JP2017147369A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを向上させると共に、処理液への気体の溶存を抑制する基板処理装置を提供する。【解決手段】送り込みポンプ１１で処理液を吸引し、吸引した処理液を、トラップタンク１３を通じて上流ポンプ１５に送り込んでいる。そのため、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａが長い場合、または処理液が高粘度の場合などであっても、上流ポンプ１５は、処理液を速く吸引することができる。これにより、上流ポンプ１５は、下流の例えばノズル２に処理液を速く送ることができるので、基板処理のスループットが向上する。また、送り込みポンプ１１は、処理液容器７内に気体を供給して、処理液を直接加圧しないので、処理液への気体の溶存を抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示器用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を処理する基板処理装置に関する。

従来の基板処理装置１０１は、図５のように、基板Ｗに対して処理液を吐出するノズル１０２と、処理液を貯留する処理液容器１０７と、処理液容器１０７からノズル１０２に処理液を送る処理液配管１０９とを備えている。処理液配管１０９には、処理液容器１０７側から順番に、トラップタンク１１３、上流ポンプ１１５、フィルタ１１７、および下流ポンプ１１９が介在して設けられている（例えば、特許文献１，２参照）。上流ポンプ１１５は、処理液を吸引して、フィルタ１１７を通じて下流ポンプ１１９に送る。一方、下流ポンプ１１９は、ノズル１０２に処理液を送る。また、処理液を循環させるために、上流ポンプ１１５と下流ポンプ１１９との間は、戻り配管１２７で接続されている。なお、符号Ｖは開閉弁である。

このような、上流ポンプ１１５と下流ポンプ１１９とでフィルタ１１７を挟んだ図５に示すポンプ構成によれば、ろ過レート（ろ過速度）およびろ過圧力を共に所望量に制御することができる。なお、ろ過レートは、単位時間、単位断面積当たりのフィルタを通過する処理液の量であり、ろ過圧力は、フィルタ１１７を通過する前後の差圧である。

特許第５４５１５１５号公報 特許第５６５８３４９号公報

しかしながら、このような構成を有する従来装置には、次のような問題がある。
例えば、処理液容器１０７から上流ポンプ１１５までの間の処理液配管１０９Ａが長い場合、あるいは、処理液が高粘度の場合に、上流ポンプ１１５を動作させると、上流ポンプ１１５よりも上流の処理液配管１０９Ａ内が負圧になる。負圧になった状態で、上流ポンプ１１５を無理に動作させようとすると、処理液配管１０９の処理液に溶存した気体（例えば窒素ガス）により気泡が発生する。そのため、上流ポンプ１１５は、処理液を速く吸引することができず、処理液をゆっくり吸引することになる。これにより、上流ポンプ１１５は、吸引した処理液をゆっくり送り出すことになり、処理液を送るために時間がかかる。その結果、基板処理のスループットが低下する。

さらに、従来の基板処理装置１０１は、処理液容器１０７内に気体を供給し、気体で処理液を直接加圧することで、処理液容器１０７から処理液を送っている。処理液容器１０７から上流ポンプ１１５に処理液を速く送るために、加圧量を大きくすることも考えられる。この場合、処理液を加圧する圧力が大きいほど気体が溶存（溶解）してしまう等のウェットパーティクルの問題が生じる。処理液に気体が多く溶存されると、気泡発生の原因になる。

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、スループットを向上させると共に、処理液への気体の溶存を抑制す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、本発明に係る、基板を処理する基板処理装置は、基板を処理する基板処理装置において、処理液を吐出するノズルと、前記処理液を貯留する処理液容器と、前記処理液容器から前記ノズルに前記処理液を送る配管と、前記配管に設けられ、前記処理液をろ過するフィルタと、前記フィルタの上流および下流の少なくともいずれかの位置における前記配管に設けられ、前記処理液を送る吐出ポンプと、前記フィルタおよび前記吐出ポンプと、前記処理液容器との間の前記配管に設けられ、処理液を一時的に貯留するトラップタンクと、前記処理液容器と前記トラップタンクとの間の前記配管に設けられる送り込みポンプであって、前記処理液容器から処理液を吸引し、吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて前記吐出ポンプに送り込む前記送り込みポンプと、を備えていることを特徴とするものである。

本発明に係る基板処理装置によれば、送り込みポンプで処理液を吸引し、吸引した処理液を、トラップタンクを通じて吐出ポンプに送り込んでいる。そのため、吐出ポンプよりも上流の配管が長い場合、または処理液が高粘度の場合などであっても、吐出ポンプは、処理液を速く吸引することができる。これにより、吐出ポンプは、下流の例えばノズルに処理液を速く送ることができるので、基板処理のスループットが向上する。また、送り込みポンプは、処理液容器内に気体を供給して、処理液を直接加圧しないので、処理液への気体の溶存を抑制することができる。

