液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液処理方法
【課題】放射光の透過により内部の液体が加熱される液体貯留槽または導管の温度を監視することができる液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液体処理方法を提供する。
【解決手段】放射光を放射するランプヒータと、前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサとを備える液体加熱ユニットが開示される。
【解決手段】放射光を放射するランプヒータと、前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサとを備える液体加熱ユニットが開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やフラットパネルディスプレイ用基板などの被処理体を処理するために液体を加熱する液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液処方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイなどを製造する際には、これらの製造に用いる基板を洗浄する工程が適宜行われる。洗浄工程では、洗浄液が基板に向けて吐出され、その洗浄液により基板に吸着した残留物等が洗い流される。洗浄効果を高めるため、洗浄液を加熱することも多く、その加熱のため液体加熱用の加熱ユニットが利用されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載される溶液加熱装置は、たとえば水銀灯やハロゲンランプなどの溶液を放射加熱可能なランプヒータと、光透過性および耐薬品性を有する石英で形成され、ランプヒータが配置される中空部を有する円筒形状の溶液槽とを備えている。溶液槽には、溶液の取入口と排出口が設けられ、取入口から溶液槽に流入する溶液が、中空部に配置されるランプヒータによって所定の温度に加熱され、排出口から排出されて液処理装置へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９０６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体加熱用の液体加熱ユニットにおいて液体を短時間で加熱するため、ハロゲンランプからの放射光に対して石英よりも透過性の高いＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）により液体貯留槽または導管を形成する場合がある。これにより、ＰＦＡを透過した放射光が液体に吸収され、液体が効率よく加熱される。このようにハロゲンランプからの放射光はＰＦＡを透過するため、放射光によってＰＦＡそのものが高温に加熱されることは殆どない。しかし、ＰＦＡの周囲の部材がハロゲンランプからの放射光により加熱されると、融点以上の温度にＰＦＡが加熱されるおそれがある。
【０００６】
ところが、ハロゲンランプからの放射光を透過する材料で構成される部材の温度は、ハロゲンランプからの放射光に影響され、正確に測定できないため、液体貯留槽または導管の温度を監視するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、放射光の透過により内部の液体が加熱される液体貯留槽または導管の温度を監視することができる液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液体処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、放射光を放射するランプヒータと、前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、
前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサと、を備える液体加熱ユニットが提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の液体加熱ユニットと、前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される循環ラインと、前記循環ラインから分岐する供給ラインと、前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットとを備える液処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様の液体加熱ユニットへ被処理体の処理に利用される液体を供給し、当該液体を所定の温度に加熱するステップと、前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体の温度を測定するステップと、前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体を、前記被処理体を処理する処理ユニットへ供給するステップと、前記測定するステップにより測定された前記液体の温度が所定の温度よりも低い場合に前記処理ユニットの動作を停止するステップとを含む液処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、放射光の透過により内部の液体が加熱される液体貯留槽または導管の温度を監視することができる液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液体処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体加熱ユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の第１の変形例による液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の第２の変形例による液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による液処理装置を模式的に示す図である。
【図６】図５の液処理装置に備わる液処理ユニットを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１の実施形態）
図１および図２を参照すると、本発明の第１の実施形態による液体加熱ユニット１０は、筐体１１と、筐体１１の内面に取り付けられた取り付け治具１２により保持されてほぼ円筒状の形状を有する反射板１３（１３ａ、１３ｂ）と、反射板１３の内面側に配置され、スパイラル状に巻かれたチューブ１４と、スパイラル状のチューブ１４の内側に設けられる円筒管１５と、円筒管１５のほぼ中心の軸に沿って、筐体１１の外側にまで延びるランプヒータ１６とを備える。
【００１４】
筐体１１は、たとえばステンレススチールやアルミニウムなどの金属で作製され、ほぼ直方体の形状を有している（図１では内部構造を図示するため、筐体１１の２つの面の図示を省略している）。また、筐体１１の内部には断熱構造（図示せず）が設けられており、これにより、筐体１１自体が過度に加熱されることはない。また、筐体１１の対向する一組の面には、それぞれフランジ部１５ａが取り付けられており、これらのフランジ部１５ａにより円筒管１５が保持されている。また、一方のフランジ部１５ａには冷却ガスの導入管１１ｉ（図２）が設けられ、他方のフランジ部１５ａには対応する排気管１１ｏ（図２）が設けられており、これらを通して、円筒管１５の内部に冷却ガス（たとえば室温程度の窒素ガス）を供給することができる。これにより、ランプヒータ１６および円筒管１５が過度に昇温されるのを抑えることができる。また、円筒管１５は、具体的には石英から作製されると好ましい。
【００１５】
円筒管１５の外周部に巻き回されるスパイラル状のチューブ１４は、たとえばテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から作製される。ＰＦＡは、たとえば石英などと比べ、ランプヒータ１６からの放射光に対して高い透過率を有しているため、ＰＦＡでチューブ１４を作製すると、その内部を流れる液体の加熱に有利である。また、チューブ１４は、液体の流入管１４ｉおよび流出管１４ｏを有し、図示しないポンプにより送出される液体が流入管１４ｉからチューブ１４へ流入し、流出管１４ｏから流出する。また、流出管１４ｏには三方継ぎ手１４ｊが設けられている。三方継ぎ手１４ｊにおける液体の流出方向と交差する方向から、Ｏ−リングや所定の配管部材を用いて温度センサＴＣが挿入されており、温度センサＴＣによる温度測定を通して、チューブ１４内を流れる液体の温度が制御される。この温度センサＴＣは、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体であっても良いが、熱電対であると好ましい。
なお、液体は、たとえばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、脱イオン水（ＤＩＷ）などであって良い。
