JP2003086561A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬液処理後に純水または別の薬液を用いた処
理を行う際に、純水または別の薬液中に薬液が混入する
ことを防止できる装置を提供する。 【解決手段】 基板Ｗが浸漬処理される処理槽１０と、
処理槽の液体供給口１２に接続された液体供給管１８
と、液体供給管に接続され薬液と純水とが混合されるミ
キシングブロック２０と、ミキシングブロックにそれぞ
れ接続された純水供給管２４および薬液供給管２８とを
備え、薬液供給管２８の、開閉制御弁２６とミキシング
ブロック２０との間に、開閉制御弁６２が介挿されたパ
ージ用純水供給管６４を連通接続し、開閉制御弁２６を
閉じた後に開閉制御弁６２を所定時間だけ開くように制
御する。

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、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板、電子部品などの基板を処理
液により処理する基板処理装置、特に、薬液による処理
と純水によるリンス処理とを１つの処理部内において行
う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいて、例えば基板の表面に付着したパーティクルや有
機物を基板表面から除去する場合には、アンモニア水と
過酸化水素と純水とを混合した薬液を用いて基板を洗浄
し、その洗浄後に、基板の表面上に残存している薬液や
分解生成物、反応生成物等の不要物を純水によりリンス
処理して除去するようにしている。そして、ワンバス方
式の装置では、１つの処理槽内へ薬液および純水を順次
供給して処理槽の内部を薬液および純水で順番に満た
し、薬液による洗浄等の処理および純水によるリンス処
理が１つの処理槽内において行われる。

【０００３】図４に、従来の基板処理装置の概略構成の
１例を模式的に示す。この基板処理装置は、下部に液体
供給口１２を有し内部に基板Ｗが搬入されて収容される
処理槽１０を備えている。処理槽１０の上部には、溢流
液受け部１４が設けられており、処理槽１０の上端部か
ら溢れ出た液体が溢流液受け部１４内へ流入し、溢流液
受け部１４内に流入した液体が排液管１６を通って排出
されるようになっている。

【０００４】処理槽１０の下部の液体供給口１２には、
液体供給管１８が連通して接続されている。液体供給管
１８は、ミキシングブロック２０の流出口に接続されて
おり、ミキシングブロック２０の流入口には、開閉制御
弁７２が介挿された純水供給管７４が接続されている。
また、ミキシングブロック２０には、開閉制御弁７６が
介挿された薬液供給管７８が連通して接続されている。
なお、図では、１つの薬液供給管７８についてだけ配管
構成を示しているが、ミキシングブロック２０には、複
数種類の薬液、例えばアンモニア水、過酸化水素水、フ
ッ酸、塩酸、オゾン水等の薬液を供給する複数の薬液供
給管が必要に応じて接続される。そして、ミキシングブ
ロック２０と純水供給管７４および薬液供給管７８にそ
れぞれ介挿された複数の開閉制御弁７２、７６とにより
ミキシングバルブ（ブロックバルブ）８０が構成されて
いる。また、ミキシングブロック２０には、圧力トラン
スデューサ８２が取り付けられており、圧力トランスデ
ューサ８２は、ミキシングブロック２０を通過する純水
の圧力を電気信号に変換して出力する。

【０００５】純水供給管７４は、純水供給源に接続され
ており、純水供給管７４にはレギュレータ（流量調整
弁）８４が介挿され、その下流側に流量計８６が介挿さ
れている。また、薬液供給管７８は、薬液３８が貯留さ
れ密閉された薬液タンク４０に接続され、薬液供給管７
８の先端部が薬液タンク４０内の薬液３８中に差し入れ
られている。薬液タンク４０には、開閉制御弁４２が介
挿された薬液補充管４４が接続されている。また、薬液
タンク４０には、レギュレータ４６が介挿され不活性ガ
ス、例えば窒素ガスの供給源に接続された窒素ガス供給
管４８が連通している。窒素ガス供給管４８に介挿され
たレギュレータ４６は、圧縮空気源に接続されたエアー
供給管５０に介挿された電空レギュレータ５２を制御す
ることにより調節され、窒素ガス供給管４８を通して薬
液タンク４０内の上部空間に供給される窒素ガスによ
り、薬液タンク４０内の薬液３８の液面が一定圧力で加
圧されるようになっている。また、薬液供給管７８に
は、薬液タンク４０と開閉制御弁７６との間に、フィル
タ８８、流量計９０、トランスデューサ９２およびニー
ドル弁９４が薬液の流れ方向において順番にそれぞれ介
挿されている。