また、上述の基板処理装置は、前記送り込みポンプ内、前記トラップタンク内および、前記送り込みポンプと前記吐出ポンプとの間の前記配管内のいずれかにおける処理液の圧力を計測する圧力計と、前記圧力計で計測された処理液の圧力が予め設定された圧力を保つように、前記送り込みポンプを制御する制御部と、を更に備えていることが好ましい。圧力計で計測された処理液の圧力に基づき、予め設定された圧力を保つように、送り込みポンプが制御される。そのため、吐出ポンプよりも上流の配管の圧力が管理され、その配管内に生じる負圧を抑制できる。

また、上述の基板処理装置において、前記予め設定された圧力は、大気圧以上の圧力であることが好ましい。これにより、吐出ポンプよりも上流の配管内の負圧が解消される。

また、上述の基板処理装置において、前記処理液容器は、外気を吸うための吸気部を有することが好ましい。これにより、送り出しポンプにより処理液容器から処理液が吸引されたときに、吸気部より外気を吸うことができる。処理液容器内に外気を吸うことにより、処理液に気体が触れるが、加圧しないので、処理液への気体の溶存が抑制される。また、外気を吸うことで、処理液容器が空になった際にトラップタンクに気体を送ることができる。これにより、従来のトラップタンクを利用でき、トラップタンク内での処理液の残量の検出が容易にできる。

また、上述の基板処理装置において、前記吐出ポンプの一例は、前記フィルタの上流の前記配管に設けられた上流ポンプと、前記フィルタの下流の前記配管に設けられた下流ポンプとを有し、前記送り込みポンプは、前記処理液容器から吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて前記上流ポンプに送り込むことである。そのため、フィルタを挟んだ２ステージポンプ装置を構成することができ、これにより、ろ過レートおよびろ過圧力を共に所望量に制御することができる。また、上流ポンプは、下流ポンプに処理液を速く送ることができる。

また、上述の基板処理装置の一例は、複数の吐出ユニットを更に備え、前記配管は、前記処理液容器から分岐点に前記処理液を送る分岐前配管と、前記分岐点から前記ノズルに処理液を送る分岐後配管とを有し、前記吐出ユニットは、前記ノズル、前記分岐後配管、前記フィルタ、および前記吐出ポンプを各々有し、前記フィルタは、前記分岐後配管に設けられ、前記処理液をろ過し、前記吐出ポンプは、前記フィルタの上流および下流の少なくともいずれかの位置における前記分岐後配管に設けられ、前記処理液を送り、前記トラップタンクは、前記分岐点と前記処理液容器との間の前記分岐前配管に設けられ、処理液を一時的に貯留し、前記送り込みポンプは、前記処理液容器と前記トラップタンクとの間の前記分岐前配管に設けられる送り込みポンプであって、前記処理液容器から処理液を吸引し、吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて複数の前記吐出ポンプに送り込むことである。

吐出ユニットが多いほど、各々の吐出ポンプよりも上流の分岐前配管および分岐後配管の内部の負圧が大きくなる。しかしながら、送り込みポンプによって、トラップタンクを通じて各々の上流ポンプに処理液を送り込む。これにより、各々の吐出ポンプは、処理液を速く吸引することができるので、例えばノズルに処理液を速く送り出すことができる。複数の吐出ユニットを備えていても、基板処理のスループットを向上させることができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、送り込みポンプで処理液を吸引し、吸引した処理液を、トラップタンクを通じて吐出ポンプに送り込んでいる。そのため、吐出ポンプは、処理液を速く吸引することができる。これにより、吐出ポンプは、下流の例えばノズルに処理液を速く送ることができるので、基板処理のスループットが向上する。また、送り込みポンプは、処理液容器内に気体を供給して、処理液を直接加圧しないので、処理液への気体の溶存を抑制することができる。

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。 変形例に係るトラップタンクを示す図である。 変形例に係る基板処理装置の概略構成図である。 従来の基板処理装置を説明するための図である。

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、基板処理装置の概略構成図である。

＜基板処理装置の構成＞
図１を参照する。基板処理装置１は、ノズル２と保持回転部３とを備えている。ノズル２は、基板Ｗに対して処理液を吐出するものである。処理液は、例えば、フォトレジスト液、反射防止膜形成用の薬液、現像液、溶剤や純水（ＤＩＷ）などのリンス液が用いられる。保持回転部３は、基板Ｗを略水平姿勢で保持して回転させるものである。

保持回転部３は、スピンチャック４と回転駆動部５とを備えている。スピンチャック４は、回転軸ＡＸ周りに回転可能に基板Ｗを保持する。スピンチャック４は、例えば、基板Ｗの裏面を真空吸着することにより基板Ｗを略水平姿勢で保持する。一方、回転駆動部５は、スピンチャック４を回転軸ＡＸ周りに回転させる駆動を行う。回転駆動部５は、電動モータ等で構成されている。

