JP4386561B2 - 洗浄液の分離再利用装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、あるいは、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などのような各種の基板に洗浄処理を施すための基板洗浄装置において用いられる洗浄液の分離再利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハの両面、特に薄膜が形成されるウエハの一方面（薄膜形成面）を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。たとえば、ウエハの薄膜形成面上に形成された薄膜を研磨剤を用いて研磨処理（以下、ＣＭＰ処理という）した後には、研磨剤（スラリー）がウエハ両面に残留しているから、このスラリーを除去する必要がある。
【０００３】
上述のような従来のウエハの洗浄を行うウエハ洗浄装置は、たとえば、ウエハを回転させながらその両面に洗浄液を供給しつつウエハの両面をスクラブ洗浄する両面洗浄装置と、ウエハを回転させながらウエハの両面に洗浄液としてのふっ酸および純水を順に供給しつつ、ウエハの一方面（薄膜形成面）をスクラブ洗浄する表面洗浄装置と、ウエハを回転させながらその両面に純水を供給して水洗し、次いで純水の供給を停止させてウエハを高速回転させることでウエハ表面の水分を振り切り乾燥させる水洗・乾燥装置とからなっている。
【０００４】
ここで特に、上述の表面洗浄装置では、基板の洗浄に用いられた後の洗浄液は、ふっ酸と純水とが互いに溶解した状態となっており、この洗浄液は再利用されることなく排液（使い捨て）されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の地球環境保護の見地から、洗浄液などの処理液をできる限り再利用することが重要となってきている。しかしながら、上述した従来の表面洗浄装置では、基板の洗浄に用いられた後の洗浄液が、上述のように複数の洗浄液の混合液となっているため、容易に分離再利用することができず、再利用できないという問題が生じていた。すなわち、上述の表面洗浄装置における洗浄液は用いられた後に排液されて使い捨てとなっているので、その洗浄液自体の交換や補充に関するコストが高くつく上に、地球環境保護に反するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、安価で地球環境保護に沿った洗浄液の分離再利用装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するための、請求項１に係る発明は、複数の洗浄液を用いて基板を洗浄する基板洗浄装置において用いられる洗浄液の分離再利用装置であって、上記複数の洗浄液は、少なくとも、ハイドロフルオロエーテルを含む第１洗浄液と、この第１洗浄液よりも比重の小さい第２洗浄液とを含み、これら第１洗浄液と第２洗浄液との比重の差を利用して第１洗浄液と第２洗浄液とを分離する洗浄液分離手段と、この洗浄液分離手段で分離された第１洗浄液を、上記基板洗浄装置における基板の洗浄に再度利用させる洗浄液再利用手段と、を備え、上記第２洗浄液は、無機酸、有機酸または純水であって、比重が０．９〜１．１のものであり、上記洗浄液分離手段は、上記基板洗浄装置において基板の洗浄に用いられた後の第１洗浄液および第２洗浄液を、上記基板洗浄装置での洗浄処理中に回収する回収機構と、この回収機構で回収された第１洗浄液および第２洗浄液を貯留する回収槽と、この回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、回収槽の下部に貯留されている第１洗浄液を送り出す送出機構と、上記回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、上記回収槽の上部に貯留されている第２洗浄液を排出する排液機構と、上記回収槽に設けられ、第１洗浄液よりも比重が小さくて第２洗浄液よりも比重の大きいフロートと、このフロートの上下位置を検出するフロート検出機構と、を含み、上記送出機構は、上記回収槽の底部に接続された送出配管と、この送出配管の途中部に介装された送出バルブと、を含み、上記排液機構は、上記回収槽の底部に接続された排液配管と、この排液配管の途中部に介装された排液バルブと、を含み、上記基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングで、上記送出バルブを開成し、上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が、上記回収槽における最下部よりも高い所定の設定位置に達すると、上記送出バルブを閉成する送出バルブ制御部と、上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が上記所定の設定位置以下になった場合であって、上記送出バルブ制御部によって上記送出バルブが閉成された後に、上記排液バルブを開成する排液バルブ制御部と、をさらに備えることを特徴とする洗浄液の分離再利用装置である。
【０００８】
この請求項１に係る発明の洗浄液の分離再利用装置によると、ハイドロフルオロエーテル（以下、ＨＦＥという）を含む第１洗浄液は、洗浄液の比重の差によって他の洗浄液（第２洗浄液）と分離されて基板の洗浄に再利用される。このため、ＨＦＥを含む第１洗浄液を確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制できる。また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを含む第１洗浄液を廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、また、その廃棄処理のコストも軽減できる。
【０００９】
なお、ここで、上記「ハイドロフルオロエーテルを含む第１洗浄液」とは、ＨＦＥを含む洗浄液であれば何でもよく、たとえば、ＨＦＥに対して、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、またはアセトン等の有機溶剤等が添加されたものでもよい。
【００１０】
また、ここで、上記「第１洗浄液よりも比重の小さい第２洗浄液」とは、ふっ酸などの無機酸、アンモニアなどの無機アルカリ、蓚酸やクエン酸などの有機酸、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの有機アルカリ、界面活性剤、または純水等であってもよい。これら第２洗浄液の比重（０．９〜１．１）は、第１洗浄液の比重（１．３〜１．５）よりも小さくなっている。たとえば、ふっ酸の比重は約１．００、アンモニアの比重は約０．９、蓚酸の比重は約１．０２、クエン酸の比重は約１．１３、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の比重は約１．００、そして、純水の比重は１．００である。なお、界面活性剤の比重については、色々な値を取るが、１．１を超えることはない。したがって、これら第１洗浄液と第２洗浄液との比重の差は大きいので、これらの分離を確実に行うことができる。また、これらの第２洗浄液は、ＨＦＥに対して溶解しにくいので、第１洗浄液に対してさらに確実に分離させることができる。
【００１１】
なお、上述の第１洗浄液に添加される有機溶剤について説明すると、ＩＰＡの比重は約０．７９、エタノールの比重は約０．７９、メタノールの比重は約０．７９、ｎ−酢酸ブチルの比重は約０．８８、ＭＥＫの比重は約０．８１、ＭＩＢＫの比重は約０．８１、アセトンの比重は約０．７９であり、これらの有機溶剤の比重はＨＦＥよりも小さい。しかしながら、有機溶剤はＨＦＥにほぼ溶解した形で存在するので、第１洗浄液に添加された有機溶剤をＨＦＥと分離させることは困難である。
【００１２】
また、第１洗浄液と第２洗浄液は、基板洗浄装置における基板の洗浄時において、基板に対して異なるタイミングで供給されてもよいし、同時に供給されてもよい。また、たとえば同一のノズルから第１洗浄液と第２洗浄液とが基板に供給されるものであってもよいし、別々のノズルから供給されるものであってもよい。さらに、第１洗浄液と第２洗浄液とが混合された状態で基板に供給されるものであってもよい。すなわち、第１洗浄液と第２洗浄液とが同一の回収槽に回収されるものであれば何でもよい。
【００１４】
また、請求項１に係る洗浄液の分離再利用装置では、回収機構によって回収槽に回収された第１洗浄液および第２洗浄液が、これらの比重の差により回収槽内で上下に分離された後、下部の第１洗浄液は送出機構によって送り出され、上部の第２洗浄液は排液機構によって排出される。これにより、回収された第１洗浄液を確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
さらに、回収槽において上下に分離された第１洗浄液と第２洗浄液との境界液面（＝第１洗浄液の液面）にフロートが位置することになり、したがって、このフロートの上下位置をフロート検出機構が検出することで、第１洗浄液の液面を正確に検出できる。
また、回収槽の底部に送出配管が接続され、この送出配管の途中部には送出バルブが介装されている。そして、送出バルブ制御部は、基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングで、たとえば、基板洗浄装置によってある基板の洗浄が終了してから次の基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミングで、あるいは、ある１ロット分（たとえば、５０枚）の基板の洗浄が終了してから次のロットの基板洗浄が開始されるまでの間のタイミングで、送出バルブを開成する。そして、回収槽内の第１洗浄液の液面が低下していき、該液面が低く（所定の設定位置以下）なった場合に、送出バルブを閉成する。これにより、回収槽の下部の第１洗浄液が送り出されて、その第１洗浄液の量が減ってきた場合に、再利用すべき第１洗浄液に対して上部にある第２洗浄液が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべき第１洗浄液の純度を上げることができる。
なお、第１洗浄液の液面付近には、その上部にある第２洗浄液が若干混入されていると考えられるので、上記所定の設定位置が回収槽における最下部よりも高い位置に設定されていれば、第１洗浄液の純度をより向上させることができる。
また、回収槽の底部に排液配管が接続され、この排液配管の途中部には排液バルブが介装されている。そして、排液バルブ制御部は、フロートの上下位置（＝第１洗浄液の液面）が低く（所定の設定位置以下）なった場合に、送出バルブを閉成した後に、排液バルブを開成する。これにより、第２洗浄液が再利用すべき第１洗浄液に混入されてしまうことをさらに防止できる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の洗浄液の分離再利用装置において、上記洗浄液再利用手段は、上記送出機構で送り出された第１洗浄液を貯留する貯留槽と、この貯留槽で貯留されている第１洗浄液を上記基板洗浄装置内に供給する供給機構と、上記貯留槽内に新たな第１洗浄液を補充する補充機構と、を含むことを特徴とする洗浄液の分離再利用装置である。
【００１６】
この請求項２に係る洗浄液の分離再利用装置によると、回収槽内の第１洗浄液は、送出機構によって送り出された後、貯留槽に貯留され、補充機構によって新たな第１洗浄液を補充されるとともに、供給機構によって基板洗浄装置内に供給される。これにより、基板の洗浄に十分な量の第１洗浄液を確保しつつ、第１洗浄液を容易な構成で再利用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置およびこの装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムを、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置およびこの装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムの主要部の構成を簡略的に示す側面図である。なお、この基板洗浄装置は、別の両面洗浄装置において、ＣＭＰ処理後のウエハＷの両面をスクラブ洗浄して、比較的大きな異物を除去した後に、主にウエハＷの上面Ｗａ（薄膜形成面）を再度洗浄して比較的微細な異物を除去する装置である。また、この基板洗浄装置に対するウエハＷの搬出または搬入は、図示しない吸着保持するハンドを有するウエハ搬送ロボット等によって適宜行われている。
