(57)【要約】【課題】リンス液を回収して再利用することによって、ランニングコストを低減する。【解決手段】この基板処理装置は、基板Ｗを保持するスピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗにリンス液を供給するリンス液供給機構７と、基板Ｗに供給された後のリンス液をリンス液貯留槽４７に回収するリンス液回収機構８と、この回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液を調製し、この薬液をスピンチャック１に保持された基板Ｗに供給する薬液供給機構６とを含む。【選択図】図１
2008130835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持機構と、
この基板保持機構に保持された基板にリンス液を供給するリンス液供給機構と、
基板に供給された後のリンス液をリンス液貯留槽に回収するリンス液回収機構と、
このリンス液回収機構によって回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液を調製し、この薬液を前記基板保持機構に保持された基板に供給する薬液供給機構とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記リンス液回収機構は、基板にリンス液が供給され始めた当初の所定期間には、前記基板に供給された後のリンス液を前記リンス液貯留槽へは導かず、前記所定期間の経過後において前記基板に供給された後のリンス液を前記リンス液貯留槽へ導く切り換え機構を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記薬液供給機構は、リンス液と薬液原液とを混合して薬液を調製する混合部と、この混合部に一端が接続された薬液配管と、この薬液配管の他端に結合された薬液吐出部とを含み、前記薬液配管を通して前記薬液吐出部から前記薬液を吐出させた後に、リンス液のみを前記薬液配管に供給するものである、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記薬液供給機構は、薬液を基板に供給した後に、リンス液のみを基板に供給するものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記薬液供給機構は、前記リンス液貯留槽から前記基板に向けて薬液を吐出する薬液吐出部までの配管の途中部で、この配管を流通しているリンス液中に薬液原液を注入することによって前記薬液を調製するものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記リンス液貯留槽に貯留されたリンス液が一定時間以上利用されなかったときに、前記リンス液貯留槽内のリンス液を廃液する廃液手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記リンス液貯留槽から前記薬液供給機構までの再利用リンス液配管途中に設けられ、当該再利用リンス液配管を流通するリンス液中の酸素を脱気する脱気手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
第１の基板にリンス液を供給するリンス液供給工程と、
前記第１の基板に供給された後のリンス液をリンス液貯留槽に回収するリンス液回収工程と、
この回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液を調製し、この薬液を第２の基板に供給する薬液供給工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理液によって処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、基板に対して処理液を供給することにより、基板表面の異物（ごみ、金属汚染物、有機物汚染物など）を除去する洗浄処理やエッチング処理が行われる。たとえば、基板を一枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板に向けて薬液を供給する薬液ノズルと、前記スピンチャックに保持された基板に向けてリンス液（一般的には純水）を供給するリンス液ノズルとを備えている。
【０００３】
この構成により、基板表面の全域に薬液を供給し、そのエッチング作用によって基板表面の異物を除去した後、基板表面の全域にリンス液を供給することで、基板上の薬液をリンス液に置換して洗い流すことができる。その後は、スピンチャックを高速回転させることによって、基板表面の液成分を振り切る振り切り乾燥が行われる。
薬液は、薬液原液を純水で所定濃度に希釈した混合液として調製される。薬液は、予め調製されて薬液タンクに貯留され、必要時に薬液ノズルへと供給されるようになっている。基板に供給された後の薬液は、薬液タンクへと回収して再利用することができる。
【特許文献１】特開２００６−２４７９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、リンス液を回収して再利用する先行技術はなく、リンス液は使い捨てにされてきた。そのため、リンス液の消費量が多く、基板処理装置のランニングコストが高くついていた。
そこで、この発明の目的は、リンス液を回収して再利用することによってランニングコストを低減することができ、ひいては基板処理コストを低減できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（１，７１）と、この基板保持機構に保持された基板にリンス液を供給するリンス液供給機構（７，７５，７６，２６，２７）と、基板に供給された後のリンス液をリンス液貯留槽（４７）に回収するリンス液回収機構（８）と、このリンス液回収機構によって回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液を調製し、この薬液を前記基板保持機構に保持された基板に供給する薬液供給機構（６，２６〜３６）とを含む、基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００６】
「薬液原液」とは、薬液供給機構においてリンス液によって希釈される前の状態の薬液をいう。
