JP4475781B2 - 基板処理装置 - 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、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）を処理液により表面処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば、図９に示すようなものがある。この装置は、純水と所望の薬液とを混合することで生成される複数種類の処理液、または、純水のみからなる処理液を、順次に切り換えて処理槽１００に供給し、この処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬してこの基板Ｗに表面処理を施すものである。具体的には、処理槽１００に連通接続された処理液供給ライン１１０にインラインミキシングバルブ１２０が設けられており、このインラインミキシングバルブ１２０に所望の薬液を注入し、所定濃度に調整した処理液を処理槽１００に供給し、この処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬してこの基板Ｗを表面処理するようにしている。
【０００３】
また、この装置は、処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬して表面処理した後に、基板Ｗを処理液から引き上げるように構成されている。処理槽１００の処理液液面に粉塵（パーティクル）が浮遊していると、基板Ｗの引き上げ時にこのパーティクルが基板に対して付着するので好ましくない。従って、従来装置では、処理液液面に浮遊するパーティクル及び表面処理によって発生する汚染物質を排出するために、オーバーフロー方式で基板処理を施している。すなわち、基板Ｗの表面処理中には、処理槽１００の底部から処理液が供給され、処理槽１００の上部から溢れ出る処理液をオーバーフロー槽１３０を介して排出するようにして、基板Ｗを処理液内に浸漬して表面処理を施している。このオーバーフロー槽１３０から排出される処理液とともに処理槽１００内の処理液液面に浮遊するパーティクル及び汚染物質が効率よく排出される。
【０００４】
ところで、この種の基板処理装置では、複数種類の薬液（処理液）で順次に基板を処理する場合がある。このような場合、例えば、薬液Ａ、純水（処理液の１つ）、薬液Ｂ（薬液Ａと異なる薬液）、純水、薬液Ｃ（薬液Ａ，Ｂと異なる薬液）、純水、…の順で処理される。各処理液による基板処理はオーバーフロー方式で行われる。
【０００５】
このような各処理液を個別の処理槽で行う場合には、各処理液での基板処理後に次の処理液で基板処理を行うために異なる処理槽の間で基板を搬送しなければならず、この搬送の際に、基板と大気とが接触して大気内に浮遊するパーティクルが基板に付着するという不都合があった。
【０００６】
そこで、この装置は、このような各処理液による基板処理を単一の処理槽１００で行い、基板Ｗと大気とが接触しないように処理槽１００内の処理液を、ある処理液（第１処理液とする）から次の処理液（第２処理液とする）に置換するように構成されている。
【０００７】
なお、処理槽１００からオーバーフロー槽１３０を介して排出された処理液は、工場レベルの大掛かりな廃液処理設備２００に送出される。廃液処理設備２００は、この処理槽１００から排出された処理液を廃液処理して原料水（１次純水）を得ている。そして、工場レベルの大掛かりな純水処理設備２１０によって、廃液処理設備２００からの１次純水を処理して超純水を得ている。このようにして得られた超純水は、インラインミキシングバルブ１２０へ供給されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬して表面処理する際には、基板Ｗを表面処理するために使用される処理液が、処理槽１００の底部から供給され、処理槽１００の上部から溢れ出すように排出されて廃液されるようになっているので、処理液の使用量が非常に多いという問題がある。
【０００９】
また、処理槽１００内の第１処理液を第２処理液に置換する際には、第２処理液を処理槽１００の底部から供給し、処理槽１００内の第１処理液を処理槽１００の上部から溢れ出すように排出させて廃液するようにして置換しているので、処理槽１００内の処理液が第１処理液から第２処理液に完全に置換されるまでの第２処理液の使用量（供給量）は、例えば、処理槽１００の容量の３〜１０倍程度が必要であり、処理槽１００内の処理液の置換にも処理液の使用量が非常に多くなってしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、処理液の使用量を低減できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の基板処理装置は、処理液により基板を表面処理するための処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部の処理液を排出する排出管と、前記排出管で排出された処理液から純水を生成する純水生成手段と、前記純水生成手段で生成された純水を出力する第１純水出力管と、前記第１純水出力管からの純水を前記処理部に供給する供給管とを有し、前記処理部から排出された処理液から純水を生成して当該処理部に純水を供給するための純水循環路と、前記純水生成手段で生成された純水を前記第１純水出力管とは別に出力する第２純水出力管と、前記第２純水出力管に連通され且つ当該第２純水出力管からの純水から電解イオン水を生成する電解イオン水生成手段と、前記電解イオン水生成手段で生成された電解イオン水にガスを溶解させるガス溶解手段とを有し、前記ガス溶解手段でガスが電解イオン水に溶解された処理液を前記供給管を通じて前記処理部に供給するための処理液循環路と、前記純水循環路及び前記処理液循環路とは別の循環路であって、前記処理部から前記排出管を介して排出される処理液または純水を前記供給管を通じて再び前記処理部に供給するように循環させるための再供給循環路と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記電解イオン水生成手段は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する生成部と、前記生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方を前記ガス溶解手段に供給するよう切り換える切り替え部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
処理部は、処理液により基板を表面処理する。純水生成手段は、処理部から排出された処理液から純水を生成する。純水循環路は、処理部から排出された処理液を純水生成手段に供給しこの純水生成手段からの純水を処理部に供給するように循環させる。したがって、処理部から排出される処理液は、廃液処分されるのではなく再利用されることになるので、処理液の使用量が低減される。
【００１７】
さらに、再供給循環路は、前述の純水生成手段を介装した純水循環路とは別の経路であって、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように循環させる。したがって、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように再供給循環路によって循環させているので、処理液または純水の利用回数（有効活用率）が増加されることになり、処理液または純水の使用量がさらに低減される。
【００１８】
さらに、ガス溶解手段は、処理部に供給される処理液にガスを溶解する。したがって、処理部に供給される処理液にガスが溶解されることで所望の処理液が生成され、この生成された所望の処理液でもって基板が表面処理される。
【００１９】
さらに、電解イオン水生成手段は、純水生成手段で生成された純水から電解イオン水を生成してガス溶解手段に供給する。ガス溶解手段は、電解イオン水にガスを溶解する。したがって、電解イオン水にガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨ（水素イオン指数）とを調整でき、処理に適した処理液が得られる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、生成部は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する。切り替え部は、生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方をガス溶解手段に供給するよう切り換える。ガス溶解手段は、供給される水素水または酸素水のいずれか一方にガスを溶解して処理部に供給する。したがって、水素水または酸素水にガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとが酸あるいはアルカリ処理に適するように調整された処理液が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本実施例に係る基板処理装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
この基板処理装置は、大きく分けて、基板Ｗを処理液に浸漬してこの基板Ｗを表面処理するための処理槽１と、この処理槽１から排出された処理液から純水を生成する純水生成部２と、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるための第１の循環路３と、処理槽１に処理液を供給するための処理液供給系４となどから構成されている。なお、上述した処理槽１が本発明における処理部に相当する。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００２３】
処理槽１の底部には、処理液注入管１１が取り付けられている。処理液注入管１１は、先端部が閉塞され、側面に多数の処理液噴出孔１２が並設されていて、基端部から導入される処理液（後述する所望のガスを純水に溶解させた溶液、あるいは純水のみ）が各処理液噴出孔１２から噴出される。各処理液噴出孔１２が処理槽１内に臨むように処理液注入管１１は処理槽１に取り付けられ、処理液注入管１１の各処理液噴出孔１２から処理槽１内に処理液が供給される。これにより、処理槽１の底部から処理液を供給することに伴い、処理槽１内の余分な処理液を槽上部から溢れ出させて排出させる。処理槽１の外周上部には、処理槽１の上部から溢れ出て排出される処理液を回収するためのオーバーフロー槽１３が設けられている。
【００２４】
オーバーフロー槽１３の底部には、処理液を排出するための処理液排出管１４が接続されている。この処理液排出管１４の下流側には、第１の分岐管１５が接続されている。第１の分岐管１５は、オーバーフロー槽１３からの処理液を２つの経路に分岐して出力するものである。第１の分岐管１５の一方の出力側には第１の排出管１６が接続され、第１の分岐管１５の他方の出力側には第２の排出管１７が接続されている。また、第１の排出管１６には、この第１の排出管１６を開閉する第１のバルブ１８が設けられている。第２の排出管１７には、この第２の排出管１７を開閉する第２のバルブ１９が設けられている。
【００２５】
純水生成部２は、第１の排出管１６の下流側に接続されており、この第１の排出管１６からの処理液あるいは供給される原料水（１次純水）から超純水を生成する。ここで、この純水生成部２の構成について、図２を用いてもう少し具体的に説明する。図２は、本発明の実施例に係る純水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
処理槽１からオーバーフローされて排出された処理液、すなわち、第１の排出管１６からの処理液には、Ｏ3 水（オゾン水）や、僅かの酸あるいはアルカリなどが含まれている。純水生成部２は、このような処理液から超純水を生成するように構成されており、具体的には、貯留槽２１と、ＵＶ（紫外線）光オゾン処理部２２と、脱酸脱アルカリモジュール２３と、脱イオンモジュール２４とを備えている。また、貯留槽２１の処理液を圧送するポンプ２６及びフィルタ２７を備えている。なお、貯留槽２１は大気圧の窒素パージ槽である。
【００２７】
貯留槽２１は、処理槽１からの処理液、すなわち、第１の排出管１６からの処理液を所定量貯留する。ＵＶ光オゾン処理部２２は、貯留槽２１からの処理液にＵＶ光を照射することで、この処理液中に含まれるオゾンを分解させてこの処理液からＯ3 ガス（オゾンガス）を排出除去する。なお、この処理液のうちでゴミなどを含む不要な溶液は、廃液バルブ２２ａから必要に応じて排出される。
