JP4025146B2 - 処理液用タンク及び処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,例えば洗浄液などの処理液を貯留する処理液用タンク,及び処理液用タンクに貯留した処理液を供給して被処理体の洗浄処理などを行う処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造工程においては,半導体ウェハ(以下,「ウェハ」という)に対して,所定温度にした処理液を供給して処理を施す基板処理装置が使用される。かかる処理液の温度を調節する構成として,例えば,処理液をタンクからウェハに供給するラインに,熱交換器を介設するものがある。他に,かかる構成として,例えば,処理液をタンクに貯留して,タンクの外面に備えたヒータによってタンク内の処理液を加熱するものが用いられる。この場合,タンクは,ヒータの熱を処理液に効率良く伝達するため,SUS鋼等の金属によって形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,従来の処理液用タンク及び処理装置にあっては,熱交換器を供給ラインに介設する場合,熱交換器を設置するスペースが多く取られてしまう問題があった。また,供給ライン内の処理液を新液に交換する際には,タンクの内部に残留している処理液を排液するほか,さらに,熱交換器の内部に残留している処理液も排液するので,排液の量が多く経済性が悪かった。
【0004】
また,酸性又はアルカリ性の薬液を,タンクの外面に備えたヒータによって加熱する場合,タンクを形成するSUS鋼等の金属に腐食が生じ,メタルコンタミネーションが発生してウェハが汚染される問題があった。そのため,タンク内の接液面に,電解研摩処理等の金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す必要があり,高コストになる懸念があった。
【0005】
従って,本発明の目的は,タンク及び熱交換器に必要なスペースを小さくでき,かつ,低コストを実現できる処理液用タンク及び処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために,本発明によれば,所定の処理液を貯留する処理液用タンクであって,処理液用タンク内に内筒を備え,前記内筒の外側に処理液を貯留し,前記処理液中に,熱媒を通す配管を配置することを特徴とする,処理液用タンクが提供される。かかる処理液用タンクにあっては,熱交換器を供給ラインに介設する場合と比較して,タンク及び熱交換器に必要なスペースを小さくできる。また,供給ライン内の処理液を新液に交換する際に,タンク及び熱交換器の内部に残留する処理液を排液する場合と比較して,排液の量が少ないので,処理液にかかるコストを低減できる。なお,熱媒としては,水,シリコンオイル等が使用される。
【0007】
さらに,前記内筒の周囲に筒状の整流板を備え,前記処理液を前記筒状の整流板の内側に沿って下降させ,前記整流板の下部と前記処理液用タンクの底面との間を通過させた後,前記整流板の外側に沿って上昇させる流路,若しくは前記処理液を前記整流板の外側に沿って下降させ,前記整流板の下部と前記処理液用タンクの底面との間を通過させた後,前記整流板の内側に沿って上昇させる流路を形成させ,前記流路に前記配管を配置する。
【0008】
また,前記配管内を通る熱媒の流れと,前記処理液の流れを,互いに逆方向にすることが好ましい。この場合,熱媒の熱を処理液に効率良く伝達することができる。
【0009】
なお,処理液用タンク内を上下に仕切る邪魔板を備え,前記配管及び整流板を前記邪魔板の下方に配置し,前記整流板の内側の領域若しくは外側の領域から,前記邪魔板の下方の処理液を抜き出し,前記邪魔板上方の処理液と混合させずに導出させる導出管を設ける。また,前記邪魔板は,前記内筒若しくは前記処理液用タンクの内壁に支持され,前記整流板は前記邪魔板に支持される。前記邪魔板を傾斜させて配置し,前記導出管を,前記邪魔板の上部側に設ける。
【0010】
さらに,前記整流板の外側の領域に,前記配管を螺旋状に形成することが好ましい。前記整流板の内側の領域に,前記配管を螺旋状に形成することとしても良い。
【0011】
また,前記配管を複数本備え,それらを略平行に配置することが好ましい。螺旋状に形成した配管を複数備え,前記整流板の外側の領域,前記整流板の内側の領域のうち,前記処理液の流れの下流側となる領域においては,複数の配管を処理液用タンクの中央から離れる方向に横に並べて配置し,上流側となる領域においては,複数の配管を縦方向に並べて配置することとしても良い。
【0012】
前記複数の配管のうち少なくとも1つの配管は,冷熱媒を通す状態と,温熱媒を通す状態とを切り換え可能な構成であることとしても良い。そうすれば,処理液を加熱する他,常温付近に温調する状態や,冷却する状態に切り換えることができる。
【0013】
前記処理液用タンク及び前記配管は,それぞれの接液面が耐薬液性樹脂によって形成されていることが好ましい。この場合,メタルコンタミネーションが発生する虞がない。また,金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す必要がなく,コストダウンを図ることができる。なお,例えば耐薬液性を有するフッ素樹脂製の配管は,曲げ半径に制約があるが,螺旋状に形成することにより,処理液を温度調節するために必要な表面積を形成することができる。
【0014】
前記内筒の内部に,処理液を貯留する構成としても良い。例えば,内筒の内部に未使用の新液を貯留すれば,新液に内筒外の処理液の温度が伝導するようにして,新液を内筒外の処理液の温度付近に温調しておくことにより,新液を補充した際に,早く所定温度に温度調節することができる。
【0015】
また,本発明によれば,前記処理液用タンクと被処理体を処理する処理部と,前記処理液用タンクから前記処理部に処理液を供給する処理液供給ラインを備えることを特徴とする,処理装置が提供される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態を,被処理体としてのウェハを洗浄するように構成された基板処理装置に基づいて説明する。図1に示すように,基板処理装置1は,固定された外側チャンバー5と,外側チャンバー5の内側と外側に水平方向に移動する内側チャンバー6から構成される,処理部としての二重チャンバー8を備えている。また,複数枚,例えば25枚のウェハWを,互いに平行に等間隔で並べて保持し,回転させるロータ回転機構10を備えている。ロータ回転機構10は,二重チャンバー8の内側と外側に水平方向に移動することができる。
