基板処理方法及び基板処理装置
【課題】汚染物質などの再付着を防止するとともに、洗浄処理効果を高めることができる基板処理装置を提供すること。
【解決手段】所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備え、第１、第２の立設壁２ｂ、３は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、この第１の流体制御手段は、この流体制御手段を設けた内壁面側と被処理基板Ｗの基板面側との間で処理液の流れを変化させるディンプルａ１〜ａｎで形成されている。
【解決手段】所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備え、第１、第２の立設壁２ｂ、３は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、この第１の流体制御手段は、この流体制御手段を設けた内壁面側と被処理基板Ｗの基板面側との間で処理液の流れを変化させるディンプルａ１〜ａｎで形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に係り、さらに詳しくは半導体基板や液晶基板などの薄板状基板を１枚ずつ処理槽に浸漬してその表面を処理する基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶基板などの基板は、半導体デバイスなどが形成される前にその基板表面が種々の薬液及び純水によって洗浄処理されている。この洗浄処理には、専用の基板処理装置が使用されている。
【０００３】
この種の基板処理装置は、被処理基板、例えば半導体ウェーハ（以下、単に「ウェーハ」という）を複数枚収容できる処理槽に所定量の処理液（以下、洗浄液ともいう）を貯留しておき、この処理液に一度に複数枚のウェーハを浸漬して洗浄処理するバッチ式の基板処理装置と、ウェーハ１枚ずつを回転テーブルに載置・固定して、この回転テーブルを回転させると同時に上方からウェーハ表面に処理液を吹き付けて洗浄処理する枚葉式の基板処理装置とに大別されている。これらのバッチ式及び枚葉式の基板処理装置は、それぞれの利点及び課題を有している。
【０００４】
バッチ式の基板処理装置は、一度に複数枚のウェーハの処理ができるので、スループットを高くできるなどの利点があるが、反面、複数枚のウェーハが同時に同一の処理槽内の処理液に浸漬されるので、一方のウェーハから除去された汚染物資などが他のウェーハへ付着して汚染させてしまうクロスコンタミネーションが発生し易くなり、また、使用する処理液が大量になるとともに、使用済み処理液の処理設備も大型化し環境負荷が増大するなどの課題がある。さらにまた、近年は、ウェーハ径が２００ｍｍ、３００ｍｍからさらに４５０ｍｍへと大口径化する傾向にあり、この大口径化されたウェーハに対しては、このバッチ式の基板処理装置での処理が難しくなって来ている。
【０００５】
一方、枚葉式の基板処理装置は、ウェーハを１枚ずつ処理するので、バッチ式の基板処理装置で発生し易いクロスコンタミネーションの問題がなく、処理液も比較的少なくできるなどの利点があるが、反面、スループットアップに限界があり、また、ウェーハを回転させて処理するので、回転による遠心力によりウェーハ表面のパターンが変形、いわゆるパターン倒れが発生し易くなるなどの課題がある。さらに、処理されるウェーハは、その表面が疎水性になっているものもある。この疎水性ウェーハの表面に処理液の純水が吹き付けられると、ウェーハ表面では純水がウェーハの回転により粒状に移動して均一に拡がらず、純水を弾く箇所ができて、純水により効率よく洗浄される箇所と洗浄されない箇所ができ、結局、その表面処理が不均一になる、いわゆる洗浄ムラが発生することがある。
【０００６】
そこで、現行のバッチ式及び枚葉式の基板処理装置が抱える課題解決を試行し、しかも一方でそれぞれの利点を生かすことができるように、処理槽を１枚のウェーハを収容できる大きさに形成して、この処理槽に処理液を貯留して、ウェーハを１枚ずつ浸漬して洗浄する洗浄装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。なお、この洗浄装置も枚葉式洗浄装置と言われている。
【０００７】
図１９を参照して、下記特許文献１に開示された枚葉式洗浄装置を説明する。なお、図１９は下記特許文献１に開示された枚葉式洗浄装置の概略図である。
【０００８】
この枚葉式洗浄装置２０は、枚葉洗浄用オーバーフロー槽２１と、このオーバーフロー槽２１へ洗浄液を供給する供給系２６とで構成されている。以下、個々の構成をこの枚葉式洗浄装置２０を用いたウェーハの洗浄方法で説明する。
【０００９】
まず、洗浄液が収容された洗浄室２２内に、チャッキングアームでウェーハＷが浸漬される。このウェーハＷは、洗浄室２２内でウェーハＷの厚みよりやや幅広の溝を有するウェーハ保持部２３に載置して保持される。この状態で、循環ポンプＰによって洗浄液が循環されると、洗浄液は三方弁Ｖ、ろ過フィルタＦ、三方弁Ｖを通り、洗浄室２２内の底部に設けられた供給口２４の多数の流出口から洗浄室に流入される。洗浄液が充満された洗浄室２２内にさらに洗浄液が流入されと、余分となった洗浄液が洗浄室２２の上方開口に設けられた堰を乗り越えてオーバーフローし、オーバーフロー部２５へ流れ込む。このとき、洗浄室２２内に洗浄液の上昇流が生じ、ウェーハＷの表裏面に付着した汚染物質が剥離・洗浄される。次いで、剥離された汚染物質などはオーバーフローする洗浄液と共に持ち去られて、三方弁Ｖ、循環ポンプＰを通り、ろ過フィルタＦ、三方弁Ｖを通して、このフィルタＦで洗浄液中の汚染物質が除去されて、洗浄液のみが再び洗浄室２２に戻される。この洗浄液の循環過程でウェーハＷに付着した汚染物質などが除去されて洗浄される。
【特許文献１】特許第２９２０１６５号公報（段落〔０００９〕〜〔００１０〕、図１）
【特許文献２】特許第３８５１４８６号公報（段落〔００３９〕〜〔００４３〕、図６）
【特許文献３】特開平６−１０４２３３号公報（段落〔０００８〕〜〔００１１〕、図１）
【特許文献４】特開平７−８６２２５号公報（段落〔００１３〕〜〔００１９〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１の枚葉式洗浄装置は、洗浄槽に貯留させた洗浄液中にウェーハを１枚ずつ浸漬し、洗浄室の底部に配設した給液口から洗浄液を噴出させて上昇流を生じさせて、この上昇流をウェーハの表裏面に接触させることによって、ウェーハ表裏面に付着した汚染物質などが剥離・除去されるので、従来技術のウェーハを回転させる枚葉式基板処理装置が抱えるパターン倒れを抑制でき、しかも洗浄ムラも解消できるとともに、バッチ式基板処理装置で発生し易いクロスコンタミネーションの問題などが回避できる。
【００１１】
この洗浄装置では、ウェーハは、洗浄室の底部から上方へ昇流する上昇流によって、ウェーハを洗浄しているが、この上昇流は、底部の供給口から上方へ流出される流れとなって、この流れは乱れのない概ね層流となっている。しかしながら、このような層流では、渦流或いは乱流で洗浄するような高い洗浄効果が得られない。渦流或いは乱流での洗浄処理が層流による洗浄処理よりも洗浄効果が高いことはバッチ式洗浄装置で知られている（例えば、上記特許文献２参照）。なお、この洗浄装置は、複数の処理液供給手段を異なる位置に配設して、これらの処理液供給手段を切換え手段によって切換えることによって、複数種類の流れを処理槽内で形成するようにしたものとなっている。
【００１２】
特に、近年、半導体デバイスがさらに高集積化及び高精細化されてきているので、このような枚葉式の洗浄装置では対応が困難になってきている。また、この枚葉式洗浄装置では、上昇流によって汚染物質が剥離・除去されるが、汚染物資の中には、その比重などの違いにより上方から溢流（オーバーフロー）されずに、一度上方へ移動されても再び洗浄室内へ戻ってウェーハに再付着する恐れがある。なお、下降流によってウェーハを洗浄処理する洗浄装置も提案されている（例えば、上記特許文献３、４参照）。しかしながら、これらの洗浄装置は、いずれもその下降流が層流となっており、より高い洗浄効果は期待できない。
【００１３】
本発明者は、このような従来技術の課題を踏まえ、しかもバッチ式の洗浄装置で採用されている渦流或いは乱流による洗浄がより洗浄効果が高くなることから、このような渦流或いは乱流を１枚のウェーハしか収容できない狭い処理槽を設けた枚葉式の洗浄装置に適用できなきないかを検討した。その結果、ウェーハ側と洗浄処理槽壁面側との間に流速差、すなわち処理液（洗浄液）が流れる水流の抵抗差を生じさせれば、ウェーハ側に渦流或いは乱流が発生して、より高い洗浄効果が得られること、しかも、処理槽は１枚のウェーハしか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できることに想到し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、汚染物質などの再付着を防止するとともに、洗浄処理効果を高めることができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、少ない処理液量で処理ムラのない処理ができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の基板処理方法は、処理槽内に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面を処理する基板処理方法において、前記処理槽は、前記被処理基板の少なくとも一方の基板面と対向する内壁面に、前記処理液の流れを変化させる流体制御手段を設けて、前記流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で前記処理液の流れを変化させて、該被処理基板の表面を処理することを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記流体制御手段を設けた内壁面側の流速は、前記基板面側の流速より速く又は遅くして、該基板面側に渦流又は乱流を生じさせて基板表面を処理することを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記処理液の流れは、前記処理槽内の一方向へ流れる一方向流であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の基板処理方法において、前記一方向流は、前記処理槽内で上方から下方への流れる下降流であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の基板処理装置は、所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備えた基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、前記第１の流体制御手段は、該流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるものであることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の流体制御手段は、前記内壁面を前記被処理基板面の粗さと異なる粗面で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の流体制御手段は、複数個のディンプルで形成されたものであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記複数個のディンプルは、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を立設方向に所定の間隔をあけて複数列に配列したものであることを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、前記第２の流体制御手段は、前記隙間を一部狭める突起物であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の基板処理装置において、前記突起物は、前記隙間を一部狭める突起堰であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、該第２の流体制御手段は、前記壁面の立設方向と直交する方向にあって前記隙間を一部狭める少なくとも２本の突起堰が所定の間隔をあけて設けられたものであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２の基板処理装置に係る発明は、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に、請求項５〜８のいずれかに１つに記載の第１の流体制御手段と請求項９〜１１のいずれかに記載の第２の制御手段とを設けたものであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、該処理液供給手段から前記第１、第２の立設壁の隙間に処理液を供給して、該隙間間に収容された被処理基板の表面処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に、前記第１、第２の立設壁間の底部に設けた隙間に連通し上方へ昇流させる側路を形成して、前記側路の外壁に該側路の上端部から溢液する処理液を収容する回収槽を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１、２の発明によれば、流体制御手段を設けた内壁面側と被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるだけで、被処理基板の表面を効率よく処理することができる。すなわち、被処理基板側と処理槽壁面側との間で処理液の流れを変化させ被処理基板側に渦流或いは乱流を発生させて、より高い処理効果が得られる。また、処理槽は、１枚のウェーハしか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できる。
