JP2007201330A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液により基板を処理する基板処理装置において、処理液の処理性能を維持し、基板処理装置の稼働率を向上させるとともに、処理液の消費量や排液量を低減できる技術を提供する。
【解決手段】基板処理装置１は、処理液の循環経路の途中に、処理液を冷却する冷却機構２５と、処理液中の不純物を除去するフィルタ２６，２７とを備える。これにより、処理液中に溶解している不純物を析出させ、析出した不純物を除去する。このため、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板等の基板に対して、洗浄、エッチング等の所定の処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、処理液により基板を処理する基板処理装置が知られている。図６は、従来の基板処理装置１００の一般的な構成を示した図である。従来の基板処理装置１００は、処理液を貯留するための処理槽１１０を備え、処理槽１１０に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗを処理する。また、基板処理装置１００は、循環ポンプ１２１の圧力により処理液を循環させる循環部１２０を備えている。処理液は、循環経路途中に設けられたフィルタ１２２により濾過される。また、処理液は、処理槽１１０に設けられたヒータ１１１や、循環経路途中に設けられたヒータ１２３により加熱され、基板Ｗの処理に適した所定の温度に維持される。

このような従来の基板処理装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００４−１７９３１０号公報

しかしながら、従来の基板処理装置１００においては、基板Ｗの処理に伴って処理液の成分構成が変化し、処理液の処理性能が低下してしまう場合があった。例えば、燐酸を含む処理液を用いて基板の表面をエッチングする処理の場合、基板の表面から溶出した酸化物や窒化物が不純物として処理液中に混合し、処理液のエッチング性能を低下させる場合があった。このため、従来の基板処理装置１００では、頻繁に処理液を新液に交換する必要があり、処理液の稼働率が低下するとともに、処理液の消費量や排液量が多くなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板を処理液により処理する基板処理装置において、処理液の処理性能を維持し、基板処理装置の稼働率を向上させるとともに、処理液の消費量や排液量を低減できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板を処理液により処理する基板処理装置であって、基板を収納するとともに、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽から排出された処理液を再度前記処理槽へ供給する循環経路と、前記循環経路途中において処理液を冷却する冷却手段と、前記循環経路途中の前記冷却手段よりも下流側において、処理液中に含まれる不純物を除去する不純物除去手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記不純物除去手段よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記処理槽は、基板を収容するとともに、基板を処理する内槽と、前記内槽の上部外側に前記内槽からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを備え、前記循環経路は、前記外槽から排出された処理液を再度前記内槽へ供給することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記循環経路は、前記処理槽の底部から処理液を再度前記処理槽へ供給することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記循環経路は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路のそれぞれに、前記不純物除去手段が設けられ、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路とを切り替える循環経路切替手段を備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記不純物除去手段は、処理液中の不純物を濾し取るフィルタを備え、前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の基板処理装置であって、前記フィルタ洗浄手段は、不純物を溶解させるフィルタ洗浄液を前記フィルタへ供給するフィルタ洗浄液供給手段を備えることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記フィルタよりも下流側において、前記循環経路から分岐された排液経路と、前記循環経路と前記排液経路とを切り替える排液切替手段と、をさらに備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項６から請求項８までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記フィルタよりも上流側において、処理液を供給する処理液供給手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記不純物除去手段よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、前記加熱手段は、前記処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱することを特徴とする。

請求項１〜１０に記載の発明によれば、循環経路途中において処理液を冷却する冷却手段と、冷却手段よりも下流側において処理液中に含まれる不純物を除去する不純物除去手段とを備える。このため、処理液中に溶解している不純物を析出させ、析出した不純物を除去できる。これにより、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。

