CN110034041B - 处理液供给装置及其脱气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种处理液供给装置及其脱气方法，能够通过控制排出管的压力来提高脱气效率。在将稀释剂吸入腔室(15)后，在关闭开闭阀(V1)～(V3)的状态下，当通过三通阀(V4)使腔室(15)的容积变大时，腔室(15)内被减压。因此，能够将存在于稀释剂中的气体释放到腔室(15)内。此外，使压力调节机构(37)动作并且打开开闭阀(V3)来进行脱气，但由于通过压力调节机构(37)使得排出管(9)内的压力低于腔室(15)内的压力，因此腔室(15)内的气体可以经由排出管(9)被顺畅地排出。因此，能够防止释放至腔室(15)内的气体再次溶入稀释剂中，提高了脱气效率。

Description

处理液供给装置及其脱气方法
技术领域
本发明涉及一种对半导体晶片、液晶显示器用基板、有机EL(Electroluminescence：电致发光)显示装置等的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)用基板、光显示器用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩膜用基板、太阳能电池用基板(以下，简称为基板)供给显影液或稀释剂等处理液的处理液供给装置及其脱气方法。
背景技术
目前，已知作为这种类型的装置具有：吸入配管，吸入处理液；送出配管，将处理液向基板送出；腔室，由吸入配管吸入处理液并向送出配管送出处理液；隔膜，在腔室内移动并改变腔室的容积；排出管，将腔室内的空气排出；开闭阀，分别设置在吸入配管、送出配管和排出管上，并控制处理液或气体的流通(例如，参照专利文献1)。
在该装置中，在经由吸入配管再次向腔室导入处理液时，处理液中混入空气。若从送出配管向基板供给混入了空气的处理液，则处理液中存在的空气会导致在处理中产生问题。于是，为了不产生此类问题，进行从腔室内的处理液中除去空气的脱气。该脱气中，首先使隔膜向下方移动使得腔室的容积变大来将腔室内减压。由此，处理液中存在的空气从处理液中被释放至腔室内。接着，使隔膜向上方移动使得腔室的容积变小，并且打开排出管的开闭阀。由此，腔室内的空气经由排出管被排出。
专利文献1：日本专利第3561438号公报(图5、图7)
发明内容
然而，具有这样的结构的现有技术例存在以下的问题。
即，由于现有的装置中，使隔膜移动使得腔室的容积变小，然后打开排出管的开闭阀，因此腔室内在短时间内变为正压。因此，存在从处理液中向腔室内释放出的空气再次溶入处理液的可能，有可能降低脱气效率。
另外，为了解决这样的问题，可以考虑在腔室内未变为正压的状态下打开排出管的开闭阀，但是会发生空气从排出管逆流至腔室内、无法排出腔室内的空气等其他问题。此外，为了防止该问题，也可以考虑在排出管上安装止回阀，但是存在止回阀中产生的颗粒混入处理液中的可能，因此该方法不可取。
本发明是鉴于这种情况而提出的，目的在于提供一种能够通过控制排出管的压力使脱气效率提高的处理液供给装置及其脱气方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下的结构。