対して内側壁が空間を隔てて、処理槽を囲うように配置されたチャンバと、処理槽に処理液を供給する処理液供給部とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構成の基板処理装置では、処理槽内にあたる処理位置に基板を位置させた状態で、処理槽に薬液を含む処理液や、純水からなる処理液を供給して基板に対して処理液による処理を行わせる。そのとき、余剰の処理液は処理槽の上縁から溢れてチャンバの底部に貯留され、チャンバの排出口を介して排出される。
【特許文献１】特開２００４−６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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、処理槽から溢れた処理液がチャンバの底部に落下し、その衝撃で液滴が飛散するとともに、基板から剥離された被膜や付着物がパーティクルとなって飛散する。すると、このパーティクルがチャンバ底部からチャンバ上部へ向かって漂うことがあり、処理液から引き上げられた清浄な基板が汚染される恐れがある。
【０００４】
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、チャンバ内の底部と上部との雰囲気を遮蔽することにより、処理中に生じたパーティクルによって基板が汚染されることを防止して、基板を清浄に処理する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】
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、請求項１に記載の発明は、基板を処理液により処理する基板処理装置において、基板を収容可能であって、処理液を貯留するとともに余剰の処理液を上縁から溢れさせる処理槽と、前記処理槽に対して処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理槽の外側壁に対して内側壁が空間を隔てた状態で、前記処理槽の周囲を囲う位置に配設されたチャンバと、前記処理槽から溢れた処理液が前記チャンバの底部へ流下することを許容するとともに、前記チャンバ内の上部と底部との雰囲気を遮蔽するために前記空間に配設された遮蔽部材と、を備え、前記遮蔽部材は、前記処理槽の外側壁に設けられ、かつ前記チャンバの内側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えた処理槽側張り出し部材と、前記チャンバの内側壁に設けられ、かつ前記処理槽の外側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えたチャンバ側張り出し部材と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、処理槽の外側壁とチャンバの内側壁との間にある空間には、遮蔽部材が設けられているので、処理槽から溢れ、チャンバの底部に処理液が落下することで飛散したパーティクルは、チャンバ底部から上部へ向かうことなくチャンバ底部に抑え込まれる。したがって、処理中に生じたパーティクルによって基板が汚染されることを防止することができ、基板を清浄に処理することができる。
【０００７】
また、処理槽の外側壁には処理槽側張り出し部材が設けられ、チャンバの内側壁にはチャンバ側張り出し部材が設けられているので、チャンバ底部と上部との雰囲気を遮蔽できる。処理槽から溢れた処理液は、処理槽側張り出し部材とチャンバ側張り出し部材の下向き傾斜面に沿ってチャンバ底部へと案内されるので、処理液の排出も円滑に行われる。
【０００８】
