JP7752985B2

JP7752985B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP7752985B2
Application number: JP2021120561A
Authority: JP
Inventors: 慧牛田; 憲一郎齋藤
Original assignee: DAIKIN FINETECH, LTD.
Current assignee: DAIKIN FINETECH, LTD.
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2025-10-14
Anticipated expiration: 2041-07-21
Also published as: KR20240035813A; US20240321624A1; WO2023002801A1; EP4376055A4; CN117716477A; TW202307923A; EP4376055A1; JP2023016324A

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

Ｓｉ（シリコン）をはじめとする半導体等からなる基板に所定の処理を行う基板処理装置が種々に提案されている。特許文献１には、従来の基板処理装置の一例が開示されている。同文献に開示された基板処理装置は、基板に形成されたレジスト層と、このレジスト層上に積層された金属層とを一括して除去するリフトオフ処理を行う装置である。この基板処理装置は、カップ、載置台および回動部材を備える。カップは、リフトオフ処理を行うための処理液を貯めるものである。載置台は、カップ内に配置されており、基板が載置されるものである。載置台は、カップに対して昇降可能とされている。回動部材は、載置台に対して回動可能に支持されている。カップ内には、当接部材が設けられている。載置台に基板が置かれた状態で下降すると、回動部材が当接部材に当接する。これにより、回動部材が回動し、載置台と回動部材との間に基板が保持される。

特許第２０１７－１４７３５４号公報

しかしながら、当接部材は、カップ内の処理液の流動を不当に乱してしまうおそれがある。あるいは、リフトオフ処理によって除去されたレジスト層や金属層が、当接部材に付着してしまうことが懸念される。このように、基板を対象とした処理において、当接部材が、意図しない影響を及ぼすという問題があった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、基板を対象とした処理への意図しない影響を低減することが可能な基板処理装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される基板処理装置は、基板を処理するために処理液を貯めることが可能なカップと、前記カップ内を鉛直方向に延びる昇降軸に沿って昇降可能になされたステージと、前記ステージ上に設けられ、前記基板を載置する載置台と、前記載置台に対して、前記昇降軸を中心とする周方向に沿った回動軸周りに回動可能に取り付けられた回動部材と、を備え、前記回動部材は、前記回動軸よりも径方向の内側に位置する保持部と、前記回動軸よりも径方向の外側に位置する当接部と、を有し、前記ステージの下降に伴い、前記当接部が前記カップに当接することにより前記回動部材が回動して、前記基板を挟んで前記保持部と前記載置台との間隔が縮小する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記カップは、前記昇降軸周りに回転することにより、前記処理液を径方向外方に排出する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記カップは、上端部と、前記上端部に繋がる側面部と、前記側面部の下方に繋がる底面部と、を有し、前記底面部のすべてが、鉛直方向に沿って視て、前記上端部の内側に含まれる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記当接部は、前記上端部に当接する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記当接部は、前記側面部に当接する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記当接部は、前記回動軸から延在する延在部と、前記延在部に設けられた調整部に結合した突起部と、を有し、前記突起部が、前記上端部に当接する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記当接部は、前記回動軸から延在する延在部と、前記延在部に設けられた調整部に螺合した突起部と、を有し、前記ステージの下降に伴い、前記延在部が前記上端部に当接した後に、前記突起部が前記側面部に当接する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板の処理時には、前記処理液の液面は、前記基板よりも上方に位置する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記昇降軸は、前記カップ内においてベローズ部材によって覆われている。

本発明によれば、基板を対象とした処理への意図しない影響を低減することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す要部平面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う要部断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す要部拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示す要部拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の動作を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に識別のために用いたものであり、それらの対象物に順列を付することを意図していない。

＜第１実施形態＞
図１～図９は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示している。本実施形態の基板処理装置Ａ１は、カップ１、ステージ２、駆動部３、載置台４、回動部材５および排液チャンバ６を備えている。本発明に係る基板処理装置が、基板９１を対象として実行する処理の種類は、何ら限定されない。以降においては、基板９１に形成されたレジスト層と、このレジスト層上に積層された金属層とを一括して除去するリフトオフ処理を実行する構成を例に説明する。なお、基板９１を対象とした処理としては、リフトオフ処理の他に、たとえばカップ１に貯められた処理液９２中に、基板９１を沈めた状態で長時間維持し、レジスト層を膨潤させることによって溶解させる処理が挙げられる。

図１は、基板処理装置Ａ１を示す要部平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う要部断面図である。図３は、基板処理装置Ａ１を示す要部拡大断面図である。図４は、基板処理装置Ａ１の動作を示す要部断面図である。図５は、基板処理装置Ａ１の動作を示す要部拡大断面図である。図６は、基板処理装置Ａ１の動作を示す要部断面図である。図７は、基板処理装置Ａ１の動作を示す要部拡大断面図である。図８および図９は、基板処理装置Ａ１の動作を示す要部断面図である。これらの図において、鉛直方向ｚは、ステージ２が昇降する方向である。周方向θは、後述の鉛直方向ｚに延びる昇降軸３１を中心とする周方向であり、径方向ｒは、昇降軸３１を中心とする径方向である。図２～図４は、後述のステージ２の昇降において、ステージ２が上端に位置した状態を示している。図６～図８は、ステージ２が下端に位置した状態を示している。

