CN101092957B - 处理液供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理液供给装置，可以降低初始超程量，并且在边对基板大量处理时的显影液进行再利用边对基板进行大量处理时仍可以确保稳定的分配特性。本发明的处理液供给装置，通过在喷嘴附近设置带有累计功能的流量计，并对应流量计的变化，控制伺服马达而反馈到泵转速的控制中，因此可以持续地排出一定量而不管过滤器的网眼堵塞的情况，可使显影液在被抗蚀剂涂层的膜上，从必须的最低限(膜厚1mm)到表面张力最大值(3mm)的可涂敷区域内形成稳定的分配。

Description

处理液供给装置
技术领域
本发明涉及一种向玻璃基板或半导体晶片等基板供给处理液的处理液供给装置。
背景技术
作为半导体用正型抗蚀剂的显影原液的TMAH(四甲基氢氧化氨)是半导体光致抗蚀剂、TFT液晶用显影液的原液，需求逐年地增高，但另一方面，对于TMAH废液的回收或再利用也成为课题。在进行其再利用时，因包括在再利用TMAH中的不纯物所产生的过滤器的网眼堵塞等情况导致分配条件不稳定，因此对稳定的分配量的控制有所期待。于是，作为该控制技术已知控制泵转速的方法与使用定压式的泵的方法。
图4是表示了以往的处理液供给装置中泵马达上升特性的表，由人工操作来固定伺服转速，并且仅以马达的转速控制来表示起动马达时的瞬时流量(L/秒)与时间(秒)的关系。当启动马达时，瞬时流量在1秒后达到7L/秒，2秒后达到9L/秒超过设定转速，进而在3秒后达到12L/秒以上而引起超程，虽然从第4秒开始有减少的倾向，但即便在第5秒依然有着8.5L/秒的瞬时流量，并且直至瞬时流量落回8L/秒则需花费9秒时间。
在专利文献1中公开了定量泵的操作控制方法，如图5所示，其将废水从污水处理设施中的流量调整槽向处理槽进行定量运送。即，公开技术如下：同时使用控制泵的转速的逆变器和实测排出量的电磁流量计，再将来自电磁流量计的信号反馈到组装有运算装置的逆变器或外部控制装置中，并进行自动调整转速以使在上述逆变器或外部控制装置中预先设定了的排出量一定，然后仅限于在泵起动后或停止前、或运转后以及停止前的预先设定了的一定时间内进行提高转速的洗涤操作。
另外，在专利文献2中公开的技术如下：分割供给喷嘴的内部以便在喷嘴的长度方向上形成多个处理液的流路，并通过使供给喷嘴的移动速度在每一涂敷区域中变化，即便在每一晶片的涂敷区域使泵的泵压力变化而改变排出流量，由于使喷嘴的在掠过距离内的平均单位面积的排出量一致，所以在晶片的面内仍能供给大致均匀的量的显影液。
专利文献1：日本特开2005-9329号公报
专利文献2：日本特开2003-197516号公报
在专利文献1的发明中，进行逆变器的控制，通过逆变器方式来控制驱动频率，使用交流马达。当以逆变器驱动通用马达时，如图5所示在频率-转矩特性中具有峰值，该例中设定峰值为60Hz，其两侧，特别是低频率(转速)侧由于峰值降低故启动转矩有不足的倾向。作为改善低转速区域的转矩不足的方法，具有使用专用逆变器马达的方法或使用可变电压可变频率控制的方法，但无论哪种方法都存在成本高的问题。
在专利文献2中，虽然可对流量进行控制，但由于泵压力较小，显影液在每单位时间内的排出量较小，所以若不减慢喷嘴的移动速度延长喷嘴在规定区域内停留的时间来延长涂敷时间的话，将不能排出规定排出量的显影液，因此存在需花费大量时间的问题。
发明内容
鉴于所述的问题，本发明旨在解决既能缩短每一个晶片的处理时间，而且能降低处理液的浪费的处理液供给装置的课题。
为解决所述的课题，本发明提供一种处理液供给装置，具有处理液储存罐、供给处理液的泵和排出处理液的喷嘴，该处理液供给装置具备流量计，该流量计为了量化来自所述喷嘴的处理液的排出量，在分配的开始/结束实行时，可进行自开始的初始排出时起累计所排出的处理液的排出量的流量累计，并且该流量计还具有根据从喷嘴排出的量可使泵的转速改变的反馈系统。
所述流量计具有根据从喷嘴排出的量可使泵的转速改变的反馈系统，并且在进行对所述反馈系统的伺服马达控制的泵上升时的流量控制中，使用固定数控制至既定时间(例如3秒后)，并在其后切换为反馈控制以便使累计流量一定。
而且，所述反馈系统，在对排出时的泵转速进行控制的情况下，在上升时恒速以及下降时，识别及统计恒速的瞬时流量与全部的排出量的累计量。
本发明的处理液供给装置，由于对应流量计的变化而反馈到泵转速的控制中，因此可以恒定地排出一定量而不管过滤器的网眼堵塞的情况，使显影液可以在被抗蚀剂涂层的膜上，从必须的最低限(膜厚1mm)到表面张力最大值(3mm)的可涂敷区域内形成稳定的分配，因此，不会浪费显影液而削减了成本，并且易于显影液的再利用。
另外，通过进行反馈控制，可以实现稳定的排出量的处理液供给而不管泵、过滤器、喷嘴、电磁阀等逐年老化或机器个体差。
而且，在分配开始时，通过抑制在初始排出时的泵马达的上升时发生的超程所带来的排出过剩，并缩短了自上升开始至稳定为设定流量值的时间，可以防止处理液供给的不均。
除在半导体或液晶显示器等的制造工序中使用显影液的再利用品以外，可以提供一种无需使用迎合性不良的逆变器，而且较逆变器能实现处理液供给不会逐年变化的装置。
