特開 2024-9393 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024009393

(43)【公開日】2024-01-23

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20240116BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 J

H01L21/304 642F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110882

(22)【出願日】2022-07-11

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 光敏

(72)【発明者】

【氏名】山本 学

【テーマコード（参考）】

5F043

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F043AA10

5F043BB03

5F043EE06

5F043EE07

5F043EE09

5F043EE21

5F043EE35

5F043EE36

5F157AA73

5F157AB03

5F157AB13

5F157AB34

5F157AB46

5F157AB51

5F157AB62

5F157BB04

5F157BB79

5F157DB02

5F157DC86

(57)【要約】

【課題】リフターとの干渉を抑制しつつ基板の表面に均一に気泡を供給することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽の内部に上方へと向かう処理液の層流が形成され、その処理液中に基板Ｗが浸漬される。処理槽の内部には８本の気泡供給管５１が配置され、それら８本の気泡供給管５１は基板Ｗの下方から処理液中に気泡を供給する。８本の気泡供給管５１のうちの最も内側の２本をパンチングプレート６０の凹部６５の内側に配置し、それら２本の気泡供給管５１の高さ位置を他の気泡供給管５１の高さ位置よりも低くする。リフター２０が基板Ｗを浸漬位置にまで下降させたときにも、背板２２の先端部２２ａが気泡供給管５１に衝突することは防がれる。また、最も内側の２本の気泡供給管５１を含む８本の気泡供給管５１を設けているため、基板Ｗの表面に均一に気泡を供給することができる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に対して処理液による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、
前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理槽内に設けられ、前記処理液供給部から供給された処理液の層流を形成するパンチング板と、
基板を保持して昇降し、前記処理槽に貯留された処理液中に前記基板を浸漬するリフターと、
前記処理槽の内部にて前記パンチング板の上方に配置され、前記リフターに保持された前記基板の下方から前記処理槽に貯留された処理液に気泡を供給する複数の管状の気泡供給管と、
を備え、
前記パンチング板には凹部が形成され、
前記複数の気泡供給管の一部は前記凹部の内側に配置され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、
前記リフターの下端はＶ字型に形成され、
前記凹部は前記パンチング板の中央部に形成されることを特徴とする基板処理装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２記載の基板処理装置において、
前記複数の気泡供給管はフッ素樹脂にて形成され、
前記複数の気泡供給管のそれぞれを前記パンチング板の上方に支持する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、基板に対して処理液によるエッチング等の表面処理を行う基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、例えば、半導体基板、液晶表示装置用基板、flat panel display（ＦＰＤ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、または、太陽電池用基板などが含まれる。

【背景技術】

【0002】

従来より、半導体装置の製造工程では、半導体基板等の基板に対して種々の処理を行う基板処理装置が用いられている。そのような基板処理装置の１つとして、処理槽内に処理液を貯留し、その処理液中に複数の基板を一括して浸漬してエッチング処理等を行うバッチ式の基板処理装置が知られている。

【0003】

特許文献１には、処理槽内にて基板保持部に保持された複数の基板の下方に処理液を吐出する処理液吐出部と気泡を供給する気泡供給部とを設けることが開示されている。処理液の吐出に加えて気泡を処理液中に供給することにより、処理槽内における処理液の流速が速くなって基板の表面処理の効率が向上する。

【0004】

一方、近年は持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）への取り組みも注目されており、廃棄される処理液をなるべく低減する省液が求められている。このような要求に応えるべく、より少量の処理液で基板処理が可能な処理槽が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１０６２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような容量を削減した処理槽では、処理槽の寸法が小さくなっているため、気泡供給部の配置が制限される。具体的には、複数の基板を保持して昇降するリフターの可動範囲内に気泡供給部を設けることはできない。このため、気泡供給部の配置に偏りが生じ、その結果基板の表面に均一に気泡を供給することができなくなり、基板処理の面内均一性が損なわれるという問題が生じていた。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、リフターとの干渉を抑制しつつ基板の表面に均一に気泡を供給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】

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に対して処理液による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、前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給部と、前記処理槽内に設けられ、前記処理液供給部から供給された処理液の層流を形成するパンチング板と、基板を保持して昇降し、前記処理槽に貯留された処理液中に前記基板を浸漬するリフターと、前記処理槽の内部にて前記パンチング板の上方に配置され、前記リフターに保持された前記基板の下方から前記処理槽に貯留された処理液に気泡を供給する複数の管状の気泡供給管と、を備え、前記パンチング板には凹部が形成され、前記複数の気泡供給管の一部は前記凹部の内側に配置されることを特徴とする。

