JP2004275917A - 処理液の製造装置、製造方法及び基板の処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各液体を供給するための複数の供給部4〜6と、各供給部に一端が接続された複数の供給管路1〜3と、各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁11,24,34と、各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィス12,25,35と、各供給管路の他端が接続され減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンク14とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の液体を混合して処理液を作る処理液の製造装置、製造方法及び上記製造装置を用いた基板の処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パターンを形成するリソグラフィープロセスがある。このリソグラフィープロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分(あるいは光が照射された部分)を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パターンを形成するものである。
【0003】
上記一連の各工程においては、たとえば上記基板に付着したパーティクルなどの汚れを除去するために、上記基板を処理液で処理するということが行なわれている。そのような場合、複数種の液体を混合して汚れの除去に適した処理液を作り、その処理液によって基板を洗浄するということが行なわれる。
【0004】
基板に付着したパーティクルを除去するためには、液体としてたとえば純水、過酸化水素水及びアンモニア水をそれぞれ所定の割合で混合した処理液が用いられることがある。上記純水、過酸化水素水及びアンモニア水の混合比は、基板から除去する汚れの種類や程度など種々の条件に応じて設定される。通常、純水の割合が最も高く、ついで過酸化水素水、アンモニア水の順となっている。
【0005】
過酸化水素水やアンモニア水は純水の量に比べて非常に少ないため、供給量を精密に制御しないと、所望する性能の処理液を作ることができなくなるということがある。
【0006】
従来、複数の液体が混合された処理液を作るには、各供給部から供給される種類の異なる液体の流量をフローセンサ若しくは積算流量計で測定し、所定量の液体をそれぞれ秤量タンクに貯える。各秤量タンクに所定量の液体がそれぞれ貯えられたならば、それら液体を調合タンクに供給して混合することで、複数種の液体が所定の割合で混合された処理液を作るということが行なわれていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法によると、複数種の液体の混合割合を高精度に設定するために高価な機器であるフローセンサや積算流量計を用いていた。そのため、システム全体の複雑化やコストアップを招くということがあった。しかも、調合タンク以外に各液体を所定量貯えるための複数の秤量タンクを必要とするから、このことによっても装置の大型化、複雑化及びコストアップを招くということがあった。
【0008】
この発明は、複数の液体を簡単な構成で確実に所定の割合で混合して処理液を作ることができるようにした処理液の製造装置、製造方法及びその製造装置を用いた基板の処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数種の液体を混合して作られる処理液の製造装置において、
各液体を供給するための複数の供給部と、
各供給部に一端が接続された複数の供給管路と、
上記各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ上記各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁と、
各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィスと、
各供給管路の他端が接続され上記減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンクと
を具備したことを特徴とする処理液の混合装置にある。
【0010】
上記各供給管路の上記各オリフィスよりも下流側には、上記減圧弁とオリフィスとで流量が制御された各液体が上記調合タンクに流入する時間を制御する開閉制御弁がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【0011】
複数の供給部は、純水を供給する第1の供給部と、過酸化水素水を供給する第2の供給部と、アンモニア水を供給する第3の供給部であることが好ましい。
【0012】
この発明は、複数種の液体を混合して作られる処理液の製造方法において、
各液体をそれぞれ所定の圧力に減圧する工程と、
減圧された各液体に負荷を与える工程と、
減圧されて負荷が与えられることで流量が制御された各液体を混合する工程と
を具備したことを特徴とする処理液の製造方法にある。
【0013】