【0017】
外側チャンバー5は,図示しないフレームによって所定位置に支持された筒状体5aと,筒状体5aの両端面にそれぞれ固定されたリング部材5b,5cによって形成されている。筒状体5aの上方には,水平方向に多数の処理流体吐出口12が形成された処理流体吐出ノズル13が配設されている。筒状体5aの下方には,外側チャンバー5内からの処理液の排液及び排気を行う排出管14が配設されている。
【0018】
リング部材5bには,二重チャンバー8内にロータ回転機構10が進入又は退出するためのロータ回転機構入出口17が形成されている。このロータ回転機構入出口17は,二重チャンバー8内からロータ回転機構10が退出しているときは,図示しない蓋体によって開閉自在となっている。ロータ回転機構入出口17の内周面には,環状のシール機構18が配設されている。また,リング部材5bの外側には,ロータ回転機構入出口17の下部に位置する液受け21が設けられており,ウェハWの処理後に二重チャンバー8内からロータ回転機構10を退出させる際に,シール機構18等に付着した処理液を液受け21で受け止めるようになっている。
【0019】
リング部材5cには,外側チャンバー5内に内側チャンバー6が進入又は退出するための内側チャンバー入出口27が形成されている。内側チャンバー入出口27の内周面には,環状のシール機構28が配設されている。リング部材5cの外側には,内側チャンバー6を洗浄するクリーニング機構30が配設されている。内側チャンバー6は,外側チャンバー5内から退出するとクリーニング機構30を囲繞する状態となる。
【0020】
クリーニング機構30は,外側チャンバー5内から退出した内側チャンバー6に囲繞される筒状体30aと,筒状体30aのリング部材5c側の端面に形成され,内側チャンバー入出口27の内周面に囲繞される状態に配設された円盤30bと,筒状体30aの他端面に形成されたリング部材30cから構成されている。筒状体30aには,筒状体30aの外周側,即ち筒状体30aを囲む内側チャンバー6の内周に向かってガスを吐出するガス吐出ノズル32と,筒状体30aを囲む内側チャンバー6の内周と筒状体30aの外周とに挟まれた空間から雰囲気を排気する排気管34が設けられている。円盤30bには,外側チャンバー5内に洗浄液及びガスを吐出する洗浄液吐出ノズル36と,外側チャンバー5内の雰囲気を排気する排気管38が設けられている。以上のように構成されたクリーニング機構30は,退避位置に移動した内側チャンバー6の内周面を,ガス吐出ノズル32から供給されるガスによって洗浄する。
【0021】
内側チャンバー6は,リング部材5bの中央から筒状体5aの内部に移動可能な大きさに形成され,ロータ回転機構10の外周を囲繞することが可能な大きさに形成され,さらに,筒状体30aの外周を囲繞することが可能な大きさに形成された筒状体6aと,筒状体6aの両端面にそれぞれ固定されたリング部材6b,6cから構成されている。筒状体6aの上方には,水平方向に多数の処理液吐出口42が形成された処理流体吐出ノズル43が配設されている。処理流体吐出ノズル43は,薬液及びIPAを供給する。筒状体6aの下方には,内側チャンバー6内からの処理液の排液及び排気を行う排出管44が配設されている。
【0022】
リング部材6bには,外側チャンバー5内においてロータ回転機構10が内側チャンバー6に相対的に進入又は退出するためのロータ回転機構入出口47が形成されている。ロータ回転機構入出口47の内周面には,環状のシール機構48が配設されている。リング部材6cには,クリーニング機構30を内部に相対的に通過させることが可能な大きさに形成された通過口51が形成されている。リング部材6cの内周面には,環状のシール機構52が配設されている。
【0023】
ロータ回転機構10は,モータ56と,モータ56の回転軸67と,回転軸67の先端に取り付けられ,25枚のウェハWを互いに平行に等間隔で並べて保持するロータ70を備えている。モータ56は,回転軸57を囲繞するケーシング72に支持されており,ケーシング72は,図示しない移動支持機構によって支持されている。この移動支持機構によって,ロータ回転機構10全体を水平方向に移動させ,ロータ70を二重チャンバー8内に進入又は退出させることができる。また,ケーシング72とロータ70との間は,ケーシング72の先端に取り付けられ,ロータ70が二重チャンバー8内に進入した際にロータ回転機構入出口17,47を塞ぐ大きさに形成された,円盤状の蓋体73が配置されている。
【0024】
図1に示すように,内側チャンバー6が外側チャンバー5内の処理位置に配置され,ロータ70が内側チャンバー6内に配置されている場合には,リング部材6cは内側チャンバー入出口27と円盤30bとの間を閉塞するように配置され,リング部材5cとリング部材6cとの間はシール機構28によってシールされ,リング部材6cと円盤30bとの間は,シール機構52によってシールされる。また,蓋体73はロータ回転機構入出口17,47を閉塞するように配置され,リング部材5bと蓋体73との間は,シール機構18によってシールされる。また,リング部材6bと蓋体73との間は,シール機構48によってシールされる。こうして,円盤30b,リング部材6c,筒状体6a,リング部材6b,蓋体73によって,処理空間S1が形成される。
【0025】
図2に示すように,内側チャンバー6が外側チャンバー5から退出し,退避位置に配置され,ロータ70が外側チャンバー5内に配置されている場合には,リング部材6bは内側チャンバー入出口27と円盤30bとの間を閉塞するように配置され,リング部材5cとリング部材6bとの間はシール機構28によってシールされ,リング部材6bと円盤30bとの間は,シール機構48によってシールされる。また,蓋体73はロータ回転機構入出口17を閉塞するように配置され,リング部材5bと蓋体73との間は,シール機構18によってシールされる。こうして,円盤30b,リング部材6c,リング部材5c,筒状体5a,リング部材5b,蓋体73によって,処理空間S2が形成される。
【0026】