特に、請求項２に記載の発明によれば、循環経路途中の不純物除去手段よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備える。このため、処理槽内における処理液の温度を維持しつつ、処理液中の不純物を除去できる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、循環経路は、外槽から排出された処理液を再度内槽へ供給する。このため、処理槽において処理液をオーバーフローさせて基板を処理しつつ、循環経路において処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項４に記載の発明によれば、処理槽の底部から排出された処理液を再度処理槽へ供給する。このため、処理液を急速に回収し、処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項５に記載の発明によれば、循環手段は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、第１の循環経路と第２の循環経路のそれぞれに、不純物除去手段が設けられており、第１の循環経路と第２の循環経路とを切り替える切り替え手段を備える。このため、一方の不純物除去手段に不純物が蓄積すると、循環経路を切り替えて他方の不純物除去手段を使用できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項６に記載の発明によれば、フィルタを洗浄するフィルタ洗浄手段をさらに備える。このため、フィルタを交換することなくフィルタの目詰まりを解消できる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、フィルタ洗浄手段は、不純物を溶解させるフィルタ洗浄液をフィルタへ供給するフィルタ洗浄液供給手段を備える。このため、フィルタに蓄積された不純物を溶解させ、フィルタの目詰まりを効果的に解消できる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、循環経路途中のフィルタよりも下流側において、循環経路から分岐された排液経路と、循環経路と排液経路とを切り替える排液切替手段と、をさらに備える。このため、フィルタを洗浄するときには、液体の経路を排液経路に切り替えることができ、フィルタ洗浄液が処理槽へ供給されることを防止できる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、循環経路途中のフィルタよりも上流側において、処理液を供給する処理液供給手段をさらに備える。このため、フィルタ洗浄液がフィルタに付着して残存することを防止できる。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、循環経路途中の不純物除去手段よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、加熱手段は、処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱する。このため、処理液を十分に加熱できる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を示した図である。この基板処理装置１は、処理槽１０に貯留された処理液に複数枚の基板（以下、単に基板という。）Ｗを浸漬することにより、基板Ｗを処理するための装置である。基板処理装置１は、主として、処理槽１０と、配管部２０と、制御部４０とを備えている。本実施形態では、処理液として燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）溶液を使用し、基板Ｗの表面にエッチング処理を行う場合について説明する。

処理槽１０は、処理液を貯留するための容器である。処理槽１０は、基板Ｗを浸漬処理するための内槽１１と、内槽１１の外側面の上端に設けられた外槽１２とを備えている。内槽１１へ供給された処理液は、内槽１１の内部に貯留され、やがて内槽１１上部の開口から外槽１２へオーバーフローする。内槽１１の側部には、ヒータ１３が設けられている。ヒータ１３を動作させると、内槽１１の内部に貯留された処理液が加熱されて所定の温度（例えば、１６０℃）に維持される。

処理槽１０の上部には、基板Ｗを保持する図示しないリフタが設けられている。基板Ｗは、リフタに保持されて上下に搬送されることにより、処理槽１０上方の引き上げ位置と内槽１１の内部の浸漬位置（図１の位置）との間で移動する。内槽１１に処理液が貯留され、基板Ｗが下降されると、基板Ｗは処理液中に浸漬されて、基板Ｗの表面がエッチング処理される。

配管部２０は、複数の配管２１ａ〜２１ｔにより構成されている。配管２１ａは、上流側の端部が外槽１２に接続されるとともに、下流側の端部が内槽１１に接続されている。配管２１ａの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ１、循環ポンプ２２、フィルタ２３、およびヒータ２４が設けられている。このため、バルブＶ１を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させると、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ａ中を流れ、内槽１１へ循環される。また、配管２１ａ内を流れる途中において、処理液中の不純物がフィルタ２３により除去される。また、ヒータ２４を動作させると、循環される処理液が加熱され、処理液は所定の温度に維持される。

配管２１ｂは、上流側の端部が内槽１１の底部に接続され、その経路途中にはバルブＶ２が接続されている。このため、バルブＶ２を開放すると、内槽１１に貯留された処理液が配管２１ｂへ急速に流れ出す。また、配管２１ｃは、上流側の端部が外槽１２に接続され、その経路途中にはバルブＶ３が介挿されている。このため、バルブＶ３を開放すると、外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃへ流れ出す。

配管２１ｂの下流側の端部と、配管２１ｃの下流側の端部とは、合流して１本の配管２１ｄとなる。配管２１ｄの経路途中には、処理液を冷却させるための冷却機構２５が設けられている。このため、冷却機構２５を動作させると、配管２１ｄ内を流れる処理液が冷却される。

配管２１ｄの下流側の端部は、２本の配管２１ｅ，２１ｆに分岐している。配管２１ｅの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ４と、フィルタ２６と、バルブＶ５と、が設けられている。このため、バルブＶ４およびＶ５を開放すると、配管２１ｅ内を通って処理液が流れ、処理液中に含まれる不純物がフィルタ２６によって濾し取られる。同様に、配管２１ｆの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ６と、フィルタ２７と、バルブＶ７と、が設けられている。このため、バルブＶ６およびＶ７を開放すると、配管２１ｆ内を通って処理液が流れ、処理液中に含まれる不純物がフィルタ２７によって濾し取られる。

配管２１ｅ，２１ｆの下流側の端部は、１つの予備温調タンク２８に接続されている。配管２１ｅ，２１ｆ内を流れた処理液は、予備温調タンク２８へ流入し、予備温調タンク２８内に一時的に貯留される。予備温調タンク２８の底側には、ヒータ２８ａが付設されている。このため、ヒータ２８ａを動作させると、予備温調タンク２８内に貯留された処理液は所定の温度まで加熱される。

