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JPH07283184A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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Publication number
JPH07283184A
JPH07283184A JP9555694A JP9555694A JPH07283184A JP H07283184 A JPH07283184 A JP H07283184A JP 9555694 A JP9555694 A JP 9555694A JP 9555694 A JP9555694 A JP 9555694A JP H07283184 A JPH07283184 A JP H07283184A
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JP
Japan
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pipe
wafer
processing liquid
processing
liquid supply
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JP9555694A
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Takashi Takekuma
貴志 竹熊
Akihiro Fujimoto
昭浩 藤本
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Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Kyushu Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Kyushu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07283184A publication Critical patent/JPH07283184A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気泡による処理液の飛散を防止し、スループ
ットの向上及び歩留まりの向上を図る。 【構成】 半導体ウエハWにリンス液Bを供給するリン
ス液供給ノズル24と、リンスタンク41とをリンス液
供給管40を介して連通し、リンスタンク41にN2
ス供給源43を接続して、N2ガスの加圧によってリン
ス液Bをリンス液供給ノズル24に供給する。リンス液
供給管40の途中に、このリンス液供給管40より大径
の脱気管47を上方に向けて分岐して脱気機構50を形
成し、脱気管47に気液分離用のトラップタンク48を
設ける。これにより、リンス液供給時に、リンス液中に
含まれる気泡を脱気管47を介して排出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加圧気体によって圧
送される処理液を被処理体に供給して処理する処理装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、被処理体としての半導体ウエハ(以下にウエハ
という)にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフ
ィ技術を用いて回路パターンを縮小してフォトレジスト
に転写し、これを現像処理する一連の処理が施されてい
る。
【0003】すなわち、まず、ウエハ上のゴミ及び汚れ
を除去するためにウエハ表面を洗浄し、その後加熱乾燥
処理を行う。そして、冷却後直ちに、ウエハをレジスト
塗布装置に搬送して、ウエハ上にレジスト液を滴下する
と共に、ウエハを支持するスピンチャックを高速回転す
ることによってウエハ全面にレジスト膜を塗布する。こ
のレジスト塗布後、溶媒をレジスト膜から蒸発させるた
めのプリベークを施した後、露光装置においてウエハ上
の各チップに回路パターンを投影する。そして、この露
光処理後に、現像装置で現像処理が行われる。
【0004】この場合、上記レジスト塗布工程におい
