JP6576770B2 - 基板処理装置におけるフィルタ交換方法 - Google Patents

Description

発明は、基板に対して処理液を用いた処理を実行する基板処理装置におけるフィルタ交換方法に関する。基板処理装置で処理の対象となる基板には、たとえば、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハなどの基板を処理液によって処理する基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に向けて処理液を吐出する処理部と、処理液を貯留する処理液タンクと、処理液タンクと処理部とを連通する処理液配管と、処理液配管に介装され処理液タンクに貯留された処理液を処理部に向けて供給するポンプとを備えている。

通例、処理液配管には処理液からパーティクルを除去するためのフィルタがポンプよりも下流に介装されている。フィルタは性能維持のため適宜のタイミングで交換される（例えば、特許文献１参照）。

フィルタを交換する際に、フィルタやフィルタ前後の処理液配管に処理液が残存していると、フィルタを処理液配管から取り外したときに処理液が落下して基板処理装置の内部を汚染するおそれがある。このため、フィルタの交換前に、フィルタやその前後の処理液配管を予め液抜きしておく必要がある。

特開２０１３−２０７０７６号公報

フィルタの内部に残留した処理液はフィルタに付属したドレイン配管を開放することにより外部に排出することができる。しかし、単にドレイン配管を開放するだけではフィルタ内部の処理液を完全に排出できないおそれがある。すなわち、ドレイン配管が屈曲していたり、フィルタに液抜きのためのエア吸引口が確保できないことがあるからである。そこで本発明の目的は、フィルタから処理液を確実に排出することのできるフィルタの取り外し方法を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板処理装置の処理液配管に介装されたフィルタを前記処理液配管から取り外す基板処理装置からのフィルタ取り外し方法であって、前記フィルタは一次側ドレイン配管と二次側ドレイン配管とを有し、前記一次側ドレイン配管と前記二次側ドレイン配管とは節点において接続されており、前記フィルタの二次側ドレイン配管を開放した状態で前記フィルタの流入端部から気体を送り込みつつ、前記一次側ドレイン配管に介装されたバルブを繰り返し開閉する処理を実行することで、前記フィルタの一次側空間および二次側空間の液抜きを実行し、その後、前記フィルタを前記処理液配管から取り外す、基板処理装置からのフィルタ取り外し方法である。

請求項１記載の発明によれば、フィルタの二次側ドレイン管を開放した状態でフィルタの流入端部から気体を送り込みつつ、前記一次側ドレイン配管に介装されたバルブを繰り返し開閉する処理を実行する。フィルタの流入端部から送り込まれた気体はフィルタの一次側空間に残留する処理液を一次側ドレイン管に向けて送り出す。これによりフィルタの一次側空間の液抜きが行われる。バルブを開閉することで、フィルタの流入端部から送り込まれた気体は二次側ドレイン管からフィルタの二次側空間に向かい易くなる。これにより、フィルタの二次側空間の液抜きが行われる。このように、フィルタの一次側空間および二次側空間の液抜きが行われた後、フィルタが取り外される。

各請求項に記載の発明によれば、フィルタ内部に残留する処理液を事前に液抜きした上でフィルタを取り外すことができる。このため、フィルタを取り外した際の液漏れを確実に防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。 フィルタ１９の構成を示す断面図である。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフローチャートである。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフィルタ１９の模式図である。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフィルタ１９の模式図である。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフィルタ１９の模式図である。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフィルタ１９の模式図である。 フィルタ１９の取り外し手順を説明するフィルタ１９の模式図である。

以下では、この発明の実施の形態を、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処理装置１の構成を示す模式図である。この基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を１枚ずつ処理する枚葉型の装置である。基板処理装置１は、ウエハＷに処理液（薬液およびリンス液）を供給することにより洗浄等の基板処理を実行する。基板処理装置１は、ウエハＷを処理するための処理ユニット２（処理部）と、この処理ユニット２に薬液を供給するための薬液供給ユニット３と、この処理ユニット２にリンス液を供給する図示しないリンス液供給ユニットとを備えている。図１では、一つの処理ユニット２が図示されているが、処理ユニット２は複数設けられていてもよい。また、複数の処理ユニット２に対応して、薬液供給ユニット３が複数設けられていてもよい。

処理ユニット２は、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック４と、処理液としての薬液の一例である硫酸をウエハＷに供給する薬液ノズル５と、リンス液の一例であるＤＩＷをウエハＷに供給するリンス液ノズル６とを備えている。スピンチャック４は、ウエハＷをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転可能なスピンベース８と、このスピンベース８を鉛直軸線まわりに回転させる回転駆動機構９とを含む。薬液ノズル５およびリンス液ノズル６は、それぞれ、ウエハＷ上での薬液およびリンス液の着液位置が固定された固定ノズルであってもよいし、薬液およびリンス液の着液位置がウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁に至る範囲で移動されるスキャンノズルであってもよい。