〔カップ１〕
カップ１は、基板９１を処理するために処理液９２を貯めることが可能なものである。カップ１の形状および材質は、何ら限定されない。カップ１は、たとえば、ステンレス等の金属からなる。本実施形態のカップ１は、図１および図２に示すように、上端部１１、側面部１２および底面部１３を有する。また、図示された例においては、カップ１は、さらに外壁部１４を有する。なお、処理液９２を貯めることが可能なカップ１とは、所定期間において一定量の処理液９２を貯めるといった用途に用いられるものに限定されず、たとえば、所定工程において処理液９２がカップ１に常時供給され、処理液９２がカップ１に一時的に滞留した後に順次排出されるといった用途に用いられるものも含む概念である。

上端部１１は、カップ１のうち鉛直方向ｚの上端に位置する部分である。上端部１１の具体的な形状は何ら限定されず、図示された例においては、円環形状の板状部位である。図２および図３に示す状態において、上端部１１は、回動部材５の突起部５３２の鉛直方向ｚにおける下方に位置しており、鉛直方向ｚに沿って視て、突起部５３２と重なっている。なお、後述するように、突起部５３２の具体的な構成は何ら限定されない。

側面部１２は、上端部１１から鉛直方向ｚの下方に繋がっている。側面部１２の鉛直方向ｚの高さは、ステージ２、駆動部３、載置台４および回動部材５を収容可能な高さとされる。また、側面部１２の鉛直方向ｚの高さは、処理液９２の液面を、基板９１に対して所定の高さに維持可能な高さとされる。図示された例においては、側面部１２は、鉛直方向ｚの上方から下方に向けて径方向ｒの寸法が小さくなるテーパ状の傾斜部とされている。側面部１２は、鉛直方向ｚに沿って視て、円環形状である。側面部１２の傾斜角度は何ら限定されず、たとえば水平面（径方向ｒおよび周方向θが含まれる面）に対して３０°～７５°程度の角度をなし、図示された例においては、水平面に対して６０°程度の角度をなす。

底面部１３は、側面部１２の鉛直方向ｚの下方に繋がっている。底面部１３の形状は、何ら限定されず、図示された例においては、円形状である。底面部１３のすべてが、鉛直方向ｚに沿って視て、上端部１１の内側に含まれる。図示された例においては、上端部１１が円環形状であり、底面部１３が円形であるため、鉛直方向ｚに沿って視て、上端部１１の内径が、底面部１３の外径よりも大きい関係となっている。底面部１３の中央部には、後述の昇降軸３１を挿通させるための開口が設けられている。

外壁部１４は、上端部１１の径方向ｒの外周端に繋がっており、上端部１１から鉛直方向ｚの下方に延びている。外壁部１４は、鉛直方向ｚの高さが側面部１２よりも低い、円筒形状である。

〔ステージ２〕
ステージ２は、カップ１内を鉛直方向ｚに昇降可能とされており、載置台４を支持している。ステージ２の具体的な構成は何ら限定されず、図示された例においては、ベース２１および円盤部２２を有する。

ベース２１は、後述の昇降軸３１の上端に固定された部位である。ベース２１は、たとえばステンレス等の金属や樹脂等からなる。円盤部２２は、ベース２１に固定されており、ベース２１から径方向ｒに広がっている。円盤部２２は、たとえば鉛直方向ｚに沿って視て円形の板状の部位である。円盤部２２は、たとえばステンレス等の金属からなる。

〔駆動部３〕
駆動部３は、ステージ２を昇降させるための駆動機能を有するものである。また、本実施形態においては、駆動部３は、カップ１を回転させるための駆動機能を有する。駆動部３の具体的構成は何ら限定されず、本実施形態においては、昇降軸３１、支持部３２、ベローズ部材３３、昇降駆動機構３４および回動駆動機構３５を有する。

昇降軸３１は、その上端がステージ２のベース２１に固定されており、ステージ２を鉛直方向ｚに沿って昇降させるための軸である。昇降軸３１は、カップ１の底面部１３の開口を通じて、鉛直方向ｚの下方に延出している。

支持部３２は、カップ１の底面部１３の開口に取り付けられている。支持部３２の内部には、昇降軸３１が挿通されている。支持部３２が昇降軸３１周りに回転させられると、カップ１およびステージ２が共に回転する。また、カップ１およびステージ２と共に、ベローズ部材３３が回転する。また、昇降軸３１がカップ１およびステージ２と共に回転してもよい。なお、駆動部３の具体的構成により、カップ１とステージ２とが別々に回転可能な構成であってもよい。

ベローズ部材３３は、鉛直方向ｚに伸縮可能な蛇腹構造の部材である。ベローズ部材３３の材質は何ら限定されず、ステンレス等の金属や樹脂等からなる。ベローズ部材３３は、上端がステージ２のベース２１に取り付けられており、下端が支持部３２に取り付けられている。ベース２１と支持部３２との間で、ベローズ部材３３の内部と外部とは、気密状態で区画されている。

昇降駆動機構３４は、昇降軸３１を昇降させる駆動機構である。昇降駆動機構３４の具体的な構成は何ら限定されず、モータ、シリンダ等を適宜採用可能である。図示された例においては、昇降駆動機構３４は、昇降軸３１の下端に連結されているが、昇降駆動機構３４が設けられる位置は、何ら限定されない。

