JP3364379B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体ウ
エハや液晶表示パネル用ガラス基板等の基板に対し、洗
浄等の処理を施すための基板処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】このような基板処理装置の一種として、
純水中に薬液を混合させることにより生成した処理液を
処理槽に供給し、この処理液により基板を処理するもの
が知られている。この基板処理装置は、例えば、特開平
７−２２３６９号公報に記載されているように、純水の
供給源から処理槽に純水を供給するための純水供給路
と、耐圧密閉構造を有し薬液を貯留する薬液タンクと、
この薬液タンク内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給手
段と、薬液タンクから純水供給路に向けて薬液を導くた
めの薬液の供給経路と、純水供給路中の純水に薬液を混
合させるための薬液導入弁とを備える。そして、薬液タ
ンク内に窒素ガスを供給することにより薬液タンク内の
薬液を加圧した後、薬液導入弁を開放することにより、
純水中に薬液を圧送し、これにより純水と薬液とを混合
している。 【０００３】このような基板処理装置においては、薬液
の供給経路における圧力損失が一定であれば、窒素ガス
により加圧された薬液の圧力と純水の供給圧力とを一定
値となるように制御することにより、薬液を純水中に正
確に供給することができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このような基板処理装
置において、例えば処理の工程に応じて、常温の純水に
かえて高温の温純水を使用する場合がある。このような
場合においては、熱膨張の影響によって、純水供給路に
接続する薬液の供給経路のオリフィスが大きくなること
により、薬液の供給経路において薬液が受ける圧力損失
が変化する。このため、窒素ガスにより加圧された薬液
の圧力と純水の供給圧力とを一定値となるように制御し
た場合においても、薬液の供給量は正確には一定とはな
らない。 【０００５】また、このような問題点を解消するため、
薬液の供給経路に流量調整弁を配設し、この流量調整弁
を調整することにより流量を制御することも考えられる
が、特に極めて小さい流量の薬液を供給する場合におい
ては、流量調整弁では流量を正確に調整することは困難
であり、また、調整誤差が発生しやすい。 【０００６】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、純水中に薬液を極めて正確に混合す
ることのできる基板処理装置を提供することを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明は、基板を処理
する処理槽に薬液と純水とを混合して供給するようにし
た基板処理装置であって、薬液を貯留する薬液タンク
と、ピストンとシリンダとを有し、前記シリンダ内への
薬液の吸入と前記シリンダ内からの薬液の吐出とを前記
ピストンの移動により実行するシリンジ機構と、純水の
供給源から前記処理槽に純水を供給するための純水供給
路と、前記純水供給路中の純水に前記シリンジ機構より
吐出された薬液を混合するための混合手段と、前記薬液
タンクから前記シリンジ機構に至る薬液の供給経路と、
前記シリンジ機構から前記混合手段に至る薬液の供給経
路とを選択的に開放する開閉手段と、を備えたことを特
徴とする。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処
理装置の概要を示す図である。 【０００９】この基板処理装置は、基板Ｗを処理するた
めの処理槽２と、薬液を貯留する薬液タンク３と、複数
の薬液導入弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよび純水供給弁
１０を有する薬液混合部４と、薬液混合部４に純水を供
給するための純水供給部５と、薬液混合部４に薬液タン
ク３内の薬液を供給するためのシリンジ機構６とを備え
る。 【００１０】処理槽２は、例えばその材質が石英により
構成され、そこに貯留した、あるいはオーバフローする
処理液中に基板Ｗを浸漬して処理するものである。この
処理槽２の周囲には、処理槽２の上端からオーバフロー
する処理液を回収するための回収部１２が配設されてお
り、この回収部１２は、図示しないドレインに接続され
ている。 【００１１】純水供給部５は、常温の純水を供給する純
水供給源１３ａと、摂氏５０〜８０度程度の高温の純水
を供給する温純水供給源１３ｂと、開閉弁１４ａ、１４
ｂと、レギュレータ１５ａ、１５ｂと、流量計１６と、
圧力センサ１７とを有する。開閉弁１４ａを開放した場
合には、純水が純水供給源１３ａから薬液混合部４に向
けて供給される。このとき、純水供給部５から薬液混合
部４に至る純水供給路１９ａにおける純水の圧力は、圧
力センサ１７により検出される。そして、その検出値が
レギュレータ１５ａにフィードバックされることによ
