JPH11285673A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波振動を利用して基板を洗浄処理する場
合に、処理液の温度を正確に制御することができる基板
処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 基板処理装置は、カセット２内に収納さ
れた基板１を超音波振動が付与された処理液により洗浄
処理するものであり、処理液を貯留する処理槽３と、処
理槽３の周囲を取り囲むように配設されたオーバフロー
槽４と、超音波発振子５と、超音波発振子５による超音
波振動を伝播するための伝播水を貯留した伝播水貯留槽
６と、オーバフロー槽４に一時的に貯留された処理液の
温度を検出する温度センサ７と、オーバフロー槽４に一
時的に貯留された処理液を再度処理槽３内に戻すための
戻り流路８と、オーバフロー槽４と戻り流路８からなる
処理液の循環路に処理液を循環させるためのポンプ９
と、戻り流路８内を通過する処理液を加熱および／また
は冷却する温度コントローラ１０と、戻り流路８内を通
過する処理液を濾過するフィルター１１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハや
液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用
マスク基板等の基板を処理槽に貯留された処理液中に浸
漬して処理する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような基板処理装置としては、数百
キロヘルツ乃至数メガヘルツの超音波振動が付与された
処理液中に基板を浸漬することにより、この基板を洗浄
処理するものが知られている。

【０００３】このような基板処理装置は、超音波振動を
伝播するための伝播水を貯留した伝播水貯留槽と、この
伝播水貯留槽の底部裏面側に配設された超音波発振子と
を備える。そして、この基板処理装置においては、処理
液を貯留した処理槽の一部をこの伝播水貯留槽に貯留さ
れた伝播水中に浸漬することにより、超音波発振子から
発振される超音波振動を、伝播水および処理槽を介して
処理液に付与し、この超音波振動が付与された処理液に
より基板を洗浄処理する構成となっている。

【０００４】また、このような基板処理装置において
は、効果的に洗浄できる処理液の温度が存在することか
ら、処理液の実際の温度を監視するために、処理槽内に
処理に供される処理液の温度を測定する温度センサが配
設されている。そして、処理槽に供給される処理液の温
度は、この温度センサの測定値に基づいて駆動する温度
制御部により、常に設定温度になるよう制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】基板処理装置において
は、熱電対等の測温体を樹脂製の保護被膜で被覆した温
度センサが多用されている。このような温度センサを上
述した超音波振動を利用して基板を洗浄処理する基板処
理装置に使用した場合においては、樹脂製の保護被膜が
超音波を付与されることにより発熱し、処理液の正確な
温度制御が困難となるという問題が生ずる。

【０００６】すなわち、このような温度センサを使用し
た場合においては、超音波発振子が駆動して温度センサ
に超音波振動が付与された場合には、温度センサにより
処理液温度の測定値が処理液の実際の温度より高い値と
なってしまい、正確な温度制御が不可能となる。

【０００７】また、超音波発振子がオン、オフを繰り返
した場合、処理液の温度が一定に維持されているにもか
かわらず温度制御部は超音波発振子の影響を受けて、そ
のオン、オフに対応して温度制御を繰り返すことにな
り、例えば温度制御部にペルチェ素子が使用されていた
場合等においてはその寿命を短縮化させてしまう。

【０００８】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、超音波振動を利用して基板を洗浄処理
する場合に、処理液の温度を正確に制御することができ
る基板処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬して基板
を処理する基板処理装置において、処理液を貯留する処
理槽と、前記処理槽内の処理液に超音波振動を付与する
超音波発振手段と、前記処理槽から排出された処理液を
再度前記処理槽に供給するための処理液の循環路と、前
記循環路に処理液を循環させるため前記循環路中に配設
された送液手段と、前記循環路内の処理液の温度を検出
するための温度検出手段と、前記温度検出手段による処
理液温度の検出値に基づいて処理液の温度を制御する温
度制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記循環路は、前記処理槽からオーバ
フローした処理液を一時的に貯留するオーバフロー槽
と、前記オーバフロー槽に一時的に貯留された処理液を
再度処理槽内に戻すための戻り流路からなり、前記温度
検出手段は、前記オーバフロー槽に一時的に貯留された
処理液の温度を検出している。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記循環路は、前記処理槽からオーバ
フローした処理液を一時的に貯留するオーバフロー槽
と、前記オーバフロー槽に一時的に貯留された処理液を
再度処理槽内に戻すための戻り流路からなり、前記温度
検出手段は、前記戻り流路を通過する処理液の温度を検
出している。