【００１６】
チューブ１４の周りを覆うように配置される反射板１３は、たとえばステンレスチールやアルミニウムなどの金属で作製することができる。本実施形態においては、チューブ１４および円筒管１５の取り付けの便宜から、反射板１３は、下反射板１３ａおよび上反射板１３ｂに分離することができ、取り付け治具１２により一体に取り付けられて全体として円筒形状を有している。反射板１３は、ランプヒータ１６からの放射光を反射し、チューブ１４内を流れる液体をより効率よく加熱するのに資する。反射板１３の内面はたとえば鏡面に研磨されて良い。
【００１７】
また、反射板１３は、その内側のチューブ１４に接するか又は近接して設けられている。しかも、上述のとおり、本実施形態においては、チューブ１４は円筒管１５の外周部に巻き付けられているため、チューブ１４は円筒管１５にも接するか又は近接している。チューブ１４内を流れる液体は、主として、チューブ１４を透過する、ランプヒータ１６からの放射光を吸収することにより加熱される一方、チューブ１４が反射板１３および円筒管１５に接するか又は近接していることから、反射板１３および円筒管１５からチューブ１４への熱の伝導によっても加熱され得る。すなわち、本実施形態の構成によれば、チューブ１４内を流れる液体は効率よく加熱される。
【００１８】
また、反射板１３の外周面には温度センサ１７が取り付けられている。温度センサ１７としては、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体や熱電対を利用することができる。温度センサ１７は温調器２１に電気的に接続されている。
【００１９】
ランプヒータ１６は、水銀灯やハロゲンランプヒータであって良く、筐体１１の外側において治具１６ａにより支持されている。ランプヒータ１６の電極１６ｅには、電源２２が接続され（図２参照）、この電源２２からの電力によりランプヒータ１６が点灯し、その放射光によりチューブ１４内を流れる液体が加熱される。ランプヒータ１６と電源２２とから構成される回路には遮断器２３が設けられており、遮断器２３は温調器２１と電気的に接続されている。反射板１３の温度が所定の基準温度より高くなると、温調器２１から遮断器２３に対して信号が出力され、この信号を入力した遮断器２３は、電源２２からランプヒータ１６への電力の供給を遮断する。これにより、後述するように円筒管１５が過度に加熱されるのが抑制される。
【００２０】
上記の構成を有する液体加熱ユニット１０においては、ランプヒータ１６からの放射光は、石英で形成される円筒管１５を透過し、ＰＦＡで形成されるチューブ１４を透過してチューブ１４内を流れる液体により吸収される。これにより液体が加熱される。液体の温度は、チューブ１４の流出管１４ｏに設けられた温度センサにより監視され、電源２２からランプヒータ１６へ供給される電力を調整することにより液体の温度が所定の温度に制御される。これにより、液体加熱ユニット１０が接続される液処理装置等に対して所定の温度の液体を供給することが可能となる。
【００２１】
ここで、放射光が円筒管１５を透過する際には、円筒管１５を構成する石英が放射光を僅かではあるものの吸収するため、円筒管１５もまた加熱されることとなる。ランプヒータ１６自体の温度は約８００℃から約１０００℃までの温度にまで達することから、円筒管１５もまたこの程度の温度まで加熱される可能性がある。石英の耐熱温度は１５００℃程度であるため、円筒管１５が熱により変形したり破損したりすることは殆どない。ところが、チューブ１４を構成するＰＦＡの融点は３１５℃程度であるため、１０００℃程度まで加熱された円筒管１５により、チューブ１４が加熱されると、チューブ１４には変形や破損が生じるおそれもある。そこで、チューブ１４の保護のためチューブ１４の温度を監視することが好ましい。しかし、ランプヒータ１６からの放射光が照射され、しかもその放射光が透過するチューブ１６の温度を温度センサで測定しようとしても正確に測定できない。また、円筒管１５の温度を温度センサで測定する場合にも、同様に、正確な温度測定が難しい。
【００２２】
しかし、本実施形態による液体加熱ユニット１０によれば、チューブ１４を取り囲むように配置される反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７によって反射板１３の温度を測定することを通して、チューブ１４、およびチューブ１４よりもランプヒータ１６に近く、より高温に加熱され得る円筒管１５の温度を監視することが可能となる。すなわち、ＰＦＡの融点よりもたとえば１０℃〜３０℃低い温度に温調器２１の基準温度を設定しておくことにより、反射板１３の温度が基準温度を超えたときに、遮断器２３により、ランプヒータ１６への電力供給が遮断される。よって、円筒管１５ひいてはチューブ１４が過度に加熱されるのを抑制することが可能となる。
【００２３】
また、チューブ１４より内側に設けられ、ランプヒータ１６に近い円筒管１５の温度は、チューブ１４や反射板１３の温度よりも高くなるため、円筒管１５の温度と反射板１３の温度との相関関係を求め、これに基づいて上記の基準温度を決定しても良い。ただし、本実施形態において円筒管１５は石英で作製されており、ランプヒータ１６からの放射光で加熱される石英製の円筒管１５の温度を測定することは難しい。そこで、ランプヒータ１６によりチューブ１４を流れる液体を加熱しつつ反射板１３の温度を測定し、この温度が安定した後に、ランプヒータ１６を消灯し、消灯直後の円筒管１５の温度を予め設けた温度センサ等で測定し、この測定温度を円筒管１５の温度とするという方法で、円筒管１５の温度と反射板１３の温度との相関関係を予め取得しておくと好ましい。これによれば、チューブ１４よりも温度が高くなる円筒管１５の温度が、たとえばＰＦＡの融点よりも１０℃〜３０℃低い温度になったことを、反射板１３に取り付けた温度センサ１７で反射板１３の温度を監視することにより把握することが可能となる。
【００２４】
また、液体加熱ユニット１０においては、チューブ１４が円筒管１５に巻きかけられているため、チューブ１４が撓んでランプヒータ１６に接し、ランプヒータ１６が破損したりすることがない。また、万一、チューブ１４から液体が漏洩した場合でも、ランプヒータ１６の周りに円筒管１５が配置されているので、漏洩した液体がランプヒータ１６にかかることがなく、ランプヒータ１６の破損を防ぐことができる。
【００２５】
さらに、液体加熱ユニット１０では、液体が流れるチューブ１４を取り囲むように反射板１３を設けているので、チューブ１４（またはその隙間）を透過した、ランプヒータ１６からの放射光が反射板１３により反射されてチューブ１４へ照射されるので、液体がより効率よく加熱される。
【００２６】
（第１の実施形態の変形例１）
図３を参照しながら、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０の変形例１について説明する。図３は、変形例１の液体加熱ユニット１０ａを示す断面図である。図示のとおり、液体加熱ユニット１０ａは、液体が流れるチューブ１４ａが二重螺旋状に円筒管１５に巻き回されている点で液体加熱ユニット１０と異なり、他の構成において液体加熱ユニット１０と実質的に同一である。ランプヒータ１６からの反射光に対する吸収率が低い液体を用いる場合には、このように二重螺旋状に巻き回されたチューブ１４ａによれば、反射光を吸収しやすくなるため、効率よく液体を加熱することができる。
【００２７】
また、変形例１の液体加熱ユニット１０ａにおいても、反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７により反射板１３の温度が測定され、この測定を通して、チューブ１４ａおよび円筒管１６の温度を監視することができる。そして、反射板１３の温度が所定の基準温度を超えた場合に、ランプヒータ１６への電力の供給を遮断することができる。すなわち、変形例１の液体加熱ユニット１０ａによっても、液体加熱ユニット１０と同様の効果が提供される。
【００２８】
（第１の実施形態の変形例２）
次に、図４を参照しながら、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０の変形例２について説明する。図４は、変形例２の液体加熱ユニット１０ｂを示す断面図である。図示のとおり、液体加熱ユニット１０ｂは、液体加熱ユニット１０におけるチューブ１４に代わり、液槽１８を有している。この点を除き、液体ユニット１０ｂは、液体加熱ユニット１０と実質的に同一の構成を有している。液槽１８は、円環形状を有する上面および下面によって封止された二重円筒管の形状を有し、たとえばＰＦＡで作製されている。また、上面および下面には、それぞれ液体の流入管１８ｉおよび流出管１９ｏが設けられている。液体は、流入管１８ｉから液槽１８へ流入し、液槽１８においてランプヒータ１６により所定の温度に加熱され、流出管１８ｏから流出する。液槽１８の内側の空間には円筒管１６が挿通されており、液槽１８は円筒管１６により内側から保持されている。