【００３１】
請求項３、４の発明によれば、一方向の流れであると、コンタミネーションの再付着を防止できる、一方、基板に対する流れを制御し易い利点がある。
【００３２】
請求項５の発明によれば、処理槽を構成する立設壁の壁面に第１の流体制御手段を設けるだけの簡単な構成で被処理基板の表面を効率よく処理することができる。すなわち、第１の流体制御手段を設けることによって、被処理基板側と処理槽壁面側との間に流れの変化、例えば流速差を生じさせてより高い処理効果が得られる。また、処理液は、第１、第２の立設壁隙間の一方から他方へ抜ける一方方向の流れとなるので、除去された汚染物資が戻って再付着することがなくなる。さらに、処理槽は１枚の被処理基板しか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、内壁面を粗面加工するだけで簡単に形成できるので、処理槽を安価に作製できる。
【００３４】
請求項７、８の発明によれば、第１の流体制御手段を複数個のディンプルで構成することにより、壁面加工によって簡単に形成できる。また、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を垂直方向に所定の間隔をあけて複数列に配列することによって、壁面側と対向する被処理基板側との間で、液流抵抗差が生じて被処理基板側に渦流或いは乱流を発生させることができる。すなわち、この渦流或いは乱流は、ディンプル数が臨界レイノルズ数を超えたときに発生するので、この臨界レイノルズ数を超えた数のディンプルを設けることによって形成できる。
【００３５】
請求項９〜１１の発明によれば、突起物又は突起堰により、上記と同じ処理効果を達成できる。突起堰は壁面加工によって簡単に形成できる。
【００３６】
請求項１２の発明によれば、処理液の供給を第１の流体制御手段の突起堰により略均一な流速で安定した量にして、第２の流体制御手段で所定の渦流などを発生させて、被処理基板を効率よく均一に処理することができる。
【００３７】
請求項１３の発明によれば、第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、この処理液供給手段から第１、第２の立設壁の隙間間に処理液を供給するので、処理液の流れは、上方から下方へ流れる下降流、いわゆるダウンフローとなって、このダウンフローによって、被処理基板の汚染物資などが剥離・除去されて下方から排出される。その結果、汚染物資などが上昇することが無くなり、被処理基板に再付着することがない。
【００３８】
請求項１４の発明によれば、第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に側路を形成して、この側路の外壁に回収槽を設けたので、ダウンフローの処理液を外槽から効率よく回収することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板処理方法及び基板処理装置を例示するものであって、本発明をこの基板処理方法及び基板処理装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例１】
【００４０】
図１を参照して、本発明の実施例１に係る基板処理装置１の概要を説明する。なお、図１は本発明の実施例１〜３に共通する基板処理装置の概要図である。基板処理装置１は、図１に示すように、１枚のウェーハＷが垂直方向に立設された状態で収容されて処理される縦長の処理槽２を備え、この処理槽２には処理液を供給する処理液供給系Ｉ及び処理槽２から排出される使用済み処理液を回収又は循環する回収・循環系IIなどが連結されている。処理液供給系Ｉは、処理液供給源Ｓ、三方弁Ｖ１、弁Ｖ２がそれぞれ所定太さの配管Ｌ１、Ｌ２で接続されて、配管Ｌ２が処理液供給ボックス７に連結されて、処理液供給源Ｓから処理液供給管Ｌ１、Ｌ２を介して処理槽２内に薬液、純水などが供給される供給系となっている。処理液供給源Ｓは、フッ酸、純水或いは過酸化水素などの処理液が貯留された供給源となっている。なお、処理槽２は、ウェーハＷを収容して処理する内槽と、この内槽からオーバーフローする処理液を回収する外槽とに区画されているが、以下の説明で内槽と外槽とを区別しない場合以外は、これらの槽を総称して処理槽ともいう。回収・循環系IIは、外装の排出穴Ｄ２と三方弁Ｖ１との間に、三方弁Ｖ３、循環ポンプＰ、フィルタＦを介在し所定太さの配管Ｌ３、Ｌ４で連結されて、処理槽２から排出される使用済み処理液を処理槽２へ回収・循環する系となっている。また、処理槽２の底部にも排出穴Ｄ１が形成されている。処理槽２の各排出穴Ｄ１、Ｄ２は配管Ｌ５を介して図示を省略した各種類の処理液ごとの廃液処理装置に接続されている。
【００４１】
この構成により、処理槽２には、処理液供給源Ｓから処理液供給系Ｉを介して処理槽２の上方の処理液供給ボックス７に処理液が供給されて、この供給された処理液が処理槽２内を上方から下方への流れ、いわゆる下降流となって、この流れで処理槽２内に収容されたウェーハＷの表面処理が行われる。また、使用済みの処理液は、処理槽２の底部から上方へ昇流されて外槽６へ収容される。なお、図１の矢印は処理槽外での処理液の流れを示し、処理槽内ではその流れは点線で示されている。外槽６からの使用済み処理液の一部は、循環ポンプＰにより給送されフィルタＦでろ過されて、再び処理槽２へ戻される。この処理液の循環が継続されて、処理槽２内に収容されるウェーハＷの表面処理が行われる。また、処理液が純水の場合は、排出穴Ｄ２から排出された使用済みの純水が三方弁Ｖ３を開いて廃液処理装置へ送られる。したがって、処理液が純水のときは、処理槽２には常に新しい純水が供給される。なお、図１の基板処理装置１は、１基の処理槽２を示したが、実際の処理装置では数基の処理槽を連設して、所望の洗浄処理ができるようになっている。例えば、４基の処理槽を用いて洗浄する場合は、第１の処理槽にフッ酸を収容し、第２と第４の処理槽に純水を収容し、第３の処理槽に過酸化水素を収容して、ウェーハをチャッキングアームで第１の処理槽から第４の処理槽まで順番に投入することによって洗浄する。又は、４基それぞれの処理槽においてフッ酸、純水、過酸化水素、純水の順に処理液を供給して処理する。このように複数基の処理槽を併設することによって、所望の洗浄処理が可能になるとともに、処理の生産性、すなわちスループットを上げることができる。
【００４２】
以下、図２〜図５を参照して、基板処理装置１を構成する処理槽２、処理液供給ボックス７の構造を説明する。なお、図２は実施例１の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図２Ａは処理槽の上面図、図２Ｂは側面図（図２Ｂの複数個の点は槽内部のディンプルの配列位置を示している）、図２Ｃは底面図、図２Ｄは図２Ｂを一方の側面からみた側面図である。図３は図２ＢのIII−III線の断面図である。図４は処理液供給ボックスを示し、図４Ａは供給ボックスの上面図、図４Ｂは図４Ａの供給ボックスを長手方向と直交する方向からみた側面図、図４Ｃは図４Ａの供給ボックスを長手方向からみた側面図である。図５は図３に示す外槽のＶ−Ｖ線の断面図である。
【００４３】
処理槽２は、図２、図３に示すように、上方に設けた比較的大きな開口２ａと、所定の間隔をあけて対向しウェーハＷの表面面積より若干大きい面積を有する一対の立設した垂直板２ｂ、２ｃと、これらの垂直板２ｂ、２ｃの両側端を連結した幅狭の左右側板２ｄ、２ｅと、底部を閉塞した底板２ｆとを有し、内部、すなわち両垂直板２ｂ、２ｃ間の隙間が中間垂直板３で仕切られて、一方の垂直板２ｂと中間垂直板３との間に、１枚のウェーハＷが垂直に立設した状態で収容される内槽Ｒ１を設けた扁平の箱型容器からなり、耐薬品性及び耐熱性を有する材料、例えば石英ガラス、ＰＦＡ、ＰＴＦなどで形成されている。以下、この処理槽２の大きさ、すなわち寸法を例示するが、この寸法は、直径３００ｍｍのウェーハＷが収容されるときの例となっている。勿論、この処理槽は、任意の大きさに変更、例えば直径４５０ｍｍなどのウェーハに適用できる大きさに変更できるものである。これらの一対の垂直板２ｂ、２ｃ及び中間垂直板３は、厳密な意味での垂直板でなくともよく、所定の角度で立設していればよい。特許請求の範囲では、一方の垂直板２ｂを第１の立設壁、中間垂直板３を第２の立設壁とし表現している。
【００４４】
一方の垂直板２ｂは、所定の肉厚とウェーハＷの幅長より若干長い幅長及びその高さより若干高い高さＨ１を有している。肉厚は１０ｍｍ、高さＨ１は４１７ｍｍとなっている。中間垂直板３は、垂直板２ｂと略同じ肉厚及び大きさを有している。中間垂直板３は、表裏面３ａ、３ｂを有し、底板２ｆとの間に隙間５をあけて、両側端が左右側板２ｄ、２ｅに結合されている。内槽Ｒ１は、垂直板２ｂ、中間垂直板３、左右側板２ｄ、２ｅ及び底板２ｆで囲まれて上方が開口したものとなっている。中間垂直板３の肉厚は１０ｍｍ、隙間５は２０ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板３との間の隙間Ｇ１（図６参照）は、１５ｍｍとなっており、この隙間にウェーハＷが挿入される。この隙間Ｇ１を狭くすると、ウェーハＷを収容したときに、このウェーハＷと垂直板２ｂ及び中間垂直板３間の隙間も狭くなり、使用する処理液量は従来技術のウェーハを回転させて処理する枚葉式基板処理装置の使用量と略同じか或いは若干多くなる程度で処理できる。中間垂直板３の高さは、隙間５を設けた分、垂直板２ｂの高さＨ１より短くなっている。垂直板２ｂ及び中間垂直板３の上方端に、内槽Ｒ１内に処理液を供給する処理液供給ボックス７が装着される装着溝４が設けられている。この装着溝４は、処理液供給ボックス７が嵌り込む大きさの隙間をあけて対向する一対の側板部４１、４２と、両側板部の底部を連結する底板部４３と、上方に開口４０を有し、底板部４３に内槽Ｒ１に連通する収容穴４４が形成されている。この収容穴４４は、ウェーハＷが挿入される挿入穴及び処理液が内槽Ｒ１へ供給される供給穴となっている。
【００４５】
処理液供給ボックス７は、図４に示すように、装着溝４に嵌め込まれる大きさで、処理槽２の長手方向の長さと略同じ長さ及び内部に空洞７０を設けた略四角形状の筒状体からなり、樹脂成型体で構成されている。この処理液供給ボックス７は、上下板７ａ、７ｂと、左右側板７ｃ、７ｄと、長手方向の両端板７ｅ、７ｆとを有し、長手方向と直交する方向で切断した面が略四角形状をなし、内部が空洞７０になっている。両端板７ｅ、７ｆは、いずれか一方の板面、例えば一方の板７ｅに空洞７０に連通した開口９ａが形成されて、この開口９ａが配管Ｌ２に連結されるようになっている。他の板７ｆの開口９ｂは閉鎖されている。下板７ｂには、図４Ａに示すように、長手方向に所定のピッチ（１０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数個のノズル穴７１〜７１ｎ列を長手方向と直交する方向に所定の間隔（４．０ｍｍ）をあけて２列に配列されている。他の列はノズル穴７２〜７２ｎ列となっている。ノズル穴は、数ｍｍ程度の大きさとなっている。左右側板７ｃ、７ｄ面には、複数本の把持棒８が突出されている。この把持棒８を利用して、装着溝４に嵌め込まれる。
【００４６】
図３に戻って、他方の垂直板２ｃは、その高さが垂直板２ｂの高さＨ１と略同じ高さ有している。この垂直板２ｃと中間垂直板３との間に空室Ｒ２が設けられている。この空室Ｒ２は中間垂直板３及び垂直板２ｃと左右側板２ｄ、２ｅとで囲まれて形成されている。この空室Ｒ２を構成する中間垂直板３及び垂直板２ｃ間の隙間は３０ｍｍである。この空室Ｒ２は底部で隙間５に連通しており、内槽Ｒ１からの処理液が上昇流となって流れる流通路（側路）となっている。尚、空室Ｒ２の槽の厚み（中間垂直板３と垂直板２ｃ間の隙間）と隙間５の高さの比率はＧ１を１とすると、Ｇ１：隙間５の高さ：空室Ｒ２の槽の厚み＝１：１〜３：１〜５になるように設定されている。この垂直板２ｃの外壁面の上方には、図３、図５に示すように、所定大きさの外槽６が設けられている。この外槽６は、上方に開口６ａ、外板２ｈ、内板２ｃ'、底板２ｇ及びこの底板２ｇに排出穴Ｄ２及び高さＨ３を有する所定大きさの箱型容器からなり、垂直板２ｃの底部から高さＨ２の位置に設けられている。Ｈ２とＨ３の合計は、略Ｈ１となっている。また、内板２ｃ'と外板２ｈの隙間は３５ｍｍとなっている。また、垂直板２ｃの頂部には、処理液がオーバーフローする複数個の三角溝６ａ'が形成されている。この処理槽２は、内部に内槽Ｒ１及び空室Ｒ２が設けられ、一方の外壁面に外槽６が付設されることによって、処理液は、以下のルートで処理槽内を流れる。まず、上方の装着溝４に処理液供給ボックス７が装着されて、この供給管７のノズル穴７１〜７１ｎ、７２〜７２ｎから処理液が内槽Ｒ１へ供給される。供給された処理液は、この内槽Ｒ１内を下降流となって下降する。下降した処理液は、隙間５を通過して、空室Ｒ２内へ流入し、この空室Ｒ２内では上方へ押上げられる。押上げられた処理液は、空室Ｒ２の上方でオーバーフローして外槽６へ収容される。したがって、この処理槽２では、処理液が上方から下方へ流れる、いわゆるダウンフロー方式の流れとなっている。このダウンフローによって、ウェーハの汚染物資などが剥離・除去されて下方から排出される。その結果、汚染物資などが上昇することが無くなり、ウェーハに再付着することがない。なお、本発明は、このダウンフロー方式に限定されるものでなく、用途によっては逆のアップフロー方式にしてもよい。
【００４７】
この処理槽２には、底板２ｆに、内槽Ｒ１内の処理液を外部へ排出する１乃至複数個の排出穴Ｄ１が形成されている。これらの排出穴Ｄ１は、配管Ｌ５を介して不図示の廃液処理装置に接続される。外槽６の底部２ｇには、排出穴Ｄ２が形成されている。
【００４８】
垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面には、図６に示すように、複数個のディンプルａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍが形成されている。これらのディンプルは、対向壁面に広がってそれぞれ所定の規則性を持って配列されている。なお、図６は図３のVI部分の拡大断面図、図７は図２Ｂ、図３の処理槽壁面に設けられたディンプルの配列を示し、図７Ａは一方の垂直板に設けられたディンプル配列群、図７Ｂは中間垂直板に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。この規則性は、垂直板２ｂ壁面では、図７Ａに示すように、所定のピッチ（３〜５０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数のディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜ＡＭ（ａｍ、ａｍ２〜ａｍｎ）が垂直方向に所定の隙間（３〜５０ｍｍ）をあけて水平方向に複数列Ａ１〜ＡＭ配設されたディンプル列群Ａとなっている。このディンプル列群Ａの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さｈ１（図８参照）が例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００４９】
中間垂直板３の対向壁面にも、図７Ｂに示すように、同様のディンプル列Ｂ１（ｂ１、ｂ１２〜ｂ１ｎ）、Ｂ２（ｂ２、ｂ２２〜ｂ２ｎ）〜ＢＭ（ｂｍ、ｂｍ２〜ｂｍｎ）からなるディンプル列群Ｂが設けられている。このディンプル列群Ｂの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。この規則性配列は、これらの配列に限定されるものでなく、任意のピッチ及び配列にし得るものである。例えば、ディンプル間のピッチは等ピッチでなくともよく、また、各対向壁面のディンプル列群Ａ、Ｂも同一の配列でなくともよい。さらに、ディンプルの直径及び深さ並びに形状も変更し得るものである。なお、図７Ａ、７Ｂの個々のディンプルを接続した線は説明用の仮想線であって、実際にはこのような線は設けられていない。なお、特許請求の範囲では、
複数個のディンプルａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍを纏めて第１の流体制御手段と表現している。
【００５０】
図８を参照して、ディンプルの作用を説明する。なお、図８は図３のVIII部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【００５１】
処理液が上方から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、垂直板２ｂ面の個々のディンプルａｉ〜ａｉ＋２部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、垂直板２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速ＳＰ１がこの渦流をすべるようにして流れるのでＳＰ１は速くなる。この速くなる流速現象は、レイノルズ数が小さいときには発生せず、所定の数、すなわち臨界レイノルズ数を超えたときに発生する。垂直板２ｂ面に設けた複数個のディンプルによって、この臨界レイノルズ数を超えたものとなっている。
【００５２】
垂直板２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速ＳＰ１が速くなると、ウェーハＷ表面近傍に流れる流速ＳＰ２との間で流速差が発生する。換言すると、垂直板２ｂ面側近傍の流速が速くなった分流速抵抗が小さくなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生する。この抵抗差が発生すると、ウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面と接触してウェーハ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。なお、ディンプルを設けないと、壁面とウェーハ表面との間に流れは層流となって、上記のような渦流が発生せず、洗浄効果も劣ったものとなる。
【００５３】
また、中間垂直板３面側でも、個々のディンプルｂｉ〜ｂｉ＋２部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、中間垂直板３面側の近傍を流れる処理液の流速も速くなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生し、抵抗差によりウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面に接触してウェーハ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。図８に示したディンプル数は、数個であるが、ディンプルは対向壁面に広がって、図７に示すように、垂直板２ｂ面にはディンプル列群Ａ、すなわち、ディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜ＡＭ（ａｍ、ａｍ２〜ａｍｎ）が配設されているので、個々のディンプルによって発生した渦流がディンプル列群で集合されて乱流となり、この乱流がウェーハＷの表面に接触することなる。同様に、中間垂直板３の壁面３ａとウェーハＷの表面との間でも、ディンプル列群Ｂによって乱流が発生して、この乱流がウェーハＷの表面に接触することなる。
【００５４】
以上説明したように、実施例１に係る基板処理装置１は、処理槽２の対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群が設けられているので、処理液が内槽Ｒ１に供給されると、各板２ｂ、３の各板面側と対向するウェーハＷ面側との間で液流抵抗の差が生じて、各板面側近傍を流れる処理液の流速が速く、ウェーハＷ面側近傍の流速が遅くなる。その結果、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。この実施例１の基板処理装置１は、処理槽２の対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群を設けたが、いずれか一方の壁面に設けて、被処理基板の片面だけを洗浄するようにしてもよい。
【実施例２】
【００５５】
次に、図１、図９〜図１１を参照して、本発明の実施例２に係る基板処理装置１Ａを説明する。なお、図９は実施例２の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図９Ａは処理槽の上面図、図９Ｂは側面図（図９Ｂのｄ１〜ｄ４は処理槽内部の突起堰の配列位置を示している）、図９Ｃは底面図、図９Ｄは図９Ｂを一方の側面からみた側面図である。図１０は図９ＢのＸ−Ｘ線の断面図である。図１１は図１０のXI部分の拡大断面図である。
【００５６】
実施例２に係る基板処理装置１Ａは、図１に示した実施例１に係る基板処理装置１と略同じ構成を備え、この基板処理装置１Ａの処理槽２Ａ内の一部構成、すなわち、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面にディンプルを設けずに、複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４を設けた構成が異なっている。そこで、共通する構成には同じ符号を付してその説明を援用することとし、異なる構成について詳述する。
【００５７】
実施例２に係る基板処理装置１Ａは、処理槽２Ａを備えている。この処理槽２Ａは、図９、図１０に示すように、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、それぞれ水平方向に所定の間隔をあけて複数本、例えば４本の突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４が設けられている。複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４は同じ構造となっているので、一方の垂直板２ｂに設けた突起堰ｃ１〜ｃ４を説明する。
【００５８】
垂直板２ｂの壁面には、所定の間隔Ｈ４をあけて４本の突起堰ｃ１〜ｃ４が水平方向に配設されている。Ｈ４は１００ｍｍとなっている。これらの突起堰ｃ１〜ｃ４は、同じ形状となっている。そのうちの１本の突起堰ｃ１は、図１１に示すように、垂直板２ｂ面から湾曲状に隆起した畝状の突起からなり頂部の高さｈ２となっている。すなわち、湾曲状の隆起は、直径２５ｍｍの円を描き、その一部が垂直板２ｂ面から隆起し、頂部高さｈ２が２．５ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板３のそれぞれの壁面に突起堰を設けるので、両突起堰間の隙間Ｇ２は隙間Ｇ１より狭められて１０ｍｍ（なお、Ｇ１は１５ｍｍ）となっている。なお、特許請求の範囲では、突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４を纏めて第２の流体制御手段と表現している。
【００５９】
次に、この突起堰の作用を説明する。内槽Ｒ１内に処理液が処理液供給ボックス７から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、処理液は、最初の突起堰ｃ１に衝突して、その一部の処理液が一時堰き止められる。突起堰ｃ１は図９Ｂ、図１０に示すように、垂直板壁２ｂの幅方向、すなわち水平方向の一端から他端まで連続した堰となっているので、処理液はこの幅方向で堰き止められる。この堰き止めにより、処理液供給ボックス７からの距離、すなわち処理液供給ボックス７のノズルからの距離の長短に関係なく、処理液は略均一化されて隙間Ｇ２間を通過する。この隙間Ｇ２は、隙間Ｇ１より狭くなっているので、垂直板壁２ｂ面とウェーハＷ面との間も狭められて隘路となり、処理液はこの隘路を通過することになる。すなわち、堰き止められた処理液は、突起堰ｃ１の頂部とウェーハＷ間の狭い隙間の隘路を通過して、下流の突起堰ｃ２へ向けて流れ込む。この流れ込んだ処理液は、隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に一時蓄えられた格好で次の突起堰ｃ２で再びこの突起堰ｃ２で形成される隘路を通過し突起堰ｃ２、ｃ３間に一時蓄えられた格好で、以後、同じようにして、各突起堰を通過する。この処理液の流れは、隘路を通過するときは流速が速められ、通過した後の突起堰間においては、この流速が減速されると同時に流れが複雑に変化し、結果として乱流などが発生して、ウェーハＷ表面の不要物を剥離・除去する。なお、突起堰間には、処理液は滞留するのでなく、随時流れ去るものである。
【００６０】
この実施例２に係る基板処理装置１Ａは、処理槽２Ａの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、それぞれ突起堰を設けるだけで、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。なお、突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４は、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向した箇所に設けたが、互いに位置をずらして千鳥状に設けてもよい。
【実施例３】
【００６１】
次に、図１、図１２〜図１６を参照して、本発明の実施例３に係る基板処理装置１Ｂを説明する。なお、図１２は実施例３の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図１２Ａは処理槽の上面図、図１２Ｂは側面図（図１２Ｂの複数個の点例えばｂ１は処理槽内部のディンプル及びｄ１〜ｄ４は槽内部の突起堰の配列位置を示している）、図１２Ｃは底面図、図１２Ｄは図１２Ｂを一方の側面からみた側面図である。図１３は図１２ＢのXIII−XIII線の断面図である。図１４は図１３のXIV部分の拡大断面図、図１５は突起堰間のディンプルの配列を示し、図１５Ａは一方の垂直壁に設けられたディンプル配列群、図１５Ｂは中間垂直板壁に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【００６２】
実施例３に係る基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂを備え、この処理槽２Ｂは、上記実施例１、２の処理槽２、２Ａを組み合わせた構成となっている。すなわち、この処理槽２Ｂは、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４を設けるとともに各突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４間に複数個のディンプルを配列した構成となっている。
【００６３】
処理槽２Ｂは、図１２、図１３に示すように、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、それぞれ水平方向に所定の間隔をあけて複数本、例えば４本の突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４が設けられて、各突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４の間にディンプル列群Ａ、Ｂが配列されている。複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４及びディンプル列群Ａ、Ｂは同じ構造となっているので、一方の垂直板壁２ｂに設けた突起堰ｃ１〜ｃ４及びディンプル列群Ａを説明する。
【００６４】
垂直板２ｂの壁面には、所定の間隔Ｈ４をあけて４本の突起堰ｃ１〜ｃ４が水平方向に配設されている。Ｈ４は１００ｍｍとなっている。これらの突起堰ｃ１〜ｃ４は、同じ形状となっている。そのうちの１本の突起堰ｃ１は、図１４に示すように、垂直板２ｂ面から湾曲状に隆起した畝状の突起からなり頂部の高さｈ２となっている。すなわち、湾曲状の隆起は、直径２５ｍｍの円を描き、その一部が垂直板２ｂ面から隆起し、頂部高さｈ２が２．５ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板のそれぞれの壁面に突起堰を設けるので、両突起堰間の隙間Ｇ２は１０ｍｍ（なお、Ｇ１は１５ｍｍ）となっている。
