(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度調節された第１の液を用いて基板を処理する液処理装置であって、
基板を保持する基板保持部が内部に設けられた処理室と、
前記基板保持部に保持された基板に対して第１の液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に第１の液を供給する第１液供給機構と、を備え、
前記第１液供給機構は、第１温度に加熱された第１の液を保持する一次温調機構と、前記一次温調機構に接続された二次温調機構と、前記二次温調機構と前記吐出機構を接続する吐出ラインと、を有し、
前記一次温調機構は、第１の液を貯留する供給タンクと、前記供給タンクに接続され第１の液を循環させる第１循環ラインと、第１の液を第１温度に加熱する第１加熱器と、前記第１循環ライン上に設けられたポンプとを有し、
前記二次温調機構は、前記第１循環ラインから分岐し、前記一次温調機構に戻る第２循環ラインと、前記第２循環ラインに設けられ、第１の液を前記第１温度よりも高い供給温度に加熱する第２加熱器と、を有し、
前記吐出ラインは、前記第２加熱器よりも下流側で前記第２循環ラインから切替弁を介して分岐しており、
前記第１液供給機構の前記二次温調機構から前記吐出機構に第１の液を供給しない時は、前記二次温調機構の前記第２加熱器は、前記第１温度と前記供給温度との間の所定の第２温度に第１の液を加熱し、前記第２加熱器によって前記第２温度に加熱された第１の液は、前記切替弁を介して前記一次温調機構に戻されることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
前記第１液供給機構の前記二次温調機構から前記吐出機構に第１の液を供給する時は、前記切替弁によって第１の液が前記第２循環ラインから前記吐出ラインへ供給されることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
【請求項３】
前記一次温調機構の前記第１循環ラインを介して前記供給タンクに戻る第１の液の流量が、前記二次温調機構から前記第２循環ラインを介して前記供給タンクに戻る第１の液の流量よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の液処理装置。
【請求項４】
前記二次温調機構は、第１の液の流量を測定する流量センサと、前記流量センサにより測定された流量が所定の下限流量を下回った場合に前記第２加熱器を停止させる停止手段と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液処理装置。
【請求項５】
吐出機構に接続され、第２の液を吐出機構に供給する第２液供給機構をさらに備え、
前記吐出機構は、第１液供給機構から供給される第１の液と、前記第２液供給機構から供給される第２の液とを混合して基板に向けて吐出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液処理装置。
【請求項６】
温度調節された第１の液を用いて基板を処理する液処理方法であって、
処理室の内部に設けられた基板保持部により基板を保持させることと、
第１液供給機構から吐出機構に第１の液を供給することと、
吐出機構により、前記基板保持部により保持された基板に対して第１の液を吐出することと、を備え、
前記第１液供給機構は、第１温度に加熱された第１の液を循環させる第１循環ラインを有する一次温調機構と、前記第１循環ラインから分岐するとともに前記一次温調機構に戻る第２循環ラインを有する二次温調機構と、前記第２循環ラインから切替弁を介して分岐するとともに前記吐出機構に接続された吐出ラインと、を有し、
吐出機構に第１の液を供給する時は、前記二次温調機構によって前記第１温度よりも高い供給温度に加熱された第１の液が前記切替弁および前記吐出ラインを介して前記吐出機構に供給され、
前記第１液供給機構の前記二次温調機構から前記吐出機構に第１の液を供給しない時は、前記切替弁よりも上流側において前記二次温調機構によって第１の液が前記第１温度と前記供給温度との間の所定の第２温度に加熱された後、第１の液が前記第２循環ラインおよび前記切替弁を介して前記一次温調機構に戻されることを特徴とする液処理方法。
【請求項７】
前記一次温調機構の前記第１循環ラインを循環する第１の液の流量が、前記二次温調機構から前記第２循環ラインを介して前記一次温調機構に戻る第１の液の流量よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の液処理方法。
【請求項８】
第１の液の流量が所定の下限流量を下回った場合、前記二次温調機構は第１の液を加熱しないことを特徴とする請求項６または７に記載の液処理方法。
【請求項９】
前記吐出機構において、第１液供給機構から供給される第１の液と、第２液供給機構から供給される第２の液とが混合されて基板に向けて吐出されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の液処理方法。
【請求項１０】