また、本発明において、前記処理槽側張り出し部材と前記チャンバ側張り出し部材とは、互いの先端部が異なる高さにて重複して配置されていることが好ましい（請求項２）。ラビリンス構造となるので、チャンバ底部に生じたパーティクルがチャンバ上部へと漂うことをさらに効果的に防止することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記遮蔽部材は、前記処理槽の外側壁に設けられ、かつ前記チャンバの内側壁に向かって張り出し形成されているとともに、下向き傾斜面を備えた処理槽側張り出し部材を備えていることが好ましい（請求項３）。処理槽の外側壁には処理槽側張り出し部材が設けられているので、チャンバ底部と上部との雰囲気を遮蔽できる。処理槽から溢れた処理液は、処理槽側張り出し部材の下向き傾斜面に沿ってチャンバ底部へと案内されるので、処理液の排出も円滑に行われる。また、処理槽側張り出し部材だけであるので、チャンバと処理槽との位置関係の調整を容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明において、前記遮蔽部材は、疎水性の材料で構成されていることが好ましい（請求項４）。溢れた処理液を円滑にチャンバ底部に案内させることができる。また、遮蔽部材に処理液が付着し辛いので、処理液が乾燥して遮蔽部材がパーティクル発生源となることを防止できる。
【００１１】
また、本発明において、前記遮蔽部材は、前記処理槽の外側壁の高さ方向における前記処理槽の上縁に近い位置に配設されていることが好ましい（請求項５）。処理槽から溢れた処理液が遮蔽部材に落下する際に激しくぶつかることがないので、処理液の飛散自体を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明において、基板を支持し、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方にあたる乾燥位置とにわたって昇降可能な支持機構と、前記チャンバ内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記チャンバ内へ溶剤蒸気を供給する溶剤蒸気供給手段と、前記チャンバ内を減圧する減圧手段と、前記不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給して前記チャンバ内の酸素濃度を低減させ、前記処理液供給手段から処理液を前記処理槽に供給させ、前記支持機構を処理位置に移動させて基板に対して処理液による処理を行わせ、前記溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気を前記チャンバ内に供給した後、前記支持機構を乾燥位置に移動させ、前記減圧手段により前記チャンバ内を減圧して、基板に付着し、溶剤で置換された処理液を乾燥させる処理を行わせる制御手段と、を備えていることが好ましい（請求項６）。制御手段は、不活性ガス供給手段から不活性ガスを供給してチャンバ内の酸素濃度を低減させ、処理液供給手段から処理液を処理槽に供給させ、支持機構を処理位置に移動させて基板に対して処理液による処理を行わせ、溶剤蒸気供給手段から溶剤蒸気をチャンバ内に供給した後、支持機構を乾燥位置に移動させ、減圧手段によりチャンバ内を減圧して、基板に付着し、溶剤で置換された処理液を乾燥させる処理を行わせる。これにより、基板に処理液による処理を行わせた後、清浄な環境で基板を乾燥させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る基板処理装置によれば、処理槽の外側壁とチャンバの内側壁との間にある空間には、遮蔽部材が設けられているので、処理槽から溢れ、チャンバ内の底部に処理液が落下することで飛散したパーティクルは、チャンバ底部から上部へ向かうことなくチャンバ底部に抑え込まれる。したがって、処理中に生じたパーティクルによって基板が汚染されることを防止することができ、基板を清浄に処理できる。また、処理槽の外側壁には処理槽側張り出し部材が設けられ、チャンバの内側壁にはチャンバ側張り出し部材が設けられているので、チャンバ底部と上部との雰囲気を遮蔽できる。処理槽から溢れた処理液は、処理槽側張り出し部材とチャンバ側張り出し部材の下向き傾斜面に沿ってチャンバ底部へと案内されるので、処理液の排出も円滑に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図であり、図２は、遮蔽部材の要部を示した一部拡大縦断面図である。
【００１５】
