JP2017104816A - 回収装置及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べ、多量の金属スラッジが処理液中に含まれる場合であっても、好適に金属スラッジを処理液から分離して回収する。
【解決手段】回収装置３は、処理液Ｌ０中に含まれた金属スラッジＭを処理液Ｌ０から分離して回収するものであり、処理液Ｌ０の吐出口３２ａの下方に後端部が位置するように設けられるとともに、複数のスリット３４ａを有する少なくとも１つの平板状のフィルター板３４と、フィルター板３４の前端部の下方に設けられたメッシュ状の第一回収かご３５とを備える。フィルター板３４は、後端部から前端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように傾斜角度αで傾斜しており、各スリット３４ａは、下側に向かって広がる形状に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体基板から剥離されて処理液中に含まれた金属スラッジを処理液から分離して回収する技術に関する。

従来、半導体基板上に金属薄膜パターンを作製する方法として、リフトオフ法が知られている。このリフトオフ法は、半導体基板上にレジストパターンを形成してから、さらにその上に金属薄膜を形成した後、金属薄膜が載ったレジスト（以下、「金属スラッジ」という）を半導体基板上から剥離・除去することによって金属薄膜パターンを作製する方法である。

金属スラッジの剥離手段としては、１枚毎の枚葉処理に比べて処理能力が高いバッチ処理が好適に用いられる。
このバッチ処理は、カセットに収納した複数枚の半導体基板を剥離槽に浸漬させ、必要に応じて超音波などによりレジストを膨潤させた後、処理液を噴射することにより金属スラッジを除去する技術である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２３９１４１号公報

しかしながら、上述したバッチ処理では枚葉処理に比べて多量の金属スラッジが排出されるため、この金属スラッジを処理液から分離して回収する回収装置に一般的な遠心分離式のものを単純に適用した場合、排出される金属スラッジの量が回収装置の処理能力を上回ってしまう。その結果、メインフィルタの目詰まりなどの不具合が生じ、ひいては、頻繁な装置メンテナンスの必要性やランニングコストの高騰を招来してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来に比べ、多量の金属スラッジが処理液中に含まれる場合であっても、好適に金属スラッジを処理液から分離して回収することができる回収装置及びこれを備える洗浄装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、処理液中に含まれた金属スラッジを処理液から分離して回収する回収装置であって、
前記処理液の吐出口の下方に一端部が位置するように設けられるとともに、複数のスリットを有する少なくとも１つの平板状のフィルター板と、
前記フィルター板の他端部の下方に設けられ、金属スラッジを回収する回収かごと、
を備え、
前記フィルター板は、一端部から他端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように所定の傾斜角度で傾斜しており、
前記複数のスリットの各々は、下側に向かって広がる形状に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回収装置において、
前記複数のスリットの各々は、前記フィルター板の一端部から他端部に向かう方向と直交する方向に沿って延在するように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の回収装置において、
前記フィルター板の前記傾斜角度αが、０°＜α≦２０°の範囲内であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回収装置において、
前記フィルター板が、前記傾斜角度を変更可能なように支持されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、洗浄装置であって、
半導体基板を処理液で洗浄して金属スラッジを除去する処理槽と、
前記処理槽から排出された処理液から金属スラッジを分離して回収する請求項１〜４のいずれか一項に記載の回収装置と、
を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数のスリットを有する少なくとも１つのフィルター板が、処理液の吐出口の下方に位置する一端部から、回収かごが設置された他端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように傾斜している。
これにより、フィルター板の一端部上に落下してきた処理液は、フィルター板の傾斜に沿って他端側へ伝いつつ、金属スラッジをフィルター板に残し、当該金属スラッジが分離された処理液が複数のスリットから下方へ落下する。つまり金属スラッジが分離される。
また、フィルター板上に残った金属スラッジは、他端側へ落ちていくに連れて次第に高く盛り上がっていき、一端側から流れてくる処理液を堰き止める土手として機能するため、処理液が回収かごまで流れてしまうことを抑制し、ひいては処理液からの金属スラッジの分離を促進させる。
さらに、フィルター板の各スリットが下側に向かって広がる形状に形成されているので、好適に金属スラッジをフィルター板上に残しつつ処理液を下方へ落下させることができる。
したがって、従来に比べ、多量の金属スラッジが処理液中に含まれる場合であっても、好適に金属スラッジを処理液から分離して回収することができる。

