JP3652921B2 - 基板処理装置の処理液送液装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、処理液を使用して、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の電子部品製造用の基板を、処理する処理装置に関し、特に、この基板処理装置に使用される処理液の送液装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板を処理する基板処理装置においては、例えば、処理液を一定の温度に維持するため、あるいは、処理液を均一な状態に維持するために、循環ポンプを利用して処理液を循環路中に循環したり、また、処理液の貯留源から基板を処理する処理部へ処理液を供給したりする処理液の送液装置が採用されている。そして、このような処理液の送液装置においては、エア駆動式のベローズポンプが使用されている。
【０００３】
このエア駆動式のベローズポンプは、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズとを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する形式のポンプである。
【０００４】
ここで、上記ベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）とは、ベローとも呼称され、アコーデオンのような壁面を持ち体積が変えられる封入容器を指す。
【０００５】
このエア駆動式のベローズポンプにおいて第１のベローズと第２のベローズとの加圧のタイミングを切り替えるためには、第１のベローズが拡張したことを検出する第１センサと、第２のベローズが拡張したことを検出する第２センサと、高圧空気の供給源から第１のベローズおよび第２のベローズに供給される高圧の空気の供給路を切り替えることにより第１のベローズと第２のベローズとに交互に高圧の空気を印加して加圧するための電磁弁とが使用されている。
【０００６】
そして、第１センサまたは２センサが第１のベローズまたは第２のベローズが拡張したことを検出した時点で電磁弁を切り替え、拡張の完了した第１または第２のベローズ側に高圧の空気を印加して加圧し、これを縮小させる構成となっている。
【０００７】
このようなエア駆動式のベローズポンプは、機械的な摺動部がなくパーティクルパーティクルの発生を防止することができることから、基板処理装置の分野において広く使用されている。
【０００８】
そのように広く利用されることの背景として、ポンプ動作の信頼性が指摘される。つまり、上述したような処理液の送液装置を備えた基板処理装置においては、例えば基板を処理液中に浸漬する処理中には、処理液を十分に循環させる必要があり、処理液の循環が停止したことに気づかずに基板に対する処理を続けると、処理液を一定の温度に維持できなかったり、あるいは、処理液を均一な状態に維持することができなくなり、また、処理液の供給が滞ったりして、基板処理が適切に為されないことが懸念され、ポンプに高度な信頼性が要求される。
【０００９】
そのような懸念につき、前記したベローズポンプは、何らかの事情で停止すると、第１センサや２センサによるベローズが拡張したことの検出信号が途絶えるので、処理液の循環停止や供給停止を見過ごすことがなく、高度な信頼性の要望に適うものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したベローズポンプは、第１センサや２センサは単にベローズが拡張したことを検出してポンプによる送液動作を監視するだけでなく、第１センサや２センサによる検出信号に基づいて、ベローズを駆動する高圧空気の印加に関わる電磁弁が切り替わるように構成しているため、第１センサや２センサのどちらかが故障しただけで、たちどころに送液動作が停止する。
【００１１】
したがって、第１センサや２センサを修繕するまでの間、一時しのぎとして、例えば、第１センサや２センサになり代わって作業者が送液動作を監視して、暫定的に送液動作を行なわようとしても構造的に無理であった。
【００１２】
このため、或る基板に対しての処理の最中に、第１センサや２センサが故障すると、故障したセンサを修繕するまでの間、例えば、せめて処理中の基板に対する処理が終了するまでの間だけでも、ベローズポンプの送液動作を継続しようとしても、望むべくもなく、例えばエッチング液を水洗する処理液を送液するような処理では基板が過剰にエッチングされることが止められず、基板を取り返しがつかないまでに損ねる不都合を来たすことがある。
【００１３】
