JP2018056242A - 洗浄液カートリッジおよび該洗浄液カートリッジを用いた洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板処理装置の処理液系統を洗浄するための洗浄液を処理液系統に対して効率的に供給する。
【解決手段】洗浄液を貯留する貯留空間および貯留空間に連通する開口部を有するカートリッジ本体と、貯留空間に連通された給気経路を有し、洗浄液を貯留した貯留空間に対してカートリッジ本体の外部から供給される気体を給気経路を介して導入して貯留空間内に大気圧よりも高い高圧気体領域を形成する気体導入部と、を備え、高圧気体領域によって洗浄液が開口部を介して処理液系統に押し出される。
【選択図】図６Ａ

Description

この発明は、処理液系統を介して送液される処理液により基板を処理する基板処理装置を洗浄するための洗浄液を処理液系統に供給する洗浄液カートリッジ、ならびに当該洗浄液カートリッジを用いて上記基板処理装置を洗浄する洗浄方法に関するものである。

半導体ウエハ等の基板に種々の処理を行うために薬液や純水などの処理液を用いる基板処理装置が知られている。この基板処理装置では、配管、バルブおよびノズルなどで構成された処理液系統を介して処理液が基板に供給され、当該処理液によって基板に対して所定の処理が施される。このような基板処理装置を工場等に設置する場合、基板処理装置の稼動前に、処理液系統の内部に存在するパーティクル（塵埃）等の汚染物を除去しなければならない。また、基板処理装置の使用により配管等に付着した付着物を適当な時期に除去しなければならない。そのため、基板処理装置の処理液系統を洗浄する必要がある。

そこで、例えば特許文献１では、洗浄効果を有する薬液（本発明の「洗浄液」に相当）が貯留された薬液カートリッジ（本発明の「洗浄液カートリッジ」に相当）を用いた洗浄技術が提案されている。当該従来技術では、この薬液カートリッジを処理液系統に装着することで薬液カートリッジから処理液系統に薬液を注入し、当該薬液によって処理液系統の洗浄を行っている。

特許第４６３０８８１号

上記特許文献１に記載の発明では、上記薬液注入を行うために、次のような構成が採用されている。すなわち、処理液系統を構成する配管に薬液供給部が設けられている。この薬液供給部は薬液カートリッジを着脱自在に構成されている。一方、薬液カートリッジは、薬液を貯留する内容器と、薬液供給部に対して差込自在な差込部とを有している。そして、薬液カートリッジの差込部を薬液供給部に差し込むことで、内容器から薬液供給部への薬液注入が行われる。しかしながら、上記のように構成された薬液カートリッジを用いた場合、薬液注入を効率的に行うことが困難であった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板処理装置の処理液系統を洗浄するための洗浄液を処理液系統に対して効率的に供給することができる洗浄液カートリッジおよび該洗浄液カートリッジを用いた洗浄方法を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、処理液系統を介して送液される処理液により基板を処理する基板処理装置を洗浄するための洗浄液を貯留し、処理液系統に装着されることで洗浄液を処理液系統に供給する洗浄液カートリッジであって、洗浄液を貯留する貯留空間および貯留空間に連通する開口部を有するカートリッジ本体と、貯留空間に連通された給気経路を有し、洗浄液を貯留した貯留空間に対してカートリッジ本体の外部から供給される気体を給気経路を介して導入して貯留空間内に大気圧よりも高い高圧気体領域を形成する気体導入部と、を備え、高圧気体領域によって洗浄液が開口部を介して処理液系統に押し出されることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、処理液系統を介して送液される処理液により基板を処理する基板処理装置を洗浄する洗浄方法であって、上記洗浄液カートリッジの貯留空間に洗浄液を貯留して開口部を封止する貯留工程と、処理液系統に対する洗浄液カートリッジの装着により開口部を介して処理液系統と貯留空間と連通させるとともに、装着前および／または装着中に給気経路を介して洗浄液を貯留した貯留空間に対して気体を導入して形成される高圧気体領域によって洗浄液を開口部を介して押し出して処理液系統に供給する供給工程と、を備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、洗浄液カートリッジのカートリッジ本体に貯留空間が設けられており、当該貯留空間で洗浄液を貯留する。また、このように洗浄液が貯留された貯留空間に連通するように給気経路が設けられ、カートリッジ本体の外部から供給される気体が上記給気経路を介して貯留空間に導入される。これによって、貯留空間内では洗浄液以外に大気圧よりも高い高圧気体領域が形成される。この高圧気体領域は洗浄液を押圧し、開口部を介して処理液系統に押し出す。その結果、洗浄液を効率的に処理液系統に供給することができ、基板処理装置を良好に洗浄することができる。

この発明にかかる洗浄方法の一実施形態が適用される基板処理装置の一例を示す斜視図である。 図１に示す基板処理装置の平面図である。 処理液の生成および供給を行う処理液系統を示す概念図である。 図３に示す処理液系統の一部を示す図である。 本発明にかかる洗浄液カートリッジの一実施形態を示す図である。 洗浄液カートリッジを用いた洗浄方法を模式的に示す図である。 洗浄用混合液が供給される範囲の一例を模式的に示す部である。 洗浄用混合液が供給される範囲の他の例を模式的に示す部である。 この発明にかかる洗浄方法の他の実施形態での洗浄液カートリッジへの窒素ガス供給を示す図である。

図１は、この発明にかかる洗浄方法の一実施形態が適用される基板処理装置の一例を示す斜視図であり、図２は図１に示す基板処理装置の平面図である。この基板処理装置１００は、いわゆる枚葉式の装置であり、半導体ウエハなどの基板Ｗ（図３、図４参照）に処理液を供給して一枚ずつ処理する。この基板処理装置１００では、図１に示すように、フレーム１内に、所定の水平方向に延びる搬送室２が形成された基板処理部３と、この基板処理部３に対して平面視で搬送室２の長手方向の一方側に結合されたインデクサ部４とが設けられている。