【０００６】上記したように構成された基板処理装置に
おいて、例えば、純水供給管７４からミキシングブロッ
ク２０および液体供給管１８を通って処理槽１０内へ純
水が供給され、処理槽１０の内部が純水で満たされ、処
理槽１０の上端部から純水が溢れ出て溢流液受け部１４
へ流入し、処理槽１０内の純水中に基板Ｗが浸漬させら
れている状態から、基板Ｗを薬液処理するときは、純水
供給管７４に介挿された開閉制御弁７２を開いたまま
で、薬液供給管７８に介挿された開閉制御弁７６を開
く。これにより、ミキシングブロック２０において、純
水供給管７４を通って供給される純水に薬液供給管７８
を通って供給される薬液が混合され、所定濃度に調整さ
れた薬液が液体供給管１８を通って処理槽１０の下部の
液体供給口１２へ供給される。そして、処理槽１０内へ
流入する薬液により処理槽１０の上端部から純水が押し
出されて、処理槽１０の内部が薬液で徐々に置換され、
やがて、処理槽１０の内部は、所定濃度に調整された薬
液で満たされ、処理槽１０の上端部から薬液が溢れ出る
状態となる。

【０００７】基板Ｗの薬液処理は、処理槽１０内へ薬液
が供給され基板Ｗが薬液と接触した時点から始まり、処
理槽１０の内部が所定濃度の薬液で満たされた状態とな
って進行する。そして、所定の処理時間が経過すると、
純水供給管７４に介挿された開閉制御弁７２は開いたま
まで、薬液供給管７８に介挿された開閉制御弁７６が閉
じられる。これにより、純水供給管７４からミキシング
ブロック２０および液体供給管１８を通って処理槽１０
内へ純水だけが供給され、処理槽１０の下部の液体供給
口１２から処理槽１０内へ流入する純水により処理槽１
０の上端部から薬液が押し出されて、処理槽１０の内部
が純水で徐々に置換される。やがて、処理槽１０の内部
が純水で満たされ、処理槽１０の上端部から純水が溢れ
出る状態となる。この状態で、処理槽１０内の純水中に
基板Ｗが浸漬させられて、基板Ｗがリンス処理される。
所定時間だけリンス処理が行われると、処理槽１０内へ
の純水の供給が停止され、基板Ｗが処理槽１０内から搬
出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の基板処
理装置では、薬液処理に引き続いてリンス処理するため
に、薬液供給管７８に介挿された開閉制御弁７６を閉じ
ても、開閉制御弁７６からミキシングブロック２０まで
の区間には薬液が残留することになる。この薬液供給管
７８内の、開閉制御弁７６より下流側に残留した薬液
は、純水供給管７４からミキシングブロック２０を通過
して処理槽１０内へ流入する純水中に徐々に混入するこ
とになる。この結果、清浄なリンス処理を行うことがで
きない可能性があり、あるいは、処理槽１０の内部が完
全に純水で満たされるようになるまでの時間が多くかか
り、スループットが低下することになる。特に、開閉制
御弁７６とミキシングブロック２０との間に、例えばフ
ィルタを設置したりすると、フィルタの内部やフィルタ
と開閉制御弁７６との間の管内に残留している薬液が、
ミキシングブロック２０の方へ徐々に拡散していって純
水中に混入することになり、このため、清浄なリンス処
理を行うことができなくなり、あるいはスループットが
大きく低下することになる。このような問題は、薬液処
理に引き続き別の種類の薬液を用いて基板の処理を行う
場合にも生じる。

