JP2016127243A

JP2016127243A - 基板液処理装置

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Publication number: JP2016127243A
Application number: JP2015002604A
Authority: JP
Inventors: 島幹雄中; Mikio Nakajima; 竹圭吾佐; Keigo Satake
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2016-07-11
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: JP6313231B2

Abstract

【課題】処理液を処理ユニットに供給していないときに流路形成部材あるいは流れ調整機器の保温操作における温度管理をより精度良く行う。【解決手段】供給ライン（３２２）から処理ユニットに前記処理液を供給しないときに、処理液を供給ライン及び分岐ライン（３２６）に流す。ブロック体（３１０）内における分岐ラインを流れる処理液の温度を測定する温度計（３３６）の測定値に基づいて、当該温度が目標温度範囲に維持されるように供給ライン及び分岐ラインを通って流れる処理液の流量を流量調節機器（３３０，３３２）を介して調節する。【選択図】図２

Description

本発明は、基板に処理液を供給して基板に液処理を施す基板液処理装置に関する。

半導体装置の製造工程には、ウエットエッチング処理または洗浄処理等の液処理が含まれる。このような液処理においては、一枚の基板（半導体ウエハ等）に対して複数種類の処理液、例えば、ＳＣ１、ＳＣ２、ＤＨＦ（希フッ酸）等の薬液、リンス液としてのＤＩＷ（純水）、乾燥補助用有機溶剤としてのＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などが順次供給され、その後、当該基板に対して振り切り乾燥が行われる。

処理液には、常温より高い温度（例えば８０℃程度の温度）に温度調節された状態で基板に供給されるもの（以下、記載の簡略化のため「温調液」とも呼ぶ）がある。上記のように複数種類の処理液を用いて複数工程により１枚の基板を処理する場合、ある基板に温調液を供給してから次の基板に温調液を供給するまでの間、処理液供給源から処理ユニットのノズルに至るまでの温調液の流路に、一定時間にわたって温調液が流れない状態が続く。また、製造ロットの切れ目で基板の処理が一時中断されるときには、長い時間にわたって温調液が流れない状態が続く。このとき、流路に介設された配管、弁などの接液部材（当該接液部材に熱的に結合された部材も含む）の温度は、自然放熱等により低下する。温度低下した接液部材内の流路に再び温調液が流れると、接液部材に熱を奪われることにより温調液の温度が低下する。

適正な温度でノズルから基板に温調液が吐出されるようにするには、接液部材の温度を再度上昇させなければならない。この目的のため、例えばダミーディスペンスが行われる。しかし、ダミーディスペンスを行うと、液処理装置のスループットが低下し、また、温調液の消費量が増大する。

上記の問題を解決するための一つの方策が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された基板液処理装置は、ノズルから基板に液を供給していないときには、三方弁（３８ａ）を介して、供給ライン（３０）から戻しライン（３５）へと温調液された液を流し続け、特に熱容量が大きい接液部材である三方弁（３８ａ）の温度低下を防止する保温操作が行われる。特許文献１に記載された装置は、保温操作時の流れ調整機器（三方弁）の温度を精密に制御する点においてなお改善の余地がある。

特開２０１１−０３５１２８号

本発明は、処理液を処理ユニットに供給していないときに行われる接液部材の温度維持操作をより精度良く行うことができる技術を供給するものである。

本発明の一実施形態によれば、常温とは異なる温度の処理液を用いて基板に液処理を施す処理ユニットと、前記処理液を前記処理ユニットに供給する供給ラインと、前記供給ライン上に設定された分岐点において前記供給ラインから分岐した分岐ラインと、前記分岐点から前記供給ラインを通って前記処理ユニットに前記処理液が流れる第１状態と、前記分岐点から前記分岐ラインを通って前記処理液が流れる第２状態と、を切り替える切替機構と、前記切替機構を構成する少なくとも１つの弁が設けられるとともに、前記供給ラインの前記分岐点を含む少なくとも一部及び前記分岐ラインの少なくとも一部をなす流路が形成されたブロック体と、少なくとも前記切替機構が前記第２状態にあるときに、前記供給ラインおよび前記分岐ラインを通って流れる前記処理液の流量を調節する流量調節機器と、前記分岐ラインを流れる前記処理液の温度を測定する温度計と、前記切替機構及び前記流量調節機器を制御する制御装置と、を備えた基板液処理装置が提供される。前記制御装置は、前記切替機構が第２状態にあるときに、前記温度計により測定された温度に基づいて、前記供給ラインおよび前記分岐ラインを通って流れる前記処理液の流量を前記流量調節機器を介して調節する。

