JP2000164550A

JP2000164550A - 基板処理装置および基板処理方法

Info

Publication number: JP2000164550A
Application number: JP10337663A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Muraoka; 祐介村岡
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】自然劣化を伴う薬液成分を有する処理液に基
板を浸漬して処理するにあたって、処理液の使用量を削
減するとともに、基板処理時において処理液中に十分な
量の所定の薬液成分を含有させることができる基板処理
装置を提供する。【解決手段】洗浄処理Ｃ１の処理開始前の所定の時刻
ｔＡ１において、硫酸濃度調整動作Ａ１を行い、硫酸濃
度（線ＤＬで示す）を一定値に保つ。その後、時刻ｔＢ
１において過酸化水素水の補充動作Ｂ１を行い、基板を
処理槽内の処理液に導入して基板に対する洗浄処理Ｃ１
を時刻ｔＣ１において行う。過酸化水素水の補充動作Ｂ
１を基板の洗浄処理Ｃ１の直前に行うので、過酸化水素
水の自然劣化による影響を最小限にとどめることができ
る。また、硫酸の濃度を一定に保つことにより全量交換
までの同一処理液の利用回数を増やすことができるの
で、処理液の消費量を削減することができる。なお、過
酸化水素水の補充動作は、基板を処理液に導入する直前
から直後までの時間において行えばよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示器用基板等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板（以下「基板」という）を処理液に浸漬させて処理
する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】硫酸と過酸化水素水とを含む処理液に基
板を浸漬させ、基板の洗浄処理を行う基板処理装置が存
在する。一般に、このような装置でおこなわれる洗浄処
理においては、処理液中に含まれる硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と
過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）とが反応することにより生成さ
れるカロ酸（Ｈ₂ＳＯ₅）によって強い洗浄効果が発揮さ
れる。しかしながら、処理液中に存在する過酸化水素水
は、時間の経過とともに自然劣化（この場合は分解反応
（熱分解））を起こして水に変化する。この分解反応の
結果、処理液中に含まれる過酸化水素水の濃度は低下
し、さらにこの分解反応によって生成された水によって
硫酸の濃度が低くなる。したがって、処理液中に含まれ
る両薬液成分の濃度は時間の経過とともに低下する。ま
た、過酸化水素水の劣化によって硫酸を活性化する能力
が低下することともあいまってカロ酸の生成が不十分に
なり、所望の洗浄効果を得ることができない。特に、装
置の稼働率がそれほど高くない場合には、所定の洗浄処
理が終了した後、次の洗浄処理が開始されるまでに相当
程度の時間間隔が存在することがあり、そのような場合
には過酸化水素水の自然劣化に起因する上記の問題が顕
著になる。

【０００３】このような問題に対処して洗浄処理を行う
基板処理装置の一つとして、例えば特開平５−１６６７
８０号公報に開示される洗浄装置が知られている。この
洗浄装置は、十分なカロ酸を生成するために、液槽に貯
留された処理液（混合液）中の硫酸の濃度と過酸化水素
水の濃度とを測定する濃度分析手段を備え、図１１のタ
イミングチャートに示すように、この濃度分析手段によ
って測定される処理液中の過酸化水素水濃度が所定値以
下に低下したときに、過酸化水素水を処理液に補充（Ｐ
Ｂ０、ＰＢ１、...）して、洗浄処理（ＰＣ０、ＰＣ
１、...）を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に開示された洗浄装置においては、補充された過酸
化水素水が水に変化するため硫酸濃度（図１１において
線ＰＤＬで表す）が徐々に低下していく。そして、測定
される硫酸濃度が一定程度（たとえば濃度ＬＥ）にまで
低下すると、カロ酸を十分に発生することが困難になる
ので、処理液は全量交換される。この場合、処理液の全
量交換の頻度が大きいため、処理液の使用量が増し生産
コストが増大するという問題が存在する。

【０００５】そして、このような問題は、硫酸と過酸化
水素水とを有する処理液に限らず、自然劣化を伴う薬液
成分を有する処理液に基板を浸漬して処理する基板処理
において、一般的に存在する問題である。

【０００６】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、自然
劣化を伴う薬液成分を有する処理液に基板を浸漬して処
理するにあたって、処理液の使用量を削減するととも
に、基板処理時において処理液中に十分な量の所定の薬
液成分を含有させる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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の基板処理装置は、第１薬液成分と
第２薬液成分とを有する処理液に基板を浸漬させて処理
する基板処理装置であって、前記処理液を貯留する処理
槽と、前記処理槽に貯留された処理液に基板を導入する
導入手段と、前記第２薬液成分よりも自然劣化が遅い前
記第１薬液成分を前記処理液中に補充し、前記処理液中
の前記第１薬液成分の濃度を一定に保つ第１薬液成分補
充手段と、前記導入手段によって前記処理液に基板が導
入される直前から前記処理液に基板が導入された直後ま
での時間において、前記処理液中に前記第２薬液成分を
補充する第２薬液成分補充手段と、を備えることを特徴
とする。

【０００８】請求項２に記載の基板処理装置は、請求項
１に記載の基板処理装置において、前記処理槽に貯留さ
れた処理液中に含まれる前記第１薬液成分の濃度を検出
する濃度検出手段、をさらに備え、前記第１薬液成分補
充手段は、前記濃度検出手段による検出結果に応じて前
記第１薬液成分を前記処理液中に補充することを特徴と
する。

【０００９】請求項３に記載の基板処理装置は、請求項
１に記載の基板処理装置において、前記第１薬液成分補
充手段は、あらかじめ定められた一定量の前記第１薬液
成分を前記処理液中に補充することを特徴とする。