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、前記した第１センサや第２センサのようなベローズのようにベローズが拡張したことを検出する検出手段が故障しても、べローズポンプで送液動作できるようにした基板処理装置の処理液送液装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、処理液で基板を処理する基板処理装置に使用される処理液送液装置であって、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズと、前記第１のベローズが拡張したことを検出する第１の検出手段と、前記第２のベローズが拡張したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する送液ポンプと、気体供給源から前記第１のベローズおよび前記第２のベローズに供給される高圧の気体の供給路を切り替えることにより、前記第１のベローズと前記第２のベローズとに交互に高圧の気体を印加して加圧するための切替手段と、待機時間を設定可能なタイマー手段と、前記第１または第２の検出手段の故障時に、上記待機時間ｔが経過する毎に、前記切替手段に前記供給路の切替動作を実行させる制御手段と、を備えたことを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【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はこの発明を適用する基板処理装置の概要図である。
【００１６】
この基板処理装置は、基板１を処理するための処理液を貯留する処理液槽１０
を備える。この処理液槽１０の側方には、オーバフロー槽１１が付設されている。処理液槽１０よりオーバフローした処理液は、オーバフロー槽１１に流下する。そして、オーバフロー槽１１に流下した処理液は、エア駆動式のベローズポンプ（以下、単に「ベローズポンプ」という）１２の作用により、温度制御部１３およびフィルター１４を通過した後、再度処理液槽１０に流入する。このとき、処理液は温度制御部１３を通過する際に所定の設定温度に温度制御され、フィルター１４を通過する際に濾過される。
【００１７】
なお、図１における符号１５は、処理液をドレインに排出する際に使用される電磁弁である。
【００１８】
図２は、上述した基板処理装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００１９】
この基板処理装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ２１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ２２と、後述する待機時間ｔを複数個設定可能なタイマー２３と、論理演算を実行するＣＰＵ２４とからなる制御部２０を備える。なお、タイマー２３を省略し、ＣＰＵ２４の内部クロックのカウント動作をタイマーとして使用してもよい。
【００２０】
この制御部２０は、インターフェース２５を介して、キーボード等の入力装置２６およびディスプレイ等の表示装置２７と接続されている。また、制御部２０は、インターフェース２５を介して、後述する第１、第２センサ４１、４２および電磁弁１６と接続されている。
【００２１】
次に、上述したベローズポンプ１２の構成について説明する。図３はこのベローズポンプ１２の構成を示す説明図である。
【００２２】
このベローズポンプ１２は、第１チャンバー３３内に配設された第１のベローズ３１と、第２チャンバー３４内に配設された第２のベローズ３２と、処理液の流入管３７と、処理液の流出管３８とを備える。また、第１のベローズ３１の側方には、第１のベローズ３１が拡張したことを検出するための、近接スイッチ等よりなる第１センサ４１が配設されており、第２のベローズ３２の側方には、第２のベローズ３２が拡張したことを検出するための、近接スイッチ等よりなる第２センサ４２が配設されている。
【００２３】
上述した第１のチャンバー３３は、通気口３５を介して後述する圧縮空気の供給／排気機構と接続されており、また、第２のチャンバー３４は、通気口３６を介して後述する圧縮空気の供給／排気機構と接続されている。
【００２４】
図４はこのベローズポンプ１２への圧縮空気の供給／排気機構を示す概要図である。
【００２５】
この圧縮空気の供給／排気機構は、圧縮空気供給源５１と、開閉弁５２と、レギュレータ５３と、電磁弁１６と、一対の急速排気弁５６、５７と、一対のマフラー５４、５５とを備える。この電磁弁１６は、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気を、ベローズポンプ１２における第１チャンバー３３または第２チャンバー３４のいずれか一方に選択的に供給するためのものである。
【００２６】
すなわち、電磁弁１６が図４に示す状態にある場合には、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気は、急速排気弁５６および図３に示すベローズポンプ１２の通気口３６を介して、第２のチャンバー３４に供給される。一方、電磁弁１６が図４に示す状態から切り替わった場合には、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気は、急速排気弁５７および図３に示すベローズポンプ１２の通気口３５を介して、第１のチャンバー３３に供給される。
【００２７】
