JPH11290800A - 化学処理装置及び化学処理方法及び基板の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 化学処理装置において洗浄液中の薬液濃度を
低下させ、排水処理のコストを削減する。 【解決手段】 基板５０は、処理室２で薬液処理され、
次に希釈室４ａで循環使用する希釈液３３ａで洗浄さ
れ、最後に水洗室４ｂで洗浄液で洗浄される。これによ
り、薬液成分は希釈液中に大部分が回収され、水洗室か
らの排水液を直接工場外へ排水することが可能となる。
また、希釈液の交換時期の検知手段と交換手段を有する
化学処理装置であって、希釈液の交換時期を検知する
と、循環使用している希釈液の交換を行い希釈液を所定
の薬液濃度以下に押さえるものである。また、薬液処理
された被処理物に付着した薬液を循環使用する希釈液に
て希釈すると共に希釈液の濃縮を行い、その後洗浄液に
て薬液を除去する化学処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路およ
び液晶デバイスなどの基板の生産方法及びその生産に用
いられる化学処理装置及び化学処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】周知のように半導体集積回路および液晶
デバイスなどの微細加工においては多数回の食刻・洗浄
工程が必要である。洗浄工程の実施形態としては以下に
述べるようなものがあり、実に多種多様である。先ず第
１の例としては写真食刻工程における感光性樹脂を塗布
する前の洗浄があり、これは微細な感光性樹脂パターン
の形成に障害となるパーティクルやダストおよび異物の
除去が主目的である。次に第２の例としては製膜工程に
おける製膜前の洗浄があり、ピンホールや膜剥がれのな
い製膜の障害となるパーティクルやダストおよび異物の
除去、これに加えて膜の密着性を強化するための表面改
質、さらに多層配線構造において上下の導電性パターン
間に接触（コンタクト）不良が生じないように下地の導
電層表面の酸化膜を除去するための表面処理などの複数
の目的を有している。第３の例としては食刻後および感
光性樹脂の剥離後の洗浄があり、これは主としてこれら
の処理に使用した薬液と剥離液中に残存する未分解の感
光性樹脂の除去を目的としている。

【０００３】前述した食刻・洗浄工程においては、何れ
も洗浄の最終工程では純水を用いて単結晶シリコンやガ
ラス等の基板を洗浄し、付着している薬液やダストおよ
び異物を除去するのが一般的であり、写真食刻工程の現
像プロセスや食刻プロセスにおいては純水を基板上にシ
ャワー状またはスプレー状に吹き付けるようにして一枚
ずつ連続的に処理する装置が量産工場では多用される。

【０００４】図５はこのような食刻・洗浄装置の概略の
断面構成図を示す。食刻・洗浄装置としての構成では、
処理室２と水洗室４および乾燥室５が主な構成要素であ
る。薬液処理時間が長くなる場合には処理室を２段にし
たり、薬液１３の水洗室４への持出し量を低下させるた
めに処理室２と水洗室４との間に液切り室３などの緩衝
室を設けたり、同じく薬液１３の装置外への拡散を防止
するために処理室２の上流側に緩衝室１を配置するなど
の設計的手法が加味されることは公知である。

【０００５】以下に簡単に装置の構成内容を説明する
と、薬液循環ポンプ６、薬液１３中のダストまたはパー
ティクルを除去するためのフィルタ７および流量調整用
のバルブ８よりなる配管系９と、薬液を噴射するノズル
１０、処理室２、処理室２の底部に設けられた薬液回収
配管１１および薬液循環タンク１２とで閉ループを構成
し、薬液１３を循環使用する構成が代表的である。

【０００６】ストップバルブ１４を有する薬液供給配管
１５は薬液循環タンク１２に薬液１３を供給するための
配管系であり、図示はしないが例えば別の場所に設置さ
れた供給タンクから窒素加圧で圧送され新規な薬液が薬
液循環タンク１２に供給される。同じくストップバルブ
１６を有する薬液廃棄配管１７は使用済みの薬液１３を
外部に廃棄するための配管系であり、図示はしないが屋
外に設置された廃液タンクなどに移し替えてから産業廃
棄物として処理するなどの手続きがなされる。

【０００７】水洗室４では基板５０に付着している薬液
１３を洗い流すために洗浄液として一般的には適度な純
度の純水が必要であるので、流量調整用バルブ１８を有
する純水供給配管１９が設けられ、配管の先端部には純
水を噴射する純水噴射ノズル２０が配置される。水洗室
４の底部に設けられた回収配管２１は基板５０を洗浄し
た洗浄液の排水管であり、純水洗浄の初期にはある程度
の薬液が排水中に含まれるので、公害対策のための何が
しかの処理を施されてから工場排水として廃棄されるこ
とも多い。

【０００８】水洗室４ではただ単純に基板５０に純水を
噴射するだけではなく、噴射する純水に超音波を重畳し
たり、高圧の噴射ジェットにしたりして物理的な力で基
板５０に付着した異物やパーティクルの除去能力を高め
ることも最新の洗浄機では定着しつつある。乾燥室５で
は水洗後の濡れた基板５０を乾燥するために、圧力計２
２と流量調整用バルブ２３を有するドライエアまたは窒
素ガスなどの乾燥ガス配管２４が設けられ、配管の先端
部には上記乾燥ガスを基板５０上へシート状に噴射する
乾燥ノズル２５が配置される。２６は乾燥室５内で乾燥
ノズル２５によって凝集した水を廃棄するための排水管
である。この様に乾燥したガスを基板５０に吹き付けて
乾燥する方式は別名エアナイフとも呼ばれる。なお、純
水噴射ノズル２０および乾燥ノズル２５は図示したよう
に基板５０上のみならず基板５０下からも噴射するのが
効率的であり、かつ一般的である。

