(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二種類の処理液を混合した処理溶液によって基板に表面処理を施す基板処理装置において、
処理溶液を貯留して基板を浸漬する内槽と、内槽から溢れた処理溶液を回収する外槽と、前記外槽で回収した処理溶液を前記内槽に戻す循環路とを備えた処理槽と、
前記内槽に処理液を供給する供給手段と、
前記外槽に配設され、前記供給手段から分岐して前記外槽の処理溶液を冷却し、再び前記供給手段に戻る冷却配管とを備え、
前記内槽内の処理溶液の温度が目標温度を超えた場合には、前記冷却配管に処理液を供給させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
少なくとも二種類の処理液を混合した処理溶液によって基板に表面処理を施す基板処理装置において、
処理溶液を貯留して基板を浸漬する内槽と、内槽から溢れた処理溶液を回収する外槽と、前記外槽で回収した処理溶液を前記内槽に戻す循環路とを備えた処理槽と、
前記内槽に処理液を供給する供給手段と、
前記循環路に配設され、前記供給手段から分岐して前記循環路内の処理溶液を冷却し、再び前記供給手段に戻る冷却配管とを備え、
前記内槽内の処理溶液の温度が目標温度を超えた場合には、前記冷却配管に処理液を供給させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記処理液は、硫酸と過酸化水素水とを含むものであり、硫酸を前記冷却配管に流通させることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板等（以下、単に基板と称する）に処理溶液を供給して洗浄処理を施したり、基板に処理溶液を供給してエッチング処理を施したりする表面処理用の基板処理装置に係り、特に、少なくとも二種類の処理液を混合した処理溶液を用いて処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、硫酸と過酸化水素水とを混合してなる処理溶液により、基板に被着したフォトレジスト被膜を剥離するものが挙げられる。この装置では、処理槽に処理溶液を貯留し、この中に基板を浸漬することにより洗浄処理を施すようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、硫酸と過酸化水素水とを混合すると発熱するので、生成された処理溶液の温度が処理温度（例えば１２０℃）よりも高い温度（例えば１３５℃）にまで上昇してしまう。処理を施す目標温度よりも処理溶液の温度が低い場合には加熱器を使用して昇温すればよいが、目標温度よりも処理溶液の温度が高くなった場合には、処理槽周囲の空気との温度差による空冷となるので、処理溶液の温度が下がるのに非常に時間を要する。したがって、処理溶液を生成してから実際に基板の処理を開始するまでの時間が無駄になり、スループットが低下するという問題がある。
【０００４】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、積極的に処理溶液を冷却することにより、冷却に要する温度調整時間を短縮化してスループットを向上できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、少なくとも二種類の処理液を混合した処理溶液によって基板に表面処理を施す基板処理装置において、処理溶液を貯留して基板を浸漬する内槽と、内槽から溢れた処理溶液を回収する外槽と、前記外槽で回収した処理溶液を前記内槽に戻す循環路とを備えた処理槽と、前記内槽に処理液を供給する供給手段と、前記外槽に配設され、前記供給手段から分岐して前記外槽の処理溶液を冷却し、再び前記供給手段に戻る冷却配管とを備え、前記内槽内の処理溶液の温度が目標温度を超えた場合には、前記冷却配管に処理液を供給させることを特徴とするものである。
【０００６】
（削除）
【０００７】
（削除）
【０００８】
（削除）
【０００９】