圧縮空気がベローズポンプ１２における第１のチャンバー３３に供給された場合においては、図３（ａ）に示すように、第１のベローズ３１がこの圧縮空気の圧力により縮小する。そして、この第１のベローズ３１の縮小に伴って、第１のべローズ３１内に吸入されていた処理液は、流出管３８を介して、図１に示す温度制御部１３に向けて流出する。
【００２８】
また、第１のチャンバー３３に供給された圧縮空気による第１のベローズ３１の縮小動作時には、第２のチャンバー３４内の空気は、通気口３６を通過し急速排気弁５６およびマフラー５４を介して排気される。これにより、第２のベローズ３２が拡張し、この第２のベローズ３２の拡張に伴って、図１に示すオーバフロー槽１１に貯留された処理液が流入管３７を介して第２のベローズ３２内に吸入される。
【００２９】
一方、圧縮空気がベローズポンプ１２における第２のチャンバー３４に供給された場合においては、図３（ｂ）に示すように、第２のベローズ３２がこの圧縮空気の圧力により縮小する。そして、この第２のベローズ３２の縮小に伴って、第２のべローズ３２内に吸入されていた処理液は、流出管３８を介して、図１に示す温度制御部１３に向けて流出する。
【００３０】
また、第２のチャンバー３４に供給された圧縮空気による第２のベローズ３２の縮小動作時には、第１のチャンバー３３内の空気は、通気口３５を通過し急速排気弁５７およびマフラー５５を介して排気される。これにより、第１のベローズ３１が拡張し、この第１のベローズ３１の拡張に伴って、図１に示すオーバフロー槽１１に貯留された処理液が流入管３７を介して第１のベローズ３１内に吸入される。
【００３１】
上述した電磁弁１６による、第１のベローズ３１と第２のベローズ３２とに交互に圧縮空気を印加して加圧するための切替動作は、図３に示すベローズポンプ１２における第１、第２センサ４１、４２の出力と、図２に示す制御部２０におけるタイマー２３の出力により実行される。
【００３２】
図５は、上述した切替動作を実行するためのベローズポンプ１２の制御信号を示す説明図である。
【００３３】
このベローズポンプ１２を利用した処理液循環装置においては、第１または第２センサ４１、４２により第１のベローズ３１または第２のベローズ３２のうちの一方のべローズが完全に拡張したことを検出した後で、かつ、第１のベローズ３１または第２のベローズ３２のうちの他方のベローズが縮小を開始してから待機時間ｔが経過した後に電磁弁１６を駆動することにより、上述した切替動作を実行する構成となっている。
【００３４】
すなわち、図５に示すように、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されれば、電磁弁１６は図４に示す状態となる。これにより、第２のチャンバー３４内に圧縮空気が供給され第２のベローズ３２が縮小するとともに、第１のチャンバー３３内から通気口３５を通り排気が行われ第１のベローズ３１が拡張する。
【００３５】
そして、第１センサ４１が第１のベローズ３１が拡張したことを検出した後で、かつ、第２のベローズ３２が縮小を開始してから上述した待機時間ｔが経過した時点で、制御部２０から電磁弁１６への電磁弁駆動信号が切り替わる。これにより、電磁弁１６は図４に示す状態から切り替わり、第１のチャンバー３３内に圧縮空気が供給され第１のベローズ３１が縮小するとともに、第２のチャンバー３４内から通気口３６を通り排気が行われ第２のベローズ３２が拡張する。
【００３６】
次に、第２センサ４２が第２のベローズ３２が拡張したことを検出した後で、かつ、第１のベローズ３１が縮小を開始してから上述した待機時間ｔが経過した時点で、制御部２０から電磁弁１６への電磁弁駆動信号が再度切り替わる。これにより、電磁弁１６は図４に示す状態となり、第２のチャンバー３４内に圧縮空気が供給され第２のベローズ３２が縮小するとともに、第１のチャンバー３３内から排気が行われ第１のベローズ３１が拡張する。
【００３７】
このような動作を繰り返すことにより、ベローズポンプ１２を利用して処理液を循環することが可能となる。そして、その時の処理液の循環量を、待機時間ｔを変更することにより、任意の値に設定することが可能となる。すなわち、待機時間ｔを短くした場合には処理液の循環量は大きくなり、待機時間ｔを長くした場合には処理液の循環量は小さくなる。
【００３８】
ここで、この待機時間ｔは、キーボード等の入力装置２６およびディスプレイ等の表示装置２７を利用して、制御部２０のタイマー２３にオペレータが予め設定する。このとき、上述したように、この待機時間ｔは、タイマー２３に複数個設定することが可能となっている。
【００３９】
次に、以上説明したような構成を有する基板処理装置の処理液循環装置により基板１を処理する際の処理液の循環動作について説明する。図６は、基板の処理時における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【００４０】
