JP7619792B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本願は、基板処理装置に関する。

従来から、基板を洗浄液に浸漬させた上で洗浄液を超音波振動させることで、基板を洗浄する基板洗浄装置が提案されている（例えば特許文献１）。この基板洗浄装置では、洗浄液を貯留する洗浄槽内に超音波振動子が設けられている。超音波振動子は洗浄液に浸漬されており、洗浄液中において、基板と離れて設けられる。超音波振動子は洗浄液を振動させてキャビテーションを発生させ、当該キャビテーションを基板に作用させる。これにより、基板に対する洗浄効果を高めることができる。

ところで、近年、複雑な３次元構造を有する基板が登場している。例えば、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスは高性能化に伴って、デバイスの微細化、積層化および３次元化が進行している。当該デバイスの製造途中の基板の表面には３次元構造が形成され、当該３次元構造の内部には空間が形成され得る。

このような基板に対して特許文献１の基板洗浄装置を適用すると、キャビテーションにより３次元構造が倒壊するおそれがある。

これに対して、キャビテーションを利用しない基板処理装置も提案されている（例えば特許文献２）。特許文献２には、複数の基板に対して一括して処理を行うバッチ式の基板処理装置が開示されている。この基板処理装置は、処理液が貯留される貯留槽を含む。貯留槽には、複数の基板を収容したキャリアが搬入される。キャリが処理液に浸漬することにより、処理液が複数の基板に作用し、処理液に応じた処理が複数の基板に対して一括して行われる。

特開２０００－１０７７１０号公報 特開２０１２－１９９３７１号公報

しかしながら、特許文献２に記載の技術では、基板の３次元構造の内部空間に処理液が入り込むと、内部空間が狭いために処理液が内部空間に滞留しやすい。よって、内部空間において古い処理液が新しい処理液に置換されにくく、基板に対する処理が不十分になるおそれがある。

そこで、本願は、より適切に複数の基板に対して一括して処理を行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。

基板処理装置の第１の態様は、複数の基板に対して一括して処理を行う基板処理装置であって、処理液を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内に処理液を供給する供給管と、一対の支持脚を有し、複数の基板を起立姿勢で収容し、底部に開口部を備えるキャリアが前記貯留槽内の処理液に浸漬した状態で載置され、前記キャリアに当接する当接部材を有する載置部材と、前記載置部材に設けられる振動子とを備え、前記供給管は前記載置部材の下方に配置され、前記貯留槽の上方に向けて処理液を供給し、前記当接部材は、平面視において前記開口部が閉塞されないように、前記キャリアの下方にある前記支持脚の端部に当接する。

基板処理装置の第２の態様は、第１の態様にかかる基板処理装置であって、前記振動子は、１ＭＨｚ以上かつ３ＭＨｚ以下の周波数で振動する。

基板処理装置の第３の態様は、第１または第２の態様にかかる基板処理装置であって、前記振動子は複数設けられており、当該複数の振動子のうち第１振動子は前記一対の支持脚の一方の近傍で前記載置部材に設けられており、当該複数の振動子のうち第２振動子は前記一対の支持脚の他方の近傍で前記載置部材に設けられている。

基板処理装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記載置部材および前記キャリアの少なくとも一方は石英によって形成される。

基板処理装置の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかる基板処理装置であって、前記載置部材を揺動させる揺動機構をさらに備える。

基板処理装置の第６の態様は、第５の態様にかかる基板処理装置であって、前記揺動機構は、前記複数の基板の厚み方向に沿って前記載置部材を揺動させる。

基板処理装置の第１の態様によれば、振動子の振動が載置部材を介してキャリアおよび複数の基板に伝達される。つまり、振動は固体のみを通じて複数の基板に伝達される。これによれば、振動をあまり劣化させずに基板に伝達することができる。したがって、所望の周波数および振幅で基板を振動させることができる。

そして、基板が処理液内で振動することにより、処理液を基板に対してより効果的に作用させることができる。例えば基板に３次元構造が形成されていても、処理液はその３次元構造の内部空間に出入りしやすいので、当該内部空間において古い処理液が新しい処理液に置換され、基板に対して適切に処理を行うことができる。

基板処理装置の第２の態様によれば、キャビテーションが発生しにくいので、キャビテーションに起因した基板の３次元構造物の倒壊またはパターン倒壊等の不具合を抑制できる。

基板処理装置の第３の態様によれば、振動をより均一に基板に伝達することができる。

基板処理装置の第４の態様によれば、振動をあまり劣化させずに速やかに基板に伝達することができる。

基板処理装置の第５の態様によれば、基板の３次元構造内の処理液の置換をさらに促進することができる。

基板処理装置の第６の態様によれば、厚み方向の揺動によって基板の主面が処理液に対して高い圧力で押圧するので、基板の３次元構造内の処理液の置換をさらに促進することができる。