即，本发明的第一发明是一种处理液供给装置，供给用于处理基板的处理液，其特征在于，所述处理液供给装置具有：泵，其中具有：腔室，用于贮存处理液，吸入口，与所述腔室连通，将处理液吸入所述腔室，送出口，与所述腔室连通，将所述腔室的处理液送出，排出口，与所述腔室连通，将所述腔室的气体排出，以及腔室驱动部，使所述腔室的容积变化，从而将处理液从所述吸入口吸入所述腔室、从所述腔室经由所述送出口将处理液送出、将气体从所述排出口排出；吸入配管，将贮存处理液的处理液供给源与所述吸入口连通连接；吸入开闭阀，控制所述吸入配管中的处理液的流通；送出配管，与所述送出口连通连接，向所述基板供给所述腔室内的处理液；送出开闭阀，控制所述送出配管中的处理液的流通；排出管，与所述排出口连通连接，将所述腔室内的气体排出；排出开闭阀，控制所述排出管中的气体的流通；以及压力调节机构，将所述排出管内的压力调节至低于所述腔室内的压力，将处理液吸入所述腔室后，在关闭所述吸入开闭阀、所述送出开闭阀、以及所述排出开闭阀的状态下，通过所述腔室驱动部使所述腔室的容积变大，使所述压力调节机构动作并且打开所述排出开闭阀来进行脱气。
根据第一发明所述的内容，在将处理液吸入腔室后，在关闭吸入开闭阀、送出开闭阀、以及排出开闭阀的状态下，当通过腔室驱动部使腔室的容积变大时，腔室内被减压。因此，能够将存在于处理液中的气体释放至腔室内。此外，使压力调节机构动作并且打开排出开闭阀来进行脱气，但由于通过压力调节机构使排出管内的压力低于腔室内的压力，因此腔室内未变成正压，使得腔室内的气体经由排出管被顺畅地排出。因此，能够防止释放至腔室内的气体再次溶入处理液，提高了脱气效率。
另外，在本发明中，优选，所述压力调节机构是吸气器(第二发明)。
由于吸气器没有可移动部分，因此能够采用简易的结构将排出管减压。
另外，在本发明中，优选，所述压力调节机构进行动作，直到打开所述排出开闭阀(第三发明)。
由于直到打开排出开闭阀前，压力调节机构不进行动作，因此能够抑制使压力调节机构动作的资源的消耗。
另外，在本发明中，优先，所述泵的所述腔室具有隔膜(第四发明)。
通过隔膜变形能够将处理液吸入腔室，或者将处理液从腔室排出。
另外，在本发明中，优选，所述排出管具有用于检测处理液中的气泡的气泡传感器，在开始脱气后，在所述气泡传感器检测不到气泡的时刻关闭所述排出开闭阀(第五发明)。
由于在从腔室中排出气泡后，处理液从腔室被吸入排出管，因此通过在该时刻关闭排出开闭阀，能够抑制伴随着脱气的处理液的消耗。本发明的第六发明是一种处理液供给装置的脱气方法，所述处理液供给装置供给用于处理基板的处理液，其特征在于，所述脱气方法实施如下工序：吸入工序，通过使贮存处理液的腔室的容积变化的腔室驱动部，使所述腔室的容积变大，将处理液从与所述腔室的吸入口连通连接的吸入配管吸入所述腔室内；变化工序，在关闭所述吸入配管、用于从所述腔室向基板送出处理液的送出配管、以及用于将所述腔室的气体排出的排出管的状态下，通过所述腔室驱动部使所述腔室的容积进一步变大；调节工序，将从所述腔室排出气体的排出管内的压力调节为低于所述腔室内的压力；以及脱气工序，使所述腔室与所述排出管连通并进行脱气。
根据第六发明所述的内容，在将处理液吸入腔室后，通过腔室驱动部使腔室的容积变大。由此，由于腔室内被减压，因此能够将存在于处理液中的气体释放至腔室内。然后，在进行脱气时，使腔室与排出管连通，但由于排出管内的压力低于腔室内的压力，因此腔室内未变成正压，腔室内的气体经由排出管被顺畅地排出。因此，能够防止释放至腔室内的气体再次溶入处理液，提高了脱气效率。
根据本发明的处理液供给装置，在将处理液吸入腔室后，在关闭吸入开闭阀、送出开闭阀、以及排出开闭阀的状态下，当通过腔室驱动部使腔室的容积变大时，腔室内被减压。因此，能够将存在于处理液中的气体释放至腔室内。此外，使压力调节机构动作并且打开排出开闭阀来进行脱气，但由于通过压力调节机构使排出管内的压力低于腔室内的压力，因此腔室内未变成正压，腔室内的气体经由排出管被顺畅地排出。因此，能够防止释放至腔室内的气体再次溶入处理液，提高了脱气效率。
