JP2003347266A - 基板の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は基板を処理する処理室からミスト
状の処理液が外部に流出したり、外気が処理室に侵入す
るのを防止することができるようにした処理装置を提供
することにある。 【解決手段】 内部を処理室５とした内部筐体２及び内
部にこの内部筐体を収容した外部筐体３を有し、この外
部筐体の内周面と上記内部筐体の外周面との間に調整空
間部６が形成された処理槽１と、上記処理室に設けられ
上記基板を回転させる回転テーブル１２及び基板に処理
液を供給して処理するノズル体と、上記処理室と上記調
整空間部とに清浄空気を供給するファン・フィルタユニ
ット１４と、上記処理室の雰囲気を排出する第１の排出
管１６と、上記調整空間部の雰囲気を排出する第２の排
出管１９と、上記処理室の圧力に応じて上記調整空間部
の圧力を制御する制御装置とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は処理槽内で基板を
処理液によって処理するための基板の処理装置及び処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などを製造す
る場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パ
タ−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリ
ソグラフィプロセスは、周知のように上記基板にレジス
トを塗布し、このレジストに回路パタ−ンが形成された
マスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射
されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去
し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程
を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パタ−ンを形
成するものである。

【０００３】上記一連の各工程において、上記基板が汚
染されていると回路パタ−ンを精密に形成することがで
きなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、そ
れぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジス
トや塵埃などの微粒子が残留しない清浄な状態に上記基
板を洗浄処理するということが行われている。

【０００４】上記基板を洗浄処理する装置としてスピン
処理装置が知られている。このスピン処理装置は処理槽
を有し、この処理槽内にはカップ体が設けられている。
このカップ体内には回転テーブルが設けられ、この回転
テーブルには上記基板が着脱可能に保持される。

【０００５】回転テーブルに基板を保持し、回転テーブ
ルを回転させながら基板に処理液を供給して処理したな
らば、上記回転テーブルを処理液による処理時に比べて
高速度で回転させることで、この基板を乾燥処理する。

【０００６】上記処理槽の上部にはＵＬＰＡやＨＥＰＡ
などのファン・フィルタユニットが設けられ、基板を処
理するときに処理槽内に清浄空気を供給するようにして
いる。上記カップ体の底部には排出管が接続されてい
る。この排出管には排気ポンプが接続されている。それ
によって、上記ファン・フィルタユニットから処理槽内
に供給された清浄空気は上記カップ体内を通り、上記排
出管から排出される。

【０００７】このように、基板の処理時にファン・フィ
ルタユニットから処理槽内に清浄空気を供給し、カップ
体内を通過させて排出することで、基板を乾燥処理する
ときに発生するミストがカップ体や処理槽内に浮遊する
のを防止している。それによって、乾燥処理時に基板に
ミストが付着して汚染原因となるのを防止している。

【０００８】上記処理槽の一側には基板を出し入れする
ための出し入れ口が設けられ、この出し入れ口はシャッ
タによって開閉できるようになっている。上記回転テー
ブルに未処理の基板を供給するときや乾燥処理された基
板を上記回転テーブルから取り出すときには、上記出し
入れ口を開放し、ロボットなどによって基板の出し入れ
を行なう。

【０００９】上記処理槽内の圧力は、乾燥処理時に発生
するミストが処理槽内で浮遊するのを防止するために、
たとえば負圧に設定されることがある。つまり、ファン
・フィルタユニットから処理槽内に供給される清浄空気
の量が排出管から排出される排気量よりもわずかに少な
くなるよう設定することで、処理槽内のミストを効率よ
く排出できるようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、処理槽
内を負圧にすると、処理槽は気密構造でないため、外気
が処理槽内に流入するということがある。処理槽がクリ
ーンルーム内に設置されていても、クリーンルーム内の
気体、つまり処理槽内に流入する外気にはパーティクル
が含まれるから、処理槽内に流入したパーティクルによ
って基板が汚染される虞がある。