て、ウエハ上に形成されるレジスト膜は、中央部よりも
周縁部の方が厚くなっていることがある。このために、
搬送時等にウエハの周辺部と接触して、レジストが剥が
れ飛散し、処理系の雰囲気を汚染するという問題があ
る。また、レジストが剥離すると、ウエハ表面にパーテ
ィクルとして付着し歩留まりが低下し、更には、ウエハ
処理時にウエハが帯電などの悪影響を及ぼす。
【0005】そこで、従来では、ウエハ周辺部の上方に
リンス液供給ノズルを配設したサイドリンス機構を用い
て、レジスト膜のうちのウエハ周縁部のレジスト膜を溶
解除去するようにしている。このサイドリンス機構は、
図9に示すように、図示しないスピンチャックによって
吸着保持されるウエハの周辺部の上方に移動されるリン
ス液供給ノズル60とリンス液Bを収容するリンスタン
ク61とを供給管62を介して連通すると共に、リンス
タンク61と圧送用のN2ガス供給源63とをガス供給
管64を介して連通し、そして、供給管62に介設され
たエアーオペレーションバルブ65の開閉操作によって
リンスタンク61内のリンス液BにN2ガスを加圧して
リンス液供給ノズル60からリンス液をウエハ上に供給
(噴射)して、ウエハの周辺部のレジスト膜を溶解除去
している。
【0006】また、この種のリンス機構においては、リ
ンス液中に含まれる空気を排出する目的で、脱気機構を
設ける必要がある。従来の脱気機構は、図9に示すよう
に、ガス供給管64に三方弁66を介して吸引管67を
接続し、吸引管67の途中に脱気用のエゼクタ68を介
設してなる。このエゼクタ68は、吸引管67に連通す
る空気室69内に例えば圧縮空気の噴射ノズル70を挿
入すると共に、噴射ノズル70の噴口を排出側に向けて
配設する構造となっており、リンス液供給休止時に、噴
射ノズル70から圧縮空気を噴射させることによってベ
ルヌーイ効果によってリンスタンク61内に発生する気
泡を吸引管67から排出することができるようになって
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リンス機構においては、ガス供給管64に三方弁66を
介して吸引管67を接続すると共に、吸引管67にエゼ
クタ68を設ける構造であるため、脱気機構の構造が複
雑であり、脱気機構の保守・点検が面倒であった。ま
た、リンス液中に発生する気泡を除去するにはリンス液
の供給を休止した状態で行う必要があるため、スループ
ットの低下を招くという問題があった。更に、リンス液
にN2が溶ける場合があり、このリンス液に溶けたN
2は、供給管62に介設されたエアーオペレーションバ
ルブ65やサックバックバルブ71を通過する際に気泡
となり、その気泡がリンス液供給ノズル60からミスト
となってウエハに飛散される。このように気泡が飛散さ
れると、レジストが剥がれてパーティクルとなって飛散
し、処理系の雰囲気を汚染するという問題がある。ま
た、リンス液に気泡が含まれると、リンス液供給ノズル
60からリンス液が吐出する際に噴出流が広がるため、
レジストのカット状態が悪くなり、歩留まりの低下を招
くという問題もある。更にまた、リンス液供給ノズル6
0の動作休止時にリンス液供給ノズル60の先端からリ
ンス液がボタ落ちし易くなるという問題もある。
【0008】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、リンス液供給を休止させることなく、気泡による処
理液の飛散を防止し、スループットの向上及び歩留まり
の向上を図れるようにした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】上記目的を達成するため
にこの発明の第1の処理装置は、被処理体に処理液を供
給する処理液供給手段と、処理液を収容する処理液供給
源とを供給管を介して連通し、上記処理液供給源の処理
液を加圧する気体によって上記供給管を介して上記処理
液供給手段に処理液を圧送する処理装置を前提とし、上
記供給管の途中に、この供給管より大径の脱気管を上方
に向けて分岐してなる脱気機構を設けたことを特徴とす
るものである(請求項1)。
【0010】また、この発明の第2の処理装置は、上記
第1の処理装置と同様に、被処理体に処理液を供給する
処理液供給手段と、処理液を収容する処理液供給源とを
供給管を介して連通し、上記処理液供給源の処理液を加