【００１０】請求項４に記載の基板処理装置は、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置にお
いて、前記第１薬液成分は硫酸であり、前記第２薬液成
分は過酸化水素水であることを特徴とする。

【００１１】請求項５に記載の基板処理方法は、第１薬
液成分と第２薬液成分とを有する処理液に基板を浸漬さ
せて処理する基板処理方法であって、処理槽に貯留され
た処理液に基板を導入する導入工程と、前記処理液中
に、前記第２薬液成分よりも自然劣化が遅い前記第１薬
液成分を補充し、前記処理液中の前記第１薬液成分の濃
度を一定に保つ第１薬液成分補充工程と、前記導入工程
の開始直前から前記導入工程の終了直後までの時間にお
いて、前記処理液中に前記第２薬液成分を補充する第２
薬液成分補充工程と、を含むことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】＜装置概要＞図１は、この発明の
実施の形態の基板処理装置１の概略構成を示す斜視図で
ある。図示のように、この装置１は、未処理基板（たと
えば半導体ウエハ）を収納しているカセットＣＳが投入
されるカセット搬入部２と、このカセット搬入部２から
のカセットＣＳが載置され内部から複数の基板が同時に
取り出される基板取出部３と、カセットＣＳから取り出
された未処理基板が順次洗浄処理される基板処理部５
と、洗浄処理後の複数の処理済み基板が同時にカセット
ＣＳ中に収納される基板収納部７と、処理済み基板を収
納しているカセットＣＳが払い出されるカセット搬出部
８とを備える。さらに、装置の前側には、基板取出部３
から基板収納部７に亙って基板移載搬送機構９が配置さ
れており、洗浄処理前、洗浄処理中及び洗浄処理後の基
板を一箇所から別の箇所に搬送したり移載したりする。

【００１３】カセット搬入部２は、水平移動、昇降移動
及び垂直軸回りの回転が可能なカセット移載ロボットＣ
Ｒ1を備え、カセットステージ２ａ上の所定位置に載置
された一対のカセットＣＳを基板取出部３に移載する。

【００１４】基板取出部３は、昇降移動する一対のホル
ダ３ａ、３ｂを備える。そして、各ホルダ３ａ、３ｂの
上面にはガイド溝が刻設されており、カセットＣＳ中の
未処理基板を垂直かつ互いに平行に支持することを可能
にする。したがって、ホルダ３ａ、３ｂが上昇すると、
カセットＣＳ中から基板が押し上げられる。カセットＣ
Ｓ上方に押し上げられた基板は、基板移載搬送機構９に
設けた搬送ロボットＴＲに受け渡され、水平移動後に基
板処理部５に投入される。

【００１５】基板処理部５は、薬液を収容する薬液槽Ｃ
Ｂを備える薬液処理部５２と、純水を収容する水洗槽Ｗ
Ｂを有する水洗処理部５４と、単一槽内で各種の薬液処
理や水洗処理および乾燥処理を行う多機能処理槽ＭＢを
有する多機能処理部５６とを備える。

【００１６】基板処理部５において、薬液処理部５２及
び水洗処理部５４の後方側には、第１基板浸漬機構５５
が配置されており、これに設けた上下動及び横行可能な
リフタヘッドＬＨ１によって、搬送ロボットＴＲから受
け取った基板を薬液処理部５２の薬液槽ＣＢに浸漬した
り、水洗処理部５４の水洗槽ＷＢに浸漬したりする。ま
た、多機能処理部５６の後方側には、第２基板浸漬機構
５７が配置されており、これに設けた上下動可能なリフ
タヘッドＬＨ２によって、搬送ロボットＴＲから受け取
った基板を多機能処理部５６の処理槽ＭＢ内に支持す
る。なお、５２ａ、５６ａはリフタヘッドＬＨ１、ＬＨ
２にそれぞれ設けられた基板を支持するための基板受部
を示す。

【００１７】基板収納部７は、基板取出部３と同様の構
造を有し、昇降可能な一対のホルダ７ａ、７ｂによっ
て、搬送ロボットＴＲに把持された処理済み基板を受け
取ってカセットＣＳ中に収納する。

【００１８】また、カセット搬出部８は、カセット搬入
部２と同様の構造を有し、移動自在のカセット移載ロボ
ットＣＲ2を備え、基板収納部７上に載置された一対の
カセットをカセットステージ８ａ上の所定位置に移載す
る。

【００１９】基板移載搬送機構９は、水平移動及び昇降
移動が可能な搬送ロボットＴＲを備える。そして、この
搬送ロボットＴＲに設けた一対の回転可能なハンド９
１、９２よって基板を把持することにより、基板取出部
３のホルダ３ａ、３ｂに支持された基板を基板処理部５
の第１基板浸漬機構５５に設けたリフタヘッドＬＨ1側
に移載したり、このリフタヘッドＬＨ1側から隣りの第
２基板浸漬機構５７に設けたリフタヘッドＬＨ２側に基
板を移載したり、このリフタヘッドＬＨ２側から基板収
納部７のホルダ７ａ、７ｂに基板を移載したりする。

【００２０】＜薬液処理部５２＞つぎに、薬液処理部５
２の概略構成を表す図２を参照しながら、薬液処理部５
２について説明する。この薬液処理部５２においては、
リフタヘッドＬＨ１の昇降に伴って、リフタヘッドＬＨ
１の下部に固定された３本の受け部材などを有する基板
受部５２ａ（図１）によって支持された基板Ｗが、薬液
槽ＣＢに貯留された処理液（薬液）Ｌ１０に浸漬され、
処理液Ｌ１０による処理が施される。