【００２５】
ここで、まず、基板洗浄装置の構成について説明すると、この基板洗浄装置は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷの中心を通りウエハＷに垂直な回転軸Ｒを中心に回転させるウエハ回転部１０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに第１洗浄液としてのハイドロフルオロエーテル（以下、ＨＦＥという）を供給するＨＦＥ供給部２０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに第２洗浄液としてのふっ酸を供給するふっ酸供給部３０と、ウエハ回転部１０を取り囲むように設けられ、ＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を集める洗浄液集液部４０とからなっている。なお、この一実施形態におけるＨＦＥは、たとえば、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３のものである。
【００２６】
ウエハ回転部１０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転するスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端部に設けられ、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２とからなっている。これらの構成により、ウエハ回転部１０は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷに垂直なウエハの回転軸Ｒを中心としてウエハＷを回転させることができるようになっている。
【００２７】
また、ＨＦＥ供給部２０は、洗浄液としてのＨＦＥをウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂそれぞれに供給するＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂと、このＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂに連通接続されたＨＦＥ供給パイプ２２と、このＨＦＥ供給パイプ２２の途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ供給バルブ２３と、からなっている。
【００２８】
また、ふっ酸供給部３０は、洗浄液としてのふっ酸をウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂそれぞれに供給するふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂと、このふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂとふっ酸供給源とを連通接続するふっ酸供給パイプ３２と、このふっ酸供給パイプ３２の途中部に介装された開閉可能なふっ酸供給バルブ３３と、からなっている。なお、上述のスピンチャック１２には、図示はしていないが、下側のノズル２１ｂ，３１ｂからウエハＷの下面Ｗｂに供給される洗浄液が通過するための開口部または切欠き部が形成されている。
【００２９】
さらに、洗浄液集液部４０は、スピンチャック１２の側方周囲を取り囲むような環状に形成されて、回転するウエハＷやスピンチャック１２から飛散した洗浄液を集めるためのカップ４１と、このカップ４１の底部に設けられ、カップ４１によって受け止められた洗浄液を下方へ流出させるドレン口４２と、からなっている。
【００３０】
次に、上述の基板洗浄装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムの構成について説明する。この洗浄液の分離再利用システムは、上述の洗浄液集液部４０で受け止められた洗浄液を回収し、これらの洗浄液の比重の差を利用してＨＦＥとふっ酸とを分離する洗浄液分離部５０と、この洗浄液分離部５０で分離されたＨＦＥを上記基板洗浄装置におけるウエハＷの洗浄に再度利用させる洗浄液再利用部６０とからなっている。
【００３１】
洗浄液分離部５０は、上述の洗浄液集液部４０のドレン口４２に接続されて下方に向けて延設され、上述の基板洗浄装置においてウエハＷの洗浄に用いられたＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を回収する回収管５１と、この回収管５１によって回収されたＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を貯留する回収タンク５２と、この回収タンク５２内の洗浄液のうち、回収タンク５２の下部に貯留されているＨＦＥを送り出すＨＦＥ送出機構５３と、この回収タンク５２内の洗浄液のうち、回収タンク５２の上部に貯留されているふっ酸を排液するふっ酸排液機構５４と、からなっている。
【００３２】
ここで、ＨＦＥ送出機構５３には、さらに、回収タンク５２の底部に接続されてＨＦＥが送出されるＨＦＥ送出管５３ａと、このＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ送出バルブ５３ｂと、ＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装されて、ＨＦＥ送出管５３ａ内のＨＦＥを圧送するＨＦＥ送出ポンプ５３ｃと、ＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装されて、ＨＦＥ送出管５３ａ内のＨＦＥ中の異物を除去して浄化するためのフィルター５３ｄとが設けられている。
【００３３】
さらに、ふっ酸排液機構５４には、回収タンク５２の底部から下方に延びるように接続されてふっ酸が排出されるふっ酸排液管５４ａと、このふっ酸排液管５４ａの途中部に介装された開閉可能なふっ酸排液バルブ５４ｂとが設けられている。
【００３４】
さらに、洗浄液分離部５０には、回収タンク５２の側面の上部および下部に両端が接続され、該側面に沿って延びるＵ字状のフロートパイプ５５と、このフロートパイプ５５内に設けられ、ＨＦＥよりも比重が小さくふっ酸よりも比重の大きい球状の液面検出フロート５６と、この液面検出フロート５６の上下位置を検出するフロート検出センサ５７とが設けられている。なお、フロート検出センサ５７には、多数の検出子５７ａが鉛直線上に配列されており、液面検出フロート５６がいずれの上下位置にあっても、その上下位置を検出できるようになっている。
【００３５】
なお、フロート検出センサ５７は、たとえば、フロートパイプ５５を挟んで配置された発光部と受光部とを有する透過式の光学センサであって、発光部からの光がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で遮光されて受光部に到達しなかったか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。あるいは、たとえば、フロートパイプ５５に近接して配置された発光部と受光部とを有する反射式の光学センサであって、発光部からの光がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で反射して受光部に到達したか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。さらに、たとえば、フロートパイプ５５を挟んで配置された発振部と受振部とを有する超音波式センサであって、発振部からの超音波振動がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で遮断されて受振部に到達しなかったか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。
【００３６】
また、回収タンク５２内にＨＦＥおよびふっ酸が貯留されると、これらの洗浄液の比重の関係で、上部にはふっ酸（比重１．００）、下部にはＨＦＥ（比重１．５２）という形態で分離される。そして、液面検出フロート５６は、ＨＦＥの比重とふっ酸の比重との間の比重値（たとえば、比重１．３）を持つように設定されている。このため、液面検出フロート５６は、ＨＦＥとふっ酸の境界液面Ｌ（以下、ＨＦＥの液面Ｌという）の高さに位置する状態となる。したがって、フロート検出センサ５７によって、液面検出フロート５６の上下位置、すなわち、ＨＦＥの液面Ｌを検出することができる。
【００３７】
次に、洗浄液再利用部６０は、上述のＨＦＥ送出機構５３によって送り出されたＨＦＥを貯留する貯留タンク６１と、この貯留タンク６１に貯留されたＨＦＥを基板洗浄装置内に供給するＨＦＥ供給機構６２と、貯留タンク６１内に未使用の新たなＨＦＥ（以下、ＨＦＥ新液という）を補充するためのＨＦＥ補充機構６３とからなっている。
【００３８】
さらに、ＨＦＥ供給機構６２は、上記ＨＦＥ供給パイプ２２に連通接続されたＨＦＥ供給路６２ａと、このＨＦＥ供給路６２ａの途中部に介装されて貯留タンク６１内のＨＦＥを基板洗浄装置のＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂに向けて圧送供給するＨＦＥ供給ポンプ６２ｂとが設けられている。
【００３９】
また、ＨＦＥ補充機構６３には、補充用のＨＦＥ新液を貯留する新液タンク６３ａと、この新液タンク６３ａの底部に接続されてＨＦＥ新液を貯留タンク６１に向けて送出する新液補充管６３ｂと、新液補充管６３ｂの途中部に介装されて、新液補充管６３ｂ内のＨＦＥ新液を圧送する新液補充ポンプ６３ｃと、この新液補充管６３ｂの途中部に介装された開閉可能な新液補充バルブ６３ｄとが設けられている。
【００４０】
ここで、次に、以上のような構成を有する基板洗浄装置および洗浄液の分離再利用システムによる洗浄処理および洗浄液の分離再利用の動作（分離再利用方法）について説明する。
【００４１】
まず、図示しないウエハ搬送ロボットによって、予め両面が予備洗浄されたウエハＷが基板洗浄装置内に搬入され、スピンチャック１２の上に載置されて複数の保持ピン１２ａに保持される。次に、ウエハＷを保持したスピンチャック１２が図示しない回転駆動源によって高速で回転されて、ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転される。そして、まず、ふっ酸供給バルブ３３が開成されて、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂより洗浄液としてのＨＦＥがウエハＷに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。
【００４２】
そして、所定時間の経過後、ふっ酸供給バルブ３３が閉成されて、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂからのふっ酸の供給が停止させられると、次に、ＨＦＥ供給バルブ２３が開成されて、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂより洗浄液としてのＨＦＥのウエハＷへの供給が開始され、ＨＦＥによるウエハＷの洗浄が開始される。
【００４３】