配管２１ｇは、上流側の端部が予備温調タンク２８に接続されているとともに、下流側の一端が配管２１ａの循環ポンプ２２の上流側に接続されている。また、配管２１ｇの経路途中には、バルブＶ８が介挿されている。このため、バルブＶ８を開放すると、予備温調タンク２８に貯留された処理液が、配管２１ｇを通って配管２１ａへ流入し、循環ポンプ２２、フィルタ２３、およびヒータ２４を経由して内槽１１へ供給される。

フィルタ洗浄液供給源２９は、フィルタ２６，２７を洗浄するフィルタ洗浄液を供給するための液源である。フィルタ洗浄液は、フィルタ２６，２７に濾し取られた不純物を溶解させることにより、フィルタ２６，２７を洗浄する。フィルタ洗浄液としては、例えば、ＳｉＯ₂やＳｉＮ₃等のエッチング残渣を低温において溶解させる希釈フッ酸が使用される。

フィルタ洗浄液供給源２９には、配管２１ｈが接続されており、配管２１ｈの下流側の端部は、配管２１ｉと配管２１ｊとに分岐している。配管２１ｉの経路途中にはバルブＶ９が介挿されており、配管２１ｉの下流側の端部は、配管２１ｅのフィルタ２６の上流側に接続されている。このため、バルブＶ９を開放すると、フィルタ洗浄液供給源２９から配管２１ｈ，２１ｉ，２１ｅを通ってフィルタ２６へ、フィルタ洗浄液が供給される。同様に、配管２１ｊの経路途中にはバルブＶ１０が介挿されており、配管２１ｊの下流側の端部は、配管２１ｆのフィルタ２７の上流側に接続されている。このため、バルブＶ１０を開放すると、フィルタ洗浄液供給源２９から配管２１ｈ，２１ｊ，２１ｆを通ってフィルタ２７へ、フィルタ洗浄液が供給される。

配管２１ｅのフィルタ２６とバルブＶ５との間には、配管２１ｋが接続されており、配管２１ｋの経路途中にはバルブＶ１１が介挿されている。また、配管２１ｆのフィルタ２７とバルブＶ７との間には、配管２１ｌが接続されており、配管２１ｌの経路途中にはバルブＶ１２が介挿されている。配管２１ｋの下流側の端部と、配管２１ｌの下流側の端部とは、合流して１本の配管２１ｍとなり、配管２１ｍの下流側の端部は、排液冷却タンク３０へ接続されている。このため、バルブＶ５を閉鎖するとともにバルブＶ１１を開放すると、フィルタ２６を通過した処理液またはフィルタ洗浄液が、配管２１ｅ，２１ｋ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。また、バルブＶ７を閉鎖するとともにバルブＶ１２を開放すると、フィルタ２７を通過した処理液またはフィルタ洗浄液が、配管２１ｆ，２１ｌ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。

処理液供給源３１は、新しい（すなわち未使用の）処理液を供給するための液源である。処理液供給源３１には、配管２１ｎが接続されている。配管２１ｎの下流側の端部は、配管２１ｏと配管２１ｐとに分岐している。配管２１ｏの経路途中にはバルブＶ１３が介挿されており、配管２１ｏの下流側の端部は、配管２１ｅのフィルタ２６の上流側に接続されている。このため、バルブＶ１３を開放すると、処理液供給源３１から配管２１ｎ，２１ｏ，２１ｅを通ってフィルタ２６へ、処理液が供給される。同様に、配管２１ｐの経路途中にはバルブＶ１４が介挿されており、配管２１ｐの下流側の端部は、配管２１ｆのフィルタ２７の上流側に接続されている。このため、バルブＶ１４を開放すると、処理液供給源３１から配管２１ｎ，２１ｐ，２１ｆを通ってフィルタ２７へ、処理液が供給される。

また、処理液供給源３１には、配管２１ｑも接続されている。配管２１ｑの経路途中にはバルブＶ１５が介挿されており、配管２１ｑの下流側の端部は、予備温調タンク２８に接続されている。このため、バルブＶ１５を開放すると、処理液供給源３１から予備温調タンク２８へ、新しい処理液が供給される。

配管２１ｒは、上流側の端部が内槽１１の底部に接続されているとともに下流側の端部が排液冷却タンク３０に接続されている。また、配管２１ｒの経路途中には、バルブＶ１６が介挿されている。このため、バルブＶ１６を開放すると、内槽１１に貯留された処理液が、配管２１ｒを通って排液冷却タンク３０へ急速に排出される。