附图说明
图1是本发明涉及的处理液供给装置的外观图。
图2是本发明涉及的处理液供给装置的处理液的流路的简要。
图3是表示本发明涉及的处理液供给装置的瞬时流量上升特性的表。
图4是表示以往技术的处理液供给装置的瞬时流量上升特性的表。
图5是表示使用了通用马达的逆变器方式的频率-转矩特性的表。
符号说明：1...底座；2...基板载台；3...喷嘴升降机构；4...喷嘴底座平板；5...罐；6...泵；7a～7c...管；8...流量计；9...狭缝喷嘴；10...控制电路；11...超喂；101...超喂；W...晶片。
具体实施方式
下面，将基于附图对用于实施本发明的最佳的方式进行详细地说明。此外，在下面的说明中，将具有同一功能的部件设为同一符号，并省略其重复的说明。
图1是本发明所涉及的处理液供给装置的外观图。在底座1上安装有基板载台2，并在其上载置有被处理的晶片W。可用喷嘴升降机构3将狭缝喷嘴9与晶片W接近至适当的距离后开始涂敷液的涂敷。在晶片W的处理中所使用的处理液，从罐5经管7a被供给泵6中。泵6利用来自图2所示的控制电路10的控制信号而使用固定数/伺服电路进行驱动。从泵6排出的处理液，从管7b经由流量计8并利用管7c而被供给狭缝喷嘴9中。
图2中图示了从罐5到狭缝喷嘴9的处理液的流路的简要。储藏于罐5的处理液，利用泵6而被从管7a中吸入。虽然作为泵6可使用例如IWAKI株式会社产的化学用齿轮泵(Chemical gear pump)GM-25X型等，但并不限定于此。作为泵6的驱动源，除可使用DC伺服马达或AC伺服马达外，还可考虑使用步进马达。
从泵6移送来的处理液流到管7b内，并且在流量计8中通过后再经过管7c而注入狭缝喷嘴9中。作为流量计必须带有累计功能，所述的累计功能可具备于流量计的主体中，也可作为外部控制装置的功能而具备。
另外，作为流量传感器有多种检测原理，如使待测流体冲击叶轮而将转速换算成流量值的叶轮式，和通过被设置在竖直方向上的管筒中的浮子的上升程度来测量流量的浮子式，以及应用了法拉第法则的电磁式等，主流为机械式与电式。然而，由于机械式会因垃圾的堵塞或配管内污垢(结垢)而导致产生错误动作故缺乏可靠性，所以本实施例中使用的并非机械式，而是利用了法拉第的电磁感应法则的电磁式传感器(电式)或超声波式。此外，在使用超声波式传感器的情况下，有脉冲多普勒方式和传播时间差方式，可使用其中的任意方式，但在测量显影液这样洁净的液体的流量时，优选为可以进行稳定的测量的传播时间差方式，这是由于即便音速随测量对象的成分、温度、压力等波动而产生变化，仍不会对流速运算造成影响。
图3是表示本发明的处理液供给装置的瞬时流量上升特性的图。操作方法采用伺服转速固定的人工操作，并把具有直径15mm管径的电磁流量计设定为缓冲时间为1秒而使用。与以往例子的图5相比，以上升波形的峰值与稳定转速区域(稳定于8L/秒的区域)相比，虽然以往例子中突出值为1.4L/秒，但本实施例中变为0.9L/秒，得到约36％的特性改善。
另外，从马达启动时直至瞬时流量稳定的时间，虽然在图4中用时约9秒，但在本实施例中为6秒，得到33％的改善，若与由从上升达到8L/秒的时间点起经由峰值再次稳定在8L/秒的时间比较的话，图4的以往例子用时7秒，而在本实施例中为4.5秒而获得36％的改善。即由于本发明对应的稳定时间较长故累计量是正确的。
作为本发明的特征，在显影液再利用时的分配特性具有稳定性。例如，若将在处理1000张基板(1100mm×1300mm；厚度0.7mm)时的本发明的图3与以往例子的图4相比的话，则对于使作为初始值10秒内为3000cc，且实际流量为2300～3000cc的分配设定得到以下结果。
[表1]
初始值 第1000张
以往的装置 2500～3000 2000～2500
本发明 2985～3015 2985～3015
如上所述，在以往装置中由于检测不出过滤器的网眼堵塞，故第1000张的情况下，发现了下限值为-20％、上限值为-17％的变动。对此，在本实施例中，由于靠流量计的伺服控制使流量稳定故不会发现变动。

Claims (3)

1.一种处理液供给装置，具有处理液储存罐、供给处理液的泵和排出处理液的喷嘴，其特征在于：该处理液供给装置具备流量计，该流量计为了量化从所述喷嘴排出的处理液的排出量，在实行分配的开始时，可进行自开始初始排出时起累计所排出的处理液的排出量的流量累计，并且该流量计还具有根据从喷嘴排出的量可使泵的转速改变的反馈系统，
所述的反馈系统，在通过控制伺服马达而进行泵的转速上升时的流量控制时，使用固定PID数控制至既定时间，其后控制伺服马达的转速以便使累计流量一定。
2.如权利要求1所述的处理液供给装置，其特征在于：所述的反馈系统，在对排出处理液时的泵的转速进行控制的情况下，在泵的转速上升、恒速以及泵的转速下降时识别及统计恒速的瞬时流量与全部的排出量的累计量。
3.如权利要求1所述的处理液供给装置，其特征在于：所述流量计是电磁式、超声波式以及旋转式中的任意一种。
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