基板洗浄処理装置
【課題】 処理液に溶解する二酸化炭素の量を、所望の濃度以上に維持し、かつ、二酸化炭素を無駄に消費しないようにした基板洗浄処理装置を提供する。
【解決手段】 比抵抗計８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出するとコントローラ８２は開閉制御弁Ｖ５を開け二酸化炭素が供給される。すなわち、ポンプ２４が、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管２３、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て処理液タンクに戻る処理液循環路を循環する動作を行い、循環動作の途中のミキシングユニット５０にて二酸化炭素を混入する。
【解決手段】 比抵抗計８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出するとコントローラ８２は開閉制御弁Ｖ５を開け二酸化炭素が供給される。すなわち、ポンプ２４が、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管２３、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て処理液タンクに戻る処理液循環路を循環する動作を行い、循環動作の途中のミキシングユニット５０にて二酸化炭素を混入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置等の画像表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ、太陽電池用基板等の各種基板（以下、単に基板という）に対して、処理液を供給することによって、基板表面を洗浄処理する基板洗浄処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置のうち、純水で基板を洗浄する基板洗浄処理装置においては、純水と基板との摩擦で発生する静電気を抑制するために、二酸化炭素を溶解させた純水が使用される。
【０００３】
また、基板表面に残存する使用済みレジスト膜を、例えばアミン基を含む有機剥離液で剥離した後に、純水で水洗するまでの間に、基板に付着している有機剥離液の滴を除去するリンス処理工程に使用する基板洗浄処理装置においても、リンス液用の処理液として二酸化炭素を溶解させた純水が使用される。これは、有機剥離液の滴が多量に付着したままで基板を水洗すると、有機剥離液中のアミン基が水と反応して生成されるアルカリ成分によって、基板表面が損傷（いわゆるアルカリ焼け）するのを防止するためであり、二酸化炭素を溶解させた純水からなるリンス液を用いることにより、リンス液が炭酸イオンで弱酸性になり、アルカリ成分を中和するためである。
【０００４】
特許文献１には、基板にリンス液を供給する配管の途中に、ガス溶解モジュールを介挿し、このモジュールの内部に貯留する純水中で二酸化炭素をバブリングすることによって、配管を流れる液に二酸化炭素を溶解させる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、処理液を貯留したタンクに、二酸化炭素をバブリングする量は、処理液を消費する量が最大の状況でも、所望の比抵抗値を越えないように、または、所望のｐＨ値を越えないように、この処理液を最大に消費する状況を基準として、不足しないように供給していた。このため、処理液を大量に消費しない状況では、二酸化炭素が必要を上回る濃度に溶解し、二酸化炭素を無駄に消費することがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解消しようとしてなされたものであり、処理液に溶解する二酸化炭素の量を、所望の濃度以上に維持し、かつ、二酸化炭素を無駄に消費しないようにした基板洗浄処理装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板に、二酸化炭素を溶解した処理液を供給して、基板の表面を処理する基板洗浄処理装置において、基板に供給する処理液を貯留する処理液タンクと、前記処理液タンクから吸い込んだ処理液を、前記処理液タンク内に吹き出す処理液循環路と、二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源と、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素の量を操作する二酸化炭素調節手段と、前記処理液循環路に設けられ、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混入するミキシングユニットと、前記処理液タンク内の処理液の比抵抗を測定する比抵抗測定手段と、前記比抵抗測定手段からの測定信号に基づいて、前記二酸化炭素調節手段を制御するコントローラを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の基板洗浄処理装置において、前記処理液循環路の終端に、前記処理液タンク内に貯留されている処理液中で、処理液を広げて吹き出す攪拌ノズルを付設することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のどちらかに記載の基板洗浄処理装置において、前記ミキシングユニットの内部に、通過する処理液の流路を狭くした狭隘部を設け、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素が処理液に混入する位置を、該狭隘部または、該狭隘部より上流にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１から請求項３に記載の発明は、比抵抗測定手段が処理液タンク内の処理液の比抵抗値を測定し、その測定結果に基づいて、コントローラが処理液に溶解させる二酸化炭素の量を、所望の比抵抗値以下となるように必要な濃度に維持し、かつ、二酸化炭素を無駄に消費しないように過剰に供給することが無いように制御する。本発明による二酸化炭素の供給制御は、処理液の比抵抗値に基づくので、二酸化炭素の濃度変化に俊敏に相関するので、二酸化炭素が必要濃度に達したら迅速に二酸化炭素の供給を停止したり、減少したら迅速に供給させたりできる。二酸化炭素の供給制御が高速であり、二酸化炭素を無駄に消費することない。例えばｐＨ値の測定に基づいて二酸化炭素の供給を制御するような技術では、二酸化炭素が水に溶解しても、緩衝作用のためにｐＨ値が直ぐには変化せず、少々時間を要し俊敏には制御できない。一方、本発明はｐＨ測定値ではなく、比抵抗値の測定結果に基づいて二酸化炭素の供給を制御するので、本発明では、高速に制御でき、二酸化炭素を無駄にしない。
【００１２】
また、本発明における二酸化炭素の溶解は、処理液タンクから吸い込んだ処理液を処理液タンク内へ戻す処理液循環路に設けたミキシングユニットで、循環中の処理液に二酸化炭素を混入することにより行われる。二酸化炭素は、処理液とともに処理液タンク内に吹き出されるので、処理液タンク内の処理液と能動的に混ざり、処理液に早く溶解する。二酸化炭素が処理液に早く溶解するため、二酸化炭素を供給したら直ぐに、処理液の比抵抗値が下がり、この作用も相乗して、二酸化炭素の供給を高速に制御でき、二酸化炭素を無駄にしない。
【００１３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、処理液流路の下流端部を、処理液を広げて噴出する攪拌ノズルにしたので、処理液供給路から出る処理液は、処理液タンク内の広い範囲に対して、出てきた勢いを及ぼして、処理液タンク内の処理液を効率よく攪拌し、二酸化炭素を更に効率的に溶解し、処理液に溶解できずに大気中に逃してしまう無駄を解消できる。
【００１４】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ミキシングユニット内に流路を狭くした狭隘部を設けたので、処理液の流れは、狭隘部を通過する際に速度が上がり、狭隘部を通過した直後に、流路面積が急に広がることで速度が下がり、その際に乱流となる。また、処理液の圧力は、狭隘部で一度下がったのち、狭隘部を通過した直後に高くなる。狭隘部通過時と、狭隘部通過直後での前記した各種変化によって、処理液と一緒に流れる二酸化炭素の気泡は細かく分かれて微細な泡に分散し、乱流となった処理液とよく混ざり、効率的に溶解する。処理液に溶解できずに大気中に逃してしまう二酸化炭素の無駄を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図２】第１実施形態のミキシングユニットの概略斜視図である。
【図３】第１実施形態の基板洗浄処理装置おいて、比抵抗値の測定結果と、それに基づいて制御される二酸化炭素の供給量の変動を測定した結果を示すグラフである。
【図４】第１実施形態の基板洗浄処理装置において、攪拌ノズルによって二酸化炭素の溶解が効率的に進むことを確認した測定結果を示すグラフである。
【図５】第２実施形態でのミキシングユニットおよび攪拌ノズルの向きを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的正断面図である。
【図６】第３実施形態でのミキシングユニットの向き、および攪拌ノズルを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的平面図である。
【図７】第４実施形態でのミキシングユニットの向き、および攪拌ノズルを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図１０】第７実施形態におけるミキシングユニットの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
図１に示す基板洗浄処理装置１は、純水に二酸化炭素を溶解した洗浄液を処理液として、基板を洗浄処理する装置である。この基板洗浄処理装置１は、入口側開口１１および出口側開口１２を有する処理チャンバー１０を備え、処理チャンバー１０の内部には、基板Ｗを水平姿勢もしくは僅かに傾斜した姿勢に支持して水平方向へ搬送するローラコンベア１３が配設されている。この処理チャンバー１０の内部には、基板搬送路を挟んでその上方および下方に、それぞれ基板搬送路に沿って上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５が連設されている。
【００１８】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５には、処理液給管２１、２２がそれぞれ連通接続されている。処理液供給管２１、２２には、開閉制御弁Ｖ１、Ｖ２がそれぞれ介挿され、それぞれ処理液送出管２３に連通接続される。処理液送出管２３はポンプ２４の吐出口側に流路接続されている。ポンプ２４の吸込口側は、吸込み管２５を介して、処理液が貯留された処理液タンク３１の底部近傍に流路接続されている。
【００１９】
また、ポンプ２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管２３は、開閉制御弁Ｖ１と開閉制御弁Ｖ２に連通接続するように分岐する他に、分岐管２７を派生するように分岐している。この分岐管２７の下流側は、開閉制御弁Ｖ４に連通接続している。開閉制御弁Ｖ４には、ポンプ２４から吐出された処理液を処理液タンク３１へ戻す戻し管２８が連通接続している。この戻し管２８の下流側は、処理液タンク３１内に貯留される処理液の液面下、処理液タンク３１の底部にまで延び、処理液中にて、ミキシングユニット５０に連通接続している。
【００２０】
ミキシングユニット５０は、二酸化炭素を純水や処理液に注ぐ二酸化炭素注入手段であり、図２に示すように、処理液流入口５１、処理液流出口５２、二酸化炭素流入口５３を有し、それらの口を内部で一つに出合わせる三叉路を構成する三方管である。より詳細に説明すると次のような構造である。
【００２１】
すなわち、処理液流入口５１は、戻し管２８の下流端側に連通接続する。処理液流入口５１と処理液流出口５２は、ミキシングユニット５０の内部を直線状に貫通する内部流路５４で連通している。
【００２２】
二酸化炭素流入口５３からミキシングユニット５０の内部へは、二酸化炭素導入路５５が延び、この二酸化炭素導入路５５は、内部流路５４と直交するように「Ｔ」字型に連通接続する。なお、内部流路５４と二酸化炭素導入路５５は、いわゆるチーズとなるように「Ｔ」字型に連通接続するように、直角に出合うことに限定されることはなく、斜めに出合う三叉路であってもよい。
