JP2007287876A - 薬液または純水供給装置、基板処理システム、基板処理装置または基板処理方法 - Google Patents

薬液または純水供給装置、基板処理システム、基板処理装置または基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】既存のフッ素樹脂チューブを用いた配管では、酸素透過量に限界があり、且つ、柔軟性の点で問題があった。
【解決手段】フッ素樹脂であるＰＶＤＦにパーフルオロモノマーを添加することによってソフト化処理することによって、酸素透過量を著しく低下させることができた。更に、ナイロンチューブを外層に設けることによっても、酸素透過量を低下させることができた。これらのチューブを薬液や超純水の供給装置と洗浄装置、ウエットエッチング装置等の薬液または超純水利用装置との間に用いる。
【選択図】図６

Description

本発明は、超純水（ＵＰＷ）、薬液等の処理液を輸送するための樹脂配管を用いた薬液または純水供給装置、基板処理システム、基板処理装置または基板処理方法に関する。
一般に、半導体装置、液晶表示装置等の電子装置を製造する場合、各種薬液等のほか、超純水（ＵＰＷ）（水素またはオゾンを含む超純水、所謂、水素水・オゾン水を含む）が、樹脂配管を通して輸送、供給されることが多い。このように、半導体装置等の製造の際に超純水が用いられる理由は、洗浄工程等に使用される水中に酸素が溶存酸素の形で多量に含まれていると、当該溶存酸素により自然酸化膜が形成されるためである。また、最近では、超純水を用いた場合にも、同様に自然酸化膜が形成されることが指摘されており、超純水中の酸素、パーティクル、金属成分を徹底的に除去することが行われている。
例えば、シリコン結晶を用いて半導体装置を形成する場合、酸素と水が共存していると、シリコン表面に自然酸化膜(SiOx)が形成される。特に、水溶液中に酸素が含まれると表面が酸化されるとともにシリコン表面がエッチングされ、表面マイクロラフネスが増加することも指摘されている。
近年、Si(100)結晶表面より、PMOSFETの電流駆動能力が大きいSi(110)結晶表面が注目されているが、この表面は、Si(100)表面に比べても水溶液中でのエッチングが激しい。このため、通常、Si表面の洗浄は、水溶液を用いたウェット洗浄が行われるが、その場合、水溶液中に酸素を混入させないことが必要である。
ここで、水溶液中に対する酸素の混入は、単に、洗浄工程等の処理中だけでなく、超純水、薬液等の輸送ラインを構成する樹脂配管においても生じることが指摘されている。輸送ラインにおける酸素の混入を軽減するために、特開２００４-３２２３８７号公報（特許文献１）は、チューブ本体に、ガスの透過を抑制する樹脂で形成された熱収縮性の帯状フィルムを、帯状フィルム同士が一部重なり合うように螺旋状に巻回したチューブを開示している。
更に、特許文献１は、巻回された帯状フィルムを真空雰囲気中で、当該帯状フィルムの融点より低い温度で加熱し、巻回された帯状フィルムを熱収縮させるとともに融着させ、巻回されたフィルム間の空気を排除している。また、特許文献１は、チューブ本体として、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を使用することを開示している。更に、帯状フィルムとして、低い気体透過度を有すると共に熱収縮性を有するポリ塩化ビニリデンを用いることも開示している。このように、帯状フィルムによってガス透過量抑制外皮層を形成することにより、チューブ内に流れる超純水、薬液に、外皮層を透過したガスが溶出するのを防止できる。
一方、特願２００４-２９９８０８（特許文献２）は、半導体製造装置、液晶製造装置等に使用される配管として、フッ素樹脂を２層に積層したフッ素樹脂２重チューブを開示している。特許文献２で開示されたフッ素樹脂２重チューブは、内側層チューブと外側層チューブとを備え、内側層チューブは、耐食性、耐薬品性に優れたフッ素樹脂(例えば、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、または、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）によって構成され、他方、外側層チューブは、ガスの透過を抑制できるフッ素樹脂(例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）)によって構成されており、内側層チューブと外側層チューブとは溶着された構成を有している。
