(57)【要約】【課題】基板保持手段の保持部の保持溝にパーティクルが蓄積することを防止することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】処理液を貯留する処理槽と、鉛直姿勢で水平方向に配列された複数の基板の最下端部および両側の各下端部をそれぞれ保持する第１保持部２０および第２、第３保持部を有し複数の基板を処理槽の内部に保持する基板保持具と、処理槽の底部近傍に設けられた吐出口から処理液を吐出する一対の吐出管とを備え、基板保持具の第１保持部２０および第２、第３保持部に、保持溝２０ａの溝底から保持部の側面に貫通する複数の貫通細孔２０ｂを、処理槽内に生じる処理液の流れに沿った方向に穿設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を貯留する処理槽と、
基板の下端部を保持する複数の保持溝が形設された複数の保持部を有し、複数の基板をそれぞれ鉛直姿勢で互いに平行にかつ水平方向に配列させた状態で前記処理槽の内部に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持される複数の基板の配列方向に沿って配設され、前記処理槽の底部近傍に設けられた吐出口から前記処理槽の内部中央に向けて処理液をそれぞれ吐出する一対の処理液供給手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記基板保持手段の保持部に、その各保持溝の溝底から保持部の側面にそれぞれ貫通する複数の貫通細孔を、前記処理槽内に生じる処理液の流れに沿った方向に穿設し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、
前記基板保持手段の複数の保持部は、基板の最下端部を保持する第１保持部、ならびに、基板の、最下端部に対して両側の各下端部をそれぞれ保持する第２保持部および第３保持部であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記第１保持部に、その各保持溝の溝底から第１保持部の側面に貫通する複数の貫通細孔が穿設されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の基板処理装置において、
前記第２保持部および第３保持部に、その各保持溝の溝底から第２保持部および第３保持部の各側面にそれぞれ貫通する複数の貫通細孔がそれぞれ穿設されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記貫通細孔は、その一端開口から他端開口に向かって孔径が漸次増大するテーパー孔であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記貫通細孔は、その一端開口から他端開口に向かう途中で孔径が大きくなる段付き孔であ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】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板、電子デバイス基板等の各種の基板を処理液に浸漬させて洗浄、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】
処理槽内に貯留された処理液中に半導体デバイス等の基板を浸漬させて洗浄、エッチング等の処理を行う基板処理装置においては、基板保持具（リフタ）によって複数枚の基板を保持し、その基板保持具を処理槽の内部と処理槽の上方位置との間で上下方向へ移動させて、複数枚の基板を保持した状態で基板保持具を処理槽内へ上面開口を通し挿入することにより、処理槽内の処理液中に基板を浸漬させて処理する。基板保持具は、複数枚の基板をそれぞれ鉛直姿勢で保持することができるように、水平方向に延びる第１保持部と、その第１保持部に対して左右両側にそれぞれ設けられ第１保持部と平行に水平方向に延びる第２保持部および第３保持部を有している。各保持部には、基板の周縁部と係合する複数の保持溝がそれぞれ形設されている。そして、第１保持部で各基板の最下端部がそれぞれ支持され、第２保持部および第３保持部で各基板の、最下端部に対して左右両側の各下端部がそれぞれ支持されて、複数枚の基板が互いに平行に僅かな間隔をあけて水平方向に配列され保持される。
【０００３】
処理槽の底部近傍には左右両側に、基板保持具に保持される複数の基板の配列方向に沿って延びるように一対の吐出管が配設されている。吐出管には、その軸線方向に沿って複数のスリット状の吐出口が直線上に配列して形成されている。吐出管の吐出口は、処理槽の内部中央方向にかつ斜め下方に向いて開口している。吐出管は、処理液供給管を通して純水や薬液の処理液供給源に流路接続されている。そして、処理液供給源から吐出管へ処理液が連続して供給されると、吐出管の吐出口から処理槽内へ処理液が吐出され、処理槽内が処理液で満たされて、処理槽の上端口から処理液が溢れ出る状態となる。例えば、基板を水洗する場合には、処理槽の内部に純水を満たして処理槽の上端口から処理液が溢れ出る状態とし、複数枚の基板を保持した基板保持具を処理槽内へ挿入して処理槽内の純水中に基板を浸漬させる。
【０００４】