液処理装置を制御する制御機構によって実行されるプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムが前記制御機構によって実行されることにより、請求項６乃至９のいずれかに記載された液処理方法を液処理装置に実施させる、記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度調節された液を用いて基板を処理する液処理装置および液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体ウエハ等の基板（以下、ウエハともいう）を水平状態に保持した状態で当該ウエハの表面や裏面に処理液を供給することによりウエハの洗浄処理やエッチング処理、メッキ処理等の液処理を行う液処理装置として、様々な種類のものが知られている。また、処理液による反応を活性化し、これによって処理を進行しやすくするため、ウエハに供給される処理液の温度を高くすることが提案されている。例えば特許文献１において、ウエハに供給される処理液を、処理液を貯留するタンクの近傍で循環させながら加熱することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２３３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
処理液による反応は、一般に温度が高いほど活性化される。一方、処理液の温度を高くする場合、高温の処理液が液処理装置の供給タンクや循環ラインなどを通ることになる。しかし、循環ラインに設けられたポンプなどの各要素の中には、高温の処理液に対する耐熱性や耐薬性を備えられないものがある。
【０００５】
本発明は、高温の処理液に対する耐熱性や耐薬性を備えつつ、高温の処理液を供給できる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、温度調節された第１の液を用いて基板を処理する液処理装置であって、基板を保持する基板保持部が内部に設けられた処理室と、前記基板保持部に保持された基板に対して第１の液を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構に第１の液を供給する第１液供給機構と、を備え、前記第１液供給機構は、第１温度に加熱された第１の液を保持する一次温調機構と、前記一次温調機構に接続された二次温調機構と、前記二次温調機構と前記吐出機構を接続する吐出ラインと、を有し、前記一次温調機構は、第１の液を貯留する供給タンクと、前記供給タンクに接続され第１の液を循環させる第１循環ラインと、第１の液を第１温度に加熱する第１加熱器と、前記第１循環ライン上に設けられたポンプとを有し、前記二次温調機構は、前記第１循環ラインから分岐し、前記一次温調機構に戻る第２循環ラインと、前記第２循環ラインに設けられ、第１の液を前記第１温度よりも高い供給温度に加熱する第２加熱器と、を有し、前記吐出ラインは、前記第２加熱器よりも下流側で前記第２循環ラインから切替弁を介して分岐していることを特徴とする液処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の観点によれば、温度調節された第１の液を用いて基板を処理する液処理方法であって、処理室の内部に設けられた基板保持部により基板を保持させることと、第１液供給機構から吐出機構に第１の液を供給することと、吐出機構により、前記基板保持部により保持された基板に対して第１の液を吐出することと、を備え、前記第１液供給機構は、第１温度に加熱された第１の液を循環させる第１循環ラインを有する一次温調機構と、前記第１循環ラインから分岐するとともに前記一次温調機構に戻る第２循環ラインを有する二次温調機構と、前記第２循環ラインから切替弁を介して分岐するとともに前記吐出機構に接続された吐出ラインと、を有し、吐出機構に第１の液を供給する時は、前記二次温調機構によって前記第１温度よりも高い供給温度に加熱された第１の液が前記切替弁および前記吐出ラインを介して前記吐出機構に供給され、吐出機構に第１の液を供給しない時は、前記二次温調機構の前記第２循環ラインおよび前記切替弁を介して第１の液が前記一次温調機構に戻されることを特徴とする液処理方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の観点によれば、液処理装置を制御する制御機構によって実行されるプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムが前記制御機構によって実行されることにより、上記記載の液処理方法を液処理装置に実施させる、記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液処理装置および液処理方法によれば、高温の処理液に対する耐熱性や耐薬性を備えつつ、高温の処理液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による液処理装置の全体構成を概略的に示す図。
【図２】図２は、図１の液処理装置の一次温調機構の第１加熱器を示す断面図。
【図３】図３は、図１の液処理装置の二次温調機構の第２加熱器を示す断面図。
【図４】図４は、図１の液処理装置の二次温調機構の切替弁を概略的に示す図。
【図５】図５は、図１の液処理装置の処理室を示す縦断面図。
【図６】図６は、図１の液処理装置の処理室を示す平面図。
【図７】図７は、液処理装置の一変形例を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１２】
以下の実施の形態においては、本発明を、半導体ウエハの洗浄処理に適用する例について説明する。洗浄処理においては、硫酸（第１の液）と過酸化水素水（第２の液）とを混合することにより得られるＳＰＭ液を用いた処理、リンス処理液を用いた処理および乾燥用液を用いた処理がウエハに施される。このうち、ＳＰＭ液を構成する硫酸は、本発明の一実施の形態による液処理装置により温度調節された状態で供給されて過酸化水素水と混合される。しかしながら、当然に、本発明は、洗浄処理用の硫酸の温度調節への適用に限定されるものではなく、その他の様々な液の温度調節のために適用され得る。また当然に、本発明は、ウエハの洗浄処理への適用に限定されるものではなく、エッチング処理、メッキ処理、現像処理等の様々な液処理のために適用され得る。
