JP3756735B2 - 処理液の温度制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体に処理液例えば薬液等を供給して洗浄等の処理をするのに適した、処理液の温度制御方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体デバイスの製造工程やＬＣＤ製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）に付着した例えばレジストやドライ処理後の残渣（ポリマ等）、あるいは、その他のパーティクル、金属、有機物等を除去するために、処理液等を用いる液処理装置（方法）が広く採用されている。
【０００３】
従来のこの種の液処理装置において、高価な薬液等の処理液を有効に利用するために、処理に供する新規処理液をリサイクル液として再利用する洗浄処理方法が知られている。
【０００４】
このリサイクル液と新規処理液を用いる方法では、新規処理液を貯留するタンクと、リサイクル液を貯留するタンクの２種類を用意し、例えば処理初期時にはリサイクル液を処理部に供給してウエハ等を一次処理した後、新規処理液を二次処理に供することにより、処理液を有効に利用している。この処理液の一種として使用されるフッ化アンモニアは、所定温度（例えば２５±１℃）で使用されている。
【０００５】
ところで、この種の液処理装置においては、処理液の配管部におけるポンプ等の駆動装置や上記ウエハ等の搬送装置等と隣接する位置に処理液のタンクが配置される。したがって、駆動時の装置類の発熱によってタンク内の処理液の温度が所定温度以上に上昇するため、タンク内の処理液の温度を冷却する必要があった。
【０００６】
従来、これらのリサイクル液と新規処理液の温度制御は、例えば約２０℃の冷却水のみを用いて冷却することにより、薬液を所望する２５℃の温度に調整するという方法を採用していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却水のみで温度調整を行った場合、薬液が冷えすぎて所定温度（２５±１℃）に収まるような高精度の温度制御をすることができない。ここで、温調水を２５℃にするという方法も考えられるが、応答性が悪い。
【０００８】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、ヒータ等の加熱手段を付加的に使用することで、温度低下のリカバリーを行い、応答性が速くかつ高精度の温度制御が行える、処理液の温度制御方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る処理液の温度制御方法は、処理液が貯留されたタンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する一方、処理液の温度が所定温度以下になったとき、タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段を作動させて処理液の温度を上昇させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とすることを特徴とする。
【００１０】
この発明の温度制御方法によれば、冷却媒体として例えば水を連続的に流し続けるため処理液の冷却効果が高い。今、説明のために処理液に要望される所定温度を２５℃とすると、処理液は低温の水（通常２０℃程度）により冷却されて急速に温度が低下する。希望する所定温度の２５℃以下になった場合には、加熱手段（例えばヒータ）が作動して処理液を加熱し昇温させる。このため処理液は急速に所定温度の２５℃へと昇温する。そして、処理液の温度が所定温度の２５℃を越えると加熱手段が非作動となって加熱が止み、再び冷却水による冷却作用が優勢となる。よって、冷却水のみによる場合に較べて応答性が速くかつ高精度の温度制御を行うことができる。
【００１１】
請求項２記載の処理液の温度制御装置は、処理液が貯留されたタンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段と、処理液の温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部とを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の処理液の温度制御装置は、処理液が貯留された内側タンクと外側タンクの二重槽構造のタンクと、上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に、上記処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に設けた加熱手段と、上記内側タンクと外側タンクに設けられ、上記内側タンク又は外側タンクの処理液の温度を検出する内側タンク用又は外側タンク用の温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、上記内側タンク用の温度検出手段又は外側タンク用の温度検出手段からの上記温度制御部への検出信号の入力を選択的に切り換える入力切換スイッチと、を具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の処理液の温度制御装置は、被処理体が処理液によって処理される処理室と、上記処理液が貯留されたタンクと、上記タンクから上記処理室へ上記処理液を供給する処理液供給管路と、上記タンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、上記タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段と、上記処理液の温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の処理液の温度制御装置は、被処理体が処理液によって処理される処理室と、上記処理液が貯留された内側タンクと外側タンクの二重槽構造のタンクと、上記タンクから上記処理室へ上記処理液を供給する処理液供給管路と、上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に、上記処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に設けた加熱手段と、上記内側タンクと外側タンクに設けられ、上記内側タンク又は外側タンクの処理液の温度を検出する内側タンク用又は外側タンク用の温度検出手段と、上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、上記内側タンク用の温度検出手段又は外側タンク用の温度検出手段からの上記温度制御部への検出信号の入力を選択的に切り換える入力切換スイッチと、を具備することを特徴とする。