【００２１】薬液処理部５２は、処理液Ｌ１０を貯留す
る薬液槽ＣＢと、硫酸を処理液Ｌ１０中に補充して処理
液中の硫酸の濃度を一定に保つ硫酸供給部５２ｅと、処
理液Ｌ１０中に過酸化水素水を補充する過酸化水素水供
給部５２ｆと、薬液槽ＣＢに対して処理液Ｌ１０を循環
供給する処理液循環供給部５２ｇと、薬液槽ＣＢに貯留
された処理液Ｌ１０中に含まれる硫酸の濃度を検出する
濃度検出部ＤＳを含む濃度制御部ＤＣとを備える。

【００２２】薬液槽ＣＢは、薬液槽ＣＢから溢れ出た処
理液を回収する処理液回収溝５２ｂと、循環供給される
処理液Ｌ１０を薬液槽ＣＢに対して供給する供給口５２
ｃと、過酸化水素水を薬液槽ＣＢに対して供給する供給
口５２ｄを有する。

【００２３】硫酸供給部５２ｅは、濃度制御部ＤＣの濃
度検出部ＤＳによる検出結果に応じて、バルブＶ１１を
開閉することにより、薬液槽ＣＢに対して硫酸を適宜補
充供給する。

【００２４】過酸化水素水供給部５２ｆは、バルブＶ１
２を介して貯留槽ＴＮＫに貯留される過酸化水素水をポ
ンプＰ１２により汲み上げて、供給口５２ｄを介して薬
液槽ＣＢに供給する。その結果、薬液槽ＣＢにおいて
は、これらの２つの薬液成分、すなわち硫酸および過酸
化水素水を含む処理液Ｌ１０が貯留され、これらが反応
してカロ酸が生成されるようになっている。

【００２５】処理液循環供給部５２ｇは、処理液回収溝
５２ｂによって回収された処理液を、バルブＶ１５、ポ
ンプＰ１３、バルブＶ１３、ヒータＨ１１、フィルタＦ
１１、供給口５２ｃを介して、再び薬液槽ＣＢへと供給
して、処理液Ｌ１０を循環させる。この循環供給は、処
理液の全量を交換する必要が生じるまで複数回の洗浄処
理にわたって継続して行われる。また、全量交換の際に
は、薬液槽ＣＢに貯留された処理液が、バルブＶ１６、
ポンプＰ１３、Ｖ１４を介して薬液槽ＣＢ外へ排液され
る。

【００２６】＜薬液処理部５２における処理動作＞上記
の薬液処理部５２における処理動作について、硫酸と過
酸化水素水とを有する処理液を用いて洗浄処理を行う場
合を例にして説明する。なお、以下の動作は、制御部Ｃ
ＴＲにより各バルブＶ１１〜Ｖ１６、ポンプＰ１２およ
びＰ１３などを制御することにより行われる。

【００２７】この洗浄処理は、各浸漬動作において同時
に処理される一群の基板（以下「処理単位」という）ご
とに、所定の時間間隔をおいて行われる。たとえば、図
３のタイミングチャートに示されるように、各処理単位
の基板が処理液Ｌ１０に浸漬されて施される各洗浄処理
Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，...は、規則的あるいは不規則的な
時間間隔をおいて、各時刻ｔＣ０，ｔＣ１，ｔＣ
２，...において実行される。この処理単位は、通常、
複数の基板からなる単一のロット（管理単位）、複数の
ロットの組合せなどの複数の基板を含むものとして構成
されるが、１枚の基板として構成されてもよく、また、
各処理単位における基板の枚数が異なることもある。

【００２８】さらに、図４のフローチャートを参照しな
がら説明を続ける。最初の洗浄処理Ｃ０（図３）を行う
にあたって、まず、ステップＳＰ１０で、上述の硫酸供
給部５２ｅおよび過酸化水素水供給部５２ｆ（図２）に
よって、所定の濃度の硫酸および過酸化水素水がそれぞ
れ薬液槽ＣＢに供給される。これにより、所定の混合比
率を有する処理液Ｌ１０が薬液槽ＣＢに貯留される。貯
留された処理液Ｌ１０は、処理液循環供給部５２ｇによ
って薬液槽ＣＢに対して循環供給される。

【００２９】この状態において、薬液処理部５２（図
１）の上方でリフタヘッドＬＨ１の基板受部５２ａ（図
１、図２）に受け渡された複数の基板Ｗは、リフタヘッ
ドＬＨ１の下降に伴って下降され、薬液槽ＣＢに貯留さ
れた処理液Ｌ１０に浸漬されて処理液Ｌ１０による洗浄
処理Ｃ０を受ける。そして、所定の時間にわたり基板Ｗ
に対して洗浄処理が施された後、リフタヘッドＬＨ１の
上昇に伴って、浸漬されていた基板Ｗが薬液槽ＣＢから
引き上げられる。引き上げられた基板は、搬送ロボット
ＴＲによって所定の位置に搬送される（ステップＳＰ４
０）。

【００３０】この最初の洗浄処理Ｃ０においては、ステ
ップＳＰ１０において両薬液成分が初期供給される時点
からステップＳＰ４０において浸漬動作が行われるまで
の時間間隔が短く、次述する過酸化水素水の自然劣化に
起因する問題が生じずにカロ酸が十分な量だけ生成され
る場合を想定している。そのため、最初の処理単位の基
板についてはステップＳＰ２０およびＳＰ３０が実質的
に実行されないことが多いが、これらのステップＳＰ２
０およびＳＰ３０の工程の基礎となる濃度監視などは最
初の時点から持続的に行なわれている。