【００１３】
液処理装置
まず図１および図２により、本実施の形態における液処理装置１０全体について説明する。図１に示すように、液処理装置１０は、ウエハ２１が配置された処理室２０と、ウエハ２１に対してＳＰＭ液を吐出する吐出機構５０と、吐出機構５０に硫酸（第１の液）を供給する第１液供給機構１２と、吐出機構５０に過酸化水素水（第２の液）を供給する第２液供給機構１４と、第１液供給機構１２および第２液供給機構１４を制御する制御機構６０と、を備えている。このうち第１液供給機構１２は、図１に示すように、一次温調機構３０と、一次温調機構３０に接続された二次温調機構４０と、二次温調機構４０と吐出機構５０を接続する第１吐出ライン５１と、を有している。後述するように、第１液供給機構１２の硫酸は、予め定められた供給温度以上の温度まで一次温調機構３０および二次温調機構４０によって加熱された状態で第１吐出ライン５１に供給される。また第２液供給機構１４は、図１に示すように、過酸化水素水を貯留する供給タンク１４ａと、供給タンク１４ａと吐出機構５０とを接続する第２吐出ライン５２と、第２吐出ライン５２に設けられたポンプ１４ｃと、第２吐出ライン５２を介して吐出機構５０に送られる過酸化水素水の流量を調節するためのバルブ１４ｂと、を有している。
【００１４】
図１に示すように、吐出機構５０は、前記第１吐出ライン５１および第２吐出ライン５２に接続された内部配管５３ａと、ＳＰＭ液をウエハ２１に対して吐出するための吐出口５４と、を含むノズル５３を有している。図１に示すように、第１吐出ライン５１を介して供給される硫酸と、第２吐出ライン５２を介して供給される過酸化水素水とは、ノズル５３内の内部配管５３ａにおいて混合されてＳＰＭ液となる。この場合、混合により生じる熱のため、ＳＰＭ液の温度は、二次温調機構４０によって加熱された硫酸の温度からさらに高い温度（吐出温度）に上昇する。そして、吐出温度まで上昇した状態のＳＰＭ液が、ノズル５３の吐出口５４からウエハ２１に対して吐出される。
【００１５】
一次温調機構
次に、第１液供給機構１２の一次温調機構３０について説明する。図１に示すように、一次温調機構３０は、硫酸を貯留する供給タンク３１と、供給タンク３１に接続され、硫酸を循環させるタンク用循環手段３２と、タンク用循環手段３２に設けられ、硫酸を加熱する第１加熱器３５と、タンク用循環手段３２に介挿されたフィルタ３６と、を有している。このうちタンク用循環手段３２は、その一端および他端がそれぞれ供給タンク３１に接続された第１循環ライン３３と、第１循環ライン３３に介挿されたポンプ３４と、を含んでいる。また第１加熱器３５は、第１循環ライン３３内の硫酸を、予め定められた第１温度まで加熱するよう制御されている。この場合、供給タンク３１から第１循環ライン３３に送り出された硫酸は、はじめに第１加熱器３５によって第１温度まで加熱される。その後、硫酸は、一部分は二次温調機構４０に供給され、その他の部分は第１循環ライン３３を介して供給タンク３１に戻る。なお図１においては、第１加熱器３５が第１循環ライン３３に取り付けられている例を示したが、これに限られることはなく、第１加熱器３５が供給タンク３１に取り付けられていてもよい。この場合、硫酸は、供給タンク３１内で第１加熱器３５により第１温度まで加熱される。
【００１６】
第１循環ライン３３に設けられている各構成要素、例えばポンプ３４およびフィルタ３６には、第１温度に加熱された硫酸に耐える耐熱性および耐薬性が求められる。
【００１７】
好ましくは、供給タンク３１から第１循環ライン３３に送り出された硫酸のうち、第１循環ライン３３を介して供給タンク３１に戻る硫酸の流量は、二次温調機構４０に供給される硫酸の流量よりも大きくなっている。この結果、一次温調機構３０において、供給タンク３１および第１循環ライン３３内の硫酸の温度は、第１温度近傍の温度で常に安定に保持されることになる。第１温度の具体的な値が特に限られることはないが、例えば１７０度となっている。
【００１８】
（第１加熱器）
次に第１加熱器３５について説明する。図２は、第１循環ライン３３内に設けられた第１加熱器３５を示す縦断面図である。第１循環ライン３３は、例えば、石英などから形成される第１循環管３３ａによって構成されている。図２に示すように、第１加熱器３５は、第１循環管３３ａ内に配置され、硫酸を加熱するための加熱部、例えばハロゲンヒータ３５ｂと、ハロゲンヒータ３５ｂを囲む被覆管３５ｃと、を含む加熱機構を複数有している。このように第１循環管３３ａ内に複数の加熱機構を設けることにより、第１循環管３３ａ内の硫酸に対して十分な熱を供給することができ、かつ、第１循環管３３ａ内の硫酸を場所によらず均一に加熱することができる。
【００１９】
二次温調機構