圧する気体によって上記供給管を介して上記処理液供給
手段に処理液を圧送する処理装置を前提とし、上記供給
管の途中に、この供給管より大径の脱気管を上方に向け
て分岐してなる脱気機構を設け、この脱気機構に処理液
回収タンクを連通すると共に、処理液回収タンクと上記
処理液供給源とを回収管を介して接続することを特徴と
するものである(請求項2)。
【0011】
【作用】上記のように構成されるこの発明の処理装置に
よれば、被処理体に処理液を供給する処理液供給手段と
処理液供給源とを連通する供給管の途中に、この供給管
より大径の脱気管を上方に向けて分岐してなる脱気機構
を設けることにより、処理液の供給時に、処理液供給管
内を流れる処理液が、供給管と脱気管の分岐部におい
て、処理液供給管と脱気管に分流され、かつ処理液供給
管内を流れる処理液の流速に対して脱気管内を流れる処
理液の流速を遅くすることにより、処理液中に含まれる
気泡を脱気管側へ流して、排出することができる(請求
項1)。
【0012】また、脱気機構に処理液回収タンクを連通
すると共に、処理液回収タンクと処理液供給源とを回収
管を介して接続することにより、脱気機構より分離され
て処理液回収タンクに回収された処理液を処理液供給源
側にリサイクルすることができる(請求項2)。
【0013】
【実施例】次に、この発明の実施例を添付図面に基いて
詳細に説明する。この実施例ではこの発明に係る処理装
置を半導体ウエハの処理システムに適用した場合につい
て説明する。
【0014】半導体ウエハ(以下にウエハという)の処
理システムは、図1に示すように、被処理体としてのウ
エハWを搬入・搬出するローダ部1、ウエハWをブラシ
洗浄するブラシ洗浄装置2、ウエハWを高圧ジェット水
で洗浄するジェット水洗浄装置3、ウエハWの表面を疎
水化処理するアドヒージョン処理装置4、ウエハWを所
定温度に冷却する冷却処理装置5、ウエハWの表面にレ
ジストを塗布しかつサイドリンス処理によりウエハ周縁
部の余分なレジストを除去する機能を備えたこの発明に
係る処理装置を具備するレジスト塗布装置6、レジスト
塗布の前後でウエハWを加熱してプリベーク並びにポス
トベークを行う加熱処理装置7、レジスト塗布されたウ
エハW上の各チップに回路パターンを投影する露光装置
9、露光されたウエハWを現像処理しかつ現像後のレジ
ストパターンをリンス処理する機能を備えた現像処理装
置8などを集合化して作業効率の向上を図っている。
【0015】上記のように構成される処理システムの中
央部には、長手方向に沿ってウエハ搬送路10が設けら
れ、このウエハ搬送路10に各装置2〜8が正面を向け
て配置され、各装置2〜8との間でウエハWの受け渡し
を行うウエハ搬送アーム11を備えたウエハ搬送機構1
2がウエハ搬送路10に沿って移動自在に設けられてい
る。そして、例えば、ローダ部1の図示省略のウエハカ
セット内に収納されている処理前のウエハWを1枚取り
出して搬送し、順に、洗浄、アドヒージョン処理、冷却
し、レジスト塗布装置6によってレジストを塗布すると
共に、ウエハWの周辺部のレジスト膜を除去した後、プ
リベーク、露光装置9による露光後に、現像処理、ポス
トベークを行い、処理後のウエハWをローダ部1の図示
省略のウエハカセット内に搬送して収納する。
【0016】上記レジスト塗布装置6は、図2に示すよ
うに、ウエハWを収容する処理カップ21と、ウエハW
を水平状態に真空によって吸着保持し、かつ回転及び上
下移動可能なスピンチャック22と、ウエハW表面に塗
布液(レジスト液)を滴下する3つのレジスト液供給ノ
ズル23と、ウエハW周縁のレジスト膜を除去するため
の処理液としてのリンス液を供給するリンス液供給ノズ
ル24(処理液供給手段)を配設してなる。
【0017】この場合、スピンチャック22は、処理カ
ップ21の下方に配置されるモータ25の駆動軸26に
装着されると共に、図示しない真空装置に連結されてウ
エハWを吸着保持し得るように構成されている。また、
処理カップ21の底部には排気口21aと排液口21b
が設けられており、それぞれ排気管27、排液管28が
接続されている。
【0018】上記レジスト液供給ノズル23及びリンス
液供給ノズル24は、図4に示すように、移動機構29
によってスピンチャック22上を水平移動するスキャン
アーム29aによって滴下位置と待機位置に選択的に移
動可能に構成されている。この場合、レジスト液供給ノ
