JP2017055023A - 基板液処理装置及び流路洗浄方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板を処理液で液処理するための基板液処理装置等に設けられた流路を短時間で洗浄するための流路洗浄方法を提供すること。
【解決手段】本発明では、基板（ウェハＷ）を液処理する処理液を流すための流路（２７）と、前記流路（２７）に接続された温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部（４３）と低温側洗浄液供給部（４４）と、前記高温側洗浄液供給部（４３）と前記低温側洗浄液供給部（４４）とを制御する制御部（１８）とを有し、前記制御部（１８）は、前記高温側洗浄液供給部（４３）から前記流路（２７）に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、前記低温側洗浄液供給部（４４）から前記流路（２７）に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行って前記流路（２７）を洗浄することにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板を処理液で液処理するための基板液処理装置及び同基板液処理装置等の流路を洗浄するための流路洗浄方法に関するものである。
半導体部品やフラットパネルディスプレイなどの製造には、半導体ウエハや液晶基板などの基板に対して洗浄液やエッチング液などの処理液を用いて液処理するために、基板液処理装置が使用される。
基板液処理装置では、基板を処理液で液処理するための基板液処理部と、基板液処理部に処理液を供給するための処理液供給部とを有する。処理液供給部は、処理液を貯留するタンクに循環流路を接続し、循環流路にポンプやフィルターやヒーターなどを介設している。また、処理液供給部は、循環流路の途中から基板液処理部に向けて分岐した分岐流路を形成し、分岐流路に流量計や定圧弁や開閉バルブなどを介設している。そして、基板液処理装置は、タンクに貯留した処理液を循環流路で循環させることで不純物の除去や加熱などを行い、その後、分岐流路から基板液処理部に所定温度の処理液を供給する。
この基板液処理装置では、初期設置時やメンテナンス時などにおいて、循環流路や分岐流路などの流路を洗浄して不純物等を除去する必要がある。流路の洗浄は、常温の純水を洗浄液としてタンクに貯留し、その洗浄液を循環流路で繰り返し循環させることで循環流路（循環流路に設けられたポンプやフィルターやヒーターなどの内部の流路を含む。）を洗浄する。また、タンクから分岐流路に洗浄液を繰り返し流すことで分岐流路（分岐流路に設けられた流量計や定圧弁や開閉バルブなどの内部の流路を含む。）を洗浄する（たとえば、特許文献１参照。）。
特開２０１５−１０３６６２号公報
ところが、上記基板液処理装置では、流路に常温の純水を繰り返し流すことで流路を洗浄していたために、流路を良好に洗浄するには長時間を要し、大量の純水を洗浄水として消費する。
そこで、本発明では、基板液処理装置において、基板を液処理する処理液を流すための流路と、前記流路に接続された温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部と低温側洗浄液供給部と、前記高温側洗浄液供給部と前記低温側洗浄液供給部とを制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記高温側洗浄液供給部から前記流路に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、前記低温側洗浄液供給部から前記流路に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行うことにした。
また、本発明では、流路洗浄方法において、温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部と低温側洗浄液供給部とを流路に接続し、前記高温側洗浄液供給部から前記流路に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、前記低温側洗浄液供給部から前記流路に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行って前記流路を洗浄することにした。
また、前記流路は、タンクに貯留された液体を循環させるための循環流路と、前記循環流路から分岐して前記液体を供給するための分岐流路とを有し、前記分岐流路に前記高温側洗浄液供給部及び前記低温側洗浄液供給部とを接続することにした。
本発明では、基板液処理装置における基板を液処理する処理液を流すための流路（流路を構成する部材の内部に形成される流路を含む。）を短時間で良好に洗浄することができる。
基板液処理装置を示す平面図。 流路を示す説明図。 高温側洗浄液供給工程を示す説明図（ａ）、低温側洗浄液供給工程を示す説明図（ｂ）。 流路洗浄方法を示す説明図。 他の流路を示す説明図。 他の洗浄方法を示す説明図。
以下に、本発明に係る基板液処理装置及び同基板液処理装置で実行される流路洗浄方法の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る基板液処理装置を適用した基板処理システムを用いて本発明に係る流路洗浄方法を実行する場合について説明する。
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。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、基板処理システム１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基板処理システム１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。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