【0009】

また、請求項２の発明は、請求項載の発明に係る基板処理装置において、前記リフターの下端はＶ字型に形成され、前記凹部は前記パンチング板の中央部に形成されることを特徴とする。

【0010】

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理装置において、前記複数の気泡供給管はフッ素樹脂にて形成され、前記複数の気泡供給管のそれぞれを前記パンチング板の上方に支持する支持部材をさらに備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

請求項１から請求項３の発明によれば、パンチング板には凹部が形成され、複数の気泡供給管の一部は凹部の内側に配置されるため、リフターとの干渉を抑制しつつ複数の気泡供給管を配置して基板の表面に均一に気泡を供給することができる。

【0012】

特に、請求項３の発明によれば、複数の気泡供給管はフッ素樹脂にて形成され、複数の気泡供給管のそれぞれをパンチング板の上方に支持する支持部材をさらに備えるため、気泡供給管の撓みを抑制して直進性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す図解的な平面図である。

【図2】図１の基板処理装置の処理部の構成を示す図である。

【図3】リフターが上昇した状態を示す図である。

【図4】リフターが下降した状態を示す図である。

【図5】ノズル、分散板およびパンチングプレートを処理槽の底部から見た図である。

【図6】パンチングプレートに対する８本の気泡供給管の配置を示す斜視図である。

【図7】パンチングプレートおよび８本の気泡供給管の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。以下において、相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」、「同軸」、など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、等しい状態であることを示す表現（例えば、「同一」、「等しい」、「均質」、など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。また、形状を示す表現（例えば、「円形状」、「四角形状」、「円筒形状」、など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲の形状を表すものとし、例えば凹凸または面取りなどを有していてもよい。また、構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、「有する」、といった各表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。また、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも一つ」という表現には、「Ａのみ」、「Ｂのみ」、「Ｃのみ」、「Ａ、ＢおよびＣのうち任意の２つ」、「Ａ、ＢおよびＣの全て」が含まれる。

【0015】

図１は、本発明に係る基板処理装置１００の全体構成を示す図解的な平面図である。基板処理装置１００は、複数枚の半導体基板などの基板Ｗに対して一括して処理液による表面処理を行うバッチ式の基板処理装置である。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、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。

【0016】

基板処理装置１００は、主として、ロードポート１１０と、搬出入ロボット１４０と、姿勢変換機構１５０と、プッシャ１６０と、主搬送ロボット１８０と、基板処理部群１２０と、受け渡しカセット１７０と、制御部７０と、を備える。

【0017】

ロードポート１１０は、平面視でほぼ長方形に形成された基板処理装置１００の端部に設けられている。ロードポート１１０には、基板処理装置１００で処理される複数枚の基板（以下、単に「基板」とする）Ｗを収容するキャリアＣが載置される。未処理の基板Ｗを収容したキャリアＣは無人搬送車（ＡＧＶ、ＯＨＴ）等によって搬送されてロードポート１１０に載置される。また、処理済みの基板Ｗを収容したキャリアＣも無人搬送車によってロードポート１１０から持ち去られる。

【0018】

キャリアＣは、典型的には、基板Ｗを密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)である。キャリアＣは、その内部に形設された複数の保持棚によって複数の基板Ｗを水平姿勢（法線が鉛直方向に沿う姿勢）で鉛直方向（Ｚ方向）に一定間隔で積層配列した状態で保持する。キャリアＣの最大収容枚数は、２５枚または５０枚である。なお、キャリアＣの形態としては、ＦＯＵＰの他に、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドや収納した基板Ｗを外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良い。

【0019】

基板処理装置１００の本体部とロードポート１１０との境界部分には、ポッドオープナー（図示省略）等が設けられている。ポッドオープナーは、ロードポート１１０に載置されたキャリアＣの前面の蓋を開閉する。

