JP4828948B2

JP4828948B2 - 基板処理装置

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Publication number: JP4828948B2
Application number: JP2006020388A
Authority: JP
Inventors: 雅洋基村
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: CN101013661B; CN101013661A; JP2007201329A

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板等の基板に対して、洗浄、エッチング等の所定の処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、処理液により基板を処理する基板処理装置が知られている。図６は、従来の基板処理装置１００の一般的な構成を示した図である。従来の基板処理装置１００は、処理液を貯留するための処理槽１１０を備え、処理槽１１０に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬することにより、基板Ｗを処理する。また、基板処理装置１００は、循環ポンプ１２１の圧力により処理液を循環させる循環部１２０を備えている。処理液は、循環経路途中に設けられたフィルタ１２２により濾過される。また、処理液は、処理槽１１０に設けられたヒータ１１１や、循環経路途中に設けられたヒータ１２３により加熱され、基板Ｗの処理に適した所定の温度に維持される。

このような従来の基板処理装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００４−１７９３１０号公報

しかしながら、従来の基板処理装置１００においては、基板Ｗの処理に伴って処理液の成分構成が変化し、処理液の処理性能が低下してしまう場合があった。例えば、燐酸を含む処理液を用いて基板の表面をエッチングする処理の場合、基板の表面から溶出した酸化物や窒化物が不純物として処理液中に混合し、処理液のエッチング性能を低下させる場合があった。このため、従来の基板処理装置１００では、頻繁に処理液を新液に交換する必要があり、処理液の稼働率が低下するとともに、処理液の消費量や排液量が多くなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板を処理液により処理する基板処理装置において、処理液の処理性能を維持し、基板処理装置の稼働率を向上させるとともに、処理液の消費量や排液量を低減できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板を処理液により処理する基板処理装置であって、基板を収納するとともに、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽から排出された処理液を再度前記処理槽へ供給する循環経路と、前記循環経路途中において処理液を貯留するとともに、処理液を冷却する冷却槽と、前記冷却槽に沈殿した不純物を前記冷却槽から排出する排出手段と、前記循環経路途中の前記冷却槽よりも上流側及び下流側に連結され、新たな処理液の供給先を前記上流側と前記下流側とで切り替えて、当該供給先に前記新たな処理液を供給する処理液供給手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記冷却槽に貯留された処理液の上澄み液を汲み上げて、下流側の循環経路へ処理液を供給させる循環機構をさらに備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記冷却槽よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理槽は、基板を収容するとともに、基板を処理する内槽と、前記内槽の上部外側に前記内槽からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを備え、前記循環経路は、前記外槽から排出された処理液を再度前記内槽へ供給することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記循環経路は、前記処理槽の底部から処理液を再度前記処理槽へ供給することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記循環経路は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路のそれぞれに、前記冷却槽が設けられ、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路とを切り替える循環経路切替手段を備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記循環経路の前記冷却槽よりも下流側において、処理液中の不純物を濾し取るフィルタをさらに備えることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記循環経路途中の前記冷却槽よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、前記加熱手段は、前記処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱することを特徴とする。

請求項１〜８に記載の発明によれば、基板処理装置は、循環経路途中において処理液を貯留するとともに処理液を冷却する冷却槽と、冷却槽に沈殿した不純物を冷却槽から排出する排出手段とを備える。このため、処理液中に溶解している不純物を析出させて冷却槽の底部に沈殿させ、沈殿した不純物を除去できる。これにより、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。また、循環経路途中の冷却槽よりも上流側において、処理液を供給する処理液供給手段をさらに備える。このため、冷却槽から不純物を排出する時には、冷却槽に残留する不純物を処理液で洗い流すことができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、冷却槽に貯留された処理液の上澄み液を汲み上げて、下流側の循環経路へ処理液を供給させる循環機構をさらに備える。このため、沈殿した不純物を冷却槽内に残しつつ、処理液のみを循環経路へ送ることができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、循環経路途中の冷却槽よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備える。このため、処理槽内における処理液の温度を維持しつつ、処理液中の不純物を除去できる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、外槽から排出された処理液を再度内槽へ供給する。このため、処理槽において処理液をオーバーフローさせて基板を処理しつつ、循環経路において処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項５に記載の発明によれば、処理槽の底部から排出された処理液を再度処理槽へ供給する。このため、処理液を急速に回収し、処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項６に記載の発明によれば、循環経路は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、第１の循環経路と第２の循環経路のそれぞれに、冷却槽が設けられ、第１の循環経路と第２の循環経路とを切り替える循環経路切替手段を備える。このため、一方の冷却槽に不純物が蓄積すると、循環経路を切り替えて他方の冷却槽を使用できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