請求項２に記載の発明は、少なくとも二種類の処理液を混合した処理溶液によって基板に表面処理を施す基板処理装置において、処理溶液を貯留して基板を浸漬する内槽と、内槽から溢れた処理溶液を回収する外槽と、前記外槽で回収した処理溶液を前記内槽に戻す循環路とを備えた処理槽と、前記内槽に処理液を供給する供給手段と、前記循環路に配設され、前記供給手段から分岐して前記循環路内の処理溶液を冷却し、再び前記供給手段に戻る冷却配管とを備え、前記内槽内の処理溶液の温度が目標温度を超えた場合には、前記冷却配管に処理液を供給させることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置において、前記処理液は、硫酸と過酸化水素水とを含むものであり、硫酸を前記冷却配管に流通させることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、処理槽のうち内槽の処理溶液が目標温度よりも高い場合には、外槽に設けられた冷却配管に処理液を供給し、外槽の処理溶液を冷却する。冷却配管に供給された処理液は、再び供給手段に戻されて内槽へ供給される。
【００１２】
なお、本発明における処理液とは、硫酸や過酸化水素水などの薬液の他に純水も含む。
【００１３】
（削除）
【００１４】
（削除）
【００１５】
（削除）
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、処理槽のうち内槽の処理溶液が目標温度よりも高い場合には、循環路に設けられた冷却配管に処理液を供給して積極的に循環路の処理溶液を冷却するので、冷却時間を短縮することができ、スループットを向上することができる。また、冷却配管に供給された処理液は再び供給手段に戻されて内槽へ供給される。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、冷媒として硫酸を用いる。硫酸の沸点は、およそ３２７℃であるので、水蒸気爆発の危険があって冷却水が使えない温度の処理溶液の冷却にも使用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
なお、以下の各実施例では、基板Ｗの表面に被着されたフォトレジスト被膜を、硫酸・過酸化水素水からなる処理溶液により剥離処理を施す装置を例に採って説明する。しかし、本発明は、この処理溶液に限定されるものではなく、これ以外の各種の処理溶液を用いた基板処理装置であっても適用可能である。
【００１９】
＜第１実施例＞
図１は、この実施例に係る基板処理装置を示す概略構成図である。
この基板処理装置は、複数枚の基板ＷをカセットＣに収納した状態で一括して処理する、いわゆるバッチ式の処理装置である。基板Ｗは、処理溶液を貯留する処理槽１にカセットＣごと浸漬される。
【００２０】
処理槽１は、処理液が供給される内槽３と、内槽３から溢れた処理溶液を回収する外槽５とを備えている。外槽５の底部には循環路７が配設されており、この循環路７は内槽３に連通接続されている。循環路７には、外槽５の処理溶液を内槽３に圧送するためのポンプ９と、処理溶液を加熱して目標温度に調節するための加熱器１１と、処理溶液中のパーティクルを除去するためのフィルタ１３とが配備されている。
【００２１】
本発明における混合槽に相当する内槽３には、一例として、過酸化水素水及び硫酸が処理液として供給されるようになっている。これらは、それぞれの供給源２１，２３から供給されるが、まずはそれらが供給源２１，２３に連通された配管２５，２７を通して第１秤量槽２９，第２秤量槽３１に供給される。それぞれの供給は、配管２５，２７に取り付けられた開閉弁３３，３５によって制御される。
【００２２】
なお、硫酸供給源２３と、配管２７と、第２秤量槽３１とが本発明における供給手段に相当する。
【００２３】
硫酸供給源２３に連通した配管２７には、二カ所に分岐管３７，３９が取り付けられている。これらの端部には、管継手４１が取り付けられている。配管２７の、分岐管３７の分岐点Ｊ１と分岐管３９の分岐点Ｊ２との間には、開閉弁４３が取り付けられているとともに、分岐管３７には開閉弁４５が取り付けられている。
【００２４】
分岐管３７，３９に取り付けられている管継手４１には、熱交換チューブ４７が接続されている。この熱交換チューブ４７は、例えば、ＰＦＡ等のフッ素樹脂チューブで構成され、一部が螺旋状に整形されているとともに、螺旋状の部分が外槽５内に位置するように取り付けられている。この実施例では、図に示すように、外槽５に回収された処理溶液に熱交換チューブ４の螺旋状の部分が浸漬するように取り付けられている。