【００２８】
脱酸脱アルカリモジュール２３は、例えば、イオン交換樹脂などで構成されており、入力される処理液に存在するカチオン（陽イオン）を吸収除去するカチオン用交換樹脂２３ａと、入力される処理液に存在するアニオン（陰イオン）を吸収除去するアニオン用交換樹脂２３ｂとを備えている。脱酸脱アルカリモジュール２３は、ＵＶ光オゾン処理部２２でオゾン除去などの処理が施された処理液を脱酸脱アルカリ処理して出力する。なお、脱酸脱アルカリ処理された酸あるいはアルカリを含む不要な溶液は、廃液バルブ２３ｃ，２３ｄから必要に応じて排出される。
【００２９】
脱イオンモジュール２４は、例えば、イオン交換樹脂などで構成されており、入力される処理液に存在するカチオンを吸収除去するカチオン用交換樹脂２４ａと、入力される処理液に存在するアニオンを吸収除去するアニオン用交換樹脂２４ｂとを備えている。脱イオンモジュール２４は、脱酸脱アルカリモジュール２３からの処理液に含まれる微量のイオンを除去して出力する。なお、脱イオン処理された微量のイオンを含む不要な溶液は、廃液バルブ２４ｃ，２４ｄから必要に応じて排出される。
【００３０】
なお、脱イオンモジュール２４の入力側には、外部から原料水（一次純水）の供給を受けれるように原料水供給バルブ２５も備えられている。この原料水供給バルブ２５からは、本実施例装置で使用するための初期使用分の純水が供給されたり、ＵＶ光オゾン処理部２２や脱酸脱アルカリモジュール２３や脱イオンモジュール２４で排液された排液分や蒸発分などの不足分を補充するように一次純水の供給が受けれるようになっている。なお、上述した純水生成部２が本発明における純水生成手段に相当する。
【００３１】
図１に戻って、純水生成部２の出力側には、第２の分岐管３１が接続されており、上述したように純水生成部２で生成された純水は第２の分岐管３１によって２つの経路に分岐されて出力される。第２の分岐管３１の一方の出力側には第１の純水出力管３２が接続され、第２の分岐管３１の他方の出力側には第２の純水出力管３３が接続されている。また、第１の純水出力管３２には、この第１の純水出力管３２を開閉する第３のバルブ３４が設けられている。第２の純水出力管３３には、この第２の純水出力管３３を開閉する第４のバルブ３５が設けられている。第２の純水出力管３３には、電解イオン水生成部５が接続されている。
【００３２】
第１の純水出力管３２の出力側は、四方コック３６の第１入力口３６ａに接続されている。四方コック３６の第２入力口３６ｂは、電解イオン水生成部５からの酸素水出力管３７に接続されており、四方コック３６の第３入力口３６ｃは、電解イオン水生成部５からの水素水出力管３８に接続されている。四方コック３６の出力口３６ｄは出力管３９に接続されている。このように、四方コック３６は、第１〜第３入力口３６ａ〜３６ｃから供給される溶液のうちで選択指示に応じた入力口の溶液を出力口３６ｄから選択出力するものである。
【００３３】
出力管３９には、この出力管３９を開閉する第５のバルブ４０が設けられている。第５のバルブ４０は、第３の分岐管４２の一方の入力側に接続されている。第３の分岐管４２の出力側には、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解する溶解モジュール６が接続されている。
【００３４】
溶解モジュール６には、複数種類のガスの中から所望のガスが供給されるように、第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎが接続されている。各第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎは、それぞれのガス供給源からのガスが供給されるガス供給管６２と、ガス供給管６２中のガスの通過流量を調整するガス流量調節部６３と、ガス供給管６２を開閉するためのガス供給バルブ６４とを備えている。
【００３５】
これらの第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎは、連結管６５によって溶解モジュール６に接続されており、複数種類のガスの中から所望のガスが供給されるようになっている。なお、この第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎとしては、例えば、オゾンガス（Ｏ3 ガス）、フッ素ガス（Ｆ2 ガス）、塩素ガス（Ｃｌ2 ガス）、アンモニアガス（ＮＨ3 ガス）、炭酸ガス（ＣＯ2 ガス）、酸素ガス（Ｏ2 ガス）、水素ガス（Ｈ2 ガス）などを供給するものがある。このように処理液供給系４は、処理槽１に処理液を供給するためのものであり、各第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎと、連結管６５と、溶解モジュール６とから構成されている。
【００３６】
ここで、溶解モジュール６の構成の構成について、図３を用いてもう少し具体的に説明する。図３（ａ）は本発明の実施例に係る溶解モジュールの概略構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した箇所Ａを拡大した拡大断面図である。溶解モジュール６は、例えば、ガス供給口７１とガス排出口７２と処理液供給口７３と処理液排出口７４とを有するとともに内部が空洞である容器７５と、この容器７５内に設けられる複数本の中空糸７６とを備えている。なお、溶解モジュール６の処理液供給口７３は第３の分岐管４２の出力側に接続され、溶解モジュール６の処理液排出口７４は処理液供給管４３に接続され、溶解モジュール６のガス供給口７１は連結管６５の出力側に接続され、溶解モジュール６のガス排出口７２は排気バルブ７７に接続されている。
【００３７】
処理液供給口７３から容器７５内に供給された処理液は、各中空糸７６の空洞部７６ａを介して進行していき処理液排出口７４から排出されることになる。なお、各中空糸７６の外周部には、オングストロームオーダーの透過孔が複数個形成されているが、各中空糸７６の空洞部７６ａを進行する処理液がこれらの透過孔から外部の方へ漏れ出ることはないようになっている。また、ガス供給口７１から容器７５内に供給されたガスは、各中空糸７６の外周を沿うようにして進行していきガス排出口７２から排出されるものと、各中空糸７６の外周を沿う際に各中空糸７６の外周部の複数個の透過孔を介して中空糸７６の空洞部７６ａに混入し処理液に溶解されるものがある。
【００３８】
このようにして、ガス供給口７１に供給されるガスは、処理液供給口７３から供給される処理液に溶解されることになり、このガスの溶解した処理液は、処理液排出口７４から排出されて、処理液供給管４３に出力されることになる。なお、ガス供給口７１を処理液供給口７３とし、ガス排出口７２を処理液排出口７４とし、処理液供給口７３をガス供給口７１とし、処理液排出口７４をガス排出口７２として、ガスと処理液のラインを入れ換えるようにしても、ガスの溶解した処理液を得ることができる。
【００３９】
処理液供給管４３には、フィルタ４４が備えられている。このフィルタ４４は、供給される処理液に含まれるゴミなどを処理槽１に供給しないように濾過するためのものである。このフィルタ４４は、図４に示すように、処理液が供給される入力部４４ａと、処理液に含まれるゴミなどを濾過するフィルタメディア４４ｂと、濾過された処理液を排出する出力部４４ｃと、入力部４４ａにおけるガスを排出するためのガス抜き部４４ｄとを備えている。入力部４４ａに供給される処理液は、必ずフィルタメディア４４ｂで濾過されるようになっており、フィルタメディア４４ｂを介した処理液が出力部４４ｃから排出されるようになっている。このようにフィルタ４４で濾過された処理液が、処理槽１の処理液注入管１１に供給され処理槽１内に供給される。
【００４０】
また、処理液供給管４３の管内には、この管内を流れる処理液に含まれるガスの濃度を測定するセンサ（図示省略）が備えられている。処理液供給管４３の管内を流れる処理液のガス濃度値がこのセンサによって測定され、処理液のガス濃度が所定値になるように対応するガス流量調節部６３での通過ガス量を調節して、処理液に溶解するガス量を調節するように制御されている。
【００４１】
なお、第１の循環路３は、上述したように、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるためのものであり、具体的には、処理液排出管１４と、第１の分岐管１５と、第１のバルブ１８と、第１の排出管１６と、第２の分岐管３１と、第１の純水出力管３２と、第３のバルブ３４と、四方コック３６と、出力管３９と、第５のバルブ４０と、第３の分岐管４２と、処理液供給管４３となどから構成されている。
【００４２】
続いて、電解イオン水生成部５の構成について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施例に係る電解イオン水生成部の概略構成を示すブロック図である。電解イオン水生成部５は、例えば、超純水から電解イオン水（酸化還元電位の異なる水素水と酸素水）を生成する電解セル５１と、電解セル５１で生成された電解イオン水から分離された不要なガスを排気するための気液分離塔５２ａ，５２ｂと、電解セル５１で生成された電解イオン水から不要な溶液を排出するためのフィルタ部５３ａ，５３ｂとを備えている。
【００４３】
電解セル５１は、隔膜としてのイオン交換膜によって容器５７をアノード室５４，カソード室５５及び中間室５６に仕切るようにして構成されており、各室にはそれぞれ純水の導入口が備えられており、各室にはそれぞれ溶液の排出口が備えられている。また、アノード室５４には陽極５４ａが設けられ、カソード室５５には陰極５５ａが設けられ、中間室５６の中には水の解離を促進させるイオン交換樹脂が充填されている。このイオン交換樹脂の表面で生じたＨ+ やＯＨ- は、アノード室５４内の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａまで拡散し、これらの電極表面で電子の授受を行うため、効率よく水の電気分解を行うことができる。
【００４４】
各室の導入口にそれぞれ純水を供給し、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧を印加すると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られる。
【００４５】
アノード室５４からの酸素水は、気液分離塔５２ａに供給される。気液分離塔５２ａは、酸素水から分離された不要なガスを排気し、酸素水をフィルタ部５３ａに出力する。フィルタ部５３ａは、気液分離塔５２ａからの酸素水から不要な溶液を排出して酸素水出力管３７に出力される。なお、酸素水出力管３７は、四方コック３６の第２入力口３６ｂに接続されている。酸素水出力管３７には、この酸素水出力管３７を開閉するための第７のバルブ４５が設けられている。
【００４６】
カソード室５５からの水素水は、気液分離塔５２ｂに供給される。気液分離塔５２ｂは、水素水から分離された不要なガスを排気し、水素水をフィルタ部５３ｂに出力する。フィルタ部５３ｂは、気液分離塔５２ｂからの水素水から不要な溶液を排出して水素水出力管３８に出力される。なお、水素水出力管３８は、四方コック３６の第３入力口３６ｃに接続されている。水素水出力管３８には、この水素水出力管３８を開閉するための第８のバルブ４６が設けられている。
【００４７】
なお、上述した電解イオン水生成部５が本発明における電解イオン水生成手段に相当し、上述した電解セル５１が本発明における生成部に相当し、上述した第７，第８のバルブ４５，４６と四方コック３６が本発明における切り替え部に相当する。
【００４８】
図１に示すように、本実施例装置には、前述の第１の循環路３とは別に、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させるための第２の循環路７が備えられている。第２の循環路７は、処理液排出管１４と、第１の分岐管１５と、第２の排出管１７と、第２のバルブ１９と、ポンプ２０と、第６のバルブ４１と、第３の分岐管４２と、溶解モジュール６と、処理液供給管４３となどを備えている。なお、処理液排出管１４と溶解モジュール６と処理液供給管４３とは、第１の循環路３と第２の循環路７との共通経路となっている。ポンプ２０は、処理槽１から溢れ出されたオーバーフロー槽１３の処理液を、再び処理槽１に供給するように第２の循環路７を循環させるものである。
【００４９】
次に上記のように構成された基板処理装置の基板処理動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
