JP5412218B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池や半導体の製造に用いるシリコンウェハー等の薄板状の可撓性精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）を複数枚一括して処理する基板処理装置に関する。 The present invention, thin plate-like flexible precision electronic substrate of silicon wafer or the like used in the manufacture of solar cells and semiconductor (hereinafter, simply referred to as "substrate") to about the substrate processing equipment that processes multiple sheets collectively.
太陽電池や半導体の製造工程には、基板の表面に酸化膜等の種々の薄膜を形成したり不要な膜を除去するプロセスが含まれる。一般に、不要な膜は湿式あるいは乾式のエッチング処理によって除去される。例えば、特許文献１には、フッ酸槽に貯留したフッ化水素酸（フッ酸）に複数枚の基板を浸漬して表面酸化膜のエッチング処理を行った後、それら複数の基板を水洗槽の純水中に浸漬して水洗処理を行うことが開示されている。
Manufacturing processes of solar cells and semiconductors include a process of forming various thin films such as oxide films on the surface of a substrate and removing unnecessary films. In general, unnecessary films are removed by wet or dry etching. For example, in
また、特許文献２には、基板をフッ酸水溶液中に浸漬して酸化膜のエッチング処理を行った後、純水による基板の洗浄処理を行い、さらにその後ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気と窒素ガスとが満たされた状態で基板を純水から引き上げて乾燥処理を行う一連の工程が開示されている。この引き上げ乾燥処理に関連して、特許文献３には、少なくとも純水中から基板を引き上げている間、アルコール類等の有機溶剤の蒸気を基板の周囲に供給して乾燥を促進することが開示されている。
In
従来、上記のような基板の厚みは０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度とされていることが多かった。例えば、半導体のシリコンウェハーの場合、SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International)の規格によれば、直径１５０ｍｍ（６インチ）のウェハーで厚さ６２５μｍ、直径２００ｍｍ（８インチ）で厚さ７２５μｍ、直径３００ｍｍ（１２インチ）で厚さ７７５μｍとされていた。 Conventionally, the thickness of the substrate as described above is often about 0.5 mm to 1 mm. For example, in the case of a semiconductor silicon wafer, according to the standard of SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International), a wafer having a diameter of 150 mm (6 inches) is 625 μm thick, a diameter of 200 mm (8 inches) is 725 μm and a diameter of 300 mm ( 12 inches) and a thickness of 775 μm.
ところが、近年、０．５ｍｍより薄い基板も用いられることがあり、例えば太陽電池の製造に用いられるシリコンウェハーの厚さは１５０μｍ程度である。また、半導体のシリコンウェハーについても、用途によっては厚さ１００μｍ程度のものまで検討されている。 However, in recent years, a substrate thinner than 0.5 mm is sometimes used. For example, the thickness of a silicon wafer used for manufacturing a solar cell is about 150 μm. Also, semiconductor silicon wafers having a thickness of about 100 μm have been studied depending on the application.
このような極薄の基板は従来に比して非常に撓みやすく、取り扱いが難しい。特に、特許文献１に開示されるように、複数の基板を一括して処理する場合、フッ化水素酸等の薬液または純水から複数の基板を引き上げる際に、隣接する基板同士が付着するという問題が生じていた。極薄の基板同士が一旦付着すると、これらを再び分離することは極めて困難である。
Such an ultra-thin substrate is very easy to bend and difficult to handle. In particular, as disclosed in
複数の基板を一括保持する保持具には隣接する基板同士が付着しないように各基板の動きを規制するガイド部材が設けられているのであるが、上記のような極めて薄い基板は容易に撓むため、ガイド部材から遠い部位では容易に基板同士が付着することとなっていた。 The holder that holds a plurality of substrates at once is provided with a guide member that regulates the movement of each substrate so that adjacent substrates do not adhere to each other. However, an extremely thin substrate as described above is easily bent. For this reason, the substrates easily adhere to each other at a site far from the guide member.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、隣接する基板同士の付着を防止しつつ、複数の基板を一括して処理する基板処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, while preventing the adhesion of the substrate adjacent to each other, and an object thereof is to provide a substrate processing equipment that processes collectively a plurality of substrates.
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、可撓性を有する複数の基板を一括して処理する基板処理装置において、上方および下方が開放されたバスケットに前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容する気相処理槽と、前記気相処理槽の内側空間を上下に仕切る仕切壁と、前記気相処理槽内の前記複数の基板が保持されている処理空間に水溶性薬液を蒸発させて生成した処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、を備え、前記仕切壁に形成された開口と前記バスケットの下部開口とが対向するように前記バスケットは前記仕切壁に載置され、前記処理ガス供給手段は、前記気相処理槽の底部に設けられて前記水溶性薬液を貯留する貯留部を含み、前記処理ガス供給手段は、前記水溶性薬液の液面にキャリアガスを供給し、前記水溶性薬液から生成した処理ガスをキャリアガスとともに前記処理空間に強制的に送給する送給手段を含み、前記処理ガス供給手段は前記気相処理槽内の前記仕切壁よりも下側に処理ガスを供給することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記送給手段は、前記気相処理槽から排出されたガスを循環させて前記気相処理槽内に再供給するファンを含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, there is provided the substrate processing apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the feeding means circulates the gas discharged from the vapor phase treatment tank and supplies the gas again into the vapor phase treatment tank. It is characterized by including a fan.
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理装置において、処理前の前記複数の基板の表面にはシリコン酸化膜が形成され、前記処理ガス供給手段は、フッ化水素酸を蒸発させて生成したフッ酸蒸気を前記処理空間に供給することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the substrate processing apparatus according to the first or second aspect of the present invention, silicon oxide films are formed on the surfaces of the plurality of substrates before processing, and the processing gas supply means includes: Hydrofluoric acid vapor generated by evaporating hydrofluoric acid is supplied to the treatment space.
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る基板処理装置において、前記処理ガス供給手段は、常温のフッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気を前記処理空間に供給することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided the substrate processing apparatus according to the third aspect of the invention, wherein the processing gas supply means supplies hydrofluoric acid vapor generated from room temperature hydrofluoric acid to the processing space. And
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理装置において、前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容する水洗乾燥槽と、前記水洗乾燥槽内に設けられ、所定間隔にて起立姿勢に保持される前記複数の基板を純水中に浸漬して洗浄処理を行う内槽と、前記内槽に貯留されている水の液面に向けて水の表面張力を低下させる有機溶剤の蒸気を供給する有機溶剤供給手段と、前記内槽に貯留されている水の液面を前記複数の基板に対して相対的に降下させる液面降下手段と、をさらに備え、前記有機溶剤供給手段が有機溶剤の蒸気を供給しつつ、前記液面降下手段が水の液面を前記複数の基板に対して相対的に降下させることを特徴とする。
Further, the invention of
また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る基板処理装置において、前記液面降下手段は、一定流量にて前記内槽に貯留されている水を排液する排液手段を含むことを特徴とする。
The invention of
また、請求項７の発明は、請求項５または請求項６の発明に係る基板処理装置において、前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容するリンス槽と、前記リンス槽内に所定間隔にて起立姿勢に保持される前記複数の基板に純水のミストを供給するミスト供給手段と、をさらに備え、前記気相処理槽にて処理ガスによって処理された複数の基板を前記リンス槽にて純水のミストにて洗浄した後に、前記水洗乾燥槽の前記内槽にて純水中に浸漬させることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the fifth or sixth aspect of the present invention, wherein the plurality of substrates are held in a standing posture at predetermined intervals and stored in the rinse tank. Mist supply means for supplying mist of pure water to the plurality of substrates held in an upright posture at predetermined intervals, and a plurality of substrates processed with a processing gas in the vapor phase processing tank After washing with pure water mist in a rinsing tank, it is immersed in pure water in the inner tank of the washing and drying tank.