【００３１】次の洗浄処理Ｃ１（図３）を行う前に、ス
テップＳＰ２０に戻って、濃度制御部ＤＣの管理の下、
硫酸濃度を一定値に保つように、硫酸濃度調整動作が行
われる。濃度制御部ＤＣの濃度検出部ＤＳは、硫酸の濃
度（図３において線ＤＬで示す）を検出する。その検出
濃度が所定の閾値濃度以下となっている場合には、閾値
濃度と検出濃度との差に応じた量の硫酸を処理液Ｌ１０
中に補充する。そして、硫酸供給部５２ｅは、決定され
た補充量に応じて処理液Ｌ１０中に硫酸を補充し、処理
液Ｌ１０中の硫酸濃度を一定に保つ。処理液Ｌ１０中に
含まれる硫酸の検出濃度が所定の閾値濃度以上である場
合には硫酸の補充は行わない。

【００３２】この濃度調整動作に基づく硫酸補充動作
は、硫酸の検出濃度が所定の閾値濃度以下と判定された
ときに直ちに開始されるものであり、基板Ｗが処理液Ｌ
１０中に浸漬中であるときのように薬液槽ＣＢでの他の
工程と干渉しない限りにおいて、継続的な濃度監視の結
果に応じた硫酸補充が行われる。なお、薬液槽ＣＢでの
他の工程との干渉を避けるためには各工程の相互間にイ
ンターロックをかけておけばよい。

【００３３】図３においては、硫酸補充動作Ａ１が、過
酸化水素水の補充動作Ｂ１（時刻ｔＢ１）より前の時刻
ｔＡ１において行われる場合を例示している。時刻ｔＡ
１の硫酸補充動作Ａ１により、上述した過酸化水素水の
分解反応により生成された水によって低下した硫酸の濃
度を回復させて、硫酸の濃度を一定に保つことができ
る。また、図３には示していないが、その後、硫酸自身
の吸湿性などに起因して再び濃度低下が生じる場合に
は、硫酸濃度の検出結果に応じて、時刻ｔＢ１以前に硫
酸を追加補充することができる。このように濃度検出結
果に応じて硫酸濃度を調整することにより、的確に硫酸
の濃度を一定に保つことができる。

【００３４】その後、ステップＳＰ３０（図４）におい
て、過酸化水素水の補充動作Ｂ１（図３）を行う。

【００３５】ステップＳＰ３０において、まず、過酸化
水素水の補充を開始するか否かが制御部ＣＴＲなどによ
って判断される（ステップＳＰ３１）。

【００３６】ここで、過酸化水素水の補充を開始する時
点の許容範囲について、図５のタイミングチャートに基
づき説明する。図５のタイミングチャートのａは、リフ
タヘッドＬＨ１の下降動作を示し、時点ＰＰは、リフタ
ヘッドの下降動作が完了し基板Ｗが処理液Ｌ１０中に完
全に浸漬された時点である。このリフタヘッドＬＨ１の
下降動作により、薬液槽ＣＢに貯留された処理液Ｌ１０
に基板Ｗが導入される。リフタヘッドＬＨ１の下降動作
に要する時間は、例えば１０秒である。タイミングチャ
ートのｂは、浸漬・洗浄処理（後述のステップＳＰ４
０）を示し、上記の時点ＰＰ以降に浸漬・洗浄処理が開
始される。浸漬・洗浄処理の時間は例えば２０分であ
る。

【００３７】タイミングチャートのｃ１は、時点ＰＰよ
り前に過酸化水素水の補充を行う場合の過酸化水素水の
補充動作を示している。ｃ１における過酸化水素水の補
充開始時点ＰＳ１から補充完了時点ＰＥ１までの時間
は、例えば１分から２分までの範囲内である。補充完了
時点ＰＥ１からリフタヘッドＬＨ１の下降動作完了時点
−−ＰＰまでの時間は、処理液Ｌ１０中に補充された過
酸化水素水の劣化時間または過酸化水素水が処理液Ｌ１
０中に補充されて生成されたカロ酸の劣化時間によって
設定される。すなわち、補充完了時点ＰＥ１から下降動
作完了時点ＰＰまでの時間をカロ酸の劣化時間の１／３
以下、好ましくは１／２０以下とすれば良い。具体的に
は、カロ酸の劣化時間が２０分の場合、補充完了時点Ｐ
Ｅ１から下降動作完了時点ＰＰまでの時間を約７分以
下、好ましくは１分以下とすれば良い。

【００３８】また、タイミングチャートのｃ２に示すよ
うに、リフタヘッドＬＨ１の下降動作中に過酸化水素水
を処理液Ｌ１０に補充し、過酸化水素水の補充完了時点
ＰＥ２とリフタヘッドＬＨ１の下降動作完了時点ＰＰと
が同一時点となるように設定しても良い。

【００３９】さらに、タイミングチャートのｃ３に示す
ように、リフタヘッドＬＨ１の下降動作終了後に、過酸
化水素水を処理液Ｌ１０に補充しても良い。この場合、
過酸化水素水の補充開始時点ＰＳ３までの時間は、処理
液Ｌ１０による基板の洗浄処理に問題を発生させない範
囲で設定できる。例えば、補充開始時点ＰＳ３は、浸漬
・洗浄処理時間の１／２以内に設定することが好まし
い。具体的には、浸漬・洗浄処理時間が２０分の場合、
補充開始時点ＰＳ３は、リフタヘッドＬＨ１の下降動作
完了時点ＰＰから１０分以内に設定することが好まし
い。

