(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に調整された処理液によって基板処理を行う基板処理部が設けられた基板処理装置であって、
処理液の温度を検出する温度検出器と、
処理液を加熱する複数のランプを有するランプヒータと、
前記ランプヒータのランプの制御を行う温度制御部とを備え、
前記温度制御部は、ランプを定格に近い出力で使用した場合に、基板処理を行う際の基板処理温度の維持に要する使用ランプ数を基板処理温度に関係付けて記憶する記憶部を備え、
前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記基板処理温度を含むその近傍温度に設定された急速昇温温度に到達するまでは、前記処理液の温度が前記急速昇温温度になるように前記ランプヒータの全数のランプを制御し、
前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記急速昇温温度に到達した後は前記基板処理温度に基づいて当該基板処理温度に対応した全数未満の使用ランプ数を前記記憶部から読み出し、読み出された使用ランプ数のランプに対して前記処理液の温度が前記基板処理温度になるように制御を行う基板処理装置。
【請求項２】
処理液中に基板を浸漬して基板処理を行う基板処理部と、
前記基板処理部からオーバーフローした処理液を前記基板処理部に循環させて供給する循環供給管とが設けられた基板処理装置であって、
処理液の温度を検出する温度検出器と、
前記循環供給管内を流れる処理液を加熱する複数のランプを有するランプヒータと、
前記ランプヒータのランプの制御を行う温度制御部とを備え、
前記温度制御部は、ランプを定格に近い出力で使用した場合に、基板処理を行う際の基板処理温度の維持に要する使用ランプ数を基板処理温度に関係付けて記憶する記憶部を備え、
前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記基板処理温度を含むその近傍温度に設定された急速昇温温度に到達するまでは、前記処理液の温度が前記急速昇温温度になるように前記ランプヒータの全数のランプを制御し、
前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記急速昇温温度に到達した後は前記基板処理温度に基づいて当該基板処理温度に対応した全数未満の使用ランプ数を前記記憶部から読み出し、読み出された使用ランプ数のランプに対して前記処理液の温度が前記基板処理温度になるように制御を行う基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体基板や液晶ガラス基板などの薄板状基板（以下、単に「基板」という。）を処理液に浸漬して各種の基板処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
処理液によって基板に種々の処理を行う基板処理装置には、貯留された処理液中に基板を浸漬して基板処理を行う基板処理槽と、この基板処理槽からオーバーフローした処理液を循環ポンプ、ヒータが設けられた循環供給管を通して前記基板処理槽に循環供給する基板処理装置がある。前記基板処理槽には、処理液の温度を検出する温度検出器が付設され、また前記温度検出器によって検出された処理液の温度が予め設定された、基板処理を行う基板処理温度になるように前記ヒータの出力を制御する温度調節装置が設けられている。
【０００３】
前記基板処理槽に新たに供給された処理液は常温であり、前記温度調節装置により制御されたヒータの加熱によって、処理液は前記循環供給管内を循環しながら、基板処理温度に昇温され、その後基板処理温度を維持するように温度調整される。前記温度調節装置による制御は、通常、ＰＩＤ制御が行われる。
【０００４】
近年、前記ヒータとして、加熱効率の良好なランプヒータが使用されるようになってきた。このランプヒータは、通常、複数本のランプを備え、これらのランプから赤外線等の光線を処理液に直接照射することにより、処理液を加熱するものである。なお、ランプの種類としては、赤外線ランプ、ハロゲンランプ等が使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の温度制御では、処理液を基板処理温度に昇温するまでは、処理液を急速に昇温するように、ランプヒータの全数のランプが定格ないし定格付近の出力で使用されるが、予め設定された基板処理温度に立ち上がった後は、その温度を維持するのに必要な熱量を供給するだけでよいにもかかわらず、全数のランプが使用されるため、各ランプの出力は非常に低くなる。
【０００６】
