JP2008218701A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬液の清浄度を高めることにより、基板を清浄度高く洗浄することができる基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】薬液カートリッジ２９から薬液供給部２７を介して純水に薬液を混合させて処理液を生成させ、供給管を介して処理槽に処理液を供給させる。薬液カートリッジ２９には、補充ラインなどから薬液が補充されることがなく、薬液が汚染されることがないので、薬液の清浄度を高く維持することができる。したがって、清浄度高く基板を洗浄することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に対して、処理液によって洗浄処理を行う基板洗浄装置に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留する処理部と、処理部に純水を供給する供給管と、供給管を流通する純水に対して薬液を混合させるミキシングバルブと、ミキシングバルブに薬液を供給する分岐管と、分岐管に連通接続された薬液タンクとを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。このような構成の基板洗浄装置では、薬液タンクに貯留している薬液（例えば、フッ化水素酸）を、ミキシングバルブから純水に混合させ、処理部に収容された基板の洗浄処理を行う。
特開平１１−６７７０７号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、純水の清浄度は極めて高く、ｐｐｔレベルであり、純水が原因で基板が汚染されることは極めて稀であるが、薬液は純水に比較して清浄度が低く、薬液に起因して基板が汚染されることがあるという問題がある。具体的には、薬液供給ラインから薬液タンクに薬液が補充されるが、その補充ラインなどからパーティクルが混入したり、金属イオンが溶出して薬液に混入したりして、薬液の清浄度が低下する。その結果、いくら清浄度が高い純水を使って洗浄しても、基板を清浄度高く処理することができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、薬液の清浄度を高めることにより、基板を清浄度高く洗浄することができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、薬液を含む処理液で基板を洗浄する基板洗浄装置において、基板を処理液で処理するための処理部と、前記処理部に純水を供給する供給管と、前記供給管に対して薬液を供給する薬液供給部と、薬液を貯留し、前記薬液供給部に対して着脱自在に構成された薬液カートリッジと、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、薬液カートリッジから薬液供給部を介して純水に薬液を混合させて処理液を生成させ、供給管を介して処理部に処理液を供給させる。薬液カートリッジには、補充ラインなどから薬液が補充されることがなく、薬液が汚染されることがないので、薬液の清浄度を高く維持することができる。したがって、清浄度高く基板を洗浄することができる。

また、本発明において、前記薬液カートリッジは、薬液の供給流量を調整するための調整部を備えているとともに、前記薬液供給部は、前記薬液カートリッジが取り付けられる取り付け部を備えていることが好ましい（請求項２）。調整部により流量を調整可能な薬液カートリッジを取り付け部に取り付けることにより、薬液カートリッジを供給配管に直接取り付けることができ、構造を簡易化することができる。したがって、装置コストを低減することができる。

また、本発明において、前記薬液供給部は、薬液を混合するためのミキシングバルブを備え、前記ミキシングバルブは、薬液を供給される分岐管を備えているとともに、前記分岐管は、前記薬液カートリッジが取り付けられる取り付け部を備えていることが好ましい（請求項３）。取り付け部を介して薬液カートリッジを取り付け、分岐管を介してミキシングバルブに薬液を供給することで、ミキシングバルブにて所望の流量の薬液を純水に供給することができる。また、従来装置に備わっているミキシングバルブの分岐管に取り付け部を設けるだけでよいので、従来装置に薬液カートリッジ方式を容易に適用することができる。

また、本発明において、前記薬液カートリッジは、内部に貯留している薬液の量を検出する残量検知センサを備えていることが好ましい（請求項４）。薬液カートリッジの交換時期を容易に知ることができる。

また、本発明において、前記薬液カートリッジは、塩化水素ガスを純水に溶存させて生成された塩酸溶液を予め充填されていることが好ましい（請求項５）。塩化水素ガスを純水に溶存させることにより、清浄度が高い塩酸溶液を生成することができるので、使用過程で薬液の清浄度が低下することがない。

また、本発明において、前記薬液カートリッジは、アンモニアガスを純水に溶存させて生成されたアンモニア溶液を予め充填されていることが好ましい（請求項６）。アンモニアガスを純水に溶存させることにより、清浄度が高いアンモニア溶液を生成することができるので、使用過程で薬液の清浄度が低下することがない。

また、本発明において、前記薬液カートリッジは、フッ化水素ガスを純水に溶存させて生成されたフッ化水素酸溶液を予め充填されていることが好ましい（請求項７）。フッ化水素ガスを純水に溶存させることにより、清浄度が高いフッ化水素酸溶液を生成することできるので、使用過程で薬液の清浄度が低下することがない。

本発明に係る基板洗浄装置によれば、薬液カートリッジから薬液供給部を介して純水に薬液を混合させて処理液を生成させ、供給管を介して処理部に処理液を供給させる。薬液カートリッジには、補充ラインなどから薬液が補充されることがなく、薬液が汚染されることがないので、薬液の清浄度を高く維持することができる。したがって、清浄度高く基板を洗浄することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係る基板洗浄装置の概略構成図である。