請求項２に記載の発明によれば、フィルター板の各スリットが、当該フィルター板の一端部から他端部に向かう方向（つまり、処理液が流れる方向）と直交する方向に沿って延在するように形成されている。
したがって、金属スラッジがスリットから落下することを抑制し、さらに好適に金属スラッジをフィルター板上に残しつつ処理液を下方へ落下させて、金属スラッジを処理液から分離させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、フィルター板がその傾斜角度を変更可能なように支持されているので、例えばスリットのスリット幅やピッチ、処理液の流量などに応じて、より高い処理能力が得られる最適な傾斜角度に調整することができる。

洗浄装置の概略構成を示すブロック図である。 回収装置の側断面図である。 図２のＡ部の拡大図である。 回収装置の動作を説明するための図である。 回収装置の変形例を説明するための図である。 フィルター板の変形例を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

［洗浄装置の構成］
まず、本実施形態における回収装置３を備える洗浄装置１の構成について説明する。
図１は、洗浄装置１の概略構成を示すブロック図である。

洗浄装置１は、リフトオフ法による金属薄膜パターン形成のための半導体基板Ｂを有機溶剤の処理液で洗浄して、当該半導体基板Ｂから金属薄膜の載ったレジスト（以下、「金属スラッジ」という。）を剥離・除去するものである。
この洗浄装置１では、図１に示すように、処理槽２、回収装置３、循環ポンプ４及び２つのフィルター５，６がこの順に配管で接続されるとともに、さらにフィルター６からの配管が処理槽２のうち処理液の液面よりも下側の部分に接続されており、処理液が循環するようになっている。

処理槽２では、カセットＣに収容された多数の半導体基板Ｂ（図１では一枚のみ図示）を同時に洗浄するバッチ処理が行われる。具体的に、処理槽２では、半導体基板Ｂを浸漬させた処理液に必要に応じて超音波振動を加えることで半導体基板Ｂ上のレジストを膨潤させた後、半導体基板Ｂに向けて処理液を噴射することにより、半導体基板Ｂ表面から金属スラッジが剥離・除去される。除去された金属スラッジは、処理液とともに処理槽２から排出される。
また、本実施形態の処理槽２には、溢れた処理液を収容するためのオーバーフロー槽２１が付設されており、このオーバーフロー槽２１から処理液を排出させる配管が、処理槽２から回収装置３へ向かう配管に接続されている。

処理槽２から排出された処理液は、回収装置３によって液中の金属スラッジの大部分が分離・回収される。そして、回収装置３から排出された処理液は、循環ポンプ４で加圧された後、２つのフィルター５，６を経て金属スラッジがほぼ完全に除去された後に、処理槽２へ戻るようになっている。なお、本実施形態では、２０〜４０ｌ／ｍｉｎの処理液が循環する。フィルター５は遠心分離式のフィルターであり、回収装置３で回収しきれなかった金属スラッジを回収する。フィルター６はメッシュタイプのフィルターであり、金属スラッジを処理液からほぼ完全に除去することができる。つまり、大きな金属スラッジは回収装置３で、小さいものはフィルター５で、さらに小さいものはフィルター６でというように、３段階で金属スラッジを回収するようになっている。
本実施形態においては、フィルター６からの配管が処理槽２内のカセットＣよりも下側に位置しており、処理液を半導体基板Ｂの下側から処理槽２内に循環させている。このように処理槽２の下側から処理液を循環させ、処理液の液面を上昇させることにより、処理液の液面付近に浮遊した金属スラッジ等の浮遊物をオーバーフロー槽２１内へ流入させ、当該オーバーフロー槽２１内で沈殿・排出させることができ、この浮遊物の半導体基板への再付着を防ぐことができる。