【００１２】請求項４に記載の発明は、処理槽に貯留さ
れた処理液中に基板を浸漬して基板を処理する基板処理
装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽
内の処理液に超音波振動を付与する超音波発振手段と、
前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段と、前記
処理槽からオーバフローした処理液を一時的に貯留する
オーバフロー槽と、前記オーバフロー槽に一時的に貯留
された処理液の温度を検出する温度検出手段と、前記温
度検出手段による処理液温度の検出値に基づいて前記処
理槽に供給される処理液の温度を制御するための温度制
御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４
いずれかに記載の発明において、前記温度検出手段は、
測温体とこの測温体の外側に配設された樹脂製の保護被
膜とを有している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１実施形態
に係る基板処理装置の概要図である。

【００１５】この基板処理装置は、カセット２内に収納
された基板１を超音波振動が付与された処理液により洗
浄処理するものであり、処理液を貯留する処理槽３と、
処理槽３の周囲を取り囲むように配設されたオーバフロ
ー槽４と、超音波発振子５と、超音波発振子５による超
音波振動を伝播するための伝播水を貯留した伝播水貯留
槽６と、オーバフロー槽４に一時的に貯留された処理液
の温度を検出する温度センサ７と、オーバフロー槽４に
一時的に貯留された処理液を再度処理槽３内に戻すため
の戻り流路８と、オーバフロー槽４と戻り流路８からな
る処理液の循環路に処理液を循環させるためのポンプ９
と、戻り流路８内を通過する処理液を加熱および／また
は冷却する温度コントローラ１０と、戻り流路８内を通
過する処理液を濾過するフィルター１１とを備える。

【００１６】前記超音波発振子５は、例えば数百キロヘ
ルツ乃至数メガヘルツの超音波を発振するものである。
この超音波発振子５は伝播水貯留槽６の底部裏面側に配
設されている。また、この超音波発振子５は伝播水貯留
槽６の底部に形成された開口部を介して、伝播水貯留槽
６に貯留された伝播水と直接接触している。超音波発振
子５から発振された超音波は、伝播水を介してその一部
が伝播水中に貯留された処理槽３に付与され、さらにこ
の超音波は、処理槽３を介して処理槽３に貯留された処
理液に付与される。

【００１７】前記温度センサ７は、基板１の処理に供さ
れる処理液の温度を一定に維持するために処理液の温度
を測定するものである。この温度センサ７は、オーバフ
ロー槽４内において、その先端部をオーバフロー槽４に
一時的に貯留される処理液の液面上方から処理液中に進
入させることにより、オーバフロー槽４に一時的に貯留
された処理液の温度を検出する構成となっている。

【００１８】図３は、この温度センサ７の検出部として
機能する温度センサ７の先端部の断面を示す拡大図であ
る。

【００１９】この温度センサ７は、測温体としての熱電
対７１と、この熱電対７１の周囲に配設された熱伝導性
の充填材７２と、この充填材７２の周囲を覆う保護被膜
７３とを有する。なお、充填材としては、高い熱伝導性
と電気的な絶縁性とを兼ね備えた酸化アルミ等が使用さ
れる。

【００２０】また、保護被膜７３としては、各種の薬液
を使用した場合にも腐食しない耐薬液性を有する樹脂が
使用される。このような樹脂としては、例えばＰＦＡ
（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙｌ）等のフッ素樹脂
があげられる。なお、このような樹脂は、超音波振動が
付与されることにより発熱するという性質を有する。

【００２１】再度図１を参照して、前記温度コントロー
ラ１０は、温度センサ７により検出した処理液温度の検
出値に基づいて戻り流路８内を通過する処理液を加熱お
よび／または冷却することにより、処理槽３に供給され
る処理液の温度を一定温度となるよう制御するためのも
のである。

【００２２】なお、処理液の温度を室温より高温に維持
して基板１を処理する場合においては、その内部にヒー
タを備えた温度コントローラ１０を使用し、温度センサ
７により測定された処理液温度の測定値に基づいてヒー
タをオン、オフ制御することにより、処理液の温度を室
温より高い設定温度に維持することができる。また、処
理液の温度を室温近くに維持して基板１を処理する場合
においては、その内部にヒータおよびクーラやペルチェ
素子等の加熱冷却素子等を備えた温度コントローラを使
用し、温度センサ７により測定された処理液温度の測定
値に基づいて処理液を加熱または冷却することにより、
処理液の温度を室温近くの一定温度に維持することがで
きる。