特許文献２に示されたフッ素樹脂２重チューブは、優れた耐食性、耐薬品性、及び、ガス非透過性を有すると共に、内側層チューブと外側層チューブとを強固に接合できると云う利点を備えている。
特開２００４−３２２３８７号公報 特願２００４−２９９８０８号
特許文献１は、開示されたチューブによって配管を行い、当該配管内に流れる超純水中の溶存酸素量を溶存酸素計によって測定し、溶存酸素量を３．５ｐｐｂまで低減できることを開示している。
他方、特許文献２は、内側層チューブと外側層チューブとの間の剥離強度が３．０Ｎ／ｍ以上であるフッ素樹脂２重チューブを開示している。更に、特許文献２は、酸素透過量及び酸素透過係数を規定し、これら酸素透過量及び酸素透過係数を低下できることも指摘している。ここで、特許文献２では、酸素透過量として、２４時間(一日)中の酸素透過量（ｇｒａｍｓ／２４ｈｒ）を規定し、他方、酸素透過係数として、（ｇｒａｍｓ．ｍｉｌ／１００ｉｎ２・２４ｈｒ・ａｔｍ）であらわされる係数を規定している。即ち、酸素透過量及び酸素透過係数は次式(1)及び(2)によってあらわされる。
酸素透過量(grams/24hr)
＝（溶存ガス濃度(g/l)×チューブ内容積(l)/チューブ内滞留時間(24hr)、
(1)
酸素透過係数(grams・mil/100in2・24hr・atm)
=(酸素透過量×チューブ肉厚(mil))/(チューブ表面積(100in2)×ガス差圧(atm))
(2)
特許文献２によれば、内側層チューブと外側層チューブとして、それぞれ、ＰＦＡ層及びＰＶＤＦ層を備えたフッ素２重チューブは、両層間に親水化処理を施さない場合、０．１３５(grams・mil/100in2・24hr・atm)の酸素透過係数を示し、他方、両層間に親水化処理を施した場合、０．０２５(grams・mil/100in2・24hr・atm)の酸素透過係数を示すことが開示されている。ＰＦＡ単層の場合における酸素透過係数は１．３００(grams・mil/100in2・24hr・atm)であることから、特許文献２に示されたフッ素２重チューブは、酸素透過係数を著しく小さくできる。
一方、最近の半導体製造装置、液晶製造装置等では、洗浄中に許容される溶存酸素量は、１０ｐｐｂ以下であり、それを可能にするためには、酸素透過量は、５×１０６（個・ｃｍ／ｃｍ２ｓｅｃＰａ）以下であることが求められる。
しかしながら、特許文献１に示されたチューブでは、溶存酸素量を３．５ｐｐｂ以下にすること、まして、１ｐｐｂ以下にすることはできない。他方、特許文献２に記載された手法では、内側層チューブに親水化処理を施こしても、所望の酸素透過量を達成することはできない。換言すれば、特許文献２において、０．０２５(grams・mil/100in2・24hr・atm)の酸素透過係数を得るためには、例えば、金属ナトリウム、ナフタレン、及びＴＨＦ（tetrahydrofuran）の混合液を用意し、当該混合液内に内側層チューブを浸漬した後、メタノール洗浄してナフタレンを除去し、水洗によってフッ化ナトリウムを除去する親水化処理が必要である。したがって、特許文献２の手法では、所望の酸素透過特性を有するチューブを得るために複雑な作業を必要とするだけでなく、外側層チューブを形成するために用いられるＰＶＤＦは柔軟性を有していないため、配管するのが難しいと云う欠点がある。
本発明の目的は、配管を改善することによって、１０ｐｐｂ以下の溶存酸素量を達成できる薬液／純水供給装置を提供することである。
本発明の他の目的は、所望の溶存酸素量及び酸素透過係数を得ることができるフッ素樹脂を含む配管を含む基板処理装置、基板処理システム、基板処理方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、柔軟性を有するフッ素樹脂によって形成された配管を含む基板処理システムを用いて電子装置を製造する方法を提供することである。
本発明の第１の態様によれば、薬液または超純水から気体を除去する脱気装置と、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下である樹脂配管とを含むことを特徴とする薬液または超純水供給装置が得られる。
前記樹脂配管の酸素透過係数は、2×106[個・cm/cm2secPa]以下であることが好ましい。