【００２３】
二酸化炭素導入路５５は、内部流路５４の内壁から、中央へ突出する二酸化炭素導出管５６に連通接続している。二酸化炭素導出管５６は、突出した先端部にて、処理液流出口５２の方向へ、二酸化炭素を出す横穴５７を開口している。
【００２４】
ミキシングユニット５０は、上記したように、内部流路５４の内壁から、中央へ突出する二酸化炭素導出管５６から二酸化炭素を出すようにしたことにより、内部流路５４を流れる処理液の流れの中央に二酸化炭素を供給し、処理液と二酸化炭素とが混じり易い。
【００２５】
ミキシングユニット５０の処理液流出口５２には、処理液タンク３１内の処理液中にて、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル６１を連通接続している。この攪拌ノズル６１は、処理液タンク３１に貯留されている処理液に浸かるように配置し、処理液タンク３１内に貯留されている処理液を効率的に攪拌する。なお、この攪拌ノズル６１は、大気中で液を噴き出させたら、扇状に液を飛散させるいわゆるスプレイノズルを使用している。
【００２６】
二酸化炭素供給源７１には、二酸化炭素供給管７２が連通接続している。二酸化炭素供給管７２は、途中に開閉制御弁Ｖ５を介挿して、ミキシングユニット５０の二酸化炭素流入口５３に連通接続している。この開閉制御弁Ｖ５を操作することによって、二酸化炭素供給源７１から供給される二酸化炭素の量を加減できる。この開閉制御弁Ｖ５は二酸化炭素の流量を調節する二酸化炭素調節手段である。なお流量の調節は、開閉制御弁Ｖ５を開けるか、閉じるか二者択一的に操作するだけに限らず、開ける度合いを加減するようにしてもよい。
【００２７】
純水供給源４１は、前段純水供給管４２が連通接続し、前段純水供給管４２の下流側は開閉制御弁Ｖ３に連通接続する。開閉制御弁Ｖ３は後段純水供給管４３が連通接続し、後段純水供給管４３の下流端側は、処理液タンク３１の上方から、処理液タンク３１の底を臨むように配置され、前記下流端から処理液タンク３１へ純水を注入するようにしている。
【００２８】
処理チャンバー１０の底部には、流出管９１が連通接続されており、流出管９１は、回収用配管９２と排液用配管９３とに分岐している。回収用配管９２の下流端出口は、処理液タンク３１へ導入されている。また、排液用配管９３を通って使用済みの処理液が、廃棄ないし基板処理装置１とは別の装置にて再活用されるようになっている。回収用配管９２および排液用配管９３には、開閉制御弁Ｖ６、Ｖ７が介挿されている。
【００２９】
処理液タンク３１には、比抵抗計８１が、処理液タンク３１が貯留する処理液の比抵抗を計測するように、設置されている。この比抵抗計８１からの計測信号は、コントローラ８２に入力されるようになっている。コントローラ８２から開閉制御弁Ｖ５へ制御信号が送られ、その制御信号によって開閉制御弁Ｖ５の開閉動作が制御される。
【００３０】
次に図１に示した構成の基板洗浄処理装置１における処理動作の１例について説明する。
【００３１】
基板洗浄処理に先立ち、処理液タンク３１に純水を貯留する。そのために、先ず、開閉制御弁Ｖ３だけを開け、その他の開閉制御弁は閉じる。この状態で、純水供給源４１から所定量の純水を、純水供給管４２を経て、処理液タンク３１に貯める。
【００３２】
処理液タンク３１内で、ポンプ２４を起動できる高さまで純水が貯まると、ポンプ２４を駆動し、開閉制御弁Ｖ４を開ける。処理液タンク３１内に貯留された純水は、吸込み管２５、ポンプ２４、処理液送出管２３の一部（ポンプ２４と分岐管２７までの間の部分）、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て、処理液タンク３１に戻る処理液循環路に沿って循環し、二酸化炭素混入用の循環動作が開始される。
【００３３】
引き続き、処理液タンク３１内で、比抵抗計８１が測定可能となるまで純水が貯まると、比抵抗計８１は測定を開始する。この時点では、まだ純水への二酸化炭素の供給を行っていないので、比抵抗計８１は、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ８２へ送信する。そして、コントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令する。
【００３４】
開閉制御弁Ｖ５が開くと、二酸化炭素供給源７１から、二酸化炭素供給管７２、開閉制御弁Ｖ５を経て、二酸化炭素がミキシングユニット５０へ供給される。ミキシングユニット５０への二酸化炭素の供給は、二酸化炭素流入口５３が入り口であり、二酸化炭素流入口５３からミキシングユニット５０内に注入された二酸化炭素は、二酸化炭素導出管５６を通って横穴５７から出る。横穴５７から出た二酸化炭素は、ミキシングユニット５０の内部流路５４を通過する処理液に混ざる。
【００３５】
このように、比抵抗計８１が測定を開始すると、処理液タンク３１に注がれた純水は、前記した処理液循環路に設けられたミキシングユニット５０にて二酸化炭素が混入され、二酸化炭素の気泡混じりの純水が、撹拌ノズル６１から噴出される。攪拌ノズル６１を通過する際に、二酸化炭素の気泡は細かな泡に分かれて処理液タンク３１内を広がるようにして吹き出され、二酸化炭素の溶解が促進される。撹拌ノズル６１から噴出される純水は、処理液タンク３１内に広く行き渡るように吹き出されるので、処理液タンク３１内の純水（処理液）を攪拌し、二酸化炭素がむら無く溶解する。
【００３６】
上記したように処理液タンク３１内の純水を循環動作しながら二酸化炭素を混入することを続けると、比抵抗計８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出する。その検出信号を受けてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給が停止される。これで、処理液タンク３１に、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水を、処理液タンク３１に貯留する作業は完了する。
【００３７】
ここまでが、基板Ｗを洗浄する準備であり、次に、洗浄処理を開始する。まず、開閉制御弁Ｖ４を開けることを継続した状態で、開閉制御弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ６を開ける。ポンプ２４は、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管２３、開閉制御弁Ｖ１、開閉制御弁Ｖ２、処理液給管２１、処理液供給管２２、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５へと送液する。
【００３８】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５から処理液のスプレイを開始すると、処理チャンバー１０の入口側開口１１から、基板Ｗをローラコンベア１３に乗せて、処理チャンバー１０内へ運ぶ。基板Ｗは、出口側開口１２まで移動する間に、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５からスプレイされる処理液によって洗浄処理が施される。
【００３９】
基板Ｗへ向けてスプレイされた処理液は、基板Ｗと接触後、処理チャンバー１０の底部に集まり、流出管９１、回収用配管９２、開閉制御弁Ｖ６を経て、処理液タンク３１に戻る。
【００４０】
処理液を基板Ｗにスプレイする洗浄処理動作の最中に、比抵抗計８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出すると、その検出信号に基づいてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令し、二酸化炭素の供給が再開される。すなわち、ポンプ２４が、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管２３を通って、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５からスプレイされるのと並行して、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て処理液タンク３１に戻る処理液循環路を循環する動作を行い、循環動作の途中のミキシングユニット５０にて二酸化炭素を混入する。
【００４１】
上記した二酸化炭素混入用の循環動作を続けるうちに、比抵抗計８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出すると、その検出信号を受けてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。以後、比抵抗計８１の検出データに基づいて、コントローラ８２は開閉制御弁Ｖ５に指令して、二酸化炭素の供給を制御する。
【００４２】
なお、上記した一連の動作において、開閉制御弁Ｖ５を閉じるのと同時に、開閉制御弁Ｖ４も閉じても良いが、開閉制御弁Ｖ４を開けたままの状態を継続する方が望ましい。処理液タンク３１内の処理液を攪拌することが継続できるからである。
【００４３】
図３は、上記した一連の動作における比抵抗計８１による比抵抗値の測定結果と、それに基づいて開閉制御弁Ｖ５が開閉制御されている様子を測定したグラフである。このグラフにおいて、三角波のような波線は、比抵抗計８１による比抵抗値の測定結果である。略台形型の実線は、開閉制御弁Ｖ５の開閉状態を示し、この波形において縦軸の零の位置で推移する部分は、開閉制御弁Ｖ５が閉栓状態であって二酸化炭素の供給停止状態を示し、台形の上辺に沿って推移する波形部分は開閉制御弁Ｖ５が開栓状態であって二酸化炭素の供給状態を示す。
【００４４】
なお、横軸の零は、上記した一連の動作において、基板Ｗの洗浄準備段階で、処理液タンク３１内で、比抵抗計８１が測定可能となるまで純水が貯まって来て、比抵抗計８１からの検出信号に基づいて、コントローラ８２が開閉制御弁Ｖ５を開けた時点である。また、基板Ｗの洗浄処理の開始は、比抵抗計８１が検出した比抵抗値が、１．０ＭΩ・ｃｍ（＝１０ｋΩ・ｍ：図３の縦軸Ｈ）を最初に下回った時点（図３の横軸ｔ１）である。
【００４５】
図３から明らかなように、所望の比抵抗値（図３の場合は、１．０ＭΩ・ｃｍ＝１０ｋΩ・ｍ）以下を維持するように、二酸化炭素が供給され、しかも、二酸化炭素を過剰（不必要に多く）に供給しないように、この場合は０．２ＭΩ・ｃｍ（＝２ｋΩ・ｍ）に設定した比抵抗下限値（図３の縦軸Ｌ）まで下がってくると、二酸化炭素の供給が停止され、無駄に二酸化炭素を消費しないことが確認できる。
【００４６】
以上のようにして基板Ｗを洗浄処理するうちに、処理液の汚染が進み、処理液を新しくする場合には、開閉制御弁Ｖ６を閉じて、開閉制御弁Ｖ７を開き、排液用配管９３を通して基板処理装置１の外部へ処理液を廃棄する。
【００４７】
なお、処理液の全部を新しくする場合には、以上の動作を最初から、繰り返せばよい。一部を新しくする場合には、廃棄した分量だけ、純水供給源４１から純水を供給すればよい。
【００４８】
ただし、新しく純水を供給すると、新しく供給する純水の量にもよるが、処理液タンク３１に貯留されている処理液は、二酸化炭素濃度が薄まるので、比抵抗計８１は、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令し、二酸化炭素が供給される。
【００４９】
上記した純水を追加供給する際には、比抵抗計８１からの検出信号が、基板に対する洗浄処理を継続するには無理がある程に、高い比抵抗値を検出した場合には、基板の処理を中断するように、コントローラ８２は警告表示手段に指令する、或いは、ローラコンベア１３を止めるように制御させてもよい。
【００５０】
以上説明したように、第１実施形態に係る基板洗浄処理装置は、比抵抗計８１の検出信号に基づいて、処理液タンク３１内に貯留されている処理液（純水）に対して、所望の比抵抗値以下となるように、コントローラ８２が開閉制御弁Ｖ５を制御して二酸化炭素を、混入するようにしたので、基板Ｗに供給される処理液は、所望の比抵抗値以下となる。また、比抵抗計８１からの検出信号に基づいて、コントローラ８２は二酸化炭素の供給を停止するので、無駄に二酸化炭素を供給するこがなく、二酸化炭素を無駄にしない。