【０００９】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、薬液処理後に純水または別の薬液を
用いた処理を行う際に、純水または別の薬液中に薬液が
混入することを防止す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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
基板処理装置において、処理液により基板の処理を行う
処理部と、前記処理部に処理液を供給する処理液供給手
段と、前記処理液供給手段に接続された処理液供給管
と、前記処理液供給管に接続され、薬液および純水を混
合させて処理液を生成させる混合部と、前記混合部に接
続された第１純水供給管と、前記混合部に接続され、薬
液供給用開閉弁が介挿された薬液供給管と、前記混合部
と前記薬液供給用開閉弁の間の前記薬液供給管に接続さ
れ、純水供給用開閉弁が介挿された第２純水供給管とを
備え、前記薬液供給用開閉弁を開閉した後、前記純水供
給用開閉弁を所定時間開くように制御することを特徴と
する。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の基
板処理装置において、前記第１純水供給管の下流位置に
純水用フィルタを介挿し、その純水用フィルタを通過し
た純水がそのまま前記第１純水供給管から前記混合部へ
流入することを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２記載の基板処理装置において、前記薬液供給管の
下流位置に薬液用フィルタを介挿し、その薬液用フィル
タを通過した薬液がそのまま前記薬液供給管から前記混
合部へ流入するとともに、前記第２純水供給管から前記
薬液供給管内へ流された純水が前記薬液用フィルタを通
過して前記薬液供給管から前記混合部へ流入することを
特徴とする。

【００１３】請求項４に係る発明は、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２純水供給管が、前記第１純水供給管から分岐して設
けられたことを特徴とする。

【００１４】請求項１に係る発明の基板処理装置におい
ては、薬液処理後に純水を用いたリンス処理または別の
種類の薬液を用いた処理を行う際、制御手段により、薬
液供給管に介挿された薬液供給用開閉弁が閉じられた後
にパージ用の純水供給用開閉弁が所定時間だけ開くよう
に制御される。この動作により、第２純水供給管から薬
液供給管の、薬液供給用開閉弁と混合部との間へ純水が
供給され、薬液供給管内に残留している薬液が純水によ
って混合部の方へ押し流される。このため、薬液供給管
の、薬液供給用開閉弁より下流側に残留した薬液が、第
１純水供給管から混合部を通過して処理部内へ流入する
純水中に徐々に混入したり、混合部で別の薬液中に徐々
に混入したりする、といったことが防止される。

【００１５】請求項２に係る発明の基板処理装置では、
第１純水供給管の下流位置に介挿された純水用フィルタ
によってパーティクルが除去された純水が、混合部へ流
入し、混合部から液体供給管を通って処理部内へ供給さ
れる。したがって、基板のパーティクル汚染が防止され
る。これについて、より詳しく説明する。

【００１６】図４に示したように、従来の基板処理装置
には、純水供給管７４にフィルタが設けられていなかっ
た。ところが、純水供給管７４には、開閉制御弁７２、
レギュレータ８４、流量計８６などが介挿されている。
そして、開閉制御弁７２は、純水を流したり止めたりす
る際に、レギュレータ８４は、純水の流量を調整する際
に、流量計８６は、純水の流量を測定する際に、それぞ
れ部品の機械的な動きがあり、その際にパーティクルが
発生する可能性がある。また、圧力トランスデューサ８
２が純水供給管７４に介挿されている場合には、圧力ト
ランスデューサ８２は、通常、配管にねじ込み式で取着
されるため、シールテープによるパーティクルの発生の
可能性がある。これらによるパーティクルの発生は、従
来、ほとんど問題とならなかったが、デバイスの高密度
化などに伴い、将来的には、それらのパーティクルによ
る汚染が問題となってくる。請求項２に係る発明の装置
では、第１純水供給管の下流位置に純水用フィルタが介
挿されていることにより、純水が混合部へ流入する前に
純水中からパーティクルが除去されるので、基板のパー
ティクル汚染が防止される。