【００１５】
この処理液の温度制御装置においても、上記と同じ理由により、応答性が速くかつ高精度の温度制御を行うことができる。
【００１６】
ここで、冷却手段としては、例えばタンク内又は外周に配管される冷却水管やウォータージャケット等が用いられる。また、加熱手段としては、例えばヒータが用いられる。また、温度検出手段としては、例えば温度センサが用いられる。
【００１７】
請求項２又は４記載の処理液の温度制御装置において、冷却手段及び加熱手段は種々の形態をとることができる。例えば、上記冷却手段が上記タンクの内部に設けられ、上記加熱手段がタンクの外周に設けられている形態とすることができる（請求項６）。
【００１８】
また、上記加熱手段がタンクの内部に設けられ、上記冷却手段がタンクの外周に設けられている形態とすることができる（請求項７）。
【００１９】
更にまた、上記冷却手段と上記加熱手段がタンクの外周に、タンクの軸線方向に２段に配設されている形態とすることができる（請求項８）。加えて、上記タンク内の処理液の温度を検出する温度検出手段の検出信号を受けてタンク内の処理液の温度が所定温度以下であるか否かを判別する温度制御部と、上記加熱手段の温度検出手段の検出信号を受けて加熱手段の加熱温度が所定温度以下であるか否かを判別する温度制御部とを更に具備してなり、上記タンク内の処理液の温度及び上記加熱温度が所定温度未満のとき上記加熱手段を作動させ、上記タンク内の処理液の温度又は上記加熱温度が所定温度以上のとき上記加熱手段を非動作とすることも可能である（請求項９）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄・乾燥処理装置に適用した場合について説明する。
【００２１】
図２は、この発明に係る液処理装置を適用した洗浄・乾燥処理装置の一例を示す概略構成図、図３は、液処理装置における処理液の配管系統を示す概略配管図である。
【００２２】
上記液処理装置２０は、図２に示すように、被処理体であるウエハＷを保持する回転可能な保持手段例えばロータ２１と、このロータ２１を水平軸を中心として回転駆動する駆動手段であるモータ２２と、ロータ２１にて保持されたウエハＷを包囲する複数例えば２つの処理部｛具体的には第１の処理室，第２の処理室｝の内チャンバ２３，外チャンバ２４と、これら内チャンバ２３又は外チャンバ２４内に収容されたウエハＷに対して処理液例えばレジスト剥離液，ポリマ除去液等の薬液の供給手段５０、この薬液の溶剤例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の供給手段６０、リンス液例えば純水等の供給手段（リンス液供給手段）７０又は例えば窒素（Ｎ２）等の不活性ガスや清浄空気等の乾燥気体（乾燥流体）の供給手段８０｛図２では薬液供給手段５０と乾燥流体供給手段８０を示す。｝と、内チャンバ２３を構成する内筒体２５と外チャンバ２４を構成する外筒体２６をそれぞれウエハＷの包囲位置とウエハＷの包囲位置から離れた待機位置に切り換え移動する移動手段例えば第１，第２のシリンダ２７，２８及びウエハＷを図示しないウエハ搬送チャックから受け取ってロータ２１に受け渡すと共に、ロータ２１から受け取ってウエハ搬送チャックに受け渡す被処理体受渡手段例えばウエハ受渡ハンド２９とで主要部が構成されている。
【００２３】
上記のように構成される液処理装置２０におけるモータ２２、処理流体の各供給手段５０，６０，７０，８０｛図２では薬液供給手段５０と乾燥流体供給手段８０を示す。｝の供給部、ウエハ受渡ハンド２９等は制御手段例えば中央演算処理装置３０（以下にＣＰＵ３０という）によって制御されている。
【００２４】
また、上記ロータ２１は、水平に配設されるモータ２２の駆動軸２２ａに片持ち状に連結されて、ウエハＷの処理面が鉛直になるように保持し、水平軸を中心として回転可能に形成されている。この場合、ロータ２１は、モータ２２の駆動軸２２ａにカップリング（図示せず）を介して連結される回転軸（図示せず）を有する第１の回転板２１ａと、この第１の回転板２１ａと対峙する第２の回転板２１ｂと、第１及び第２の回転板２１ａ，２１ｂ間に架設される複数例えば４本の固定保持棒３１と、これら固定保持棒３１に列設された保持溝（図示せず）によって保持されたウエハＷの上部を押さえる図示しないロック手段及びロック解除手段によって押え位置と非押え位置とに切換移動する一対の押え棒３２とで構成されている。この場合、モータ２２は、予めＣＰＵ３０に記憶されたプログラムに基づいて所定の高速回転と低速回転を選択的に繰り返し行い得るように制御されている。なお、モータ２２は冷却手段３７によって加熱が制御されるようになっている。この場合、冷却手段３７は、冷却パイプ３７ａと、冷却水供給パイプ３７ｂと、熱交換器３７ｃとを具備してなる（図２参照）。
【００２５】