【００５１】
また、いったん処理液タンク３１に貯留した処理液を、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解させてから、処理液タンク３１から基板へ処理液を供給しているので、基板へ処理液を供給する配管の途中で二酸化炭素を混入させる装置構造と比較して、所望の比抵抗値以下となるように確実に二酸化炭素を溶解させた処理液を基板へ供給することができる。
【００５２】
また、戻し管２８の下流側は、処理液タンク３１内の処理液中に延び、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル６１を連通接続しているので、二酸化炭素混入用の循環動作を行う際に、二酸化炭素が混入された処理液が、攪拌ノズル６１を通過することによって、処理液タンク３１内の処理液を広い範囲で攪拌し、溶解しきれなくて気泡となって出てきた二酸化炭素も、細かな泡に分かれて処理液タンク３１内に広がり、溶解を促進することができる。
【００５３】
図４は、攪拌ノズル６１によって二酸化炭素の溶解が効率的に進むことを示す測定データである。横軸は、第１実施形態にかかる基板洗浄処理装置にて、前記した二酸化炭素混入用の循環動作で、二酸化炭素の供給を開始した時点を、横軸の零として、二酸化炭素の供給を開始してからの時間を示す。縦軸は、比抵抗計８１で測定される比抵抗値を示す。
【００５４】
丸印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り外した状態で、二酸化炭素を毎分１．０リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。三角印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り付けた状態で、二酸化炭素を毎分１．０リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。四角印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り付けた状態で、二酸化炭素を前記の半分すなわち、毎分０．５リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。
【００５５】
丸印の波形と三角印の波形との比較から明らかなように、同じ流量の二酸化炭素を供給しても、攪拌ノズル６１を使用した場合には、比抵抗が半分以下に低下することができる。
【００５６】
また、丸印の波形と四角印の波形との比較から明らかなように、四角印の波形は、二酸化炭素の流量が丸印の半分であるが、攪拌ノズル６１を使用したことにより、比抵抗値は、丸印と同等程度まで低下することが解る。すなわち、攪拌ノズル６１を使用して、処理液タンク３１内の処理液を積極的に攪拌することにより、攪拌ノズル６１を使用しない場合の半分の二酸化炭素供給量で、同じように比抵抗値を下げることができ、二酸化炭素を節約できることが確認できる。
【００５７】
＜２．第２実施形態＞
第２実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図５に示すように、ミキシングユニット２５０および、攪拌ノズル２６１の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００５８】
第２実施形態では、ミキシングユニット２５０は、処理液流出口５２が鉛直上方へ向けて、すなわち、処理液タンク３１の底近くから液面へ向けている。攪拌ノズル２６１から吹き出された処理液は、液面に向かって上昇したのち、四方に分散して、処理液タンク３１内をむら無く攪拌し、二酸化炭素は高い効率で溶解される。
【００５９】
＜３．第３実施形態＞
第３実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図６に示すように、ミキシングユニット３５０の向き、および、攪拌ノズル３６１が違い、攪拌ノズル３６１によって吹き出される処理液の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００６０】
第３実施形態では、ミキシングユニット３５０は、処理液流出口５２が鉛直上方、すなわち処理液中から液面へ向けている。攪拌ノズル３６１は、水平な一方向に長く、その方向に長いスリット状の開口から処理液をカーテン状に吹き出す。吹き出された処理液は、液面に向かって上昇したのち、２方に分散して、処理液タンク３１内をむら無く攪拌し、二酸化炭素は高い効率で溶解される。
【００６１】
＜４．第４実施形態＞
第４実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図７に示すように、ミキシングユニット４５０の向き、および、攪拌ノズル４６１が違い、攪拌ノズル４６１によって吹き出される処理液の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００６２】
第４実施形態では、ミキシングユニット４５０は、処理液流出口５２が鉛直上方、すなわち処理液中から液面に向けている。攪拌ノズル４６１は、ミキシングユニット４５０の処理液流出口５２から、液面近くにまで延びる中空円筒体で、その円筒形外周面に、多数開口した小孔から処理液を四方へ吹き出す。上下方向に関しては、ミキシングユニット４５０から液面までの高さに渡って、処理液を吹き出す。したがって、上下および、水平方向の四方に渡って、処理液は広く分散するように処理液タンク３１内の隅々へ吹き出され、攪拌し、二酸化炭素が高位率的に溶解される。
【００６３】
＜５．第５実施形態＞
図８に示す基板洗浄処理装置５０１は、第５実施形態にかかる装置である。この基板処理装置５０１の処理チャンバー５１０およびその内部は、第１実施形態と同じである。
【００６４】
上部スプレイノズル５１４および下部スプレイノズル５１５には、処理液給管５２１、５２２がそれぞれ連通接続されており、処理液供給管５２１、５２２には、開閉制御弁Ｖ５１、Ｖ５２がそれぞれ介挿されている。各処理液供給管５２１、５２２は、それぞれ処理液送出管５２３に連通接続され、処理液送出管５２３はポンプ５２４の吐出口側に流路接続されている。ポンプ５２４の吸込口側は、吸込み管５２５を介して、処理液が貯留された処理液タンク５３１の底部近傍に流路接続されている。
【００６５】
ポンプ５２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管５２３は、開閉制御弁Ｖ５１と開閉制御弁Ｖ５２に連通接続するように分岐する他に、分岐管５２７を派生するように分岐している。この分岐管５２７の下流側は、開閉制御弁Ｖ５４に連通接続している。開閉制御弁Ｖ５４には、ポンプ５２４から吐出された処理液を処理液タンク５３１へ戻す戻し管５２８が連通接続している。この戻し管５２８の下流端側は、処理液タンク５３１内に貯留される処理液の液面下、処理液タンク５３１の底近くまで延び、処理液中にて、ミキシングユニット５５０に連通接続している。
【００６６】
ミキシングユニット５５０は、第１実施形態のミキシングユニット５０と構造は同じである。ミキシングユニット５５０の処理液流出口５２には、処理液タンク５３１内の処理液中にて、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル５６１が連通接続されている。
【００６７】
純水供給源５４１は、前段純水供給管５４２が連通接続し、前段純水供給管５４２の下流側は開閉制御弁Ｖ５３に連通接続する。開閉制御弁Ｖ５３は後段純水供給管５４３が連通接続し、後段純水供給管５４３の下流端側は、戻し管５２８の途中に、つまり、開閉制御弁Ｖ５４からミキシングユニット５５０へ至る戻し管５２８の途中に連通接続している。
【００６８】
二酸化炭素供給源５７１には、二酸化炭素供給管５７２が連通接続している。二酸化炭素供給管５７２は、途中に開閉制御弁Ｖ５５を介挿して、ミキシングユニット５５０の二酸化炭素流入口５３に連通接続している。
【００６９】
処理液タンク５３１には、比抵抗計５８１が、処理液タンクが貯留する処理液の比抵抗を計測するように、設置されている。この比抵抗計５８１からの計測信号は、コントローラ５８２に入力されるようになっている。コントローラ５８２からの開閉制御弁Ｖ５５へ制御信号が送られ、その制御信号によって開閉制御弁Ｖ５５の開閉動作が制御されるようになっている。
【００７０】
次に図８に示した第５実施形態にかかる基板洗浄処理装置５０１における処理動作の１例について説明する。
【００７１】
基板洗浄処理に先立ち、処理液タンク５３１に、処理液として二酸化炭素を所望の比抵抗値以下になるまで溶解させた純水を貯留する。そのために、先ず、開閉制御弁Ｖ５３だけを開け、その他の開閉制御弁は閉じる。この状態で、純水供給源５４１から純水を、前段純水供給管５４２，開閉制御弁Ｖ５３、後段純水供給管５４３，ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て、処理液タンク５３１に貯める。
【００７２】
処理液タンク５３１内で、比抵抗計５８１が測定可能となるまで純水が貯まって来ると、比抵抗計５８１は測定を開始する。この時点では、まだ純水への二酸化炭素の供給を開始していないので、比抵抗計５８１は、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ５８２へ送信する。コントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令する。
【００７３】
開閉制御弁Ｖ５５が開くと、二酸化炭素供給源５７１から、二酸化炭素供給管５７２、開閉制御弁Ｖ５５、を経て、二酸化炭素がミキシングユニット５５０へ供給される。ミキシングユニット５５０へ供給された二酸化炭素は、ミキシングユニット５５０内を通過する純水に混ざる。
【００７４】
上記したようにして二酸化炭素混じりの純水を処理液タンク５３１に貯める途中で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値以下を検出すると、その検出信号を受けてコントローラ５８２は、二酸化炭素調節手段である開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令する。これにより、二酸化炭素の供給は停止し、二酸化炭素が混じらない純水だけが、処理液タンク５３１に供給される。
【００７５】
なお、比抵抗計５８１が、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ５８２へ送信すると、コントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、二酸化炭素の供給が再開される。
【００７６】
上記したように二酸化炭素の供給を、比抵抗計５８１の検出信号に基づいて、コントローラ５８２が開閉制御弁Ｖ５５を開閉操作することによって、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水が、処理液タンク５３１に貯留される。
【００７７】
なお、純水が処理液タンク５３１に必要量貯留された段階で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値を越えた値を検出する場合には、次の二酸化炭素混入用の循環動作を行う。すなわち、開閉制御弁Ｖ５４、Ｖ５５を開け、その他の開閉制御弁は閉じた状態にする。
【００７８】
この状態で、ポンプ５２４を駆動すると、ポンプ５２４が、吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管５２３、処理液送出管５２３から分岐した分岐管５２７、開閉制御弁Ｖ５４、戻し管５２８、ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て処理液タンク５３１に戻る。この処理液循環路の途中のミキシングユニット５５０にて二酸化炭素が処理液に混入する。
【００７９】
このようにして二酸化炭素を処理液タンク５３１に貯留された処理液（純水中）に混入することを継続すると、二酸化炭素が所望の比抵抗値になるまで必要十分に溶解し、比抵抗計５８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出する。その検出信号を受けてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。これで、処理液タンク５３１は、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水を、貯留することができる。
