JP2005057181A

JP2005057181A - 薬液供給装置

Info

Publication number: JP2005057181A
Application number: JP2003288772A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hamada; 健二濱田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】金属腐食性が高い薬液の透過雰囲気による金属腐食、腐食による設備故障の抑止、及び金属不純物汚染から製品を守り、半導体製造ライン及び品質向上の安定稼動に寄与する。
【解決手段】薬液ユニット内は副動操作のメタルフリースローパージバルブユニットと復動操作のメタルフリーバルブ、ＦＲＰのフッ素樹脂ライニングタンク、フッ素樹脂チューブ、ＰＥＥＫ材のボルト及び雰囲気的に遮断された金属部品を使用する制御ユニットからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体基板等の洗浄、エッチングで使用する金属腐食性の高い薬液を供給あるいは使用する設備に関するものである。

半導体基板等の洗浄やエッチングで使用する薬液を送液する薬液供給装置の構成部は、一般的にフッ素樹脂材（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）からなるチューブ配管、ステンレスからなるタンク、フッ素樹脂ライニング加工されたＦＲＰ、また接液部がフッ素樹脂材で成型されたバルブ、逆止弁、流量調節弁等で構成され、これらは設備筐体に組付けられ使用されている。

図４を用いて従来の薬液供給装置を説明する。１が薬液供給装置筐体、２ａが交換式薬液容器、２ｂがガス圧送時に薬液とガス分離及び貯留に使われる貯留・供給タンク、３が制御ユニット、４、５ａ、５ｂが薬液用バルブ、６が薬液加圧ガスライン、７が排気ライン、８が薬液ラインである。

設備の運転時は１の薬液供給装置筐体内に２ａの交換式薬液容器を装填し、６の薬液加圧ガスラインから４の薬液用バルブを開けて通常窒素等を大気圧以上、０．２ＭＰａ以下で２ａの交換式薬液容器内に供給し、その供給圧力により薬液を押し出し、５ｂの薬液用バルブを開け、８の薬液ラインを通して２ｂの貯留・供給タンクで一度中継し、圧送用ガスと薬液を分離した後に半導体基板処理設備に供給する。

また供給停止時は５ｂの薬液バルブを閉め、６の薬液加圧ガスラインから供給していたガスを４の薬液用バルブを閉めて停止し、５ａの薬液用バルブを開け、７の排気ラインより加圧に使われていたガスを排気する。
特開平０６−２４３３１５号公報

半導体基板等の洗浄、エッチングで使用する薬液の高純度化は、デバイスルールの微細化進行に伴い益々重要となっている。薬液メーカーから高純度で交換式薬液容器に充填された薬液は薬液供給装置に装填され、ガス加圧あるいはポンプ圧送により半導体基板処理設備に供給され使用される。

しかし使用される薬液の種類によってはフッ素樹脂材からの薬液雰囲気の透過が非常に多く、図４の部品のうち、薬液供給装置筐体１内に設置される金属を使用する部品の腐食を発生促進させる。また制御ユニット３内においても、加圧ガスラインからの薬液雰囲気の逆拡散により金属腐食を発生させる。この腐食の進行により高純度薬液の汚染が発生し、この薬液で処理する半導体素子の信頼性、耐久性を著しく低下させるという課題を引き起こす。また腐食による金属部品の破断や制御部品の接点等が腐食し制御が不能となることがある。

この問題に関して筐体内の換気回数の引き上げ、ドライエアパージ等で腐食の進行を抑える手段や、金属部品へのフッ素樹脂コーティング加工等により透過ガス雰囲気への接触を低減する手段、又腐食した部品の定期交換等で対応しており、腐食を抑える根本的な解決手段が無かった。

上記課題を解決するために本発明の薬液供給装置は、装置筐体内のフッ素樹脂部材からのガス透過は完全に抑えることが出来ないので、薬液供給装置筐体内に金属部品が露出しない部品構成とし、金属部品を使用する制御ユニットへも薬液透過雰囲気が拡散しない機構を設け、薬液供給装置の腐食を発生させない構造とし、薬液の金属不純物汚染、金属部品腐食による設備故障を抑えることが出来る。

本発明により半導体用高純度薬液への金属不純物による汚染、金属部品の腐食による設備の故障を抑止することが出来、製品の品質向上および半導体製造ラインの安定稼動に大きく貢献することができる。