【００２９】
このように構成される液体加熱ユニット１０ｂにおいても、反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７により反射板１３の温度が測定され、この測定を通して、液槽１８および円筒管１６の温度を監視することができる。そして、反射板１３の温度が所定の基準温度を超えた場合に、ランプヒータ１６への電力の供給を遮断することができる。すなわち、変形例２の液体加熱ユニット１０ｂによっても、液体加熱ユニット１０と同様の効果が提供される。
【００３０】
（第２の実施形態）
続けて、図５および図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態による液処理装置について説明する。図５に示すとおり、本実施形態による液処理装置１００は、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０と、液体加熱ユニット１０のチューブ１４（図１または図２参照）とともに閉じた液体流路を形成する循環ライン４０と、循環ライン４０の途中に設けられ、液体加熱ユニット１０および循環ライン４０内で液体を循環させるポンプ４６と、ポンプ４６よりも上流側に設けられる貯留タンク４６ｔとを有している。また、液処理装置１００には、循環ライン４０から分岐した複数の供給ライン３０と、複数の供給ライン３０に対応して設けられ、各供給ライン３０が接続される複数の液処理ユニット５０と、複数の供給ライン３０のそれぞれから三方バルブ３８ａを介して分岐する複数の戻りライン３５とが設けられている。さらに、各戻りライン３５には、三方バルブ３８ａに隣接して開閉バルブ３８ｂが設けられている。
【００３１】
また、各戻りライン３５は、互いに合流してポンプ４６の上流側において循環ライン４０に接続されている。この接続点の上流には第１のリリーフバルブ３９ｂが設けられ、一方、この接続点の上流における循環ライン４０には第２のリリーフバルブ３９ａが設けられている。第１および第２のリリーフバルブ３９ｂおよび３９ａにより、戻りライン３５における液体の圧力が、循環ライン４０における液体の圧力よりも低くなるように制御される。また、循環ライン４０、供給ライン３０、および戻りライン３５に断熱部材を設け、これらを流れる液体の温度低下を低減すると好ましい。
【００３２】
三方バルブ３８ａは、循環ライン４０から液処理ユニット５０へ液体が流れる第１の経路と、循環ライン４０から戻りライン３５へ液体が流れる第２の経路とが択一的に形成されるように切り替わる。また、開閉バルブ３８ｂは、三方バルブ３８ａが第１の経路を形成する場合に閉まり、三方バルブ３８ａが第２の経路を形成する場合に開く。このように三方バルブ３８ａと開閉バルブ３８ｂとが協働することにより、循環ライン４０から供給ライン３０を通して液処理ユニット５０へ液体が供給されて液処理に利用され、液処理ユニット５０で液処理が行われないときは、液体は、供給ライン３０から戻りライン３５を経由して再び循環ライン４０へ戻る。
【００３３】
液処理ユニット５０は、図６（ａ）に示すように、たとえば枚様式のウエハ洗浄ユニットであって良い。図示の例では、液処理ユニット５０は、処理対象のウエハＷを保持し回転するサセプタ５２Ｓと、サセプタ５２Ｓ上に支持ピン５２Ｐを介して支持されるウエハＷに液体を供給するディスペンサ６２と、サセプタ５２Ｓおよびディスペンサ６２を収容する筐体５４とを有している。
【００３４】
ディスペンサ６２は、ほぼ水平方向に延びるアーム６２Ａと、アーム６２Ａを保持し回動させるシャフト６２Ｓとを有している。シャフト６２Ｓが図示しない駆動機構により回動すると、アーム６２Ａは、図６（ｂ）に示すように、サセプタ５２Ｓ上のウエハＷのほぼ中央の上方の第１の位置と、サセプタ５２Ｓよりも外側の上方の第２の位置との間で移動することができる。また、アーム６２Ａの先端には貫通孔が形成されており、この貫通孔には、循環ライン４０から分岐した供給ライン３０の吐出部３０Ｔが結合されている。
【００３５】
アーム６２Ａが上記の第１の位置に移動すると、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが上記の第１の経路を形成し、供給ライン３０の吐出部３０Ｔから液体がウエハＷに向けて供給される。このとき、ウエハＷはサセプタ５２Ｓにより回転しており、ウエハＷに供給された液体は、回転に伴う遠心力によりウエハＷの表面を外側に向かって流れる。この流れと液体が有する溶解性とによりウエハＷの表面が洗浄される。
【００３６】
再び図５を参照すると、液処理装置１００は、液処理ユニット５０、三方バルブ３８ａ、開閉バルブ３８ｂなど、液処理装置１００の構成部品または部材を制御する制御部４５を有している。また、制御部４５は、液体加熱ユニット１０のチューブ１４の流出管１４ｏ（図２参照）に挿入された温度センサと電気的に接続されており、チューブ１４を流れる液体の温度（すなわち、液体加熱ユニット１０の出口での温度）を監視している。この温度が、液処理ユニット５０での処理に必要な温度よりも低くなった場合、制御部４５は、液処理ユニット５０の動作を停止するとともに、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが第２の経路（循環ライン４０→供給ライン３０→戻りライン３５）を形成するように制御する。これにより、処理効果（洗浄効果）が低い状態でウエハＷが処理（洗浄）されるといった事態を避けることができる。
【００３７】
なお、制御部４５は、液体加熱ユニット１０の出口での温度のみによって、液処理ユニット５０の動作を継続するか、停止するかを判断することができる。すなわち、液体加熱ユニット１０における液体の温度は、液体加熱ユニット１０のチューブ１４の流出管１４ｏの温度センサ（図示せず）と、温調器２１と、ランプヒータ１６と、その電源２２とにより制御される。また、液体加熱ユニット１０の温度センサ１７により測定される反射板１３の温度が基準温度を超えると、ランプヒータ１６への電力の供給が遮断されるが、これも液体加熱ユニット１０において制御される。したがって、液体加熱ユニット１０のランプヒータ１６への電力の供給が遮断された場合であっても、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲内にあるときは、液処理ユニット５０は動作を継続してよい。また、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲に維持される間に、液体加熱ユニット１０の反射板１３の温度を測定し、その温度が所定の基準温度よりも低い温度になったと判断された場合にはランプヒータ１６への電力の供給を再開でき、液処理ユニット５０における処理を継続することも可能となる。
【００３８】
また、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲に維持される間に、液体加熱ユニット１０の反射板１３の温度を測定し、その温度が所定の基準温度よりも低い温度になった場合においては、低い温度になった時点で直ちにランプヒータ１６への電力の供給を再開するのではなく、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が、液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲の下限から所定の温度だけ高い温度（またはこれより低い温度）になったことが判断された時点で、ランプヒータ１６への電力の供給を再開するようにしてもよい。この場合の所定の温度は、たとえば１℃から５℃であって良い。
【００３９】
なお、液体の温度は、液体加熱ユニット１０の出口で測定することに限られず、入口で測定されても良く、チューブ１４内の所定の位置で測定しても良い。
【００４０】
また、図示は省略するが、液処理装置１００には、液処理ユニット５０にて消費される液体を補充するための補充ラインが循環ライン４０に接続されて良い。補充ラインは貯留タンク４６ｔに対して設けられると好ましい。また、循環ライン４０にバッファー槽を設け、ここに補充ラインを接続するようにしても良い。このようにすれば、補充ラインを通して室温程度の液体を補充しても液体温度の低下を防ぐことが可能となる。
【００４１】
次に、図１および図５等を適宜参照しながら、上記のように構成される液処理装置１００の動作（液処理方法）について説明する。
まず、ポンプ４６を起動することにより、液体加熱ユニット１０のチューブ１４および循環ライン４０の内部に液体を循環させる。液体加熱ユニット１０のランプヒータ１６へ電源２２から電力が供給され、ランプヒータ１６が点灯し、放射光が発せられる。この放射光は、円筒部１６とチューブ１４を透過し、チューブ１４内を流れる液体に吸収され、これにより液体が加熱される。加熱された液体の温度は、チューブ１４の流出管１４ｏ（図１または図２参照）に設けられた図示しない温度センサにより測定される。この測定結果に基づいて電源２２が制御されて、液体の温度が所定の温度、すなわち、液処理ユニット５０にて行われる処理に必要な温度より高い温度に維持される。この間、液処理装置１００の三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂは、循環ライン４０から供給ライン３０および戻りライン３５を経由して循環ライン４０に戻る経路（第２の経路）を形成しており、循環ライン４０を流れる液体の一部は第２の経路を流れている。