ズル23は、図5(a)に示すように、ホルダ23aの
一側側にレジスト液供給管30に接続するノズルチップ
23b装着し、他側側の上、下部に保持部23cと保持
筒23dを設けてなる。また、リンス液供給ノズル24
は、図5(b)に示すように、ホルダ24aの一側側に
リンス液供給管40に接続するニードル状のノズルチッ
プ24b装着し、他側側の上、下部に保持部24cと保
持筒24dを設けてなる。このように構成されるレジス
ト液供給ノズル23とリンス液供給ノズル24は、保持
部23c,24cがスキャンアーム29aの把持部29
bによって把持されて滴下位置と待機位置に選択的に移
動されるようになっている。なお、図4に示す実施例で
は、リンス液供給ノズル24を移動機構29側に配設
し、レジスト液供給ノズル23をリンス液供給ノズル2
4の外側に直列に配設しているが、必しもこのような配
列にする必要はなく、レジスト液供給ノズル23を移動
機構29側に配設し、その外側にリンス液供給ノズル2
4を配設してもよい。
【0019】また、レジスト液供給ノズル23は、レジ
スト液供給管30を介してレジスト液Aを収容するレジ
ストタンク31に接続されている。レジスト液供給管3
0には、吸入及び吐出動作によってレジストをレジスト
液供給ノズル23に供給(圧送)する例えばヘローズポ
ンプ32が介設されており、また、ベローズポンプ32
の吐出側のレジスト液供給管30には、レジスト液供給
ノズル23に向って順に、フィルタ33、脱気機構3
4、エアーオペレーションバルブ35及びサックバック
バルブ36が設けられている。なお、ベローズポンプ3
2はボールネジ機構37を介してステッピングモータ3
8に連結されて、ステッピングモータ38の回転により
吸入・吐出動作が行えるようになっている。
【0020】一方、上記リンス液供給ノズル24は、リ
ンス液供給管40(処理液供給管)を介してリンス液B
を収容するリンスタンク41に接続されており、リンス
タンク41にはガス供給管42を介して圧送ガス用のN
2ガス供給源43が接続されている。また、リンス液供
給管40には、リンス液供給ノズル24に向って順に、
エアーオペレーションバルブ44、サックバックバルブ
45及び横T形の継手46が設けられており、継手46
を介して脱気管47が上方に、また、リンス液供給ノズ
ル24側のリンス液供給管40が下方に向って分岐さ
れ、かつ脱気管47に、空気とリンス液とを分離しリン
ス液を回収するトラップタンク48及び気泡排出用のエ
アーオペレーションバルブ49が設けられている。
【0021】この場合、継手46の脱気管接続部の口径
及び脱気管47の口径は、具体的には、例えば1/4イ
ンチ(約6.35mm)に形成され、また、継手46の
リンス液供給管接続部の口径及びリンス液供給管40の
口径は、具体的には1/8インチ(約3.175mm)
に形成されており、このようにリンス液供給管40に対
して脱気管47の口径を2倍(面積比では4倍)太く形
成することによって脱気機構50を構成する。このよう
に脱気機構50を構成することにより、図3に示すよう
に、リンス液供給管40内を流れるリンス液Bは継手4
6すなわち分岐部において、リンス液供給ノズル24側
のリンス液供給管40と脱気管47に分流され、かつリ
ンス液供給管40内を流れるリンス液の流速に対して脱
気管47内を流れるリンス液の流速を遅くすることによ
り、エアーオペレーションバルブ44等を通過する際に
生じるリンス液中に含まれる気泡Cを脱気管47側へ流
して、排出することができる。上記口径の場合、流量を
同一に設定したとき、脱気管47側の流速は、リンス液
供給管40側の1/4になる。
【0022】また、トラップタンク48のドレン溜め部
には、例えば先端部分がトラップタンク48の底部まで
挿入された回収管51を介してリンスタンク41が接続
されて、ポンプ(図示せず)等によりトラップタンク4
8内に貯留されたリンス液Bをリンスタンク41内に回
収できるようにしてある。
【0023】なお、上記スピンチャック22は、例えば
デルリン(商品名)やPEEK(ポリエーテル・エーテ
ル・ケトン)等の超耐熱性樹脂製部材にて形成されてお
り、ウエハWとの接触部を可及的に少なくするために、
上面のウエハ保持面に、図6及び図7に示すように、同
心円状に適宜間隔をおいて突出する多数の剣山状の突起
部22aが設けられている。また、このように形成され