薬液供給ユニット３は、薬液タンク（処理液タンク）１０と、薬液ノズル５に薬液を供給する薬液供給配管（処理液供給路）１１とを備えている。薬液タンク１０に貯留された薬液は薬液供給配管１１を介して薬液ノズル５に供給される。

薬液供給配管１１は、その一端が薬液タンク１０に接続されており、その他端が薬液ノズル５に接続されている。薬液供給配管１１には、薬液流通方向に沿って、ヒータ１２、ポンプ（送液手段）１４、第１薬液バルブ（第１処理液バルブ）１５、第２薬液バルブ（第２処理液バルブ）１６および薬液吐出バルブ１７が、この順に介装されている。ヒータ１２は、薬液供給配管１１内を流通する薬液を加熱して温度調節する。ポンプ１４は、薬液タンク１０から薬液を汲み出して薬液供給配管１１に送り込む。ポンプ１４は、薬液供給ユニット３の起動時には常時駆動されており、薬液タンク１０内の薬液を常時汲み出している。ポンプ１４は例えばべローズタイプまたはダイアフラムタイプのポンプであり、空打ちを行うことにより、薬液供給配管１１に空気を送り出す性能を備えている。

薬液供給配管１１は節点Ｐ１にて循環配管１８に接続されている。循環配管１８はその一端が節点Ｐ１にて薬液供給配管１１に接続され、他端が薬液タンク１０に接続されている。循環配管１８にはバルブ２０が介装されている。薬液供給配管１１から薬液タンク１０に薬液を還流させる場合には、薬液吐出バルブ１７を閉鎖し、バルブ２０を開放する。一方、薬液供給配管１１内の薬液を薬液ノズル５に向けて送出する場合にはバルブ２０を閉鎖し、薬液吐出バルブ１７を開放する。

フィルタ１９は、薬液供給配管１１内を流通する薬液をろ過して、その薬液からパーティクルを除去する。フィルタ１９の上流側の第１薬液バルブ１５および下流側の第２薬液バルブ１６は薬液供給配管１１を開閉する。第２薬液バルブ１６よりも下流側の薬液吐出バルブ１７は、薬液ノズル５への薬液の供給および供給停止を切り換える。なお、薬液タンク１０、ヒータ１２、ポンプ１４、第１薬液バルブ１５および第２薬液バルブ１６は、薬液供給ユニット３内に設けられている。これに対し、薬液吐出バルブ１７および薬液ノズル５は処理ユニット２内に設けられている。

薬液供給ユニット３は、フィルタ１９内の気泡（エア）を抜くための２つのエア抜き配管２７，２８を備えている。これらのエア抜き配管２７，２８はフィルタ１９に接続されており、パーティクルの発生の原因になる気泡をフィルタ１９から除去するために用いられる。具体的には、フィルタ１９の一次側（後述するフィルタ１９のハウジング４２の一次側空間Ｘ１内）には、一次側エア抜き配管２７の一端（上流端）が接続されているとともに、フィルタ１９の二次側（後述するフィルタ１９のハウジング４２の二次側空間Ｘ２内）には、二次側エア抜き配管２８の一端（上流端）が接続されている。各エア抜き配管２７，２８の他端側は、薬液タンク１０に接続されている。一次側エア抜き配管２７には、一次側エア抜き配管２７を開閉するための一次側エア抜きバルブ２９が介装されている。二次側エア抜き配管２８には、二次側エア抜き配管２８を開閉するための二次側エア抜きバルブ３０が介装されている。

薬液供給ユニット３は、フィルタ１９から薬液を排出するための２つのドレイン配管３１、３２をさらに備えている。ドレイン配管３ｌ、３２は、後述するフィルタ１９の交換作業の際にフィルタ１９の内部から薬液を排出する際に使用される。具体的には、フィルタ１９の一次側には、一次側ドレイン配管３１の一端（上端）が接続されている。また、フィルタ１９の二次側には、二次側ドレイン配管３２の他端（上端）が接続されている。一次側ドレイン配管３１の他端側は、節点Ｐ２においてドレイン配管３２に合流している。二次側ドレイン配管３２の他端側は、図示しない排液手段に接続されている。よって、フィルタ１９内の薬液は、一次側ドレイン配管３１および二次側ドレイン配管３２を経由して、図示しない排液手段に排出することが可能である。

