基板処理装置及び基板処理方法
【課題】処理槽の内部における下から上への流れを撹乱せず、貯留された処理液を他の処理液に効率よく置換させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】処理ユニット１０は、内槽１５の側壁５０７に形成された断面Ｖ字形の溝部１６の、下側テーパー面１６３に向けて処理液を吐出して内槽１５の内部に比較的低速の液流を形成する第三吐出ノズル２２１を備える。第三吐出ノズル２２１から吐出され内槽１５の下側テーパー面１６３に衝突した流れのうち、上方向に向かう流れを板状部材１８で阻止することにより、内槽１５内の下から上への流れを撹乱することなく、効率良く処理液を置換することができる。
【解決手段】処理ユニット１０は、内槽１５の側壁５０７に形成された断面Ｖ字形の溝部１６の、下側テーパー面１６３に向けて処理液を吐出して内槽１５の内部に比較的低速の液流を形成する第三吐出ノズル２２１を備える。第三吐出ノズル２２１から吐出され内槽１５の下側テーパー面１６３に衝突した流れのうち、上方向に向かう流れを板状部材１８で阻止することにより、内槽１５内の下から上への流れを撹乱することなく、効率良く処理液を置換することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の平板状の基板を処理液中に浸漬することにより、基板に対して洗浄・エッチング等の処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板の製造工程においては、処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬することにより基板の処理を行う基板処理装置が使用されている。このような装置の場合、処理の進行にともなって処理槽の中に貯留された処理液を他の処理液に置換したり、基板から脱離したパーティクル等が含まれた処理液を排出したりする必要が有る。このため、処理槽の底部近傍に処理液を吐出する吐出ノズルを配設し、その吐出ノズルから処理液を吐出して処理槽上部からオーバーフローさせることにより、処理液を置換する方法が採用されている。
【０００３】
ここで、処理槽に貯留された処理液を効率よく置換するためには、置換中に処理液が渦や乱流などを生じて局所に滞留することなく処理槽内で均一に上方向に流れるように構成されることが望ましい。例えば、特許文献１に開示された基板処理装置においては、処理槽の側壁の下端付近であって処理槽の両側の側壁に設けられ、処理槽の内側に向けて開いた断面Ｖ字形状の溝の内側に吐出ノズルを設け、断面Ｖ字形状の溝の下側テーパー面に向けて処理液を吐出する。処理液は下側テーパー面に衝突し、下側テーパー面によって上下に拡散しつつ処理槽の内側へ向きを変えて進行する。断面Ｖ字形状の溝の下側テーパー面に衝突することにより流速が低下した処理液は、更に上下方向に拡散して処理槽の内側へ流れ込むことにより更に流速が低下する。これにより、処理槽の中の液体は、拡散されて流速が低下した処理液により処理槽の下から効率良く置換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８１２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示すように、特許文献１に開示された処理槽５０３では、側壁５０７の、底部５０９近傍に設けられた断面Ｖ字形状の溝５０５の下側のテーパー面５１７に対しノズル５１３から処理液を吐出している。吐出された処理液は下側のテーパー面５１７に衝突し、流速が低下すると共に、矢印Ｂ１で示される右上方向への流れ及び矢印Ｂ２で示される左下方向への流れに分かれる。
【０００６】
矢印Ｂ２で示される流れは、底部５０９の内面に沿って流れ、反対側の側壁５０７に同様に設けられたノズル５１３から吐出され、底部５０９に沿って流れる処理液の流れと底部５０９の中央付近で衝突し、処理槽５０３を下から上に上昇する流れを構成する。
【０００７】
この、処理槽５０３を下から上に上昇する流れにより、処理槽５０３の中に貯留された処理液の置換や、基板から脱離したパーティクル等が含まれた処理液の排出を効率良く行うことができる。
【０００８】
ここで、処理槽５０３の両方の側壁５０７に設けられたノズル５１３から吐出されて底部５０９の中央付近で衝突し、処理槽５０３を下から上に上昇する流れには、矢印Ｂ４で示されるような処理槽５０３の中央から側壁５０７に向かう流れの成分が含まれている。
【０００９】
また、溝５０５の下側のテーパー面５１７に衝突した流れは、矢印Ｂ２で示す流れの他に、矢印Ｂ１で示す流れもある。この流れは、右上方向に向かって上側テーパー面５１５に衝突し、方向を転換して矢印Ｂ３で示される処理槽５０３の中央へ向かう流れとなる。
【００１０】
この、矢印Ｂ３の流れと矢印Ｂ４の流れが衝突し、溝５０５の上部付近で局所的に流速が低下することでよどみを形成する、あるいは局所的に渦を形成することとなり、処理液の排出や置換の効率をわずかに低下させる可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理液置換時の処理槽内の液の流れを、処理槽内においてより均一に上方向に流れるように構成し、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に置換させる効率をさらに向上することができる基板処理装置及び基板処理方法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】
【００１２】
上記課題を解決するため、この発明は、側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、凹部の上端付近と吐出手段とを連結する板状部材とを備える。
【００１３】
また、この発明は、側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段とを備え、吐出手段は、凹部の上半部分に当接又は埋設されている。
【００１４】
このように構成された発明では、側壁に形成された凹部に、吐出手段から吐出された処理液が衝突して上下に分離する流れのうち、上方向に向かう流れを板状部材や吐出手段自体を凹部に当接又は埋設することで阻止する。これにより、凹部の上方であって処理槽内部において処理槽の中央から外側に向かう成分を持つ流れと、吐出手段から凹部に向けて吐出され、処理槽の中央上方に向かう流れが衝突することによって生ずる処理液のよどみや渦を防止し、処理液が処理槽内で均一に上方向に流れるようにして効率良く処理液を置換することができる。
【００１５】
また、凹部は、処理槽の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝とし、吐出ノズルは、断面Ｖ字形状の溝を構成する一対のテーパー面のうち、下側のテーパー面へ向けて処理液を吐出することもできる。
【００１６】
このように構成された発明では、吐出手段から吐出された処理液が、下側のテーパー面により流れの方向を処理槽の中央に変更される。処理槽を挟んで対向する２つの凹部からの流れは処理槽中央付近で衝突し、処理槽内を上昇するゆっくりとした流れとなる。これにより、処理液を効率よく置換することができる。
【００１７】
また、本願の他の発明は、基板に対して処理液による処理を行う基板処理方法であって、ａ）側壁と底壁とを有する処理槽の内部において、処理液中に基板を浸漬する工程と、ｂ）前記側壁の内側面に設けられた凹部に向けてノズルから処理液を吐出しつつ、前記凹部内から前記ノズルの上方へ向かう処理液の流れを堰き止め、前記凹部から前記底壁側へ向かう処理液の流れを形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、側壁に形成された凹部において上下に分離された処理液の流れのうち、上方に向かう流れを阻止することで、処理槽の下から上への流れを撹乱することなく均一な流れとし、処理液の置換効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】特許文献１の処理槽における処理液の流れを示した図である。
【図２】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】処理部の構成を示した図である。
【図４】処理部の処理槽を、基板の主面と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図５】処理部の処理槽を、基板の主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図６】処理液を吐出した際の流れを示す図である。
【図７】処理部の処理液供給部の構成を示した図である。
【図８】処理部の動作を示したフローチャートである。
【図９】処理部の動作を示したフローチャートである。
【図１０】薬液置換時の内槽内の処理液の流れの概要を示した図である。
【図１１】薬液置換時の内槽内の処理液の流れの概要を示した図である。
【図１２】特許文献１の処理槽における処理液の流れの数値シミュレーション結果を示した図である。
【図１３】この発明に係る処理部の処理槽における処理液の流れの数値シミュレーション結果を示した図である。
【図１４】この発明に係る処理部の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜１．基板処理装置の構成＞
図２は、この発明にかかる基板処理装置９の概略構成を示す斜視図である。この基板処理装置９は、半導体ウエハ等の複数枚の基板（以下、単に「基板」と称する）に対し、薬液やリンス液（以下「処理液」と称する）による処理を行うバッチ式の基板処理装置である。
【００２１】
この基板処理装置９は、基板Ｗに対し、処理液による処理を行う処理部１と、処理部１により処理が行われた基板Ｗを乾燥する乾燥部７と、装置外部から搬入されたカセットＣが載置されるカセット載置部９１と、カセットＣと後述する基板搬送部９３との間で基板Ｗを移載する基板移載部９２と、基板移載部９２、処理部１及び乾燥部７の間で基板Ｗを搬送する基板搬送部９３とで構成される。なお、方向関係を明確にするために、図２中にＸＹＺ座標系を示している。尚、以下の説明の便宜上、ＸＹＺ座標系の矢印の指す方向を＋（プラス）、矢印の指す方向と逆の方向を−（マイナス）とする。
【００２２】
カセット載置部９１は、基板処理装置９の一方の端部（図２において基板処理装置９の−Ｘ方向の端部）に配置される。カセット載置部９１は、基板処理装置９の外部から搬入され、あるいは外部に搬出されるカセットＣが載置されるカセット載置領域９１１と、カセットＣを内部に収容して洗浄するカセット洗浄機構９１７と、カセット載置領域９１１、カセット洗浄機構９１７及び基板移載部９２の間でカセットＣを移載するカセット移載ロボット９１３と、を備える。
【００２３】
カセット載置領域９１１は、カセット載置部９１の一方の端部（図２においてカセット載置部９１の−Ｘ方向の端部）に配置され、その上面にカセットＣを複数個（図２においては６個）載置可能に構成されている。カセット移載ロボット９１３はカセット載置領域９１１と、カセット洗浄機構９１７及び基板移載部９２との間に配置される。カセット移載ロボット９１３は、カセット把持アーム９１５を有し、カセットＣの側面を把持して移載可能なように、Ｙ方向およびＺ方向に移動自在であると共に、Ｚ軸方向に伸びる軸回りに回転自在に構成されている。カセット洗浄機構９１７はカセット移載ロボット９１３を挟んでカセット載置領域９１１の反対側に配置され、内部に２つのカセットＣを収納してカセットＣを洗浄可能なように構成される。
【００２４】