基板処理部３では、搬送室２の長手方向と直交する方向の一方側に、第１処理部５１および第３処理部５３が搬送室２に沿ってインデクサ部４側から順に並べて配置されている。また、搬送室２を挟んで第１および第３処理部５１、５３とそれぞれ対向する位置に、第２処理部５２および第４処理部５４が配置されている。さらに、第４処理部５４の第２処理部５２と反対側に、薬液キャビネット６が配置されている。

各処理部５１〜５４は３段に積み重ねられた３つの処理室を備えており、基板処理部３では合計１２個の処理室５Ａ〜５Ｌが設けられている。より詳しくは、第１処理部５１では、下方から順に、３つの処理室５Ａ、処理室５Ｂおよび処理室５Ｃが積み重ねられている。また、第２処理部５２では、下方から順に、処理室５Ｄ、処理室５Ｅおよび処理室５Ｆが積み重ねられている。また、第３処理部５３では、下方から順に、処理室５Ｇ、処理室５Ｈおよび処理室５Ｉが積み重ねられている。さらに、第４処理部５４では、下方から順に、処理室５Ｊ、処理室５Ｋおよび処理室５Ｌが積み重ねられている。

搬送室２には、図２に示すように基板搬送ロボット７が配置されている。基板搬送ロボット７は、各処理室５Ａ〜５Ｌに対してハンド（図示省略）をアクセスさせて、処理室５Ａ〜５Ｌに対する基板Ｗの搬出入を実行する。

インデクサ部４には、図２に示すようにインデクサロボット８が配置されている。また、図示を省略するが、インデクサ部４の基板処理部３と反対側には、カセット載置部が設けられている。このカセット載置部では、複数枚の基板Ｗを多段に積層して収容するカセットが複数並べて配置されている。そして、カセット載置部に配置されたカセットに対し、インデクサロボット８はハンドをアクセスさせて、カセットからの基板Ｗの取出およびカセットへの基板Ｗの収納を行う。さらに、インデクサロボット８は基板搬送ロボット７との間で基板Ｗの受け渡しを行う機能も有している。

薬液キャビネット６は隔壁で区画されており、その内部には、処理室５Ａ〜５Ｌに供給すべき複数種類の薬液、例えばＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などを貯留するタンクが収容されている。なお、本実施形態では、基板Ｗに対して所定の処理を施すための処理液の一つとして、ＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）を用いている。また、予め２種類の薬液（以下、「第１薬液」および「第２薬液」という）を準備しておき、次に説明するようにＤＩＷを第１薬液および／または第２薬液を適用な混合比で混合させて基板処理用混合液を本発明の「処理液」として生成する。さらに、本実施形態では、ＤＩＷに二酸化炭素ガスを溶解させた炭酸水（以下「ＣＯ２水」という）を本発明の「処理液」として生成する。そして、これらの処理液を、配管やバルブなどで構成された処理液系統を介して各処理室５Ａ〜５Ｌに供給し、当該処理液により基板Ｗを処理する。

図３は処理液の生成および供給を行う処理液系統を示す概念図である。また、図４は図３に示す処理液系統の一部を示す図である。図１に示す基板処理装置１００は工場の用力と接続されてＤＩＷおよび高純度窒素ガス（Ｎ２）の供給を受けるように構成されている。この基板処理装置１００では、複数の処理液系統を構成するために、ＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂおよび４つの薬液供給部６Ｃ〜６Ｆが設けられている。これらのうち薬液供給部６Ｃ〜６Ｆはそれぞれ処理部５１〜５４に対応して設けられている。つまり、薬液供給部６Ｃは第１処理部５１で実行される基板処理に適した混合液を生成して処理室５Ａ〜５Ｃに供給する機能を有している。また、薬液供給部６Ｄは第２処理部５２で実行される基板処理に適した混合液を生成して処理室５Ｄ〜５Ｆに供給する機能を有している。また、薬液供給部６Ｅは第３処理部５３で実行される基板処理に適した混合液を生成して処理室５Ｇ〜５Ｉに供給する機能を有している。さらに、薬液供給部６Ｆは第４処理部５４で実行される基板処理に適した混合液を生成して処理室５Ｊ〜５Ｌに供給する機能を有している。

なお、これらの薬液供給部６Ｃ〜６Ｆは同一構成および同一機能を有しているため、図４では、薬液供給部６Ｃの構成のみを図示し、その他の薬液供給部６Ｄ〜６Ｆの構成について省略している。また、図３中の符号１０は、装置各部を制御して所望の混合液およびＣＯ２水を生成し、それらを基板Ｗに供給して処理したり、後述する洗浄液カートリッジを用いて洗浄処理を実行する際にＤＩＷなどの供給を制御する制御部を示している。以下、ＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂおよび薬液供給部６Ｃの構成を図３および図４を参照しつつ説明した後で、洗浄液カートリッジの構成および当該洗浄液カートリッジを用いた洗浄処理について説明する。

ＤＩＷ供給部６Ａは、工場の用力として設けられたＤＩＷ供給源から供給されるＤＩＷをＣＯ２水供給部６Ｂに適した流量や圧力などに調整してＣＯ２水供給部６Ｂに供給するとともに薬液供給部６Ｃ〜６Ｆに適した流量や圧力などに調整して各薬液供給部６Ｃ〜６Ｆに供給する機能を有している。より具体的には、ＤＩＷ供給部６Ａでは、ＤＩＷ供給源に接続された配管Ｐ１が３つの分岐し、そのうちの配管Ｐ２がＣＯ２水供給部６Ｂに接続され、配管Ｐ３がさらに４本に分岐し、それぞれ薬液供給部６Ｃ〜６Ｆに接続されている。また、残りの配管Ｐ４はドレイン用の配管である。

配管Ｐ１には、特許文献１に記載の「薬液供給部」と同様に、後で詳述する洗浄液カートリッジを着脱可能な取付部Ｐ５ａを有する分岐管Ｐ５が介挿されており、取付部Ｐ５ａに対して洗浄液カートリッジが装着されていない状態ではＤＩＷはそのまま分岐管Ｐ５を介して配管Ｐ２〜Ｐ４に流れる。一方、洗浄液カートリッジが装着されると、洗浄液カートリッジに貯留された洗浄液が取付部Ｐ５ａを介してＤＩＷに混入して洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋洗浄液）が生成され、分岐管Ｐ５を介して配管Ｐ２〜Ｐ４に流れる。