前記ランプヒータに使用されるランプには、設計上の定格があり、定格ないし定格付近の出力で使用する場合、発熱効率がもっともよく、寿命も長くなるが、定格に比して非常に低い出力で使用すると、発熱効率が低下するだけでなく、ランプの寿命も短くなる。このため、従来、基板処理装置に使用されるランプヒータは、定格使用時の寿命に比して、寿命が短いという問題がある。
【０００７】
このような問題は、上記のように基板処理槽へ処理液を循環供給して使用するタイプの基板処理装置に限らず、基板処理部で使用する処理液（純水を含む。）をランプヒータを用いて所定温度に制御する種々の基板処理装置においても同様である。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、ランプヒータにより所定温度に温度調整された処理液によって基板処理を行う基板処理装置において、ランプ寿命を向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、所定温度に調整された処理液によって基板処理を行う基板処理部が設けられた基板処理装置であって、処理液の温度を検出する温度検出器と、処理液を加熱する複数のランプを有するランプヒータと、前記ランプヒータのランプの制御を行う温度制御部とを備え、前記温度制御部は、ランプを定格に近い出力で使用した場合に、基板処理を行う際の基板処理温度の維持に要する使用ランプ数を基板処理温度に関係付けて記憶する記憶部を備え、前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記基板処理温度を含むその近傍温度に設定された急速昇温温度に到達するまでは、前記処理液の温度が前記急速昇温温度になるように前記ランプヒータの全数のランプを制御し、前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記急速昇温温度に到達した後は前記基板処理温度に基づいて当該基板処理温度に対応した全数未満の使用ランプ数を前記記憶部から読み出し、読み出された使用ランプ数のランプに対して前記処理液の温度が前記基板処理温度になるように制御を行うものである。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、処理液中に基板を浸漬して基板処理を行う基板処理部と、前記基板処理部からオーバーフローした処理液を前記基板処理部に循環させて供給する循環供給管とが設けられた基板処理装置であって、処理液の温度を検出する温度検出器と、前記循環供給管内を流れる処理液を加熱する複数のランプを有するランプヒータと、前記ランプヒータのランプの制御を行う温度制御部とを備え、前記温度制御部は、ランプを定格に近い出力で使用した場合に、基板処理を行う際の基板処理温度の維持に要する使用ランプ数を基板処理温度に関係付けて記憶する記憶部を備え、前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記基板処理温度を含むその近傍温度に設定された急速昇温温度に到達するまでは、前記処理液の温度が前記急速昇温温度になるように前記ランプヒータの全数のランプを制御し、前記温度検出器によって検出された処理液の温度が前記急速昇温温度に到達した後は前記基板処理温度に基づいて当該基板処理温度に対応した全数未満の使用ランプ数を前記記憶部から読み出し、読み出された使用ランプ数のランプに対して前記処理液の温度が前記基板処理温度になるように制御を行うものである。
【００１２】
これら請求項１又は２に記載された発明（以下、これらの発明をまとめて「本発明」という場合がある。）に係る基板処理装置によると、温度制御部によって、温度検出器によって検出された処理液の温度が急速昇温温度に到達するまでは、処理液の温度が前記急速昇温温度になるようにランプヒータの全てのランプを制御するので、処理液の温度と基板処理温度との温度差が大きい立ち上げの際に、全てのランプを定格ないし定格付近の出力で処理液を加熱することができ、処理液を速やかに急速昇温温度に昇温することができる。
また、処理液の温度が急速昇温温度に到達した後は、ランプを定格に近い出力で使用した場合に基板処理温度の維持に使用すべき使用ランプ数を基板処理温度に応じて記憶部から読み出し、この読み出された全数未満のランプに対して温度制御を行うので、基板処理を行う際の基板処理温度が種々広範囲にわたる場合においても、温度制御部に実際に基板処理を行う際の基板処理温度を入力するだけで、当該基板処理温度に立ち上がり後は基板処理温度の維持に使用すべき最適数のランプを定格に近い出力で使用することができ、操作性に優れるとともに、処理液を基板処理温度に立ち上けた後に使用するランプの寿命を向上させることができ、引いてはランプヒータのランプの交換およびその際の装置停止時間を削減することができ、基板処理装置のメンテナンス性、稼動率を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる基板処理装置１の要部構成を示す模式図であり、この基板処理装置１は、処理液中に複数の基板を浸漬して基板処理を行う基板処理槽２と、前記基板処理槽２からオーバーフローした処理液を回収する回収槽３と、この回収槽３に回収された処理液を回収槽３の底部に開設された排出口より吸い込んで前記基板処理槽２の底部に開設された供給口より供給する循環供給管４を有する。