そして、所定時間の経過後、ＨＦＥ供給バルブ２３が閉成されて、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂからのＨＦＥの供給が停止させられる。以上により、ウエハＷに対して、ふっ酸、ＨＦＥの順に洗浄液が供給され、それぞれのウエハＷに対する洗浄処理が行われる。なおここで、ふっ酸によるウエハＷの洗浄とＨＦＥによるウエハＷの洗浄との間において、純水などのリンス液によるウエハＷの洗浄を行うようにしてもよい。
【００４４】
その後、ウエハ回転部１０によるウエハＷの回転がさらに高速となってしばらく継続され、ウエハＷ表面の水分が乾燥させられる。そして、所定時間の経過後、このウエハＷの回転が停止され、図示しないウエハ搬送ロボットによってウエハＷが基板洗浄装置から搬出されて、１枚のウエハＷに対するこの基板処理装置での洗浄処理が終了する。
【００４５】
ここで、この基板処理装置での洗浄処理中において、ウエハＷの洗浄に用いられたふっ酸およびＨＦＥは、洗浄液集液部４０のドレン口４２から回収管５１内を流下して、回収タンク５２内に貯留される。ここで、上述したように、この回収タンク５２内においては、比重の作用で、ふっ酸が上部に、ＨＦＥが下部にそれぞれ分離される。この際、ふっ酸とＨＦＥとの中間の比重を持つ液面検出フロート５６は、ＨＦＥの液面Ｌの高さにある。
【００４６】
そして、基板洗浄装置によってあるウエハＷの洗浄が終了してから次のウエハＷの洗浄が開始されるまでの間のタイミング（以下、基板間のタイミングという）で、あるいは、ある１ロット分のウエハＷ（たとえば、５０枚）の洗浄が終了してから次のロットのウエハＷの洗浄が開始されるまでの間のタイミング（以下、ロット間のタイミングという）で、回収タンク５２内に貯留されているふっ酸およびＨＦＥの分離処理（洗浄液分離工程）が行われる。
【００４７】
このＨＦＥの分離処理を説明すると、まず、制御部７０は、基板間あるいはロット間のタイミングで、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂから洗浄液が供給されていないこと、すなわち、ＨＦＥ供給バルブ２３およびふっ酸供給バルブ３３が開成されていないことを確認した上で、ＨＦＥ送出管５３ａに介装されたＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを作動させつつ、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成する。これにより、回収タンク５２の下部に貯留されているＨＦＥが順次、ＨＦＥ送出管５３ａ内を通過して貯留タンク６１内に送り出される。
【００４８】
そして、回収タンク５２内のＨＦＥの液面Ｌ（＝液面検出フロート５６の上下位置）が低下していき、その液面Ｌが予め定められた所定の高さＨ（所定の設定位置）に達したことをフロート検出センサ５７が読み取ると、制御部７０は、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを停止させ、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。これにより、回収タンク５２の下部に貯留されていたＨＦＥがほぼ全て、貯留タンク６１内に送り出されることになる。
【００４９】
なお、上記所定の高さＨは、回収タンク５２における最下部に設定してもよいが、ＨＦＥの液面Ｌの直下付近は、その上部にあるふっ酸が若干混入されていると考えられるので、上記所定の高さＨを回収タンク５２における最下部よりも少しだけ高い位置に設定するのが好ましい。この方が、分離されたＨＦＥの純度をより向上させることができる。
【００５０】
次に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂが閉成された後、制御部７０は、ふっ酸排液管５４ａに介装されたふっ酸排液バルブ５４ｂを開成する。これにより、回収タンク５２に残留しているふっ酸が順次、ふっ酸排液管５４ａ内を流下して排出される。そして、十分な時間経過後、制御部７０は、ふっ酸排液バルブ５４ｂを閉成し、これにより、回収タンク５２に残留していたふっ酸が全て排液されることになる。
【００５１】
さらに、上記ＨＦＥの分離処理により貯留タンク６１内に貯留されたＨＦＥは、基板洗浄処理装置におけるウエハＷの洗浄に再利用される（洗浄液再利用工程）。すなわち、基板洗浄装置内にウエハＷが搬入された後の所定のタイミングで、制御部７０は、ＨＦＥ供給ポンプ６２ｂを作動させつつ、ＨＦＥ供給バルブ２３を開成し、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂからウエハＷに対してＨＦＥの供給が開始される。そして、所定時間の経過後、制御部７０は、ＨＦＥ供給ポンプ６２ｂを停止させ、ＨＦＥ供給バルブ２３を閉成して、ウエハＷに対するＨＦＥの供給が終了される。
【００５２】
なお、貯留タンク６１内においては、予め貯留されていたＨＦＥに対して、ＨＦＥ送出管５３ａからのＨＦＥが混入され、再利用されることになる。またさらに、貯留タンク６１内のＨＦＥの液量が少ない場合には、制御部７０は、新液補充ポンプ６３ｃを作動させつつ、新液補充バルブ６３ｄを開成する。これにより、ＨＦＥが順次、新液補充管６３ｂ内を通過して貯留タンク６１内に補充される。そして、新液タンク６３ａ内のＨＦＥの液量が十分な量になった場合に、制御部７０は、新液補充ポンプ６３ｃを停止させ、新液補充バルブ６３ｄを閉成する。
【００５３】
<本実施形態の効果>
【００５４】
以上のようなこの一実施形態の洗浄液の分離再利用システムおよび分離再利用方法によれば、第１洗浄液としてのＨＦＥは、比重の差によって第２洗浄液としてのふっ酸と分離されてウエハＷの洗浄に再利用される。このため、ＨＦＥを確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制できる。また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、また、その廃棄処理のコストも軽減できる。
【００５５】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、洗浄液分離部５０の回収管５１によって回収タンク５２に回収されたＨＦＥおよびふっ酸が、これらの比重の差により回収タンク５２内で上下に分離された後、下部のＨＦＥはＨＦＥ送出機構５３によって送り出され、上部のふっ酸はふっ酸排液機構５４によって排出される。これにより、回収されたＨＦＥを確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
【００５６】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２内のＨＦＥは、ＨＦＥ送出機構５３によって送り出された後、洗浄液再利用部６０の貯留タンク６１に貯留され、ＨＦＥ補充機構６３によってＨＦＥ新液を補充されるとともに、ＨＦＥ供給機構６２によって基板洗浄装置内のＨＦＥ供給部２０へと供給される。これにより、ウエハＷの洗浄に十分な量のＨＦＥを確保しつつ、ＨＦＥを容易な構成で再利用することができる。
【００５７】
さらに、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２において上下に分離されたＨＦＥの液面Ｌに液面検出フロート５６が位置することになり、したがって、この液面検出フロート５６の上下位置をフロート検出センサ５７が検出することで、ＨＦＥの液面を正確に検出できる。
【００５８】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２の底部にＨＦＥ送出管５３ａが接続され、このＨＦＥ送出管５３ａの途中部にはＨＦＥ送出バルブ５３ｂが介装されている。そして、制御部７０は、基板洗浄装置におけるウエハＷの洗浄が行われていない所定のタイミングで、たとえば、上述の基板間あるいはロット間のタイミングで、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成する。そして、回収タンク５２内のＨＦＥの液面Ｌが低下していき、所定の高さＨ以下になった場合に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。これにより、回収タンク５２の下部のＨＦＥが送り出されて、その量が減ってきた場合に、再利用すべきＨＦＥに対して上部にあるふっ酸が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべきＨＦＥの純度を上げることができる。
【００５９】
さらにまた、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２の底部にふっ酸排液管５４ａが接続され、このふっ酸排液管５４ａの途中部にはふっ酸排液バルブ５４ｂが介装されている。そして、制御部７０は、液面検出フロート５６の上下位置（＝ＨＦＥの液面Ｌ）が所定の高さＨ以下になった場合に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成した後に、ふっ酸排液バルブ５４ｂを開成する。これにより、ふっ酸が再利用すべきＨＦＥに混入されてしまうことをさらに防止できる。
【００６０】
<他の実施形態>
【００６１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ウエハＷに対して、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂから第２洗浄液としてのふっ酸が供給された後に、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂから第１洗浄液としてのＨＦＥが供給されているが、この供給順序は逆であってもよいし、あるいは、同時であってもよい。また、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂが同一のノズルで兼用されてもよい。この同一のノズルで兼用される場合において、ＨＦＥおよびふっ酸が混合されて供給されるものであってもよい。すなわち、ＨＦＥとふっ酸とが最終的に１つの回収タンク５２に回収されるものであればよい。
【００６２】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第１洗浄液として、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３のＨＦＥが用いられているが、たとえば、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ３のもの（比重１．４３）であってもよい。なお、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）とは、エーテル類の水素原子の一部が弗素原子で置換され、塩素原子を含まない弗素化エーテルのことをさす。
【００６３】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第１洗浄液は、ＨＦＥのみで構成されていたが、ＨＦＥを含む洗浄液なら何でもよい。たとえば、ＨＦＥに対して、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、アセトンまたはTrans-1,2-ジクロロエチレン等の有機溶剤が混合されたものでもよい。具体的には、ＨＦＥとＩＰＡとが９５：５の比率で混合された混合液（比重１．４４）、ＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとが５０：５０の比率で混合された混合液（比重１．３７）、およびＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとエタノールが５２．７：４４．６：２．７の比率で混合された混合液（比重１．３３）などがある。この場合、これらの有機溶剤はＨＦＥに溶解するので、洗浄液分離部５０で分離されて洗浄液再利用部６０で再利用された第１洗浄液には、ＨＦＥ新液と同様に有機溶剤が含まれている。このため、第１洗浄液中のＨＦＥおよび有機溶剤の濃度が変化することがない。