本実施例に係る基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留し、起立姿勢とされた複数枚の基板Ｗを収容可能に構成されている。処理槽１の底部には、複数枚の基板Ｗが整列されている方向（紙面方向）に沿って長軸を有し、処理液を供給するための二本の噴出管７が配設されている。各噴出管７には、供給管９の一端側が接続され、供給管９の他端側は、処理液供給源１５に連通接続されており、その流量が供給管９に設けられ、制御弁からなる処理液弁１７で制御される。処理液供給源１５は、フッ化水素酸（ＨＦ）や、硫酸・過酸化水素水（Ｈ２ＳＯ４，Ｈ２Ｏ２）の混合液などの薬液や、純水などを処理液として供給管９に供給する。
【００１６】
なお、上記の噴出管７が本発明における処理液供給手段に相当する。
【００１７】
処理槽１は、その周囲がチャンバ２７で囲われている。チャンバ２７は、上部に開閉自在の上部カバー２９を備えている。起立姿勢で複数枚の基板Ｗを保持するリフタ３１は、チャンバ２７の上方にあたる「待機位置」と、処理槽１の内部にあたる「処理位置」と、処理槽１の上方であってチャンバ２７の内部にあたる「乾燥位置」とにわたって移動可能である。
【００１８】
なお、リフタ３１が本発明における支持機構に相当する。
【００１９】
上部カバー２９の下方であってチャンバ２７の上部内壁には、一対の溶剤ノズル３３と、一対の不活性ガスノズル３４とが配設されている。溶剤ノズル３３には、供給管３５の一端側が連通接続されている。その他端側は、蒸気発生タンク３７に連通接続されている。この供給管３５には、その上流側から順に、溶剤蒸気の流量を調整するための制御弁からなる蒸気弁３８と、溶剤蒸気を加熱するためのインラインヒータ４０とが配設されている。なお、供給管３５は、従来装置の供給管よりも大径（９．５２ｍｍ程度）で構成され、供給管３５の中における溶剤蒸気の流路抵抗を小さくして溶剤ノズル３３への溶剤蒸気の供給が円滑に行われるようにされている。供給管３５がインラインヒータ４０を備えていることにより、発生された溶剤蒸気が供給管３５で凝縮することを軽減でき、溶剤濃度が低下することを防止できる。
【００２０】
なお、上記の溶剤ノズル３３が本発明における溶剤蒸気供給手段に相当し、不活性ガスノズル３４が本発明における不活性ガス供給手段に相当する。
【００２１】
蒸気発生タンク３７は、蒸気発生空間である内部空間を所定温度に温調したり、加熱して溶剤の蒸気を発生させたりする。蒸気発生タンク３７の内部空間には、溶剤を供給するための溶剤供給源４３が連通接続されている。この例では、溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が利用されている。なお、溶剤としては、ＩＰＡの他に、例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を利用できる。
【００２２】
不活性ガスノズル３４には、供給管４５の一端側が連通接続されている。その他端側は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源４７に連通接続されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２）が挙げられる。不活性ガスの供給量は、不活性ガス弁４９によって調整される。不活性ガス弁４９の下流側には、インラインヒータ５０が取り付けられている。このインラインヒータ５０は、不活性ガス供給源４７からの不活性ガスを所定温度に加熱する。
【００２３】
処理槽１の底部には、排出口５７が配設されている。この排出口５７には、ＱＤＲ弁５９が取り付けられている。このＱＤＲ弁５９から処理槽１内の処理液を排出すると、処理液がチャンバ２７内の底部に一旦排出される。チャンバ２７の底部には、排出管６３が取り付けられ、この排出管６３には排液弁６５が取り付けられている。
【００２４】
チャンバ２７内下部の一部位には、排気管６７が配設されている。その端部には、本発明における減圧手段に相当する真空ポンプ６９が取り付けられている。排気管６７には、制御弁からなる排気弁７１が取り付けられている。また、チャンバ２７には、減圧状態を解消するための制御弁からなる呼吸弁７３が取り付けられている。
【００２５】
上述した処理槽１の全外周面であって、処理槽１から処理液が溢れ出す側壁にあたる外側壁７５と、チャンバ２７の全内周面にあたる内側壁７７との間に位置する空間には、遮蔽部材７９が取り付けられている。