特に、請求項７に記載の発明によれば、循環経路の冷却槽よりも下流側において、処理液中の不純物を濾し取るフィルタをさらに備える。このため、冷却槽から後続の循環経路へ微量の不純物が送られたとしても、その不純物を濾し取って除去できる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、循環経路途中の冷却槽よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、加熱手段は、処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱する。このため、処理液を十分に加熱できる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を示した図である。この基板処理装置１は、処理槽１０に貯留された処理液に複数枚の基板（以下、単に基板という。）Ｗを浸漬することにより、基板Ｗを処理するための装置である。基板処理装置１は、主として、処理槽１０と、配管部２０と、制御部４０とを備えている。本実施形態では、処理液として燐酸（Ｈ₃ＰＯ₄）溶液を使用し、基板Ｗの表面にエッチング処理を行う場合について説明する。

処理槽１０は、処理液を貯留するための容器である。処理槽１０は、基板Ｗを浸漬処理するための内槽１１と、内槽１１の外側面の上端に設けられた外槽１２とを備えている。内槽１１へ供給された処理液は、内槽１１の内部に貯留され、やがて内槽１１上部の開口から外槽１２へオーバーフローする。内槽１１の側部には、ヒータ１３が設けられている。ヒータ１３を動作させると、内槽１１の内部に貯留された処理液が加熱されて所定の温度（例えば、１６０℃）に維持される。

処理槽１０の上部には、基板Ｗを保持する図示しないリフタが設けられている。基板Ｗは、リフタに保持されて上下に搬送されることにより、処理槽１０上方の引き上げ位置と内槽１１の内部の浸漬位置（図１の位置）との間で移動する。内槽１１に処理液が貯留され、基板Ｗが下降されると、基板Ｗは処理液中に浸漬されて、基板Ｗの表面がエッチング処理される。

配管部２０は、複数の配管２１ａ〜２１ｒにより構成されている。配管２１ａは、上流側の端部が外槽１２に接続されるとともに、下流側の端部が内槽１１に接続されている。配管２１ａの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ１、循環ポンプ２２、フィルタ２３、およびヒータ２４が設けられている。このため、バルブＶ１を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させると、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ａ中を流れ、内槽１１へ循環される。また、配管２１ａ内を流れる途中において、処理液中の不純物がフィルタ２３により除去される。また、ヒータ２４を動作させると、循環される処理液が加熱され、処理液は所定の温度に維持される。

配管２１ｂは、上流側の端部が内槽１１の底部に接続され、その経路途中にはバルブＶ２が接続されている。このため、バルブＶ２を開放すると、内槽１１に貯留された処理液が配管２１ｂへ急速に流れ出す。また、配管２１ｃは、上流側の端部が外槽１２に接続され、その経路途中にはバルブＶ３が介挿されている。このため、バルブＶ３を開放すると、外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃへ流れ出す。配管２１ｂの下流側の端部と、配管２１ｃの下流側の端部とは、合流して１本の配管２１ｄとなる。

配管２１ｄの下流側の端部は、２本の配管２１ｅ，２１ｆに分岐している。配管２１ｅの経路途中には、バルブＶ４が介挿されており、配管２１ｅの下流側の端部は、冷却タンク２５に接続されている。配管２１ｅ内を流れた処理液は、冷却タンク２５へ流入し、冷却タンク２５内に一時的に貯留される。冷却タンク２５の底側には、冷却機構２５ａが取り付けられている。このため、冷却機構２５ａを動作させると、冷却タンク２５内に貯留された処理液は冷却される。

また、冷却タンク２５内には、配管２１ｇが接続されている。配管２１ｇの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ５と、汲み上げポンプ２６と、フィルタ２７と、が設けられている。また、配管２１ｇの下流側の端部は、予備温調タンク２８に接続されている。このため、バルブＶ５を開放するとともに汲み上げポンプ２６を動作させると、冷却タンク２５内に貯留された処理液の上澄み液が配管２１ｇへ汲み上げられ、フィルタ２７を通って予備温調タンク２８へ供給される。