【００４２】
液体の温度が所定の温度に維持されたことが確認された後、所定のタイミングで、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが制御部４５により制御され、液体が処理ユニット５０へ供給される。処理ユニット５０では、制御部４５による制御の下、ディスペンサ６２のアーム６２Ａが、サセプタ５２上に支持ピン５２Ｐを介して保持されるウエハＷのほぼ中央の上方に移動しており、この先端（３０Ｔ）から液体がウエハＷに対して供給されてウエハＷが処理（洗浄）される。処理ユニット５０における処理（洗浄）が終了すると、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが切り替わって、液体が第２の経路を流れ、これにより、処理ユニット５０への液体の供給が停止される。そして、処理ユニット５０において処理済みのウエハＷが搬出され、次のウエハＷが搬入されると、再び処理（洗浄）が開始される。このようにして液処理装置１００においてウエハＷの処理が行われる。
【００４３】
ウエハの液処理の間、液体加熱ユニット１０においては、反射板１３の温度の測定を通してチューブ１４かつ／または円筒部１５の温度が監視されており、反射板１３が基準温度を超えた場合に、遮断器２３により、ランプヒータ１６への電力の供給が遮断される。遮断された場合であっても、液体の温度が所定の温度以上に維持される間は、液処理装置１００における液処理は中断されることなく継続され、所定の温度よりも低くなった時点で、処理ユニット５０の動作が停止される。
【００４４】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は開示の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形または変更することが可能である。
【００４５】
たとえば、第２の実施形態による液処理装置１００は、液体加熱ユニット１０の代わりに液体加熱ユニット１０ａ、１０ｂを有していても良い。また、液処理装置１００における液処理ユニット５０は、枚様式のウエハ洗浄ユニットに限らず、バッチ式の洗浄槽であって良い。また、本発明の実施形態による液体加熱ユニットにより加熱されウエハの処理に利用される液体は、ＩＰＡやＤＩＷに限られず、ウエハを乾燥するために使用される液体や、半導体やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいて加熱して使用される薬液であって良いことは勿論である。また、被処理体としてのウエハＷは、半導体ウエハに限らず、ＦＰＤ用のガラス基板であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１０ａ、１０ｂ・・・液体加熱ユニット、１１・・・筐体、１２・・・取り付け治具、１３（１３ａ、１３ｂ）・・・反射板、１４、１４ａ・・・チューブ、１５・・・円筒管、１６・・・ランプヒータ、１７・・・温度センサ、１８・・・液体槽、２１・・・温調器、２２・・・電源、２３・・・遮断器、３０・・・供給ライン、３５・・・戻りライン、４０・・・循環ライン、４６・・・ポンプ、５０・・・液処理ユニット、１００・・・液処理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板やフラットパネルディスプレイ用基板などの被処理体を処理するために液体を加熱する液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液処方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイなどを製造する際には、これらの製造に用いる基板を洗浄する工程が適宜行われる。洗浄工程では、洗浄液が基板に向けて吐出され、その洗浄液により基板に吸着した残留物等が洗い流される。洗浄効果を高めるため、洗浄液を加熱することも多く、その加熱のため液体加熱用の加熱ユニットが利用されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載される溶液加熱装置は、たとえば水銀灯やハロゲンランプなどの溶液を放射加熱可能なランプヒータと、光透過性および耐薬品性を有する石英で形成され、ランプヒータが配置される中空部を有する円筒形状の溶液槽とを備えている。溶液槽には、溶液の取入口と排出口が設けられ、取入口から溶液槽に流入する溶液が、中空部に配置されるランプヒータによって所定の温度に加熱され、排出口から排出されて液処理装置へ供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９０６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体加熱用の液体加熱ユニットにおいて液体を短時間で加熱するため、ハロゲンランプからの放射光に対して石英よりも透過性の高いＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）により液体貯留槽または導管を形成する場合がある。これにより、ＰＦＡを透過した放射光が液体に吸収され、液体が効率よく加熱される。このようにハロゲンランプからの放射光はＰＦＡを透過するため、放射光によってＰＦＡそのものが高温に加熱されることは殆どない。しかし、ＰＦＡの周囲の部材がハロゲンランプからの放射光により加熱されると、融点以上の温度にＰＦＡが加熱されるおそれがある。
【０００６】
ところが、ハロゲンランプからの放射光を透過する材料で構成される部材の温度は、ハロゲンランプからの放射光に影響され、正確に測定できないため、液体貯留槽または導管の温度を監視するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、放射光の透過により内部の液体が加熱される液体貯留槽または導管の温度を監視することができる液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液体処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、放射光を放射するランプヒータと、前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、
前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサと、を備える液体加熱ユニットが提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の液体加熱ユニットと、前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される循環ラインと、前記循環ラインから分岐する供給ラインと、前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットとを備える液処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様の液体加熱ユニットへ被処理体の処理に利用される液体を供給し、当該液体を所定の温度に加熱するステップと、前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体の温度を測定するステップと、前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体を、前記被処理体を処理する処理ユニットへ供給するステップと、前記測定するステップにより測定された前記液体の温度が所定の温度よりも低い場合に前記処理ユニットの動作を停止するステップとを含む液処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、放射光の透過により内部の液体が加熱される液体貯留槽または導管の温度を監視することができる液体加熱ユニット、これを備える液処理装置、および液体処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体加熱ユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の第１の変形例による液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の第２の変形例による液体加熱ユニットを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による液処理装置を模式的に示す図である。
【図６】図５の液処理装置に備わる液処理ユニットを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１の実施形態）
