JP4440195B2

JP4440195B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP4440195B2
Application number: JP2005282140A
Authority: JP
Inventors: 浩之荒木; 憲太郎徳利
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP2007090217A

Description

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基板を処理液に浸漬して処理する基板処理装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、基板を処理液に浸漬して処理する基板処理装置が知られている。このような基板処理装置は、処理液を貯留するとともに上部から処理液をオーバーフローさせる処理槽を備え、処理槽内に貯留された処理液に複数の基板を浸漬することにより基板を処理する。処理槽の周囲には、処理槽からオーバーフローする処理液を受けるための外槽が設けられている。このような従来の基板処理装置の構成は、例えば、特許文献１に開示されている。

このような基板処理装置では、複数の基板を均一に処理するために、また、処理槽内の処理液に浮遊するパーティクルを効率よく外部へ排出するために、処理槽の周囲へ処理液を均等にオーバーフローさせることが望ましい。このため、従来の基板処理装置では、処理槽の四隅に高さ調節用のボルトを設け、これらのボルトを調節することにより、処理槽の周縁部分における処理液の流れを調整していた。

特開平７−３１０１９２号公報

上記のように、従来の基板処理装置では、処理槽の四隅の高さを調節することにより、処理槽の周縁部分における処理液の流れが均等になるように調整していた。しかしながら、４点のボルトを調節するだけでは、処理液の流れを精密に調整することは困難であった。また、処理槽自体の傾きを調節するため、処理槽の周縁部分の一部分のみについて、処理液の流れを調整することも困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、処理槽から処理液をオーバーフローさせる際に、処理液の流れを精密に調整できる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板を処理液に浸漬して処理する基板処理装置であって、処理液を貯留するとともに上部から処理液をオーバーフローさせる処理槽と、前記処理槽の上部の周縁部分において、処理液と接触させることにより処理液の流れを誘導する接触部材と、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節する間隔調節手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記接触部材は、前記処理槽の上部の周縁部分に沿って配置された複数の接触部材を有し、前記間隔調節手段は、前記複数の接触部材のそれぞれと前記処理槽との間隔を、個別に調節することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記接触部材は、前記処理槽の外側に設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記間隔調節手段は、前記処理槽と前記接触部材との間隔を、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で変化させることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記接触部材は、下方に収束するくさび形または円錐形の形状を有し、前記間隔調節手段は、前記接触部材を上下に移動させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記接触部材は、下方に収束するネジ形の形状を有し、前記間隔調節手段は、前記接触部材を回転させつつ上下に移動させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記接触部材は、偏心位置に設けられた回転軸を中心として回転可能な部材であり、前記間隔調節手段は、前記回転軸を中心として前記接触部材を回転させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理槽の姿勢を調節する姿勢調節手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項１〜８に記載の発明によれば、処理槽の上部の周縁部分に接触部材を設け、処理槽と接触部材との間隔を調節する間隔調節手段を備える。このため、処理槽の周縁部分において接触部材を処理液に接触させることにより、処理液の流れを誘導できる。また、処理槽と接触部材との間隔を調節することにより、処理液の流れを精密に調整できる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、間隔調節手段は、複数の接触部材のそれぞれと処理槽との間隔を、個別に調節する。このため、処理槽の周縁部分の一部分のみについて処理液の流れを微調整でき、処理槽の周縁部分における処理液の流れを精密に均等化できる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、接触部材は、処理槽の外側に設けられている。このため、接触部材から発生するパーティクルや金属汚染が処理槽の内部に侵入することを防止できる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、間隔調節手段は、処理槽と接触部材との間隔を、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で変化させる。このため、処理液の流れを良好に調整できる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、下方に収束するくさび形または円錐形の接触部材を上下に移動させることにより、処理槽と接触部材との間隔を調節する。このため、処理槽と接触部材との間隔を精密かつ容易に調節できる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、下方に収束するネジ形の接触部材を回転させつつ上下に移動させることにより、処理槽と接触部材との間隔を調節する。このため、処理槽と接触部材との間隔を精密かつ容易に調節できる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、偏心位置に設けられた回転軸を中心として接触部材を回転させることにより、処理槽と接触部材との間隔を調節する。このため、処理槽と接触部材との間隔を精密かつ容易に調節できる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、処理槽の姿勢を調節する姿勢調節手段をさらに備える。このため、処理槽の姿勢を調節して処理液の流れを粗調整した上で、接触部材により処理液の流れを微調整できる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１および図２は、本発明に係る基板処理装置１の構成を示した図である。図１は、基板処理装置１を基板Ｗと平行な平面で切断した縦断面図であり、図２は、基板処理装置１を基板Ｗと垂直な平面で切断した縦断面図である。また、図３は、基板処理装置１の上面図である。なお、図１には、処理液供給系や、処理液排出系の構成も示している。

