(57)【要約】【課題】基板処理装置において、基板の汚染や処理の不均一性や処理速度の低下を防止すること。【解決手段】本発明では、基板処理装置(1)において、貯留した処理液に基板（ウエハ(2)）を浸漬させて基板（ウエハ(2)）の処理を行う処理槽(21)と、前記基板（ウエハ(2)）に向けて処理液を供給して前記処理槽(21)の内部で処理液の上昇流を形成するために前記処理槽(21)に設けた一対の処理液供給部(25,26)と、前記処理液をオーバーフローさせるために前記処理槽(21)の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口(34,35)と、前記処理液の上昇流を、前記排出口(34,35)から排出させる流れと、前記処理槽(21)の側壁(23,24)に沿って還流させる流れとに分流するために前記処理槽(21)の上部に前記処理槽(21)の側壁(23,24)よりも内側に向けて突出して形成した突起(36,37)とを設けることにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留した処理液に基板を浸漬させて基板の処理を行う処理槽と、
前記基板に向けて処理液を供給して前記処理槽の内部で処理液の上昇流を形成するために前記処理槽に設けた一対の処理液供給部と、
前記処理液をオーバーフローさせるために前記処理槽の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口と、
前記処理液の上昇流を、前記排出口から排出させる流れと、前記処理槽の側壁に沿って還流させる流れとに分流するために前記処理槽の上部に前記処理槽の側壁よりも内側に向けて突出して形成した突起と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
貯留した処理液に基板を浸漬させて基板の処理を行う処理槽と、
前記基板に向けて処理液を供給して前記処理槽の内部で処理液の上昇流を形成するために前記処理槽に設けた一対の処理液供給部と、
前記処理液をオーバーフローさせるために前記処理槽の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口と、
前記基板の上端近傍の高さに前記処理槽の側壁よりも内側に向けて突出して形成した突起と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
前記突起の上端を前記排出口の下端に連続して形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記突起の上端と前記排出口の下端とで形成される角度が１８０度以上であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記突起の上端と前記排出口の下端とを一直線状に形成したことを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記突起の上端と水平面とで形成される角度が５度〜７０度であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記排出口の下端と水平面とで形成される角度が５度〜７０度であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記突起が、前記基板の中心部近傍で上昇し前記処理液の液面近傍を流れて前記排出口から排出される流れと、前記基板の中心部よりも外側で上昇し前記処理槽の側壁に沿って下降して前記処理槽の内部に還流される流れとに分流することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関するものであり、特に、貯留した処理液に基板を浸漬させて基板の処理を行う処理槽の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウエハやガラス基板などの基板に対してエッチングや洗浄などの各種処理を施すために基板処理装置が広く利用されている。この基板処理装置としては、処理槽にエッチング液や洗浄液などの処理液を貯留しておき、基板支持体で支持した複数枚の基板を処理槽内の処理液に浸漬させて、複数枚の基板を同時に処理する基板処理装置が知られている。
【０００３】
この基板処理装置では、処理槽の下部に左右一対のノズルを配設するとともに、処理槽の上部を開口し、ノズルから供給した処理液を処理槽の上部開口からオーバーフローさせていた。
【０００４】
ところが、上記基板処理装置では、ノズルから供給された処理液が処理槽内を上昇するとともに処理槽の上部開口近傍の液面に沿って流れた後に一部が処理槽の上端縁部を乗り越えてオーバーフローするものの、一部の処理液が処理槽の上端縁部に衝突してオーバーフローせずに処理槽の側壁に沿って下降し処理槽の内部に流れ込むことがあった。