図１および図２を参照すると、本発明の第１の実施形態による液体加熱ユニット１０は、筐体１１と、筐体１１の内面に取り付けられた取り付け治具１２により保持されてほぼ円筒状の形状を有する反射板１３（１３ａ、１３ｂ）と、反射板１３の内面側に配置され、スパイラル状に巻かれたチューブ１４と、スパイラル状のチューブ１４の内側に設けられる円筒管１５と、円筒管１５のほぼ中心の軸に沿って、筐体１１の外側にまで延びるランプヒータ１６とを備える。
【００１４】
筐体１１は、たとえばステンレススチールやアルミニウムなどの金属で作製され、ほぼ直方体の形状を有している（図１では内部構造を図示するため、筐体１１の２つの面の図示を省略している）。また、筐体１１の内部には断熱構造（図示せず）が設けられており、これにより、筐体１１自体が過度に加熱されることはない。また、筐体１１の対向する一組の面には、それぞれフランジ部１５ａが取り付けられており、これらのフランジ部１５ａにより円筒管１５が保持されている。また、一方のフランジ部１５ａには冷却ガスの導入管１１ｉ（図２）が設けられ、他方のフランジ部１５ａには対応する排気管１１ｏ（図２）が設けられており、これらを通して、円筒管１５の内部に冷却ガス（たとえば室温程度の窒素ガス）を供給することができる。これにより、ランプヒータ１６および円筒管１５が過度に昇温されるのを抑えることができる。また、円筒管１５は、具体的には石英から作製されると好ましい。
【００１５】
円筒管１５の外周部に巻き回されるスパイラル状のチューブ１４は、たとえばテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から作製される。ＰＦＡは、たとえば石英などと比べ、ランプヒータ１６からの放射光に対して高い透過率を有しているため、ＰＦＡでチューブ１４を作製すると、その内部を流れる液体の加熱に有利である。また、チューブ１４は、液体の流入管１４ｉおよび流出管１４ｏを有し、図示しないポンプにより送出される液体が流入管１４ｉからチューブ１４へ流入し、流出管１４ｏから流出する。また、流出管１４ｏには三方継ぎ手１４ｊが設けられている。三方継ぎ手１４ｊにおける液体の流出方向と交差する方向から、Ｏ−リングや所定の配管部材を用いて温度センサＴＣが挿入されており、温度センサＴＣによる温度測定を通して、チューブ１４内を流れる液体の温度が制御される。この温度センサＴＣは、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体であっても良いが、熱電対であると好ましい。
なお、液体は、たとえばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、脱イオン水（ＤＩＷ）などであって良い。
【００１６】
チューブ１４の周りを覆うように配置される反射板１３は、たとえばステンレスチールやアルミニウムなどの金属で作製することができる。本実施形態においては、チューブ１４および円筒管１５の取り付けの便宜から、反射板１３は、下反射板１３ａおよび上反射板１３ｂに分離することができ、取り付け治具１２により一体に取り付けられて全体として円筒形状を有している。反射板１３は、ランプヒータ１６からの放射光を反射し、チューブ１４内を流れる液体をより効率よく加熱するのに資する。反射板１３の内面はたとえば鏡面に研磨されて良い。
【００１７】
また、反射板１３は、その内側のチューブ１４に接するか又は近接して設けられている。しかも、上述のとおり、本実施形態においては、チューブ１４は円筒管１５の外周部に巻き付けられているため、チューブ１４は円筒管１５にも接するか又は近接している。チューブ１４内を流れる液体は、主として、チューブ１４を透過する、ランプヒータ１６からの放射光を吸収することにより加熱される一方、チューブ１４が反射板１３および円筒管１５に接するか又は近接していることから、反射板１３および円筒管１５からチューブ１４への熱の伝導によっても加熱され得る。すなわち、本実施形態の構成によれば、チューブ１４内を流れる液体は効率よく加熱される。
【００１８】
また、反射板１３の外周面には温度センサ１７が取り付けられている。温度センサ１７としては、白金測温抵抗体やサーミスタなどの温測抵抗体や熱電対を利用することができる。温度センサ１７は温調器２１に電気的に接続されている。
【００１９】
ランプヒータ１６は、水銀灯やハロゲンランプヒータであって良く、筐体１１の外側において治具１６ａにより支持されている。ランプヒータ１６の電極１６ｅには、電源２２が接続され（図２参照）、この電源２２からの電力によりランプヒータ１６が点灯し、その放射光によりチューブ１４内を流れる液体が加熱される。ランプヒータ１６と電源２２とから構成される回路には遮断器２３が設けられており、遮断器２３は温調器２１と電気的に接続されている。反射板１３の温度が所定の基準温度より高くなると、温調器２１から遮断器２３に対して信号が出力され、この信号を入力した遮断器２３は、電源２２からランプヒータ１６への電力の供給を遮断する。これにより、後述するように円筒管１５が過度に加熱されるのが抑制される。
【００２０】
上記の構成を有する液体加熱ユニット１０においては、ランプヒータ１６からの放射光は、石英で形成される円筒管１５を透過し、ＰＦＡで形成されるチューブ１４を透過してチューブ１４内を流れる液体により吸収される。これにより液体が加熱される。液体の温度は、チューブ１４の流出管１４ｏに設けられた温度センサにより監視され、電源２２からランプヒータ１６へ供給される電力を調整することにより液体の温度が所定の温度に制御される。これにより、液体加熱ユニット１０が接続される液処理装置等に対して所定の温度の液体を供給することが可能となる。
【００２１】
ここで、放射光が円筒管１５を透過する際には、円筒管１５を構成する石英が放射光を僅かではあるものの吸収するため、円筒管１５もまた加熱されることとなる。ランプヒータ１６自体の温度は約８００℃から約１０００℃までの温度にまで達することから、円筒管１５もまたこの程度の温度まで加熱される可能性がある。石英の耐熱温度は１５００℃程度であるため、円筒管１５が熱により変形したり破損したりすることは殆どない。ところが、チューブ１４を構成するＰＦＡの融点は３１５℃程度であるため、１０００℃程度まで加熱された円筒管１５により、チューブ１４が加熱されると、チューブ１４には変形や破損が生じるおそれもある。そこで、チューブ１４の保護のためチューブ１４の温度を監視することが好ましい。しかし、ランプヒータ１６からの放射光が照射され、しかもその放射光が透過するチューブ１６の温度を温度センサで測定しようとしても正確に測定できない。また、円筒管１５の温度を温度センサで測定する場合にも、同様に、正確な温度測定が難しい。
【００２２】
しかし、本実施形態による液体加熱ユニット１０によれば、チューブ１４を取り囲むように配置される反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７によって反射板１３の温度を測定することを通して、チューブ１４、およびチューブ１４よりもランプヒータ１６に近く、より高温に加熱され得る円筒管１５の温度を監視することが可能となる。すなわち、ＰＦＡの融点よりもたとえば１０℃〜３０℃低い温度に温調器２１の基準温度を設定しておくことにより、反射板１３の温度が基準温度を超えたときに、遮断器２３により、ランプヒータ１６への電力供給が遮断される。よって、円筒管１５ひいてはチューブ１４が過度に加熱されるのを抑制することが可能となる。
【００２３】
また、チューブ１４より内側に設けられ、ランプヒータ１６に近い円筒管１５の温度は、チューブ１４や反射板１３の温度よりも高くなるため、円筒管１５の温度と反射板１３の温度との相関関係を求め、これに基づいて上記の基準温度を決定しても良い。ただし、本実施形態において円筒管１５は石英で作製されており、ランプヒータ１６からの放射光で加熱される石英製の円筒管１５の温度を測定することは難しい。そこで、ランプヒータ１６によりチューブ１４を流れる液体を加熱しつつ反射板１３の温度を測定し、この温度が安定した後に、ランプヒータ１６を消灯し、消灯直後の円筒管１５の温度を予め設けた温度センサ等で測定し、この測定温度を円筒管１５の温度とするという方法で、円筒管１５の温度と反射板１３の温度との相関関係を予め取得しておくと好ましい。これによれば、チューブ１４よりも温度が高くなる円筒管１５の温度が、たとえばＰＦＡの融点よりも１０℃〜３０℃低い温度になったことを、反射板１３に取り付けた温度センサ１７で反射板１３の温度を監視することにより把握することが可能となる。
【００２４】
また、液体加熱ユニット１０においては、チューブ１４が円筒管１５に巻きかけられているため、チューブ１４が撓んでランプヒータ１６に接し、ランプヒータ１６が破損したりすることがない。また、万一、チューブ１４から液体が漏洩した場合でも、ランプヒータ１６の周りに円筒管１５が配置されているので、漏洩した液体がランプヒータ１６にかかることがなく、ランプヒータ１６の破損を防ぐことができる。