一方、処理部例えば内チャンバ２３（第１の処理室）は、第１の固定壁３４とこの第１の固定壁３４と対峙する第２の固定壁３８と、これら第１の固定壁３４及び第２の固定壁３８との間にそれぞれ第１及び第２のシール部材４０ａ，４０ｂを介して係合する内筒体２５とで形成されている。すなわち、内筒体２５は、移動手段である第１のシリンダ２７の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第１の固定壁３４との間に第１のシール部材４０ａを介してシールされると共に、第２の固定壁３８との間に第２のシール部材４０ｂを介してシールされた状態で内チャンバ２３（第１の処理室）を形成する。また、第１のシリンダ２７の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合、内筒体２５の先端開口部は第１の固定壁３４との間に第１のシール部材４０ａを介してシールされ、内筒体２５の基端部は図示しない固定筒体の中間部に周設されたフランジ部（図示せず）に第１のシール部材４０ａを介してシールされて、内チャンバ２３内に残存する薬液の雰囲気が外部に漏洩するのを防止している。
【００２６】
また、外チャンバ２４（第２の処理室）は、待機位置に移動された内筒体２５との間に第２のシール部材４０ｂを介在する第１の固定壁３４と、第２の固定壁３８と、第２の固定壁３８と内筒体２５との間にそれぞれ第３及び第４のシール部材４０ｃ，４０ｄを介して係合する外筒体２６とで形成されている。すなわち、外筒体２６は、移動手段である第２のシリンダ２８の伸張動作によってロータ２１とウエハＷを包囲する位置まで移動されて、第２の固定壁３８との間に第３のシール部材４０ｃを介してシールされると共に、外筒体２６の基端部外方に位置する第４のシール部材４０ｄを介してシールされた状態で、外チャンバ２４（第２の処理室）を形成する。また、第２のシリンダ２８の収縮動作によって固定筒体３６の外周側位置（待機位置）に移動されるように構成されている。この場合固定壁３８と外筒体２６と内筒体２５の基端部間には第４のシール部材４０ｄが介在されてシールされている。したがって、内チャンバ２３の内側雰囲気と、外チャンバ２４の内側雰囲気とは、互いに気水密な状態に離隔されるので、両チャンバ２３，２４内の雰囲気が混じることなく、異なる処理流体が反応して生じるクロスコンタミネーションを防止することができる。
【００２７】
上記のように構成される内筒体２５と外筒体２６は共に一端に向かって拡開するテーパ状に形成されている。このように内筒体２５及び外筒体２６を、一端に向かって拡開するテーパ状に形成することにより、処理時に内筒体２５又は外筒体２６内でロータ２１が回転されたときに発生する気流が拡開側へ渦巻き状に流れ、内部の薬液等が拡開側へ排出し易くすることができる。また、内筒体２５と外筒体２６とを同一軸線上に重合する構造とすることにより、内筒体２５と外筒体２６及び内チャンバ２３及び外チャンバ２４の設置スペースを少なくすることができると共に、装置の小型化が図れる。
【００２８】
一方、上記処理液供給手段のうち、薬液の供給手段５０は、図３に示すように、処理部すなわち内筒体２５内に取り付けられる薬液供給ノズル５１と、薬液供給部５２と、これら薬液供給ノズル５１と薬液供給部５２とを接続する薬液供給管路５３を具備してなる。
【００２９】
上記薬液供給部５２は、図４に示すように、薬液供給源３（液供給源）と、この薬液供給源３から供給される新規の薬液を貯留すると共に、処理に供された薬液を貯留するタンク１０とで主要部が構成されている。
【００３０】
上記タンク１０は、薬液開閉弁３ａを介設する薬液管路３ｂを介して薬液供給源３に接続する新液を貯留する内側タンク１と、この内側タンク１を内方に収容する外側タンク２とからなる二重槽構造に構成されている。この場合、内側タンク１と外側タンク２の開口部には、Ｏリング１ａを介してドーナツ状のキャップ１ｂが装着されている。なお、キャップ１ｂには後述する冷却水管１０１（図１参照）が貫通されるようになっている。また、内側タンク１は有底円筒状のステンレス製容器にて形成されている。また、外側タンク２は、大径の胴部２ａと小径の開口部２ｂと開口部２ｂ側に向かって漸次狭小テーパ状の肩部２ｃとを有する有底円筒状のステンレス製容器にて形成されている。
【００３１】
ここで、肩部２ｃを開口部２ｂ側に向かって漸次狭小テーパ状としたのは、外側タンク２内に貯留される薬液が開口部２ｂに充満される過程で肩部２ｃに空気が溜まるのを防止するためである。また、外側タンク２の外周面には、外側タンク２を囲繞するように加熱手段であるヒータ４が配設されている。
【００３２】
この場合、内側タンク１の上端部には、この内側タンク１からオーバーフローする薬液を外側タンク２内に供給するオーバーフロー管路５が配設されている（図５参照）。したがって、薬液供給源３から内側タンク１内に供給される新規の薬液が内側タンク１内に充満された後、オーバーフロー管路５を介して外側タンク２内に供給される。また、図４及び図５に示すように、外側タンク２の開口部２ｂにおける内側タンク１との隙間Ｓが狭く形成されている。この隙間Ｓは外側タンク２内に貯留される薬液の液面が検出できる面積であれば可及的に狭い方がよい。その理由は、内側タンク１と外側タンク２の隙間Ｓが狭い程、外側タンク２内に貯留される薬液の液面の外気と接触する面積を少なくすることができるので、薬液の空気との接触による化学反応や劣化を抑制することができ、薬液の品質や性能の維持を図ることができるからである。
【００３３】
なお、内側タンク１及び外側タンク２の開口部には、パージガス供給管路６とガス抜き管路６Ａが接続されており、両タンク１，２内に貯留される薬液が外気に晒されて雰囲気が変化するのを防止するために、図示しない不活性ガス例えばＮ２ガス等のパージガス供給源に接続するパージガス供給管路６からパージガス例えばＮ２ガスが供給されるようになっている。なお、外側タンク２の外方近接部にはそれぞれ静電容量型の上限センサ７ａ，秤量センサ７ｂ，ヒータオフ下限センサ７ｃ及び下限センサ７ｄが配設されており、これらセンサ７ａ〜７ｄは制御部３０（ＣＰＵ）に接続されている。この場合、センサ７ａ〜７ｄは必ずしも静電容量型である必要はなく、液面を検出できるものであればその他の形式のセンサであってもよい。これらセンサ７ａ〜７ｄのうち、上限センサ７ａと下限センサ７ｄは、外側タンク２内に貯留される薬液の上限液面と下限液面を検出し、秤量センサ７ｂは、外側タンク２内に実際に貯留されている薬液の量を検出し、また、ヒータオフ下限センサ７ｃは、ヒータ４による加熱可能な薬液量を検出し得るようになっている。なお、内側タンク１の上端部には、薬液満杯センサ（図示せず）が配設されており、この薬液満杯センサによって内側タンク１内から外側タンク２内に流れる薬液の状態を監視することができるようになっている。すなわち、薬液満杯センサ７ｅと上記秤量センサ７ｂからの検出信号に基づいて制御部３０（ＣＰＵ）からの制御信号を薬液開閉弁３ａに伝達することで、内側タンク１及び外側タンク２内の薬液の液量を管理することができる。