［回収装置の構成］
続いて、回収装置３の構成について説明する。
図２は、回収装置３の内部構造を示す側断面図であり、図３は、図２のＡ部の拡大図である。
以下の構成は、本発明をさらに具体的に説明するためのものである。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図２に示すように、回収装置３は、各部品を内部に収容した筺体３１を備えている。
筺体３１の一端側（図２の左側）の側壁上部では、処理槽２からの配管が筺体３１内部に連通されており、その開口部の周囲が矩形箱状の吐出部３２で覆われている。この吐出部３２は、下方に開口した吐出口３２ａを有しており、処理槽２から排出されてきた処理液を吐出口３２ａから下方へ吐出させる。
筺体３１の底板は、漏斗状に形成されるとともに、循環ポンプ４に向けて処理液を排出させる排出口３１ａをその中央に有している。
また、筺体３１の他端側（図２の右側）の上板部には、筺体３１内部の各部品を取り出し可能な開口部３１ｂが形成されており、この開口部３１ｂが、開閉可能な蓋部３３で閉塞されている。
なお、以下では、説明の簡単のために、筺体３１の他端側（図２の右側）の方向を「前」、一端側（図２の左側）の方向を「後」と記載することとする。

筺体３１の内部には、フィルター板３４と、第一回収かご３５と、第二回収かご３６と、タンクネット３７とが収容されている。

このうち、フィルター板３４は、処理液から大部分の金属スラッジを分離させるためのものであり、略平板状に形成されて、吐出部３２の直下に配置されている。より詳しくは、フィルター板３４は、その後端部の上方に吐出部３２の吐出口３２ａが位置するとともに、この後端部から前端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように傾斜した状態に配置されている。このフィルター板３４の傾斜角度α（図３参照）は、０°＜α≦２０°の範囲内であることが好ましく、２°≦α≦１５°の範囲内であることがより好ましく、４°≦α≦１０°の範囲内であることがさらに好ましい。
また、フィルター板３４は、この傾斜角度αを調整可能なように、高さ可変の支持部材３８によって後端部が支持されている。

フィルター板３４には、図３に示すように、前後方向に配列された複数のスリット３４ａが略全面に亘って形成されている。各スリット３４ａは、前後方向と直交する左右方向（図３の紙面垂直方向）に略沿って直線状に延在している。各スリット３４ａのスリット幅Ｗは、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１５０μｍ以下であり、さらに好ましくは７０μｍ以下である。但し、このスリット幅Ｗが、例えば金属スラッジのサイズなどに対応したものであるべきであるのは勿論である。
また、各スリット３４ａは、下側に向かって広がるようにフィルター板３４を貫通しており、その延在方向と直交する空間断面が等脚台形状に形成されている。但し、各スリット３４ａは、下側に向かって広がる形状に形成されていればよく、断面等脚台形状でなくともよい。

第一回収かご３５は、図２に示すように、フィルター板３４によって処理液から分離された金属スラッジを回収するためのものである。本実施形態においては、この第一回収かご３５は、全体がメッシュ状（本実施形態では２００メッシュ）のかご部材であり、フィルター板３４の前端部の下側に配置されている。より詳しくは、第一回収かご３５は、その後端部をフィルター板３４の前端部と上下に重複させつつ、当該フィルター板３４の前端部が中央やや後側寄りの位置まで延出するように配置されている。
また、第一回収かご３５は、後方に移動させてフィルター板３４の下側からずらしてから取り外し可能に支持されており、取り外した後に筺体３１上部の開口部３１ｂから取り出すことができる。

第二回収かご３６及びタンクネット３７は、フィルター板３４及び第一回収かご３５を通過した処理液中に含まれる金属スラッジの残りをさらに回収するためのものであり、第一回収かご３５よりも下側にこの順に配置されている。
このうち、第二回収かご３６は、全体がメッシュ状（本実施形態では２００メッシュ）のやや浅めのかご部材であり、フィルター板３４の全体と第一回収かご３５の後側半部との下方を覆うように配置されている。
一方、タンクネット３７は、全体がメッシュ状（本実施形態では３００メッシュ）の大きめのかご部材であり、フィルター板３４及び第一回収かご３５の全体の下方を覆うように、筺体３１内の最下部に配置されている。

［回収装置の動作］
続いて、処理液から金属スラッジを分離・回収する際の回収装置３の動作について説明する。
図４は、回収装置３の動作を説明するための図である。

本実施形態における回収装置３は、リフトオフ法による半導体基板Ｂの製造過程で処理液とともに排出される金属薄膜やレジストを含んだ金属スラッジを、処理液から分離して回収する。
具体的には、図４（ａ）に示すように、金属スラッジＭを含んだ処理液Ｌ０が処理槽２から排出されてくると、回収装置３内では、この処理液Ｌ０が吐出部３２の吐出口３２ａから下方へ吐出され、その下方に位置するフィルター板３４上端の後端部上に落下する。
フィルター板３４上に落下した処理液Ｌ０は、フィルター板３４の傾斜に沿って当該フィルター板３４上を前側へ伝いつつ、金属スラッジＭをフィルター板３４上に残し、当該金属スラッジＭが分離された処理液Ｌ１が複数のスリット３４ａから下方へ落下する。