【００６４】
上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第２洗浄液は、ふっ酸で構成されていたが、第１洗浄液よりも比重の小さい洗浄液なら何でもよい。たとえば、第２洗浄液は、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸などの無機酸、アンモニアなどの無機アルカリ、蓚酸やクエン酸などの有機酸、ＴＭＡＨなどの有機アルカリ、界面活性剤、または純水等であってもよい。また、これらの第２洗浄液は、ＨＦＥに対して溶解しにくいので、第１洗浄液に対してさらに確実に分離させることができる。
【００６５】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ＨＦＥやふっ酸などの洗浄液をウエハＷに供給するのみであるが、たとえば、さらに、これらの洗浄液の供給と同時に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジブラシをウエハＷに押し付けつつ自転させてスクラブ洗浄するようにしてもよい。あるいは、さらに、これらの洗浄液に超音波振動を付与して、ウエハＷ表面を超音波洗浄するようにしてもよい。これにより、基板の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂは、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに対応してそれぞれ設けられているが、少なくともウエハＷのいずれか一方の面に対応するノズルが１つ設けられるだけでもよい。
【００６７】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ウエハ回転機構１０は、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２によって、ウエハＷを保持しつつ回転させるようにしていたが、ウエハＷの下面Ｗｂを吸着保持しつつウエハＷを回転させるスピンチャックであってもよい。
【００６８】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ウエハ回転機構１０は、ウエハＷの周縁部の端面に当接しつつウエハＷの回転軸Ｒに平行な軸を中心に回転する少なくとも３つのローラピンのようなものであってもよい。これによれば、、ウエハ両面（ＷａおよびＷｂ）の全域を良好に超音波洗浄できる。
【００６９】
さらに、上述した一実施形態の基板洗浄装置は、ウエハＷを１枚ずつ洗浄する装置であるが、基板を洗浄する基板洗浄装置であれば何でもよく、たとえば、ウエハＷをキャリアに収容した状態で複数枚ずつ（たとえば、２５枚または５０枚ずつ）一括して洗浄する装置であってもよい。この場合、上述の基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングとは、たとえば、基板洗浄装置によってあるキャリア単位での基板の洗浄が終了してから次のキャリア単位での基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミング、あるいは、ある１ロット分（たとえば、５０キャリア）のキャリア単位での基板の洗浄が終了してから次のロットのキャリア単位での基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミングである。
【００７０】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ＣＭＰ処理後のウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、本発明は、広く、ウエハＷを洗浄するものに対して適用することができる。
【００７１】
さらに、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、半導体ウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような他の各種の基板の洗浄に対して広く適用することができる。また、その基板の形状についても、上述した一実施形態の円形基板の他、正方形や長方形の角型基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００７２】
次に、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいて、洗浄液分離部５０の液面検出フロート５６は、ＨＦＥの液面Ｌを検出するためのものだけが設けられているが、さらに、回収タンク５２の上部に存在するふっ酸の液面を検出するための別のフロートを設けてもよい。この場合、このふっ酸液面検出用のフロートの比重は第２洗浄液としてのふっ酸よりもさらに小さい比重を有するものである。これにより、たとえば、回収タンク５２内で洗浄液が満杯になっていることを検出して、制御部７０によってＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを作動しＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成して、上述のＨＦＥの分離処理を開始させることができ、回収タンク５２からのオーバーフローを防止することができる。あるいは、ふっ酸の排液時に、ふっ酸の液面が上述の高さＨ以下になったことを検出して、制御部７０によってふっ酸排液バルブ５４ｂを閉成し、ふっ酸排液を停止させることもできる。
【００７３】
また、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいては、フロート検出センサ５７には、多数の検出子５７ａが鉛直線上に配列されており、液面検出フロート５６がいずれの上下位置にあっても、その上下位置を検出できるようになっているが、たとえば、フロート検出センサ５７の検出子５７ａを１つにして、その上下位置が上記所定の高さＨに等しくなるように１つの検出子５７ａを設置するだけでもよい。この場合、ＨＦＥの液面Ｌが下降して液面検出フロート５６が上記所定の高さＨに差し掛かった際に、制御部７０は、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを停止させＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。
【００７４】
また、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいて、ふっ酸排液機構５４は、下方に延びるふっ酸排液管５４ａによる自然流下作用を利用して、ふっ酸を排液しているが、ＨＦＥ送出機構５３のＨＦＥ送出ポンプ５３ｃと同様なポンプによってふっ酸を圧送して排液するものであってもよい。あるいは逆に、ＨＦＥ送出機構５３をふっ酸排液機構５４と同様に構成して、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃをなくし、下方に延びるＨＦＥ送出管５３ａによる自然流下作用によってＨＦＥを送出してもよい。
【００７５】
さらに、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいては、回収タンク５２に回収されたＨＦＥおよびふっ酸のうち、回収タンク５２上部のふっ酸はふっ酸排液機構５４によって排出されるようになっているが、ＨＦＥと同様に、基板洗浄装置における基板の洗浄にふっ酸を再利用してもよい。すなわち、ＨＦＥ送出機構５３と同様の送出機構によって回収タンク５２からふっ酸を送出し、貯留タンク６１と同様のタンク（ふっ酸タンク）にふっ酸を貯留して、ＨＦＥ供給機構６２と同様の供給機構によって、基板洗浄装置内のふっ酸供給部３０に供給して再利用してもよい。また、この場合、ＨＦＥ補充機構６３と同様の補充機構によって、上記ふっ酸タンクにふっ酸新液を補充するのが好ましい。これにより、ＨＦＥに加えて、回収されたふっ酸をも確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
【００７６】
また、以上に記載したすべての実施形態を任意に組み合わせて実施することが可能である。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明の洗浄液の分離再利用装置によると、ＨＦＥを含む第１洗浄液を確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制でき、また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを含む第１洗浄液を廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、さらに、その廃棄処理のコストも軽減できるという効果を奏する。
【００７８】
また、フロートの上下位置をフロート検出機構が検出することで、第１洗浄液の液面を正確に検出できるという効果を奏する。
さらに、回収槽の下部の第１洗浄液が送り出されて、その第１洗浄液の量が減ってきた場合に、再利用すべき第１洗浄液に対して上部にある第２洗浄液が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべき第１洗浄液の純度を上げることができるという効果を奏する。
【００７９】
請求項２に係る発明の分離再利用装置によると、基板の洗浄に十分な量の第１洗浄液を確保しつつ、第１洗浄液を容易な構成で再利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置および洗浄液の分離再利用システムの構成を簡略的に示す側面図である。
【符号の説明】
１０ ウエハ回転機構
１１ スピン軸
１２ スピンチャック
１２ａ 保持ピン
２０ ＨＦＥ供給部
２１ａ，２１ｂ ＨＦＥノズル
２２ ＨＦＥ供給パイプ
２３ ＨＦＥ供給バルブ
３０ ふっ酸供給部
３１ａ，３１ｂ ふっ酸ノズル
３２ ふっ酸供給パイプ
３３ ふっ酸供給バルブ
４０ 洗浄液集液部
４１ カップ
４２ ドレン口
５０ 洗浄液分離部（洗浄液分離手段）
５１ 回収管（回収機構）
５２ 回収タンク（回収槽）
５３ ＨＦＥ送出機構（送出機構）
５３ａ ＨＦＥ送出管（送出配管）
５３ｂ ＨＦＥ送出バルブ（送出バルブ）
５３ｃ ＨＦＥ送出ポンプ
５３ｄ フィルター
５４ ふっ酸排液機構（排液機構）
５４ａ ふっ酸排液管（排液配管）
５４ｂ ふっ酸排液バルブ（排液バルブ）
５５ フロートパイプ
５６ 液面検出フロート（フロート）
５７ フロート検出センサ（フロート検出機構）
５７ａ 検出子
６０ 洗浄液再利用部（洗浄液再利用手段）
６１ 貯留タンク（貯留槽）
６２ ＨＦＥ供給機構（供給機構）
６２ａ ＨＦＥ供給路
６２ｂ ＨＦＥ供給ポンプ
６３ ＨＦＥ補充機構（補充機構）
６３ａ 新液タンク
６３ｂ 新液補充管
６３ｃ 新液補充ポンプ
６３ｄ 新液補充バルブ
７０ 制御部（送出バルブ制御部、排液バルブ制御部）
Ｈ 所定の高さ
Ｌ ＨＦＥの液面
Ｒ ウエハの回転軸
Ｗ ウエハ（基板）
Ｗａ ウエハ上面
Ｗｂ ウエハ下面
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、あるいは、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などのような各種の基板に洗浄処理を施すための基板洗浄装置において用いられる洗浄液の分離再利用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハの両面、特に薄膜が形成されるウエハの一方面（薄膜形成面）を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄処理が行われる。たとえば、ウエハの薄膜形成面上に形成された薄膜を研磨剤を用いて研磨処理（以下、ＣＭＰ処理という）した後には、研磨剤（スラリー）がウエハ両面に残留しているから、このスラリーを除去する必要がある。