【００６５】
また、各突起堰ｃ１〜ｃ４間には、ディンプル列群Ａが設けられている。ディンプル列群Ａは、図１５Ａに示すように、所定のピッチ（３〜５０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数のディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜Ａ４（ａ４、ａ４２〜ａ４ｎ）が垂直方向に所定の隙間（３〜５０ｍｍ）をあけて水平方向に複数列Ａ１〜Ａ４配設されたたものとなっている。このディンプル列群Ａの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００６６】
中間垂直板３の対向壁面にも、図１５Ｂに示すように、同様のディンプル列Ｂ１（ｂ１、ｂ１２〜ｂ１ｎ）、Ｂ２（ｂ２、ｂ２２〜ｂ２ｎ）〜Ｂ４（ｂ４、ｂ４２〜ｂ４ｎ）からなるディンプル列群Ｂが設けられている。このディンプル列群Ｂの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００６７】
図１２〜図１６を参照して、突起堰及びディンプルの作用を説明する。なお、図１６は図１３のXVI部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【００６８】
内槽Ｒ１内に処理液が処理液供給ボックス７から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、処理液は、最初の突起堰ｃ１に衝突して、その一部の処理液が一時堰き止められる。突起堰ｃ１は図１２Ｂに示すように、垂直板壁２ｂの幅方向、すなわち水平方向の一端から他端まで連続した堰となっているので、処理液はこの幅方向で堰き止められる。この堰き止めにより、処理液供給ボックス７からの距離、すなわち処理液供給ボックス７のノズルからの距離の長短に関係なく略均一な流速となる。
【００６９】
堰き止められた処理液は、突起堰ｃ１の頂部とウェーハＷ間の狭い隙間を通過して、下流の突起堰ｃ２へ向けて流れ込む。この流れ込んだ処理液は、隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に蓄えられる。図１６の符号Ｂｒで示した部分は、蓄えられた処理液を模式して示してある。なお、この蓄えられた処理液Ｂｒは滞留するのでなく、随時流れ去るものであって、イメージ的に図示したものである。この処理液Ｂｒは、図１２Ｂ、図１３に示す隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に均一に蓄えられて、略一定の流速でウェーハＷの全面に略均等に処理液が安定した状態で供給される。また、この処理液Ｂｒは、ディンプル列群Ａに当り、垂直板壁２ｂ面の個々のディンプルａ１〜ａ４部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、垂直板壁２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速が速くなる。垂直板壁２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速が速くなると、ウェーハＷ表面近傍に流れる流速との間で流速差が発生する。換言すると、垂直板壁２ｂ面側近傍の流速が速くなった分流速抵抗が小さくなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生する。この抵抗差が発生すると、ウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面と接触してウェーハＷ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。なお、このディンプル列群の作用は、実施例１のディンプル列群と同じである。以下、下流の突起堰ｃ２〜ｃ３、ｃ３〜ｃ４間で、安定した流速のもとで渦流が発生し、この渦流によってウェーハＷの表面が洗浄される。この洗浄は、中間垂直板壁３とウェーハＷとの間でも行われている。
【００７０】
以上説明したように、実施例３に係る基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、それぞれ突起堰及びディンプル列群が設けられているので、処理液が内槽Ｒ１に供給されると、各垂直板２ｂ、３の各壁面側と対向するウェーハＷ面側との間に、安定した処理液が供給されて、この供給された処理液に液流抵抗の差が生じて、各壁面側近傍を流れる処理液の流速が速く、ウェーハＷ面側近傍の流速が遅くなる。その結果、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。この実施例３の基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群を設けたが、いずれか一方の壁面に設けて、ウェーハの一面だけを洗浄するようにしてもよい。
【００７１】
この実施例１〜３の基板処理装置１、１Ａ、１Ｂを用い、以下の条件で処理槽内の比抵抗回復時間を測定した。処理液の濃度は、純水１００に対して、Ｈ２ＳＯ４を１にしたものである。その流量は、３Ｌ／ｍｉｎ、５Ｌ／ｍｉｎ、７Ｌ／ｍｉｎ、測定機器は導電率計を使用し、この導電率計での測定値に基づいて計算に比抵抗値を求めた。その結果、比抵抗回復のバラツキ具合、立ち上り時間を考慮して比較した結果、実施例３が一番良い結果が得られ、続いて、実施例１、実施例２の順によい結果が得られた。
【００７２】
次に、渦流或いは乱流を発生させるための他の流体制御手段を図１７及び図１８に示す。図１７Ａは流体制御手段の変形例を示す図であり、図１７Ｂは流体制御手段の他の変形例を示す図であり、図１７Ｃは流体制御手段の他の変形例を示す図である。図１８は流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【００７３】
実施例１〜３では、ディンプル、突起堰およびこれらを組み合わせたもので、渦流或いは乱流を発生させたが、このようなディンプル、突起堰でなく他の手段を形成してもよい。
この他の手段は、例えば、ディンプルｅ、凸起ｆ、凹み溝ｇ、凸起条ｈ及び粗面ｉを組み合わせたもの（図１７Ａ参照）、凹み溝ｇ及び凸起条ｈを組み合せたもの（図１７Ｂ参照）、さらに、凸起条ｈ、粗面ｉ及び三角溝ｊを組み合わせたもの（図１７Ｃ参照）にしてもよい。また、図１８に示すように、突起堰であっても、ウェーハＷと対向する箇所は細く、ウェーハＷと外れる箇所を太くした突起堰ｋのようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は本発明の実施例１〜３に共通する基板処理装置の概要図である。
【図２】図２は図１の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図２Ａは処理槽の上面図、図２Ｂは側面図、図２Ｃは底面図、図２Ｄは図２Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図３】図３は図２ＢのIII―III線の断面図である。
【図４】図４は処理液供給ボックスを示し、図４Ａは供給ボックスの上面図、図４Ｂは図４Ａの供給ボックスを長手方向と直交する方向からみた側面図、図４Ｃは図４Ａの供給ボックスを長手方向からみた側面図である。
【図５】図５は図２の処理槽の一側面図である。
【図６】図６は図３のVI部分の拡大断面図である。
【図７】図７は図２Ｂ、図３の処理槽壁面に設けるディンプルの配列を示し、図７Ａは一方の垂直板に設けられたディンプル配列群、図７Ｂは中間垂直板に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【図８】図８は図３のVIII部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【図９】図９は実施例２の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図９Ａは処理槽の上面図、図９Ｂは側面図、図９Ｃは底面図、図９Ｄは図９Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図１０】図１０は図９ＢのＸ−Ｘ線の断面図である。
【図１１】図１１は図１０のXI部分の拡大断面図である。
【図１２】図１２は実施例３の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図１２Ａは処理槽の上面図、図１２Ｂは側面図、図１２Ｃは底面図、図１２Ｄは図１２Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図１３】図１３は図１２ＢのXIII―XIII線の断面図である。
【図１４】図１４は図１３のXIV部分の拡大断面図である。
【図１５】図１５は突起堰間のディンプルの配列を示し、図１５Ａは一方の垂直壁に設けられたディンプル配列群、図１５Ｂは中間垂直板壁に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【図１６】図１６は図１３のXVI部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【図１７】図１７Ａは流体制御手段の変形例を示す図であり、図１７Ｂは流体制御手段の他の変形例を示す図であり、図１７Ｃは流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【図１８】図１８は流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【図１９】図１９は従来技術の枚葉式洗浄装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ａ、１Ｂ 基板処理装置
２、２Ａ、２Ｂ 処理槽
２ａ 開口
２ｂ 垂直板（第１の立設壁）
２ｃ 垂直板
３ 中間垂直板（第２の立設壁）
４ 装着溝
５ 隙間
６ 外槽
７ 処理液供給ボックス
７１、７２ ノズル穴
ａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍ ディンプル
ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４ 突起堰
Ｄ１、Ｄ２ 排出穴
Ｉ 処理液供給系
II 回収・循環系
Ｒ１ 内槽
Ｒ２ 空室（側路）
Ｓ 処理液供給源
Ｗ ウェーハ（被処理基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に係り、さらに詳しくは半導体基板や液晶基板などの薄板状基板を１枚ずつ処理槽に浸漬してその表面を処理する基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶基板などの基板は、半導体デバイスなどが形成される前にその基板表面が種々の薬液及び純水によって洗浄処理されている。この洗浄処理には、専用の基板処理装置が使用されている。
【０００３】
この種の基板処理装置は、被処理基板、例えば半導体ウェーハ（以下、単に「ウェーハ」という）を複数枚収容できる処理槽に所定量の処理液（以下、洗浄液ともいう）を貯留しておき、この処理液に一度に複数枚のウェーハを浸漬して洗浄処理するバッチ式の基板処理装置と、ウェーハ１枚ずつを回転テーブルに載置・固定して、この回転テーブルを回転させると同時に上方からウェーハ表面に処理液を吹き付けて洗浄処理する枚葉式の基板処理装置とに大別されている。これらのバッチ式及び枚葉式の基板処理装置は、それぞれの利点及び課題を有している。
【０００４】
バッチ式の基板処理装置は、一度に複数枚のウェーハの処理ができるので、スループットを高くできるなどの利点があるが、反面、複数枚のウェーハが同時に同一の処理槽内の処理液に浸漬されるので、一方のウェーハから除去された汚染物資などが他のウェーハへ付着して汚染させてしまうクロスコンタミネーションが発生し易くなり、また、使用する処理液が大量になるとともに、使用済み処理液の処理設備も大型化し環境負荷が増大するなどの課題がある。さらにまた、近年は、ウェーハ径が２００ｍｍ、３００ｍｍからさらに４５０ｍｍへと大口径化する傾向にあり、この大口径化されたウェーハに対しては、このバッチ式の基板処理装置での処理が難しくなって来ている。
【０００５】
一方、枚葉式の基板処理装置は、ウェーハを１枚ずつ処理するので、バッチ式の基板処理装置で発生し易いクロスコンタミネーションの問題がなく、処理液も比較的少なくできるなどの利点があるが、反面、スループットアップに限界があり、また、ウェーハを回転させて処理するので、回転による遠心力によりウェーハ表面のパターンが変形、いわゆるパターン倒れが発生し易くなるなどの課題がある。さらに、処理されるウェーハは、その表面が疎水性になっているものもある。この疎水性ウェーハの表面に処理液の純水が吹き付けられると、ウェーハ表面では純水がウェーハの回転により粒状に移動して均一に拡がらず、純水を弾く箇所ができて、純水により効率よく洗浄される箇所と洗浄されない箇所ができ、結局、その表面処理が不均一になる、いわゆる洗浄ムラが発生することがある。
【０００６】
そこで、現行のバッチ式及び枚葉式の基板処理装置が抱える課題解決を試行し、しかも一方でそれぞれの利点を生かすことができるように、処理槽を１枚のウェーハを収容できる大きさに形成して、この処理槽に処理液を貯留して、ウェーハを１枚ずつ浸漬して洗浄する洗浄装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。なお、この洗浄装置も枚葉式洗浄装置と言われている。
【０００７】
図１９を参照して、下記特許文献１に開示された枚葉式洗浄装置を説明する。なお、図１９は下記特許文献１に開示された枚葉式洗浄装置の概略図である。
【０００８】