【0020】

搬出入ロボット１４０は、ロードポート１１０に載置されたキャリアＣの蓋が開放された状態で、当該キャリアＣから基板処理装置１００の本体部に未処理の基板Ｗを搬入するとともに、基板処理装置１００の本体部からキャリアＣに処理済みの基板Ｗを搬出する。より具体的には、搬出入ロボット１４０は、キャリアＣと姿勢変換機構１５０との間で基板Ｗの搬送を行う。搬出入ロボット１４０は、水平面内で旋回可能に構成されるとともに、それぞれが１枚の基板Ｗを保持可能なハンド要素を多段に積層してなるバッチハンド（図示省略）を進退移動可能に備える。

【0021】

姿勢変換機構１５０は、搬出入ロボット１４０から受け取った基板Ｗを９０°回動させて、当該基板Ｗの姿勢を水平姿勢から起立姿勢（法線が水平方向に沿う姿勢）に変換する。また、姿勢変換機構１５０は、搬出入ロボット１４０に基板Ｗを渡す前に、当該基板Ｗの姿勢を起立姿勢から水平姿勢に変換する。

【0022】

プッシャ１６０は、姿勢変換機構１５０と受け渡しカセット１７０との間に配置される。プッシャ１６０は、姿勢変換機構１５０と受け渡しカセット１７０に設けられた昇降ステージ（図示省略）との間で起立姿勢の基板Ｗの受け渡しを行う。

【0023】

受け渡しカセット１７０と基板処理部群１２０とはＸ方向に沿って一列に配置されている。基板処理部群１２０は、５つの処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５を備える。処理部１２１～１２５は、基板Ｗに対して種々の表面処理を行う基板処理装置１００の主要部である。図１に示すように、基板処理装置１００内において、処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５の順に（＋Ｘ）側から配置される。処理部１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれは処理液を貯留する処理槽１０を備える。

【0024】

処理部１２１および処理部１２３は、それぞれ、同種または異種の薬液を貯留し、その薬液中に複数の基板Ｗを一括して浸漬させてエッチング処理等の薬液処理を行う。また、処理部１２２および処理部１２４は、それぞれ、リンス液（典型的には純水）を貯留し、そのリンス液中に複数の基板Ｗを一括して浸漬させてリンス処理を行う。

【0025】

基板処理部群１２０において、処理部１２１と処理部１２２とが対になっており、処理部１２３と処理部１２４とが対になっている。そして、処理部１２１と処理部１２２との対に専用の搬送機構である１つのリフター２０が設けられている。リフター２０は、処理部１２１と処理部１２２との間でＸ方向に沿って移動可能とされている。同様に、処理部１２３と処理部１２４との対に専用の搬送機構である１つのリフター２０が設けられている。

【0026】

リフター２０は、主搬送ロボット１８０から受け取った複数の基板Ｗを保持し、その基板Ｗを処理部１２１の処理槽１０に貯留された薬液中に浸漬させる。薬液処理の終了後、リフター２０は、処理部１２１から基板Ｗを引き上げて処理部１２２に移送し、処理部１２２の処理槽に貯留されたリンス液中に基板Ｗを浸漬させる。リンス処理終了後、リフター２０は、処理部１２２から基板Ｗを引き上げて主搬送ロボット１８０に渡す。

【0027】

処理部１２５は、密閉された乾燥チャンバー内を大気圧未満に減圧する機構と、当該乾燥チャンバー内に有機溶剤（例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ））を供給する機構と、リフター２０と、を備える。処理部１２５は、リフター２０によって主搬送ロボット１８０から受け取った基板Ｗを乾燥チャンバー内に収容し、その乾燥チャンバー内を減圧雰囲気としつつ、基板Ｗに有機溶剤を供給して基板Ｗを乾燥させる。乾燥処理後の基板Ｗはリフター２０を介して主搬送ロボット１８０に受け渡される。

【0028】

受け渡しカセット１７０は、待機位置（図１の主搬送ロボット１８０の位置）にある主搬送ロボット１８０の下方に配置される。受け渡しカセット１７０は、図示省略の昇降ステージを備える。当該昇降ステージは、プッシャ１６０から受け取った基板Ｗを起立姿勢のまま上昇させて主搬送ロボット１８０に渡す。また、昇降ステージは、主搬送ロボット１８０から受け取った基板Ｗを下降させてプッシャ１６０に渡す。

【0029】

主搬送ロボット１８０は、図１の矢印ＡＲ１に示すように、Ｘ方向に沿ってスライド移動に構成されている。主搬送ロボット１８０は、受け渡しカセット１７０の上方の待機位置と処理部１２１，１２２，１２３，１２４，１２５のいずれかの上方の処理位置との間で基板Ｗを搬送する。