る突起部22aは、露光装置9のウエハチャック(図示
せず)に同様に形成される突起部90aの位置とずれた
位置に設けられている(図8参照)。
【0024】このように、スピンチャック22の突起部
22aと露光装置9のウエハチャックの突起部90aと
を相対的にずらすことによって、塗布装置6と露光装置
9におけるウエハWを固定支持する位置をそれぞれ異な
るようにすることができ、スピンチャック22の突起部
22aとの接触により生じるゴミがウエハW裏面に付着
して、露光工程において悪影響を及ぼすのを防止するこ
とができる。すなわち、塗布工程で上述のようにウエハ
W裏面に付着したゴミが露光装置9のウエハチャックの
突起部90aとの接触部に存在して平坦度が悪化し、ウ
エハ全面でフォーカシングにずれが生じる(フォーカス
エラー)のを防止することができる。したがって、フォ
ーカスエラーによってウエハW表面の各半導体チップに
投影されるマスク投影像にボケが生じることによる歩留
まりの低下を防止することができる。
【0025】次に、上記のように構成されるレジスト塗
布装置6を用いて、ウエハWの表面にレジストを塗布す
る動作について説明する。まず、冷却処理装置5で冷却
されたウエハWがウエハ搬送機構12のウエハ搬送アー
ム11によってレジスト塗布装置6の処理室内に搬入さ
れると、スピンチャック22が上昇してウエハWを受け
取って吸着保持した後、下降することによりウエハWが
処理カップ21内に配設される。次に、移動機構29の
スキャンアーム29aが移動してレジスト液供給ノズル
23をウエハWの上方に移動し、ベローズポンプ32を
駆動すると、レジストタンク31内のレジスト液Aはレ
ジスト液供給管30を通ってレジスト液供給ノズル23
からウエハW表面に供給例えば滴下され、スピンチャッ
ク22によって回転されるウエハW表面に拡散して、ウ
エハW表面にレジスト膜が形成される。レジスト膜が形
成された後、移動機構29のスキャンアーム29aが移
動して、レジスト液供給ノズル23は待機位置に戻され
る。
【0026】次に、移動機構29のスキャンアーム29
aはリンス液供給ノズル24を把持して、リンス液供給
ノズル24をウエハWの周辺部上方へ移動させる。そし
て、エアーオペレーションバルブ44が開放操作される
と、N2ガス供給源43からリンスタンク41内に供給
されるN2ガスの加圧によってリンス液Bがリンス液供
給管40を通ってリンス液供給ノズル24に供給され、
リンス液供給ノズル24からスピンチャック22によっ
て回転されているウエハWの周辺部に噴射されるリンス
液Bによってレジスト膜の周辺部が溶解除去される。こ
のリンス液供給時に、リンス液供給管40内を流れるリ
ンス液Bは、脱気機構50の継手46(分岐部)におい
て、リンス液供給ノズル24側のリンス液供給管40と
脱気管47に分流され、かつリンス液供給管40内を流
れるリンス液の流速に対して脱気管47内を流れるリン
ス液の流速が遅くなることにより、エアーオペレーショ
ンバルブ44等を通過する際に生じるリンス液中に含ま
れる気泡Cを脱気管47側へ流して、排出することがで
きる。また、気泡Cはリンス液Bよりも軽いので、継手
46内に入ると上昇して脱気管47側に向う。
【0027】したがって、リンス液供給ノズル24から
ウエハWに向って噴射されるリンス液B中には気泡が含
まれないので、リンス液Bの吐出流は広がることがな
く、レジストのカットを所定の領域に渡って行うことが
できる。また、リンス液B中に気泡が含まれることによ
って生じるパーティクルの発生や処理部の汚染等を防止
することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
しかも、脱気機構50を上述のような継手46を用いた
簡単な構造とすることができるので、装置の構造を簡単
にすることができると共に、保守・点検を容易に行うこ
とができる。上記脱気動作は、例えば、吐出前にエアー
オペレーションバルブ49を開状態にして行ってもよ
く、また、ダミーディスペンス時や、液検出センサ(図
示せず)を設けて液面の上昇を検出して行うようにして
もよい。
【0028】一方、脱気管47側に流れるリンス液Bは
トラップタンク48内に貯留された後、回収管51を介
してリンスタンク41内に戻される。したがって、リン
ス液Bは再利用に供され、リンス液Bの有効利用を図る
