JP6467265B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、処理液を用いて基板に処理を行う基板処理装置に関する。
処理液を用いて基板に処理を行う基板処理装置では、処理液を貯留する貯留部から配管を通して1または複数の処理室に処理液が導かれ、各処理室において基板に処理液が供給される。基板の処理精度を高めるために、予め定められた温度の処理液を基板に供給することが好ましい。そのため、貯留部またはその近傍でヒータ等によって処理液の温度調整が行われ、温度調整後の処理液が各処理室に導かれる。
貯留部から処理室に処理液が導かれる過程で、周囲の温度の影響により処理液の温度が変化すると、基板の処理精度が低下する。そこで、特許文献1に記載される液処理装置においては、基板に処理液を吐出する処理液吐出ノズルに外筒部材が設けられる。外筒部材は、処理液が流れる配管の基端から先端までを覆うように設けられ、この外筒部材に温調水が流されることにより、配管を流れる処理液の温度変化が防止される。
特開2003−297788号公報
しかしながら、特許文献1の液処理装置では、温調水を処理液吐出ノズルに導くための配管、および温調水を生成する温調装置等が別途必要になる。そのため、装置の構成が複雑化しかつコストが増加する。
本発明の目的は、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の処理液を基板に供給することが可能な基板処理装置を提供することである。
(1)第1の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理液を貯留する処理液貯留部と、処理液貯留部に貯留される処理液の温度調整を行う温度調整部と、処理液貯留部と処理部との間で処理液を循環させる処理用循環配管と、処理用循環配管に接続され、基板に処理液を導く分岐配管とを備え、処理用循環配管は、分岐配管が接続される部分よりも上流側の第1の流路と、分岐配管が接続される部分よりも下流側の第2の流路とを含み、処理部による基板の処理時に、第1の流路を通して処理液貯留部から処理部に処理液が導かれるとともに、第2の流路を通して処理部から処理液貯留部に処理液が戻されるように構成され、第1の流路の少なくとも一部および第2の流路の少なくとも一部は、処理液の温度変化を抑制する温度維持部を構成し、温度維持部において、第1および第2の流路のうち一方の流路は、第1および第2の流路のうち他方の流路を取り囲むように設けられる。
この基板処理装置においては、処理液貯留部に貯留される処理液の温度が温度調整部により調整されつつ処理用循環配管を通して処理液貯留部と処理部との間で処理液が循環される。この場合、第1の流路を通して処理液貯留部から処理部に処理液が導かれ、第2の流路を通して処理部から処理液貯留部に処理液が戻される。また、第1の流路から分岐配管を通して基板に処理液が導かれることにより、基板の処理が行われる。温度維持部において、第1および第2の流路のうち一方の流路が、他方の流路を取り囲むように設けられる。そのため、第2の流路を流れる処理液によって第1の流路を流れる処理液の温度変化が抑制される。したがって、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の処理液を基板に供給することができる。
(2)一方の流路は、第2の流路であり、他方の流路は、第1の流路であってもよい。この場合、第1の流路を取り囲むように第2の流路が設けられるので、第2の流路を流れる処理液によって第1の流路を流れる処理液の温度変化がより効果的に抑制される。
(3)温度維持部は、第1の管状部材と、第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第2の管状部材とを含み、第1の管状部材の内部に他方の流路が形成され、第1の管状部材の外面と第2の管状部材の内面との間に一方の流路が形成されてもよい。この場合、簡単な構成で効果的に第1の流路を流れる処理液の温度変化が抑制される。