また、基板処理装置１は、処理液容器７と処理液配管９とを備えている。処理液容器７は、フォトレジスト液等の処理液を貯留する容器（例えばボトル）である。処理液容器７は、処理液容器７の内部に外気（例えば空気）を吸うための吸気部７Ａと、蓋部７Ｂとを備えている。吸気部７Ａは、管または貫通穴などで構成されている。図１では、吸気部７Ａは、蓋部７Ｂに設けられるが、容器本体に設けられてもよい。処理液配管９は、処理液容器７からノズル２に処理液を送るものである。処理液配管９は、処理液容器７に対して着脱自在に取り付けられている。処理液配管９には、処理液容器７側から順番に、送り込みポンプ１１、トラップタンク１３、上流ポンプ（フィルポンプとも呼ばれる）１５、フィルタ１７、下流ポンプ（ディスペンスポンプとも呼ばれる）１９が介在して設けられている。なお、上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は、本発明の吐出ポンプに相当する。

また、処理液配管９において、トラップタンク１３と上流ポンプ１５との間には、開閉弁Ｖ１が介在して設けられている。上流ポンプ１５とフィルタ１７との間には、開閉弁Ｖ２が介在して設けられている。フィルタ１７と下流ポンプ１９との間には、開閉弁Ｖ３が介在して設けられている。また、下流ポンプ１９とノズル２との間には、開閉弁Ｖ４が介在して設けられている。開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、上流ポンプ１５の近傍に設けられている。開閉弁Ｖ３は、下流ポンプ１９の近傍に設けられている。

トラップタンク１３は、処理液を一時的に貯留するものである。トラップタンク１３には、トラップタンク１３に貯留されている処理液の量を検知する液量検知センサ２１が設けられている。液量検知センサ２１は、例えば、静電容量式または、投光素子および受光素子等の光学式で構成されている。なお、液量検知センサ２１は、図１のように、処理液の量を複数段階で検知できるように、複数設けられていてもよい。なお、液量検知センサ２１は、単数であってもよい。また、トラップタンク１３には、第１排出配管２３が設けられている。第１排出配管２３は、気泡または、気泡を含む処理液を排出するものである。第１排出配管２３には、開閉弁Ｖ５が介在して設けられている。開閉弁Ｖ５は、通常閉じており、トラップタンク１３から気泡等を排出する際に、開閉弁Ｖ５は開かれた状態（開状態）になる。

上流ポンプ１５は、フィルタ１７および下流ポンプ１９に処理液を送るものである。一方、下流ポンプ１９は、ノズル２に処理液を送るものである。これにより、フィルタ１７を挟んだ２ステージポンプ装置を構成することができる。そのため、フィルタ１７に対して、ろ過レートおよびろ過圧力を共に所望量に制御することができる。

上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は各々、例えばピストン式やダイアフラム式で構成されており、例えば電動モータにより駆動する。上流ポンプ１５の電動モータは、ステッピングモータで構成されている。一方、下流ポンプ１９の電動モータは、サーボモータで構成されている。なお、上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は、他の種類のポンプであってもよい。電動モータは、他の種類の電動モータであってもよい。また、上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は各々、後述するポンプ内流路１１Ｂと同様に、図示しないポンプ内流路の内壁に圧力計が設けられている。

フィルタ１７は、上流ポンプ１５から送られる処理液に含まれる不純物や気泡を取り除くものである。フィルタ１７には、第２排出配管２５が設けられている。第２排出配管２５は、気泡または、気泡を含む処理液を排出する。第２排出配管２５には、開閉弁Ｖ６が介在して設けられている。開閉弁Ｖ６は、通常閉じており、フィルタ１７から気泡等を排出する際に、開閉弁Ｖ６は開かれた状態になる。これにより、処理液に気泡が含まれる場合であっても、第２排出配管２５から気泡を排出できる。

また、上流ポンプ１５と下流ポンプ１９の間は、戻り配管２７で接続されている。これにより、上流ポンプ１５、フィルタ１７および下流ポンプ１９の間で処理液を循環させることができる。戻り配管２７には、開閉弁Ｖ７が介在して設けられている。開閉弁Ｖ７は、通常閉じており、下流ポンプ１９から上流ポンプ１５に処理液を戻す際に、開閉弁Ｖ７が開かれる。開閉弁Ｖ７は、下流ポンプ１９の近傍に設けられている。なお、開閉弁Ｖ１〜Ｖ７、および後述する開閉弁Ｖ１１〜Ｖ１４は、ノーマルクローズ式に限定されず、既知の弁で構成される。

また、基板処理装置１は、制御部３１と操作部３３とを備えている。制御部３１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。制御部３１は、基板処理装置１の各構成を制御する。操作部３３は、表示部、記憶部および入力部等で構成されている。表示部は、液晶モニタなどで構成されている。記憶部は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）、およびハードディスクドライブ等で構成されている。入力部は、キーボード、マウス、および各種ボタン等で構成されている。記憶部には、基板処理の各種条件や動作プログラム等が記憶されている。