第１の実施の形態にかかる基板処理装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。 キャリアＣおよび載置部材の構成の一例を概略的に示す図である。 載置部材の構成の一例を概略的に示す平面図である。 制御部の内部構成の一例を概略的に示す図である。 第２の実施の形態にかかる基板処理装置の構成の一例を概略的に示す側断面図である。 揺動機構の構成の一例を概略的に示す図である。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略および構成の簡略化がなされるものである。また、図面に示される構成の大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また各図において、構成要素の位置関係を明確にするため、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。以下では、Ｚ軸方向の一方側（ここでは鉛直上側）を＋Ｚ側と呼び、Ｚ軸方向の他方側（ここでは鉛直下側）を－Ｚ側とも呼ぶ。Ｘ軸およびＹ軸も同様である。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、以下に記載される説明において、「第１」または「第２」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態にかかる基板処理装置１０の構成の一例を概略的に示す側断面図である。この基板処理装置１０は、複数の基板Ｗに対して一括して処理を行うバッチ式の処理装置である。

処理対象となる基板Ｗは平板状の形状を有しており、基板Ｗの厚み方向に沿って見て、例えば略円形状を有する。基板Ｗは例えば半導体基板である。半導体基板としては、例えばシリコン基板または炭化ケイ素基板等の基板を採用できる。基板Ｗの主面には種々の３次元構造が形成され得る。基板Ｗは、例えばＭＥＭＳデバイスの製造途中の基板である。この３次元構造の内部には、液体が入り込むことが可能な空間が形成され得る。

複数の基板Ｗはキャリア（基板収容器）Ｃに収容された状態で基板処理装置１０内に搬送される。図２は、キャリアＣの構成の一例を概略的に示す正面図である。以下では、まず、キャリアＣの一例について述べる。

＜キャリア＞
キャリアＣは、＋Ｚ側および－Ｚ側に開口する箱型形状を有している。以下では、キャリアＣの＋Ｚ側の開口および－Ｚ側の開口をそれぞれ上側開口９ａおよび下側開口９ｂとも呼ぶ。複数の基板Ｗの各々は起立姿勢で、キャリアＣの上側開口９ａからキャリアＣの内部に挿入される。ここでいう起立姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が水平方向に沿う姿勢である。複数の基板Ｗはその厚み方向に沿って並んだ状態で、キャリアＣの内部に収容される。

図１および図２の例では、キャリアＣは前壁９１と後壁９２と側壁９３と側壁９４と一対の支持脚９５，９６とを含む。前壁９１および後壁９２は基板Ｗの厚み方向（ここではＹ方向）において、間隔を空けて互いに向かい合う。ここでは、前壁９１は後壁９２よりも－Ｙ側に設けられる。側壁９３および側壁９４は、基板Ｗの厚み方向に垂直かつ水平な方向（ここではＸ方向）において、間隔を空けて互いに向かい合う。ここでは、側壁９３は側壁９４よりも－Ｘ側に設けられる。側壁９４は前壁９１の＋Ｘ側の端部および後壁９２の＋Ｘ側の端部を連結し、側壁９３は前壁９１の－Ｘ側の端部および後壁９２の－Ｘ側の端部を連結する。これにより、前壁９１、後壁９２、側壁９３および側壁９４はキャリアＣの内部空間を形成する。前壁９１、後壁９２、側壁９３および側壁９４によって囲まれたキャリアＣの内部空間は、その上部において開口して上側開口９ａを形成し、その下部において開口して下側開口９ｂを形成する。

側壁９３および側壁９４の内面は、－Ｚ側の端部（下部）において、－Ｚ側に向かうにつれて互いに近づくように傾斜している。複数の基板Ｗは側壁９３，９４の内面のうち－Ｚ側の部分に当接し、これによって、キャリアＣ内で支持される。

側壁９３の内面および側壁９４の内面には、各基板Ｗを厚み方向に沿って挟むための突部（不図示）が形成される。より具体的には、側壁９３の内面には、複数の突部が基板Ｗの厚み方向に沿って並んで形成され、側壁９４の内面には、複数の突部が基板Ｗの厚み方向に沿って並んで形成される。これによれば、側壁９３，９４の各々において、隣り合う２つの突部の間に溝が形成される。各基板Ｗの周縁部のうち－Ｘ側の部分は側壁９３の溝に挿入され、各基板Ｗの周縁部のうち＋Ｘ側の部分は側壁９４の溝に挿入される。これにより、各基板ＷはキャリアＣの突部とも当接し、起立姿勢でキャリアＣ内に収容される。

支持脚９５は側壁９３の－Ｚ側の端（下端）に設けられ、支持脚９６は側壁９４の－Ｚ側の端（下端）に設けられる。支持脚９５および支持脚９６はＸ方向において互いに間隔を空けて向かい合う。