前記循環供給管４には、循環ポンプ６、ランプヒータ７、フィルター８が同順序で処理液の流れる方向に沿って設けられている。また、前記基板処理槽２には、槽内の処理液の温度を検出する、Ｋ熱電対や白金抵抗体などの温度検出器１８が付設されている。また、前記循環供給管４には、ランプヒータ７の下流側に開閉弁１１を備えた廃液管１２が接続されている。
【００１８】
前記ランプヒータ７には、本例では３本のランプ７Ａ，７Ｂ，７Ｃが所定の間隔をおいてヒータケース９内に並設されており、ヒータケース９の一端部に設けられた流入口と他端部に設けられた流出口とが循環供給管４に連通接続されている。前記循環供給管４から前記流入口に流入した処理液は各ランプ７Ａ等の回りを流れながらランプ７Ａ等から照射された赤外線等の光線により加熱され、流出口から再び循環供給管４内に流入し、フィルター８によってパーティクル等の不純物が除去されて基板処理槽２に供給される。
【００１９】
また、基板処理装置１には、前記温度検出器１８や前記ランプヒータ７を用いて、循環供給管４内を流れる処理液の温度を制御する温度制御部２０が設けられている。前記温度制御部２０は、図２に示すように、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイスを備え、温度制御に関する制御信号を各部との間で送受信する制御コンピュータ２３と、前記制御コンピュータ２３を介して基板処理温度が設定され、前記温度検出器１８によって検出された処理液の温度が基板処理温度になるように前記ランプヒータ７をＰＩＤ制御するヒータ制御信号を出力する温度調節器２４と、前記ヒータ制御信号に基づいてランプヒータ７の各ランプ７Ａ等へ制御電力を供給する電力調整器２５と、この電力調整器２５から各ランプ７Ａ等への給電路を制御コンピュータ２３から送信された設定ランプ数情報に基づいて開閉操作する給電路設定器２６とを備えている。前記温度調節器２４はヒータ制御信号を出力するほか、処理液の温度が基板処理温度に立ち上がったときに制御コンピュータ２３に立ち上がり信号を送信する。前記立ち上がり信号は、処理液の温度が所定時間内に基板処理温度を中心としてある温度範囲内にあるようになったときに出力されるものである。
【００２０】
前記制御コンピュータ２３には、キーボード、スイッチ等の入力手段２１が接続され、制御コンピュータ２３のメモリには制御プログラムや制御情報が格納される。前記制御情報としては、基板処理を行う際の基板処理温度や使用ランプ数がある。使用ランプ数とは、処理液が基板処理温度に立ち上がった後、ランプを定格に近い出力で使用した場合に、処理液を基板処理温度に維持するのに要するランプ数を意味する。使用ランプ数は、ランプの種類・定格、基板処理温度、基板処理槽のサイズ、循環供給管の長さ等によって変動するが、基板処理温度以外の要素は装置構成によって決まるので、通常、基板処理温度によって使用ランプ数は決まる。例えば、基板処理温度が４０℃以下の場合には１本、４０℃超８０℃以下の場合には２本、８０℃超の場合には３本と規定される。なお、立ち上がり後に使用するランプの出力は、定格の６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上となるように、できるだけ定格に近い方がよい。
【００２１】
前記基板処理槽２には、処理液供給管（図示省略）から常温の処理液が供給され、この処理液は循環ポンプ６によって循環供給管４を流れて、ランプヒータ７の内部を流れる間にランプ７Ａ等によって加熱され、温度制御部２０によって基板処理温度になるように温度制御され、基板処理に使用される。処理液は基板処理に所定時間使用された後、廃液管１２から装置外に排出される。
【００２２】
ここで、前記温度制御部２０による温度制御について、図３の処理手順を示すフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
まず、入力手段２１を介して基板処理温度ＷＴ、使用ランプ数が制御コンピュータ２３に入力され、メモリに一時的に記憶される（Ｓ１）。
【００２４】