【００４０】このように、過酸化水素水の補充は、処理
液Ｌ１０に基板Ｗが導入される直前から処理液Ｌ１０に
基板Ｗが導入された直後までの時間において行うことが
できる。但し、タイミングチャートのｃ３の場合、浸漬
・洗浄処理の時間内で過酸化水素水が処理液Ｌ１０に供
給されていない時間帯がある。すなわち、過酸化水素水
によって処理液Ｌ１０が活性化されていない時間帯が存
在する。この時間帯においても処理液Ｌ１０による基板
の洗浄処理が進行するので、洗浄処理自体に問題は発生
しないが、浸漬・洗浄処理開始から処理液Ｌ１０が活性
化されている上述のタイミングチャートｃ１またはｃ２
に示すような過酸化水素水の供給動作の方がｃ３に示す
供給動作よりも好ましい。

【００４１】上述の過酸化水素水の補充を開始する時点
ＰＳ１（または、ＰＳ２もしくはＰＳ３）は、例えば基
板Ｗがカセット搬入部２に搬入された時点など基板Ｗが
特定の段階に達した時点、または、この時点から所定時
間経過後の時点として設定される。上述の特定の段階や
この段階に達した時点から所定時間経過後の時点は、上
述の過酸化水素水の補充時間および補充完了時点ＰＥ１
（または、ＰＥ２もしくはＰＥ３）と下降動作完了時点
ＰＰとの時間差に基いて予め設定される。

【００４２】ステップＳＰ３０の後、ステップＳＰ４０
において、次の洗浄処理Ｃ１（図３）が行われる。その
ため、処理対象となる基板Ｗが、リフタヘッドＬＨ１の
下降に伴って下降され、十分なカロ酸が存在する状態と
なった処理液Ｌ１０に浸漬される。所定の時間にわたり
基板Ｗに対して洗浄処理が施された後、浸漬されていた
基板Ｗは、リフタヘッドＬＨ１の上昇に伴って薬液槽Ｃ
Ｂから引き上げられて、搬送ロボットＴＲにより所定の
位置に搬送される。尚、過酸化水素水の供給動作が図５
に示すタイミングチャートｃ３に示すような場合は、上
述のステップＳＰ３０とステップＳＰ４０の実行順序が
逆転する。

【００４３】このように、本実施形態においては、自
然劣化が過酸化水素水よりも遅く進行する硫酸の濃度を
一定に保ちつつ、自然劣化（分解）が速く進行する過
酸化水素水については、その補充を基板の浸漬動作の直
前に行う。したがって、硫酸および過酸化水素水という
２つの薬液成分を効率的に補充して、基板浸漬処理時に
十分な量のカロ酸を発生させることができる。また、硫
酸濃度が一定であるため、所定量の過酸化水素水を補充
することによって、一定量のカロ酸を再現性よく発生さ
せることができるので、処理間での均一性を高めること
ができる。

【００４４】＜処理液消費量の低減＞図３におい
て、「...Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、...」
として示されるように、上記のような２つの薬液成分の
補充動作（...Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、...）を伴う洗
浄処理（....Ｃ１、Ｃ２、...）が、複数の処理単位の
基板について繰り返して実施される。

【００４５】ここにおいて、処理液Ｌ１０は、回数ＮＡ
の洗浄処理において繰り返して利用された後、全量交換
される。上述したように、図１１の従来技術の場合に
は、過酸化水素水が補充されるごとに、過酸化水素水の
分解反応により生成される水のために硫酸の濃度が低下
するので、大きな頻度で処理液を全量交換する必要があ
る。したがって、処理液の寿命、すなわち、処理液を繰
り返して利用することが可能な回数ＮＢは限定される。
一方、本実施形態の場合には、硫酸を補充することによ
って硫酸の濃度が一定に保たれるので、同一処理液の繰
り返し利用回数ＮＡを、上記の従来技術の場合の繰り返
し利用回数ＮＢに比べて大きく延長することができる。
したがって、硫酸補充により処理液消費量が増加するも
のの、従来技術に比べて全量交換の頻度を低下させるこ
とができるので、結果的に、処理液消費量を削減するこ
とが可能になる。

【００４６】たとえば、硫酸および過酸化水素水を１：
４の割合で混合した４０リットルの処理液を供給する場
合を想定する。この場合、初期状態において、３２リッ
トルの硫酸と８リットルの過酸化水素水とが用いられ
る。

【００４７】図１１の従来技術において、硫酸の補充が
ないために硫酸の濃度は徐々に低下するので、同一処理
液の利用回数ＮＢは、所定の回数（たとえば１０回）に
限定される。この場合、１回の洗浄処理ごとに０．４リ
ットルの過酸化水素水を補充するものとすると、１回あ
たりの処理液使用量は、（４０＋０．４×１０）／１０
＝４．４リットルとなる。

【００４８】一方、本実施形態においては、１回あたり
０．４リットルの過酸化水素水を補充するのに加えて、
１回あたり１．６リットルの硫酸を補充する。ただし、
同一の処理液を繰り返して利用することが可能な回数Ｎ
Ａは、上記の回数ＮＢに比べて大きくなり、たとえば、
２０回とすることができる。この場合には、１回あたり
の処理液使用量は、（４０＋（０．４＋１．６）×２
０）／２０＝４．０リットルとなる。あるいは、４０回
まで延長可能な場合には、１回あたりの処理液使用量
は、（４０＋（０．４＋１．６）×４０）／４０＝３．
０リットルにまで低減される。上述の回数ＮＡは、従来
とは違い硫酸濃度は一定であるので硫酸濃度によっては
決定されない。回数ＮＡは、洗浄処理によって基板から
除去され処理液中に分解された有機物等の汚染物質の濃
度が基板に再付着するレベルに達するまでの処理回数と
して決定される。