＜基板処理装置＞
基板処理装置１０は貯留槽２と処理液供給部３と載置部材４１と振動子５と制御部６とを含んでいる。以下では、各構成を概説した後に、その具体的な一例について詳述する。

貯留槽２は処理液を貯留する。処理液は、複数の基板Ｗに対する処理を行うための液体である。処理液としては、例えば、純水およびイソプロピルアルコール等のリンス液またはフッ酸等の薬液が採用され得る。ここでは、一例として薬液を採用する。

処理液供給部３は制御部６によって制御され、貯留槽２に処理液を供給する。処理液供給部３は供給管３１を含んでおり、供給管３１は吐出口３１ａを有している。供給管３１の吐出口３１ａは貯留槽２内において開口し、吐出口３１ａから貯留槽２の内部に処理液が吐出される。これにより、貯留槽２内に処理液が貯留される。

載置部材４１は、キャリアＣを載置する部材である。載置部材４１は貯留槽２の内部に設けられており、キャリアＣを支持する。具体的には、載置部材４１の＋Ｚ側の面（上面）には、キャリアＣの－Ｚ側の端（下端）が当接する。キャリアＣが載置部材４１の上に載置された状態で、キャリアＣおよび複数の基板Ｗは貯留槽２内の処理液に浸漬する。

振動子５は載置部材４１に設けられている。振動子５は制御部６の制御下で振動する。振動子５は載置部材４１に接触しており、具体的な一例として、振動子５は載置部材４１に埋設される。

振動子５の振動は載置部材４１およびキャリアＣを介して複数の基板Ｗに伝達される。振動子５は載置部材４１に接触しており、載置部材４１はキャリアＣの下端（図では支持脚９５，９６の下端）に接触しており、キャリアＣはその内部で複数の基板Ｗに接触しているので、振動子５からの振動を載置部材４１およびキャリアＣの固体のみを介して基板Ｗに伝達することができる。言い換えれば、この振動伝達経路には処理液は介在していない。

制御部６は、基板処理装置１０を統括的に制御する。具体的には、制御部６は処理液供給部３および振動子５を制御する。

具体的には、まず、制御部６は処理液供給部３を制御して貯留槽２の内部に処理液を供給させる。これにより、貯留槽２に処理液が貯留される。そして、キャリアＣが不図示の搬送装置によって載置部材４１の上に搬送される。これにより、キャリアＣおよび複数の基板Ｗは貯留槽２内の処理液に浸漬する。制御部６はこの状態で振動子５を振動させる。

振動子５の振動は上記の振動伝達経路を経由して複数の基板Ｗに伝達されるので、複数の基板Ｗが処理液に対して振動する。しかも、上記の振動伝達経路は固体のみによって構成されるので、振動の劣化を抑制して基板Ｗに伝達することができる。つまり、周波数および振幅の低下を抑制しつつ振動を基板Ｗに速やかに伝達することができる。

基板Ｗは処理液に対して所定の周波数かつ振幅で振動するので、処理液は基板Ｗの３次元構造の内部空間に出入りしやすくなる。つまり、３次元構造の内部空間での処理液の滞留を抑制することができ、当該内部空間において古い処理液から新しい処理液への置換を促進させることができる。よって、当該内部空間における基板Ｗに対する処理不足を抑制または回避することができる。言い換えれば、基板Ｗに対する処理を適切に行うことができる。

以下、基板処理装置１０の各構成の具体的な一例について詳述する。

＜貯留槽＞
図１の例では、貯留槽２は、内槽空間２ａと外槽空間２ｂとを含む二重構造を有する。図１の例では、貯留槽２は底部２１と周壁２２と仕切部材２３とを含む。底部２１は板状の形状を有しており、その厚み方向がＺ方向に沿う姿勢で設けられる。周壁２２は底部２１の周縁に立設されており、＋Ｚ側に沿って延在する。

仕切部材２３は、底部２１および周壁２２によって囲まれた貯留槽２の内部空間を、内槽空間２ａと外槽空間２ｂとに仕切る。仕切部材２３は貯留槽２の内部空間においてＺ方向に沿って延在しており、その－Ｚ側の端（下端）が底部２１に連結される。図１の例では、仕切部材２３よりも－Ｘ側の空間が内槽空間２ａに相当し、＋Ｘ側の空間が外槽空間２ｂに相当する。仕切部材２３の＋Ｚ側の端（上端）は周壁２２の＋Ｚ側の端（上端）よりも－Ｚ側に位置している。つまり、仕切部材２３は周壁２２よりも低い。処理液は、その液面が仕切部材２３の＋Ｚ側の端よりも高くなるまで、貯留槽２内に供給される。つまり、処理液は内槽空間２ａおよび外槽空間２ｂの両方に貯留される。