【０００９】１００は基板５０の搬送経路を示した搬送
ラインである。基板５０の搬送機構、処理室２と水洗室
４との間に設置されるゲートバルブおよびエアカーテン
などの排気干渉防止機構、さらには各室内の雰囲気を排
気する排気管は図５では省略してある。５１は緩衝室１
の入口側の側壁に設けられた開口スリット（連通孔）、
５２及び５３は処理室２の入口側および出口側の側壁に
設けられた開口スリット（連通孔）、５４及び５５は水
洗室４の入口側および出口側の側壁に設けられた開口ス
リット（連通孔）、５６は乾燥室５の出口側に設けられ
た開口スリット（連通孔）で、基板５０の搬送ライン１
００はこれら連通孔５１〜５６を貫通して設けられてい
る。

【００１０】図６は水洗室４を詳細に説明するための概
略断面図である。図６の左右方向に並んで設けられた搬
送ローラ２７の上を基板５０が水洗室４の入口側の側壁
に設けられた開口スリット５４から水洗室４内に入って
いき、純水噴射ノズル２０の下を一定の速度で通過し、
水洗室４の出口側の開口スリット５５を通過して乾燥室
５に入る。３３は洗浄液で純水噴射ノズル２０より噴射
させ基板５０を洗浄後、回収配管２１に流れる。

【００１１】水洗室４の上部には水洗室４内の薬液を微
量に含んだ水ミストを排気するための排気管３０が設け
られており、排気管３０には水ミストが大量に装置外に
持出されるのを防止するフィルタまたはトラップ３１が
設けられている。なお、３２は水洗室４内の排気量を調
整するためのダンパである。尚、図５では図示していな
いが、図６のごとく搬送ライン１００に沿って搬送ロー
ラ２７が適当な間隔で配置されており、基板５０を搬送
する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の化学処理装置に
おいては、液切り室３においてエアナイフによる液切り
で基板上に薬液が一滴も残らないような液切りを実施す
ると、所定の時間内に水洗室４内で固化した薬液成分を
純水で完全に洗い流すことができなくなる。従って適量
の薬液が基板上に残るような液切りを実行する必要があ
る。その量とは例えば４００×５００ｍｍの大きさのガ
ラス基板において２０〜３０ｃｃ程度が限界である。こ
のため純水を用いた洗浄工程において洗浄後の洗浄液に
薬液が混入することは避けられない。尚、洗浄液の量
は、基板上の薬液を完全に除去できなくても実用上問題
のないレベルにまで濃度を低下させる為に必要な３０〜
５０Ｌ（リットル）となる。

【００１３】上記した薬液処理における２０〜３０ｃｃ
の持出し量は、水洗工程において基板一枚当りの洗浄液
の量である３０〜５０Ｌからみれば微量ではあり、一般
的な薬液では工場外への排水に当って中和処理さえして
おけばまず問題とはならない。しかしながら、極めて微
量であっても特化則に記載された有害物質や毒物、およ
びＢＯＤ指数に関して有機物では容認できない濃度とな
り排水処理が必要となる。

【００１４】その結果、基板の洗浄に使用した洗浄液は
排水処理が必要となるので、基板１枚当たり３０〜５０
Ｌの排水液の処理が必要となる。排水処理方法として、
例えば排水液を濃縮する方法があるが、これには大量の
エネルギーが必要である。また有機物の場合には活性汚
泥化してバクテリアで分解させる方法があるが、これも
広大な貯水池と、曝気のために大量の空気を送り込む設
備等が必要であり、いずれにせよ工業的なコストが高く
つくことは避けられないのが現状である。

【００１５】尚、洗浄液の量を増やし、排水処理を不要
とするほど薬液濃度を下げる方法も考えられるが、その
為には排水液の濃度を１５ｐｐｍ程度まで下げる必要が
ある。従って、基板１枚につき３０ｃｃの薬液が水洗室
に持ち込まれた場合、２０００Ｌもの洗浄液が必要とな
り、洗浄液の給排水設備、洗浄水の確保（水道水の純水
化）等を考えると現実的ではない。

【００１６】本発明は以上の課題を鑑みなされたもの
で、産業廃棄処理が必要な排水液を濃縮するとともにそ
の量を減らし、産業廃棄処理コストを低減する化学処理
装置及び基板の生産方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決する為
に、本発明の請求項１及び請求項２及び請求項３及び請
求項４は、循環使用する希釈液を用いて被処理物を洗浄
する１個または複数個の希釈室と、洗浄液で被処理物を
洗浄する洗浄室との構成からなるものである。これによ
り水洗室では、既に薬液濃度が十分に下がった被処理物
を洗浄し排水を行うので、水洗室からの排水液をそのま
ま排水可能な濃度に低下させ、また産業廃棄処理が必要
となる希釈液は濃縮され、その量は少量で済むので、排
水処理のためのコストを下げることが可能となる。

【００１８】本発明の請求項５は、希釈液の交換時期の
検知手段と、希釈液の交換手段を設けた構成からなるも
のである。これにより、希釈液の交換時期を検知した
際、希釈液を交換することにより、各希釈室の希釈液を
一定の薬液濃度以下に保つことができるので、水洗室か
らの排水液中の薬液濃度をそのまま排水可能な低濃度に
保つことができ、排水処理のためのコストを下げること
が可能となる。