ロータ70は,25枚のウェハWを挿入可能に所定の間隔をおいて配置された一対の円盤91,92を備えている。円盤91は,回転軸67の先端に取り付けられており,円盤92はリング部材5c側に配置されている。さらに,これら円盤91,92の間に挿入した25枚のウェハWの周縁を共働して保持する6本の保持棒95が,回転軸67を中心とした円周上に,それぞれ水平方向に互いに平行な姿勢に配置されている。6本の保持棒95に囲まれる空間は,ウェハWの保持空間S3となっている。また,6本の保持棒95には,ウェハWの周縁を挿入する溝が,それぞれ25個ずつ形成されている。これら6本の保持棒95の溝にウェハWの周縁を支持することにより,ロータ70に装入された25枚のウェハWを互いに平行な姿勢で保持する。
【0027】
図3は,基板処理装置1における,薬液循環供給回路98の概略を示している。前述の内側チャンバー6に備えられた処理流体吐出ノズル43には,薬液タンク100内に貯留されている薬液を二重チャンバー8内のウェハWに供給する薬液供給ライン105と,図示しないIPAタンクからIPA(イソプロピルアルコール)を二重チャンバー8内のウェハWに供給するIPA供給ライン108が,切換開閉弁109を介して接続されている。この切換開閉弁109によって,薬液を供給する状態とIPAを供給する状態とを切り換える構成となっている。
【0028】
薬液供給ライン105には,薬液タンク100側から開閉弁110,未使用の新薬液を供給する新薬液供給ライン111,ポンプ112がこの順に介設されている。新薬液供給ライン111は,新薬液を貯留する新薬液タンク113に接続されており,新薬液を新薬液タンク113から供給する状態と供給を停止する状態を切り換える開閉弁114が介設されている。新薬液タンク113には,新薬液を所定温度に温度調節する図示しない温度調節装置が設けられている。開閉弁110を開き,開閉弁114を閉じると,薬液タンク100内に貯留されている薬液を,薬液供給ライン105に通過させ,二重チャンバー8内のウェハWに対して供給することができる。開閉弁110を閉じ,開閉弁114を開くと,新薬液タンク113に貯留されている新薬液を,新薬液供給ライン111,薬液供給ライン105の順に通過させ,二重チャンバー8内のウェハWに対して供給することができる。
【0029】
内側チャンバー6に備えられた排出管44には,薬液タンク100に接続する薬液回収ライン115と,IPA回収ライン116と,排出された薬液を回収せずに排液するドレンライン118が,切換開閉弁121を介して接続されている。切換開閉弁121によって,薬液を回収する状態,IPAを回収する状態,排液する状態とを切り換える構成となっている。
【0030】
薬液は,ポンプ112の稼働によって薬液タンク100内から薬液供給ライン105を通過して処理流体吐出ノズル43に送液され,処理液吐出口42から内側チャンバー6内のウェハWに供給される。ウェハWに供給された薬液は,排出管44によって内側チャンバー6内から排出され,薬液回収ライン115に送液されて回収されるか,又は回収されずにドレンライン118によって排液される。薬液回収ライン115に送液された薬液は,再び薬液タンク100内に貯留される。薬液タンク100に回収された薬液は,再び薬液供給ライン105によって送液され,ウェハWに供給される。このように,薬液回収ライン115,薬液タンク100,薬液供給ライン105によって,薬液循環供給回路98が構成されている。なお,新しい薬液を供給する際は,開閉弁110を閉じ,開閉弁114を開いて,新薬液供給ライン111から薬液供給ライン105に未使用の薬液を送液する。
【0031】
図4は,薬液タンク100の縦断面図である。薬液タンク100は,円筒状の円筒壁100a,底面100b,蓋100cによって構成されている。さらに,円筒状の円筒壁100a内部の中心付近に,円筒状の内筒130が設けられている。
【0032】
内筒130の半径は,円筒壁100aの半径の約1/2に形成されている。なお,内筒130の半径は,円筒壁100aの半径の約1/4〜3/4であっても良い。また,内筒130は,薬液タンク100本体の底面100bの付近で,底面131によって底部が封じられており,内部が円筒状の空洞部となっている。薬液は,内筒130及び底面131の外側に,即ち空洞部の外側に貯留される。内筒130は,上端部において蓋100cの下面に接合されている。
【0033】
円筒壁100aの上端部には,フランジ部134が形成されている。フランジ部134の上面は, 蓋100cの下面と接触させるようになっている。フランジ部134は,円筒壁100aの外側に形成されたフランジ部134aと,円筒壁100aの内側に形成されたフランジ部134bを有する。フランジ部134aと蓋100cには,ボルト穴が形成されている。また,フランジ部134bの上面には,シール部材137を嵌合させる円環状の溝が形成されている。蓋100cは,フランジ部134aに形成されたボルト穴に挿入するボルトとボルトに締結するナットからなる締結部材136によって,円筒壁100aに固定される。この場合,シール部材137を蓋100cの下面に密着させることにより,フランジ部134の上面と蓋100cの下面との間をシールするようになっている。このように,シール部材137を円筒壁100aの内側に配置することにより,フランジ部134及び蓋100cの外径を小さくすることができる。従って,薬液タンク100の外径を小さくすることができる。
【0034】
図4及び図5に示すように,内筒130の周囲には,薬液の流路を形成させるための円筒形の整流板140が備えられている。さらに,薬液タンク100の高さ方向の中間付近には,薬液タンク100内を上下に仕切る平板状の邪魔板150が設けられている。邪魔板150は,内筒130の外周面に接合されている。邪魔板150の外周縁と,円筒壁100aの内周面との間には,円筒壁100aの内周面に沿って隙間G1が設けられている。
【0035】
整流板140は,邪魔板150の下方に配置されており,上端部において邪魔板150の下面に接合されている。整流板140の下端と,薬液タンク100の底面100bとの間には,隙間G2が形成されている。また,整流板140は,邪魔板150の外周縁より内側に形成されている。即ち,邪魔板150の上方の領域S4と,整流板140の外側の領域S5は,隙間G1によって連通しており,整流板140の外側の領域S5と,図4に示す整流板140の内側の領域S6とは,隙間G2によって連通している。整流板140の内側の領域S6は,上部が邪魔板150によって封じられている。
【0036】
なお,薬液タンク100,整流板140,邪魔板150は,PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)によって形成されている。この場合,薬液と接触する接液面が耐薬液性を有するので,メタルコンタミネーションによりウェハWが汚染される虞がない。また,PFA製とすることにより,SUS鋼等の金属によって形成して更に金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す場合と比較して,コストダウンを図ることができる。