【００１７】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
薬液供給管の下流位置に介挿された薬液用フィルタによ
ってパーティクルが除去された薬液が、混合部へ流入
し、純水と混合されて混合部から処理液供給管を通って
処理部内へ供給される。したがって、基板のパーティク
ル汚染が防止される。これについて、より詳しく説明す
る。

【００１８】図４に示したように、従来の基板処理装置
では、薬液供給管７８の、薬液タンク４０の出口付近に
フィルタ８８が設置されており、装置外部から薬液タン
ク４０内へ持ち込まれたゴミなどをフィルタ８８によっ
て除去するようにしている。ところが、フィルタ８８の
下流側には、開閉制御弁７６、流量計９０、圧力トラン
スデューサ９２、ニードル弁９４などが介挿されてい
る。そして、開閉制御弁７６は、薬液を流したり止めた
りする際に、流量計９０は、薬液の流量を測定する際
に、ニードル弁９４は、薬液の流量を調節する際に、そ
れぞれ部品の機械的な動きがあり、その際にパーティク
ルが発生する可能性があり、また、圧力トランスデュー
サ９２は、通常、配管にねじ込み式で取着されるため、
シールテープによるパーティクルの発生の可能性があ
る。これらによるパーティクルの発生は、従来、ほとん
ど問題とならなかったが、デバイスの高密度化などに伴
い、将来的には、それらのパーティクルによる汚染が問
題となってくる。請求項３に係る発明の装置では、薬液
供給管の下流位置に薬液用フィルタが介挿されているこ
とにより、薬液が混合部へ流入する前に薬液中からパー
ティクルが除去されるので、基板のパーティクル汚染が
防止される。

【００１９】また、第２純水供給管から薬液供給管内へ
流された純水は、薬液用フィルタを通過して混合部へ流
入するので、薬液用フィルタの内部やフィルタと薬液供
給用開閉弁との間に残留している薬液は、純水によって
混合部の方へ押し流される。

【００２０】請求項４に係る発明の基板処理装置では、
第２純水供給管からのパージ用の純水は、第１純水供給
管の途中から第２純水供給管内へ流入し、第２純水供給
管から薬液供給管内の、薬液供給用開閉弁より下流側の
位置へ流入する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図１ないし図３を参照しながら説明する。

【００２２】図１は、この発明の実施形態の１例を示
し、基板処理装置の概略構成を示す模式図である。図１
において、図４で使用した符号と同一符号を付した各構
成要素は、図４に関して説明したものと同一機能を有す
るものであり、ここでは、それらについての重複する説
明を省略する。

【００２３】この基板処理装置では、ミキシングブロッ
ク２０の流入口に連通して接続され開閉制御弁２２が介
挿された純水供給管（第１純水供給管）２４の、ミキシ
ングブロック２０と開閉制御弁２２との間に、フィルタ
３０が介挿されている。フィルタ３０は、パーティクル
除去機能と共に金属汚染除去機能を有するものを使用す
ることが好ましい。また、純水供給管２４の、開閉制御
弁２２とフィルタ３０との間に圧力トランスデューサ３
２が取着されている。純水供給管２４の、開閉制御弁２
２と純水供給源との間には、従来の装置と同様に、レギ
ュレータ３４および流量計３６がそれぞれ介挿されてい
る。