基板移載部９２は、カセット載置部９１と乾燥部７との間に配置される。基板移載部９２はカセット移載台９２１を備える。カセット移載台９２１は２つのカセットＣを載置可能に構成される。カセット移載台９２１はＹ方向に移動自在とされ、また、カセット移載台９２１上に載置されたカセットＣはＺ軸方向に伸びる軸回りに回転可能とされている。また、図示しない突き上げ機構により２つのカセットからすべての基板Ｗを上方（＋Ｚ方向）に突き上げて基板搬送部９３に移載し、また、基板搬送部９３に保持されている基板Ｗを２つのカセットＣに移載することができるように構成される。
【００２５】
基板搬送部９３は、基板移載部９２、乾燥部７および処理部１の上方に配置される。基板搬送部９３は、本体部９３１と、基板保持部材９３３と、を備える。本体部９３１は、未処理の基板Ｗを基板移載部９２から処理部１へ、処理後の基板Ｗを処理部１から乾燥部７へ、乾燥後の基板Ｗを乾燥部７から基板移載部９２へ移送可能なように、Ｘ方向へ移動自在とされる。基板保持部材９３３は本体部９３１から＋Ｙ方向へ延びる１対の柱状部材であり、基板Ｗの外縁部を保持することにより、基板Ｗを起立姿勢にて保持可能に構成される。
【００２６】
処理部１は基板処理装置９のカセット載置部９１とは反対の端（図２において＋Ｘ方向の端部）に配置される。処理部１は複数（本実施形態では２つ）の処理ユニット１０を備える。処理ユニット１０は、内部に処理液を貯留して基板Ｗを浸漬し、基板Ｗに対して処理液による処理を行う処理槽１１と、基板搬送部９３から基板Ｗを受け取り、処理槽１１へ基板Ｗを浸漬し、処理後の基板Ｗを基板搬送部９３に渡すリフタ１３と、を備える。尚、リフタ１３は基板搬送部９３と基板Ｗを受け渡し可能とし、基板Ｗを処理槽１１に貯留された液体に浸漬し、引き上げることが可能とするため、Ｚ方向に移動自在に構成されている。処理ユニット１０の構成の詳細については後述する。
【００２７】
乾燥部７は基板移載部９２と処理部１の間に配置される。乾燥部７は、内部に基板Ｗを収容して基板Ｗの乾燥を行う乾燥槽７１と、基板搬送部９３と乾燥槽７１との間で基板Ｗの受け渡しを行うリフタ７３と、を備える。乾燥槽７１における基板Ｗの乾燥方法は、基板Ｗを高速回転することにより遠心力で振り切り乾燥する方法、基板Ｗをイソプロピルアルコールなどの液中に浸漬した後引き上げる方法、基板Ｗの表面に高流速の温風を吹きつける方法など、様々な方法が適用される。
【００２８】
次に、基板処理装置９の動作について説明する。基板処理装置９の外部から無人搬送車などにより搬入された未処理の基板Ｗが収納されたカセットＣは、カセット載置部９１のカセット載置領域９１１の上に載置される。カセット載置領域９１１に載置された未処理の基板Ｗを収納したカセットＣは、カセット移載ロボット９１３により基板移載部９２のカセット移載台９２１に移載される。
【００２９】
カセット移載台９２１に移載されたカセットＣは、内部に収納された基板Ｗの主面が全て相対向する方向（基板Ｗの径方向が全て平行になる方向）に回転される。その後、基板Ｗは突き上げ機構により上方向に突き上げられ、基板搬送部９３の基板保持部材９３３の上に移載される。
【００３０】
基板移載部９２により基板Ｗが基板搬送部９３に移載された後の空のカセットＣは、カセット移載ロボット９１３によりカセット洗浄機構９１７に移載され、洗浄される。洗浄されたカセットＣはカセット移載ロボット９１３により再び基板移載部９２に移載される。
【００３１】
未処理の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、処理部１の複数ある処理ユニット１０のいずれかのリフタ１３の上空まで移動し、基板Ｗをリフタ１３へ移載する。処理ユニット１０は、リフタ１３を下降（−Ｚ方向へ移動）して処理槽１１に貯留された処理液に基板Ｗを浸漬し、基板Ｗの処理を行う。処理が終了すると、リフタ１３を上昇（＋Ｚ方向へ移動）し、基板搬送部９３へ移載する。尚、処理ユニット１０の動作の詳細については後述する。
【００３２】
処理後の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、乾燥部７の上空へ移動し、リフタ７３へ基板Ｗを移載する。乾燥部７はリフタ７３を下降し、乾燥槽７１内の乾燥機構（図示せず）に移載し、乾燥処理を行う。乾燥が完了した基板Ｗは、リフタ７３により保持され、基板搬送部９３へ移載される。
【００３３】
乾燥終了後の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、基板移載部９２の上空へ移動し、カセット移載台９２１の突き上げ機構に処理後の基板Ｗを移載する。基板移載部９２は突き上げ機構に載置された基板Ｗをカセット移載台９２１に載置されたカセットＣに収納する。
【００３４】
洗浄処理終了後の基板Ｗが収納されたカセットＣは、カセット移載ロボット９１３によりカセット載置領域９１１に移載され、その後基板処理装置９の外部に搬出される。
【００３５】
この実施形態では、処理部１に処理ユニット１０を２台、乾燥部７に乾燥槽７１を１台配設しているが、処理ユニットや乾燥槽の数および配設位置はこれに限定されない。すなわち、求められるタクトに合わせて処理ユニットや乾燥槽の数を増減してもよい。また、基板搬送部９３についても複数台配設して、例えば一方の基板搬送ロボットが処理ユニット１０から乾燥槽７１に複数枚の基板Ｗを搬送している間に、他方の基板搬送ロボットが乾燥槽７１から基板移載部９２に別の複数枚の基板Ｗを搬送させるように構成してもよい。
【００３６】
次に、処理ユニット１０の構成について説明する。この処理ユニット１０は、処理槽１１の中に処理液を貯留し、貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗに対して処理を行う装置である。図３は処理ユニット１０の構成を示す模式図である。処理ユニット１０は、処理液を貯留する処理槽１１と、処理槽１１に複数の処理液を供給する処理液供給部４１と、基板Ｗを保持して処理槽１１内の処理液に浸漬した後引き上げるリフタ１３と、処理ユニット１０の動作を制御する制御部９７と、を備える。
【００３７】
次に、処理槽１１の構成を図４ないし図７を用いて説明する。図４は、処理槽１１を、基板Ｗの主面と平行な平面で切断した縦断面図である。図５は、処理槽１１を、基板Ｗの主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。図６は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１から処理液を吐出した際の処理液の流れを説明する図である。図７は、処理液供給部４１の構成を示した図である。
【００３８】
処理槽１１は、石英や耐薬性の樹脂により構成された貯留容器である。処理槽１１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１５と、内槽１５の外周部に形成された外槽１７とを有している。内槽１５は、基板Ｗが浸漬された状態における基板Ｗの下方に位置し、上方に開口した略Ｖ字形状を有する底壁１５３と、基板Ｗの側方であって、基板Ｗの主面に平行な位置に基板Ｗを挟んで配設される１対の短辺側壁１５２、１５２と、基板Ｗの主面に垂直な位置（リフタ１３１に保持された複数の基板Ｗの配列方向に平行）に基板Ｗを挟んで配設される１対の長辺側壁１５１、１５１とを備える。これら短辺側壁１５２、１５２及び長辺側壁１５１、１５１が、本発明における側壁に相当する。尚、内槽１５の上部は開放されている。
【００３９】
内槽１５の上部付近（処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも高い位置、かつ内槽１５が満杯の状態における水面より下の位置）には、中空管状の部材である一対の第一吐出ノズル２０１、２０１が、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１、１５１の内側近傍に、基板Ｗの配列方向に沿って水平に固定されている。また、それぞれの第一吐出ノズル２０１、２０１には処理液中に浸漬された基板Ｗに向かって斜め下方に処理液を吐出するための複数の吐出口２０３が等間隔に形成されている。複数の吐出口２０３の基板Ｗの配列方向（Ｘ軸方向）における位置は、リフタ１３に保持された隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第一吐出ノズル２０１、２０１に処理液が供給されると、複数の吐出口２０３から斜め下方である内槽１５の内部において処理液に浸漬されている基板Ｗに向けて処理液が吐出される。第一吐出ノズル２０１、２０１は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１より上方に配置され、本発明の第一撹拌用吐出手段を構成している。
【００４０】
内槽１５の底壁１５３の近傍には、中空管状の部材である一対の第二吐出ノズル２１１、２１１が、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１、１５１の内側の近傍に、基板Ｗの配列方向に沿って水平に固定されている。また、それぞれの第二吐出ノズル２１１、２１１には処理液中に浸漬された基板Ｗに向かって斜め上方に処理液を吐出するための複数の吐出口２１３が等間隔に形成されている。複数の吐出口２１３の基板Ｗの配列方向（Ｘ軸方向）における位置は、リフタ１３に保持された隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第二吐出ノズル２１１、２１１に処理液が供給されると、複数の吐出口２１３から斜め上方である内槽１５の内部において処理液に浸漬されている基板Ｗに向けて処理液が吐出される。第二吐出ノズル２１１、２１１は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１より下方に配置され、本発明の第二撹拌用吐出手段を構成している。
【００４１】
また、第一吐出ノズル２０１、２０１および第二吐出ノズル２１１、２１１は、本発明の撹拌用吐出手段を構成している。
【００４２】
第一吐出ノズル２０１、２０１の下方であって第二吐出ノズル２１１、２１１の上方、かつ処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも低い位置の長辺側壁１５１、１５１には内槽１５の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝である溝部１６、１６が形成されている。溝部１６、１６は、一対の長辺側壁１５１、１５１のそれぞれにおいて、水平方向に延びている。即ち、溝部１６、１６はＸ軸方向の長さが長辺側壁１５１、１５１と略等しい平板状の上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３で構成され、上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３はそれぞれ１つの長辺を共有する形で接合されている。また、上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３は接合された長辺を内槽１５の外側へ突出するように（断面Ｖ字型の開口を内槽１５の内側に向けて）設けられる。この、溝部１６、１６が、本発明における凹部に相当する。
【００４３】