まず、基板処理を開始する前に初期処理を実行する（ステップＳ１）。この初期処理は、初期使用分の原料水（１次純水）を純水生成部２に供給して、第１の循環路３に純水を満たすようにするものである。
【００５１】
すなわち、原料水供給バルブ２５を開いて純水生成部２の脱イオンモジュール２４に１次純水が供給される。脱イオンモジュール２４は、原料水供給バルブ２５から供給される１次純水に含まれる微量のイオンを除去して超純水を生成して第２の分岐管３１に出力する。第１の純水出力管３２の第３のバルブ３４を開き、第２の純水出力管３３の第４のバルブ３５を閉じた状態にし、この超純水を第１の純水出力管３２に供給して四方コック３６を介して出力管３９に供給する。
【００５２】
第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にし、第５のバルブ４０，第３の分岐管４２，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して、超純水が処理槽１の底部の方から供給される。処理槽１の上部から溢れ出た超純水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き、第２のバルブ１９を閉じた状態にし、第１の排出管１６に超純水が供給され、純水生成部２の貯留槽２１に所定量の純水が貯留されると、原料水供給バルブ２５からの１次純水の供給が停止される。
【００５３】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、超純水の第２の循環路７への循環を開始させる（ステップＳ２）。すなわち、第２の排出管１７に超純水が供給されるように第２のバルブ１９を開き、第１のバルブ１８を閉じた状態にする。第６のバルブ４１を開き、第５のバルブ４０を閉じた状態にしてポンプ２０を駆動させて、第２の循環路７（第２の排出管１７，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１，処理槽１，オーバーフロー槽１３，処理液排出管１４の順路）に超純水を循環させる。
【００５４】
次に、処理しようとする基板Ｗの処理槽１内への投入を行う（ステップＳ３）。すなわち、処理しようとする基板Ｗを処理槽１内の超純水中に浸漬する。
【００５５】
次に、ポンプ２０の駆動を停止させて、第２の循環路７の超純水の循環を停止する（ステップＳ４）。
【００５６】
次に、いわゆるＲＣＡ洗浄における強アルカリ性のＳＣ−１液（ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ；アンモニア：過酸化水素水：水を所定の配合比で配合された洗浄液）による洗浄処理に相当する基板処理（以下、ＳＣ−１処理と呼ぶ。）を行う（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００５７】
すなわち、第４のバルブ３５を開き、第３のバルブ３４を閉じた状態にし、純水生成部２で生成された超純水を、第２の純水出力管３３を介して電解イオン水生成部５に供給する。電解イオン水生成部５の電解セル５１は、次のようにして電解イオン水（酸素水，水素水）を生成する（図５参照）。電解セル５１の各室の導入口にそれぞれ超純水が供給され、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧が印加されると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られ、この酸素水や水素水はそれぞれの気液分離塔５２ａ，５２ｂにおいて不要なガスが分離される。第８のバルブ４６を開き、第７のバルブ４５を閉じた状態にして、気液分離塔５２ｂを介して水素水を水素水出力管３８，四方コック３６を介して出力管３９に供給する。第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にして、水素水を溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給する。
【００５８】
処理槽１の上部から溢れ出た水素水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き第２のバルブ１９を閉じた状態にし、水素水が第１の排出管１６を介して純水生成部２の貯留槽２１に供給される。純水生成部２は、前述したように、処理液から超純水を生成して電解イオン水生成部５に供給する。このようにして処理槽１の処理液を水素水に置換する（ステップＳ５）。
【００５９】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、水素水を第２の循環路７に循環させるようにするとともに、溶解モジュール６にアンモニアガス（ＮＨ3 ガス）を供給し、水素水にアンモニアガスを溶解させる。このように、アンモニアガスを溶解させた水素水は、図６に示すように、酸化還元電位がさらに低下するとともに強アルカリ性を示す処理液となる。このアンモニアガスを溶解させた水素水は、ＳＣ−１液の酸化還元電位とｐＨと同じになっている。この強アルカリ性の処理液は、処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給される。
【００６０】
処理槽１の上部から溢れ出た強アルカリ性の処理液はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第２，第６のバルブ１９，４１が開かれ、第１，第５のバルブ１８，４０が閉じられており、ポンプ２０の駆動によって強アルカリ性の処理液が第２の循環路７を循環し、ＳＣ−１処理が所定時間施される（ステップＳ６）。
【００６１】
なお、水素水中のアンモニアガスの濃度は、処理液供給管４３内のセンサで測定されており、所定値となるようにアンモニアガスの溶解モジュール６への供給量が調整されている。このＳＣ−１処理によって、基板Ｗの有機性の汚れ及び基板Ｗに付着しているパーティクルなどが除去される。なお、このステップＳ５及びステップＳ６は、同時に行ってもよい。
【００６２】
次に、前述のステップＳ６におけるＳＣ−１処理が所定時間施されると、このＳＣ−１処理を終了する（ステップＳ７）。すなわち、ポンプ２０の駆動を停止させて第２の循環路７の超純水の循環を停止し、溶解モジュール６へのアンモニアガスの供給を停止し、第４のバルブ３５を閉じて電解イオン水生成部５への超純水の供給を停止し、第８のバルブ４６を閉じて電解イオン水生成部５からの水素水の四方コック３６への供給を停止する。
【００６３】
次に、超純水を生成して処理槽１に供給しこの超純水で基板Ｗをリンス処理する（ステップＳ８）。すなわち、第１，第３，第５のバルブ１８，３４，４０を開き、第２，第４，第６のバルブ１９，３５，４１を閉じた状態にし、純水生成部２で生成される超純水を、第１の純水出力管３２，四方コック３６，出力管３９，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１に供給し、処理槽１の処理液を処理槽１の上部から溢れ出させるようにして、処理槽１の処理液を超純水に置換していく。溢れ出た処理液はオーバーフロー槽１３で回収され、処理液排出管１４，第１の排出管１６を介して純水生成部２に供給される。この処理液排出管１４には、例えば、処理槽１から排出された処理液の比抵抗値を測定するための比抵抗計が備えられており、処理槽１からの処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを比抵抗計によって検出されると、リンス処理を終了する。
【００６４】
次に、いわゆるＲＣＡ洗浄における強酸性のＳＣ−２液（ＨＣｌ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ；塩酸：過酸化水素水：水を所定の配合比で配合された洗浄液）による洗浄処理に相当する基板処理（以下、ＳＣ−２処理と呼ぶ。）を行う（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００６５】
すなわち、第４のバルブ３５を開き、第３のバルブ３４を閉じた状態にし、純水生成部２で生成された超純水を、第２の純水出力管３３を介して電解イオン水生成部５に供給する。電解イオン水生成部５の電解セル５１は、次のようにして電解イオン水（酸素水，水素水）を生成する。電解セル５１の各室の導入口にそれぞれ超純水が供給され、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧が印加されると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られ、この酸素水や水素水はそれぞれの気液分離塔５２ａ，５２ｂにおいて不要なガスが分離される。第７のバルブ４５を開き、第８のバルブ４６を閉じた状態にして、気液分離塔５２ａを介して酸素水を酸素水出力管３７，四方コック３６を介して出力管３９に供給する。第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にして、酸素水を溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給する。
【００６６】
処理槽１の上部から溢れ出た酸素水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き、第２のバルブ１９を閉じた状態にし、酸素水が第１の排出管１６を介して純水生成部２の貯留槽２１に供給される。純水生成部２は、前述したように、処理液から超純水を生成して電解イオン水生成部５に供給する。このようにして処理槽１の処理液を酸素水に置換する（ステップＳ９）。
【００６７】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、酸素水を第２の循環路７に循環させるようにするとともに、溶解モジュール６に塩素ガス（ＨＣｌガス）を供給し、酸素水に塩素ガスを溶解させる。このように、塩素ガスを溶解させた酸素水は、図６に示すように、酸化還元電位がさらに上昇するとともに強酸性を示す処理液となる。この塩素ガスを溶解させた酸素水は、ＳＣ−２液の酸化還元電位とｐＨと同じになっている。この強酸性の処理液は、処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給される。
【００６８】
処理槽１の上部から溢れ出た強酸性の処理液はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第２，第６のバルブ１９，４１が開かれ、第１，第５のバルブ１８，４０が閉じられており、ポンプ２０の駆動によって強酸性の処理液が第２の循環路７を循環し、ＳＣ−２処理が所定時間施される（ステップＳ１０）。
【００６９】
なお、酸素水中の塩素ガスの濃度は、処理液供給管４３内のセンサで測定されており、所定値となるように塩素ガスの溶解モジュール６への供給量が調整されている。このＳＣ−２処理によって、基板Ｗの表面金属不純物などが除去される。なお、このステップＳ８及びステップＳ９は、同時に行ってもよい。
【００７０】
次に、前述のステップＳ１０におけるＳＣ−２処理が所定時間施されると、このＳＣ−２処理を終了する（ステップＳ１１）。すなわち、ポンプ２０の駆動を停止させて第２の循環路７の超純水の循環を停止し、溶解モジュール６への塩素ガスの供給を停止し、第４のバルブ３５を閉じて電解イオン水生成部５への超純水の供給を停止し、第８のバルブ４６を閉じて電解イオン水生成部５からの水素水の四方コック３６への供給を停止する。
【００７１】
次に、基板Ｗを超純水でリンス処理する（ステップＳ１２）。すなわち、第１，第３，第５のバルブ１８，３４，４０を開き、第２，第４，第６のバルブ１９，３５，４１を閉じた状態にし、純水生成部２で生成される超純水を、第１の純水出力管３２，四方コック３６，出力管３９，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１に供給し、処理槽１の処理液を処理槽１の上部から溢れ出させるようにして、処理槽１の処理液を超純水に置換していく。溢れ出た処理液はオーバーフロー槽１３で回収され処理液排出管１４，第１の排出管１６を介して純水生成部２に供給される。処理槽１からの処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを比抵抗計によって検出されると、リンス処理を終了する。
【００７２】
このように、基板Ｗのリンス処理が終了すると、処理槽１の超純水中に浸漬されている基板Ｗを処理槽１から取り出す（ステップＳ１３）。処理待ちの基板がある場合には、ステップＳ２に戻り前述と同様にして処理を行い、処理待ちの基板がない場合には、基板処理を終了する。