【0030】

主搬送ロボット１８０は、複数の基板Ｗを一括して把持する一対の基板チャック１８１を備えている。主搬送ロボット１８０は、一対の基板チャック１８１の間隔を狭めることにより複数の基板Ｗを一括して把持することができ、基板チャック１８１の間隔を拡げることにより把持状態を解除することができる。このような構成により、主搬送ロボット１３０は、受け渡しカセット１７０の昇降ステージに対して基板Ｗの受け渡しを行うことができるとともに、基板処理部群１２０に設けられた各リフター２０とも基板Ｗの受け渡しを行うことができる。

【0031】

次に、基板処理装置１００に設けられた処理部１２１の構成について説明する。ここでは、処理部１２１について説明するが、処理部１２３も同様の構成を備える。図２は、処理部１２１の構成を示す図である。図２に示すように、処理部１２１は、主として、処理液を貯留する処理槽１０と、複数枚の基板Ｗを保持して上下に昇降するリフター２０と、処理槽１０内に処理液を供給する処理液供給部３０と、処理槽１０から処理液を排出する排液部４０と、処理槽１０に貯留された処理液中に気泡を供給する気泡供給部５０と、を備える。

【0032】

処理槽１０は、石英等の耐薬性の材料により構成された貯留容器である。処理槽１０は、処理液を貯留してその内部に基板Ｗを浸漬させる内槽１１と、内槽１１の上端外周部に形成された外槽１２とを含む二重槽構造を有する。内槽１１および外槽１２はそれぞれ上向きに開いた上部開口を有する。外槽１２の上縁の高さは、内槽１１の上縁の高さよりも高い。内槽１１の上端まで処理液が貯留されている状態で処理液供給部３０から処理液がさらに供給されると、内槽１１の上部から処理液が溢れて外槽１２へとオーバーフローする。本実施形態の処理槽１０は使用する処理液の量を低減した省液仕様のものであり、内槽１１の容量は比較的小さい。

【0033】

本明細書において、「処理液」とは各種の薬液および純水を含む概念の用語である。薬液としては、例えば、エッチング処理を行うための液、または、パーティクルを除去するための液などが含まれ、具体的には、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、ＳＣ－１液（水酸化アンモニウムと過酸化水素水と純水との混合溶液）、ＳＣ－２液（塩酸と過酸化水素水と純水との混合溶液）、または、リン酸などが用いられる。薬液は、純水によって希釈されたものも含む。

【0034】

リフター２０は、基板Ｗを保持しつつ上下に搬送するための搬送機構である。リフター２０は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる背板２２と、背板２２の下端から水平方向（Ｙ方向）に延びる３本の保持棒２１とを有する。背板２２の下端はＶ字型に形成されている。すなわち、背板２２の下端中央に位置する先端部２２ａが最も低い位置にあり、その先端部２２ａから背板２２の両側部に向けて斜め上方に傾斜するように背板２２の下端は形成されている。背板２２の下端から延びる３本の保持棒２１のそれぞれには複数（例えば、５０個）の保持溝が所定のピッチで刻設されている。複数の基板Ｗは、それぞれの周縁部を保持溝に嵌合させた状態で３本の保持棒２１上に互いに所定間隔を隔てて平行に起立姿勢で保持される。

【0035】

また、リフター２０は、図２において概念的に示した駆動機構２４と接続されて昇降移動される。図３および図４は、リフター２０の昇降動作を示す図である。駆動機構２４を動作させるとリフター２０が上下に移動し、リフター２０に保持された基板Ｗは図２の矢印ＡＲ２にて示すように、処理槽１０の内部の浸漬位置（図４の位置）と、処理槽１０の上方の引き上げ位置（図３の位置）との間で昇降移動される。処理槽１０に処理液が貯留された状態で基板Ｗが浸漬位置に下降されることにより、当該処理液中に基板Ｗが浸漬されて表面処理が行われる。

【0036】

図２に戻り、処理液供給部３０は、ノズル３１およびそれに処理液を送給する配管系を備える。ノズル３１は、処理槽１０の内槽１１内の底部に配置される。ノズル３１の直上にはノズル３１に対向するように分散板１５が設けられる。さらに、分散板１５の上方にはパンチングプレート６０が設けられている。