【０００５】
このように、処理槽の上部開口近傍の液面に沿って流れた処理液が再び処理槽の内部に流れ込んでしまうと、液面付近で処理槽外部の粉塵や薬液ミストなどの異物が処理液に混入したり、液面付近で処理槽外部の空気（酸素）が処理液に混入してしまい、これらの異物や空気などが処理液とともに処理槽の内部に混入し、基板に異物が付着して基板が汚染されたり、基板の処理が不均一となったり処理速度が低下してしまうおそれがあった。
【０００６】
そのため、特許文献１に開示されている従来の基板処理装置では、図６に示すように、処理槽101の下部に左右一対のノズル102,103を設け、ノズル102,103から供給した処理液を処理槽101に貯留し、基板保持体104で保持した基板105を処理液に浸漬させて基板105の処理を行うとともに、処理槽101の上端部に外側へ向けて張り出し部106,107を形成し、処理槽101の上部開口近傍の液面に沿って流れた処理液を張り出し部106,107から排出するように構成していた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１７９７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記特許文献１に係る基板処理装置では、処理槽101の上端部に単に張り出し部106,107だけを形成していたために、処理槽101の内部において処理液が図６に模式的に示すように流れ、基板105の左右中心部分近傍において上昇し処理液の液面近傍で液面に沿って中心から外方へ横向きに流れる処理液（矢印108,109で示すように流れる処理液）が、基板105の中心部近傍よりも左右外側部分において上昇し処理液の液面よりも下方を流れる処理液（矢印110,111,112,113で示すように流れる処理液）と張り出し部106,107の近傍で衝突してしまい、張り出し部106,107の近傍で処理液の流れに淀みが生じていた。
【０００９】
その結果、上記特許文献１に係る基板処理装置では、処理液の液面近傍で液面に沿って中心から外方へ横向きに流れる処理液（矢印109で示すように流れる処理液）、すなわち、液面近傍で異物や空気などが混入した処理液が、張り出し部106,107から排出されずに、処理槽101の内部に流れ込んでしまい、これにより、基板の汚染や処理の不均一性や処理速度の低下を招くおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、請求項１に係る本発明では、基板処理装置において、貯留した処理液に基板を浸漬させて基板の処理を行う処理槽と、前記基板に向けて処理液を供給して前記処理槽の内部で処理液の上昇流を形成するために前記処理槽に設けた一対の処理液供給部と、前記処理液をオーバーフローさせるために前記処理槽の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口と、前記処理液の上昇流を、前記排出口から排出させる流れと、前記処理槽の側壁に沿って還流させる流れとに分流するために前記処理槽の上部に前記処理槽の側壁よりも内側に向けて突出して形成した突起とを設けることにした。
【００１１】
また、請求項２に係る本発明では、基板処理装置において、貯留した処理液に基板を浸漬させて基板の処理を行う処理槽と、前記基板に向けて処理液を供給して前記処理槽の内部で処理液の上昇流を形成するために前記処理槽に設けた一対の処理液供給部と、前記処理液をオーバーフローさせるために前記処理槽の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口と、前記基板の上端近傍の高さに前記処理槽の側壁よりも内側に向けて突出して形成した突起とを設けることにした。
【００１２】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記突起の上端を前記排出口の下端に連続して形成することにした。
【００１３】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記突起の上端と前記排出口の下端とで形成される角度が１８０度以上であることにした。
【００１４】
また、請求項５に係る本発明では、前記請求項３に係る本発明において、前記突起の上端と前記排出口の下端とを一直線状に形成することにした。
【００１５】
また、請求項６に係る本発明では、前記請求項１〜請求項５のいずれかに係る本発明において、前記突起の上端と水平面とで形成される角度が５度〜７０度であることにした。
【００１６】