【００７３】
したがって、処理槽１から排出された処理液から純水を生成する純水生成部２と、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるための第１の循環路３とを備えているので、処理槽１から排出される処理液を、廃液処分するのではなくこの処理液から純水を生成して処理槽１に供給して再利用することができ、処理液の使用量を低減できる。
【００７４】
また、第１の循環路３とは別に、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させるための第２の循環路７を備えているので、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させることで処理液の利用回数（有効活用率）を増加させることができ、処理液の使用量をさらに低減できる。具体的には、処理液の使用量を、第２の循環路７を循環させる程度（例えば、処理槽１の充填容積）の量にまで低減することができる。
【００７５】
また、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解する溶解モジュール６を備えているので、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解することで所望の処理液を生成することができ、この生成された所望の処理液でもって基板Ｗを表面処理することができる。具体的には、純水あるいは電解イオン水にガスを溶解して低濃度の処理液を生成しているので、この処理液を純水生成の原料水として利用でき、工場レベルの大掛かりな廃液処理設備などを介することなく純水生成部２に直接に処理液を供給できる。したがって、純水の製造コスト、純水使用量を大幅に低減できる。
【００７６】
また、純水生成部２で生成された純水から電解イオン水を生成して溶解モジュール６に供給する電解イオン水生成部５を備えているので、電解イオン水に所望のガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨとを調整でき、処理に適した処理液を得ることができる。
【００７７】
また、電解イオン水生成部５は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する電解セル５１と、電解セル５１で生成された水素水と酸素水のいずれか一方を溶解モジュール６に供給するよう切り換えるための第７，第８のバルブ４５，４６と四方コック３６とを備えているので、水素水または酸素水に所望のガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適するように調整した処理液を得ることができる。具体的には、水素水あるいは酸素水に所望のガスを少量溶解させるだけで、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適する所望の値に調整することがきるので、ガス使用量を低減でき処理液の使用量を低減でき、従来のような高濃度の薬液を不要にできる。また、この処理液は低濃度であるので、この処理液の純水への置換を迅速に行うことができ、リンス時に使用する純水の使用量を大幅に低減できる。
【００７８】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
＜変形例＞
（１）上述した実施例では、ガス溶解手段として溶解モジュール６を採用しているが、図８（ａ）に示すようなバブリングタンクや図８（ｂ）に示すようなエジェクタなどを採用しても良い。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、バブリングタンクは、例えば、内部が空洞である容器８１と、この容器８１の上部に設けられ容器８１内に純水を供給するための純水供給管８２と、容器８１の下側に複数個形成され所望のガスの供給を受けるガス供給孔８３と、ガスの溶解した純水を出力する出力口８４とを備えている。なお、容器８１の上部には、不要なガスを排気するための排気系８５が設けられている。このバブリングタンクは、容器８１内の純水に所望のガスを送り込むことによって、純水中にガスを溶解させており、純水に所望のガスを溶解させた処理液が出力口８４から出力されるようになっている。このようにバブリングタンクによっても、純水に所望のガスを溶解させた処理液を生成することができる。
【００８０】
また、図８（ｂ）に示すように、エジェクタは、例えば、所望のガスが供給されるガス供給口９１と流体を排出する排出口９２とが設けられ内部が空洞である容器９３を備えている。この容器９３は、一部の内径が他の内径より狭くなっている絞り部９４を有している。この容器９３内に純水を供給する純水供給管９５が、容器９３内の絞り部９４の付近まで差し込まれている。このエジェクタは、供給される純水の高速の流れによってガスが引き込まれて純水中に溶解し排出口９２から排出されるようになっている。
【００８１】
（２）上述した実施例では、処理槽１をオーバーフロー方式のものとしているが、基板Ｗに処理液をシャワー状に供給しながら、処理槽に元々あった溶液を急速排出したり、急速排水を止めて処理液を貯留することを１度ないし複数回行うことで処理槽内を処理液に置換するクイックダンプ方式のものとした場合であっても良い。
【００８２】
（３）上述した実施例では、リンス処理時の処理槽１からの処理液の比抵抗値を比抵抗計で測定しその処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを検出するとリンス処理を終了するようにしているが、経験的に求めた所定時間だけ一律にリンス処理を行うようにして処理槽１からの処理液の比抵抗値を測定しないようにしても良い。
【００８３】
（４）上述した実施例では、ＳＣ−１処理あるいはＳＣ−２処理による基板洗浄処理についてのみ説明しているが、次に説明する第１〜第３の基板処理をＳＣ−１処理あるいはＳＣ−２処理による洗浄処理の前後に適宜実施しても良い。
【００８４】
第１の基板処理としては、例えば、ＤＨＦ液（フッ酸水溶液）による洗浄処理に相当する基板処理がある。この第１の基板処理は、フッ素ガス（Ｆ2 ガス）を溶解モジュール６に供給して超純水に溶解させてＤＨＦ液（フッ酸水溶液）に相当する処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗの自然酸化膜を除去するものである。
【００８５】
第２の基板処理としては、例えば、超純水あるいは電解イオン水にオゾンガスを溶解させて処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗ上の有機物やポリマー（重合体）を除去するものがある。また、この基板処理によって、基板Ｗの表面を親水化することもできる。
【００８６】
第３の基板処理としては、例えば、超純水あるいは電解イオン水に炭酸ガス（ＣＯ2 ガス）を溶解させて処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗ表面をわずかに親水化したり基板Ｗの帯電防止を図ったりするものがある。
【００８７】
（５）上述した実施例では、電解イオン水生成部５で超純水を電気分解して電解イオン水としての水素水，酸素水を生成しているが、この電解イオン水生成部５に替えて溶解モジュールやバブリングタンクやエジェクタのいずれかを設けこれに水素ガスあるいは酸素ガスを供給することによっても、純水に水素ガスあるいは酸素ガスを溶解させた水素水，酸素水を生成することもできる。
【００８８】
（６）上述した実施例装置において、所望のガスが溶解された処理液に超音波を照射する超音波照射手段を設けた場合では、新たな成分を含む処理液を生成することができる。例えば、酸素ガスが溶解された処理液に超音波を照射すると過酸化水素水を生成でき、窒素ガスが溶解された処理液に超音波を照射すると硝酸などを生成できる。
【００８９】
（７）上述した実施例では、処理部を複数枚の基板を一括して処理するバッチ処理のものとしているが、処理部を基板を１枚ずつ処理する枚葉処理のものとする場合にも適用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、処理部の処理液を排出する排出管と、この排出管で排出された処理液から純水を生成する純水生成手段と、この純水生成手段で生成された純水を出力する第１純水出力管と、この第１純水出力管からの純水を処理部に供給する供給管とを有し、処理部から排出された処理液から純水を生成して当該処理部に純水を供給するための純水循環路とを備えているので、処理部から排出される処理液を、廃液処分するのではなく再利用することができ、処理液の使用量を低減できる。
【００９１】
さらに、純水循環路及び処理液循環路とは別の循環路であって、処理部から排出管を介して排出される処理液または純水を供給管を通じて再び処理部に供給するように循環させるための再供給循環路を備えているので、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように循環させることで処理液または純水の利用回数（有効活用率）を増加させることができ、処理液または純水の使用量をさらに低減できる。
【００９２】
さらに、処理部に供給される処理液にガスを溶解するガス溶解手段を備えているので、処理部に供給される処理液にガスを溶解することで所望の処理液を生成することができ、この生成された所望の処理液でもって基板を表面処理することができる。
【００９３】
さらに、純水生成手段で生成された純水から電解イオン水を生成してガス溶解手段に供給する電解イオン水生成手段を備えているので、電解イオン水にガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨとを調整でき、処理に適した処理液を得ることができる。
【００９４】
また、請求項２に記載の発明によれば、電解イオン水生成手段は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する生成部と、生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方をガス溶解手段に供給するよう切り換える切り替え部とを備えているので、水素水または酸素水に所望のガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適するように調整した処理液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る純水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例に係る溶解モジュールの概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した箇所Ａを拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るフィルタの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る電解イオン水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例装置で生成される処理液の酸化還元電位とｐＨとを示す特性図である。
【図７】本発明の実施例に係る基板処理装置の基板処理動作を示すフローチャート図である。
【図８】（ａ）はバブリングタンクの構成を示す断面図であり、（ｂ）はエジェクタの構成を示す断面図である。
【図９】従来例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ … 処理槽（処理部）
２ … 純水生成部（純水生成手段）
３ … 第１の循環路（循環路）
５ … 電解イオン水生成部（電解イオン水生成手段）
６ … 溶解モジュール（ガス溶解手段）
７ … 第２の循環路
３６ … 四方コック（切り替え部）
４５ … 第７のバルブ（切り替え部）
４６ … 第８のバルブ（切り替え部）
５１ … 電解セル（生成部）