附图说明
图1是表示处理液供给装置的概略结构的框图。
图2是表示动作的一例的时序图。
图3是表示具备处理液供给装置的基板处理装置的概略结构图。
图4是表示处理液供给装置的变形例的概略结构的框图。
其中，附图标记说明如下：
1：处理液供给装置
3：泵
5：吸入配管
7：送出配管
9：排出管
11：处理液容器
13：泵本体
15：腔室
17：气缸
19：隔膜
21：吸入口
23：送出口
25：排出口
V1～V3：开闭阀
V4：三通阀
35：气泡传感器
37：压力调节机构
具体实施方式
处理液供给装置
下面，参照附图来说明本发明的一个实施例。
图1是表示处理液供给装置的概略结构的框图。
实施例的处理液供给装置1具有泵3、吸入配管5、送出配管7、排出管9、以及处理液容器11。
本实施例的泵3例如是隔膜式的泵。具体而言，泵3具有泵本体13、腔室15、气缸17、隔膜19、吸入口21、送出口23、排出口25、以及吸排口27。泵本体13外观形状呈筒状，在用于贮存处理液的内部空间即腔室15的下方设置相对于腔室15可升降的气缸17。隔膜19的下表面固定在气缸17的上表面。另外，隔膜19的外周缘固定在腔室15的规定高度的内周面上。吸入口21、送出口23、排出口25形成为在泵本体13与腔室15连通。
吸入口2吸入在腔室15内的处理液。该吸入口21与吸入配管5的一端侧连通连接。吸入配管5的另一端侧与贮存处理液的处理液容器11连通连接。当处理液容器11结束供给容量份的处理液时交换为其他处理液容器11。即，处理液容器11构成为相对于吸入配管5可拆卸。吸入配管5从处理液容器11侧依次具有过滤器29、开闭阀V1。过滤器29去除从处理液容器11送出的处理液中的颗粒等。开闭阀V1控制吸入配管5中的处理液的流通。
需要说明的是，上述的处理液容器11相当于本发明的“处理液供给源”。
排出口23将贮存在腔室15的处理液送出。该排出口23与送出配管7的一端侧连通连接。送出配管7的另一端侧与调节流量的流量调节阀和用于供给处理液的喷嘴(未图示)等连通连接。送出配管7从送出口23侧依次具有过滤器31、开闭阀V2。过滤器31去除从腔室15送出的处理液中的颗粒等。开闭阀V2控制送出配管7中的处理液的流通。
排出口25排出腔室15内的气体。该排出口25与排出管9的一端侧连通连接。排出管9的另一端侧与回收容器33连通连接。回收容器33将从排出管9排出的空气等气体与处理液的液滴等一起回收。排出管9从排出口25侧依次具有气泡传感器35、开闭阀V3、压力调节机构37。开闭阀V3控制排出管9中的气体等的流通。
气泡传感器35检测在排出管9中流通的流体中是否含有由空气等气体组成的气泡。具体而言，气泡传感器35例如对流通在排出管9内的流体照射超声波，与液体相比当存在作为气体的气泡时传播效率下降并且接收强度也下降，由此检测是否存在气泡。另外，气泡传感器35也可以利用微波的多普勒效应的差异或者流体的折射率的差异来检测。
需要说明的是，上述的开闭阀V1相当于本发明的“吸入开闭阀”，开闭阀V2相当于本发明的“送出开闭阀”，开闭阀V3相当于本发明的“排出开闭阀”。
在进行后述的脱气时，压力调节机构37调节排出管9内的压力使得排出管9内的压力低于腔室15内的压力。作为压力调节机构37，例如可以举出吸气器的例子。吸气器是利用纯水或空气通过文丘里效应使压力降低。以压力调节机构37在进行减压时的压力低于脱气时的排出管9的压力的方式预先进行调节设定。