【００１９】本発明の請求項６は、基板を、循環使用さ
れる希釈液で１回または複数回洗浄を行い、その後、洗
浄液で洗浄することを特徴とする基板の生産方法であ
る。これにより洗浄液は、既に薬液濃度が十分に下がっ
た基板を洗浄するので、そのまま排水可能な濃度の排水
液とすることができ、また産業廃棄処理が必要となる希
釈液は濃縮され、その量は少量で済むので、排水処理の
ためのコストを下げることが可能となるので、基板の製
造コストを低減させることができる。

【００２０】本発明の請求項７は、被処理物に付着した
薬液を循環使用する希釈液にて希釈すると共に前記希釈
液の濃縮を行い、その後洗浄液にて薬液を除去する化学
処理方法である。これにより洗浄液は、既に薬液濃度が
十分に下がった被処理物を洗浄するので、そのまま排水
可能な濃度に低下させられ、また産業廃棄処理が必要と
なる希釈液は濃縮され、その量は少量で済むので、排水
処理のためのコストを下げることが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、被処理
物の薬液処理を行う処理室と、薬液処理済みの被処理物
を循環使用される希釈液を用いて洗浄を行う１個又は複
数個の希釈室と、希釈室で洗浄済みの被処理物を洗浄液
を用い洗浄する水洗室とからなる化学処理装置であり、
被処理物は１個又は複数個の希釈室において希釈液で洗
浄されることにより付着している薬液の濃度を低下させ
られ、その後水洗室で洗浄されるので、水洗室からの排
水液の薬液濃度はそのまま排出可能な程度に低くするこ
とができ、併せて産業廃棄処理の必要な希釈液は濃縮さ
れ、その量が少量で済む作用を有するものである。

【００２２】請求項２に記載の発明は、処理室から被処
理物に付着して希釈室へ運ばれる残留薬液量をＡ（単位
はリットル。以下Ｄまで同じ）とし、希釈室から被処理
物に付着して水洗室に運ばれる残留希釈液量をＢとし、
循環使用される希釈液の量をＣとし、水洗室で被処理物
１個当たりに使用する洗浄液の量をＤとし、希釈液を交
換するまでの間に洗浄する被処理物の個数をｎとし、水
洗室で被処理物を洗浄した後の排水液に含まれる薬液の
濃度がそのまま排水可能な排水液濃度をＹとするとき、 Ｙ≧Ａ・Ｂ・ｎ／（Ｃ・Ｄ） の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
であって、請求項１に記載の発明と同じ作用を有するも
のである。

【００２３】請求項３に記載の発明は、希釈液の量Ｃ
と、被処理物の個数ｎと、排水液濃度Ｙとが、 Ｙ≧０．００００３・ｎ／Ｃ の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
であって、請求項１に記載の発明と同じ作用を有するも
のである。

【００２４】請求項４に記載の発明は、希釈液の量Ｃ
と、被処理物の個数ｎとが、 Ｃ≧２・ｎ の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
であって、請求項１に記載の発明と同じ作用を有するも
のである。請求項５に記載の発明は、希釈液の交換時期
の検知手段と、希釈液の交換手段を有することを特徴と
する請求項１の化学処理装置であって、希釈液の交換時
期を検知すると、循環使用している希釈液の交換を行い
希釈液を所定の薬液濃度以下に押さえることができ、水
洗室からの排水液中の薬液濃度をそのまま排水可能な低
濃度に保つ作用を有する。

【００２５】本発明の請求項６は、薬液処理された後、
循環使用される希釈液で１回又は複数回洗浄され、その
後洗浄液で洗浄されることを特徴とする基板の生産方法
であり、洗浄液は、既に薬液濃度が十分に下がった基板
を洗浄するのでそのまま排水可能な濃度の排水液とする
ことができ、また産業廃棄処理が必要な希釈液は濃縮さ
れ、その量が少量で済む作用を有する。

【００２６】本発明の請求項７は、薬液処理された被処
理物に付着した薬液を循環使用する希釈液にて希釈する
と共に前記希釈液の濃縮を行い、その後洗浄液にて薬液
を除去することを特徴とする化学処理方法であり、既に
薬液濃度が十分に下がった被処理物を洗浄し、排水を行
うので、洗浄後の洗浄水はそのまま排水可能な濃度に低
下させられ、また産業廃棄処理が必要となる希釈液は濃
縮され、その量は少量で済むので、排水処理のためのコ
ストを下げることが可能となる。

【００２７】以下に本発明の実施の形態について説明す
る。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による化
学処理装置の概略構成図を示す。本実施の形態は、希釈
室が１個の場合である。本実施の形態の説明において、
図４と図５に示す従来例の化学処理装置と共通する部材
および手段については、同一の符号を付すことにより詳
細な説明は省略する。

【００２８】最初に請求項１及び、請求項２及び、請求
項３及び、請求項４の発明に関する構成について説明を
行い、次に請求項５の発明に関する構成について説明を
行う。尚、請求項６の発明及び請求項７の発明の実施の
形態も、請求項１の発明の説明で挙げる実施の形態と同
じである。５０は基板（被処理物）である。基板５０は
搬送ライン１００に沿って、緩衝室１、処理室２、液切
り室３、希釈室４ａ、水洗室４ｂ、乾燥室５を通る。こ
こで、５１は緩衝室１の入口側の側壁に設けられた開口
スリット、５２、５３は処理室２の入口側および出口側
の側壁に設けられた開口スリット、５４、５７は水洗室
４ａの入口側および出口側の側壁に設けられた開口スリ
ット、５５、５６は乾燥室５の入口側および出口側の側
壁に設けられた開口スリットであり、基板の搬送ライン
１００はこれら連通孔５１〜５７を貫通して設けられて
いる。