【００４９】図６に示すグラフは過酸化水素水および硫
酸を含む処理液の使用量を示すものである。このグラフ
の二点鎖線ＬＡ１は、１回の洗浄処理ごとに０．４リッ
トルの過酸化水素水を補充するとともに１０回処理した
後に処理液の全量を交換するという、従来の処理液の消
費量を示している。破線ＬＢ１は、１回の洗浄処理ごと
に０．４リットルの過酸化水素水および１．６リツトル
の硫酸を補充するとともに２０回処理した後に処理液の
全量を交換する場合（以下、ケース１という）の処理液
の消費量を示している。また、実線ＬＣ１は、ケース１
と同様の処理液の補充を行い、処理液の全量交換時期を
４０回処理後とする場合（以下、ケース２という）の処
理液の消費量を示している。

【００５０】図６のグラフより、ケース１の処理液の消
費量（ＬＢ１）は、処理回数が３０回までは従来の消費
量（ＬＡ１）よリも概ね下回っており、処理回数が３１
回以降においては、確実に従来の消費量を下回ってい
る。また、ケース２の処理液の消費量（ＬＣ１）は、処
理回数が１１回以降においては、従来の消費量を大きく
下回っている。さらに、ケース２によればケース１より
も処理液の消費量を抑制できる。

【００５１】図７に示すグラフは上述の従来、ケース１
およびケース２において硫酸の消費量のみを示すもので
ある。図７において二点鎖線ＬＡ２は、従来の硫酸の消
費量、破線ＬＢ２はケース１の硫酸の消費量、実線ＬＣ
２はケース２の硫酸の消費量を示している。

【００５２】図７のグラフより、ケース１の硫酸の消費
量（ＬＢ２）は、処理回数が８０回までにおいて全体と
して従来の消費量（ＬＡ２）よりも下回っている。ま
た、ケース２の硫酸の消費量（ＬＣ２）は、処理回数が
１１回以降においては、従来の消費量を大きく下回って
いる。さらに、ケース２によれば、ケース１よリも硫酸
の消費量を抑制できる。

【００５３】図８に示すグラフは上述の従来、ケース１
およびケース２において過酸化水素水の消費量のみを示
すものである。図８において二点鎖線ＬＡ３は従来の過
酸化水素水の消費量、破線ＬＢ３はケース１の過酸化水
素水の消費量、実線ＬＣ３はケース２の過酸化水素水の
消費量を示している。

【００５４】図８のグラフより、ケース１およびケース
２の過酸化水素水の消費量（ＬＢ３およびＬＣ３）は、
処理回数が１１回以降においては、従来の消費量を大き
く下回っている。また、ケース２によればケース１より
も過酸化水素水の消費量を抑制できる。

【００５５】＜多機能処理部５６＞さらに、図９の概略
構成を表す概念図を参照しながら、多機能処理部５６に
ついて説明する。この多機能処理部５６においては、上
述の薬液処理部５２と同様の薬液処理の他、純水による
水洗処理なども行うことが可能である。多機能処理部５
６では、これらの複数の処理を単一の多機能処理槽ＭＢ
で行うため、たとえば、純水処理を行うにあたっては、
多機能処理槽ＭＢに貯留されている処理液Ｌ２０を、一
旦、貯留槽ＴＮＫ１に待避する必要があり、この点で、
薬液処理部５２における動作と大きく異なっている。し
かしながら、待避させた処理液Ｌ２０を再び多機能処理
槽ＭＢに供給することにより、薬液処理部５２における
処理と同様に、複数回（回数ＮＡ）の洗浄処理におい
て、硫酸および過酸化水素水を上述したようなタイミン
グで補充しながら同一の処理液を繰り返して用いること
が可能である。

【００５６】多機能処理部５６は、処理液Ｌ２０を貯留
する多機能処理槽ＭＢと、硫酸を処理液Ｌ２０中に補充
して処理液中の硫酸の濃度を一定に保つ硫酸供給部５６
ｅと、処理液Ｌ２０中に過酸化水素水を補充する過酸化
水素水供給部５６ｆと、多機能処理槽ＭＢに対して処理
液Ｌ２０を供給したり待避させたりする処理液供給部５
６ｇと、多機能処理槽ＭＢに貯留された処理液Ｌ２０中
に含まれる硫酸の濃度を検出する濃度検出部ＤＳを含む
濃度制御部ＤＣとを備える。

【００５７】多機能処理槽ＭＢは、多機能処理槽ＭＢか
ら溢れ出た処理液を回収する処理液回収溝５６ｂと、処
理液Ｌ２０を多機能処理槽ＭＢに対して供給する供給口
５６ｃと、過酸化水素水を多機能処理槽ＭＢに対して供
給する供給口５６ｄを有する。

【００５８】硫酸供給部５６ｅは、濃度制御部ＤＣの濃
度検出部ＤＳによる検出結果に応じて、バルブＶ２１を
開閉することにより、貯留槽ＴＮＫ１に対して硫酸を適
宜補充供給する。

【００５９】過酸化水素水供給部５６ｆは、バルブＶ２
２を介して供給され貯留槽ＴＮＫ２に貯留される過酸化
水素水をポンプＰ２２により汲み上げて、供給口５６ｄ
を介して多機能処理槽ＭＢに供給する。