上記の発明の一実施形態によれば、処理液を処理ユニットに供給していないときに、ブロック体内における分岐ラインを流れる処理液の温度を測定する温度計の測定値に基づいて当該温度が目標温度範囲に維持されるように分岐ラインに流す処理液の流量を制御しているため、接液部材（ブロック体、ブロック体に設けられた弁など）の温度維持操作における温度管理を精度良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係る液処理装置の全体構成を示す配管系統図である。図１に示す液流制御部の構成を示す配管系統図である。図２に示すブロック体の立体的構成を示す概略斜視図である。図３に示す開閉弁の構成及び作用を示す概略断面図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、液処理装置は、基板に対して液処理を行う複数の処理ユニット（液処理ユニット）１６と、処理ユニット１６に処理液を供給する処理流体供給源７０を有している。図１に示す液処理装置は処理ユニット１６を２台備えているが、より多くの（例えば１０台以上の）処理ユニット１６を備えていてもよい。

処理流体供給源７０は、薬液を貯留するタンク１０２と、タンク１０２から出てタンク１０２に戻る循環ライン１０４とを有している。循環ライン１０４にはポンプ１０６が設けられている。ポンプ１０６は、タンク１０２から出て循環ライン１０４を通りタンク１０２に戻る循環流を形成する。ポンプ１０６の上流側において循環ライン１０４には、処理液を加熱するためのヒータ１０５が設けられている。ポンプ１０６の下流側において循環ライン１０４には、処理液に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去するフィルタ１０８が設けられている。タンク１０２、循環ライン１０４、ポンプ１０６等により薬液供給機構が構成される。

循環ライン１０４に設定された接続領域１１０に、複数の分岐ライン１１２が接続されている。各分岐ライン１１２は、循環ライン１０４を流れる処理液を対応する処理ユニット１６に供給する。

液処理装置は、タンク１０２に、処理液または処理液構成成分を補充するタンク液補充部１１６を有している。タンク１０２には、タンク１０２内の処理液を廃棄するためのドレン部１１８が設けられている。

処理流体供給源７０はさらに、純水（ＤＩＷ）からなるリンス液を供給するための純水供給機構１２０を有する。純水供給機構１２０は、純水供給源１２２に接続された純水供給ライン１２４を有する。純水供給ライン１２４に、複数の分岐ライン１２６が接続されている。各分岐ライン１２６は、純水供給ライン１２４を流れる純水を対応する処理ユニット１６に供給する。

処理ユニット１６は、処理流体供給源７０から供給された処理液（図示例では薬液又は純水）を半導体ウエハ等の基板Ｗに供給することにより、基板Ｗに液処理を施す。処理ユニット１６は、例えば、基板Ｗを水平に保持して鉛直軸線周りに回転させる基板保持具１６ａ（例えばスピンチャック）と、基板保持具１６ａにより保持された基板Ｗに処理液を供給するノズル１６ｂを備えたものとすることができるが、これには限定されない。

各処理ユニット１６には、当該処理ユニット１６に関連する処理液の流れ（後述する処理液の供給、ドレン、戻し等）を制御する液流制御部３００（詳細後述）が付設されている。

各液流制御部３００には、対応する分岐ライン１１２を介して循環ライン１０４から取り出された処理液を対応する処理ユニット１６に供給することなくタンク１０２に戻すための戻しライン１３２が接続されている。戻しライン１３２は１つの主戻しライン１３４に合流し、この主戻しライン１３４がタンク１０２に接続されている。主戻しライン１３４を廃して、各戻しライン１３２を直接的にタンク１０２に接続してもよい。

図２を参照して液流制御部３００の構成について詳細に説明する。液流制御部３００は、薬液用の分岐ライン１１２に接続された薬液供給ライン３２２を有している。薬液供給ライン３２２には、上流側から順に、流量計３２８、定圧弁３３０及び開閉弁３２３が順次介設されている。薬液供給ライン３２２の下流端は、合流点３０２ａにおいて、処理ユニット１６のノズル１６ｂに接続された処理液供給ライン３０２に合流する。

薬液供給ライン３２２上に設定された分岐点３２４から戻しライン３２６が分岐し、戻しライン３２６は戻しライン１３２に接続されている。戻しライン３２６には開閉弁３３４が介設されている。開閉弁３２３と開閉弁３３４とを統合して１つの三方弁としてもよい。