【００２４】また、開閉制御弁２６が介挿された薬液供
給管２８の、ミキシングブロック２０と開閉制御弁２６
との間に、フィルタ５４が介挿されている。フィルタ５
４は、パーティクル除去機能と共に金属汚染除去機能を
有するものを使用することが好ましい。また、薬液供給
管２８の、開閉制御弁２６と薬液タンク４０との間に
は、従来の装置と同様に、流量計５６、圧力トランスデ
ューサ５８およびニードル弁６０がそれぞれ介挿されて
いる。さらに、この装置では、純水供給源に接続され開
閉制御弁６２が介挿されたパージ用純水供給管（第２純
水供給管）６４が、薬液供給管２８の、開閉制御弁２６
とフィルタ５４との間に連通して接続されている。薬液
供給管２８に介挿された開閉制御弁２６とパージ用純水
供給管６４に介挿された開閉制御弁６２とは、それらを
ブロックバルブ６６として、デッドスペースを極小化す
ることが好ましい。

【００２５】純水供給管２４に介挿された開閉制御弁２
２、薬液供給管２８に介挿された開閉制御弁（薬液供給
用開閉制御弁）２６、および、パージ用純水供給管６４
に介挿された開閉制御弁（純水供給用開閉制御弁）６２
の各開閉動作は、図示していないコントローラによって
それぞれ制御される。基板の一連の処理操作における各
開閉制御弁２２、２６、６２の制御動作の１例につい
て、図２に示すタイムチャートに基づき説明する。

【００２６】純水供給管２４からミキシングブロック２
０および液体供給管１８を通って処理槽１０内へ純水が
供給され、処理槽１０の内部に満たされた純水中に基板
Ｗが浸漬させられている状態から、基板Ｗを薬液処理す
るときは、純水供給管２４に介挿された開閉制御弁２２
を開いたままで、薬液供給管２８に介挿された開閉制御
弁２６を開く（Ｔ_１時）。このとき、パージ用純水供給
管６４に介挿された開閉制御弁６２は閉じられている。
開閉制御弁２６が開かれることにより、ミキシングブロ
ック２０において、純水供給管２４を通って供給される
純水に薬液供給管２８を通って供給される薬液が混合さ
れ、所定濃度に調整された薬液が液体供給管１８を通っ
て処理槽１０の下部の液体供給口１２へ供給される。そ
して、処理槽１０の内部が薬液で置換され、処理槽１０
の内部に満たされた所定濃度の薬液中に基板Ｗが浸漬さ
せられることにより、基板Ｗの薬液処理が行われる。

【００２７】薬液処理を開始してから所定時間が経過す
ると、純水供給管２４に介挿された開閉制御弁２２を開
いたままで、薬液供給管２８に介挿された開閉制御弁２
６を閉じ、それと同時に、パージ用純水供給管６４に介
挿された開閉制御弁６２を開く（Ｔ_２時）。これによ
り、純水供給管２４からミキシングブロック２０および
液体供給管１８を通って処理槽１０内へ純水だけが供給
され、処理槽１０の内部が純水で置換される。また、パ
ージ用純水供給管６４から薬液供給管２８の、開閉制御
弁２６とフィルタ５４との間へ純水が供給され、その純
水は、フィルタ５４を通過してミキシングブロック２０
へ流入する。この純水の流れにより、フィルタ５４の内
部やフィルタ５４と開閉制御弁２６との間に残留してい
る薬液がミキシングブロック２０の方へ押し流される。

【００２８】パージ用純水供給管６４に介挿された開閉
制御弁６２を開いてから所定時間が経過し、フィルタ５
４の内部やフィルタ５４と開閉制御弁２６との間の管内
から薬液が完全に洗い流されると、純水供給管２４に介
挿された開閉制御弁２２を開いたままで、パージ用純水
供給管６４に介挿された開閉制御弁６２を閉じる（Ｔ _３
時）。そして、処理槽１０の内部に満たされた純水中に
基板Ｗが浸漬させられることにより、基板Ｗがリンス処
理される。所定時間だけリンス処理が行われると、純水
供給管２４に介挿された開閉制御弁２２を開じ（Ｔ
_４時）、処理槽１０内への純水の供給が停止される。