第三吐出ノズル２２１、２２１は溝部１６、１６の、内槽１５の内側へ向けて開いた開口付近に配置され、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１に沿って水平に固定されている。第三吐出ノズル２２１、２２１には、溝部１６、１６の下側テーパー面に向けて処理液を吐出する複数の吐出口２２３が形成されている。複数の吐出口２２３は、溝部１６、１６に沿って、水平方向に配列されている。また、複数の吐出口２２３のＸ軸方向の位置は、処理槽１１内における隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第三吐出ノズル２２１、２２１に処理液が供給されると、第三吐出ノズル２２１、２２１の複数の吐出口２２３から溝部１６、１６の下側テーパー面１６３に向けて処理液が吐出される。すなわち、第三吐出ノズル２２１、２２１は、溝部１６、１６の内部へ向けて、斜め下方へ処理液を吐出する。この、第三吐出ノズル２２１、２２１が本発明における吐出手段に相当する。
【００４４】
溝部１６、１６の上側テーパー面１６１の上端付近と第三吐出ノズル２２１、２２１との間には板状部材１８が取り付けられており、第三吐出ノズル２２１、２２１の上側にある溝部１６、１６の開口を閉塞している。板状部材１８は、処理槽１１と一体に形成されたものであってもよく、処理槽１１に取り付けられた別体の部材であってもよい。板状部材１８は、第三吐出ノズル２２１の最も＋Ｘ側の端部に配置された吐出口２２３に対応する位置から、第三吐出ノズル２２１の最も−Ｘ側の端部に配置された吐出口２２３に対応する位置まで、Ｘ軸方向に広がっていることが、好ましい。
【００４５】
図６は図４において一点鎖線で示される領域Ｘの拡大図であり、第三吐出ノズル２２１、２２１から処理液が吐出された場合の処理液の流れを模式的に示したものである。一方の第三吐出ノズル２２１周辺の流れについては、他方の第三吐出ノズル２２１の周辺と鏡像関係にあるため、図４における右側の第三吐出ノズル２２１を代表として説明する。
【００４６】
第三吐出ノズル２２１から吐出された処理液は、溝部１６の下側テーパー面１６３に衝突し、下側テーパー面１６３に沿って拡散しつつ内槽１５の内側へ向きを変えて進行する。拡散された処理液は、太くかつ低速な液流Ｆ１１となって内槽１５の底部中央位置に到達し、反対側の第三吐出ノズル２２１から吐出された流れと衝突することにより、内槽１５の上方へ向きを変えてゆっくりと上昇し、内槽１５をオーバーフローして外槽１７に捕集される。
【００４７】
内槽１５の内部には、処理液の比抵抗値を計測するための比抵抗計３１が設けられている。比抵抗計３１は、一対の金属電極を有しており、当該金属電極間の電気抵抗を計測することにより、処理液の比抵抗値を計測する。比抵抗計３１は、後述する処理液の置換処理の際に、処理槽１１の内部に貯留された処理液の比抵抗値を計測し、取得された比抵抗値の情報を制御部９７に送信する。なお、比抵抗計３１は、金属電極中に温度センサを内蔵し、所定温度における比抵抗値の換算値を制御部９７に送信するものであってもよい。
【００４８】
リフタ１３は、基板Ｗを保持しつつ内槽１５の内部と処理槽１１の上方の位置との間で基板Ｗを昇降移動させるための搬送機構である。リフタ１３は、基板Ｗの配列方向にのびる３本の保持棒１３１を有しており、各保持棒１３１には図示しない複数の保持溝が刻設されている。基板Ｗは、その周縁部を保持溝に嵌合させた状態で３本の保持棒１３１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ１３は、モータやボールネジ等を組み合わせた公知の機構により構成される駆動部１３５と、シャフト１３３を介して接続されている。駆動部１３５を動作させるとリフタ１３は上下に移動し、基板Ｗは、内槽１５の内部の浸漬位置（基板Ｗが内槽１５に貯留された処理液に完全に浸漬される位置）と、処理槽１１の上方の引き上げ位置（基板Ｗが内槽１５に貯留された処理液から完全に露出した位置）との間で搬送される。このリフタ１３と駆動部１３５が本発明における保持手段に相当する。
【００４９】
次に、処理液供給部４１について図７を用いて説明する。図７は処理液供給部４１の構成を示す図である。処理液供給部４１は処理槽１１に処理液である脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ。以下「ＤＩＷ」と称する）及びフッ酸（以下「ＨＦ」と称する）を供給するＤＩＷ供給部４２１及びＨＦ供給部４３１を備える。
【００５０】
ＤＩＷ供給部４２１には配管４２３の一端が管路接続し、配管４２３の他端は集合配管４０１に管路接続している。また、配管４２３には開閉弁４２５が介挿されており、開閉弁４２５は常時閉成とされている。また、開閉弁４２５は制御部９７と電気的に接続されている。尚、ＤＩＷ供給部４２１は基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。さらに、ＤＩＷ供給部４２１は内部にＤＩＷを貯留するタンクを備える構成を採っても良いし、工場ユーティリティから直接ＤＩＷの供給を受ける構成を採っても良い。
【００５１】
ＨＦ供給部４３１には配管４３３の一端が管路接続し、配管４３３の他端は集合配管４０１に管路接続している。また、配管４３３には開閉弁４３５が介挿されており、開閉弁４３５は常時閉成とされている。また、開閉弁４３５は制御部９７と電気的に接続されている。尚、ＨＦ供給部４３１は基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。さらに、ＨＦ供給部４３１は内部にＨＦを貯留するタンクを備える構成を採っても良いし、工場ユーティリティから直接ＨＦの供給を受ける構成を採っても良い。
【００５２】
集合配管４０１は途中で２つに分岐し、それぞれ第一分岐配管４０３及び第二分岐配管４０５に管路接続している。また、２つに分岐した集合配管４０１には開閉弁４０７、４０９がそれぞれ介挿されており、開閉弁４０７、４０９はともに常時閉成とされている。また、開閉弁４０７、４０９は制御部９７と電気的に接続されている。
【００５３】
第一分岐配管４０３は内槽１５の２つの長辺側壁１５１、１５１の上側に配設された２本の第一吐出ノズル２０１、２０１と下側に配設された２本の第二吐出ノズル２１１、２１１にそれぞれ管路接続している。第二分岐配管４０５は内槽１５の２つの長辺側壁１５１、１５１に設けられた溝部１６、１６近傍に配設された２本の第三吐出ノズル２２１、２２１に管路接続している。
【００５４】
制御部９７が開閉弁４２５に動作指令を行い、開閉弁４２５が開成するとＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷの供給が開始される。この時点で、制御部９７が開閉弁４０７に動作指令を行い、開閉弁４０７が開成すると、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。
【００５５】
ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷの供給が開始された時点で、制御部９７が開閉弁４０９に動作指令を行い、開閉弁４０９が開成すると、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。尚、開閉弁４０７と開閉弁４０９は選択的に開成される。
【００５６】
制御部９７が開閉弁４３５に動作指令を行い、開閉弁４３５が開成するとＨＦ供給部４３１からＨＦの供給が開始される。この時点で、制御部９７が開閉弁４０７に動作指令を行い、開閉弁４０７が開成すると、ＨＦ供給部４３１からＨＦが配管４３３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。
【００５７】
ＨＦ供給部４３１からＨＦの供給が開始された時点で、制御部９７が開閉弁４０９に動作指令を行い、開閉弁４０９が開成すると、ＨＦ供給部４３１からＨＦが配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。
【００５８】
すなわち、開閉弁４０７および開閉弁４０９は、第三吐出ノズル２２１、２２１による処理液の吐出と、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１による処理液の吐出とを切り替える、切り替え手段を構成している。
【００５９】
外槽１７には配管１７１の一端が管路接続されており、配管１７１の他端は図示しない排液処理部へ管路接続している。内槽１５からオーバーフローした処理液は外槽１７に受け止められ、配管１７１を介して排液処理部へ送られ、再利用や廃棄に関する処理が行われる。
【００６０】
制御部９７は、各種演算処理を行う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及び制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた処理条件が、処理プログラム（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された処理プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板処理装置９の各部を制御する。
【００６１】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の処理ユニット１０において基板Ｗを処理するときの動作について、図８及び図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６２】
この処理ユニット１０において基板Ｗの処理を行うときには、まず、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４０７を閉成すると共に開閉弁４０９及び開閉弁４２５を開成する。これにより、ＤＩＷ供給部４２１から、ＤＩＷが、配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。これにより、ＤＩＷが内槽１５の内部に徐々に貯留され、やがて内槽１５の上部から外槽１７へオーバーフローする（ステップＳ０１）。外槽１７へオーバーフローしたＤＩＷは、配管１７１を通って排液処理部へ排出される。
【００６３】
次に、カセット載置部９１、基板移載部９２及び基板搬送部９３を経由して搬送された基板Ｗが、処理槽１１の上方である引き上げ位置において待機するリフタ１３上に載置される。リフタ１３上に基板Ｗが載置されると、制御部９７が駆動部１３５に動作指令を行い、駆動部１３５を動作させてリフタ１３を浸漬位置に降下させる。これにより、内槽１５の内部に貯留されたＤＩＷ中に基板Ｗが浸漬される（ステップＳ０２）。
【００６４】
続いて、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４０９及び開閉弁４２５を閉成するとともに開閉弁４０７及び開閉弁４３５を開成する。これにより、ＨＦ供給部４３１から、ＨＦが、配管４３３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。このように内槽１５の内部にＨＦを供給しつつ、内槽１５の上部から外槽１７へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１５の内部をＤＩＷからＨＦに徐々に置換する（ステップＳ０３）。
【００６５】
ＤＩＷからＨＦへの置換が開始されると、基板Ｗの主面近傍に供給されたＨＦにより、基板Ｗのエッチング処理が開始される。ここで、ＨＦは、内槽１５の両側に配置された第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５の内側へ向けて吐出され、図１０に示すように、内槽１５の内部に比較的高速の液流を形成する。このため、内槽１５の内部に供給されたＨＦは、内槽１５の内部全体に大きく攪拌される。したがって、ＤＩＷからＨＦへの置換の途中においても、常に、内槽１５の内部においてＨＦの濃度は均一化され、基板Ｗの主面全体に均一にエッチング処理が行われる。