(4)第2の発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理液を貯留する処理液貯留部と、処理液貯留部に貯留される処理液の温度調整を行う温度調整部と、処理液貯留部と処理部との間で処理液を循環させる処理用循環配管と、処理用循環配管に接続され、基板に処理液を導く分岐配管とを備え、処理用循環配管は、分岐配管が接続される部分よりも上流側の第1の流路と、分岐配管が接続される部分よりも下流側の第2の流路とを含み、第1の流路の少なくとも一部および第2の流路の少なくとも一部は、処理液の温度変化を抑制する温度維持部を構成し、温度維持部において、第1および第2の流路のうち一方の流路は、第1および第2の流路のうち他方の流路を取り囲むように設けられ、温度維持部は、第1の管状部材と、第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第2の管状部材と、第2の管状部材の内部において第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第3の管状部材とを含み、第1の管状部材の内部に他方の流路が形成され、第1の管状部材の外面と第3の管状部材の内面との間に空気層が形成され、第3の管状部材の外面と第2の管状部材の内面との間に一方の流路が形成され
この場合、空気の熱伝導率は低いので、空気層によって第1の流路から第2の流路への熱伝導が抑制される。そのため、第1の流路を流れる処理液の温度変化がより効果的に抑制される。
(5)温度維持部は、第1の管状部材と、第1の管状部材の周囲で螺旋状に延びるように設けられる第2の管状部材とを含み、第1の管状部材の内部に他方の流路が形成され、第2の管状部材の内部に一方の流路が形成されてもよい。
この場合、第2の管状部材の表面積を小さくすることができるので、一方の流路から周囲への熱伝導を抑制することができ、一方の流路を流れる処理液の温度変化を抑制することができる。それにより、第1の流路が一方の流路である場合には、第1の流路を流れる処理液の温度変化を抑制することができる。また、第2の流路が一方の流路である場合には、第2の流路を流れる処理液による第1の流路を流れる処理液の保温効果を維持することができる。
本発明によれば、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の処理液を基板に供給することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。 図1の基板処理装置の模式的斜視図である。 基板処理装置における薬液の供給経路について説明するための図である。 処理用循環配管の温度維持部の構成について説明するための図である。 温度維持部の他の構成例を示す図である。 温度維持部の他の構成例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、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)用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板または光ディスク用基板等をいう。
(1)基板処理装置の構成
図1は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図2は、図1の基板処理装置の模式的斜視図である。図1の基板処理装置100は、基板に処理液として薬液を用いた処理(以下、薬液処理と呼ぶ。)を行う。基板処理装置100は、インデクサ部10、処理部20および補助部30を備える。インデクサ部10には、インデクサロボット11が設けられる。薬液処理前の基板が、カセットに収容された状態でインデクサ部10に搬入される。インデクサロボット11は、カセットから薬液処理前の基板を取り出し、その基板を後述の搬送ロボット15に渡す。また、インデクサロボット11は、後述の搬送ロボット15から薬液処理後の基板を受け取り、その基板をカセットに戻す。
処理部20は、処理室群U1,U2,U3,U4および搬送ロボット15を含む。処理室群U1,U2は、処理部20の一方の側面に沿って並ぶように配置され、処理室群U3,U4は、処理部20の他方の側面に沿って並ぶように配置される。図2に示すように、処理室群U1〜U4の各々は、上下に積層された複数の処理室21を含む。本例では、各処理室群が3つの処理室21を含み、合計で12個の処理室21が設けられる。各処理室21において、基板の薬液処理が行われる。
図1に示すように、処理室群U1〜U4によって取り囲まれた空間に、搬送ロボット15が設けられる。搬送ロボット15は、インデクサロボット11から受け取った薬液処理前の基板を処理室群U1〜U4の各処理室21に搬送する。また、搬送ロボット15は、処理室群U1〜U4の各処理室21から薬液処理後の基板を取り出し、その基板をインデクサロボット11に渡す。