また、前記樹脂配管が組成の異なる２種類以上の材料によって一体的に形成されていることが好ましい。
あるいは前記樹脂配管はソフト化処理されたＰＶＤＦによって形成されたＰＶＤＦ層を含むか、ナイロン層を含むことが好ましい。
前記樹脂配管はソフト化処理されたＰＶＤＦ層またはナイロン層と、ETFE、PTFE、PVDC、FEP、PFAのいずれかによって形成された層との組み合わせによって構成されることも好ましい。
前記樹脂配管の内側表面は、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、中性水溶液、有機溶剤のいずれか一つに耐性のある材料によって形成されていることが好ましい。
前記樹脂配管を用いることによって前記薬液または超純水の溶存酸素濃度が１０ｐｐｂ以下に保持できることを特徴とする供給装置が得られる。
また前記のいずれかの供給装置と、前記供給装置から前記樹脂配管を通して供給される薬液または超純水を用いて基板を処理する処理装置とを含むことを特徴とする処理システムが本発明によれば得られる。
前記処理システムにおいて、前記樹脂配管の雰囲気中の窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスおよび二酸化炭素ガスの少なくとも一つの前記樹脂配管への透過が抑制されている。また、前記超純水は水素を含む水素水であり、前記樹脂配管外への酸素ガスの透過が抑制されている。
ここで、酸素濃度を低減した水溶液（非水溶液でも可)の供給系を実現することについては、考慮されていない。具体的に言えば、現状、薬液供給系はPFAチューブが用いられることが多く、それを透過する酸素分子は、1.56×107[個・cm/cm2secPa]程度であり、１０の６乗オーダーにすることはできない。
本発明では、洗浄時等において、表面が暴露される水溶液中の酸素濃度を、酸素分子の数で１０の６乗オーダー程度にまで低減できる薬液供給系・ウェット洗浄装置を実現できる。
そこで、本発明の他の態様によれば、薬液から気体を除去する脱気装置と上記配管によって構成される薬液供給装置が得られる。
本発明の別の態様によれば、薬液中の溶存酸素濃度が10ppb以下であることを特徴とする薬液供給装置が得られる。
本発明によれば、樹脂材料の組成／構成を最適化することにより、供給すべき水溶液・非水溶液への耐性を有し、さらに酸素（気体）の透過率が少ない配管を形成する。更に、本発明では、薬液は脱気を行うと共に、上記配管を用いて酸素の少ない薬液供給系を構成できる。更に、低酸素濃度のウェット処理容器と上記薬液供給系を組み合わせて、ウェット処理装置を構成することも可能である。このように、本発明においては、気体透過の非常に少ない配管を形成し、気体、特に、酸素濃度が低い薬液供給系・ウェット洗浄装置が構成できる。
これによって、雰囲気空気からのＯ２、ＣＯ２等の透過を抑制できるだけでなく、水素水からの配管外への水素の透過、塩酸やフッ素酸等からの配管外への気体の透過も抑制できる。
図１を参照して、本発明に係る薬液／純水処理装置、基板処理装置、基板処理システムにおいて使用されるチューブを説明する。図示されたチューブ１０は、ソフト化処理された単層のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって形成されており、１２００ＭＰａの曲げ弾性率を有している。通常のＰＶＤＦは２０００ＭＰａの曲げ弾性率を有し、柔軟性を有していないため、通常のＰＶＤＦによって形成されたチューブは、折り曲げる等の加工を行う必要のある樹脂配管には不向きである。このため、実際には、半導体装置等を製造するために用いられる薬液／純水処理装置等の配管には、ＰＶＤＦ配管は使用されていないのが実情である。
このことを考慮して、図示されたＰＶＤＦチューブ１０には、パーフルオロモノマー添加することによって分子間結合力を緩和するソフト化処理が施されている。この結果、ソフト化されたＰＶＤＦチューブ１０は柔軟性を備えたものとなり、自在に折り曲げ、樹脂配管を自在に行うことができ、半導体製造装置、液晶製造装置の薬液／純水処理装置等の配管として利用できることが確認できた。
更に、前述したソフト化されたＰＶＤＦチューブ１０は、ＰＦＡによって形成されたチューブに比較して、ガス（酸素、窒素）に対して、極めて良好な非透過性、即ち、極めて低い透過係数を有することが判明した。