一次側ドレイン配管３１には、一次側ドレイン配管３１を開閉するための一次側ドレインバルブ３３が介装されている。二次側ドレイン配管３２には、二次側ドレイン配管３２を開閉するための一次側ドレインバルブ３４が介装されている。一次側ドレインバルブ３３はたとえば空気作動弁であり、一次側ドレインバルブ３３に流入する気体の流量を制御することにより間欠的な開閉動作を行わせることが可能なバルブである。

図２は、フィルタ１９の構造を説明するための断面図である。フィルタ１９は、両端が開放された中空の円筒部３５と、円筒部３５の上部に取り付けられたハウジング４２とを有する。円筒部３５の両端には薬液が流入する側の流入端部３６と、薬液が流出する側の流出端部３７とが形成されている。流入端部３６と流出端部３７をそれぞれ薬液供給配管１１に連結することによりフィルタ１９が薬液供給配管１１に介装される。逆に、流入端部３６および流出端部３７を薬液供給配管１１から連結解除することにより、フィルタ１９が薬液供給配管１１から取り外される。

円筒部３５の内部は仕切り板３８により一次側空間（フィルタ１９の一次側）Ｘ１と二次側空間（フィルタ１９の二次側）Ｘ２とに仕切られている。また、ハウジング４２の内部は、処理液からパーティクルを除去する濾過部材３９によって一次側空間Ｘ１と二次側空間Ｘ２とに分離されている。円筒部３５の一次側空間Ｘ１とハウジング４２の一次側空間Ｘ１とは円筒部３５の上面に形成された連通孔４０により連通している。また、円筒部３５の二次側空間Ｘ２とハウジング４２の二次側空間Ｘ２とは円筒部３５の上面に形成された連通孔４１により連通している。

濾過部材３９はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系またはポリエチレン（ＰＥ）系等の材料で構成されている。濾過部材３９を構成する材料は綿密であり、気体の透過性が低いものである。

ハウジング４２の上部には、ハウジング４２の一次側空間Ｘ１と連通するように先述の一次側エア抜き配管２７の一端が取り付けられ、ハウジング４２の二次側空間Ｘ２（すなわち濾過部材３９の内部）と連通するように先述の二次側エア抜き配管２８の一端が取り付けられている。

円筒部３５の下部には、円筒部３５の一次側空間Ｘ１と連通するように先述の一次側ドレイン配管３１の上端が取り付けられ、円筒部３５の二次側空間Ｘ２と連通するように先述の二次側ドレイン配管の３２の上端が取り付けられている。

次に、図３のフローチャートを参照して、フィルタ１９を薬液供給配管１１から取り外す手順について説明する。

まず、薬液タンク１０に貯留されている薬液を図示しないドレイン管から排出する（ステップＳ１）。

次に、第２薬液バルブ１６を閉鎖すると共に、一次側ドレインバルブ３３および二次側ドレインバルブ３４を開放した状態で、薬液供給配管１１を図示しない純水供給手段に連結する。この状態で、純水供給手段から薬液供給配管１１に向けて純水を供給する。これにより、薬液供給配管１１およびフィルタ１９内部の薬液が一次側ドレイン配管３１および二次側ドレイン配管３２に向けて排出され、純水に置換される（ステップＳ２）。図４はこの時点のフィルタ１９およびその周辺部材の状態を模式的に示す説明図である。図４では純水が充填されている箇所に斜線を付している（後述する図５乃至図８も同様）。すなわち、フィルタ１９の一次側空間Ｘ１、二次側空間Ｘ２、薬液供給配管１１、一次側エア抜き配管２７、二次側エア抜き配管２８、一次側ドレイン配管３１、および二次側ドレイン配管３２には純水が充填されている。

次に、第２薬液バルブ１６を開放したまま、エア抜きバルブ２９および３０を閉鎖する（ステップＳ３）。

この状態でポンプ１４の空打ちを開始する。並行して一次側ドレインバルブ３３を連続的に開閉する。二次側ドレインバルブ３４は開状態を維持する（ステップＳ４）。すると、まず、フィルタ１９の一次側の液抜きが行われる。すなわち、図５に示すように、ポンプ１４から薬液供給配管１１の一次側に空気が送り込まれる。先述したように、フィルタ１９の濾過部材３９は気体の透過性が低いため、ポンプ１４から送り込まれた空気は濾過部材３９をほとんど通過しない。このため、ポンプ１４からフィルタ１９に送り込まれた空気は濾過部材３９を迂回して一次側ドレイン配管３１に向かう。この結果、薬液供給配管１１の一次側およびフィルタ１９の一次側空間Ｘ１内の純水が一次側ドレイン配管３１に向けて押し出されて排液手段に排液される。

一方、フィルタ１９の二次側空間Ｘ２および二次側ドレイン配管３２は、濾過部材３９から空気が進入してこないため、内部の純水が排液手段に向けて排出されない。この結果、二次側ドレイン配管３２の節点Ｐ２より上方部分に気液界面４３が形成される。