この構成によれば、基板に供給された後のリンス液がリンス液貯留槽に回収され、この回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液が調製される。この薬液を基板に供給することにより、その基板の処理が行われる。薬液によって基板を処理した後には、リンス液供給機構から基板にリンス液が供給され、基板上の薬液がリンス液に置換される。基板に供給された後のリンス液は、リンス液貯留槽に回収されて再利用される。これにより、リンス液の消費量を削減できるので、基板処理のランニングコストを低減できる。
【０００７】
リンス液貯留槽に回収されるリンス液は微量の薬液成分を含む場合があるが、この微量の薬液成分は、基板処理に影響があるほど混合液の濃度変動を生じさせるものではない。したがって、リンス液の再利用によって基板処理の品質が不所望なほど劣化するおそれはない。
リンス液の種類としては、純水のほか、炭酸水、過酸化水素水、電解イオン水、水素水、磁気水などの機能水、または希薄濃度（たとえば１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などを挙げることができる。
【０００８】
薬液の種類としては、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、コリンを例示することができる。
前記基板保持機構は、１枚の基板を保持するものであってもよい。すなわち、前記基板処理装置は、基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置であってもよい。より具体的には、たとえば、前記基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構（１）であってもよい。さらに、前記リンス液供給機構は、基板保持機構に保持された基板に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル（４０）を含むものであってもよい。また、前記薬液供給機構は、基板保持機構に保持された基板に向けて薬液を吐出する薬液ノズル（２５）を含むものであってもよい。
【０００９】
また、前記基板保持機構は、複数枚（たとえば、２５枚〜５０枚）の基板を一括して保持するものであってもよい。すなわち、前記基板処理装置は、複数枚の基板に対して一括して処理を施すバッチ型のものであってもよい。より具体的には、処理液を貯留することができる処理液槽（７０）内に前記基板保持機構（７１）を配置することにより、この基板保持機構に保持された複数枚の基板を前記処理液槽内の処理液に浸漬することができるようになっていてもよい。この場合に、前記リンス液供給機構は、前記処理液槽内にリンス液を供給するものであってもよい。また、前記薬液供給機構は、前記処理液槽内に薬液を供給するものであってもよい。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記リンス液回収機構は、基板にリンス液が供給され始めた当初の所定期間には、前記基板に供給された後のリンス液を前記リンス液貯留槽へは導かず、前記所定期間の経過後において前記基板に供給された後のリンス液を前記リンス液貯留槽へ導く切り換え機構（４１）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板にリンス液が供給され始めた当初の期間には、基板に供給された後のリンス液は回収されない。これは、リンス液供給当初の期間には、基板に供給された後のリンス液中に薬液成分が比較的多く含まれると考えられるからである。リンス液の供給開始後、しばらくすると（たとえば、枚葉型の基板処理装置の場合には５〜１０秒程度）、基板付近の処理液はほとんどリンス液となり、薬液成分をほとんど含まない状態となる（たとえば、薬液濃度が元の値の１／１００倍程度になる）。この状態のリンス液がリンス液貯留槽に回収される。したがって、このリンス液貯留槽に回収されたリンス液を再利用して薬液を調製する際に、その薬液濃度をより正確に制御できる。これにより、基板処理品質を向上できる。
【００１１】
たとえば、前記切り換え機構は、基板にリンス液が供給され始めた当初の一定時間については、リンス液をリンス液貯留槽に導かず、その一定時間経過後に、基板に供給された後のリンス液をリンス液貯留槽に導くものであってもよい。また、リンス液貯留槽へと向かうリンス液回収経路の途中部に、リンス液中の薬液濃度を検出する薬液濃度検出手段（７８）を設け、この薬液濃度検出手段の検出結果に応じて前記切り換え機構が切り換わるようにしてもよい。すなわち、前記薬液濃度検出手段によって検出される薬液濃度が所定のしきい値以上である期間にはリンス液をリンス液貯留槽に回収せず、当該薬液濃度が当該しきい値未満となった時点で、リンス液をリンス液貯留槽に導くように切り換え手段が切り換わるようにすればよい。
【００１２】
さらに具体的には、前記切り換え機構は、基板に供給された後のリンス液を、前記リンス液貯留槽へと導く回収路（４２）と、基板に供給された後のリンス液を廃液するための廃液路（４３）とのいずれかに選択的に導くものであってもよい。そして、この切り換え機構を、リンス液供給開始からの経過時間や、リンス液回収経路で検出されるリンス液中の薬液濃度に応じて切り換えればよい。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記薬液供給機構は、リンス液と薬液原液とを混合して薬液を調製する混合部（２６）と、この混合部に一端が接続された薬液配管（２７）と、この薬液配管の他端に結合された薬液吐出部（２５）とを含み、前記薬液配管を通して前記薬液吐出部から前記薬液を吐出させた後に、リンス液のみを前記薬液配管に供給するものである、請求項１または２記載の基板処理装置である。前記混合部は配管の途中部であってもよいし、薬液原液とリンス液とを所定の混合比で調合して貯留しておくための調合槽であってもよい。
【００１４】
