JP2009239059A

JP2009239059A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2009239059A
Application number: JP2008083915A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nakajima; 泰剛中島
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】熱の再利用ができ、配管の破損が生じても問題が生じることがなく、その上、装置のコストアップを抑制することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】二重容器２７における熱交換により、排出される燐酸と供給される燐酸との間で熱の再利用ができる。また、熱交換が燐酸同士であるので、二重容器２７の内容器２９が破損したとしても問題が生じない。その上、別体の予備温調ユニットを設けることなく、供給する燐酸に加温することができるので、装置のコストアップを抑制することができる。
【選択図】図１

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）等の基板に対して、処理液による処理を行う基板処理装置に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留し、基板を収容する内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽と、内槽と外槽とを連通接続した配管と、配管を流通する処理液を加熱するヒータと、配管を流通する処理液を冷却する熱交換器とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この装置では、ヒータと熱交換器とを用いて、内槽へ供給する処理液の温度制御を行っている。具体的には、ヒータによる処理液を加熱するとともに、熱交換器に冷媒を供給し、処理液からの熱を冷媒が奪うことで冷却を行い、所定の高温に処理液を加熱している。また、処理を終えた高温の処理液をそのまま排液すると、工場の排液処理設備などの排液系に負担がかかる、換言すると環境負荷が大きくなるので、ヒータを停止させるとともに熱交換器だけを作動させ、処理液を一定温度以下にまで冷却した後に処理液を排液している。
特許第３９４８９１２号公報（段落番号「００３６」、「００３７」、図４）

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、従来の装置は、ヒータにより処理液に蓄えられた熱量が無駄になるという問題がある。また、冷媒が流通される熱交換器内の配管が破損すると、冷媒に処理液が混入し、本来は処理液が流れない経路に薬液を含む処理液が流出して排液処理上の問題が生じる。

なお、粘度が高い処理液の場合には、その粘性に起因して供給に長時間を要すること、また比熱が大きな処理液の場合には、ヒータだけでは加熱に長時間を要するので、別体の予備温調ユニットを設けて予め加温しておく必要があり、装置のコストアップにつながるという別異の問題もある。

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、熱の再利用ができ、配管の破損が生じても問題が生じることがなく、その上、装置のコストアップを抑制できる基板処理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、基板を処理液で処理する基板処理装置において、加熱された処理液で基板を処理するための処理槽と、内容器及びその周囲を囲う外容器を有する二重容器と、前記内容器と前記外容器のうちの一方の容器を介して処理液供給源からの処理液を前記処理槽に供給する供給配管と、前記外容器と前記内容器のうちの他方の容器を介して前記処理槽から排出され、加熱された処理液を排液系に排出する排出管と、を備え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、内容器と外容器のうちの一方の容器及び供給配管を介して処理槽に供給された処理液を排出する場合には、内容器と外容器のうちの他方の容器及び排出管を介して処理液を排出系に排出する。二重容器のうち一方の容器には供給配管を介して常温の処理液が供給されているので、供給される常温の処理液と、排出される高温の処理液との間における熱交換によって、他方の容器内の高温の処理液の温度が下げられて処理液が排出管から排液系に排出される。したがって、二重容器における熱交換により、排出される処理液と供給される処理液との間で熱の再利用ができる。また、熱交換が処理液同士であるので、二重容器の内容器が破損したとしても問題が生じない。その上、別体の予備温調ユニットを設けることなく、供給する処理液に加温することができるので、装置のコストアップを抑制することができる。

また、本発明において、前記内容器は、その内壁または外壁にひだ状部を備えることが好ましい（請求項２）。内容器の表面積が大きくなるので、熱交換の効率が向上する。

また、本発明において、前記処理槽は、基板を収容する内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽とを備えるとともに、前記内槽と前記外槽とを連通接続する循環配管と、前記循環配管を流通する処理液を所定温度に加熱するための加熱手段とをさらに備え、前記排出管は、三方弁を介して前記循環配管に連通接続されていることが好ましい（請求項３）。処理槽に供給配管を介して供給された処理液は、内槽、外槽、循環配管を循環される間に加熱手段によって所定の温度に加熱される。処理液を排出する場合には三方弁を排出管側に切り換えることにより、二重容器における熱交換を行いながら排出が行われる。

また、本発明において、前記供給配管は、前記処理槽の上部に配設された供給部と、前記内容器または前記外容器に貯留している処理液を前記供給部へと圧送するためのポンプとを備えることが好ましい（請求項４）。ポンプを作動させることにより、供給部から処理槽に処理液を供給できる。