一方、半導体製造装置、液晶製造装置等の配管としては、全く使用されていないナイロン製のチューブも、ＰＦＡ単層構造のチューブに比較して、極めて低い透過係数を示すことが判明した。即ち、図１に示されたＰＶＤＦチューブ１０は単層のナイロンチューブに置換しても良いことが実験的に確認された。
また、図２を参照すると、本発明の実施形態に用いるチューブの他の例は３層構造を有するチューブであり、図示されたチューブは、内層を形成するＰＦＡチューブ１２及び外層を形成するナイロンチューブ１４とを備え、当該ＰＦＡチューブ１２とナイロンチューブ１４とを接着剤層１６によって接着した構成を有している。
この構成では、ガスの透過を抑制し、且つ、超純水、その他の薬液、気体に対して不活性で耐久性に優れたフッ素樹脂であるＰＦＡチューブ１２によって内層を形成している。しかしながら、ＰＦＡチューブ１２だけでは、ガス（酸素、窒素）の透過を充分には防ぐことができないため、所望の特性を有する樹脂配管を構成することはできない。
このため、図示された例では、この種半導体製造装置では使用されていないナイロン１４によって外層を形成し、当該ナイロンチューブ１４とＰＦＡチューブ１２とを接着剤層１６によって接着したところ、ＰＦＡチューブ単層の場合に比較して極めて良好な結果が得られた。即ち、通常ナイロンはアルカリに弱く、変色しやすいため、半導体製造装置等の配管には不適であると考えられているが、本発明者等の実験によれば、酸素の透過量を低減させるのに有効であることが判明した。具体的に云えば、０．２ｍｍの厚さを有するＰＦＡチューブ１２と、０．７ｍｍの厚さを有するナイロンチューブ１４とを０．１ｍｍの厚さを有するフッ素系接着剤層１６によって接着した。
上記した事実を明らかにするために、透過係数の測定結果を説明する。まず、図３を参照して、本発明に係る実験に使用した透過係数の測定系を説明する。図３に示すように、サンプルチューブ２０としてセットされたチューブに、脱気フィルタ（図示せず）を介して超純水（ＵＰＷ）（脱気ＵＰＷ）を供給する。図示された測定系において、サンプルチューブ２０に対するガスの透過は、ガスとサンプルチューブ２０の接触面積、接触時間、圧力、温度に比例して増加し、厚さに反比例する。したがって、単位時間、単位圧力、単位厚さ当たりの透過量（透過係数）は、以下の式（３）により算出した。
透過係数＝
（透過物質の量×サンプルの厚さ）／（サンプルの面積×接触時間×透過物質の圧力差）＝（個・ｃｍ）／（ｃｍ２・ｓｅｃ・Ｐａ） （３）
図３に示された測定系を用いて測定された測定結果を図４に示す。ここで、各サンプルチューブ２０は、外径８ｍｍ、内径６ｍｍを持ち、且つ、長さが１．５ｍであった。図示された例では、２３℃のＵＰＷを、１ｌ／ｍｉｎの流量で図３に示した測定系に流した場合の測定結果であり、ここでは、サンプルチューブ２０に３ｋｇｆ／ｃｍ２の酸素負荷を加えた場合における溶存酸素（ＤＯ）の測定結果を示している。
図４に示された特性曲線Ｃ１は、ＰＦＡ単層チューブの透過量を示し、特性曲線Ｃ２は、ナイロン単層チューブの透過量の時間的な変化（２４時間中）を示している。更に、特性曲線Ｃ３は、図２と同様に、ＰＦＡ層、接着剤層、及び、ナイロン層の３層を積層することによって構成され、外径８ｍｍ、内径６ｍｍ、及び、長さ１．５ｍを有するチューブの透過量を示している。また、特性曲線Ｃ４は、図１に示されたソフト化処理されたＰＶＤＦチューブの透過量を示している。尚、図４の特性曲線Ｃ５は、柔軟な配管が出来ないステンレスチューブ（ＳＵＳ）の透過量を参考のために示している。
図４からも明らかな通り、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブ（Ｃ４）、３層構造のチューブ（Ｃ３）、ナイロンチューブ（Ｃ２）のいずれも、２４時間経過しても１０ｐｐｂ以下の酸素透過量を示し、５０ｐｐｂ近くにまで達するＰＦＡ単層チューブに比較して、極めて良好な特性を有していることが判る。また、その中でも、酸素透過量は、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブ（Ｃ４）において最も少なく、続いて、３層構造のチューブ（Ｃ３）及びナイロンチューブ（Ｃ２）の順で漸次酸素透過量が多くなることが判る。また、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブはステンレスチューブ（ＳＵＳ）と同程度の低酸素透過量である。