【0037】
前述の薬液回収ライン(導入管)115は,蓋100cを貫通する状態で設けられており,薬液タンク100内に使用済みの薬液を導入して,邪魔板150の上方の領域S4に吐出する。また,前述の薬液供給ライン(導出管)105は,蓋100c,邪魔板150を貫通する状態で設けられ,邪魔板150の下面に開口しており,整流板140の内側の領域S6から,邪魔板150の下面付近の薬液を抜き出す。なお,邪魔板150の上方の領域S4と,整流板140の内側の領域S6は,邪魔板150によって仕切られているため,薬液供給ライン(導出管)105は,邪魔板150の上方の薬液と,邪魔板150の下方の薬液を,混合させずに導出させることができる。
【0038】
薬液回収ライン(導入管)115の下流端(薬液の入口)に近接した高さ(液面高さL)まで薬液を貯留すると,邪魔板150と整流板140は,薬液に浸漬される。邪魔板150の上方の領域S4と,整流板140の内側の領域S6は,邪魔板150によって仕切られているため,領域S4にある薬液と,領域S6にある薬液は,混合しないようになっている。なお,邪魔板150には,邪魔板150の上面と下面の間を貫通するエア抜き口155が設けられており,薬液を邪魔板150より高い位置まで貯留したときに,領域S6の上部に,気体が溜まらないようになっている。なお,薬液回収ライン(導入管)115の下流端は,薬液の液面より上方に位置するように設けられている。
【0039】
図4及び図5に示すように,薬液タンク100内に貯留される薬液中には,熱媒を通す3本の配管160a,160b,160cが配置される。配管160a,160b,160cは,耐薬液性を有するPFA製であり,断面が円環状である。熱媒としては,水,シリコンオイル等が使用される。
【0040】
図6に示すように,3本の配管160a,160b,160cは,薬液タンク100の蓋100cをそれぞれ貫通し,さらに,図7に示すように,邪魔板150における整流板140よりも内方の部分をそれぞれ貫通するように配設されて,領域S6に挿入されている。
【0041】
邪魔板150の下方において,3本の配管160a,160b,160cは,互いに略平行にした状態,即ち,配管160a,160b,160cをこの順に隣り合うように並べて,各配管160a,160b,160cの間を互いにほぼ一定間隔にした状態で配設される。また,邪魔板150の下面付近から,整流板140の下端まで,内筒130及び整流板140に沿うように,螺旋状に配設される。即ち,整流板140の内側の領域S6には,3本の配管160a,160b,160cが,薬液タンク100の中央から離れる方向に,この順番で横に並んた状態で,螺旋状に形成されている。内筒162の外周面に最も近い内側には,配管160aが内筒130の外周面の周囲に,ほぼ一定間隔を空けて巻き付くような螺旋状に形成され,配管160aの外側に,配管160bが配管160aにほぼ一定間隔を空けて隣接するように螺旋状に形成され,配管160bの外側に,配管160cが配管160bにほぼ一定間隔を空けて隣接するように螺旋状に形成されている。従って,図4に示すように,領域S6には,配管160aの螺旋,配管160bの螺旋,配管160cの螺旋が,内側からこの順に重なる状態の,3重の螺旋が形成されている。
【0042】
図4に示すように,3本の配管160a,160b,160cは,整流板140の下部まで螺旋状に巻かれており,図8に示すように,整流板140の内側から,整流板140の下端を迂回して,図5に示すように,整流板140の外周面に沿うように上方に曲げられている。そして,整流板140の外側の領域S5において,整流板140の外周面に沿うように螺旋状に配置されている。
【0043】
なお,領域S6において最も内側に配設される配管160aは,領域S5において,配管160a,160b,160cのうちで最も下方から巻かれている。配管160bは,配管160aの上方にほぼ一定間隔を空けて隣接するように巻かれている。配管160cは,配管160bの上方にほぼ一定間隔を空けて隣接するように巻かれている。このように,整流板140の外側の領域S5において,3本の配管160a,160b,160cは,縦方向に並んだ状態で,螺旋状に形成されている。
【0044】
図5に示すように,3本の配管160a,160b,160cは,領域S5において整流板140の上部まで巻かれており,整流板140の外側に延びている邪魔板150の下面付近において,邪魔板150の下面に向かって上方に曲げられている。さらに,図7に示すように,邪魔板150における整流板140の外方の部分をそれぞれ貫通するように配設されて,図6に示すように,薬液タンク100の蓋100cをそれぞれ貫通した状態で配置されている。
【0045】
なお,領域S6においては,領域S5よりも配管160a,160b,160cの巻き数を多くして配設する。この場合,領域S6において温められた薬液が,比重が小さくなって上昇し,領域S6の上方に設けられている薬液供給ライン(導出管)105に向かって円滑に流れる。即ち,薬液は,ポンプ112の稼働によって領域S6の上方から吸い上げられるが,領域S6に領域S5よりも配管160a,160b,160cの巻き数を多くして配設すると,薬液の流れをさらに効率良く形成できる。従って,薬液を効率良く加熱することができる。
【0046】
領域S5,S6において,3本の配管160a,160b,160cは,図示しないクシ歯状の支持部材によって一定間隔に保持されている。支持部材は,整流板140の内側及び外側に固定されている。即ち,3本の配管160a,160b,160cは,支持部材を介して整流板140に保持されている。なお,支持部材はPFA製である。
【0047】
整流板140,邪魔板150,3本の配管160a,160b,160c,支持部材は,内筒130に一体的に支持されている。また,前述のように,内筒130は,蓋100cに接合されている。薬液タンク100を組み立てる際は,整流板140,邪魔板150,3本の配管160a,160b,160cを内筒130の周囲に配設した後,この整流板140,邪魔板150,3本の配管160a,160b,160c,支持部材を一体的に円筒壁100aの内部に挿入して,蓋100cによって円筒壁100aの上部の開口を閉じるようになっている。
