JP2011208786A - バルブおよびこれを備えた基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バルブ11は、流入口15、排出口16、および吐出口17を含む。排出口16は、第1流路18、20によって流入口15に接続されている。吐出口17は、第2流路19によって第1流路18、20に接続されている。第2流路19は、流入口15と排出口16との間に設けられた接続位置CP1において第1流路18、20に接続されている。第2流路19は、第1弁体25が第1アクチュエータ24によって移動されることにより開閉される。また、絞り部37は、接続位置CP1よりも排出口16側において第1流路18、20に設けられている。絞り部37は、吐出口17および第2流路19の流路面積よりも小さい流路面積を有している。
【選択図】図2
Description
また、この発明の他の目的は、基板の清浄度を高めることができる基板処理装置を提供することである。
この構成によれば、第2流路が閉じられている状態で、第2弁体が第2開位置から第1開位置に移動される。すなわち、第2流路が閉じられている状態で、絞り部の流路面積が減少される。そのため、排出口から吐出される液体の流量が減少される。これにより、液体の排出量(排出口から吐出される液体の量)が抑制される。また、第2弁体が第2開位置に配置された後に第1開位置に配置されるので、第2弁体は、パーティクルが排出口から確実に排出された後に第1開位置に配置される。これにより、バルブ内部でのパーティクルの残留が抑制または防止される。
この構成によれば、接続流路が、交差流路を含む。交差流路は、筒状流路に設けられた接続点に接続されている。また、交差流路は、筒状流路に直交し前記接続点を含む平面において、前記接続点と筒状流路の中心とを通る直線に対して交差する方向に延びている。すなわち、たとえば筒状流路が円筒状であれば、交差流路は、筒状流路の半径を含む直線に対して交差する方向に延びている。そのため、交差流路から筒状流路に供給された液体は、一定の方向(筒状流路の周方向の一方)に回転しながら筒状流路の軸方向に移動する。すなわち、筒状流路に供給された液体が螺旋状に流れ、渦流が筒状流路に形成される。これにより、第2流路が第1弁体によって閉じられているときに、第1弁体の周りで液体がよどむことが抑制または防止される。したがって、第1弁体の周りで漂うパーティクルは、第2流路が閉じられている間に、液体と共に排出口から排出される。
この構成によれば、第2流路が閉じられているときには、パーティクルがオリフィスを通って排出口から排出される。また、オリフィスは、吐出口および第2流路の流路面積よりも小さい流路面積を有しているから、第2流路が開かれているときには、吐出口からの吐出流量が確保される。このように、複雑な機構を設けることなく、吐出口からの吐出流量を確保するとともに、パーティクルを排出口から排出することができる。
請求項9記載の発明は、基板(W)を保持する基板保持機構(3、850)と、請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブを含み、前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構(4、804)と、前記バルブを制御する制御装置(5)とを含む、基板処理装置(1、801)である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す模式図である。
基板処理装置1は、薬液やリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の基板Wを1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置1は、処理室2に配置されたスピンチャック3(基板保持機構)と、スピンチャック3に保持された基板Wに処理液を供給する処理液供給機構4と、スピンチャック3などを制御する制御装置5とを含む。
バルブ11は、複数の開口(流入口15、排出口16、吐出口17)と、複数の流路(メイン流路18、吐出流路19、排出流路20)とを含む。また、バルブ11は、ハウジング21と、開閉機構22と、排出流量調整機構23とを含む。メイン流路18および排出流路20は、本発明の第1実施形態に係る第1流路である。また、吐出流路19は、本発明の第1実施形態に係る第2流路である。流入口15、排出口16、吐出口17、メイン流路18、吐出流路19、および排出流路20は、ハウジング21に設けられている。ハウジング21は、たとえば、耐薬性(薬液に対する耐性)を有する合成樹脂によって形成されている。第1供給配管8、第2供給配管9、および循環配管10は、ハウジング21に連結されている。第1供給配管8、第2供給配管9、および循環配管10は、それぞれ、流入口15、吐出口17、および排出口16に接続されている。第1供給配管8から流入口15に供給された処理液は、メイン流路18を通って、吐出流路19および排出流路20に供給される。