【００２５】
なお、上記の構成に代えて、外槽５の壁面に熱交換チューブ４７を埋め込むようにしてもよい。これらの分岐管３７，３９と熱交換チューブ４７とが本発明における冷却配管に相当する。
【００２６】
第１秤量槽２９と第２秤量槽３１には、内槽３内に達する供給管４９，５１が配備されており、各々に開閉弁５３，５５が取り付けられている。第１秤量槽２９は、処理溶液に応じて秤量した過酸化水素水が供給管４９を通して内槽３に供給され、第２秤量槽３１は、同様にして秤量された硫酸が供給管５１を通して内槽３に供給される。
【００２７】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図１ないし３を参照して説明する。なお、図２は、通常動作時における硫酸の流れを示す模式図であり、図３は、冷却動作時における硫酸の流れを示す模式図である。
【００２８】
まず、開閉弁４５、５３，５５を閉止したまま、開閉弁３３，３５，４３を開放する。これにより過酸化水素水供給源２１及び硫酸供給源２３から過酸化水素水と硫酸が第１秤量槽２９及び第２秤量槽３１に供給される。第１秤量槽２９及び第２秤量槽３１では、処理溶液の生成に必要な過酸化水素水と硫酸の秤量が行なわれるともに、処理溶液をオーバーフローさせながら処理槽１で処理するのに必要なそれぞれの量を貯留する。
【００２９】
そして、所要量が貯留できたら、開閉弁５３，５５を開放して、内槽３に過酸化水素水と硫酸の内槽５への供給を開始する。処理溶液が外槽５に溢れて一定高さまで貯留した時点でポンプ９を作動させ始め、処理溶液を循環させる。そして、過酸化水素水と硫酸について所要量の供給が終わったら、開閉弁５３，５５を閉止して、それらの供給を停止する。なお、このときの硫酸の供給経路における開閉弁の状態を示したのが図２である。
【００３０】
これにより一定量の処理溶液が処理槽１に供給され、ポンプ９によって循環されるが、処理槽１内の処理溶液は過酸化水素水と硫酸の反応によって発熱し、例えば１３５℃くらいまで昇温する。基板Ｗを処理する際の目標温度が例えば１２０℃であるとすると、発熱により昇温している処理溶液の温度を１５℃程度は下げてやる必要がある。
【００３１】
そこで、開閉弁４５を開放するとともに、開閉弁４３を閉止する。これにより図３に示すように、硫酸供給源２３からの硫酸が分岐管３７を通って熱交換チューブ４７に流入し、硫酸が外槽５に貯留している処理溶液から吸熱した後、分岐管３９を通って配管２７に戻り、第２秤量槽３１に戻る。
【００３２】
このように硫酸によって吸熱を行ない、処理溶液の温度を低下させてゆく。目標温度に達したか否かは、図示しない温度計測部によってモニタしておき、その温度が目標温度に達したら開閉弁４３を開放すると共に、開閉弁４５を閉止することで、図２に示すような通常時の硫酸の流れに戻す。そして、図示しない搬送機構によってカセットＣを内槽３に基板Ｗごと浸漬することで、基板Ｗに対してフォトレジスト被膜の剥離処理を施す。
【００３３】
このように、処理槽１の処理溶液が目標温度よりも高い場合には、熱交換チューブ４７に硫酸を供給して積極的に処理槽の処理溶液を冷却するので、冷却時間を短縮することができ、装置のスループットを向上することができる。
【００３４】
また、熱交換チューブ４７に供給された硫酸は再び第２秤量槽３１に戻されて処理槽１へ供給されるので、余分な排出物がでないだけでなく、万が一、硫酸が処理溶液に混入した場合であっても、処理対象である基板Ｗの汚染が防止できるという効果をも有する。
【００３５】
また、冷却水が使えないほどの温度にまで昇温する処理溶液であっても、冷媒として硫酸を採用することにより、十分に冷却することができる。その上、外槽５に熱交換チューブ７を配備して処理溶液を冷却するという構成であり、比較的簡単に処理溶液を冷却することができる。
【００３６】
＜第２実施例＞
図４は、この実施例に係る基板処理装置を示す概略構成図である。
なお、図中、上記第１実施例と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明については省略する。
【００３７】