なお、この実施形態においては、制御部２０のタイマー２３には、基板１を処理液中に浸漬して処理する際に使用する第１の待機時間ｔ１ と、基板１を処理液中に浸漬していない待機中に使用する第１の待機時間ｔ１ より長い第２の待機時間ｔ２ と、処理液槽１０から処理液を排出する際に使用する第１の待機時間ｔ１ より短い第３の待機時間ｔ３ との３種の待機時間ｔが予め設定されている。この第１の待機時間ｔ１ は例えば１秒程度であり、第２の待機時間ｔ２ は例えば数秒程度、また、第３の待機時間ｔ３ は例えば０．５秒程度である。
【００４１】
先ず、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されることにより動作指令がＯＮとなれば（ステップＳ１１）、処理液槽１０から処理液を排出するための排液モードであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００４２】
そして、排液モードであると判断された場合には、タイマー２３は第３の待機時間ｔ３ を利用したＨｉｇｈタイマーの設定となる（ステップＳ１３）。これにより、ベローズポンプ１２が高速に駆動し、オーバフロー槽１１から迅速に処理液を排出することになる。
【００４３】
一方、排液モードではないと判断された場合には、基板１を処理液中に浸漬して処理する基板処理モードであるか、基板１を処理液中に浸漬していない待機モードであるかを判断する（ステップＳ１４）。
【００４４】
そして、基板処理モードであると判断された場合には、タイマー２３は第１の待機時間ｔ１ を利用したＭｉｄｄｌｅタイマーの設定となる（ステップＳ１５）。これにより、ベローズポンプ１２が基板１の処理に必要な処理液の循環量が得られる速度で駆動する。これにより、基板１は処理液によって適正に処理される。
【００４５】
一方、待機モードであると判断された場合には、タイマー２３は第２の待機時間ｔ２ を利用したＬｏｗタイマーの設定となる（ステップＳ１６）。これにより、ベローズポンプ１２が間欠的に駆動し、処理液をその温度制御や均一化に最低必要な循環量で循環する。
【００４６】
以上のように、この実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置によれば、待機中においては、第１、第２のべローズ３１、３２の拡張と縮小を処理液の循環等に必要なサイクルに限定することができる。また、処理液の排出時などベローズポンプ１２に負荷がかからない状態で処理液を送液する場合においても、第１、第２のベローズ３１、３２が極めて高速に拡張と縮小を繰り返すことを防止することができる。このため、ベローズポンプ１２の寿命を延長させることが可能となる。
【００４７】
なお、上述した構成を有する基板処理装置の処理液循環装置においては、第１のベローズ３１が拡張したことを検出する第１センサ４１あるいは第２のベローズ３２が拡張したことを検出する第２センサ４２のいずれかが故障した場合には、処理液の循環が不可能となり、基板１を処理することができないことになる。特に、基板１の処理中に第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合には処理中の基板１が汚染される等の問題が生ずる。
【００４８】
このため、この実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置においては、第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合においても、上述した待機時間ｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ を利用してベローズポンプ１２を駆動することにより、処理液の循環を可能とする構成を採用している。
【００４９】
以下、このような場合における処理液の循環動作について説明する。図７は、第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【００５０】
先ず、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されることにより動作指令がＯＮとなれば（ステップＳ２１）、第１センサ４１または第２センサ４２が正常に動作しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００５１】
このステップにおいては、例えば、一定時間の間に第１センサ４１または第２センサ４２が第１のベローズ３１または第２のベローズ４２を一度も検出しない場合に、第１センサ４１または第２センサ４２が故障したと判断することができる。
【００５２】
そして、第１センサ４１および第２センサ４２が正常である場合には、通常運転を行う（ステップＳ２３）。この通常運転は、図６に示すフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１６を実行することにより行われる。
【００５３】
一方、第１センサ４１または第２センサ４２が故障していると判断された場合には、異常運転モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、この異常運転モードとは、第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合に、上述した待機時間ｔを利用して電磁弁１６を駆動することにより、第１のベローズ３１と第２のベローズ３２との切替動作を実行するモードである。