この構成によれば、混合部において薬液原液がリンス液で希釈されることにより、基板に供給すべき薬液が調製される。この薬液は薬液配管を通って薬液吐出部へと供給される。薬液の吐出後には、リンス液のみが薬液配管へと供給される。これにより、薬液配管内の薬液がリンス液に置換される。こうして、次に基板が処理されるときに、薬液配管内で劣化した薬液が供給されることを抑制または防止できる。また、基板毎に薬液の種類や薬液の濃度といった処理条件を変更する場合に、前の基板の処理に用いられていた薬液が次の基板に供給されることを防止できる。これにより、基板処理品質を向上できる。むろん、この問題は、個々の基板の処理に先だって、薬液配管中の残留処理液を基板外に吐出するダミーディスペンスを行うことによっても抑制または防止される。しかし、このようなダミーディスペンスを１枚の基板毎に行うとスループットの低下を招くうえ、薬液およびリンス液の使用量の増加にもつながるので、あまり好ましくない。
【００１５】
薬液配管内の薬液がリンス液に置換され尽くした後にもリンス液のみの供給を継続してもよい。これにより、リンス工程の初期においては、薬液吐出部から再利用リンス液を吐出して、初期のリンス処理を行うことができる。その結果、リンス液の消費量をさらに低減できる。リンス処理の初期には、基板上における薬液濃度が高いので、再利用リンス液を用いても、リンス処理時間が長くなるなどの問題はほとんど発生しない。
【００１６】
前記薬液供給機構は、前記混合部に接続された薬液原液供給管（２８，２９）と、この薬液原液供給管に介装された薬液原液弁（３２，３４）と、前記混合部に接続された再利用リンス液配管（３０）と、この再利用リンス液配管に介装された再利用リンス液弁（３６）とを含むものであってもよい。この構成により、再利用リンス液弁および薬液原液弁の両方を開くことによって、薬液原液をリンス液で希釈して調製された薬液を薬液配管へと供給できる。また、再利用リンス液弁を開き、薬液原液弁を閉じることによって、リンス液のみを薬液配管へと供給できる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、前記薬液供給機構は、薬液を基板に供給した後に、リンス液のみを基板に供給するものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成により、再利用リンス液を利用して初期のリンス処理を行うことができる。リンス工程の初期には、基板表面の薬液濃度が高いので、再利用リンス液によるリンス液を行ってもリンス処理効率が悪くなるおそれはない。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記薬液供給機構は、前記リンス液貯留槽から前記基板に向けて薬液を吐出する薬液吐出部までの配管の途中部で、この配管を流通しているリンス液中に薬液原液を注入することによって前記薬液を調製するものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、薬液を予め調製して薬液タンク（調合槽）に溜めておくのではなく、配管内を流通しているリンス液中に薬液原液を注入する構成であるので、薬液の経時変化を抑制でき、基板処理品質を高めることができる。また、薬液を予め調合しておく必要がないので、直前の基板処理の際にリンス液貯留槽に貯留されたリンス液を薬液調製のために用いることができる。これにより、回収したリンス液を速やかに再利用することができるので、リンス液貯留槽内でのリンス液の劣化を抑制できる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、前記リンス液貯留槽に貯留されたリンス液が一定時間以上利用されなかったときに、前記リンス液貯留槽内のリンス液を廃液する廃液手段（４８，５９）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成により、一定時間が経過してリンス液が劣化してしまったときには、これを廃棄することができる。その結果、劣化したリンス液を用いて薬液が調製されることを抑制または防止できるので、基板処理品質を向上できる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、前記リンス液貯留槽から前記薬液供給機構までの再利用リンス液配管途中に設けられ、当該再利用リンス液配管を流通するリンス液中の酸素を脱気する脱気手段（５１）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。この構成により、薬液調製のために利用される再利用リンス液中の酸素が脱気されるので、より高品質な基板処理が可能になる。より具体的には、基板表面の配線等の金属部分の酸化を抑制できる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、第１の基板（Ｗ）にリンス液を供給するリンス液供給工程と、前記第１の基板に供給された後のリンス液をリンス液貯留槽（４７）に回収するリンス液回収工程と、この回収されたリンス液を薬液原液と混合して薬液を調製し、この薬液を第２の基板（Ｗ）に供給する薬液供給工程とを含む、基板処理方法である。この方法により、請求項１の発明に関連して説明した効果が得られる。むろん、この方法に関しても、基板処理装置の発明と同様な変形を施すことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な縦断面図である。この基板処理装置は、たとえば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して処理液による処理を施すための枚葉式の処理ユニットであり、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線まわりに回転させるためのスピンチャック１を備えている。
【００２３】
スピンチャック１は、チャック回転駆動機構２によって回転される回転軸３の上端に固定された、ほぼ円板形状のスピンベース４と、このスピンベース４の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、基板Ｗを挟持するための複数個の挟持部材５とを備えている。
スピンチャック１は、有底容器状の処理カップ１０に収容されている。処理カップ１０の底部には、スピンチャック１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた後のリンス液を排液するための第１排液溝１１が形成されており、さらに、この第１排液溝１１を取り囲むように、基板Ｗの処理のために用いられた後の薬液を排液するための第２排液溝１２が形成されている。第１および第２排液溝１１，１２は、それらの間に形成された筒状の仕切壁１３によって区画されている。また、第１排液溝１１には、リンス液排液配管１４が接続されており、第２排液溝１２には薬液排液管１５が接続されている。薬液排液管１５は、図外の排液設備へと接続されている。