【００１１】処理槽内に外気が流入するのを防止するた
め、処理槽内の圧力を正圧に維持するということが考え
られる。しかしながら、その場合、処理槽内の雰囲気が
外部に流出する虞がある。処理槽内の雰囲気にはミスト
状の処理液が含まれている。処理液には有害な薬液が用
いられることがある。そのため、ミスト状の処理液を含
む気体が処理槽から流出すると、クリーンルームの作業
環境の悪化を招くということがあり、好ましくない。

【００１２】この発明は、処理槽内に外気が侵入した
り、処理槽内の雰囲気が外部に流出するのを防止できる
ようにした基板の処理装置及び処理方法を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
を処理液によって処理する処理装置において、内部を処
理室とした内部筐体及び内部にこの内部筐体を収容した
外部筐体を有し、この外部筐体の内周面と上記内部筐体
の外周面との間に調整空間部が形成された処理槽と、上
記処理室に設けられ上記基板に処理液を供給して処理す
る処理手段と、上記処理室と上記調整空間部とに清浄空
気を供給する清浄空気供給手段と、上記処理室の雰囲気
を排出する第１の排出手段と、上記調整空間部の雰囲気
を排出する第２の排出手段と、上記処理室の圧力に応じ
て上記調整空間部の圧力を制御する制御手段と、を具備
したことを特徴とする基板の処理装置にある。

【００１４】請求項２の発明は、上記制御手段は、上記
処理室の圧力を検出する第１の圧力センサと、上記調整
空間部の圧力を検出する第２の圧力センサと、これら第
１、第２の圧力センサからの検出信号によって上記清浄
空気供給手段による清浄空気の供給量若しくは上記第１
の排出手段と第２の排出手段とによる排気量の少なくと
も一方を制御する制御装置とから構成されていることを
特徴とする請求項１記載の基板の処理装置にある。

【００１５】請求項３の発明は、上記清浄空気供給手段
は、上記処理室と上記調整空間部との上部から清浄空気
を供給するファン・フィルタユニットであって、上記第
１の排出手段と上記第２の搬出手段は、上記処理室と上
記調整空間部の底部に一端をそれぞれ連通させた第１、
第２の排気管及び各排気管にそれぞれ設けられた第１、
第２の排気ファンからなることを特徴とする請求項１又
は記載の基板の処理装置にある。

【００１６】請求項４の発明によれば、基板を処理液に
よって処理する処理方法において、上記基板を処理室に
供給する工程と、この処理室と該処理室の周囲を囲む調
整空間部とに清浄空気を供給する工程と、上記処理室と
上記調整空間部とへの清浄空気の供給量及び上記処理室
と調整空間部からの排気量を制御して上記処理室と調整
空間部とに圧力差を持たせる工程と、上記処理室と調整
空間部とが圧力差を有する状態で上記処理室で上記基板
を処理する工程と、を具備したことを特徴とする基板の
処理方法にある。

【００１７】この発明によれば、清浄空気が供給される
処理室の外側に、同じく清浄空気が供給される調整空間
部を設け、上記処理室内の圧力に応じて上記調整空間部
内の圧力を調整するようにしたから、外気が処理室に侵
入したり、処理室内の雰囲気が外部に流出するのを防止
することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態を説明する。

【００１９】図１はこの発明の一実施の形態に係る処理
装置を示し、この処理装置は処理槽１を備えている。こ
の処理槽１は内部筐体２と、この内部筐体２を内部に収
容した外部筐体３とによって構成されている。

【００２０】上記内部筐体２と外部筐体３とは上下面が
開口した円筒状若しくは角筒状をなしていて、下端面の
開口は底板４によって閉塞されている。上記内部筐体２
内は、後述するごとく基板Ｗを処理する処理室５になっ
ており、内部筐体２の外周面と、外部筐体３の内周面と
の間には、周方向全長にわたって調整空間部６が形成さ
れている。

【００２１】上記内部空間部２内にはカップ体８が配設
されている。このカップ体８は上記底板４に固定された
下カップ８ａ及びこの下カップ８ａに対して上下動可能
に設けられた上カップ８ｂからなり、上カップ８ｂは第
１のシリンダ９によって上下動されるようになってい
る。