ことができる。なお、回収管51の先端はトラップタン
ク48の底部まで挿入されており、気泡Cはリンス液B
の上面部分に浮遊するので、回収されるリンス液B中に
は混入しない。
【0029】上記のようにして、ウエハWの周辺部のレ
ジスト膜の除去が行われた後、移動機構29のスキャン
アーム29aによってリンス液供給ノズル24は待機位
置に移動される。この待機位置において、リンス液供給
ノズル24のノズルチップ24bにリンス液が乾燥して
固化するのを防止するために、リンス液Bを常時流す
(ダミーディスペンスする)か、あるいは、待機状態に
おいて、リンス液供給ノズル24のノズルチップ24b
をリンス液と同様の溶剤雰囲気におくことによってリン
ス液の乾燥を防止することができる。このリンス液の乾
燥防止に際して、ダミーディスペンス時にも、上述と同
様の方法でリンス液B中に含まれる気泡を除去すること
ができる。
【0030】なお、上記実施例では、この発明の処理装
置をレジスト塗布装置のサイドリンス機構に適用した場
合について説明したが、リンス液以外の処理液を被処理
体に供給する装置にも適用できる。また、上記実施例で
は、被処理体が半導体ウエハの場合について説明した
が、被処理体は必ずしも半導体ウエハに限られるもので
はなく、例えばLCD基板、セラミック基板などに対し
て処理を施すものについても適用できるものである。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の処理
装置は上記のように構成されているので、以下のような
効果が得られる。
【0032】1)請求項1記載の処理装置によれば、処
理液の供給時に、処理液中に含まれる気泡を脱気管側へ
流して排出して処理液中に含まれる気泡の悪影響を防止
することができるので、スループットの向上が図れると
共に、歩留まりの向上を図ることができる。
【0033】2)請求項2記載の処理装置によれば、脱
気機構に回収された処理液を処理液供給源側にリサイク
ルすることができるので、処理液の有効利用を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の処理装置を組込んだレジスト塗布現
像処理システムの斜視図である。
【図2】この発明の処理装置の概略構成図である。
【図3】図2のIII部の拡大断面図である。
【図4】図2の概略平面図である。
【図5】レジスト液供給ノズルとリンス液供給ノズルの
側面図である。
【図6】スピンチャックの斜視図である。
【図7】図6のVII−VII線に沿う断面図である。
【図8】スピンチャックと露光装置のウエハチャックの
要部の拡大平面図である。
【図9】従来の脱気機構を示す概略図である。
【符号の説明】 24 リンス液供給ノズル(処理液供給手段) 40 リンス液供給管(処理液供給管) 41 リンスタンク(処理液供給源) 43 N2ガス供給源(圧送用ガス供給源) 46 継手 47 脱気管 48 トラップタンク(処理液回収タンク) 50 脱気機構 51 回収管 B リンス液(処理液) W 半導体ウエハ(被処理体)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体に処理液を供給する処理液供給
    手段と、処理液を収容する処理液供給源とを供給管を介
    して連通し、上記処理液供給源の処理液を加圧する気体
    によって上記供給管を介して上記処理液供給手段に処理
    液を圧送する処理装置において、 上記供給管の途中に、この供給管より大径の脱気管を上
    方に向けて分岐してなる脱気機構を設けたことを特徴と
    する処理装置。
  2. 【請求項2】 被処理体に処理液を供給する処理液供給
    手段と、処理液を収容する処理液供給源とを供給管を介
    して連通し、上記処理液供給源の処理液を加圧する気体
    によって上記供給管を介して上記処理液供給手段に処理
    液を圧送する処理装置において、 上記供給管の途中に、この供給管より大径の脱気管を上
    方に向けて分岐してなる脱気機構を設け、この脱気機構
    に処理液回収タンクを連通すると共に、処理液回収タン
    クと上記処理液供給源とを回収管を介して接続すること
    を特徴とする処理装置。
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