【００２５】
さらに、液体加熱ユニット１０では、液体が流れるチューブ１４を取り囲むように反射板１３を設けているので、チューブ１４（またはその隙間）を透過した、ランプヒータ１６からの放射光が反射板１３により反射されてチューブ１４へ照射されるので、液体がより効率よく加熱される。
【００２６】
（第１の実施形態の変形例１）
図３を参照しながら、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０の変形例１について説明する。図３は、変形例１の液体加熱ユニット１０ａを示す断面図である。図示のとおり、液体加熱ユニット１０ａは、液体が流れるチューブ１４ａが二重螺旋状に円筒管１５に巻き回されている点で液体加熱ユニット１０と異なり、他の構成において液体加熱ユニット１０と実質的に同一である。ランプヒータ１６からの反射光に対する吸収率が低い液体を用いる場合には、このように二重螺旋状に巻き回されたチューブ１４ａによれば、反射光を吸収しやすくなるため、効率よく液体を加熱することができる。
【００２７】
また、変形例１の液体加熱ユニット１０ａにおいても、反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７により反射板１３の温度が測定され、この測定を通して、チューブ１４ａおよび円筒管１６の温度を監視することができる。そして、反射板１３の温度が所定の基準温度を超えた場合に、ランプヒータ１６への電力の供給を遮断することができる。すなわち、変形例１の液体加熱ユニット１０ａによっても、液体加熱ユニット１０と同様の効果が提供される。
【００２８】
（第１の実施形態の変形例２）
次に、図４を参照しながら、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０の変形例２について説明する。図４は、変形例２の液体加熱ユニット１０ｂを示す断面図である。図示のとおり、液体加熱ユニット１０ｂは、液体加熱ユニット１０におけるチューブ１４に代わり、液槽１８を有している。この点を除き、液体ユニット１０ｂは、液体加熱ユニット１０と実質的に同一の構成を有している。液槽１８は、円環形状を有する上面および下面によって封止された二重円筒管の形状を有し、たとえばＰＦＡで作製されている。また、上面および下面には、それぞれ液体の流入管１８ｉおよび流出管１９ｏが設けられている。液体は、流入管１８ｉから液槽１８へ流入し、液槽１８においてランプヒータ１６により所定の温度に加熱され、流出管１８ｏから流出する。液槽１８の内側の空間には円筒管１６が挿通されており、液槽１８は円筒管１６により内側から保持されている。
【００２９】
このように構成される液体加熱ユニット１０ｂにおいても、反射板１３の外周面に取り付けられた温度センサ１７により反射板１３の温度が測定され、この測定を通して、液槽１８および円筒管１６の温度を監視することができる。そして、反射板１３の温度が所定の基準温度を超えた場合に、ランプヒータ１６への電力の供給を遮断することができる。すなわち、変形例２の液体加熱ユニット１０ｂによっても、液体加熱ユニット１０と同様の効果が提供される。
【００３０】
（第２の実施形態）
続けて、図５および図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態による液処理装置について説明する。図５に示すとおり、本実施形態による液処理装置１００は、第１の実施形態による液体加熱ユニット１０と、液体加熱ユニット１０のチューブ１４（図１または図２参照）とともに閉じた液体流路を形成する循環ライン４０と、循環ライン４０の途中に設けられ、液体加熱ユニット１０および循環ライン４０内で液体を循環させるポンプ４６と、ポンプ４６よりも上流側に設けられる貯留タンク４６ｔとを有している。また、液処理装置１００には、循環ライン４０から分岐した複数の供給ライン３０と、複数の供給ライン３０に対応して設けられ、各供給ライン３０が接続される複数の液処理ユニット５０と、複数の供給ライン３０のそれぞれから三方バルブ３８ａを介して分岐する複数の戻りライン３５とが設けられている。さらに、各戻りライン３５には、三方バルブ３８ａに隣接して開閉バルブ３８ｂが設けられている。
【００３１】
また、各戻りライン３５は、互いに合流してポンプ４６の上流側において循環ライン４０に接続されている。この接続点の上流には第１のリリーフバルブ３９ｂが設けられ、一方、この接続点の上流における循環ライン４０には第２のリリーフバルブ３９ａが設けられている。第１および第２のリリーフバルブ３９ｂおよび３９ａにより、戻りライン３５における液体の圧力が、循環ライン４０における液体の圧力よりも低くなるように制御される。また、循環ライン４０、供給ライン３０、および戻りライン３５に断熱部材を設け、これらを流れる液体の温度低下を低減すると好ましい。
【００３２】
三方バルブ３８ａは、循環ライン４０から液処理ユニット５０へ液体が流れる第１の経路と、循環ライン４０から戻りライン３５へ液体が流れる第２の経路とが択一的に形成されるように切り替わる。また、開閉バルブ３８ｂは、三方バルブ３８ａが第１の経路を形成する場合に閉まり、三方バルブ３８ａが第２の経路を形成する場合に開く。このように三方バルブ３８ａと開閉バルブ３８ｂとが協働することにより、循環ライン４０から供給ライン３０を通して液処理ユニット５０へ液体が供給されて液処理に利用され、液処理ユニット５０で液処理が行われないときは、液体は、供給ライン３０から戻りライン３５を経由して再び循環ライン４０へ戻る。
【００３３】
液処理ユニット５０は、図６（ａ）に示すように、たとえば枚様式のウエハ洗浄ユニットであって良い。図示の例では、液処理ユニット５０は、処理対象のウエハＷを保持し回転するサセプタ５２Ｓと、サセプタ５２Ｓ上に支持ピン５２Ｐを介して支持されるウエハＷに液体を供給するディスペンサ６２と、サセプタ５２Ｓおよびディスペンサ６２を収容する筐体５４とを有している。
【００３４】
ディスペンサ６２は、ほぼ水平方向に延びるアーム６２Ａと、アーム６２Ａを保持し回動させるシャフト６２Ｓとを有している。シャフト６２Ｓが図示しない駆動機構により回動すると、アーム６２Ａは、図６（ｂ）に示すように、サセプタ５２Ｓ上のウエハＷのほぼ中央の上方の第１の位置と、サセプタ５２Ｓよりも外側の上方の第２の位置との間で移動することができる。また、アーム６２Ａの先端には貫通孔が形成されており、この貫通孔には、循環ライン４０から分岐した供給ライン３０の吐出部３０Ｔが結合されている。
【００３５】
アーム６２Ａが上記の第１の位置に移動すると、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが上記の第１の経路を形成し、供給ライン３０の吐出部３０Ｔから液体がウエハＷに向けて供給される。このとき、ウエハＷはサセプタ５２Ｓにより回転しており、ウエハＷに供給された液体は、回転に伴う遠心力によりウエハＷの表面を外側に向かって流れる。この流れと液体が有する溶解性とによりウエハＷの表面が洗浄される。
【００３６】
再び図５を参照すると、液処理装置１００は、液処理ユニット５０、三方バルブ３８ａ、開閉バルブ３８ｂなど、液処理装置１００の構成部品または部材を制御する制御部４５を有している。また、制御部４５は、液体加熱ユニット１０のチューブ１４の流出管１４ｏ（図２参照）に挿入された温度センサと電気的に接続されており、チューブ１４を流れる液体の温度（すなわち、液体加熱ユニット１０の出口での温度）を監視している。この温度が、液処理ユニット５０での処理に必要な温度よりも低くなった場合、制御部４５は、液処理ユニット５０の動作を停止するとともに、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが第２の経路（循環ライン４０→供給ライン３０→戻りライン３５）を形成するように制御する。これにより、処理効果（洗浄効果）が低い状態でウエハＷが処理（洗浄）されるといった事態を避けることができる。
【００３７】
なお、制御部４５は、液体加熱ユニット１０の出口での温度のみによって、液処理ユニット５０の動作を継続するか、停止するかを判断することができる。すなわち、液体加熱ユニット１０における液体の温度は、液体加熱ユニット１０のチューブ１４の流出管１４ｏの温度センサ（図示せず）と、温調器２１と、ランプヒータ１６と、その電源２２とにより制御される。また、液体加熱ユニット１０の温度センサ１７により測定される反射板１３の温度が基準温度を超えると、ランプヒータ１６への電力の供給が遮断されるが、これも液体加熱ユニット１０において制御される。したがって、液体加熱ユニット１０のランプヒータ１６への電力の供給が遮断された場合であっても、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲内にあるときは、液処理ユニット５０は動作を継続してよい。また、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲に維持される間に、液体加熱ユニット１０の反射板１３の温度を測定し、その温度が所定の基準温度よりも低い温度になったと判断された場合にはランプヒータ１６への電力の供給を再開でき、液処理ユニット５０における処理を継続することも可能となる。