また、本発明において、前記供給配管は、前記処理槽の上部に配設された供給部と、前記内容器と前記外容器のうちの一方の容器の内部を加圧して、前記供給部へ処理液を供給する加圧手段とを備えることが好ましい（請求項５）。加圧手段を作動させるだけで、供給部から処理槽に処理液を供給することができるので、構成を簡易化することができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、内容器と外容器のうちの一方の容器及び供給配管を介して処理槽に供給された処理液を排出する場合には、内容器と外容器のうちの他方の容器及び排出管を介して処理液を排出系に排出する。二重容器のうち一方の容器には供給配管を介して常温の処理液が供給されているので、供給される常温の処理液と、排出される高温の処理液との間における熱交換によって、他方の容器内の高温の処理液の温度が下げられて処理液が排出管から排液系に排出される。したがって、二重容器における熱交換により、排出される処理液と供給される処理液との間で熱の再利用ができる。また、熱交換が処理液同士であるので、二重容器の内容器が破損したとしても問題が生じない。その上、別体の予備温調ユニットを設けることなく、供給する処理液に加温することができるので、装置のコストアップを抑制できる。

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、第１実施例に係る基板処理装置の概略構成図である。

この基板処理装置は処理槽１を備え、処理槽１は、内槽３と、内槽３から溢れた処理液を回収する外槽５とを備えている。また、この基板処理装置は、基板Ｗを内槽３内の処理位置と、内槽３の上方にあたる待機位置とにわたって昇降可能な保持アーム７を備えている。この保持アーム７は、複数枚の基板Ｗを起立姿勢で当接支持する。

内槽３は、処理液を供給するための一対の噴出管９を底部に備えている。また、外槽５は、回収した処理液を排出するための排出口１１を底部に備えている。噴出管９と排出口１１とは、循環配管１３で連通接続されている。この循環配管１３には、排出口１１側から順に、ポンプ１５と、インラインヒータ１７と、フィルタ１９とが配設されている。インラインヒータ１７は、流通する処理液を加熱する機能（例えば、１２０〜１６０℃）を備え、フィルタ１９は、処理液中のパーティクル等を除去する機能を備えている。なお、循環配管１３のうち、排出口１１とポンプ１５との間には開閉弁２１が配設され、ポンプ１５とインラインヒータ１７との間には開閉弁２３が配設されている。

なお、上記のインラインヒータ１７が本発明における加熱手段に相当する。

また、この基板処理装置は、二重容器２７を備えている。
二重容器２７は、内容器２９と外容器３１とを備えている。内容器２９は、その内壁の全面にわたって、複数のひだ状部３５が形成されている。外容器３１は、内容器２９の外周面と所定間隔を隔てた内壁を備え、内容器２９の全体を囲っている。これらの内容器２９及び外容器３１は、処理液に対する耐性を備えた材料で構成されている。また、内容器２９は、ひだ状部３５を含めて、熱伝導率が高い材料で構成されていることが好ましく、処理液の投入を考慮すると、内容器２９の容量は少なくとも処理槽１の容量に等しいことが好ましい。

なお、内容器２９がひだ状部３５を備えているので、内容器２９の内壁の表面積を大きくすることができ、後述する熱交換の効率を高めることができる。

内容器２９には、処理液供給源３７に一端側が連通接続された第１供給配管３９の他端側が連通接続されている。処理液供給源３７は、処理液を常温（例えば、２５℃）で貯留しているものである。第１供給配管３９には、流量制御が可能な制御弁４１が配設されている。内容器２９と、外槽５の上部にあたる供給部４３とは、第２供給配管４５で連通接続されている。第２供給配管４５には、供給ポンプ４７が配設され、その下流に、流量制御が可能な制御弁４９が配設されている。処理液供給源３７から供給された処理液は、内容器２９に貯留されるとともに供給ポンプ４７の作動により、第２供給配管４５を通って、制御弁４９で設定された流量で供給部４３から外槽５に供給される。

なお、第１供給配管３９と第２供給配管４５とが本発明における供給配管に相当する。

上述した循環配管１３のうち、ポンプ１５と開閉弁２３との間には、分岐部５１が配設されている。この分岐部５１と外容器３１とは、第１排出管５３によって連通接続されている。第１排出管５３には、開閉弁５５が取り付けられている。また、外容器３１と、工場の廃液処理などを行う排液系とは、第２排出管５７で連通接続されている。第２排出管５７には、開閉弁５８が設けられている。