り、純水の供給圧が一定に制御される。また、開閉弁１
４ａを閉鎖し開閉弁１４ｂを開放した場合には、温純水
が一定の圧力で温純水供給源１３ｂから薬液混合部４に
向けて供給される。 【００１２】シリンジ機構６は薬液タンク３内の薬液を
薬液混合部４に供給するためのものであり、図２に示す
ように、基台２２に固定されたシリンダ８と、このシリ
ンダ８の内径とほぼ同一の外径を有するピストン９とか
らなるシリンジを有する。ピストン９は、連結具２３を
介してボールネジ２４と螺合するナット２５に連結され
ている。また、ボールネジ２４は、同期ベルト２６を介
してピストン９の駆動手段としてのパルスモータ２７と
接続されている。このため、パルスモータ２７の回転さ
せると、ナット２５は、ボールネジ２４の駆動を受け、
ガイド部材２８に案内されながら昇降する。これに伴
い、ピストン９は、シリンダ８内を上下方向に移動す
る。なお、図２においては、シリンダ８およびピストン
９を断面で表現している。 【００１３】薬液タンク３からシリンジ機構６に至る薬
液の供給経路を構成する配管３２には、図１に示すよう
に、開閉弁３３が配設されている。また、シリンジ機構
６から薬液混合部４に至る薬液の供給経路を構成する配
管３４には、開閉弁３５と、フィルタ３６と、流量計３
７とが配設されている。これらの開閉弁３３、３５は、
開閉手段を構成する。 【００１４】薬液混合部４は、図３に示すように、本体
４４の内部に直線状の流体通路４５を有する。そして、
この流体通路４５は、純水供給部５から薬液混合部４に
至る純水供給路１９ａと、薬液混合部４から処理槽２に
至る純水供給路１９ｂとに接続されている。純水供給路
１９ａから供給される純水は、純水供給ポート４７を通
って流体通路４５内に進入する。また、純水供給ポート
４７の下流側には、排液管４９に接続する排液ポート４
８が配設されている。これらの純水供給ポート４７およ
び排液ポート４８は、各々純水供給弁１０および排液弁
５０により開閉制御される。なお、図１においては、排
液管４９および排液弁５０は、図示を省略している。 【００１５】流体通路４５の内壁には、４個の薬液導入
弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの二次側流路が開口してい
る。また、本体４４の側面には薬液導入口４６ａ、４６
ｂ、４６ｃ、４６ｄ（図３においては４６ａのみ図示し
ている）が形成されている。これらの薬液導入口４６
ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄのうち、薬液導入口４６ａ
は、前述した薬液タンク３およびシリンジ機構６より成
る薬液供給部と接続されており、薬液タンク３内の薬液
はこの薬液導入口４６ａを介して流体通路４５中の純水
に混合される。また、他の薬液導入口４６ｂ、４６ｃ、
４６ｄは、各々、薬液タンクおよびシリンジ機構より成
る他の薬液供給部と接続されており、薬液タンク３内の
薬液とは異なる薬液の供給を受け、その薬液を流体通路
４５中の純水に混合する。 【００１６】なお、この実施の形態においては、薬液導
入口４６ａと接続する薬液タンク３にはフッ化水素が貯
留されている。また、各薬液導入口４６ｂ、４６ｃ、４
６ｄと接続する薬液タンクには、各々、アンモニア、塩
酸、過酸化水素が貯留されている。そして、基板Ｗに対
しフッ酸によるエッチングを行う場合においては、開閉
弁１４ａと純水供給弁１０とを開放して薬液混合部４の
流体通路４５内に純水を供給すると共に、薬液導入弁７
ａを開放してシリンジ機構６により供給される薬液タン
ク３内のフッ化水素を流体通路４５内に導入する。同様
に、基板Ｗに対し通常ＳＣ１と呼称される洗浄処理を行
う場合においては、開閉弁１４ｂと純水供給弁１０とを
開放して流体通路４５内に温純水を供給すると共に、薬
液導入弁７ｂおよび７ｄを開放してアンモニアと過酸化
水素を流体通路４５内に導入する。さらに、基板Ｗに対
し通常ＳＣ２と呼称される洗浄処理を行う場合において
は、開閉弁１４ｂと純水供給弁１０とを開放して流体通
路４５内に温純水を供給すると共に、薬液導入弁７ｃお
よび７ｄを開放して塩酸と過酸化水素を流体通路４５内
に導入する。 【００１７】次に、上述した基板処理装置において、薬
液タンク３に貯留された薬液と純水とを混合して処理槽
２に供給する動作について説明する。 【００１８】薬液を供給するに先立ち、予め、シリンジ
機構６におけるシリンダ８内に薬液タンク３内の薬液を
吸入しておく。この吸入動作は、開閉弁３３を開放し、
かつ、開閉弁３５を閉鎖した状態で、パルスモータ２７
の駆動によりナット２５および連結具２３を介してピス
トン９を上昇させることにより行う。そして、純水供給
路１９ａにおける開閉弁１４ａと薬液混合部４における
純水供給弁１０とを開放し、純水供給源１３ａから薬液
混合部４の流体通路４５に純水を導入する。 【００１９】続いて、開閉弁３３を閉鎖すると共に開閉
弁３５を開放する。また、薬液混合部４における薬液導
入弁７ａを開放する。そして、パルスモータ２７の駆動
により、ナット２５および連結具２３を介してピストン