【００２９】以下、上記各部屋の順に説明を行う。緩衝
室１は、構成および機能ともに従来例と同じであるの
で、詳細説明は省略する。処理室２は、構成および機能
ともに従来例と同じであるので、詳細説明は省略する。

【００３０】液切り室３は、構成および機能ともに従来
例と同じであるので、詳細説明は省略する。希釈室４ａ
では、主として、基板５０の洗浄と、洗浄により基板５
０に付着した希釈液３３ａの液切りを行う。以下、これ
らについて説明をする。希釈室４ａにおいて基板５０の
洗浄には希釈液３３ａを循環使用している。希釈液３３
ａとしては、ある程度の純水を使用する。尚、循環使用
するので徐々に薬液濃度が上昇するが、交換時期が来る
までは、そのまま循環させて使用する。循環ポンプ４
６、フィルタ４７および流量調整バルブ４８よりなる配
管系４９と、希釈液３３ａを噴射するノズル４０と、希
釈室４ａと、希釈室４ａの底部に設けられた処理水回収
配管２１ａと、貯水タンク４２とで閉ループを構成し、
希釈液３３ａを循環使用している。

【００３１】ストップバルブ４４を有する純水供給配管
１９は貯水タンク４２に新規な純水を供給するための配
管系であり、同じくストップバルブ６１を有する洗浄液
廃棄配管６２は薬液を含んだ希釈液３３ａを外部に廃棄
するための配管系である。尚、洗浄液廃棄配管６２より
排出された希釈液は、図示はしないが屋外に設置された
廃液タンクなどに移し替えてから産業廃棄物として処理
するなどの手続きがなされる。

【００３２】また、希釈室４ａの出口側には希釈液３３
ａを液切りするために、乾燥ガス配管２４には流量調整
バルブ６１が、乾燥ガス配管２４の先端部には液切りノ
ズル６０が設けられている。液切りノズル６０からは、
ドライエアまたは窒素ガスなどの乾燥ガスが基板５０上
にシート状に噴射され、基板５０の液切りを行う。液切
り室３と同様に完全に液切りはせず、２０〜３０ｃｃを
残して液切りを行う。

【００３３】この様に、希釈室４ａでは、基板５０に付
着している薬液を希釈液３３ａにて希釈するとともに、
循環使用することにより希釈液３３ａを濃縮する作用が
ある。水洗室４ｂでは、再び基板５０の洗浄が行われ、
基板５０に付着している薬液の除去を行う。以下、これ
について説明する。流量調整用バルブ１８を有する純水
供給配管１９が設けられ、配管の先端部には純水３３ｂ
（洗浄液）を噴射する純水噴射ノズル２０が配置され
る。水洗室４ｂの底部に設けられた排水管２１ｂは、基
板を水洗した処理水の排水管であり、薬液濃度が低いの
で特別な処理が必要なく工場外へ排出される。

【００３４】乾燥室５の構成および機能は従来例と同じ
である。図２は実施の形態１の水洗室４ｂを詳細に説明
するための概略断面図である。図２の左右方向に並んで
設けられた搬送ローラ２７の上を基板５０が水洗室４ｂ
の入口側の側壁に設けられた開口スリット５７から水洗
室４ｂ内に入っていき、純水噴射ノズル２０の下を一定
の速度で通過し、水洗室４ｂの出口側の開口スリット５
５を通過して乾燥室５に入る。純水噴射ノズル２０より
噴射され基板５０を洗浄した純水３３ｂは、排水管２１
ｂに流れる。

【００３５】水洗室４ｂの上部には水洗室４ｂ内の薬液
を微量に含んだ水ミストを排気するための排気管３０が
設けられており、排気管３０には水ミストが大量に装置
外に持出されるのを防止するフィルタまたはトラップ３
１が設けられている。なお、３２は水洗室４ｂ内の排気
量を調整するためのダンパである。尚、図１では図示し
ていないが、図２のごとく搬送ライン１００に沿って搬
送ローラ２７が適当な間隔で配置されおり、基板５０を
搬送する。

【００３６】以上の様に構成された化学処理装置の使用
方法について説明する。処理室２において薬液処理され
た基板５０は、詳細は図示はしないが液切り室３におい
て乾燥しない程度に薬液を液切りされ、希釈室４ａにお
いて希釈液３３ａによって薬液濃度を低下させられる。
具体的には４００×５００ｍｍの大きさのガラス基板に
おいて、薬液の持ち出し量３０ｃｃに対して、希釈液３
３ａの貯水量を２００Ｌ、基板の処理数を１００とし、
１００枚の基板を処理する毎に希釈液３３ａを排出し、
新規な純水を貯水タンク４２に供給して基板の処理を再
開すれば、希釈室４ａでは最大時でも１．５％にまで薬
液濃度を低下させることができる。もちろん高濃度の希
釈液３３ａは使用済みの薬液１３と同様に産業廃棄物と
して処理する必要がある。これについては後述する。

【００３７】希釈室４ａから水洗室４ｂに移動する前に
図示したように液切りノズル６０によって、乾燥しない
程度に希釈液を液切りする。水洗室４ｂにおいては１．
５％の濃度で３０ｃｃの希釈液３３ａに対して基板１枚
あたり３０Ｌの純水３３ｂ（洗浄液）を用いて洗浄する
と、最終的には最大でも０．００１５％、すなわち１５
ｐｐｍの濃度の薬液が洗浄室４ｂからの排水液に含まれ
ることになる。