請求項１から請求項７の発明によれば、可撓性を有する複数の基板が所定間隔にて起立姿勢に保持されている処理空間に水溶性薬液を蒸発させて生成した処理ガスを供給するため、隣接する基板間に液相の表面張力が作用することは無く、隣接する基板同士が付着することが防止される。また、水溶性薬液の液面にキャリアガスを供給し、水溶性薬液から生成した処理ガスをキャリアガスとともに処理空間に強制的に送給するため、十分な処理ガスを基板に供給することができる。 According to the first to seventh aspects of the present invention, the processing gas generated by evaporating the water-soluble chemical is supplied to the processing space in which the plurality of flexible substrates are held in the standing posture at predetermined intervals. Therefore, the surface tension of the liquid phase does not act between adjacent substrates, and adjacent substrates are prevented from adhering to each other. In addition, since the carrier gas is supplied to the liquid surface of the water-soluble chemical liquid and the processing gas generated from the water-soluble chemical liquid is forcibly sent to the processing space together with the carrier gas, a sufficient processing gas can be supplied to the substrate. .
特に、請求項２の発明によれば、気相処理槽から排出されたガスを循環させて気相処理槽内に再供給するため、処理ガスの利用効率を高めることができる。
In particular, according to the invention of
特に、請求項５の発明によれば、内槽に貯留されている水に表面張力を低下させる有機溶剤の蒸気を供給しつつ、水の液面を複数の基板に対して相対的に降下させるため、水面から露出しつつある隣接する基板が付着しようとする力が低減し、液面降下時に隣接する基板同士が付着することが防止される。
In particular, according to the invention of
特に、請求項６の発明によれば、一定流量にて内槽に貯留されている水を排液するため、内槽の液面を一定速度で降下させることができ、液面降下時に隣接する基板同士が付着することをより確実に防止することができる。
In particular, according to the invention of
特に、請求項７の発明によれば、処理ガスによって処理された複数の基板を純水のミストにて洗浄して大半の汚染物質を洗い流した後に、内槽にて純水中に複数の基板を浸漬させるため、内槽における洗浄処理時間を短くすることができる。
In particular, according to the invention of
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明に係る基板処理装置の全体構成の一例を示す概略図である。この基板処理装置１は、基板上のシリコン酸化膜を除去して基板の洗浄および乾燥を行うユニットである。本実施形態において、基板処理装置１による処理の対象となる基板Ｗは太陽電池のシリコンウェハーであり、基板Ｗ上に形成されたＰＳＧ(Phospho-Silicate Glass)膜の除去が行われる。基板処理装置１は、主たる構成として気相処理槽１０、リンス槽３０および水洗乾燥槽５０を備える。また、基板処理装置１は、基板Ｗを搬送する搬送機構７０、基板Ｗを搬入するためのローダ８０および基板Ｗを搬出するためのアンローダ８５を備える。さらに、基板処理装置１は、装置に設けられた各動作機構を制御して基板処理を進行させる制御部９０を備える。なお、図１では図示の便宜上、制御部９０をローダ８０内に記載しているが、制御部９０の配置位置はローダ８０内に限定されるものではなく、装置内の任意の箇所に設けることができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention. The
基板処理装置１は、複数枚（本実施形態では１００枚）の基板Ｗを一括して処理するいわゆるバッチ式の処理装置である。複数の基板Ｗがバスケット５に収納された状態でローダ８０に搬入される。ローダ８０は、装置外部から未処理の基板Ｗを搬入する搬入部であり、バスケット５を載置する載置台を備える。
The
図２は、複数の基板Ｗを収納するバスケット５を上方から見た平面図である。同図に示すように、複数の基板Ｗが所定間隔（本実施形態では４ｍｍ間隔）にて互いに平行に起立姿勢でバスケット５に収納されている。「起立姿勢」とは、基板Ｗの法線が水平方向に沿う姿勢、すなわち主面が鉛直となる姿勢である。具体的には、バスケット５の内側側壁面に溝５ａが４ｍｍピッチで刻設されている。それぞれの溝５ａはバスケット５を水平面に置いたときに鉛直方向に沿うように設けられている。バスケット５の各溝５ａに基板Ｗがはまり込むことによって、複数の基板Ｗが所定間隔でバスケット５に保持されることとなる。なお、バスケット５の上方および下方は開放されている。
FIG. 2 is a plan view of the
複数の基板Ｗのそれぞれは太陽電池のシリコンウェハーである。基板Ｗの平面サイズは１５６ｍｍ角である。また、基板Ｗの厚さは１５０μｍであり、一般的な半導体のシリコンウェハーよりも薄い。バスケット５に収納されて基板処理装置１に搬入される基板Ｗの表面（片面）にはＰＳＧ膜が形成されている。ＰＳＧ膜はリン（Ｐ）を含むシリコン酸化膜であり、シリコンウェハーにリンを供給してＮ型層を形成するための薄膜である。リンの拡散工程が終了した後はこのＰＳＧ膜が不要となるため、本発明に係る基板処理装置１にて基板ＷからＰＳＧ膜を除去する処理が行われるのである。なお、基板Ｗは単結晶のシリコンであっても多結晶のシリコンであっても良い。また、基板Ｗの形状は、主面の形がシリコンウェハーに典型的な円形であるに限らず、角を丸くした略四角形や略六角形などのように、多角形に近い形でもよい。
Each of the plurality of substrates W is a silicon wafer of a solar cell. The planar size of the substrate W is 156 mm square. The thickness of the substrate W is 150 μm, which is thinner than a general semiconductor silicon wafer. A PSG film is formed on the surface (one side) of the substrate W that is stored in the
厚さ１５０μｍの基板Ｗは極めて薄いため、非常に撓みやすい。すなわち、本実施形態の基板Ｗは可撓性を有する。ここで本明細書における「可撓性」とは、図３に示すように、厚さｔの基板Ｗを水平姿勢にて両端支持したときに、その自重による撓みｖが厚さｔの３倍以上となる性質である。例えば、基板Ｗの厚さｔが１５０μｍであれば、基板Ｗを水平姿勢にて両端支持したときに自重で４５０μｍ以上撓む場合には、その基板Ｗは可撓性を有するものであると言える。本実施形態の基板Ｗはこの条件を満たすものであり、可撓性を有する。 Since the substrate W having a thickness of 150 μm is extremely thin, it is very easily bent. That is, the substrate W of this embodiment has flexibility. Here, “flexibility” in this specification means that, as shown in FIG. 3, when a substrate W having a thickness t is supported at both ends in a horizontal posture, the deflection v due to its own weight is three times the thickness t. This is the property as described above. For example, if the thickness t of the substrate W is 150 μm, it can be said that the substrate W has flexibility when the substrate W is bent at 450 μm or more by its own weight when both ends are supported in a horizontal posture. . The substrate W of the present embodiment satisfies this condition and has flexibility.