本実施例における基板洗浄装置は、例えば、基板Ｗに対して洗浄処理を施すための装置であり、本発明における処理部に相当する処理槽１を備えている。この処理槽１は、処理液を貯留するとともに基板Ｗを収容する内槽７と、外槽９とを備えている。内槽７は、その底面両側に、処理液を供給する注入管１１が一対設けられている。外槽９は、内槽７の上部開口の側方を囲うように設けられ、内槽７から溢れた処理液を回収して排出する。

処理槽１の注入管１１には、供給管１７の一端側が連通接続されている。その他端側には、純水供給源１９とオゾン水供給源２１とが三方弁２３を介して連通接続されている。注入管１１と三方弁２３との間にあたる供給管１７には、制御弁２５と、薬液供給部２７が取り付けられている。薬液部供給部２７は、複数種類の薬液カートリッジ２９が着脱可能に構成されており、処理に応じて適宜の薬液を供給管１７に注入する。

基板保持機構３１は、背板３３と、基板保持ガイド３５とを備えている。背板３３は板状部材を備え、図示しない搬送機構に懸垂姿勢で取り付けられているとともに、内槽７の内壁面に沿って昇降自在である。その下端部正面側には、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で保持するための基板保持ガイド３５が長手方向を水平に取り付けられている。基板保持機構３１は、図示しない昇降機構により、内槽７の内部にあたる「処理位置」と、内槽７の上方にあたる「待機位置」とにわたって移動可能である。

次に、図２を参照する。なお、図２は、薬液カートリッジの概略構成を示す縦断面図である。

薬液カートリッジ２９は、カートリッジ本体３７と残量表示部３９とを備えている。カートリッジ本体３７は、外容器４１と、内容器４３と、差込部４５と、ノズル部４７とを備えている。

外容器４１は、底部４９がノズル部４７に向かって下向き傾斜面を形成するように構成されており、薬液が残存し難いようになっている。内容器４３は、貯留する薬液に耐性を備えている材料で構成されている。材料としては、例えば、フッ素樹脂や、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニリデンなどが挙げられる。

本発明における調整部に相当するノズル部４７は、複数個の吐出口が形成されており、これらの吐出口を適宜に開閉することにより、薬液の供給量を制御できるようになっている。これらの制御は、図示しない制御部によって行われる。

外容器４１の底部４９付近には、液面センサ５１が埋設されている。この液面センサ５１は、内容器４３内の液面レベルを検出して、その信号を残量表示部３９に出力する。その信号に応じて残量表示部３９は、貯留している薬液の量を表示する。なお、残量表示部３９と液面センサ５１とが本発明における残量検知センサに相当する。

薬液供給部２７は、上部に薬液カートリッジ２９が取り付けられる取り付け部５３を備えている。取り付け部５３は、薬液供給部２７の上部に形成されており、薬液カートリッジ２９の差込部４５の外形より若干大きな凹部５５と、凹部５５の底面に形成され、ノズル部４７に対応する位置に形成された注入口５７とを備えている。

取り付け部５３には、上述した薬液カートリッジ２９の差込部４５が差し込まれて使用状態とされる。

なお、上述した薬液カートリッジ２９は、例えば、塩化水素ガスを純水に溶存させて生成された塩酸溶液を予め清浄な環境下で充填されたり、アンモニアガスを純水に溶存させて生成されたアンモニア溶液を予め清浄な環境下で充填されたり、フッ化水素ガスを純水に溶存させて生成されたフッ化水素酸溶液を予め清浄な環境下で充填されたりしている。したがって、清浄度が高い処理液を生成することができるので、使用過程において処理液の清浄度が低下することがない。

次に、上述した基板洗浄装置による洗浄処理について説明する。なお、ここでは、フッ化水素酸溶液を充填された薬液カートリッジ２９と、塩酸容器を充填された薬液カートリッジ２９が薬液供給部２７の取り付け部５３に取り付けられているものとする。

純水供給源１９から所定の流量で供給管１７に純水が供給された状態にて、フッ化水素酸溶液を薬液カートリッジ２９から純水に混合させ、処理液として内槽７に供給する。そして、内槽７から処理液が溢れた状態で、基板Ｗを処理位置に下降させる。そして、所定時間の間、その状態を保持する。次いで、薬液カートリッジ２９からのフッ化水素酸溶液の供給を停止させて純水による洗浄を行わせる。所定時間の経過後、純水供給源１９からの純水の供給を停止させるとともに、オゾン水供給源２１から所定流量でオゾン水を供給させる。これを所定時間だけ維持した後、再び純水供給源１９だけから純水を供給させて純水による洗浄を行わせる。さらに、塩酸溶液を貯留している薬液カートリッジ２９から塩酸溶液を所定流量で供給させ、これを所定時間だけ維持する。その後、薬液カートリッジ２９からの塩酸溶液の供給を停止させ、純水供給源１９から純水だけを供給させて純水洗浄を行わせる。最終の純水洗浄が終わった後、処理位置にある基板Ｗを内槽７から引き上げて、待機位置へと移動させる。