【００６６】
図８に戻る。ＤＩＷからＨＦへの置換が完了した後も、必要に応じて第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からのＨＦの吐出を継続する。内槽１５に貯留されたＨＦの中に浸漬された基板Ｗは、引き続きエッチング処理を受ける（ステップＳ０４）。
【００６７】
続いて、内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに置換する（ステップＳ０５）。以下では、ステップＳ０５におけるＨＦからＤＩＷへの置換処理の詳細な手順について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６８】
内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに置換するときには、まず、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４３５を閉成し、開閉弁４２５を開成する。尚、開閉弁４０９が閉成、開閉弁４０７が開成されている状態は維持する。これにより、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。このように内槽１５の内部にＤＩＷを供給しつつ、内槽１５の上部から外槽１７へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに徐々に置換する（ステップＳ５１）。
【００６９】
ここで、ＨＦからＤＩＷへの置換の初期段階では、内槽１５の内部に残存するＨＦにより基板Ｗのエッチング処理が依然として進行する。このような置換の初期段階においては、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からＤＩＷを吐出し、図１０に示したように、内槽１５の内部に比較的高速の液流を形成する。これにより、内槽１５の内部に残存するＨＦは、内槽１５の内部全体に大きく攪拌され、基板Ｗの主面全体において均一にエッチング処理が行われる。
【００７０】
図９に戻る。ＨＦからＤＩＷへの置換が進行すると、内槽１５の内部に貯留された処理液中のＨＦの濃度は徐々に低下する。そして、ＨＦ濃度の低下に伴い、比抵抗計３１の計測値は徐々に上昇する。制御部９７は、比抵抗計３１の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ１に到達したかどうか連続的に監視する（ステップＳ５２）。ここで、基準値ｒ１は、処理液中のＨＦにより基板Ｗに対するエッチング処理が実質的に進行しなくなるような処理液の比抵抗値であり、事前の実験等に基づいて制御部９７に予め設定されている。
【００７１】
制御部９７は、比抵抗計３１の計測値が上記の基準値ｒ１に到達した時点で制御指令を行い、開閉弁４０７を閉成するとともに開閉弁４０９を開成する。これにより、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からのＤＩＷの吐出を停止して、第三吐出ノズル２２１、２２１からのＤＩＷの吐出を開始する（ステップＳ５３）。
【００７２】
第三吐出ノズル２２１、２２１から吐出されたＤＩＷは、内槽１５の長辺側壁１５１に形成された溝部１６、１６に衝突して拡散し、内槽１５の底部中央付近へ向けて進行する。このため、内槽１５の内部では、図１１に示すように、内槽１５の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１５の内部に残存するＨＦは、低速なＤＩＷの液流に押し出されるようにして内槽１５の上部から外槽１７へ排出され、内槽１５の内部においてＤＩＷへの置換が効率よく進行する。
【００７３】
また、このステップＳ５３では、長辺側壁１５１、１５１の内側面に設けられた溝部１６、１６に向けて、第三ノズル２２１、２２１からＤＩＷが吐出される。このとき、溝部１６の下側テーパー面１６３に衝突して上下に分離されたＤＩＷの流れのうち、第三ノズル２２１、２２１の上方へ向かう流れは、板状部材１８により堰き止められる。このため、内槽１５の底部から上方へ向かうＤＩＷの流れが、溝部１６の上部付近において、撹乱されにくくなる。すなわち、溝部１６から底壁１５３側へ向かうＤＩＷは、内槽１５の底部から上方へ向けて、より均一に流れることとなる。その結果、内槽１５の内部において、ＤＩＷへの置換が、より効率よく進行する。
【００７４】
図９に戻る。制御部９７は、引き続き比抵抗計３１の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ２に到達したかどうかを連続的に監視する（ステップＳ５４）。ここで、基準値ｒ２は、処理液中のＨＦがほぼ完全に排出され、内槽１５の内部がほぼ完全にＤＩＷに置換されたと判断できるような処理液の比抵抗値であり、予め制御部ユニット９７に設定されている。そして、比抵抗計３１の比抵抗値が基準値ｒ２に到達すると、後続のステップＳ０６へ移行する。
【００７５】
図８に戻る。制御部９７は、比抵抗計３１の計測値が上記の基準値ｒ２に到達した後も、必要に応じて第三吐出ノズル２２１、２２１からのＤＩＷの吐出を継続する。これにより、内槽１５に貯留されたＤＩＷの中に浸漬された基板Ｗは、ＤＩＷによるリンス処理を受ける（ステップＳ０６）。
【００７６】
その後、制御部９７が駆動部１３５に動作指令を行い、リフタ１３を引き上げ位置に上昇させることにより、内槽１５の内部から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ０７）。これにより、処理ユニット１０における一組の基板Ｗに対する処理が終了する。
【００７７】
図１２及び図１３に、特許文献１の処理槽５０３、及び本実施形態の内槽１５における処理液の置換を行っている状態（上記のステップＳ５３に相当する、処理液を吐出ノズル５１３または第三吐出ノズル２２１、２２１から吐出している状態）の流れをシミュレーションした結果を示す。図１２及び図１３は汎用の流体解析ソフトウェアを使用したシミュレーションの結果を概略化して示したものである。これによると、図１２における吐出ノズル５１３の左上付近に生じていた処理液の液流の乱れが、図１３においては解消されており、全体として概ね内槽１５の下から上へ向かう流れが生じている。従って、効率的に処理液の置換ができる流れが発生していることが理解される。
【００７８】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、溝部１６、１６は、一対の上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３により構成される断面Ｖ字形状の溝であったが、溝部１６、１６の形状は、断面Ｖ字形状以外の多角形状や曲面形状（半円形）等の他の形状であってもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態では、溝部１６、１６の上側テーパー面１６１の上端付近から第三吐出ノズル２２１、２２１それぞれに向けて板状部材１８が延設されていたが、図１４に示すように、第三吐出ノズル２２１、２２１を溝部１６、１６の上側テーパー面１６１に接触または埋設して設置する構成を取っても良い。この場合、第三吐出ノズル２２１から溝部１６へ向けて吐出されて、上下に分離された処理液の流れのうち、上方へ向かう処理液の流れは、第三吐出ノズル２２１、２２１自体により堰き止められる。したがって、内槽１５の底部から上方へ向かう処理液の流れが、溝部１６の上部付近において撹乱されることを、抑制できる。
【００８０】
また、上記の実施形態では、処理液としてＨＦおよびＤＩＷを使用していたが、本発明の基板処理装置は、他の処理液を使用して基板Ｗの処理を行うものであってもよい。また、本発明は、半導体基板を処理対象とする基板処理装置だけではなく、液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板等の種々の基板を処理対象とする基板処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 処理部
７ 乾燥部
９ 基板処理装置
１０ 処理ユニット
１１ 処理槽
１３ リフタ
１５ 内槽
１６ 溝部
１７ 外槽
１８ 板状部材
２２ 駆動部
３１ 比抵抗計
４１ 処理液供給部
７１ 乾燥槽
７３ リフタ
９１ カセット載置部
９２ 基板移載部
９３ 基板搬送部
９７ 制御ユニット
１５１ 長辺側壁
１５２ 短辺側壁
１５３ 底壁
１６１ 上側テーパー面
１６３ 下側テーパー面
２０１ 第一吐出ノズル
２０３ 吐出口
２１１ 第二吐出ノズル
２１３ 吐出口
２２１ 第三吐出ノズル
２２３ 吐出口
４０１ 集合配管
４０３ 第一分岐配管
４０３ 分岐配管
４０５ 第二分岐配管
４０５ 分岐配管
９１１ カセット載置領域
９１３ カセット移載ロボット
９１５ カセット把持アーム
９１７ カセット洗浄機構
９２１ カセット移載台
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の平板状の基板を処理液中に浸漬することにより、基板に対して洗浄・エッチング等の処理を行う基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板の製造工程においては、処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬することにより基板の処理を行う基板処理装置が使用されている。このような装置の場合、処理の進行にともなって処理槽の中に貯留された処理液を他の処理液に置換したり、基板から脱離したパーティクル等が含まれた処理液を排出したりする必要が有る。このため、処理槽の底部近傍に処理液を吐出する吐出ノズルを配設し、その吐出ノズルから処理液を吐出して処理槽上部からオーバーフローさせることにより、処理液を置換する方法が採用されている。
【０００３】
ここで、処理槽に貯留された処理液を効率よく置換するためには、置換中に処理液が渦や乱流などを生じて局所に滞留することなく処理槽内で均一に上方向に流れるように構成されることが望ましい。例えば、特許文献１に開示された基板処理装置においては、処理槽の側壁の下端付近であって処理槽の両側の側壁に設けられ、処理槽の内側に向けて開いた断面Ｖ字形状の溝の内側に吐出ノズルを設け、断面Ｖ字形状の溝の下側テーパー面に向けて処理液を吐出する。処理液は下側テーパー面に衝突し、下側テーパー面によって上下に拡散しつつ処理槽の内側へ向きを変えて進行する。断面Ｖ字形状の溝の下側テーパー面に衝突することにより流速が低下した処理液は、更に上下方向に拡散して処理槽の内側へ流れ込むことにより更に流速が低下する。これにより、処理槽の中の液体は、拡散されて流速が低下した処理液により処理槽の下から効率良く置換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８１２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示すように、特許文献１に開示された処理槽５０３では、側壁５０７の、底部５０９近傍に設けられた断面Ｖ字形状の溝５０５の下側のテーパー面５１７に対しノズル５１３から処理液を吐出している。吐出された処理液は下側のテーパー面５１７に衝突し、流速が低下すると共に、矢印Ｂ１で示される右上方向への流れ及び矢印Ｂ２で示される左下方向への流れに分かれる。