【００３８】液晶や半導体デバイスの製造工場において
は、薬液を全く使用しない洗浄装置からの排水や同じく
薬液成分を含まない冷却水などの排水も数多くあり、こ
れらの排水も加わって通常は上記薬液濃度は数分の１に
希釈されるので、最終的に工場から排水される工場排水
液の薬液濃度は２〜３ｐｐｍにまで低下する。これによ
り、工場排水液を直接排水することが可能となる。尚、
この時の純水３３ｂの使用量の３０Ｌは、従来例の洗浄
液の使用量と同じである。従って、特に多量な純水３３
ｂが必要になるのでなく、通常の使用量で工場排水液を
直接排水することが可能となるのである。

【００３９】ここで、１００枚の基板の洗浄を行った後
の高濃度の希釈液３３ａの処理について説明する。１０
０枚の基板の洗浄を行った後の希釈液３３ａは、濃度約
１．５％で２００Ｌの処理水である。これは基板１枚当
たり２Ｌである。従来例で産業廃棄処理の必要な処理水
は、基板１枚当たり３０〜５０Ｌであるので、本発明
は、１／１０以下の量である。処理水は濃度が高い方が
効率良く処理が行え、また量が少ない方が処理水の一次
的な保管場所が少なくて良く、産業廃棄処理場までの輸
送にも有利である等メリットが大きいので、産業廃棄処
理に要する場所、時間、費用が少なくて済む。

【００４０】尚、本発明の化学処理装置は、本実施の形
態の数値のみに限定されるものではない。各数値の設定
値についてこれから説明する。水洗室４ｂから排出され
る排水液の最高濃度をＸ（以下「排水液濃度」と記す）
とし、処理室２から基板５０に付着して希釈室４ａへ持
ち込まれる薬液の量（以下「残留薬液量」と記す）をＡ
とし、希釈室４ａから基板５０に付着して水洗室４ｂへ
持ち込まれる希釈液３３ａの量（以下「残留希釈液量」
と記す）をＢとし、循環使用している希釈液３３ａの量
（以下「希釈液量」と記す。請求の範囲に記載の「希釈
液の量」に対応する）をＣとし、基板５０の１枚当たり
に使用する純水３３ｂの量（以下「純水使用量」と記
す。請求の範囲に記載の「洗浄液の量」に対応する）を
Ｄとし、希釈液３３ｂを交換するまでに洗浄を行う基板
５０の枚数（以下「基板枚数」と記す。請求の範囲に記
載の「被処理物の個数」に対応する）をｎとする。この
とき、概略下記式が成立する。

【００４１】Ｘ＝Ａ・Ｂ・ｎ／（Ｃ・Ｄ） 排水液濃度Ｘは、そのまま排水可能な濃度である必要が
ある。この濃度を越えると本発明は価値をなさない。従
って、そのまま排水可能な排水液濃度をＹとしたとき下
式を満たすことが必要である。 Ｙ≧Ｘ＝Ａ・Ｂ・ｎ／（Ｃ・Ｄ） そのまま排水可能な排水液濃度Ｙは、薬液の成分や、そ
の工場によっても異なるが、本実施の形態の様な化学処
理装置の場合、１５ｐｐｍ程度である。

【００４２】残留薬液量Ａは、少ない方が排水液濃度Ｘ
を低下させる面からは良いが、従来例の中で説明したよ
うに薬液を固化させない為に、２０〜３０ｃｃ程度が好
ましい。同様の理由で、残留希釈液量Ｂも２０〜３０ｃ
ｃ程度が好ましい。実際には、厳密に２０ｃｃ或は３０
ｃｃに管理できる訳ではなく、２０〜３０ｃｃの範囲で
ばらつきが出るのであるが、排水液濃度Ｘに対する余裕
をみる観点から、残留薬液量Ａ、残留希釈液量Ｂ共に３
０ｃｃを設定値とするのが好ましい。

【００４３】純水使用量Ｄは、多いと排水液濃度Ｘを低
下させるメリットがあるが、本発明は従来技術の化学処
理装置で使用している洗浄水３３の量と同等以下の量で
あっても発明の効果を奏するものであり、純水３３ｂの
使用量を増やして排水液濃度Ｘをそのまま排水可能な濃
度に低下させることは本発明の意図するものではない。
一方、純水使用量Ｄが少ないと排水液濃度Ｘを上昇させ
る方向に働き、排水液濃度Ｘを一定値以下にする為に
は、残留薬液量Ａまたは残留希釈液量Ｂまたは基板枚数
ｎを少なくする、或は希釈液量Ｃを多くすることが必要
となる。従って、他の設定値とのバランスを考えて設定
するべきであり、前述した様に残留薬液量Ａまたは残留
希釈液量Ｂはそれぞれ３０ｃｃ程度が好ましいことを考
えると、特に基板枚数ｎと希釈液量Ｃとのバランスが重
要となり、これらとのバランスを考えると純水使用量Ｄ
は、可能な範囲で多い方が良い。以上を考慮すると、純
水使用量Ｄは従来技術の化学処理装置で使用している洗
浄水３３の量と同等の３０〜５０Ｌにするのが本発明の
効果を最も良く奏するものであるので好ましい。尚、排
水液濃度Ｘに対する余裕をみる観点から純水使用量Ｄは
３０Ｌで設定するのが好ましい。