図１に戻り、基板処理装置１の外部からローダ８０に搬入された複数の基板Ｗはバスケット５に収容された状態のまま搬送機構７０によって搬送される。搬送機構７０は一対のハンド７１，７１によってバスケット５を懸吊して搬送する。また、搬送機構７０は、図示を省略する水平駆動機構および昇降機構によってバスケット５を水平方向に搬送するとともに、所定位置にてバスケット５を鉛直方向に沿って昇降させる。このような動作によって、搬送機構７０は、ローダ８０、気相処理槽１０、リンス槽３０、水洗乾燥槽５０およびアンローダ８５の間でバスケット５を搬送するとともに、それらに対してバスケット５の受け渡しを行う。なお、バスケット５の受け渡しは一対のハンド７１，７１を開閉することによって行う。
Returning to FIG. 1, the plurality of substrates W carried into the
図４は、気相処理槽１０の構成を示す図である。気相処理槽１０は、複数の基板Ｗを収容し、それぞれの基板Ｗに気相であるフッ酸蒸気を供給して表面のシリコン酸化膜（本実施形態ではＰＳＧ膜）のエッチング処理を行う直方体形状の処理槽である。気相処理槽１０は、フッ化水素酸に対する耐性を備えた樹脂（例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル））にて形成され、その内側空間は仕切壁１５によって上下に仕切られている。仕切壁１５よりも上側は複数の基板Ｗが保持される処理空間１６となり、下側はフッ化水素酸を貯留する貯留部２１となる。仕切壁１５には、バスケット５の平面サイズよりも小さな矩形形状の開口が形成されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the vapor
気相処理槽１０の上部にはカバー１１が設けられている。カバー１１を開くことによって気相処理槽１０の上方が開放され、気相処理槽１０に対するバスケット５の搬出入が可能となる。また、カバー１１を閉じることによって気相処理槽１０の内部は密閉空間とされる。
A
気相処理槽１０の側壁のカバー１１よりも上方には排気ゲート１２が設けられている。排気ゲート１２は排気バルブ１３を介して図外の排気機構と接続されている。カバー１１の開閉時に気相処理槽１０内の雰囲気が若干漏出したとしても、その雰囲気は排気ゲート１２から排気されることとなり、基板処理装置１の外部に拡散することは防がれる。
An
カバー１１が開いた状態にて、搬送機構７０によってバスケット５が気相処理槽１０の内部に搬入されて仕切壁１５に載置される。このとき、仕切壁１５の開口とバスケット５の下部開口とが対向するようにバスケット５は載置される。複数の基板Ｗを収納するバスケット５が仕切壁１５に載置されることによって、それら複数の基板Ｗが所定間隔にて起立姿勢に保持されて気相処理槽１０に収容されることとなる。そして、複数の基板Ｗは気相処理槽１０内の処理空間１６に保持される。
With the
仕切壁１５よりも下側の貯留部２１は気相処理槽１０の底部に設けられることとなる。貯留部２１には、フッ酸供給源２２から所定量のフッ化水素酸が供給されて貯留される。フッ化水素酸は、フッ化水素（ＨＦ）の水溶液であり、フッ酸とも呼称される。貯留部２１には共沸組成のフッ化水素酸を貯留することが好ましい。共沸組成のフッ化水素酸であれば、液相と気相とが同じ組成（フッ化水素と水との混合比）になる。貯留部２１には処理後のフッ化水素酸を排液して回収する機構も接続されている。
The
本実施形態においては、常圧にて常温のフッ化水素酸を蒸発させて生成したフッ酸蒸気を用いる。貯留部２１のフッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気は仕切壁１５の開口およびバスケット５の下部開口を通過してバスケット５の内部に流入し、所定間隔にて起立姿勢で保持されている複数の基板Ｗのそれぞれに供給される。前記仕切壁１５は、貯留部２１のフッ化水素酸の液面から蒸発したフッ酸蒸気の流れを、バスケット５の下部開口を通過するように規制し、フッ酸蒸気が起立姿勢の基板Ｗと基板Ｗの間を通過してバスケット５の上方へ通過するように案内するので、前記仕切壁１５によって、フッ酸蒸気は基板Ｗの表面と効率的に触れることになる。
In this embodiment, hydrofluoric acid vapor generated by evaporating hydrofluoric acid at room temperature at normal pressure is used. A plurality of hydrofluoric acid vapors generated from hydrofluoric acid in the
常温のフッ化水素酸の自然蒸発のみではフッ酸蒸気の十分な流速が得られにくいため、気相処理槽１０には循環経路２４およびファン２３を付設している。循環経路２４は、気相処理槽１０の外部に設けられており、処理空間１６と貯留部２１とを連通する配管である。ファン２３は循環経路２４の経路途中に設けられている。ファン２３が作動することによって、処理空間１６の雰囲気が循環経路２４に吸引されて貯留部２１へと送り出される。貯留部２１に送り出された気体はフッ化水素酸の液面に沿って流れ、フッ化水素酸から効率よく蒸発したフッ酸および水蒸気とともにバスケット５の内部を通過して処理空間１６へと流入する。すなわち、循環経路２４およびファン２３は、気相処理槽１０から排出されたガス（フッ酸蒸気および水蒸気を含む）を循環させて気相処理槽１０に再供給する。そして、その循環気体がフッ化水素酸の液面にキャリアガスとして供給され、フッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気がキャリアガスとともにバスケット５の内部を経て処理空間１６に強制的に送給されることとなる。
Since it is difficult to obtain a sufficient flow rate of hydrofluoric acid vapor only by natural evaporation of hydrofluoric acid at room temperature, the gas-
また、貯留部２１には窒素ガスノズル２６が設けられている。窒素ガスノズル２６はガスバルブ２７を介して窒素ガス供給源と連通接続されている。ガスバルブ２７を開放することによって貯留部２１に貯留されているフッ化水素酸の液面に窒素ガス（Ｎ2）を供給することができる。本実施形態においては、循環経路２４およびファン２３がキャリアガスとともにフッ酸蒸気を処理空間１６に強制的に送給する送給手段を構成しているが、これに代えてまたはこれと併せて窒素ガスノズル２６によって送給手段を構成するようにしても良い。すなわち、窒素ガスノズル２６が窒素ガスをキャリアガスとして貯留部２１に送給し、フッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気がキャリアガスとともにバスケット５の内部を経て処理空間１６に強制的に送給されるようにしても良い。この場合、循環経路２４およびファン２３を設けないのであれば、別途処理空間１６からの排気経路を設けておく必要がある。
The
さらに、貯留部２１には温調器２９が付設されている。温調器２９は貯留部２１に貯留されているフッ化水素酸を加熱または冷却して所定温度に温調するものである。温調器２９としては、ヒータ、恒温水循環機構等の種々の公知の温度調節手段を採用することが可能である。
Furthermore, a
図５は、リンス槽３０の構成を示す図である。リンス槽３０は、フッ酸蒸気による気相処理後の複数の基板Ｗを収容し、それぞれの基板Ｗに純水のミスト（微小な液滴）を供給して表面の洗浄処理を行う直方体形状の処理槽である。気相処理槽１０と同様に、リンス槽３０の上部にはカバー３１が設けられている。カバー３１を開くことによってリンス槽３０の上方が開放され、リンス槽３０に対するバスケット５の搬出入が可能となる。また、カバー３１を閉じることによってリンス槽３０の内部は密閉空間とされる。
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the
リンス槽３０の側壁のカバー３１よりも上方には排気ゲート３２が設けられている。排気ゲート３２は排気バルブ３３を介して図外の排気機構と接続されている。カバー３１の開閉時等にリンス槽３０の雰囲気が若干漏出したとしても、その雰囲気は排気ゲート３２から排気される。
An
リンス槽３０の底部には載置台３５が設けられている。カバー３１が開いた状態にて、搬送機構７０によってバスケット５がリンス槽３０の内部に搬入されて載置台３５に載置される。気相処理後の複数の基板Ｗを収納するバスケット５が載置台３５に載置されることによって、それら複数の基板Ｗが所定間隔にて起立姿勢に保持されてリンス槽３０に収容されることとなる。
A mounting table 35 is provided at the bottom of the
リンス槽３０の内側には、載置台３５に載置されたバスケット５よりも上方であってカバー３１よりも下方に一対の管状のミストノズル４１，４１が配設されている。ミストノズル４１，４１は、リンス液配管４３によって純水供給源４２と連通接続されている。リンス液配管４３の経路途中にはリンス液バルブ４４が設けられている。リンス液バルブ４４を開放することによって純水供給源４２からミストノズル４１，４１に純水が送給される。