【００２２】上記カップ体７内には駆動源１１によって
回転駆動される回転テーブル１２が設けられている。こ
の回転テーブル１２の上面には半導体ウエハや液晶表示
装置用のガラス基板などの上記基板Ｗが着脱可能に保持
される。

【００２３】上記底板４の中央部分には、上端部が上記
回転テーブル１２の下面に形成された図示せぬ環状溝に
非接触状態で入り込んでラビリンス構造をなした環状の
シール壁４ａが設けられている。そして、上記駆動源１
はこのシール壁４ａの内部に配置されている。

【００２４】上記内部筐体２と外部筐体３との開口した
上端面には、清浄空気供給手段としてのファン・フィル
タユニット１４が設けられている。このファン・フィル
タユニット１４はＵＬＰＡやＨＥＰＡなどからなり、モ
ータ１５によって図示せずファンが回転されることで、
上記処理室５と調整空間６とに清浄空気を供給するよう
になっている。

【００２５】上記底板４には、上記下カップ８ａの内部
に一端を連通させて複数の第１の排出管１６が接続され
ている。この実施の形態では、たとえば周方向に１８０
度間隔で２本或いは９０度間隔で４本の第１の排出管１
６が接続されている。複数の第１の排出管１６は処理槽
１の上方に向かって延出され、他端は第１の集合管１７
によって集合されている。この第１の集合管１７は第１
の排気ファン１８の吸引側に接続されている。

【００２６】したがって、上記ファン・フィルタユニッ
ト１４から上記処理室５に供給された清浄空気は、上記
カップ体８内を通って上記第１の排出管１６から第１の
集合管１７を通って排出されるようになっている。

【００２７】上記調整空間部６の底部には周方向に１８
０度間隔若しくは９０度間隔で複数の第２の排出管１９
の一端が接続されている。この第２の排出管１９は上記
処理槽１の上方に向かって延出され、他端は第２の集合
管２０によって集合されている。この第２の集合管２０
は第２の排気ファン２１の吸引側に接続されている。そ
れによって、上記ファン・フィルタユニット１４から上
記調整空間部６に供給された清浄空気は上記第２の排気
管及び第２の集合管２０を通って排出されるようになっ
ている。

【００２８】図２に示すように、上記ファン・フィルタ
ユニット１４による上記処理室５と上記調整空間部６へ
の清浄空気の供給量、つまりモータ１５の回転数は制御
装置２３によって制御することができるようになってい
る。

【００２９】上記供給部５と、上記調整空間部６に供給
された清浄空気の排出量は、上記第１の排気ファン１８
と第２の排気ファン２１との回転数を上記制御装置２３
によって制御することで行われる。

【００３０】したがって、上記ファン・フィルタユニッ
ト１４による清浄空気の供給量と上記第１、第２の排気
ファン１８，２１による清浄空気の排出量とを制御する
ことで、上記処理室５と上記調整空間部６との圧力を設
定することができるようになっている。

【００３１】上記処理室５の圧力は第１の圧力センサ２
４によって検出され、上記調整空間部６の圧力は第２の
圧力センサ２５によって検出される。各圧力センサ２
４，２５の検出信号は上記制御装置２３に入力され、こ
こで予め設定された設定値と比較され、その比較結果に
基づいて設定された圧力になるよう、上記ファン・フィ
ルタユニット１４からの清浄空気の量及び第１、第２の
排気ファン１８，２１による排気量を制御する。

【００３２】上記処理槽１の一側には、外部を上記処理
室５内に連通させる連通部２６が上記調整空間部６に対
して気密に形成されている。この連通部２６の処理槽１
の外面に開口した一端はシャッタ２７によって開閉され
る。このシャッタ２７は第２のシリンダ２８によって上
下駆動される。

【００３３】上記連通部２６を開放し、上記カップ体８
の上カップ８ｂを下降させることで、図示せぬロボット
により上記カップ体８内の回転テーブル１２に未処理の
基板Ｗを供給したり、処理された基板Ｗを搬出できるよ
うになっている。

【００３４】上記上カップ８ｂの上端には、回転テーブ
ル１２に保持された基板Ｗに向けて処理液を供給するノ
ズル体２９が設けられている。この発明では上記ノズル
体２９が基板Ｗを処理するための処理手段を構成してい
る。