【００２４】
処理カップ１０の上方には、基板Ｗからの処理液（薬液またはリンス液）が外部に飛散することを防止するためのスプラッシュガード２０が設けられている。このスプラッシュガード２０は、基板Ｗの回転軸線に対してほぼ回転対称な形状を有していて、その上方部の内面は、基板Ｗの回転軸線に対向するように開いた断面横向きＶ字状のリンス液捕獲部２１となっている。またスプラッシュガード２０の下方部には、基板Ｗの回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう凹湾曲傾斜面の形態に形成された薬液捕獲部２２が形成されている。薬液捕獲部２２の上端付近には、処理カップ１０の仕切壁１３を受け入れるための仕切壁収納溝２３が形成されている。
【００２５】
スプラッシュガード２０に関連して、たとえば、ボールねじ機構等を含むスプラッシュガード昇降駆動機構１９が設けられている。スプラッシュガード昇降駆動機構１９は、スプラッシュガード２０を、薬液捕獲部２２がスピンチャック１に保持された基板Ｗの周端面に対向する薬液排液位置（図１に実線で示す位置）と、リンス液捕獲部２１がスピンチャック１に保持された基板Ｗの端面に対向するリンス液排液位置（図１に二点鎖線で示す位置）との間で上下動させる。また、スプラッシュガード昇降駆動機構１９は、スピンチャック１に対する基板Ｗの搬入／搬出の際、および基板Ｗ表面の液成分を振り切って乾燥させるスピンドライの際には、スプラッシュガード２０をリンス液排液位置よりも下方の基板受け渡し位置に退避させる。
【００２６】
この基板処理装置には、さらに、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面に薬液を供給する薬液供給機構６と、同じくスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面にリンス液を供給するリンス液供給機構７と、基板Ｗに供給された後のリンス液を再利用のために回収するリンス液回収機構８とが備えられている。
薬液供給機構６は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する薬液吐出部としての薬液ノズル２５と、第１薬液原液および第２薬液原液ならびにリンス液を混合することができる混合部（マニホールド）２６と、混合部２６に一端が接続され他端が薬液ノズル２５に接続された薬液配管２７とを備えている。混合部２６には、第１薬液原液供給源からの第１薬液原液を導く第１薬液原液供給管２８、第２薬液原液供給源からの第２薬液原液を導く第２薬液原液供給管２９および再利用リンス液配管３０が接続されている。第１薬液原液供給管２８には、第１原液流量調整弁３１および第１原液開閉弁３２が介装されている。第２薬液原液供給管２９にも同様に、第２原液流量調整弁３３および第２原液開閉弁３４が介装されている。さらに、再利用リンス液配管３０には、再利用リンス液流量調整弁３５および再利用リンス液開閉弁３６が介装されている。
【００２７】
たとえば、第１薬液原液は塩酸（ＨＣｌ）であり、第２薬液原液は過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）であり、リンス液は純水（脱イオン化された純水：ＤＩＷ）であってもよい。この場合に、たとえば、ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ2：ＤＩＷ＝１：１：１００の混合比で、第１および第２原液を混合し、かつ、それを純水で希釈するとすれば、流量調整弁３１，３３，３５をそれぞれ通る塩酸、過酸化水素水および純水（リンス液）の流量を、それぞれ１０ｍｌ／分、１０ｍｌ／分および１０００ｍｌ／分のように調節すればよい。これにより、配管途中にあって配管の一部をなすマニホールド形の混合部２６内を流通している状態のリンス液中に、塩酸および過酸化水素水を注入（インジェクション）することができ、これにより、基板処理のために使用される直前に所要混合比の薬液を調製することができる。
【００２８】
リンス液供給機構７は、リンス液供給源からの新しいリンス液（たとえば純水）を導くリンス液供給配管３８と、このリンス液供給配管３８の途中部に介装されたリンス液弁３９と、リンス液供給配管３８の先端に結合されたリンス液吐出部としてのリンス液ノズル４０とを備えている。このリンス液ノズル４０から吐出されたリンス液は、スピンチャック１上の基板Ｗ上面へと供給されるようになっている。
【００２９】
リンス液回収機構８は、リンス液排液配管１４に結合された切り換え機構４１と、この切り換え機構４１に一端が接続されたリンス液回収路４２と、同じく切り換え機構４１に一端が接続された廃液路４３と、リンス液回収路４２の他端と接続されたリンス液貯留槽４７とを備えている。切り換え機構４１は、マニホールド４４を備えており、このマニホールド４４に、リンス液排液配管１４、リンス液回収路４２および廃液路４３が結合されている。そして、切り換え機構４１は、リンス液回収路４２に介装された回収弁４５と、廃液路４３に介装された廃液弁４６とを備えている。廃液路４３の他端は、廃液配管４８に接続されている。
【００３０】
この構成により、廃液弁４６を閉じて回収弁４５を開けば、処理カップ１０からリンス液排液配管１４へと排液されたリンス液を、リンス液回収路４２を介してリンス液貯留槽４７へと回収することができる。このように、リンス液排液配管１４およびリンス液回収路４２は、リンス液を回収するためのリンス液回収経路を形成している。また、回収弁４５を閉じて廃液弁４６を開けば、処理カップ１０からリンス液排液配管１４へと排液されたリンス液を廃液路４３および廃液配管４８を介して廃棄することができる。
【００３１】
再利用リンス液配管３０は、リンス液貯留槽４７に回収されたリンス液を、再利用のために混合部２６へと導くための配管である。この再利用リンス液配管３０には、リンス液貯留槽４７側から順に、ポンプ５０、脱気ユニット５１、温度調節ユニット５２、フィルタ５３、再利用リンス液流量調整弁３５および再利用リンス液開閉弁３６が介装されている。