この枚葉式洗浄装置２０は、枚葉洗浄用オーバーフロー槽２１と、このオーバーフロー槽２１へ洗浄液を供給する供給系２６とで構成されている。以下、個々の構成をこの枚葉式洗浄装置２０を用いたウェーハの洗浄方法で説明する。
【０００９】
まず、洗浄液が収容された洗浄室２２内に、チャッキングアームでウェーハＷが浸漬される。このウェーハＷは、洗浄室２２内でウェーハＷの厚みよりやや幅広の溝を有するウェーハ保持部２３に載置して保持される。この状態で、循環ポンプＰによって洗浄液が循環されると、洗浄液は三方弁Ｖ、ろ過フィルタＦ、三方弁Ｖを通り、洗浄室２２内の底部に設けられた供給口２４の多数の流出口から洗浄室に流入される。洗浄液が充満された洗浄室２２内にさらに洗浄液が流入されと、余分となった洗浄液が洗浄室２２の上方開口に設けられた堰を乗り越えてオーバーフローし、オーバーフロー部２５へ流れ込む。このとき、洗浄室２２内に洗浄液の上昇流が生じ、ウェーハＷの表裏面に付着した汚染物質が剥離・洗浄される。次いで、剥離された汚染物質などはオーバーフローする洗浄液と共に持ち去られて、三方弁Ｖ、循環ポンプＰを通り、ろ過フィルタＦ、三方弁Ｖを通して、このフィルタＦで洗浄液中の汚染物質が除去されて、洗浄液のみが再び洗浄室２２に戻される。この洗浄液の循環過程でウェーハＷに付着した汚染物質などが除去されて洗浄される。
【特許文献１】特許第２９２０１６５号公報（段落〔０００９〕〜〔００１０〕、図１）
【特許文献２】特許第３８５１４８６号公報（段落〔００３９〕〜〔００４３〕、図６）
【特許文献３】特開平６−１０４２３３号公報（段落〔０００８〕〜〔００１１〕、図１）
【特許文献４】特開平７−８６２２５号公報（段落〔００１３〕〜〔００１９〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１の枚葉式洗浄装置は、洗浄槽に貯留させた洗浄液中にウェーハを１枚ずつ浸漬し、洗浄室の底部に配設した給液口から洗浄液を噴出させて上昇流を生じさせて、この上昇流をウェーハの表裏面に接触させることによって、ウェーハ表裏面に付着した汚染物質などが剥離・除去されるので、従来技術のウェーハを回転させる枚葉式基板処理装置が抱えるパターン倒れを抑制でき、しかも洗浄ムラも解消できるとともに、バッチ式基板処理装置で発生し易いクロスコンタミネーションの問題などが回避できる。
【００１１】
この洗浄装置では、ウェーハは、洗浄室の底部から上方へ昇流する上昇流によって、ウェーハを洗浄しているが、この上昇流は、底部の供給口から上方へ流出される流れとなって、この流れは乱れのない概ね層流となっている。しかしながら、このような層流では、渦流或いは乱流で洗浄するような高い洗浄効果が得られない。渦流或いは乱流での洗浄処理が層流による洗浄処理よりも洗浄効果が高いことはバッチ式洗浄装置で知られている（例えば、上記特許文献２参照）。なお、この洗浄装置は、複数の処理液供給手段を異なる位置に配設して、これらの処理液供給手段を切換え手段によって切換えることによって、複数種類の流れを処理槽内で形成するようにしたものとなっている。
【００１２】
特に、近年、半導体デバイスがさらに高集積化及び高精細化されてきているので、このような枚葉式の洗浄装置では対応が困難になってきている。また、この枚葉式洗浄装置では、上昇流によって汚染物質が剥離・除去されるが、汚染物資の中には、その比重などの違いにより上方から溢流（オーバーフロー）されずに、一度上方へ移動されても再び洗浄室内へ戻ってウェーハに再付着する恐れがある。なお、下降流によってウェーハを洗浄処理する洗浄装置も提案されている（例えば、上記特許文献３、４参照）。しかしながら、これらの洗浄装置は、いずれもその下降流が層流となっており、より高い洗浄効果は期待できない。
【００１３】
本発明者は、このような従来技術の課題を踏まえ、しかもバッチ式の洗浄装置で採用されている渦流或いは乱流による洗浄がより洗浄効果が高くなることから、このような渦流或いは乱流を１枚のウェーハしか収容できない狭い処理槽を設けた枚葉式の洗浄装置に適用できなきないかを検討した。その結果、ウェーハ側と洗浄処理槽壁面側との間に流速差、すなわち処理液（洗浄液）が流れる水流の抵抗差を生じさせれば、ウェーハ側に渦流或いは乱流が発生して、より高い洗浄効果が得られること、しかも、処理槽は１枚のウェーハしか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できることに想到し、本発明を完成させるに至ったものである。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、汚染物質などの再付着を防止するとともに、洗浄処理効果を高めることができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、少ない処理液量で処理ムラのない処理ができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の基板処理方法は、処理槽内に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面を処理する基板処理方法において、前記処理槽は、前記被処理基板の少なくとも一方の基板面と対向する内壁面に、前記処理液の流れを変化させる流体制御手段を設けて、前記流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で前記処理液の流れを変化させて、該被処理基板の表面を処理することを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記流体制御手段を設けた内壁面側の流速は、前記基板面側の流速より速く又は遅くして、該基板面側に渦流又は乱流を生じさせて基板表面を処理することを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記処理液の流れは、前記処理槽内の一方向へ流れる一方向流であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の基板処理方法において、前記一方向流は、前記処理槽内で上方から下方への流れる下降流であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の基板処理装置は、所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備えた基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、前記第１の流体制御手段は、該流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるものであることを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の流体制御手段は、前記内壁面を前記被処理基板面の粗さと異なる粗面で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１の流体制御手段は、複数個のディンプルで形成されたものであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記複数個のディンプルは、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を立設方向に所定の間隔をあけて複数列に配列したものであることを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、前記第２の流体制御手段は、前記隙間を一部狭める突起物であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の基板処理装置において、前記突起物は、前記隙間を一部狭める突起堰であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、該第２の流体制御手段は、前記壁面の立設方向と直交する方向にあって前記隙間を一部狭める少なくとも２本の突起堰が所定の間隔をあけて設けられたものであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２の基板処理装置に係る発明は、前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に、請求項５〜８のいずれかに１つに記載の第１の流体制御手段と請求項９〜１１のいずれかに記載の第２の制御手段とを設けたものであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、該処理液供給手段から前記第１、第２の立設壁の隙間に処理液を供給して、該隙間間に収容された被処理基板の表面処理を行うようにしたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に、前記第１、第２の立設壁間の底部に設けた隙間に連通し上方へ昇流させる側路を形成して、前記側路の外壁に該側路の上端部から溢液する処理液を収容する回収槽を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、上記構成を備えることにより、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１、２の発明によれば、流体制御手段を設けた内壁面側と被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるだけで、被処理基板の表面を効率よく処理することができる。すなわち、被処理基板側と処理槽壁面側との間で処理液の流れを変化させ被処理基板側に渦流或いは乱流を発生させて、より高い処理効果が得られる。また、処理槽は、１枚のウェーハしか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できる。
【００３１】
請求項３、４の発明によれば、一方向の流れであると、コンタミネーションの再付着を防止できる、一方、基板に対する流れを制御し易い利点がある。
【００３２】
請求項５の発明によれば、処理槽を構成する立設壁の壁面に第１の流体制御手段を設けるだけの簡単な構成で被処理基板の表面を効率よく処理することができる。すなわち、第１の流体制御手段を設けることによって、被処理基板側と処理槽壁面側との間に流れの変化、例えば流速差を生じさせてより高い処理効果が得られる。また、処理液は、第１、第２の立設壁隙間の一方から他方へ抜ける一方方向の流れとなるので、除去された汚染物資が戻って再付着することがなくなる。さらに、処理槽は１枚の被処理基板しか収容できない大きさにして処理するので、使用する処理液量が少なくでき、しかも浸漬するので処理ムラも解消できる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、内壁面を粗面加工するだけで簡単に形成できるので、処理槽を安価に作製できる。
【００３４】
請求項７、８の発明によれば、第１の流体制御手段を複数個のディンプルで構成することにより、壁面加工によって簡単に形成できる。また、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を垂直方向に所定の間隔をあけて複数列に配列することによって、壁面側と対向する被処理基板側との間で、液流抵抗差が生じて被処理基板側に渦流或いは乱流を発生させることができる。すなわち、この渦流或いは乱流は、ディンプル数が臨界レイノルズ数を超えたときに発生するので、この臨界レイノルズ数を超えた数のディンプルを設けることによって形成できる。
【００３５】
請求項９〜１１の発明によれば、突起物又は突起堰により、上記と同じ処理効果を達成できる。突起堰は壁面加工によって簡単に形成できる。
【００３６】
請求項１２の発明によれば、処理液の供給を第１の流体制御手段の突起堰により略均一な流速で安定した量にして、第２の流体制御手段で所定の渦流などを発生させて、被処理基板を効率よく均一に処理することができる。
【００３７】
請求項１３の発明によれば、第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、この処理液供給手段から第１、第２の立設壁の隙間間に処理液を供給するので、処理液の流れは、上方から下方へ流れる下降流、いわゆるダウンフローとなって、このダウンフローによって、被処理基板の汚染物資などが剥離・除去されて下方から排出される。その結果、汚染物資などが上昇することが無くなり、被処理基板に再付着することがない。
【００３８】
請求項１４の発明によれば、第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に側路を形成して、この側路の外壁に回収槽を設けたので、ダウンフローの処理液を外槽から効率よく回収することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板処理方法及び基板処理装置を例示するものであって、本発明をこの基板処理方法及び基板処理装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。
【実施例１】
【００４０】
図１を参照して、本発明の実施例１に係る基板処理装置１の概要を説明する。なお、図１は本発明の実施例１〜３に共通する基板処理装置の概要図である。基板処理装置１は、図１に示すように、１枚のウェーハＷが垂直方向に立設された状態で収容されて処理される縦長の処理槽２を備え、この処理槽２には処理液を供給する処理液供給系Ｉ及び処理槽２から排出される使用済み処理液を回収又は循環する回収・循環系IIなどが連結されている。処理液供給系Ｉは、処理液供給源Ｓ、三方弁Ｖ１、弁Ｖ２がそれぞれ所定太さの配管Ｌ１、Ｌ２で接続されて、配管Ｌ２が処理液供給ボックス７に連結されて、処理液供給源Ｓから処理液供給管Ｌ１、Ｌ２を介して処理槽２内に薬液、純水などが供給される供給系となっている。処理液供給源Ｓは、フッ酸、純水或いは過酸化水素などの処理液が貯留された供給源となっている。なお、処理槽２は、ウェーハＷを収容して処理する内槽と、この内槽からオーバーフローする処理液を回収する外槽とに区画されているが、以下の説明で内槽と外槽とを区別しない場合以外は、これらの槽を総称して処理槽ともいう。回収・循環系IIは、外装の排出穴Ｄ２と三方弁Ｖ１との間に、三方弁Ｖ３、循環ポンプＰ、フィルタＦを介在し所定太さの配管Ｌ３、Ｌ４で連結されて、処理槽２から排出される使用済み処理液を処理槽２へ回収・循環する系となっている。また、処理槽２の底部にも排出穴Ｄ１が形成されている。処理槽２の各排出穴Ｄ１、Ｄ２は配管Ｌ５を介して図示を省略した各種類の処理液ごとの廃液処理装置に接続されている。