＜処理液供給部＞
図１の例では、処理液供給部３は供給管３１とバルブ３２とを含む。図１の例では、供給管３１の下流部分が貯留槽２の内槽空間２ａにおいて、底部２１の近傍に設けられている。図１の例では、載置部材４１も貯留槽２の内槽空間２ａに設けられており、供給管３１の下流部分は載置部材４１よりも－Ｚ側に設けられている。供給管３１の下流部分は例えばＹ方向に沿って延在しており、その外周面に複数の吐出口３１ａが形成されている。複数の吐出口３１ａはＹ方向に並んで形成されており、各吐出口３１ａから処理液が吐出される。

供給管３１はその上流端において処理液供給源３３に接続されている。処理液供給源３３は処理液を供給管３１の上流端に供給する。

バルブ３２は供給管３１の上流部分に介装されている。バルブ３２は制御部６によって制御され、バルブ３２が開くことにより、処理液供給源３３から供給管３１を通じて貯留槽２の内部に処理液が供給される。具体的には、処理液が内槽空間２ａに供給される。これにより、処理液の液面は内槽空間２ａにおいて徐々に上昇し、仕切部材２３の＋Ｚ側の端を超える。これにより、処理液が外槽空間２ｂに溢れ出る。そして、外槽空間２ｂにおいても処理液の液面が徐々に上昇し、いずれ仕切部材２３の＋Ｚ側の端を超える。

なお、貯留槽２には適宜に不図示の排液管が接続され、排液管に介装されたバルブが開くことにより、貯留槽２内の処理液は外部に排出可能となっている。

＜循環部＞
図１の例では、基板処理装置１０には、循環部７が設けられている。循環部７は循環配管７１とポンプ７２とフィルタ７３とを含む。循環配管７１の上流端は外槽空間２ｂにおいて底部２１に接続され、循環配管７１の下流端は内槽空間２ａにおいて底部２１に接続される。フィルタ７３は循環配管７１に介装されており、循環配管７１内の処理液の不純物を捕捉する。ポンプ７２は循環配管７１に介装される。ポンプ７２は制御部６によって制御され、循環配管７１内の処理液を上流端から下流端に向かって送液する。

これにより、貯留槽２内の処理液は循環配管７１を通じて再び貯留槽２内に戻る。つまり、処理液は貯留槽２および循環配管７１を循環する。

＜載置部材＞
図３は、載置部材４１の構成の一例を概略的に示す平面図である。図３の例では、載置部材４１には開口４１ａが形成されている。開口４１ａは載置部材４１をＺ方向に沿って貫通している。

図３の例では、載置部材４１は枠体４１１と４つの当接部材４１２とを含んでいる。枠体４１１は平面視において（つまり、Ｚ方向に沿って見て）、矩形の枠形状を有している。枠体４１１は、その一辺がＸ方向に沿う姿勢で設けられている。

４つの当接部材４１２は枠体４１１の４つの頂点付近にそれぞれ設けられ、より具体的には、枠体４１１の頂点部の内側面にそれぞれ連結されている。図３の例では、各当接部材４１２は平面視において矩形形状を有しており、各当接部材４１２の互いに直交する２辺が枠体４１１の内側面に連結されている。これらの当接部材４１２は枠体４１１の内側面から内側に突出する。

４つの当接部材４１２をそれぞれ当接部材４１２ａ～４１２ｄとも呼ぶ。当接部材４１２ａ，４１２ｂはＹ方向において間隔を空けて設けられ、当接部材４１２ａは当接部材４１２ｂよりも＋Ｙ側に位置している。当接部材４１２ｃ，４１２ｄはＹ方向において間隔を空けて設けられ、当接部材４１２ｃは当接部材４１２ｄよりも＋Ｙ側に設けられている。当接部材４１２ａ，４１２ｃはＸ方向において間隔を空けて設けられ、当接部材４１２ａは当接部材４１２ｃよりも－Ｘ側に位置している。当接部材４１２ｂ，４１２ｄはＸ方向において間隔を空けて設けられ、当接部材４１２ｂは当接部材４１２ｄよりも－Ｘ側に位置している。

このような載置部材４１において、枠体４１１および４つの当接部材４１２からなる構造体が囲む空間が開口４１ａに相当する。

キャリアＣの支持脚９５，９６は当接部材４１２の上に載置される。具体的には、支持脚９５の＋Ｙ側の部分および－Ｙ側の部分がそれぞれ当接部材４１２ａ，４１２ｂに接触し、支持脚９６の＋Ｙ側の部分および－Ｙ側の部分がそれぞれ当接部材４１２ｃ，４１２ｄに接触する。