配管Ｐ２には、バルブＶ１および流量制御バルブＶ２が介挿されている。そして、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ１が開成すると、配管Ｐ１から流れてきたＤＩＷ（または洗浄用混合液）を流量制御バルブＶ２に流通させ、当該流量制御バルブＶ２によって流量や圧力などが調整された上でＣＯ２水供給部６Ｂに供給される。一方、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ１が閉成すると、ＣＯ２水供給部６Ｂへの液体供給が停止される。

また、配管Ｐ３には、配管Ｐ２と同様に、バルブＶ３および流量制御バルブＶ４が介挿されており、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ３が開成すると、配管Ｐ１から流れてきたＤＩＷ（または洗浄用混合液）を流量制御バルブＶ４に流通させ、当該流量制御バルブＶ４によって流量や圧力などが調整された上で各薬液供給部６Ｃ〜６Ｆに供給される。一方、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ３が閉成すると、全薬液供給部６Ｃ〜６Ｆへの液体供給が停止される。

また、配管Ｐ４には、バルブＶ５が介挿されている。このバルブＶ５は、基板処理を行っている間、閉成状態に維持されている。そして、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ５が開成すると、ＤＩＷ供給部６Ａに残留しているＤＩＷや洗浄用混合液をＤＩＷ供給部６Ａからドレイン可能となっている。

ＣＯ２水供給部６Ｂは二酸化炭素溶解部６０１を有している。この二酸化炭素溶解部６０１は上記配管Ｐ２によりＤＩＷ供給部６Ａと接続されている。また、二酸化炭素溶解部６０１の上流側では、配管Ｐ２にバルブＶ６および流量制御バルブＶ７が介挿されている。そして、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ６が開成すると、ＤＩＷ供給部６Ａから送液されてきたＤＩＷ（または洗浄用混合液）を流量制御バルブＶ７に流通させ、当該流量制御バルブＶ７によって流量や圧力などが調整された上で二酸化炭素溶解部６０１に供給される。二酸化炭素溶解部６０１は、ＤＩＷ供給部６Ａから供給されるＤＩＷに二酸化炭素溶解部６０１によって二酸化炭素ガスを溶解させてＣＯ２水を生成し、全処理室５Ａ〜５Ｌに供給可能となっている。より詳しくは、二酸化炭素溶解部６０１の出力側には、分岐管Ｐ５の一方端部が接続される。一方、図３に示すように、配管Ｐ５の他方端部は４本に分岐され、それらの配管Ｐ６〜Ｐ９がそれぞれ処理部５１〜５４に延設されている。なお、図４中の符号６０２はフィルタである。

これらのうち配管Ｐ６には、図４に示すように、バルブＶ８が接続されるとともに、バルブＶ８よりも先端側で配管Ｐ６はさらに３本の配管Ｐ１０〜Ｐ１２に分岐し、それぞれ処理室５Ａ〜５Ｃのノズル５５に接続されている。また、それらの配管Ｐ１０〜Ｐ１２には、それぞれバルブＶ９〜Ｖ１１が介挿されている。そして、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ８、Ｖ９がともに開成した状態となっているとき、処理室５Ａでは、ノズル５５にＣＯ２水が供給され、スピンチャック５６に保持された基板Ｗの上面に向けて吐出される。一方、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ９が閉成されると、基板ＷへのＣＯ２水の吐出が停止される。これらの点については、処理部５１を構成する他の処理室５Ｂ、５Ｃについても、処理室５Ａと同様であり、処理室単位でＣＯ２水の供給および供給停止を制御可能となっている。これらの点については、処理部５２〜５４についても同様である。したがって、装置全体として見ると、処理部単位でもＣＯ２水の供給および供給停止を制御することが可能となっている。

薬液供給部６Ｃは、図３に示すように、配管Ｐ３の先端側で４つに分岐した配管Ｐ１３〜Ｐ１６のうち一の配管Ｐ１３と接続されており、当該配管Ｐ１３を介して供給されるＤＩＷの供給を受ける。また、薬液供給部６Ｃは、配管Ｐ１７を介して工場の用力として設けられた窒素ガス供給源と接続されており、窒素ガス供給源から高純度の窒素ガス（Ｎ２）の供給を受ける。そして、次のような構成により基板処理用混合液を生成し、各処理室５Ａ〜５Ｃのノズル５７に供給して基板Ｗに対して所定の基板処理を施す。なお、その他の薬液供給部６Ｄ〜６Ｆも、薬液供給部６Ｃと同様に、それぞれ配管Ｐ１４〜Ｐ１６を介してＤＩＷの供給を受けるとともに、それぞれ配管Ｐ１８〜Ｐ２０を介して高純度窒素ガスの供給を受ける。そして、基板処理用混合液を生成し、処理室５Ｄ〜５Ｆに供給して基板処理を行う。

また、薬液供給部６Ｃは、第１薬液を秤量する第１秤量タンク６１１と、第２薬液を秤量する第２秤量タンク６１２と、薬液とＤＩＷとを混合して基板処理用混合液を生成するための混合液生成用タンク６１３と、を備えている。混合液生成用タンク６１３では、液入口と液出口との間に液循環用の配管Ｐ２１が接続されている。この配管Ｐ２１には、バルブＶ１３、ポンプ６１４およびフィルタ６１５が介挿されている。また、配管Ｐ２１から分岐するように配管Ｐ２２が設けられている。

秤量タンク６１１、６１２は、それぞれ配管Ｐ２３、Ｐ２４を通して混合液生成用タンク６１３の液入口に接続されている。配管Ｐ２３、Ｐ２４には、バルブＶ１４、Ｖ１５がそれぞれ介挿されている。また、秤量タンク６１１、６１２には、配管Ｐ２５、Ｐ２６を通して薬液タンク６１６、６１７がそれぞれ接続されている。これらの薬液タンク６１６、６１７は薬液キャビネット６に収容されており、薬液供給部６Ｃ〜６Ｆにおいて共通使用される。もちろん、薬液タンクの配設態様はこれに限定されるものではなく、例えば薬液供給部６Ｃ〜６Ｆ毎に薬液タンク６１６、６１７を設けてもよい。