液流制御部３００は、さらに、純水用の分岐ライン１２６に接続された純水供給ライン３４２を有している。薬液供給ライン３４２には、上流側から順に、流量計３４４、定圧弁３４６及び開閉弁３５２が順次介設されている。純水供給ライン３４２の下流端は、合流点３０２ｂにおいて、処理液供給ライン３０２に合流する。

合流点３０２ａ，３０２ｂよりも下流側（ノズル１６ｂに近い側）に設定された分岐点３０２ｃにおいて、処理液供給ライン３０２からドレンライン３０４が分岐している。ドレンライン３０４には、上流側（分岐点３０２ｃに近い側）から順に、開閉弁３０８及びオリフィス３０６が介設されている。分岐点３０２ｃは、ノズル１６ｂ（ノズルの先端）の高さよりも低い位置にある。開閉弁３０８，３２３，３５２が全て閉じられ、かつ、処理液供給ライン３０２が液体により満たされた状態から開閉弁３０８を開くことにより、ノズル１６ｂと分岐点３０２との間にある液体をドレンライン３０４から排出することができる。このようなドレン操作を行うことにより、これから使用する処理液（例えば純水）に、ノズル１６ｂと分岐点３０２との間にある直前に使用した処理液（例えば薬液）が混合されてしまうことを最小限に抑制することができる。

図２及び図３に示すように、液流制御部３００に設けられた開閉弁３０８，３２３，３５２，３３４は単一のブロック体３１０に設けられている。このように複数の弁を単一のブロック体に設けた構成は、集積バルブ（あるいは集合バルブ）と呼ばれる。ブロック体３１０は、薬液に侵されずパーティクルを殆ど発生させない樹脂材料、例えばフッ素樹脂、具体的には例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキフビニルエーテル重合体）等から形成することができる。

図３には、ブロック体３１０の立体的構成が概略的に示されている。図３においては、符号３０８ａ，３２３ａ，３５２ａ，３３４ａが付けられた小径の円筒形の部材が開閉弁３０８，３２３，３５２，３３４の弁体である。弁体３０８ａ，３２３ａ，３５２ａ，３３４ａも、薬液に侵されずパーティクルを殆ど発生させない樹脂材料から形成することができる。符号３０８ｂ，３２３ｂ，３５２ｂ，３３４ｂが付けられた箱形の部材は対応する弁体を動かすための弁アクチュエータである。各開閉弁３０８，３２３，３５２，３３４、例えばエアーオペレートバルブとすることができる。

ここで図４を参照して、ブロック体３１０に設けられた開閉弁３０８，３２３，３５２，３３４の構造について説明しておく。ブロック体３１０には、概ね円筒形の弁孔４０１（図３において破線で描かれた大径の円筒に対応）が形成されている。弁孔４０１内に弁体４０２（図３の弁体３０８ａ，３２３ａ，３５２ａ，３３４ａに対応）が収容されている。弁孔４０１の側周面には１つまたは複数のポート４０４が、底面には１つのポート４０５が設けられている。これらのポート４０４、４０５には、上述したライン３２２，３４２，３０２，３２６，ライン３０４のいずれかが接続されている。弁アクチュエータ４０３（図３の弁アクチュエータ３０８ｂ，３２３ｂ，３５２ｂ，３３４ｂに対応）により弁体４０２を図４上下方向に矢印４０６で示すように動かすことにより、底面のポート４０５を開閉することができる。側周面のポート４０４は弁体４０２により塞ぐことはできず、常時開いたままである。従って、弁孔４０１の側周面に複数のポート４０４がある場合には、これら複数のポート４０４は常時互いに連通している。このことを踏まえて図３を見れば、図３の構成により図２の配管図に示した流体回路が実現されていることが理解できる。

さらにブロック体３１０について説明するにあたり、説明の便宜のため、図３にＸＹＺ座標系を設定する。

ブロック体３１０の正面３１０ａ（ＸＺ平面と平行な図中手前側の面）には、薬液導入ポート３１１、純水導入ポート３１２、薬液送出ポート３１４及びドレンポート３１５が設けられている。ブロック体３１０の右側面３１０ｂ（ＹＺ平面と平行な図中手前側の面）の上部には、処理液送出ポート３１３が設けられている。ブロック体３１０の左側面３１０ｂ（ＹＺ平面と平行な図中奥側の面）の下部には、弁アクチュエータ３３４ｂが設けられ、ブロック体３１０の上面３１０ｄには弁アクチュエータ３０８ｂ，３２３ｂ，３５２ｂが設けられている。