【００３４】
また、内側タンク１内に貯留される薬液と、外側タンク２内に貯留される薬液は、外側タンク２の外方近接部に配設される１つのヒータ４によって加熱・保温されるようになっている。この場合、内側タンク１内の薬液の温度は、内側タンク薬液温度センサＴａ（温度検出手段）によって検出され、外側タンク２内の薬液の温度は、外側タンク薬液温度センサＴｂ（温度検出手段）によって検出され、また、ヒータ４の温度は、コントロール温度センサＴｃと、オーパーヒート温度センサＴｄによって検出されるようになっている。これら温度センサＴａ〜Ｔｄのうち、外側タンク薬液温度センサＴｂ、コントロール温度センサＴｃ、及びオーバーヒート温度センサＴｄの検出信号を温度制御部Ｃ１〜Ｃ３（温度制御手段）で制御して、内側タンク１及び外側タンク２内の薬液温度、ヒータ４の加熱温度を所定温度に設定できるようになっている（図６参照）。
【００３５】
すなわち、図６に示すように、外側タンク薬液温度センサＴｂによって検出された検出信号を温度制御部Ｃ１に伝達して、この温度制御部Ｃ１で外側タンク２内の温度Ｔ１が例えば２５℃以下であるか否かが判別されてその信号がＡＮＤ回路部８を介してヒータ４と電源９とを接続するリード線１１に介設されるソリッド・ステート・リレー１２（ＳＳＲ）に伝達される。
【００３６】
一方、コントロール温度センサＴｃによって検出された検出信号を温度制御部Ｃ２に伝達して、この温度制御部Ｃ２でヒータ４の加熱温度Ｔ２が例えば２５℃以下であるか否かが判別されてその信号がＡＮＤ回路部８を介してＳＳＲ１２に伝達されることで、外側タンク２内の温度Ｔ１＜２５℃、ヒータ４の加熱温度Ｔ２＜２５℃のとき、ヒータ４がＯＮ状態となり、また、外側タンク２内の温度Ｔ１≧２５℃又はヒータ４の加熱温度Ｔ２≧２５℃のとき、ヒータ４がＯＦＦ状態となるように制御されている。なお、オーバーヒート温度センサＴｄによって検出された検出信号は温度制御部Ｃ３に伝達されて、温度制御部Ｃ３によってヒータ温度Ｔ３が例えば２５℃より高いか低いかが判別され、Ｔ３＞２５℃のとき、その信号がリード線１１に介設されるマグネット・コンダクタ１３に伝達されて、ヒータ４への通電が遮断されるようになっている。
【００３７】
上記のようにして温度センサＴｂ〜Ｔｄで検出された検出信号を温度制御部Ｃ１〜Ｃ３で制御することにより、外側タンク２内の薬液の温度Ｔ１を所定温度、すなわち、２４℃＜Ｔ１＜２６℃すなわちＴ１＝２５±１℃に制御することで、内側タンク１内の薬液の温度Ｔ０を外側タンク２内の薬液の温度Ｔ１の熱容量によってＴ１とほぼ等しい温度に設定することができる。
【００３８】
一方、上記した第１の温度制御系の他に、薬液の温度を２５±１℃に維持する第２の温度制御系が設けられている。
【００３９】
すなわち、図１及び図６の想像線に示すように、内側タンク１と外側タンク２の間には、冷却手段として冷却水管１０１が配管され、これを通る冷却媒体たる冷却水１０２（約２０℃）により、タンク１０内の薬液が冷却されるように構成されている。この冷却水管１０１には、タンク１，２内の処理液より温度の低い冷却水１０２（約２０℃）が、常時、連続的に流されている。この場合、冷却水１０２はタンク１，２の上部側から下部側に向かって流れた後、タンク１，２の下部側から流出される。これにより、冷却水１０２は、まずタンク１，２の上部側の温度の高い領域を熱交換によって冷却し、順次タンク１，２の下部側の温度の低い領域を熱交換によって冷却する。したがって、冷却水１０２を有効に利用して薬液（処理液）を冷却することができる。また、外側タンク２の外周面には、既に述べたように外側タンク２を囲繞するように加熱手段であるヒータ４が配設されている。
【００４０】
１００は温度制御手段であり、薬液（処理液）の温度を検出する温度検出手段、すなわち内側タンク薬液温度センサＴａ又は外側タンク薬液温度センサＴｂからの検出信号を受け、内側タンク１又は外側タンク２の薬液の温度Ｔ１、Ｔ３が所定温度以下、ここでは２５℃以下になったとき、ヒータ４（加熱手段）をＯＮして薬液の温度を上昇させ、薬液の温度が所定温度を越えたときヒータ４をＯＦＦとする。内側タンク１と外側タンク２の薬液温度のうち、いずれのタンクの温度制御を行うのかは、温度制御装置１００の入力を切り換えるために設けた、アナログスイッチからなる入力切換スイッチ１０３の切換位置により決定される。すなわち、入力切換スイッチ１０３をａ側にした場合は、内側タンク薬液温度センサＴａが選択されて、内側タンク１の薬液の温度Ｔ３が２５℃に維持されるように制御される。また、入力切換スイッチ１０３をｂ側にした場合は、外側タンク薬液温度センサＴｂが選択されて、外側タンク２の薬液の温度Ｔ１が２５℃に維持されるように制御される。
【００４１】
図６に、上記第２の温度制御系のより具体的な回路構成例を、上記第１の温度制御系と共に示す。スイッチ１０４をＯＮすることにより、論理回路１０５において上記第１の温度制御系が禁止され、代わって上記第２の温度制御系が有効となる。
【００４２】
すなわち、スイッチ１０４をＯＮすることで、温度制御部Ｃ４が有効となる。内側タンク薬液温度センサＴａと外側タンク薬液温度センサＴｂの検出信号は、アナログスイッチからなる入力切換スイッチ１０３を介して、いずれか一方が温度制御部Ｃ４に入力される。温度制御部Ｃ４は、内側タンク薬液温度センサＴａ又は外側タンク薬液温度センサＴｂからの検出信号を受けて、所定の設定温度２５℃と比較し、２５℃以下の場合は出力を生じて論理回路１０５を通してソリッド・ステート・リレー１２を作動させ、ヒータ４をＯＮする。これにより薬液の温度が２５℃へと上昇する。