回動駆動機構３５は、カップ１およびステージ２を昇降軸３１周りに回転させる駆動機構である。回動駆動機構３５の具体的な構成は何ら限定されず、モータおよびギヤ等を適宜採用可能である。図示された例においては、回動駆動機構３５は、支持部３２を介してカップ１およびステージ２を回転させる構成であるが、回動駆動機構３５の構成は何ら限定されない。たとえば、カップ１を直接回転させる構成であってもよい。また、図示された例においては，回動駆動機構３５は、支持部３２の側方に配置されているが、回動駆動機構３５が設けられる位置は、何ら限定されない。回動駆動機構３５によるカップ１およびステージ２の回転速度は、たとえば、後述するように、カップ１に貯められた処理液９２が、カップ１の回転による遠心力によって十分に排出することが可能な程度の回転速度に設定される。

〔載置台４〕
載置台４は、ステージ２に設けられており、基板９１が載置されるものである。載置台４の具体的構成は何ら限定されず、図示された例においては、複数のブロック４１を有する。複数のブロック４１は、ステージ２の円盤部２２上に固定されており、周方向θに沿って等ピッチで配置されている。図示された例においては、４つのブロック４１が９０°のピッチで配置されているが、これは一例であり、ブロック４１の個数やピッチの大きさは、何ら限定されない。ブロック４１の形状や材質は何ら限定されない。ブロック４１の材質としては、基板９１を適切に支持しつつ、基板９１との不要な反応や損傷を生じさせないものが好ましく、たとえば樹脂等からなる。

図２および図３に示すように、各ブロック４１は、載置面４１１を有する。載置面４１１は、鉛直方向ｚの上方を向く平坦な面である。載置面４１１の位置や形状は何ら限定されない。図示された例においては、載置面４１１は、鉛直方向ｚにおいてベース２１の上方に位置しており、後述の基板９１を対象とした処理において、載置された基板９１がカップ１に貯められる処理液９２の液面よりも低い位置となるように設定されている。また、図示された例においては、載置面４１１の大きさは、基板９１の外周端付近の部分を支持する大きさとされている。

〔回動部材５〕
回動部材５は、載置台４（ブロック４１）に対して回動可能に取り付けられている。回動部材５の個数は、何ら限定されず、図示された例においては、４つのブロック４１に対応して、４つの回動部材５が設けられている。回動部材５は、回動軸５１、保持部５２および当接部５３を有する。

回動軸５１は、周方向θに沿った軸であり、たとえば、ボルトやシャフト等によって構成されている。なお、回動軸５１が周方向θに沿った軸であるとは、昇降軸３１を中心とする円の接線方向に沿った軸であることを指し、回動軸５１が、円弧状に湾曲したことを指すものではない。回動軸５１は、ブロック４１に固定されている。

保持部５２は、回動軸５１よりも径方向ｒの内側に位置する部位である。当接部５３は、回動軸５１よりも径方向ｒの外側に位置する部位である。保持部５２および当接部５３の具体的な構成は、何ら限定されない。図示された例においては当接部５３の径方向ｒの大きさは、保持部５２の径方向ｒの大きさよりも大きい。保持部５２および当接部５３は、１つの一体的な部材によって構成されていてもよいし、複数の部材が組み合わされることによって構成されていてもよい。図示された例においては、回動部材５は、本体部５０、延在部５３１および突起部５３２を有する。

本体部５０は、回動軸５１が貫通する部位であり、鉛直方向ｚに沿って視て径方向ｒを長手方向とする略矩形状の部位である。本体部５０の材質は何ら限定されず、たとえば樹脂等からなる。本体部５０のうち回動軸５１よりも径方向ｒの内側に位置する部分によって、保持部５２が構成されている。また、図示された例の保持部５２は、突出部５２１を有する。突出部５２１は、保持部５２の鉛直方向ｚ上方部分が、径方向ｒの内側に向かって突出した部分である。突出部５２１は、載置面４１１との間に所定の隙間を構成するための部位である。

一方、本体部５０のうち回動軸５１よりも径方向ｒの外側に位置する部分と延在部５３１および突起部５３２とによって、当接部５３が構成されている。延在部５３１は、本体部５０の鉛直方向ｚの下端面に取り付けられており、全体として本体部５０から径方向ｒの外側に延在している。延在部５３１の形状や材質等は何ら限定されない。図示された例においては、延在部５３１は、たとえばステンレス等の金属からなり、第１延出部５３１１、第２延出部５３１２および傾斜部５３１３を有する屈曲形状である。

第１延出部５３１１は、本体部５０の下端面に取り付けられており、この下端面に沿って径方向ｒの外側に延出している。後述するように、ステージ２が下端に位置する図６および図７に示す状態においては、第１延出部５３１１は、径方向ｒに沿って延びている。

第２延出部５３１２は、第１延出部５３１１よりも径方向ｒの外側に位置しており、図６および図７に示す状態において、第１延出部５３１１よりも鉛直方向ｚの上方に位置している。第２延出部５３１２は、第１延出部５３１１と同じ方向に延びており、図６および図７に示す状態においては、径方向ｒに沿って延びている。第２延出部５３１２には、調整部５３１４が形成されている。調整部５３１４は、突起部５３２が結合される部位である。