次に、図５を参照すると、上記したチューブの酸素透過係数の測定値が示されている。ここでは、１６〜２０時間中の平均値が溶存酸素（ＤＯ）として示されており、更に、表１にはＵＰＷ中に残存していた酸素量を０．１４ｐｐｂとした場合の溶存酸素の変化量がΔＤＯとして示されている。また、式（３）及び式（２）を用いて算出された酸素透過係数も示されている。
表１からも明らかな通り、ＰＦＡ単層チューブの酸素透過係数（１．５６×１０７：１．８４ ）に比較して、ナイロンチューブ、３層チューブ、及び、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブは、いずれも非常に小さい酸素透過係数（即ち、１０7 オーダー以下）を有していることが判る。即ち、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブ、３層チューブ、及びナイロンチューブの２つの酸素透過係数は、それぞれ、（１．５０×１０５：０．０２）、（１．６６×１０６：０．２０）、及び（２．１４×１０６：０．２５）（単位省略）であり、ＰＦＡチューブに比較して一桁小さい酸素透過係数を示し、特に、ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブはＰＦＡチューブよりも二桁小さい酸素透過係数を持っている。
上に述べたナイロンを含む配管の例として、ナイロンとＰＦＡとを組み合わせたチューブについて説明したが、ナイロンと、他のフッ素樹脂、例えば、ETFE、PTFE、PVDC、FEP等とを組み合わせても良い。又は、ソフト化されたＰＶＤＦをETFE、PTFE、PVDC、FEP、ＰＦＡ等と組み合わせることができる。これらの場合、内側層として、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、中性水溶液、有機溶剤のいずれかに対して耐性を示す材料を用いることが好ましい。
図６を参照して本発明の実施形態に係る薬液または純水供給装置、基板処理システム、基板処理装置、および基板処理方法を説明する。この実施例は、半導体基板またはＦＤＰ基板等の基板を洗浄処理する場合の基板処理システムの例であり、システム１００は基板処理装置に相当する洗浄室１０１を含んでいる。基板処理装置は処理液供給源に接続される処理液入力ポート１０２および１０３を備えている。入力ポートの一方１０２は超純水導入用、他方１０３は薬液導入用である。それぞれのポート１０２、１０３には、本発明による酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下である樹脂配管１０４、１０５がそれぞれ接続され、各配管はノズル１０６に接続されている。
ノズル１０６からは、樹脂配管１０４及び１０５で輸送された超純水および薬液の一方または両方が、回転台１０８に保持された被処理基板（この場合は、半導体ウエハ）１０７に吐出され、基板表面の洗浄処理が行われる。基板処理装置１０１の処理液入力ポート１０２及び１０３には処理液供給源が接続されるが、処理液供給源としては脱気された処理液を工場から運搬して供給するタンク等のものでもよいし、本実施例に示す薬液・超純水供給装置１１１でもよい。
この実施例では、薬液・超純水供給装置１１１は、脱気装置１１２、調合済み薬液タンク１１３、ポンプ１１４、バルブ１１５−１１５−６、本発明による酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下の樹脂配管１１７−１〜１１７−３、１１８−１〜１１８−９を備えている。
超純水は樹脂配管１１７−１から導入され、脱気装置１１２を通って脱気されて配管１１７−２、バルブ１１５−３を経て導出部配管１１７−３から導出されるとともに、バルブ１１５−１及び配管１１８−２を経てタンク１１３にも供給される。
タンク１１３には必要種類の薬液が樹脂配管１１８−１から脱気装置１１２で脱気されてバルブ１１５−１及び配管１１８−２を経て供給されるとともに、窒素等の脱気用ガスも配管１１８−１、バルブ１１５−１、配管１１８−２を経て供給される。脱気され調合された薬液はタンク１１３から配管１１８−３、バルブ１１５−５を経てポンプ１１４に送られるとともに、一部はバルブ１１５−６、廃棄部配管１１８−９を経て廃棄される。ポンプ１１４は脱気・調合された薬液を配管１１８−５及び１１８−６、バルブ１１５−４を経て導出部配管１１８−７から排出するとともに、必要に応じ薬液をバルブ１１５−２及び配管１１８−８を経てタンク１１３に戻す。