【００４３】
薬液の温度が上昇し所定温度（２５℃）を越えたとき、制御部Ｃ４の出力が消失し、ヒータ４がＯＦＦとなって加熱が止み、再び冷却水１０２による冷却作用が優勢となる。よって、冷却水のみによる場合に較べて応答性が速くかつ高精度の温度制御を行うことができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、内側タンク１内に内側タンク薬液温度センサＴａを設け、外側タンク２内に外側タンク薬液温度センサＴｂを設ける場合について説明したが、必ずしもこの形態である必要はなく、少なくとも内側タンク１内又は外側タンク２内の一方に、内側タンク薬液温度センサＴａ又は外側タンク薬液温度センサＴｂを設けるようにして、タンク１０内の薬液の温度を制御することも可能である。
【００４５】
一方、処理部すなわち内筒体２５内に取り付けられる薬液供給ノズル５１と、薬液供給部５２とを接続する薬液供給管路５３は、図２及び図４に示すように、内側タンク１内の薬液を処理部側に供給する第１の供給管路１４ａと、外側タンク２内の薬液を処理部側に供給する第２の供給管路１４ｂと、これら第１及び第２の供給管路１４ａ，１４ｂを連結して共通化する主供給管路１４ｃとで主に構成されている。この場合、第１の供給管路１４ａには第１の切換開閉弁１５ａが介設され、第２の供給管路１４ｂには第２の切換開閉弁１５ｂが介設されている。また、主供給管路１４ｃには例えばダイアフラム式の供給ポンプ１６が介設されると共に、この供給ポンプ１６の吐出側に順次、第３の切換開閉弁１５ｃ、フィルタ１７、第４の切換開閉弁１５ｄが介設されている。
【００４６】
また、主供給管路１４ｃにおける供給ポンプ１６の吐出側と外側タンク２とは第５の切換開閉弁１５ｅを介設した循環管路１８が接続されており、外側タンク２内から供給される薬液を循環し得るように構成されている。
【００４７】
また、主供給管路１４ｃにおける供給ポンプ１６の吐出側｛具体的には供給ポンプ１６と第３の切換開閉弁１５ｃとの間｝と、第３の第３の切換開閉弁１５ｃの吐出側と循環管路１８の接続部との間には、主供給管路１４ｃから分岐され再び主供給管路１４ｃに連結するバイパス管路１９が接続されている。このバイパス管路１９には、第６の切換開閉弁１５ｆ、フィルタ１９ａ及び第７の切換開閉弁１５ｇが順次介設されている。また、外側タンク２の閉口部２ｂと処理部には、薬液の戻り管路５６が接続されており、処理部で処理に供された薬液が外側タンク２内に貯留されて、リサイクルに供されるようになっている。
【００４８】
上記のようにして薬液供給管路５３を形成することにより、外側タンク２内に貯留された薬液を第２の供給管路１４ｂ、主供給管路１４ｃ、バイパス管路１９及び主供給管路１４ｃを介して処理部側に供給することができる。また、内側タンク１内に貯留された薬液（新液）を第１の供給管路１４ａと主供給管路１４ｃを介して処理部側に供給することができる。また、ウエハＷの処理の待機時には、外側タンク２内に貯留された薬液を循環管路１８を介して循環することができる。
【００４９】
なお、外側タンク２の底部には排液開閉弁５７を介設した排液管路５８が接続されている（図４及び図５参照）。
【００５０】
一方、薬液の溶剤例えばＩＰＡの供給手段６０は、図３に示すように、内筒体２５内に取り付けられる上記薬液供給ノズルを兼用する供給ノズル５１（以下に薬液供給ノズル５１で代表する）と、溶剤供給部６１と、この供給ノズル５１と薬液供給部５２とを接続するＩＰＡ供給管路６２に介設されるポンプ５４、フィルタ５５、ＩＰＡ供給弁６３を具備してなる。この場合、溶剤供給部６１は、溶剤例えばＩＰＡの供給源６４と、このＩＰＡ供給源６４から供給される新規のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給タンク６１ａと、処理に供されたＩＰＡを貯留する循環供給タンク６１ｂとで構成されており、両ＩＰＡ供給タンク６１ａ，６１ｂには、上記内チャンバ２３の拡開側部位の下部に設けられた第１の排液ポート４１に接続する第１の排液管４２に図示しない切換弁（切換手段）を介して循環管路９０が接続されている。図面では、ＩＰＡ供給タンク６１ａ，６１ｂを別個に配置する場合について説明したが、上記内側タンク１と外側タンク２と同様に、ＩＰＡ供給タンク６１ａ，６１ｂを二重槽構造とする方が望ましい。
【００５１】
一方、リンス液例えば純水の供給手段７０は、図３に示すように、第２の固定壁３８に取り付けられる純水供給ノズル７１と、純水供給源７２と、純水供給ノズル７１と純水供給源７２とを接続する純水供給管路７３に介設される供給ポンプ７４、純水供給弁７５とを具備してなる。この場合、純水供給ノズル７１は、内チャンバ２３の外側に位置すると共に、外チャンバ２４の内側に位置し得るように配設されており、内筒体２５が待機位置に後退し、外筒体２６がロータ２１とウエハＷを包囲する位置に移動して外チャンバ２４を形成した際に、外チャンバ２４内に位置して、ウエハＷに対して純水を供給し得るように構成されている。なお、純水供給ノズル７１は、外チャンバ２４に取り付けられるものであってもよい。
【００５２】
また、外チャンバ２４の拡開側部位の下部には、第２の排液ポート４５が設けられており、この第２の排液ポート４５には、図示しない開閉弁を介設した第２の排液管４６が接続されている。なお、第２の排液管４６には、純水の比抵抗値を検出する比抵抗計４７が介設されており、この比抵抗計４７によってリンス処理に供された純水の比抵抗値を検出し、その信号を上記ＣＰＵ３０に伝達するように構成されている。したがって、この比抵抗計４７でリンス処理の状況を監視し、適正なリンス処理が行われた後、リンス処理を終了することができる。
【００５３】