このとき、フィルター板３４の各スリット３４ａが下側に向かって広がる形状に形成されているので、好適に金属スラッジＭをフィルター板３４上に残しつつ処理液Ｌ１を下方へ落下させることができる。
また、各スリット３４ａが前後方向と直交する左右方向に沿って延在している、つまり、フィルター板３４上を処理液Ｌ０が流れる方向と直交する方向に沿って延在しているので、金属スラッジＭがスリット３４ａから落下することを抑制し、さらに好適に金属スラッジＭをフィルター板３４上に残しつつ処理液Ｌ１を下方へ落下させることができる。

フィルター板３４によって処理液Ｌ０から分離された金属スラッジＭは、フィルター板３４の傾斜に沿って当該フィルター板３４上を前側へ流動しつつ、徐々に堆く盛り上がっていく。そして、図４（ｂ）に示すように、遂にはフィルター板３４の前端部から第一回収かご３５内に落下する。
このとき、フィルター板３４の前端部に堆積した金属スラッジＭは、上側から流れてくる処理液Ｌ０を堰き止める土手として機能するため、処理液Ｌ０が第一回収かご３５まで流れてしまうことを抑制し、ひいては、処理液Ｌ０からの金属スラッジＭの分離を促進させる。

こうして、処理液Ｌ０中の大部分の金属スラッジＭは、第一回収かご３５内に回収される。
そして、この大部分の金属スラッジＭが分離された処理液Ｌ１は、フィルター板３４から落下した後、その下方の第二回収かご３６及びタンクネット３７によって、さらに金属スラッジＭが回収された後に、筺体３１の排出口３１ａから排出される。

［効果］
以上のように、本実施形態における回収装置３によれば、複数のスリット３４ａを有するフィルター板３４が、処理液Ｌ０の吐出口３２ａの下方に位置する後端部から、第一回収かご３５が設置された前端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように傾斜している。
これにより、フィルター板３４の後端部上に落下してきた処理液Ｌ０は、フィルター板３４の傾斜に沿って前側へ伝いつつ、金属スラッジＭをフィルター板３４に残し、当該金属スラッジＭが分離された処理液Ｌ１が複数のスリット３４ａから下方へ落下する。つまり金属スラッジＭが分離される。
また、フィルター板３４上に残った金属スラッジＭは、前側へ落ちていくに連れて次第に高く盛り上がっていき、後側から流れてくる処理液を堰き止める土手として機能するため、処理液Ｌ０が回収かごまで流れてしまうことを抑制し、ひいては処理液Ｌ０からの金属スラッジＭの分離を促進させる。
さらに、フィルター板３４の各スリット３４ａが下側に向かって広がる形状に形成されているので、好適に金属スラッジＭをフィルター板３４上に残しつつ処理液Ｌ１を下方へ落下させることができる。
したがって、従来に比べ、多量の金属スラッジＭが処理液Ｌ０中に含まれる場合であっても、好適に金属スラッジＭを処理液Ｌ０から分離して回収することができる。
ひいては、リフトオフ法による半導体基板Ｂの製造過程で排出される、金属薄膜やレジストを含んだ金属スラッジＭを、好適に処理液Ｌ０から分離して回収することができる。

また、フィルター板３４の各スリット３４ａが、当該フィルター板３４の後端部から前端部に向かう方向（つまり、処理液Ｌ０が流れる方向）と直交する方向に沿って延在するように形成されている。
したがって、金属スラッジＭがスリット３４ａから落下することを抑制し、さらに好適に金属スラッジＭをフィルター板３４上に残しつつ処理液Ｌ１を下方へ落下させて、金属スラッジＭを処理液Ｌ０から分離させることができる。

また、フィルター板３４がその傾斜角度αを変更可能なように支持されているので、例えばスリット３４ａのスリット幅Ｗやピッチ、処理液Ｌ０の流量などに応じて、より高い処理能力が得られる最適な傾斜角度αに調整することができる。