図１の例では、載置部材４１は吊り部材４２によって支持される。吊り部材４２はＺ方向に延在しており、その－Ｚ側の端（下端）が載置部材４１の＋Ｙ側の端部に連結されている。吊り部材４２は貯留槽２よりも＋Ｚ側に突出しており、基板処理装置１０内で固定される。例えば、貯留槽２を収容するチャンバが設けられる場合には、吊り部材４２はチャンバに固定される。

なお、載置部材４１には、キャリアＣの水平方向の位置を決定するための位置決め構造、または、キャリアＣを保持する保持機構が適宜に設けられていてもよい。

＜振動子＞
振動子５は超音波振動子であって、例えば圧電素子を含む。具体的な一例として、振動子５は、圧電セラミックス等の圧電体と、当該圧電体に設けられた一対の電極とを含む。一対の電極は圧電体に接触しており、一対の電極間に駆動電圧が印加されることで、圧電体に駆動電圧が印加される。圧電体は当該駆動電圧に応じて、収縮したり、膨張したりする。図１の例では、一対の電極は発振器５１に電気的に接続されている。発振器５１は制御部６によって制御され、振動子５の電極間に駆動電圧を印加する。発振器５１は駆動電圧として例えば高周波電圧を振動子５に出力する。振動子５の圧電体は発振器５１からの駆動電圧に応じて収縮と膨張とを交互に繰り返すことで振動する。

振動子５は例えば載置部材４１の内部に埋設され、その少なくとも一部が載置部材４１に接触する。これにより、圧電体の振動をその接触箇所を介して載置部材４１に直接に伝達することができる。

また、載置部材４１は処理液に対する耐薬品性を有する材料で構成されているので、振動子５が載置部材４１に埋設されている場合には、載置部材４１は振動子５を処理液から保護することができる。耐薬品性を有する材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂またはフッ素系樹脂などの樹脂あるいは石英を採用することができる。

振動子５が載置部材４１に埋設されない場合、振動子５は、圧電体および一対の電極を囲んで封止するための保護部材（パッケージ）をさらに含んでいるとよい。当該保護部材の材料としては、処理液に対する耐薬品性を有する材料を採用することができ、例えば、塩化ビニル樹脂またはフッ素系樹脂などの樹脂あるいは石英を採用することができる。保護部材は圧電体および一対の電極の少なくともいずれか一方に接触する。このような振動子５は載置部材４１の表面に取り付けられ、振動子５のパッケージの少なくとも一部が載置部材４１の表面に接触する。これにより、圧電体の振動がパッケージを介して載置部材４１へと伝達される。つまり、圧電体の振動を固体のみを介して載置部材４１へ伝達させることができる。

図３の例では、振動子５として複数（図の例では４つ）の振動子５ａ～５ｄが設けられている。４つの振動子５ａ～５ｄは、それぞれ、４つの当接部材４１２に設けられている。これによれば、４つの振動子５ａ～５ｄをキャリアＣの支持脚９５，９６の近傍に設けることができる。具体的には、振動子５ａ，５ｂ（第１振動子に相当）はキャリアＣの支持脚９５の近傍に設けられ、振動子５ｃ，５ｄ（第２振動子に相当）はキャリアＣの支持脚９６の近傍に設けられる。言い換えれば、振動子５ａ，５ｂは支持脚９６よりも支持脚９５に近い位置に設けられ、振動子５ｃ，５ｄは支持脚９５よりも支持脚９６に近い位置に設けられる。

また、振動子５ａは支持脚９５の＋Ｙ側の端部の近傍に設けられ、振動子５ｂは支持脚９５の－Ｙ側の端部の近傍に設けられる。言い換えれば、振動子５ａは支持脚９５の－Ｙ側の端部よりも＋Ｙ側の端部に近い位置に設けられ、振動子５ｂは支持脚９５の＋Ｙ側の端部よりも－Ｙ側の端部に近い位置に設けられる。振動子５ｃは支持脚９６の＋Ｙ側の端部の近傍に設けられ、振動子５ｄは支持脚９６の－Ｙ側の端部の近傍に設けられる。言い換えれば、振動子５ｃは支持脚９６の－Ｙ側の端部よりも＋Ｙ側の端部に近い位置に設けられ、振動子５ｄは支持脚９６の＋Ｙ側の端部よりも－Ｙ側の端部に近い位置に設けられる。

このような配置によれば、４つの振動子５ａ～５ｄがキャリアＣに対してより均等に振動を伝達させることができる。したがって、複数の基板Ｗをより均等に振動させることができ、基板Ｗに対する処理の均一性を向上させることができる。

＜制御部＞
図４は、制御部６の構成の一例を概略的に示すブロック図である。制御部６は電子回路機器であって、例えばデータ処理装置６１および記憶媒体６２を有していてもよい。データ処理装置６１は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶媒体６２は非一時的な記憶媒体６２１（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶媒体６２２（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶媒体６２１には、例えば制御部６が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理装置６１がこのプログラムを実行することにより、制御部６が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部６が実行する処理の一部または全部が、論理回路などのハードウェア回路によって実行されてもよい。