【０００６】
矢印Ｂ２で示される流れは、底部５０９の内面に沿って流れ、反対側の側壁５０７に同様に設けられたノズル５１３から吐出され、底部５０９に沿って流れる処理液の流れと底部５０９の中央付近で衝突し、処理槽５０３を下から上に上昇する流れを構成する。
【０００７】
この、処理槽５０３を下から上に上昇する流れにより、処理槽５０３の中に貯留された処理液の置換や、基板から脱離したパーティクル等が含まれた処理液の排出を効率良く行うことができる。
【０００８】
ここで、処理槽５０３の両方の側壁５０７に設けられたノズル５１３から吐出されて底部５０９の中央付近で衝突し、処理槽５０３を下から上に上昇する流れには、矢印Ｂ４で示されるような処理槽５０３の中央から側壁５０７に向かう流れの成分が含まれている。
【０００９】
また、溝５０５の下側のテーパー面５１７に衝突した流れは、矢印Ｂ２で示す流れの他に、矢印Ｂ１で示す流れもある。この流れは、右上方向に向かって上側テーパー面５１５に衝突し、方向を転換して矢印Ｂ３で示される処理槽５０３の中央へ向かう流れとなる。
【００１０】
この、矢印Ｂ３の流れと矢印Ｂ４の流れが衝突し、溝５０５の上部付近で局所的に流速が低下することでよどみを形成する、あるいは局所的に渦を形成することとなり、処理液の排出や置換の効率をわずかに低下させる可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理液置換時の処理槽内の液の流れを、処理槽内においてより均一に上方向に流れるように構成し、処理槽の内部に貯留された処理液を他の処理液に置換させる効率をさらに向上することができる基板処理装置及び基板処理方法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】
【００１２】
上記課題を解決するため、この発明は、側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、凹部の上端付近と吐出手段とを連結する板状部材とを備える。
【００１３】
また、この発明は、側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段とを備え、吐出手段は、凹部の上半部分に当接又は埋設されている。
【００１４】
このように構成された発明では、側壁に形成された凹部に、吐出手段から吐出された処理液が衝突して上下に分離する流れのうち、上方向に向かう流れを板状部材や吐出手段自体を凹部に当接又は埋設することで阻止する。これにより、凹部の上方であって処理槽内部において処理槽の中央から外側に向かう成分を持つ流れと、吐出手段から凹部に向けて吐出され、処理槽の中央上方に向かう流れが衝突することによって生ずる処理液のよどみや渦を防止し、処理液が処理槽内で均一に上方向に流れるようにして効率良く処理液を置換することができる。
【００１５】
また、凹部は、処理槽の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝とし、吐出ノズルは、断面Ｖ字形状の溝を構成する一対のテーパー面のうち、下側のテーパー面へ向けて処理液を吐出することもできる。
【００１６】
このように構成された発明では、吐出手段から吐出された処理液が、下側のテーパー面により流れの方向を処理槽の中央に変更される。処理槽を挟んで対向する２つの凹部からの流れは処理槽中央付近で衝突し、処理槽内を上昇するゆっくりとした流れとなる。これにより、処理液を効率よく置換することができる。
【００１７】
また、本願の他の発明は、基板に対して処理液による処理を行う基板処理方法であって、ａ）側壁と底壁とを有する処理槽の内部において、処理液中に基板を浸漬する工程と、ｂ）前記側壁の内側面に設けられた凹部に向けてノズルから処理液を吐出しつつ、前記凹部内から前記ノズルの上方へ向かう処理液の流れを堰き止め、前記凹部から前記底壁側へ向かう処理液の流れを形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、側壁に形成された凹部において上下に分離された処理液の流れのうち、上方に向かう流れを阻止することで、処理槽の下から上への流れを撹乱することなく均一な流れとし、処理液の置換効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】特許文献１の処理槽における処理液の流れを示した図である。
【図２】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】処理部の構成を示した図である。
【図４】処理部の処理槽を、基板の主面と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図５】処理部の処理槽を、基板の主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図６】処理液を吐出した際の流れを示す図である。
【図７】処理部の処理液供給部の構成を示した図である。
【図８】処理部の動作を示したフローチャートである。
【図９】処理部の動作を示したフローチャートである。
【図１０】薬液置換時の内槽内の処理液の流れの概要を示した図である。
【図１１】薬液置換時の内槽内の処理液の流れの概要を示した図である。
【図１２】特許文献１の処理槽における処理液の流れの数値シミュレーション結果を示した図である。
【図１３】この発明に係る処理部の処理槽における処理液の流れの数値シミュレーション結果を示した図である。
【図１４】この発明に係る処理部の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜１．基板処理装置の構成＞
図２は、この発明にかかる基板処理装置９の概略構成を示す斜視図である。この基板処理装置９は、半導体ウエハ等の複数枚の基板（以下、単に「基板」と称する）に対し、薬液やリンス液（以下「処理液」と称する）による処理を行うバッチ式の基板処理装置である。
【００２１】
この基板処理装置９は、基板Ｗに対し、処理液による処理を行う処理部１と、処理部１により処理が行われた基板Ｗを乾燥する乾燥部７と、装置外部から搬入されたカセットＣが載置されるカセット載置部９１と、カセットＣと後述する基板搬送部９３との間で基板Ｗを移載する基板移載部９２と、基板移載部９２、処理部１及び乾燥部７の間で基板Ｗを搬送する基板搬送部９３とで構成される。なお、方向関係を明確にするために、図２中にＸＹＺ座標系を示している。尚、以下の説明の便宜上、ＸＹＺ座標系の矢印の指す方向を＋（プラス）、矢印の指す方向と逆の方向を−（マイナス）とする。
【００２２】
カセット載置部９１は、基板処理装置９の一方の端部（図２において基板処理装置９の−Ｘ方向の端部）に配置される。カセット載置部９１は、基板処理装置９の外部から搬入され、あるいは外部に搬出されるカセットＣが載置されるカセット載置領域９１１と、カセットＣを内部に収容して洗浄するカセット洗浄機構９１７と、カセット載置領域９１１、カセット洗浄機構９１７及び基板移載部９２の間でカセットＣを移載するカセット移載ロボット９１３と、を備える。
【００２３】
カセット載置領域９１１は、カセット載置部９１の一方の端部（図２においてカセット載置部９１の−Ｘ方向の端部）に配置され、その上面にカセットＣを複数個（図２においては６個）載置可能に構成されている。カセット移載ロボット９１３はカセット載置領域９１１と、カセット洗浄機構９１７及び基板移載部９２との間に配置される。カセット移載ロボット９１３は、カセット把持アーム９１５を有し、カセットＣの側面を把持して移載可能なように、Ｙ方向およびＺ方向に移動自在であると共に、Ｚ軸方向に伸びる軸回りに回転自在に構成されている。カセット洗浄機構９１７はカセット移載ロボット９１３を挟んでカセット載置領域９１１の反対側に配置され、内部に２つのカセットＣを収納してカセットＣを洗浄可能なように構成される。
【００２４】
基板移載部９２は、カセット載置部９１と乾燥部７との間に配置される。基板移載部９２はカセット移載台９２１を備える。カセット移載台９２１は２つのカセットＣを載置可能に構成される。カセット移載台９２１はＹ方向に移動自在とされ、また、カセット移載台９２１上に載置されたカセットＣはＺ軸方向に伸びる軸回りに回転可能とされている。また、図示しない突き上げ機構により２つのカセットからすべての基板Ｗを上方（＋Ｚ方向）に突き上げて基板搬送部９３に移載し、また、基板搬送部９３に保持されている基板Ｗを２つのカセットＣに移載することができるように構成される。
【００２５】
基板搬送部９３は、基板移載部９２、乾燥部７および処理部１の上方に配置される。基板搬送部９３は、本体部９３１と、基板保持部材９３３と、を備える。本体部９３１は、未処理の基板Ｗを基板移載部９２から処理部１へ、処理後の基板Ｗを処理部１から乾燥部７へ、乾燥後の基板Ｗを乾燥部７から基板移載部９２へ移送可能なように、Ｘ方向へ移動自在とされる。基板保持部材９３３は本体部９３１から＋Ｙ方向へ延びる１対の柱状部材であり、基板Ｗの外縁部を保持することにより、基板Ｗを起立姿勢にて保持可能に構成される。
【００２６】
処理部１は基板処理装置９のカセット載置部９１とは反対の端（図２において＋Ｘ方向の端部）に配置される。処理部１は複数（本実施形態では２つ）の処理ユニット１０を備える。処理ユニット１０は、内部に処理液を貯留して基板Ｗを浸漬し、基板Ｗに対して処理液による処理を行う処理槽１１と、基板搬送部９３から基板Ｗを受け取り、処理槽１１へ基板Ｗを浸漬し、処理後の基板Ｗを基板搬送部９３に渡すリフタ１３と、を備える。尚、リフタ１３は基板搬送部９３と基板Ｗを受け渡し可能とし、基板Ｗを処理槽１１に貯留された液体に浸漬し、引き上げることが可能とするため、Ｚ方向に移動自在に構成されている。処理ユニット１０の構成の詳細については後述する。
【００２７】
乾燥部７は基板移載部９２と処理部１の間に配置される。乾燥部７は、内部に基板Ｗを収容して基板Ｗの乾燥を行う乾燥槽７１と、基板搬送部９３と乾燥槽７１との間で基板Ｗの受け渡しを行うリフタ７３と、を備える。乾燥槽７１における基板Ｗの乾燥方法は、基板Ｗを高速回転することにより遠心力で振り切り乾燥する方法、基板Ｗをイソプロピルアルコールなどの液中に浸漬した後引き上げる方法、基板Ｗの表面に高流速の温風を吹きつける方法など、様々な方法が適用される。
【００２８】
次に、基板処理装置９の動作について説明する。基板処理装置９の外部から無人搬送車などにより搬入された未処理の基板Ｗが収納されたカセットＣは、カセット載置部９１のカセット載置領域９１１の上に載置される。カセット載置領域９１１に載置された未処理の基板Ｗを収納したカセットＣは、カセット移載ロボット９１３により基板移載部９２のカセット移載台９２１に移載される。
【００２９】
カセット移載台９２１に移載されたカセットＣは、内部に収納された基板Ｗの主面が全て相対向する方向（基板Ｗの径方向が全て平行になる方向）に回転される。その後、基板Ｗは突き上げ機構により上方向に突き上げられ、基板搬送部９３の基板保持部材９３３の上に移載される。
【００３０】
基板移載部９２により基板Ｗが基板搬送部９３に移載された後の空のカセットＣは、カセット移載ロボット９１３によりカセット洗浄機構９１７に移載され、洗浄される。洗浄されたカセットＣはカセット移載ロボット９１３により再び基板移載部９２に移載される。
【００３１】