補助部30は、液循環室31を含む。液循環室31から処理部20の処理室群U1〜U4の各処理室21に薬液が供給される。液循環室31の詳細については後述する。
図3は、基板処理装置100における薬液の供給経路について説明するための図である。図3に示すように、液循環室31には、薬液タンク41が設けられる。薬液タンク41には、基板の薬液処理に用いられる薬液が貯留される。薬液として、例えば、SC1(アンモニア過酸化水素水混合液)、SC2(塩酸過酸化水素水混合液)、SPM(sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture:硫酸過酸化水素水混合液)、フッ酸またはバッファードフッ酸が用いられる。
薬液タンク41には、循環配管PCの一端および他端が接続される。循環配管PCには、ポンプ42、温調装置43およびフィルタ44が介挿される。ポンプ42は、循環配管PCの一端から他端に向かって薬液が流れるように、循環配管PC内の薬液を圧送する。これにより、薬液タンク41内の薬液が循環配管PCを通して循環される。温調装置43は、ポンプ42の上流に配置され、循環配管PCを流れる薬液の温度を予め定められた値(例えば、60℃)に調整する。温調装置43は、循環配管PCに設けられる代わりに、薬液タンク41に設けられてもよい。フィルタ44は、ポンプ42の下流に配置され、循環配管PCを流れる薬液から異物を除去する。
フィルタ43の下流において、循環配管PCに処理用循環配管P1,P2,P3,P4の一端および他端がそれぞれ接続される。処理用循環配管P1〜P4は、液循環室31から処理部20に延び、かつ処理部20から液循環室31に延びる。処理部20において、処理用循環配管P1は、処理室群U1の近傍を通るように延び、処理用循環配管P2は、処理室群U2の近傍を通るように延び、処理用循環配管P3は、処理室群U3の近傍を通るように延び、処理用循環配管P4は、処理室群U4の近傍を通るように延びる。処理用循環配管P1〜P4の他端は、処理用循環配管P1〜P4の一端よりも下流の循環配管PCの位置に接続される。処理室群U1〜U4に近接する処理用循環配管P1〜P4の部分に分岐部Rdがそれぞれ設けられる。
複数の処理室21にそれぞれ対応するように複数の分岐配管Pdが設けられる。処理室群U1の複数の処理室21は、対応する分岐配管Pdを介して処理用循環配管P1の分岐部Rdにそれぞれ接続される。同様に、処理室群U2〜U4の複数の処理室21は、対応する分岐配管Pdを介して処理用循環配管P2〜P4の分岐部Rdにそれぞれ接続される。各分岐配管Pdには、バルブVdが介挿される。以下、処理用循環配管P1〜P4の各々において、分岐部Rdより上流側の流路(一端側の部分)を往路Psと呼び、分岐部Rdより下流側の流路(他端側の部分)を復路Prと呼ぶ。
循環配管PCを流れる薬液は、温調装置43によって一定の温度に調整され、かつフィルタ44を通して浄化された後に、処理用循環配管P1〜P4の往路Psを通して処理部20に導かれ、処理用循環配管P1〜P4の復路Prを通して循環配管PCに戻される。また、処理室群U1〜U2の各処理室21に対応するバルブVdが開かれると、処理用循環配管P1〜P4から対応する分岐配管Pdを通して各処理室21に薬液が供給される。これにより、処理室群U1〜U4の各処理室21で基板の薬液処理が行われる。
処理用循環配管P1〜P4の各々は、温度維持部50を含む。温度維持部50は、往路Psの少なくとも一部と復路Prの少なくとも一部とにより構成される。温度維持部50は、処理用循環配管P1〜P4の各々の一端から分岐部Rdにかけて、往路Psのほぼ全体を含むように設けられることが好ましい。
(2)温度維持部の構成
図4は、処理用循環配管P1〜P4の温度維持部50の構成について説明するための図である。図4(a)には、薬液が流れる方向に対して垂直な断面が示され、図4(b)には、薬液が流れる方向に対して平行な断面が示される。図4(a)に示すように、温度維持部50は、第1管51、第2管52、第3管53および断熱材55を含む。第1管51、第2管52および第3管53は3重管を構成し、第1管51の外周面を取り囲むように第2管52が設けられ、第2管52の外周面を取り囲むように第3管が設けられる。断熱材55は、第3管53の外周面を覆うように設けられる。断熱材55としては、例えば発泡ポリエチレンが用いられる。