＜基板処理装置の動作＞
次に基板処理装置１０の動作の具体的な一例について改めて説明する。まず、処理液供給部３が貯留槽２内に処理液を供給する。具体的には、制御部６がバルブ３２を開くことで、処理液が供給管３１の吐出口３１ａから吐出される。処理液の液面が仕切部材２３よりも高くなると、制御部６がバルブ３２を閉じる。これにより、処理液の供給が停止し、処理液は内槽空間２ａおよび外槽空間２ｂの両方に貯留されることとなる。

次に、不図示の搬送装置がキャリアＣを貯留槽２の内部に進入させ、キャリアＣを載置部材４１に載置させる。これにより、キャリアＣおよび複数の基板Ｗが貯留槽２内の処理液に浸漬する。次に、制御部６はポンプ７２を作動させる。これにより、処理液は循環配管７１を通じて循環する。なお、ポンプ７２はキャリアＣの搬入前から作動していてもよい。

次に、制御部６は振動子５を振動させる。具体的には、制御部６は発振器５１に駆動電圧を出力させる。これにより、振動子５が当該駆動電圧に応じた周波数で振動する。ここでは、振動子５が発振する振動の周波数は１ＭＨｚ以上かつ３ＭＨｚ以下に設定される。言い換えれば、制御部６は振動子５が１ＭＨｚ以上かつ３ＭＨｚ以下の周波数で振動するように、発振器５１の出力電圧を調整する。

このような基板処理において、ポンプ７２が作動しているので、循環配管７１の下流端から貯留槽２の内槽空間２ａに流入した処理液は、載置部材４１の開口４１ａおよびキャリアＣの下側開口９ｂを順次に経由して、複数の基板Ｗの相互間を＋Ｚ側に流れる。処理液は基板Ｗの相互間の通過中に基板Ｗの表面に作用する。これにより、処理液の種類に応じた処理が基板Ｗに対して行われる。

処理液はキャリアＣの上側開口９ａから流出し、仕切部材２３を超えて外槽空間２ｂに流入する。そして、処理液は外槽空間２ｂを－Ｚ側に流れて循環配管７１の上流端に流入する。処理液は循環配管７１内のフィルタ７３によって不純物が除去された上で、再び内槽空間２ａに流入する。これにより、より清浄な処理液を複数の基板Ｗに向けて流すことができる。

また、上述の動作において、振動子５が振動する。この振動は載置部材４１およびキャリアＣを介して複数の基板Ｗに伝達される。これにより、各基板Ｗが処理液に対して振動するので、処理液は基板Ｗの３次元構造の内部空間に出入りしやすくなる。つまり、当該内部空間において基板Ｗに作用した古い処理液が新しい処理液に置換されやすくなる。したがって、内部空間における処理不足を抑制または回避でき、当該内部空間においても基板Ｗに対する処理を適切に行うことができる。

複数の基板Ｗに対する処理が十分に行われると、制御部６は振動子５の振動およびポンプ７２の作動を停止させる。次に、搬送装置がキャリアＣを貯留槽２から搬出する。

以上のようにして、複数の基板Ｗに対して一括して処理を行うことができる。

ところで、処理液としてフッ酸等の薬液を採用する場合には、基板Ｗに付着した薬液を洗い流す必要がある。そこで、基板処理装置１０にリンス槽（不図示）が設けられてもよい。この場合、搬送装置は貯留槽２による薬液処理の後に、キャリアＣを貯留槽２からリンス槽へと搬送する。リンス槽には純水等のリンス液が貯留されており、キャリアＣおよび複数の基板Ｗがリンス液に浸漬することにより、キャリアＣおよび複数の基板Ｗに付着した薬液が洗い流される（リンス処理）。

あるいは、貯留槽２をリンス槽として利用してもよい。具体的には、基板処理装置１０は貯留槽２内の処理液を排出した後に、貯留槽２内にリンス液を供給してもよい。これによっても、キャリアＣおよび複数の基板Ｗをリンス液に浸漬させることができ、キャリアＣおよび複数の基板Ｗに付着した薬液を洗い流すことができる。

リンス処理後には、キャリアＣおよび複数の基板Ｗに対する乾燥処理が行われる。例えば、基板処理装置１０には、高温の不活性ガスを吐出するガス供給部が設けられる。そして、搬送装置がキャリアＣを上昇させてリンス液から引き上げたり、あるいは、基板処理装置１０がリンス液を排出した後に、ガス供給部が高温の不活性ガスをキャリアＣおよび複数の基板Ｗに供給する。これによって、キャリアＣおよび複数の基板Ｗが乾燥する。