【０００３】
上述のような従来のウエハの洗浄を行うウエハ洗浄装置は、たとえば、ウエハを回転させながらその両面に洗浄液を供給しつつウエハの両面をスクラブ洗浄する両面洗浄装置と、ウエハを回転させながらウエハの両面に洗浄液としてのふっ酸および純水を順に供給しつつ、ウエハの一方面（薄膜形成面）をスクラブ洗浄する表面洗浄装置と、ウエハを回転させながらその両面に純水を供給して水洗し、次いで純水の供給を停止させてウエハを高速回転させることでウエハ表面の水分を振り切り乾燥させる水洗・乾燥装置とからなっている。
【０００４】
ここで特に、上述の表面洗浄装置では、基板の洗浄に用いられた後の洗浄液は、ふっ酸と純水とが互いに溶解した状態となっており、この洗浄液は再利用されることなく排液（使い捨て）されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の地球環境保護の見地から、洗浄液などの処理液をできる限り再利用することが重要となってきている。しかしながら、上述した従来の表面洗浄装置では、基板の洗浄に用いられた後の洗浄液が、上述のように複数の洗浄液の混合液となっているため、容易に分離再利用することができず、再利用できないという問題が生じていた。すなわち、上述の表面洗浄装置における洗浄液は用いられた後に排液されて使い捨てとなっているので、その洗浄液自体の交換や補充に関するコストが高くつく上に、地球環境保護に反するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、安価で地球環境保護に沿った洗浄液の分離再利用装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するための、請求項１に係る発明は、複数の洗浄液を用いて基板を洗浄する基板洗浄装置において用いられる洗浄液の分離再利用装置であって、上記複数の洗浄液は、少なくとも、ハイドロフルオロエーテルを含む第１洗浄液と、この第１洗浄液よりも比重の小さい第２洗浄液とを含み、これら第１洗浄液と第２洗浄液との比重の差を利用して第１洗浄液と第２洗浄液とを分離する洗浄液分離手段と、この洗浄液分離手段で分離された第１洗浄液を、上記基板洗浄装置における基板の洗浄に再度利用させる洗浄液再利用手段と、を備え、上記第２洗浄液は、無機酸、有機酸または純水であって、比重が０．９〜１．１のものであり、上記洗浄液分離手段は、上記基板洗浄装置において基板の洗浄に用いられた後の第１洗浄液および第２洗浄液を、上記基板洗浄装置での洗浄処理中に回収する回収機構と、この回収機構で回収された第１洗浄液および第２洗浄液を貯留する回収槽と、この回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、回収槽の下部に貯留されている第１洗浄液を送り出す送出機構と、上記回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、上記回収槽の上部に貯留されている第２洗浄液を排出する排液機構と、上記回収槽に設けられ、第１洗浄液よりも比重が小さくて第２洗浄液よりも比重の大きいフロートと、このフロートの上下位置を検出するフロート検出機構と、を含み、上記送出機構は、上記回収槽の底部に接続された送出配管と、この送出配管の途中部に介装された送出バルブと、を含み、上記排液機構は、上記回収槽の底部に接続された排液配管と、この排液配管の途中部に介装された排液バルブと、を含み、上記基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングで、上記送出バルブを開成し、上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が、上記回収槽における最下部よりも高い所定の設定位置に達すると、上記送出バルブを閉成する送出バルブ制御部と、上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が上記所定の設定位置以下になった場合であって、上記送出バルブ制御部によって上記送出バルブが閉成された後に、上記排液バルブを開成する排液バルブ制御部と、をさらに備えることを特徴とする洗浄液の分離再利用装置である。
【０００８】
この請求項１に係る発明の洗浄液の分離再利用装置によると、ハイドロフルオロエーテル（以下、ＨＦＥという）を含む第１洗浄液は、洗浄液の比重の差によって他の洗浄液（第２洗浄液）と分離されて基板の洗浄に再利用される。このため、ＨＦＥを含む第１洗浄液を確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制できる。また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを含む第１洗浄液を廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、また、その廃棄処理のコストも軽減できる。
【０００９】
なお、ここで、上記「ハイドロフルオロエーテルを含む第１洗浄液」とは、ＨＦＥを含む洗浄液であれば何でもよく、たとえば、ＨＦＥに対して、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、またはアセトン等の有機溶剤等が添加されたものでもよい。
【００１０】
また、ここで、上記「第１洗浄液よりも比重の小さい第２洗浄液」とは、ふっ酸などの無機酸、アンモニアなどの無機アルカリ、蓚酸やクエン酸などの有機酸、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの有機アルカリ、界面活性剤、または純水等であってもよい。これら第２洗浄液の比重（０．９〜１．１）は、第１洗浄液の比重（１．３〜１．５）よりも小さくなっている。たとえば、ふっ酸の比重は約１．００、アンモニアの比重は約０．９、蓚酸の比重は約１．０２、クエン酸の比重は約１．１３、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）の比重は約１．００、そして、純水の比重は１．００である。なお、界面活性剤の比重については、色々な値を取るが、１．１を超えることはない。したがって、これら第１洗浄液と第２洗浄液との比重の差は大きいので、これらの分離を確実に行うことができる。また、これらの第２洗浄液は、ＨＦＥに対して溶解しにくいので、第１洗浄液に対してさらに確実に分離させることができる。
【００１１】
なお、上述の第１洗浄液に添加される有機溶剤について説明すると、ＩＰＡの比重は約０．７９、エタノールの比重は約０．７９、メタノールの比重は約０．７９、ｎ−酢酸ブチルの比重は約０．８８、ＭＥＫの比重は約０．８１、ＭＩＢＫの比重は約０．８１、アセトンの比重は約０．７９であり、これらの有機溶剤の比重はＨＦＥよりも小さい。しかしながら、有機溶剤はＨＦＥにほぼ溶解した形で存在するので、第１洗浄液に添加された有機溶剤をＨＦＥと分離させることは困難である。
【００１２】
また、第１洗浄液と第２洗浄液は、基板洗浄装置における基板の洗浄時において、基板に対して異なるタイミングで供給されてもよいし、同時に供給されてもよい。また、たとえば同一のノズルから第１洗浄液と第２洗浄液とが基板に供給されるものであってもよいし、別々のノズルから供給されるものであってもよい。さらに、第１洗浄液と第２洗浄液とが混合された状態で基板に供給されるものであってもよい。すなわち、第１洗浄液と第２洗浄液とが同一の回収槽に回収されるものであれば何でもよい。
【００１４】
また、請求項１に係る洗浄液の分離再利用装置では、回収機構によって回収槽に回収された第１洗浄液および第２洗浄液が、これらの比重の差により回収槽内で上下に分離された後、下部の第１洗浄液は送出機構によって送り出され、上部の第２洗浄液は排液機構によって排出される。これにより、回収された第１洗浄液を確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
さらに、回収槽において上下に分離された第１洗浄液と第２洗浄液との境界液面（＝第１洗浄液の液面）にフロートが位置することになり、したがって、このフロートの上下位置をフロート検出機構が検出することで、第１洗浄液の液面を正確に検出できる。
また、回収槽の底部に送出配管が接続され、この送出配管の途中部には送出バルブが介装されている。そして、送出バルブ制御部は、基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングで、たとえば、基板洗浄装置によってある基板の洗浄が終了してから次の基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミングで、あるいは、ある１ロット分（たとえば、５０枚）の基板の洗浄が終了してから次のロットの基板洗浄が開始されるまでの間のタイミングで、送出バルブを開成する。そして、回収槽内の第１洗浄液の液面が低下していき、該液面が低く（所定の設定位置以下）なった場合に、送出バルブを閉成する。これにより、回収槽の下部の第１洗浄液が送り出されて、その第１洗浄液の量が減ってきた場合に、再利用すべき第１洗浄液に対して上部にある第２洗浄液が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべき第１洗浄液の純度を上げることができる。
なお、第１洗浄液の液面付近には、その上部にある第２洗浄液が若干混入されていると考えられるので、上記所定の設定位置が回収槽における最下部よりも高い位置に設定されていれば、第１洗浄液の純度をより向上させることができる。
また、回収槽の底部に排液配管が接続され、この排液配管の途中部には排液バルブが介装されている。そして、排液バルブ制御部は、フロートの上下位置（＝第１洗浄液の液面）が低く（所定の設定位置以下）なった場合に、送出バルブを閉成した後に、排液バルブを開成する。これにより、第２洗浄液が再利用すべき第１洗浄液に混入されてしまうことをさらに防止できる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の洗浄液の分離再利用装置において、上記洗浄液再利用手段は、上記送出機構で送り出された第１洗浄液を貯留する貯留槽と、この貯留槽で貯留されている第１洗浄液を上記基板洗浄装置内に供給する供給機構と、上記貯留槽内に新たな第１洗浄液を補充する補充機構と、を含むことを特徴とする洗浄液の分離再利用装置である。
【００１６】
この請求項２に係る洗浄液の分離再利用装置によると、回収槽内の第１洗浄液は、送出機構によって送り出された後、貯留槽に貯留され、補充機構によって新たな第１洗浄液を補充されるとともに、供給機構によって基板洗浄装置内に供給される。これにより、基板の洗浄に十分な量の第１洗浄液を確保しつつ、第１洗浄液を容易な構成で再利用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置およびこの装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムを、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置およびこの装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムの主要部の構成を簡略的に示す側面図である。なお、この基板洗浄装置は、別の両面洗浄装置において、ＣＭＰ処理後のウエハＷの両面をスクラブ洗浄して、比較的大きな異物を除去した後に、主にウエハＷの上面Ｗａ（薄膜形成面）を再度洗浄して比較的微細な異物を除去する装置である。また、この基板洗浄装置に対するウエハＷの搬出または搬入は、図示しない吸着保持するハンドを有するウエハ搬送ロボット等によって適宜行われている。
【００２５】