Ｗ … 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）を処理液により表面処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば、図９に示すようなものがある。この装置は、純水と所望の薬液とを混合することで生成される複数種類の処理液、または、純水のみからなる処理液を、順次に切り換えて処理槽１００に供給し、この処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬してこの基板Ｗに表面処理を施すものである。具体的には、処理槽１００に連通接続された処理液供給ライン１１０にインラインミキシングバルブ１２０が設けられており、このインラインミキシングバルブ１２０に所望の薬液を注入し、所定濃度に調整した処理液を処理槽１００に供給し、この処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬してこの基板Ｗを表面処理するようにしている。
【０００３】
また、この装置は、処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬して表面処理した後に、基板Ｗを処理液から引き上げるように構成されている。処理槽１００の処理液液面に粉塵（パーティクル）が浮遊していると、基板Ｗの引き上げ時にこのパーティクルが基板に対して付着するので好ましくない。従って、従来装置では、処理液液面に浮遊するパーティクル及び表面処理によって発生する汚染物質を排出するために、オーバーフロー方式で基板処理を施している。すなわち、基板Ｗの表面処理中には、処理槽１００の底部から処理液が供給され、処理槽１００の上部から溢れ出る処理液をオーバーフロー槽１３０を介して排出するようにして、基板Ｗを処理液内に浸漬して表面処理を施している。このオーバーフロー槽１３０から排出される処理液とともに処理槽１００内の処理液液面に浮遊するパーティクル及び汚染物質が効率よく排出される。
【０００４】
ところで、この種の基板処理装置では、複数種類の薬液（処理液）で順次に基板を処理する場合がある。このような場合、例えば、薬液Ａ、純水（処理液の１つ）、薬液Ｂ（薬液Ａと異なる薬液）、純水、薬液Ｃ（薬液Ａ，Ｂと異なる薬液）、純水、…の順で処理される。各処理液による基板処理はオーバーフロー方式で行われる。
【０００５】
このような各処理液を個別の処理槽で行う場合には、各処理液での基板処理後に次の処理液で基板処理を行うために異なる処理槽の間で基板を搬送しなければならず、この搬送の際に、基板と大気とが接触して大気内に浮遊するパーティクルが基板に付着するという不都合があった。
【０００６】
そこで、この装置は、このような各処理液による基板処理を単一の処理槽１００で行い、基板Ｗと大気とが接触しないように処理槽１００内の処理液を、ある処理液（第１処理液とする）から次の処理液（第２処理液とする）に置換するように構成されている。
【０００７】
なお、処理槽１００からオーバーフロー槽１３０を介して排出された処理液は、工場レベルの大掛かりな廃液処理設備２００に送出される。廃液処理設備２００は、この処理槽１００から排出された処理液を廃液処理して原料水（１次純水）を得ている。そして、工場レベルの大掛かりな純水処理設備２１０によって、廃液処理設備２００からの１次純水を処理して超純水を得ている。このようにして得られた超純水は、インラインミキシングバルブ１２０へ供給されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、処理槽１００の処理液内に基板Ｗを浸漬して表面処理する際には、基板Ｗを表面処理するために使用される処理液が、処理槽１００の底部から供給され、処理槽１００の上部から溢れ出すように排出されて廃液されるようになっているので、処理液の使用量が非常に多いという問題がある。
【０００９】
また、処理槽１００内の第１処理液を第２処理液に置換する際には、第２処理液を処理槽１００の底部から供給し、処理槽１００内の第１処理液を処理槽１００の上部から溢れ出すように排出させて廃液するようにして置換しているので、処理槽１００内の処理液が第１処理液から第２処理液に完全に置換されるまでの第２処理液の使用量（供給量）は、例えば、処理槽１００の容量の３〜１０倍程度が必要であり、処理槽１００内の処理液の置換にも処理液の使用量が非常に多くなってしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、処理液の使用量を低減できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の基板処理装置は、処理液により基板を表面処理するための処理部を備えた基板処理装置において、前記処理部の処理液を排出する排出管と、前記排出管で排出された処理液から純水を生成する純水生成手段と、前記純水生成手段で生成された純水を出力する第１純水出力管と、前記第１純水出力管からの純水を前記処理部に供給する供給管とを有し、前記処理部から排出された処理液から純水を生成して当該処理部に純水を供給するための純水循環路と、前記純水生成手段で生成された純水を前記第１純水出力管とは別に出力する第２純水出力管と、前記第２純水出力管に連通され且つ当該第２純水出力管からの純水から電解イオン水を生成する電解イオン水生成手段と、前記電解イオン水生成手段で生成された電解イオン水にガスを溶解させるガス溶解手段とを有し、前記ガス溶解手段でガスが電解イオン水に溶解された処理液を前記供給管を通じて前記処理部に供給するための処理液循環路と、前記純水循環路及び前記処理液循環路とは別の循環路であって、前記処理部から前記排出管を介して排出される処理液または純水を前記供給管を通じて再び前記処理部に供給するように循環させるための再供給循環路と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記電解イオン水生成手段は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する生成部と、前記生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方を前記ガス溶解手段に供給するよう切り換える切り替え部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
処理部は、処理液により基板を表面処理する。純水生成手段は、処理部から排出された処理液から純水を生成する。純水循環路は、処理部から排出された処理液を純水生成手段に供給しこの純水生成手段からの純水を処理部に供給するように循環させる。したがって、処理部から排出される処理液は、廃液処分されるのではなく再利用されることになるので、処理液の使用量が低減される。
【００１７】
さらに、再供給循環路は、前述の純水生成手段を介装した純水循環路とは別の経路であって、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように循環させる。したがって、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように再供給循環路によって循環させているので、処理液または純水の利用回数（有効活用率）が増加されることになり、処理液または純水の使用量がさらに低減される。
【００１８】
さらに、ガス溶解手段は、処理部に供給される処理液にガスを溶解する。したがって、処理部に供給される処理液にガスが溶解されることで所望の処理液が生成され、この生成された所望の処理液でもって基板が表面処理される。
【００１９】
さらに、電解イオン水生成手段は、純水生成手段で生成された純水から電解イオン水を生成してガス溶解手段に供給する。ガス溶解手段は、電解イオン水にガスを溶解する。したがって、電解イオン水にガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨ（水素イオン指数）とを調整でき、処理に適した処理液が得られる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、生成部は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する。切り替え部は、生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方をガス溶解手段に供給するよう切り換える。ガス溶解手段は、供給される水素水または酸素水のいずれか一方にガスを溶解して処理部に供給する。したがって、水素水または酸素水にガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとが酸あるいはアルカリ処理に適するように調整された処理液が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
本実施例に係る基板処理装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
この基板処理装置は、大きく分けて、基板Ｗを処理液に浸漬してこの基板Ｗを表面処理するための処理槽１と、この処理槽１から排出された処理液から純水を生成する純水生成部２と、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるための第１の循環路３と、処理槽１に処理液を供給するための処理液供給系４となどから構成されている。なお、上述した処理槽１が本発明における処理部に相当する。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００２３】
処理槽１の底部には、処理液注入管１１が取り付けられている。処理液注入管１１は、先端部が閉塞され、側面に多数の処理液噴出孔１２が並設されていて、基端部から導入される処理液（後述する所望のガスを純水に溶解させた溶液、あるいは純水のみ）が各処理液噴出孔１２から噴出される。各処理液噴出孔１２が処理槽１内に臨むように処理液注入管１１は処理槽１に取り付けられ、処理液注入管１１の各処理液噴出孔１２から処理槽１内に処理液が供給される。これにより、処理槽１の底部から処理液を供給することに伴い、処理槽１内の余分な処理液を槽上部から溢れ出させて排出させる。処理槽１の外周上部には、処理槽１の上部から溢れ出て排出される処理液を回収するためのオーバーフロー槽１３が設けられている。
【００２４】
オーバーフロー槽１３の底部には、処理液を排出するための処理液排出管１４が接続されている。この処理液排出管１４の下流側には、第１の分岐管１５が接続されている。第１の分岐管１５は、オーバーフロー槽１３からの処理液を２つの経路に分岐して出力するものである。第１の分岐管１５の一方の出力側には第１の排出管１６が接続され、第１の分岐管１５の他方の出力側には第２の排出管１７が接続されている。また、第１の排出管１６には、この第１の排出管１６を開閉する第１のバルブ１８が設けられている。第２の排出管１７には、この第２の排出管１７を開閉する第２のバルブ１９が設けられている。
【００２５】
純水生成部２は、第１の排出管１６の下流側に接続されており、この第１の排出管１６からの処理液あるいは供給される原料水（１次純水）から超純水を生成する。ここで、この純水生成部２の構成について、図２を用いてもう少し具体的に説明する。図２は、本発明の実施例に係る純水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
処理槽１からオーバーフローされて排出された処理液、すなわち、第１の排出管１６からの処理液には、Ｏ3 水（オゾン水）や、僅かの酸あるいはアルカリなどが含まれている。純水生成部２は、このような処理液から超純水を生成するように構成されており、具体的には、貯留槽２１と、ＵＶ（紫外線）光オゾン処理部２２と、脱酸脱アルカリモジュール２３と、脱イオンモジュール２４とを備えている。また、貯留槽２１の処理液を圧送するポンプ２６及びフィルタ２７を備えている。なお、貯留槽２１は大気圧の窒素パージ槽である。
【００２７】
貯留槽２１は、処理槽１からの処理液、すなわち、第１の排出管１６からの処理液を所定量貯留する。ＵＶ光オゾン処理部２２は、貯留槽２１からの処理液にＵＶ光を照射することで、この処理液中に含まれるオゾンを分解させてこの処理液からＯ3 ガス（オゾンガス）を排出除去する。なお、この処理液のうちでゴミなどを含む不要な溶液は、廃液バルブ２２ａから必要に応じて排出される。
【００２８】
脱酸脱アルカリモジュール２３は、例えば、イオン交換樹脂などで構成されており、入力される処理液に存在するカチオン（陽イオン）を吸収除去するカチオン用交換樹脂２３ａと、入力される処理液に存在するアニオン（陰イオン）を吸収除去するアニオン用交換樹脂２３ｂとを備えている。脱酸脱アルカリモジュール２３は、ＵＶ光オゾン処理部２２でオゾン除去などの処理が施された処理液を脱酸脱アルカリ処理して出力する。なお、脱酸脱アルカリ処理された酸あるいはアルカリを含む不要な溶液は、廃液バルブ２３ｃ，２３ｄから必要に応じて排出される。