基板処理装置１は、複数の基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を一括して処理液９中に浸漬することにより基板Ｗを処理する、いわゆるバッチ式の基板処理装置である。基板処理装置１は、主として、処理液９を貯留する処理槽１０と、基板Ｗを上下に搬送するリフタ２０と、処理槽１０を支持する支持部３０と、処理槽１０の周縁位置に設けられた接触部材４０と、を備えている。

処理槽１０は、処理液９を貯留するための容器である。処理槽１０に貯留した処理液９に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗに所定の処理を行う。処理槽１０の底部には、一対の処理液吐出部１１が設けられている。処理液吐出部１１は、配管１１ａを介して処理液供給源１１ｂに接続されている。また、配管１１ａの経路途中には、開閉弁１１ｃが介挿されている。このため、開閉弁１１ｃを開放すると、処理液供給源１１ｂから配管１１ａを通って処理液吐出部１１へ、処理液９が供給される。処理液吐出部１１へ供給された処理液９は、図１中の白抜矢印のように、処理液吐出部１１から処理槽１０内へ吐出される。なお、処理槽１０に貯留される処理液９は、フッ酸等の薬液であってもよく、純水であってもよい。

処理液吐出部１１から吐出された処理液９は、処理槽１０内に貯留され、処理槽１０の上部から外側へオーバーフローする。処理槽１０の周囲には、処理槽１０からオーバーフローした処理液９を受けるための外槽１２が設けられている。外槽１２には、配管１２ａが接続されており、配管１２ａの他端側は排液ラインに接続されている。このため、処理槽１０からオーバーフローした処理液９は、外槽１２に貯留された後、配管１２ａを通って排液ラインへ排出される。

リフタ２０は、基板Ｗを上下に搬送するための搬送機構である。リフタ２０は、基板を保持する３本の保持棒２１と、リフタアーム２２と、リフタ駆動部２３と、を有している。保持棒２１には、複数の保持溝（図示省略）が刻設されており、基板Ｗは保持溝上に起立姿勢で保持される。リフタ駆動部２３は、サーボモータやタイミングベルト等により構成されている。リフタ駆動部２３を動作させると、リフタアーム２２および３本の保持棒２１は一体的に上下に移動する。これにより、基板Ｗは、処理槽１０内の浸漬位置（図１，図２の実線位置）と、処理槽１０上方の引き上げ位置（図１，図２の二点鎖線位置）との間で移動する。

支持部３０は、装置フレームなどの不動部３１に処理槽１０を接続し、処理槽１０を水平に支持するための部材である。支持部３０は、処理槽１０の外周面に固着された支持板３２と、不動部３１と支持板３２とを連結する４つのボルト３３とを有している。図３に示したように、支持板３２は、処理槽１０の周囲の３面に固着されている。ボルト３３は、処理槽１０の四隅において、支持板３２と不動部３１とを連結している。

支持部３０の４つのボルト３３を調節すると、処理槽１０の四隅における支持板３２の高さが調節され、それにより、処理槽１０の姿勢（傾き）が調節される。すなわち、支持部３０の４つのボルト３３は、処理槽１０の姿勢を調節する姿勢調節手段としての機能を有する。ユーザは、４つのボルト３３を調節することにより、処理槽１０の上面から周囲へ処理液９がほぼ均等にオーバーフローするように、処理槽１０の姿勢を調節する。

接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分における処理液９の流れを微調整するための部材である。接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分に沿って複数箇所に設けられている。各接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分の外側に等間隔に配置され、連結部材４１を介して外槽１２に取り付けられている。

図４および図５は、接触部材４０付近の拡大縦断面図である。接触部材４０の下部は、下方に向かって収束する楔形または円錐形に形成されている。また、接触部材４０の上部は、円柱形に形成されており、その側面にはネジ溝が刻設されている。連結部材４１の端部には、上記ネジ溝に対応するネジ穴が形成されており、上記ネジ溝とネジ穴とが螺合された状態で、接触部材４０が保持されている。このため、接触部材４０を回転させると、ネジ穴に沿って接触部材４０は上下に移動する。