なお、上記外チャンバ２４の拡開側部位の上部には、第２の排気ポート４８が設けられており、この第２の排気ポート４８には、図示しない開閉弁を介設した第２の排気管４９が接続されている。
【００５４】
また、乾燥流体供給手段８０は、図２及び図３に示すように、第２の固定壁３８に取り付けられる乾燥流体供給ノズル８１と、乾燥流体例えば窒素（Ｎ２）供給源８２と、乾燥流体供給ノズル８１とＮ２供給源８２とを接続する乾燥流体供給管路８３に介設される開閉弁８４、フィルタ８５、Ｎ２温度調整器８６とを具備してなり、かつ乾燥流体供給管路８３におけるＮ２温度調整器８６の二次側に切換弁８７を介して上記ＩＰＡ供給管路６２から分岐される分岐管路８８を接続してなる。この場合、乾燥流体供給ノズル８１は、上記純水供給ノズル７１と同様に内チャンバ２３の外側に位置すると共に、外チャンバ２４の内側に位置し得るように配設されており、内筒体２５が待機位置に後退し、外筒体２６がロータ２１とウエハＷを包囲する位置に移動して外チャンバ２４を形成した際に、外チャンバ２４内に位置して、ウエハＷに対してＮ２ガスとＩＰＡの混合流体を霧状に供給し得るように構成されている。この場合、Ｎ２ガスとＩＰＡの混合流体で乾燥した後に、更にＮ２ガスのみで乾燥する。なお、ここでは、乾燥流体がＮ２ガスとＩＰＡの混合流体である場合について説明したが、この混合流体に代えてＮ２ガスのみを供給するようにしてもよい。
【００５５】
なお、上記薬液供給手段５０、ＩＰＡ供給手段６０、純水供給手段７０及び乾燥流体供給手段８０における供給ポンプ１６，５４、薬液供給部５２の第１〜第７の切換開閉弁１５ａ〜１５ｇ、温度調整器５６，Ｎ２温度調整器８６、ＩＰＡ供給弁６３及び切換弁８７は、ＣＰＵ３０によって制御されている（図２参照）。
【００５６】
次に、この発明に係る洗浄・乾燥処理装置の動作態様について説明する。まず、搬入・搬出部（図示せず）側からウエハ搬送チャックによって搬送されるウエハＷを処理装置２０の上方、すなわち、内筒体２５及び外筒体２６が待機位置に後退した状態のロータ２１の上方位置まで搬送する。すると、ウエハ受渡ハンド後退した状態のロータ２１の上方位置まで搬送する。すると、ウエハ受渡ハンド２９が上昇して、ウエハ搬送チャック１０にて搬送されたウエハＷを受け取り、その後、下降してウエハＷをロータ２１の固定保持棒３１上に受け渡した後、ウエハ受渡ハンド２９は元の位置に移動する。ロータ２１の固定保持棒３１上にウエハＷを受け渡した後、図示しないロック手段が作動してウエハ押え棒３２がウエハＷの上側縁部まで移動してウエハＷの上部を保持する。
【００５７】
上記のようにしてロータ２１にウエハＷがセットされると、内筒体２５及び外筒体２６がロータ２１及びウエハＷを包囲する位置まで移動して、内チャンバ２３内にウエハＷを収容する。この状態において、まず、ウエハＷに薬液を供給して薬液処理を行う。この薬液処理は、ロータ２１及びウエハＷを低速回転例えば１〜５００ｒｐｍで回転させた状態で所定時間例えば数十秒間薬液を供給した後薬液の供給を停止し、その後、ロータ２１及びウエハＷを数秒間高速回転例えば１００〜３０００ｒｐｍで回転させてウエハＷ表面に付着する薬液を振り切って除去する。この薬液供給工程と薬液振り切り工程を数回から数千回繰り返して薬液処理を完了する。
【００５８】
上記薬液処理工程において、内側タンク１及び外側タンク２内に薬液が貯留された状態の通常の処理では、最初に供給される薬液は、外側タンク２内に貯留された薬液が使用される。すなわち、第２，第６，第７及び第４の切換開閉弁１５ｂ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｄが開いた状態で供給ポンプ１６が作動することにより、外側タンク２内の薬液は、第２の供給管路１４ｂ、主供給管路１４ｃ、バイパス管路１９及び主供給管路１４ｃを流れて処理部側に供給される。この際、供給ポンプ１６を通過した薬液はフィルタ１９ａによって濾過され、中に混入する不純物や爽雑物等が除去される。ある一定時間内最初に使用された薬液は第１の排液管４２から廃棄される。それ以外の排液は一定時間処理に供された後、外側タンク２内に戻されて、以後循環供給される。
【００５９】
所定時間薬液を循環供給して処理を行った後、内側タンク１内の新規薬液が処理部側に供給されて薬液処理が終了する。内側タンク１内の新規薬液を処理部側へ供給する場合には、上記第２，第６及び第７の切換開閉弁１５ｂ，１５ｆ，１５ｇが閉じ、第１，第３及び第４の切換開閉弁１５ａ，１５ｃ，１５ｄが開く。この状態で供給ポンプ１６が作動することにより、内側タンク１内の新規薬液は、第１の供給管１４ａ及び主供給管１４ｃを流れて処理部側に供給される。この際、供給ポンプ１６を通過した新規薬液はフィルタ１７によって濾過され、薬液中に混入する不純物や爽雑物等が除去される。また、前回の処理時に供給され、主供給管路１４ｃに残留した新規薬液は、次回の新規薬液と共にフィルタ１７によって濾過される。なお、処理に供された新規薬液は戻り管路５６を介して外側タンク２内に貯留される。
【００６０】
なお、薬液処理工程の際には、薬液処理に供された薬液は第１の排液ポート４１に排出され、切換弁（図示せず）の動作によって戻り管路５６を介して薬液供給部５２に循環又は第１の排液管４２に排出される一方、薬液から発生するガスは第１の排気ポート４３を介して第１の排気管４４から排気される。
【００６１】
薬液処理を行った後、内チャンバ２３内にウエハＷを収容したままの状態で、ＩＰＡ供給手段６０のＩＰＡの供給ノズルを兼用する薬液供給ノズル５１から低速回転例えば１〜５００ｒｐｍで回転させた状態で所定時間例えば数十秒間ＩＰＡを供給した後、ＩＰＡの供給を停止し、その後、ロータ２１及びウエハＷを数秒間高速回転例えば１００〜３０００ｒｐｍで回転させてウエハＷ表面に付着するＩＰＡを振り切って除去する。このＩＰＡ供給工程とＩＰＡ振り切り工程を数回から数千回繰り返して薬液除去処理を完了する。この薬液除去処理においても、上記薬液処理工程と同様に、最初に供給されるＩＰＡは、循環供給タンク６１ｂ内に貯留されたＩＰＡが使用され、この最初に使用されたＩＰＡは第１の排液管４２から廃棄され、以後の処理に供されるＩＰＡは供給タンク６１ｂ内に貯留されたＩＰＡを循環供給する。そして、薬液除去処理の最後に、ＩＰＡ供給源６４から供給タンク６１ａ内に供給された新規のＩＰＡが使用されて、薬液除去処理が終了する。