【００６０】処理液供給部５６ｇは、貯留槽ＴＮＫ１
と、バルブＶ２３〜Ｖ２７と、ポンプＰ２１と、フィル
タＦ２１とを有する。濃度制御部ＤＣによってその濃度
が一定値になるように調整されて貯留槽ＴＮＫ１に貯留
される処理液Ｌ２０は、バルブＶ２３、ポンプＰ２１、
フィルタＦ２１、バルブＶ２４、供給口５６ｃを介し
て、多機能処理槽ＭＢへと供給される。そして、多機能
処理槽ＭＢに貯留された処理液Ｌ２０によって所定の処
理が基板Ｗに対して行われた後、一旦、多機能処理槽Ｍ
Ｂ内の処理液Ｌ２０は、供給口５６ｃ、バルブＶ２８、
ポンプＰ２１、フィルタＦ２１、バルブＶ２５を介し
て、多機能処理槽ＭＢから貯留槽ＴＮＫ１へと移され
る。さらに、バルブＶ２７、供給口５６ｃを介して多機
能処理槽ＭＢにおいては純水が供給されて、純水処理な
どが行われ、その基板に対する処理が終了して、多機能
処理部５６の外部へと搬送される。そして、別の基板に
対する所定の薬液処理が必要になった時点で、貯留槽Ｔ
ＮＫ１に貯留されていた処理液Ｌ２０を再度、多機能処
理槽ＭＢへと供給することができる。また、処理液の全
量を交換する必要が生じた場合には、多機能処理槽ＭＢ
に貯留された処理液は、バルブＶ２４、Ｖ２６を介して
多機能処理槽ＭＢ外へ排液される。なお、Ｈ２１は、貯
留槽ＴＮＫ１に貯留された処理液を所定温度にまで加熱
するヒータを示す。また、貯留槽ＴＮＫ１からオーバー
フローした処理液は、排液される構成となっている。

【００６１】このような多機能処理部５６において、薬
液処理部５２における処理動作と同様の処理が行われる
が、この場合においても、薬液処理部５２において得ら
れるのと同様の効果が得られる。

【００６２】なお、この多機能処理部５６においては、
所定の基板に対する洗浄処理中においては処理液の循環
供給を行わずに処理液を処理槽の中に貯留されたままと
する場合を例示しているが、薬液処理部５２のような循
環供給を行ってもよい。また、多機能処理部５６におい
て、所定の処理液（たとえば、硫酸と過酸化水素水とを
含む処理液）Ｌ２０以外による薬液処理をも行うように
することも可能である。

【００６３】＜変形例＞上記実施形態においては、濃度
制御部ＤＣの濃度検出部ＤＳによって硫酸濃度を検出
し、その検出結果に応じて硫酸を補充することによって
硫酸濃度を一定に保っていたが、これに限定されない。

【００６４】たとえば、硫酸濃度の経時変化情報があら
かじめ得られている場合には、濃度検出を行うことな
く、あらかじめ得られている経時変化情報に基づいて硫
酸を補充することによって硫酸濃度を一定に保つことも
できる。

【００６５】あるいは、硫酸濃度の低下が過酸化水素水
の供給量に大きく依存する場合には、過酸化水素水の供
給量に対応する一定量の硫酸を供給することにより、硫
酸濃度を一定に保つことが可能である。たとえば、図３
において、過酸化水素水の補充動作Ｂ１を行うと、過酸
化水素水の分解反応によって水が生成されて硫酸濃度が
低下するが、硫酸の補充動作Ａ２において、過酸化水素
水の補充動作Ｂ１における供給量に対応する一定量の硫
酸を供給することによって、低下した硫酸濃度を所定の
一定値にまで回復させることができる。これによれば、
簡易に硫酸濃度を一定にすることができる。

【００６６】また、上記実施形態においては、基板の処
理に用いられる処理液として、硫酸（第１薬液成分）と
過酸化水素水（第２薬液成分）という２つの薬液成分を
含む処理液を用いる場合を例示したが、これに限定され
ない。たとえば、ＳＣ−２（塩酸と過酸化水素水との混
合水溶液）を処理液として用いてもよい。この場合に
は、硫酸の代わりに塩酸を濃度一定となるように補充す
ることによって、上記と同様の効果を得ることができ
る。あるいは、ＳＣ−１（水酸化アンモニウムと過酸化
水素水との混合溶液）を処理液として用いてもよい。こ
の場合には、過酸化水素水よりも水酸化アンモニウムの
方が自然劣化（蒸発）が速いので、上述の実施形態にお
ける硫酸の代わりに過酸化水素水を第１薬液成分として
用い、上述の実施形態における過酸化水素水の代わりに
水酸化アンモニウムを第２薬液成分として用いることに
よって、上記と同様の結果を得ることができる。

【００６７】ここで、処理液がＳＣ一２またはＳＣ一１
の場合において、第２薬液成分（過酸化水素水または水
酸化アンモニウム）の補充を開始する時点の許容範囲に
ついて、図１０のタイミングチャートに基づき説明す
る。図１０のタイミングチャートは、図５のタイミング
チャートと同様に、第２薬液成分の３つ補充タイミング
をｃ１，ｃ２，ｃ３を示している。なお、図１０におい
て浸漬・洗浄時間は例えば１０分である。

【００６８】また、図１０のｃ１において、補充完了時
点ＰＥ１からリフタヘッドＬＨ１の下降動作完了時点Ｐ
Ｐまでの時間は、４分以下、好ましくは３０秒以下とす
れば良い。

【００６９】また、図１０のｃ２に示すように、リフタ
ヘッドＬＨ１の下降動作中に第２薬液成分を処理液に補
充し、第２薬液成分の補充完了時点ＰＥ２とリフタヘッ
ドＬＨ１の下降動作完了時点ＰＰとが同一時点となるよ
うに設定しても良い。