ここで、まず、基板洗浄装置の構成について説明すると、この基板洗浄装置は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷの中心を通りウエハＷに垂直な回転軸Ｒを中心に回転させるウエハ回転部１０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに第１洗浄液としてのハイドロフルオロエーテル（以下、ＨＦＥという）を供給するＨＦＥ供給部２０と、ウエハ上面Ｗａおよび下面Ｗｂに第２洗浄液としてのふっ酸を供給するふっ酸供給部３０と、ウエハ回転部１０を取り囲むように設けられ、ＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を集める洗浄液集液部４０とからなっている。なお、この一実施形態におけるＨＦＥは、たとえば、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３のものである。
【００２６】
ウエハ回転部１０は、図示しない回転駆動源から回転駆動力を伝達されて回転するスピン軸１１と、このスピン軸１１の上端部に設けられ、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２とからなっている。これらの構成により、ウエハ回転部１０は、ウエハＷを保持しつつ、ウエハＷに垂直なウエハの回転軸Ｒを中心としてウエハＷを回転させることができるようになっている。
【００２７】
また、ＨＦＥ供給部２０は、洗浄液としてのＨＦＥをウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂそれぞれに供給するＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂと、このＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂに連通接続されたＨＦＥ供給パイプ２２と、このＨＦＥ供給パイプ２２の途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ供給バルブ２３と、からなっている。
【００２８】
また、ふっ酸供給部３０は、洗浄液としてのふっ酸をウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂそれぞれに供給するふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂと、このふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂとふっ酸供給源とを連通接続するふっ酸供給パイプ３２と、このふっ酸供給パイプ３２の途中部に介装された開閉可能なふっ酸供給バルブ３３と、からなっている。なお、上述のスピンチャック１２には、図示はしていないが、下側のノズル２１ｂ，３１ｂからウエハＷの下面Ｗｂに供給される洗浄液が通過するための開口部または切欠き部が形成されている。
【００２９】
さらに、洗浄液集液部４０は、スピンチャック１２の側方周囲を取り囲むような環状に形成されて、回転するウエハＷやスピンチャック１２から飛散した洗浄液を集めるためのカップ４１と、このカップ４１の底部に設けられ、カップ４１によって受け止められた洗浄液を下方へ流出させるドレン口４２と、からなっている。
【００３０】
次に、上述の基板洗浄装置に用いられる洗浄液の分離再利用システムの構成について説明する。この洗浄液の分離再利用システムは、上述の洗浄液集液部４０で受け止められた洗浄液を回収し、これらの洗浄液の比重の差を利用してＨＦＥとふっ酸とを分離する洗浄液分離部５０と、この洗浄液分離部５０で分離されたＨＦＥを上記基板洗浄装置におけるウエハＷの洗浄に再度利用させる洗浄液再利用部６０とからなっている。
【００３１】
洗浄液分離部５０は、上述の洗浄液集液部４０のドレン口４２に接続されて下方に向けて延設され、上述の基板洗浄装置においてウエハＷの洗浄に用いられたＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を回収する回収管５１と、この回収管５１によって回収されたＨＦＥやふっ酸などの洗浄液を貯留する回収タンク５２と、この回収タンク５２内の洗浄液のうち、回収タンク５２の下部に貯留されているＨＦＥを送り出すＨＦＥ送出機構５３と、この回収タンク５２内の洗浄液のうち、回収タンク５２の上部に貯留されているふっ酸を排液するふっ酸排液機構５４と、からなっている。
【００３２】
ここで、ＨＦＥ送出機構５３には、さらに、回収タンク５２の底部に接続されてＨＦＥが送出されるＨＦＥ送出管５３ａと、このＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装された開閉可能なＨＦＥ送出バルブ５３ｂと、ＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装されて、ＨＦＥ送出管５３ａ内のＨＦＥを圧送するＨＦＥ送出ポンプ５３ｃと、ＨＦＥ送出管５３ａの途中部に介装されて、ＨＦＥ送出管５３ａ内のＨＦＥ中の異物を除去して浄化するためのフィルター５３ｄとが設けられている。
【００３３】
さらに、ふっ酸排液機構５４には、回収タンク５２の底部から下方に延びるように接続されてふっ酸が排出されるふっ酸排液管５４ａと、このふっ酸排液管５４ａの途中部に介装された開閉可能なふっ酸排液バルブ５４ｂとが設けられている。
【００３４】
さらに、洗浄液分離部５０には、回収タンク５２の側面の上部および下部に両端が接続され、該側面に沿って延びるＵ字状のフロートパイプ５５と、このフロートパイプ５５内に設けられ、ＨＦＥよりも比重が小さくふっ酸よりも比重の大きい球状の液面検出フロート５６と、この液面検出フロート５６の上下位置を検出するフロート検出センサ５７とが設けられている。なお、フロート検出センサ５７には、多数の検出子５７ａが鉛直線上に配列されており、液面検出フロート５６がいずれの上下位置にあっても、その上下位置を検出できるようになっている。
【００３５】
なお、フロート検出センサ５７は、たとえば、フロートパイプ５５を挟んで配置された発光部と受光部とを有する透過式の光学センサであって、発光部からの光がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で遮光されて受光部に到達しなかったか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。あるいは、たとえば、フロートパイプ５５に近接して配置された発光部と受光部とを有する反射式の光学センサであって、発光部からの光がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で反射して受光部に到達したか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。さらに、たとえば、フロートパイプ５５を挟んで配置された発振部と受振部とを有する超音波式センサであって、発振部からの超音波振動がフロートパイプ５５内の液面検出フロート５６で遮断されて受振部に到達しなかったか否かを検出することで、液面検出フロート５６の上下位置を検出するものであってもよい。
【００３６】
また、回収タンク５２内にＨＦＥおよびふっ酸が貯留されると、これらの洗浄液の比重の関係で、上部にはふっ酸（比重１．００）、下部にはＨＦＥ（比重１．５２）という形態で分離される。そして、液面検出フロート５６は、ＨＦＥの比重とふっ酸の比重との間の比重値（たとえば、比重１．３）を持つように設定されている。このため、液面検出フロート５６は、ＨＦＥとふっ酸の境界液面Ｌ（以下、ＨＦＥの液面Ｌという）の高さに位置する状態となる。したがって、フロート検出センサ５７によって、液面検出フロート５６の上下位置、すなわち、ＨＦＥの液面Ｌを検出することができる。
【００３７】
次に、洗浄液再利用部６０は、上述のＨＦＥ送出機構５３によって送り出されたＨＦＥを貯留する貯留タンク６１と、この貯留タンク６１に貯留されたＨＦＥを基板洗浄装置内に供給するＨＦＥ供給機構６２と、貯留タンク６１内に未使用の新たなＨＦＥ（以下、ＨＦＥ新液という）を補充するためのＨＦＥ補充機構６３とからなっている。
【００３８】
さらに、ＨＦＥ供給機構６２は、上記ＨＦＥ供給パイプ２２に連通接続されたＨＦＥ供給路６２ａと、このＨＦＥ供給路６２ａの途中部に介装されて貯留タンク６１内のＨＦＥを基板洗浄装置のＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂに向けて圧送供給するＨＦＥ供給ポンプ６２ｂとが設けられている。
【００３９】
また、ＨＦＥ補充機構６３には、補充用のＨＦＥ新液を貯留する新液タンク６３ａと、この新液タンク６３ａの底部に接続されてＨＦＥ新液を貯留タンク６１に向けて送出する新液補充管６３ｂと、新液補充管６３ｂの途中部に介装されて、新液補充管６３ｂ内のＨＦＥ新液を圧送する新液補充ポンプ６３ｃと、この新液補充管６３ｂの途中部に介装された開閉可能な新液補充バルブ６３ｄとが設けられている。
【００４０】
ここで、次に、以上のような構成を有する基板洗浄装置および洗浄液の分離再利用システムによる洗浄処理および洗浄液の分離再利用の動作（分離再利用方法）について説明する。
【００４１】
まず、図示しないウエハ搬送ロボットによって、予め両面が予備洗浄されたウエハＷが基板洗浄装置内に搬入され、スピンチャック１２の上に載置されて複数の保持ピン１２ａに保持される。次に、ウエハＷを保持したスピンチャック１２が図示しない回転駆動源によって高速で回転されて、ウエハＷが回転軸Ｒを中心に回転される。そして、まず、ふっ酸供給バルブ３３が開成されて、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂより洗浄液としてのＨＦＥがウエハＷに供給され、ふっ酸によるウエハＷの洗浄が行われる。
【００４２】
そして、所定時間の経過後、ふっ酸供給バルブ３３が閉成されて、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂからのふっ酸の供給が停止させられると、次に、ＨＦＥ供給バルブ２３が開成されて、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂより洗浄液としてのＨＦＥのウエハＷへの供給が開始され、ＨＦＥによるウエハＷの洗浄が開始される。
【００４３】
そして、所定時間の経過後、ＨＦＥ供給バルブ２３が閉成されて、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂからのＨＦＥの供給が停止させられる。以上により、ウエハＷに対して、ふっ酸、ＨＦＥの順に洗浄液が供給され、それぞれのウエハＷに対する洗浄処理が行われる。なおここで、ふっ酸によるウエハＷの洗浄とＨＦＥによるウエハＷの洗浄との間において、純水などのリンス液によるウエハＷの洗浄を行うようにしてもよい。
【００４４】
その後、ウエハ回転部１０によるウエハＷの回転がさらに高速となってしばらく継続され、ウエハＷ表面の水分が乾燥させられる。そして、所定時間の経過後、このウエハＷの回転が停止され、図示しないウエハ搬送ロボットによってウエハＷが基板洗浄装置から搬出されて、１枚のウエハＷに対するこの基板処理装置での洗浄処理が終了する。
【００４５】
ここで、この基板処理装置での洗浄処理中において、ウエハＷの洗浄に用いられたふっ酸およびＨＦＥは、洗浄液集液部４０のドレン口４２から回収管５１内を流下して、回収タンク５２内に貯留される。ここで、上述したように、この回収タンク５２内においては、比重の作用で、ふっ酸が上部に、ＨＦＥが下部にそれぞれ分離される。この際、ふっ酸とＨＦＥとの中間の比重を持つ液面検出フロート５６は、ＨＦＥの液面Ｌの高さにある。
【００４６】