以上のように、基板処理装置１０によれば、一括して複数の基板Ｗを処理して乾燥させることができる。

しかも、基板処理装置１０によれば、振動子５の振動により基板Ｗが振動するので、基板Ｗの３次元構造の内部空間における処理液の置換を促進させることができる。言い換えれば、内部空間における処理液の滞留を抑制することができる。さらに、振動子５の振動は載置部材４１およびキャリアＣを介して複数の基板Ｗに伝達される。つまり、固体を通じて複数の基板Ｗに振動を伝達することができる。固体における振動の劣化（減衰）は液体における振動の劣化よりも小さいので、振動子５の振動をあまり劣化させずに、基板Ｗに伝達することができる。よって、基板Ｗを所望の周波数および振幅で振動させることができる。

また上述の例では、振動子５は１ＭＨｚ以上かつ３ＭＨｚ以下の高周波数で振動する。これによれば、貯留槽２に貯留された処理液にキャビテーションを生じさせずに、基板Ｗを振動させることができる。したがって、キャビテーションに起因した基板Ｗの３次元構造の倒壊もしくはパターンの倒壊を抑制または回避することができる。

また上述の例では、４つの振動子５は、それぞれ、各キャリアＣの支持脚９５，９６と載置部材４１との接触箇所の近傍に設けられている。よって、キャリアＣにより均等に振動を伝達することができ、ひいては、複数の基板Ｗにより均等に振動を伝達することができる。よって、複数の基板Ｗをより均等に処理できる。

＜載置部材の材料＞
振動伝達の観点を考慮すると、載置部材４１の材料として、超音波の伝搬速度が高い材料を採用するとよい。より具体的には、石英を採用するとよい。石英における伝搬速度は４４００ｍ／ｓｅｃであり、水の４倍近い。載置部材４１が石英によって構成される場合には、載置部材４１は振動子５からの振動をあまり劣化させずにキャリアＣに伝達することができる。つまり、周波数の低下および振幅の低下を抑制して振動をキャリアＣに速やかに伝達できる。

なお、必ずしも載置部材４１の全てが石英で構成される必要はなく、載置部材４１のうち、少なくとも、振動子５との接触部からキャリアＣとの接触部までの間の部分が石英で形成されていればよい。例えば当接部材４１２のみが石英によって形成されてもよい。

＜キャリアの材質＞
キャリアＣの材料としては、処理液に対する耐薬品性を有する材料を採用するとよい。例えば、塩化ビニル樹脂またはフッ素系樹脂などの樹脂、あるいは、石英を採用することができる。振動伝達の観点からは、超音波の伝搬速度が高い材料を採用するとよく、具体的には、石英を採用するとよい。キャリアＣが石英によって形成される場合、キャリアＣは振動をあまり劣化させずに複数の基板Ｗに伝達することができる。

なお、必ずしもキャリアＣの全てが石英で形成される必要はなく、キャリアＣのうち、少なくとも、載置部材４１との接触部から複数の基板Ｗの各々との接触部までの間の部分が石英で形成されていればよい。例えば、キャリアＣの支持脚９５，９６および側壁９３，９４のみが石英によって形成されてもよい。

なお、基板処理装置１０にリンス槽が設けられる場合には、当該リンス槽の内部にも載置部材４１および振動子５と同様の載置部材および振動子を設けるとよい。当該振動子が振動することにより、リンス液が基板Ｗの３次元構造の内部空間に出入りしやすいので、３次元構造内の薬液を適切にリンス液に置換することができる。

＜第２の実施の形態＞
図５は、第２の実施の形態にかかる基板処理装置１０Ａの構成の一例を概略的に示す側断面図である。基板処理装置１０Ａは揺動機構４の有無を除いて、基板処理装置１０と同様の構成を有している。

揺動機構４は載置部材４１を揺動させる。図５の例では、揺動機構４は吊り部材４２と昇降機構４３を含む。昇降機構４３は制御部６によって制御され、吊り部材４２をＺ方向に往復移動させる。これにより、吊り部材４２に連結された載置部材４１もＺ方向に往復移動する。つまり、昇降機構４３は載置部材４１を昇降させる。昇降機構４３例えばエアシリンダまたはボールねじ機構などの機構を有する。

揺動機構４は、キャリアＣおよび複数の基板Ｗが処理液に浸漬した状態で、載置部材４１を揺動させる。ここでいう揺動とは、振動子５の振動よりも大きな振幅（距離）での往復移動であり、振動子５の振動の周波数よりも低い、例えば百Ｈｚ以下の周波数での往復移動である。

揺動機構４は載置部材４１、キャリアＣおよび複数の基板Ｗを処理液に対して比較的にゆっくりと大きくＺ方向に沿って往復移動させる。この揺動により、さらに処理液の基板Ｗの内部空間への出入りをさらに促進できる。