【0048】
配管160a,160b,160cは,前述のようにPFAによって形成されているが,一般に,PFAのような耐薬液性の樹脂によって形成された管は,曲げ半径に制約があり,管の断面が円形の場合,断面の半径の10倍程度以下の曲げ半径で曲げることができない。しかし,螺旋状に配設することにより,断面積の半径の10倍程度以上の,許容される曲げ半径で配設し,配管160a,160b,160cの巻き数の密度を十分に高くして収納することができる。従って,薬液を温度調節するために必要な表面積を形成することができる。また,配管160a,160b,160cが薬液と接触する接液面が耐薬液性を有するので,メタルコンタミネーションを発生させてウェハを汚染する虞がない。また,配管をPFA製とすることにより,SUS鋼などに金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す場合と比較して,コストダウンを図ることができる。
【0049】
3本の配管160a,160b,160cは,図3に示す主配管170の途中で分岐し更に合流する,主配管170の分岐管となっている。主配管170の途中には,熱媒の温度を調整する温度調整器173とマグネットポンプ174が設けられている。主配管170内の熱媒は,温度調整器173から薬液タンク100に薬液が流れる側に介設されたマグネットポンプ174の稼働によって,薬液タンク100と温度調整器173との間を循環する。
【0050】
温度調整器173は,フランジヒータ181と,シーズヒータ182と,シーズヒータ182を収納するジャケット183から構成されている。熱媒は,ジャケット183内で,シーズヒータ182によって加熱される。また,熱媒を貯留するリザーブタンク187が,ジャケット183の内部に熱媒を供給するように接続されている。リザーブタンク187には,リリーフ弁188が備えられている。なお,フランジヒータ181とシーズヒータ182を用いると,熱媒を加熱するための熱源にかかるコストを低く抑えることができる。
【0051】
本実施の形態においては,分岐管としての配管160a,160b,160cが薬液タンク100内に配設される主配管170と,温度調整器173と,マグネットポンプ174によって,熱交換器が構成されている。従来は,薬液供給ライン105に熱交換器を設け,熱交換器のジャケット内に,熱媒を通す配管を配設し,ジャケット内に薬液を貯留して,温度調整を行っていた。これに対し,本発明にかかる薬液タンク100においては,熱媒を通す配管160a,160b,160cを,薬液タンク100内に配設するので,熱交換器内に配管を設置する従来の場合と比較して,薬液タンク100及び熱交換器に必要なスペースを小さくできる。また,従来は,薬液循環供給回路98内の薬液を新液に交換する際に,薬液タンク100内に貯留されている薬液を排液するのみならず,熱交換器のジャケット内からも薬液を排液する必要があった。これに対し,本発明にかかる薬液タンク100においては,薬液タンク100内を排液するだけで良いので,排液の量が少ない。従って,薬液にかかるコストを低減できる。
【0052】
熱媒は,図3に示す温度調整器173のジャケット183内で,シーズヒータ182によって所定温度に加熱された後,主配管170内を流れ,主配管170から3本の配管160a,160b,160cに分岐して流入する。そして,図4に示す領域S6内の螺旋状の各配管160a,160b,160c内に流入して,下方へ向かって螺旋状にそれぞれ通過する。その後,熱媒は,領域S6内の螺旋状の各配管160a,160b,160c内を,上方へ向かって螺旋状にそれぞれ通過する。なお,所定の流量で熱媒を通過させる場合,配管の本数を多くするほど,配管内における熱媒の流体抵抗を,低減させることができる。その後,3本の配管160a,160b,160cをそれぞれ流れた熱媒は,再び主配管170に流入して合流し,温度調整器173に向かって送液され,再びジャケット183内に流入して,シーズヒータ182によって加熱される。
【0053】
一方,内側チャンバー6から排出され,回収される薬液は,薬液回収ライン(導入管)115によって薬液タンク100内に導入され,邪魔板150の上方の領域S4に導入され,邪魔板150を迂回して隙間G1を通過し,円筒壁100aと整流板140との間の領域S5に流入する。領域S5において,薬液は,縦方向に並んだ3本の配管160a,160b,160cの周囲を通過しながら,整流板140の外側に沿って領域S5内を下降する。その間,配管160a,160b,160cを介して伝導される熱媒の熱によって温められ,次第に温度が上昇する。領域S5の下方において,薬液は,整流板140の下端を迂回して隙間G2を通過し,内筒130と整流板140との間の領域S6に流入する。領域S6において,薬液は,横方向に並んだ各3本の配管160a,160b,160cの間に形成された隙間を通過しながら,整流板140の内側に沿って,邪魔板150の下面に向かって領域S6内を上昇する。その間,配管160a,160b,160cを介して伝導される熱媒の熱によって温められ,薬液の温度が次第に上昇する。そして,領域S6内上部において,熱交換が終了した薬液は,邪魔板150の下方から薬液供給ライン(導出管)105によって導出される。このように,薬液タンク100内において,邪魔板150,整流板140,薬液供給ライン(導出管)105によって薬液が誘導され,領域S4,S5,S6を順に流れる薬液の流路が形成される。
【0054】
このように,薬液は領域S4に導入され,領域S5において下降した後,領域S6において上昇する流路を形成する。これに対し,前述のように,熱媒は,領域S6において各配管160a,160b,160c内を下降した後,領域S5において各配管160a,160b,160c内を上昇するように流れる。いいかえれば,熱媒と薬液は,互いに逆方向に流れるような状態となっている。
【0055】
また,加熱された熱媒は,領域S6において下降した後,領域S5において上昇するように流れながら,薬液によって熱を奪われていくので,上流側ほど温度が高く,下流に向かって温度が低下していく。薬液は,熱媒の流れと逆方向となるような流れを形成するため,上流においては,温度の低い熱媒の熱によって温められ,下流に向かうほど,より高い温度の熱媒の熱によって温められる。この場合,熱交換率を高めることができる。
【0056】
IPA回収ライン116は,排出されたIPAを図示しないIPAタンクに回収する構成となっている。IPAタンクは,薬液タンク100とほぼ同様の構成を有する。また,IPA回収ライン116,IPAタンク,IPA供給ライン108によって,IPA循環供給回路が構成されている。