【００５４】
そして、異常運転モードが選択されていた場合には、センサ無視運転を実行する（ステップＳ２５）。この場合においては、制御部２０は上述した待機時間ｔが経過する毎に、電磁弁１６に駆動信号を送信する。このとき、上述した第１実施形態の場合と同様、基板処理モードである場合には待機時間としてｔ１ を選択し、また、待機モードである場合には待機時間としてｔ２ を選択し、さらに、排液モードである場合には待機時間としてｔ３ を選択する。そして、これらの時間が経過する毎に、第１、第２センサ４１、４２の出力の有無にかかわらず、電磁弁１６を切り替える。
【００５５】
一方、異常選択モードが選択されていない場合においては、ベローズポンプ１２の運転を停止して、図２に示す表示装置２７等にエラー表示を表示する（ステップＳ２６）。
【００５６】
このような異常運転モードを採用した場合においては、第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合においても、一時的にベローズポンプ１２を駆動して処理液の循環を行うことができる。このため、第１センサ４１または第２センサ４２を修理するまでの間においても基板１を処理することが可能となり、例えば、基板１の処理中に第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合にも、その基板１の処理を終了するまで処理液の循環動作を継続することが可能となる。
【００５７】
すなわち、上述した実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置は、
循環ポンプにより循環する処理液中に基板を浸漬して処理する基板処理装置に使用される処理液循環装置であって、
その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズと、前記第１のベローズが拡張したことを検出する第１の検出手段と、前記第２のベローズが拡張したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する送液ポンプと、
気体供給源から前記第１のベローズおよび前記第２のベローズに供給される高圧の気体の供給路を切り替えることにより、前記第１のベローズと前記第２のベローズとに交互に高圧の気体を印加して加圧するための切替手段と、
待機時間ｔを設定可能なタイマー手段と、
前記第１または第２の検出手段の故障時に、上記待機時間ｔが経過する毎に、前記切替手段に前記供給路の切替動作を実行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００５８】
そして、この基板処理装置の処理液循環装置によれば、第１のセンサまたは第２のセンサの故障時においても、処理液の循環動作を継続することができる。このため、基板の処理を一時的に続行することが可能となる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態においては、ベローズポンプに高圧の空気を供給しているが、高圧の窒素ガス等の他の気体を利用するようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態においては、基板１として略円形の半導体ウエハを処理する基板処理装置にこの発明を適用しているが、液晶表示パネル用ガラス基板や半導体製造装置用マスク基板等の他の基板を処理する基板処理装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態においては、基板処理装置の処理液送液装置として、循環ポンプにより処理液を循環する処理液循環装置のこの発明を適用しているが、処理液の貯留源から基板を処理する処理部へ処理液を供給する処理液供給装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態においては、基板処理装置として、処理液中に基板を浸漬して処理する基板処理装置にこの発明を適用しているが、処理液を基板に噴射したり、ノズルから吐出したりし滴下したりして基板へ供給する処理液供給装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ベローズが拡張したことを検出する検出手段が故障しても、処理液の送液動作を継続することができる。このため、基板の処理を一時的に続行することが可能となり、検出手段が故障しても必ずしも処理を途中で止めることを要さず、処理する基板の損傷を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する基板処理装置の概要図である。
【図２】基板処理装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ベローズポンプ１２の構成を示す説明図である。
【図４】ベローズポンプ１２への圧縮空気の供給／排気機構を示す概要図である。