【００２９】
脱イオンモジュール２４は、例えば、イオン交換樹脂などで構成されており、入力される処理液に存在するカチオンを吸収除去するカチオン用交換樹脂２４ａと、入力される処理液に存在するアニオンを吸収除去するアニオン用交換樹脂２４ｂとを備えている。脱イオンモジュール２４は、脱酸脱アルカリモジュール２３からの処理液に含まれる微量のイオンを除去して出力する。なお、脱イオン処理された微量のイオンを含む不要な溶液は、廃液バルブ２４ｃ，２４ｄから必要に応じて排出される。
【００３０】
なお、脱イオンモジュール２４の入力側には、外部から原料水（一次純水）の供給を受けれるように原料水供給バルブ２５も備えられている。この原料水供給バルブ２５からは、本実施例装置で使用するための初期使用分の純水が供給されたり、ＵＶ光オゾン処理部２２や脱酸脱アルカリモジュール２３や脱イオンモジュール２４で排液された排液分や蒸発分などの不足分を補充するように一次純水の供給が受けれるようになっている。なお、上述した純水生成部２が本発明における純水生成手段に相当する。
【００３１】
図１に戻って、純水生成部２の出力側には、第２の分岐管３１が接続されており、上述したように純水生成部２で生成された純水は第２の分岐管３１によって２つの経路に分岐されて出力される。第２の分岐管３１の一方の出力側には第１の純水出力管３２が接続され、第２の分岐管３１の他方の出力側には第２の純水出力管３３が接続されている。また、第１の純水出力管３２には、この第１の純水出力管３２を開閉する第３のバルブ３４が設けられている。第２の純水出力管３３には、この第２の純水出力管３３を開閉する第４のバルブ３５が設けられている。第２の純水出力管３３には、電解イオン水生成部５が接続されている。
【００３２】
第１の純水出力管３２の出力側は、四方コック３６の第１入力口３６ａに接続されている。四方コック３６の第２入力口３６ｂは、電解イオン水生成部５からの酸素水出力管３７に接続されており、四方コック３６の第３入力口３６ｃは、電解イオン水生成部５からの水素水出力管３８に接続されている。四方コック３６の出力口３６ｄは出力管３９に接続されている。このように、四方コック３６は、第１〜第３入力口３６ａ〜３６ｃから供給される溶液のうちで選択指示に応じた入力口の溶液を出力口３６ｄから選択出力するものである。
【００３３】
出力管３９には、この出力管３９を開閉する第５のバルブ４０が設けられている。第５のバルブ４０は、第３の分岐管４２の一方の入力側に接続されている。第３の分岐管４２の出力側には、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解する溶解モジュール６が接続されている。
【００３４】
溶解モジュール６には、複数種類のガスの中から所望のガスが供給されるように、第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎが接続されている。各第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎは、それぞれのガス供給源からのガスが供給されるガス供給管６２と、ガス供給管６２中のガスの通過流量を調整するガス流量調節部６３と、ガス供給管６２を開閉するためのガス供給バルブ６４とを備えている。
【００３５】
これらの第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎは、連結管６５によって溶解モジュール６に接続されており、複数種類のガスの中から所望のガスが供給されるようになっている。なお、この第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎとしては、例えば、オゾンガス（Ｏ3 ガス）、フッ素ガス（Ｆ2 ガス）、塩素ガス（Ｃｌ2 ガス）、アンモニアガス（ＮＨ3 ガス）、炭酸ガス（ＣＯ2 ガス）、酸素ガス（Ｏ2 ガス）、水素ガス（Ｈ2 ガス）などを供給するものがある。このように処理液供給系４は、処理槽１に処理液を供給するためのものであり、各第１〜第ｎのガス供給系６１ａ〜６１ｎと、連結管６５と、溶解モジュール６とから構成されている。
【００３６】
ここで、溶解モジュール６の構成の構成について、図３を用いてもう少し具体的に説明する。図３（ａ）は本発明の実施例に係る溶解モジュールの概略構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した箇所Ａを拡大した拡大断面図である。溶解モジュール６は、例えば、ガス供給口７１とガス排出口７２と処理液供給口７３と処理液排出口７４とを有するとともに内部が空洞である容器７５と、この容器７５内に設けられる複数本の中空糸７６とを備えている。なお、溶解モジュール６の処理液供給口７３は第３の分岐管４２の出力側に接続され、溶解モジュール６の処理液排出口７４は処理液供給管４３に接続され、溶解モジュール６のガス供給口７１は連結管６５の出力側に接続され、溶解モジュール６のガス排出口７２は排気バルブ７７に接続されている。
【００３７】
処理液供給口７３から容器７５内に供給された処理液は、各中空糸７６の空洞部７６ａを介して進行していき処理液排出口７４から排出されることになる。なお、各中空糸７６の外周部には、オングストロームオーダーの透過孔が複数個形成されているが、各中空糸７６の空洞部７６ａを進行する処理液がこれらの透過孔から外部の方へ漏れ出ることはないようになっている。また、ガス供給口７１から容器７５内に供給されたガスは、各中空糸７６の外周を沿うようにして進行していきガス排出口７２から排出されるものと、各中空糸７６の外周を沿う際に各中空糸７６の外周部の複数個の透過孔を介して中空糸７６の空洞部７６ａに混入し処理液に溶解されるものがある。
【００３８】
このようにして、ガス供給口７１に供給されるガスは、処理液供給口７３から供給される処理液に溶解されることになり、このガスの溶解した処理液は、処理液排出口７４から排出されて、処理液供給管４３に出力されることになる。なお、ガス供給口７１を処理液供給口７３とし、ガス排出口７２を処理液排出口７４とし、処理液供給口７３をガス供給口７１とし、処理液排出口７４をガス排出口７２として、ガスと処理液のラインを入れ換えるようにしても、ガスの溶解した処理液を得ることができる。
【００３９】
処理液供給管４３には、フィルタ４４が備えられている。このフィルタ４４は、供給される処理液に含まれるゴミなどを処理槽１に供給しないように濾過するためのものである。このフィルタ４４は、図４に示すように、処理液が供給される入力部４４ａと、処理液に含まれるゴミなどを濾過するフィルタメディア４４ｂと、濾過された処理液を排出する出力部４４ｃと、入力部４４ａにおけるガスを排出するためのガス抜き部４４ｄとを備えている。入力部４４ａに供給される処理液は、必ずフィルタメディア４４ｂで濾過されるようになっており、フィルタメディア４４ｂを介した処理液が出力部４４ｃから排出されるようになっている。このようにフィルタ４４で濾過された処理液が、処理槽１の処理液注入管１１に供給され処理槽１内に供給される。
【００４０】
また、処理液供給管４３の管内には、この管内を流れる処理液に含まれるガスの濃度を測定するセンサ（図示省略）が備えられている。処理液供給管４３の管内を流れる処理液のガス濃度値がこのセンサによって測定され、処理液のガス濃度が所定値になるように対応するガス流量調節部６３での通過ガス量を調節して、処理液に溶解するガス量を調節するように制御されている。
【００４１】
なお、第１の循環路３は、上述したように、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるためのものであり、具体的には、処理液排出管１４と、第１の分岐管１５と、第１のバルブ１８と、第１の排出管１６と、第２の分岐管３１と、第１の純水出力管３２と、第３のバルブ３４と、四方コック３６と、出力管３９と、第５のバルブ４０と、第３の分岐管４２と、処理液供給管４３となどから構成されている。
【００４２】
続いて、電解イオン水生成部５の構成について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施例に係る電解イオン水生成部の概略構成を示すブロック図である。電解イオン水生成部５は、例えば、超純水から電解イオン水（酸化還元電位の異なる水素水と酸素水）を生成する電解セル５１と、電解セル５１で生成された電解イオン水から分離された不要なガスを排気するための気液分離塔５２ａ，５２ｂと、電解セル５１で生成された電解イオン水から不要な溶液を排出するためのフィルタ部５３ａ，５３ｂとを備えている。
【００４３】
電解セル５１は、隔膜としてのイオン交換膜によって容器５７をアノード室５４，カソード室５５及び中間室５６に仕切るようにして構成されており、各室にはそれぞれ純水の導入口が備えられており、各室にはそれぞれ溶液の排出口が備えられている。また、アノード室５４には陽極５４ａが設けられ、カソード室５５には陰極５５ａが設けられ、中間室５６の中には水の解離を促進させるイオン交換樹脂が充填されている。このイオン交換樹脂の表面で生じたＨ+ やＯＨ- は、アノード室５４内の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａまで拡散し、これらの電極表面で電子の授受を行うため、効率よく水の電気分解を行うことができる。
【００４４】
各室の導入口にそれぞれ純水を供給し、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧を印加すると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られる。
【００４５】
アノード室５４からの酸素水は、気液分離塔５２ａに供給される。気液分離塔５２ａは、酸素水から分離された不要なガスを排気し、酸素水をフィルタ部５３ａに出力する。フィルタ部５３ａは、気液分離塔５２ａからの酸素水から不要な溶液を排出して酸素水出力管３７に出力される。なお、酸素水出力管３７は、四方コック３６の第２入力口３６ｂに接続されている。酸素水出力管３７には、この酸素水出力管３７を開閉するための第７のバルブ４５が設けられている。
【００４６】
カソード室５５からの水素水は、気液分離塔５２ｂに供給される。気液分離塔５２ｂは、水素水から分離された不要なガスを排気し、水素水をフィルタ部５３ｂに出力する。フィルタ部５３ｂは、気液分離塔５２ｂからの水素水から不要な溶液を排出して水素水出力管３８に出力される。なお、水素水出力管３８は、四方コック３６の第３入力口３６ｃに接続されている。水素水出力管３８には、この水素水出力管３８を開閉するための第８のバルブ４６が設けられている。
【００４７】
なお、上述した電解イオン水生成部５が本発明における電解イオン水生成手段に相当し、上述した電解セル５１が本発明における生成部に相当し、上述した第７，第８のバルブ４５，４６と四方コック３６が本発明における切り替え部に相当する。
【００４８】
図１に示すように、本実施例装置には、前述の第１の循環路３とは別に、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させるための第２の循環路７が備えられている。第２の循環路７は、処理液排出管１４と、第１の分岐管１５と、第２の排出管１７と、第２のバルブ１９と、ポンプ２０と、第６のバルブ４１と、第３の分岐管４２と、溶解モジュール６と、処理液供給管４３となどを備えている。なお、処理液排出管１４と溶解モジュール６と処理液供給管４３とは、第１の循環路３と第２の循環路７との共通経路となっている。ポンプ２０は、処理槽１から溢れ出されたオーバーフロー槽１３の処理液を、再び処理槽１に供給するように第２の循環路７を循環させるものである。
【００４９】
次に上記のように構成された基板処理装置の基板処理動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
まず、基板処理を開始する前に初期処理を実行する（ステップＳ１）。この初期処理は、初期使用分の原料水（１次純水）を純水生成部２に供給して、第１の循環路３に純水を満たすようにするものである。
【００５１】
すなわち、原料水供給バルブ２５を開いて純水生成部２の脱イオンモジュール２４に１次純水が供給される。脱イオンモジュール２４は、原料水供給バルブ２５から供給される１次純水に含まれる微量のイオンを除去して超純水を生成して第２の分岐管３１に出力する。第１の純水出力管３２の第３のバルブ３４を開き、第２の純水出力管３３の第４のバルブ３５を閉じた状態にし、この超純水を第１の純水出力管３２に供給して四方コック３６を介して出力管３９に供給する。
【００５２】