次に、第１液供給機構１２の二次温調機構４０について説明する。図１に示すように、二次温調機構４０は、一次温調機構３０の第１循環ライン３３から分岐し、一次温調機構３０に戻る第２循環ライン４１と、第２循環ライン４１に設けられ、硫酸を加熱することができる第２加熱器４２と、第２加熱器４２よりも下流側に設けられ、第２循環ライン４１に介挿されるとともに第１吐出ライン５１に接続された切替弁４４と、第２加熱器４２と切替弁４４との間に設けられ、第２循環ライン４１内の硫酸の温度を測定する温度センサ４５と、を含んでいる。このうち第２循環ライン４１は、一次温調機構３０の第１循環ライン３３に接続され、第２加熱器４２が設けられた供給ライン４１ａと、供給ライン４１ａに切替弁４４を介して接続され、かつ一次温調機構３０に接続された戻しライン４１ｂと、から構成されている。また切替弁４４は、第２循環ライン４１と第１吐出ライン５１との間が制御機構６０からの制御に応じて連通または遮断され得るよう構成されている。切替弁４４の具体的な構成については後述する。
【００２０】
また図１に示すように、二次温調機構４０は、第２循環ライン４１の第２加熱器４２の上流側に設けられたバルブ４８と、切替弁４４の下流側に設けられたバルブ４９と、をさらに有している。このうちバルブ４８は、一次温調機構３０から二次温調機構４０に供給される硫酸の流量を調節できるよう構成されている。硫酸の流量の調整は、例えば、第２循環ライン４１に設けられ、硫酸の流量を測定する流量センサ４６からの情報に基づいて実施される。またバルブ４９は、後述する供給モードおよび循環モードに応じて開閉可能となるよう構成されている。
【００２１】
後述するように、第２加熱器４２は、二次温調機構４０の硫酸を吐出機構５０に供給する供給モードの際、少なくとも、予め定められた供給温度よりも高い温度まで硫酸を加熱するよう制御される。ここで供給温度とは、硫酸が過酸化水素水と混合されるときの温度であり、上述の第１温度よりも高い温度、例えば２００度に設定されている。このため二次温調機構４０の各要素のうち第２加熱器４２の下流側に配置されている要素、例えば切替弁４４、温度センサ４５およびバルブ４９などは、少なくとも供給温度に加熱された硫酸に耐える耐熱性（例えば、約２００度の耐熱性）と耐薬性を有するよう構成されている。一方、二次温調機構４０の各要素のうち第２加熱器４２の上流側に配置されている要素、例えばバルブ４８は、第２加熱器４２によって加熱された硫酸に接することがない。従って、バルブ４８に対しては、供給温度に加熱された硫酸に耐える耐熱性や耐薬性は求められない。このため、バルブ４８は、少なくとも上述の第１温度に加熱された硫酸に耐える耐熱性（例えば、約１７０度の耐熱性）と耐薬性を有していればよい。
【００２２】
第２循環ライン４１を介して一次温調機構３０の供給タンク３１に戻る硫酸の温度は、硫酸が第２循環ライン４１内を流れている間に上述の供給温度から第１温度以下または第１温度よりも若干高い温度まで低下する。一方、第１循環ライン３３を介して供給タンク３１に戻る硫酸は、循環中に第１温度よりも低い温度に低下した後に供給タンク３１に戻る。また、第１循環ライン３３を介して供給タンク３１に戻る第１の液の流量は、第２循環ライン４１を介して供給タンク３１に戻る第１の液の流量よりも大きくなっている。そして供給タンク３１には、第１循環ライン３３を介して戻ってきた硫酸と、第２循環ライン４１を介して戻ってきた硫酸とが混合されて貯留される。この場合、仮に第２循環ライン４１を介して戻ってきた硫酸が、第１温度よりも若干高い温度を有していたとしても、第１循環ライン３３を介して戻ってきた硫酸と混合されることにより、供給タンク３１内における硫酸の温度が第１温度以下となる。このように一次温調機構３０に戻る硫酸の温度が第１温度以下となることにより、一次温調機構３０には第１温度より高温の硫酸が流れることはない。したがって、一次温調機構３０の各要素、例えばフィルタ３６やポンプ３４を、供給温度ではなく第１温度の硫酸に耐える耐熱性と耐薬性を想定して設計することができる。これによって、一次温調機構３０の各要素に供給温度の硫酸への耐熱性と耐薬性が求められる場合に比べて、一次温調機構３０の各要素のコストを低くすることができる。
【００２３】
（第２加熱器）
次に第２加熱器４２について説明する。図３は、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａ内に設けられた第２加熱器４２を示す縦断面図である。供給ライン４１ａは、例えば、石英などから形成される供給管４１ｃによって構成されている。図３に示すように、第２加熱器４２は、供給管４１ｃ内に配置され、硫酸を加熱するための加熱機構、例えばハロゲンヒータ４２ｂと、ハロゲンヒータ４２ｂを囲む被覆管４２ｃと、を含んでいる。
【００２４】
（切替弁）
次に切替弁４４について説明する。図４は、切替弁４４を概略的に示す図である。図４に示すように、切替弁４４は、二次温調機構４０の第２循環ライン４１の供給ライン４１ａに接続された第１ライン４４ａと、二次温調機構４０の第２循環ライン４１の戻しライン４１ｂに接続された第２ライン４４ｂと、吐出機構５０の第１吐出ライン５１に接続された第３ライン４４ｃと、を含んでいる。このうち第１ライン４４ａおよび第２ライン４４ｂは、図４に示すように、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと戻しライン４１ｂとの間が常に連通するよう構成されている。
【００２５】
また図４に示すように、切替弁４４は、第３ライン４４ｃ内に配置された被駆動部材４４ｄをさらに含んでいる。この被駆動部材４４ｄは、第３ライン４４ｃ内で硫酸が流れることを可能とする連通位置と、第３ライン４４ｃ内における硫酸の流れを遮断する遮断位置と、の間で、制御機構６０からの制御に応じて移動可能となっている。このため、被駆動部材４４ｄの位置を制御することにより、供給ライン４１ａと第１吐出ライン５１との間が連通される状態、または、供給ライン４１ａと第１吐出ライン５１との間が遮断される状態のいずれかを適宜選択することができる。