薬液タンク６１６から供給される第１薬液は秤量タンク６１１で秤量されるとともに、薬液タンク６１７から供給される第２薬液は秤量タンク６１２で秤量される。そして、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ１４、Ｖ１５が開成すると、所定量の第１薬液および第２薬液が混合液生成用タンク６１３に供給される。また、この混合液生成用タンク６１３は配管Ｐ１３によりＤＩＷ供給部６Ａと接続されている。配管Ｐ１３には、バルブＶ１６が介挿されており、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ１６が開成している間、ＤＩＷが混合液生成用タンク６１３に供給される。このように、混合液生成用タンク６１３に対して第１薬液、第２薬液およびＤＩＷが供給されて基板処理用混合液が生成される。なお、混合液を構成する第１薬液、第２薬液およびＤＩＷの混合比を厳密に制御するために、本実施形態では、比抵抗計６１８を設けている。つまり、混合液生成用タンク６１３の液出口は配管Ｐ２７を通して比抵抗計６１８に接続されており、配管Ｐ２７に介挿されたバルブＶ１７を制御部１０からの指令に応じて開成すると、混合液生成用タンク６１３内の混合液が比抵抗計６１８に注入されて上記混合比を反映した値が比抵抗計６１８から制御部１０に出力される。この値に基づいて制御部１０が薬液供給部６Ｃの各部を制御することで処理室５Ａ〜５Ｃでの基板処理に適合した混合液を生成可能となっている。

こうして所定の混合比を有する基板処理用混合液はポンプ６１４によって混合液生成用タンク６１３からフィルタ６１５および配管Ｐ２１、Ｐ２２を介して当該混合液を一時的に貯留する混合液貯留用タンク６１９に送液される。この配管Ｐ２２には、２つのバルブＶ１８、Ｖ１９が介挿されるとともに、両バルブＶ１８、Ｖ１９の間で配管Ｐ２２は配管Ｐ１７と接続されている。なお、配管Ｐ１７には、バルブＶ２０が介挿されており、制御部１０からの指令に応じてバルブＶ２０が開閉することで配管２２への高純度窒素ガスの供給および供給停止が制御される。つまり、バルブＶ１８を閉成した状態でバルブＶ１９、Ｖ２０を開成することで高純度窒素ガスが配管２２を介して混合液貯留用タンク６１９に送り込まれる。一方、バルブＶ２０を閉成した状態でバルブＶ１８、Ｖ１９を開成することで基板処理用混合液が混合液貯留用タンク６１９に送り込まれる。

この混合液貯留用タンク６１９の液入口と液出口との間には、液循環用の配管Ｐ２８が接続されている。また、配管Ｐ２８には、バルブＶ２１、ポンプ６２０およびフィルタ６２１が介挿されており、制御部１０からの指令に応じてポンプ６２０が作動することで混合液貯留用タンク６１９および配管Ｐ２８内を基板処理用混合液が循環する。

この配管Ｐ２８から分岐するように配管Ｐ２９が設けられ、比抵抗計６１８と接続されている。なお、配管Ｐ２９にはバルブＶ２２が介挿されており、制御部１０からの指令に応じて開成すると、混合液貯留用タンク６１９および配管Ｐ２８の間を循環している混合液が配管Ｐ２９を介して比抵抗計６１８に流入する。そして、当該混合液の混合比を反映した値が比抵抗計６１８から制御部１０に出力され、循環している混合液の混合比をモニターすることが可能となっている。

また、配管Ｐ２８では、別の配管Ｐ３０が分岐するとともに、その先端部はさらに３つの配管Ｐ３１〜Ｐ３３に分岐し、それぞれ処理室５Ａ〜５Ｃのノズル５７に接続されている。また、配管Ｐ３０〜Ｐ３３にはバルブＶ２３〜Ｖ２６がそれぞれ介挿されている。このため、制御部１０からの指令によりバルブＶ２３〜Ｖ２６の開閉状態を切り替えることで、上記循環している基板処理用混合液を各処理室５Ａ〜５Ｃに適切なタイミングで独立して供給することが可能となっている。こうして、基板処理用混合液が供給された処理室では、ノズル５７から基板Ｗに向けて混合液が吐出され、基板Ｗに対して上記第１薬液および第２薬液による処理が施される。また、当該処理が完了すると、上記したように別のノズル５５からＣＯ２水が基板Ｗに供給されて薬液による処理の停止およびリンス処理が実行される。

このように各処理室５Ａ〜５Ｃで使用された処理液、つまり混合液（＝第１薬液＋第２薬液＋ＤＩＷ）やＣＯ２水などを排液するために、処理室５Ａ〜５Ｃには、ドレイン用の配管Ｐ３４〜Ｐ３６がそれぞれ設けられている。これらの配管Ｐ３４〜Ｐ３６は比抵抗計６１８に延設されている。また、配管Ｐ３４〜Ｐ３６には、バルブＶ２７〜Ｖ２９が介挿されている。このため、制御部１０からの指令によってバルブＶ２７〜Ｖ２９のうちの一のバルブのみが選択的に開成されると、当該バルブに対応する処理室からの排液が比抵抗計６１８に送液され、排液中の薬液の濃度や比率などを検出することが可能となっている。なお、図４中の符号Ｐ３７はドレイン用の配管である。

上記のように構成された基板処理装置１００では、本発明の「処理液」の一例に相当するＤＩＷ、ＣＯ２水および基板処理用混合液は以下のような処理液系統で供給される。ＤＩＷは、ＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂおよび薬液供給部６Ｃ〜６Ｆで構成される処理液系統を介して基板Ｗに送液される。また、ＣＯ２水はＣＯ２水供給部６Ｂで構成される処理液系統を介して基板Ｗに送液される。さらに、基板処理用混合液は薬液供給部６Ｃ〜６Ｆで構成される処理液系統を介して基板Ｗに送液される。