未処理の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、処理部１の複数ある処理ユニット１０のいずれかのリフタ１３の上空まで移動し、基板Ｗをリフタ１３へ移載する。処理ユニット１０は、リフタ１３を下降（−Ｚ方向へ移動）して処理槽１１に貯留された処理液に基板Ｗを浸漬し、基板Ｗの処理を行う。処理が終了すると、リフタ１３を上昇（＋Ｚ方向へ移動）し、基板搬送部９３へ移載する。尚、処理ユニット１０の動作の詳細については後述する。
【００３２】
処理後の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、乾燥部７の上空へ移動し、リフタ７３へ基板Ｗを移載する。乾燥部７はリフタ７３を下降し、乾燥槽７１内の乾燥機構（図示せず）に移載し、乾燥処理を行う。乾燥が完了した基板Ｗは、リフタ７３により保持され、基板搬送部９３へ移載される。
【００３３】
乾燥終了後の基板Ｗを保持した基板搬送部９３は、基板移載部９２の上空へ移動し、カセット移載台９２１の突き上げ機構に処理後の基板Ｗを移載する。基板移載部９２は突き上げ機構に載置された基板Ｗをカセット移載台９２１に載置されたカセットＣに収納する。
【００３４】
洗浄処理終了後の基板Ｗが収納されたカセットＣは、カセット移載ロボット９１３によりカセット載置領域９１１に移載され、その後基板処理装置９の外部に搬出される。
【００３５】
この実施形態では、処理部１に処理ユニット１０を２台、乾燥部７に乾燥槽７１を１台配設しているが、処理ユニットや乾燥槽の数および配設位置はこれに限定されない。すなわち、求められるタクトに合わせて処理ユニットや乾燥槽の数を増減してもよい。また、基板搬送部９３についても複数台配設して、例えば一方の基板搬送ロボットが処理ユニット１０から乾燥槽７１に複数枚の基板Ｗを搬送している間に、他方の基板搬送ロボットが乾燥槽７１から基板移載部９２に別の複数枚の基板Ｗを搬送させるように構成してもよい。
【００３６】
次に、処理ユニット１０の構成について説明する。この処理ユニット１０は、処理槽１１の中に処理液を貯留し、貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗに対して処理を行う装置である。図３は処理ユニット１０の構成を示す模式図である。処理ユニット１０は、処理液を貯留する処理槽１１と、処理槽１１に複数の処理液を供給する処理液供給部４１と、基板Ｗを保持して処理槽１１内の処理液に浸漬した後引き上げるリフタ１３と、処理ユニット１０の動作を制御する制御部９７と、を備える。
【００３７】
次に、処理槽１１の構成を図４ないし図７を用いて説明する。図４は、処理槽１１を、基板Ｗの主面と平行な平面で切断した縦断面図である。図５は、処理槽１１を、基板Ｗの主面と垂直な平面で切断した縦断面図である。図６は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１から処理液を吐出した際の処理液の流れを説明する図である。図７は、処理液供給部４１の構成を示した図である。
【００３８】
処理槽１１は、石英や耐薬性の樹脂により構成された貯留容器である。処理槽１１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１５と、内槽１５の外周部に形成された外槽１７とを有している。内槽１５は、基板Ｗが浸漬された状態における基板Ｗの下方に位置し、上方に開口した略Ｖ字形状を有する底壁１５３と、基板Ｗの側方であって、基板Ｗの主面に平行な位置に基板Ｗを挟んで配設される１対の短辺側壁１５２、１５２と、基板Ｗの主面に垂直な位置（リフタ１３１に保持された複数の基板Ｗの配列方向に平行）に基板Ｗを挟んで配設される１対の長辺側壁１５１、１５１とを備える。これら短辺側壁１５２、１５２及び長辺側壁１５１、１５１が、本発明における側壁に相当する。尚、内槽１５の上部は開放されている。
【００３９】
内槽１５の上部付近（処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも高い位置、かつ内槽１５が満杯の状態における水面より下の位置）には、中空管状の部材である一対の第一吐出ノズル２０１、２０１が、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１、１５１の内側近傍に、基板Ｗの配列方向に沿って水平に固定されている。また、それぞれの第一吐出ノズル２０１、２０１には処理液中に浸漬された基板Ｗに向かって斜め下方に処理液を吐出するための複数の吐出口２０３が等間隔に形成されている。複数の吐出口２０３の基板Ｗの配列方向（Ｘ軸方向）における位置は、リフタ１３に保持された隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第一吐出ノズル２０１、２０１に処理液が供給されると、複数の吐出口２０３から斜め下方である内槽１５の内部において処理液に浸漬されている基板Ｗに向けて処理液が吐出される。第一吐出ノズル２０１、２０１は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１より上方に配置され、本発明の第一撹拌用吐出手段を構成している。
【００４０】
内槽１５の底壁１５３の近傍には、中空管状の部材である一対の第二吐出ノズル２１１、２１１が、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１、１５１の内側の近傍に、基板Ｗの配列方向に沿って水平に固定されている。また、それぞれの第二吐出ノズル２１１、２１１には処理液中に浸漬された基板Ｗに向かって斜め上方に処理液を吐出するための複数の吐出口２１３が等間隔に形成されている。複数の吐出口２１３の基板Ｗの配列方向（Ｘ軸方向）における位置は、リフタ１３に保持された隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第二吐出ノズル２１１、２１１に処理液が供給されると、複数の吐出口２１３から斜め上方である内槽１５の内部において処理液に浸漬されている基板Ｗに向けて処理液が吐出される。第二吐出ノズル２１１、２１１は、後述する第三吐出ノズル２２１、２２１より下方に配置され、本発明の第二撹拌用吐出手段を構成している。
【００４１】
また、第一吐出ノズル２０１、２０１および第二吐出ノズル２１１、２１１は、本発明の撹拌用吐出手段を構成している。
【００４２】
第一吐出ノズル２０１、２０１の下方であって第二吐出ノズル２１１、２１１の上方、かつ処理液中に浸漬された基板Ｗの中心よりも低い位置の長辺側壁１５１、１５１には内槽１５の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝である溝部１６、１６が形成されている。溝部１６、１６は、一対の長辺側壁１５１、１５１のそれぞれにおいて、水平方向に延びている。即ち、溝部１６、１６はＸ軸方向の長さが長辺側壁１５１、１５１と略等しい平板状の上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３で構成され、上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３はそれぞれ１つの長辺を共有する形で接合されている。また、上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３は接合された長辺を内槽１５の外側へ突出するように（断面Ｖ字型の開口を内槽１５の内側に向けて）設けられる。この、溝部１６、１６が、本発明における凹部に相当する。
【００４３】
第三吐出ノズル２２１、２２１は溝部１６、１６の、内槽１５の内側へ向けて開いた開口付近に配置され、基板Ｗを挟んで対向する一対の長辺側壁１５１に沿って水平に固定されている。第三吐出ノズル２２１、２２１には、溝部１６、１６の下側テーパー面に向けて処理液を吐出する複数の吐出口２２３が形成されている。複数の吐出口２２３は、溝部１６、１６に沿って、水平方向に配列されている。また、複数の吐出口２２３のＸ軸方向の位置は、処理槽１１内における隣り合う基板Ｗの間および両端に配置された基板Ｗの外側に対応する位置となっている。第三吐出ノズル２２１、２２１に処理液が供給されると、第三吐出ノズル２２１、２２１の複数の吐出口２２３から溝部１６、１６の下側テーパー面１６３に向けて処理液が吐出される。すなわち、第三吐出ノズル２２１、２２１は、溝部１６、１６の内部へ向けて、斜め下方へ処理液を吐出する。この、第三吐出ノズル２２１、２２１が本発明における吐出手段に相当する。
【００４４】
溝部１６、１６の上側テーパー面１６１の上端付近と第三吐出ノズル２２１、２２１との間には板状部材１８が取り付けられており、第三吐出ノズル２２１、２２１の上側にある溝部１６、１６の開口を閉塞している。板状部材１８は、処理槽１１と一体に形成されたものであってもよく、処理槽１１に取り付けられた別体の部材であってもよい。板状部材１８は、第三吐出ノズル２２１の最も＋Ｘ側の端部に配置された吐出口２２３に対応する位置から、第三吐出ノズル２２１の最も−Ｘ側の端部に配置された吐出口２２３に対応する位置まで、Ｘ軸方向に広がっていることが、好ましい。
【００４５】
図６は図４において一点鎖線で示される領域Ｘの拡大図であり、第三吐出ノズル２２１、２２１から処理液が吐出された場合の処理液の流れを模式的に示したものである。一方の第三吐出ノズル２２１周辺の流れについては、他方の第三吐出ノズル２２１の周辺と鏡像関係にあるため、図４における右側の第三吐出ノズル２２１を代表として説明する。
【００４６】
第三吐出ノズル２２１から吐出された処理液は、溝部１６の下側テーパー面１６３に衝突し、下側テーパー面１６３に沿って拡散しつつ内槽１５の内側へ向きを変えて進行する。拡散された処理液は、太くかつ低速な液流Ｆ１１となって内槽１５の底部中央位置に到達し、反対側の第三吐出ノズル２２１から吐出された流れと衝突することにより、内槽１５の上方へ向きを変えてゆっくりと上昇し、内槽１５をオーバーフローして外槽１７に捕集される。
【００４７】
内槽１５の内部には、処理液の比抵抗値を計測するための比抵抗計３１が設けられている。比抵抗計３１は、一対の金属電極を有しており、当該金属電極間の電気抵抗を計測することにより、処理液の比抵抗値を計測する。比抵抗計３１は、後述する処理液の置換処理の際に、処理槽１１の内部に貯留された処理液の比抵抗値を計測し、取得された比抵抗値の情報を制御部９７に送信する。なお、比抵抗計３１は、金属電極中に温度センサを内蔵し、所定温度における比抵抗値の換算値を制御部９７に送信するものであってもよい。
【００４８】
リフタ１３は、基板Ｗを保持しつつ内槽１５の内部と処理槽１１の上方の位置との間で基板Ｗを昇降移動させるための搬送機構である。リフタ１３は、基板Ｗの配列方向にのびる３本の保持棒１３１を有しており、各保持棒１３１には図示しない複数の保持溝が刻設されている。基板Ｗは、その周縁部を保持溝に嵌合させた状態で３本の保持棒１３１上に互いに平行に起立姿勢で保持される。また、リフタ１３は、モータやボールネジ等を組み合わせた公知の機構により構成される駆動部１３５と、シャフト１３３を介して接続されている。駆動部１３５を動作させるとリフタ１３は上下に移動し、基板Ｗは、内槽１５の内部の浸漬位置（基板Ｗが内槽１５に貯留された処理液に完全に浸漬される位置）と、処理槽１１の上方の引き上げ位置（基板Ｗが内槽１５に貯留された処理液から完全に露出した位置）との間で搬送される。このリフタ１３と駆動部１３５が本発明における保持手段に相当する。
【００４９】
次に、処理液供給部４１について図７を用いて説明する。図７は処理液供給部４１の構成を示す図である。処理液供給部４１は処理槽１１に処理液である脱イオン水（Ｄｅ Ｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ。以下「ＤＩＷ」と称する）及びフッ酸（以下「ＨＦ」と称する）を供給するＤＩＷ供給部４２１及びＨＦ供給部４３１を備える。