【００８０】
ここまでで、基板Ｗを洗浄する準備が完了し、洗浄処理を開始する。まず、開閉制御弁Ｖ５１、Ｖ５２、Ｖ５４およびＶ５６を開け、その他の開閉制御弁は閉じる。ポンプ５２４は、吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管５２３、開閉制御弁Ｖ５１、開閉制御弁Ｖ５２、処理液給管５２１、処理液供給管５２２を経由して、上部スプレイノズル５１４および下部スプレイノズル５１５へと送液する。
【００８１】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５から処理液のスプレイが開始すると、基板Ｗが入口側開港５１１から処理チャンバー５１０へ運び入れられ、基板Ｗは、出口側開口５１２まで移動する間に、上部スプレイノズル５１４、および下部スプレイノズル５１５からスプレイされる処理液によって洗浄処理が施される。
【００８２】
基板Ｗへ向けてスプレイされた処理液は、基板Ｗから落ちると、処理チャンバー５１０の底部に集まり、流出管５９１、回収用配管５９２、開閉制御弁Ｖ５６を経て、処理液タンク５３１に戻る。
【００８３】
上記したように処理液を基板Ｗにスプレイする動作の最中に、処理液中に溶解している二酸化炭素が再びガスになって処理液から大気中に出る等により、処理液の比抵抗値が上がると、比抵抗計５８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、処理液を基板Ｗにスプレイするのと並行して、前記した循環動作において二酸化炭素の供給が行われる。
【００８４】
すなわち、ポンプ５２４が吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管５２３、分岐管５２７、開閉制御弁Ｖ５４、戻し管５２８、ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て処理液タンク５３１に戻す処理液循環路に循環させる動作では、ミキシングユニット５５０にて二酸化炭素を処理液に混入する。
【００８５】
前記した二酸化炭素混入用の循環動作の途中で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値にまで下がったことを検出すると、その検出信号を受けてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。以後、比抵抗計５８１の検出データに基づいて、コントローラ５８２は開閉制御弁Ｖ５５に指令して、二酸化炭素の供給を制御する。
【００８６】
以上のようにして基板Ｗを洗浄処理するうちに、処理液の汚染が蓄積し、処理液を新しくする場合には、開閉制御弁Ｖ５６を閉じて、開閉制御弁Ｖ５７を開き、排液用配管５９３を通して基板処理装置５０１の外部へ処理液を廃棄する。
【００８７】
なお、処理液の全部を新しくする場合には、以上の動作を最初から、繰り返せばよい。一部を新しくする場合には、廃棄した分量だけ、純水供給源５４１から供給すればよい。
【００８８】
ただし、新しく純水を供給すると、新しく供給する純水の量にもよるが、処理液タンク５３１に貯留されている処理液の二酸化炭素濃度は薄まるので、比抵抗計５８１は、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、二酸化炭素が供給される。
【００８９】
以上説明したように、第５実施形態に係る基板洗浄処理装置５０１は、比抵抗計５８１の検出信号に基づいて、処理液タンク５３１内に貯留されている処理液（純水）に対して、所望の比抵抗値以下となるように、コントローラ５８２が開閉制御弁Ｖ５５を制御して二酸化炭素を、混入するようにしたので、基板Ｗに供給される処理液は、比抵抗計値以下となる。また、比抵抗計５８１からの検出信号に基づいて、コントローラ５８２は二酸化炭素の供給を停止するので、過剰に二酸化炭素を供給することがなく、二酸化炭素を無駄にしない。
【００９０】
また、処理液循環路における戻し管５２８の下流側は、処理液タンク５３１内の処理液中に延び、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル５６１を連通接続している。このため、新しく純水を供給する際や、二酸化炭素混入用の循環動作を行う際に、二酸化炭素が混入された純水や処理液が、攪拌ノズル５６１を通過することによって、処理液タンク５３１内の処理液を広い範囲で攪拌し、溶解しきれなくて気泡となって出てきた二酸化炭素も、細かな泡に分かれて処理液タンク５３１内に広がり、溶解が促進される。
【００９１】
また、いったん処理液タンク５３１に貯留した処理液を、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解させてから、処理液タンク５３１から基板へ処理液を供給しているので、基板へ処理液を供給する配管の途中で二酸化炭素を混入させるのと比較して、所望の比抵抗値以下となるように確実に二酸化炭素を溶解させた処理液を基板へ供給することができる。
【００９２】
＜６．第６実施形態＞
図９に示す基板洗浄処理装置６０１は、第６実施形態にかかる装置である。この基板処理装置６０１は、戻し管６２８、後段純水供給管６４３、純水供給延長管６４５、二酸化炭素供給管６７２、ミキシングユニット６５０，攪拌ノズル６６１が、第２実施形態とは違う。その他は第２実施形態と同じである。
【００９３】
なお、ポンプ６２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管６２３から派生した分岐管６２７の下流側には開閉制御弁Ｖ６４が連通接続する。この開閉制御弁Ｖ６４の下流側には、ポンプ６２４から吐出された処理液を処理液タンク６３１へ戻す戻し管６２８が連通接続している。この戻し管６２８の下流側は、次のようにして、ミキシングユニット６５０に連通接続している。
【００９４】
すなわち、第６実施形態にかかる基板洗浄処理装置６０１では、ミキシングユニット６５０を処理液タンク６３１の外に配置している。戻し管６２８の下流側は、処理液タンク６３１の外で、処理液タンク６３１の外に配置したミキシングユニット６５０の処理液流入口５１と連通接続している。
【００９５】
上記したように処理液タンク６３１の外に配置したミキシングユニット６５０は、その二酸化炭素流入口５３には、二酸化炭素供給管６７２の下流側が連通接続し、処理液流出口５２には、延長管６５１の上流側が連通接続している。
【００９６】
ミキシングユニット６５０の処理液流出口５２には、延長管６５１が連通接続している。この延長管６５１は、ミキシングユニット６５０から出た処理液を処理液タンク６３１へ導く配管であり、その下流側は、処理液タンク６３１内へ延び、処理液タンク６３１内に貯留されている処理液の液面下、処理液タンク６３１の底部近くへ延び、処理液中にて、攪拌ノズル６６１に連通接続している。この攪拌ノズル６６１の出口は、処理液タンク６６１に貯留されている処理液を臨むように配置し、処理液を効率的に攪拌する。
【００９７】
このようにミキシングユニット６５０を処理液タンク６３１の外に設置したことにより、ミキシングユニット６５０を流れる純水や処理液は処理液タンク６３１に至るまでの間に、延長管６５１を通過する。ミキシングユニット６５０にて処理液や純水に注入された二酸化炭素は、延長管６５１内を通過する間に、純水や処理液へ効率的に溶解する。
【００９８】
なお、第６実施形態では、処理液タンク６３１内から、吸込み管６２５、ポンプ６２４、処理液送出管６２３の一部（ポンプ６２３と分岐管６２７までの間の部分）、分岐管６２７、開閉制御弁Ｖ６４、戻し管６２８、ミキシングユニット６５０、延長管６５１、撹拌ノズル６６１を経て、処理液タンク６３１に戻る処理液循環路が設けられている。
【００９９】
＜７．第７実施形態＞
第７実施形態の基板洗浄処理装置は、ミキシングユニット７５０の内部構造が第１実施形態と違う。他は第１実施形態と同じである。図５は、第２実施形態におけるミキシングユニット７５０の概略斜視図である。
【０１００】
第４実施形態のミキシングユニット７５０は、処理液流入口７５１と、処理液流出口７５２を、連通する内部流路７５４の途中に、流路断面積を狭く絞った狭隘部７５８を有する。狭隘部７５８には、二酸化炭素流入口７５３から延びる二酸化炭素導入路７５５の終端が開口し、狭隘部７５８にて、二酸化炭素が流れる液に注入される。内部流路７５４と二酸化炭素導入路７５５は、直交するように連通接続し、ミキシングユニット７５０の外形は、概略すると全体が「Ｔ」字型である。
【０１０１】
なお、ミキシングユニット７５０において、二酸化炭素導入路７５５は、内部流路７５４と出合うのは、図１０に示すように狭隘部７５８の位置の他には、狭隘部７５８よりも上流でもよい。
【０１０２】
ミキシングユニット７５０は、上記したように、内部流路７５４に狭隘部７５８を設け、狭隘部７５８よりも上流にて二酸化炭素を、内部流路７５４を通過する処理液に混入するようにしたことによって、次の効果がある。すなわち、内部流路７５３を流れる純水や処理液は、狭隘部７４８を通過する際に、流速が上がり、狭隘部を通過した直後に、急に流路が広くなり流速が下がる。このため、狭隘部の下流では、純水や処理液の流れは乱流を生じ、混在する二酸化炭素の気泡は、揉まれて細かく分かれ、激しく気液混合する状態となり、二酸化炭素の溶解が効率的に進む。
【符号の説明】
【０１０３】
１，５０１，６０１ 基板洗浄処理装置
１０，５１０，６１０ 処理チャンバー
１１，５１１，６１１ 入口側開口
１２，５１２，６１２ 出口側開口
１３，５１３，６１２ ローラコンベア
１４，５１４，６１４ 上部スプレイノズル
１５，５１５，６１５ 下部スプレイノズル
２１，５２１，５２２，３２１、３２２ 処理液供給管
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７ 開閉制御弁
Ｖ５１，Ｖ５２，Ｖ５３，Ｖ５４，Ｖ５５，Ｖ５６，Ｖ５７ 開閉制御弁
Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３，Ｖ６４，Ｖ６５，Ｖ６６，Ｖ６７ 開閉制御弁
２３，５２３，６２３ 処理液送出管
２４，５２４，６２４ ポンプ
２５，５２５，６２５ 吸込み管
２７，５２７，６２７ 分岐管
２８，５２８，６２８ 戻し管
３１，５３１，６３１ 処理液タンク
４１，５４１，６４１ 純水供給源
４２，５４２，６４２ 前段純水供給管
４３，５４３，６４３ 後段純水供給管
６５１ 延長管
５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，７５０ ミキシングユニット
５１，７５１ 処理液流入口
５２，７５２ 処理液流出口
５３，７５３ 二酸化炭素流入口
５４，７５４ 内部流路
５５，７５５ 二酸化炭素導入路
５６ 二酸化炭素導出管
５７ 横穴
７５８ 狭隘部
６１，２６１，３６１，４６１，５６１，６６１ 攪拌ノズル
７１、５７１，６７１ 二酸化炭素供給源
７２，５７２，６７２ 二酸化炭素供給管
８１，５８１，６８１ 比抵抗計
８２，５８２，６８２ コントローラ
９１，５９１，６９１ 流出管
９２，５９２，６９２ 回収用配管
９３，５９３，６９３ 排液用配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置等の画像表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ、太陽電池用基板等の各種基板（以下、単に基板という）に対して、処理液を供給することによって、基板表面を洗浄処理する基板洗浄処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置のうち、純水で基板を洗浄する基板洗浄処理装置においては、純水と基板との摩擦で発生する静電気を抑制するために、二酸化炭素を溶解させた純水が使用される。
【０００３】