傾斜部５３１３は、第１延出部５３１１と第２延出部５３１２との間に位置する部分である。図６および図７に示す状態において、傾斜部５３１３は、径方向ｒの外側に向かうほど鉛直方向ｚの上方に位置するように傾斜している。また、この状態において、傾斜部５３１３は、側面部１２に対して隙間を隔てて平行となるように設定されている。

突起部５３２は、第２延出部５３１２に設けられた調整部５３１４に結合しており、延在部５３１に対して、図３に示す矢印の方向に移動調整が可能とされている。突起部５３２および調整部５３１４の具体的な構成は、何ら限定されない。突起部５３２が延在部５３１に対して保持され、且つ使用者の所定の操作等により延在部５３１に対して突起部５３２の位置調整が可能であることにより、延在部５３１から突起部５３２が突出する量を調整可能な構成が、適宜採用される。このような突起部５３２と調整部５３１４とが結合する形態としては、たとえば以下に述べる螺合が挙げられる。また、突起部５３２および調整部５３１４の一方が他方を挟持する構成であって、挟持力を変更可能であることにより突起部５３２の移動調整が行われてもよい。あるいは、突起部５３２と調整部５３１４との結合に、磁力を利用してもよい。

図示された例においては、突起部５３２は、いわゆる六角穴止めネジ等の雄ネジを有する部材によって構成されている。調整部５３１４は、雌ネジを有する構成であり、たとえば延在部５３１を構成する金属板部材に、六角ナットを固定することによって構成されている。これにより、突起部５３２と調整部５３１４とは、螺合によって互いに結合されている。なお、雌ネジを有する調整部５３１４としては、延在部５３１を構成する金属板部材自体に、雌ネジ孔を形成することによって設けてもよい。図６および図７に示す状態において、突起部５３２の鉛直方向ｚの下端は、第２延出部５３１２から鉛直方向ｚの下方に突出している。

〔排液チャンバ６〕
排液チャンバ６は、処理を終えた処理液９２がカップ１から排出されるものである。排液チャンバ６の具体的構成は何ら限定されない。また、本発明に係る基板処理装置は、カップ１から排出される処理液９２を受け止めるための、排液チャンバ６のような構造物を備えない構成であってもよい。本実施形態においては、排液チャンバ６は、たとえばステンレス等からなる金属板によって形成されており、上板部６１、下板部６２、内板部６３および排出路６４を有する。

上板部６１は、鉛直方向ｚの上方に位置する部位であり、図示された例においてはたとえば円環形状である。上板部６１は、カップ１の上端部１１よりも鉛直方向ｚにおいて上方に位置している。また、上端部１１は、鉛直方向ｚに沿って視て、上端部１１と重なっている。ステージ２は、鉛直方向ｚに沿って視て、上板部６１の内側に位置している。

下板部６２は、上板部６１に対して鉛直方向ｚの下方に位置しており、たとえば鉛直方向ｚに沿って視て円環形状である。下板部６２は、鉛直方向ｚに沿って視て、概ね上板部６１と重なる形状および大きさとされている。下板部６２は、鉛直方向ｚにおいて、外壁部１４の下端よりも下方に位置している。

内板部６３は、下板部６２の径方向ｒの内端縁から鉛直方向ｚの上方に延びており、円筒形状である。鉛直方向ｚに沿って視て、内板部６３は、カップ１の側面部１２と外壁部１４との間に位置しており、上端部１１と重なっている。内板部６３の下端は、鉛直方向ｚにおいて、外壁部１４の下端よりも下方に位置している。内板部６３の上端は、鉛直方向ｚにおいて、外壁部１４の下端よりも上方に位置しており、上板部６１よりも下方に位置している。すなわち、径方向ｒの外側から視て、外壁部１４と内板部６３とが部分的に重なる構成である。

排出路６４は、カップ１から排出された処理液９２を、所定の場所に導くための流路である。図示された例においては、排出路６４は、上板部６１、下板部６２および内板部６３によって囲まれた円環形状の空間から径方向ｒの外側に延びている。

次に、基板処理装置Ａ１の動作について説明する。

図２は、基板９１を対象とした処理を開始する状態を示している。この状態では、ステージ２が、駆動部３の昇降駆動機構３４によって上昇させられており、鉛直方向ｚの上端に位置している。回動部材５は、載置台４に対して回動可能に支持されており、たとえばカップ１等に当接していない。当接部５３が保持部５２よりも径方向ｒにおいて大きい構成であることから、重力に従うバランスにより、当接部５３が鉛直方向ｚの下方に位置し、保持部５２が鉛直方向ｚの上方に位置する姿勢となっている。この状態では、回動部材５の保持部５２は、鉛直方向ｚに沿って視て載置台４の載置面４１１とは重なっておらず、載置面４１１に対して径方向ｒの外側に位置している。

次いで、図４に示すように、基板９１を載置する。基板９１の載置は、たとえば図示しないホルダ等によって、基板９１を鉛直方向ｚの上方から下降させる。そして、図３に示すように、載置台４の載置面４１１に基板９１の外周端付近の部分を当接させ、基板９１を載置する。