【００４４】基板枚数ｎは、多ければ希釈水３３ａの交
換回数が減り本発明の化学処理装置の稼動率が上がる。
しかし、同時に排水液濃度Ｘを上昇させる方向に働くの
で、排水液濃度Ｘを低くする為には、残留薬液量Ａまた
は残留希釈液量Ｂを少なくする、或は希釈液量Ｃまたは
純水使用量Ｄを多くすることが必要になる。この内、前
述したように、残留薬液量Ａ及び残留希釈液量Ｂは３０
ｃｃ、純水使用量Ｄは３０Ｌが好ましいので、純水使用
量Ｄとのバランスが重要となる。これらの数値と、生産
数量、生産コスト等のバランスを考えて基板枚数ｎを設
定する。

【００４５】希釈液量Ｃは、多い方が排水液濃度Ｘを低
下させることができるので、可能な限り多い方が良い。
しかし、希釈液量Ｃが多いと貯水タンク４２の容量を大
きくする必要があり、化学処理装置全体も大きくなって
しまう。一方、希釈液量Ｃが少ないと排水液濃度Ｘを上
昇させる方向に働くので、排水液濃度Ｘを低くする為に
は、残留薬液量Ａまたは残留希釈液量Ｂまたは基板枚数
ｎを少なくするか、或は純水使用量Ｄを多くすることが
必要になる。前述したように、残留薬液量Ａ及び残留希
釈液量Ｂはいずれも３０ｃｃ程度が好ましく、純水使用
量は３０Ｌが好ましいことを考えると、特に基板枚数ｎ
とのバランスが重要である。

【００４６】以上述べたように、それぞれ好ましい数値
を用いて、基板枚数ｎと希釈液量Ｃにより排水液濃度Ｘ
を下式の様に表すことができる。但し、希釈液量Ｃの単
位はリットルとする。 Ｙ≧Ｘ＝０．００００３×ｎ／Ｃ 上式を満たす様に、基板枚数ｎと希釈液量Ｃを設定する
と本発明の化学処理装置は顕著な効果を奏する。一般的
な基板の生産に用いる化学処理装置の場合は、この関係
式にて設定できるであろう。

【００４７】また、本実施の形態の様にそのまま排水可
能な排水液濃度Ｙが１５ｐｐｍの場合には下記関係とな
る。 Ｃ≧２×ｎ 上式を満たす基板枚数ｎと希釈液量Ｃを設定すると良
い。基板枚数ｎと希釈液量Ｃの具体的数値は、前述した
ように装置の稼働率、装置のサイズ等を考慮して設定し
たらよい。

【００４８】尚、本発明の実施の形態１では希釈室４ａ
にて希釈液３３ａをシャワー状にして基板５０の洗浄を
行っていたが、希釈室４ａに希釈液３３ａを貯める水槽
を設けておき、そこに基板５０を浸漬させて洗浄を行う
構成であっても同様の効果が得られることは勿論であ
る。以上、説明した構成により、本発明の請求項１及び
請求項２及び請求項３及び請求項４に記載の化学処理装
置は、排水処理のコストを低く押さえることが出来る効
果を得る。また、本実施形態の様な化学処理方法を行う
ことにより、同様な効果を得る。さらに、基板の生産の
化学処理工程に本実施の形態を用いると、排水処理コス
トを低くできるので、基板コストを低下させることがで
きる。尚、基板の生産方法は周知であり、また既に用い
られているので、化学処理工程以外の工程に関する説明
は省略する。

【００４９】次に、請求項５の発明に関連する構成つい
て説明をする。図面は図１を用いて説明する。希釈液３
３ａの交換時期の検知手段として、導電率を測定する測
定器４１が貯水タンク４２に設けられている。水洗室４
ｂでの排水液の濃度を一定以下に押さえる為には、基板
５０を洗浄する毎に濃度が上昇する希釈液３３ａの濃度
を一定以下に押さえておく必要がある。よって、希釈液
３３ａが所定濃度以上になった場合、希釈液３３ａの交
換時期となる。尚、交換時期の検知手段として、導電率
の測定器でなく比抵抗の測定器であってもよいし、勿論
濃度計であっても良い。

【００５０】また、前述した純水供給配管１９と洗浄液
廃棄配管６２は、貯水タンク４２の希釈水３３ｂの交換
手段を形成する。以上の構成により希釈液３３ａの交換
は行われる。図３は、本実施の形態の希釈液３３ａを交
換する際の運転手順を示した図である。

【００５１】Ｓｔｅｐ１では貯水タンク４２に設けられ
た測定器４１にて導電率の測定を行う。このとき本実施
の形態の化学処理装置は運転中である。Ｓｔｅｐ２では
Ｓｔｅｐ１で測定した導電率が所定の値を越えている時
にはＳｔｅｐ３へ進み希釈液３３ａの交換手順へ進み、
そうでないときはＳｔｅｐ１へ戻り、導電率の測定を繰
り返す。所定の値には、希釈液３３ａの交換を行うべき
値を用いる。

【００５２】Ｓｔｅｐ３では、洗浄を停止するための処
理を行う。ここでは、基板５０が新たに希釈室４ａへ供
給されないようにする。例えば、搬送ローラ２７を停止
させ、基板５０の投入を停止する等の方法がある。尚、
洗浄中の基板５０を放置するのは望ましくないので、洗
浄途中の基板５０の洗浄の終了後に搬送ローラ２７の停
止を行うのが良い。