また、基板表面に残存する使用済みレジスト膜を、例えばアミン基を含む有機剥離液で剥離した後に、純水で水洗するまでの間に、基板に付着している有機剥離液の滴を除去するリンス処理工程に使用する基板洗浄処理装置においても、リンス液用の処理液として二酸化炭素を溶解させた純水が使用される。これは、有機剥離液の滴が多量に付着したままで基板を水洗すると、有機剥離液中のアミン基が水と反応して生成されるアルカリ成分によって、基板表面が損傷（いわゆるアルカリ焼け）するのを防止するためであり、二酸化炭素を溶解させた純水からなるリンス液を用いることにより、リンス液が炭酸イオンで弱酸性になり、アルカリ成分を中和するためである。
【０００４】
特許文献１には、基板にリンス液を供給する配管の途中に、ガス溶解モジュールを介挿し、このモジュールの内部に貯留する純水中で二酸化炭素をバブリングすることによって、配管を流れる液に二酸化炭素を溶解させる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、処理液を貯留したタンクに、二酸化炭素をバブリングする量は、処理液を消費する量が最大の状況でも、所望の比抵抗値を越えないように、または、所望のｐＨ値を越えないように、この処理液を最大に消費する状況を基準として、不足しないように供給していた。このため、処理液を大量に消費しない状況では、二酸化炭素が必要を上回る濃度に溶解し、二酸化炭素を無駄に消費することがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解消しようとしてなされたものであり、処理液に溶解する二酸化炭素の量を、所望の濃度以上に維持し、かつ、二酸化炭素を無駄に消費しないようにした基板洗浄処理装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板に、二酸化炭素を溶解した処理液を供給して、基板の表面を処理する基板洗浄処理装置において、基板に供給する処理液を貯留する処理液タンクと、前記処理液タンクから吸い込んだ処理液を、前記処理液タンク内に吹き出す処理液循環路と、二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源と、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素の量を操作する二酸化炭素調節手段と、前記処理液循環路に設けられ、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混入するミキシングユニットと、前記処理液タンク内の処理液の比抵抗を測定する比抵抗測定手段と、前記比抵抗測定手段からの測定信号に基づいて、前記二酸化炭素調節手段を制御するコントローラを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の基板洗浄処理装置において、前記処理液循環路の終端に、前記処理液タンク内に貯留されている処理液中で、処理液を広げて吹き出す攪拌ノズルを付設することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のどちらかに記載の基板洗浄処理装置において、前記ミキシングユニットの内部に、通過する処理液の流路を狭くした狭隘部を設け、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素が処理液に混入する位置を、該狭隘部または、該狭隘部より上流にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１から請求項３に記載の発明は、比抵抗測定手段が処理液タンク内の処理液の比抵抗値を測定し、その測定結果に基づいて、コントローラが処理液に溶解させる二酸化炭素の量を、所望の比抵抗値以下となるように必要な濃度に維持し、かつ、二酸化炭素を無駄に消費しないように過剰に供給することが無いように制御する。本発明による二酸化炭素の供給制御は、処理液の比抵抗値に基づくので、二酸化炭素の濃度変化に俊敏に相関するので、二酸化炭素が必要濃度に達したら迅速に二酸化炭素の供給を停止したり、減少したら迅速に供給させたりできる。二酸化炭素の供給制御が高速であり、二酸化炭素を無駄に消費することない。例えばｐＨ値の測定に基づいて二酸化炭素の供給を制御するような技術では、二酸化炭素が水に溶解しても、緩衝作用のためにｐＨ値が直ぐには変化せず、少々時間を要し俊敏には制御できない。一方、本発明はｐＨ測定値ではなく、比抵抗値の測定結果に基づいて二酸化炭素の供給を制御するので、本発明では、高速に制御でき、二酸化炭素を無駄にしない。
【００１２】
また、本発明における二酸化炭素の溶解は、処理液タンクから吸い込んだ処理液を処理液タンク内へ戻す処理液循環路に設けたミキシングユニットで、循環中の処理液に二酸化炭素を混入することにより行われる。二酸化炭素は、処理液とともに処理液タンク内に吹き出されるので、処理液タンク内の処理液と能動的に混ざり、処理液に早く溶解する。二酸化炭素が処理液に早く溶解するため、二酸化炭素を供給したら直ぐに、処理液の比抵抗値が下がり、この作用も相乗して、二酸化炭素の供給を高速に制御でき、二酸化炭素を無駄にしない。
【００１３】
特に、請求項２に記載の発明によれば、処理液流路の下流端部を、処理液を広げて噴出する攪拌ノズルにしたので、処理液供給路から出る処理液は、処理液タンク内の広い範囲に対して、出てきた勢いを及ぼして、処理液タンク内の処理液を効率よく攪拌し、二酸化炭素を更に効率的に溶解し、処理液に溶解できずに大気中に逃してしまう無駄を解消できる。
【００１４】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ミキシングユニット内に流路を狭くした狭隘部を設けたので、処理液の流れは、狭隘部を通過する際に速度が上がり、狭隘部を通過した直後に、流路面積が急に広がることで速度が下がり、その際に乱流となる。また、処理液の圧力は、狭隘部で一度下がったのち、狭隘部を通過した直後に高くなる。狭隘部通過時と、狭隘部通過直後での前記した各種変化によって、処理液と一緒に流れる二酸化炭素の気泡は細かく分かれて微細な泡に分散し、乱流となった処理液とよく混ざり、効率的に溶解する。処理液に溶解できずに大気中に逃してしまう二酸化炭素の無駄を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図２】第１実施形態のミキシングユニットの概略斜視図である。
【図３】第１実施形態の基板洗浄処理装置おいて、比抵抗値の測定結果と、それに基づいて制御される二酸化炭素の供給量の変動を測定した結果を示すグラフである。
【図４】第１実施形態の基板洗浄処理装置において、攪拌ノズルによって二酸化炭素の溶解が効率的に進むことを確認した測定結果を示すグラフである。
【図５】第２実施形態でのミキシングユニットおよび攪拌ノズルの向きを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的正断面図である。
【図６】第３実施形態でのミキシングユニットの向き、および攪拌ノズルを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的平面図である。
【図７】第４実施形態でのミキシングユニットの向き、および攪拌ノズルを示す処理液タンクの概略構成を示す模式的平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る基板洗浄処理装置の概略構成を示す模式的正面断面図である。
【図１０】第７実施形態におけるミキシングユニットの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
図１に示す基板洗浄処理装置１は、純水に二酸化炭素を溶解した洗浄液を処理液として、基板を洗浄処理する装置である。この基板洗浄処理装置１は、入口側開口１１および出口側開口１２を有する処理チャンバー１０を備え、処理チャンバー１０の内部には、基板Ｗを水平姿勢もしくは僅かに傾斜した姿勢に支持して水平方向へ搬送するローラコンベア１３が配設されている。この処理チャンバー１０の内部には、基板搬送路を挟んでその上方および下方に、それぞれ基板搬送路に沿って上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５が連設されている。
【００１８】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５には、処理液給管２１、２２がそれぞれ連通接続されている。処理液供給管２１、２２には、開閉制御弁Ｖ１、Ｖ２がそれぞれ介挿され、それぞれ処理液送出管２３に連通接続される。処理液送出管２３はポンプ２４の吐出口側に流路接続されている。ポンプ２４の吸込口側は、吸込み管２５を介して、処理液が貯留された処理液タンク３１の底部近傍に流路接続されている。
【００１９】
また、ポンプ２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管２３は、開閉制御弁Ｖ１と開閉制御弁Ｖ２に連通接続するように分岐する他に、分岐管２７を派生するように分岐している。この分岐管２７の下流側は、開閉制御弁Ｖ４に連通接続している。開閉制御弁Ｖ４には、ポンプ２４から吐出された処理液を処理液タンク３１へ戻す戻し管２８が連通接続している。この戻し管２８の下流側は、処理液タンク３１内に貯留される処理液の液面下、処理液タンク３１の底部にまで延び、処理液中にて、ミキシングユニット５０に連通接続している。
【００２０】
ミキシングユニット５０は、二酸化炭素を純水や処理液に注ぐ二酸化炭素注入手段であり、図２に示すように、処理液流入口５１、処理液流出口５２、二酸化炭素流入口５３を有し、それらの口を内部で一つに出合わせる三叉路を構成する三方管である。より詳細に説明すると次のような構造である。
【００２１】
すなわち、処理液流入口５１は、戻し管２８の下流端側に連通接続する。処理液流入口５１と処理液流出口５２は、ミキシングユニット５０の内部を直線状に貫通する内部流路５４で連通している。
【００２２】
二酸化炭素流入口５３からミキシングユニット５０の内部へは、二酸化炭素導入路５５が延び、この二酸化炭素導入路５５は、内部流路５４と直交するように「Ｔ」字型に連通接続する。なお、内部流路５４と二酸化炭素導入路５５は、いわゆるチーズとなるように「Ｔ」字型に連通接続するように、直角に出合うことに限定されることはなく、斜めに出合う三叉路であってもよい。
【００２３】
二酸化炭素導入路５５は、内部流路５４の内壁から、中央へ突出する二酸化炭素導出管５６に連通接続している。二酸化炭素導出管５６は、突出した先端部にて、処理液流出口５２の方向へ、二酸化炭素を出す横穴５７を開口している。
【００２４】
ミキシングユニット５０は、上記したように、内部流路５４の内壁から、中央へ突出する二酸化炭素導出管５６から二酸化炭素を出すようにしたことにより、内部流路５４を流れる処理液の流れの中央に二酸化炭素を供給し、処理液と二酸化炭素とが混じり易い。
【００２５】
ミキシングユニット５０の処理液流出口５２には、処理液タンク３１内の処理液中にて、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル６１を連通接続している。この攪拌ノズル６１は、処理液タンク３１に貯留されている処理液に浸かるように配置し、処理液タンク３１内に貯留されている処理液を効率的に攪拌する。なお、この攪拌ノズル６１は、大気中で液を噴き出させたら、扇状に液を飛散させるいわゆるスプレイノズルを使用している。
【００２６】
二酸化炭素供給源７１には、二酸化炭素供給管７２が連通接続している。二酸化炭素供給管７２は、途中に開閉制御弁Ｖ５を介挿して、ミキシングユニット５０の二酸化炭素流入口５３に連通接続している。この開閉制御弁Ｖ５を操作することによって、二酸化炭素供給源７１から供給される二酸化炭素の量を加減できる。この開閉制御弁Ｖ５は二酸化炭素の流量を調節する二酸化炭素調節手段である。なお流量の調節は、開閉制御弁Ｖ５を開けるか、閉じるか二者択一的に操作するだけに限らず、開ける度合いを加減するようにしてもよい。
【００２７】
純水供給源４１は、前段純水供給管４２が連通接続し、前段純水供給管４２の下流側は開閉制御弁Ｖ３に連通接続する。開閉制御弁Ｖ３は後段純水供給管４３が連通接続し、後段純水供給管４３の下流端側は、処理液タンク３１の上方から、処理液タンク３１の底を臨むように配置され、前記下流端から処理液タンク３１へ純水を注入するようにしている。
【００２８】