薬液・超純水供給装置１１１の導出部配管１１７−３及び１１８−７は、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下の本発明に係る樹脂配管１２０及び１３０を介して、基板処理装置１０１の処理液入力ポート１０２及び１０３にそれぞれ接続され、これら樹脂配管１２０及び１３０を通して、基板処理装置１０１に超純水および薬液がそれぞれ供給される。
本発明では、装置間接続配管１２０及び１３０を「処理液供給配管」とみなしてもよいし、あるいは処理液供給源の一部とみなしてもよい。後者の場合、「処理液供給配管」は基板処理装置１０１内の配管１０４及び１０５となる。同様に装置間接続配管１２０及び１３０を基板処理装置の一部とみなしてもよく、その場合、「樹脂配管」は薬液・超純水供給装置１１１内の配管１１７、１１８となる。
図７を参照すると、本発明の他の実施形態に係る基板処理システムは、同様に、半導体基板またはＦＤＰ基板等の基板を洗浄処理する場合の基板処理システムの例であり、システム２００は基板処理装置に相当する洗浄室２０１を含んでいる。基板処理装置２０１の構成は図６の例と同様であり、処理液供給源に接続される処理液入力ポート２０２および２０３を備え、入力ポートの一方２０２は超純水導入用、他方２０３は薬液導入用である。それぞれのポートには、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下である本発明に係る樹脂配管２０４、２０５がそれぞれ接続され各配管はノズル２０６に接続される。ノズル２０６からは、配管２０４および２０５で輸送された超純水および薬液の一方または両方が、回転台２０８に保持された被処理基板（この場合は、半導体ウエハ）２０７に吐出され、基板表面の洗浄処理が行われる。
薬液・超純水供給装置２１１は、脱気装置２１２、バルブ２１５−１〜２１５−２、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下である本発明に係る樹脂配管２１７−１〜２１７−３、２１８−１〜２１８−３を備えている。超純水は樹脂配管２１７−１から導入され、脱気装置２１２で脱気されて配管2１７−２、バルブ２１５−２を経て導出部配管２１７−３から導出されるとともに、バルブ２１５−１を経て薬液との混合にも使われ得る。必要種類の薬液は樹脂配管２１８−１から脱気装置２１２で脱気されてバルブ２１５−１および配管２１８−２を経て調合され、バルブ２１５−２に輸送される。脱気・調合された薬液はバルブ２１５−２を経て導出部配管２１８−３から排出される。薬液・超純水供給装置２１１の導出部配管２１７−３及び２１８−３は、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下の本発明に係る樹脂配管２２０及び２３０を介して、基板処理装置２０１の処理液入力ポート２０２及び２０３にそれぞれ接続され、樹脂配管２２０及び２３０を通して基板処理装置２０１に超純水および薬液がそれぞれ供給される。
図６および図７の例において、装置間配管１２０、１３０、２２０、２３０はクリーンルームエアーに曝されるが、これら装置間配管１２０、１３０、２２０、２３０は、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下、本発明に係る樹脂配管を用いているため、脱気された超純水および／または薬液への酸素混入を防止し、処理装置での基板処理における酸素の悪影響を極限まで防ぐことができる。
一方、基板処理装置１０１、２０１及び供給装置１１１、２１１は通常はクリーンルームエアーをＨＥＰＡなどのフイルターを通して取り込んでいるが、その内部の樹脂配管１０４、１０５、２０４、２０５、１１７−１〜１１７−３、１１８−１〜１１８−９、２１７−１〜２１７−３、２１８−１〜２１７−３も、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下、好ましくは2×106[個・cm/cm2secPa]以下である本発明に係る樹脂配管を用いているため、脱気された超純水および／または薬液への酸素混入を防止することができる。なお、基板処理装置１０１、２０１及び供給装置１１１、２１１の片方または両方を密閉構造として窒素ガスを導入する場合には、その内部の樹脂配管は従来のものでも使用可能ではあるが、本発明による樹脂配管を用いることが次の理由でより好ましい。