上記の通り、接触部材４０の下部は、下方へ向かって収束する楔形または円錐形に形成されている。このため、接触部材４０を上下に移動させると、処理槽１０の周縁部分と、接触部材４０との間隔ｄが変化する。たとえば、接触部材４０を下降させると、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄが狭まり、接触部材４０を上昇させると、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄが拡がる。すなわち、ユーザは、接触部材４０を回転させることにより、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄを調節できる。

処理槽１０の周縁部分において、処理液９が部分的に流れ出していない箇所（図４のような箇所）がある場合、ユーザは、その箇所に配置された接触部材４０を降下させる。これにより、接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分に滞留している処理液９に接近する。接触部材４０が処理液９に接触すると、処理液９は、接触部材４０を伝って外槽へ流れ出す（図５の状態）。このように、接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分において処理液９と接触し、処理液９の流れを誘導する役割を果たす。

また、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄによって、処理槽１０から流れ出す処理液９の量は変化する。このため、ユーザは、接触部材４０を上下に移動させて処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄを調節することにより、処理槽１０から流れ出す処理液９の流れを微調整できる。処理槽１０の周縁部分において処理液９の流れが精密に均等でない場合にも、複数の接触部材４０の高さを個別に調節すれば、処理槽１０の周縁部分において処理液９の流れを精密に均等化できる。

このように、接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分の複数箇所において、処理液９の流れを微調整する。これは、流体に固体が接近すると、流体は固体の表面に吸着し、固体の表面を伝って流れるという性質を利用している。このため、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄは、処理槽１０の周縁部分において表面張力により盛り上がった処理液９の表面が、接触部材４０に吸着する限界の距離の前後で変化させることが望ましい。具体的には、間隔ｄを０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で変化させると、処理液９の流れを良好に調整できる。

図６は、上記構成を有する基板処理装置１において、処理液９の流れを調整する手順を示したフローチャートである。この基板処理装置１では、基板Ｗを処理する前に下記の手順を実行し、処理槽１０から周囲へ処理液９が均等にオーバーフローするように調整を行う。

まず、基板処理装置１は、リフタ２０の保持棒２１上にダミー基板を載置し、処理槽１０に貯留された処理液９中にダミー基板を浸漬する（ステップＳ１）。ダミー基板は、後に処理する製品用の基板Ｗとは異なる、調整用の基板である。ダミー基板を処理液９中に浸漬した状態で、以下の調整作業を行うことにより、より処理時に近い状態で処理液９の流れを調整できる。

ダミー基板を処理液９中に浸漬すると、基板処理装置１は、開閉弁１１ｃを開く。そうすると、処理液吐出部１１から処理槽１０内へ処理液９が吐出され、処理槽１０の上部から処理液９がオーバーフローする。ユーザは、処理槽１０の周縁部分における処理液９の流れを確認しつつ、支持部３０の４つのボルト３３を調節する（ステップＳ２）。これにより、処理槽１０から周囲へ処理液９がほぼ均等にオーバーフローするように、処理槽１０の姿勢を調節する。すなわち、このステップＳ２では、処理槽１０からオーバーフローする処理液９の流れを粗調整する。

次に、ユーザは、処理槽１０の周縁部分における処理液９の流れが、精密に均等になっているか否かを確認する（ステップＳ３）。そして、処理液９の流れが精密に均等になっている場合には、この時点で調整作業を終了する。一方、処理液９の流れが精密に均等になっていない場合、すなわち、処理槽１０の周縁部分において処理液９が部分的に流れ出していない箇所や、処理液９の流れが弱い箇所がある場合には、その箇所に配置された接触部材４０を降下させて処理液９の流れを微調整する（ステップＳ４）。

接触部材４０を降下させると、処理槽１０の周縁部分に滞留している処理液９と接触部材４０とが接触する。そうすると、処理液９は、接触部材４０を伝って外槽１２へ流れ出す。これにより、処理液９が部分的に流れ出していない箇所や、処理液９の流れが弱い箇所においても、処理液９が流れる量が増加する。このように、ステップＳ４では、処理液９の流れを部分的に調整し、処理槽１０の周縁部分における処理液９の流れを精密に均等にする。その後、基板処理装置１は、開閉弁１１ｃを閉じるとともにダミー基板を引き上げて、基板処理装置１の調整作業を終了する。