処理チャンバー１０の底部には、流出管９１が連通接続されており、流出管９１は、回収用配管９２と排液用配管９３とに分岐している。回収用配管９２の下流端出口は、処理液タンク３１へ導入されている。また、排液用配管９３を通って使用済みの処理液が、廃棄ないし基板処理装置１とは別の装置にて再活用されるようになっている。回収用配管９２および排液用配管９３には、開閉制御弁Ｖ６、Ｖ７が介挿されている。
【００２９】
処理液タンク３１には、比抵抗計８１が、処理液タンク３１が貯留する処理液の比抵抗を計測するように、設置されている。この比抵抗計８１からの計測信号は、コントローラ８２に入力されるようになっている。コントローラ８２から開閉制御弁Ｖ５へ制御信号が送られ、その制御信号によって開閉制御弁Ｖ５の開閉動作が制御される。
【００３０】
次に図１に示した構成の基板洗浄処理装置１における処理動作の１例について説明する。
【００３１】
基板洗浄処理に先立ち、処理液タンク３１に純水を貯留する。そのために、先ず、開閉制御弁Ｖ３だけを開け、その他の開閉制御弁は閉じる。この状態で、純水供給源４１から所定量の純水を、純水供給管４２を経て、処理液タンク３１に貯める。
【００３２】
処理液タンク３１内で、ポンプ２４を起動できる高さまで純水が貯まると、ポンプ２４を駆動し、開閉制御弁Ｖ４を開ける。処理液タンク３１内に貯留された純水は、吸込み管２５、ポンプ２４、処理液送出管２３の一部（ポンプ２４と分岐管２７までの間の部分）、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て、処理液タンク３１に戻る処理液循環路に沿って循環し、二酸化炭素混入用の循環動作が開始される。
【００３３】
引き続き、処理液タンク３１内で、比抵抗計８１が測定可能となるまで純水が貯まると、比抵抗計８１は測定を開始する。この時点では、まだ純水への二酸化炭素の供給を行っていないので、比抵抗計８１は、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ８２へ送信する。そして、コントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令する。
【００３４】
開閉制御弁Ｖ５が開くと、二酸化炭素供給源７１から、二酸化炭素供給管７２、開閉制御弁Ｖ５を経て、二酸化炭素がミキシングユニット５０へ供給される。ミキシングユニット５０への二酸化炭素の供給は、二酸化炭素流入口５３が入り口であり、二酸化炭素流入口５３からミキシングユニット５０内に注入された二酸化炭素は、二酸化炭素導出管５６を通って横穴５７から出る。横穴５７から出た二酸化炭素は、ミキシングユニット５０の内部流路５４を通過する処理液に混ざる。
【００３５】
このように、比抵抗計８１が測定を開始すると、処理液タンク３１に注がれた純水は、前記した処理液循環路に設けられたミキシングユニット５０にて二酸化炭素が混入され、二酸化炭素の気泡混じりの純水が、撹拌ノズル６１から噴出される。攪拌ノズル６１を通過する際に、二酸化炭素の気泡は細かな泡に分かれて処理液タンク３１内を広がるようにして吹き出され、二酸化炭素の溶解が促進される。撹拌ノズル６１から噴出される純水は、処理液タンク３１内に広く行き渡るように吹き出されるので、処理液タンク３１内の純水（処理液）を攪拌し、二酸化炭素がむら無く溶解する。
【００３６】
上記したように処理液タンク３１内の純水を循環動作しながら二酸化炭素を混入することを続けると、比抵抗計８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出する。その検出信号を受けてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給が停止される。これで、処理液タンク３１に、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水を、処理液タンク３１に貯留する作業は完了する。
【００３７】
ここまでが、基板Ｗを洗浄する準備であり、次に、洗浄処理を開始する。まず、開閉制御弁Ｖ４を開けることを継続した状態で、開閉制御弁Ｖ１、Ｖ２およびＶ６を開ける。ポンプ２４は、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管２３、開閉制御弁Ｖ１、開閉制御弁Ｖ２、処理液給管２１、処理液供給管２２、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５へと送液する。
【００３８】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５から処理液のスプレイを開始すると、処理チャンバー１０の入口側開口１１から、基板Ｗをローラコンベア１３に乗せて、処理チャンバー１０内へ運ぶ。基板Ｗは、出口側開口１２まで移動する間に、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５からスプレイされる処理液によって洗浄処理が施される。
【００３９】
基板Ｗへ向けてスプレイされた処理液は、基板Ｗと接触後、処理チャンバー１０の底部に集まり、流出管９１、回収用配管９２、開閉制御弁Ｖ６を経て、処理液タンク３１に戻る。
【００４０】
処理液を基板Ｗにスプレイする洗浄処理動作の最中に、比抵抗計８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出すると、その検出信号に基づいてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令し、二酸化炭素の供給が再開される。すなわち、ポンプ２４が、吸込み管２５によって処理液タンク３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管２３を通って、上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５からスプレイされるのと並行して、分岐管２７、開閉制御弁Ｖ４、戻し管２８、ミキシングユニット５０、撹拌ノズル６１を経て処理液タンク３１に戻る処理液循環路を循環する動作を行い、循環動作の途中のミキシングユニット５０にて二酸化炭素を混入する。
【００４１】
上記した二酸化炭素混入用の循環動作を続けるうちに、比抵抗計８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出すると、その検出信号を受けてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。以後、比抵抗計８１の検出データに基づいて、コントローラ８２は開閉制御弁Ｖ５に指令して、二酸化炭素の供給を制御する。
【００４２】
なお、上記した一連の動作において、開閉制御弁Ｖ５を閉じるのと同時に、開閉制御弁Ｖ４も閉じても良いが、開閉制御弁Ｖ４を開けたままの状態を継続する方が望ましい。処理液タンク３１内の処理液を攪拌することが継続できるからである。
【００４３】
図３は、上記した一連の動作における比抵抗計８１による比抵抗値の測定結果と、それに基づいて開閉制御弁Ｖ５が開閉制御されている様子を測定したグラフである。このグラフにおいて、三角波のような波線は、比抵抗計８１による比抵抗値の測定結果である。略台形型の実線は、開閉制御弁Ｖ５の開閉状態を示し、この波形において縦軸の零の位置で推移する部分は、開閉制御弁Ｖ５が閉栓状態であって二酸化炭素の供給停止状態を示し、台形の上辺に沿って推移する波形部分は開閉制御弁Ｖ５が開栓状態であって二酸化炭素の供給状態を示す。
【００４４】
なお、横軸の零は、上記した一連の動作において、基板Ｗの洗浄準備段階で、処理液タンク３１内で、比抵抗計８１が測定可能となるまで純水が貯まって来て、比抵抗計８１からの検出信号に基づいて、コントローラ８２が開閉制御弁Ｖ５を開けた時点である。また、基板Ｗの洗浄処理の開始は、比抵抗計８１が検出した比抵抗値が、１．０ＭΩ・ｃｍ（＝１０ｋΩ・ｍ：図３の縦軸Ｈ）を最初に下回った時点（図３の横軸ｔ１）である。
【００４５】
図３から明らかなように、所望の比抵抗値（図３の場合は、１．０ＭΩ・ｃｍ＝１０ｋΩ・ｍ）以下を維持するように、二酸化炭素が供給され、しかも、二酸化炭素を過剰（不必要に多く）に供給しないように、この場合は０．２ＭΩ・ｃｍ（＝２ｋΩ・ｍ）に設定した比抵抗下限値（図３の縦軸Ｌ）まで下がってくると、二酸化炭素の供給が停止され、無駄に二酸化炭素を消費しないことが確認できる。
【００４６】
以上のようにして基板Ｗを洗浄処理するうちに、処理液の汚染が進み、処理液を新しくする場合には、開閉制御弁Ｖ６を閉じて、開閉制御弁Ｖ７を開き、排液用配管９３を通して基板処理装置１の外部へ処理液を廃棄する。
【００４７】
なお、処理液の全部を新しくする場合には、以上の動作を最初から、繰り返せばよい。一部を新しくする場合には、廃棄した分量だけ、純水供給源４１から純水を供給すればよい。
【００４８】
ただし、新しく純水を供給すると、新しく供給する純水の量にもよるが、処理液タンク３１に貯留されている処理液は、二酸化炭素濃度が薄まるので、比抵抗計８１は、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ８２は、開閉制御弁Ｖ５を開けるように指令し、二酸化炭素が供給される。
【００４９】
上記した純水を追加供給する際には、比抵抗計８１からの検出信号が、基板に対する洗浄処理を継続するには無理がある程に、高い比抵抗値を検出した場合には、基板の処理を中断するように、コントローラ８２は警告表示手段に指令する、或いは、ローラコンベア１３を止めるように制御させてもよい。
【００５０】
以上説明したように、第１実施形態に係る基板洗浄処理装置は、比抵抗計８１の検出信号に基づいて、処理液タンク３１内に貯留されている処理液（純水）に対して、所望の比抵抗値以下となるように、コントローラ８２が開閉制御弁Ｖ５を制御して二酸化炭素を、混入するようにしたので、基板Ｗに供給される処理液は、所望の比抵抗値以下となる。また、比抵抗計８１からの検出信号に基づいて、コントローラ８２は二酸化炭素の供給を停止するので、無駄に二酸化炭素を供給するこがなく、二酸化炭素を無駄にしない。
【００５１】
また、いったん処理液タンク３１に貯留した処理液を、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解させてから、処理液タンク３１から基板へ処理液を供給しているので、基板へ処理液を供給する配管の途中で二酸化炭素を混入させる装置構造と比較して、所望の比抵抗値以下となるように確実に二酸化炭素を溶解させた処理液を基板へ供給することができる。
【００５２】
また、戻し管２８の下流側は、処理液タンク３１内の処理液中に延び、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル６１を連通接続しているので、二酸化炭素混入用の循環動作を行う際に、二酸化炭素が混入された処理液が、攪拌ノズル６１を通過することによって、処理液タンク３１内の処理液を広い範囲で攪拌し、溶解しきれなくて気泡となって出てきた二酸化炭素も、細かな泡に分かれて処理液タンク３１内に広がり、溶解を促進することができる。
【００５３】
図４は、攪拌ノズル６１によって二酸化炭素の溶解が効率的に進むことを示す測定データである。横軸は、第１実施形態にかかる基板洗浄処理装置にて、前記した二酸化炭素混入用の循環動作で、二酸化炭素の供給を開始した時点を、横軸の零として、二酸化炭素の供給を開始してからの時間を示す。縦軸は、比抵抗計８１で測定される比抵抗値を示す。
【００５４】
丸印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り外した状態で、二酸化炭素を毎分１．０リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。三角印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り付けた状態で、二酸化炭素を毎分１．０リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。四角印でプロットした波形は、攪拌ノズル６１を取り付けた状態で、二酸化炭素を前記の半分すなわち、毎分０．５リットル供給した場合に比抵抗値が低下する様子を測定した波形である。
【００５５】
丸印の波形と三角印の波形との比較から明らかなように、同じ流量の二酸化炭素を供給しても、攪拌ノズル６１を使用した場合には、比抵抗が半分以下に低下することができる。