ポート３１１，３１２，３１３，３１４，３１５にはそれぞれ、薬液供給ライン３２２，純水供給ライン３４２，処理液供給ライン３０２，戻しライン３２６，ドレンライン３０４の一部をなすパイプが接続される。薬液供給ライン３２２，純水供給ライン３４２，戻しライン３２６のうちのパイプにより形成された部分は、それぞれ、分岐ライン１１２，分岐ライン３４２，戻しライン１３２を構成するパイプの延長部分であってもよい。図３において太破線で示されたブロック体３１０内部の流路（各ライン３２２，３４２，３０２，３２６，３０４に対応）は、ブロック体３１０をドリルで穿つことにより形成された穴からなる。

ブロック体３１０の上部を、Ｘ方向に処理液供給ライン３０２が延びている。処理液供給ライン３０２には、開閉弁３５２，３２３，３０８を介してそれぞれ、純水供給ライン３４２、薬液供給ライン３２２、ドレンライン３０４が上流側から順に接続されている。ブロック体３１０の下部を、薬液供給ライン３２２の分岐点３２４（開閉弁３３４の弁孔に対応）より上流側の部分がＹ正方向に延びている。薬液供給ライン３２２の分岐点３２４より下流側の部分はＺ正方向（上向き）に延びて開閉弁３２２の弁孔の底部のポートに接続されている。戻しライン３２６は、ブロック体３１０の下部を、分岐点３２４からＸ正方向に延びた後に折れ曲がりＹ負方向に延びている。

ブロック体３１０の右側面３１０ｂの下部には、温度計３３６が取り付けられている。詳細には、右側面３１０ｂからＸ負方向に延びて戻しライン３２６に繋がる穴が形成され、この穴から戻しライン３２６内に温度計３３６の検出部（例えば熱電対）が挿入されている。従って、温度計３３６により戻しライン３２６を流れる薬液の温度を測定することができる。

再度図２を参照する。薬液供給ライン３２２（純水供給ライン３４２）に設けられた定圧弁３３０（３４６）は、一次側圧力の変動に関わらず、二次側圧力を指定された一定圧力に維持するよう減圧制御を行う機能を有している。本実施形態で使用している定圧弁３３０（３４６）は、パイロットポートに導入される加圧空気の圧力（パイロット圧）を変化させることにより、二次側圧力の設定値を変化させることができる形式のものである。パイロット圧の調節は、流量コントローラ３３８（３５０）により制御される電空レギュレータ（ＥＰＲ）３３２（３４８）により行われる。

薬液供給ライン用の流量コントローラ３３８には、流量計３２８及び温度計３３６の出力が入力される。純水供給ライン３４２用のコントローラ３５０には、流量計３２８の出力が入力される。

図１に示すように、液処理装置は制御装置４を備えている。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、液処理装置において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって液処理装置の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

制御装置４は、開閉弁３０８，３２３，３３４，３５２の動作を制御するとともに、記憶部１９に記憶された処理レシピに基づいて、流量コントローラ３３８，３５０にそれぞれ薬液供給ライン３２４及び純水供給ライン３４２を流れる薬液及び純水の流量目標値を与える。流量コントローラ３３８，３５０は制御装置４の一部として構成されていてもよい。

次に、液処理装置の作用について説明する。

基板Ｗに供給する薬液の温度（以下、簡便のため「液処理温度」とも呼ぶ）が常温より高い温度（ここでは例えば８０℃とする）であり、純水の温度が常温であるものとする。ここで「常温」とは、例えばクリーンルームの温度である約２３℃である。

タンク１０２及び循環ライン１０４からなる循環系内には、ヒータ１０５により上記液処理温度よりやや高い温度（ここでは例えば８２℃とする）に加熱された薬液が循環している。薬液として、例えばＤＨＦ（希フッ酸）、ＳＣ１、ＳＣ２等が例示されるが、これらに限定されるものではない。

各処理ユニット１６の処理スケジュールに従い、各処理ユニット１６に所定のタイミングで基板Ｗが搬入され、当該基板Ｗに所定のタイミングで処理液（薬液、リンス液等）が供給され、当該基板Ｗに液処理が施される。その後、基板Ｗは処理ユニット１６から搬出される。説明を簡単にするため、処理ユニット１６で行われる処理は、薬液洗浄工程、純水リンス工程、振り切り乾燥工程の３工程からなる処理とする。