制御装置5は、第1アクチュエータ24および第2アクチュエータ31を制御する。制御装置5は、第1弁体25を閉位置に向けて移動させるのと同時に第2弁体32を大開位置に向けて移動させる(T1参照)。その後、制御装置5は、第1弁体25を開位置に向けて移動させるのと同時に第2弁体32を小開位置に向けて移動させる(T2参照)。すなわち、制御装置5は、第1アクチュエータ24および第2アクチュエータ31を同期させて、第1弁体25および第2弁体32を同時に反対方向に移動させる。
図5に示すように、制御装置5は、第1弁体25が閉位置に向けて移動されるのと同時に第2弁体32を大開位置に向けて移動させる(T3参照)。そして、制御装置5は、第2弁体32を大開位置に位置させた後、第1弁体25を閉位置に位置させた状態で第2弁体32を小開位置に移動させる(T4参照)。その後、制御装置5は、第2弁体32を小開位置に位置させた状態で第1弁体25を開位置に移動させる(T5参照)。すなわち、この第2動作例では、吐出流路19が閉じられるのと同時に第2弁座37の流路面積が増加され、それから一定時間が経過すると、吐出流路19が閉じられた状態で第2弁座37の流路面積が減少される。
図8は、本発明の第2実施形態に係るバルブ211の内部構造を説明するための概略図である。この図8において、前述の図1〜図7に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第2実施形態と前述の第1実施形態との主要な相違点は、バルブ211が、オリフィス(orifice)を含むことである。
図9は、本発明の第3実施形態に係るバルブ311の内部構造を説明するための概略図である。図10は、図9におけるX−X線に沿うバルブ311の断面図である。この図9および図10において、前述の図1〜図8に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
バルブ311は、メイン流路318および排出流路320を含む。メイン流路318および排出流路320は、本発明の第3実施形態に係る第1流路である。また、排出流路320は、本発明の第2実施形態に係る絞り部である。流入口15、排出口216、吐出口17、メイン流路318、吐出流路19、および排出流路320は、ハウジング321に設けられている。ハウジング321は、たとえば、耐薬性を有する合成樹脂によって形成されている。第1供給配管8、第2供給配管9、および循環配管10は、それぞれ、流入口15、吐出口17、および排出口216に接続されている。流入口15は、メイン流路318の一端に設けられている。排出流路320は、メイン流路318の他端からメイン流路318と平行な方向に延びている。排出口216は、排出流路320によってメイン流路318に接続されている。
図11は、本発明の第4実施形態に係るバルブ411の内部構造を説明するための概略図である。この図11において、前述の図1〜図10に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第4実施形態と前述の第1実施形態との主要な相違点は、バルブ411が、距離を隔てて配置された複数の部分に分割されていることである。
図12および図13は、それぞれ、本発明の第5実施形態に係るバルブ511の内部構造を説明するための概略図である。図14は、図12におけるXIV−XIV線に沿うバルブ511の断面図である。また、図15は、図12におけるXV−XV線に沿うバルブ511の断面図である。図12では、第1弁体525が閉位置に位置する状態が示されている。また、図13では、第1弁体525が開位置に位置する状態が示されている。この図12〜図15において、前述の図1〜図11に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
バルブ511は、メイン流路518と、吐出流路519と、排出流路520とを含む。また、バルブ511は、ハウジング521と、開閉機構522とを含む。メイン流路518および排出流路520は、本発明の第5実施形態に係る第1流路である。また、吐出流路519は、本発明の第5実施形態に係る第2流路である。流入口515、排出口516、吐出口517、メイン流路518、吐出流路519、および排出流路520は、ハウジング521に設けられている。ハウジング521は、たとえば、耐薬性を有する合成樹脂によって形成されている。第1アクチュエータ24の第1本体27は、ハウジング521の下に配置されている。第1アクチュエータ24は、ハウジング521の下部に連結されている。また、第1供給配管8、第2供給配管9、および循環配管10は、それぞれ、流入口515、吐出口517、および排出口516に接続されている。第1供給配管8から流入口515に供給された処理液は、メイン流路518を通って、吐出流路519および排出流路520に供給される。