配管２１ｓは、上流側の端部が予備温調タンク２８に接続されているとともに下流側の端部が排液冷却タンク３０に接続されている。また、配管２１ｓの経路途中には、バルブＶ１７が介挿されている。このため、バルブＶ１７を開放すると、予備温調タンク２８に貯留された処理液が、配管２１ｓを通って排液冷却タンク３０へ排出される。

排液冷却タンク３０の底側には、冷却機構３０ａが付設されている。冷却機構３０ａを動作させると、排液冷却タンク３０内に貯留された処理液またはフィルタ洗浄液は、廃棄可能な温度まで冷却される。また、排液冷却タンク３０には、配管２１ｔが接続されている。配管２１ｔの経路途中にはバルブＶ１８が介挿されており、配管２１ｔの下流側の端部は、排液ラインに接続されている。このため、バルブＶ１８を開放すると、排液冷却タンク３０内において冷却された処理液またはフィルタ洗浄液が、排液ラインへ排出される。

制御部４０は、基板処理装置１の各部の動作を制御するための情報処理部である。制御部４０は、ＣＰＵやメモリを備えたコンピュータにより構成される。図２は、制御部４０と装置各部との間の電気的接続関係を示したブロック図である。図２に示したように、制御部４０は、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１８、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５、ヒータ２８ａ、冷却機構３０ａと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。

＜２．基板処理装置の動作（不純物を連続的に除去する場合）＞
続いて、上記構成を有する基板処理装置１の動作について説明する。まず、処理槽１０において基板Ｗを処理しつつ、処理液中の不純物を連続的に除去する場合について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する基板処理装置１の動作は、制御部４０が、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１８、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５、ヒータ２８ａ、冷却機構３０ａ等の動作を制御することにより進行する。

まず、基板処理装置１において、バルブＶ８およびバルブＶ１５を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させる（ステップＳ１１）。これにより、処理液供給源３１から配管２１ｑ、予備温調タンク２８、配管２１ｇ、配管２１ａを通って内槽１１へ処理液を供給し、内槽１１に処理液を貯留する。処理液は、内槽１１の上部まで貯留されると、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。

内槽１１へ処理液を貯留する際には、予備温調タンク２８のヒータ２８ａ、配管２１ａ上のヒータ２４、および内槽１１のヒータ１３を動作させる。これにより、内槽１１へ貯留される処理液は加熱され、エッチング処理に適した所定の温度（例えば１６０℃）に維持される。

次に、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ９〜Ｖ１８を閉鎖するとともにバルブＶ３〜Ｖ５，Ｖ８を開放する。これにより、処理液の流路をフィルタ２６経由の循環経路（以下、「第１の循環経路」という。）に設定する（ステップＳ１２）。第１の循環経路においては、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃ，配管２１ｄ，配管２１ｅ，予備温調タンク２８，配管２１ｇ，配管２１ａを経由して内槽１１へ循環される。

続いて、基板Ｗを保持したリフタを降下させることにより、内槽１１に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬する（ステップＳ１３）。これにより、基板Ｗの表面に形成された酸化膜や窒化膜がエッチングされる。エッチングにより基板Ｗの表面から溶出した酸化物や窒化物の成分（ＳｉＯ₂やＳｉＮ₃など）は、不純物として処理液中に混合する。

不純物を含んだ処理液は、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローし、外槽１２から第１の循環経路へ流れ出す。そして、配管２１ｄ上の冷却機構２５において、処理液は冷却される。処理液に対する不純物の飽和溶解濃度は、処理液の温度低下とともに低下するため、処理液が冷却されると、処理液中に溶解されていた不純物は固体となって析出する。その後、配管２１ｅ上のフィルタ２６において、処理液中の不純物は濾し取られ、処理液のみが予備温調タンク２８へ回収される。

予備温調タンク２８は、回収した処理液をヒータ２８ａにより再び所定の温度まで加熱する。そして、予備温調タンク２８において加熱された処理液は、配管２１ｇ，２１ａを通って内槽１１へ供給され、基板Ｗの処理のために再利用される。なお、処理液は、配管２１ａ上のヒータ２４や内槽１１のヒータ１３によっても加熱される。これにより、配管２１ｇ，２１ａの経路途中における処理液の温度低下が防止され、処理液は所定の温度に維持される。