【００２６】
被駆動部材４４ｄの具体的な構成が特に限られることはないが、例えば、被駆動部材４４ｄとして、バネなどの弾性体が取り付けられたダイヤフラムが用いられる。この場合、例えば、切替弁４４内に空気を導入することによってバネの伸縮を制御し、これによって、ダイヤフラムを移動させることにより、被駆動部材４４ｄの位置の制御が実現され得る。
【００２７】
処理室
次に図５および図６を参照して、処理室２０について説明する。図５は、処理室２０を示す縦断面図であり、図６は、処理室２０を示す平面図である。
【００２８】
図５に示すように、処理室２０の内部には、ウエハ２１を保持するための基板保持部２２が設けられている。この基板保持部２２は、図５および図６に示すように、上下に伸延する円筒状の回転軸２３と、回転軸２３の上端部に取り付けられたターンテーブル２４と、ターンテーブル２４の上面外周部に設けられ、ウエハ２１を支持するウエハチャック２５と、回転軸２３を回転駆動する回転機構６２と、を有している。このうち回転機構６２は、制御機構６０により制御される。回転機構６２からの駆動により回転軸２３が回転すると、ウエハチャック２５により支持されるウエハ２１が同時に回転する。
【００２９】
図５および図６に示すように、処理室２０内には、ウエハ２１に向けてＳＰＭ液を吐出するための上述の吐出口５４を含むノズル５３が配置されている。このノズル５３は、アーム８２の先端部に取り付けられており、またアーム８２は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構６５により回転駆動される支持軸８１に固定されている。このような構成により、ＳＰＭ液を、ウエハ２１の表面の任意の箇所に所望の高さから吐出することが可能となっている。
【００３０】
なお図５においては、ＳＰＭ液を構成するための硫酸および過酸化水素水を吐出口５４に向けて送る第１吐出ライン５１および第２吐出ライン５２が、アーム８２の外側に配置されているように示されている。しかしながら、第１吐出ライン５１および第２吐出ライン５２の配置が特に限られることはなく、例えば、第１吐出ライン５１および第２吐出ライン５２がアーム８２の内側に配置されていてもよい。
【００３１】
図５および図６に示すように、洗浄処理のためのその他の液をウエハ２１に対して吐出するための吐出口５６および吐出口５７を有するノズル５５が処理室２０内にさらに設けられていてもよい。洗浄処理のためのその他の液の種類が特に限られることはないが、図５に示す例においては、吐出口５６は、リンス処理のための液、例えば純水をウエハ２１に対して吐出するものとなっており、吐出口５７は、乾燥処理のための液、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）をウエハ２１に対して吐出するものとなっている。図５に示すように、吐出口５６にはリンス処理液供給機構１６が接続されており、吐出口５７には乾燥用液供給機構１８が接続されている。また上述のノズル５３の場合と同様に、ノズル５５は、アーム８４の先端部に取り付けられており、またアーム８４は、上下方向に延伸可能であるとともに回転機構６３により回転駆動される支持軸８３に固定されている。
【００３２】
また図５に示すように、処理室２０内には、ターンテーブル２４およびウエハ２１を側方から囲むよう構成されたカップ７０が設けられている。このカップ７０は、排出経路７３，７４にそれぞれ接続された排出口７１，７２を有している。またカップ７０は、カップ７０を上下方向に駆動するための昇降機構６４に接続されている。
【００３３】
後述するように、ウエハ２１から飛散した洗浄処理用の各液は、種類ごとに排出口７１，７２を介して排出流路７３，７４から排出される。各液と排出口７１，７２との対応は特には限られないが、例えば、排出口７１および排出流路７３は、ＳＰＭ液を排出するよう割り当てられており、また排出口７２および排出流路７４は、純水およびＩＰＡを排出するよう割り当てられている。
【００３４】
上述のように構成される液処理装置１０は、制御機構６０に設けた記憶媒体６１に記録された各種のプログラムに従って制御機構６０で駆動制御され、これによって基板２１に対する様々な処理が行われる。ここで、記憶媒体６１は、各種の設定データや後述するめっき処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体６１としては、コンピューターで読み取り可能なＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
【００３５】
次に、このような構成からなる液処理装置１０の動作について説明する。ここでは、供給モードおよび循環モードの場合の液処理装置１０の動作についてそれぞれ説明する。なお「供給モード」とは、第１液供給機構１２の二次温調機構４０から吐出機構５０に硫酸を供給するためのモードであり、「循環モード」とは、第１液供給機構１２の二次温調機構４０から吐出機構５０に硫酸を供給することなく、二次温調機構４０の硫酸を一次温調機構３０に戻すためのモードである。
【００３６】
循環モード
はじめに、循環モードの場合の液処理装置１０の動作について説明する。
【００３７】
（一次温調機構の動作）
まず、第１液供給機構１２の一次温調機構３０の動作について説明する。はじめに制御機構６０は、一次温調機構３０のポンプ３４を駆動させる。これによって、供給タンク３１に貯留されている硫酸が、第１循環ライン３３内を循環する。第１循環ライン３３内を循環する硫酸の流量が特に限られることはないが、例えば２０リットル／分となっている。