【００３８】
また、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲に維持される間に、液体加熱ユニット１０の反射板１３の温度を測定し、その温度が所定の基準温度よりも低い温度になった場合においては、低い温度になった時点で直ちにランプヒータ１６への電力の供給を再開するのではなく、液体加熱ユニット１０の出口における液体の温度が、液処理ユニット５０での処理に必要な温度範囲の下限から所定の温度だけ高い温度（またはこれより低い温度）になったことが判断された時点で、ランプヒータ１６への電力の供給を再開するようにしてもよい。この場合の所定の温度は、たとえば１℃から５℃であって良い。
【００３９】
なお、液体の温度は、液体加熱ユニット１０の出口で測定することに限られず、入口で測定されても良く、チューブ１４内の所定の位置で測定しても良い。
【００４０】
また、図示は省略するが、液処理装置１００には、液処理ユニット５０にて消費される液体を補充するための補充ラインが循環ライン４０に接続されて良い。補充ラインは貯留タンク４６ｔに対して設けられると好ましい。また、循環ライン４０にバッファー槽を設け、ここに補充ラインを接続するようにしても良い。このようにすれば、補充ラインを通して室温程度の液体を補充しても液体温度の低下を防ぐことが可能となる。
【００４１】
次に、図１および図５等を適宜参照しながら、上記のように構成される液処理装置１００の動作（液処理方法）について説明する。
まず、ポンプ４６を起動することにより、液体加熱ユニット１０のチューブ１４および循環ライン４０の内部に液体を循環させる。液体加熱ユニット１０のランプヒータ１６へ電源２２から電力が供給され、ランプヒータ１６が点灯し、放射光が発せられる。この放射光は、円筒部１６とチューブ１４を透過し、チューブ１４内を流れる液体に吸収され、これにより液体が加熱される。加熱された液体の温度は、チューブ１４の流出管１４ｏ（図１または図２参照）に設けられた図示しない温度センサにより測定される。この測定結果に基づいて電源２２が制御されて、液体の温度が所定の温度、すなわち、液処理ユニット５０にて行われる処理に必要な温度より高い温度に維持される。この間、液処理装置１００の三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂは、循環ライン４０から供給ライン３０および戻りライン３５を経由して循環ライン４０に戻る経路（第２の経路）を形成しており、循環ライン４０を流れる液体の一部は第２の経路を流れている。
【００４２】
液体の温度が所定の温度に維持されたことが確認された後、所定のタイミングで、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが制御部４５により制御され、液体が処理ユニット５０へ供給される。処理ユニット５０では、制御部４５による制御の下、ディスペンサ６２のアーム６２Ａが、サセプタ５２上に支持ピン５２Ｐを介して保持されるウエハＷのほぼ中央の上方に移動しており、この先端（３０Ｔ）から液体がウエハＷに対して供給されてウエハＷが処理（洗浄）される。処理ユニット５０における処理（洗浄）が終了すると、三方バルブ３８ａおよび開閉バルブ３８ｂが切り替わって、液体が第２の経路を流れ、これにより、処理ユニット５０への液体の供給が停止される。そして、処理ユニット５０において処理済みのウエハＷが搬出され、次のウエハＷが搬入されると、再び処理（洗浄）が開始される。このようにして液処理装置１００においてウエハＷの処理が行われる。
【００４３】
ウエハの液処理の間、液体加熱ユニット１０においては、反射板１３の温度の測定を通してチューブ１４かつ／または円筒部１５の温度が監視されており、反射板１３が基準温度を超えた場合に、遮断器２３により、ランプヒータ１６への電力の供給が遮断される。遮断された場合であっても、液体の温度が所定の温度以上に維持される間は、液処理装置１００における液処理は中断されることなく継続され、所定の温度よりも低くなった時点で、処理ユニット５０の動作が停止される。
【００４４】
以上、幾つかの実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は開示の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形または変更することが可能である。
【００４５】
たとえば、第２の実施形態による液処理装置１００は、液体加熱ユニット１０の代わりに液体加熱ユニット１０ａ、１０ｂを有していても良い。また、液処理装置１００における液処理ユニット５０は、枚様式のウエハ洗浄ユニットに限らず、バッチ式の洗浄槽であって良い。また、本発明の実施形態による液体加熱ユニットにより加熱されウエハの処理に利用される液体は、ＩＰＡやＤＩＷに限られず、ウエハを乾燥するために使用される液体や、半導体やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいて加熱して使用される薬液であって良いことは勿論である。また、被処理体としてのウエハＷは、半導体ウエハに限らず、ＦＰＤ用のガラス基板であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１０ａ、１０ｂ・・・液体加熱ユニット、１１・・・筐体、１２・・・取り付け治具、１３（１３ａ、１３ｂ）・・・反射板、１４、１４ａ・・・チューブ、１５・・・円筒管、１６・・・ランプヒータ、１７・・・温度センサ、１８・・・液体槽、２１・・・温調器、２２・・・電源、２３・・・遮断器、３０・・・供給ライン、３５・・・戻りライン、４０・・・循環ライン、４６・・・ポンプ、５０・・・液処理ユニット、１００・・・液処理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射光を放射するランプヒータと、
前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、
前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、
前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、
前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサと
を備える液体加熱ユニット。
【請求項２】
前記液体通流部が、前記円筒部材の耐熱温度よりも低い融点と、前記円筒部材の前記放射光に対する透過率よりも高い透過率を有する、請求項１に記載の液体加熱ユニット。
【請求項３】
前記液体通流部が、前記円筒部材の外周部に螺旋状に巻かれる、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で形成されるチューブである、請求項１または２に記載の液体加熱ユニット。
【請求項４】
前記第１の温度センサと電気的に接続される温度調整器を更に備え、
前記温度調整器は、前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超えたときに信号を発する、請求項１から３のいずれか一項に記載の液体加熱ユニット。
【請求項５】
前記ランプヒータへ電力を供給する電力供給ラインに設けられ、前記信号を入力し、前記ランプヒータへの電力供給を遮断する遮断器を更に備える、請求項４に記載の液体加熱ユニット。
【請求項６】
前記流体通流部に設けられ、前記放射光によって加熱される液体の温度を測定する第２の温度センサを更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の液体加熱ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の液体加熱ユニットと、
前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される主供給ラインと、
前記主供給ラインから分岐する供給ラインと、
前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットと
を備える液処理装置。
【請求項８】
前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内にあるか否かを判断する制御部を更に備える、請求項７に記載の液処理装置。
【請求項９】
請求項５に記載の液体加熱ユニットと、
前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される主供給ラインと、
前記主供給ラインから分岐する供給ラインと、
前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットと
を備え、