薬液洗浄工程を行うときには、開閉弁３０８，３３４，３５２を閉じた状態で開閉弁３２３を開く。このとき、制御装置４は、記憶部１９に記憶された処理レシピに基づいて、流量コントローラ３３８に薬液の目標流量を与える。流量コントローラ３３８は、流量計３２８により検出された薬液の流量が目標流量となるように、電空レギュレータ３３２を介して定圧弁３３０をフィードバック制御する。これにより、基板保持具１６ａにより保持されて回転させられている基板Ｗに、予め定められた流量でノズル１６ｂから薬液が吐出され、基板Ｗに薬液処理が施される。

予め定められた時間だけ薬液洗浄工程を行った後、開閉弁３２３を閉じ、開閉弁３３４を開く。これにより、薬液供給ライン３２２を流れる薬液が戻しライン３２６を通ってタンク１０２に戻されるようになる。つまり、タンク１０２から出て循環ライン１０４を通ってタンク１０２に戻る薬液の循環流（主循環流）とは別に、タンク１０２から出て、循環ライン１０４、分岐路１１２、薬液供給ライン３２２、戻しライン３２６、戻しライン１３２及び主戻しライン１３４を通ってタンク１０２に戻る薬液の循環流（副循環流）が形成されるようになる。この循環流（副循環流）によりブロック体３１０及びこれに付設された開閉弁（特に開閉弁３３４）を暖めて温度低下を防止する保温操作が実行される。この保温操作は、この処理ユニット１６で次の基板Ｗに対して薬液処理を施す直前まで継続的に実行される。

また、開閉弁３２３を閉じた後に（例えば開閉弁３２３を閉じた直後に）開閉弁３０８を開き、処理液供給ライン３０２の分岐点３０２とノズル１６ｂとの間にある薬液をドレンライン３０４から排出する。薬液の排出が完了したら、再び開閉弁３０８を閉じる。

次にリンス処理工程を行う。すなわち、開閉弁３２３，３０８を閉じた状態で開閉弁３５２を開く。このとき、制御装置４は、記憶部１９に記憶された処理レシピに基づいて、流量コントローラ３５０に純水の目標流量を与える。流量コントローラ３５０は、流量計３４４により検出された純水の流量が目標流量となるように、電空レギュレータ３４８を介して定圧弁３４６の状態を調整するフィードバック制御を行う。これによりノズル１６ｂから基板Ｗに予め定められた吐出流量で純水が供給され、基板Ｗにリンス処理が施される。

予め定められた時間だけリンス処理工程を行った後、開閉弁３５２を閉じ、基板Ｗの回転数を増大させて、振り切り乾燥工程を行う。開閉弁３５２を閉じた後に開閉弁３０８を開き、処理液供給ライン３０２の分岐点３０２とノズル１６ｂとの間にある純水をドレンライン３０４から排出する。純水の排出が完了したら、再び開閉弁３０８を閉じる。以上により、一枚の基板Ｗに対する一連の処理が終了する。

保温操作について以下に詳述する。ブロック体３１０及びこれに付設された開閉弁などの接液部材の温度は、自然放熱により、あるいは常温の純水が純水供給ライン３４２及び処理液供給ライン３０２を流れることにより低下しうる。上記接液部材の温度が低下すると、次の基板Ｗに対して薬液を供給するときに、上記接液部材が薬液から熱を奪い、ノズル１６ｂから基板Ｗに吐出される薬液の実際温度が、目標温度（前述したように例えば８０℃である）よりも低下する。この場合、基板Ｗに対して意図した処理を行うことができなくなる。従って、ノズル１６ｂから基板Ｗに薬液が供給されていない間、ブロック体３１０及び開閉弁（特に開閉弁３３４）の温度は、可能な限り上記目標温度に近い温度に維持されていることが望ましい。このため、上記保温操作が行われる。

制御装置４は、薬液洗浄工程実行時と保温操作実行時とで、流量制御機構をなす定圧弁３３０の制御モードを変更する。薬液洗浄工程実行時には、前述したように定圧弁３３０を通過する薬液流量が目標流量となるようにフィードバック制御が行われる。これに対して、保温操作実行時には、温度計３３６により検出される薬液温度が目標温度となるようにフィードバック制御が行われる。すなわち、保温操作実行時には、流量計３２８の検出流量はフィードバック制御に関与しなくなる。

保温操作実行時には、制御装置４が流量コントローラ３３８に対して、温度計３３６により検出される薬液温度の目標値（ここでは例えば８１℃とする）を与える。温度計３３６による検出値が目標値より低い（高い）場合には、流量コントローラ３３８は、電空レギュレータ３３２を介して定圧弁３３０の状態を変化させ（具体的には、定圧弁３３０により制御される定圧弁３３０二次側圧力が高く（低く）なるようにする）、薬液供給ライン３２２及び戻しライン３２６を流れる薬液の流量を増大（減少）させる。