【００４１】
この構成により、処理槽２には、処理液供給源Ｓから処理液供給系Ｉを介して処理槽２の上方の処理液供給ボックス７に処理液が供給されて、この供給された処理液が処理槽２内を上方から下方への流れ、いわゆる下降流となって、この流れで処理槽２内に収容されたウェーハＷの表面処理が行われる。また、使用済みの処理液は、処理槽２の底部から上方へ昇流されて外槽６へ収容される。なお、図１の矢印は処理槽外での処理液の流れを示し、処理槽内ではその流れは点線で示されている。外槽６からの使用済み処理液の一部は、循環ポンプＰにより給送されフィルタＦでろ過されて、再び処理槽２へ戻される。この処理液の循環が継続されて、処理槽２内に収容されるウェーハＷの表面処理が行われる。また、処理液が純水の場合は、排出穴Ｄ２から排出された使用済みの純水が三方弁Ｖ３を開いて廃液処理装置へ送られる。したがって、処理液が純水のときは、処理槽２には常に新しい純水が供給される。なお、図１の基板処理装置１は、１基の処理槽２を示したが、実際の処理装置では数基の処理槽を連設して、所望の洗浄処理ができるようになっている。例えば、４基の処理槽を用いて洗浄する場合は、第１の処理槽にフッ酸を収容し、第２と第４の処理槽に純水を収容し、第３の処理槽に過酸化水素を収容して、ウェーハをチャッキングアームで第１の処理槽から第４の処理槽まで順番に投入することによって洗浄する。又は、４基それぞれの処理槽においてフッ酸、純水、過酸化水素、純水の順に処理液を供給して処理する。このように複数基の処理槽を併設することによって、所望の洗浄処理が可能になるとともに、処理の生産性、すなわちスループットを上げることができる。
【００４２】
以下、図２〜図５を参照して、基板処理装置１を構成する処理槽２、処理液供給ボックス７の構造を説明する。なお、図２は実施例１の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図２Ａは処理槽の上面図、図２Ｂは側面図（図２Ｂの複数個の点は槽内部のディンプルの配列位置を示している）、図２Ｃは底面図、図２Ｄは図２Ｂを一方の側面からみた側面図である。図３は図２ＢのIII−III線の断面図である。図４は処理液供給ボックスを示し、図４Ａは供給ボックスの上面図、図４Ｂは図４Ａの供給ボックスを長手方向と直交する方向からみた側面図、図４Ｃは図４Ａの供給ボックスを長手方向からみた側面図である。図５は図３に示す外槽のＶ−Ｖ線の断面図である。
【００４３】
処理槽２は、図２、図３に示すように、上方に設けた比較的大きな開口２ａと、所定の間隔をあけて対向しウェーハＷの表面面積より若干大きい面積を有する一対の立設した垂直板２ｂ、２ｃと、これらの垂直板２ｂ、２ｃの両側端を連結した幅狭の左右側板２ｄ、２ｅと、底部を閉塞した底板２ｆとを有し、内部、すなわち両垂直板２ｂ、２ｃ間の隙間が中間垂直板３で仕切られて、一方の垂直板２ｂと中間垂直板３との間に、１枚のウェーハＷが垂直に立設した状態で収容される内槽Ｒ１を設けた扁平の箱型容器からなり、耐薬品性及び耐熱性を有する材料、例えば石英ガラス、ＰＦＡ、ＰＴＦなどで形成されている。以下、この処理槽２の大きさ、すなわち寸法を例示するが、この寸法は、直径３００ｍｍのウェーハＷが収容されるときの例となっている。勿論、この処理槽は、任意の大きさに変更、例えば直径４５０ｍｍなどのウェーハに適用できる大きさに変更できるものである。これらの一対の垂直板２ｂ、２ｃ及び中間垂直板３は、厳密な意味での垂直板でなくともよく、所定の角度で立設していればよい。特許請求の範囲では、一方の垂直板２ｂを第１の立設壁、中間垂直板３を第２の立設壁とし表現している。
【００４４】
一方の垂直板２ｂは、所定の肉厚とウェーハＷの幅長より若干長い幅長及びその高さより若干高い高さＨ１を有している。肉厚は１０ｍｍ、高さＨ１は４１７ｍｍとなっている。中間垂直板３は、垂直板２ｂと略同じ肉厚及び大きさを有している。中間垂直板３は、表裏面３ａ、３ｂを有し、底板２ｆとの間に隙間５をあけて、両側端が左右側板２ｄ、２ｅに結合されている。内槽Ｒ１は、垂直板２ｂ、中間垂直板３、左右側板２ｄ、２ｅ及び底板２ｆで囲まれて上方が開口したものとなっている。中間垂直板３の肉厚は１０ｍｍ、隙間５は２０ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板３との間の隙間Ｇ１（図６参照）は、１５ｍｍとなっており、この隙間にウェーハＷが挿入される。この隙間Ｇ１を狭くすると、ウェーハＷを収容したときに、このウェーハＷと垂直板２ｂ及び中間垂直板３間の隙間も狭くなり、使用する処理液量は従来技術のウェーハを回転させて処理する枚葉式基板処理装置の使用量と略同じか或いは若干多くなる程度で処理できる。中間垂直板３の高さは、隙間５を設けた分、垂直板２ｂの高さＨ１より短くなっている。垂直板２ｂ及び中間垂直板３の上方端に、内槽Ｒ１内に処理液を供給する処理液供給ボックス７が装着される装着溝４が設けられている。この装着溝４は、処理液供給ボックス７が嵌り込む大きさの隙間をあけて対向する一対の側板部４１、４２と、両側板部の底部を連結する底板部４３と、上方に開口４０を有し、底板部４３に内槽Ｒ１に連通する収容穴４４が形成されている。この収容穴４４は、ウェーハＷが挿入される挿入穴及び処理液が内槽Ｒ１へ供給される供給穴となっている。
【００４５】
処理液供給ボックス７は、図４に示すように、装着溝４に嵌め込まれる大きさで、処理槽２の長手方向の長さと略同じ長さ及び内部に空洞７０を設けた略四角形状の筒状体からなり、樹脂成型体で構成されている。この処理液供給ボックス７は、上下板７ａ、７ｂと、左右側板７ｃ、７ｄと、長手方向の両端板７ｅ、７ｆとを有し、長手方向と直交する方向で切断した面が略四角形状をなし、内部が空洞７０になっている。両端板７ｅ、７ｆは、いずれか一方の板面、例えば一方の板７ｅに空洞７０に連通した開口９ａが形成されて、この開口９ａが配管Ｌ２に連結されるようになっている。他の板７ｆの開口９ｂは閉鎖されている。下板７ｂには、図４Ａに示すように、長手方向に所定のピッチ（１０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数個のノズル穴７１〜７１ｎ列を長手方向と直交する方向に所定の間隔（４．０ｍｍ）をあけて２列に配列されている。他の列はノズル穴７２〜７２ｎ列となっている。ノズル穴は、数ｍｍ程度の大きさとなっている。左右側板７ｃ、７ｄ面には、複数本の把持棒８が突出されている。この把持棒８を利用して、装着溝４に嵌め込まれる。
【００４６】
図３に戻って、他方の垂直板２ｃは、その高さが垂直板２ｂの高さＨ１と略同じ高さ有している。この垂直板２ｃと中間垂直板３との間に空室Ｒ２が設けられている。この空室Ｒ２は中間垂直板３及び垂直板２ｃと左右側板２ｄ、２ｅとで囲まれて形成されている。この空室Ｒ２を構成する中間垂直板３及び垂直板２ｃ間の隙間は３０ｍｍである。この空室Ｒ２は底部で隙間５に連通しており、内槽Ｒ１からの処理液が上昇流となって流れる流通路（側路）となっている。尚、空室Ｒ２の槽の厚み（中間垂直板３と垂直板２ｃ間の隙間）と隙間５の高さの比率はＧ１を１とすると、Ｇ１：隙間５の高さ：空室Ｒ２の槽の厚み＝１：１〜３：１〜５になるように設定されている。この垂直板２ｃの外壁面の上方には、図３、図５に示すように、所定大きさの外槽６が設けられている。この外槽６は、上方に開口６ａ、外板２ｈ、内板２ｃ'、底板２ｇ及びこの底板２ｇに排出穴Ｄ２及び高さＨ３を有する所定大きさの箱型容器からなり、垂直板２ｃの底部から高さＨ２の位置に設けられている。Ｈ２とＨ３の合計は、略Ｈ１となっている。また、内板２ｃ'と外板２ｈの隙間は３５ｍｍとなっている。また、垂直板２ｃの頂部には、処理液がオーバーフローする複数個の三角溝６ａ'が形成されている。この処理槽２は、内部に内槽Ｒ１及び空室Ｒ２が設けられ、一方の外壁面に外槽６が付設されることによって、処理液は、以下のルートで処理槽内を流れる。まず、上方の装着溝４に処理液供給ボックス７が装着されて、この供給管７のノズル穴７１〜７１ｎ、７２〜７２ｎから処理液が内槽Ｒ１へ供給される。供給された処理液は、この内槽Ｒ１内を下降流となって下降する。下降した処理液は、隙間５を通過して、空室Ｒ２内へ流入し、この空室Ｒ２内では上方へ押上げられる。押上げられた処理液は、空室Ｒ２の上方でオーバーフローして外槽６へ収容される。したがって、この処理槽２では、処理液が上方から下方へ流れる、いわゆるダウンフロー方式の流れとなっている。このダウンフローによって、ウェーハの汚染物資などが剥離・除去されて下方から排出される。その結果、汚染物資などが上昇することが無くなり、ウェーハに再付着することがない。なお、本発明は、このダウンフロー方式に限定されるものでなく、用途によっては逆のアップフロー方式にしてもよい。
【００４７】
この処理槽２には、底板２ｆに、内槽Ｒ１内の処理液を外部へ排出する１乃至複数個の排出穴Ｄ１が形成されている。これらの排出穴Ｄ１は、配管Ｌ５を介して不図示の廃液処理装置に接続される。外槽６の底部２ｇには、排出穴Ｄ２が形成されている。
【００４８】
垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面には、図６に示すように、複数個のディンプルａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍが形成されている。これらのディンプルは、対向壁面に広がってそれぞれ所定の規則性を持って配列されている。なお、図６は図３のVI部分の拡大断面図、図７は図２Ｂ、図３の処理槽壁面に設けられたディンプルの配列を示し、図７Ａは一方の垂直板に設けられたディンプル配列群、図７Ｂは中間垂直板に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。この規則性は、垂直板２ｂ壁面では、図７Ａに示すように、所定のピッチ（３〜５０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数のディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜ＡＭ（ａｍ、ａｍ２〜ａｍｎ）が垂直方向に所定の隙間（３〜５０ｍｍ）をあけて水平方向に複数列Ａ１〜ＡＭ配設されたディンプル列群Ａとなっている。このディンプル列群Ａの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さｈ１（図８参照）が例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００４９】
中間垂直板３の対向壁面にも、図７Ｂに示すように、同様のディンプル列Ｂ１（ｂ１、ｂ１２〜ｂ１ｎ）、Ｂ２（ｂ２、ｂ２２〜ｂ２ｎ）〜ＢＭ（ｂｍ、ｂｍ２〜ｂｍｎ）からなるディンプル列群Ｂが設けられている。このディンプル列群Ｂの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。この規則性配列は、これらの配列に限定されるものでなく、任意のピッチ及び配列にし得るものである。例えば、ディンプル間のピッチは等ピッチでなくともよく、また、各対向壁面のディンプル列群Ａ、Ｂも同一の配列でなくともよい。さらに、ディンプルの直径及び深さ並びに形状も変更し得るものである。なお、図７Ａ、７Ｂの個々のディンプルを接続した線は説明用の仮想線であって、実際にはこのような線は設けられていない。なお、特許請求の範囲では、
複数個のディンプルａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍを纏めて第１の流体制御手段と表現している。
【００５０】
図８を参照して、ディンプルの作用を説明する。なお、図８は図３のVIII部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【００５１】
処理液が上方から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、垂直板２ｂ面の個々のディンプルａｉ〜ａｉ＋２部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、垂直板２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速ＳＰ１がこの渦流をすべるようにして流れるのでＳＰ１は速くなる。この速くなる流速現象は、レイノルズ数が小さいときには発生せず、所定の数、すなわち臨界レイノルズ数を超えたときに発生する。垂直板２ｂ面に設けた複数個のディンプルによって、この臨界レイノルズ数を超えたものとなっている。
【００５２】
垂直板２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速ＳＰ１が速くなると、ウェーハＷ表面近傍に流れる流速ＳＰ２との間で流速差が発生する。換言すると、垂直板２ｂ面側近傍の流速が速くなった分流速抵抗が小さくなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生する。この抵抗差が発生すると、ウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面と接触してウェーハ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。なお、ディンプルを設けないと、壁面とウェーハ表面との間に流れは層流となって、上記のような渦流が発生せず、洗浄効果も劣ったものとなる。
【００５３】