【００２６】
この遮蔽部材７９は、処理槽側張り出し部材８１と、チャンバ側張り出し部材８３とを備えている。これらは、処理液の付着及び乾燥によるパーティクル発生源となるのを防止するための、疎水性（撥水性）の材料で構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル：Polyvinyl Chloride）などの合成樹脂や、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂が挙げられる。なお、材料自体が疎水性でなくても、その表面全体に疎水性材料が塗布された構成としてもよい。
【００２７】
処理槽側張り出し部材８１は、処理槽１の外側面７５の高さ方向において、処理槽１の上縁に近い位置に設けられていることが好ましい。また、処理槽側張り出し部材８１は、縦断面が楔形を呈し、その上面が外側に向かって下がってゆく下向き傾斜面８５を形成している。また、チャンバ側張り出し部材８３は、処理槽側張り出し部材８１と同様の構成であり、上面が、内側に向かって下がってゆく下向き傾斜面８７を形成している。このように、処理槽側張り出し部材８１が処理槽１の上縁に近い位置に配設されている関係上、処理槽１から溢れた処理液が遮蔽部材７９に対して激しくぶつかることがないので、処理液の飛散自体を抑制することができる。
【００２８】
また、処理槽側張り出し部材８１とチャンバ側張り出し部材８３とは、互いの先端部が異なる高さにて重複して配置されている。つまり、処理槽側張り出し部材８１の先端部は、チャンバ側張り出し部材８３の先端部よりもチャンバ２７側に位置し、チャンバ側張り出し部材８３の先端部は、処理槽側張り出し部材８１の先端部よりも処理槽１側に位置している。さらに、処理槽側張り出し部材８１とチャンバ側張り出し部材８３とは、互いの先端部が接触することなく、所定の間隙ｇを有する位置関係で配設されている。この所定の間隙ｇは、処理槽１から溢れた処理液が滞留することなく円滑に流下させられる程度の大きさに設定されている。このようなラビリンス構造としているので、チャンバ２７底部に生じたパーティクルがチャンバ２７上部へと漂うことをさらに効果的に防止することができる。
【００２９】
なお、この例では、処理槽側張り出し部材８１がチャンバ側張り出し部材８３よりも上方に配設されているが、それらの高さ方向の位置関係が入れ替わっていてもよい。
【００３０】
上述した処理液弁１７、上部カバー２９、リフタ３１、蒸気発生タンク３７、蒸気弁３８、インラインヒータ４０、不活性ガス弁４９、インラインヒータ５０、ＱＤＲ弁５９、排液弁６５、真空ポンプ６９などの動作は、本発明における制御手段に相当する制御部８９によって統括的に制御される。  
【００３１】
次に、図３を参照して、上述した構成の装置についての動作を説明する。なお、図３は、動作を示したフローチャートである。
【００３２】
ステップＳ１〜Ｓ３
上部カバー２９を開放した状態で、基板Ｗを支持したリフタ３１を待機位置から乾燥位置へと下降させ、上部カバー２９を閉止させる。そして、処理液弁１７を開放させて、薬液を含む処理液を処理槽１に供給する。次いで、リフタ３１を処理位置にまで下降させて、基板Ｗを処理液に浸漬させる。これを所定時間だけ維持させた後、処理液供給源１５から純水だけを処理液として処理槽１に供給させる。なお、これらの処理の際には、処理槽１の上縁から処理液が溢れるが、チャンバ２７の底部に直接落ちることなく、遮蔽部材７９を介してチャンバ２７の底部に貯留される。そして、排出管６３を通してチャンバ２７外へ排出される。この水洗処理を所定時間だけ行って基板Ｗに対して洗浄を行わせる。
【００３３】
ステップＳ４
水洗処理が終わった後、処理液弁１７を閉止して処理液としての純水の供給を停止させるとともに、ＱＤＲ弁５９を開放して、処理槽１内の純水を急速排水させる。その後、不活性ガス弁４９を開放させて、不活性ガスをチャンバ２７内に供給させ、チャンバ２７内の酸素をパージする。このとき、チャンバ２７に供給された不活性ガスは、チャンバ２７のうち、遮蔽部材７９で雰囲気遮断された上部だけに供給され、一部が遮蔽部材７９の間隙ｇを通って排出されるが、遮蔽部材７９によって不活性ガスが供給されるべき体積が従来装置よりも減少しているので、チャンバ２７内における流速が速くなり、チャンバ２７底部に存在しているパーティクルが上方へ浮遊してくるのを従来よりも効果的に抑え込むことができる。