次に、送り込みポンプ１１について説明する。上述のように、上流ポンプ１５（正確には開閉弁Ｖ１）よりも上流の処理液配管９Ａ（処理液容器７と上流ポンプ１５との間、またはトラップタンク１３と上流ポンプ１５との間）が長い場合、あるいは処理液の粘度が高い場合では、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａ内は、負圧になる。そのため、上流ポンプ１５は、処理液を速く吸い込むことができず、処理液をゆっくりと吸い込むことになる。そのため、上流ポンプ１５に処理液を吸い込むまでに時間がかかり、処理液吐出の時間もかかる。

そこで、図１のように、処理液容器７とトラップタンク１３との間の処理液配管９Ａには、送り込みポンプ１１が設けられている。なお、送り込みポンプ１１は、トラップタンク１３よりも処理液容器７の近くに設けられている。すなわち、送り込みポンプ１１は、処理液容器７の近傍に設けられている。送り込みポンプ１１は、処理液容器７から処理液を吸引し、トラップタンク１３を通じて、上流ポンプ１５に処理液を送り込む。これにより、上流ポンプ１５（正確には開閉弁Ｖ１）よりも上流の処理液配管９Ａ内の負圧が抑制されるので、上流ポンプ１５は、処理液をゆっくり吸引せず、処理液を速く吸引することができる。そのため、上流ポンプ１５は、フィルタ１７および下流ポンプ１９に処理液を速く送ることができる。

本実施例の送り込みポンプ１１は、従来のような、処理液容器７に気体（例えば窒素）を供給して、気体で処理液を触れつつ処理液を直接加圧するように構成されていない。送り込みポンプ１１は、供給された気体（例えば空気や窒素）により、例えばピストン１１Ａ（可動体）が往復運動されて駆動するように構成されている。すなわち、送り込みポンプ１１は、気体で駆動する容積式ポンプで構成されている。

また、送り込みポンプ１１は、ピストン１１Ａの往復移動によりエネルギが与えられた処理液を送るためのポンプ内流路１１Ｂを備えている。例えば、送り込みポンプ１１内のポンプ内流路１１Ｂには、圧力計（圧力センサ）３５が設けられている。圧力計３５は、処理液の静圧を計測する。送り込みポンプ１１は、処理液を送り出す際に、圧力計３５で計測された圧力（値）が予め設定された圧力（値）になるように、駆動される。なお、図１の符号Ｒは、気体を逃がすための配管である。ポンプ内流路１１Ｂの圧力が予め設定された圧力になった場合には、配管Ｒを通じて、送り込みポンプ１１に供給される気体を逃がしている。

なお、送り込みポンプ１１の入口１１Ｃおよび出口１１Ｄには、逆止弁あるいは、開閉弁（共に図示しない）が設けられている。また、圧力計３５は、図１では、送り込みポンプ１１内に設けられ、送り込みポンプ１１内の処理液の圧力を計測している。この点、トラップタンク１３内および、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａ内のいずれかにおける処理液の圧力を計測してもよい。

＜基板処理装置の動作＞
次に、基板処理装置１の動作について説明する。まず、基板処理装置１による基板処理の全体の動作について説明する。

図１において、図示しない基板搬送機構は、保持回転部３上に基板Ｗを搬送する。保持回転部３は、基板Ｗの裏面を吸着して保持する。また、図示しないノズル搬送機構は、基板Ｗ外の待機位置から基板Ｗ上方の所定の吐出位置にノズル２を移動させる。

ノズル２を移動させた後、制御部３１は、開閉弁Ｖ４を開くことにより、基板Ｗに対してノズル２から処理液を吐出し、所定量の処理液を吐出した後、開閉弁Ｖ４を閉じる。この際、上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は、後述するように駆動される。なお、制御部３１は、基板処理条件に基づき、基板Ｗの回転および処理液の吐出を行って基板処理を行う。基板処理が終了した後、ノズル移動機構は、基板Ｗ上方の吐出位置から待機位置にノズル２を移動させる。その後、保持回転部３は、基板Ｗの回転を停止した状態で、基板Ｗの保持を解除する。基板搬送機構は、保持回転部３上の基板Ｗを次の装置等に移動させる。

次に、送り込みポンプ１１の動作を説明する。

送り込みポンプ１１に気体を供給して、ピストン１１Ａを往復運動させることで、送り込みポンプ１１を駆動する。送り込みポンプ１１は、処理液容器７に貯留された処理液を吸引する。処理液が吸引されると、吸引された処理液の量に応じて、吸気部７Ａを通じて、処理液容器７内に外気が吸い込まれる。吸気部７Ａより処理液容器７内に外気を吸うことにより、処理液に気体が触れるが、加圧しないので、処理液への気体の溶存が抑制される。また、外気を吸うことで、処理液容器７が空になった際にトラップタンク１３に気体を送ることができる。これにより、従来のトラップタンクを利用でき、トラップタンク１３内での処理液の残量の検出が容易にできる。