【００２３】以上のような構成を有する基板処理装置に
より基板１を洗浄処理する場合においては、ポンプ９を
駆動し、オーバフロー槽４と戻り流路８からなる処理液
の循環路に処理液を循環させる。これにより、処理槽３
内に貯留された処理液は処理槽３の上部よりオーバフロ
ーしてオーバフロー槽４内に一時的に貯留される。この
処理液の温度は、温度センサ７により測定される。ま
た、この処理液は、ポンプ９を介して温度コントローラ
１０に送られ、設定温度となるように温度制御される。
そして、温度制御された処理液は、再度処理槽３内に供
給される。

【００２４】このような状態において、処理槽３に貯留
された処理液中にカセット２内に収納された基板１を浸
漬する。また、超音波発振子５を駆動する。

【００２５】超音波発振子５から発振された超音波は、
伝播水を介してその一部が伝播水中に浸漬された処理槽
３に付与され、さらにこの超音波は、処理槽３を介して
処理槽３に貯留された処理液に付与される。このため、
超音波振動が付与された処理液により、基板１の表面に
付着したパーティクル等が有効に除去され、基板１は十
分に洗浄される。

【００２６】なお、超音波発振子５から発振される超音
波は一般的に直進性を有する。また、この超音波は上記
のように伝播水や処理槽３を介して伝播する際にも直進
性を有することが知られている。このため、超音波発振
子５により処理槽３に貯留された処理液に超音波を付与
した場合であっても、オーバフロー槽４内にその検出部
が配設されオーバフロー槽４に一時的に貯留される処理
液の温度を検出する温度センサ７には超音波振動はほと
んど付与されない。

【００２７】このため、温度センサ７の保護被膜７３の
発熱に起因して温度センサ７による処理液温度の測定値
が処理液の実際の温度より高い値になるようなことはな
く、処理液を正確に温度制御することができる。従っ
て、基板１を正確、かつ、均一に洗浄処理することが可
能となる。

【００２８】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。図２はこの発明の第２実施形態に係る基板処
理装置の概要図である。なお、図１に示す第１実施形態
と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。

【００２９】この第２実施形態に係る基板処理装置は、
センサ７の検出部を戻り流路８内に配設し、このセンサ
７により戻り流路８を通過する処理液の温度を測定する
ようにした点のみが図１に示す第１実施形態と異なる。

【００３０】このように、センサ７により戻り流路８を
通過する処理液の温度を測定する構成を採用した場合に
おいては、センサ７に超音波発振子５による超音波振動
が付与されることはない。このため、第１実施形態に係
る基板処理装置の場合と同様、温度センサ７の保護被膜
７３の発熱に起因して温度センサ７による処理液温度の
測定値が処理液の実際の温度より高い値になるようなこ
とはなく、処理液を正確に温度制御することができる。
従って、基板１を正確、かつ、均一に洗浄処理すること
が可能となる。

【００３１】なお、上述した第１、第２実施形態におい
ては、いずれも、オーバフロー槽４と戻り流路８からな
る処理液の循環路に処理液を循環させる構成の基板処理
装置にこの発明を適用した場合について説明したが、例
えばオーバフロー槽４をドレインと接続し、処理液供給
源から供給され処理槽３からオーバフロー槽４にオーバ
フローした処理液を循環させることなくドレインに排出
する構成の基板処理装置にこの発明を適用することも可
能である。この場合においては、上述した第１実施形態
の場合と同様、オーバフロー槽４に一時的に貯留される
処理液の温度をセンサ７で測定するようにすればよい。

【００３２】また、上述した第１、第２実施形態におい
ては、いずれも、基板１をカセット２に収納した状態で
処理槽３に貯留された処理液中に浸漬する場合について
説明したが、基板１をカセット２に収納することなく、
直接処理液中に浸漬するカセットレスタイプの基板処理
装置にこの発明を適用してもよい。

【００３３】さらに、上述した第１、第２実施形態にお
いては、いずれも、超音波発振子５を伝播水を貯留した
伝播水貯留槽６の底部裏面側に配設し、超音波発振子５
から発振された超音波を、伝播水および処理槽３を介し
て処理槽３に貯留された処理液に付与する場合について
説明したが、超音波発振子５を処理液を貯留した処理槽
３の底部裏面に直接付設する構成としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、超音波
振動が付与された処理液により基板を処理するにあた
り、処理槽から排出された処理液を再度処理槽に供給す
るための処理液の循環路内の処理液の温度を温度検出手
段により検出して温度制御することから、超音波振動に
よる温度検出手段の発熱に起因して処理液温度の測定値
が処理液の実際の温度より高い値になるようなことはな
い。このため、処理液を正確に温度制御することがで
き、基板を正確、かつ、均一に処理することが可能とな
る。