一方、配管２１ｆの経路途中には、バルブＶ６が介挿されており、配管２１ｆの下流側の端部は、冷却タンク２９に接続されている。配管２１ｆ内を流れた処理液は、冷却タンク２９へ流入し、冷却タンク２９内に一時的に貯留される。冷却タンク２９には、冷却機構２９ａが取り付けられている。このため、冷却機構２９ａを動作させると、冷却タンク２９内に貯留された処理液は冷却される。

また、冷却タンク２９内には、配管２１ｈが接続されている。配管２１ｈの経路途中には、上流側から順に、バルブＶ７と、汲み上げポンプ３０と、フィルタ３１と、が設けられている。また、配管２１ｈの下流側の端部は、予備温調タンク２８に接続されている。このため、バルブＶ７を開放するとともに汲み上げポンプ３０を動作させると、冷却タンク２９内に貯留された処理液の上澄み液が配管２１ｈへ汲み上げられ、フィルタ３１を通って予備温調タンク２８へ供給される。

予備温調タンク２８の底側には、ヒータ２８ａが付設されている。このため、ヒータ２８ａを動作させると、予備温調タンク２８内に貯留された処理液は所定の温度まで加熱される。

配管２１ｉは、上流側の端部が予備温調タンク２８に接続されているとともに、下流側の端部が配管２１ａの循環ポンプ２２の上流側に接続されている。また、配管２１ｉの経路途中には、バルブＶ８が介挿されている。このため、バルブＶ８を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させると、予備温調タンク２８に貯留された処理液が、配管２１ｉを通って配管２１ａへ流入し、フィルタ２３、およびヒータ２４を経由して内槽１１へ供給される。

冷却タンク２５の底部には、配管２１ｊが接続されている。同様に、冷却タンク２９の底部には、配管２１ｋが接続されている。配管２１ｊ，２１ｋには、それぞれバルブＶ９，Ｖ１０が介挿されており、配管２１ｊの下流側の端部と、配管２１ｋの下流側の端部とは、合流して１本の配管２１ｌとなる。配管２１ｌの下流側の端部は、排液タンク３２へ接続されている。このため、バルブＶ９を開放すると、冷却タンク２５の底部から配管２１ｊ，２１ｌを通って排液タンク３２へ、処理液が排出される。また、バルブＶ１０を開放すると、冷却タンク２９の底部から配管２１ｋ，２１ｌを通って排液タンク３２へ、処理液が排出される。

処理液供給源３３は、新しい（すなわち未使用の）処理液を供給するための液源である。処理液供給源３３には、配管２１ｍが接続されている。配管２１ｍの下流側の端部は、配管２１ｎと配管２１ｏとに分岐している。配管２１ｎの経路途中にはバルブＶ１１が介挿されており、配管２１ｎの下流側の端部は、配管２１ｅに接続されている。このため、バルブＶ１１を開放すると、処理液供給源３３から配管２１ｍ，２１ｎ，２１ｅを通って冷却タンク２５へ、処理液が供給される。同様に、配管２１ｏの経路途中にはバルブＶ１２が介挿されており、配管２１ｏの下流側の端部は、配管２１ｆに接続されている。このため、バルブＶ１２を開放すると、処理液供給源３３から配管２１ｍ，２１ｏ，２１ｆを通って冷却タンク２９へ、処理液が供給される。

また、処理液供給源３３には、配管２１ｐも接続されている。配管２１ｐの経路途中にはバルブＶ１３が介挿されており、配管２１ｐの下流側の端部は、予備温調タンク２８に接続されている。このため、バルブＶ１３を開放すると、処理液供給源３３から予備温調タンク２８へ、新しい処理液が供給される。

配管２１ｑは、上流側の端部が内槽１１の底部に接続されているとともに下流側の端部が排液タンク３２に接続されている。また、配管２１ｑの経路途中には、バルブＶ１４が介挿されている。このため、バルブＶ１４を開放すると、内槽１１に貯留された処理液が、配管２１ｑを通って排液タンク３２へ急速に排出される。