Inside the rinse
一対のミストノズル４１，４１は、いわゆる霧吹き器と同じ原理によって純水のミストを生成して噴霧する。ミストノズル４１，４１は、純水ミストの噴霧方向が載置台３５に載置されたバスケット５内の基板Ｗを向くように設置されている。なお、ミストノズル４１，４１としては、いわゆる霧吹き器と同様のものに限定されず、純水と気体とを混合してミスト状の純水液滴を生成して基板Ｗに噴射する二流体ノズルを用いるようにしても良いし、純水の液滴をシャワー状に基板Ｗに吐出するシャワーノズルを用いるようにしても良い。
The pair of
リンス槽３０の底部には排液管３７が連通接続されている。排液管３７の経路途中には排液バルブ３８が介挿されている。リンス槽３０の底部に流れ落ちた水は排液管３７から槽外に排出される。
A
図６は、水洗乾燥槽５０の構成を示す図である。水洗乾燥槽５０は、リンス処理後の複数の基板Ｗを収容し、それら複数の基板Ｗを純水中に浸漬して最終の仕上げ洗浄処理を行うとともに、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を供給しつつ純水液面を引き下げて基板Ｗの乾燥処理を行う直方体形状の処理槽である。気相処理槽１０と同様に、水洗乾燥槽５０の上部にはカバー５１が設けられている。カバー５１を開くことによって水洗乾燥槽５０の上方が開放され、水洗乾燥槽５０に対するバスケット５の搬出入が可能となる。また、カバー５１を閉じることによって水洗乾燥槽５０の内部は密閉空間とされる。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the water washing /
水洗乾燥槽５０の側壁のカバー５１よりも上方には排気ゲート５２が設けられている。排気ゲート５２は排気バルブ５３を介して図外の排気機構と接続されている。カバー５１の開閉時等に水洗乾燥槽５０の雰囲気が若干漏出したとしても、その雰囲気は排気ゲート５２から排気される。
An
水洗乾燥槽５０の内側には直方体形状の内槽６０が設けられている。さらに内槽６０の底部には載置台６５が設けられている。カバー５１が開いた状態にて、搬送機構７０によってバスケット５が水洗乾燥槽５０の内槽６０に搬入されて載置台６５に載置される。リンス処理後の複数の基板Ｗを収納するバスケット５が載置台６５に載置されることによって、それら複数の基板Ｗが所定間隔にて起立姿勢に保持されて水洗乾燥槽５０に収容されることとなる。
A rectangular parallelepiped
内槽６０の内側には一対の管状の純水ノズル６１，６１が配設されている。純水ノズル６１，６１は、純水配管６２によって純水供給源６３と連通接続されている。純水配管６２の経路途中には純水バルブ６４が介挿されている。純水バルブ６４を開放することによって、純水供給源６３から純水ノズル６１，６１に純水が送給される。送給された純水は純水ノズル６１，６１の吐出口（図示省略）から内槽６０内に供給される。純水ノズル６１，６１の純水吐出方向は少なくとも水平面よりは上側を向くように構成されている。従って、内槽６０内が純水で満たされた後もなお純水ノズル６１，６１からの純水供給を継続すると、内槽６０内に上側へと向かう純水流（純水アップフロー）が形成されるとともに、内槽６０の上端から純水が溢れ出る。
A pair of tubular
内槽６０の上端から溢れ出た純水は水洗乾燥槽５０の底部に流れ落ちて回収される。水洗乾燥槽５０の底部にはドレイン管５８が連通接続されている。水洗乾燥槽５０の底部に流れ落ちた水はドレイン管５８から気液分離ボックス５９へと排出される。気液分離ボックス５９は、ドレイン管５８から排出された水を気相と液相とに分離し、気相成分を所定の排気機構に排気するとともに、液相成分を所定の排液ラインに排液する。なお、水洗乾燥槽５０から排出された水を気液分離ボックス５９によって気液分離しているのは、排出された水にＩＰＡ蒸気が混入していることがあり、これらを分離して回収する必要があるためである。
The pure water overflowing from the upper end of the
また、水洗乾燥槽５０の内側には、内槽６０よりも上方であってカバー５１よりも下方に一対の管状のＩＰＡノズル５４，５４が配設されている。ＩＰＡノズル５４，５４は、ＩＰＡ配管５５によってＩＰＡ供給源５６と連通接続されている。ＩＰＡ配管５５の経路途中にはＩＰＡバルブ５７が介挿されている。ＩＰＡバルブ５７を開放することによってＩＰＡ供給源５６からＩＰＡノズル５４，５４にＩＰＡの蒸気が窒素ガスをキャリアガスとして送給される。送給されたＩＰＡ蒸気はＩＰＡノズル５４，５４の吐出口（図示省略）から吐出される。なお、ＩＰＡ供給源５６としては、液相のＩＰＡに窒素ガスを吹き込んでＩＰＡ蒸気を窒素ガスのキャリアガスとともに送出するものなど、公知の種々の機構を採用することができる。
In addition, a pair of
一対のＩＰＡノズル５４，５４は、ＩＰＡ蒸気の吐出方向が内槽６０の内側を向くように設置されている。よって、内槽６０内に純水が貯留されている状態にてＩＰＡノズル５４，５４からＩＰＡ蒸気を吐出すると、貯留されている純水の液面にＩＰＡ蒸気が供給されることとなる。ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）は、水溶性の有機溶剤であり、シリコンウェハーに対する水の表面張力を低下させる作用を有する。
The pair of
また、内槽６０の底部には排液管６６が連通接続されている。排液管６６の経路途中には排液バルブ６８および流量調整バルブ６７が介挿されている。排液バルブ６８を開放することによって、内槽６０内に貯留されている純水が排液管６６を経て排液される。排液管６６を流れる水の流量は流量調整バルブ６７によって一定流量に調整される。従って、内槽６０内に貯留されている純水は一定流量にて排液管６６から排液されることとなる。
A
図１に戻り、アンローダ８５は、水洗乾燥槽５０における処理が終了した処理済の基板Ｗを装置外に搬出する搬出部である。アンローダ８５は、処理済の複数の基板Ｗを収納したバスケット５を載置する載置台を備える。
Returning to FIG. 1, the
また、制御部９０は、基板処理装置１に設けられた種々の動作機構を制御する。制御部９０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０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およ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ている。
The
上述した構成以外にも、基板処理装置１に公知の種々の機構を設けるようにしても良い。例えば、気相処理槽１０、リンス槽３０、水洗乾燥槽５０の各処理槽には槽内の密閉空間を減圧する機構、および、槽内を窒素ガス等の不活性ガスに雰囲気置換する機構を設けるようにしても良い。
In addition to the configuration described above, the
次に、上記構成を有する基板処理装置１における動作手順について説明する。図７は、基板処理装置１の動作手順を示すフローチャートである。以下に示す動作手順は、制御部９０が基板処理装置１の各動作機構を制御することによって実行される。
Next, an operation procedure in the
まず、前工程（リンの拡散工程）が終了した複数の基板Ｗがバスケット５に収納された状態にてローダ８０に搬入される。複数の基板Ｗのそれぞれは可撓性を有しており、その表面には不要となったＰＳＧ膜が形成されている。これら複数の基板Ｗが１枚ずつバスケット５の溝５ａにはまり込んでいる。これにより、複数の基板Ｗは所定間隔（本実施形態では４ｍｍ）で互いに平行に積層された状態でバスケット５に保持されてローダ８０に搬入されることとなる。
First, the plurality of substrates W that have been subjected to the previous process (phosphorus diffusion process) are loaded into the
ローダ８０に搬入された基板Ｗは搬送機構７０によって受け取られ、気相処理槽１０に搬入される（ステップＳ１）。具体的には、搬送機構７０が一対のハンド７１，７１によってバスケット５を保持してローダ８０から気相処理槽１０に搬送し、複数の基板Ｗをバスケット５に収納した状態のまま気相処理槽１０の内部に搬入する。気相処理槽１０に搬入されたバスケット５は仕切壁１５の上に載置される。その結果、複数の基板Ｗは所定間隔にて起立姿勢にバスケット５に保持されて気相処理槽１０内に収容されることとなる。また、仕切壁１５の開口とバスケット５の下部開口とが対向するようにバスケット５は載置される。
The substrate W carried into the
続いて、上部のカバー１１が閉じられて気相処理槽１０の内部が密閉空間とされ、フッ酸供給源２２から貯留部２１に所定量の常温のフッ化水素酸が供給されて貯留される。常温のフッ化水素酸からは、処理ガスとしてのフッ酸蒸気が蒸発して生成される。
Subsequently, the
また、貯留部２１にフッ化水素酸が供給されるのとともに、ファン２３が動作を開始し、貯留部２１内のフッ化水素酸の液面からバスケット５の内部を通過して処理空間１６へと向かい、循環経路２４を流れて再び貯留部２１に還流するような気流が形成される。このような気流がキャリアガスとして作用し、フッ化水素酸から蒸発して生成されたフッ酸蒸気を強制的にバスケット５の内部から処理空間１６へと送給するとともに、さらなるフッ酸蒸気の蒸発を促進する。