図16は、本発明の第6実施形態に係るバルブ611の内部構造を説明するための概略図である。また、図17は、図16におけるXVII−XVII線に沿うバルブ611の断面図である。この図16および図17において、前述の図1〜図15に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
バルブ611は、メイン流路618、吐出流路619、およびハウジング621を含む。メイン流路618および排出流路520は、本発明の第6実施形態に係る第1流路である。また、吐出流路619は、本発明の第6実施形態に係る第2流路である。メイン流路618は、筒状流路643と、接続流路644とを含む。筒状流路643の上端部は、接続流路644によって流入口515に接続されている。流入口515には、筒状流路643を満たす十分な流量で処理液が供給されている。また、ハウジング621は、たとえば、耐薬性を有する合成樹脂によって形成されている。ハウジング621は、筒状流路643および吐出流路619を同心状に仕切る円筒部621aを含む。
図18は、本発明の第7実施形態に係るバルブ711の内部構造を説明するための概略図である。図18では、第1弁体725が閉位置に位置し、第2弁体732が大開位置に位置する状態が示されている。この図18において、前述の図1〜図17に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
バルブ711は、吐出流路719(第2流路)を含む。また、バルブ711は、ハウジング721と、開閉機構722と、排出流量調整機構723とを含む。流入口515、排出口516、吐出口717、メイン流路518、吐出流路719、および排出流路520は、ハウジング721に設けられている。ハウジング721は、たとえば、耐薬性を有する合成樹脂によって形成されている。第1アクチュエータ24の第1本体27は、ハウジング721の上に配置されている。また、第2アクチュエータ31の第2本体34は、ハウジング721の下に配置されている。第1アクチュエータ24および第2アクチュエータ31は、それぞれ、ハウジング721の上部および下部に連結されている。また、第1供給配管8、第2供給配管9、および循環配管10は、それぞれ、流入口515、吐出口717、および排出口516に接続されている。第1供給配管8から流入口515に供給された処理液は、メイン流路518を通って、吐出流路719および排出流路520に供給される。
図19は、本発明の第8実施形態に係る基板処理装置801の概略構成を示す模式図である。この図19において、前述の図1〜図18に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第8実施形態と前述の第1実施形態との主要な相違点は、基板処理装置801が、複数枚の基板Wを処理液によって一括して処理するバッチ式の基板処理装置であることである。
また、第1および第8実施形態では、フィルタ13が循環配管10に取り付けられている場合について説明した。しかし、フィルタ13は、第1供給配管8に取り付けられていてもよいし、第1供給配管8および循環配管10の両方に取り付けられていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
3 スピンチャック(基板保持機構)
4 処理液供給機構
5 制御装置
6 タンク(容器)
7 ノズル(吐出部材)
8 第1供給配管
9 第2供給配管
10 循環配管
11 バルブ
12 ポンプ(送液手段)
13 フィルタ
15 流入口
16 排出口
17 吐出口
18 メイン流路(第1流路)
19 吐出流路(第2流路)
20 排出流路(第1流路)
24 第1アクチュエータ
25 第1弁体
26 第1ダイヤフラム(ダイヤフラム)
31 第2アクチュエータ
32 第2弁体
37 第2弁座(絞り部)
211 バルブ
218 メイン流路(第1流路)
220 排出流路(第1流路、絞り部、オリフィス)
216 排出口
311 バルブ
318 メイン流路(第1流路)
320 排出流路(第1流路、絞り部、オリフィス)
411 バルブ
418 メイン流路(第1流路)
440 接続配管(第1流路)
511 バルブ
515 流入口
516 排出口
517 吐出口
518 メイン流路(第1流路)
519 吐出流路(第2流路)
520 排出流路(第1流路)
525 第1弁体
543 筒状流路
544 接続流路(交差流路)
545 絞り流路(絞り部)
611 バルブ
618 メイン流路(第1流路)
619 吐出流路(第2流路)