先に述べたように、循環ライン１０４には基板Ｗに吐出される薬液の目標温度よりもやや高い温度の薬液が流れているため、このような温度の薬液をブロック体３１０内により多く（より少なく）流すことにより、ブロック体３１０の温度を上昇（下降）させることができる。

上記の説明より理解できるように、温度計３３６による検出値はブロック体３１０の温度の指標となるので、ブロック体３１０との熱交換が十分に行われた後（ブロック体３１０と十分に長い時間触れ合った後）の薬液の温度を温度計３３６により検出することが望ましい。このため、温度計３３６は、分岐点３２４よりも下流側の戻しライン３２６を流れる薬液の温度を検出することが好ましい。温度計３３６は、ブロック体３１０内の戻しライン３２６のより下流側（より薬液送出ポート３１４に近い位置）で薬液の温度を検出するように設置することもまた好ましい。

戻しライン３２６内で薬液の温度を測定するように温度計３３６を設けることにより、仮に温度計３３６に発塵が生じてパーティクルが薬液に混入したとしても、パーティクルがノズル１６ｂ側に流れて基板Ｗを汚染することを防止することができるという利点もある。

図２及び図３に示した具体的実施形態においては、リンス処理工程を行う際に処理液供給ライン３０２に常温の純水が流れることにより、ブロック体３１０の処理液供給ライン３０２の近傍領域（開閉弁３０８，３２３，３５２を含む）の温度低下が生じるおそれがある。この温度低下が無視できないものであるなら、次の基板を処理する前に当該領域を暖めることを目的としたダミーディスペンスが必要となる。しかしながら、ブロック体３１０のうちの少なくとも分岐点よりも上流側の薬液供給ライン３２２及び戻しライン３２６の近傍領域の温度は十分に高い温度に維持されているので、ダミーディスペンス時間及びダミーディスペンスで消費する薬液の量を低減することができる。

なお、振り切り乾燥工程を実施する間にも保温操作が引き続き実行されている。このため、リンス処理工程中に処理液供給ライン３０２の近傍領域の温度が多少低下したとしても、リンス処理工程の終了後次の基板Ｗへの薬液の吐出開始までの間に、処理液供給ライン３０２の近傍領域の温度は再び十分に高い状態に維持されるようになる。この場合は、ブロック体３１０の昇温のためのダミーディスペンスをなくすことができる。

上記の説明では、保温操作において温度計３３６により検出される薬液温度の目標値を液処理温度よりやや高い温度（例えば８１℃）とした。しかしながら、この目標値は、例えば、薬液を基板Ｗに供給していないときに（保温操作を行っているときに）おける処理液供給ライン３０２を流れる常温純水の流量等、ブロック体３１０の冷却要因を考慮して決定されるべきものである。例えば、上記常温純水の流量が多くブロック体３１０上部がより冷えやすい傾向にある場合には、上記目標値をより高くした方が好ましい。従って、保温操作において温度計３３６により検出される薬液温度の目標値は、実際の処理レシピを模擬した予備実験により定めることが好ましい。

なお、薬液供給ライン３２２及び戻しライン３２６を流れる薬液の流量を予め定められた上限値（閾値）まで増大させても温度計３３６による検出値が目標値までに達しない場合には、制御装置４は、循環ライン１０４のヒータ１０５の設定温度を上昇（例えば８３℃に）させる指令を出す。１つの循環ライン１０４に複数台の処理ユニット１６が接続されている液処理装置においては、１台の処理ユニット１６（すなわち１つのブロック体３１０）に供給できる薬液の量に限界があるため、このような制御は特に有効である。循環ライン１０４のヒータ１０５の設定温度を上昇させる指令が出される前後において、上述した保温操作に関連する制御はそのまま継続される。

一枚の基板Ｗに対して一連の液処理を行った後に、次の基板Ｗに対して薬液洗浄処理を開始するときには、ノズル１６ｂからの基板Ｗへの薬液の初期の吐出流量を安定させるため、保温操作を完全に終了した後に薬液洗浄処理を開始することが好ましい。すなわち、開閉弁３２３を開く前に、開閉弁３３４を閉じ、かつ、定圧弁３３０を保温操作時の制御モードから薬液洗浄処理時の制御モードに戻しておくことが好ましい。