【００３８】
また制御機構６０は、第１循環ライン３３内を循環する硫酸を第１温度まで加熱するよう、一次温調機構３０の第１加熱器３５を稼働させる。第１温度の具体的な値が特に限られることはないが、例えば上述のように第１温度は１７０度に設定されている。
【００３９】
（二次温調機構の動作）
次に、第１液供給機構１２の二次温調機構４０の動作について説明する。まず制御機構６０は、一次温調機構３０の第１循環ライン３３から循環する硫酸の一部分が二次温調機構４０に供給されるよう、バルブ４８を開く。これによって、第１温度に調節された硫酸が二次温調機構４０の第２循環ライン４１に供給される。二次温調機構４０に供給される硫酸の流量が特に限られることはないが、例えば１リットル／分となっている。
【００４０】
また制御機構６０は、第２循環ライン４１に供給された硫酸をさらに第２温度まで加熱するよう、二次温調機構４０の第２加熱器４２を稼働させる。第２温度の具体的な値は、第２温度が上述の第１温度よりも高く、供給温度より低い限りにおいて特に限定されないが、例えば第２温度は１８０〜１９０度の範囲内に設定されている。
【００４１】
第２加熱器４２によって第２温度まで加熱された硫酸は、図１に示すように切替弁４４に到達する。循環モードの際、切替弁４４は、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと吐出機構５０の第１吐出ライン５１との間を遮断するよう制御機構６０によって制御されている。このため、切替弁４４に到達した硫酸は、吐出機構５０の第１吐出ライン５１には流れ込まず、第２循環ライン４１の戻しライン４１ｂにのみ流れる。
【００４２】
第２循環ライン４１内の硫酸は、開放されているバルブ４９を通った後、一次温調機構３０の供給タンク３１に戻る。ここで第２循環ライン４１を流れる硫酸の温度は、第２循環ライン４１内を流れている間に上述の供給温度から第１温度以下または第１温度よりも若干高い温度まで低下する。よって、上述のように、供給タンク３１において第１循環ライン３３を介して戻ってきた硫酸と混合された後の硫酸の温度は、少なくとも第１温度よりも低い温度となる。
【００４３】
供給モード
次に、供給モードの場合の液処理装置１０の動作について説明する。なお、供給モードの場合の一次温調機構３０の動作は、循環モードの場合の一次温調機構３０の動作と略同一であるので、説明を省略する。また、供給モードの場合の二次温調機構４０のバルブ４８の動作は、循環モードの場合の二次温調機構４０のバルブ４８の場合の動作と略同一であるので、説明を省略する。
【００４４】
（二次温調機構の動作）
制御機構６０は、第２循環ライン４１に供給された硫酸を、供給温度以上の温度まで加熱するよう、二次温調機構４０の第２加熱器４２を制御する。供給温度の具体的な値は、ＳＰＭ処理において求められる洗浄特性に応じて適宜設定されるが、例えば上述のように２００度に設定されている。
【００４５】
図１に示すように、第２加熱器４２によって加熱された硫酸の温度が、第２加熱器４２と切替弁４４との間に設けられた温度センサ４５によって測定される。測定された温度に関する情報は、温度センサ４５から制御機構６０に送られる。
【００４６】
制御機構６０は、温度センサ４５により測定された温度に関する情報に基づいて、第２加熱器４２を制御する。これによって、第２加熱器４２によって加熱された硫酸の温度が上述の供給温度以上の温度となるよう、第２加熱器４２を適切に制御することができる。
【００４７】
供給モードの際、切替弁４４は、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと吐出ライン５１との間が連通されるよう制御されている。例えば、切替弁４４内に空気を導入することなどによって、切替弁４４の被駆動部材４４ｄが図４における上方へ移動されており、これによって、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと第１吐出ライン５１との間が連通される。この結果、供給温度以上の温度に加熱された硫酸が、二次温調機構４０の供給ライン４１ａから第１吐出ライン５１へ供給される。なお供給モードの際、バルブ４９は閉じられている。
【００４８】
（洗浄処理）
次に、加熱された硫酸を利用してウエハ２１を洗浄する洗浄処理について説明する。
【００４９】
はじめに、液処理装置１０は循環モードとなっている。すなわち第１液供給機構１２においては、上述のように少なくとも第１温度に加熱された硫酸が一次温調機構３０および二次温調機構４０を循環している。このとき、図５に示される処理室２０において、排出口７１とウエハ２１の外周端縁とが対向する位置までカップ７０を昇降機構６４により移動させる。次に、回転軸２３を回転機構６２により回転させる。これによって、ターンテーブル２４およびウエハ２１が回転する。
【００５０】
次に、液処理装置１０は循環モードから供給モードに切り替えられる。このため、供給温度に加熱された硫酸が吐出機構５０に供給される。吐出機構５０においては、図１に示すように、第１吐出ライン５１に供給された硫酸と、第２吐出ライン５２に供給された過酸化水素水とが、ノズル５３の吐出口５４の近傍で混合される。この結果、吐出口５４の近傍においてＳＰＭ液が生成される。また、硫酸と過酸化水素水との混合により生じる熱によって、ＳＰＭ液の温度が上昇する。例えば、約２００度の硫酸に所定の比率で過酸化水素水を混合した場合、約２５０度のＳＰＭ液が得られる。
【００５１】