【００３５】つぎに、上記構成の処理装置によって基板
Ｗを処理する手順を説明する。

【００３６】最初に、制御装置２３によって処理室５と
調整空間部６との圧力を設定する。たとえば、基板Ｗを
処理する処理液がミスト状となって外部に漏れ出るのを
防止するため、処理室５を−５．０Ｐａ程度の負圧に設
定し、調整空間部６を＋５．０Ｐａ程度の正圧に設定す
る。

【００３７】処理装置の運転を開始することで、上記設
定値に基づいて、ファン・フィルタユニット１４からの
清浄空気の供給量と、第１、第２の排気ファン１８，２
１による処理室５と調整空間部６からの排気量とが所定
量となるよう、上記ファン・フィルタユニット１４のモ
ータ１５と、第１、第２の排気ファン１８，２１との回
転数が制御されて運転される。

【００３８】処理室５と調整空間部６との圧力が第１の
圧力センサ２４と第２の圧力センサ２５とによって検出
され、その検出値によって制御されることで設定値にな
ったならば、ノズル体２９から基板Ｗに向けて処理液を
供給する。それによって、基板Ｗは処理液によって処理
される。

【００３９】基板Ｗの処理液による処理が終了したなら
ば、図示せぬリンスノズルから基板Ｗへ純水を供給して
リンス処理した後、回転テーブル１２をリンス処理時に
比べて高速度で回転させることで、基板Ｗを乾燥処理す
る。

【００４０】このようにして基板Ｗを処理すると、処理
液や処理液を含む純水がミスト状となって処理室５に浮
遊し、この処理室５から外部へ流出する虞がある。しか
しながら、上記処理室５は負圧に制御され、処理室５を
囲んで形成された調整空間部６は正圧に制御されてい
る。

【００４１】そのため、処理室５を形成する内部筐体２
の気密性が十分に確保されていなくても、負圧の処理室
５には、この処理室５の外周に形成された調整空間部６
に供給された清浄空気が流入する。そのため、処理室５
に浮遊するミストがこの処理室５から処理槽１の外部に
漏れ出るのを防止することができる。

【００４２】上記調整空間部６から処理室５に流入する
気体はファン・フィルタユニット１４から供給された清
浄空気である。そのため、負圧の処理室５に調整空間部
６から清浄空気が流入しても、この処理室５内の基板Ｗ
が汚染されることがない。

【００４３】このようにして、基板Ｗの洗浄処理、リン
ス処理及び調整処理が終了したならば、回転テーブル１
２を停止し、処理室５及び調整空間部６のうち、少なく
とも処理室５が大気圧になるよう圧力を調整する。つい
で、第２のシリンダ２８によりシャッタ２７を上方にス
ライドさせて連通部２６を開放し、この連通部２６を介
して処理された基板Ｗを回転テーブル１２から取り出
し、未処理の基板Ｗを上記回転テーブル１２に供給す
る。

【００４４】処理室５を大気圧にしてから連通部２６を
開放すれば、処理室５内の雰囲気が外部に流出して作業
空間を汚染したり、外気が処理室５内に流入して処理室
５内を汚すなどのことをなくすことができる。

【００４５】上記一実施の形態では、処理室５を負圧、
調整空間部６を正圧にして基板Ｗを処理したが、汚れた
外気が処理室５に流入するのを確実に防止するために
は、処理室５を正圧に制御して処理が行われることがあ
る。その場合、調整空間部６は負圧に設定する。

【００４６】処理室５を正圧に設定することで、外気が
処理室５に流入するのを確実に防止することができるも
のの、処理室５内の雰囲気が外部に流出する虞がある。
しかしながら、処理室５の周囲を囲む調整空間部６は負
圧に設定されるから、処理室５から漏れ出た雰囲気は調
整空間部６に流れ込んで排出される。そのため、処理室
５の雰囲気が外部に流出するのを防止することができ
る。