流量が制御された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することが好ましい。
【0014】
減圧されてから流量が制限された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することが好ましい。
【0015】
この発明は、複数の液体を混合する混合装置と、
この混合装置で複数の液体を混合して作られた処理液によって基板を処理する処理部とを備え、
上記混合装置は請求項1に記載された構成であることを特徴とする基板の処理装置にある。
【0016】
この発明によれば、複数種の液体をそれぞれ所定の圧力に減圧するとともに、減圧された液体に負荷を与えるようにしたため、各液体の流量を精度よく制御し、所望する量で混合して処理液を作ることが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【0018】
図1はこの発明の一実施の形態に係る基板の処理装置を示す。この処理装置は処理液の製造装置Aと、この製造装置Aによって作られた処理液によって基板を処理する処理装置Bとを備えている。上記製造装置Aは複数の供給管路、この実施の形態では第1乃至第3の供給管路1〜3を備えている。
【0019】
上記第1の供給管路1の一端は、処理液を形成する液体である、純水を供給する第1の供給部4に接続されている。第2の供給管路2の一端は、同じく処理液を形成する液体である、過酸化水素水を供給する第2の供給部5に接続されている。第3の供給管路3の一端は、処理液を形成する液体である、アンモニア水を供給する第3の供給部6に接続されている。
【0020】
上記第1の供給管路1には第1のポンプ7が設けられている。この第1のポンプ7は上記第1の供給部4から純水を所定の圧力で第1の供給管路1に吐出供給する。上記第1のポンプ7の吐出側には第1の供給管路1を流れる純水の流量を測定する第1の流量計8と、その純水の圧力を測定する第1の圧力計9とが順次設けられている。
【0021】
上記第1の圧力計9の下流側には、純水を上記第1のポンプ7によって第1の供給管路1に供給された圧力よりも低い、所定の圧力に減圧する第1の減圧弁11が設けられている。この第1の減圧弁11の下流側には第1の減圧弁11によって減圧された純水に負荷を与える第1のオリフィス12が設けられている。
【0022】
上記第1のオリフィス12によって上記第1の減圧弁11で減圧された純水に負荷を与えることで、上記第1の減圧弁11の減圧作用が正常に機能することになる。つまり、第1の減圧弁11の上流側(一次側)に圧力変動があっても、下流側である、二次側の圧力を第1の減圧弁1によって設定された圧力に維持することが可能となる。それによって、第1のオリフィス12の下流側では、上記第1の減圧弁11の設定圧力と、第1のオリフィス12の孔径とによって決定される単位時間当たりの流量で純水を精度よく供給することが可能となる。
【0023】
上記第1のオリフィス12の下流側には第1の制御弁13が設けられている。この第1の制御弁13の流出側、つまり第1の供給管路1の他端は調合タンク14に接続されている。
【0024】
上記第1の制御弁13は制御装置15によって開閉時間が制御されるようになっている。上記制御装置15は第1の制御弁13の開閉時間を設定するための時間設定部16と、この時間設定部16の設定に基いて駆動信号を出力する出力部17とを有する。第1の制御弁13は、出力部16からの駆動信号によって開閉時間が制御される。
【0025】
それによって、上記第1の減圧弁11と第1のオリフィス12とで単位時間当たりの流量が設定された純水は、上記第1の制御弁13の開閉時間に応じた流量で調合タンク14に供給される。
【0026】
上記第2の供給管路2には第2のポンプ21、第2の流量計22、第2の圧力計23、第2の減圧弁24、第2のオリフィス25及び第2の制御弁26が順次設けられている。この第2の供給管路2の他端は上記調合タンク14に接続されている。
【0027】
それによって、第2のオリフィス25の下流側では、第2の減圧弁24の設定圧力と、第2のオリフィス25の孔径とによって決定される単位時間当たりの流量で過酸化水素水を精度よく供給することが可能となる。
【0028】
さらに、第2の減圧弁24と第2のオリフィス25とによって単位時間当たりの流量が設定された過酸化水素水は、第2のオリフィス25の下流側に設けられ上記制御装置15によって開閉時間が制御される上記第2の制御弁26の開閉時間に応じた流量で上記調合タンク19に供給される。
【0029】
上記第3の供給管路3には第3のポンプ31、第3の流量計32、第3の圧力計33、第3の減圧弁34、第3のオリフィス35及び第3の制御弁36が順次設けられている。この第3の供給管路3の他端は上記調合タンク14に接続されている。
【0030】
上記第3のポンプ31によって第3の供給管路3に供給されたアンモニア水は、第3の減圧弁34の設定圧力と、第3のオリフィス35の孔径とによって単位時間当たりの流量が精度よく制御される。
【0031】
さらに、第3の減圧弁34と第3のオリフィス35とによって単位時間当たりの流量が設定されたアンモニア水は、第3のオリフィス35の下流側に設けられ上記制御装置15によって開閉時間が制御される上記第3の制御弁36の開閉時間に応じた流量で上記調合タンク19に供給される。
【0032】