基板Ｗを浸漬した後、所定時間が経過すると、次に、バルブＶ４を閉鎖するとともにバルブＶ６，Ｖ７を開放する。これにより、処理液の流路をフィルタ２７経由の循環経路（以下、「第２の循環経路」という。）に切り替える（ステップＳ１４）。第２の循環経路においては、外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃ，配管２１ｄ，配管２１ｆ，予備温調タンク２８，配管２１ｇ，配管２１ａを経由して内槽１１へ循環される。

第２の循環経路では、上記の第１の循環経路の場合と同様に、まず、配管２１ｄ上の冷却機構２５において、処理液が冷却される。冷却された処理液中には、不純物が固体となって析出し、析出した不純物が配管２１ｆ上のフィルタ２７において濾し取られる。予備温調タンク２８に回収された処理液は、ヒータ２８ａにより加熱され、配管２１ｇ，２１ａを通って内槽１１へ供給される。このように、第２の循環経路においても、第１の循環経路と同等の冷却、濾過、加熱が実行されつつ、処理液が循環される。

第２の循環経路を使用している間に、第１の循環経路においては、フィルタ２６の洗浄処理を実行する（ステップＳ１５）。図４は、フィルタ２６の洗浄処理の流れを詳細に示したフローチャートである。フィルタ２６を洗浄するときには、まず、バルブＶ５を閉鎖するとともにバルブＶ１１を開放し、液体の流路を排液冷却タンク３０へ向かう経路（排液経路）に設定する（ステップＳ２１）。そして、バルブＶ９を開放し、フィルタ洗浄液供給源２９から配管２１ｈ，２１ｉ，２１ｅを通ってフィルタ２６へ、フィルタ洗浄液を供給する（ステップＳ２２）。フィルタ２６に蓄積されている不純物は、フィルタ洗浄液により再び溶解し、フィルタ２６を通過可能となる。そして、不純物の成分を含んだフィルタ洗浄液は、フィルタ２６を通過した後、配管２１ｅ，２１ｋ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。

その後、バルブＶ９を閉鎖するとともにバルブＶ１３を開放する。これにより、処理液供給源３１から配管２１ｎ，２１ｏを通って配管２１ｅへ、新しい処理液を供給する（ステップＳ２３）。配管２１ｅへ供給された処理液は、配管２１ｅおよびフィルタ２６に付着したフィルタ洗浄液を洗い流し、配管２１ｋ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。排液冷却タンク３０内においては、処理液やフィルタ洗浄液が冷却機構３０ａにより冷却される（ステップＳ２４）。そして、処理液とフィルタ洗浄液とが排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１８を開放して、処理液とフィルタ洗浄液とを排液ラインへ排出する（ステップＳ２５）。

図３に戻る。第２の循環経路に切り替えられた後、所定時間が経過すると、次に、バルブＶ６を閉鎖するとともにバルブＶ４，Ｖ５を開放する。これにより、処理液の流路を、再び第１の循環経路に切り替える（ステップＳ１６）。第１の循環経路においては、上記のステップＳ１３のときと同様に、まず、配管２１ｄ上の冷却機構２５により処理液が冷却される。冷却された処理液中には、不純物が個体となって析出し、析出した不純物が配管２１ｅ上のフィルタ２６において濾し取られる。予備温調タンク２８に回収された処理液は、ヒータ２８ａにより加熱され、配管２１ｇ，２１ａを通って内槽１１へ供給される。

また、第１の循環経路を使用している間に、第２の循環経路においては、フィルタ２７の洗浄処理を実行する（ステップＳ１７）。フィルタ２７の洗浄処理の流れは、図４に示したフィルタ２６の洗浄処理の流れと同等である。すなわち、まず、バルブＶ７を閉鎖するとともにバルブＶ１２を開放し、液体の流路を排液冷却タンク３０へ向かう経路（排液経路）に設定する（ステップＳ２１）。そして、バルブＶ１０を開放し、フィルタ洗浄液供給源２９から配管２１ｈ，２１ｊ，２１ｆを通ってフィルタ２７へ、フィルタ洗浄液を供給する（ステップＳ２２）。フィルタ２７に蓄積されている不純物は、フィルタ洗浄液により再び溶解し、フィルタ２７を通過可能となる。そして、不純物の成分を含んだフィルタ洗浄液は、フィルタ２７を通過した後、配管２１ｆ，２１ｌ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。