第1管51の内部に、図3の循環配管PCから分岐部Rdに薬液を導くための往路Psが形成される。第2管52と第3管53との間に、図3の分岐部Rdから循環配管PCに薬液を導くための復路Prが形成される。第1管51と第2管52との間には、空気層ARが形成される。
このように、循環配管PCから分岐部Pdに薬液を導くための往路Psを取り囲むように、分岐部Pdから循環配管PCに薬液を導くための復路Prが設けられる。この場合、往路Psを流れる薬液の温度と復路Prを流れる薬液の温度との差は小さいので、復路Prを流れる薬液が、往路Psを流れる薬液を保温する機能を果たす。また、空気の熱伝導率は低いので、往路Psおよび復路Prの間に空気層ARが設けられることにより、往路Psから復路Prへの熱伝導が抑制され、往路Psを流れる薬液の保温効果がより高まる。さらに、断熱材55により、復路Prから周囲への熱伝導も抑制される。
これにより、処理用循環配管P1〜P4(図3)の往路Psを流れる薬液の温度変化が抑制される。そのため、薬液を温調装置43(図3)によって調整された温度に維持したまま各処理室21に供給することができる。したがって、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の薬液を基板に供給することができる。その結果、基板の薬液処理を精度良く行うことができる。
(3)他の実施の形態
(3−1)
図5は、温度維持部50の変形例を示す図である。図5の例について、図4の例と異なる点を説明する。図5(a)には、薬液が流れる方向に対して垂直な断面が示され、図5(b)には、薬液が流れる方向に対して平行な一部切り欠き断面が示される。
図5の例では、第2管52の代わりに、第4管54が設けられる。第4管54は、第1管51の外周面に沿うように螺旋状に延びる。第4管54の内部に、分岐部Rdから循環配管PCに薬液を導くための復路Prが形成される。第1管51および第4管54の外部であって第3管53の内部には、空気層ARが形成される。
本例においても、往路Psを取り囲むように復路Prが設けられる。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の薬液を基板に供給することができる。また、第4管54の表面積を小さくすることができるので、図4の例に比べて、復路Prから周囲への熱伝導を抑制することができ、復路Prを流れる薬液の温度変化を抑制することができる。それにより、復路Prを流れる薬液による往路Psを流れる薬液の保温効果を維持することができる。
(3−2)
上記実施の形態では、温度維持部50に空気層ARが形成されるが、本発明はこれに限らない。図6は、温度維持部50の他の変形例を示す図である。図6の例について、図4の例と異なる点を説明する。図6の例では、第1管51と第2管52との間に復路Prが設けられ、第2管52の外周面を覆うように断熱材55が設けられる。第3管53は設けられない。このように、往路Psと復路Prとの間に空気層ARが設けられなくてもよい。本例においても、往路Psを取り囲むように復路Prが設けられるので、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の薬液を基板に供給することができる。また、温度維持部40の小型化および部品点数の削減が可能である。空気層ARの代わりに、熱伝導率が低い他の気体、液体または固体からなる層が往路Psと復路Prとの間に設けられてもよい。
(3−3)
上記実施の形態では、往路Psを取り囲むように復路Prが設けられるが、本発明はこれに限らない。復路Prを取り囲むように往路Psが設けられてもよい。この場合も、復路Prを流れる薬液によって往路Psを流れる薬液の温度変化が抑制される。それにより、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の薬液を基板に供給することができる。
(3−4)
上記実施の形態では、第3管53または第2管52の外周面を覆うように断熱材55が設けられるが、往路Psを流れる薬液の温度変化が抑制されるのであれば、断熱材55が設けられなくてもよい。この場合、温度維持部40の小型化および部品点数の削減が可能となる。
(3−5)
上記実施の形態では、基板の薬液処理を行うための薬液が処理液として用いられるが、本発明はこれに限らない。例えば、基板の洗浄処理を行うための洗浄液または基板のリンス処理を行うためのリンス液が処理液として用いられてもよい。洗浄液およびリンス液は、例えば純水である。