上記の実施形態によれば、薬液供給ライン３２２から処理ユニット１６に薬液を供給しないときに、タンク１０２から薬液供給ライン３２２に送られてきた薬液が戻しライン３２６を通ってタンク１０２に戻るように薬液を循環させ、かつ、ブロック体３１０内における戻しライン３２６を流れる薬液の温度を温度計３３６により測定し、この測定された温度に基づいて循環する薬液の流量を流量調節機器（定圧弁３３０等）を介して調節することにより温度計３３６により測定される温度が目標温度範囲に維持されるようにしている。このため、薬液供給ライン３２２から処理ユニット１６への薬液供給が再開されるときに、ブロック体３１０及びブロック体３１０に付設された弁（特に開閉弁３３４）の温度を比較的高い所望の温度範囲に精度良く維持することができる。このため、薬液供給ライン３２２から処理ユニット１６への薬液供給が再開されるときに、ダミーディスペンスを廃止することができるか、あるいは、ダミーディスペンスを行うにしてもダミーディスペンスにより廃棄される薬液の量を大幅に削減することができる。このため、液処理装置の経済的な運用を行うことができる。また、ダミーディスペンスの廃止または時間短縮により、液処理装置のスループットを向上させることができる。しかも、吐出開始直後の薬液の温度を所望の温度に精度良く制御することができ、処理品質を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、複数のブロック体３１０の各々に対して個別的に保温操作の温度制御が行われる。このため、各処理ユニット１６に設けられた各種接液機器（ブロック体３１０、各開閉弁、配管、定圧弁３３０、流量計３２８等）の熱容量及び熱的条件に個体差があったとしても、ブロック体３１０ごとに適切な保温操作を行うことができる。

上記実施形態では、薬液供給ライン３２２及び戻しライン３２６を流れる薬液の流量を制御するために電空レギュレータ３３２により制御される定圧弁３３０を設けたが、これに限定されるものではなく、他の形式の流量制御機器、例えばニードル弁を設けても構わない。

上記実施形態では、ブロック体３１０に供給される処理液は薬液及び純水の２種類であったが、これには限定されず、３種類以上の処理液が供給されていてもよい。また、ブロック体３１０に供給される処理液は一種類の薬液のみでもよい（純水は供給されなくてもよい）。

上記実施形態では、薬液供給ライン３２２からノズル１６ｂに処理液を流すときの流量制御と、薬液供給ライン３２２から戻しライン３２６に処理液を流す場合の流量制御とで共通の流量制御弁（定圧弁３３０）を用いた。このことは、部品点数の削減による液処理装置の装置コストの低減に寄与する。しかしながら、上記２つの場合の流量制御を、分岐点３２４の下流側の薬液供給ライン３２２に設けた流量制御弁と、戻しライン３２６に設けた別の流量制御弁によりそれぞれ行ってもよい。

上記実施形態では、薬液供給ライン３２２及び戻しライン３２６に流入した薬液をタンク１０２に戻している。このことは、前述したように省薬液による液処理装置の経済的な運用を行う上で有利である。しかしながら、戻しライン３２６に流入した薬液は廃棄しても構わない（この場合、薬液供給ライン３２２から分岐するライン３２６は戻しラインではなく、単なる分岐ラインまたはドレンラインとなる）。この場合も、ブロック体３１０が保温されているので、前述したダミーディスペンスの廃止または時間短縮によるスループット向上の効果は維持される。

上記実施形態では、常温より高い温度の処理液が通流するブロック体３１０の保温（温度維持）について述べたが、これには限定されない。ブロック体３１０に常温より低い温度の処理液が通流する場合にも、上記と同様の手順にてブロック体３１０の保冷（温度維持）を行うことができる。例えば薬液供給ライン３２２を介して常温より低い温度の薬液がノズル１６ｂに供給される場合、ノズル１６ｂへの薬液の供給が停止されると例えば常温雰囲気によりブロック体３１０の温度が昇温し、次にノズル１６ｂに供給される薬液の温度が、所望の温度よりも高くなるおそれがある。この場合、ノズル１６ｂへの薬液の供給が停止されているときに常温より低い温度の薬液を薬液ライン３２２及び戻しライン３２６に流しておくことにより、ブロック体３１０の温度を低く維持しておくことができる。