このようにして生成された高温のＳＰＭ液は、吐出口５４からウエハ２１に対して吐出される。これによって、ウエハ２１の表面にある不要なレジスト膜が除去される。ウエハ２１に吐出されたＳＰＭ液は、その後、排出口７１および排出流路７３を介して排出される。ＳＰＭ液の供給が終わると、液処理装置１０は供給モードから循環モードに切り替えられる。
【００５２】
次に、処理室２０において、排出口７３とウエハ２１の外周端縁とが対向する位置までカップ７０を昇降機構６４により移動させる。その後、吐出口５６からリンス処理液（純水）がウエハ２１に対して吐出される。これによって、ウエハ２１の表面にリンス処理が施される。次に、吐出口５７から乾燥用液（ＩＰＡ）がウエハ２１に対して吐出される。これによって、ウエハ２１の表面に乾燥処理が施される。ウエハ２１に吐出されたリンス処理液および乾燥用液は、排出口７２および排出流路７４を介して排出される。このようにして、ウエハ２１に対する洗浄処理が実施される。
【００５３】
洗浄処理が実施された後のウエハ２１は、処理室２０に設けられた開口（図示せず）から搬出される。その後、別のウエハ２１が処理室２０内に搬入され、このウエハ２１に対して洗浄処理が施される。なお、吐出機構５０に硫酸が供給されていない間、第１液供給機構１２は、制御機構６０によって循環モードで制御されている。そして、ウエハ２１が処理室２０内に搬入されてＳＰＭ液による処理が再開されると、制御機構６０は、供給モードで第１液供給機構１２を制御する。
【００５４】
本実施の形態によれば、上述のように、吐出機構５０に供給される硫酸は、はじめに一次温調機構３０によって第１温度まで加熱され、次に二次温調機構４０によって供給温度以上の温度まで加熱される。このように二段階で硫酸が加熱されるため、二次温調機構４０の各要素のうち第２加熱器４２の上流側に配置されている要素、および一次温調機構３０の各要素は、第１温度よりも高い温度に曝されることがない。このことにより、二次温調機構４０の各要素のうち第２加熱器４２の上流側に配置されている要素、および一次温調機構３０の各要素を、供給温度ではなく第１温度に加熱された硫酸に耐える耐熱性と耐薬性を想定して設計することができる。また、これらの各要素のコストを低くすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、第１液供給機構１２は、第１温度に加熱された硫酸を保持する一次温調機構３０と、一次温調機構３０と吐出機構５０との間に介在された二次温調機構４０と、を有し、循環モードの間、二次温調機構４０の第２加熱器４２は、硫酸を第１温度よりも高く、供給温度より低い第２温度まで加熱するよう制御されている。このうち二次温調機構４０は、一次温調機構３０から供給された硫酸を一次温調機構３０に戻すことができるよう構成されている。このため、硫酸が吐出機構５０に供給されていない間であっても、二次温調機構４０の温度を高温に保つことができる。例えば、二次温調機構４０に含まれる第２循環ライン４１、第２加熱器４２、切替弁４４、バルブ４８およびバルブ４９などの各要素の温度を高温に保つことができる。このため、二次温調機構４０から吐出機構５０に硫酸を供給するための供給モードに第１液供給機構１２が切り換えられた後、第２加熱器４２によって硫酸を迅速に供給温度以上の温度まで加熱することができる。このことにより、第１液供給機構１２が供給モードに切り換えられてから、第２加熱器４２により加熱された硫酸の温度が供給温度以上となるまでに要する時間（予備加熱時間）を短くすることができる。なお、本実施の形態による、予備加熱時間を短くするという効果は、二次温調機構４０に含まれる各要素の熱容量が大きいほど顕著になる。
【００５６】
また本実施の形態によれば、上述のように、二次温調機構４０の切替弁４４は、循環モードまたは供給モードのいずれの場合であっても切替弁４４内で硫酸が流れるよう構成されている。このため、一般に他の要素に比べて熱容量が大きくなっている切替弁４４を、より確実に常に高温に保つことができる。このことにより、上述の予備加熱時間が短くなることをより確実に実現することができる。また、供給ライン４１ａと第１吐出ライン５１との間が連通している場合と連通していない場合との間での切替弁４４の温度差を低減することができる。
【００５７】
また本実施の形態によれば、上述のように、吐出機構５０は、硫酸と過酸化水素水とが吐出口５４の近傍で混合されるよう構成されている。ここで、ＳＰＭ液の温度は、硫酸と過酸化水素水との混合により生じる熱によって上昇する。吐出口５４の近傍で混合を実施することにより、吐出機構５０の各要素のうち、供給温度以上に温度が上昇したＳＰＭ液に曝される要素の割合を小さくすることができる。このことにより、吐出口５４の近傍にのみ、温度が上昇したＳＰＭ液に対する耐熱性と耐薬性を備えればよく、第１液供給機構１２と第２液供給機構１４の各要素のコストを低くすることができる。
【００５８】
なお本実施の形態において、上述した本実施の形態に対して、様々な変更または追加を施すことが可能である。以下、変形または追加の例について説明する。
【００５９】
例えば図７に示すように、一次温調機構３０に、第１循環ライン３３内を循環する硫酸の流量を測定する流量センサ３７と、流量センサ３７により測定された硫酸の流量が所定の下限流量を下回った場合に第１加熱器３５を停止させる停止手段３５ａとがさらに設けられていてもよい。これによって、硫酸の流量に比べて過剰な熱量が第１加熱器３５から放出されることを防止することができる。このことにより、第１循環ライン３３内を循環する硫酸の温度が高くなりすぎることを防ぐことができ、また、いわゆる空焚きによって第１加熱器３５が劣化してしまうことを防ぐことができる。