【0057】
次に,以上のように構成された基板処理装置1を用いた処理について説明する。先ず,二重チャンバー8の外において,図示しないウェハ搬入出機構によって,ロータ70に25枚のウェハWを装入する。
【0058】
続いて,移動支持機構によってロータ回転機構10を基板処理装置1に搬送し,円盤92をロータ回転機構入出口17に対向させた状態で支持する。そして,ウェハWを挿入したロータ70を水平方向に前進させ,ロータ回転機構入出口17から二重チャンバー8内へ進入させる。二重チャンバー8は,内側チャンバー6が外側チャンバー5内の処理位置に配置された状態で待機しており,ロータ70は内側チャンバー6内に配置され,蓋体73はロータ回転機構入出口17,47を閉塞する。こうして,密閉状態の処理空間S1が形成される。
【0059】
次に,ロータ70の回転を開始して,静止状態から所定の回転速度に加速し,ウェハWとロータ70を一体的に回転させる。一方,薬液タンク100において所定温度に温度調節した薬液を,処理流体吐出ノズル43から吐出して,回転する各ウェハWに薬液を吹き付ける。これにより,ウェハWに付着しているパーティクル,有機汚染物等のコンタミネーションを除去する。
【0060】
ウェハWに供給された薬液は,排出管44によって内側チャンバー6から排液され,薬液回収ライン115に送液されて薬液タンク100内に回収される。そして,再び薬液タンク100において配管160a,160b,160cを流れる熱媒の熱によって,所定温度に温度調節され,再利用される。
【0061】
薬液処理終了後,ウェハWを薬液処理時よりも高速回転させて,ウェハWに付着した薬液を遠心力によって振り切って除去する。振り切り処理後,処理流体吐出ノズル43からIPAを吐出して,回転する各ウェハWにIPAを吹き付け,リンス処理する。IPAによるリンス処理時は,振り切り処理時よりもロータ70を低速に回転させる。
【0062】
ウェハWに供給されたIPAは,排出管44によって内側チャンバー6から排液され,IPA回収ライン116に送液されてIPAタンク内に回収され,再利用される。
【0063】
IPA処理後,内側チャンバー6を外側チャンバー5から退出させ,退避位置に配置し,外側チャンバー5内に密閉状態の処理空間S2を形成する。そして,処理流体吐出ノズル13から純水を吐出して,各ウェハWに純水を吹き付けてリンス処理する。ウェハWに供給された純水は,排出管14によって外側チャンバー5から排液される。
【0064】
純水によるリンス処理終了後,ウェハWを純水処理時よりも高速で回転,例えば800rpmで回転させながら,外側チャンバー5内の処理空間S2において,処理流体吐出ノズル13から窒素ガスを吐出して,各ウェハWに窒素ガスを吹き付けて乾燥処理する。ウェハWに供給された窒素ガスは,排出管14によって外側チャンバー5から排気される。なお,乾燥処理においては,窒素ガスの他の不活性ガスや,揮発性及び親水性の高いIPA蒸気等をウェハWに吹き付けて行ってもよい。
【0065】
乾燥処理終了後,窒素ガスの吐出を停止し,ロータ70の回転を停止させ,図示しない移動支持機構によってロータ70を水平方向に後退させ,ロータ回転機構入出口17から二重チャンバー8外へ退出させる。基板処理装置1外の図示しないウェハ搬入出機構によって,25枚のウェハWをロータ70外へ退出させる。
【0066】
かかる基板処理装置1及び薬液タンク100によれば,熱媒を通す配管160a,160b,160cを,薬液タンク100内に配設するので,熱交換器内に配管を設置する従来の場合と比較して,薬液タンク100及び熱交換器に必要なスペースを小さくできる。また,例えば,薬液循環供給回路98内の薬液を新液に交換する際などに,薬液タンク100及び熱交換器の内部に残留する薬液を排液する場合と比較すると,排液の量が少ないので,薬液にかかるコストを低減できる。そして,配管160a,160b,160c内を通る熱媒の流れと,薬液タンク100内の薬液の流れを,互いに逆方向にするので,薬液を効率良く加熱することができる。
【0067】
さらに,曲げ半径に制約があるPFA製の配管を,螺旋状に配設することにより,薬液を温度調節するために必要な表面積を形成することができる。また,配管160a,160b,160c,薬液タンク100,整流板140,邪魔板150,支持部材等,薬液タンク100内に配設する部材をPFA製とすることにより,薬液タンク100内において薬液が接触する接液面が,耐薬液性を有するので,メタルコンタミネーションを発生させてウェハを汚染する虞がない。さらに,SUS鋼などに金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す場合と比較して,コストダウンを図ることができる。
【0068】
以上,本発明の好適な実施の形態の一例を示したが,本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば,基板処理装置は洗浄処理を行うものに限定されず,その他の種々の処理液などを用いて洗浄以外の他の処理を基板に対して施す基板処理装置であっても良い。基板処理装置は,本発明の実施の形態において説明したものに限らず,枚葉式,バッチ式,スピン式など種々のものであっても良い。また,基板は半導体ウェハに限らず,その他のLCD基板用ガラスやCD基板,プリント基板,セラミック基板などであっても良い。さらに,本発明は,基板処理装置に限定されず,基板以外の種々の被処理体を処理する処理装置において実施可能である。
【0069】
処理液用タンクにおいて貯留する処理液は,洗浄処理に用いる薬液に限定されず,その他の種々の処理液を貯留して温度調節することができる。なお,引火性が高い処理液を加熱するタンクにおいては,温度調整器173や,マグネットポンプ174等の電気を使用する機器を,タンクから十分に離隔して配置することができるので,処理液用タンクの外壁にヒータなどを備える従来の場合と比較して,安全性が高い効果がある。
【0070】
薬液タンク100,整流板140,邪魔板150,配管160a,160b,160c,支持部材は,PFAとしたが,その他の耐薬液性を有するフッ素樹脂等の材料によって形成しても良い。また,薬液に接触する接液面が耐薬液性樹脂によって形成されているものであればよく,例えば耐薬液性樹脂によってコーティングすることにより,接液面に耐薬液性を備えるようにしても良い。この場合も,処理液用タンク及び熱交換器に必要なスペースを小さくできる。また,メタルコンタミネーションを発生させてウェハを汚染する虞がない。