第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にし、第５のバルブ４０，第３の分岐管４２，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して、超純水が処理槽１の底部の方から供給される。処理槽１の上部から溢れ出た超純水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き、第２のバルブ１９を閉じた状態にし、第１の排出管１６に超純水が供給され、純水生成部２の貯留槽２１に所定量の純水が貯留されると、原料水供給バルブ２５からの１次純水の供給が停止される。
【００５３】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、超純水の第２の循環路７への循環を開始させる（ステップＳ２）。すなわち、第２の排出管１７に超純水が供給されるように第２のバルブ１９を開き、第１のバルブ１８を閉じた状態にする。第６のバルブ４１を開き、第５のバルブ４０を閉じた状態にしてポンプ２０を駆動させて、第２の循環路７（第２の排出管１７，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１，処理槽１，オーバーフロー槽１３，処理液排出管１４の順路）に超純水を循環させる。
【００５４】
次に、処理しようとする基板Ｗの処理槽１内への投入を行う（ステップＳ３）。すなわち、処理しようとする基板Ｗを処理槽１内の超純水中に浸漬する。
【００５５】
次に、ポンプ２０の駆動を停止させて、第２の循環路７の超純水の循環を停止する（ステップＳ４）。
【００５６】
次に、いわゆるＲＣＡ洗浄における強アルカリ性のＳＣ−１液（ＮＨ4 ＯＨ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ；アンモニア：過酸化水素水：水を所定の配合比で配合された洗浄液）による洗浄処理に相当する基板処理（以下、ＳＣ−１処理と呼ぶ。）を行う（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００５７】
すなわち、第４のバルブ３５を開き、第３のバルブ３４を閉じた状態にし、純水生成部２で生成された超純水を、第２の純水出力管３３を介して電解イオン水生成部５に供給する。電解イオン水生成部５の電解セル５１は、次のようにして電解イオン水（酸素水，水素水）を生成する（図５参照）。電解セル５１の各室の導入口にそれぞれ超純水が供給され、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧が印加されると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られ、この酸素水や水素水はそれぞれの気液分離塔５２ａ，５２ｂにおいて不要なガスが分離される。第８のバルブ４６を開き、第７のバルブ４５を閉じた状態にして、気液分離塔５２ｂを介して水素水を水素水出力管３８，四方コック３６を介して出力管３９に供給する。第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にして、水素水を溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給する。
【００５８】
処理槽１の上部から溢れ出た水素水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き第２のバルブ１９を閉じた状態にし、水素水が第１の排出管１６を介して純水生成部２の貯留槽２１に供給される。純水生成部２は、前述したように、処理液から超純水を生成して電解イオン水生成部５に供給する。このようにして処理槽１の処理液を水素水に置換する（ステップＳ５）。
【００５９】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、水素水を第２の循環路７に循環させるようにするとともに、溶解モジュール６にアンモニアガス（ＮＨ3 ガス）を供給し、水素水にアンモニアガスを溶解させる。このように、アンモニアガスを溶解させた水素水は、図６に示すように、酸化還元電位がさらに低下するとともに強アルカリ性を示す処理液となる。このアンモニアガスを溶解させた水素水は、ＳＣ−１液の酸化還元電位とｐＨと同じになっている。この強アルカリ性の処理液は、処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給される。
【００６０】
処理槽１の上部から溢れ出た強アルカリ性の処理液はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第２，第６のバルブ１９，４１が開かれ、第１，第５のバルブ１８，４０が閉じられており、ポンプ２０の駆動によって強アルカリ性の処理液が第２の循環路７を循環し、ＳＣ−１処理が所定時間施される（ステップＳ６）。
【００６１】
なお、水素水中のアンモニアガスの濃度は、処理液供給管４３内のセンサで測定されており、所定値となるようにアンモニアガスの溶解モジュール６への供給量が調整されている。このＳＣ−１処理によって、基板Ｗの有機性の汚れ及び基板Ｗに付着しているパーティクルなどが除去される。なお、このステップＳ５及びステップＳ６は、同時に行ってもよい。
【００６２】
次に、前述のステップＳ６におけるＳＣ−１処理が所定時間施されると、このＳＣ−１処理を終了する（ステップＳ７）。すなわち、ポンプ２０の駆動を停止させて第２の循環路７の超純水の循環を停止し、溶解モジュール６へのアンモニアガスの供給を停止し、第４のバルブ３５を閉じて電解イオン水生成部５への超純水の供給を停止し、第８のバルブ４６を閉じて電解イオン水生成部５からの水素水の四方コック３６への供給を停止する。
【００６３】
次に、超純水を生成して処理槽１に供給しこの超純水で基板Ｗをリンス処理する（ステップＳ８）。すなわち、第１，第３，第５のバルブ１８，３４，４０を開き、第２，第４，第６のバルブ１９，３５，４１を閉じた状態にし、純水生成部２で生成される超純水を、第１の純水出力管３２，四方コック３６，出力管３９，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１に供給し、処理槽１の処理液を処理槽１の上部から溢れ出させるようにして、処理槽１の処理液を超純水に置換していく。溢れ出た処理液はオーバーフロー槽１３で回収され、処理液排出管１４，第１の排出管１６を介して純水生成部２に供給される。この処理液排出管１４には、例えば、処理槽１から排出された処理液の比抵抗値を測定するための比抵抗計が備えられており、処理槽１からの処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを比抵抗計によって検出されると、リンス処理を終了する。
【００６４】
次に、いわゆるＲＣＡ洗浄における強酸性のＳＣ−２液（ＨＣｌ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ；塩酸：過酸化水素水：水を所定の配合比で配合された洗浄液）による洗浄処理に相当する基板処理（以下、ＳＣ−２処理と呼ぶ。）を行う（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００６５】
すなわち、第４のバルブ３５を開き、第３のバルブ３４を閉じた状態にし、純水生成部２で生成された超純水を、第２の純水出力管３３を介して電解イオン水生成部５に供給する。電解イオン水生成部５の電解セル５１は、次のようにして電解イオン水（酸素水，水素水）を生成する。電解セル５１の各室の導入口にそれぞれ超純水が供給され、アノード室５４の陽極５４ａとカソード室５５の陰極５５ａの間に直流電圧が印加されると、アノード室５４からは図６に示すような酸化還元電位の高い酸素水が得られ、カソード室５５からは図６に示すような酸化還元電位の低い水素水が得られ、この酸素水や水素水はそれぞれの気液分離塔５２ａ，５２ｂにおいて不要なガスが分離される。第７のバルブ４５を開き、第８のバルブ４６を閉じた状態にして、気液分離塔５２ａを介して酸素水を酸素水出力管３７，四方コック３６を介して出力管３９に供給する。第５のバルブ４０を開き、第６のバルブ４１を閉じた状態にして、酸素水を溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給する。
【００６６】
処理槽１の上部から溢れ出た酸素水はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第１のバルブ１８を開き、第２のバルブ１９を閉じた状態にし、酸素水が第１の排出管１６を介して純水生成部２の貯留槽２１に供給される。純水生成部２は、前述したように、処理液から超純水を生成して電解イオン水生成部５に供給する。このようにして処理槽１の処理液を酸素水に置換する（ステップＳ９）。
【００６７】
次に、第１の循環路３から第２の循環路７に切り換えて、酸素水を第２の循環路７に循環させるようにするとともに、溶解モジュール６に塩素ガス（ＨＣｌガス）を供給し、酸素水に塩素ガスを溶解させる。このように、塩素ガスを溶解させた酸素水は、図６に示すように、酸化還元電位がさらに上昇するとともに強酸性を示す処理液となる。この塩素ガスを溶解させた酸素水は、ＳＣ−２液の酸化還元電位とｐＨと同じになっている。この強酸性の処理液は、処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１の底部から処理槽１内に供給される。
【００６８】
処理槽１の上部から溢れ出た強酸性の処理液はオーバーフロー槽１３に供給され、処理液排出管１４を介して、第１の分岐管１５に供給される。第２，第６のバルブ１９，４１が開かれ、第１，第５のバルブ１８，４０が閉じられており、ポンプ２０の駆動によって強酸性の処理液が第２の循環路７を循環し、ＳＣ−２処理が所定時間施される（ステップＳ１０）。
【００６９】
なお、酸素水中の塩素ガスの濃度は、処理液供給管４３内のセンサで測定されており、所定値となるように塩素ガスの溶解モジュール６への供給量が調整されている。このＳＣ−２処理によって、基板Ｗの表面金属不純物などが除去される。なお、このステップＳ８及びステップＳ９は、同時に行ってもよい。
【００７０】
次に、前述のステップＳ１０におけるＳＣ−２処理が所定時間施されると、このＳＣ−２処理を終了する（ステップＳ１１）。すなわち、ポンプ２０の駆動を停止させて第２の循環路７の超純水の循環を停止し、溶解モジュール６への塩素ガスの供給を停止し、第４のバルブ３５を閉じて電解イオン水生成部５への超純水の供給を停止し、第８のバルブ４６を閉じて電解イオン水生成部５からの水素水の四方コック３６への供給を停止する。
【００７１】
次に、基板Ｗを超純水でリンス処理する（ステップＳ１２）。すなわち、第１，第３，第５のバルブ１８，３４，４０を開き、第２，第４，第６のバルブ１９，３５，４１を閉じた状態にし、純水生成部２で生成される超純水を、第１の純水出力管３２，四方コック３６，出力管３９，溶解モジュール６，処理液供給管４３，処理液注入管１１を介して処理槽１に供給し、処理槽１の処理液を処理槽１の上部から溢れ出させるようにして、処理槽１の処理液を超純水に置換していく。溢れ出た処理液はオーバーフロー槽１３で回収され処理液排出管１４，第１の排出管１６を介して純水生成部２に供給される。処理槽１からの処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを比抵抗計によって検出されると、リンス処理を終了する。
【００７２】
このように、基板Ｗのリンス処理が終了すると、処理槽１の超純水中に浸漬されている基板Ｗを処理槽１から取り出す（ステップＳ１３）。処理待ちの基板がある場合には、ステップＳ２に戻り前述と同様にして処理を行い、処理待ちの基板がない場合には、基板処理を終了する。
【００７３】
したがって、処理槽１から排出された処理液から純水を生成する純水生成部２と、処理槽１から排出された処理液を純水生成部２に供給しこの純水生成部２で生成された純水を処理槽１に供給するように循環させるための第１の循環路３とを備えているので、処理槽１から排出される処理液を、廃液処分するのではなくこの処理液から純水を生成して処理槽１に供給して再利用することができ、処理液の使用量を低減できる。
【００７４】
また、第１の循環路３とは別に、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させるための第２の循環路７を備えているので、処理槽１から排出される処理液を再び処理槽１に供給するように循環させることで処理液の利用回数（有効活用率）を増加させることができ、処理液の使用量をさらに低減できる。具体的には、処理液の使用量を、第２の循環路７を循環させる程度（例えば、処理槽１の充填容積）の量にまで低減することができる。