送り込みポンプ１１は、処理液容器７から吸引された処理液を上流ポンプ１５に送り込む。ここで、制御部３１は、圧力計３５で計測された圧力に基づき、送り込みポンプ１１を制御する。具体的に説明すると、制御部３１は、送り込みポンプ１１から処理液を送り出す（吐出）する際に、圧力計３５で計測された処理液の圧力（値）が予め設定された圧力（値）にし、これを保つように、送り込みポンプ１１を制御する。これにより、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａの圧力が管理され、その処理液配管９Ａ内に生じる負圧を抑制できる。

また、予め設定された圧力は、大気圧以上（大気圧または正圧）の圧力であることが好ましい。これにより、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａの負圧が解消される。なお、予め設定された圧力が正圧である場合は、上流ポンプ１５の吸引時に処理液を押し込むことができる。

ここで、処理液容器７の交換と、トラップタンク１３から気泡等を排出する動作について説明する。処理液容器７が空になると、吸気部７Ａで処理液容器７内に吸い込んだ気体がトラップタンク１３に送られる。これにより、トラップタンク１３内の処理液の液面高さが低くなっていき、図１に示す上側の液量検知センサ２１が、処理液の量が少なくなっていることを検知する。液量検知センサ２１で検知された処理液の量が少なくなっていることの情報は、制御部３１に伝えられる。制御部３１は、図示しないブザー、ランプまたはモニタ表示で操作者に警告する。その警告に基づき、操作者は、空の処理液容器７を処理液が貯留された処理液容器７に交換する。なお、警告後も基板処理装置１による基板処理が行われ、図１に示す下側の液量検知センサ２１が、処理液の残量がわずかであることを検出した場合は、基板処理を停止する。

処理液容器７が空になった場合、送り込みポンプ１１は、液量検知センサ２１で検知された、処理液の量が少なくなっているとの情報に基づき、停止させてもよい。また、送り込みポンプ１１は、処理液容器７が空になり、予め設定された圧力で処理液が送れなくなったと判断されたときに停止させてもよい。

処理液容器７の交換後、開閉弁Ｖ１を閉じ、かつ開閉弁Ｖ５を開いて、送り込みポンプ１１で処理液を送り出す。これにより、トラップタンク１３内の気泡や処理液の気泡などが第１排出配管２３から排出できる。第１排出配管２３から気泡等を十分に排出した場合は、開閉弁Ｖ５を閉じる。これにより、第１排出配管２３からトラップタンク１３に気体等が侵入することを防止する。

次に、上流ポンプ１５および下流ポンプ１９の動作について説明する。上流ポンプ１５および下流ポンプ１９により、以下のステップＳ０１〜ステップＳ０３が繰り返し実行される。なお、ステップＳ０１〜ステップＳ０３の動作は、一例であり、この動作に限定されない。

〔ステップＳ０１〕上流ポンプによる処理液の吸引
始めに、上流ポンプ１５は、トラップタンク１３側から処理液を吸引する。この際、開閉弁Ｖ１は開いており、開閉弁Ｖ２〜Ｖ７は閉じている。上述のように、制御部３１は、圧力計３５で計測された圧力値が予め設定された圧力値になるように送り込みポンプ１１を制御している。そのため、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａ内は、大気圧以上になっており、従来のように、気泡の発生を抑えるために、ゆっくり処理液を吸引しなくてもよいので、上流ポンプ１５は、処理液を速く吸引することができる。これに伴い、次のステップＳ０２において、上流ポンプ１５は、フィルタ１７および下流ポンプ１９に処理液を速く送ることができる。また更に、ステップＳ０３において、下流ポンプ１９はノズル２に処理液を速く送ることができる。

〔ステップＳ０２〕上流ポンプによる処理液の送り出し、フィルタによるろ過、および下流ポンプによる処理液の吸引
その後、上流ポンプ１５は、フィルタ１７および下流ポンプ１９に処理液を送り出す。一方、下流ポンプ１９は処理液を吸引する。すなわち、上流ポンプ１５による処理液の送り出しと、下流ポンプ１９による処理液の吸引のタイミングを一致させている。また、処理液がフィルタ１７を通過することにより、処理液に含まれる気泡や不純物が取り除かれる。これらの際、開閉弁Ｖ２，Ｖ３は開いており、開閉弁Ｖ１，Ｖ４〜Ｖ７は、閉じている。なお、このステップＳ０２において、開閉弁Ｖ２，Ｖ３と共にあるいは個別に、開閉弁Ｖ６を開けると、第２排出配管２５を通じて気泡または気泡を含む処理液を排出することができる。

〔ステップＳ０３〕下流ポンプによる処理液の送り出し
その後、下流ポンプ１９は、ノズル２に処理液を送り出す。この際、開閉弁Ｖ４は、開いており、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３，Ｖ５〜Ｖ７は閉じている。なお、このステップＳ０３において、開閉弁Ｖ４と個別に、開閉弁Ｖ７を開けると、戻り配管２７を通じて、下流ポンプ１９から上流ポンプ１５に処理液が戻される。これにより、上流ポンプ１５と下流ポンプ１９との間の圧力が調整されたり、フィルタ１７に処理液を再度通過させたりできる。