これらの処理液系統を有する基板処理装置１００を工場に設置する場合、上述のように基板処理装置１００の稼動前に処理液系統の内部に存在するパーティクル（塵埃）等の汚染物を除去する必要がある。そこで、本実施形態では図４に示すようにＤＩＷ供給部６Ａ内の配管Ｐ１に分岐管Ｐ５を設け、適当なタイミングで次に説明する洗浄液カートリッジを分岐管Ｐ５の取付部Ｐ５ａに装着することでＤＩＷを送液するための処理液系統、つまりＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂおよび薬液供給部６Ｃ〜６Ｆの全てを一括して洗浄することが可能となっている。以下、洗浄液カートリッジの構成および当該洗浄液カートリッジを用いた処理液系統の洗浄方法について説明する。

図５Ａおよび図５Ｂは本発明にかかる洗浄液カートリッジの一実施形態を示す図であり、図５Ａでは洗浄液および窒素ガスの取り込みを行う際の洗浄液カートリッジの配置状態を示し、図５Ｂでは洗浄処理を行う際の洗浄液カートリッジの配置状態を示している。また、図６Ａは洗浄液カートリッジを用いた洗浄方法を模式的に示す図である。この洗浄液カートリッジ９は、カートリッジ本体９１と、気体導入部９２とを有している。カートリッジ本体９１は耐圧ボトルであり、ボトル材料としてはフッ素樹脂、例えばＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）を用いることができるが、これに限定されるものではない。このカートリッジ本体９１の胴部９１１の内部に洗浄液を貯留するための貯留空間９１２（図６Ａ）が設けられている。また、胴部９１１から円錐台部９１３を介して延びる首部９１４には、貯留空間９１２に対する洗浄液の充填および取出のための開口部９１５が設けられている。

また、開口部９１５には、オリフィス板９３が装着されている。オリフィス板９３には、図５Ａに示すように、開口部９１５の開口径より小さな開口径のオリフィス９３１が設けられている。このため、貯留空間９１２に対する洗浄液の充填および取出の際には、オリフィス板９３により流量が規制される。特に、後で説明するように分岐管Ｐ５を流れるＤＩＷに押し出される洗浄液の単位時間当たりの流量については上記オリフィス９３１によって調整することができ、オリフィス板９３の配設によって所望の混合比を有する洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋洗浄液）を生成することができる。

また、首部９１４には、クイックコネクタの雌部９４ａが外嵌されている。図面への図示を省略するが、クイックコネクタの雌部９４ａには逆止弁構造が組み込まれており、雌部９４ａに対してクイックコネクタの雄部９５ａが装着されていない、いわゆる未装着状態で開口部９１５を閉成して貯留空間９１２を封止する。一方、雌部９４ａに対してクイックコネクタの雄部９５ａが装着されると、開口部９１５が開成されて貯留空間９１２がカートリッジ本体９１の外部と連通され、クイックコネクタ（＝雌部９４ａ＋雄部９５ａ）を介して貯留空間９１２に対する洗浄液の充填および取出が可能となる。このように、雌部９４ａは開口部９１５の開閉を切り替える第１切替部として機能する。なお、図５Ａに示すクイックコネクタの雄部９５ａは洗浄液を供給するための供給配管９６の先端部に取り付けられており、洗浄液を充填するための専用部品として用いられている。また、図５Ｂに示すクイックコネクタの雄部９５ａは分岐管Ｐ５の取付部Ｐ５ａに装着されて洗浄液を分岐管Ｐ５の内部に取り出すための専用部品として用いられている。

気体導入部９２は、カートリッジ本体９１の円錐台部９１３を貫通して貯留空間９１２とカートリッジ本体９１の外部とを連通する配管９２１を備えている。すなわち、配管９２１の一方端部は貯留空間９１２に延設される一方、他方端部はカートリッジ本体９１の外部に延設されており、配管９２１の内部が給気経路（図示省略）として機能する。また、配管９２１の他方端部には、クイックコネクタの雌部９４ｂが外嵌されている。この雌部９４ｂは雌部９４ａと同一構成を有しており、雌部９４ｂに対してクイックコネクタの雄部９５ｂを装着しない未装着状態で給気経路を閉成して貯留空間９１２を外気と遮断する。一方、雌部９４ｂに対してクイックコネクタの雄部９５ｂを装着すると、給気経路が開成されて貯留空間９１２がカートリッジ本体９１の外部と連通され、クイックコネクタ（＝雌部９４ｂ＋雄部９５ｂ）を介して貯留空間９１２への気体、例えば高純度の窒素ガスの圧送が可能となっている。このように、雌部９４ｂは給気経路の開閉を切り替える第２切替部として機能する。なお、図５Ａに示すクイックコネクタの雄部９５ｂは窒素ガスを圧送するための高圧配管９７の先端部に取り付けられており、窒素ガスを充填して貯留空間９１２内に高圧気体領域９８を形成するための専用部品として用いられている。

さらに、カートリッジ本体９１の貯留空間９１２では、図６Ａに示すように、開口部９１５に対向してフィルタ９９が配置されており、洗浄液中に存在するパーティクルをトラップして清浄な洗浄液を供給可能となっている。

次に、洗浄液カートリッジ９を用いて基板処理装置１００を洗浄する方法について図６Ａおよび図６Ｂを参照しつつ説明する。この実施形態では、図６Ａ中の（ａ）欄に示すように、洗浄液を貯留していない洗浄液カートリッジ９（以下、「空カートリッジ」という）を用意し、基板処理装置１００が設置された工場に輸送する（輸送工程）。このような空状態の洗浄液カートリッジ９については取扱いが比較的容易であり、特に工場が海外であったとしても洗浄液カートリッジ９を簡易に輸送することができる。