【００３２】
ポンプ５０は、リンス液貯留槽４７に貯留されたリンス液５４を汲み上げ、混合部２６に向けて圧送するものである。ポンプ５０は、たとえば、ベローズポンプで構成することができる。ただし、この場合には、リンス液に脈動が生じるので、これを緩和するためのダンパーをさらに設けることが好ましい。脱気ユニット５１は、再利用リンス液配管３０内を流通するリンス液中の酸素を取り除くためのユニットである。その具体的な構成は、たとえば、特許文献２に示されている。温度調節ユニット５２は、再利用リンス液配管３０内を流通するリンス液を所定の温度に加熱または冷却するためのものである。フィルタ５３は、再利用リンス液配管３０内を流通するリンス液中の異物を除去するためのものである。
【００３３】
ポンプ５０によってリンス液を圧送する代わりに、リンス液貯留槽４７を密閉容器で構成し、このリンス液貯留槽４７に、不活性ガス供給源からの不活性ガス（たとえば窒素ガス）を不活性ガス供給路５５から供給して、リンス液貯留槽４７を加圧するようにしてもよい。この場合、リンス液貯留槽４７内の加圧によって、再利用リンス液配管３０へとリンス液５４が押し出される。
【００３４】
再利用リンス液配管３０には、フィルタ５３と再利用リンス液流量調整弁３５との間の位置に、循環配管５６が分岐接続されている。この循環配管５６は、再利用リンス液開閉弁３６が閉じられているときに、フィルタ５３からの再利用リンス液をリンス液貯留槽４７へと帰還させる。これにより、リンス液５４は、脱気ユニット５１、温度調節ユニット５２およびフィルタ５３を通る循環経路内を循環し、その過程で、溶存酸素が取り除かれ、温度調節がなされ、かつ異物除去処理がなされることになる。
【００３５】
リンス液貯留槽４７には、新しいリンス液を供給するための新液供給配管５７が接続されており、この新液供給配管５７には新液供給弁５８が介装されている。リンス液貯留槽４７内のリンス液５４の液量が少なくなったときには、新液供給弁５８を開くことにより、リンス液貯留槽４７に新しいリンス液を供給することができる。リンス液貯留槽４７内のリンス液量が所定の下限値になったことを検出するために、リンス液貯留槽４７に関連して、下限液面センサ４９が設けられている。
【００３６】
さらに、リンス液貯留槽４７の底部には、廃液配管４８が接続されており、その途中部に廃液弁５９が介装されている。これらは廃液手段を構成しており、廃液弁５９を開くことにより、リンス液貯留槽４７内のリンス液５４を全て廃棄することができる。前述の廃液路４３は、廃液配管４８において廃液弁５９よりも下流側に接続されている。
図２は、この基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。前述のチャック回転駆動機構２、スプラッシュガード昇降駆動機構１９、第１原液流量調整弁３１、第１原液開閉弁３２、第２原液流量調整弁３３、第２原液開閉弁３４、再利用リンス液流量調整弁３５、再利用リンス液開閉弁３６、リンス液弁３９、回収弁４５、廃液弁４６、ポンプ５０、脱気ユニット５１、温度調節ユニット５２、新液供給弁５８、廃液弁５９の動作は、マイクロコンピュータなどを含む制御装置６０によって制御されるようになっている。この制御装置６０には、下限液面センサ４９の出力信号が入力されるようになっている。
【００３７】
図３は、前記基板処理装置による基板処理動作の一例を説明するためのフローチャートである。処理対象の基板は、基板搬送ロボット（図示せず）によって、スピンチャック１に受け渡される（ステップＳ１）。制御装置６０は、下限液面センサ４９の出力を参照して、リンス液貯留槽４７内のリンス液５４の液量が十分であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。下限液面センサ４９は、たとえば、１枚の基板Ｗの処理のために必要とされる再利用リンス液５４の液量に対応する液面を検出する。制御装置６０は、下限液面センサ４９が液面を検出していなければ、その液位を上げるために、新液供給弁５８を開き、リンス液貯留槽４７に新たなリンス液を供給する。
【００３８】
リンス液貯留槽４７に十分な液量のリンス液５４が蓄えられている場合には、制御装置６０は、チャック回転駆動機構２を制御し、スピンチャック１を所定の液処理回転速度で回転させる（ステップＳ４）。さらに、制御装置６０は、スプラッシュガード昇降駆動機構１９を制御することにより、スプラッシュガード２０を前記薬液廃液位置（図１において実線で示す位置）へと移動させる（ステップＳ５）。さらに、制御装置６０は、切り換え機構４１の回収弁４５を閉じ、廃液弁４６を開く（ステップＳ６）。また、このとき、制御装置６０は、第１原液開閉弁３２、第２原液開閉弁３４、再利用リンス液開閉弁３６および廃液弁５９をいずれも閉成状態に制御している。
【００３９】
この状態から、制御装置６０は、再利用リンス液開閉弁３６を開く（ステップＳ７）。これにより、リンス液貯留槽４７に貯留されているリンス液５４が、ポンプ５０によって汲み出され、再利用リンス液配管３０を介して混合部２６へと流れ込む。そして、混合部２６から薬液配管２７を通って、薬液ノズル２５から基板Ｗの上面へと吐出される。
さらに、制御装置６０は、第１原液開閉弁３２および第２原液開閉弁３４を開く（ステップＳ８）。また、制御装置６０は、第１薬液原液、第２薬液原液およびリンス液の混合比に応じて、流量調整弁３１，３３，３５の流量を設定する。これにより、混合部２６を通って流通しているリンス液中に第１薬液原液および第２薬液原液が注入されて、流量調整弁３１，３３および３５によってそれぞれ設定されている流量に応じた混合比で第１および第２薬液原液ならびにリンス液が混合され、所定混合比の薬液が調製される。この薬液は、混合部２６から薬液配管２７を介し、薬液ノズル２５から基板Ｗの上面へと吐出されることになる。基板Ｗの上面に達した薬液は、遠心力を受けることにより、基板Ｗの上面の全域へと広がる。
【００４０】
このような薬液処理が所定時間にわたって行われた後（ステップＳ９）、制御装置６０は第１および第２原液開閉弁３２，３４を閉じる（ステップＳ１０）。これにより、混合部２６にはリンス液だけが供給される状態となる。このリンス液は、混合部２６内の薬液を置換し、さらに薬液配管２７および薬液ノズル２５内の残留薬液を置換し尽くすことになる。