【００３４】
ステップＳ５
インラインヒータ４０を加熱状態とするとともに、蒸気弁３８を開放して、所定流量でイソプロピルアルコール蒸気を溶剤ノズル３３からチャンバ２７内に供給させる。これにより、チャンバ２７内がイソプロピルアルコールの蒸気雰囲気とされる。さらに、真空ポンプ６９を作動させ、チャンバ２７内を減圧する。
【００３５】
ステップＳ６，Ｓ７
真空ポンプ６９を停止させてチャンバ２７の減圧を維持させた状態とし、リフタ３１を乾燥位置にまで上昇させる。この状態を所定時間だけ維持させ、溶剤蒸気を基板Ｗに対して凝縮させ、基板Ｗに付着している処理液を溶剤で置換させる。
【００３６】
ステップＳ８
真空ポンプ６９を作動させ、最大排気が可能となった状態において再び減圧を開始させる。さらに、不活性ガス弁４９を調節して、インラインヒータ５０を介して加熱した不活性ガスを所定流量で不活性ガスノズル３４から供給する。これにより、基板Ｗに付着している溶剤を揮発させて基板Ｗを乾燥させる。
【００３７】
ステップＳ９，Ｓ１０
不活性ガス弁４９及び真空ポンプ６９を停止させるとともに、呼吸弁７３を開放してチャンバ２７内を大気圧に戻す。そして、上部カバー２９を開放するとともに、リフタ３１を待機位置に上昇させる。
【００３８】
上述したようにして基板処理装置のチャンバ２７内において基板Ｗに対する処理が行われるが、処理槽１の外側壁７５とチャンバ２７の内側壁との間にある空間には、遮蔽部材７９が設けられているので、処理槽１から溢れ、チャンバ２７の底部に処理液が落下することで飛散したパーティクルは、チャンバ２７底部から上部へ向かうことなくチャンバ２７底部に抑え込まれる。したがって、処理中に生じたパーティクルによって基板Ｗが汚染されることを防止することができ、基板Ｗを清浄に処理することができる。また、制御部８９が上述したように各部を操作することにより、基板Ｗに処理液による処理を行わせた後、清浄な環境で基板Ｗを乾燥させることができる。
【００３９】
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。
【００４０】
（削除）
【００４１】
（削除）
【００４２】
（削除）
【００４３】
（１）上述した実施例では、溶剤ノズル３３、不活性ガスノズル３４、真空ポンプ６９を備え、基板Ｗを処理液で処理した後に乾燥処理を行う構成としているが、これらを備えていない装置であっても本発明を適用することができる。換言すると、処理液による処理だけを行う装置であっても、チャンバ２７内にパーティクルが浮遊し難いので、基板Ｗの搬入出時に基板Ｗが汚染されるのを防止することができる。
【００４４】
（２）上述した実施例では、処理槽側張り出し部材８１とチャンバ側張り出し部材８３をそれぞれ一つずつ備えているが、それぞれ二つずつあるいはそれ以上備えた構成としてもよい。上述した変形例では、処理槽側張り出し部材８１Ａを複数段備える構成としてもよい。
【００４５】
（３）上述した実施例では、処理槽側張り出し部材８１とチャンバ側張り出し部材８３の縦断面形状を楔形としているが、本発明はこのような形状に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】遮蔽部材の要部を示した一部拡大縦断面図である。
【図３】動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
７  …  噴出管
２７  …  チャンバ
３１  …  リフタ
３３  …  溶剤ノズル
３４  …  不活性ガスノズル
６９  …  真空ポンプ
７９，７９Ａ  …  遮蔽部材
８１  …  処理槽側張り出し部材
８３  …  チャンバ側張り出し部材
８３，８５  …  下向き傾斜面
ｇ  …  間隙
８９  …  制御部
【図１】
0004994133.tif 000002
【図２】
0004994133.tif 000003
【図３】
0004994133.tif 000004