次いで、駆動部３の昇降駆動機構３４によって、ステージ２を鉛直方向ｚの下方に下降させる。これにより、ステージ２とともに載置台４、回動部材５および基板９１がカップ１に対して下降する。図３および図４において、互いに離間していた上端部１１と回動部材５の突起部５３２とが、ステージ２の下降に伴って、図５に示すように当接する。なお、この当接は、突起部５３２の下端が当接してもよいし、第２延出部５３１２の径方向ｒの外方端が当接してもよい。この状態からさらにステージ２が下降すると、回動部材５の回動軸５１が下降する一方、突起部５３２は、上端部１１によって下降が阻止される。これにより、回動軸５１周りに、回動部材５が回転する（図５においては、時計回りに回転する）。

図６および図７は、ステージ２の下降が完了し、ステージ２が鉛直方向ｚにおける下端に位置した状態を示している。図５に示す状態以降では、突起部５３２がカップ１の上端部１１に当接した状態が維持されながら、カップ１、ステージ２、載置台４および基板９１が下降する。これに伴い、回動軸５１は、順次回動し、図６および図７に示す姿勢となっている。この状態では、第１延出部５３１１および第２延出部５３１２が径方向ｒに沿って延びている。傾斜部５３１３は、側面部１２に対して隙間を隔てて平行となっている。また、第２延出部５３１２は、上端部１１に対して隙間を隔てて平行となっている。

図６および図７に示す状態に至るステージ２の下降に伴う回動部材５の回動により、保持部５２の突出部５２１と載置台４の載置面４１１との間隔が縮小する。この動作において、突出部５２１と載置面４１１との間には、基板９１の一部が存在している。したがって、ステージ２が下端に到達すると、突出部５２１と載置面４１１との間隔が基板９１を挟んで最も縮小する。この際、突出部５２１は、基板９１に接してもよいし、基板９１から僅かな隙間を隔てて離れていてもよい。

次に、カップ１に処理液９２を注ぐ。本実施形態においては、図８に示すように、たとえばノズル８２によって、処理液９２をカップ１に注ぐ。処理液９２の具体的な種類等は何ら限定されず、基板９１に施す処理に併せて適宜選択される。

基板９１に対してリフトオフ処理を施す場合、処理液９２としては、たとえば２種類の液体を順次選択する例が挙げられる。１種類目は、レジスト層に対して溶解性が無い不溶解性液体である。不溶解性液体としては、たとえば純水が挙げられる。たとえば、処理液９２として、不溶解性液体である純水を、ノズル８２からカップ１に注ぐ。処理液９２の注入量は、載置台４に載置された基板９１が、処理液９２に十分に浸漬する量に設定される。この場合、処理液９２の液面は、基板９１よりも鉛直方向ｚの上方に位置し、図示された例においては、ブロック４１の全体および回動部材５の本体部５０の全体よりも鉛直方向ｚの上方に位置している。一方、当接部５３の延在部５３１は、処理液９２の液面を超えて、処理液９２から上方に突出している。

不溶解性液体である処理液９２をカップ１に注いだ後は、たとえば、超音波発生部８１を用いて、処理液９２を介して基板９１に超音波を作用させる。超音波発生部８１の具体的な構成は何ら限定されず、たとえばホーン型超音波発生器等である。超音波発生部８１からの超音波により、たとえば、レジスト層上に積層された金属層の殆どと、レジスト層の一部とを基板９１から剥離させる。超音波を基板９１に作用させる際には、超音波発生部８１を図中に示した矢印のように、たとえば径方向ｒに往復動させることが好ましい。また、ノズル８２の径方向ｒの往復動に併せて、ステージ２、載置台４、回動部材５および基板９１を、周方向θに低速で回転させることが好ましい。これにより、基板９１の全面に超音波発生部８１からの超音波を作用させることができる。

超音波発生部８１から超音波が作用されると、除去すべき金属層のほとんどとレジスト層の一部とが、処理液９２に浮遊または沈殿した状態となる。続いて、この処理液９２をカップ１から排出する。本実施形態においては、処理液９２の排出は、カップ１を昇降軸３１周りに回転させることによる遠心力を利用して行う。

図９に示すように、駆動部３の回動駆動機構３５によって、支持部３２を回転させる。これにより、カップ１が回転する。この際の回転速度は、カップ１内の処理液９２を十分に排出させる速度であることが求められ、たとえば超音波発生部８１から超音波を作用させた工程における回転速度よりも顕著に速い。カップ１の回転による遠心力により、処理液９２は、カップ１の側面部１２に沿って径方向ｒの外側であって鉛直方向ｚの上方に向けて流動する。この結果、上端部１１を超えて、カップ１の径方向ｒの外側に順次排出される。

カップ１から排出された処理液９２は、上端部１１と上板部６１との隙間から下板部６２へと落下する。そして、排出路６４を通じて、所定の廃液箇所に流出する。この際、径方向ｒの外側から視て、カップ１の外壁部１４と排液チャンバ６の内板部６３とが重なっていることにより、処理液９２が支持部３２、昇降駆動機構３４および回動駆動機構３５等が配置された領域に飛散すること等を抑制することができる。なお、本実施形態においては、カップ１とともに、載置台４、回動部材５および基板９１が回転する構成とされているが、本発明はこれに限定されず、たとえば、処理液９２の排出においては、カップ１のみが高速で回転する構成であってもよい。