【0037】

図５は、ノズル３１、分散板１５およびパンチングプレート６０を処理槽１０の底部から見た図である。処理液供給部３０の配管３２の先端部分（処理槽１０内に延びる部分）が配管１３２を構成する。配管１３２の上側に複数のノズル３１が形設される。各ノズル３１は、配管１３２に連通接続されている。複数のノズル３１のそれぞれの上方に分散板１５が設けられる。分散板１５は、水平面に平行に設けられた円板形状の部材である。ノズル３１は、分散板１５に向かって、配管１３２から鉛直上方に突設されている。分散板１５のさらに上方には内槽１１の水平断面の全体にパンチングプレート６０が設けられる。パンチングプレート６０の全面に複数の処理液孔６１が穿設されている。

【0038】

配管１３２に送給された処理液は、ノズル３１から直上の分散板１５に向けて吐出される。処理槽１０に処理液が貯留されている状態でノズル３１から上方に向けて処理液が吐出されると、その処理液の流れが分散板１５に突き当たって液の圧力が分散され、処理液が分散板１５の面に沿って水平方向に拡がる。そして、分散板１５によって水平方向に拡がった処理液は、パンチングプレート６０の複数の処理液孔６１から上昇して処理槽１０内に下方から上方へと向かう層流を形成する。すなわち、パンチングプレート６０は、処理槽１０内に処理液の層流を形成する。

【0039】

図２に戻り、ノズル３１に処理液を送給する配管系は、配管３２にポンプ３３、ヒータ３４、フィルタ３５、流量調整バルブ３６およびバルブ３７を備えて構成される。ポンプ３３、ヒータ３４、フィルタ３５、流量調整バルブ３６およびバルブ３７は、この順番で配管３２の上流から下流に向かって（外槽１２から内槽１１に向かって）配置される。

【0040】

配管３２の先端側は処理槽１０内に延設されて配管１３２（図５）を構成するとともに、配管３２の基端側は外槽１２に接続される。配管３２は、外槽１２から流れ出た処理液を再び内槽１１に導く。すなわち、処理液供給部３０は、処理槽１０内の処理液を循環させるのである。ポンプ３３は、外槽１２から配管３２に処理液を排出させるとともに、その処理液をノズル３１に送り出す。ヒータ３４は、配管３２を流れる処理液を加熱する。処理液としてリン酸等を用いる場合には、ヒータ３４によって処理液を加熱し、昇温した処理液を処理槽１０に貯留する。

【0041】

フィルタ３５は、配管３２を流れる処理液をろ過して不純物等を取り除く。流量調整バルブ３６は、配管３２を流れる処理液の流量を調整する。バルブ３７は、配管３２の流路を開閉する。ポンプ３３を作動させつつバルブ３７を開放することにより、外槽１２から排出された処理液が配管３２を流れてノズル３１に送給され、その流量は流量調整バルブ３６によって規定される。

【0042】

薬液供給部８０は、薬液供給源８１、バルブ８２、ノズル８３および配管８４を含む。配管８４の先端側はノズル８３に接続されるとともに、基端側は薬液供給源８１に接続される。配管８４の経路途中にバルブ８２が設けられている。バルブ８２が開放されると、薬液供給源８１からノズル８３に薬液が送給され、ノズル８３から処理槽１０の外槽１２に向けて薬液が吐出される。薬液供給部８０から外槽１２に供給された薬液は処理液供給部３０によって内槽１１内に供給される。なお、薬液供給部８０のノズル８３は、内槽１２に直接薬液を供給するようにしても良い。

【0043】

純水供給部９０は、純水供給源９１、バルブ９２、ノズル９３および配管９４を含む。配管９４の先端側はノズル９３に接続されるとともに、基端側は純水供給源９１に接続される。配管９４の経路途中にバルブ９２が設けられている。バルブ９２が開放されると、純水供給源９１からノズル９３に純水が送給され、ノズル９３から処理槽１０の外槽１２に向けて純水が吐出される。薬液供給部８０から処理槽１０に薬液が供給されるとともに、純水供給部９０から純水が供給されることにより、薬液が希釈されることとなる。

【0044】

排液部４０は、配管４１およびバルブ４５を含む。配管４１の先端側は処理槽１０の内槽１１の底壁に接続される。配管４１の経路途中にはバルブ４５が設けられている。配管４１の基端側は、基板処理装置１が設置される工場の排液設備に接続されている。バルブ４５が開放されると、内槽１１内に貯留されていた処理液が内槽１１の底部から配管４１に急速排出され、排液設備にて処理される。