【００３５】請求項２に記載の発明によれば、温度検出
手段はオーバフロー槽に一時的に貯留された処理液の温
度を検出することから、温度検出手段は処理液液面の上
方から処理液の温度を検出することができ、より簡易な
構成により処理液の温度を検出することが可能となる。

【００３６】請求項３に記載の発明によれば、温度検出
手段は戻り流路を通過する処理液の温度を検出すること
から、温度検出手段は常に流れた状態の処理液の温度を
測定することになり、処理液の温度をより正確に測定す
ることが可能となる。

【００３７】請求項４に記載の発明によれば、超音波振
動が付与された処理液により基板を処理するにあたり、
オーバフロー槽に一時的に貯留された処理液の温度を温
度検出手段により検出して処理液の温度を制御すること
から、超音波振動による温度検出手段の発熱に起因して
処理液温度の測定値が処理液の実際の温度より高い値に
なるようなことはない。このため、簡易な構成により処
理液を正確に温度制御することができ、基板を正確、か
つ、均一に処理することが可能となる。

【００３８】請求項５に記載の発明によれば、超音波振
動が付与された処理液により基板を処理するにあたり、
超音波振動により発熱しやすい樹脂製の保護被膜を有す
る温度検出手段を使用した場合においても、この保護被
膜の発熱を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係る基板処理装置の
概要図である。

【図２】この発明の第２実施形態に係る基板処理装置の
概要図である。

【図３】温度センサ７の先端部の断面を示す拡大図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ カセット ３ 処理槽 ４ オーバフロー槽 ５ 超音波発振子 ６ 伝播水貯留槽 ７ 温度センサ ８ 戻り流路 ９ ポンプ １０ 温度コントローラ １１ フィルター ７１ 熱電対 ７２ 充填材 ７３ 保護被膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 博章 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１ 大日本スクリーン製造株式会社 野洲事業所内 (72)発明者 大木 直哉 滋賀県野洲郡野洲町大字三上字口ノ川原 2426番１ 大日本スクリーン製造株式会社 野洲事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽に貯留された処理液中に基板を浸
   漬して基板を処理する基板処理装置において、 処理液を貯留する処理槽と、 前記処理槽内の処理液に超音波振動を付与する超音波発
   振手段と、 前記処理槽から排出された処理液を再度前記処理槽に供
   給するための処理液の循環路と、 前記循環路に処理液を循環させるため前記循環路中に配
   設された送液手段と、 前記循環路内の処理液の温度を検出するための温度検出
   手段と、 前記温度検出手段による処理液温度の検出値に基づいて
   処理液の温度を制御する温度制御手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記循環路は、前記処理槽からオーバフローした処理液
   を一時的に貯留するオーバフロー槽と、前記オーバフロ
   ー槽に一時的に貯留された処理液を再度処理槽内に戻す
   ための戻り流路からなり、前記温度検出手段は、前記オ
   ーバフロー槽に一時的に貯留された処理液の温度を検出
   する基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記循環路は、前記処理槽からオーバフローした処理液
   を一時的に貯留するオーバフロー槽と、前記オーバフロ
   ー槽に一時的に貯留された処理液を再度処理槽内に戻す
   ための戻り流路からなり、前記温度検出手段は、前記戻
   り流路を通過する処理液の温度を検出する基板処理装
   置。
4. 【請求項４】 処理槽に貯留された処理液中に基板を浸
   漬して基板を処理する基板処理装置において、 処理液を貯留する処理槽と、 前記処理槽内の処理液に超音波振動を付与する超音波発
   振手段と、 前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段と、 前記処理槽からオーバフローした処理液を一時的に貯留
   するオーバフロー槽と、 前記オーバフロー槽に一時的に貯留された処理液の温度
   を検出する温度検出手段と、 前記温度検出手段による処理液温度の検出値に基づいて
   前記処理槽に供給される処理液の温度を制御するための
   温度制御手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４いずれかに記載の基板処
   理装置において、 前記温度検出手段は、測温体とこの測温体の外側に配設
   された樹脂製の保護被膜とを有する基板処理装置。