【0071】
本実施の形態においては,薬液タンク100及び内筒130の形状を円筒形とし,3本の配管160a,160b,160cを螺旋状に配設したが,薬液タンク100内に,配管160a,160b,160cを曲げ半径の制約の範囲内で配設可能であれば,その他の形状であっても良い。例えば,薬液タンク100の形状や,内筒130の形状を,楕円筒形や円錐形としても良い。
【0072】
また,薬液タンク100内に配設する配管の数は,配管内における熱媒の流体抵抗を十分に低く抑えることができれば,2本以下としても良く,勿論,4本以上としても良い。
【0073】
本実施の形態では,整流板140の外側の領域S5と,整流板140の内側の領域S6とに配管160a,160b,160cを螺旋状に配設したが,整流板140の外側の領域S5において螺旋を形成せず,薬液が上昇する整流板140の内側の領域S6のみに螺旋状に配設しても良い。この場合も,薬液供給ライン(導出管)105が上方に設けられた領域に,配管160a,160b,160cを配設し,温められた薬液を上昇させるようにして,薬液を薬液供給ライン(導出管)105に誘導することができる。
【0074】
本実施の形態では,薬液を整流板140の外側に沿って下降させ,整流板140の下部と薬液タンク100の底面100bとの間を通過させた後,整流板140の内側に沿って上昇させる流路,即ち,整流板140の外側を上流側とし,整流板140の内側を下流側とする薬液の流路を説明したが,図9に示すように,薬液を整流板140の内側に沿って下降させた後,整流板140の外側に沿って上昇させる流路,即ち,整流板140の内側を上流側とし,整流板140の外側を下流側とする薬液の流路を形成しても良い。例えば,薬液タンク100の内壁,即ち円筒壁100aの内周面にドーナツ状に邪魔板150を接合し,邪魔板150の内周縁と内筒130の外周面との間に,隙間G1’を形成する。整流板140は,邪魔板150の下面に接合させる。邪魔板150の上方の領域S4と,整流板140の内側の領域S6’とは,隙間G1’によって連通しており,整流板140の内側の領域S6’と,整流板140の外側の領域S5’とは,隙間G2によって連通させた状態とする。また,整流板140の外側の領域S5’は,上部が邪魔板150によって封じられる。薬液供給ライン(導出管)105は,邪魔板150の下面に開口させ,整流板140の外側の領域S5’から,邪魔板150の下面付近の薬液を抜き出す構成とする。
【0075】
薬液は,薬液回収ライン(導入管)115によって薬液タンク100内に導入され,邪魔板150の上方の領域S4に導入され,邪魔板150を迂回して隙間G1’を通過し,領域S6’に流入し,領域S6’内を下降し,整流板140の下端を迂回して隙間G2を通過し,領域S5’に流入し,邪魔板150の下面に向かって領域S5’内を上昇し,領域S5’内上部において邪魔板150の下方から薬液供給ライン(導出管)105によって導出される。このように,薬液タンク100内において,領域S4,S6’,S5’を順に流れる薬液の流路が形成される。
【0076】
また,この場合,領域S6’においては,3本の配管160a,160b,160cを,縦方向に並べた状態で螺旋状に形成し,領域S5’においては,3本の配管160a,160b,160cを,中央から離れる方向に横に並べた状態で螺旋状に形成する。即ち,薬液供給ライン(導出管)105に向かって薬液が上昇する領域S5’に,各配管160a,160b,160cの巻き数を多くして配置する。温められた薬液は,比重が小さくなって上昇するので,薬液を薬液供給ライン(導出管)105に誘導することができる。
【0077】
熱媒は,先ず図9に示す領域S5’内の螺旋状の各配管160a,160b,160c内に流入して,下方へ向かって螺旋状にそれぞれ通過する。その後,熱媒は,領域S6’内の螺旋状の各配管160a,160b,160c内を,上方へ向かって螺旋状にそれぞれ通過する。即ち,熱媒は,領域S5’において各配管160a,160b,160c内を下降した後,領域S6’において各配管160a,160b,160c内を上昇するように流れる。この場合も,熱媒と薬液は互いに逆方向に流れるような状態となり,熱交換率を高めることができる。
【0078】
本実施の形態においては,3本の配管160a,160b,160cにそれぞれ加熱された熱媒,即ち温熱媒を通過させる構成としたが,3本の配管160a,160b,160cのうち,配管160cについて,冷熱媒を通す状態と,温熱媒を通す状態とを切り換え可能な構成としても良い。図10に示すように,3本の配管160a,160b,160cは,配管200の分岐管となっている。配管200は,ボイラ201の内部を通過するように設けられている。ボイラ201の内部において,配管200には,ヒータ202と,ポンプ203が介設されている。配管200内の熱媒は,ポンプ203の稼働によって,薬液タンク100とヒータ202との間を循環する。
【0079】
また,配管160cにおいて,熱媒が薬液タンク100に向かう上流側と,薬液タンク100を通過した後の熱媒が流れる下流側には,それぞれ開閉弁210,211が介設されている。さらに,配管160cにおいて,開閉弁210と薬液タンク100を通過する部分との間には,冷却水供給管215が介設されている。配管160cにおいて,薬液タンク100を通過する部分と開閉弁211との間には,冷却水回収管216が介設されている。冷却水供給管215,冷却水回収管216には,開閉弁220,221がそれぞれ介設されている。
【0080】
開閉弁210,211を開き,開閉弁220,221を閉じた状態では,熱媒は,ヒータ202によって温度を調整された後,配管200内を流れ,3本の配管160a,160b,160cに分岐して流れ,薬液タンク100内の薬液に熱を与えた後,3本の配管160a,160b,160cから合流して配管200内を流れ,再びヒータ202において温度が調整される。
【0081】
開閉弁210,211を閉じ,開閉弁220,221を開いた状態では,配管160cに冷熱媒としての冷却水が通過する。即ち,ヒータ202によって温度を調整された温熱媒は,配管200内を流れ,2本の配管160a,160bに分岐して流れ,薬液タンク100内の薬液に熱を与えた後,2本の配管160a,160bから合流して配管200内を流れ,再びヒータ202において温度が調整される構成となっている。配管200内の温熱媒は,ポンプ203の稼働によって,薬液タンク100とヒータ202との間を循環する。一方,冷却水は,冷却水供給管215内を流れ,配管160c内を流れ,薬液タンク100内の薬液に冷熱を与えた後,冷却水回収管216内を流れ,回収されるようになっている。