【0045】

気泡供給部５０は、複数本の気泡供給管（バブラー）５１およびそれらに気体を送給する配管系を備える。本実施形態においては、気泡供給部５０が８本の気泡供給管５１を備える。８本の気泡供給管５１は、処理槽１０の内槽１１の内部において、パンチングプレート６０の上方、かつ、リフター２０によって浸漬位置に保持された基板Ｗの下方に配置される。８本の気泡供給管５１のそれぞれは、処理槽１０内に貯留されている処理液中に気体を吐出する。処理槽１０に処理液が貯留された状態で８本の気泡供給管５１から処理液中に気体を供給すると、その気体は気泡となって処理液中を上昇する。気泡供給部５０が供給する気体は、例えば不活性ガスである。その不活性ガスは、例えば、窒素またはアルゴンである（本実施形態では窒素を使用）。

【0046】

８本の気泡供給管５１に気体を送給する配管系は、配管５２、気体供給機構５３および気体供給源５４を含む。８本の気泡供給管５１のそれぞれに１本の配管５２の先端側が接続される。配管５２の基端側は気体供給源５４に接続されている。そして、配管５２のそれぞれに気体供給機構５３が設けられる。つまり、８本の気泡供給管５１のそれぞれについて１個の気体供給機構５３が設けられている。気体供給源５４は、各配管５２に気体を送り出す。気体供給機構５３は、図示省略のマスフローコントローラおよび開閉バルブ等を備えており、配管５２を介して気泡供給管５１に気体を送給するとともに、その送給する気体の流量を調整する。

【0047】

図６は、パンチングプレート６０に対する８本の気泡供給管５１の配置を示す斜視図である。また、図７は、パンチングプレート６０および８本の気泡供給管５１の構成を示す正面図である。パンチングプレート６０は、上板６２に底板６３を貼り合わせて構成される。上板６２の中央には上下に貫通して開口部が形成されている。その開口部の下側を塞ぐように底板６３が上板６２に貼り合わされる。底板６３は、例えばネジと六角ナットとを用いて上板６２に固着される。上板６２の開口部の下側が底板６３によって閉塞されることにより、パンチングプレート６０の中央部に凹部６５が形成されることとなる。上板６２および底板６３のそれぞれには複数の処理液孔６１が穿設されている。よって、パンチングプレート６０のほぼ全面に複数の処理液孔６１が穿設されることとなる。

【0048】

本実施形態においては、８本の気泡供給管５１のうちの最も内側の２本の気泡供給管５１がパンチングプレート６０の凹部６５の内側に配置される。残る６本の気泡供給管５１は凹部６５よりも外側であって上板６２に配置される。従って、８本の気泡供給管５１のうち凹部６５の内側に配置された２本の気泡供給管５１の高さ位置が最も低い。また、上板６２に配置される６本の気泡供給管５１についても、外側ほど（凹部６５からの距離が長くなるほど）高さ位置が高くなっている。

【0049】

８本の気泡供給管５１のそれぞれは、上側に一列に沿って図示省略の気泡孔が設けられた長尺の円管状部材である。気泡供給管５１は、処理液に対する耐薬品性を有する材質、例えばＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、または、石英にて形成される（本実施形態ではＰＦＡを使用）。フッ素樹脂の一種であるＰＦＡは、優れた耐薬品性を有するものの容易に撓むため、長尺の気泡供給管５１は比較的反りやすい。このため、複数の気泡供給管５１のそれぞれをサポートガイド５８によってパンチングプレート６０の上方に支持して固定している。サポートガイド５８は棒状の支持部材である。具体的には、パンチングプレート６０上の複数箇所に一対のサポートガイド５８を立設し、それらサポートガイド５８によってＰＦＡの気泡供給管５１を支持している。これにより、気泡供給管５８の撓みを抑制して直進性を高めることができる。

【0050】

また、各気泡供給管５１に設けられた複数の気泡孔のそれぞれは、リフター２０によって保持された隣り合う基板Ｗと基板Ｗとの間に位置するように配置されている。従って、各気泡供給管５１に形設された複数の気泡孔から気体が吐出されることによって形成された気泡は隣り合う基板Ｗと基板Ｗとの間を上昇することとなる。