In addition, hydrofluoric acid is supplied to the
バスケット５には複数の基板Ｗが所定間隔にて起立姿勢に保持されている。このため、処理ガスとしてのフッ酸蒸気はバスケット５に収納された複数の基板Ｗを構成する隣接する基板間を通過して各基板Ｗの表面に沿って流れ、気相のフッ酸蒸気によるエッチング処理が進行する（ステップＳ２）。貯留部２１に貯留されている常温のフッ化水素酸からはフッ酸蒸気のみならず、同時に水分も蒸発する。特に、共沸組成のフッ化水素酸であれば、蒸発によって生成した気相中における組成が液相の組成と同じになる。このようなフッ化水素酸から蒸発した水分（水蒸気）もフッ酸蒸気とともに、キャリアガスとしての循環気流によってバスケット５の内部から処理空間１６へと送給されることとなる。よって、バスケット５に収納された複数の基板Ｗにはフッ酸蒸気とともに水蒸気も供給され、基板Ｗに形成されたＰＳＧ膜の表面においてフッ酸蒸気と水蒸気とが反応してＰＳＧ膜のエッチング処理が進行するのである。また、エッチング対象のＰＳＧ膜自体にも若干の水分が吸着しているため、この水分とフッ酸蒸気との反応によるエッチング作用も生じる。
In the
本実施形態においては、気相処理槽１０内にて気相のフッ酸蒸気によるエッチング処理を行っている。従来エッチング処理を行うときには、複数の基板Ｗを収納するバスケット５を液体のフッ化水素酸中に浸漬していたのであるが、この場合処理終了後にバスケット５をフッ化水素酸から引き上げる際に、フッ化水素酸の表面張力の作用によって隣接する基板同士が付着する問題が生じていた。特に、本実施形態の基板Ｗのように、厚さが極めて薄く、容易に撓む可撓性を有する場合には、溝５ａから離れた部位で非常に高い頻度にて隣接する基板同士が付着する。
In the present embodiment, an etching process using vapor-phase hydrofluoric acid vapor is performed in the gas-
本実施形態のように、気相であるフッ酸蒸気を用いてエッチング処理を行えば、バスケット５に収納された隣接する基板Ｗ間に液相の表面張力が作用することは無く、それらが非常に薄く可撓性を有する基板Ｗであったとしても隣接する基板Ｗ同士が付着することが防止される。
If etching is performed using hydrofluoric acid vapor that is a gas phase as in the present embodiment, the surface tension of the liquid phase does not act between adjacent substrates W accommodated in the
また、気相のフッ酸蒸気によるエッチング処理であれば、液相のフッ化水素酸への浸漬処理に比較して使用するフッ化水素酸の量が著しく少なくて済み、発生するフッ化水素酸の廃液量も極めて少量とすることができる。また、エッチング処理後に基板Ｗからフッ化水素酸の液滴が落下するいわゆる液ダレが全く生じないため、後続の工程にフッ化水素酸を持ち出すおそれも無い。 In addition, in the case of etching treatment using vapor-phase hydrofluoric acid vapor, the amount of hydrofluoric acid used is significantly less than that of immersion treatment in liquid phase hydrofluoric acid, and hydrofluoric acid is generated. The amount of waste liquid can also be made extremely small. Further, since there is no so-called dripping in which hydrofluoric acid droplets drop from the substrate W after the etching process, there is no possibility of bringing hydrofluoric acid to the subsequent process.
また、循環経路２４を流れる循環気流をキャリアガスとしてフッ酸蒸気を強制的に複数の基板Ｗに送給しているため、ＰＳＧ膜のエッチングレートを向上させて処理時間を短くすることができる。さらには、バスケット５を通過したフッ酸蒸気を循環経路２４から貯留部２１に還流して再利用することができるため、フッ酸蒸気の利用効率を高めてフッ化水素酸の消費量をさらに少なく抑制することが可能となる。
Further, hydrofluoric acid vapor is forcibly supplied to the plurality of substrates W using a circulating airflow flowing through the
所定時間の気相エッチング処理が終了した後、カバー１１が開けられて複数の基板Ｗが搬送機構７０によって気相処理槽１０からリンス槽３０へと搬送される（ステップＳ３）。具体的には、搬送機構７０が一対のハンド７１，７１を気相処理槽１０内に差し入れてバスケット５を保持して上方に引き上げ、それをリンス槽３０に搬送してエッチング処理後の複数の基板Ｗをバスケット５に収納した状態のままリンス槽３０の内部に搬入する。リンス槽３０に搬入されたバスケット５は載置台３５に載置される。その結果、複数の基板Ｗは所定間隔にて起立姿勢にバスケット５に保持されてリンス槽３０内に収容されることとなる。なお、少なくとも気相処理槽１０のカバー１１が開放されているときには、排気ゲート１２から排気を行ってフッ化水素の雰囲気が槽外に漏出するのを防止する。
After the vapor-phase etching process for a predetermined time is completed, the
続いて、リンス槽３０のカバー３１が閉じられてリンス槽３０の内部が密閉空間とされる。そして、リンス液バルブ４４が開放されて一対のミストノズル４１，４１からバスケット５の内部に向けて純水のミストが吐出され、バスケット５に収納されている複数の基板Ｗのリンス処理が行われる（ステップＳ４）。すなわち、ミストノズル４１，４１から噴霧された純水のミストが複数の基板Ｗの表面に着液し、基板Ｗの表面が濡れた状態となってリンス処理が進行する。バスケット５および基板Ｗから滴下した液体は排液管３７から排出される。
Subsequently, the
本実施形態においては、リンス処理の前工程として気相のフッ酸蒸気によるエッチング処理を行っている。従来のように、複数の基板Ｗをフッ化水素酸の液中に浸漬してエッチング処理を行った場合には、エッチング処理終了後の基板Ｗにも多量のフッ化水素酸の液が付着しており、純水のミストを供給した程度では十分な洗浄処理が出来なかった。本実施形態のように、気相のフッ酸蒸気を用いてエッチング処理を行えば、液ダレが生じるほどのフッ化水素酸が基板Ｗに付着することは無いため、ミストノズル４１，４１から純水のミストを供給する程度であっても十分なリンス処理を行うことができる。従って、使用する純水量が少なくて済み、リンス槽３０から発生する排液の量も少量とすることができる。また、リンス処理に要する時間も短くすることができる。
In this embodiment, an etching process using vapor-phase hydrofluoric acid vapor is performed as a pre-process of the rinsing process. When the etching process is performed by immersing a plurality of substrates W in a hydrofluoric acid solution as in the prior art, a large amount of the hydrofluoric acid solution is adhered to the substrate W after the etching process is completed. As a result, sufficient cleaning treatment could not be carried out with the supply of pure water mist. If the etching process is performed using vapor-phase hydrofluoric acid vapor as in the present embodiment, hydrofluoric acid that causes dripping does not adhere to the substrate W. Even if the water mist is supplied, sufficient rinsing treatment can be performed. Accordingly, the amount of pure water to be used is small, and the amount of drainage generated from the rinsing