【００２９】なお、上記した実施形態では、純水供給管
２４とパージ用純水供給管６４とを別々に純水供給源に
接続するようにしているが、図３に示すように、純水供
給管２４をフィルタ３０の下流側において分岐させ、そ
の分岐した管をパージ用純水供給管６８として、薬液供
給管２８の、開閉制御弁２６とフィルタ５４との間に連
通接続し、そのパージ用純水供給管６８に開閉制御弁７
０を介挿するようにしてもよい。

【００３０】また、薬液供給管２８に介挿された開閉制
御弁２６と、パージ用純水供給管６８に介挿された開閉
制御弁７０とをブロックバルブ６６として、デッドスペ
ースを極小化してもよい（図３の一点鎖線参照）。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に係る発明の基板処理装置を使
用すると、薬液処理後に純水または別の薬液を用いた処
理を行う際に、純水または別の薬液中に薬液が混入する
ことを防止することができる。

【００３２】請求項２に係る発明の基板処理装置では、
処理部内へ供給される純水中からパーティクルが除去さ
れるので、基板のパーティクル汚染を防止することがで
きる。

【００３３】請求項３に係る発明の基板処理装置では、
混合部へ流入し純水に混合されて処理槽内へ供給される
薬液中からパーティクルが除去されるので、基板のパー
ティクル汚染を防止することができる。

【００３４】請求項４に係る発明の基板処理装置では、
第２純水供給管の配管長さを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装
置の概略構成を示す模式図である。

【図２】基板の一連の処理操作における各開閉制御弁の
制御動作の１例について説明するためのタイムチャート
である。

【図３】この発明の別の実施形態を示し、基板処理装置
の概略構成の一部を示す模式図である。

【図４】従来の基板処理装置の概略構成の１例を示す模
式図である。

【符号の説明】

１０ 処理槽 １２ 処理槽の液体供給口 １４ 溢流液受け部 １６ 排液管 １８ 液体供給管 ２０ ミキシングブロック ２２、２６、６２、７０ 開閉制御弁 ２４ 純水供給管 ２８ 薬液供給管 ３０、５４ フィルタ ３２、５８ 圧力トランスデューサ ３４ レギュレータ ３６、５６ 流量計 ３８ 薬液 ４０ 薬液タンク ６０ ニードル弁 ６４、６８ パージ用純水供給管 ６６ ブロックバルブ Ｗ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理液により基板の処理を行う処理部
   と、 前記処理部に処理液を供給する処理液供給手段と、 前記処理液供給手段に接続された処理液供給管と、 前記処理液供給管に接続され、薬液および純水を混合さ
   せて処理液を生成させる混合部と、 前記混合部に接続された第１純水供給管と、 前記混合部に接続され、薬液供給用開閉弁が介挿された
   薬液供給管と、 前記混合部と前記薬液供給用開閉弁の間の前記薬液供給
   管に接続され、純水供給用開閉弁が介挿された第２純水
   供給管とを備え、 前記薬液供給用開閉弁を開閉した後、前記純水供給用開
   閉弁を所定時間開くように制御することを特徴とする基
   板処理装置
2. 【請求項２】 前記第１純水供給管の下流位置に純水用
   フィルタを介挿し、その純水用フィルタを通過した純水
   がそのまま前記第１純水供給管から前記混合部へ流入す
   る請求項１記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記薬液供給管の下流位置に薬液用フィ
   ルタを介挿し、その薬液用フィルタを通過した薬液がそ
   のまま前記薬液供給管から前記混合部へ流入するととも
   に、前記第２純水供給管から前記薬液供給管内へ流され
   た純水が前記薬液用フィルタを通過して前記薬液供給管
   から前記混合部へ流入する請求項１または請求項２記載
   の基板処理装置。
4. 【請求項４】 前記第２純水供給管が、前記第１純水供
   給管から分岐して設けられた請求項１ないし請求項３の
   いずれかに記載の基板処理装置。