【0051】

図７に示すように、処理液の使用量を少なくした省液仕様の処理槽１０においては、基板Ｗの全体が処理液に浸漬する浸漬位置にまでリフター２０が下降したときに、背板２２の先端部２２ａが相当に気泡供給管５８に接近する。８本の気泡供給管５１のうち、先端部２２ａが接近する最も内側の２本の気泡供給管５１がパンチングプレート６０の凹部６５の内側に配置されているため、これら２本の気泡供給管５１の高さ位置は他の気泡供給管５１の高さ位置よりも低い。従って、リフター２０が浸漬位置にまで下降したときにも、背板２２の先端部２２ａと気泡供給管５１との衝突を防ぐことができる。

【0052】

制御部７０は、基板処理装置１００に設けられた種々の動作機構を制御する。制御部７０は、処理部１２１の動作も制御する。制御部７０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部７０は、各種演算処理を行う回路であるＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく記憶部（例えば、磁気ディスク）を備えている。制御部７０は、処理液供給部３０のバルブ３７や気体供給機構５３等と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。

【0053】

また、制御部７０の記憶部には、基板Ｗを処理する手順および条件を定めたレシピ（以下「処理レシピ」という）が記憶されている。処理レシピは、例えば、装置のオペレータが、ＧＵＩを介して入力して記憶部に記憶させることによって、基板処理装置１に取得される。或いは、複数の基板処理装置１を管理するホストコンピュータから基板処理装置１に処理レシピが通信により引き渡されて記憶部に記憶されても良い。制御部７０は、記憶部に格納されている処理レシピの記述に基づいて、気体供給機構５３等の動作を制御することにより、処理レシピに記述された通りに基板Ｗの表面処理を進行させる。

【0054】

次に、上記の構成を有する処理部１２１における処理動作について説明する。本実施形態の処理部１２１においては、処理槽１０の内槽１１から外槽１２へとオーバーフローし、外槽１２から流れ出た処理液が内槽１１に戻ることによって処理液が循環している。具体的には、外槽１２から配管３２に流れ出た処理液は、ポンプ３３によってノズル３１に送り出される。このとき、配管３２を流れる処理液は必要に応じてヒータ３４によって加熱される。また、配管３２を流れる処理液の流量は流量調整バルブ３６によって規定される。さらに、必要に応じて排液部４０が処理槽１０から使用済みの処理液を排出するとともに、薬液供給部８０および純水供給部９０が処理槽１０に新液を供給する。本実施形態では処理液として強アルカリ性のＴＭＡＨを使用してポリシリコンのエッチングを行う。

【0055】

ノズル３１に送給された処理液は、ノズル３１から内槽１１内の上方に向けて吐出される。ノズル３１から吐出された処理液は、分散板１５に突き当たって分散板１５の面に沿って水平方向に拡がる。分散板１５によって水平方向に拡がった処理液は、パンチングプレート６０に到達して複数の処理液孔６１を通過し、その処理液孔６１から上昇して上方へと向かう層流を内槽１１内に形成する。内槽１１の上端にまで到達した処理液は外槽１２にオーバーフローして流れ込む。

【0056】

処理槽１０内に上昇する処理液の層流が形成されている状態で基板Ｗが処理液中に浸漬される。具体的には、主搬送ロボット１８０によって搬送されてきた複数の基板Ｗをリフター２０が処理槽１０上方の引き上げ位置にて受け取る。基板Ｗは３本の保持棒２１上に載置されてリフター２０に保持される。続いて、制御部７０は、駆動機構２４を動作させてリフター２０を下降させ、基板Ｗを処理槽１０内の浸漬位置に下降させて処理液中に基板Ｗを浸漬させる。最も内側の２本の気泡供給管５１はパンチングプレート６０の凹部６５の内側に配置されて高さ位置が相対的に低いため、リフター２０が基板Ｗを浸漬位置にまで下降させたときにも、背板２２の先端部２２ａと気泡供給管５１との衝突は防がれる。

【0057】

処理槽１０内に処理液の層流が形成されている状態でリフター２０によって基板Ｗが浸漬位置に保持されることにより、基板Ｗと基板Ｗとの間を処理液の層流が流れて基板Ｗの表面が処理液に曝されることとなり、基板Ｗの表面処理（本実施形態ではエッチング処理）が進行する。