図７は、バッチ式洗浄槽の概要を示す模式図である。図７に示したように、処理槽１の内部へ一対の左・右の吐出管２、２の各吐出口から槽内中央方向に向けて斜め下向きにそれぞれ吐出された処理液は、処理槽１の底部中央付近でぶつかり合って上向きに流れの方向を変え、上昇流となって処理槽内を流動する。そして、処理槽１内の処理液は、処理槽１内を循環して流動し、その一部が処理槽１の上端口からオーバーフローする。基板Ｗの表面に付着したパーティクルは、処理液中に拡散していき、処理槽１内からの溢流に伴って処理槽１外へ排出され、処理が進むにつれて徐々に減少していくが、この過程で、パーティクルは、処理槽１０内の循環流と共に処理槽１内を循環する。この際に、基板保持具の第１保持部３の保持溝や第２、第３保持部４、４の保持溝で処理液流れの滞留を生じることにより、処理液中に浮遊するパーティクルが第１保持部３の保持溝や第２、第３保持部４、４の保持溝に蓄積する可能性があった。また、石英製の保持部３、４と基板Ｗとの擦れによってパーティクルが発生し、そのパーティクルが保持部３、４の保持溝に蓄積する可能性もあった。
【０００５】
上記したように基板保持具の保持部３、４の保持溝にパーティクルが蓄積する不都合を解消するために、保持溝の底部に排液貫通路を形成する、といった技術事項が開示されている。そのような保持部に形成された排液貫通路を通じて保持溝に残る処理液の流れを良くすることにより、保持溝からパーティクルを積極的に排出している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３１９４２１１号公報（第３頁、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されれている技術事項は、保持部の保持溝の底部から保持部の底面まで鉛直方向に排液貫通路を形成する、といったものである。このような構成によっては、処理槽１内を図７に示したように流動する処理液の流れとの関係からみて実際には、排液貫通路を通した処理液の流れが生じにくい。このため、保持部の保持溝からパーティクルを排出することは困難である。
【０００７】
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、基板保持手段の保持部の保持溝にパーティクルが蓄積することを防止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】
【０００８】
この発明は、処理槽内における処理液の流れを数値シミュレーションによって解析し、処理液の流動状態を把握することによってなし得たものである。すなわち、請求項１に係る発明は、処理液を貯留する処理槽と、基板の下端部を保持する複数の保持溝が形設された複数の保持部を有し、複数の基板をそれぞれ鉛直姿勢で互いに平行にかつ水平方向に配列させた状態で前記処理槽の内部に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持される複数の基板の配列方向に沿って配設され、前記処理槽の底部近傍に設けられた吐出口から前記処理槽の内部中央に向けて処理液をそれぞれ吐出する一対の処理液供給手段と、を備えた基板処理装置において、前記基板保持手段の保持部に、その各保持溝の溝底から保持部の側面にそれぞれ貫通する複数の貫通細孔を、前記処理槽内に生じる処理液の流れに沿った方向に穿設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の処理装置において、前記基板保持手段の複数の保持部が、基板の最下端部を保持する第１保持部、ならびに、基板の、最下端部に対して両側の各下端部をそれぞれ保持する第２保持部および第３保持部の３つの保持部であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の処理装置において、前記第１保持部に、その各保持溝の溝底から第１保持部の側面に貫通する複数の貫通細孔を穿設したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の処理装置において、前記第２保持部および第３保持部に、その各保持溝の溝底から第２保持部および第３保持部の各側面にそれぞれ貫通する複数の貫通細孔をそれぞれ穿設したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の処理装置において、前記貫通細孔を、その一端開口から他端開口に向かって孔径が漸次増大するテーパー孔としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の処理装置において、前記貫通細孔を、その一端開口から他端開口に向かう途中で孔径が大きくなる段付き孔としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の基板処理装置において、一対の処理液供給手段から処理槽の内部中央に向けてそれぞれ吐出された処理液は、槽内中央で両流れがぶつかった後、上昇流を形成し、一部は処理槽の上端口から溢流するが、処理槽の両側壁方向にそれぞれ向かって流動した後、下降流となって、処理槽内を循環しつつ流動する。
この処理装置における基板保持手段の保持部には、その保持溝の溝底から保持部の側面に貫通するように、処理槽内に生じる処理液の前記流れに沿った方向に貫通細孔が穿設されているので、処理槽内を循環し流動する処理液が貫通細孔内へ流入して貫通細孔内を流れ貫通細孔内から流出する、といった局部的流れを生じる。この処理液の局部的流れにより、保持部の保持溝からパーティクルが除去され保持溝にパーティクルを滞留させることがない。