前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超え、前記遮断器により前記ランプヒータへの電力供給が遮断された場合でも、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内であると前記制御部により判断されたときには、前記液処理ユニットの動作が継続される、液処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の液体加熱ユニットへ被処理体の処理に利用される液体を供給し、当該液体を所定の温度に加熱するステップと、
前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体の温度を測定するステップと、
前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体を、前記被処理体を処理する処理ユニットへ供給するステップと、
を含む液体処理方法。
【請求項１１】
前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超えた場合でも、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内であると前記制御部により判断されたときに、前記液処理ユニットの動作を継続するステップを更に含む、請求項１０に記載の液体処理方法。
【請求項１２】
前記液体加熱ユニットにおける前記反射板の温度が所定の基準温度よりも高い場合に、前記ランプヒータへの電力の供給を遮断するステップを更に含む、請求項１０または１１に記載の液体処理方法。
【請求項１３】
前記遮断するステップの後に、前記第１の温度センサにより前記反射板の温度を測定するステップと、
前記測定するステップにおいて測定される前記反射板の温度が前記所定の基準温度よりも低いか否かを判断するステップと、
前記判断するステップにおいて、反射板の温度が前記所定の基準温度よりも低いと判断されてときに、前記ランプヒータへの電力の供給を再開するステップと
を更に含む、請求項１２に記載の液体処理方法。
【請求項１４】
前記遮断するステップの後に、前記第１の温度センサにより前記反射板の温度を測定するステップと、
前記反射板の温度を測定するステップにおいて測定された温度が前記基準温度以下であるか否かを判断する第１の判断ステップと、
前記第１の判断ステップにおいて、前記測定された温度が前記基準温度以下であると判断された場合に、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲の下限よりも所定の温度だけ高い温度以下か否かを判断する第２の判断ステップと、
前記第２の判断ステップにおいて、前記液体の温度が、前記所定の温度だけ高い温度以下と判断された場合に、前記液体加熱ユニットの前記ランプヒータへの電力の供給を再開するステップを更に含む、請求項１２に記載の液体処理方法。
【請求項１】
放射光を放射するランプヒータと、
前記ランプヒータを内部空間に挿通可能な円筒形状を有し、前記放射光を透過する材料で形成される円筒部材と、
前記円筒部材の外周部に沿って配置され、前記放射光によって内部を流れる液体を加熱する液体通流部と、
前記液体通流部を外側から覆い、前記放射光を反射する反射板と、
前記反射板の外部に取り付けられる第１の温度センサと
を備える液体加熱ユニット。
【請求項２】
前記液体通流部が、前記円筒部材の耐熱温度よりも低い融点と、前記円筒部材の前記放射光に対する透過率よりも高い透過率を有する、請求項１に記載の液体加熱ユニット。
【請求項３】
前記液体通流部が、前記円筒部材の外周部に螺旋状に巻かれる、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で形成されるチューブである、請求項１または２に記載の液体加熱ユニット。
【請求項４】
前記第１の温度センサと電気的に接続される温度調整器を更に備え、
前記温度調整器は、前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超えたときに信号を発する、請求項１から３のいずれか一項に記載の液体加熱ユニット。
【請求項５】
前記ランプヒータへ電力を供給する電力供給ラインに設けられ、前記信号を入力し、前記ランプヒータへの電力供給を遮断する遮断器を更に備える、請求項４に記載の液体加熱ユニット。
【請求項６】
前記流体通流部に設けられ、前記放射光によって加熱される液体の温度を測定する第２の温度センサを更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の液体加熱ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の液体加熱ユニットと、
前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される主供給ラインと、
前記主供給ラインから分岐する供給ラインと、
前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットと
を備える液処理装置。
【請求項８】
前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内にあるか否かを判断する制御部を更に備える、請求項７に記載の液処理装置。
【請求項９】
請求項５に記載の液体加熱ユニットと、
前記液体加熱ユニットの前記液体通流部と接続される主供給ラインと、
前記主供給ラインから分岐する供給ラインと、
前記供給ラインが接続され、当該供給ラインから供給される液体により被処理体を処理する処理ユニットと
を備え、
前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超え、前記遮断器により前記ランプヒータへの電力供給が遮断された場合でも、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内であると前記制御部により判断されたときには、前記液処理ユニットの動作が継続される、液処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の液体加熱ユニットへ被処理体の処理に利用される液体を供給し、当該液体を所定の温度に加熱するステップと、
前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体の温度を測定するステップと、
前記液体加熱ユニットにより所定の温度に加熱された前記液体を、前記被処理体を処理する処理ユニットへ供給するステップと、
を含む液体処理方法。
【請求項１１】
前記第１の温度センサにより測定される前記反射板の温度が所定の基準温度を超えた場合でも、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲内であると前記制御部により判断されたときに、前記液処理ユニットの動作を継続するステップを更に含む、請求項１０に記載の液体処理方法。
【請求項１２】
前記液体加熱ユニットにおける前記反射板の温度が所定の基準温度よりも高い場合に、前記ランプヒータへの電力の供給を遮断するステップを更に含む、請求項１０または１１に記載の液体処理方法。
【請求項１３】
前記遮断するステップの後に、前記第１の温度センサにより前記反射板の温度を測定するステップと、
前記測定するステップにおいて測定される前記反射板の温度が前記所定の基準温度よりも低いか否かを判断するステップと、
前記判断するステップにおいて、反射板の温度が前記所定の基準温度よりも低いと判断されてときに、前記ランプヒータへの電力の供給を再開するステップと
を更に含む、請求項１２に記載の液体処理方法。
【請求項１４】
前記遮断するステップの後に、前記第１の温度センサにより前記反射板の温度を測定するステップと、
前記反射板の温度を測定するステップにおいて測定された温度が前記基準温度以下であるか否かを判断する第１の判断ステップと、
前記第１の判断ステップにおいて、前記測定された温度が前記基準温度以下であると判断された場合に、前記液体加熱ユニットにより加熱される液体の温度が、前記液処理ユニットにおける処理に必要な温度範囲の下限よりも所定の温度だけ高い温度以下か否かを判断する第２の判断ステップと、
前記第２の判断ステップにおいて、前記液体の温度が、前記所定の温度だけ高い温度以下と判断された場合に、前記液体加熱ユニットの前記ランプヒータへの電力の供給を再開するステップを更に含む、請求項１２に記載の液体処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５７９０４（Ｐ２０１２−５７９０４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４０５３（Ｐ２０１０−２０４０５３）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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