(4)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態においては、基板処理装置100が基板処理装置の例であり、処理部20が処理部の例であり、液循環室31が処理液貯留部の例であり、温調装置43が温度調整部の例であり、処理用循環配管P1,P2,P3,P4が処理用循環配管の例であり、分岐配管Pdが分岐配管の例であり、往路Psが第1の流路の例であり、復路Prが第2の流路の例であり、温度維持部50が温度維持部の例である。また、第1管51が第1の管状部材の例であり、第3管53が請求項3および請求項4の第2の管状部材の例であり、第2管52が第3の管状部材の例であり、第4管54が請求項5の第2の管状部材の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
[2]参考形態
(1)本参考形態に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、処理液を貯留する処理液貯留部と、処理液貯留部に貯留される処理液の温度調整を行う温度調整部と、処理液貯留部と処理部との間で処理液を循環させる処理用循環配管と、処理用循環配管に接続され、基板に処理液を導く分岐配管とを備え、処理用循環配管は、分岐配管が接続される部分よりも上流側の第1の流路と、分岐配管が接続される部分よりも下流側の第2の流路とを含み、第1の流路の少なくとも一部および第2の流路の少なくとも一部は、処理液の温度変化を抑制する温度維持部を構成し、温度維持部において、第1および第2の流路のうち一方の流路は、第1および第2の流路のうち他方の流路を取り囲むように設けられる。
この基板処理装置においては、処理液貯留部に貯留される処理液の温度が温度調整部により調整されつつ処理用循環配管を通して処理液貯留部と処理部との間で処理液が循環される。この場合、第1の流路を通して処理液貯留部から処理部に処理液が導かれ、第2の流路を通して処理部から処理液貯留部に処理液が戻される。また、第1の流路から分岐配管を通して基板に処理液が導かれることにより、基板の処理が行われる。温度維持部において、第1および第2の流路のうち一方の流路が、他方の流路を取り囲むように設けられる。そのため、第2の流路を流れる処理液によって第1の流路を流れる処理液の温度変化が抑制される。したがって、構成の複雑化およびコストの増加を抑制しつつ適切な温度の処理液を基板に供給することができる。
(2)一方の流路は、第2の流路であり、他方の流路は、第1の流路であってもよい。この場合、第1の流路を取り囲むように第2の流路が設けられるので、第2の流路を流れる処理液によって第1の流路を流れる処理液の温度変化がより効果的に抑制される。
(3)温度維持部は、第1の管状部材と、第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第2の管状部材とを含み、第1の管状部材の内部に他方の流路が形成され、第1の管状部材の外面と第2の管状部材の内面との間に一方の流路が形成されてもよい。この場合、簡単な構成で効果的に第1の流路を流れる処理液の温度変化が抑制される。
(4)温度維持部は、第2の管状部材の内部において第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第3の管状部材をさらに含み、第1の管状部材の外面と第3の管状部材の内面との間に空気層が形成され、第3の管状部材の外面と第2の管状部材の内面との間に一方の流路が形成されてもよい。
この場合、空気の熱伝導率は低いので、空気層によって第1の流路から第2の流路への熱伝導が抑制される。そのため、第1の流路を流れる処理液の温度変化がより効果的に抑制される。
(5)温度維持部は、第1の管状部材と、第1の管状部材の周囲で螺旋状に延びるように設けられる第2の管状部材とを含み、第1の管状部材の内部に他方の流路が形成され、第2の管状部材の内部に一方の流路が形成されてもよい。
この場合、第2の管状部材の表面積を小さくすることができるので、一方の流路から周囲への熱伝導を抑制することができ、一方の流路を流れる処理液の温度変化を抑制することができる。それにより、第1の流路が一方の流路である場合には、第1の流路を流れる処理液の温度変化を抑制することができる。また、第2の流路が一方の流路である場合には、第2の流路を流れる処理液による第1の流路を流れる処理液の保温効果を維持することができる。