調合タンク14に供給された純水、過酸化水素水及びアンモニア水は混合されて洗浄処理用の処理液となる。調合タンク14には、上記処理装置Bを構成する循環管路41の一端と他端とが接続されている。つまり、循環管路41はループ状をなしている。
【0033】
上記循環管路41には第4のポンプ42が設けられている。この第4のポンプ42の下流側にはバタフライ弁からなるダンパ43、処理液を所定の温度に加熱するヒータ44、処理液の温度を検出してその検出信号を上記ヒータ44にフィードバックする温度センサ45、循環管路41を流れる処理液の流量を測定する第4の流量計45、処理液の濃度を測定する濃度計46が順次設けられている。
【0034】
上記濃度計46の下流側からは複数の分岐管路51(1つのみ図示)が分岐されている。分岐管路51は中途部に上記制御装置15によって開閉制御される第4の制御弁52が設けられ、他端はたとえばスピン処理装置などの処理部52に接続されている。この処理部52には未処理の基板(図示せず)が供給される。したがって、基板を回転させながら第4の制御弁52を開放してその基板に処理液を供給すれば、処理液に付着したパーティクルを洗浄除去することができる。
【0035】
上記構成の処理液の製造装置Aによれば、第1の供給管路1、第2の供給管路2及び第3の供給管路3に第1乃至第3のポンプ7,21,31によって液体である、純水、過酸化水素水、及びアンモニア水が供給されると、これらの液体はそれぞれ第1乃至第3の減圧弁11,24,34によって所定の圧力に減圧される。
【0036】
各減圧弁11,24,34の下流側には所定の孔径の第1乃至第3のオリフィス12,25,35が設けられ、これらオリフィス12,25,35によって各減圧弁11,24,34で所定の圧力に減圧された液体に負荷(圧力)を与える。
【0037】
減圧された各液体に負荷を与えると、各減圧弁11,24,34の一次側の圧力に変動があっても、二次側では液体を各減圧弁の設定圧力に応じて精度よく減圧することが可能となる。つまり、各減圧弁11,24,34による設定圧力及び各オリフィス12,25,35の孔径に基いた単位時間当たりの流量でそれぞれの液体を第1乃至第3の制御弁13,26,36に流すことができる。
【0038】
したがって、制御装置15により、図2(a)に示すように第1乃至第3の制御弁13,26,36の開放時間を各々所定時間(t)に設定すれば、純水、過酸化水素水及びアンモニア水を、第1乃至第3の減圧弁11,24,34の設定圧力と第1乃至第3のオリフィス12,25,35の孔径に基いた単位時間当たりの流量で、所定時間(t)の間、調合タンク14に供給し、混合して処理液とすることができる。
【0039】
たとえば、第1乃至第3の減圧弁11,24,34とオリフィス12,25,35とによって制御される純水、過酸化水素水及びアンモニア水の圧力を、1:4:20の割合に設定すれば、調合タンク14には、これらの液体を上記圧力比に反比例する体積比である、20:4:1の割合で供給して処理液を作ることができる。
【0040】
このようにして調合タンク14で混合された処理液を、第4の制御弁52を開放して処理部52に供給すれば、この処理部52に設けられた図示しないスピン処理装置によって回転駆動される基板を上記処理液で洗浄処理することができる。
【0041】
基板の品種などが変わった場合、その基板を処理する処理液の性能を変えることが要求されることがある。たとえば、混合される純水、過酸化水素水及びアンモニア水の体積比を20:2:1に混合した処理液、つまり過酸化水素水の混合比を先程に比べて2分の1に減少させた処理液が要求されることがある。
【0042】
そのような場合、第2の減圧弁24と第2のオリフィス25とによる過酸化水素水の供給圧力を、たとえば上記第2の減圧弁24を調整して先程の供給圧力の2分の1にすれば、所定時間(t)における過酸化水素水の供給量を2分の1にすることができる。
【0043】
ところで、過酸化水素水の供給圧力を、たとえば第2の減圧弁24を調整して2分の1に設定するには、第2の減圧弁24に設けられた圧力調整ねじを回転させるメカニカルな調整作業が必要となる。しかしながら、そのような作業は手間が掛かるばかりか、メカニカルな調整では圧力を精密に設定することが非常に難しい。
【0044】
そこで、この発明では、第2の減圧弁24による過酸化水素水の二次側の圧力を変えず、所定時間(t)内において、過酸化水素水を調合タンク14に供給する供給時間を制御装置15によって2分の1に設定して過酸化水素水の供給量を制御する。
【0045】
図2(b)は、図2(a)に示す所定時間(t)内の各液体の供給に対し、過酸化水素水の供給量を2分の1に制御するときの各制御弁13,26,36の開閉状態を示すタイムチャートである。
【0046】
すなわち、所定時間(t)内において、過酸化水素水を調合タンク14に供給するための第2の制御弁26の開放時間を、制御装置15によって所定時間(t)の2分の1に設定した。
【0047】
しかも、第2の制御弁26が開放するタイミングは、所定時間(t)内において、ほぼ均等なタイミングで複数回、この実施の形態では3回に分けて行なうようにした。つまり、1回当たりの開放時間を所定時間(t)の6分の1である、(t/6)時間に設定した。それによって、第2の制御弁26の3回の開放時間のトータルが上記所定時間(t)の2分の1になる。
【0048】