【0082】
例えば,薬液を加熱するときは,3本の配管160a,160b,160cにそれぞれ温熱媒を通過させる。常温付近の温度(例えば40℃以下)に調節するときなどは,2本の配管160a,160bにそれぞれ温熱媒を通過させ,配管160cには冷却水を通過させる。なお,加熱された薬液を冷却して排液させる際などのため,配管160a,160bにも冷却水を通過させることが可能な構成としても良い。
【0083】
薬液タンク100は,図11に示すように,内筒130の内部空間S7に,例えば未使用の新しい薬液を貯留する構成としても良い。この場合,内筒130の内部の新液に,外部の薬液の温度が伝導するようにして,新液を外部の薬液の温度付近に温調しておくことができる。これにより,新液を内筒130の外部に補充した際に,早く所定温度に温度調節することができる。
【0084】
例えば,図11に示すように,薬液供給ライン105に接続する新薬液供給ライン111と,内筒130の内部に新液を導入する新薬液導入ライン230を,蓋100cを貫通する状態で設ける。さらに,内部空間S7と内筒130の外側の空間とを接続するオーバーフローライン231を備え,内部空間S7からオーバーフローした新薬液を,内筒130と円筒壁100aとの間に導入させるようにする。なお,オーバーフローライン231は,内部空間S7において新薬液供給ライン111よりも液面に近い下方に開口するように設ける。新薬液の温度調節は,内筒130の外側に配置した配管160a,160b,160cによって行うことができる。このように,内筒130の内部空間S7に新薬液供給ライン111を接続すると,前述の新薬液タンク113を別に設ける必要がなく,さらに省スペースを図ることができる。また,新薬液を内筒130の外側に配置した配管160a,160b,160cによって温調できるので,新薬液タンク113に設置した前述の温度調節装置も設ける必要が無く,さらにコストを低減できる。
【0085】
また,図11に示すように,邪魔板150を傾斜させて配置し,薬液供給ライン105及びエア抜き口155を,邪魔板150の上部側に開口させるように設けても良い。この場合,薬液を貯留させた際に,邪魔板150の下方に気泡が溜まることを効果的に防止できる。さらに,薬液タンク100の下方から薬液を排液する際には,邪魔板150の上面が傾斜しているので薬液が落下しやすく,邪魔板150の上方に薬液が残留することを防止できる。
【0086】
【発明の効果】
本発明の処理液用タンク及び処理装置によれば,熱媒を通す配管を,処理液用タンク内に配設したので,処理液用タンク及び熱交換器に必要なスペースを小さくできる。また,処理液の供給ライン内の処理液を新液に交換する際などの,排液の量が少ないので,処理液にかかるコストを低減できる。そして,配管内を通る熱媒の流れと,処理液用タンク内の処理液の流れを,互いに逆方向にしたので,処理液を効率良く加熱することができる。さらに,曲げ半径に制約がある配管を螺旋状に配設したことにより,処理液を温度調節するために必要な表面積を形成することができる。また,処理液用タンク内の接液面が耐薬液性を有するので,メタルコンタミネーションを発生させてウェハを汚染する虞がなく,SUS鋼などに金属の溶出を抑制する表面処理加工を施す場合と比較して,コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内側チャンバーを外側チャンバーの内部に進入させた状態である基板処理装置の断面図である。
【図2】内側チャンバーを外側チャンバーの外部に退出させた状態である基板処理装置の断面図である。
【図3】薬液循環供給回路の構成を示す回路図である。
【図4】薬液タンクの縦断面図である。
【図5】薬液タンクの構成を示す断面図である。
【図6】図5に示す薬液タンクのA−A線に沿う断面図である。
【図7】図5に示す薬液タンクのB−B線に沿う断面図である。
【図8】図5に示す薬液タンクのC−C線に沿う断面図である。
【図9】別の実施の形態にかかる薬液タンクの縦断面図である。
【図10】別の実施の形態にかかる,配管内に熱媒を循環させる回路の説明図である。
【図11】別の実施の形態にかかる薬液タンクの縦断面図である。
【符号の説明】
G1,G2 隙間
S4,S5,S6 領域
W ウェハ
1 基板処理装置
5 外側チャンバー
6 内側チャンバー
13 処理流体吐出ノズル
14 排出管
43 処理流体吐出ノズル
44 排出管
70 ロータ
98 薬液循環供給回路
100 薬液タンク
100a 円筒壁
100b 底面
100c 蓋
130 内筒
140 整流板
150 邪魔板
160a,160b,160c 配管
170 主配管
173 温度調整器
Claims (3)
- 所定の処理液を貯留する処理液用タンクであって,
前記処理液用タンク内に内筒を備え,
前記内筒の外側に処理液を貯留し,
前記処理液中に,熱媒を通す配管を配置し,
前記内筒の周囲に筒状の整流板を備え,
前記処理液を前記筒状の整流板の内側に沿って下降させ,前記整流板の下部と前記処理液用タンクの底面との間を通過させた後,前記整流板の外側に沿って上昇させる流路,若しくは前記処理液を前記整流板の外側に沿って下降させ,前記整流板の下部と前記処理液用タンクの底面との間を通過させた後,前記整流板の内側に沿って上昇させる流路を形成させ,
前記流路に前記配管を配置し,
前記処理液用タンク内を上下に仕切る邪魔板を備え,
前記配管及び整流板を前記邪魔板の下方に配置し,
前記整流板の内側の領域若しくは外側の領域から,前記邪魔板の下方の処理液を抜き出し,前記邪魔板上方の処理液と混合させずに導出させる導出管を設け,
前記邪魔板は,前記内筒若しくは前記処理液用タンクの内壁に支持され,
前記整流板は前記邪魔板に支持されることを特徴とする処理液用タンク。 - 前記邪魔板を傾斜させて配置し,
前記導出管を,前記邪魔板の上部側に設けたことを特徴とする,請求項1に記載の処理液用タンク。 - 請求項1または2に記載の処理液用タンクと,被処理体を処理する処理部と,前記処理用タンクから前記処理部に処理液を供給する処理液供給ラインを備えることを特徴とする,処理装置。
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