【００４１】
一方、制御装置６０は、スプラッシュガード昇降駆動機構１９を制御することにより、スプラッシュガード２０をリンス液排液位置（図１において二点鎖線で示す位置）へと移動させる（ステップＳ１１）。さらに、制御装置６０は、所定時間の経過を待機した後に（ステップＳ１２）、再利用リンス液開閉弁３６を閉じる（ステップＳ１３）。この間に、前述のとおり、混合部２６および薬液配管２７内ならびに薬液ノズル２５内の薬液は全てリンス液へと置換され、さらに、薬液ノズル２５から基板Ｗの上面に向けてリンス液が供給されることになる。こうして、リンス工程の初期には、薬液ノズル２５から、再利用リンス液が基板Ｗに供給される。
【００４２】
次に、制御装置６０は、リンス液弁３９を開く（ステップＳ１４）。これにより、リンス液ノズル４０から、リンス液（新液）がスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面へと供給される。このリンス液は、基板Ｗ上で遠心力を受けることにより基板Ｗの上面全域へと広がり、その表面の残留薬液を置換する。
さらに、制御装置６０は、切り換え機構４１の回収弁４５を開き、廃液弁４６を閉じる（ステップＳ１５）。これにより、スプラッシュガード２０のリンス液捕獲部２１によって捕獲され、第１排液溝１１からリンス液排液配管１４へと流れ込んだリンス液が、リンス液回収路４２を通ってリンス液貯留槽４７へと導かれる。
【００４３】
こうして、リンス工程の初期のリンス液は、廃液路４３を介して廃液する一方で、リンス液中の薬液濃度がある程度低くなるまでの時間経過を待って（ステップＳ１２）、その後のリンス液はリンス液貯留槽４７へと回収されるようになっている。この実施形態では、再利用リンス液によるリンス処理期間中はリンス液を廃棄し、リンス液ノズル４０からのリンス液（新液）の供給期間中はリンス液を回収するようにしているが、リンス液ノズル４０からのリンス液（新液）の供給を開始してから所定時間の経過を待って、リンス液廃棄状態からリンス液回収状態に切り換えてもよい。
【００４４】
リンス液ノズル４０からリンス液の供給を開始してから所定時間の経過の後に（ステップＳ１６）、制御装置６０は、リンス液弁３９を閉じてリンス工程を終了する（ステップＳ１７）。
次に、制御装置６０は、スプラッシュガード昇降駆動機構１９を制御することにより、スプラッシュガード２０を基板受け渡し位置へと移動する（ステップＳ１８）。この基板受け渡し位置とは、スプラッシュガード２０の上面が基板Ｗよりも下方に位置する状態のスプラッシュガード２０の位置である。この状態で、制御装置６０は、チャック回転駆動機構２を制御することにより、スピンチャック１の回転速度を所定の乾燥回転速度まで加速する（ステップＳ１９）。これにより、基板Ｗの表面のリンス液が、遠心力によってその外方へと振り切られる（スピンドライ）。
【００４５】
所定時間にわたってこのような動作を行った後には（ステップＳ２０）、制御装置６０は、チャック回転駆動機構２を制御してスピンチャック１の回転を停止させる（ステップＳ２１）。その後、基板搬送ロボットにより、処理済の基板Ｗがスピンチャック１から払い出される（ステップＳ２２）。
次の基板Ｗが搬入されて同様の処理が行われるとき、この基板Ｗに供給される薬液は、その前に処理した基板のリンス処理に使用したリンス液中に第１および第２薬液原液を注入して調製される。このようにして、従来は使い捨てにされていたリンス液を回収して再利用することができるので、基板処理装置のランニングコストを低減することができ、基板処理に要するコストを大幅に削減することが可能になる。
【００４６】
制御装置６０は、リンス液貯留槽４７に貯留されているリンス液５４が予め定める一定時間（たとえば１２時間）にわたって使用されていないと判断されるときには、廃液弁５９を開き、リンス液貯留槽４７内のリンス液５４を廃液配管４８へと全て排出する。これにより、一定時間が経過してリンス液が劣化してしまったときには、これを廃棄することで、劣化したリンス液を用いて薬液が調製されることを防止でき、基板処理品質を向上することができる。
【００４７】
薬液ノズル２５またはリンス液ノズル４０から吐出されたリンス液は、大気と接触することになる。そのため、第１排液溝１１からリンス液排液配管１４へと導かれ、リンス液回収路４２を介してリンス液貯留槽４７に回収されるリンス液は、酸素を含んだ状態となっている。このリンス液中の溶存酸素が基板処理に悪影響（たとえば、基板表面の金属配線の酸化）を及ぼすことを抑制または防止するために、再利用リンス液配管３０に脱気ユニット５１が介装されている。この脱気ユニット５１の働きにより、リンス液を回収して再利用する構成であるにもかかわらず、リンス液中の溶存酸素に起因する基板処理品質の悪化を抑制することができる。
【００４８】
循環使用されるリンス液中の溶存酸素を低減するには、脱気ユニット５１を使うほかに、リンス液貯留槽４７に不活性ガス（たとえば窒素ガス）を導入し、リンス液貯留槽４７内を不活性ガスでパージする手法を採用することもできる。
なお、この実施形態においては、リンス工程の初期のリンス液を薬液ノズル２５から基板Ｗに供給するようにしたが、リンス工程の初期からリンス液供給機構７により基板Ｗに対して新しいリンス液を供給するようにしてもよい。この場合にも、リンス工程初期においては、第１排液溝１１からリンス液排液配管１４へと導かれるリンス液中の薬液濃度が比較的高い。したがって、リンス工程初期のリンス液は廃液弁４６から廃液路４３へと廃棄することが好ましい。そして、所定時間の経過後に、リンス液排液配管１４からのリンス液を、回収弁４５からリンス液回収路４２を介してリンス液貯留槽４７へと回収するようにすることが好ましい。
【００４９】
また、前記の実施形態では、リンス工程の初期から所定時間の経過を待って、第１排液溝１１に集められたリンス液をリンス液貯留槽４７に導いて回収するようにしているが、たとえば、リンス液排液配管１４に薬液濃度センサを配置し、この薬液濃度センサの出力に基づいて切り換え機構４１の回収弁４５および廃液弁４６の開閉を制御するようにしてもよい。薬液濃度センサは、たとえば、リンス液排液配管１４中を流通するリンス液の比抵抗を検出するものであってもよい。すなわち、薬液濃度が低くなり、比抵抗値が所定のしきい値よりも高くなった時点で、再利用が可能な程度にリンス液中の薬液濃度が低下したとみなして、切り換え機構４１の回収弁４５を開き、廃液弁４６を閉じればよい。