そして、基板洗浄装置によってあるウエハＷの洗浄が終了してから次のウエハＷの洗浄が開始されるまでの間のタイミング（以下、基板間のタイミングという）で、あるいは、ある１ロット分のウエハＷ（たとえば、５０枚）の洗浄が終了してから次のロットのウエハＷの洗浄が開始されるまでの間のタイミング（以下、ロット間のタイミングという）で、回収タンク５２内に貯留されているふっ酸およびＨＦＥの分離処理（洗浄液分離工程）が行われる。
【００４７】
このＨＦＥの分離処理を説明すると、まず、制御部７０は、基板間あるいはロット間のタイミングで、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂから洗浄液が供給されていないこと、すなわち、ＨＦＥ供給バルブ２３およびふっ酸供給バルブ３３が開成されていないことを確認した上で、ＨＦＥ送出管５３ａに介装されたＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを作動させつつ、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成する。これにより、回収タンク５２の下部に貯留されているＨＦＥが順次、ＨＦＥ送出管５３ａ内を通過して貯留タンク６１内に送り出される。
【００４８】
そして、回収タンク５２内のＨＦＥの液面Ｌ（＝液面検出フロート５６の上下位置）が低下していき、その液面Ｌが予め定められた所定の高さＨ（所定の設定位置）に達したことをフロート検出センサ５７が読み取ると、制御部７０は、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを停止させ、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。これにより、回収タンク５２の下部に貯留されていたＨＦＥがほぼ全て、貯留タンク６１内に送り出されることになる。
【００４９】
なお、上記所定の高さＨは、回収タンク５２における最下部に設定してもよいが、ＨＦＥの液面Ｌの直下付近は、その上部にあるふっ酸が若干混入されていると考えられるので、上記所定の高さＨを回収タンク５２における最下部よりも少しだけ高い位置に設定するのが好ましい。この方が、分離されたＨＦＥの純度をより向上させることができる。
【００５０】
次に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂが閉成された後、制御部７０は、ふっ酸排液管５４ａに介装されたふっ酸排液バルブ５４ｂを開成する。これにより、回収タンク５２に残留しているふっ酸が順次、ふっ酸排液管５４ａ内を流下して排出される。そして、十分な時間経過後、制御部７０は、ふっ酸排液バルブ５４ｂを閉成し、これにより、回収タンク５２に残留していたふっ酸が全て排液されることになる。
【００５１】
さらに、上記ＨＦＥの分離処理により貯留タンク６１内に貯留されたＨＦＥは、基板洗浄処理装置におけるウエハＷの洗浄に再利用される（洗浄液再利用工程）。すなわち、基板洗浄装置内にウエハＷが搬入された後の所定のタイミングで、制御部７０は、ＨＦＥ供給ポンプ６２ｂを作動させつつ、ＨＦＥ供給バルブ２３を開成し、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂからウエハＷに対してＨＦＥの供給が開始される。そして、所定時間の経過後、制御部７０は、ＨＦＥ供給ポンプ６２ｂを停止させ、ＨＦＥ供給バルブ２３を閉成して、ウエハＷに対するＨＦＥの供給が終了される。
【００５２】
なお、貯留タンク６１内においては、予め貯留されていたＨＦＥに対して、ＨＦＥ送出管５３ａからのＨＦＥが混入され、再利用されることになる。またさらに、貯留タンク６１内のＨＦＥの液量が少ない場合には、制御部７０は、新液補充ポンプ６３ｃを作動させつつ、新液補充バルブ６３ｄを開成する。これにより、ＨＦＥが順次、新液補充管６３ｂ内を通過して貯留タンク６１内に補充される。そして、新液タンク６３ａ内のＨＦＥの液量が十分な量になった場合に、制御部７０は、新液補充ポンプ６３ｃを停止させ、新液補充バルブ６３ｄを閉成する。
【００５３】
<本実施形態の効果>
【００５４】
以上のようなこの一実施形態の洗浄液の分離再利用システムおよび分離再利用方法によれば、第１洗浄液としてのＨＦＥは、比重の差によって第２洗浄液としてのふっ酸と分離されてウエハＷの洗浄に再利用される。このため、ＨＦＥを確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制できる。また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、また、その廃棄処理のコストも軽減できる。
【００５５】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、洗浄液分離部５０の回収管５１によって回収タンク５２に回収されたＨＦＥおよびふっ酸が、これらの比重の差により回収タンク５２内で上下に分離された後、下部のＨＦＥはＨＦＥ送出機構５３によって送り出され、上部のふっ酸はふっ酸排液機構５４によって排出される。これにより、回収されたＨＦＥを確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
【００５６】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２内のＨＦＥは、ＨＦＥ送出機構５３によって送り出された後、洗浄液再利用部６０の貯留タンク６１に貯留され、ＨＦＥ補充機構６３によってＨＦＥ新液を補充されるとともに、ＨＦＥ供給機構６２によって基板洗浄装置内のＨＦＥ供給部２０へと供給される。これにより、ウエハＷの洗浄に十分な量のＨＦＥを確保しつつ、ＨＦＥを容易な構成で再利用することができる。
【００５７】
さらに、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２において上下に分離されたＨＦＥの液面Ｌに液面検出フロート５６が位置することになり、したがって、この液面検出フロート５６の上下位置をフロート検出センサ５７が検出することで、ＨＦＥの液面を正確に検出できる。
【００５８】
また、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２の底部にＨＦＥ送出管５３ａが接続され、このＨＦＥ送出管５３ａの途中部にはＨＦＥ送出バルブ５３ｂが介装されている。そして、制御部７０は、基板洗浄装置におけるウエハＷの洗浄が行われていない所定のタイミングで、たとえば、上述の基板間あるいはロット間のタイミングで、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成する。そして、回収タンク５２内のＨＦＥの液面Ｌが低下していき、所定の高さＨ以下になった場合に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。これにより、回収タンク５２の下部のＨＦＥが送り出されて、その量が減ってきた場合に、再利用すべきＨＦＥに対して上部にあるふっ酸が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべきＨＦＥの純度を上げることができる。
【００５９】
さらにまた、この一実施形態の洗浄液の分離再利用システムによれば、回収タンク５２の底部にふっ酸排液管５４ａが接続され、このふっ酸排液管５４ａの途中部にはふっ酸排液バルブ５４ｂが介装されている。そして、制御部７０は、液面検出フロート５６の上下位置（＝ＨＦＥの液面Ｌ）が所定の高さＨ以下になった場合に、ＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成した後に、ふっ酸排液バルブ５４ｂを開成する。これにより、ふっ酸が再利用すべきＨＦＥに混入されてしまうことをさらに防止できる。
【００６０】
<他の実施形態>
【００６１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ウエハＷに対して、ふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂから第２洗浄液としてのふっ酸が供給された後に、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂから第１洗浄液としてのＨＦＥが供給されているが、この供給順序は逆であってもよいし、あるいは、同時であってもよい。また、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂが同一のノズルで兼用されてもよい。この同一のノズルで兼用される場合において、ＨＦＥおよびふっ酸が混合されて供給されるものであってもよい。すなわち、ＨＦＥとふっ酸とが最終的に１つの回収タンク５２に回収されるものであればよい。
【００６２】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第１洗浄液として、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３のＨＦＥが用いられているが、たとえば、構造式がＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ３のもの（比重１．４３）であってもよい。なお、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）とは、エーテル類の水素原子の一部が弗素原子で置換され、塩素原子を含まない弗素化エーテルのことをさす。
【００６３】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第１洗浄液は、ＨＦＥのみで構成されていたが、ＨＦＥを含む洗浄液なら何でもよい。たとえば、ＨＦＥに対して、ＩＰＡ、エタノール、メタノール、ｎ−酢酸ブチル、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、アセトンまたはTrans-1,2-ジクロロエチレン等の有機溶剤が混合されたものでもよい。具体的には、ＨＦＥとＩＰＡとが９５：５の比率で混合された混合液（比重１．４４）、ＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとが５０：５０の比率で混合された混合液（比重１．３７）、およびＨＦＥとTrans-1,2-ジクロロエチレンとエタノールが５２．７：４４．６：２．７の比率で混合された混合液（比重１．３３）などがある。この場合、これらの有機溶剤はＨＦＥに溶解するので、洗浄液分離部５０で分離されて洗浄液再利用部６０で再利用された第１洗浄液には、ＨＦＥ新液と同様に有機溶剤が含まれている。このため、第１洗浄液中のＨＦＥおよび有機溶剤の濃度が変化することがない。
【００６４】
上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、第２洗浄液は、ふっ酸で構成されていたが、第１洗浄液よりも比重の小さい洗浄液なら何でもよい。たとえば、第２洗浄液は、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢酸などの無機酸、アンモニアなどの無機アルカリ、蓚酸やクエン酸などの有機酸、ＴＭＡＨなどの有機アルカリ、界面活性剤、または純水等であってもよい。また、これらの第２洗浄液は、ＨＦＥに対して溶解しにくいので、第１洗浄液に対してさらに確実に分離させることができる。
【００６５】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ＨＦＥやふっ酸などの洗浄液をウエハＷに供給するのみであるが、たとえば、さらに、これらの洗浄液の供給と同時に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）からなるスポンジブラシをウエハＷに押し付けつつ自転させてスクラブ洗浄するようにしてもよい。あるいは、さらに、これらの洗浄液に超音波振動を付与して、ウエハＷ表面を超音波洗浄するようにしてもよい。これにより、基板の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ＨＦＥノズル２１ａ，２１ｂおよびふっ酸ノズル３１ａ，３１ｂは、ウエハＷの両面Ｗａ，Ｗｂに対応してそれぞれ設けられているが、少なくともウエハＷのいずれか一方の面に対応するノズルが１つ設けられるだけでもよい。