空カートリッジ９を受け取った工場では、図６Ａ中の（ｂ）欄に示すように、空カートリッジ９を正立させた状態で、洗浄液の供給源と接続された供給配管９６の先端部に取り付けられたクイックコネクタの雄部９５ａを空カートリッジ９のクイックコネクタの雌部９４ａに装着する。そして、供給配管９６およびクイックコネクタを介して空カートリッジ９の貯留空間９１２に洗浄液を送り込んで洗浄液を貯留空間９１２に充填する（貯留工程）。ここで、洗浄液としては、特許文献１に記載の発明でも使用されている、塩化水素ガスを純水に溶存させて生成された塩酸溶液、アンモニアガスを純水に溶存させて生成されたアンモニア溶液、フッ化水素ガスを純水に溶存させて生成されたフッ化水素酸溶液など以外に、例えばＳＣ１を用いてもよく、本実施形態ではＳＣ１を洗浄液とし、開口部９１５を介して洗浄液カートリッジ９の貯留空間９１２に充填している。そして、洗浄液（ＳＣ１）の充填が完了すると、雄部９５ａを取り外して雌部９４ａによって開口部９１５を閉成する。

こうして洗浄液の充填が完了すると、高純度窒素ガスの供給源と接続された高圧配管９７の先端部に取り付けられたクイックコネクタの雄部９５ｂを気体導入部９２のクイックコネクタの雌部９４ｂに装着する。そして、高圧配管９７およびクイックコネクタを介して既に洗浄液を貯留している貯留空間９１２に高純度の窒素ガスを給気して貯留空間９１２内に大気圧よりも高く洗浄液の押出に好適な圧力、例えば約０．４Ｍｐａを有する高圧気体領域９８を形成する。その後で雄部９５ｂを取り外して雌部９４ｂによって給気経路（配管９２１の内部）を閉成する。こうして、貯留空間９１２内に洗浄液（ＳＣ１）と高圧気体領域９８とを併存させた状態の洗浄液カートリッジ９が得られる。ここで、洗浄液カートリッジ９の内容積を例えば２リッター程度以下に設定しておくと、洗浄液カートリッジ９を容易に基板処理装置１００に移動させることが可能となる、つまり優れた可搬性が得られる。そこで、本実施形態では、基板処理装置１００の洗浄に先立って洗浄液カートリッジ９を準備しておき、洗浄時には当該洗浄液カートリッジ９を基板処理装置１００に搬送している。

ここで、例えば基板処理装置１００内のＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂおよび薬液供給部６Ｃ〜６Ｆの全てを一括して洗浄する場合には、図６Ａ中の（ｄ）欄および（ｅ）欄に示すように、洗浄液カートリッジ９を倒立させた後、クイックコネクタの雌部９４ａを取付部Ｐ５ａに取り付けられた雄部９５ａに装着する。すると、開口部９１５が開成され、高圧気体領域９８によって洗浄液（ＳＣ１）が開口部９１５に向けて加圧され、オリフィス９３１を介して分岐管Ｐ５内のＤＩＷに押し出される。そして、分岐管Ｐ５の内部でＤＩＷに洗浄液（ＳＣ１）が混合されて洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋ＳＣ１）が生成される。この洗浄用混合液は、ＤＩＷ供給部６Ａはもちろんのこと、さらに図６Ｂに示すようにＣＯ２水供給部６Ｂおよび薬液供給部６Ｃ〜６Ｆに供給され、さらに全処理室５Ａ〜５Ｌにも供給され、これらの洗浄が行われる（供給工程）。この点の理解を容易にするため、図６Ｂでは洗浄用混合液が供給されて洗浄される箇所にドットを付している。この点については後で説明する図６Ｃにおいても同様である。なお、使用された洗浄用混合液はドレイン用の配管Ｐ４、Ｐ３４〜Ｐ３７およびノズル５５などから基板処理装置１００の処理液系統の外部に排出される。供給工程が完了すると、洗浄液カートリッジ９からの洗浄液の供給が停止されるが、ＤＩＷ供給部６ＡからのＤＩＷの供給は継続する。これにより、基板処理装置１００の処理液系統に残留した洗浄用混合液がＤＩＷに置換されていく（リンス工程）。洗浄用混合液からＤＩＷへの置換が完了すると、ＤＩＷ供給部６ＡからのＤＩＷの供給を停止して処理液系統の洗浄処理を終了する。

このように供給工程とリンス工程とは連続して実行してもよいし、供給工程後、一定時間放置した後に、リンス工程を実行してもよい。すなわち、バルブＶ９〜Ｖ１１およびバルブＶ２７〜Ｖ２９を開放した状態で、分岐管Ｐ５から洗浄液の供給を実行することで、使用後の洗浄用混合液がドレイン用の配管Ｐ４、Ｐ３４〜Ｐ３７およびノズル５５から排出される。こうして処理液系統の洗浄を一定時間実行した後、ＤＩＷ供給部６ＡからのＤＩＷの供給および分岐管Ｐ５からの洗浄液の供給を停止すると共に、バルブＶ９〜Ｖ１１およびバルブＶ２７〜Ｖ２９を閉止する。これにより、処理液系統は混合洗浄液で充填される。この状態で一定時間（例えば数時間）、放置する（放置工程）。その後、バルブＶ９〜Ｖ１１およびバルブＶ２７〜Ｖ２９を開放すると共に、ＤＩＷ供給部６ＡからのＤＩＷの供給を再開して、処理液系統内に残留していた混合洗浄液をＤＩＷに置換する（リンス工程）。

このように、供給工程とリンス工程との間に放置工程を介在させた場合、供給工程とリンス工程とを連続して実行する場合よりも、処理液系統の洗浄品質が高くなる。

以上のように、本実施形態によれば、貯留空間９１２に予め高圧気体領域９８を形成しているため、洗浄液カートリッジ９を分岐管Ｐ５に装着すると、当該高圧気体領域９８により洗浄液を分岐管Ｐ５を流れるＤＩＷに押し出して洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋ＳＣ１）を効率的に生成することができる。そして、洗浄用混合液によってＤＩＷ供給部６Ａ、ＣＯ２水供給部６Ｂ、薬液供給部６Ｃ〜６Ｆおよび処理室５Ａ〜５Ｌを効果的に洗浄することができる。