液処理装置により処理される基板Ｗは、半導体ウエハに限定されるものではなく、ガラス基板、セラミック基板等、他の種類の基板であってもよい。

Ｗ基板
４制御装置
１６処理ユニット
１０２タンク
３１０ブロック体
３１１第１ポート
３１４第２ポート
３１３第３ポート
３２２供給ライン（薬液供給ライン）
３２４分岐点
３２６分岐ライン（戻しライン）
３２３，３３４切替機構（開閉弁、第１弁、第２弁）
３３０，３３２流量調節機器（電空レギュレータ、定圧弁）
３３６温度計
３２８流量計

Claims

常温とは異なる温度の処理液を用いて基板に液処理を施す処理ユニットと、
前記処理液を前記処理ユニットに供給する供給ラインと、
前記供給ライン上に設定された分岐点において前記供給ラインから分岐した分岐ラインと、
前記分岐点から前記供給ラインを通って前記処理ユニットに前記処理液が流れる第１状態と、前記分岐点から前記分岐ラインを通って前記処理液が流れる第２状態と、を切り替える切替機構と、
前記切替機構を構成する少なくとも１つの弁が設けられるとともに、前記供給ラインの前記分岐点を含む少なくとも一部及び前記分岐ラインの少なくとも一部をなす流路が形成されたブロック体と、
少なくとも前記切替機構が前記第２状態にあるときに、前記供給ラインおよび前記分岐ラインを通って流れる前記処理液の流量を調節する流量調節機器と、
前記分岐ラインを流れる前記処理液の温度を測定する温度計と、
前記切替機構及び前記流量調節機器を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記切替機構が第２状態にあるときに、前記温度計により測定された温度に基づいて、前記供給ラインおよび前記分岐ラインを通って流れる前記処理液の流量を前記流量調節機器を介して調節する、基板液処理装置。
前記分岐点に向けて前記供給ラインを流れる前記処理液の流量を測定する流量計をさらに備え、
前記流量調節機器は、前記分岐点よりも上流側の前記供給ラインに設けられ、
前記制御装置は、前記切替機構が前記第１状態にあるときには、前記流量計により測定された流量が目標流量範囲に維持されるように前記流量調節機器のフィードバック制御が行われ、前記切替機構が前記第２状態にあるときには、前記温度計により測定された温度が目標温度範囲に維持されるように前記流量調節機器のフィードバック制御が行われるように、前記切替機構の状態に応じて前記流量調節機器の制御モードを切り替える、請求項１記載の基板液処理装置。
前記切替機構は、前記供給ラインから前記分岐ラインへの前記処理液の流入が許容される状態と遮断される状態とを切り替えることができる第１弁を有し、この第１弁の下流側の前記分岐ラインを流れる前記処理液の温度を測定するように前記温度計が設置される、請求項１または２記載の基板液処理装置。
前記ブロック体は、前記ブロック体の外側から前記ブロック体内の前記処理液供給ラインに処理液を導入する第１ポートと、前記ブロック体内の前記分岐ラインから前記処理液を前記ブロック体の外側に排出する第２ポートと、前記ブロック体内の前記処理液供給ラインから前記処理ユニットに向けて前記処理液を前記ブロック体の外側に排出する第３ポートと、前記温度計の温度検出部を前記分岐ライン内に挿入するための第４ポートと、を有し、
前記切替機構の前記第１弁は、前記第１ポートと前記第２ポートとが連通した状態と遮断された状態とを切り替える開閉弁であり、
前記切替機構はさらに、第２弁として、前記第１ポートと前記第３ポートとが連通した状態と遮断された状態とを切り替える開閉弁を有している
請求項３記載の基板液処理装置。
前記処理液を貯留するタンクをさらに備え、前記処理液は前記タンクから前記供給ラインに供給され、前記分岐ラインは前記タンクに接続され、前記分岐ラインを流れる前記処理液は前記タンクに戻される、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。
前記タンクに両端が接続された循環ラインと、
前記タンク内の処理液を前記循環ライン内で循環させるポンプと、
前記循環ラインを流れる処理液を加熱するヒータと、
をさらに備え、
前記基板液処理装置は、前記処理ユニット、前記供給ライン、前記分岐ライン、前記切替機構、前記ブロック体、前記流量調節機器及び前記温度計を含む構成要素の組を２組以上備え、各組における前記供給ラインは前記循環ラインから分岐するラインである、請求項５記載の基板液処理装置。
前記制御装置は、前記構成要素の組のいずれかにおいて、前記供給ライン及び前記分岐ラインを通って流れる処理液の流量を予め定められた閾値まで増大させても前記温度計により測定される温度を前記目標温度範囲まで上昇させることが不可能な場合に、前記ヒータの設定温度を上昇させる、請求項６記載の基板液処理装置。