即ち、配管周りの溶解させたくない気体ガス種を減らすこと、及び、気体透過がしにくい配管を用いることで、配管を通して気体が拡散し液体内に溶解するという速度そのものが低下し、溶解量を更に低減することができる。即ち、配管がガスを溶かす速度を抑制し、さらに窒素ガス導入による雰囲気置換によって溶解するガスの存在量を減らすことによって、効果がさらに大きくなる。また、本発明の配管を用いてガスの溶解速度を下げることによって、装置内雰囲気を置換するのに使用するガス量を減らし、装置の密閉度を高めなくて済み、雰囲気の管理濃度も楽にすることができる。
更に、同様の観点から、装置間配管１２０、１３０、２２０、２３０を密閉体に収容して窒素ガス等を導入すれば、酸素の溶存量をさらに減らすことが出来る。
尚、図６及び図７に示された配管は直線的な配管のみを示しているが、実際には、装置内部及び装置間で配管は必ず折り曲げて配置しなければならない事態が生じる。この場合、曲げ弾性率を１８００ＭＰａ以下にすれば、柔軟性のある樹脂配管として実用的に用いることができる。本発明で説明したソフト化処理されたＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）及びナイロンは、それぞれ、１２００ＭＰａ及び５００ＭＰａの曲げ弾性率を有しているから、実用上問題なく配管を行うことが出来る。一方、ソフト化処理されない通常のＰＶＤＦの曲げ弾性率は２０００ＭＰａであり、柔軟性を有していないため、通常のＰＶＤＦによって形成されたチューブは、折り曲げる等の加工を行う必要のある樹脂配管には不向きであるが、本発明に係る樹脂配管は、いずれも、１８００ＭＰａ以下の曲げ弾性率を備えているから、柔軟性のある樹脂配管として実用化できる。
また、図６及び図７に示した基板処理装置は、全ての配管を本発明に係る樹脂配管によって形成したが、配管の一部だけを本発明に係る樹脂配管によって形成しても良い。
本発明は、薬液から気体を除去する脱気装置と配管を組み合わせることによって構成された薬液供給システム、及び、この薬液供給システムを含む処理システムにも適用できるだけでなく、基板処理装置、基板処理方法にも適用でき、かかる基板処理方法を工程に含む電子装置製造にも適用できる。
本発明の配管システムに用いるチューブの一例を示す概略斜視図である。 本発明の配管システムに用いるチューブの他の例を示す断面図である。 本発明に用いるチューブの特性を測定する測定系を示す図である。 図３に示した測定系を用いて測定した酸素の透過量を示すグラフである。 図３に示した測定系を使用した測定結果を示す図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置、基板処理システムの概略を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置、基板処理システムの概略を示す図である。
符号の説明
１０ ソフト化処理されたＰＶＤＦチューブ
１２ ＰＦＡチューブ
１４ ナイロンチューブ
１６ 接着剤層
１００、２００ 基板処理システム
１０１、２０１ 洗浄室
１０２、１０３、２０２、２０３ 処理液入力ポート
１０４、１０５、２０４、２０５ 樹脂配管
１０６、２０６ ノズル
１０７、２０７ 被処理基板
１０８、２０８ 回転台
１１１、２１１ 薬液・超純水供給装置
１１２、２１２ 脱気装置
１１３ 調合済薬液タンク
１１４ ポンプ
１１５−１〜１１５−６、２１５−１〜２１５−２ バルブ
１２０、１３０、２２０、２３０ 装置間配管
１１７−１〜１１７−３、１１８−１〜１１８−９ 配管
２１７−１〜２１７−３、２１８−１〜２１８−３ 配管

Claims (22)

  1. 薬液または純水から気体を除去する脱気装置と、酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下である樹脂配管とを含むことを特徴とする薬液または純水供給装置。
  2. 請求項１において、前記樹脂配管の酸素透過係数が、2×106[個・cm/cm2secPa]以下であることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  3. 請求項１又は２において、前記樹脂配管が組成の異なる２種類以上の材料によって一体的に形成されていることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、前記樹脂配管がソフト化処理されたＰＶＤＦ層を含むことを特徴とする薬液または純水供給装置。