また、上記実施形態では、オリフィス９３１を介して洗浄液を分岐管Ｐ５の内部を流れるＤＩＷに押し出している。このため、洗浄用混合液におけるＤＩＷと洗浄液（ＳＣ１）との混合比を正確に制御することが可能となり、優れた洗浄効果が得られる。

また、上記実施形態では、洗浄液カートリッジ９に貯留可能な洗浄液の量を２リッタ程度としているため、洗浄液カートリッジ９は可搬性に優れている。そして、当該洗浄液カートリッジ９を取付部Ｐ５ａに取り付けられた雄部９５ａに装着することで広範囲にわたって洗浄することができ、優れた洗浄作業性が得られる。

また、上記実施形態では、洗浄液カートリッジ９から洗浄液（ＳＣ１）を供給して洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋ＳＣ１）を生成し、これをＤＩＷの処理液系統に行き渡らせて洗浄処理を実行している。ここで、単に洗浄用混合液を供給するだけでなく、制御部１０が装置各部、特にポンプやバルブなどを作動させることで洗浄効果をさらに高めることができる。このように洗浄用混合液を供給するのと並行して装置各部を動作させるために、処理液系統の洗浄に適したレシピ、いわゆる内部洗浄レシピを予め作成しておき、制御部１０が当該内部洗浄レシピにしたがって処理液系統の洗浄を行うように構成してもよい。

また、上記実施形態では、貯留空間９１２にフィルタ９９を配置して洗浄液中のパーティクルをトラップ除去しているため、洗浄液の品質を高めることができ、高い洗浄効果が得られる。

また、上記実施形態では、オリフィス９３１を介して洗浄液を分岐管Ｐ５に押し出すように構成しているため、洗浄用混合液におけるＤＩＷと洗浄液（ＳＣ１）との混合比を正確に制御することができる。ここで、比抵抗計６１８による検出結果に基づいて上記混合比をモニターすることができ、それに応じて混合比を適正化してもよい。例えば検出結果が当該混合比に対応する値からずれている時には、洗浄液カートリッジ９に装着されているオリフィス板９３を異なるオリフィス径を有するものに取り替える、あるいは当該オリフィス板９３を有する洗浄液カートリッジ９に交換してもよい。

さらに、上記実施形態では、洗浄液カートリッジ９に貯留可能な洗浄液の量を２リッタ程度としているため、洗浄液カートリッジ９は可搬性に優れ、また処理液系統を構成する配管に対して容易に着脱可能となっている。したがって、基板処理装置１００の内部を広範囲にわたって簡単に洗浄することができ、優れた洗浄作業性が得られる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、配管Ｐ１に分岐管Ｐ５を設けてＤＩＷの処理液系統全体に洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋ＳＣ１）を供給しているが、分岐管Ｐ５の設置位置はこれに限定されるものではない。例えば図６Ｃに示すように薬液供給部６Ｃの配管Ｐ１３に分岐管Ｐ５を設け、当該分岐管Ｐ５に対して洗浄液カートリッジ９を選択的に装着すると、薬液供給部６Ｃで生成される基板処理用混合液（＝第１薬液＋第２薬液＋ＤＩＷ）の処理液系統のみに洗浄用混合液を供給することができる。この場合、他の薬液供給部６Ｄ〜６Ｆにおいては、通常通りに基板処理用混合液を生成して処理部５２〜５４で基板処理を行うことが可能となる。この点については、他の薬液供給部６Ｄ〜６Ｆの配管Ｐ１３に分岐管Ｐ５を設けた場合も同様である。また、ＣＯ２水供給部６Ｂの配管Ｐ２などに設けた場合には、ＣＯ２水の処理液系統全体に洗浄用混合液（＝ＤＩＷ＋ＳＣ１）を供給することができる。もちろん、分岐管Ｐ５を複数個所に設け、洗浄液カートリッジ９を選択的に装着するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、分岐管Ｐ５に対して取付部Ｐ５ａを１個設けているが、取付部Ｐ５ａを複数個設けてもよい。この場合、複数の洗浄液カートリッジ９を装着することができ、洗浄液の供給量を高めることができる。また、分岐管Ｐ５毎に取付部Ｐ５ａの個数を相違させてもよい。例えばＤＩＷの処理液系統では多くの箇所に洗浄用混合液を供給する必要があるために配管Ｐ１には複数個の取付部Ｐ５ａを有する分岐管Ｐ５を介挿する一方、薬液供給部６Ｃの配管Ｐ１３には１個の取付部Ｐ５ａを有する分岐管Ｐ５を介挿するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、洗浄液カートリッジ９を装着している間、クイックコネクタの雌部９４ｂによって給気経路の閉成を維持して貯留空間９１２に予め充填しておいた高圧気体領域９８中の窒素ガスを用いて洗浄液カートリッジ９からの洗浄液の押出を行っている。つまり、高圧気体領域９８中の窒素ガスのみを用いて洗浄液を加圧している。このため、洗浄処理に伴い高圧気体領域９８の圧力が低下していき、洗浄液の押出量が変動することがある。そこで、例えば図７に示すように洗浄液カートリッジ９を分岐管Ｐ５の取付部Ｐ５ａに装着した状態、つまり洗浄液カートリッジ９の装着中に気体導入部９２から窒素ガスを補助的に圧送してもよい。これによって、洗浄処理中に窒素ガスを補給することで高圧気体領域９８の圧力を一定に保ち、洗浄液の押出量を安定化させることができる。このような作用効果を得るためには、図７に示すように流量制御バルブＶ３０によって流量制御しながら窒素ガスを補助的に与えるのが望ましい。

また、図７に示す構成を採用する場合、洗浄液カートリッジ９の装着前に高圧気体領域９８を形成せずに、装着後に窒素ガスを導入して高圧気体領域９８を形成しながら洗浄液を押し出すように構成してもよい。