処理液９２としての不溶解性液体の排出が完了すると、本例においては、２種類目の処理液９２として、レジスト層に対して溶解性を有する溶解性液体をカップ１に注ぐ。このような処理液９２としては、たとえばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が挙げられる。溶解性液体である処理液９２の注入においては、処理液９２を基板９１に吹きかけるように注入することが好ましい。これにより、基板９１の表面に残存したレジスト層が、溶解性液体である処理液９２によって溶解される。処理液９２による残存したレジスト層の溶解が完了した後は、図９を参照して説明した手法と同様の手法により、カップ１の回転による遠心力を利用して、処理液９２を排出する。

処理液９２の排出が完了した後は、昇降駆動機構３４によってステージ２を上端まで上昇させる。これにより、図３および図４に示す状態に復帰する。この後は、図示しない所定のホルダ等によって基板９１を載置台４から取り上げる。これにより、基板９１に対するリフトオフ処理が完了する。なお、処理液９２の排出の後、ステージ２を上昇させる前に、基板９１に残存した処理液９２を乾燥等させるために、たとえば基板９１に所定の気体を吹き付けてもよい。

次に、基板処理装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、ステージ２の下降に伴い、回動部材５の当接部５３がカップ１に当接することにより回動部材５が回動し、基板９１を保持する。このため、回動部材５に当接させるための当接部材をカップ１内に設ける必要がない。これにより、当接部材によって、カップ１内の処理液９２の流動を不当に乱してしまうことを防止することが可能である。あるいは、リフトオフ処理によって除去されたレジスト層や金属層が、当接部材に付着してしまうことを回避可能である。したがって、基板９１を対象とした処理への意図しない影響を低減することができる。

基板処理装置Ａ１においては、図９に示すように、カップ１を回転させることにより、処理液９２をカップ１から排出する。本実施形態とは異なり、たとえば特許文献１のようにカップ１の底面部１３に設けられた排出口から処理液９２を排出する場合、処理液９２に浮遊した金属層やレジスト層の小片または粉等が、基板９１の上面に再付着して残存してしまうおそれがある。本実施形態によれば、カップ１の回転による遠心力を利用して、処理液９２を径方向ｒの外側に向けて排出する。このため、処理液９２に含まれる金属層やレジスト層の小片または粉等が、処理液９２とともに径方向ｒの外側に飛ばされる格好となる。したがって、金属層やレジスト層の小片や粉等が基板９１に残存することを抑制することができる。さらに、特許文献１のように、カップ１に排出口を設けたり当接部材を接合したりといった余分な加工をする必要が無く、装置を簡素化することができる。

カップ１の側面部１２は、テーパ状の傾斜部とされている。このため、処理液９２の排出においてカップ１を回転させた際に、処理液９２が側面部１２に沿って、斜め上向きに流動し、上端部１１を超えてよりスムーズに排出させることができる。図７に示すように、処理液９２の排出時に、回動部材５の延在部５３１の傾斜部５３１３が、側面部１２と隙間を隔てて平行に設定されていることにより、側面部１２と傾斜部５３１３との隙間を処理液９２がスムーズに流動することが可能であり、処理液９２を適切に排出することができる。

図５～図７に示すように、回動部材５の当接部５３は、カップ１の上端部１１に当接し、これにより、回動部材５が回動する。これにより、回動部材５の当接部５３が上端部１１に当接した後に、さらにステージ２が下降する際に、回動部材５とカップ１とが強く擦れ合って回動部材５のスムーズな回動が阻害されたり、回動部材５の回動が不規則となってしまったりするような事態を回避することができる。

当接部５３は、突起部５３２を有しており、突起部５３２が上端部１１と当接する。突起部５３２は、延在部５３１に対して螺合により取り付けられており、延在部５３１に対して相対動可能である。これにより、たとえば、図６および図７に示す状態において、保持部５２の突出部５２１と載置台４の載置面４１１との間隔が、基板９１の保持に適した大きさとなるように、延在部５３１に対する突起部５３２の位置を調整することができる。突起部５３２の位置調整が一旦完了すると、それ以降の基板処理装置Ａ１の動作においては、保持部５２の突出部５２１と載置台４の載置面４１１との間隔を適切な大きさに再現性良く設定することができる。これは、基板処理装置Ａ１を動作させるたびに上述の間隔がばらついてしまうことを抑制するのに適している。また、長期間の使用により、カップ１の上端部１１に変形等が生じた場合であっても、突起部５３２の位置調整により、基板９１の保持を適切に行うことができる。

カップ１内に、ベローズ部材３３を設けることにより、処理液９２を貯めた状態であっても、昇降軸３１等に処理液９２が付着してしまうこと等を防止することができる。

図１０～図１７は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

＜第２実施形態＞
図１０～図１５は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置を示している。本実施形態の基板処理装置Ａ２は、主に、回動部材５の構成が上述した基板処理装置Ａ１と異なっている。図１０および図１１は、図２および図３と同様の状態の基板処理装置Ａ２を示している。図１４および図１５は、図６および図７と同様の状態の基板処理装置Ａ２を示している。図１２および図１３は、図１０および図１１に示す状態と、図１４および図１５に示す状態との間の状態の基板処理装置Ａ２を示している。