また、中間垂直板３面側でも、個々のディンプルｂｉ〜ｂｉ＋２部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、中間垂直板３面側の近傍を流れる処理液の流速も速くなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生し、抵抗差によりウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面に接触してウェーハ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。図８に示したディンプル数は、数個であるが、ディンプルは対向壁面に広がって、図７に示すように、垂直板２ｂ面にはディンプル列群Ａ、すなわち、ディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜ＡＭ（ａｍ、ａｍ２〜ａｍｎ）が配設されているので、個々のディンプルによって発生した渦流がディンプル列群で集合されて乱流となり、この乱流がウェーハＷの表面に接触することなる。同様に、中間垂直板３の壁面３ａとウェーハＷの表面との間でも、ディンプル列群Ｂによって乱流が発生して、この乱流がウェーハＷの表面に接触することなる。
【００５４】
以上説明したように、実施例１に係る基板処理装置１は、処理槽２の対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群が設けられているので、処理液が内槽Ｒ１に供給されると、各板２ｂ、３の各板面側と対向するウェーハＷ面側との間で液流抵抗の差が生じて、各板面側近傍を流れる処理液の流速が速く、ウェーハＷ面側近傍の流速が遅くなる。その結果、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。この実施例１の基板処理装置１は、処理槽２の対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群を設けたが、いずれか一方の壁面に設けて、被処理基板の片面だけを洗浄するようにしてもよい。
【実施例２】
【００５５】
次に、図１、図９〜図１１を参照して、本発明の実施例２に係る基板処理装置１Ａを説明する。なお、図９は実施例２の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図９Ａは処理槽の上面図、図９Ｂは側面図（図９Ｂのｄ１〜ｄ４は処理槽内部の突起堰の配列位置を示している）、図９Ｃは底面図、図９Ｄは図９Ｂを一方の側面からみた側面図である。図１０は図９ＢのＸ−Ｘ線の断面図である。図１１は図１０のXI部分の拡大断面図である。
【００５６】
実施例２に係る基板処理装置１Ａは、図１に示した実施例１に係る基板処理装置１と略同じ構成を備え、この基板処理装置１Ａの処理槽２Ａ内の一部構成、すなわち、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面にディンプルを設けずに、複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４を設けた構成が異なっている。そこで、共通する構成には同じ符号を付してその説明を援用することとし、異なる構成について詳述する。
【００５７】
実施例２に係る基板処理装置１Ａは、処理槽２Ａを備えている。この処理槽２Ａは、図９、図１０に示すように、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、それぞれ水平方向に所定の間隔をあけて複数本、例えば４本の突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４が設けられている。複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４は同じ構造となっているので、一方の垂直板２ｂに設けた突起堰ｃ１〜ｃ４を説明する。
【００５８】
垂直板２ｂの壁面には、所定の間隔Ｈ４をあけて４本の突起堰ｃ１〜ｃ４が水平方向に配設されている。Ｈ４は１００ｍｍとなっている。これらの突起堰ｃ１〜ｃ４は、同じ形状となっている。そのうちの１本の突起堰ｃ１は、図１１に示すように、垂直板２ｂ面から湾曲状に隆起した畝状の突起からなり頂部の高さｈ２となっている。すなわち、湾曲状の隆起は、直径２５ｍｍの円を描き、その一部が垂直板２ｂ面から隆起し、頂部高さｈ２が２．５ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板３のそれぞれの壁面に突起堰を設けるので、両突起堰間の隙間Ｇ２は隙間Ｇ１より狭められて１０ｍｍ（なお、Ｇ１は１５ｍｍ）となっている。なお、特許請求の範囲では、突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４を纏めて第２の流体制御手段と表現している。
【００５９】
次に、この突起堰の作用を説明する。内槽Ｒ１内に処理液が処理液供給ボックス７から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、処理液は、最初の突起堰ｃ１に衝突して、その一部の処理液が一時堰き止められる。突起堰ｃ１は図９Ｂ、図１０に示すように、垂直板壁２ｂの幅方向、すなわち水平方向の一端から他端まで連続した堰となっているので、処理液はこの幅方向で堰き止められる。この堰き止めにより、処理液供給ボックス７からの距離、すなわち処理液供給ボックス７のノズルからの距離の長短に関係なく、処理液は略均一化されて隙間Ｇ２間を通過する。この隙間Ｇ２は、隙間Ｇ１より狭くなっているので、垂直板壁２ｂ面とウェーハＷ面との間も狭められて隘路となり、処理液はこの隘路を通過することになる。すなわち、堰き止められた処理液は、突起堰ｃ１の頂部とウェーハＷ間の狭い隙間の隘路を通過して、下流の突起堰ｃ２へ向けて流れ込む。この流れ込んだ処理液は、隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に一時蓄えられた格好で次の突起堰ｃ２で再びこの突起堰ｃ２で形成される隘路を通過し突起堰ｃ２、ｃ３間に一時蓄えられた格好で、以後、同じようにして、各突起堰を通過する。この処理液の流れは、隘路を通過するときは流速が速められ、通過した後の突起堰間においては、この流速が減速されると同時に流れが複雑に変化し、結果として乱流などが発生して、ウェーハＷ表面の不要物を剥離・除去する。なお、突起堰間には、処理液は滞留するのでなく、随時流れ去るものである。
【００６０】
この実施例２に係る基板処理装置１Ａは、処理槽２Ａの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、それぞれ突起堰を設けるだけで、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。なお、突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４は、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向した箇所に設けたが、互いに位置をずらして千鳥状に設けてもよい。
【実施例３】
【００６１】
次に、図１、図１２〜図１６を参照して、本発明の実施例３に係る基板処理装置１Ｂを説明する。なお、図１２は実施例３の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図１２Ａは処理槽の上面図、図１２Ｂは側面図（図１２Ｂの複数個の点例えばｂ１は処理槽内部のディンプル及びｄ１〜ｄ４は槽内部の突起堰の配列位置を示している）、図１２Ｃは底面図、図１２Ｄは図１２Ｂを一方の側面からみた側面図である。図１３は図１２ＢのXIII−XIII線の断面図である。図１４は図１３のXIV部分の拡大断面図、図１５は突起堰間のディンプルの配列を示し、図１５Ａは一方の垂直壁に設けられたディンプル配列群、図１５Ｂは中間垂直板壁に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【００６２】
実施例３に係る基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂを備え、この処理槽２Ｂは、上記実施例１、２の処理槽２、２Ａを組み合わせた構成となっている。すなわち、この処理槽２Ｂは、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４を設けるとともに各突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４間に複数個のディンプルを配列した構成となっている。
【００６３】
処理槽２Ｂは、図１２、図１３に示すように、垂直板２ｂ及び中間垂直板３の対向壁面に、それぞれ水平方向に所定の間隔をあけて複数本、例えば４本の突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４が設けられて、各突起堰ｃ１〜ｃ４及びｄ１〜ｄ４の間にディンプル列群Ａ、Ｂが配列されている。複数本の突起堰ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４及びディンプル列群Ａ、Ｂは同じ構造となっているので、一方の垂直板壁２ｂに設けた突起堰ｃ１〜ｃ４及びディンプル列群Ａを説明する。
【００６４】
垂直板２ｂの壁面には、所定の間隔Ｈ４をあけて４本の突起堰ｃ１〜ｃ４が水平方向に配設されている。Ｈ４は１００ｍｍとなっている。これらの突起堰ｃ１〜ｃ４は、同じ形状となっている。そのうちの１本の突起堰ｃ１は、図１４に示すように、垂直板２ｂ面から湾曲状に隆起した畝状の突起からなり頂部の高さｈ２となっている。すなわち、湾曲状の隆起は、直径２５ｍｍの円を描き、その一部が垂直板２ｂ面から隆起し、頂部高さｈ２が２．５ｍｍとなっている。垂直板２ｂと中間垂直板のそれぞれの壁面に突起堰を設けるので、両突起堰間の隙間Ｇ２は１０ｍｍ（なお、Ｇ１は１５ｍｍ）となっている。
【００６５】
また、各突起堰ｃ１〜ｃ４間には、ディンプル列群Ａが設けられている。ディンプル列群Ａは、図１５Ａに示すように、所定のピッチ（３〜５０ｍｍ）で直線状１列に配列された複数のディンプル列Ａ１（ａ１、ａ１２〜ａ１ｎ）、Ａ２（ａ２、ａ２２〜ａ２ｎ）〜Ａ４（ａ４、ａ４２〜ａ４ｎ）が垂直方向に所定の隙間（３〜５０ｍｍ）をあけて水平方向に複数列Ａ１〜Ａ４配設されたたものとなっている。このディンプル列群Ａの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００６６】
中間垂直板３の対向壁面にも、図１５Ｂに示すように、同様のディンプル列Ｂ１（ｂ１、ｂ１２〜ｂ１ｎ）、Ｂ２（ｂ２、ｂ２２〜ｂ２ｎ）〜Ｂ４（ｂ４、ｂ４２〜ｂ４ｎ）からなるディンプル列群Ｂが設けられている。このディンプル列群Ｂの個々のディンプルは、直径が例えば０．５〜５．０ｍｍ、深さが例えば０．５〜２．０ｍｍの円形状の凹み穴となっている。
【００６７】
図１２〜図１６を参照して、突起堰及びディンプルの作用を説明する。なお、図１６は図１３のXVI部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【００６８】
内槽Ｒ１内に処理液が処理液供給ボックス７から下方へ、すなわちダウンフローで流れると、処理液は、最初の突起堰ｃ１に衝突して、その一部の処理液が一時堰き止められる。突起堰ｃ１は図１２Ｂに示すように、垂直板壁２ｂの幅方向、すなわち水平方向の一端から他端まで連続した堰となっているので、処理液はこの幅方向で堰き止められる。この堰き止めにより、処理液供給ボックス７からの距離、すなわち処理液供給ボックス７のノズルからの距離の長短に関係なく略均一な流速となる。
【００６９】
堰き止められた処理液は、突起堰ｃ１の頂部とウェーハＷ間の狭い隙間を通過して、下流の突起堰ｃ２へ向けて流れ込む。この流れ込んだ処理液は、隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に蓄えられる。図１６の符号Ｂｒで示した部分は、蓄えられた処理液を模式して示してある。なお、この蓄えられた処理液Ｂｒは滞留するのでなく、随時流れ去るものであって、イメージ的に図示したものである。この処理液Ｂｒは、図１２Ｂ、図１３に示す隣接する突起堰ｃ１、ｃ２間に均一に蓄えられて、略一定の流速でウェーハＷの全面に略均等に処理液が安定した状態で供給される。また、この処理液Ｂｒは、ディンプル列群Ａに当り、垂直板壁２ｂ面の個々のディンプルａ１〜ａ４部分において渦流が発生する。この渦流の発生によって、垂直板壁２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速が速くなる。垂直板壁２ｂ面側の近傍を流れる処理液の流速が速くなると、ウェーハＷ表面近傍に流れる流速との間で流速差が発生する。換言すると、垂直板壁２ｂ面側近傍の流速が速くなった分流速抵抗が小さくなり、ウェーハＷ近傍の流速抵抗との間に抵抗差が発生する。この抵抗差が発生すると、ウェーハＷ側の近傍に処理液の渦流が発生し、この渦流がウェーハＷの表面と接触してウェーハＷ表面に付着しているレジストなどの不要物が擦り落される。なお、このディンプル列群の作用は、実施例１のディンプル列群と同じである。以下、下流の突起堰ｃ２〜ｃ３、ｃ３〜ｃ４間で、安定した流速のもとで渦流が発生し、この渦流によってウェーハＷの表面が洗浄される。この洗浄は、中間垂直板壁３とウェーハＷとの間でも行われている。
【００７０】
以上説明したように、実施例３に係る基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、それぞれ突起堰及びディンプル列群が設けられているので、処理液が内槽Ｒ１に供給されると、各垂直板２ｂ、３の各壁面側と対向するウェーハＷ面側との間に、安定した処理液が供給されて、この供給された処理液に液流抵抗の差が生じて、各壁面側近傍を流れる処理液の流速が速く、ウェーハＷ面側近傍の流速が遅くなる。その結果、ウェーハＷ面側に渦流或いは乱流が発生し、この渦流或いは乱流がウェーハＷの表裏面に接触して、ウェーハＷの表裏面が効率よく効果的に洗浄される。また、処理液は、ダウンフローとなっているので、除去された汚染物資などが戻って再付着することがない。この実施例３の基板処理装置１Ｂは、処理槽２Ｂの対向する垂直板２ｂ及び中間垂直板３の各壁面に、ディンプル列群を設けたが、いずれか一方の壁面に設けて、ウェーハの一面だけを洗浄するようにしてもよい。