排液タンク３２には、冷却機構３２ａが付設されている。冷却機構３２ａを動作させると、排液タンク３２内に貯留された処理液は、廃棄可能な温度まで冷却される。また、排液タンク３２には、配管２１ｒが接続されている。配管２１ｒの経路途中にはバルブＶ１５が介挿されており、配管２１ｒの下流側の端部は、排液ラインに接続されている。このため、バルブＶ１５を開放すると、排液タンク３２内において冷却された処理液が、排液ラインへ排出される。

制御部４０は、基板処理装置１の各部の動作を制御するための情報処理部である。制御部４０は、ＣＰＵやメモリを備えたコンピュータにより構成される。図２は、制御部４０と装置各部との間の電気的接続関係を示したブロック図である。図２に示したように、制御部４０は、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１５、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５ａ、汲み上げポンプ２６、ヒータ２８ａ、冷却機構２９ａ、汲み上げポンプ３０、冷却機構３２ａと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。

＜２．基板処理装置の動作（不純物を連続的に除去する場合）＞
続いて、上記構成を有する基板処理装置１の動作について説明する。まず、処理槽１０において基板Ｗを処理しつつ、処理液中の不純物を連続的に除去する場合について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する基板処理装置１の動作は、制御部４０が、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１５、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５ａ、汲み上げポンプ２６、ヒータ２８ａ、冷却機構２９ａ、汲み上げポンプ３０、冷却機構３２ａ等の動作を制御することにより進行する。

まず、基板処理装置１において、バルブＶ８およびバルブＶ１３を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させる。これにより、処理液供給源３３から配管２１ｐ、予備温調タンク２８、配管２１ｉ、配管２１ａを通って内槽１１へ処理液を供給し、内槽１１に処理液を貯留する（ステップＳ１１）。処理液は、内槽１１の上部まで貯留されると、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。

内槽１１へ処理液を貯留する際には、予備温調タンク２８のヒータ２８ａ、配管２１ａ上のヒータ２４、および内槽１１のヒータ１３を動作させる。これにより、内槽１１へ貯留される処理液は加熱され、エッチング処理に適した所定の温度（例えば１６０℃）に維持される。

次に、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ９〜Ｖ１５を閉鎖するとともにバルブＶ３〜Ｖ５，Ｖ８を開放する。そして、循環ポンプ２２および汲み上げポンプ２６を動作させる。これにより、処理液の流路を冷却タンク２５経由の循環経路（以下、「第１の循環経路」という。）に設定する（ステップＳ１２）。第１の循環経路においては、内槽１１から外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃ、配管２１ｄ、配管２１ｅ、冷却タンク２５、配管２１ｇ、予備温調タンク２８、配管２１ｉ、配管２１ａを経由して内槽へ循環される。

続いて、基板Ｗを保持したリフタを降下させることにより、内槽１１に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬する（ステップＳ１３）。これにより、基板Ｗの表面に形成された酸化膜や窒化膜がエッチングされる。エッチングにより基板Ｗの表面から溶出した酸化物や窒化物の成分（ＳｉＯ₂やＳｉＮ₃など）は、不純物として処理液中に混合する。

不純物を含んだ処理液は、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローし、外槽１２から第１の循環経路へ流れ出す。第１の循環経路の途中において、処理液は冷却タンク２５内に一時的に貯留され、冷却機構２５ａにより冷却される。処理液に対する不純物の飽和溶解濃度は、処理液の温度低下とともに低下するため、処理液が冷却されると、処理液中に溶解されていた不純物は固体となって析出し、冷却タンク２５の底部に沈殿する。

一方、冷却タンク２５内に貯留された処理液の上澄み液は、配管２１ｇへ吸い上げられ、フィルタ２７を通って予備温調タンク２８へ貯留される。予備温調タンク２８は、貯留された処理液をヒータ２８ａにより再び所定の温度まで加熱する。そして、予備温調タンク２８において加熱された処理液は、配管２１ｉ，２１ａを通って内槽１１へ供給され、基板Ｗの処理のために再利用される。なお、処理液は、配管２１ａ上のヒータ２４や内槽１１のヒータ１３によっても加熱される。これにより、配管２１ｉ，２１ａの経路途中における処理液の温度低下が防止され、処理液は所定の温度に維持される。