【0058】

また、気泡供給部５０の気体供給機構５３が対応する気泡供給管５１に気体を送給する。気泡供給管５１に送給された気体は、気泡供給管５１の上側に設けられた複数の気泡孔から処理液中に吐出されて気泡を形成する。複数の気泡孔は、リフター２０によって保持された隣り合う基板Ｗと基板Ｗとの間に位置するように配置されているため、気泡供給管５１から吐出された気泡は隣り合う基板Ｗと基板Ｗとの間を上昇する。すなわち、基板Ｗの表面の近傍を多数の気泡が上昇することとなる。

【0059】

本実施形態のように処理液がアルカリ性のＴＭＡＨである場合には、処理液中の溶存酸素濃度が低くなるほどエッチングレートが高くなる。複数本の気泡供給管５１から窒素の気泡を処理液中に供給すると、処理液中の溶存酸素濃度が低下し、その結果基板Ｗのエッチングレートを高めることができる。なお、処理液がＴＭＡＨ以外（例えば、リン酸）であっても、複数本の気泡供給管５１から窒素の気泡を処理液中に供給することにより、基板Ｗの表面に沿って多数の気泡が処理液中を上昇し、処理液の流速が速くなって基板の表面処理の効率が向上する。

【0060】

所定時間のエッチング処理が終了した後、制御部７０は、駆動機構２４を動作させてリフター２０を上昇させ、処理槽１０から基板Ｗを引き上げる。続いて、主搬送ロボット１８０がリフター２０から処理後の基板Ｗを受け取る。以上のようにして処理部１２１における一連の処理が完了する。

【0061】

本実施形態においては、パンチングプレート６０に凹部６５を形成し、８本の気泡供給管５１のうちの最も内側の２本の気泡供給管５１を凹部６５の内側に配置し、それら２本の気泡供給管５１の高さ位置を他の６本の気泡供給管５１の高さ位置よりも低くしている。仮に、比較的容量の小さい処理槽１０において、最も内側の２本の気泡供給管５１の高さ位置が他の気泡供給管５１の高さ位置と同程度であったならば、リフター２０が浸漬位置にまで下降したときに背板２２の先端部２２ａが最も内側の２本の気泡供給管５１と衝突することとなる。よって、最も内側の気泡供給管５１を設けることができず、基板Ｗの表面に均一に気泡を供給することができなくなる。すなわち、基板Ｗの中央下部に対する気泡の供給量が相対的に少なくなる。その結果、基板Ｗの中央下部におけるエッチングレートが他の領域に比較して低くなり、エッチング量の面内均一性が損なわれることとなる。

【0062】

本実施形態では、最も内側の２本の気泡供給管５１をパンチングプレート６０の凹部６５の内側に配置し、それら２本の気泡供給管５１の高さ位置を他の６本の気泡供給管５１の高さ位置よりも低くしている。このため、比較的容量の小さい処理槽１０内にてリフター２０が基板Ｗを浸漬位置にまで下降させたときにも、背板２２の先端部２２ａが気泡供給管５１に衝突することは防がれる。また、最も内側の２本の気泡供給管５１を含む８本の気泡供給管５１を設けているため、リフター２０との干渉を抑制しつつも基板Ｗの表面に均一に気泡を供給することができる。その結果、基板Ｗの全面におけるエッチングレートが均一となり、表面処理の面内均一性を向上させることができる。

【0063】

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、開口部を有する上板６２に底板６３を貼り合わせてパンチングプレート６０の凹部６５を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、１枚の板状のパンチングプレート６０に切削加工を施して有底の凹部６５を形成するようにしても良い。要するに、他の領域よりも高さの低い凹部６５を形成する形態であれば良い。

【0064】

また、上記実施形態においては、基板Ｗの表面処理としてＴＭＡＨを用いたエッチング処理を行っていたが、これに限定されるものではなく、例えば他の処理液によって基板Ｗの洗浄処理を行うようにしても良い。

【符号の説明】

【0065】

１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１２ 外槽
１５ 分散板
２０ リフター
２２ 背板
２２ａ 先端部
３０ 処理液供給部
３１ ノズル
３３ ポンプ
５０ 気泡供給部
５１ 気泡供給管
５３ 気体供給機構
５８ サポートガイド
６０ パンチングプレート
６１ 処理液孔
６５ 凹部
７０ 制御部
８０ 薬液供給部
９０ 純水供給部
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】