【図５】ベローズポンプ１２の制御信号を示す説明図である。
【図６】基板の処理時における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【図７】第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 基板
１０ 処理液槽
１１ オーバフロー槽
１２ ベローズポンプ
１３ 温度制御部
１４ フィルター
１６ 電磁弁
２０ 制御部
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ タイマー
２４ ＣＰＵ
３１ 第１のベローズ
３２ 第２のベローズ
３３ 第１チャンバー
３４ 第２チャンバー
３７ 流入管
３８ 流出管
４１ 第１センサ
４２ 第２センサ
５１ 圧縮空気供給源
５６ 急速排気弁
５７ 急速排気弁
【発明の属する技術分野】
この発明は、処理液を使用して、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の電子部品製造用の基板を、処理する処理装置に関し、特に、この基板処理装置に使用される処理液の送液装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板を処理する基板処理装置においては、例えば、処理液を一定の温度に維持するため、あるいは、処理液を均一な状態に維持するために、循環ポンプを利用して処理液を循環路中に循環したり、また、処理液の貯留源から基板を処理する処理部へ処理液を供給したりする処理液の送液装置が採用されている。そして、このような処理液の送液装置においては、エア駆動式のベローズポンプが使用されている。
【０００３】
このエア駆動式のベローズポンプは、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズとを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する形式のポンプである。
【０００４】
ここで、上記ベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）とは、ベローとも呼称され、アコーデオンのような壁面を持ち体積が変えられる封入容器を指す。
【０００５】
このエア駆動式のベローズポンプにおいて第１のベローズと第２のベローズとの加圧のタイミングを切り替えるためには、第１のベローズが拡張したことを検出する第１センサと、第２のベローズが拡張したことを検出する第２センサと、高圧空気の供給源から第１のベローズおよび第２のベローズに供給される高圧の空気の供給路を切り替えることにより第１のベローズと第２のベローズとに交互に高圧の空気を印加して加圧するための電磁弁とが使用されている。
【０００６】
そして、第１センサまたは２センサが第１のベローズまたは第２のベローズが拡張したことを検出した時点で電磁弁を切り替え、拡張の完了した第１または第２のベローズ側に高圧の空気を印加して加圧し、これを縮小させる構成となっている。
【０００７】
このようなエア駆動式のベローズポンプは、機械的な摺動部がなくパーティクルパーティクルの発生を防止することができることから、基板処理装置の分野において広く使用されている。
【０００８】
そのように広く利用されることの背景として、ポンプ動作の信頼性が指摘される。つまり、上述したような処理液の送液装置を備えた基板処理装置においては、例えば基板を処理液中に浸漬する処理中には、処理液を十分に循環させる必要があり、処理液の循環が停止したことに気づかずに基板に対する処理を続けると、処理液を一定の温度に維持できなかったり、あるいは、処理液を均一な状態に維持することができなくなり、また、処理液の供給が滞ったりして、基板処理が適切に為されないことが懸念され、ポンプに高度な信頼性が要求される。
【０００９】
そのような懸念につき、前記したベローズポンプは、何らかの事情で停止すると、第１センサや２センサによるベローズが拡張したことの検出信号が途絶えるので、処理液の循環停止や供給停止を見過ごすことがなく、高度な信頼性の要望に適うものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したベローズポンプは、第１センサや２センサは単にベローズが拡張したことを検出してポンプによる送液動作を監視するだけでなく、第１センサや２センサによる検出信号に基づいて、ベローズを駆動する高圧空気の印加に関わる電磁弁が切り替わるように構成しているため、第１センサや２センサのどちらかが故障しただけで、たちどころに送液動作が停止する。
【００１１】
したがって、第１センサや２センサを修繕するまでの間、一時しのぎとして、例えば、第１センサや２センサになり代わって作業者が送液動作を監視して、暫定的に送液動作を行なわようとしても構造的に無理であった。
【００１２】