【００７１】
この実施例１〜３の基板処理装置１、１Ａ、１Ｂを用い、以下の条件で処理槽内の比抵抗回復時間を測定した。処理液の濃度は、純水１００に対して、Ｈ２ＳＯ４を１にしたものである。その流量は、３Ｌ／ｍｉｎ、５Ｌ／ｍｉｎ、７Ｌ／ｍｉｎ、測定機器は導電率計を使用し、この導電率計での測定値に基づいて計算に比抵抗値を求めた。その結果、比抵抗回復のバラツキ具合、立ち上り時間を考慮して比較した結果、実施例３が一番良い結果が得られ、続いて、実施例１、実施例２の順によい結果が得られた。
【００７２】
次に、渦流或いは乱流を発生させるための他の流体制御手段を図１７及び図１８に示す。図１７Ａは流体制御手段の変形例を示す図であり、図１７Ｂは流体制御手段の他の変形例を示す図であり、図１７Ｃは流体制御手段の他の変形例を示す図である。図１８は流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【００７３】
実施例１〜３では、ディンプル、突起堰およびこれらを組み合わせたもので、渦流或いは乱流を発生させたが、このようなディンプル、突起堰でなく他の手段を形成してもよい。
この他の手段は、例えば、ディンプルｅ、凸起ｆ、凹み溝ｇ、凸起条ｈ及び粗面ｉを組み合わせたもの（図１７Ａ参照）、凹み溝ｇ及び凸起条ｈを組み合せたもの（図１７Ｂ参照）、さらに、凸起条ｈ、粗面ｉ及び三角溝ｊを組み合わせたもの（図１７Ｃ参照）にしてもよい。また、図１８に示すように、突起堰であっても、ウェーハＷと対向する箇所は細く、ウェーハＷと外れる箇所を太くした突起堰ｋのようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は本発明の実施例１〜３に共通する基板処理装置の概要図である。
【図２】図２は図１の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図２Ａは処理槽の上面図、図２Ｂは側面図、図２Ｃは底面図、図２Ｄは図２Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図３】図３は図２ＢのIII―III線の断面図である。
【図４】図４は処理液供給ボックスを示し、図４Ａは供給ボックスの上面図、図４Ｂは図４Ａの供給ボックスを長手方向と直交する方向からみた側面図、図４Ｃは図４Ａの供給ボックスを長手方向からみた側面図である。
【図５】図５は図２の処理槽の一側面図である。
【図６】図６は図３のVI部分の拡大断面図である。
【図７】図７は図２Ｂ、図３の処理槽壁面に設けるディンプルの配列を示し、図７Ａは一方の垂直板に設けられたディンプル配列群、図７Ｂは中間垂直板に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【図８】図８は図３のVIII部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【図９】図９は実施例２の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図９Ａは処理槽の上面図、図９Ｂは側面図、図９Ｃは底面図、図９Ｄは図９Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図１０】図１０は図９ＢのＸ−Ｘ線の断面図である。
【図１１】図１１は図１０のXI部分の拡大断面図である。
【図１２】図１２は実施例３の基板処理装置を構成する処理槽を示し、図１２Ａは処理槽の上面図、図１２Ｂは側面図、図１２Ｃは底面図、図１２Ｄは図１２Ｂを一方の側面からみた側面図である。
【図１３】図１３は図１２ＢのXIII―XIII線の断面図である。
【図１４】図１４は図１３のXIV部分の拡大断面図である。
【図１５】図１５は突起堰間のディンプルの配列を示し、図１５Ａは一方の垂直壁に設けられたディンプル配列群、図１５Ｂは中間垂直板壁に設けられたディンプル配列群を示した配列図である。
【図１６】図１６は図１３のXVI部分を説明用に模式して示した拡大断面図である。
【図１７】図１７Ａは流体制御手段の変形例を示す図であり、図１７Ｂは流体制御手段の他の変形例を示す図であり、図１７Ｃは流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【図１８】図１８は流体制御手段のさらに他の変形例を示す図である。
【図１９】図１９は従来技術の枚葉式洗浄装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、１Ａ、１Ｂ 基板処理装置
２、２Ａ、２Ｂ 処理槽
２ａ 開口
２ｂ 垂直板（第１の立設壁）
２ｃ 垂直板
３ 中間垂直板（第２の立設壁）
４ 装着溝
５ 隙間
６ 外槽
７ 処理液供給ボックス
７１、７２ ノズル穴
ａ１〜ａｍ、ｂ１〜ｂｍ ディンプル
ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４ 突起堰
Ｄ１、Ｄ２ 排出穴
Ｉ 処理液供給系
II 回収・循環系
Ｒ１ 内槽
Ｒ２ 空室（側路）
Ｓ 処理液供給源
Ｗ ウェーハ（被処理基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面を処理する基板処理方法において、
前記処理槽は、前記被処理基板の少なくとも一方の基板面と対向する内壁面に、前記処理液の流れを変化させる流体制御手段を設けて、
前記流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で前記処理液の流れを変化させて、該被処理基板の表面を処理することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記流体制御手段を設けた内壁面側の流速は、前記基板面側の流速より速く又は遅くして、該基板面側に渦流又は乱流を生じさせて基板表面を処理することを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理液の流れは、前記処理槽内の一方向へ流れる一方向流であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記一方向流は、前記処理槽内で上方から下方への流れる下降流であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備えた基板処理装置において、
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、前記第１の流体制御手段は、該流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるものであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の流体制御手段は、前記内壁面を前記被処理基板面の粗さと異なる粗面で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第１の流体制御手段は、複数個のディンプルで形成されたものであることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記複数個のディンプルは、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を立設方向に所定の間隔をあけて複数列に配列したものであることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、前記第２の流体制御手段は、前記隙間を一部狭める突起物であることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記突起物は、前記隙間を一部狭める突起堰であることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記突起堰は、少なくとも２本が前記壁面の立設方向と直交する方向に所定の間隔をあけて設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に、請求項５〜８のいずれかに１つに記載の第１の流体制御手段と請求項９〜１１のいずれかに記載の第２の制御手段とを設けたものであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、該処理液供給手段から前記第１、第２の立設壁の隙間に処理液を供給して、該隙間間に収容された被処理基板の表面処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に、前記第１、第２の立設壁間の底部に設けた隙間に連通し上方へ昇流させる側路を形成して、前記側路の外壁に該側路の上端部から溢液する処理液を収容する回収槽を設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１】
処理槽内に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面を処理する基板処理方法において、
前記処理槽は、前記被処理基板の少なくとも一方の基板面と対向する内壁面に、前記処理液の流れを変化させる流体制御手段を設けて、
前記流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で前記処理液の流れを変化させて、該被処理基板の表面を処理することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記流体制御手段を設けた内壁面側の流速は、前記基板面側の流速より速く又は遅くして、該基板面側に渦流又は乱流を生じさせて基板表面を処理することを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理液の流れは、前記処理槽内の一方向へ流れる一方向流であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記一方向流は、前記処理槽内で上方から下方への流れる下降流であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
所定の間隔をあけて立設されて対向する一対の第１、第２の立設壁の隙間に、被処理基板を１枚ごと立設させて収容するとともに処理液を供給して、該被処理基板の表面処理を行う処理槽を備えた基板処理装置において、
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第１の流体制御手段を設けて、前記第１の流体制御手段は、該流体制御手段を設けた内壁面側と前記被処理基板の基板面側との間で処理液の流れを変化させるものであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の流体制御手段は、前記内壁面を前記被処理基板面の粗さと異なる粗面で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第１の流体制御手段は、複数個のディンプルで形成されたものであることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記複数個のディンプルは、水平方向に所定のピッチで１列に配列したディンプル列を立設方向に所定の間隔をあけて複数列に配列したものであることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に第２の流体制御手段を設けて、前記第２の流体制御手段は、前記隙間を一部狭める突起物であることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記突起物は、前記隙間を一部狭める突起堰であることを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記突起堰は、少なくとも２本が前記壁面の立設方向と直交する方向に所定の間隔をあけて設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記第１、第２の立設壁は、対向する少なくともいずれか一方の内壁面に、請求項５〜８のいずれかに１つに記載の第１の流体制御手段と請求項９〜１１のいずれかに記載の第２の制御手段とを設けたものであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１、第２の立設壁の頂部に、処理液供給手段を配設して、該処理液供給手段から前記第１、第２の立設壁の隙間に処理液を供給して、該隙間間に収容された被処理基板の表面処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記第１、第２の立設壁のいずれか一方の立設壁の外壁面に、前記第１、第２の立設壁間の底部に設けた隙間に連通し上方へ昇流させる側路を形成して、前記側路の外壁に該側路の上端部から溢液する処理液を収容する回収槽を設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１３５４２１（Ｐ２０１０−１３５４２１Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７８３７（Ｐ２００８−３０７８３７）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（３９１０６０３９５）エス・イー・エス株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（３９１０６０３９５）エス・イー・エス株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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