【００７０】さらに、図１０のｃ３に示すように、リフ
タヘッドＬＨ１の下降動作終了後に、第２薬液成分を処
理液に補充しても良い。この場合、例えば、補充開始時
点ＰＳ３は、浸漬・洗浄処理時間の１／２以内に設定す
ることが好ましい。具体的には浸漬・洗浄処理時間が１
０分の場合、補充開始時点ＰＳ３はリフタヘッドＬＨ１
の下降動作完了時点ＰＰから５分以内に設定することが
好ましい。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の基板処
理装置によれば、第１薬液成分補充手段によって、第２
薬液成分よりも自然劣化が遅い第１薬液成分を処理液中
に補充して処理液中の第１薬液成分の濃度を一定に保っ
ておき、処理液に基板が導入される直前から処理液に基
板が導入された直後までの時間において、第２薬液成分
補充手段により第２薬液成分を処理液中に補充すること
ができる。したがって、基板処理時において処理液中に
十分な量の第１薬液成分と第２薬液成分とを供給するこ
とができる。さらに、処理液を全量交換する頻度を少な
くすることができるので、結果的に処理液の使用量を削
減することができる。

【００７２】請求項２に記載の基板処理装置によれば、
濃度検出手段による第１薬液成分の濃度の検出結果に応
じて、第１薬液成分が処理液中に補充されるので、的確
に処理液中の第１薬液成分の濃度を一定にすることが可
能である。

【００７３】請求項３に記載の基板処理装置によれば、
あらかじめ定められた一定量の第１薬液成分が処理液中
に補充されるので、簡易に処理液中の第１薬液成分の濃
度を一定にすることが可能である。

【００７４】請求項４に記載の基板処理装置によれば、
第１薬液成分は硫酸であり、第２薬液成分は過酸化水素
水であるので、基板処理時において処理液中に十分な量
の硫酸と過酸化水素水とを供給することができる。この
両薬液成分を的確に供給することによって、必要な量の
カロ酸を発生させて基板の洗浄処理を行うことができ
る。

【００７５】請求項５に記載の基板処理方法によれば、
貯留槽に貯留された処理液に基板を導入する導入工程
と、第２薬液成分よりも自然劣化が遅い第１薬液成分を
処理槽に貯留された処理液中に補充して処理液中の第１
薬液成分の濃度を一定に保つ第１薬液成分補充工程と、
基板の導入工程の開始直前から導入工程の終了直後まで
の時間において、第２薬液成分を補充する第２薬液成分
補充工程とを含む。したがって、導入工程で導入される
基板が処理される際に十分な量の第１薬液成分と第２薬
液成分とを処理液中に供給することができる。さらに、
処理液を全量交換する頻度を少なくすることができるの
で、結果的に処理液の使用量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置１の概略
構成を示す斜視図である。

【図２】薬液処理部５２の概略構成を表す概念図であ
る。

【図３】洗浄処理のタイミングチャートである。

【図４】実施形態に係る装置１の動作を表すフローチャ
ートである。

【図５】過酸化水素水の補充時点に関するタイミングチ
ャートである。

【図６】洗浄処理回数に対する、処理液の消費量を示す
グラフである。

【図７】洗浄処理回数に対する、硫酸の消費量を示すグ
ラフである。

【図８】洗浄処理回数に対する、過酸化水素水の消費量
を示すグラフである。

【図９】多機能処理部５６の概略構成を表す概念図であ
る。

【図１０】第２薬液成分の補充時点に関するタイミング
チャートである。

【図１１】従来技術の場合の洗浄処理のタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１基板処理装置５２薬液処理部５６多機能処理部５２ｅ，５６ｅ硫酸供給部５２ｆ，５６ｆ過酸化水素水供給部５２ｇ薬液循環供給部５６ｇ処理液供給部ＣＢ薬液槽ＷＢ水洗槽ＭＢ多機能処理槽ＴＮＫ，ＴＮＫ１，ＴＮＫ２貯留槽ＬＨ１，ＬＨ２リフタヘッドＡ０，Ａ１，Ａ２硫酸濃度調整動作Ｂ１，Ｂ２補充動作Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２洗浄処理ＣＴＲ制御部ＤＣ濃度制御部ＤＳ濃度検出部Ｌ１０，Ｌ２０処理液Ｗ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１薬液成分と第２薬液成分とを有する
処理液に基板を浸漬させて処理する基板処理装置であっ
て、前記処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽に貯留された処理液に基板を導入する導入手
段と、前記第２薬液成分よりも自然劣化が遅い前記第１薬液成
分を前記処理液中に補充し、前記処理液中の前記第１薬
液成分の濃度を一定に保つ第１薬液成分補充手段と、前記導入手段によって前記処理液に基板が導入される直
前から前記処理液に基板が導入された直後までの時間に
おいて、前記処理液中に前記第２薬液成分を補充する第
２薬液成分補充手段と、を備えることを特徴とする基板
処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記処理槽に貯留された処理液中に含まれる前記第１薬
液成分の濃度を検出する濃度検出手段、をさらに備え、前記第１薬液成分補充手段は、前記濃度検出手段による
検出結果に応じて前記第１薬液成分を前記処理液中に補
充することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記第１薬液成分補充手段は、あらかじめ定められた一
定量の前記第１薬液成分を前記処理液中に補充すること
を特徴とする基板処理装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の基板処理装置において、前記第１薬液成分は硫酸であり、前記第２薬液成分は過
酸化水素水であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】第１薬液成分と第２薬液成分とを有する処
理液に基板を浸漬させて処理する基板処理方法であっ
て、処理槽に貯留された処理液に基板を導入する導入工程
と、前記処理液中に、前記第２薬液成分よりも自然劣化が遅
い前記第１薬液成分を補充し、前記処理液中の前記第１
薬液成分の濃度を一定に保つ第１薬液成分補充工程と、前記導入工程の開始直前から前記導入工程の終了直後ま
での時間において、前記処理液中に前記第２薬液成分を
補充する第２薬液成分補充工程と、を含むことを特徴と
する基板処理方法。