また、純水のミストを供給してリンス処理を行っているため、バスケット５に収納された隣接する基板Ｗ間に液相の表面張力が作用することは無く、それらが非常に薄く可撓性を有する基板Ｗであったとしても隣接する基板Ｗ同士が付着することが防止される。
In addition, since the rinsing process is performed by supplying pure water mist, the surface tension of the liquid phase does not act between the adjacent substrates W accommodated in the
所定時間のリンス処理が終了した後、リンス液バルブ４４が閉止されてミストノズル４１，４１からの純水ミスト噴霧が停止され、カバー３１が開けられて複数の基板Ｗが搬送機構７０によってリンス槽３０から水洗乾燥槽５０へと搬送される（ステップＳ５）。具体的には、搬送機構７０が一対のハンド７１，７１をリンス槽３０内に差し入れてバスケット５を保持して上方に引き上げ、それを水洗乾燥槽５０に搬送してリンス処理後の複数の基板Ｗをバスケット５に収納した状態のまま水洗乾燥槽５０の内部に搬入する。
After the rinsing process for a predetermined time is completed, the rinsing
水洗乾燥槽５０の内槽６０には、予め純水ノズル６１，６１から純水が供給されて貯留されている。水洗乾燥槽５０に搬入されたバスケット５は内槽６０の純水中に浸漬されて載置台６５に載置される。その結果、複数の基板Ｗは所定間隔にて起立姿勢にバスケット５に保持されて水洗乾燥槽５０内に収容されることとなる。
Pure water is previously supplied from the
内槽６０が純水で満たされていると、載置台６５に載置されるバスケット５に収納された複数の基板Ｗは完全に純水中に浸漬されることとなる。そして、一対の純水ノズル６１，６１から純水供給を継続して行うことによって、内槽６０内に純水のアップフローが形成され、基板Ｗの浸漬洗浄処理が進行する（ステップＳ６）。すなわち、内槽６０内を上側へと向かう純水のアップフローが基板Ｗ間を流れて基板Ｗの表面洗浄処理が進行するのである。これにより、前工程のリンス処理では残留していたフッ化水素酸やエッチング残渣等も完全に洗い流される。
When the
洗い流された汚染物質は純水アップフローによって上方へと運ばれ、純水とともに内槽６０の上端から溢れ出る。内槽６０から溢れ出た汚染物質を含む純水はドレイン管５８から気液分離ボックス５９へと排出される。このため、内槽６０に汚染物質が滞留することはほとんど無く、基板Ｗは常に清浄な純水によって洗浄されることとなる。
The contaminated contaminants are carried upward by the pure water upflow and overflow from the upper end of the
所定時間の浸漬洗浄処理が終了する前に、一対のＩＰＡノズル５４，５４からのＩＰＡ蒸気の供給を開始する（ステップＳ７）。ＩＰＡノズル５４，５４は、内槽６０に貯留されている純水の液面に向けてＩＰＡの蒸気を供給する。
Before the immersion cleaning process for a predetermined time is completed, supply of IPA vapor from the pair of
続いて、所定時間の浸漬洗浄処理が終了した後、純水ノズル６１，６１からの純水供給が停止されるとともに、排液バルブ６８が開放されて内槽６０内の水が排液管６６を経て排液される。これによって、内槽６０内の水の液面が降下する（ステップＳ８）。内槽６０から排液される水の流量は流量調整バルブ６７によって一定流量に調整されるため、内槽６０内における水の液面降下速度も一定となる。本実施形態においては、内槽６０内における液面降下速度が０．５５ｍｍ毎秒〜１．６５ｍｍ毎秒となるように、排水量が調整されている。
Subsequently, after the immersion cleaning process for a predetermined time is completed, the supply of pure water from the
また、内槽６０に貯留されている水の液面が降下している間、ＩＰＡノズル５４，５４からのＩＰＡ蒸気の供給は継続して行われている。すなわち、ステップＳ８の工程が実行されている間はステップＳ７の工程も並行して行われている。ＩＰＡは、水溶性の有機溶剤であり、シリコンウェハーに対する水の表面張力を低下させる作用を有する。内槽６０に貯留されている水の液面が降下するに従って徐々に液面から基板Ｗが露出して来るのであるが、かかる性質を有するＩＰＡの蒸気が降下する水面に供給されると、マランゴニ現象により気液界面近傍の基板Ｗの表面から水が効率的に排除され、複数の基板Ｗが迅速に乾燥される。また、基板Ｗの表面に乾燥ムラが生じることもない。
In addition, while the liquid level of the water stored in the
また、ＩＰＡによって水の表面張力が低下することにより、水面から露出しつつあるバスケット５内の隣接する基板Ｗが付着しようとする力も低減する。このため、バスケット５に収納された複数の基板Ｗが非常に薄く可撓性を有するものであったとしても、液面降下時に隣接する基板Ｗ同士が付着することが防止される。なお、ＩＰＡノズル５４，５４からのＩＰＡ蒸気の供給は少なくとも水面を降下させるよりも前に開始する必要があるが、複数の基板Ｗを純水中に浸漬させるよりも前、つまりステップＳ６よりも前に開始するようにしても良い。
In addition, the surface tension of water is lowered by IPA, so that the force with which the adjacent substrate W in the
内槽６０からの排液が終了した後（少なくとも基板Ｗの全体が液面から完全に露出した後）、排液バルブ６８が閉止されるとともにＩＰＡノズル５４，５４からのＩＰＡ蒸気の供給も停止される。そして、カバー５１が開けられて水洗および乾燥処理の終了した複数の基板Ｗが搬送機構７０によって水洗乾燥槽５０から搬出され、アンローダ８５に搬送される（ステップＳ９）。具体的には、搬送機構７０が一対のハンド７１，７１を水洗乾燥槽５０内に差し入れてバスケット５を保持して上方に引き上げ、それをアンローダ８５に搬送して載置する。そして、処理済みの複数の基板Ｗが収納されたバスケット５がアンローダ８５から装置外に搬出されて一連の表面処理が完了する。
After the drainage from the
本実施形態のようにすれば、気相処理槽１０においては、気相であるフッ酸蒸気によって複数の基板Ｗに一括してエッチング処理を行っているため、それら複数の基板Ｗに液相の表面張力が作用することは無く、隣接する基板Ｗ同士の付着を防止することができる。また、水洗乾燥槽５０においては、複数の基板Ｗを純水中に浸漬して洗浄処理を行った後、水面にＩＰＡ蒸気を供給しつつ水面を基板Ｗに対して降下させて複数の基板Ｗに一括して乾燥処理を行っているため、ＩＰＡにより水の表面張力が低下して隣接する基板Ｗの付着を防止することができる。なお、リンス槽３０においては、純水のミストを供給して複数の基板Ｗに一括してリンス処理を行っているため、それら複数の基板Ｗに液相の表面張力が作用することは無く、隣接する基板Ｗ同士の付着が生じないのは勿論である。従って、基板処理装置１における全処理工程にわたって、一括処理される複数の基板Ｗを構成する隣接する基板Ｗ同士の付着を防止することができる。
According to the present embodiment, in the vapor
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、基板Ｗ上にＰＳＧ膜が形成されていたが、フッ酸蒸気によるエッチング対象となる膜種はこれに限定されるものではなく、ＢＰＳＧ(Boron Phospho-Silicate Glass)膜や通常のＳｉＯ2の膜であっても良い。ＢＰＳＧ膜はボロン（Ｂ）およびリン（Ｐ）を含むシリコン酸化膜である。また、通常のＳｉＯ2の膜にはシリコンの自然酸化膜および熱酸化膜が含まれる。すなわち、基板Ｗの表面にシリコン酸化膜（ＰＳＧ膜およびＢＰＳＧ膜を含む）が形成されていれば良く、そのシリコン酸化膜がフッ化水素酸から蒸発して生成したフッ酸蒸気によってエッチング処理される。なお、シリコンの熱酸化膜には水分が吸着していないのであるが、気相処理槽１０においてはフッ化水素酸から蒸発した水分もフッ酸蒸気とともに基板Ｗに供給されるため、エッチング処理を行うことが可能である。