本実施例によれば、送り込みポンプ１１により、処理液を吸引し、吸引した処理液を、トラップタンク１３を通じて上流ポンプ１５に送り込んでいる。そのため、上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａが長い場合、または処理液が高粘度の場合などであっても、上流ポンプ１５は、処理液を速く吸引することができる。これにより、上流ポンプ１５は、下流ポンプ１９に速く送ることができ、更に、下流ポンプ１９は、下流のノズル２に処理液を速く送ることができる。そのため、基板処理のスループットが向上する。また、送り込みポンプ１１は、処理液容器７に気体を供給して気体で直接加圧するのではなく、往復運動または回転運動されることで処理液を送り出す。処理液容器７に気体を供給して、処理液に触れた気体で処理液を直接加圧しないので、処理液への気体の溶存を抑制することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１と重複する説明は省略する。

上述した実施例１の基板処理装置１では、フィルタ１７を挟んで、上流ポンプ１５と下流ポンプ１９が設けられていた。この点、本実施例の基板処理装置４０は、図２のように、フィルタ１７を挟まずに、フィルタ１７の下流の処理液配管９に介在して吐出ポンプ４１が設けられてもよい。吐出ポンプ４１は、実施例１の上流ポンプ１５または下流ポンプ１９と同様に構成されてもよい。

また、基板処理装置４０は、吐出ポンプ４１の前後にトラップタンク４３，４４を備えている。すなわち、トラップタンク４３は、フィルタ１７と吐出ポンプ４１との間の処理液配管９に介在して設けられている。トラップタンク４４は、吐出ポンプ４１とノズル２との間の処理液配管９に介在して設けられている。トラップタンク４３，４４は、処理液を一時的に貯留させるものであるが、トラップタンク４３，４４には、トラップタンク１３のように、液量検知センサ２１が設けられていない。

また、トラップタンク４３には、第３排出配管４５が設けられている。第３排出配管４５には、開閉弁Ｖ１１が介在して設けられている。同様に、トラップタンク４４には、第４排出配管４６が設けられている。第４排出配管４６には、開閉弁Ｖ１２が介在して設けられている。第３排出配管４５および第４排出配管４６は、気泡または、気泡を含む処理液を排出するものである。開閉弁Ｖ１１，Ｖ１２は、通常閉じており、例えば、第３排出配管４５から気泡等を排出する際に、開閉弁Ｖ１１は開かれた状態になる。

また、トラップタンク４３と吐出ポンプ４１との間の処理液配管９には、開閉弁Ｖ１３が介在して設けられている。開閉弁Ｖ１３は、吐出ポンプ４１の近傍に設けられている。トラップタンク４４とノズル２との間の処理液配管９には、開閉弁Ｖ１４が介在して設けられている。

実施例１の基板処理装置１と同様に、基板処理装置４０は、送り込みポンプ１１を備えている。送り込みポンプ１１は、トラップタンク１３およびフィルタ１７等を通じて、吐出ポンプ４１に処理液を送り込む。これにより、吐出ポンプ４１（正確には開閉弁Ｖ１３）よりも上流の処理液配管９内で負圧になることが抑制される。また、制御部３１は、圧力計３５で計測された処理液の圧力が予め設定された大気圧以上の圧力を保つように、送り込みポンプ１１を制御する。これにより、吐出ポンプ４１よりも上流の処理液配管９内の圧力が管理され、かつ、吐出ポンプ４１よりも上流の処理液配管９内が負圧になることが解消される。

なお、実施例１は、２ステージポンプ（上流ポンプ１５および下流ポンプ１９）で構成されている。上流ポンプ１５および下流ポンプ１９は、定量ポンプでなく、例えばストロークを変えて制御されている。この実施例１のポンプ構成に対して、本実施例は、１ステージポンプ（吐出ポンプ４１）で構成されている。１ステージポンプの場合、フィルタ１７の除去する対象が細かいほど、ろ過レート（吐出レートと同じレート）およびろ過圧力のいずれかしか制御できないおそれがある。例えば、図２において、吐出ポンプ４１をピストンまたはダイアフラムのストロークで制御すれば、ろ過レートは制御可能であるが、ろ過圧力は制御できないおそれがある。また、吐出ポンプ４１を圧力で制御すれば、ろ過圧力は制御可能であるが、ろ過レートは制御できないおそれがある。図１に示す２ステージポンプの場合、フィルタ１７を挟んで、上流ポンプ１５による処理液の送り出しと、下流ポンプ１９による処理液の吸引との協働により、ろ過レートおよびろ過圧力を共に所望量に制御できる。