【００５６】
また、丸印の波形と四角印の波形との比較から明らかなように、四角印の波形は、二酸化炭素の流量が丸印の半分であるが、攪拌ノズル６１を使用したことにより、比抵抗値は、丸印と同等程度まで低下することが解る。すなわち、攪拌ノズル６１を使用して、処理液タンク３１内の処理液を積極的に攪拌することにより、攪拌ノズル６１を使用しない場合の半分の二酸化炭素供給量で、同じように比抵抗値を下げることができ、二酸化炭素を節約できることが確認できる。
【００５７】
＜２．第２実施形態＞
第２実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図５に示すように、ミキシングユニット２５０および、攪拌ノズル２６１の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００５８】
第２実施形態では、ミキシングユニット２５０は、処理液流出口５２が鉛直上方へ向けて、すなわち、処理液タンク３１の底近くから液面へ向けている。攪拌ノズル２６１から吹き出された処理液は、液面に向かって上昇したのち、四方に分散して、処理液タンク３１内をむら無く攪拌し、二酸化炭素は高い効率で溶解される。
【００５９】
＜３．第３実施形態＞
第３実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図６に示すように、ミキシングユニット３５０の向き、および、攪拌ノズル３６１が違い、攪拌ノズル３６１によって吹き出される処理液の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００６０】
第３実施形態では、ミキシングユニット３５０は、処理液流出口５２が鉛直上方、すなわち処理液中から液面へ向けている。攪拌ノズル３６１は、水平な一方向に長く、その方向に長いスリット状の開口から処理液をカーテン状に吹き出す。吹き出された処理液は、液面に向かって上昇したのち、２方に分散して、処理液タンク３１内をむら無く攪拌し、二酸化炭素は高い効率で溶解される。
【００６１】
＜４．第４実施形態＞
第４実施形態にかかる基板洗浄処理装置は、第１実施形態に係る基板洗浄処置装置１とは、図７に示すように、ミキシングユニット４５０の向き、および、攪拌ノズル４６１が違い、攪拌ノズル４６１によって吹き出される処理液の向きが違う。その他は第１実施形態と同じである。
【００６２】
第４実施形態では、ミキシングユニット４５０は、処理液流出口５２が鉛直上方、すなわち処理液中から液面に向けている。攪拌ノズル４６１は、ミキシングユニット４５０の処理液流出口５２から、液面近くにまで延びる中空円筒体で、その円筒形外周面に、多数開口した小孔から処理液を四方へ吹き出す。上下方向に関しては、ミキシングユニット４５０から液面までの高さに渡って、処理液を吹き出す。したがって、上下および、水平方向の四方に渡って、処理液は広く分散するように処理液タンク３１内の隅々へ吹き出され、攪拌し、二酸化炭素が高位率的に溶解される。
【００６３】
＜５．第５実施形態＞
図８に示す基板洗浄処理装置５０１は、第５実施形態にかかる装置である。この基板処理装置５０１の処理チャンバー５１０およびその内部は、第１実施形態と同じである。
【００６４】
上部スプレイノズル５１４および下部スプレイノズル５１５には、処理液給管５２１、５２２がそれぞれ連通接続されており、処理液供給管５２１、５２２には、開閉制御弁Ｖ５１、Ｖ５２がそれぞれ介挿されている。各処理液供給管５２１、５２２は、それぞれ処理液送出管５２３に連通接続され、処理液送出管５２３はポンプ５２４の吐出口側に流路接続されている。ポンプ５２４の吸込口側は、吸込み管５２５を介して、処理液が貯留された処理液タンク５３１の底部近傍に流路接続されている。
【００６５】
ポンプ５２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管５２３は、開閉制御弁Ｖ５１と開閉制御弁Ｖ５２に連通接続するように分岐する他に、分岐管５２７を派生するように分岐している。この分岐管５２７の下流側は、開閉制御弁Ｖ５４に連通接続している。開閉制御弁Ｖ５４には、ポンプ５２４から吐出された処理液を処理液タンク５３１へ戻す戻し管５２８が連通接続している。この戻し管５２８の下流端側は、処理液タンク５３１内に貯留される処理液の液面下、処理液タンク５３１の底近くまで延び、処理液中にて、ミキシングユニット５５０に連通接続している。
【００６６】
ミキシングユニット５５０は、第１実施形態のミキシングユニット５０と構造は同じである。ミキシングユニット５５０の処理液流出口５２には、処理液タンク５３１内の処理液中にて、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル５６１が連通接続されている。
【００６７】
純水供給源５４１は、前段純水供給管５４２が連通接続し、前段純水供給管５４２の下流側は開閉制御弁Ｖ５３に連通接続する。開閉制御弁Ｖ５３は後段純水供給管５４３が連通接続し、後段純水供給管５４３の下流端側は、戻し管５２８の途中に、つまり、開閉制御弁Ｖ５４からミキシングユニット５５０へ至る戻し管５２８の途中に連通接続している。
【００６８】
二酸化炭素供給源５７１には、二酸化炭素供給管５７２が連通接続している。二酸化炭素供給管５７２は、途中に開閉制御弁Ｖ５５を介挿して、ミキシングユニット５５０の二酸化炭素流入口５３に連通接続している。
【００６９】
処理液タンク５３１には、比抵抗計５８１が、処理液タンクが貯留する処理液の比抵抗を計測するように、設置されている。この比抵抗計５８１からの計測信号は、コントローラ５８２に入力されるようになっている。コントローラ５８２からの開閉制御弁Ｖ５５へ制御信号が送られ、その制御信号によって開閉制御弁Ｖ５５の開閉動作が制御されるようになっている。
【００７０】
次に図８に示した第５実施形態にかかる基板洗浄処理装置５０１における処理動作の１例について説明する。
【００７１】
基板洗浄処理に先立ち、処理液タンク５３１に、処理液として二酸化炭素を所望の比抵抗値以下になるまで溶解させた純水を貯留する。そのために、先ず、開閉制御弁Ｖ５３だけを開け、その他の開閉制御弁は閉じる。この状態で、純水供給源５４１から純水を、前段純水供給管５４２，開閉制御弁Ｖ５３、後段純水供給管５４３，ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て、処理液タンク５３１に貯める。
【００７２】
処理液タンク５３１内で、比抵抗計５８１が測定可能となるまで純水が貯まって来ると、比抵抗計５８１は測定を開始する。この時点では、まだ純水への二酸化炭素の供給を開始していないので、比抵抗計５８１は、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ５８２へ送信する。コントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令する。
【００７３】
開閉制御弁Ｖ５５が開くと、二酸化炭素供給源５７１から、二酸化炭素供給管５７２、開閉制御弁Ｖ５５、を経て、二酸化炭素がミキシングユニット５５０へ供給される。ミキシングユニット５５０へ供給された二酸化炭素は、ミキシングユニット５５０内を通過する純水に混ざる。
【００７４】
上記したようにして二酸化炭素混じりの純水を処理液タンク５３１に貯める途中で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値以下を検出すると、その検出信号を受けてコントローラ５８２は、二酸化炭素調節手段である開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令する。これにより、二酸化炭素の供給は停止し、二酸化炭素が混じらない純水だけが、処理液タンク５３１に供給される。
【００７５】
なお、比抵抗計５８１が、所望の比抵抗値より高い値の検出信号をコントローラ５８２へ送信すると、コントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、二酸化炭素の供給が再開される。
【００７６】
上記したように二酸化炭素の供給を、比抵抗計５８１の検出信号に基づいて、コントローラ５８２が開閉制御弁Ｖ５５を開閉操作することによって、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水が、処理液タンク５３１に貯留される。
【００７７】
なお、純水が処理液タンク５３１に必要量貯留された段階で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値を越えた値を検出する場合には、次の二酸化炭素混入用の循環動作を行う。すなわち、開閉制御弁Ｖ５４、Ｖ５５を開け、その他の開閉制御弁は閉じた状態にする。
【００７８】
この状態で、ポンプ５２４を駆動すると、ポンプ５２４が、吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液は、処理液送出管５２３、処理液送出管５２３から分岐した分岐管５２７、開閉制御弁Ｖ５４、戻し管５２８、ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て処理液タンク５３１に戻る。この処理液循環路の途中のミキシングユニット５５０にて二酸化炭素が処理液に混入する。
【００７９】
このようにして二酸化炭素を処理液タンク５３１に貯留された処理液（純水中）に混入することを継続すると、二酸化炭素が所望の比抵抗値になるまで必要十分に溶解し、比抵抗計５８１は所望の比抵抗値にまで下がったことを検出する。その検出信号を受けてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。これで、処理液タンク５３１は、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解した純水を、貯留することができる。
【００８０】
ここまでで、基板Ｗを洗浄する準備が完了し、洗浄処理を開始する。まず、開閉制御弁Ｖ５１、Ｖ５２、Ｖ５４およびＶ５６を開け、その他の開閉制御弁は閉じる。ポンプ５２４は、吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管５２３、開閉制御弁Ｖ５１、開閉制御弁Ｖ５２、処理液給管５２１、処理液供給管５２２を経由して、上部スプレイノズル５１４および下部スプレイノズル５１５へと送液する。
【００８１】
上部スプレイノズル１４および下部スプレイノズル１５から処理液のスプレイが開始すると、基板Ｗが入口側開港５１１から処理チャンバー５１０へ運び入れられ、基板Ｗは、出口側開口５１２まで移動する間に、上部スプレイノズル５１４、および下部スプレイノズル５１５からスプレイされる処理液によって洗浄処理が施される。
【００８２】
基板Ｗへ向けてスプレイされた処理液は、基板Ｗから落ちると、処理チャンバー５１０の底部に集まり、流出管５９１、回収用配管５９２、開閉制御弁Ｖ５６を経て、処理液タンク５３１に戻る。
【００８３】
上記したように処理液を基板Ｗにスプレイする動作の最中に、処理液中に溶解している二酸化炭素が再びガスになって処理液から大気中に出る等により、処理液の比抵抗値が上がると、比抵抗計５８１が、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、処理液を基板Ｗにスプレイするのと並行して、前記した循環動作において二酸化炭素の供給が行われる。
【００８４】
すなわち、ポンプ５２４が吸込み管５２５によって処理液タンク５３１から吸い込んだ処理液を、処理液送出管５２３、分岐管５２７、開閉制御弁Ｖ５４、戻し管５２８、ミキシングユニット５５０、撹拌ノズル５６１を経て処理液タンク５３１に戻す処理液循環路に循環させる動作では、ミキシングユニット５５０にて二酸化炭素を処理液に混入する。
【００８５】
前記した二酸化炭素混入用の循環動作の途中で、比抵抗計５８１が所望の比抵抗値にまで下がったことを検出すると、その検出信号を受けてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５に対し閉じるよう指令し、二酸化炭素の供給は停止する。以後、比抵抗計５８１の検出データに基づいて、コントローラ５８２は開閉制御弁Ｖ５５に指令して、二酸化炭素の供給を制御する。