上記基板処理システム１（基板液処理装置）に設けられた処理ユニット１６は、図２に示すように、ウェハＷを処理液で液処理する基板液処理部２０と、基板液処理部２０に処理液を供給する処理液供給部２１とを有する。
基板液処理部２０は、チャンバー２２の内部にウェハＷを保持するための基板保持体２３と処理液を吐出するための処理液吐出ノズル２４とを収容する。チャンバー２２には、処理液を外部に排出するためのドレイン２５が接続されている。
処理液供給部２１は、処理液を貯留する処理液貯留部２６と、処理液貯留部２６から基板液処理部２０に向けて処理液が流れる流路２７とを有する。
処理液貯留部２６は、処理液を供給するための処理液供給源２８にタンク２９を接続する。タンク２９には、処理液を外部に排出するためのドレイン３０が接続されている。処理液貯留部２６では、処理液供給源２８から供給された処理液をタンク２９で貯留する。
流路２７は、タンク２９に接続した閉ループ状の循環流路３１と、循環流路３１の途中から基板液処理部２０の処理液吐出ノズル２４に向けて分岐した分岐流路３２とを有する。
循環流路３１は、タンク２９の下部（底部）に始端（上流側端部）が接続され、タンク２９の上部（天井部）に終端（下流側端部）が接続される。この循環流路３１には、ポンプ３３とフィルター３４とヒーター３５と開閉バルブ３６とが上流側から順に介設されている。循環流路３１は、開閉バルブ３６を開いた状態でポンプ３３を駆動することで、タンク２９に貯留した処理液（液体）を循環させる。
分岐流路３２は、循環流路３１のヒーター３５と開閉バルブ３６との間に始端（上流側端部）が接続され、処理液吐出ノズル２４に終端（下流側端部）が接続される。この分岐流路３２には、流量調整器３７と流量計３８と定圧弁３９と開閉バルブ４０とが上流側から順に介設されている。分岐流路３２は、開閉バルブ３６を閉じた状態でポンプ３３を駆動することで、タンク２９に貯留した処理液（液体）を基板液処理部２０に供給する。
また、分岐流路３２には、洗浄液を供給するための洗浄液供給部４１が接続されている。
洗浄液供給部４１は、分岐流路３２の流量調整器３７と流量計３８との間に流路切替器４２を介設し、流路切替器４２に温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを接続する。ここでは、高温側洗浄液供給部４３が７０℃に加熱された純水を洗浄液として供給し、低温側洗浄液供給部４４が常温のままの純水を洗浄液として供給する。なお、洗浄液は温度差があればよく、異なる種類の液体であってもよい。
高温側洗浄液供給部４３は、高温の（低温側洗浄液供給部４４で供給する洗浄液よりも温度の高い）洗浄液を供給する高温側洗浄液供給源４５を流量調整器４６を介して流路切替器４２に接続する。
低温側洗浄液供給部４４は、低温の（高温側洗浄液供給部４３で供給する洗浄液よりも温度の低い）洗浄液を供給する低温側洗浄液供給源４７を流量調整器４８を介して流路切替器４２に接続する。
なお、ここでは、高温側洗浄液供給源４５と低温側洗浄液供給源４７とを異なる供給源を用いた構成としているが、これに限られず、共通の供給源を用いるとともに、高温側洗浄液供給部４３にヒーターを設け、低温側洗浄液供給部４４にクーラーを設けるなどした構成とすることもできる。
基板処理システム１は、以上に説明したように構成している。そして、上記基板処理システム１では、初期設置時やメンテナンス時などにおいて必要に応じて流路２７の洗浄を行う。
流路２７の洗浄は、記憶部１９に記憶されたプログラムにしたがって制御部１８が洗浄液供給部４１を制御することで行う。その際に、制御部１８は、図３及び図４に示すように、洗浄液供給部４１の高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを交互に繰り返し駆動させる。すなわち、制御部１８は、流路切替器４２を切り替えて高温側洗浄液供給部４３を分岐流路３２に接続し、高温側洗浄液供給部４３から分岐流路３２に高温側の洗浄液を一定時間（たとえば、ｔ１）だけ供給する（高温側洗浄液供給工程（図３（ａ）））。その後、制御部１８は、流路切替器４２を切り替えて低温側洗浄液供給部４４を分岐流路３２に接続し、低温側洗浄液供給部４４から分岐流路３２に低温側の洗浄液を一定時間（たとえば、ｔ２）だけ供給する（低温側洗浄液供給工程（図３（ｂ）））。その後、高温側洗浄液供給工程と低温側洗浄液供給工程とを交互に所定回数（所定時間）繰り返し行う。これにより、流路２７（ここでは、分岐流路３２）を温度差を有する洗浄液で洗浄する。
高温側洗浄液供給工程では、流路２７に高温の洗浄液が流れるために、流路２７の内部の汚染物の溶解が促進されるとともに、洗浄液の界面張力の低下によって汚染物の内部にまで洗浄液を浸透させることができる。一方、低温側洗浄液供給工程では、流路２７に低温の洗浄液が流れるために、低温の洗浄液の界面張力の増加によって汚染物の剥離を促進させることができる。さらに、高温側洗浄液供給工程と低温側洗浄液供給工程とを繰り返し行うことで、流路２７の内部で汚染物の熱膨張と熱収縮とが繰り返し行われ、汚染物の付着力が低減して汚染物の剥離を促進することができる。また、洗浄液の界面張力が繰り返し変化し、汚染物の剥離と除去を円滑に行うことができる。そのため、流路２７の洗浄に要する時間（繰り返し回数）を短縮することができる。特に、分岐流路３２の場合には、洗浄液を廃棄する必要があるため、洗浄時間の短縮に伴って洗浄液の消費量を低減することができ、流路２７の洗浄に要するコストを低減することができる。
高温側洗浄液供給工程を実行する時間（ｔ１）と低温側洗浄液供給工程を実行する時間（ｔ２）は、流路２７の状態等によって適宜決定すればよく、同一の時間であっても異なる時間であってもよい。