なお、処理液中の気泡等の発生に応じて、２つのトラップタンク４３，４４の少なくともいずれかを省略してもよい。例えば、２つのトラップタンク４３，４４を共に省略する場合、第３排出配管４５、第４排出配管４６、および開閉弁Ｖ１１，Ｖ１２も省略される。

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）上述した実施例１では、フィルタ１７を挟んで、上流ポンプ１５と下流ポンプ１９が設けられていた。しかしながら、必要により、下流ポンプ１９を省略してもよい。この場合、送り込みポンプ１１は、上流ポンプ１５に処理液を送り込む。また、下流ポンプ１９を省略する場合、戻り配管２７および開閉弁Ｖ３，Ｖ７等も省略される。

（２）上述した各実施例および変形例（１）では、送り込みポンプ１１は、気体を供給して、例えばピストン１１Ａの往復運動で駆動するように構成されていた。しかしながら、送り込みポンプ１１は、ダイアフラムの往復運動で駆動するように構成されてもよい。また、送り込みポンプ１１は、羽根車（回転体）の回転運動で駆動するように構成されてもよい。更に、送り込みポンプ１１は、供給された気体により駆動していたが、供給された液体により駆動してもよい。また、送り込みポンプ１１は、電動モータ（例えばステッピングモータまたはサーボモータ）により駆動させてもよい。この場合、電動モータの回転によって、ピストンまたはダイアフラムの往復運動、あるいは、羽根車の回転運動が行われる。

なお、例えば、上述のステップＳ０１において、上流ポンプ１５は、処理液を吸引している。この上流ポンプ１５の吸引時に、例えば開閉弁Ｖ１の開状態のタイミングに合わせて、送り込みポンプ１１を駆動させてもよい。この場合も同様に、送り込みポンプ１１は、圧力計３５で計測された処理液の圧力が予め設定された圧力を保つように制御される。これにより、送り込みポンプ１１に気体を供給することを停止でき、省エネルギ化できる。

（３）上述した各実施例および各変形例では、処理液容器７は、外気を吸うための吸気部７Ａを備えている。しかしながら、図１に示す処理液容器７は、吸気部７Ａを備えずに、例えば、合成樹脂等の柔軟な材料で形成された袋状の容器で構成されてもよい。すなわち、処理液容器７は、外気を吸引せず、外気が処理液に触れないように密閉されている。送り込みポンプ１１により処理液が吸引されると、吸引された処理液は気体に置き換えられず、処理液容器７は、吸引された処理液の量に応じて変形してつぶれる。

このような処理液容器７によれば、処理液容器７に貯留される処理液が気体に触れないので、処理液に気体が触れることで侵入するウェットパーティクルを抑制できる。

例えば実施例１では、処理液容器７が空になると、処理液容器７内の気体がトラップタンク１３に送られ、送られた気体によりトラップタンク１３内の液面が下がり、処理液を送ることができた。しかしながら、処理液容器７が吸気部７Ａを備えずに柔軟な容器で構成される場合、処理液容器７からトラップタンク１３に、気体が送られない。そのため、トラップタンク１３も同様に、例えば、合成樹脂等の柔軟な材料で形成された袋状の容器で構成されてもよい（図３参照）。これにより、処理液容器７に貯留された処理液が空になった場合であっても、引き続き、トラップタンク１３に貯留された処理液を、外気に触れずに上流ポンプ１５に送ることができる。

貯留される処理液が多い場合、図３に示すトラップタンク５０は膨らんだ状態になる。一方、貯留される処理液が少ない場合、トラップタンク５０はつぶれた状態になる。なお、トラップタンク５０に設けられる液量検知センサは、例えば、トラップタンク５０の重量を計測する重量センサで構成されてもよい。

（４）上述した各実施例および各変形例では、処理液容器７が空になった場合、送り込みポンプ１１で処理液を上流ポンプ１５や吐出ポンプ４１に処理液を送れないので、上流ポンプ１５のみで、トラップタンク１３に貯留されている処理液を吸引する。そのため、例えば、トラップタンク１３と上流ポンプ１５（または吐出ポンプ４１）との間の処理液配管９に、更に、気体を供給して、ピストンを往復移動させて駆動する送り出しポンプが設けられてもよい。

（５）上述の各実施例および各変形例では、処理液配管９は、１つの処理液容器７から１つのノズル２に処理液を送っていた。この点、１つの処理液容器７から複数のノズル２に処理液を送るように、図１、図２の分岐点ＢＰにおいて、処理液配管９は、分岐してもよい。この場合、図４のように、処理液容器７、送り込みポンプ１１、トラップタンク１３は、２つ（複数）の吐出ユニット６１，６２で共有される。

具体的に説明する。基板Ｗを処理する基板処理装置６０は、処理液容器７、分岐前配管６３、２つの吐出ユニット６１，６２、トラップタンク１３、送り込みポンプ１１を備えている。２つの吐出ユニット６１，６２は、ノズル２、分岐後配管６５、上流ポンプ１５、フィルタ１７、下流ポンプ１９を各々備えている。