【００４７】つまり、処理室５に外気が侵入するのを防
止するため、処理室５を正圧にして基板Ｗを処理して
も、処理室５のミスト状の処理液を含む雰囲気が外部に
流出するのを確実に防止することが可能となる。

【００４８】なお、上記一実施の形態では処理室と調整
空間部とに１つのファン・フィルタユニットによって清
浄空気を供給するようにしたが、上記処理室と調整空間
部とには別々のファン・フィルタユニットによって清浄
空気を供給するようにしてもよい。そうすることによっ
て、処理室と調整空間部とへの清浄空気の供給量を別々
に制御することが可能となる。

【００４９】また、第１の排出管と第２の排出官からの
排気量を、第１、第２の排気ファンによって制御するよ
うにしたが、各排気管にそれぞれバタフライ弁などの流
量調整弁を設け、その弁の開度を調整して排気量を制御
するようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上のようにこの発明は、清浄空気が供
給される処理室の外側に、同じく清浄空気が供給される
調整空間部を設け、上記処理室内の圧力に応じて上記調
整空間部内の圧力を調整するようにした。

【００５１】そのため、処理室と調整空間部とに圧力差
を持たせることで、外気が処理室に侵入したり、処理室
内の雰囲気が外部に流出するのを確実に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る処理装置の概略
的構成を示す縦断面図。

【図２】処理室と調整空間部との圧力を制御するための
制御系統のブロック図。

【符号の説明】

１…処理槽 ２…内部筐体 ３…外部筐体 ５…処理室 ６…調整空間部 １２…回転テーブル １４…ファン・フィルタユニット １６…第１の排出管 １８…第１の排気ファン １９…第２の排気管 ２１…第２の排気ファン ２３…制御装置 ２４…第１の圧力センサ ２５…第２の圧力センサ ２９…ノズル体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｆターム(参考） 2H090 HC18 JC06 JC19 3B201 AA01 AB33 AB47 BB22 BB92 BB98 CD11 CD33 CD41 4G059 AA08 AB09 AC24 AC30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理液によって処理する処理装置
   において、 内部を処理室とした内部筐体及び内部にこの内部筐体を
   収容した外部筐体を有し、この外部筐体の内周面と上記
   内部筐体の外周面との間に調整空間部が形成された処理
   槽と、 上記処理室に設けられ上記基板に処理液を供給して処理
   する処理手段と、 上記処理室と上記調整空間部とに清浄空気を供給する清
   浄空気供給手段と、 上記処理室の雰囲気を排出する第１の排出手段と、 上記調整空間部の雰囲気を排出する第２の排出手段と、 上記処理室の圧力に応じて上記調整空間部の圧力を制御
   する制御手段と、 を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記処理室の圧力を検
   出する第１の圧力センサと、上記調整空間部の圧力を検
   出する第２の圧力センサと、これら第１、第２の圧力セ
   ンサからの検出信号によって上記清浄空気供給手段によ
   る清浄空気の供給量若しくは上記第１の排出手段と第２
   の排出手段とによる排気量の少なくとも一方を制御する
   制御装置とから構成されていることを特徴とする請求項
   １記載の基板の処理装置。
3. 【請求項３】 上記清浄空気供給手段は、上記処理室と
   上記調整空間部との上部から清浄空気を供給するファン
   ・フィルタユニットであって、上記第１の排出手段と上
   記第２の搬出手段は、上記処理室と上記調整空間部の底
   部に一端をそれぞれ連通させた第１、第２の排気管及び
   各排気管にそれぞれ設けられた第１、第２の排気ファン
   からなることを特徴とする請求項１又は記載の基板の処
   理装置。
4. 【請求項４】 基板を処理液によって処理する処理方法
   において、 上記基板を処理室に供給する工程と、 この処理室と該処理室の周囲を囲む調整空間部とに清浄
   空気を供給する工程と、 上記処理室と上記調整空間部とへの清浄空気の供給量及
   び上記処理室と調整空間部からの排気量を制御して上記
   処理室と調整空間部とに圧力差を持たせる工程と、 上記処理室と調整空間部とが圧力差を有する状態で上記
   処理室で上記基板を処理する工程と、 を具備したことを特徴とする基板の処理方法。