基板Ｗを浸漬した後、所定時間が経過すると、次に、バルブＶ４，Ｖ５を閉鎖し、汲み上げポンプ２６を停止させる。そして、バルブＶ６，Ｖ７を開放し、汲み上げポンプ２７を動作させる。これにより、処理液の流路を冷却タンク２９経由の循環経路（以下、「第２の循環経路」という。）に切り替える（ステップＳ１４）。第２の循環経路においては、外槽１２へオーバーフローした処理液が配管２１ｃ、配管２１ｄ、配管２１ｆ、冷却タンク２９、配管２１ｈ、予備温調タンク２８、配管２１ｉ、配管２１ａを経由して内槽１１へ循環される。

外槽１２から第２の循環経路へ流れ出した処理液は、まず、冷却タンク２９内に一時的に貯留され、冷却機構２９ａにより冷却される。冷却された処理液中には、不純物が固体となって析出し、冷却タンク２９の底部に沈殿する。一方、冷却タンク２９内に貯留された処理液の上澄み液は、配管２１ｈへ吸い上げられ、フィルタ３１を通って予備温調タンク２８へ貯留される。予備温調タンク２８において貯留された処理液は、ヒータ２８ａにより加熱され、配管２１ｉ，２１ａを通って内槽１１へ供給される。このように、第２の循環経路においても、第１の循環経路と同等の処理液の循環が行われる。

第２の循環経路を使用している間に、第１の循環経路においては、冷却タンク２５に沈殿した不純物を排出する（ステップＳ１５）。図４は、不純物の排出処理の流れを詳細に示したフローチャートである。冷却タンク２５から不純物を排出するときには、まず、バルブＶ９を開放する。これにより、冷却タンク２５の底部に沈殿した不純物が、冷却タンク２５内に残った少量の処理液とともに、配管２１ｊ，２１ｌを通って排液タンク３２へ排出される（ステップＳ２１）。

次に、バルブＶ１１を開放し、処理液供給源３３から配管２１ｍ，２１ｎ，２１ｅを通って冷却タンク２５へ、処理液を供給する。これにより、冷却タンク２５の底部に残留している不純物を洗い流し、配管２１ｊ，２１ｌを通って排液タンク３２へ、不純物を排出する（ステップＳ２２）。不純物の排出が完了したら、バルブＶ１１およびバルブＶ９を閉鎖する。排液タンク３２内においては、処理液が冷却機構３２ａによりさらに冷却される（ステップＳ２３）。そして、処理液が排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１５を開放して、処理液を排液ラインへ排出する（ステップＳ２４）。

また、冷却タンク２５から不純物を排出し終えた後、バルブＶ１３を所定時間開放する。これにより、不純物とともに排出された分の処理液を、予備温調タンク２８へ補充する（ステップＳ２５）。

図３に戻る。第２の循環経路に切り替えられた後、所定時間が経過すると、次に、バルブＶ６，Ｖ７を閉鎖し、汲み上げポンプ３０を停止させる。そして、バルブＶ４，Ｖ５を開放すし、汲み上げポンプ２６を動作させる。これにより、処理液の流路を、再び第１の循環経路に切り替える（ステップＳ１６）。第１の循環経路においては、上記のステップＳ１３のときと同様に、まず、外槽１２から流れ出した処理液が冷却タンク２５内に一時的に貯留され、冷却機構２５ａにより冷却される。冷却された処理液中には、不純物が固体となって析出し、冷却タンク２５の底部に沈殿する。一方、冷却タンク２５内に貯留された処理液の上澄み液は、配管２１ｇへ吸い上げられ、フィルタ２７を通って予備温調タンク２８へ貯留される。予備温調タンク２８において貯留された処理液は、ヒータ２８ａにより加熱され、配管２１ｉ，２１ａを通って内槽１１へ供給される。

また、第１の循環経路を使用している間に、第２の循環経路においては、冷却タンク２９に沈殿した不純物を排出する（ステップＳ１７）。不純物の排出処理の流れは、図４に示した不純物の排出処理の流れと同等である。すなわち、まず、バルブＶ１０を開放する。これにより、冷却タンク２９の底部に沈殿した不純物が、冷却タンク２９内に残った少量の処理液とともに、配管２１ｋ，２１ｌを通って排液タンク３２へ排出される（ステップＳ２１）。