なお、揺動機構４による揺動の周波数は非常に低いので、キャビテーションはほとんど生じない。よって、キャビテーションに起因した基板Ｗの３次元構造物の倒壊またはパターンの倒壊は抑制または回避される。

図６は、揺動機構４の構成の他の一例を概略的に示す図である。図６の揺動機構４は、基板Ｗの厚み方向に沿って載置部材４１を揺動させる。図６の例では、揺動機構４は吊り部材４２とシャフト４４と回動機構４５とを含む。図６の例では、吊り部材４２の－Ｚ側の端部は載置部材４１のＹ方向の中央部に連結されている。吊り部材４２はＺ方向に長い長尺状の形状を有しており、図６の例では、その＋Ｚ側の端部は貯留槽２よりも高い位置に設けられる。吊り部材４２はその＋Ｚ側の端部においてシャフト４４に連結されている。シャフト４４は、その中心軸である回動軸線Ｑ１のまわりで回動可能に設けられる。回動軸線Ｑ１はＸ方向に沿う軸である。このシャフト４４は不図示の軸受を介してチャンバに固定される。

回動機構４５は制御部６によって制御され、シャフト４４を回動軸線Ｑ１のまわりで回動させる。ここで、載置部材４１が水平姿勢となる状態での回動角度をゼロとする。回動機構４５は、例えば、ゼロを中心として所定の角度範囲でシャフト４４を交互に反対に回動させる。これにより、載置部材４１は回動軸線Ｑ１についての周方向に沿って所定の角度範囲で往復移動する。このときの載置部材４１の移動方向はおおよそＹ方向であるといえる。

図６の例では、回動機構４５はリンク機構４５１と移動機構４５２とを含んでいる。リンク機構４５１はシャフト４４と移動機構４５２との間に設けられており、移動機構４５２によるＹ方向の移動をシャフト４４の回転方向の移動に変換し、シャフト４４を回動軸線Ｑ１のまわりで回動させる。移動機構４５２は例えばエアシリンダなどの直動機構であって、制御部６によって制御される。

このような揺動機構４は載置部材４１を厚み方向（Ｙ方向）に沿って揺動させるので、載置部材４１に載置されたキャリアＣおよび複数の基板Ｗも厚み方向に沿って揺動する。これによれば、基板Ｗが処理液に対して大きな面積で往復移動するので、基板Ｗの主面が高い圧力で処理液を押圧する。よって、処理液の基板Ｗの３次元構造の内部空間への出入りをさらに促進することができる。

以上のように、基板処理装置１０，１０Ａは詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、基板処理装置１０，１０Ａがそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

例えば、循環部７は設けられていなくてもよい。また、上述の例では、貯留槽２は内槽空間２ａおよび外槽空間２ｂの二重構造を有しているものの、一重構造を有していてもよい。

また、図６の例では、揺動機構４は回動機構４５によって載置部材４１を回動軸線Ｑ１についての周方向に沿って往復移動させている。しかるに、揺動機構４は回動機構４５に替えて、載置部材４１をＹ方向に沿って移動させる直動機構を有していてもよい。

１０，１０Ａ 基板処理装置
２ 貯留槽
３１ 供給管
４ 揺動機構
４１ 載置部材
５ 振動子
５ａ，５ｂ 第１振動子（振動子）
５ｃ，５ｄ 第２振動子（振動子）
９５，９６ 支持脚
Ｃ キャリア
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 複数の基板に対して一括して処理を行う基板処理装置であって、
   処理液を貯留する貯留槽と、
   前記貯留槽内に処理液を供給する供給管と、
   一対の支持脚を有し、複数の基板を起立姿勢で収容し、底部に開口部を備えるキャリアが前記貯留槽内の処理液に浸漬した状態で載置され、前記キャリアに当接する当接部材を有する載置部材と、
   前記載置部材に設けられる振動子と
   を備え、
   前記供給管は前記載置部材の下方に配置され、前記貯留槽の上方に向けて処理液を供給し、
   前記当接部材は、平面視において前記開口部が閉塞されないように、前記キャリアの下方にある前記支持脚の端部に当接する、基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記振動子は、１ＭＨｚ以上かつ３ＭＨｚ以下の周波数で振動する、基板処理装置。
3. 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、
   前記振動子は複数設けられており、
   当該複数の振動子のうち第１振動子は前記一対の支持脚の一方の近傍で前記載置部材に設けられており、当該複数の振動子のうち第２振動子は前記一対の支持脚の他方の近傍で前記載置部材に設けられている、基板処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
   前記載置部材および前記キャリアの少なくとも一方は石英によって形成される、基板処理装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置であって、
   前記載置部材を揺動させる揺動機構をさらに備える、基板処理装置。
6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
   前記揺動機構は、前記複数の基板の厚み方向に沿って前記載置部材を揺動させる、基板処理装置。

Images