【００７５】
また、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解する溶解モジュール６を備えているので、処理槽１に供給される処理液に所望のガスを溶解することで所望の処理液を生成することができ、この生成された所望の処理液でもって基板Ｗを表面処理することができる。具体的には、純水あるいは電解イオン水にガスを溶解して低濃度の処理液を生成しているので、この処理液を純水生成の原料水として利用でき、工場レベルの大掛かりな廃液処理設備などを介することなく純水生成部２に直接に処理液を供給できる。したがって、純水の製造コスト、純水使用量を大幅に低減できる。
【００７６】
また、純水生成部２で生成された純水から電解イオン水を生成して溶解モジュール６に供給する電解イオン水生成部５を備えているので、電解イオン水に所望のガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨとを調整でき、処理に適した処理液を得ることができる。
【００７７】
また、電解イオン水生成部５は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する電解セル５１と、電解セル５１で生成された水素水と酸素水のいずれか一方を溶解モジュール６に供給するよう切り換えるための第７，第８のバルブ４５，４６と四方コック３６とを備えているので、水素水または酸素水に所望のガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適するように調整した処理液を得ることができる。具体的には、水素水あるいは酸素水に所望のガスを少量溶解させるだけで、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適する所望の値に調整することがきるので、ガス使用量を低減でき処理液の使用量を低減でき、従来のような高濃度の薬液を不要にできる。また、この処理液は低濃度であるので、この処理液の純水への置換を迅速に行うことができ、リンス時に使用する純水の使用量を大幅に低減できる。
【００７８】
なお、本発明は以下のように変形実施することも可能である。
＜変形例＞
（１）上述した実施例では、ガス溶解手段として溶解モジュール６を採用しているが、図８（ａ）に示すようなバブリングタンクや図８（ｂ）に示すようなエジェクタなどを採用しても良い。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、バブリングタンクは、例えば、内部が空洞である容器８１と、この容器８１の上部に設けられ容器８１内に純水を供給するための純水供給管８２と、容器８１の下側に複数個形成され所望のガスの供給を受けるガス供給孔８３と、ガスの溶解した純水を出力する出力口８４とを備えている。なお、容器８１の上部には、不要なガスを排気するための排気系８５が設けられている。このバブリングタンクは、容器８１内の純水に所望のガスを送り込むことによって、純水中にガスを溶解させており、純水に所望のガスを溶解させた処理液が出力口８４から出力されるようになっている。このようにバブリングタンクによっても、純水に所望のガスを溶解させた処理液を生成することができる。
【００８０】
また、図８（ｂ）に示すように、エジェクタは、例えば、所望のガスが供給されるガス供給口９１と流体を排出する排出口９２とが設けられ内部が空洞である容器９３を備えている。この容器９３は、一部の内径が他の内径より狭くなっている絞り部９４を有している。この容器９３内に純水を供給する純水供給管９５が、容器９３内の絞り部９４の付近まで差し込まれている。このエジェクタは、供給される純水の高速の流れによってガスが引き込まれて純水中に溶解し排出口９２から排出されるようになっている。
【００８１】
（２）上述した実施例では、処理槽１をオーバーフロー方式のものとしているが、基板Ｗに処理液をシャワー状に供給しながら、処理槽に元々あった溶液を急速排出したり、急速排水を止めて処理液を貯留することを１度ないし複数回行うことで処理槽内を処理液に置換するクイックダンプ方式のものとした場合であっても良い。
【００８２】
（３）上述した実施例では、リンス処理時の処理槽１からの処理液の比抵抗値を比抵抗計で測定しその処理液の比抵抗値が規定値に到達したことを検出するとリンス処理を終了するようにしているが、経験的に求めた所定時間だけ一律にリンス処理を行うようにして処理槽１からの処理液の比抵抗値を測定しないようにしても良い。
【００８３】
（４）上述した実施例では、ＳＣ−１処理あるいはＳＣ−２処理による基板洗浄処理についてのみ説明しているが、次に説明する第１〜第３の基板処理をＳＣ−１処理あるいはＳＣ−２処理による洗浄処理の前後に適宜実施しても良い。
【００８４】
第１の基板処理としては、例えば、ＤＨＦ液（フッ酸水溶液）による洗浄処理に相当する基板処理がある。この第１の基板処理は、フッ素ガス（Ｆ2 ガス）を溶解モジュール６に供給して超純水に溶解させてＤＨＦ液（フッ酸水溶液）に相当する処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗの自然酸化膜を除去するものである。
【００８５】
第２の基板処理としては、例えば、超純水あるいは電解イオン水にオゾンガスを溶解させて処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗ上の有機物やポリマー（重合体）を除去するものがある。また、この基板処理によって、基板Ｗの表面を親水化することもできる。
【００８６】
第３の基板処理としては、例えば、超純水あるいは電解イオン水に炭酸ガス（ＣＯ2 ガス）を溶解させて処理液を生成し、この処理液でもって処理槽１内の基板Ｗ表面をわずかに親水化したり基板Ｗの帯電防止を図ったりするものがある。
【００８７】
（５）上述した実施例では、電解イオン水生成部５で超純水を電気分解して電解イオン水としての水素水，酸素水を生成しているが、この電解イオン水生成部５に替えて溶解モジュールやバブリングタンクやエジェクタのいずれかを設けこれに水素ガスあるいは酸素ガスを供給することによっても、純水に水素ガスあるいは酸素ガスを溶解させた水素水，酸素水を生成することもできる。
【００８８】
（６）上述した実施例装置において、所望のガスが溶解された処理液に超音波を照射する超音波照射手段を設けた場合では、新たな成分を含む処理液を生成することができる。例えば、酸素ガスが溶解された処理液に超音波を照射すると過酸化水素水を生成でき、窒素ガスが溶解された処理液に超音波を照射すると硝酸などを生成できる。
【００８９】
（７）上述した実施例では、処理部を複数枚の基板を一括して処理するバッチ処理のものとしているが、処理部を基板を１枚ずつ処理する枚葉処理のものとする場合にも適用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、処理部の処理液を排出する排出管と、この排出管で排出された処理液から純水を生成する純水生成手段と、この純水生成手段で生成された純水を出力する第１純水出力管と、この第１純水出力管からの純水を処理部に供給する供給管とを有し、処理部から排出された処理液から純水を生成して当該処理部に純水を供給するための純水循環路とを備えているので、処理部から排出される処理液を、廃液処分するのではなく再利用することができ、処理液の使用量を低減できる。
【００９１】
さらに、純水循環路及び処理液循環路とは別の循環路であって、処理部から排出管を介して排出される処理液または純水を供給管を通じて再び処理部に供給するように循環させるための再供給循環路を備えているので、処理部から排出される処理液または純水を再び処理部に供給するように循環させることで処理液または純水の利用回数（有効活用率）を増加させることができ、処理液または純水の使用量をさらに低減できる。
【００９２】
さらに、処理部に供給される処理液にガスを溶解するガス溶解手段を備えているので、処理部に供給される処理液にガスを溶解することで所望の処理液を生成することができ、この生成された所望の処理液でもって基板を表面処理することができる。
【００９３】
さらに、純水生成手段で生成された純水から電解イオン水を生成してガス溶解手段に供給する電解イオン水生成手段を備えているので、電解イオン水にガスを溶解させることによって、処理液の酸化還元電位とｐＨとを調整でき、処理に適した処理液を得ることができる。
【００９４】
また、請求項２に記載の発明によれば、電解イオン水生成手段は、純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する生成部と、生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方をガス溶解手段に供給するよう切り換える切り替え部とを備えているので、水素水または酸素水に所望のガスを溶解させることによって、酸化還元電位とｐＨとを酸あるいはアルカリ処理に適するように調整した処理液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る純水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施例に係る溶解モジュールの概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した箇所Ａを拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るフィルタの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る電解イオン水生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例装置で生成される処理液の酸化還元電位とｐＨとを示す特性図である。
【図７】本発明の実施例に係る基板処理装置の基板処理動作を示すフローチャート図である。
【図８】（ａ）はバブリングタンクの構成を示す断面図であり、（ｂ）はエジェクタの構成を示す断面図である。
【図９】従来例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ … 処理槽（処理部）
２ … 純水生成部（純水生成手段）
３ … 第１の循環路（循環路）
５ … 電解イオン水生成部（電解イオン水生成手段）
６ … 溶解モジュール（ガス溶解手段）
７ … 第２の循環路
３６ … 四方コック（切り替え部）
４５ … 第７のバルブ（切り替え部）
４６ … 第８のバルブ（切り替え部）
５１ … 電解セル（生成部）
Ｗ … 基板
Claims (2)
- 処理液により基板を表面処理するための処理部を備えた基板処理装置において、
前記処理部の処理液を排出する排出管と、前記排出管で排出された処理液から純水を生成する純水生成手段と、前記純水生成手段で生成された純水を出力する第１純水出力管と、前記第１純水出力管からの純水を前記処理部に供給する供給管とを有し、前記処理部から排出された処理液から純水を生成して当該処理部に純水を供給するための純水循環路と、
前記純水生成手段で生成された純水を前記第１純水出力管とは別に出力する第２純水出力管と、前記第２純水出力管に連通され且つ当該第２純水出力管からの純水から電解イオン水を生成する電解イオン水生成手段と、前記電解イオン水生成手段で生成された電解イオン水にガスを溶解させるガス溶解手段とを有し、前記ガス溶解手段でガスが電解イオン水に溶解された処理液を前記供給管を通じて前記処理部に供給するための処理液循環路と、
前記純水循環路及び前記処理液循環路とは別の循環路であって、前記処理部から前記排出管を介して排出される処理液または純水を前記供給管を通じて再び前記処理部に供給するように循環させるための再供給循環路と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記電解イオン水生成手段は、
純水から電解イオン水としての酸化還元電位の異なる水素水と酸素水とを生成する生成部と、
前記生成部で生成された水素水と酸素水のいずれか一方を前記ガス溶解手段に供給するよう切り換える切り替え部と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
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