なお、第１排出管５３と第２排出管５７とが本発明における排出管に相当する。

また、上述した内槽３の底部には、内槽３内の処理液を急速に排出する際に使用する底部排出口５９が形成されている。この底部排出口５９と、ポンプ１５の上流側にあたる循環配管１３には、底部排出管６１が連通接続されている。この底部排出管６１には、開閉弁６５が配設されている。また、分岐部５１には、底部排出口５９及び底部排出管６１を介して排出された処理液を排液系に導くための排液管６７が配設されている。この排液管６７には、開閉弁６９が配設されている。なお、底部排出口５９及び底部排出管６１を介しての排出は、処理液が高温でない場合に限られる。

なお、開閉弁２３と開閉弁５５とが本発明における三方弁に相当する。

次に、上述した構成の基板処理装置による処理の一例について説明する。なお、処理液としては、燐酸（Ｈ_３ＰＯ_４）を例にとって説明するが、既に所定温度（例えば、１６０℃）に加熱された燐酸が内槽３、外槽５、循環配管１３に貯留しており、その燐酸による基板Ｗへの処理が完了し、新たな燐酸を投入する場合について説明する。

開閉弁２１，２３が開放され、かつ開閉弁５５，５８，６５，６９が閉止され、ポンプ１５及びインラインヒータ１７が作動された状態では、処理槽１及び循環配管１３に高温の燐酸が流通している。また、内容器２９には、制御弁４１が開放されて処理液供給源３７から第１供給配管３９を介して常温（例えば、２５℃）の燐酸が供給され、所定量の燐酸が貯留した状態である。この状態で、開閉弁２３を閉止するとともに、開閉弁５５を開放する。すると、内容器２９と外容器３１の間の空間に、使用済みの高温の燐酸が第１排出管５３から流入するとともに、内容器２９自体を昇温する。したがって、ひだ状部３５を介して、外容器３１内の高温の燐酸と内容器２９内の常温の燐酸との間で熱交換が行われる。その結果、内容器２９内に貯留している常温の燐酸が昇温されることになる。そして、熱交換に十分な時間が経過した場合には、開閉弁５８を開放して、熱交換により降温された燐酸が第２排出管５７を通して排液系に排出される。この時の温度は、熱交換の時間にもよるが、およそ５０〜６０℃であるので、排出系の設備に負担がかからない。

処理槽１内の処理液を排出されると、供給ポンプ４７を作動させるとともに、制御弁４９を開放する。すると、内容器２９に貯留している、常温から昇温された燐酸が第２供給配管４５を通して供給部４３から処理槽１に供給される。この時の燐酸は、既に二重容器２７により昇温されているので、粘度が高い燐酸であっても円滑に供給可能となり、短時間で新液の投入を終えることができる。また、その後のインラインヒータ１７による温調も短時間で終えることができる。

上述したように、二重容器２７における熱交換により、排出される燐酸と供給される燐酸との間で熱の再利用ができる。また、熱交換が燐酸同士であるので、二重容器２７の内容器２９が破損したとしても問題が生じない。その上、別体の予備温調ユニットを設けることなく、供給する燐酸に加温することができるので、装置のコストアップを抑制することができる。

また、二重容器２７のうち、内容器２９に新液である処理液を供給し、外容器３１に排液を供給している関係上、内容器２９が破損しても、使用前の燐酸が使用後の燐酸に混入するだけであるので、基板Ｗに処理に対して悪影響を及ぼさない。

次に、図２を参照して本発明の実施例２を説明する。図２は、第２実施例に係る基板処理装置の概略構成図である。なお、上述した実施例１と同じ構成については、同符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

本実施例は、上述した実施例１とは、二重容器２７からの燐酸の供給系が相違する。
具体的には、第２供給配管４５が実施例１の供給ポンプ４７を備えておらず、これに代えて内容器２９の内部に気体を供給することで燐酸を供給する。より詳細には、内容器に２９には、気体供給源７１に連通接続された気体配管７３が連通接続されている。気体配管７３には、開閉弁７５が配設されている。気体供給源７１は、例えば、窒素ガスを所定圧力で貯留している。