［変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、回収装置３に１つのフィルター板３４のみを設けることとしたが、複数のフィルター板３４を適宜配置して用いてもよく、例えば図５に示すように、複数のフィルター板３４を組み合わせて用いてもよい。
具体的に、図５の例では、高さ位置の異なる３つのフィルター板３４を前後方向に互い違いに配列するとともに、後側の２つと前側の１つとで互いに対向するように傾斜角度αの方向を変えている。また、３つのフィルター板３４は、下側のものほど、各スリット３４ａのスリット幅Ｗが狭くなっていたり、傾斜角度αが大きくなっていたりしてもよい。
このように構成することにより、より確実に金属スラッジＭを処理液Ｌ０から分離させることができる。

また、吐出部３２の吐出口３２ａがフィルター板３４後端部上方の左右中央に位置することとしたが、この場合には、図６に示すように、吐出口３２ａから吐出された処理液Ｌ０が、フィルター板３４上で左右に広がりつつ下側（前側）へ流れていく（図中に二点鎖線で示す）。そのため、この処理液Ｌ０の流れがフィルター板３４の左右両側部に到達した部分よりも下側では、金属スラッジＭを好適に分離できなくなってしまう。
そこで、フィルター板３４の左右両側部へ流れてきた処理液Ｌ０を中央側に向けるための補助板３４ｂを、フィルター板３４の左右両側部に設けてもよい。これにより、さらに確実に金属スラッジＭを処理液Ｌ０から分離させることができる。
なお、吐出部３２の吐出口３２ａを、例えばフィルター板３４と同程度にまで左右に広くしたり、吐出口３２ａから左右に広がる処理液Ｌ０の流れに合わせてフィルター板３４を平面視三角形状に形成したりしても、同様の効果が期待できる。

また、フィルター板３４の複数のスリット３４ａは、スリット幅Ｗが均一でなくともよく、例えば前側（下側）のものほど当該スリット幅Ｗが狭くなるように形成されていてもよい。

また、フィルター板３４の傾斜角度αは、例えばスリット３４ａのスリット幅Ｗやピッチ、処理液Ｌ０の流量などをパラメータとして最適な値が変化することは勿論である。

また、フィルター板３４の後端部が高さ可変の支持部材３８によって支持されていることとしたが、このフィルター板３４は、傾斜角度αを変更可能に支持されていればよく、例えば、前端部が高さ可変に支持されていてもよいし、左右方向に沿った中心軸回りに回転可能に構成されていてもよい。

１ 洗浄装置
３ 回収装置
３２ 吐出部
３２ａ 吐出口
３４ フィルター板
α 傾斜角度
３４ａ スリット
Ｗ スリット幅
３５ 第一回収かご
３６ 第二回収かご
３７ タンクネット
３８ 支持部材
Ｌ０ 処理液（金属スラッジを含むもの）
Ｌ１ 処理液（大部分の金属スラッジが分離されたもの）
Ｍ 金属スラッジ

Claims (5)

1. 処理液中に含まれた金属スラッジを処理液から分離して回収する回収装置であって、
   前記処理液の吐出口の下方に一端部が位置するように設けられるとともに、複数のスリットを有する少なくとも１つの平板状のフィルター板と、
   前記フィルター板の他端部の下方に設けられ、金属スラッジを回収する回収かごと、
   を備え、
   前記フィルター板は、一端部から他端部に向かうに連れて次第に下方に位置するように所定の傾斜角度で傾斜しており、
   前記複数のスリットの各々は、下側に向かって広がる形状に形成されていることを特徴とする回収装置。
2. 前記複数のスリットの各々は、前記フィルター板の一端部から他端部に向かう方向と直交する方向に沿って延在するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回収装置。
3. 前記フィルター板の前記傾斜角度αが、０°＜α≦２０°の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の回収装置。
4. 前記フィルター板が、前記傾斜角度を変更可能なように支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回収装置。
5. 半導体基板を処理液で洗浄して金属スラッジを除去する処理槽と、
   前記処理槽から排出された処理液から金属スラッジを分離して回収する請求項１〜４のいずれか一項に記載の回収装置と、
   を備えることを特徴とする洗浄装置。

Images