【００５３】Ｓｔｅｐ４では排水を行う。具体的には以
下の様に行う。ストップバルブ６１を開け希釈液３３ａ
の排水を開始する。貯水タンク４２が空になるまでスト
ップバルブ６１を開けた状態で保持しておく。ここで、
貯水タンク４２が空になったか否かを検知する方法は、
例えば残量表示メータ（図示せず）を貯水タンク４２に
設ければよく、残量表示メータは周知でありかつ広く用
いられているのでここでは詳細な説明は省略する。貯水
タンク４２が空になった後、ストップバルブ６１を閉
じ、この後の希釈液の注水に備える。

【００５４】Ｓｔｅｐ５では注水を行う。具体的には以
下の様に行う。ストップバルブ４４を開き新たな希釈液
として純水を貯蔵タンク４２へ注水する。所定の量の純
水を貯蔵タンク４２に注水するとストップバルブ４４を
閉じ注水をストップする。Ｓｔｅｐ６では、洗浄再開の
処理を行う。上記運転方法を行うことで、希釈液３３ａ
の薬液濃度が所定値を越えた場合、希釈液３３ａの交換
時期であることがわかる。これにより、循環使用する際
に希釈液３３ａの濃度が上昇して所定濃度を越えた場合
は勿論、薬液の液切りに不具合が発生して所定の持ち出
し量よりも多い薬液が希釈室４ａに持ち込まれたり、何
らかの原因で薬液濃度が高くなっていても異常を検知す
ることができ、その時には、希釈液３３ａの交換を行う
ことで、希釈室４ａから洗浄室４ｂへ持ち込まれる薬液
の濃度を低濃度で一定以下に保つことができ、これによ
り洗浄室４ｂからの排水液の薬液濃度を常に低濃度で一
定以下に保つことができる。

【００５５】（実施の形態２）実施の形態２は、実施の
形態１の交換時期検知手段に基板枚数を数えるカウンタ
ーを使用したものである。図４は、実施の形態２の化学
処理装置の希釈液３３ａを交換する際の運転手順を示し
た図である。洗浄した基板の枚数と薬液濃度の関係をあ
らかじめ求めておけば、基板枚数を数えることにより薬
液濃度を知ることができ、これにより、希釈液３３ａの
交換時期を検知することができる。以下、図４を用いて
説明をする。

【００５６】Ｓｔｅｐ１１では、カウンターにて基板の
枚数を数える。この方法は、例えば、開口スリット５４
近傍にセンサー（図示せず）を設け、前記センサーで基
板を１枚検知する毎に「１」だけ増えるカウンターを設
ければ良い。尚、この間、本化学処理装置は運転を行っ
ている。Ｓｔｅｐ１２では、カウンターの数値が所定の
数値未満の場合、Ｓｔｅｐ１１へ戻り本化学処理装置の
運転を継続し、カウンターで基板枚数を数える。カウン
ターの値が所定の数値になった場合、Ｓｔｅｐ１３へ進
む。

【００５７】Ｓｔｅｐ１３では洗浄を停止するための処
理が行われ、Ｓｔｅｐ３と同様の処理が行われる。Ｓｔ
ｅｐ１４では排水が行われ、Ｓｔｅｐ４と同様の処理が
行われる。Ｓｔｅｐ１５では注水が行われ、Ｓｔｅｐ５
と同様の処理が行われる。Ｓｔｅｐ１６ではカウンター
のリセットが行われ、基板枚数の値を「０」に戻す。

【００５８】Ｓｔｅｐ１７では洗浄再開の処理が行われ
る。このような運転方法であっても、希釈液３３ａの濃
度を一定以下にすることができるので、洗浄室４ｂから
の排水液の薬液濃度を常に低濃度で一定以下に保つこと
ができる。本発明の実施の形態において、希釈室が１個
の場合を説明したが、２個以上の場合も同様である。例
えば、２個の時は、水洗室の上流に第１の希釈室と第２
の希釈室を設けそれぞれ希釈液を各々循環使用すれば良
い。これにより、さらに工場排水の薬液濃度を下げるこ
とが可能となることも明白であろう。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１の化学処
理装置は、薬液処理を行う処理室と、循環使用される希
釈液を用いて洗浄を行う１個又は複数個の希釈室と、洗
浄液を用い洗浄する水洗室とからなるものである。この
構成により、水洗室では、各希釈室で薬液濃度が低下し
た被処理物の洗浄を行うので、洗浄後の洗浄水の薬液濃
度は大幅に低下させられる。これにより、洗浄液を直接
工場外に排水することが可能となった。また、産業廃棄
処理が必要な希釈液は濃縮され、その量は少量で済むの
で、効率良く産業廃棄処理が行われる。従って、産業廃
棄処理に関わるコストが大幅に低減でき、その実用的効
果は極めて大きい。

【００６０】本発明の請求項２の化学処理装置は、残留
薬液量Ａと、残留希釈液量Ｂと、希釈液の量Ｃと、洗浄
液の量Ｄと、被処理物の個数ｎと、排水液濃度Ｙとが、 Ｙ≧Ａ・Ｂ・ｎ／（Ｃ・Ｄ） の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
である。これにより、請求項１に記載の発明と同じ効果
を有するものである。