その後、バルブＶ１０を閉鎖するとともにバルブＶ１４を開放する。これにより、処理液供給源３１から配管２１ｎ，２１ｐを通って配管２１ｆへ、新しい処理液を供給する（ステップＳ２３）。配管２１ｆへ供給された処理液は、配管２１ｆおよびフィルタ２７に付着したフィルタ洗浄液を洗い流し、配管２１ｌ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。排液冷却タンク３０内においては、処理液やフィルタ洗浄液が冷却機構３０ａにより冷却される（ステップＳ２４）。そして、処理液とフィルタ洗浄液とが排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１８を開放して、処理液とフィルタ洗浄液とを排液ラインへ排出する（ステップＳ２５）。

図３に戻る。基板Ｗに対する所定時間の処理が完了すると、循環ポンプ２２を停止する（ステップＳ１８）。これにより、第１の循環経路を使用した処理液の循環が停止される。そして、リフタを上昇させて、基板Ｗを内槽１１から引き上げる（ステップＳ１９）。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの処理を終了する。

このように、この基板処理装置１は、処理液を冷却して不純物を析出させるとともに、析出した不純物をフィルタ２６，２７によって除去する。これにより、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置１の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。

特に、この基板処理装置１は、処理液を循環しつつ基板Ｗを処理し、その循環経路の途中において、処理液の冷却、濾過、加熱を実行する。このため、処理槽１０における基板Ｗの処理を停止させることなく、処理液中の不純物を除去できる。したがって、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

また、この基板処理装置１は、処理液の循環経路のフィルタ２６，２７よりも下流側において、処理液を加熱する予備温調タンク２８を備える。このため、処理槽１０内における処理液の温度を維持しつつ、処理液中の不純物を除去できる。

また、この基板処理装置１は、処理液の冷却、濾過、加熱を同等に実行できる第１の循環経路と第２の循環経路とを並列に有している。そして、バルブＶ４〜Ｖ７の開閉を制御することにより、第１の循環経路と第２の循環経路とが切り替え可能となっている。このため、一方のフィルタに不純物が蓄積すると、循環経路を切り替えて他方のフィルタを使用できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

また、この基板処理装置１は、一方の循環経路を使用している間に、他方の循環経路のフィルタを洗浄できる。このため、フィルタ２６，２７の目詰まりを解消しつつ、循環経路を連続的に切り替えて使用できる。したがって、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。なお、循環経路の切り替え回数は、上記の例に限定されるものではなく、基板Ｗの処理時間に応じて適宜に設定すればよい。

また、この基板処理装置１は、第１の循環経路および第２の循環経路のそれぞれの経路途中から分岐された排液経路を有する。そして、バルブＶ５，Ｖ７，Ｖ１１，Ｖ１２の開閉を制御することにより、循環経路の主経路と排液経路とが切り替え可能となっている。このため、フィルタ２６，２７を洗浄するときには、液体の流路を排液経路に切り替えることができ、フィルタ洗浄液が処理槽１０へ供給されることを防止できる。

また、この基板処理装置１は、フィルタ２６，２７にフィルタ洗浄液を供給した後、配管２１ｅ，２１ｆやフィルタ２６，２７に処理液を供給する。このため、フィルタ洗浄液が配管２１ｅ，２１ｆやフィルタ２６，２７に付着して残存することを防止できる。

＜３．基板処理装置の動作（一度に不純物を除去する場合）＞
続いて、上記の基板処理装置１において、基板Ｗを処理した後、一度に処理液中の不純物を除去する場合について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する基板処理装置１の動作も、制御部４０が、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１８、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５、ヒータ２８ａ、冷却機構３０ａ等の動作を制御することにより進行する。

まず、基板処理装置１において、バルブＶ８およびバルブＶ１５を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させる。これにより、処理液供給源３１から配管２１ｑ、予備温調タンク２８、配管２１ｇ、配管２１ａを通って内槽１１へ処理液を供給し、内槽１１に処理液を貯留する（ステップＳ３１）。処理液は、内槽１１の上部まで貯留されると、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。

内槽１１へ処理液を貯留する際には、予備温調タンク２８のヒータ２８ａ、配管２１ａ上のヒータ２４、および内槽１１のヒータ１３を動作させる。これにより、内槽１１へ貯留される処理液は加熱され、エッチング処理に適した所定の温度（例えば１６０℃）に維持される。

次に、バルブＶ２〜Ｖ１８を閉鎖するとともにバルブＶ１を開放する。これにより、処理液の流路を、配管２１ａのみにより構成される循環経路（以下、「非冷却循環経路」という。）に設定する（ステップＳ３２）。非冷却循環経路においては、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液がフィルタ２３やヒータ２４を経由して内槽１１へ循環される。