【００５０】
図４は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この図４において、前述の図１に示された各部に対応する部分には図１の場合と同一の参照符号を付して示す。この基板処理装置は、複数枚（たとえば５０枚）の基板Ｗを一括して処理するバッチ型の装置である。この基板処理装置は、処理液を貯留するための処理液槽７０と、この処理液槽７０内に複数枚の基板Ｗを一括して浸漬させた状態で保持する基板保持機構７１と、処理液槽７０の上面開口からオーバーフローする処理液を受けるオーバーフロー受け部７２と、処理液槽７０に処理液を供給する処理液供給機構７３と、オーバーフロー受け部７２にオーバーフローしたリンス液を回収するリンス液回収機構８とを備えている。
【００５１】
処理液供給機構７３は、処理液槽７０の底部に一端が接続された薬液配管２７と、この薬液配管２７の他端に結合されたマニホールド型の混合部２６と、この混合部２６に第１薬液原液を供給する第１薬液原液供給管２８と、混合部２６に第２薬液原液を供給する第２薬液原液供給管２９と、混合部２６に再利用リンス液を供給する再利用リンス液配管３０と、混合部２６に新たなリンス液（新液）を供給する新液供給管７５とを備えている。薬液配管２７の処理液槽７０側の端部は処理液槽７０内に向けて処理液を吐出する処理液吐出部（薬液吐出部およびリンス液吐出部を兼ねる。）として機能する。
【００５２】
第１薬液原液供給管２８には、第１原液流量調整弁３１および第１原液開閉弁３２が介装されており、同様に第２薬液原液供給管２９には第２原液流量調整弁３３および第２原液開閉弁３４が介装されている。そして、新液供給管７５にはリンス液開閉弁７６が介装されている。
再利用リンス液配管３０に関連する構成は、前述の第１の実施形態の場合と同様であり、リンス液貯留槽４７側から順にポンプ５０、脱気ユニット５１、温度調節ユニット５２、フィルタ５３、再利用リンス液流量調整弁３５および再利用リンス液開閉弁３６が介装されている。そして、リンス液貯留槽４７内に最低限必要な量のリンス液が貯留されているかどうかを検出するために下限液面センサ４９が設けられている。また、リンス液貯留槽４７内のリンス液が不足する場合に新たなリンス液を補充するための新液供給配管５７がリンス液貯留槽４７に接続されていて、この新液供給配管５７に新液供給弁５８が介装されている。ポンプ５０の代わりに、不活性ガス供給路５５を介してリンス液貯留槽４７に不活性ガスを供給することで、再利用リンス液配管へとリンス液５４を送り出すことができる点も、前述の第１の実施形態の場合と同様である。また、前述の第１の実施形態の場合と同じく、再利用リンス液配管３０において、フィルタ５３と再利用リンス液流量調整弁３５との間の位置には、リンス液貯留槽４７へとリンス液を帰還させるための循環配管５６が分岐接続されている。
【００５３】
リンス液回収機構８は、オーバーフロー受け部７２の底部に接続された処理液排液配管８４と、この処理液排液配管８４の他端側に結合された切り換え機構４１と、回収したリンス液をリンス液貯留槽４７へと導くリンス液回収路４２とを備えている。切り換え機構４１は、リンス液排液配管１４の前記他端に結合されたマニホールド４４と、回収弁４５と、廃液弁４６とを有している。リンス液回収路４２はマニホールド４４に接続されていて、このリンス液回収路４２に回収弁４５が介装されている。マニホールド４４には、さらに廃液路４３が接続されており、この廃液路４３に廃液弁４６が介装されている。廃液路４３の他端は、廃液配管４８に接続されている。リンス液貯留槽４７の底部に前記廃液配管４８が接続されていて、この廃液配管４８に廃液弁５９が介装されている。この廃液弁５９よりも下流側に廃液路４３が接続されている。
【００５４】
処理液排液配管８４の途中部には、この処理液排液配管８４内を流通する液中の薬液濃度を検出する薬液濃度センサ７８が配置されている。この薬液濃度センサ７８は、たとえば、処理液排液配管８４内を流通する液体の比抵抗を検出するものであってもよい。すなわち、薬液濃度が高いほど液体の比抵抗が低くなるので、薬液濃度センサ７８が検出する比抵抗が所定のしきい値未満となれば、処理液排液配管８４を流通している液体中の薬液濃度が低下したことを検出できる。
【００５５】
処理液槽７０の底部には、この処理液槽７０内の処理液を全て排出するための排液配管８０が接続されている。この排液配管８０には、切り換え機構８１が接続されている。この切り換え機構８１は、処理液槽７０内の処理液を回収路８７または廃液路８８へと導くものである。回収路８７は、リンス液回収路４２に接続されており、廃液路８８は、廃液路４３に接続されている。そして、切り換え機構８１は、回収路８７に介装された回収弁８９と、廃液路８８に介装された廃液弁９０とを備えている。
【００５６】
図５は、この基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。制御装置６０には、下限液面センサ４９の出力信号および薬液濃度センサ７８の出力信号が入力されている。そして、制御装置６０は、第１原液流量調整弁３１、第１原液開閉弁３２、第２原液流量調整弁３３、第２原液開閉弁３４、再利用リンス液流量調整弁３５、再利用リンス液開閉弁３６、リンス液開閉弁７６、切り換え機構４１の回収弁４５および廃液弁４６、ポンプ５０、脱気ユニット５１、温度調節ユニット５２、新液供給弁５８、廃液弁５９、ならびに切り換え機構８１の回収弁８９および廃液弁９０の動作を制御する。
【００５７】
制御装置６０は、リンス液開閉弁７６または再利用リンス液開閉弁３６を開いて混合部２６から薬液配管２７へとリンス液を流通させている状態で、第１および第２原液開閉弁３２，３４を開く。これにより、配管を流通している途中のリンス液中に第１および第２薬液原液が注入され、所定の混合比の薬液が調製される。この薬液が、薬液配管２７から処理液槽７０に供給される。処理液槽７０に薬液が満たされている状態で、制御装置６０は、基板保持機構７１によって、その薬液中に複数枚の基板Ｗを一括して浸漬させる。これにより、この複数枚の基板Ｗに対して薬液処理を同時に行うことができる。
【００５８】