吸排口27形成在位于夹着气缸17的腔室15的相对侧的泵本体13上。该吸排口27与吸排管39的一端侧连通连接。吸排管39的另一端侧与三通阀V4的共通侧连通连接。三通阀V4的两个转换侧分别与空气供给源和吸引源连通连接。由于当三通阀V4切换至空气供给源侧时向吸排口27供给空气，因此气缸17上升，腔室15的容积变小。另一方面，由于当三通阀V4切换至吸引源侧时从吸排口27排出空气，因此气缸17下降，腔室15的容积变大。泵3能够以这种方式使气缸17升降，但其高度位置例如只能从第一下降位置BL1移动至上升位置TL。此处，将从第一下降位置BL1上升规定距离的位置定义为第二下降位置BL2。
接下来，参照图2说明上述结构的处理液供给装置1的动作。需要说明的是，图2是表示动作的一例的时序图。
此处，例如说明当贮存作为处理液的稀释剂的处理液容器11清空并且交换为新的处理液容器11的情况。在这种情况下，从清空的处理液容器11取下吸入配管5，并将吸入配管5安装在新的处理液容器11上。此时，无法避免在安装配管5时混入气泡。另外，在处理液容器11的稀释剂中原本就存在一定程度的空气等气体。另外，在初期状态下，设定为在泵3将腔室15内的全部稀释剂供给结束时气缸17位于上升位置TL。
首先，在0时刻时，关闭开闭阀V2、V3并且打开开闭阀V1。此外，在这种状态下，将三通阀V4的切换侧切换为吸引源。由此，气缸17从上升位置TL开始下降，并且稀释剂从处理液容器11经由吸入配管5被吸入腔室15。在气缸17的高度位置到达第二下降位置BL2的t1时刻关闭开闭阀V1。
需要说明的是，从0时刻到t1时刻相当于本发明的“吸入工序”。
在腔室15保持封闭的状态下，气缸17继续向第一下降位置BL1逐渐下降。因此，由于腔室15的容积进一步变大，腔室15成为减压状态，因此存在于被吸入腔室15中的稀释剂中的气体被释放至腔室15中。该状态维持到t3时刻。
需要说明的是，从t1时刻到t3时刻相当于本发明的“变化工序”。
接下来，在比气缸17到达第一下降位置BL1的t3时刻稍早的t2时刻，使压力调节机构37动作。由此，排出管9内的压力被减小至低于腔室15的压力。并且，在与t2时刻相距特定时间后的t3时刻打开开闭阀V3。由此，释放至腔室15中的气体从排出管9排出，被排出至回收容器33中。此时，虽然气泡传感器35检测由气体组成的气泡，但当腔室15内的气体的排出结束时，腔室15内的稀释剂与气体一起被吸出，在t4时刻最终气泡消失，仅稀释剂被排出。结果，气泡传感器33成为不检测气泡的非检测状态。
在气泡传感器33成为非检测的状态的t4时刻，关闭开闭阀V3。然后，在t5时刻使压力调节机构37不进行动作。需要说明的是，虽然未图示，但通过脱气处理，气缸17由于减压而从第一下降位置BL1移动至稍微升高的位置。
需要说明的是，从t2时刻到t5时刻相当于本发明的“调节工序”，从t3时刻到t4时刻相当于本发明的“脱气工序”。
当如上所述的稀释剂的脱气结束时，例如，在作为稀释剂的供给时机的t6时刻，进行如下所述的供给动作。即，在t6时刻将三通阀V4的切换侧切换为空气供给源侧，并且打开开闭阀V2。于是，从送出配管7供给稀释剂。然后，将该状态维持到腔室15内的稀释剂的供给量达到处理所需的规定量的t7时刻为止。在t7时刻，关闭开闭阀V2，并且将三通阀V4的切换侧切换为吸引源。然后，在再次成为稀释剂的供给时机的t8时刻，重复进行上述供给动作。在腔室15内的稀释剂未达到供给所需的量的时刻停止该供给动作。能够根据气缸17的高度位置判断该检测。
接着，在再次从处理液容器11向腔室15供给稀释剂后，如上所述地进行脱气处理并且进行供给动作。