続いて、基板Ｗを保持したリフタを降下させることにより、内槽１１に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬する（ステップＳ３３）。これにより、基板Ｗの表面に形成された酸化膜や窒化膜がエッチングされる。エッチングにより基板Ｗの表面から溶出した酸化膜や窒化膜の成分（ＳｉＯ２やＳｉＮ３など）は、不純物として処理液中に混合する。そして、基板Ｗに対する所定時間の処理が完了すると、リフタを上昇させて、基板Ｗを内槽１１から引き上げる（ステップＳ３４）。

基板Ｗを引き上げた後、基板処理装置１は、バルブＶ１を閉鎖するとともにバルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５を開放する。これにより、内槽１１および外槽１２に貯留された処理液を、配管２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを経由して予備温調タンク２８内に回収する（ステップＳ３５）。このとき、配管２１ｄ上の冷却機構において、処理液は冷却される。このため、処理液中に溶解されていた不純物は固体となって析出する。その後、配管２１ｅ上のフィルタ２６において、処理液中の不純物は濾し取られ、処理液のみが予備温調タンク２８へ回収される。

予備温調タンク２８は、回収した処理液をヒータ２８ａにより再び所定の温度まで加熱する（ステップＳ３６）。処理液が所定の温度まで加熱されると、基板処理装置１は、バルブＶ８を開放し、循環ポンプ２２を動作させる。これにより、予備温調タンク２８内の処理液を、配管２１ｇ，２１ａを通って内槽１１へ供給する（ステップＳ３７）。

その後、基板処理装置１は、フィルタ２６の洗浄処理を実行する（ステップＳ３８）。フィルタ２６の洗浄処理の流れは、図４に示したフィルタ２６の洗浄処理の流れと同等である。すなわち、まず、バルブＶ５を閉鎖するとともにバルブＶ１１を開放し、液体の流路を排液冷却タンク３０へ向かう経路（排液経路）に設定する（ステップＳ２１）。そして、バルブＶ９を開放し、フィルタ洗浄液供給源２９から配管２１ｈ，２１ｉ，２１ｅを通ってフィルタ２６へ、フィルタ洗浄液を供給する（ステップＳ２２）。フィルタ２６に蓄積されている不純物は、フィルタ洗浄液により再び溶解し、フィルタ２６を通過可能となる。そして、不純物の成分を含んだフィルタ洗浄液は、フィルタ２６を通過した後、配管２１ｅ，２１ｋ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。

その後、バルブＶ９を閉鎖するとともにバルブＶ１３を開放する。これにより、処理液供給源３１から配管２１ｎ，２１ｏを通って配管２１ｅへ、新しい処理液を供給する（ステップＳ２３）。配管２１ｅへ供給された処理液は、配管２１ｅおよびフィルタ２６に付着したフィルタ洗浄液を洗い流し、配管２１ｋ，２１ｍを通って排液冷却タンク３０へ排出される。排液冷却タンク３０内においては、処理液やフィルタ洗浄液が冷却機構３０ａにより冷却される（ステップＳ２４）。そして、処理液とフィルタ洗浄液とが排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１８を開放して、処理液とフィルタ洗浄液とを排液ラインへ排出する（ステップＳ２５）。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの処理を終了する。

このように、この基板処理装置１は、処理液を冷却して不純物を析出させるとともに、析出した不純物をフィルタ２６によって除去する。これにより、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置１の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。なお、上記の例では、フィルタ２６経由の循環経路（第１の循環経路）を使用したが、フィルタ２７経由の循環経路（第２の循環経路）を使用してもよく、また、第１の循環経路と第２の循環経路とを同時に使用してもよい。

特に、この基板処理装置１は、外槽１２および内槽１１の底部から処理液を回収する。このため、処理液を急速に回収し、処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

また、この基板処理装置１は、処理液の循環経路のフィルタ２６，２７よりも下流側において、処理液を加熱する予備温調タンク２８を備える。このため、処理槽１０内における処理液の温度を維持しつつ、処理液中の不純物を除去できる。

また、この基板処理装置１は、第１の循環経路および第２の循環経路のそれぞれの経路途中から分岐された排液経路を有する。そして、バルブＶ５，Ｖ７，Ｖ１１，Ｖ１２の開閉を制御することにより、循環経路の主経路と排液経路とが切り替え可能となっている。このため、フィルタ２６，２７を洗浄するときには、液体の流路を排液経路に切り替えることができ、フィルタ洗浄液が処理槽１０へ供給されることを防止できる。