本発明の薬液供給装置の構成を、図１を用いて説明する。図１は本発明品の横断面図である。

１が薬液雰囲気と接触し得る部品を収納する薬液供給装置筐体、２ａが交換式薬液容器、２ｂが交換式薬液容器から薬液を移し替え貯留及び圧送用ガスと分離を行うための貯留・供給タンク、３が薬液供給装置の制御を行う電気計装部品を収納し薬液供給装置筐体の雰囲気と完全に分離し設置する制御ユニット、４が加圧系ガスラインからの薬液雰囲気の逆拡散から制御ユニット内の保護を目的としたスローパージバルブユニット、５ａが金属部品を使用せずまた圧送用のガスをスローパージし排気することにより加圧系へ薬液雰囲気の拡散を防止する耐薬液雰囲気復動メタルフリースローパージバルブユニット、５ｂが耐薬液雰囲気復動バルブ、６が薬液加圧ガスライン、７が排気ライン、８が薬液ラインである。

設備の運転時は薬液供給装置筐体１内に交換式薬液容器２ａを装填し、薬液加圧ガスライン６からスローパージバルブ４を開けて通常窒素等を大気圧以上、０．２ＭＰａ以下で交換式薬液容器２ａ内に供給し、その供給圧力により薬液を押し出し、耐薬液雰囲気復動バルブ５ｂを開け、薬液ライン８を通して貯留・供給タンク２ｂで一度中継し圧送用ガスと薬液を分離した後に半導体基板処理設備に供給する。

また供給停止時は薬液バルブ５ｂを閉め、薬液加圧ガスライン６から供給していたガスを薬液用バルブ４を閉めて停止し、薬液用バルブ５ａを開け、排気ライン７より加圧に使われていたガスを排気する。

従来、バルブ５ａ、５ｂは台座部分に金属製ボルトを用い、自動弁・手動弁は金属製のスプリングを用いたスプリングリターン式であったが、本発明では金属スプリングを排除するために復動式バルブを用いる。また、スプリングリターンを行わないことによりバルブの固定トルクを低減することが出来、ＰＥＥＫ材のボルトで十分に固定することが出来る。またＦＲＰ製のフッ素樹脂ライニングタンクを使用することにより薬液供給装置筐体１内から金属部品を完全に排除することが出来る。

次に、図２を用いて本発明のスローパージ機構を説明する。９は本発明のスローパージ機構である。バルブと平行して配管とオリフィスを設けこの部分の絞込み量でパージ量を調整する。１０が加圧時のガスの流れ方向、１１が薬液雰囲気の拡散方向である。この機構によりバルブが閉の場合でも薬液雰囲気の逆拡散を防ぐことが出来る。

図３はスローパージ機構を用いた加圧系ガスの流れである。１０が加圧・待機時のガスの流れ方向、１１が加圧・待機時の揮発した薬液雰囲気の流れ、１２が雰囲気的に遮断された場所に設置する金属部品を使った制御機器である。この機構のスローパージを用いることにより薬液雰囲気の制御系への拡散を防止することが出来る。またこの機構を用いると従来金属部品を排除することが出来なかった供給設備筐体内から金属部品を排除することが出来、また金属部品を使用する制御ユニットを薬液雰囲気とは完全に分離することが出来る。

本発明の具体例として半導体基板の洗浄やエッチング等に使用する薬液供給装置をあげたが、それ以外の液晶ガラス基板や他の基板等にも適用できる。またこの機構は薬液供給装置以外の薬液を使用する設備にも応用することが出来る。

本発明の薬液供給装置は、半導体用高純度薬液への金属不純物による汚染、金属部品の腐食による設備の故障を抑止することに有用である。

本発明の薬液供給装置を示す図耐薬液雰囲気復動メタルフリースローパージバルブユニットを示す図スローパージ機構を用いた加圧系ガスの流れを示す図従来の薬液供給装置を示す図

符号の説明

１供給設備器筐体
２ａ交換式薬液容器
２ｂ貯留・供給タンク
３制御ユニット
４スローパージバルブ
５ａ耐薬液雰囲気復動メタルフリースローパージバルブユニット
５ｂ耐薬液復動メタルフリーバルブ
６薬液加圧ガスライン
７排気ライン
８薬液ライン
９スローパージ機構
１０加圧時のガスの流れ方向
１１加圧時の薬液雰囲気の拡散方向
１２雰囲気的に遮断された場所に設置する金属部品を使った制御機器

Claims

薬液をフッ素樹脂材質からなるラインを介して半導体基板の洗浄あるいはエッチングに使用する薬液供給装置において、金属を使用しないバルブと、ＰＥＥＫ材からなるボルトを使用した締結部と、ＦＲＰにフッ素樹脂ライニング加工を行った貯留・供給タンクと、金属部品を使用する部材を雰囲気的に遮断した筐体とからなる薬液供給装置。
加圧系ガス及び排気系バルブのスローパージ機構をラインに設けたことを特徴とする請求項１記載の薬液供給装置。