また、請求項７に係る本発明では、前記請求項１〜請求項６のいずれかに係る本発明において、前記排出口の下端と水平面とで形成される角度が５度〜７０度であることにした。
【００１７】
また、請求項８に係る本発明では、前記請求項１〜請求項７のいずれかに係る本発明において、前記突起が、前記基板の中心部近傍で上昇し前記処理液の液面近傍を流れて前記排出口から排出される流れと、前記基板の中心部よりも外側で上昇し前記処理槽の側壁に沿って下降して前記処理槽の内部に還流される流れとに分流することにした。
【発明の効果】
【００１８】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１９】
すなわち、本発明では、処理槽の上端部に傾斜状の排出口を形成するとともに、処理槽の側壁に内側に向けて突出させた突起を形成しているために、処理槽の上部において液面と平行に流れる処理液を突起によって液面近傍の流れと液面よりも下方の流れとに分けることができる。
【００２０】
そのため、本発明では、排出口の下端部において処理液の流れに淀みを生じさせることがなく、液面近傍を流れる処理液を円滑に排出口から排出することができるとともに、液面よりも下方を流れる処理液を処理槽の内部に還流させることができ、これにより、処理液を無駄に排出することなく、基板の汚染や処理の不均一性や処理速度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の具体的な実施例について、半導体ウエハ（基板）のエッチング処理や洗浄処理を行う基板処理装置を例に挙げて図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示すように、基板処理装置１は、複数枚の半導体ウエハ（以下、「ウエハ２」という。）を収容したキャリア３の搬入及び搬出を行うキャリア搬入出部４と、キャリア３に収容されたウエハ２の搬入及び搬出を行うウエハ搬入出部５と、ウエハ２の処理を行うウエハ処理部６とで構成している。
【００２３】
キャリア搬入出部４は、キャリア３を載置するキャリアステージ７に密閉状の開閉扉８を形成し、この開閉扉８の内側にキャリア搬送機構９とキャリアストック10とキャリア載置台11を配設している。
【００２４】
そして、キャリア搬入出部４では、キャリア搬送機構９によってキャリアステージ７に載置されたキャリア３を必要に応じてキャリアストック10に一時的に保管するとともに、キャリア載置台11に搬入するようにしている。また、キャリア搬入出部４では、ウエハ処理部６で処理が完了したウエハ２が収容されたキャリア３に対し、搬入時とは逆に、キャリア載置台11に載置されたキャリア３を必要に応じてキャリア搬送機構９によってキャリアストック10に一時的に保管するとともに、キャリアステージ７に搬出するようにしている。
【００２５】
ウエハ搬入出部５は、キャリア搬入出部４との間に密閉状の開閉扉12を形成するとともに、この開閉扉12の内側にウエハ搬入出機構13とウエハ搬送機構14の始端部とを配設している。
【００２６】
そして、ウエハ搬入出部５では、キャリア搬入出部４のキャリア載置台11に載置したキャリア３に収容されたウエハ２をウエハ搬入出機構13によってウエハ搬送機構14に搬入するとともに、ウエハ搬送機構14によってウエハ処理部６にウエハ２を搬送し、一方、ウエハ処理部６で処理が完了したウエハ２をウエハ搬送機構14によってウエハ処理部６からウエハ搬入出機構13に搬送するとともに、ウエハ搬入出機構13によってウエハ搬送機構14からキャリア搬入出部４のキャリア載置台11に載置したキャリア３に搬出するようにしている。
【００２７】
ウエハ処理部６は、ウエハ２の洗浄処理を行う第１〜第３のウエハ洗浄装置15,16,17と、ウエハ２の洗浄処理及び乾燥処理を行うウエハ洗浄乾燥装置18と、ウエハ搬送機構14に設けたウエハ２を保持する保持体19の洗浄を行う洗浄装置20とを並べて配設するとともに、これら各装置15,16,17,18,20に沿ってウエハ搬送機構14を配設している。
【００２８】
そして、ウエハ処理部６では、ウエハ搬送機構14によってウエハ搬入出部５からウエハ２を第１〜第３のウエハ洗浄装置15,16,17やウエハ洗浄乾燥装置18に搬送して、ウエハ２の洗浄処理や乾燥処理を行い、その後、処理後のウエハ２をウエハ搬送機構14によってウエハ搬入出部５へ再び搬送するようにしている。また、ウエハ処理部６では、ウエハ搬送機構14の保持体19を洗浄装置20で洗浄して、保持体19に付着した汚染物がウエハ２に転写しないようにしている。
【００２９】
このウエハ処理部６では、図２及び図３に示すように、処理槽21にウエハ２を処理するためのエッチング液や洗浄液などの処理液を貯留し、複数枚のウエハ２を昇降自在のウエハ保持体22で処理槽21の内部の処理液に浸漬させて、複数枚のウエハ２を同時に処理するようにしている。