また、この基板処理装置１は、フィルタ２６，２７にフィルタ洗浄液を供給した後、配管２１ｅ，２１ｆやフィルタ２６，２７に処理液を供給する。このため、フィルタ洗浄液が配管２１ｅ，２１ｆやフィルタ２６，２７に付着して残存することを防止できる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、処理液を再利用する場合のみについて説明したが、循環の途中で処理液の一部を排液し、新しい処理液を補充してもよい。具体的には、予備温調タンク２８に処理液を回収した後、バルブＶ１７を開放する。これにより、予備温調タンク２８から配管２１ｓを通って排液冷却タンク３０ａへ所定量の処理液を排液する。そして、バルブＶ１５を開放し、処理液供給源３１から配管２１ｑを通って予備温調タンク２８へ、処理液を補充する。これにより、不純物以外の要因による処理液の劣化を防止し、処理液の処理性能を維持できる。

また、所定回数の処理につき１回、処理槽１０内の処理液を全量交換してもよい。具体的には、所定回数の基板Ｗの処理が終了した後、バルブＶ１６を開放する。これにより、処理槽１０から配管２１ｒを通って排液冷却タンク３０へ、処理液を回収する。排液冷却タンク３０内においては、処理液が冷却機構３０ａにより冷却される。そして、処理液が排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１８を開放して、処理液を排液ラインへ排出する。その後、バルブＶ８およびバルブＶ１５を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させ、処理槽１０へ新しい処理液を供給する。これにより、不純物以外の要因による処理液の劣化を防止し、処理液の処理性能を維持できる。

また、上記の例では、不純物を除去するために、フィルタ２６，２７を使用したが、フィルタ２６，２７以外の不純物除去手段を使用してもよい。例えば、遠心分離によって処理液中の不純物を分離して除去する装置を使用してもよい。

また、上記の例では、燐酸を含む処理液を使用し、基板Ｗに対してエッチング処理を行う場合について説明したが、本発明の基板処理装置は、このような処理を行う装置に限定されるものではない。例えば、過酸化水素水やアンモニア水を含む処理液を使用し、基板Ｗに対して洗浄処理を行うものであってもよい。また、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等の有機溶媒を主とした液体を使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示した図である。 制御部と装置各部との間の電気的接続関係を示したブロック図である。 基板を処理しつつ、処理液中の不純物を連続的に除去する場合の基板処理装置の動作の流れを示したフローチャートである。 フィルタの洗浄処理の流れを詳細に示したフローチャートである。 基板を処理した後、処理液中の不純物を一度に除去する場合の基板処理装置の動作の流れを示したフローチャートである。 従来の基板処理装置の一般的な構成を示した図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１２ 外槽
１３ ヒータ
２１ａ〜２１ｔ 配管
２２ 循環ポンプ
２３ フィルタ
２４ ヒータ
２５ 冷却機構
２６，２７ フィルタ
２８ 予備温調タンク
２８ａ ヒータ
２９ フィルタ洗浄液供給源
３０ 排液冷却タンク
３０ａ 冷却機構
３１ 処理液供給源
４０ 制御部
Ｖ１〜Ｖ１８ バルブ
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 基板を処理液により処理する基板処理装置であって、
   基板を収納するとともに、処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽から排出された処理液を再度前記処理槽へ供給する循環経路と、
   前記循環経路途中において処理液を冷却する冷却手段と、
   前記循環経路途中の前記冷却手段よりも下流側において、処理液中に含まれる不純物を除去する不純物除去手段と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記循環経路途中の前記不純物除去手段よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記処理槽は、基板を収容するとともに、基板を処理する内槽と、前記内槽の上部外側に前記内槽からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを備え、
   前記循環経路は、前記外槽から排出された処理液を再度前記内槽へ供給することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記循環経路は、前記処理槽の底部から処理液を再度前記処理槽へ供給することを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記循環経路は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、
   前記第１の循環経路と前記第２の循環経路のそれぞれに、前記不純物除去手段が設けられ、
   前記第１の循環経路と前記第２の循環経路とを切り替える循環経路切替手段を備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記不純物除去手段は、処理液中の不純物を濾し取るフィルタを備え、
   前記フィルタを洗浄するフィルタ洗浄手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置であって、
   前記フィルタ洗浄手段は、不純物を溶解させるフィルタ洗浄液を前記フィルタへ供給するフィルタ洗浄液供給手段を備えることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
   前記循環経路途中の前記フィルタよりも下流側において、前記循環経路から分岐された排液経路と、
   前記循環経路と前記排液経路とを切り替える排液切替手段と、
   をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項６から請求項８までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記循環経路途中の前記フィルタよりも上流側において、処理液を供給する処理液供給手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
    前記循環経路途中の前記不純物除去手段よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、
    前記加熱手段は、前記処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱することを特徴とする基板処理装置。
    

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