【００５０】
ＤＩＷ供給部４２１には配管４２３の一端が管路接続し、配管４２３の他端は集合配管４０１に管路接続している。また、配管４２３には開閉弁４２５が介挿されており、開閉弁４２５は常時閉成とされている。また、開閉弁４２５は制御部９７と電気的に接続されている。尚、ＤＩＷ供給部４２１は基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。さらに、ＤＩＷ供給部４２１は内部にＤＩＷを貯留するタンクを備える構成を採っても良いし、工場ユーティリティから直接ＤＩＷの供給を受ける構成を採っても良い。
【００５１】
ＨＦ供給部４３１には配管４３３の一端が管路接続し、配管４３３の他端は集合配管４０１に管路接続している。また、配管４３３には開閉弁４３５が介挿されており、開閉弁４３５は常時閉成とされている。また、開閉弁４３５は制御部９７と電気的に接続されている。尚、ＨＦ供給部４３１は基板処理装置９の内部に設けられていても、外部に設けられていてもよい。さらに、ＨＦ供給部４３１は内部にＨＦを貯留するタンクを備える構成を採っても良いし、工場ユーティリティから直接ＨＦの供給を受ける構成を採っても良い。
【００５２】
集合配管４０１は途中で２つに分岐し、それぞれ第一分岐配管４０３及び第二分岐配管４０５に管路接続している。また、２つに分岐した集合配管４０１には開閉弁４０７、４０９がそれぞれ介挿されており、開閉弁４０７、４０９はともに常時閉成とされている。また、開閉弁４０７、４０９は制御部９７と電気的に接続されている。
【００５３】
第一分岐配管４０３は内槽１５の２つの長辺側壁１５１、１５１の上側に配設された２本の第一吐出ノズル２０１、２０１と下側に配設された２本の第二吐出ノズル２１１、２１１にそれぞれ管路接続している。第二分岐配管４０５は内槽１５の２つの長辺側壁１５１、１５１に設けられた溝部１６、１６近傍に配設された２本の第三吐出ノズル２２１、２２１に管路接続している。
【００５４】
制御部９７が開閉弁４２５に動作指令を行い、開閉弁４２５が開成するとＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷの供給が開始される。この時点で、制御部９７が開閉弁４０７に動作指令を行い、開閉弁４０７が開成すると、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。
【００５５】
ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷの供給が開始された時点で、制御部９７が開閉弁４０９に動作指令を行い、開閉弁４０９が開成すると、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。尚、開閉弁４０７と開閉弁４０９は選択的に開成される。
【００５６】
制御部９７が開閉弁４３５に動作指令を行い、開閉弁４３５が開成するとＨＦ供給部４３１からＨＦの供給が開始される。この時点で、制御部９７が開閉弁４０７に動作指令を行い、開閉弁４０７が開成すると、ＨＦ供給部４３１からＨＦが配管４３３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。
【００５７】
ＨＦ供給部４３１からＨＦの供給が開始された時点で、制御部９７が開閉弁４０９に動作指令を行い、開閉弁４０９が開成すると、ＨＦ供給部４３１からＨＦが配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。
【００５８】
すなわち、開閉弁４０７および開閉弁４０９は、第三吐出ノズル２２１、２２１による処理液の吐出と、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１による処理液の吐出とを切り替える、切り替え手段を構成している。
【００５９】
外槽１７には配管１７１の一端が管路接続されており、配管１７１の他端は図示しない排液処理部へ管路接続している。内槽１５からオーバーフローした処理液は外槽１７に受け止められ、配管１７１を介して排液処理部へ送られ、再利用や廃棄に関する処理が行われる。
【００６０】
制御部９７は、各種演算処理を行う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及び制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた処理条件が、処理プログラム（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された処理プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板処理装置９の各部を制御する。
【００６１】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、上記の処理ユニット１０において基板Ｗを処理するときの動作について、図８及び図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６２】
この処理ユニット１０において基板Ｗの処理を行うときには、まず、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４０７を閉成すると共に開閉弁４０９及び開閉弁４２５を開成する。これにより、ＤＩＷ供給部４２１から、ＤＩＷが、配管４２３、集合配管４０１、第二分岐配管４０５を介して、第三吐出ノズル２２１、２２１から内槽１５内に吐出される。これにより、ＤＩＷが内槽１５の内部に徐々に貯留され、やがて内槽１５の上部から外槽１７へオーバーフローする（ステップＳ０１）。外槽１７へオーバーフローしたＤＩＷは、配管１７１を通って排液処理部へ排出される。
【００６３】
次に、カセット載置部９１、基板移載部９２及び基板搬送部９３を経由して搬送された基板Ｗが、処理槽１１の上方である引き上げ位置において待機するリフタ１３上に載置される。リフタ１３上に基板Ｗが載置されると、制御部９７が駆動部１３５に動作指令を行い、駆動部１３５を動作させてリフタ１３を浸漬位置に降下させる。これにより、内槽１５の内部に貯留されたＤＩＷ中に基板Ｗが浸漬される（ステップＳ０２）。
【００６４】
続いて、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４０９及び開閉弁４２５を閉成するとともに開閉弁４０７及び開閉弁４３５を開成する。これにより、ＨＦ供給部４３１から、ＨＦが、配管４３３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。このように内槽１５の内部にＨＦを供給しつつ、内槽１５の上部から外槽１７へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１５の内部をＤＩＷからＨＦに徐々に置換する（ステップＳ０３）。
【００６５】
ＤＩＷからＨＦへの置換が開始されると、基板Ｗの主面近傍に供給されたＨＦにより、基板Ｗのエッチング処理が開始される。ここで、ＨＦは、内槽１５の両側に配置された第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５の内側へ向けて吐出され、図１０に示すように、内槽１５の内部に比較的高速の液流を形成する。このため、内槽１５の内部に供給されたＨＦは、内槽１５の内部全体に大きく攪拌される。したがって、ＤＩＷからＨＦへの置換の途中においても、常に、内槽１５の内部においてＨＦの濃度は均一化され、基板Ｗの主面全体に均一にエッチング処理が行われる。
【００６６】
図８に戻る。ＤＩＷからＨＦへの置換が完了した後も、必要に応じて第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からのＨＦの吐出を継続する。内槽１５に貯留されたＨＦの中に浸漬された基板Ｗは、引き続きエッチング処理を受ける（ステップＳ０４）。
【００６７】
続いて、内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに置換する（ステップＳ０５）。以下では、ステップＳ０５におけるＨＦからＤＩＷへの置換処理の詳細な手順について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６８】
内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに置換するときには、まず、制御部９７が動作指令を行い、開閉弁４３５を閉成し、開閉弁４２５を開成する。尚、開閉弁４０９が閉成、開閉弁４０７が開成されている状態は維持する。これにより、ＤＩＷ供給部４２１からＤＩＷが配管４２３、集合配管４０１、第一分岐配管４０３を介して、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１から内槽１５内に吐出される。このように内槽１５の内部にＤＩＷを供給しつつ、内槽１５の上部から外槽１７へ処理液をオーバーフローさせることにより、内槽１５の内部をＨＦからＤＩＷに徐々に置換する（ステップＳ５１）。
【００６９】
ここで、ＨＦからＤＩＷへの置換の初期段階では、内槽１５の内部に残存するＨＦにより基板Ｗのエッチング処理が依然として進行する。このような置換の初期段階においては、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からＤＩＷを吐出し、図１０に示したように、内槽１５の内部に比較的高速の液流を形成する。これにより、内槽１５の内部に残存するＨＦは、内槽１５の内部全体に大きく攪拌され、基板Ｗの主面全体において均一にエッチング処理が行われる。
【００７０】
図９に戻る。ＨＦからＤＩＷへの置換が進行すると、内槽１５の内部に貯留された処理液中のＨＦの濃度は徐々に低下する。そして、ＨＦ濃度の低下に伴い、比抵抗計３１の計測値は徐々に上昇する。制御部９７は、比抵抗計３１の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ１に到達したかどうか連続的に監視する（ステップＳ５２）。ここで、基準値ｒ１は、処理液中のＨＦにより基板Ｗに対するエッチング処理が実質的に進行しなくなるような処理液の比抵抗値であり、事前の実験等に基づいて制御部９７に予め設定されている。
【００７１】
制御部９７は、比抵抗計３１の計測値が上記の基準値ｒ１に到達した時点で制御指令を行い、開閉弁４０７を閉成するとともに開閉弁４０９を開成する。これにより、第一吐出ノズル２０１、２０１及び第二吐出ノズル２１１、２１１からのＤＩＷの吐出を停止して、第三吐出ノズル２２１、２２１からのＤＩＷの吐出を開始する（ステップＳ５３）。
【００７２】
第三吐出ノズル２２１、２２１から吐出されたＤＩＷは、内槽１５の長辺側壁１５１に形成された溝部１６、１６に衝突して拡散し、内槽１５の底部中央付近へ向けて進行する。このため、内槽１５の内部では、図１１に示すように、内槽１５の底部付近から上部へ向かう低速かつ一律な液流が形成される。したがって、内槽１５の内部に残存するＨＦは、低速なＤＩＷの液流に押し出されるようにして内槽１５の上部から外槽１７へ排出され、内槽１５の内部においてＤＩＷへの置換が効率よく進行する。
【００７３】