次に、バルブＶ１２を開放し、処理液供給源３３から配管２１ｍ，２１ｏ，２１ｆを通って冷却タンク２９へ、処理液を供給する。これにより、冷却タンク２５の底部に残留している不純物を洗い流し、配管２１ｋ，２１ｌを通って排液タンク３２へ、不純物を排出する（ステップＳ２２）。不純物の排出が完了したら、バルブＶ１２およびバルブＶ１０を閉鎖する。排液タンク３２内においては、処理液が冷却機構３２ａによりさらに冷却される（ステップＳ２３）。そして、処理液が排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１５を開放して、処理液を排液ラインへ排出する（ステップＳ２４）。

また、冷却タンク２９から不純物を排出し終えた後、バルブＶ１３を所定時間開放する。これにより、不純物とともに排出された分の処理液を、予備温調タンク２８へ補充する（ステップＳ２５）。

図３に戻る。基板Ｗに対する所定時間の処理が完了すると、循環ポンプ２２および汲み上げポンプ２６を停止する（ステップＳ１８）。これにより、処理液の循環が停止される。そして、リフタを上昇させて、基板Ｗを内槽１１から引き上げる（ステップＳ１９）。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの処理を終了する。

このように、この基板処理装置１は、処理液を冷却タンク２５，２９に一旦貯留し、処理液を冷却する。これにより、処理液中に溶解している不純物を析出させて、冷却タンク２５，２９の底部に沈殿させる。そして、冷却タンク２５，２９に貯留された処理液の上澄み液を、再び処理槽１０へ供給する。このため、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置１の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。

特に、この基板処理装置１は、処理液を循環しつつ基板Ｗを処理し、その循環経路の途中において、処理液の冷却および不純物の除去を行う。このため、処理槽１０における基板Ｗの処理を停止させることなく、処理液中の不純物を除去できる。したがって、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

また、この基板処理装置１は、処理液の循環経路の冷却タンク２５，２９よりも下流側において、処理液を加熱する予備温調タンク２８を備える。このため、処理槽１０内における処理液の温度を維持しつつ、処理液中の不純物を除去できる。

また、この基板処理装置１は、処理液の循環経路の冷却タンク２５，２９よりも下流側において、不純物を濾し取るフィルタ２７，３１を備える。このため、冷却タンク２５，２９から配管２１ｇ，２１ｈへ微量の不純物が吸い上げられたとしても、その不純物を濾し取って除去できる。

また、この基板処理装置１は、同等の冷却タンクを備える第１の循環経路と第２の循環経路とを並列に有している。そして、バルブＶ４〜Ｖ７の開閉を制御することにより、第１の循環経路と第２の循環経路とが切り替え可能となっている。このため、一方の冷却タンクに不純物が蓄積すると、循環経路を切り替えて他方の冷却タンクを使用できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

また、この基板処理装置１は、一方の循環経路を使用している間に、他方の循環経路の冷却タンクから不純物を排出する。このため、冷却タンク２５，２９の底部に沈殿した不純物を排出しつつ、循環経路を連続的に切り替えて使用できる。したがって、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。なお、循環経路の切り替え回数は、上記の例に限定されるものではなく、基板Ｗの処理時間に応じて適宜に設定すればよい。

また、この基板処理装置１は、処理液供給源３３から冷却タンク２５，２９へ処理液を供給可能となっている。このため、冷却タンク２５，２９から不純物を排出する時には、冷却タンク２５，２９の底部に残留する不純物を洗い流すことができる。

＜３．基板処理装置の動作（一度に不純物を除去する場合）＞
続いて、上記の基板処理装置１において、基板Ｗを処理した後、一度に処理液中の不純物を除去する場合について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する基板処理装置１の動作も、制御部４０が、ヒータ１３、リフタ、バルブＶ１〜Ｖ１５、循環ポンプ２２、ヒータ２４、冷却機構２５ａ、汲み上げポンプ２６、ヒータ２８ａ、冷却機構２９ａ、汲み上げポンプ３０、冷却機構３２ａ等の動作を制御することにより進行する。

まず、基板処理装置１において、バルブＶ８およびバルブＶ１３を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させる。これにより、処理液供給源３３から配管２１ｐ、予備温調タンク２８、配管２１ｉ、配管２１ａを通って内槽１１へ処理液を供給し、内槽１１に処理液を貯留する（ステップＳ３１）。処理液は、内槽１１の上部まで貯留されると、内槽１１の上部から外槽１２へオーバーフローする。