基板処理装置Ａ２の回動部材５では、延在部５３１が、本体部５０の上端面に取り付けられている。延在部５３１は、第１延出部５３１１および傾斜部５３１３を有しており、第２延出部５３１２を有していない。

第１延出部５３１１は、本体部５０の上端面に沿って径方向ｒの外側に延出している。第１延出部５３１１は、図１４および図１５に示す状態において、径方向ｒに沿って延出している。

傾斜部５３１３は、第１延出部５３１１の径方向ｒの外方端から径方向ｒの外側に延出している。傾斜部５３１３は、図１４および図１５に示す状態において、第１延出部５３１１の外方端から径方向ｒの外側に向かうほど鉛直方向ｚの上方に位置するように傾斜している。また、この状態において、傾斜部５３１３は、側面部１２に対して隙間を隔てて平行となるように設定されている。

本実施形態においては、傾斜部５３１３に調整部５３１５が設けられており、この調整部５３１５に突起部５３２が螺合によって結合している。調整部５３１５は、延在部５３１を構成する金属板部材に、六角ナットを固定することによって構成されている。なお、調整部５３１５は、延在部５３１を構成する金属板部材自体に、雌ネジ孔を形成することによって設けてもよい。また、上述した調整部５３１４と同様に、調整部５３１５の構成は何ら限定されない。

基板処理装置Ａ１の回動部材５における調整部５３１４の径方向ｒにおける位置よりも、調整部５３１５は、径方向ｒの内側に配置されている。すなわち、基板処理装置Ａ２の回動部材５においては、突起部５３２よりも径方向ｒの外側に傾斜部５３１３がより大きく突出している。図１０および図１１に示す状態において、傾斜部５３１３は、鉛直方向ｚに沿って視て、一部が上端部１１と重なっている。一方、突起部５３２は、鉛直方向ｚに沿って視て、上端部１１よりも径方向ｒの内側に位置しており、側面部１２と重なっている。

基板処理装置Ａ２においても、基板９１を対象とした処理を行うために、基板処理装置Ａ１において説明した動作と同様の動作を行う。基板９１が載置台４に載置されると、回動駆動機構３５によってステージ２、載置台４、回動部材５および基板９１が、カップ１に対して下降する。すると、図１２および図１３に示すように、傾斜部５３１３が上端部１１（または、上端部１１と側面部１２との境界部分）に当接する。この状態よりもさらに、ステージ２、載置台４および基板９１が下降すると、回動部材５は、傾斜部５３１３が上端部１１（または、上端部１１と側面部１２との境界部分）に当接した状態で、昇降軸３１周りに回動する。

さらに、ステージ２、載置台４および基板９１を下降させ、図１４および図１５に示す下端位置に到達した状態では、突起部５３２が側面部１２に当接し、その一方で傾斜部５３１３が上端部１１から離れている。すなわち、図１２および図１３に示す状態から、図１４および図１５に示す状態に向けて下降する間に、傾斜部５３１３と上端部１１（または、上端部１１と側面部１２との境界部分）とが当接し、且つ突起部５３２と側面部１２とが当接する状態を迎える。そして、直ちに、傾斜部５３１３が上端部１１から離れ、突起部５３２と側面部１２とが当接した状態で、ステージ２等が下降し、図１４および図１５に示す状態を迎える。図１４および図１５に示す状態では、突出部５２１と載置面４１１との間隔が基板９１を挟んで最も縮小している。

本実施形態によっても、基板９１を対象とした処理への意図しない影響を低減することができる。また、本実施形態においては、図１３および図１５に示すように、まず、傾斜部５３１３が上端部１１（または、上端部１１と側面部１２との境界部分）に当接することにより、回動部材５の回動が開始する。そして、ステージ２が下端にまで下降した状態では、突起部５３２が側面部１２に当接することにより、突出部５２１と載置面４１１との間隔の大きさが決定される。傾斜部５３１３が上端部１１に当接することにより、その後の下降に伴う回動部材５の回動において、傾斜部５３１３とカップ１とが強く擦れ合って回動部材５のスムーズな回動が阻害されたり、回動部材５の回動が不規則となってしまったりするような事態を回避することができる。また、側面部１２は、全体がテーパ形状の筒状の部位である。このような側面部１２は、剛性が高く、変形等が生じにくい。このため、突起部５３２の当接によって、突出部５２１と載置面４１１との間隔をより確実に所定の大きさに設定することができる。

＜第３実施形態＞
図１６は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置を示している。本実施形態の基板処理装置Ａ３においては、ステージ２の下降に伴い、当接部５３が、側面部１２に当接し、上端部１１には当接しない。

本実施形態の当接部５３は、延在部５３１を有する。延在部５３１は、たとえば先端が上方に湾曲した形状である。また、本実施形態の側面部１２は、水平面となす角度が基板処理装置Ａ１，Ａ２と比べて小さく、たとえば４０°程度である。

ステージ２が上端の位置から下降すると、延在部５３１の先端部分が側面部１２に当接する。そして、さらにステージ２が下降し下端位置に到達すると、図示されたように、本体部５０が径方向ｒに沿った状態となり、基板９１の保持が完了する。