また、このステップＳ５３では、長辺側壁１５１、１５１の内側面に設けられた溝部１６、１６に向けて、第三ノズル２２１、２２１からＤＩＷが吐出される。このとき、溝部１６の下側テーパー面１６３に衝突して上下に分離されたＤＩＷの流れのうち、第三ノズル２２１、２２１の上方へ向かう流れは、板状部材１８により堰き止められる。このため、内槽１５の底部から上方へ向かうＤＩＷの流れが、溝部１６の上部付近において、撹乱されにくくなる。すなわち、溝部１６から底壁１５３側へ向かうＤＩＷは、内槽１５の底部から上方へ向けて、より均一に流れることとなる。その結果、内槽１５の内部において、ＤＩＷへの置換が、より効率よく進行する。
【００７４】
図９に戻る。制御部９７は、引き続き比抵抗計３１の計測値を受信し、当該計測値が所定の基準値ｒ２に到達したかどうかを連続的に監視する（ステップＳ５４）。ここで、基準値ｒ２は、処理液中のＨＦがほぼ完全に排出され、内槽１５の内部がほぼ完全にＤＩＷに置換されたと判断できるような処理液の比抵抗値であり、予め制御部ユニット９７に設定されている。そして、比抵抗計３１の比抵抗値が基準値ｒ２に到達すると、後続のステップＳ０６へ移行する。
【００７５】
図８に戻る。制御部９７は、比抵抗計３１の計測値が上記の基準値ｒ２に到達した後も、必要に応じて第三吐出ノズル２２１、２２１からのＤＩＷの吐出を継続する。これにより、内槽１５に貯留されたＤＩＷの中に浸漬された基板Ｗは、ＤＩＷによるリンス処理を受ける（ステップＳ０６）。
【００７６】
その後、制御部９７が駆動部１３５に動作指令を行い、リフタ１３を引き上げ位置に上昇させることにより、内槽１５の内部から基板Ｗを引き上げる（ステップＳ０７）。これにより、処理ユニット１０における一組の基板Ｗに対する処理が終了する。
【００７７】
図１２及び図１３に、特許文献１の処理槽５０３、及び本実施形態の内槽１５における処理液の置換を行っている状態（上記のステップＳ５３に相当する、処理液を吐出ノズル５１３または第三吐出ノズル２２１、２２１から吐出している状態）の流れをシミュレーションした結果を示す。図１２及び図１３は汎用の流体解析ソフトウェアを使用したシミュレーションの結果を概略化して示したものである。これによると、図１２における吐出ノズル５１３の左上付近に生じていた処理液の液流の乱れが、図１３においては解消されており、全体として概ね内槽１５の下から上へ向かう流れが生じている。従って、効率的に処理液の置換ができる流れが発生していることが理解される。
【００７８】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、溝部１６、１６は、一対の上側テーパー面１６１と下側テーパー面１６３により構成される断面Ｖ字形状の溝であったが、溝部１６、１６の形状は、断面Ｖ字形状以外の多角形状や曲面形状（半円形）等の他の形状であってもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態では、溝部１６、１６の上側テーパー面１６１の上端付近から第三吐出ノズル２２１、２２１それぞれに向けて板状部材１８が延設されていたが、図１４に示すように、第三吐出ノズル２２１、２２１を溝部１６、１６の上側テーパー面１６１に接触または埋設して設置する構成を取っても良い。この場合、第三吐出ノズル２２１から溝部１６へ向けて吐出されて、上下に分離された処理液の流れのうち、上方へ向かう処理液の流れは、第三吐出ノズル２２１、２２１自体により堰き止められる。したがって、内槽１５の底部から上方へ向かう処理液の流れが、溝部１６の上部付近において撹乱されることを、抑制できる。
【００８０】
また、上記の実施形態では、処理液としてＨＦおよびＤＩＷを使用していたが、本発明の基板処理装置は、他の処理液を使用して基板Ｗの処理を行うものであってもよい。また、本発明は、半導体基板を処理対象とする基板処理装置だけではなく、液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板等の種々の基板を処理対象とする基板処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 処理部
７ 乾燥部
９ 基板処理装置
１０ 処理ユニット
１１ 処理槽
１３ リフタ
１５ 内槽
１６ 溝部
１７ 外槽
１８ 板状部材
２２ 駆動部
３１ 比抵抗計
４１ 処理液供給部
７１ 乾燥槽
７３ リフタ
９１ カセット載置部
９２ 基板移載部
９３ 基板搬送部
９７ 制御ユニット
１５１ 長辺側壁
１５２ 短辺側壁
１５３ 底壁
１６１ 上側テーパー面
１６３ 下側テーパー面
２０１ 第一吐出ノズル
２０３ 吐出口
２１１ 第二吐出ノズル
２１３ 吐出口
２２１ 第三吐出ノズル
２２３ 吐出口
４０１ 集合配管
４０３ 第一分岐配管
４０３ 分岐配管
４０５ 第二分岐配管
４０５ 分岐配管
９１１ カセット載置領域
９１３ カセット移載ロボット
９１５ カセット把持アーム
９１７ カセット洗浄機構
９２１ カセット移載台
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の前記側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、
前記凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、
前記凹部の上端付近と前記吐出手段とを連結する板状部材と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記凹部は、前記一対の側壁のそれぞれにおいて水平方向に延びる溝であり、
前記吐出手段は、前記溝に沿って水平方向に配列された複数の吐出口を有し、
前記板状部材は、一方の端部に配置された前記吐出口に対応する位置から、他方の端部に配置された前記吐出口に対応する位置まで、広がっている基板処理装置。
【請求項３】
側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の前記側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、
前記凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、
を備え、
前記吐出手段は、前記凹部の上半部分に当接又は埋設されている基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記吐出手段は、前記凹部の内部へ向けて、斜め下方へ処理液を吐出する基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記凹部は、前記処理槽の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝であり、
前記吐出手段は、前記断面Ｖ字形状の溝を構成する一対のテーパー面のうち、下側の
テーパー面へ向けて処理液を吐出する基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記処理槽内の基板に向けて処理液を吐出する撹拌用吐出手段と、
前記一対の吐出手段による処理液の吐出と、前記撹拌用吐出手段による処理液の吐出とを切り替える切り替え手段と、
をさらに備える基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記撹拌用吐出手段は、
前記一対の吐出手段より上方に配置された一対の第一撹拌用吐出手段と、
前記一対の吐出手段より下方に配置された一対の第二撹拌用吐出手段と、
を含む基板処理装置。
【請求項８】
基板に対して処理液による処理を行う基板処理方法であって、
ａ）側壁と底壁とを有する処理槽の内部において、処理液中に基板を浸漬する工程と、
ｂ）前記側壁の内側面に設けられた凹部に向けてノズルから処理液を吐出しつつ、前記凹部内から前記ノズルの上方へ向かう処理液の流れを堰き止め、前記凹部から前記底壁側へ向かう処理液の流れを形成する工程と、
を含む基板処理方法。
【請求項１】
側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の前記側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、
前記凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、
前記凹部の上端付近と前記吐出手段とを連結する板状部材と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記凹部は、前記一対の側壁のそれぞれにおいて水平方向に延びる溝であり、
前記吐出手段は、前記溝に沿って水平方向に配列された複数の吐出口を有し、
前記板状部材は、一方の端部に配置された前記吐出口に対応する位置から、他方の端部に配置された前記吐出口に対応する位置まで、広がっている基板処理装置。
【請求項３】
側壁と底壁とを有し、その内部に処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽を構成する側壁のうち、相対向する一対の前記側壁であって、底壁の近傍にそれぞれ形成され、前記処理槽内部に向けた開口を有する凹部と、
前記凹部それぞれの内部に向けて処理液を吐出する一対の吐出手段と、
を備え、
前記吐出手段は、前記凹部の上半部分に当接又は埋設されている基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記吐出手段は、前記凹部の内部へ向けて、斜め下方へ処理液を吐出する基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記凹部は、前記処理槽の内側へ向けて開いた断面Ｖ字形状の溝であり、
前記吐出手段は、前記断面Ｖ字形状の溝を構成する一対のテーパー面のうち、下側の
テーパー面へ向けて処理液を吐出する基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の基板処理装置であって、
前記処理槽内の基板に向けて処理液を吐出する撹拌用吐出手段と、
前記一対の吐出手段による処理液の吐出と、前記撹拌用吐出手段による処理液の吐出とを切り替える切り替え手段と、
をさらに備える基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記撹拌用吐出手段は、
前記一対の吐出手段より上方に配置された一対の第一撹拌用吐出手段と、
前記一対の吐出手段より下方に配置された一対の第二撹拌用吐出手段と、
を含む基板処理装置。
【請求項８】
基板に対して処理液による処理を行う基板処理方法であって、
ａ）側壁と底壁とを有する処理槽の内部において、処理液中に基板を浸漬する工程と、
ｂ）前記側壁の内側面に設けられた凹部に向けてノズルから処理液を吐出しつつ、前記凹部内から前記ノズルの上方へ向かう処理液の流れを堰き止め、前記凹部から前記底壁側へ向かう処理液の流れを形成する工程と、
を含む基板処理方法。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７００２２（Ｐ２０１３−７００２２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１０９２８（Ｐ２０１２−１１０９２８）
【出願日】平成２４年５月１４日（２０１２．５．１４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１４日（２０１２．５．１４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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