このようにして、第2の制御弁25を開放すれば、開放時間が所定時間(t)の2分の1であるから、第2の減圧弁24の設定圧力を変えて単位時間当たりの供給量を変えずに、過酸化水素水の調合タンク14への供給量を2分の1にすることができる。
【0049】
しかも、第2の制御弁25を開放する3回のタイミングを、所定時間(t)内においてほぼ均等に振り分けた。そのため、所定時間(t)内において、過酸化水素水を調合タンク14にほぼ均等に供給することができる。つまり、過酸化水素隙が所定時間(t)の最初や最後に偏って供給されるということがないから、純水及びアンモニア水に対して過酸化水素水の混合割合は、所定時間内のどの時点であってもほぼ一定にすることこができる。
【0050】
つまり、所定時間(t)内におけるどの時点であっても、純水、過酸化水素水及びアンモニア水の混合割合がほぼ一定の処理液を得ることが可能となる。
さらに、処理装置Bに設けられた濃度計46の濃度チェックによって純水、過酸化水素水、アンモニア水の濃度が設定値に対して誤差がある場合、濃度計46の検出信号に応じて第1乃至第3の制御弁13,26,36の開閉時間を制御装置15によって調整すれば、処理液の濃度を自動的に調整をするが可能となる。
【0051】
つまり、処理液の濃度調整を、第1乃至第3の減圧弁11,24,34をメカニカルに調整するということをせずに、自動的に行なうことが可能となるから、その調整作業を容易かつ精密に行なうことができる。
【0052】
この発明は上記一実施の形態に限定されず、たとえば処理部で基板に対して行なう処理は洗浄処理に限られず、エッチング処理やレジストの剥離処理などであってもよく、そのような場合には処理液を形成する液体の種類をそれらの処理に応じたものに変更すればよい。
【0053】
また、処理液を形成する液体の種類は3種類に限られず、2種類或いは4種類以上であってもよい。
【0054】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、複数種の液体をそれぞれ所定の圧力に減圧するとともに、減圧された液体に負荷を与えるようにしたため、各液体の流量を精度よく制御し、所望する量で混合して処理液を作ることが可能となる。
【0055】
したがって、従来に比べて処理液の製造を簡単な設備で容易に、しかも確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係る処理液の製造装置と基板の処理部を有する処理装置の概略的系統図。
【図2】(a)、(b)は所定時間内における各液体の供給を制御する各制御弁の開閉状態を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
1…第1の供給管路、2…第2の供給管路、3…第3の供給管路、4…第1の供給部、5…第2の供給部、6…第3の供給部、11…第1の減圧弁、12…第1のオリフィス、13…第1の制御弁、14…調合タンク、15…制御装置、24…第2の減圧弁、25…第2のオリフィス、26…第2の制御弁、34…第3の減圧弁、35…第3のオリフィス、52…処理部。
Claims (7)
- 複数種の液体を混合して作られる処理液の製造装置において、
各液体を供給するための複数の供給部と、
各供給部に一端が接続された複数の供給管路と、
上記各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ上記各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁と、
各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィスと、
各供給管路の他端が接続され上記減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンクと
を具備したことを特徴とする処理液の混合装置。 - 上記各供給管路の上記各オリフィスよりも下流側には、上記減圧弁とオリフィスとで流量が制御された各液体が上記調合タンクに流入する時間を制御する開閉制御弁がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1記載の処理液の製造装置。
- 複数の供給部は、純水を供給する第1の供給部と、過酸化水素水を供給する第2の供給部と、アンモニア水を供給する第3の供給部であることを特徴とする請求項1記載の処理液の製造装置。
- 複数種の液体を混合して作られる処理液の製造方法において、
各液体をそれぞれ所定の圧力に減圧する工程と、
減圧された各液体に負荷を与える工程と、
減圧されて負荷が与えられることで流量が制御された各液体を混合する工程と
を具備したことを特徴とする処理液の製造方法。 - 流量が制御された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することを特徴とする請求項4記載の処理液の製造方法。
- 各液体の時間制御による供給は、その供給時間内において複数回に分割することを特徴とする請求項5記載の処理液の製造方法。
- 複数の液体を混合する混合装置と、
この混合装置で複数の液体を混合して作られた処理液によって基板を処理する処理部とを備え、
上記混合装置は請求項1に記載された構成であることを特徴とする基板の処理装置。
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