本発明は、種々の基板処理装置に有効に利用可能である。
10 インデクサ部
20 処理部
21 処理室
30 補助部
31 液循環室
41 薬液タンク
42 ポンプ
43 温調装置
44 フィルタ
51 第1管
52 第2管
53 第3管
54 第4管
55 断熱材
100 基板処理装置
P1,P2,P3,P4 処理用循環配管
PC 循環配管
Pd 分岐配管
Pr 復路
Ps 往路
Rd 分岐部
U1,U2,U3,U4 処理室群

Claims (5)

  1. 基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
    処理液を貯留する処理液貯留部と、
    前記処理液貯留部に貯留される処理液の温度調整を行う温度調整部と、
    前記処理液貯留部と前記処理部との間で処理液を循環させる処理用循環配管と、
    前記処理用循環配管に接続され、基板に処理液を導く分岐配管とを備え、
    前記処理用循環配管は、
    前記分岐配管が接続される部分よりも上流側の第1の流路と、
    前記分岐配管が接続される部分よりも下流側の第2の流路とを含み、
    前記処理部による基板の処理時に、前記第1の流路を通して前記処理液貯留部から前記処理部に処理液が導かれるとともに、前記第2の流路を通して前記処理部から処理液貯留部に処理液が戻されるように構成され、
    前記第1の流路の少なくとも一部および前記第2の流路の少なくとも一部は、処理液の温度変化を抑制する温度維持部を構成し、
    前記温度維持部において、前記第1および第2の流路のうち一方の流路は、前記第1および第2の流路のうち他方の流路を取り囲むように設けられる、基板処理装置。
  2. 前記一方の流路は、前記第2の流路であり、前記他方の流路は、前記第1の流路である、請求項1記載の基板処理装置。
  3. 前記温度維持部は、
    第1の管状部材と、
    前記第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第2の管状部材とを含み、
    前記第1の管状部材の内部に前記他方の流路が形成され、
    前記第1の管状部材の外面と前記第2の管状部材の内面との間に前記一方の流路が形成される、請求項1または2記載の基板処理装置。
  4. 基板に処理液を用いた処理を行う処理部と、
    処理液を貯留する処理液貯留部と、
    前記処理液貯留部に貯留される処理液の温度調整を行う温度調整部と、
    前記処理液貯留部と前記処理部との間で処理液を循環させる処理用循環配管と、
    前記処理用循環配管に接続され、基板に処理液を導く分岐配管とを備え、
    前記処理用循環配管は、
    前記分岐配管が接続される部分よりも上流側の第1の流路と、
    前記分岐配管が接続される部分よりも下流側の第2の流路とを含み、
    前記第1の流路の少なくとも一部および前記第2の流路の少なくとも一部は、処理液の温度変化を抑制する温度維持部を構成し、
    前記温度維持部において、前記第1および第2の流路のうち一方の流路は、前記第1および第2の流路のうち他方の流路を取り囲むように設けられ、
    前記温度維持部は、
    第1の管状部材と、
    前記第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第2の管状部材と、前記第2の管状部材の内部において前記第1の管状部材の外面を取り囲むように設けられる第3の管状部材とを含み、
    前記第1の管状部材の内部に前記他方の流路が形成され、
    前記第1の管状部材の外面と前記第3の管状部材の内面との間に空気層が形成され、
    前記第3の管状部材の外面と前記第2の管状部材の内面との間に前記一方の流路が形成される、基板処理装置。
  5. 前記温度維持部は、
    第1の管状部材と、
    前記第1の管状部材の周囲で螺旋状に延びるように設けられる第2の管状部材とを含み、
    前記第1の管状部材の内部に前記他方の流路が形成され、
    前記第2の管状部材の内部に前記一方の流路が形成される、請求項1または2記載の基板処理装置。
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