本実施形態によっても、基板９１を対象とした処理への意図しない影響を低減することができる。また、本実施形態から理解されるように、本発明の回動部材５の当接部５３は、カップ１に当接することにより回動する構成であればよく、側面部１２のみに当接し、上端部１１には当接しない構成であってもよい。また、本実施形態に突起部および調整部を設けてもよい。

＜第４実施形態＞
図１７は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置を示している。本実施形態の基板処理装置Ａ４では、カップ１の側面部１２に平坦領域１２１が設けられている。平坦領域１２１は、側面部１２の一部に折り曲げ加工や絞り加工等を施された部位であり、水平面を有する部位である。平坦領域１２１は、ステージ２が下端に位置する状態において、基板９１や回動軸５１よりも下方に位置しており、図示された例においては、ブロック４１よりも下方に位置している。

本実施形態の回動部材５では、当接部５３が、延在部５３１および先端部５３３を有する。図示された例においては、延在部５３１は、本体部５０から斜め下方に屈曲した形状とされている。先端部５３３は、延在部５３１の先端に取り付けられており、回動可能であることが好ましい。ステージ２が上端に位置する状態において、先端部５３３は、鉛直方向ｚに沿って視て平坦領域１２１と重なっている。なお、先端部５３３に代えて、上述の突起部および調整部を採用してもよい。

本実施形態においては、ステージ２が下降すると、先端部５３３が、側面部１２の平坦領域１２１に当接する。これにより、回動軸５１周りに回動部材５が回動する。そして、ステージ２が下端に位置すると、回動部材５の突出部５２１と載置台４の載置面４１１とによって、基板９１の保持が完了する。

本実施形態によっても、基板９１を対象とした処理への意図しない影響を低減することができる。また、本実施形態から理解されるように、側面部１２の形状は何ら限定されず、回動部材５の当接部５３が当接することにより、回動部材５を回動させ得る形状であればよい。側面部１２に平坦領域１２１が形成されたカップ１であっても、従来技術における当接部材がカップ内に設けられた構成と比べて、カップ１内の処理液２９の流動を不当に乱してしまうことを抑制可能であり、リフトオフ処理によって除去されたレジスト層や金属層が、当接部材に付着してしまうことを解消することができる。

本発明に係る基板処理装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る基板処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４：基板処理装置
１：カップ
２：ステージ
３：駆動部
４：載置台
５：回動部材
６：排液チャンバ
１１：上端部
１２：側面部
１３：底面部
１４：外壁部
２１：ベース
２２：円盤部
２９：処理液
３１：昇降軸
３２：支持部
３３：ベローズ部材
３４：昇降駆動機構
３５：回動駆動機構
４１：ブロック
５０：本体部
５１：回動軸
５２：保持部
５３：当接部
６１：上板部
６２：下板部
６３：内板部
６４：排出路
８１：超音波発生部
８２：ノズル
９１：基板
９２：処理液
１２１：平坦領域
４１１：載置面
５２１：突出部
５３１：延在部
５３２：突起部
５３３：先端部
５３１１：第１延出部
５３１２：第２延出部
５３１３：傾斜部
５３１４，５３１５：調整部
ｒ：径方向
ｚ：鉛直方向
θ ：周方向

Claims

基板を処理するために処理液を貯めることが可能なカップと、
前記カップ内を鉛直方向に延びる昇降軸に沿って昇降可能になされたステージと、
前記ステージ上に設けられ、前記基板を載置する載置台と、
前記載置台に対して、前記昇降軸を中心とする周方向に沿った回動軸周りに回動可能に取り付けられた回動部材と、を備え、
前記回動部材は、前記回動軸よりも径方向の内側に位置する保持部と、前記回動軸よりも径方向の外側に位置する当接部と、を有し、
前記保持部は、前記回動軸に対して前記径方向の前記内側に離れた部位であって、前記当接部が前記カップに当接していない状態において前記載置台との間に前記基板の一部が存在しうる隙間を形成する部位を含み、
前記ステージの下降に伴い、前記当接部が前記カップに当接することにより前記回動部材が回動して、前記基板を挟んで前記保持部の前記隙間を形成する部位と前記載置台との前記隙間が縮小する、
基板処理装置。
前記カップは、前記昇降軸周りに回転することにより、前記処理液を径方向外方に排出する、請求項１に記載の基板処理装置。
前記カップは、上端部と、前記上端部に繋がる側面部と、前記側面部の下方に繋がる底面部と、を有し、
前記底面部のすべてが、鉛直方向に沿って視て、前記上端部の内側に含まれる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記当接部は、前記上端部に当接する、請求項３に記載の基板処理装置。
前記当接部は、前記側面部に当接する、請求項３に記載の基板処理装置。
前記当接部は、前記回動軸から延在する延在部と、前記延在部に設けられた調整部に結合した突起部と、を有し、
前記突起部が、前記上端部に当接する、請求項４に記載の基板処理装置。
前記当接部は、前記回動軸から延在する延在部と、前記延在部に設けられた調整部に螺合した突起部と、を有し、
前記ステージの下降に伴い、前記延在部が前記上端部に当接した後に、前記突起部が前記側面部に当接する、請求項３に記載の基板処理装置。
前記基板の処理時には、前記処理液の液面は、前記基板よりも上方に位置する、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記昇降軸は、前記カップ内においてベローズ部材によって覆われている、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。