また、上記実施形態では、空カートリッジ９（図６Ａ中の（ａ）欄参照）を工場に輸送し、工場あるいはその周囲で洗浄液カートリッジ９への洗浄液および窒素ガスの充填を行っているが、洗浄液カートリッジ９の輸送タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば洗浄液の充填後に洗浄液カートリッジを工場に輸送してもよい。このように窒素ガスの充填を工場で行っているが、これは高圧ガス（高圧窒素ガス）を充填した状態の洗浄液カートリッジ９を輸送するためには種々の制約を受けることを考慮したものである。また、高圧気体領域９８を形成した直後より気体成分が洗浄液に溶解し、洗浄液の成分が変動したり、高圧気体領域９８の圧力低下を招くことがある。そこで、これらの影響を抑制・回避するために、工場あるいは工場の周囲で窒素ガスの充填を行うのが望ましい。また、洗浄処理を行う直前で窒素ガスの充填を行うのが好適である。

この発明は、基板処理装置を洗浄するための洗浄液を貯留する洗浄液カートリッジ、ならびに当該洗浄液カートリッジを用いて上記基板処理装置を洗浄する技術全般に適用することができる。

６Ａ…ＤＩＷ供給部
６Ｂ…ＣＯ２水供給部
６Ｃ〜６Ｆ…薬液供給部
９…洗浄液カートリッジ
９１…カートリッジ本体
９２…気体導入部
９３…オリフィス板
９４ａ…（クイックコネクタの）雌部（第１切替部）
９４ｂ…（クイックコネクタの）雌部（第２切替部）
９８…高圧気体領域
９９…フィルタ
１００…基板処理装置
９１２…貯留空間
９１５…開口部
９３１…オリフィス
Ｗ…基板

Claims (11)

1. 処理液系統を介して送液される処理液により基板を処理する基板処理装置を洗浄するための洗浄液を貯留し、前記処理液系統に装着されることで前記洗浄液を前記処理液系統に供給する洗浄液カートリッジであって、
   前記洗浄液を貯留する貯留空間および前記貯留空間に連通する開口部を有するカートリッジ本体と、
   前記貯留空間に連通された給気経路を有し、前記洗浄液を貯留した前記貯留空間に対して前記カートリッジ本体の外部から供給される気体を前記給気経路を介して導入して前記貯留空間内に大気圧よりも高い高圧気体領域を形成する気体導入部と、を備え、
   前記高圧気体領域によって前記洗浄液が前記開口部を介して前記処理液系統に押し出されることを特徴とする洗浄液カートリッジ。
2. 請求項１に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記開口部の開成と閉成とを切替える第１切替部と、
   前記給気経路の開成と閉成とを切り替える第２切替部とをさらに備え、
   前記処理液系統への装着前に、前記第１切替部が前記開口部を閉成して前記洗浄液を前記貯留空間に封止しながら、前記第２切替部が前記給気経路を開成して前記高圧気体領域を形成させた後に前記給気経路を閉成して前記高圧気体領域を前記貯留空間に封止し、
   前記処理液系統への装着中に、前記第１切替部が前記開口部を開成して前記高圧気体領域により前記洗浄液を前記開口部を介して前記処理液系統に押し出す洗浄液カートリッジ。
3. 請求項２に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記処理液系統への装着中に、前記第２切替部は前記給気経路の閉成を維持する洗浄液カートリッジ。
4. 請求項２に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記処理液系統への装着中に、前記第２切替部は前記給気経路を開成して前記高圧気体領域に前記気体を補給する洗浄液カートリッジ。
5. 請求項１に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記開口部の開成と閉成とを切替える第１切替部と、
   前記給気経路の開成と閉成とを切り替える第２切替部とをさらに備え、
   前記処理液系統への装着前に、前記第１切替部が前記開口部を閉成して前記洗浄液を前記貯留空間に封止し、
   前記処理液系統への装着中に、前記第２切替部が前記給気経路を開成して前記高圧気体領域を形成させるとともに、前記第１切替部が前記開口部を開成して前記高圧気体領域により前記洗浄液を前記開口部を介して前記処理液系統に押し出す洗浄液カートリッジ。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記開口部の開口径より小さな径のオリフィスを有し、前記開口部に設けられて前記開口部を介して押し出される前記洗浄液の単位時間当たりの流量を調整するオリフィス板をさらに備える洗浄液カートリッジ。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の洗浄液カートリッジであって、
   前記開口部に対向して前記貯留空間に配置されて前記洗浄液中のパーティクルをトラップするフィルタをさらに備える洗浄液カートリッジ。
8. 処理液系統を介して送液される処理液により基板を処理する基板処理装置を洗浄する洗浄方法であって、
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の洗浄液カートリッジの前記貯留空間に前記洗浄液を貯留して前記開口部を封止する貯留工程と、
   前記処理液系統に対する前記洗浄液カートリッジの装着により前記開口部を介して前記処理液系統と前記貯留空間と連通させるとともに、前記装着前および／または前記装着中に前記給気経路を介して前記洗浄液を貯留した前記貯留空間に対して前記気体を導入して形成される前記高圧気体領域によって前記洗浄液を前記開口部を介して押し出して前記処理液系統に供給する供給工程と、
   を備えることを特徴とする洗浄方法。
9. 請求項８に記載の洗浄方法であって、
   前記基板処理装置が設置される工場に前記洗浄液カートリッジを輸送する輸送工程をさらに備え、
   前記輸送工程は、前記洗浄液の貯留および前記気体の導入が行われていない空の状態で実行され、
   前記貯留工程および前記供給工程は、前記空の状態の洗浄液カートリッジを受け取った後に前記工場内あるいは前記工場の周囲で実行される洗浄方法。
10. 請求項８に記載の洗浄方法であって、
    前記基板処理装置が設置される工場に前記洗浄液カートリッジを輸送する輸送工程をさらに備え、
    前記貯留工程は前記輸送工程前に実行され、
    前記輸送工程は、前記貯留空間に対して前記高圧気体領域が形成されておらず前記洗浄液のみが貯留された状態で実行され、
    前記供給工程は、前記洗浄液のみが貯留された状態の洗浄液カートリッジを受け取った後に前記工場内で実行される洗浄方法。
11. 請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の洗浄方法であって、
    前記基板処理装置が前記処理液系統を複数個有し、
    前記供給工程は、前記複数の処理液系統に対して前記洗浄液カートリッジを選択的に装着自在となっている洗浄方法。

Images