上述したように本実施例装置によると、薬液カートリッジ２９から薬液供給部２７を介して純水に薬液を混合させて処理液を生成させ、供給管１７を介して処理槽１に処理液を供給させる。薬液カートリッジ２９には、補充ラインなどから薬液が補充されることがなく、薬液が汚染されることがないので、薬液の清浄度を高く維持することができる。したがって、清浄度高く基板を洗浄することができる。

また、薬液カートリッジ２９は、残量表示部３９を備えているので、薬液カートリッジ２９内の薬液残量を容易に知ることができ、薬液カートリッジ２９の定期的な交換時期を容易に知ることができる。また、薬液カートリッジ２９は、ノズル部４７により流量を調整可能に構成されているので、薬液カートリッジ２９を供給配管１７に直接取り付けることができ、構造を簡易化することができる。したがって、装置コストを低減することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図３は、実施例２に係る基板洗浄装置の概略構成図である。なお、上述した実施例１と同様の構成について同符号を付すことで、詳細な説明については省略する。

供給管１７は、ミキシングバルブ６１を備えている。ミキシングバルブ６１は、薬液を供給される複数本の分岐管６３を備えており、各分岐管６３は、流量を調整する制御弁６５を備えている。各分岐管６３は、端部に、薬液カートリッジ２９が着脱自在の取り付け部５３を備えている。

この実施例２における構成では、流量が制御弁６５によって制御されるので、ノズル部４７が全開の状態で薬液カートリッジ２９を取り付け部５３に取り付ければよい。そして、本実施例２では、上述した実施例１と同様に基板Ｗに対する処理が行われるが、薬液の流量調整は、制御弁６５によって行われる。

また、本実施例装置によると、従来装置に備わっているミキシングバルブ６１の分岐管６３に取り付け部５３を設けるだけでよいので、従来装置に対して、本発明に係る薬液カートリッジ方式を容易に適用することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、処理部として処理槽１を備え、基板Ｗを浸漬させて処理する、いわゆるバッチ式を例に採って説明したが、本発明は、基板Ｗを一枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の装置であっても適用することができる。具体的には、処理部として基板を水平姿勢で保持するとともに、水平面内で回転可能な回転部材を備え、回転部材の上方に配備されたノズルから処理液を供給して一枚ずつの基板に対して洗浄処理を行う装置が挙げられる。

（２）本発明は、上述した各実施例における薬液カートリッジ２９の構成に限定されるものではなく、薬液供給部に対して着脱自在に構成され、清浄な環境下で薬液を充填されたものであれば、どのような形状や構造を備えていてもよい。

（３）上述した各実施例では、フッ化水素酸溶液と、純水と、オゾン水と、純水と、塩酸溶液と、純水とによる洗浄処理を例に採ったが、このような洗浄処理以外にも本発明を適用することができる。

（４）上述した各実施例では、3個の薬液カートリッジ２９を備えた場合について説明したが、薬液カートリッジ２９が１個であっても、また４個以上であっても本発明を適用することができる。

実施例１に係る基板洗浄装置の概略構成図である。 薬液カートリッジの概略構成を示す縦断面図である。 実施例２に係る基板洗浄装置の概略構成図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
７ … 内槽
９ … 外槽
１１ … 注入管
１７ … 供給管
１９ … 純水供給源
２１ … オゾン水供給源
２７ … 薬液供給部
２９ … 薬液カートリッジ
３７ … カートリッジ本体
３９ … 残量表示部
４１ … 外容器
４３ … 内容器
４５ … 差込部
４７ … ノズル部
５３ … 取り付け部
５７ … 注入口

Claims (7)

1. 薬液を含む処理液で基板を洗浄する基板洗浄装置において、
   基板を処理液で処理するための処理部と、
   前記処理部に純水を供給する供給管と、
   前記供給管に対して薬液を供給する薬液供給部と、
   薬液を貯留し、前記薬液供給部に対して着脱自在に構成された薬液カートリッジと、
   を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 請求項１に記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液カートリッジは、薬液の供給流量を調整するための調整部を備えているとともに、
   前記薬液供給部は、前記薬液カートリッジが取り付けられる取り付け部を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
3. 請求項１に記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液供給部は、薬液を混合するためのミキシングバルブを備え、
   前記ミキシングバルブは、薬液を供給される分岐管を備えているとともに、前記分岐管は、前記薬液カートリッジが取り付けられる取り付け部を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液カートリッジは、内部に貯留している薬液の量を検出する残量検知センサを備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液カートリッジは、塩化水素ガスを純水に溶存させて生成された塩酸溶液を予め充填されていることを特徴とする基板洗浄装置。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液カートリッジは、アンモニアガスを純水に溶存させて生成されたアンモニア溶液を予め充填されていることを特徴とする基板洗浄装置。
7. 請求項１から４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
   前記薬液カートリッジは、フッ化水素ガスを純水に溶存させて生成されたフッ化水素酸溶液を予め充填されていることを特徴とする基板洗浄装置。

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