643 筒状流路
644 接続流路
711 バルブ
717 吐出口
719 吐出流路(第2流路)
725 第1弁体
732 第2弁体
801 基板処理装置
804 処理液供給機構
850 保持アーム(基板保持機構)
851 噴出管(吐出部材)
911 バルブ
918 メイン流路(第1流路)
C1 中心
CP1 接続位置
L1 直線
P1 接続点
W 基板
Claims (10)
- 液体が供給される流入口と、
前記流入口に供給された液体を排出する排出口と、
前記流入口に供給された液体を吐出する吐出口と、
前記流入口と前記排出口とを接続する第1流路と、
前記流入口と前記排出口との間に設けられた接続位置において前記第1流路に接続され、前記第1流路と前記吐出口とを接続する第2流路と、
前記第2流路が閉じる閉位置と、前記第2流路が開く開位置とに移動できるように構成された第1弁体と、
前記閉位置と前記開位置との間で前記第1弁体を移動させる第1アクチュエータと、
前記吐出口および第2流路の流路面積よりも小さい流路面積を有し、前記接続位置よりも前記排出口側において前記第1流路に設けられた絞り部とを含む、バルブ。 - 前記絞り部の流路面積を変更させる第2弁体と、前記第2弁体を移動させる第2アクチュエータとをさらに含み、
前記第2弁体は、前記絞り部の流路面積が前記吐出口および第2流路の流路面積よりも小さい第1流路面積になる第1開位置と、前記絞り部の流路面積が前記第1流路面積よりも大きい第2流路面積になる第2開位置とに移動できるように構成されており、
前記第2アクチュエータは、前記第1弁体が前記開位置に位置する状態で前記第2弁体を前記第1開位置に位置させ、前記第1弁体が前記閉位置に位置する状態で前記第2弁体を前記第2開位置に位置させる、請求項1記載のバルブ。 - 前記第2アクチュエータは、前記第1弁体が前記閉位置に位置する状態で前記第2弁体を前記第2開位置に位置させた後、前記第1弁体が前記閉位置に位置する状態で前記第2弁体を前記第1開位置に位置させる、請求項2記載のバルブ。
- 前記第1弁体および絞り部は、前記絞り部の流路面積が前記第1弁体の位置によって変化するように構成されており、
前記第1弁体が前記開位置に位置するときの前記絞り部の流路面積は、前記吐出口および第2流路の流路面積よりも小さく、
前記第1弁体が前記閉位置に位置するときの前記絞り部の流路面積は、前記第1弁体が前記開位置に位置するときよりも大きい、請求項1記載のバルブ。 - 前記第1流路は、接続流路および筒状流路を含み、
前記接続流路は、前記筒状流路と前記流入口とを接続しており、
前記筒状流路は、前記第2流路と平行に延び、かつ前記第2流路および接続位置を取り囲んでおり、
前記第1弁体の前記閉位置は、前記接続位置に設けられ、前記第1弁体は、前記接続位置で前記第2流路を閉じるように構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブ。 - 前記筒状流路は、前記接続流路が接続された接続点を含み、
前記接続流路は、前記筒状流路に直交し前記接続点を含む平面において、前記接続点と前記筒状流路の中心とを通る直線に対して交差する方向に延びる交差流路を含む、請求項5記載のバルブ。 - 前記絞り部は、前記吐出口および第2流路の流路面積よりも小さい流路面積を有し、前記第2流路が接続された接続位置よりも前記排出口側において前記第1流路に設けられたオリフィスを含む、請求項1記載のバルブ。
- 前記第1弁体および第1アクチュエータに連結されたダイヤフラムをさらに含み、
前記第2流路は、前記ダイヤフラムが前記第1アクチュエータによって往復運動されることにより、前記第1弁体によって開閉される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブ。 - 基板を保持する基板保持機構と、
請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブを含み、前記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構と、
前記バルブを制御する制御装置とを含む、基板処理装置。 - 前記処理液供給機構は、
処理液を貯留する容器と、
処理液を吐出する吐出部材と、
前記容器と前記バルブの前記流入口とを接続する第1供給配管と、
前記バルブの前記吐出口と前記吐出部材とを接続する第2供給配管と、
前記容器と前記バルブの前記排出口とを接続する循環配管と、
前記第1供給配管を介して前記容器から前記バルブに処理液を送る送液手段と、
前記第1供給配管および循環配管の少なくとも一方に設けられ、処理液をろ過するフィルタとを含む、請求項9記載の基板処理装置。
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