【００６２】
なお、薬液除去処理において、薬液除去処理に供されたＩＰＡは第１の排液ポート４１に排出され、切換弁（図示せず）の動作によって溶剤供給部６１の循環管路９０又は第１の排液管４２に排出される一方、ＩＰＡガスは第１の排気ポート４３を介して第１の排気管４４から排気される。
【００６３】
薬液処理及びリンス処理が終了した後、内筒体２５が待機位置に後退して、ロータ２１及びウエハＷが外筒体２６によって包囲、すなわち外チャンバ２４内にウエハＷが収容される。したがって、内チャンバ２３内で処理されたウエハＷから液がしたたり落ちても外チャンバ２４で受け止めることができる。この状態において、まず、リンス液供給手段の純水供給ノズル７１から回転するウエハＷに対してリンス液例えば純水が供給されてリンス処理される。このリンス処理に供された純水と除去されたＩＰＡは第２の排液ポート４５を介して第２の排液管４６から排出される。また、外チャンバ２４内に発生するガスは第２の排気ポート４８を介して第２の排気管４９から外部に排出される。
【００６４】
このようにしてリンス処理を所定時間行った後、外チャンバ２４内にウエハＷを収容したままの状態で、乾燥流体供給手段８０のＮ２ガス供給源８２及びＩＰＡ供給源６４からＮ２ガスとＩＰＡの混合流体を回転するウエハＷに供給して、ウエハ表面に付着する純水を除去することで、ウエハＷと外チャンバ２４内の乾燥を行うことができる。また、Ｎ２ガスとＩＰＡの混合流体によって乾燥処理した後、Ｎ２ガスのみをウエハＷに供給することで、ウエハＷの乾燥と外チャンバ２４内の乾燥をより一層効率よく行うことができる。
【００６５】
上記のようにして、ウエハＷの薬液処理、薬液除去処理、リンス処理及び乾燥処理が終了した後、外筒体２６が内筒体２５の外周側の待機位置に後退する一方、図示しないロック解除手段が動作してウエハ押え棒３２をウエハＷの押え位置から後退する。すると、ウエハ受渡ハンド２９が上昇してロータ２１の固定保持棒３１にて保持されたウエハＷを受け取って処理装置２０の上方へ移動する。処理装置の上方へ移動されたウエハＷはウエハ搬送チャックに受け取られて搬入・搬出部に搬送された後、装置外部に搬送される。
【００６６】
なお、上記実施形態では、この発明に係る液処理装置及び液処理方法を半導体ウエハの洗浄・乾燥処理装置に適用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬＣＤ用ガラス基板等にも適用できることは勿論であり、また、洗浄・乾燥処理装置以外の薬液等の処理液を用いた液処理装置にも適用できることは勿輪である。
【００６７】
また、上記実施形態では、タンクを内側タンク１と外側タンク２の二重槽構造（二重タンク）とし、その内側タンク１と外側タンク２の間に冷却手段として冷却水管１０１を設け、また外側タンクの外周に加熱手段としてヒータ４を設けた構成としたが、この発明は、この形態に限定されるものではない。
【００６８】
例えば、タンクが単槽構造（一重タンク）からなる形態にも適用することができる。そして、図７に示すように、冷却手段たるウォータージャケット１０６と加熱手段たるヒータ４がタンク１０の外周に、タンクの軸線方向に２段に配設されている形態とすることができる。
【００６９】
なお、図７に示す実施形態において、タンク１０内の薬液（処理液）の温度は温度検出手段すなわち温度センサＴ０によって検出され、その検出信号が温度制御手段１００に伝達され、そして、温度制御手段１００からの制御信号によってヒータ４（加熱手段）がＯＮ，ＯＦＦ制御されるように構成されている。
【００７０】
このようにタンク１０の外周下部にヒータ４を配設し、このヒータ４の上方にウォータージャケット１０６（冷却手段）を配設することにより、タンク１０内の薬液（処理液）の温度の高い領域がウォータージャケット１０６内を流れる冷却水１０２によって冷却され、温度の低い領域がヒータ４によって温められる。したがって、薬液（処理液）はタンク１０内を対流することとなり、温度が均一になる。
【００７１】
更にまた、図８に示すように、加熱手段たるヒータ４が、タンク１０の内部に設けられ、冷却手段たる冷却水管１０１Ａがタンク１０の外周に設けられている形態とすることもできる。これら図７及び図８の形態は、タンクが内側タンクと外側タンクの二重槽構造（二重タンク）から成る構成の下でも、採用することができる。
【００７２】
なお、図８に示す実施形態において、その他の部分は、上記図７に示す実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、説明は省略する。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明（請求項１〜９）の処理液の温度制御方法及び装置によれば、冷却媒体として例えば水を連続的に流し続けるため、急速に処理液の温度が低下する一方、希望する所定温度の例えば２５℃以下になった場合には、加熱手段（例えばヒータ）が作動して処理液を加熱し昇温させるため、処理液は急速に所定温度の２５℃へと戻る。よって、冷却水のみによる場合に較べて応答性が速くかつ高精度の温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の処理液の温度制御装置の一形態の構成を示す概略図である。
【図２】この発明に係る処理装置を適用した洗浄・乾燥処理装置の概略構成図である。
【図３】この発明に係る処理装置における処理液の配管系統を示す概略配管図である。
【図４】この発明に係る液処理装置の要部を示す概略構成図である。
【図５】この発明におけるタンクを示す断面図である。
【図６】この発明の処理液の温度制御装置の別の形態の構成を示す概略図である。