この基板処理装置は、本発明における冷却配管に相当する熱交換器６１を循環路７に備えている点において上記実施例装置と相違している。
具体的には、熱交換器６１を、循環路７中の加熱器１１とフィルタ１３との間に設けてある。これにより循環路７に流通している処理溶液を冷却する。このような構成により、上述した第１実施例よりも効率的に処理溶液の冷却が行えるようになっている。
【００３８】
＜参考例＞
上記の第１実施例装置及び第２実施例装置は、処理槽１の内槽３で処理溶液を生成するように構成されているが、図５に示すように、混合槽６５で処理溶液を生成するような装置の場合について説明する。
【００３９】
すなわち、第１秤量槽２９と第２秤量槽３１から所定量の過酸化水素水と硫酸を混合槽６５に供給して処理溶液を生成する。このようにして生成した処理溶液を、開閉弁６９を開放することにより供給管６７を通して、処理槽１の内槽３に供給する。この場合には、混合槽６５で処理溶液が昇温するので、この混合槽６５に配備してある熱交換チューブ４７に硫酸を流通させることにより、処理溶液を冷却する。
【００４０】
なお、本発明は、以下のように変形実施が可能である。
【００４１】
（１）熱交換チューブ４７や熱交換器６１を二カ所に備えて両処理液を冷媒として用いるようにしてもよい。
【００４２】
（２）バッチ式の基板処理装置だけに限定されるものではなく、枚葉式の基板処理装置であっても適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、処理槽のうち内槽の処理溶液が目標温度よりも高い場合には、外槽に設けられた冷却配管に処理液を供給して積極的に外槽の処理溶液を冷却するので、冷却時間を短縮することができ、スループットを向上することができる。また、冷却配管に供給された処理液は再び供給手段に戻されて内槽へ供給されるので、余分な排出物がでないだけでなく、万が一、冷媒が処理溶液に混入した場合であっても、基板の汚染が防止できる。
【００４４】
（削除）
【００４５】
（削除）
【００４６】
（削除）
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、処理槽のうち内槽の処理溶液が目標温度よりも高い場合には、循環路に設けられた冷却配管に処理液を供給して積極的に循環路の処理溶液を冷却するので、冷却時間を短縮することができ、スループットを向上することができる。また、冷却配管に供給された処理液は再び供給手段に戻されて内槽へ供給されるので、余分な排出物がでないだけでなく、万が一、冷媒が処理溶液に混入した場合であっても、基板の汚染が防止できる。さらに、内槽と外槽とを連通接続した循環路に冷却配管を設けて処理溶液を冷却することにより、効率的に処理溶液を冷却することができる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、冷却水が使えないほどの温度にまで昇温する処理溶液であっても、冷媒として硫酸を使用いて冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例に係る基板処理装置を示す概略構成図である。
【図２】  通常動作時における処理液の流れを示す模式図である。
【図３】  冷却動作時における処理液の流れを示す模式図である。
【図４】  第２実施例に係る基板処理装置を示す概略構成図である。
【図５】  参考例に係る基板処理装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
Ｗ  …  基板
Ｃ  …  カセット
１  …  処理槽
３  …  内槽
５  …  外槽
７  …  循環路
１１  …  加熱器
２５，２７  …  配管（供給手段）
３１  …  第２秤量槽（供給手段）
３７，３９  …  分岐管（冷却配管）
４７  …  熱交換チューブ（冷却配管）
４９，５１…  供給管
５３，５５…  開閉弁
【図１】
0003948912.tif 000002
【図２】
0003948912.tif 000003
【図３】
0003948912.tif 000004
【図４】
0003948912.tif 000005
【図５】
0003948912.tif 000006