このとき、オーバーフロー受け部７２にオーバーフローした薬液は、処理液排液配管８４から切り換え機構４１へと導かれる。制御装置６０は、切り換え機構４１の回収弁４５を閉じ、廃液弁４６を開く。これにより、オーバーフロー受け部７２へとオーバーフローした薬液は、廃液配管４８に導かれて廃棄される。
所定時間にわたってこのような薬液処理が行われた後に、制御装置６０は、第１および第２原液開閉弁３２，３４ならびに再利用リンス液開閉弁３６を閉じる。さらに、制御装置６０は、切り換え機構８１の回収弁８９を閉成状態としておく一方で、廃液弁９０を開く。これにより、処理液槽７０への薬液の供給が停止され、この処理液槽７０内の薬液は全て廃液路８８，４３を通って、廃液配管４８へと廃棄される。
【００５９】
次に、制御装置６０は、再利用リンス液開閉弁３６を開き、リンス液貯留槽４７内のリンス液を処理液槽７０へと供給させる。この過程で、混合部２６にはリンス液のみが供給されるので、混合部２６内および薬液配管２７内に残留していた薬液は全てリンス液に置換される。
その後に、制御装置６０は、廃液弁９０を閉じる。これにより、処理液槽７０内にはリンス液が貯留されていく。この貯留されたリンス液によって、基板Ｗの表面の薬液が置換されていくことになる。制御装置６０は、所定時間にわたって、リンス液貯留槽４７に貯留された再利用リンス液５４を用いたリンス処理を行った後、再利用リンス液開閉弁３６を閉じ、新液を供給するためにリンス液開閉弁７６を開く。これにより、混合部２６および薬液配管２７を介して、処理液槽７０に新鮮なリンス液が供給されるようになる。
【００６０】
このようなリンス工程の間、制御装置６０は、薬液濃度センサ７８の出力を監視している。そして、処理液排液配管８４を流通する処理液中の薬液濃度が所定のしきい値未満になったとき、制御装置６０は、切り換え機構４１の回収弁４５を開き、廃液弁４６を閉じる。これにより、薬液濃度が十分に低くなった後に、オーバーフロー受け部７２へとオーバーフローするリンス液が、リンス液回収路４２を介してリンス液貯留槽４７に回収されるようになる。
【００６１】
リンス処理が終了して、処理液槽７０内のリンス液を排出するときには、制御装置６０は、廃液弁９０を閉成状態としておく一方で、回収弁８９を開く。これにより、処理液槽７０内のリンス液は、回収路８７からリンス液回収路４２を介してリンス液貯留槽４７へと導かれることになる。
以上のように、この実施形態によれば、バッチ型の基板処理装置において、基板処理のために用いられたリンス液を回収して再利用することができる。これにより、リンス液の消費量を大幅に低減することができるので、基板処理装置のランニングコストを低減でき、基板処理コストを削減することができる。
【００６２】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の第１および第２の実施形態では、配管内を流通しているリンス液中に薬液原液を注入することによって配管途中で薬液を調製するようにしているが、所定混合比の薬液を調合するための薬液調合槽を設けて、この薬液調合槽内で予め薬液を調合するようにしてもよい。この構成の場合には、基板処理のために用いた後の薬液を薬液調合槽へと回収して再利用することも可能となる。ただし、長時間にわたって薬液調合槽に薬液を貯留しておくことによる薬液の劣化が懸念される場合には、前述の第１および第２の実施形態の場合のように、配管途中で薬液の調製を行う構成とすることが好ましい。
【００６３】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な縦断面図である。
【図２】前記第１の実施形態の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】前記基板処理装置による基板処理動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図５】前記第２の実施形態の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    スピンチャック
２    チャック回転駆動機構
３    回転軸
４    スピンベース
５    挟持部材
６    薬液供給機構
７    リンス液供給機構
８    リンス液回収機構
１０    処理カップ
１１    第１排液溝
１２    第２排液溝
１３    仕切壁
１４    リンス液排液配管
１５    薬液排液管
１９    スプラッシュガード昇降駆動機構
２０    スプラッシュガード
２１    リンス液捕獲部
２２    薬液捕獲部
２３    仕切壁収納溝
２５    薬液ノズル
２６    混合部
２７    薬液配管
２８    第１薬液原液供給管
２９    第２薬液原液供給管
３０    再利用リンス液配管
３１    第１原液流量調整弁
３２    第１原液開閉弁
３３    第２原液流量調整弁
３４    第２原液開閉弁
３５    再利用リンス液流量調整弁
３６    再利用リンス液開閉弁
３８    リンス液供給配管
３９    リンス液弁
４０    リンス液ノズル
４１    切り換え機構
４２    リンス液回収路
４３    廃液路
４４    マニホールド
４５    回収弁
４６    廃液弁
４７    リンス液貯留槽
４８    廃液配管
４９    下限液面センサ
５０    ポンプ
５１    脱気ユニット
５２    温度調節ユニット
５３    フィルタ
５４    リンス液
５５    不活性ガス供給路
５６    循環配管
５７    新液供給配管
５８    新液供給弁
５９    廃液弁
６０    制御装置
７０    処理液槽
７１    基板保持機構
７２    オーバーフロー受け部
７３    処理液供給機構
７５    新液供給管
７６    リンス液開閉弁
７８    薬液濃度センサ
８０    排液配管
８１    切り換え機構
８４    処理液排液配管
８７    回収路
８８    廃液路
８９    回収弁
９０    廃液弁
Ｗ    基板
【図１】
2008130835.tif 000003
【図２】
2008130835.tif 000004
【図３】
2008130835.tif 000005
【図４】
2008130835.tif 000006
【図５】
2008130835.tif 000007