前記基板処理温度ＷＴは制御コンピュータ２３を介して前記温度調節器２４に送信され、目標温度として設定され、温度調節が開始される（Ｓ２）。一方、給電可能なランプ数を全数とする設定ランプ数情報が給電路設定器２６に送信され、電力調整器２５とランプ７Ａ，７Ｂ，７Ｃとを接続する給電路が閉じられ、全てのランプに制御電力が供給される（Ｓ３）。処理液の温度ｔと基板処理温度ＷＴとの温度差が十分ある間は、ランプヒータ７の各ランプ７Ａ等には定格ないし定格付近の制御電力が供給される。
【００２５】
制御コンピュータ２３は、温度調節器２４からの立ち上がり信号の有無を判定しており（Ｓ４）、立ち上がり信号が入力されるまでは設定ランプ数を全数として処理液を加熱する。一方、立ち上がり信号が温度調節器２４から制御コンピュータ２３に入力されると、メモリから使用ランプ数が読み出され、設定ランプ数情報として給電路設定器２６に出力される。これにより、使用ランプ数のランプのみが電力調整器２５に給電可能に接続され、所定数のランプにより処理液が基板処理温度ＷＴになるように加熱される（Ｓ５）。この場合、使用される各ランプは定格に近い出力で使用されるため、ランプの加熱効率が良好で、ランプ寿命も長くなる。
【００２６】
上記実施形態では、立ち上がり後に使用すべきランプヒータ７のランプの本数すなわち使用ランプ数をオぺレータが入力手段２１を介して制御コンピュータ２３に入力するようにしたが、予め制御コンピュータ２３のメモリに基板処理温度に関係付けられた使用ランプ数を種々記憶しておき、制御コンピュータ２３に入力された基板処理温度ＷＴに対応した使用ランプ数をメモリから読み出して温度制御に利用するようにしてもよい。すなわち、図４に示すように、オぺレータが基板処理温度ＷＴを制御コンピュータ２３に入力することで、ＷＴはメモリに一時的に記憶され（Ｓ１−１）、この基板処理温度ＷＴに対応した使用ランプ数をメモリから読み出し、このデータを実際に使用する使用ランプ数としてメモリに一時的に記憶する（Ｓ１−２）。その後の処理は前記実施形態と同様であり、処理液の温度が基板処理温度ＷＴに立ち上がり後、前記使用ランプ数を設定ランプ数情報として給電路設定器２６へ出力し、所定の数のランプを給電可能にする（Ｓ２〜Ｓ５）。
【００２７】
かかる処理を行うことにより、オぺレータは自ら基板処理温度ＷＴに適した使用ランプ数を判断する必要がなく、またこれを入力する必要もなく、入力手段２１から基板処理温度ＷＴのみを入力することで、立ち上がり後は最適な使用ランプ数により処理液を基板処理温度ＷＴに維持するように温度制御することができ、操作性が大いに向上する。なお、前記基板処理温度との関連で記憶する使用ランプ数としては、先の例で説明すると、ＷＴ≦４０℃の場合には１本、４０℃＜ＷＴ≦８０℃の場合には２本、８０℃＜ＷＴの場合には３本となる。この場合、例えば、入力されたＷＴが６０℃の場合、使用ランプ数は２本となる。
【００２８】
また、上記実施形態では、処理液の温度が基板処理温度ＷＴに立ち上がったとき、温度調節器２４から立ち上がり信号を制御コンピュータ２３に送信するようにしたが、温度調節器２４から処理液の温度情報を制御コンピュータ２３に入力し、制御コンピュータ２３側で立ち上がりの有無を判断し、この判断に基づいて給電路設定器２６を制御するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、基板処理温度ＷＴや使用ランプ数を入力手段２１によって制御コンピュータ２３に入力するようにしたが、製造ラインを統括する中央コンピュータからこれらの情報を制御コンピュータ２３に入力するようにしてもよい。また、上記実施形態では、基板処理温度ＷＴを制御コンピュータ２３を介して温度調節器２４に入力設定するようにしたが、基板処理温度ＷＴを温度調節器２４に直接入力するようにしてもよい。この場合、制御コンピュータ２３側において、基板処理温度ＷＴ情報が必要なときは、温度調節器２４から制御コンピュータ２３へ基板処理温度情報を送信することで、制御コンピュータ２３への基板処理温度ＷＴの入力を省略することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、温度調節器２４を設け、この温度調節器２４からのヒータ制御信号を電力調整器２５に送信してランプヒータ７を制御するようにしたが、図５に示すように、温度検出器１８からの検出温度信号を信号変換インターフェイス３０を介して制御コンピュータ２３に直接入力し、この検出温度信号に基づいて得られた処理液の温度と目標温度である基板処理温度ＷＴとからヒータ制御信号を演算して、これを電力調整器２５へ出力するようにしてもよい。この場合、基板処理温度への立ち上がりの有無も制御コンピュータ２３側で判断する。
【００３１】