【００８６】
以上のようにして基板Ｗを洗浄処理するうちに、処理液の汚染が蓄積し、処理液を新しくする場合には、開閉制御弁Ｖ５６を閉じて、開閉制御弁Ｖ５７を開き、排液用配管５９３を通して基板処理装置５０１の外部へ処理液を廃棄する。
【００８７】
なお、処理液の全部を新しくする場合には、以上の動作を最初から、繰り返せばよい。一部を新しくする場合には、廃棄した分量だけ、純水供給源５４１から供給すればよい。
【００８８】
ただし、新しく純水を供給すると、新しく供給する純水の量にもよるが、処理液タンク５３１に貯留されている処理液の二酸化炭素濃度は薄まるので、比抵抗計５８１は、所望の比抵抗値より高い値を検出し、その検出信号に基づいてコントローラ５８２は、開閉制御弁Ｖ５５を開けるように指令し、二酸化炭素が供給される。
【００８９】
以上説明したように、第５実施形態に係る基板洗浄処理装置５０１は、比抵抗計５８１の検出信号に基づいて、処理液タンク５３１内に貯留されている処理液（純水）に対して、所望の比抵抗値以下となるように、コントローラ５８２が開閉制御弁Ｖ５５を制御して二酸化炭素を、混入するようにしたので、基板Ｗに供給される処理液は、比抵抗計値以下となる。また、比抵抗計５８１からの検出信号に基づいて、コントローラ５８２は二酸化炭素の供給を停止するので、過剰に二酸化炭素を供給することがなく、二酸化炭素を無駄にしない。
【００９０】
また、処理液循環路における戻し管５２８の下流側は、処理液タンク５３１内の処理液中に延び、処理液を広げて噴出する撹拌ノズル５６１を連通接続している。このため、新しく純水を供給する際や、二酸化炭素混入用の循環動作を行う際に、二酸化炭素が混入された純水や処理液が、攪拌ノズル５６１を通過することによって、処理液タンク５３１内の処理液を広い範囲で攪拌し、溶解しきれなくて気泡となって出てきた二酸化炭素も、細かな泡に分かれて処理液タンク５３１内に広がり、溶解が促進される。
【００９１】
また、いったん処理液タンク５３１に貯留した処理液を、所望の比抵抗値以下となるように二酸化炭素を溶解させてから、処理液タンク５３１から基板へ処理液を供給しているので、基板へ処理液を供給する配管の途中で二酸化炭素を混入させるのと比較して、所望の比抵抗値以下となるように確実に二酸化炭素を溶解させた処理液を基板へ供給することができる。
【００９２】
＜６．第６実施形態＞
図９に示す基板洗浄処理装置６０１は、第６実施形態にかかる装置である。この基板処理装置６０１は、戻し管６２８、後段純水供給管６４３、純水供給延長管６４５、二酸化炭素供給管６７２、ミキシングユニット６５０，攪拌ノズル６６１が、第２実施形態とは違う。その他は第２実施形態と同じである。
【００９３】
なお、ポンプ６２４の吐出口側に流路接続されている処理液送出管６２３から派生した分岐管６２７の下流側には開閉制御弁Ｖ６４が連通接続する。この開閉制御弁Ｖ６４の下流側には、ポンプ６２４から吐出された処理液を処理液タンク６３１へ戻す戻し管６２８が連通接続している。この戻し管６２８の下流側は、次のようにして、ミキシングユニット６５０に連通接続している。
【００９４】
すなわち、第６実施形態にかかる基板洗浄処理装置６０１では、ミキシングユニット６５０を処理液タンク６３１の外に配置している。戻し管６２８の下流側は、処理液タンク６３１の外で、処理液タンク６３１の外に配置したミキシングユニット６５０の処理液流入口５１と連通接続している。
【００９５】
上記したように処理液タンク６３１の外に配置したミキシングユニット６５０は、その二酸化炭素流入口５３には、二酸化炭素供給管６７２の下流側が連通接続し、処理液流出口５２には、延長管６５１の上流側が連通接続している。
【００９６】
ミキシングユニット６５０の処理液流出口５２には、延長管６５１が連通接続している。この延長管６５１は、ミキシングユニット６５０から出た処理液を処理液タンク６３１へ導く配管であり、その下流側は、処理液タンク６３１内へ延び、処理液タンク６３１内に貯留されている処理液の液面下、処理液タンク６３１の底部近くへ延び、処理液中にて、攪拌ノズル６６１に連通接続している。この攪拌ノズル６６１の出口は、処理液タンク６６１に貯留されている処理液を臨むように配置し、処理液を効率的に攪拌する。
【００９７】
このようにミキシングユニット６５０を処理液タンク６３１の外に設置したことにより、ミキシングユニット６５０を流れる純水や処理液は処理液タンク６３１に至るまでの間に、延長管６５１を通過する。ミキシングユニット６５０にて処理液や純水に注入された二酸化炭素は、延長管６５１内を通過する間に、純水や処理液へ効率的に溶解する。
【００９８】
なお、第６実施形態では、処理液タンク６３１内から、吸込み管６２５、ポンプ６２４、処理液送出管６２３の一部（ポンプ６２３と分岐管６２７までの間の部分）、分岐管６２７、開閉制御弁Ｖ６４、戻し管６２８、ミキシングユニット６５０、延長管６５１、撹拌ノズル６６１を経て、処理液タンク６３１に戻る処理液循環路が設けられている。
【００９９】
＜７．第７実施形態＞
第７実施形態の基板洗浄処理装置は、ミキシングユニット７５０の内部構造が第１実施形態と違う。他は第１実施形態と同じである。図５は、第２実施形態におけるミキシングユニット７５０の概略斜視図である。
【０１００】
第４実施形態のミキシングユニット７５０は、処理液流入口７５１と、処理液流出口７５２を、連通する内部流路７５４の途中に、流路断面積を狭く絞った狭隘部７５８を有する。狭隘部７５８には、二酸化炭素流入口７５３から延びる二酸化炭素導入路７５５の終端が開口し、狭隘部７５８にて、二酸化炭素が流れる液に注入される。内部流路７５４と二酸化炭素導入路７５５は、直交するように連通接続し、ミキシングユニット７５０の外形は、概略すると全体が「Ｔ」字型である。
【０１０１】
なお、ミキシングユニット７５０において、二酸化炭素導入路７５５は、内部流路７５４と出合うのは、図１０に示すように狭隘部７５８の位置の他には、狭隘部７５８よりも上流でもよい。
【０１０２】
ミキシングユニット７５０は、上記したように、内部流路７５４に狭隘部７５８を設け、狭隘部７５８よりも上流にて二酸化炭素を、内部流路７５４を通過する処理液に混入するようにしたことによって、次の効果がある。すなわち、内部流路７５３を流れる純水や処理液は、狭隘部７４８を通過する際に、流速が上がり、狭隘部を通過した直後に、急に流路が広くなり流速が下がる。このため、狭隘部の下流では、純水や処理液の流れは乱流を生じ、混在する二酸化炭素の気泡は、揉まれて細かく分かれ、激しく気液混合する状態となり、二酸化炭素の溶解が効率的に進む。
【符号の説明】
【０１０３】
１，５０１，６０１ 基板洗浄処理装置
１０，５１０，６１０ 処理チャンバー
１１，５１１，６１１ 入口側開口
１２，５１２，６１２ 出口側開口
１３，５１３，６１２ ローラコンベア
１４，５１４，６１４ 上部スプレイノズル
１５，５１５，６１５ 下部スプレイノズル
２１，５２１，５２２，３２１、３２２ 処理液供給管
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７ 開閉制御弁
Ｖ５１，Ｖ５２，Ｖ５３，Ｖ５４，Ｖ５５，Ｖ５６，Ｖ５７ 開閉制御弁
Ｖ６１，Ｖ６２，Ｖ６３，Ｖ６４，Ｖ６５，Ｖ６６，Ｖ６７ 開閉制御弁
２３，５２３，６２３ 処理液送出管
２４，５２４，６２４ ポンプ
２５，５２５，６２５ 吸込み管
２７，５２７，６２７ 分岐管
２８，５２８，６２８ 戻し管
３１，５３１，６３１ 処理液タンク
４１，５４１，６４１ 純水供給源
４２，５４２，６４２ 前段純水供給管
４３，５４３，６４３ 後段純水供給管
６５１ 延長管
５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，７５０ ミキシングユニット
５１，７５１ 処理液流入口
５２，７５２ 処理液流出口
５３，７５３ 二酸化炭素流入口
５４，７５４ 内部流路
５５，７５５ 二酸化炭素導入路
５６ 二酸化炭素導出管
５７ 横穴
７５８ 狭隘部
６１，２６１，３６１，４６１，５６１，６６１ 攪拌ノズル
７１、５７１，６７１ 二酸化炭素供給源
７２，５７２，６７２ 二酸化炭素供給管
８１，５８１，６８１ 比抵抗計
８２，５８２，６８２ コントローラ
９１，５９１，６９１ 流出管
９２，５９２，６９２ 回収用配管
９３，５９３，６９３ 排液用配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、二酸化炭素を溶解した処理液を供給して、基板の表面を処理する基板洗浄処理装置において、
基板に供給する処理液を貯留する処理液タンクと、
前記処理液タンクから吸い込んだ処理液を、前記処理液タンク内に吹き出す処理液循環路と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源と、
前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素の量を操作する二酸化炭素調節手段と、
前記処理液循環路に設けられ、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混入するミキシングユニットと、
前記処理液タンク内の処理液の比抵抗を測定する比抵抗測定手段と、
前記比抵抗測定手段からの測定信号に基づいて、前記二酸化炭素調節手段を制御するコントローラを備えることを特徴とする基板洗浄処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄処理装置において、
前記処理液循環路の終端に、前記処理液タンク内に貯留されている処理液中で、処理液を広げて吹き出す攪拌ノズルを付設することを特徴とする基板洗浄処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のどちらかに記載の基板洗浄処理装置において、
前記ミキシングユニットの内部に、通過する処理液の流路を狭くした狭隘部を設け、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素が処理液に混入する位置を、該狭隘部または、該狭隘部より上流にしたことを特徴とする基板洗浄処理装置。
【請求項１】
基板に、二酸化炭素を溶解した処理液を供給して、基板の表面を処理する基板洗浄処理装置において、
基板に供給する処理液を貯留する処理液タンクと、
前記処理液タンクから吸い込んだ処理液を、前記処理液タンク内に吹き出す処理液循環路と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源と、
前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素の量を操作する二酸化炭素調節手段と、
前記処理液循環路に設けられ、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素を混入するミキシングユニットと、
前記処理液タンク内の処理液の比抵抗を測定する比抵抗測定手段と、
前記比抵抗測定手段からの測定信号に基づいて、前記二酸化炭素調節手段を制御するコントローラを備えることを特徴とする基板洗浄処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄処理装置において、
前記処理液循環路の終端に、前記処理液タンク内に貯留されている処理液中で、処理液を広げて吹き出す攪拌ノズルを付設することを特徴とする基板洗浄処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のどちらかに記載の基板洗浄処理装置において、
前記ミキシングユニットの内部に、通過する処理液の流路を狭くした狭隘部を設け、前記二酸化炭素供給源から供給される二酸化炭素が処理液に混入する位置を、該狭隘部または、該狭隘部より上流にしたことを特徴とする基板洗浄処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１０７６４（Ｐ２０１１−２１０７６４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４２９３（Ｐ２０１０−７４２９３）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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