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the PSG film is formed on the substrate W. However, the type of film to be etched with hydrofluoric acid vapor is not limited to this, and a BPSG (Boron Phospho-Silicate Glass) film is used. Or it may be a normal SiO 2 film. The BPSG film is a silicon oxide film containing boron (B) and phosphorus (P). The normal SiO 2 film includes a silicon natural oxide film and a thermal oxide film. That is, a silicon oxide film (including a PSG film and a BPSG film) may be formed on the surface of the substrate W, and the silicon oxide film is etched by hydrofluoric acid vapor generated by evaporation from hydrofluoric acid. . Although no moisture is adsorbed on the thermal oxide film of silicon, in the vapor
また、気相処理槽１０における処理内容はフッ酸蒸気によるエッチング処理に限定されるものではなく、他の水溶性の薬液を蒸発させて生成した処理ガスによる処理であっても良い。水溶性薬液を貯留部２１に貯留し、その水溶性薬液を蒸発させて生成した処理ガスを処理空間１６に供給する。そのような水溶性薬液には、上記実施形態のフッ化水素酸の他に、塩酸（Ｈｃｌ）、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）、アンモニア水（ＮＨ3＋Ｈ2Ｏ）、硝酸（ＨＮＯ3）、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）などが含まれる。
Further, the processing content in the vapor
また、気相処理槽１０の構成は図８に示すようなものであっても良い。図８において、図４と同一の要素については同一の符号を付している。図８に示す構成においても、気相処理槽１０から排出されたガスを循環させて気相処理槽１０に再供給する循環経路１２４およびファン１２３を設けている。但し、図８の構成では、循環経路１２４の経路途中に貯留部１２１を設けている。すなわち、貯留部１２１を気相処理槽１０とは別体に設けている。この貯留部１２１にフッ化水素酸等の水溶性薬液が貯留される。このように構成しても、ファン１２３が作動すると、貯留部１２１内のフッ化水素酸の液面からバスケット５の内部を通過して処理空間１６へと向かい、循環経路１２４を流れて再び貯留部１２１に還流するような気流が形成される。そして、このような気流がキャリアガスとして作用し、フッ化水素酸から蒸発して生成されたフッ酸蒸気を強制的にバスケット５の内部から処理空間１６へと送給するとともに、さらなるフッ酸蒸気の蒸発を促進する。従って、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。もっとも、気相処理槽１０の構成としては、上記実施形態のように処理槽底部に貯留部２１を設けるようにした方が（すなわち、貯留部２１を気相処理槽１０と一体に形成するようにした方が）簡易なものとなる。
Further, the configuration of the vapor
また、上記実施形態においては、ファン２３および循環経路２４によって形成される循環気流をキャリアガスとしてフッ酸蒸気を強制的に複数の基板Ｗに送給するようにしていたが、これに代えて窒素ガスノズル２６からフッ化水素酸の液面に窒素ガスを供給し、その窒素ガスをキャリアガスとしてフッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気を強制的に複数の基板Ｗに送給するようにしても良い。もっとも、循環経路２４を流れる循環気流によってフッ酸蒸気を複数の基板Ｗに供給するようにした方がフッ酸蒸気を還流して再利用することができるため、フッ化水素酸の消費量を少なくすることができる。
Further, in the above embodiment, hydrofluoric acid vapor is forcibly supplied to the plurality of substrates W using the circulating airflow formed by the
また、キャリアガスによってフッ化水素酸からのフッ酸蒸気の蒸発を促進するに代えて、またはそれに加えて、温調器２９によって貯留部２１に貯留されているフッ化水素酸を加熱してフッ酸蒸気の蒸発を促進するようにしても良い。但し、共沸組成のフッ化水素酸を用いている場合には、フッ化水素酸を加熱すると蒸発によって生成した気相中における組成が液相の組成と異なるため、常温のフッ化水素酸からフッ酸蒸気を蒸発させることが好ましい。なお、図８の貯留部１２１に温調器２９を付設し、貯留部１２１に貯留されている水溶性薬液を温調するようにしても良い。
Further, instead of or in addition to promoting the evaporation of hydrofluoric acid vapor from hydrofluoric acid by the carrier gas, the hydrofluoric acid stored in the
また、上記実施形態の基板処理装置１にはリンス槽３０を設け、フッ酸蒸気による気相エッチング処理が終了した基板Ｗにリンス槽３０にて純水ミストによるリンス処理を行った後に、後続の水洗および乾燥処理を行うようにしていたが、純水ミストによるリンス処理は必須の工程では無い。すなわち、気相処理槽１０における気相エッチング処理が終了した基板Ｗを直接水洗乾燥槽５０に搬送して水洗および乾燥処理を行うようにしても良い。気相エッチング処理が終了した基板を直接内槽６０に満たされている純水に浸漬するようにしても、洗浄処理の目的は達成される。もっとも、上記実施形態のように中間段階の純水ミストによるリンス処理を行った方が大半のフッ化水素酸やエッチング残渣等の汚染物質をリンス処理によって洗い流せるため、内槽６０における洗浄処理時間を著しく短時間化することができ、基板処理装置１におけるトータル処理時間も短くすることができる。
Further, the
また、上記実施形態の水洗乾燥槽５０においては、内槽６０の水を排液することによって水面を降下するようにしていたが、これに代えて、またはこれに加えて、複数の基板Ｗを引き上げるようにしても良い。すなわち、内槽６０に貯留されている水の液面を複数の基板Ｗに対して相対的に降下させるようにすれば良い。もっとも、隣接する基板Ｗの付着を防止する観点からは、液面降下速度が遅い方が好ましく、内槽６０の水を排液して水面を降下させるようにした方が確実に液面降下速度を適正値として隣接する基板Ｗ同士の付着を確実に防止することができる。
Further, in the washing /
また、上記実施形態においては、水面にＩＰＡ蒸気を供給しつつ水面を基板Ｗに対して降下させていたが、ＩＰＡ蒸気に代えて水溶性でかつ基板Ｗに対する水の表面張力を低下させる作用を有する有機溶剤の蒸気を供給するようにしても良い。そのような有機溶剤には、メチルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコール、ＩＰＡ等のアルコール類、アセトン、ジエチルケトン等のケトン類、および、メチルエーテル、エチルエーテル等のエーテル類等が含まれる。もっとも、金属等の不純物の含有量が少なく、精密電子基板用途として市場に多く提供されている点を考慮するとＩＰＡを使用することが好ましい。 In the above embodiment, the water surface is lowered with respect to the substrate W while supplying the IPA vapor to the water surface. However, the water-soluble and water surface tension of the substrate W is lowered instead of the IPA vapor. You may make it supply the vapor | steam of the organic solvent which has. Such organic solvents include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol, and IPA, ketones such as acetone and diethyl ketone, and ethers such as methyl ether and ethyl ether. However, it is preferable to use IPA in view of the fact that the content of impurities such as metals is small and many are provided on the market for precision electronic substrate applications.