一次側ドレイン配管３１に送り込まれた空気流は節点Ｐ２から二次側ドレイン配管３２に向けて上昇しようとする。しかし、この空気流は単に気液界面４３を均一に押圧するのみで、二次側配管３２からフィルタ１９の二次側空間Ｘ２に進入することができない。

しかし、図６に示すように、一次側ドレインバルブ３３が閉鎖されると、それまで気相界面４３に対して作用していた押圧力が失われ、その反動により気相界面４３が破壊される。この結果、空気流が二次側ドレイン配管３２の内部を気泡４４として上昇していき、フィルタ１９の二次側空間Ｘ２の内部に小さな気泡だまり４５を形成する。

この後、仮に気相界面４３が再生されても、バルブ３３の開閉を繰り返すことにより、気相界面４３がその度に破壊され、二次側ドレイン配管３２の内部を気泡が上昇し、フィルタ１９の内部の気泡だまり４５が拡大していく。

この結果、図７に示すように、フィルタ１９の一次側空間Ｘ１、二次側空間Ｘ２、一次側ドレイン配管３１、二次側ドレイン配管３２、および薬液供給配管１１の二次側の液抜きが終了する。

その後、ポンプ１４の空打ちと一次側ドレインバルブ３３の開閉動作とを継続しつつ、エア抜きバルブ２９、３０を開放する（ステップＳ５）。すると、エア抜き配管２７、２８内の純水が落液する。以上により、図８に示すように、フィルタ１９、およびフィルタ１９に連結されている、薬液供給配管１１、エア抜き配管２７、２８、一次側ドレイン配管３１、および二次側ドレイン配管３２の液抜きが完了する。

その後、ポンプ１４の空打ちを終了した上で、フィルタ１９を取り外す（ステップＳ６）。先述のように、液抜きが完了しているため、フィルタ１９およびその周辺配管からの純水が漏れ出ることが防止できる。このため、基板処理装置１内を配管内の純水を汚染することが防止できる。

なお、上述の実施形態は薬液フィルタ１９を取り外すものであったが、リンス液用のフィルタの取り外しを行う際にも本発明を適用することが可能である。

節点Ｐ２よりも下流側にバルブを追加し、一次側ドレインバルブ３３および二次側ドレインバルブ３４を開放したまま、前記追加バルブを開閉することでフィルタ１９の二次空間Ｘ２および二次側ドレイン配管３２のエア抜きを実行するようにしてもい。

薬液フィルタ１９はエア抜き配管２７、２８を有するものであったが、エア抜き配管が存在しないフィルタにも本発明を適用することが可能である。

本発明は、基板処理装置に使用されるフィルタの交換に利用することができる。

１ 基板処理装置
２ 処理ユニット
３ 薬液供給ユニット
４ スピンチャック
５ 薬液ノズル
６ リンス液ノズル
８ スピンベース
１０ 薬液タンク
１１ 薬液供給配管
１２ ヒータ
１４ ポンプ
１５ 第１薬液バルブ
１６ 第２薬液バルブ
１７ 薬液吐出バルブ
１８ 循環配管
１９ フィルタ
２０ 循環バルブ
２７ エア抜き配管
２８ エア抜き配管
２９ 一次側エア抜きバルブ
３０ 二次側エア抜きバルブ
３１ 一次側ドレイン配管
３２ 二次側ドレイン配管
３３ 一次側ドレインバルブ
３４ 二次側ドレインバルブ
３５ 円筒部
３６ 流入端部
３７ 流出端部
３８ 仕切り板
３９ 濾過部材
４０ 連通孔
４１ 連通孔
４２ フィルタ１９のハウジング
４３ 気相界面
４４ 気泡
４５ 気泡だまり
Ｐ１ 節点
Ｐ２ 節点
Ｗ ウエハ
Ｘ１ 一次側空間
Ｘ２ 二次側空間

Claims (1)

1. 基板処理装置の処理液配管に介装されたフィルタを前記処理液配管から取り外す基板処理装置からのフィルタ取り外し方法であって、前記フィルタは一次側ドレイン配管と二次側ドレイン配管とを有し、前記一次側ドレイン配管と前記二次側ドレイン配管とは節点において接続されており、前記フィルタの二次側ドレイン配管を開放した状態で前記フィルタの流入端部から気体を送り込みつつ、前記一次側ドレイン配管に介装されたバルブを繰り返し開閉する処理を実行することで、前記フィルタの一次側空間および二次側空間の液抜きを実行し、その後、前記フィルタを前記処理液配管から取り外す、基板処理装置からのフィルタ取り外し方法。

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