根据本实施例，在将稀释液吸入腔室15后，在关闭开闭阀V1～V3的状态下，当通过三通阀V4使腔室15以容积变大的方式进行变化时，腔室15内被减压。因此，能够将存在于稀释剂中的气体释放到腔室15内。此外，使压力调节机构37动作并且打开开闭阀V3来进行脱气，但由于通过压力调节机构37使排出管9内的压力低于腔室15内的压力，因此腔室15内未变成正压，腔室15内的气体经由排出管9被顺畅地排出。因此，能够防止被释放至腔室15内的气体再次溶入稀释剂中，提高了脱气效率。
另外，由于压力调节机构37由吸气器构成，因此没有可移动部分，能够由简易的结构对排出管进行减压。
此外，由于将压力调节机构37的工作时机设定在打开开闭阀V3之前，因此能够抑制使作为压力调节机构37的吸气器动作的流体的消耗。
另外，在从腔室15排出气体后，稀释剂从腔室15被吸入排出管9。然而，由于在排出管9上具有气泡传感器35，因此通过在该时刻关闭开闭阀V3，能够抑制伴随着脱气而发生的稀释剂消耗。
基板处理装置
接下来，参照图3说明具备上述处理液供给装置的基板处理装置的一例。图3是表示具备处理液供给装置的基板处理装置的概略结构图。需要说明的是，在图3中省略了供给其他处理液的供给系统，例如供给光致抗蚀液的供给系统。
基板处理装置包括：处理液供给装置1、旋转卡盘51、电动机53、防飞散杯55、以及喷嘴57。
旋转卡盘51将作为处理对象的基板W保持为水平姿态。电动机53以铅直方向的轴心为中心来旋转驱动旋转卡盘51。防飞散杯55包围旋转卡盘51和基板W的侧方，回收被供给至基板W而飞散到周围的处理液。喷嘴57构成为前端侧的喷出口可在基板W的旋转中心与防飞散杯55的侧方之间移动。喷嘴57的基端部与送出配管7连通连接。送出配管7具备用于调节送出配管7内的稀释剂的供给流量的流量调节阀59。通过使泵3动作，从喷嘴57向基板W喷出规定流量的稀释剂。需要说明的是，在从喷嘴57喷出稀释剂前，已经进行了上述的脱气。
该基板处理装置中，由于向基板W供给不存在气体的、不含有气泡的稀释剂，因此能够抑制由于存在的气体或气泡导致对基板W处理的不利影响。因此，能够适当地实施之后的处理液的处理(例如，光致抗蚀液)。
变形例
此处参照图4。图4是表示处理液供给装置的变形例的概略结构的框图。需要说明的是，对于与上述实施例相同的结构标记相同的附图标记，从而省略详细说明。
在上述实施例的处理液供给装置1中，泵3通过由三通阀V4进行的空气供给和吸引而被驱动。然而，本发明的泵3例如也可以采用由电机61驱动的方式。
变形例的处理液供给装置1A具有泵3A。该泵3A中内置有电机61。该电机61具有配置在泵本体13的下部的线圈部63、以及在线圈部63以铅直轴为中心旋转驱动的驱动轴65。气缸17A与驱动轴65螺合。
根据这样的结构，当电机61动作时，驱动轴65被旋转驱动。于是，螺合的气缸17A随着驱动轴65的旋转方向与速度而升降。如此构成的电机61也可以同样地进行上述的实施例的脱气。
本发明不限于上述实施方式，也可以实施如下所述的变形。
(1)在上述实施例中，以腔室15具有隔膜19的结构为例进行了说明，本发明也可以是具有管膜片来代替隔膜19的结构。
(2)在上述实施例中，将压力调节机构37设定为吸气器作为，但也可以使用泵来代替。在这种情况下，由于泵的减压程度比吸气器强，因此优选将回收容器33减压从而间接地将排出管9减压，而不是直接将排出管9减压。
(3)在上述实施例中，排出管9上具有气泡传感器35，但该结构并不是本发明所必须的。例如，也可以构成为相反地具有用于检测处理液的传感器来代替气泡传感器35。由此，可以构成为在传感器在排出管9中检测到稀释剂的时刻关闭开闭阀V3。