以上のように、この基板処理装置１は、処理槽１０の周縁部分に接触部材４０を設け、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄを調節できる構成となっている。このため、接触部材４０を処理液９に接触させることにより、処理槽１０の周縁部分における処理液９の流れを誘導できる。また、処理槽１０と接触部材４０との間隔ｄを調節することにより、処理液９の流れを精密に調整できる。

接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分に沿って等間隔に多数配置されている。そして、各接触部材４０と処理槽１０との間隔ｄは個別に調節される。このため、処理液９が流れ出していない箇所や、処理液９の流れが弱い箇所においてのみ、部分的に処理液９の流れを調節できる。したがって、処理槽１０の周縁部分において処理液９の流れを精密に均等化できる。

また、接触部材４０は、処理槽１０の周縁部分の外側に配置されている。このため、接触部材４０から発生するパーティクルや金属汚染が、処理槽１０の内部に侵入することを防止できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、接触部材４０をネジ機構によって上下に移動させたが、他の公知の手段を用いて接触部材４０を上下に移動させてもよい。例えば、圧電アクチュエータを接触部材４０に接続し、電気信号に基づいて接触部材４０上下に移動させるようにしてもよい。

また、本発明の接触部材は、上記の接触部材４０の構成に限定されるものではない。例えば、図７や図８に示したような構成であってもよい。図７の接触部材５０は、上部は上記の接触部材４０と同等に構成されており、下部は下方に向かって収束する円錐形に形成されている。そして、下部の側面にも螺旋状のネジ溝が刻設されている。接触部材５０を回転させると、接触部材５０は回転しつつ上下に移動し、処理槽１０と接触部材５０との間隔ｄは、ネジ溝に沿って変化する。このため、上記の接触部材４０と同様に、処理槽１０と接触部材５０との間隔ｄを精密かつ容易に調節できる。

図８の接触部材６０は、鉛直方向の回転軸Ｌを中心として回転可能に構成されている。回転軸Ｌは、接触部材６０の偏心位置に配置されている。接触部材６０を図８のＡ−Ａ面に沿って切断した断面は、例えば、図９に示したような形状になっている。接触部材６０の回転軸Ｌと外周面との距離は、ｒからＲまでの値をとり得る。このため、回転軸Ｌを中心として接触部材６０を回転させると、処理槽１０と接触部材６０との間隔ｄを精密かつ容易に調節できる。

基板処理装置を基板と平行な平面で切断した縦断面図である。基板処理装置を基板と垂直な平面で切断した縦断面図である。基板処理装置の上面図である。接触部材付近の拡大図である。接触部材付近の拡大図である。処理液の流れを調整する手順を示したフローチャートである。変形例に係る接触部材の構成を示した図である。変形例に係る接触部材の構成を示した図である。変形例に係る接触部材の水平断面の形状を示した図である。

符号の説明

１基板処理装置
１０処理槽
１１処理液吐出部
１２外槽
２０リフタ
３０支持部
３２支持板
３３ボルト
４０，５０，６０接触部材
４１連結部材
９処理液
Ｗ基板

Claims

基板を処理液に浸漬して処理する基板処理装置であって、
処理液を貯留するとともに上部から処理液をオーバーフローさせる処理槽と、
前記処理槽の上部の周縁部分において、処理液と接触させることにより処理液の流れを誘導する接触部材と、
前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節する間隔調節手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記接触部材は、前記処理槽の上部の周縁部分に沿って配置された複数の接触部材を有し、
前記間隔調節手段は、前記複数の接触部材のそれぞれと前記処理槽との間隔を、個別に調節することを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記接触部材は、前記処理槽の外側に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記間隔調節手段は、前記処理槽と前記接触部材との間隔を、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で変化させることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記接触部材は、下方に収束するくさび形または円錐形の形状を有し、
前記間隔調節手段は、前記接触部材を上下に移動させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記接触部材は、下方に収束するネジ形の形状を有し、
前記間隔調節手段は、前記接触部材を回転させつつ上下に移動させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記接触部材は、偏心位置に設けられた回転軸を中心として回転可能な部材であり、
前記間隔調節手段は、前記回転軸を中心として前記接触部材を回転させることにより、前記処理槽と前記接触部材との間隔を調節することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理槽の姿勢を調節する姿勢調節手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。