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、基板保持手段の保持部の保持溝にパーティクルが蓄積する、といったことを防止することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の処理装置では、基板の最下端部を保持する第１保持部、ならびに、基板の、最下端部に対して両側の各下端部をそれぞれ保持する第２保持部および第３保持部の３つの保持部のそれぞれの保持溝にパーティクルが蓄積することが防止される。
【００１６】
請求項３に係る発明の処理装置では、一対の処理液供給手段からそれぞれ処理槽の内部中央に向けて吐出された処理液が槽内中央でぶつかり合って上昇流に転じる領域において、処理液が第１保持部の側面の開口から貫通細孔内へ流入して貫通細孔内を流れ貫通細孔内から保持溝の溝底の開口を通って流出する、といった局部的流れを生じる。このため、その処理液の局部的流れによって第１保持部の保持溝からパーティクルが除去され保持溝にパーティクルを滞留させることがない。
【００１７】
請求項４に係る発明の処理装置では、上昇流から反転して斜め下向きに流動する処理液の流れに対して交叉するように配置される第２保持部および第３保持部の各保持溝にそれぞれ、溝底から保持部の側面に貫通するように貫通細孔が穿設されているので、第２保持部および第３保持部の各保持溝の溝底の開口から貫通細孔内へ流入して貫通細孔内を流れ貫通細孔内から保持部の側面の開口を通って流出する、といった局部的流れをそれぞれ生じる。このため、それらの処理液の局部的流れによって第２保持部および第３保持部の各保持溝からパーティクルが除去され保持溝にパーティクルを滞留させることがない。
【００１８】
請求項５および請求項６に係る各発明の処理装置では、貫通細孔内をよりスムーズに処理液が流れるので、請求項１ないし請求項４に係る発明の上記効果がより確実に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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的断面図である。
【００２０】
この基板処理装置は、上面が開口し処理液を貯留する処理槽１０、および、複数枚の半導体ウエハ等の基板Ｗを保持する基板保持具（リフタ）１２を備える。基板保持具１２は、処理槽１０の内部へ基板Ｗを挿入して処理槽１０内の処理液中に基板Ｗを浸漬させ、また、処理槽１０内の処理液中から基板Ｗを引き上げて処理槽１０の上方位置へ基板Ｗを搬出する。
【００２１】
処理槽１０の上部外周には、処理槽１０の上端口から溢れ出た処理液が流入する液受け部１４が設けられている。処理槽１０の下部には、左右両側に一対の吐出管１６、１６が設けられている。各吐出管１６は、基板保持具１２に保持される複数枚の基板Ｗの配列方向に沿って（紙面に対して垂直方向に）延びるようにそれぞれ配設されている。吐出管１６には、処理槽１０の底部近傍に吐出口が設けられている。吐出口は、吐出管１６の軸線方向に沿って形成されており、例えば複数のスリット状の吐出口が直線上に配列して形成されている。そして、吐出管１６の吐出口は、処理槽１０の内部中央方向にかつ斜め下方に向いて開口しており、各吐出管１６の吐出口から処理槽１０の内部へ処理液が槽内中央方向に向けて斜め下向きにそれぞれ吐出される。
【００２２】
基板保持具１２は、鉛直方向に配設されたリフタ部１８、ならびに、このリフタ部１８の下端部分にそれぞれ取着されて互いに平行にかつ水平方向に配設された３つの保持部、すなわち、リフタ部１８の下端部分の中央に取着された第１保持部２０、および、リフタ部１８の下端部分の左・右にそれぞれ取着された第２保持部および第３保持部２２、２２を有している。リフタ部１８は、支持機構（図示せず）により支持されており、リフタ駆動装置（図示せず）により処理槽１０の内部と処理槽１０の上方位置との間で上下方向へ往復移動させられる。各保持部２０、２２、２２には、基板Ｗの周縁部と係合する複数の保持溝（図２ないし図５参照）がそれぞれ形設されている。そして、複数枚の基板Ｗは、その各最下端部を第１保持部２０でそれぞれ支持されるとともに、最下端部に対して両側の各下端部を第２保持部および第３保持部２２、２２でそれぞれ支持されて、基板保持具１２に鉛直姿勢で互いに平行に僅かな間隔をあけて水平方向に配列され保持される。
【００２３】
図２に、基板保持具１２に設けられる第１保持部２０の構成の１例を拡大断面図で示す。第１保持部２０には、その長手方向（紙面に対し垂直方向）に並んで複数の保持溝２０ａが形設されているが、その各保持溝２０ａの溝底から第１保持部２０の両側面にそれぞれ貫通する一対の貫通細孔２０ｂ、２０ｂが複数穿設されている。この貫通細孔２０ｂの孔径は、保持溝２０ａの幅寸法より大きくしてもよい。なお、図示例では、保持溝２０ａの溝底から第１保持部２０の両側面にそれぞれ貫通する一対の貫通細孔２０ｂ、２０ｂを穿設するようにしているが、１つの保持溝２０ａの溝底から第１保持部２０の一方の側面に貫通する１本の貫通細孔だけを形成するようにしてもよい。また、その場合に、隣り合う保持溝同士において、１つの保持溝の溝底から第１保持部２０の一方の側面に貫通する貫通細孔を形成し、その隣りの保持溝の溝底から第１保持部２０の他方の側面に貫通する貫通細孔を形成するようにして、複数の保持溝の溝底から第１保持部２０の両側面にそれぞれ貫通する貫通細孔を交互に形成するようにしてもよい。