【００６７】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ウエハ回転機構１０は、上面に設けられた複数の保持ピン１２ａによりウエハＷを下面Ｗｂ側から保持するスピンチャック１２によって、ウエハＷを保持しつつ回転させるようにしていたが、ウエハＷの下面Ｗｂを吸着保持しつつウエハＷを回転させるスピンチャックであってもよい。
【００６８】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置において、ウエハ回転機構１０は、ウエハＷの周縁部の端面に当接しつつウエハＷの回転軸Ｒに平行な軸を中心に回転する少なくとも３つのローラピンのようなものであってもよい。これによれば、、ウエハ両面（ＷａおよびＷｂ）の全域を良好に超音波洗浄できる。
【００６９】
さらに、上述した一実施形態の基板洗浄装置は、ウエハＷを１枚ずつ洗浄する装置であるが、基板を洗浄する基板洗浄装置であれば何でもよく、たとえば、ウエハＷをキャリアに収容した状態で複数枚ずつ（たとえば、２５枚または５０枚ずつ）一括して洗浄する装置であってもよい。この場合、上述の基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングとは、たとえば、基板洗浄装置によってあるキャリア単位での基板の洗浄が終了してから次のキャリア単位での基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミング、あるいは、ある１ロット分（たとえば、５０キャリア）のキャリア単位での基板の洗浄が終了してから次のロットのキャリア単位での基板の洗浄が開始されるまでの間のタイミングである。
【００７０】
また、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、ＣＭＰ処理後のウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、本発明は、広く、ウエハＷを洗浄するものに対して適用することができる。
【００７１】
さらに、上述した一実施形態の基板洗浄装置においては、半導体ウエハＷを洗浄する場合について説明しているが、本発明は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような他の各種の基板の洗浄に対して広く適用することができる。また、その基板の形状についても、上述した一実施形態の円形基板の他、正方形や長方形の角型基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００７２】
次に、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいて、洗浄液分離部５０の液面検出フロート５６は、ＨＦＥの液面Ｌを検出するためのものだけが設けられているが、さらに、回収タンク５２の上部に存在するふっ酸の液面を検出するための別のフロートを設けてもよい。この場合、このふっ酸液面検出用のフロートの比重は第２洗浄液としてのふっ酸よりもさらに小さい比重を有するものである。これにより、たとえば、回収タンク５２内で洗浄液が満杯になっていることを検出して、制御部７０によってＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを作動しＨＦＥ送出バルブ５３ｂを開成して、上述のＨＦＥの分離処理を開始させることができ、回収タンク５２からのオーバーフローを防止することができる。あるいは、ふっ酸の排液時に、ふっ酸の液面が上述の高さＨ以下になったことを検出して、制御部７０によってふっ酸排液バルブ５４ｂを閉成し、ふっ酸排液を停止させることもできる。
【００７３】
また、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいては、フロート検出センサ５７には、多数の検出子５７ａが鉛直線上に配列されており、液面検出フロート５６がいずれの上下位置にあっても、その上下位置を検出できるようになっているが、たとえば、フロート検出センサ５７の検出子５７ａを１つにして、その上下位置が上記所定の高さＨに等しくなるように１つの検出子５７ａを設置するだけでもよい。この場合、ＨＦＥの液面Ｌが下降して液面検出フロート５６が上記所定の高さＨに差し掛かった際に、制御部７０は、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃを停止させＨＦＥ送出バルブ５３ｂを閉成する。
【００７４】
また、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいて、ふっ酸排液機構５４は、下方に延びるふっ酸排液管５４ａによる自然流下作用を利用して、ふっ酸を排液しているが、ＨＦＥ送出機構５３のＨＦＥ送出ポンプ５３ｃと同様なポンプによってふっ酸を圧送して排液するものであってもよい。あるいは逆に、ＨＦＥ送出機構５３をふっ酸排液機構５４と同様に構成して、ＨＦＥ送出ポンプ５３ｃをなくし、下方に延びるＨＦＥ送出管５３ａによる自然流下作用によってＨＦＥを送出してもよい。
【００７５】
さらに、上述した一実施形態の洗浄液の分離再利用システムにおいては、回収タンク５２に回収されたＨＦＥおよびふっ酸のうち、回収タンク５２上部のふっ酸はふっ酸排液機構５４によって排出されるようになっているが、ＨＦＥと同様に、基板洗浄装置における基板の洗浄にふっ酸を再利用してもよい。すなわち、ＨＦＥ送出機構５３と同様の送出機構によって回収タンク５２からふっ酸を送出し、貯留タンク６１と同様のタンク（ふっ酸タンク）にふっ酸を貯留して、ＨＦＥ供給機構６２と同様の供給機構によって、基板洗浄装置内のふっ酸供給部３０に供給して再利用してもよい。また、この場合、ＨＦＥ補充機構６３と同様の補充機構によって、上記ふっ酸タンクにふっ酸新液を補充するのが好ましい。これにより、ＨＦＥに加えて、回収されたふっ酸をも確実に分離して再利用可能な形態とすることができる。
【００７６】
また、以上に記載したすべての実施形態を任意に組み合わせて実施することが可能である。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明の洗浄液の分離再利用装置によると、ＨＦＥを含む第１洗浄液を確実に再利用でき、従来のように使い捨てられる頻度が少ないので、その洗浄液自体のコストを低下させることができるとともに、地球環境の破壊を抑制でき、また、たとえ複数回再利用された後に最終的にＨＦＥを含む第１洗浄液を廃棄する場合であっても、ＨＦＥは無毒でありオゾン破壊係数が０であることから、さらに地球環境にやさしく、さらに、その廃棄処理のコストも軽減できるという効果を奏する。
【００７８】
また、フロートの上下位置をフロート検出機構が検出することで、第１洗浄液の液面を正確に検出できるという効果を奏する。
さらに、回収槽の下部の第１洗浄液が送り出されて、その第１洗浄液の量が減ってきた場合に、再利用すべき第１洗浄液に対して上部にある第２洗浄液が混入されてしまうことを防止でき、再利用すべき第１洗浄液の純度を上げることができるという効果を奏する。
【００７９】
請求項２に係る発明の分離再利用装置によると、基板の洗浄に十分な量の第１洗浄液を確保しつつ、第１洗浄液を容易な構成で再利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置および洗浄液の分離再利用システムの構成を簡略的に示す側面図である。
【符号の説明】
１０ ウエハ回転機構
１１ スピン軸
１２ スピンチャック
１２ａ 保持ピン
２０ ＨＦＥ供給部
２１ａ，２１ｂ ＨＦＥノズル
２２ ＨＦＥ供給パイプ
２３ ＨＦＥ供給バルブ
３０ ふっ酸供給部
３１ａ，３１ｂ ふっ酸ノズル
３２ ふっ酸供給パイプ
３３ ふっ酸供給バルブ
４０ 洗浄液集液部
４１ カップ
４２ ドレン口
５０ 洗浄液分離部（洗浄液分離手段）
５１ 回収管（回収機構）
５２ 回収タンク（回収槽）
５３ ＨＦＥ送出機構（送出機構）
５３ａ ＨＦＥ送出管（送出配管）
５３ｂ ＨＦＥ送出バルブ（送出バルブ）
５３ｃ ＨＦＥ送出ポンプ
５３ｄ フィルター
５４ ふっ酸排液機構（排液機構）
５４ａ ふっ酸排液管（排液配管）
５４ｂ ふっ酸排液バルブ（排液バルブ）
５５ フロートパイプ
５６ 液面検出フロート（フロート）
５７ フロート検出センサ（フロート検出機構）
５７ａ 検出子
６０ 洗浄液再利用部（洗浄液再利用手段）
６１ 貯留タンク（貯留槽）
６２ ＨＦＥ供給機構（供給機構）
６２ａ ＨＦＥ供給路
６２ｂ ＨＦＥ供給ポンプ
６３ ＨＦＥ補充機構（補充機構）
６３ａ 新液タンク
６３ｂ 新液補充管
６３ｃ 新液補充ポンプ
６３ｄ 新液補充バルブ
７０ 制御部（送出バルブ制御部、排液バルブ制御部）
Ｈ 所定の高さ
Ｌ ＨＦＥの液面
Ｒ ウエハの回転軸
Ｗ ウエハ（基板）
Ｗａ ウエハ上面
Ｗｂ ウエハ下面
Claims (2)
- 複数の洗浄液を用いて基板を洗浄する基板洗浄装置において用いられる洗浄液の分離再利用装置であって、
上記複数の洗浄液は、少なくとも、ハイドロフルオロエーテルを含む第１洗浄液と、この第１洗浄液よりも比重の小さい第２洗浄液とを含み、
これら第１洗浄液と第２洗浄液との比重の差を利用して第１洗浄液と第２洗浄液とを分離する洗浄液分離手段と、
この洗浄液分離手段で分離された第１洗浄液を、上記基板洗浄装置における基板の洗浄に再度利用させる洗浄液再利用手段と、を備え、
上記第２洗浄液は、無機酸、有機酸または純水であって、比重が０．９〜１．１のものであり、
上記洗浄液分離手段は、上記基板洗浄装置において基板の洗浄に用いられた後の第１洗浄液および第２洗浄液を、上記基板洗浄装置での洗浄処理中に回収する回収機構と、この回収機構で回収された第１洗浄液および第２洗浄液を貯留する回収槽と、この回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、回収槽の下部に貯留されている第１洗浄液を送り出す送出機構と、上記回収槽内の第１洗浄液および第２洗浄液のうち、上記回収槽の上部に貯留されている第２洗浄液を排出する排液機構と、上記回収槽に設けられ、第１洗浄液よりも比重が小さくて第２洗浄液よりも比重の大きいフロートと、このフロートの上下位置を検出するフロート検出機構と、を含み、
上記送出機構は、上記回収槽の底部に接続された送出配管と、この送出配管の途中部に介装された送出バルブと、を含み、
上記排液機構は、上記回収槽の底部に接続された排液配管と、この排液配管の途中部に介装された排液バルブと、を含み、
上記基板洗浄装置における基板の洗浄が行われていない所定のタイミングで、上記送出バルブを開成し、上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が、上記回収槽における最下部よりも高い所定の設定位置に達すると、上記送出バルブを閉成する送出バルブ制御部と、
上記フロート検出機構によって検出されたフロートの上下位置が上記所定の設定位置以下になった場合であって、上記送出バルブ制御部によって上記送出バルブが閉成された後に、上記排液バルブを開成する排液バルブ制御部と、をさらに備えることを特徴とする洗浄液の分離再利用装置。 - 上記洗浄液再利用手段は、上記送出機構で送り出された第１洗浄液を貯留する貯留槽と、この貯留槽で貯留されている第１洗浄液を上記基板洗浄装置内に供給する供給機構と、上記貯留槽内に新たな第１洗浄液を補充する補充機構と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の洗浄液の分離再利用装置。
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