９を一定の速度で下降させ、薬液を吐出する。これによ
り、シリンジ機構６のシリンダ８内の薬液は、フィルタ
３６および流量計３７を通過して、薬液導入弁７ａから
流体通路４５内に進入し、そこを通過している純水と混
合される。 【００２０】このとき、ピストン９の下降速度を低速と
することにより、微量の薬液を純水中に混合させること
が可能となる。また、純水中に混合される薬液の単位時
間当たりの供給量は、ピストン９の下降速度をパルスモ
ータ２７によって正確に制御することにより、所望の値
に制御することができる。このため、前行程において温
純水を使用する処理を行ったことにより、薬液導入弁７
ａにおける二次側の流路の大きさが変化していたような
場合においても、薬液の供給量が変化することはない。 【００２１】なお、例えば、処理槽２にフッ化水素と純
水とを供給することにより、ゲート酸化前の半導体基板
に対しフッ酸によるエッチングを行う工程等において
は、フッ化水素と純水との混合比率は１：２００であ
り、フッ化水素の供給流量は毎分１００ｃｃ程度であ
る。上述したシリンジ機構６によれば、このような微量
の薬液を、その流量を一定としつつ正確に供給すること
が可能となる。また、これよりももっとフッ化水素の濃
度を希薄にすることがあり、例えばフッ化水素の供給流
量を毎分２０〜３０ｃｃ程度とすることがある。この様
に、単位時間当たりの薬液の供給量がさらに少量となっ
た場合においても、上述したシリンジ機構６によれば、
ピストン９の下降速度を低速で正確に制御することや、
シリンダ８として内径の小さなものを使用すること等に
より、薬液の供給精度を高精度に維持することが可能と
なる。 【００２２】シリンジ機構６におけるピストン９が、図
２において二点鎖線で示すように、最下端部まで下降し
シリンダ８内の薬液がなくなった場合においては、上述
した動作と同様の動作を繰り返すことによりシリンダ８
内に薬液を導入して処理を継続する。すなわち、ピスト
ン９を上昇させてシリンダ８内に薬液を吸入する際に
は、開閉弁３３を開くことにより薬液タンク３からシリ
ンジ機構６に至る配管３２を開放すると共に、開閉弁３
５を閉じることによりシリンジ機構６から薬液混合部４
に至る配管３４を閉鎖し、また、ピストン９を下降させ
てシリンダ８内から薬液を吐出する際には、開閉弁３５
を開くことによりシリンジ機構６から薬液混合部４に至
る配管３４を開放すると共に、開閉弁３３を閉じること
により薬液タンク３からシリンジ機構６に至る配管３２
を閉鎖するように制御する。 【００２３】なお、上述した実施の形態においては、シ
リンジ機構６と薬液タンク３とを連結する配管３２に開
閉弁３３をまた、シリンジ機構６と薬液混合部４とを連
結する配管３４に開閉弁３５を各々配設した場合につい
て述べたが、開閉弁３３のかわりに薬液タンク３からシ
リンジ機構６方向への薬液の通過のみを許容する逆止弁
を配設し、開閉弁３４のかわりにシリンジ機構６から薬
液混合部４方向への薬液の通過のみを許容する逆止弁を
配設する構成としてもよい。同様に、薬液タンク３から
シリンジ機構６に至る薬液の供給経路とシリンジ機構６
から薬液混合部４に至る薬液の供給経路とを切り替え可
能な単一の電磁弁等を使用してもよい。 【００２４】 【発明の効果】この発明に係る基板処理装置によれば、
シリンジ機構におけるピストンの移動量により純水中に
供給する薬液の供給量を制御することができる。このた
め、例えば薬液の供給経路において薬液が受ける圧力損
失が変化した場合や純水の供給圧力が変化した場合、さ
らには、単位時間当たりにごく少量の薬液を供給する場
合等においても、薬液を極めて正確に供給することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係る基板処理装置の概要を示す図で
ある。 【図２】シリンジ機構６を示す側面図である。 【図３】薬液導入部４を示す断面図である。 【符号の説明】 ２ 処理槽 ３ 薬液タンク ４ 薬液混合部 ５ 純水供給部 ６ シリンジ機構 ７ａ 薬液導入弁 ８ シリンダ ９ ピストン １０ 純水供給弁 １９ａ 純水供給路 １９ｂ 純水供給路 ２７ パルスモータ ３２ 配管 ３３ 開閉弁 ３４ 配管 ３５ 開閉弁 Ｗ 基板

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板を処理する処理槽に薬液と純水とを
   混合して供給するようにした基板処理装置であって、 薬液を貯留する薬液タンクと、 ピストンとシリンダとを有し、前記シリンダ内への薬液
   の吸入と前記シリンダ内からの薬液の吐出とを前記ピス
   トンの移動により実行するシリンジ機構と、 純水の供給源から前記処理槽に純水を供給するための純
   水供給路と、 前記純水供給路中の純水に前記シリンジ機構より吐出さ
   れた薬液を混合するための混合手段と、 前記薬液タンクから前記シリンジ機構に至る薬液の供給
   経路と、前記シリンジ機構から前記混合手段に至る薬液
   の供給経路とを選択的に開放する開閉手段と、 を備えたことを特徴とする基板処理装置。