  5. 請求項１又は３において、前記樹脂配管がナイロン層を含むことを特徴とする薬液または純水供給装置。
  6. 請求項３において、前記樹脂配管がソフト化処理されたＰＶＤＦ層またはナイロン層と、ETFE、PTFE、PVDC、FEP、PFAのいずれかによって形成された層との組み合わせによって構成されることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記樹脂配管の内側表面が、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、中性水溶液、有機溶剤のいずれか一つに耐性のある材料によって形成されていることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記樹脂配管を用いることによって前記薬液または純水の溶存酸素濃度が１０ｐｐｂ以下に保持できることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記純水は水素を含む水素水であり、前記樹脂配管外への水素ガスの透過が抑制されていることを特徴とする薬液または純水供給装置。
  10. 請求項１〜9のいずれかに記載された薬液または純水供給装置と、前記供給装置から前記樹脂配管を通して供給される薬液または純水を用いて基板を処理する処理装置とを含むことを特徴とする基板処理システム。
  11. 請求項１０において、前記樹脂配管の雰囲気中の窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスおよび二酸化炭素ガスの少なくとも一つの前記樹脂配管内への透過が抑制されていることを特徴とする基板処理システム。
  12. 脱気された処理液で基板を処理する基板処理部と、前記処理液の処理液供給源と、前記処理液供給源と前記基板処理部の間に介在する処理液供給配管とを含む基板処理装置において、
    前記処理液供給配管を酸素透過係数が5×106[個・cm/cm2secPa]以下である樹脂配管とすることを特徴とする基板処理装置。
  13. 請求項１2において、前記樹脂配管の酸素透過係数が、2×106[個・cm/cm2secPa]以下であることを特徴とする基板処理装置。
  14. 請求項１2又は１３において、前記樹脂配管が組成の異なる２種類以上の材料によって一体的に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
  15. 請求項1２〜１４のいずれかにおいて、前記樹脂配管がソフト化処理されたＰＶＤＦ層を含むことを特徴とする基板処理装置。
  16. 請求項１2または1４において、前記樹脂配管がナイロン層を含むことを特徴とする基板処理装置。
  17. 請求項１４において、前記樹脂配管がソフト化処理されたＰＶＤＦ層またはナイロン層と、ETFE、PTFE、PVDC、FEP、PFAのいずれかによって形成された層との組み合わせによって構成されることを特徴とする基板処理装置。
  18. 請求項１２〜１７のいずれかにおいて、前記樹脂配管の内側表面が、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、中性水溶液、有機溶剤のいずれか一つに耐性のある材料によって形成されていることを特徴とする基板処理装置。
  19. 請求項１２〜１７のいずれかにおいて、前記処理液は水素を含む水素水であり、前記樹脂配管外への水素ガスの透過が抑制されていることを特徴とする基板処理装置。
  20. 請求項１0または１１に記載された基板処理システムを用いて基板を処理することを特徴とする基板処理方法。
  21. 請求項１２〜１９のいずれかに記載された基板処理装置を用いて基板を処理することを特徴とする基板処理方法。
  22. 請求項２０または２１に記載された基板処理方法による基板処理工程を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
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