(4)在上述实施例中，以稀释剂作为处理液的一例进行了说明，但本发明不局限于此。例如，也可以使用光致抗蚀液、显影液、冲洗液、预处理液等作为处理液。

Claims (6)

1.一种处理液供给装置，供给用于处理基板的处理液，其特征在于，
所述处理液供给装置具有：
泵，具有：
腔室，用于贮存处理液，
吸入口，与所述腔室连通，将处理液吸入所述腔室，
送出口，与所述腔室连通，将所述腔室内的处理液送出，
排出口，与所述腔室连通，将所述腔室内的气体排出，以及
腔室驱动部，使所述腔室的容积变化，以将处理液从所述吸入口吸入所述腔室、从所述腔室经由所述送出口将处理液送出、将气体从所述排出口排出；
吸入配管，将贮存处理液的处理液供给源与所述吸入口连通连接；
吸入开闭阀，控制所述吸入配管中的处理液的流通；
送出配管，与所述送出口连通连接，向所述基板供给所述腔室内的处理液；
送出开闭阀，控制所述送出配管中的处理液的流通；
排出管，与所述排出口连通连接，将所述腔室内的气体排出；
排出开闭阀，控制所述排出管中的气体的流通；以及
压力调节机构，将所述排出管内的压力调节至低于所述腔室内的压力，
将处理液吸入所述腔室后，在关闭所述吸入开闭阀、所述送出开闭阀、以及所述排出开闭阀的状态下，通过所述腔室驱动部使所述腔室的容积变大，使所述压力调节机构动作并且打开所述排出开闭阀来进行脱气。
2.根据权利要求1所述的处理液供给装置，其特征在于，
所述压力调节机构是吸气器。
3.根据权利要求1或2所述的处理液供给装置，其特征在于，
所述压力调节机构进行动作，直到打开所述排出开闭阀。
4.根据权利要求1或2所述的处理液供给装置，其特征在于，
所述泵的所述腔室具有隔膜。
5.根据权利要求1或2所述的处理液供给装置，其特征在于，
所述排出管具有用于检测处理液中的气泡的气泡传感器，
在开始脱气后，在所述气泡传感器检测不到气泡的时刻关闭所述排出开闭阀。
6.一种处理液供给装置的脱气方法，所述处理液供给装置供给用于处理基板的处理液，其特征在于，
所述处理液供给装置具有：
泵，具有：
腔室，用于贮存处理液，
吸入口，与所述腔室连通，将处理液吸入所述腔室，
送出口，与所述腔室连通，将所述腔室内的处理液送出，
排出口，与所述腔室连通，将所述腔室内的气体排出，以及
腔室驱动部，使所述腔室的容积变化，以将处理液从所述吸入口吸入所述腔室、从所述腔室经由所述送出口将处理液送出、将气体从所述排出口排出；
吸入配管，将贮存处理液的处理液供给源与所述吸入口连通连接；
吸入开闭阀，控制所述吸入配管中的处理液的流通；
送出配管，与所述送出口连通连接，向所述基板供给所述腔室内的处理液；
送出开闭阀，控制所述送出配管中的处理液的流通；
排出管，与所述排出口连通连接，将所述腔室内的气体排出；
排出开闭阀，控制所述排出管中的气体的流通；以及
压力调节机构，将所述排出管内的压力调节至低于所述腔室内的压力，
所述脱气方法实施如下工序：
吸入工序，通过所述腔室驱动部，使所述腔室的容积变大，将处理液从所述吸入配管吸入所述腔室内；
变化工序，在使所述吸入开闭阀、所述送出开闭阀、以及所述排出开闭阀关闭而关闭所述吸入配管、所述送出配管、以及所述排出管的状态下，通过所述腔室驱动部使所述腔室的容积进一步变大；
调节工序，使所述压力调节机构动作，将从所述腔室排出气体的排出管内的压力调节为低于所述腔室内的压力；以及
脱气工序，使所述排出开闭阀打开，使所述腔室与所述排出管连通来进行脱气。
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