【００３０】
処理槽21は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製で上方を開口した矩形箱型状に形成しており、左右の側壁23,24の下部に処理液を供給するための左右一対の処理液供給部25,26を形成している。なお、処理液供給部25,26（供給ノズル29,30）は、処理槽21の左右に少なくとも一対設けていればよく、処理槽21の左右に一対以上設けてもよい。
【００３１】
この処理液供給部25,26は、処理槽21の左右の側壁23,24の外側に処理液供給体27,28を取付けるとともに、処理槽21の左右の側壁23,24の内側に供給ノズル29,30を取付け、処理液を処理液供給体27,28を介して供給ノズル29,30の噴出口31から処理槽21の内部に向けて供給するようにしている。
【００３２】
また、処理槽21は、左右の側壁23,24の上端縁部に側壁23,24よりも外側に向けて前低後高の傾斜状に排出口34,35を形成するとともに、この排出口34,35の下端部（入口部分）よりも下方位置であってウエハ２の上端近傍位置に側壁23,24よりも内側に向けて突出させた突起36,37を形成している。なお、排出口34,35や突起36,37は、左右の側壁23,24の上端縁部だけに形成してもよく、また、必要に応じて処理槽21の前後の側壁32,33の上端縁部に形成してもよい。
【００３３】
この処理槽21では、図４に示すように、左右の処理液供給部25,26の供給ノズル29,30から処理液が上下に噴出することで、供給ノズル29,30の前方において矢印A,Bで示す処理液の流れが形成されるとともに、ウエハ２の左右中心部分近傍において矢印Ｃで示す処理液の上昇流とウエハ２の中心部近傍よりも左右外側部分において矢印Ｄで示す処理液の上昇流とが形成され、さらには、処理槽21の上部において矢印Ｅで示す処理液の液面近傍で液面に沿って中心から外方へ横向きに流れる処理液の流れと、処理槽21の上部において矢印Ｆで示す処理液の液面よりも下方を中心から外方へ横向きに流れる処理液の流れとが形成される。
【００３４】
そして、上記処理槽21では、左右の側壁23,24に突起36,37を形成しているために、左右の側壁23,24の上端部において矢印Ｅ及び矢印Ｆで示すように中心から外方へ横向きに流れる処理液が左右の側壁23,24に形成した突起36,37の前端部に衝突し、突起36,37によって処理液の流れが矢印Ｅで示す処理液の流れと矢印Ｆで示す処理液の流れとに明確に分けられ、矢印Ｅで示すように流れる処理液が矢印Ｇで示すように突起36,37の上方を流れて排出口34,35からオーバーフローして処理槽21の外部に排出され、一方、矢印Ｆで示すように流れる処理液が矢印Ｈで示すように突起36,37の下方を流れて処理槽21の左右の側壁23,24に沿って処理槽21の内部に還流される。なお、処理槽21の内部に還流された処理液は、供給ノズル29,30から供給された処理液とともにウエハ２の左右中心部分又はその外側部分において再び上昇流となる。
【００３５】
したがって、処理槽21に形成した突起36,37は、処理槽21の内部で上昇した後に処理槽21の上端開口近傍で中心から外方へ横向きに流れる処理液を、処理液の液面近傍で液面に沿って横向きに流れる処理液の流れと液面よりも下方で横向きに流れる処理液の流れとに二層に分流し、上層の処理液を排出口34,35から排出するとともに、下層の処理液を処理槽21の内部に還流しており、分流体として機能している。
【００３６】
そのため、上記処理槽21では、排出口34,35の下端部において処理液の流れに淀みを生じさせることがなくなり、液面近傍を流れる処理液を円滑に排出口34,35から外部にオーバーフローさせることができるとともに、液面よりも下方を流れる処理液を無駄にオーバーフローさせることなく処理槽21の内部に還流させることができる。
【００３７】
上記処理槽21では、図５(a)に示すように、排出口35を直線状に傾斜させるとともに、突起37の上端部（上辺）を直線状に傾斜させ、排出口35の下端と突起37の上端とを連続して形成しているが、図５(b)に示すように、排出口35の下端と突起37の上端との間に間隙を形成してもよく、また、排出口35や突起37の上端部を曲線状に傾斜させてもよい。排出口35の下端と突起37の上端とを連続して形成した場合には、突起37の上端から排出口35の下端に向けて処理液を円滑に流すことができる。
【００３８】
また、図５(a)に示すように、排出口35の下端と突起37の上端とを一直線状に形成することで、処理液を突起37の上端から排出口35の下端に向けて円滑に流すことができるが、これに限られず、図５(c)に示すように、排出口35の下端と突起37の上端とで形成される角度αを１８０度以上に形成しても処理液を突起37の上端から排出口35の下端に向けて円滑に流すことができる。