なお、気体供給源７１と、気体配管７３と、開閉弁７５とが本発明における加圧手段に相当する。

本実施例によると、実施例１において供給ポンプ４７を作動させるタイミングで、代わりに開閉弁７５を開放して窒素ガスを内容器２９内に供給するだけで、供給部４３から処理槽１に対して、昇温された燐酸を供給することができるので、第２供給配管４５における構成を簡易化することができる。

次に、図３を参照して本発明の実施例３を説明する。図３は、第３実施例に係る基板処理装置の概略構成図である。なお、上述した実施例１と同じ構成については、同符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

内容器２９には、第１処理液供給源３７Ａから第１処理液が供給される。また、第２供給配管４５には、ミキシングバルブ７７が設けられている。このミキシングバルブ７７には、注入管７９を介して、第２処理液供給源８１が連通されている。注入管７９には、流量制御が可能な制御弁８３が配設されている。

第１処理液は、上述した実施例１，２と同様に、二重容器２７において昇温される。一方、第２処理液は二重容器２７では昇温されないが、第２供給配管４５において第１処理液と混合されて昇温される。

本実施例は、例えば、第１処理液としての硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）と、第２処理液としての過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）との混合液のように、混合した時点で激しい反応を起こして発熱し、処理液としての活性度が長時間続かないような混合液の場合に好適である。

次に、図４を参照して本発明の実施例４を説明する。図４は、第４実施例に係る基板処理装置の概略構成図である。なお、上述した実施例１と同じ構成については、同符号を付すことにより詳細な説明を省略する。

上述した実施例１〜３は、循環配管１３を備えているが、本実施例は燐酸を内槽３に供給するとともに、外槽５から排出する構成をとっている。

すなわち、第２供給配管４５Ａは、内容器２９と噴出管９とを連通接続し、供給ポンプ４７と、開閉弁２３と、インラインヒータ１７と、フィルタ１９とを備えている。処理液供給源３７から供給された燐酸は、内容器２９で温調されつつ供給ポンプ４７で圧送され、インラインヒータ１７で加熱されつつ内槽３に送り込まれる。外槽５から排出された、加熱された燐酸は、外容器３１及び第２排出管５７を通って排出されるが、その際に二重容器２７において熱交換が行われる。したがって、上述した実施例１と同様の効果を奏する。

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１，２，４では、処理液として燐酸を例に採って説明したが、加熱して使用する他の処理液であっても同様の効果を奏する。

（２）上述した各実施例１〜４では、内容器２９に常温の処理液を供給し、外容器３１に加熱された処理液を排出する構成としたが、それらを逆とした構成としてもよい。

（３）上述した各実施例１〜４では、内容器２９の内壁がひだ状部３５を備えているが、これに加えて外壁にもひだ状部３５を備えるようにしてもよい。これにより、さらなる熱交換効率の向上が期待できる。

実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。実施例２に係る基板処理装置の概略構成図である。実施例３に係る基板処理装置の概略構成図である。実施例４に係る基板処理装置の概略構成図である。

符号の説明

Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
１３ … 循環配管
１５ … ポンプ
１７ … インラインヒータ
１９ … フィルタ
２７ … 二重容器
２９ … 内容器
３１ … 外容器
３５ … ひだ状部
３９ … 第１供給配管
４５ … 第２供給配管
４７ … 供給ポンプ
５３ … 第１排出管
５７ … 第２排出管

Claims

基板を処理液で処理する基板処理装置において、
加熱された処理液で基板を処理するための処理槽と、
内容器及びその周囲を囲う外容器を有する二重容器と、
前記内容器と前記外容器のうちの一方の容器を介して処理液供給源からの処理液を前記処理槽に供給する供給配管と、
前記外容器と前記内容器のうちの他方の容器を介して前記処理槽から排出され、加熱された処理液を排液系に排出する排出管と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記内容器は、その内壁または外壁にひだ状部を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記処理槽は、基板を収容する内槽と、内槽から溢れた処理液を回収する外槽とを備えるとともに、
前記内槽と前記外槽とを連通接続する循環配管と、
前記循環配管を流通する処理液を所定温度に加熱するための加熱手段とをさらに備え、
前記排出管は、三方弁を介して前記循環配管に連通接続されていることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記供給配管は、前記処理槽の上部に配設された供給部と、前記内容器または前記外容器に貯留している処理液を前記供給部へと圧送するためのポンプとを備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記供給配管は、前記処理槽の上部に配設された供給部と、前記内容器と前記外容器のうちの一方の容器の内部を加圧して、前記供給部へ処理液を供給する加圧手段とを備えることを特徴とする基板処理装置。