また、図７のステップＳ６では、予め純水が貯留されている内槽６０に複数の基板Ｗを浸漬するようにしていたが、空の内槽６０に複数の基板Ｗを収納したバスケット５を搬入した後に純水ノズル６１，６１から純水を供給して複数の基板Ｗを純水中に浸漬するようにしても良い。
7, the plurality of substrates W are immersed in the
また、上記実施形態においては、複数の基板Ｗをバスケット５に収納した状態のまま搬送して処理を行っていたが、これに代えて、複数の基板Ｗをバスケット５から取り出した状態で各処理槽に搬送して処理を行うようにしても良い。各処理槽においては、複数の保持溝を所定ピッチで設けた保持具によって複数の基板Ｗを所定間隔にて起立姿勢に保持して収容する。
In the above-described embodiment, the plurality of substrates W are transferred and processed while being accommodated in the
また、本発明に係る基板処理技術の処理対象となる基板Ｗは太陽電池のシリコンウェハーに限定されるものではなく、可撓性を有する基板であれば良く、例えば薄い半導体のシリコンウェハーであっても良い。 Further, the substrate W to be processed by the substrate processing technique according to the present invention is not limited to a solar cell silicon wafer, and may be a flexible substrate, for example, a thin semiconductor silicon wafer. Also good.
１ 基板処理装置
５ バスケット
１０ 気相処理槽
１６ 処理空間
２１，１２１ 貯留部
２３，１２３ ファン
２４，１２４ 循環経路
３０ リンス槽
４１ ミストノズル
５０ 水洗乾燥槽
５４ ＩＰＡノズル
６０ 内槽
６１ 純水ノズル
６６ 排液管
６７ 流量調整バルブ
６８ 排液バルブ
７０ 搬送機構
８０ ローダ
８５ アンローダ
９０ 制御部
Ｗ 基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上方および下方が開放されたバスケットに前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容する気相処理槽と、
前記気相処理槽の内側空間を上下に仕切る仕切壁と、
前記気相処理槽内の前記複数の基板が保持されている処理空間に水溶性薬液を蒸発させて生成した処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
を備え、
前記仕切壁に形成された開口と前記バスケットの下部開口とが対向するように前記バスケットは前記仕切壁に載置され、
前記処理ガス供給手段は、前記気相処理槽の底部に設けられて前記水溶性薬液を貯留する貯留部を含み、
前記処理ガス供給手段は、前記水溶性薬液の液面にキャリアガスを供給し、前記水溶性薬液から生成した処理ガスをキャリアガスとともに前記処理空間に強制的に送給する送給手段を含み、
前記処理ガス供給手段は前記気相処理槽内の前記仕切壁よりも下側に処理ガスを供給することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus that collectively processes a plurality of flexible substrates,
A vapor phase treatment tank that holds the plurality of substrates in a standing posture at predetermined intervals in a basket whose upper and lower sides are opened ; and
A partition wall that vertically divides the inner space of the gas phase treatment tank;
A processing gas supply means for supplying a processing gas generated by evaporating a water-soluble chemical into a processing space in which the plurality of substrates in the vapor phase processing tank is held;
Equipped with a,
The basket is placed on the partition wall such that an opening formed in the partition wall and a lower opening of the basket face each other.
The processing gas supply means includes a storage unit that is provided at the bottom of the gas phase processing tank and stores the water-soluble chemical solution,
The processing gas supply means includes a supply means for supplying a carrier gas to the liquid surface of the water-soluble chemical liquid and forcibly supplying the processing gas generated from the water-soluble chemical liquid to the processing space together with the carrier gas,
The substrate processing apparatus, wherein the processing gas supply means supplies a processing gas to a lower side than the partition wall in the vapor phase processing tank .
前記送給手段は、前記気相処理槽から排出されたガスを循環させて前記気相処理槽内に再供給するファンを含むことを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus , wherein the feeding means includes a fan that circulates the gas discharged from the vapor phase treatment tank and re-supplyes the gas into the vapor phase treatment tank .
処理前の前記複数の基板の表面にはシリコン酸化膜が形成され、
前記処理ガス供給手段は、フッ化水素酸を蒸発させて生成したフッ酸蒸気を前記処理空間に供給することを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus of Claim 1 or Claim 2,
A silicon oxide film is formed on the surfaces of the plurality of substrates before processing,
The substrate processing apparatus, wherein the processing gas supply means supplies hydrofluoric acid vapor generated by evaporating hydrofluoric acid to the processing space .
前記処理ガス供給手段は、常温のフッ化水素酸から生成したフッ酸蒸気を前記処理空間に供給することを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein
The substrate processing apparatus, wherein the processing gas supply means supplies hydrofluoric acid vapor generated from room temperature hydrofluoric acid to the processing space .
前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容する水洗乾燥槽と、
前記水洗乾燥槽内に設けられ、所定間隔にて起立姿勢に保持される前記複数の基板を純水中に浸漬して洗浄処理を行う内槽と、
前記内槽に貯留されている水の液面に向けて水の表面張力を低下させる有機溶剤の蒸気を供給する有機溶剤供給手段と、
前記内槽に貯留されている水の液面を前記複数の基板に対して相対的に降下させる液面降下手段と、
をさらに備え、
前記有機溶剤供給手段が有機溶剤の蒸気を供給しつつ、前記液面降下手段が水の液面を前記複数の基板に対して相対的に降下させることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus in any one of Claims 1-4,
A water-washing and drying tank that holds the plurality of substrates in a standing posture at predetermined intervals and stores them,
An inner tank that is provided in the washing and drying tank and that performs a cleaning process by immersing the plurality of substrates held in a standing posture at predetermined intervals in pure water;
An organic solvent supply means for supplying an organic solvent vapor that reduces the surface tension of the water toward the liquid surface of the water stored in the inner tank;
Liquid level lowering means for lowering the liquid level of water stored in the inner tank relative to the plurality of substrates;
Further comprising
The substrate processing apparatus, wherein the organic solvent supply means supplies vapor of the organic solvent, and the liquid level lowering means lowers the water level relative to the plurality of substrates .
前記液面降下手段は、一定流量にて前記内槽に貯留されている水を排液する排液手段を含むことを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 5,
The substrate processing apparatus, wherein the liquid level lowering means includes a draining means for draining water stored in the inner tank at a constant flow rate .
前記複数の基板を所定間隔にて起立姿勢に保持して収容するリンス槽と、
前記リンス槽内に所定間隔にて起立姿勢に保持される前記複数の基板に純水のミストを供給するミスト供給手段と、
をさらに備え、
前記気相処理槽にて処理ガスによって処理された複数の基板を前記リンス槽にて純水のミストにて洗浄した後に、前記水洗乾燥槽の前記内槽にて純水中に浸漬させることを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus according to claim 5 or 6 ,
A rinsing tank for holding the plurality of substrates in a standing posture at predetermined intervals;
Mist supply means for supplying mist of pure water to the plurality of substrates held in a standing posture at predetermined intervals in the rinse tank;
Further comprising
After rinsing a plurality of substrates treated with a processing gas in the vapor phase treatment tank with pure water mist in the rinse tank, immersing in pure water in the inner tank of the washing and drying tank A substrate processing apparatus.
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