【００３９】
さらに、図５(a)に示すように、突起37を上端部（上辺）と下端部（下辺）とで断面三角形状に形成した場合に限られず、図５(d)に示すように、突起37を上端部（上辺）と中途部と下端部（下辺）とで断面台形状に形成してもよく、また、断面円弧状に形成してもよい。
【００４０】
また、図５(c)に示すように、排出口35の下端と水平面との間で形成される角度βや突起37の上端と水平面との間で形成される角度γは、角度β,γが５度以下では、処理液が多量に排出されてしまい、一方、角度β,γが７０度以上では、処理液の流れに淀みが生じるおそれがあるため、５度〜７０度が好ましい。なお、処理槽21の側壁23,24よりも外側に張り出す処理液供給部25,26（処理液供給体27,28）よりも内側に排出口34,35の外側上端縁を位置させることで、処理槽21に排出口34,35を形成したことにより処理槽21の平面の占有面積が増大しても、基板処理装置１の占有面積（フットプリント）を増大させることがない。
【００４１】
以上に説明したように、上記基板処理装置１では、貯留した処理液にウエハ２を浸漬させてウエハ２の処理を行う処理槽21と、ウエハ２の中心方向に向けて処理液を供給して処理槽21の内部で処理液の上昇流を形成するために処理槽21に設けた一対の処理液供給部25,26と、処理液をオーバーフローさせるために処理槽21の上端部を外側に向けて傾斜状に形成した排出口34,35と、処理槽21の側壁23,24よりも内側に向けて突出して形成した突起36,37とを設けた構成となっている。
【００４２】
そのため、上記基板処理装置１では、処理槽21に設けた突起36,37が、処理液の上昇流を排出口34,35から排出させる流れと処理槽21の側壁23,24に沿って還流させる流れとに分流する分流体として機能し、ウエハ２の中心部近傍で上昇し処理液の液面近傍を流れて排出口34,35から排出される流れと、ウエハ２の中心部よりも外側で上昇し処理槽21の側壁23,24に沿って下降して処理槽21の内部に還流される流れとに分流することができる。
【００４３】
これにより、上記基板処理装置１では、排出口34,35の下端部において処理液の流れに淀みを生じさせることがなく、液面近傍を流れる処理液（処理槽21の下部から異物や空気が混入した処理液）を円滑に排出口34,35から排出することができるとともに、液面よりも下方を流れる処理液（異物や空気が混入していない処理液）を処理槽21の内部に還流させることができるので、処理液を無駄に排出することなく、ウエハ２の汚染や処理の不均一性や処理速度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】基板処理装置を示す平面図。
【図２】処理槽を示す正面図。
【図３】同側面図。
【図４】処理槽の内部の処理液の流れを示す模式図。
【図５】排出口及び突起を示す拡大断面図。
【図６】従来の処理槽の内部の処理液の流れを示す模式図。
【符号の説明】
【００４５】
１  基板処理装置                      ２  ウエハ
３  キャリア                          ４  キャリア搬入出部
５  ウエハ搬入出部                    ６  ウエハ処理部
７  キャリアステージ                  ８  開閉扉
９  キャリア搬送機構                  10  キャリアストック
11  キャリア載置台                    12  開閉扉
13  ウエハ搬入出機構                  14  ウエハ搬送機構
15〜17  第１〜第３のウエハ洗浄装置    18  ウエハ洗浄乾燥装置
19  保持体                            20  洗浄装置
21  処理槽                            22  ウエハ保持体
23,24  側壁                           25,26  処理液供給部
27,28  処理液供給体                   29,30  供給ノズル
31  噴出口                            32,33  側壁
34,35  排出口                         36,37  突起
【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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