次に、バルブＶ２〜Ｖ１５を閉鎖するとともにバルブＶ１を開放する。これにより、処理液の流路を、配管２１ａのみにより構成される循環経路（以下、「非冷却循環経路」という。）に設定する（ステップＳ３２）。非冷却循環経路においては、外槽１２へオーバーフローした処理液がフィルタ２３やヒータ２４を経由して内槽１１へ循環される。

続いて、リフタを降下させることにより、内槽１１に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬する（ステップＳ３３）。これにより、基板Ｗの表面に形成された酸化膜や窒化膜がエッチングされる。エッチングにより基板Ｗの表面から溶出した酸化膜や窒化膜の成分（ＳｉＯ₂やＳｉＮ₃など）は、不純物として処理液中に混合する。そして、基板Ｗに対する所定時間の処理が完了すると、リフタを上昇させて、基板Ｗを内槽１１から引き上げる（ステップＳ３４）。

基板Ｗを引き上げた後、基板処理装置１は、バルブＶ１を閉鎖するとともにバルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４を開放する。これにより、内槽１１および外槽１２に貯留された処理液を、配管２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを経由して冷却タンク２５へ回収する。冷却タンク２５に回収された処理液は、冷却機構２５ａにより冷却される（ステップＳ３５）。このため、処理液中に溶解されていた不純物は固体となって析出し、冷却タンク２５の底部に沈降する。

次に、基板処理装置１は、バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４を閉鎖するとともに、バルブＶ５を開放する。また、汲み上げポンプ２６を動作させる。これにより、冷却タンク２５内に貯留された処理液の上澄み液を、配管２１ｇへ吸い上げ、フィルタ２７を通って予備温調タンク２８へ貯留する。予備温調タンク２８に貯留された処理液は、ヒータ２８ａにより再び所定の温度まで加熱される（ステップＳ３６）。

処理液が所定の温度まで加熱されると、基板処理装置１は、バルブＶ５を閉鎖するとともに汲み上げポンプ２６を停止させる。そして、バルブＶ８を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させる。これにより、予備温調タンク２８内の処理液を、配管２１ｉ，２１ａを経由して内槽１１へ供給し、基板Ｗの処理のために再利用する（ステップＳ３７）。なお、処理液は、配管２１ａ上のヒータ２４や内槽１１のヒータ１３によっても加熱される。これにより、配管２１ｈ，２１ａの経路途中における処理液の温度低下が防止され、処理液は所定の温度に維持される。

その後、基板処理装置１は、冷却タンク２５に沈殿した不純物を排出する（ステップＳ３８）。不純物の排出処理の流れは、図４に示した不純物の排出処理の流れと同等である。すなわち、まず、バルブＶ９を開放する。これにより、冷却タンク２５の底部に沈殿した不純物が、冷却タンク２５内に残った少量の処理液とともに、配管２１ｊ，２１ｌを通って排液タンク３２へ排出される（ステップＳ２１）。

また、冷却タンク２５から不純物を排出し終えた後、バルブＶ１３を所定時間開放する。これにより、不純物とともに排出された分の処理液が、処理液供給源３３から配管２１ｐ、予備温調タンク２８ａ、配管２１ｉ、配管２１ａを通って内槽１１へ補充される（ステップＳ２５）。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの処理を終了する。

このように、この基板処理装置１は、処理液を冷却タンク２５に一旦貯留し、処理液を冷却する。これにより、処理液中に溶解している不純物を析出させて、冷却タンク２５の底部に沈殿させる。そして、冷却タンク２５に貯留された処理液の上澄み液を、再び処理槽１０へ供給する。このため、処理液の処理性能が維持され、処理液を再利用できる。また、処理液を新液に交換する頻度が低減されるため、基板処理装置１の稼働率が向上するとともに、処理液の消費量や排液量が低減される。なお、上記の例では、冷却タンク２５経由の循環経路（第１の循環経路）を使用したが、冷却タンク２９経由の循環経路（第２の循環経路）を使用してもよく、また、第１の循環経路と第２の循環経路とを同時に使用してもよい。