【００２４】
ここで、左右一対の吐出管１６、１６からそれぞれ処理槽１０の内部中央に向けて斜め下向きに吐出された処理液は、図６に処理槽１０の下方部分を模式的に示したように、槽内中央で流れがぶつかり合って上昇流に転じるが、その領域Ａにおいて、第１保持部２０の両側面に対して処理液がそれぞれ斜め上向きに当たる。そして、図２中に矢印で示すように、第１保持部２０の付近において、第１保持部２０の両側面の開口からそれぞれ貫通細孔２０ｂ、２０ｂ内へ流入して貫通細孔２０ｂ、２０ｂ内を流れ貫通細孔２０ｂ、２０ｂ内から保持溝２０ａの溝底の開口を通って流出する、といった局部的流れを生じる。このため、その処理液の局部的流れにより、第１保持部２０の保持溝２０ａからパーティクルが除去され、また、保持溝２０ａにパーティクルが滞留することもなくなる。したがって、第１保持部２０の保持溝２０ａにパーティクルが蓄積することが防止される。
【００２５】
次に、図３に、基板保持具１２に設けられる第２保持部２２の構成の１例を拡大断面図で示す。なお、第３保持部２２は、第２保持部２２と左右対称形であるので、以下では、第２保持部についてだけ説明する。
第２保持部２２には、その長手方向（紙面に対し垂直方向）に並んで複数の保持溝２２ａが形設されており、その各保持溝２２ａの溝底から第２保持部２２の側面に貫通する貫通細孔２２ｂが複数穿設されている。この貫通細孔２２ｂの孔径は、保持溝２２ａの幅寸法より大きくしてもよい。また、１つの保持溝２２ａの溝底から第２保持部２２の側面に貫通する貫通細孔２２ｂを複数形成するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、図６に示したように、処理槽１０内において処理液が上昇流から反転して斜め下向きに流動する領域Ｂにおいて、処理液は、その流れの方向が第２保持部２２の保持溝２２ａの溝底面に対して交叉するように当たる。そして、図３中に矢印で示すように、第２保持部２２の付近において、第２保持部２２の保持溝２２ａの溝底の開口から貫通細孔２２ｂ内へ流入して貫通細孔２２ｂ内を流れ貫通細孔２２ｂ内から第２保持部２２の側面の開口を通って流出する、といった局部的流れを生じる。このため、その処理液の局部的流れにより、第２保持部２２の保持溝２２ａからパーティクルが除去され、また、保持溝２２ａにパーティクルが滞留することもなくなる。したがって、第２保持部２２の保持溝２２ａにパーティクルが蓄積することが防止される。
【００２７】
基板保持具１２の第１保持部２０および第２、第３保持部２２、２２にそれぞれ形成される貫通細孔は、図２および図３に示したストレート孔に限らず、種々の形状とすることができる。例えば、図４に示すように、第２保持部２４の保持溝２４ａの溝底から第２保持部２４の側面に貫通する貫通細孔２４ｂを、その一端開口から他端開口に向かって孔径が漸次増大するテーパー孔としたり、図５に示すように、第２保持部２６の保持溝２６ａの溝底から第２保持部２６の側面に貫通する貫通細孔２６ｂを、その一端開口から他端開口に向かう途中で孔径が大きくなる段付き孔としたりすることができる。このような孔形状とすることにより、貫通細孔２４、２６内をよりスムーズに処理液が流れることとなり、上記した作用効果がより確実に奏される。なお、図４および図５には第２保持部２４、２６の貫通細孔２４ｂ、２６ｂを示したが、第１保持部に形成される貫通細孔をテーパー孔や段付き孔とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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的断面図である。
【図２】図１に示した基板処理装置の構成要素の１つである基板保持具に設けられる第１保持部の構成の１例を示す拡大断面図である。
【図３】図１に示した基板処理装置の構成要素の１つである基板保持具に設けられる第２保持部の構成の１例を示す拡大断面図である。
【図４】第２保持部の別の構成例を示す拡大断面図である。
【図５】第２保持部のさらに別の構成例を示す拡大断面図である。
【図６】図１に示した基板処理装置の処理槽内における処理液の流れを説明するための図であって、処理槽の下方部分を示す模式図である。
【図７】従来のバッチ式洗浄槽の概要を示す模式図であって、処理槽内における処理液の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  処理槽
１２  基板保持具
１６  吐出管
１８  基板保持具のリフタ部
２０  基板保持具の第１保持部
２０ａ  第１保持部の保持溝
２０ｂ  第１保持部の貫通細孔
２２、２４、２６  第２保持部
２２ａ，２４ａ，２６ａ  第２保持部の保持溝
２２ｂ、２４ｂ、２６ｂ  第２保持部の貫通細孔
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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