分岐前配管６３は、処理液容器７から分岐点ＢＰに処理液を送るものである。分岐後配管６５は、分岐点ＢＰからノズル２に処理液を送るものである。分岐後配管６５には、図４の左側から順番に、上流ポンプ１５、フィルタ１７および下流ポンプ１９が介在して設けられている。トラップタンク１３は、分岐点ＢＰと処理液容器７との間の分岐前配管６３に介在して設けられている。また、送り込みポンプ１１は、処理液容器７とトラップタンク１３との間の分岐前配管６３に設けられている。そして、送り込みポンプ１１は、処理液容器７から処理液を吸引し、吸引した処理液を、トラップタンク１３を通じて複数の上流ポンプ１５に送り込む。

なお、仮に、圧力計３５が、送り込みポンプ１１と上流ポンプ１５との間に設けられるとする。このとき、分岐点ＢＰよりも上流の分岐前配管６３に圧力計３５を設けてもよい。また、分岐点ＢＰよりも下流の各々の分岐後配管６５に圧力計３５を設けてもよい。

この変形例によれば、吐出ユニットが多いほど、各々の上流ポンプ１５よりも上流の処理液配管９Ａ（分岐前配管６３および分岐後配管６５）の内部の負圧が大きくなる。しかしながら、処理液容器７の近傍に設けられた送り込みポンプ１１によって、トラップタンク１３を通じて各々の上流ポンプ１５に処理液を送り込む。これにより、各々の上流ポンプ１５は、処理液を速く吸引することができるので、下流ポンプ１９に処理液を速く送り出すことができる。２つの吐出ユニット６１．６２を備えていても、基板処理のスループットを向上させることができる。

１，４０，６０ … 基板処理装置
２ … ノズル
７ … 処理液容器
７Ａ … 吸気部
９（９Ａ） … 処理液配管
１１Ｂ … ポンプ内流路
１３，５０ … トラップタンク
１５ … 上流ポンプ
１７ … フィルタ
１９ … 下流ポンプ
３１ … 制御部
３５ … 圧力計
４１ … 吐出ポンプ
６１，６２ … 吐出ユニット
６３ … 分岐前配管
６５ … 分岐後配管
Ｖ１〜Ｖ７，Ｖ１１〜Ｖ１４ … 開閉弁

Claims (6)

1. 基板を処理する基板処理装置において、
   処理液を吐出するノズルと、
   前記処理液を貯留する処理液容器と、
   前記処理液容器から前記ノズルに前記処理液を送る配管と、
   前記配管に設けられ、前記処理液を濾過するフィルタと、
   前記フィルタの上流および下流の少なくともいずれかの位置における前記配管に設けられ、前記処理液を送る吐出ポンプと、
   前記フィルタおよび前記吐出ポンプと、前記処理液容器との間の前記配管に設けられ、処理液を一時的に貯留するトラップタンクと、
   前記処理液容器と前記トラップタンクとの間の前記配管に設けられる送り込みポンプであって、前記処理液容器から処理液を吸引し、吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて前記吐出ポンプに送り込む前記送り込みポンプと、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記送り込みポンプ内、前記トラップタンク内および、前記送り込みポンプと前記吐出ポンプとの間の前記配管内のいずれかにおける処理液の圧力を計測する圧力計と、
   前記圧力計で計測された処理液の圧力が予め設定された圧力を保つように、前記送り込みポンプを制御する制御部と、を更に備えていることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項２に記載の基板処理装置において、
   前記予め設定された圧力は、大気圧以上の圧力であることを特徴とする基板処理装置。
4. 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、
   前記処理液容器は、外気を吸うための吸気部を有することを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記吐出ポンプは、前記フィルタの上流の前記配管に設けられた上流ポンプと、前記フィルタの下流の前記配管に設けられた下流ポンプとを有し、
   前記送り込みポンプは、前記処理液容器から吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて前記上流ポンプに送り込むことを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   複数の吐出ユニットを更に備え、
   前記配管は、前記処理液容器から分岐点に前記処理液を送る分岐前配管と、前記分岐点から前記ノズルに処理液を送る分岐後配管とを有し、
   前記吐出ユニットは、前記ノズル、前記分岐後配管、前記フィルタ、および前記吐出ポンプを各々有し、
   前記フィルタは、前記分岐後配管に設けられ、前記処理液をろ過し、
   前記吐出ポンプは、前記フィルタの上流および下流の少なくともいずれかの位置における前記分岐後配管に設けられ、前記処理液を送り、
   前記トラップタンクは、前記分岐点と前記処理液容器との間の前記分岐前配管に設けられ、処理液を一時的に貯留し、
   前記送り込みポンプは、前記処理液容器と前記トラップタンクとの間の前記分岐前配管に設けられる送り込みポンプであって、前記処理液容器から処理液を吸引し、吸引した処理液を、前記トラップタンクを通じて複数の前記吐出ポンプに送り込むことを特徴とする基板処理装置。

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