特に、この基板処理装置１は、外槽１２および内槽１１の底部から処理液を回収する。このため、処理液を急速に回収し、処理液中の不純物を除去できる。これにより、基板処理装置１の稼働率がさらに向上する。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、処理液を再利用する場合のみについて説明したが、循環の途中で処理液の一部を積極的に排液し、新しい処理液を補充してもよい。具体的には、冷却タンク２５，２９に処理液を回収した後、バルブＶ９，Ｖ１０を所定時間開放する。これにより、冷却タンク２５，２９から配管２１ｊ，２１ｋ，２１ｌを通って排液タンク３２へ、所定量の処理液を排液する。そして、バルブＶ１１，Ｖ１２を開放し、処理液供給源３３から配管２１ｍ，２１ｎ，２１ｏを通って冷却タンク２５，２９へ、処理液を補充する。これにより、不純物以外の要因による処理液の劣化を防止し、処理液の処理性能を維持できる。

また、所定回数の処理につき１回、処理槽１０内の処理液を全量交換してもよい。具体的には、所定回数の基板Ｗの処理が終了した後、バルブＶ１４を開放する。これにより、処理槽１０から配管２１ｑを通って排液タンク３２へ、処理液を回収する。排液タンク３２内においては、処理液が冷却機構３２ａにより冷却される。そして、処理液が排液可能な温度まで冷却された後、バルブＶ１５を開放して、処理液を排液ラインへ排出する。その後、バルブＶ８およびバルブＶ１３を開放するとともに循環ポンプ２２を動作させ、処理槽１０へ新しい処理液を供給する。これにより、不純物以外の要因による処理液の劣化を防止し、処理液の処理性能を維持できる。

また、上記の例では、燐酸を含む処理液を使用し、基板Ｗに対してエッチング処理を行う場合について説明したが、本発明の基板処理装置は、このような処理を行う装置に限定されるものではない。例えば、過酸化水素水やアンモニア水を含む処理液を使用し、基板Ｗに対して洗浄処理を行うものであってもよい。また、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等の有機溶媒を主とした液体を使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示した図である。制御部と装置各部との間の電気的接続関係を示したブロック図である。基板を処理しつつ、処理液中の不純物を連続的に除去する場合の基板処理装置の動作の流れを示したフローチャートである。不純物の排出処理の流れを詳細に示したフローチャートである。基板を処理した後、一度に処理液中の不純物を除去する場合の基板処理装置の動作の流れを示したフローチャートである。従来の基板処理装置の一般的な構成を示した図である。

符号の説明

１基板処理装置
１０処理槽
１１内槽
１２外槽
１３ヒータ
２０配管部
２１ａ〜２１ｒ配管
２２循環ポンプ
２３フィルタ
２４ヒータ
２５，２９冷却タンク
２５ａ，２９ａ冷却機構
２６，３０汲み上げポンプ
２７，３１フィルタ
２８予備温調タンク
２８ａヒータ
３２排液タンク
３３処理液供給源
４０制御部
Ｖ１〜Ｖ１５バルブ
Ｗ基板

Claims

基板を処理液により処理する基板処理装置であって、
基板を収納するとともに、処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽から排出された処理液を再度前記処理槽へ供給する循環経路と、
前記循環経路途中において処理液を貯留するとともに、処理液を冷却する冷却槽と、
前記冷却槽に沈殿した不純物を前記冷却槽から排出する排出手段と、
前記循環経路途中の前記冷却槽よりも上流側及び下流側に連結され、新たな処理液の供給先を前記上流側と前記下流側とで切り替えて、当該供給先に前記新たな処理液を供給する処理液供給手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記冷却槽に貯留された処理液の上澄み液を汲み上げて、下流側の循環経路へ処理液を供給させる循環機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記循環経路途中の前記冷却槽よりも下流側において、処理液を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理槽は、基板を収容するとともに、基板を処理する内槽と、前記内槽の上部外側に前記内槽からオーバーフローした処理液を受ける外槽とを備え、
前記循環経路は、前記外槽から排出された処理液を再度前記内槽へ供給することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記循環経路は、前記処理槽の底部から処理液を再度前記処理槽へ供給することを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記循環経路は、第１の循環経路と第２の循環経路とを備え、
前記第１の循環経路と前記第２の循環経路のそれぞれに、前記冷却槽が設けられ、
前記第１の循環経路と前記第２の循環経路とを切り替える循環経路切替手段を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記循環経路の前記冷却槽よりも下流側において、処理液中の不純物を濾し取るフィルタをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記循環経路途中の前記冷却槽よりも下流側において、処理液を貯留する処理液貯留槽をさらに備え、
前記加熱手段は、前記処理液貯留槽に貯留された処理液を加熱することを特徴とする基板処理装置。