【図７】この発明の温度制御装置の変形例を示す概略図である。
【図８】この発明の温度制御装置の別の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 内側タンク
２ 外側タンク
４ ヒータ（加熱手段）
１０ タンク
２３ 内チャンバ（処理室）
５３ 薬液供給管路（処理液供給管路）
１００ 温度制御手段
１０１，１０１Ａ 冷却水管
１０２ 冷却水
１０６ ウォータージャケット
Ｔａ 内側タンク薬液温度センサ（温度検出手段）
Ｔｂ 外側タンク薬液温度センサ（温度検出手段）
Ｔｅ 温度センサ（温度検出手段）
Ｃ１〜Ｃ３ 温度制御部（温度制御手段）

Claims (9)

1. 処理液が貯留されたタンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する一方、
   処理液の温度が所定温度以下になったとき、タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段を作動させて処理液の温度を上昇させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする、
   ことを特徴とする処理液の温度制御方法。
2. 処理液が貯留されたタンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、
   タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段と、
   処理液の温度を検出する温度検出手段と、
   上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、
   を具備することを特徴とする処理液の温度制御装置。
3. 処理液が貯留された内側タンクと外側タンクの二重槽構造のタンクと、
   上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に、上記処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、
   上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に設けた加熱手段と、
   上記内側タンクと外側タンクに設けられ、上記内側タンク又は外側タンクの処理液の温度を検出する内側タンク用又は外側タンク用の温度検出手段と、
   上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、
   上記内側タンク用の温度検出手段又は外側タンク用の温度検出手段からの上記温度制御部への検出信号の入力を選択的に切り換える入力切換スイッチと、
   を具備することを特徴とする処理液の温度制御装置。
4. 被処理体が処理液によって処理される処理室と、
   上記処理液が貯留されたタンクと、
   上記タンクから上記処理室へ上記処理液を供給する処理液供給管路と、
   上記タンク内又はタンク外周に、処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、
   上記タンク内又はタンク外周に設けた加熱手段と、
   上記処理液の温度を検出する温度検出手段と、
   上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、
   を具備することを特徴とする処理液の温度制御装置。
5. 被処理体が処理液によって処理される処理室と、
   上記処理液が貯留された内側タンクと外側タンクの二重槽構造のタンクと、
   上記タンクから上記処理室へ上記処理液を供給する処理液供給管路と、
   上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に、上記処理液より低い温度に温調された冷却媒体を連続的に流して処理液を冷却する冷却手段と、
   上記内側タンクと外側タンクの間、又は外側タンクの外周に設けた加熱手段と、
   上記内側タンクと外側タンクに設けられ、上記内側タンク又は外側タンクの処理液の温度を検出する内側タンク用又は外側タンク用の温度検出手段と、
   上記温度検出手段からの検出信号を受け、処理液の温度が所定温度以下になったとき、上記加熱手段を作動させ、処理液の温度が所定温度を越えたとき上記加熱手段を非作動とする温度制御部と、
   上記内側タンク用の温度検出手段又は外側タンク用の温度検出手段からの上記温度制御部への検出信号の入力を選択的に切り換える入力切換スイッチと、
   を具備することを特徴とする処理液の温度制御装置。
6. 上記冷却手段が、上記冷却媒体を上記タンクの内部における上部側から下部側に向かって流した後、タンクの下部側から流出するように設けられ、上記加熱手段がタンクの外周に設けられていることを特徴とする請求項２又は４記載の処理液の温度制御装置。
7. 上記加熱手段がタンクの内部に設けられ、上記冷却手段がタンクの外周に設けられていることを特徴とする請求項２又は４記載の処理液の温度制御装置。
8. 上記冷却手段と上記加熱手段がタンクの外周に、タンクの軸線方向に２段に配設されていることを特徴とする請求項２又は４記載の処理液の温度制御装置。
9. 上記タンク内の処理液の温度を検出する温度検出手段の検出信号を受けてタンク内の処理液の温度が所定温度以下であるか否かを判別する温度制御部と、上記加熱手段の温度検出手段の検出信号を受けて加熱手段の加熱温度が所定温度以下であるか否かを判別する温度制御部とを更に具備してなり、上記タンク内の処理液の温度及び上記加熱温度が所定温度未満のとき上記加熱手段を作動させ、上記タンク内の処理液の温度又は上記加熱温度が所定温度以上のとき上記加熱手段を非動作とするように形成してなる、ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の処理液の温度制御装置。

Images