なお、上記基板処理システム１では、分岐流路３２に高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを接続した構成について説明したが、たとえば、処理液供給源２８とタンク２９とを接続する流路に高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを流路切替器を介して接続した構成としてもよい。これにより、タンク２９や循環流路３１に高温の洗浄液と低温の洗浄液とを交互に繰り返し供給することができ、循環流路３１を短時間で洗浄することができる。また、高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを循環流路３１と分岐流路３２にそれぞれ接続し、循環流路３１の洗浄と分岐流路３２の洗浄とを同時に行うようにしてもよい。これにより、流路２７全体を短時間で洗浄することができる。
また、上記基板処理システム１（基板液処理装置）に設けられた処理ユニット１６では、図５に示すように、１個の基板液処理部２０に複数（ここでは、２個）の処理液供給部２１，４９を流路切替器５０を介して接続することもある。これにより、複数種類の処理液でウェハＷを処理することができる。この場合には、それぞれの処理液供給部２１，４９の分岐流路３２に流路切替器４２を介して高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを接続する。これにより、循環流路３１よりも洗浄に時間を要し大量の洗浄液を消費する分岐流路３２を短時間で洗浄することができる。
以上に説明したように、本発明では、温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを流路２７に接続し、高温側洗浄液供給部４３から流路２７に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、低温側洗浄液供給部４４から流路２７に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行って流路２７を洗浄する。これにより、短時間で、かつ、少ない洗浄液の消費量で、流路２７を良好に洗浄することができる。
なお、本発明に係る流路には、パイプやバルブなどから構成される包括的な流路に限られず、パイプやバルブなどの内部に形成される個別的な流路も含まれる。そのため、本発明は、上記基板処理システム１などの装置に形成された流路２７を洗浄する場合に限られず、開閉バルブやフィルターなどの部材の内部に形成された流路を洗浄する場合にも適用することができる。たとえば、図６に示すように、洗浄対象部材としての開閉バルブ５１の内部に形成された流路を洗浄する場合には、開閉バルブ５１の上流側に高温側洗浄液供給部４３と低温側洗浄液供給部４４とを流路切替器５０を介して着脱自在に接続し、開閉バルブ５１の下流側にドレイン５２を着脱自在に接続する。そして、高温側洗浄液供給部４３から開閉バルブ５１の内部の流路に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、低温側洗浄液供給部４４から開閉バルブ５１の内部の流路に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行って開閉バルブ５１の内部の流路を洗浄する。これにより、短時間で、かつ、少ない洗浄液の消費量で、洗浄対象部材としての開閉バルブ５１の内部の流路を良好に洗浄することができる。
Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
１８ 制御部
２７ 流路
２９ タンク
３１ 循環流路
３２ 分岐流路
４３ 高温側洗浄液供給部
４４ 低温側洗浄液供給部

Claims (4)

  1. 基板を液処理する処理液を流すための流路と、
    前記流路に接続された温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部と低温側洗浄液供給部と、
    前記高温側洗浄液供給部と前記低温側洗浄液供給部とを制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記高温側洗浄液供給部から前記流路に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、前記低温側洗浄液供給部から前記流路に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行うことを特徴とする基板液処理装置。
  2. 前記流路は、タンクに貯留された前記処理液を循環させるための循環流路と、前記循環流路から分岐して前記処理液を供給するための分岐流路とを有し、前記分岐流路に前記高温側洗浄液供給部及び前記低温側洗浄液供給部とを接続したことを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
  3. 温度差を有する洗浄液を供給するための高温側洗浄液供給部と低温側洗浄液供給部とを流路に接続し、前記高温側洗浄液供給部から前記流路に高温の洗浄液を供給する高温側洗浄液供給工程と、前記低温側洗浄液供給部から前記流路に低温の洗浄液を供給する低温側洗浄液供給工程とを、交互に繰り返し行って前記流路を洗浄することを特徴とする流路洗浄方法。
  4. 前記流路は、タンクに貯留された液体を循環させるための循環流路と、前記循環流路から分岐して前記液体を供給するための分岐流路とを有し、前記分岐流路に前記高温側洗浄液供給部及び前記低温側洗浄液供給部とを接続したことを特徴とする請求項３に記載の流路洗浄方法。
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