【００６０】
また図７に示すように、二次温調機構４０に、第２循環ライン４１を通って循環する硫酸の流量を測定する流量センサ４６と、流量センサ４６により測定された硫酸の流量が所定の下限流量を下回った場合に第２加熱器４２を停止させる停止手段４２ａと、がさらに設けられていてもよい。これによって、硫酸の流量に比べて過剰な熱量が第２加熱器４２から放出されることを防止することができる。このことにより、第２循環ライン４１を通って循環する硫酸の温度が高くなりすぎることを防ぐことができ、また、いわゆる空焚きによって第２加熱器４２が劣化してしまうことを防ぐことができる。
【００６１】
なお図７に示す例においては、停止手段３５ａおよび停止手段４２ａがそれぞれ第１加熱器３５および第２加熱器４２に取り付けられている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、停止手段３５ａおよび停止手段４２ａは、制御機構６０の一部分として構成されていてもよい。この場合、流量センサ３７または流量センサ４６によって得られた、硫酸の流量に関する情報は、制御機構６０に送られる。制御機構６０は、流量センサ３７または流量センサ４６により測定された流量が所定の下限流量を下回っている場合、第１加熱器３５または第２加熱器４２を停止させることができる。
【００６２】
また本実施の形態において、一次温調機構３０によって第１温度で保持されている硫酸が、図１に示す一つの二次温調機構４０に供給される例を示した。しかしながら、一次温調機構３０から硫酸を供給される機構が、図１に示される二次温調機構４０に限られることはない。すなわち、図１において一点鎖線の矢印によって示されているように、一次温調機構３０は、その他の複数の機構に対して硫酸を供給することもできる。
【００６３】
また本実施の形態において、循環モードの間、二次温調機構４０の第２加熱器４２が、硫酸の温度を第２温度まで上昇させるよう制御される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、循環モードの間に二次温調機構４０の各要素の温度がある程度高温に保たれる限りにおいて、様々な制御が実施され得る。例えば、一次温調機構３０によって第１温度に加熱された硫酸を二次温調機構４０の第２循環ライン４１に流すことのみによって、二次温調機構４０の各要素の温度を高温に保つことができる場合、制御機構６０は、循環モードの間、第２加熱器４２を停止させてもよい。
【００６４】
また本実施の形態において、二次温調機構４０の第２循環ライン４１が一次温調機構３０の供給タンク３１に接続されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、一次温調機構３０のその他の要素に二次温調機構４０の第２循環ライン４１が接続されていてもよい。例えば、一次温調機構３０の第１循環ライン３３に二次温調機構４０の第２循環ライン４１が接続されていてもよい。
【００６５】
また本実施の形態において、切替弁４４として、切替弁４４を通って第２循環ライン４１内で常に硫酸が流れるよう構成されている弁が用いられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、切替弁４４として、第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと第１吐出ライン５１との間、または第２循環ライン４１の供給ライン４１ａと戻しライン４１ｂとの間のいずれか一方を選択的に連通させる弁が用いられてもよい。この場合であっても、循環モードの間、加熱された硫酸によって常に二次温調機構４０の各要素の温度を高温に保つことができ、このことにより、上述の予備加熱時間を短くすることができる。
【００６６】
また本実施の形態において、第２循環ライン４１の戻しライン４１ｂに、硫酸を第１温度以下まで冷却するための冷却機構（図示せず）が設けられていてもよい。これによって、第２循環ライン４１を介して供給タンク３１に戻る硫酸の温度を確実に第１温度まで低下させることができる。
【００６７】
また本実施の形態において、吐出口５４を有するノズル５３が、支持軸８１を軸として回転可能なアーム８２によって支持されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、ノズル５３は、ノズル５３がウエハ２１上を直線的に移動可能となるよう支持されていてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０  液処理装置
１２  第１液供給機構
２０  処理室
２１  ウエハ
２２  基板保持部
３０  一次温調機構
３１  供給タンク
３３  第１循環ライン
３４  ポンプ
３５  第１加熱器
４０  二次温調機構
４１  第２循環ライン
４２  第２加熱器
４４  切替弁
４５  温度センサ
５０  吐出機構
５１  第１吐出ライン
５２  第２吐出ライン
【図１】
0005714449.tif 000002
【図２】
0005714449.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005714449.tif 000005
【図５】
0005714449.tif 000006
【図６】
0005714449.tif 000007
【図７】
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