また、上記実施形態では、制御コンピュータ２３に使用ランプ数を入力し、このデータに基づいてリレー回路等によって構成された給電路設定器２６を制御して電力調整器２５から各ランプへの給電路を開閉するようにしたが、基板処理温度の設定範囲が限られている場合などでは、制御コンピュータ２３に使用ランプ数を一々入力することなく、立ち上がり信号の入力により、予めメモりに記憶された使用ランプ数（例えば、１本あるいはランプ全数未満の所定数）を設定ランプ数情報として給電路設定器２６へ出力するようにしてもよい。また、給電路設定器２６によるランプへの給電路の開閉制御は、必ずしも制御コンピュータ２３からの設定ランプ数情報に基づいて行う必要はなく、手動操作により給電路設定器２６において各ランプへの給電路の開閉設定を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、前記実施形態では、処理液の温度が基板処理温度ＷＴに立ち上がった時点を基準として実際に使用するランプ数を全数から使用ランプ数に設定するようにしたが、制御コンピュータ２３に基板処理温度ＷＴ、使用ランプ数のほか、前記基板処理温度ＷＴの近傍温度に設定された急速昇温温度ＱＴを入力し、処理液の温度がＱＴに到達するまでは全数のランプを用いて処理液の温度がＷＴあるいはＱＴになるように加熱昇温し、ＱＴに到達後は所定の使用ランプ数のランプにて処理液の温度がＷＴになうように温度制御してもよい。この場合、処理液の温度は、図５に示すように、温度検出器１８からの検出温度信号を信号変換インターフェイス３０を介して制御コンピュータ２３に入力し、この検出温度信号に基づいて得られた処理液の温度と前記ＱＴとを比較して、処理液がＱＴに到達したか否かを判断すればよい。なお、前記実施形態は、急速昇温温度ＱＴとして、基板処理温度ＷＴを採用した場合に相当するものである。
【００３３】
また、上記実施形態では、ランプヒータ７として３本のランプを有するものを示したが、ランプ数はこれに限らないことは勿論である。また、本発明は処理液を基板処理槽に循環供給するタイプの基板処理装置に限らず、基板処理槽内にランプヒータを設け、これによって基板処理槽内に貯留した処理液を温度調整する基板処理装置であってもよい。また、基板処理装置のタイプとしては、上記実施形態のように複数の基板を一度に基板処理槽に浸漬して処理するバッチタイプに限らず、一枚ごとに処理する枚葉タイプの基板処理装置であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の基板処理装置によれば、処理液の温度が急速昇温温度に到達した後は、温度制御部の記憶部に基板処理温度に関係付けて予め記憶された、ランプを定格に近い出力で使用した場合に基板処理温度の温度維持に要する全数未満の使用ランプ数のランプに対して処理液の温度が基板処理温度になるように制御を行うので、全数のランプを使用して処理液の温度が基板処理温度を維持するように温度制御する場合に比して、基板処理を行う際の基板処理温度が種々広範囲にわたる場合においても、温度制御部に実際に基板処理を行う際の基板処理温度を入力するだけで、当該基板処理温度に立ち上がり後は基板処理温度の維持に使用すべき最適数のランプを定格に近い出力で使用することができるため、操作性に優れるとともに、基板処理温度に立ち上げた後に使用するランプの寿命を向上させることができる。このため、ランプヒータのランプの交換およびその際の装置停止時間を削減することができ、基板処理装置のメンテナンス性、稼動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかる基板処理装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】実施形態における温度制御部の機能ブロック図である。
【図３】実施形態の温度制御にかかる処理手順を示すフローチャートである。
【図４】他の温度制御にかかる処理手順を示すフローチャートである。
【図５】他の温度制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  基板処理装置
２  基板処理槽
３  回収槽
４  循環供給管
７  ランプヒータ
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ  ランプ
１８  温度検出器
２０  温度制御部
２３  制御コンピュータ
２４  温度調節器
２６  給電路設定器
【図１】
0003860353.tif 000002
【図２】
0003860353.tif 000003
【図３】
0003860353.tif 000004
【図４】
0003860353.tif 000005
【図５】
0003860353.tif 000006