【００６１】本発明の請求項３の化学処理装置は、希釈
液の量Ｃと、被処理物の個数ｎと、排水液濃度Ｙとが、 Ｙ≧０．００００３・ｎ／Ｃ の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
である。これにより、従来と同等の洗浄液の使用量であ
っても、洗浄後の洗浄水の薬液濃度は大幅に低下させら
れ、洗浄液を直接工場外に排水することが可能となっ
た。また、産業廃棄処理が必要な希釈液は濃縮され、そ
の量は少量で済むので、効率良く産業廃棄処理が行われ
る。従って、産業廃棄処理に関わるコストが大幅に低減
でき、その実用的効果は極めて大きい。

【００６２】本発明の請求項４の化学処理装置は、希釈
液の量Ｃと、被処理物の個数ｎとが、 Ｃ≧２・ｎ の関係にあることを特徴とする請求項１の化学処理装置
である。これにより、請求項３と同等の効果を有する。

【００６３】本発明の請求項５の化学処理装置は、希釈
液の交換時期の検知手段と、各希釈室の希釈液の交換手
段とを設け、希釈液の交換時期を検知した場合は、交換
手段により希釈液の交換を行うものである。これによ
り、何らかの原因で薬液濃度が高くなっていても異常を
検知することができ、その時には、希釈液の交換を行う
ことで、水洗室からの排水液中の薬液濃度を低濃度で一
定以下に保つことができ、その実用的効果は極めて大き
い。

【００６４】本発明の請求項６は、薬液処理された後、
循環使用される希釈液で１回又は複数回洗浄され、その
後洗浄液で洗浄されることを特徴とする基板の生産方法
である。洗浄液は既に薬液濃度が十分に下がった基板を
洗浄するので、そのまま排水可能な濃度の排水液とする
ことができ、また産業廃棄処理が必要となる希釈液は濃
縮され、その量は少量で済むので、排水処理のためのコ
ストを下げることが可能となり、基板のコストも下がる
ので、その実用的効果は極めて大きい。

【００６５】本発明の請求項７は、薬液処理された被処
理物に付着した薬液を循環使用する希釈液にて希釈する
と共に前記希釈液の濃縮を行い、その後洗浄液にて薬液
を除去することを特徴とする化学処理方法であり、洗浄
液は既に薬液濃度が十分に下がった被処理物を洗浄する
ので、そのまま排水可能な濃度に低下させられ、産業廃
棄処理が必要となる希釈液は濃縮され、その量は少量で
済むので、排水処理のためのコストを下げることが可能
となり、その実用的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による化学処理装置の実施の形態１を示
す概略構成図

【図２】本発明による化学処理装置の実施の形態１の水
洗部の詳細な構成図

【図３】本発明による化学処理装置の実施の形態１の運
転手順を示した図

【図４】本発明による化学処理装置の実施の形態２の運
転手順を示した図

【図５】従来の化学処理装置の概略構成図

【図６】従来の化学処理装置の水洗部の詳細な構成図

【符号の説明】

１ 緩衝室 ２ 処理室 ３ 液切り室 ４ａ 希釈室 ４ｂ 水洗室 ５ 乾燥室 １０ 薬液ノズル １２ 薬液循環タンク １３ 薬液 １９ 純水供給配管 ２０ 純水噴射ノズル ２１ａ 処理水回収配管 ２１ｂ 排水管 ２４ 乾燥ガス配管 ３３ａ 希釈液 ３３ｂ 純水（洗浄液） ４０ ノズル ４１ 測定器 ４２ 貯水タンク ５０ 基板 ６０ 液切りノズル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物の薬液処理を行う処理室と、薬液
   処理済みの前記被処理物を循環使用される希釈液を用い
   て洗浄を行う１個又は複数個の希釈室と、前記希釈室で
   洗浄済みの前記被処理物を洗浄液を用い洗浄する水洗室
   とからなることを特徴とする化学処理装置。
2. 【請求項２】前記処理室から前記被処理物に付着して前
   記希釈室へ運ばれる残留薬液量をＡ（単位はリットル。
   以下Ｄまで同じ）とし、前記希釈室から前記被処理物に
   付着して前記水洗室に運ばれる残留希釈液量をＢとし、
   循環使用される前記希釈液の量をＣとし、前記水洗室で
   被処理物１個当たりに使用する前記洗浄液の量をＤと
   し、前記希釈液を交換するまでの間に洗浄する被処理物
   の個数をｎとし、前記水洗室で前記被処理物を洗浄した
   後の排水液に含まれる薬液の濃度がそのまま排水可能な
   排水液濃度をＹとするとき、下記式の関係にあることを
   特徴とする請求項１の化学処理装置。 Ｙ≧Ａ・Ｂ・ｎ／（Ｃ・Ｄ）
3. 【請求項３】前記希釈液の量Ｃと、前記被処理物の個数
   ｎと、前記排水液濃度Ｙが下記式の関係にあることを特
   徴とする請求項１の化学処理装置。 Ｙ≧０．００００３・ｎ／Ｃ
4. 【請求項４】前記希釈液の量Ｃと、前記被処理物の個数
   ｎとが、下記式の関係にあることを特徴とする請求項１
   の化学処理装置。 Ｃ≧２・ｎ
5. 【請求項５】前記希釈液の交換時期の検知手段と、前記
   希釈液の交換手段を有することを特徴とする請求項１の
   化学処理装置。
6. 【請求項６】薬液処理された後、循環使用される希釈液
   で１回又は複数回洗浄され、その後洗浄液で洗浄される
   ことを特徴とする基板の洗浄方法。
7. 【請求項７】薬液処理された被処理物に付着した薬液を
   循環使用する希釈液にて希釈すると共に前記希釈液のｓ
   濃縮を行い、その後洗浄液にて薬液を除去することを特
   徴とする化学処理方法。