このため、或る基板に対しての処理の最中に、第１センサや２センサが故障すると、故障したセンサを修繕するまでの間、例えば、せめて処理中の基板に対する処理が終了するまでの間だけでも、ベローズポンプの送液動作を継続しようとしても、望むべくもなく、例えばエッチング液を水洗する処理液を送液するような処理では基板が過剰にエッチングされることが止められず、基板を取り返しがつかないまでに損ねる不都合を来たすことがある。
【００１３】
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、前記した第１センサや第２センサのようなベローズのようにベローズが拡張したことを検出する検出手段が故障しても、べローズポンプで送液動作できるようにした基板処理装置の処理液送液装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、処理液で基板を処理する基板処理装置に使用される処理液送液装置であって、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズと、前記第１のベローズが拡張したことを検出する第１の検出手段と、前記第２のベローズが拡張したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する送液ポンプと、気体供給源から前記第１のベローズおよび前記第２のベローズに供給される高圧の気体の供給路を切り替えることにより、前記第１のベローズと前記第２のベローズとに交互に高圧の気体を印加して加圧するための切替手段と、待機時間を設定可能なタイマー手段と、前記第１または第２の検出手段の故障時に、上記待機時間ｔが経過する毎に、前記切替手段に前記供給路の切替動作を実行させる制御手段と、を備えたことを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【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はこの発明を適用する基板処理装置の概要図である。
【００１６】
この基板処理装置は、基板１を処理するための処理液を貯留する処理液槽１０
を備える。この処理液槽１０の側方には、オーバフロー槽１１が付設されている。処理液槽１０よりオーバフローした処理液は、オーバフロー槽１１に流下する。そして、オーバフロー槽１１に流下した処理液は、エア駆動式のベローズポンプ（以下、単に「ベローズポンプ」という）１２の作用により、温度制御部１３およびフィルター１４を通過した後、再度処理液槽１０に流入する。このとき、処理液は温度制御部１３を通過する際に所定の設定温度に温度制御され、フィルター１４を通過する際に濾過される。
【００１７】
なお、図１における符号１５は、処理液をドレインに排出する際に使用される電磁弁である。
【００１８】
図２は、上述した基板処理装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００１９】
この基板処理装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ２１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ２２と、後述する待機時間ｔを複数個設定可能なタイマー２３と、論理演算を実行するＣＰＵ２４とからなる制御部２０を備える。なお、タイマー２３を省略し、ＣＰＵ２４の内部クロックのカウント動作をタイマーとして使用してもよい。
【００２０】
この制御部２０は、インターフェース２５を介して、キーボード等の入力装置２６およびディスプレイ等の表示装置２７と接続されている。また、制御部２０は、インターフェース２５を介して、後述する第１、第２センサ４１、４２および電磁弁１６と接続されている。
【００２１】
次に、上述したベローズポンプ１２の構成について説明する。図３はこのベローズポンプ１２の構成を示す説明図である。
【００２２】
このベローズポンプ１２は、第１チャンバー３３内に配設された第１のベローズ３１と、第２チャンバー３４内に配設された第２のベローズ３２と、処理液の流入管３７と、処理液の流出管３８とを備える。また、第１のベローズ３１の側方には、第１のベローズ３１が拡張したことを検出するための、近接スイッチ等よりなる第１センサ４１が配設されており、第２のベローズ３２の側方には、第２のベローズ３２が拡張したことを検出するための、近接スイッチ等よりなる第２センサ４２が配設されている。
【００２３】
上述した第１のチャンバー３３は、通気口３５を介して後述する圧縮空気の供給／排気機構と接続されており、また、第２のチャンバー３４は、通気口３６を介して後述する圧縮空気の供給／排気機構と接続されている。
【００２４】
図４はこのベローズポンプ１２への圧縮空気の供給／排気機構を示す概要図である。
【００２５】
この圧縮空気の供給／排気機構は、圧縮空気供給源５１と、開閉弁５２と、レギュレータ５３と、電磁弁１６と、一対の急速排気弁５６、５７と、一対のマフラー５４、５５とを備える。この電磁弁１６は、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気を、ベローズポンプ１２における第１チャンバー３３または第２チャンバー３４のいずれか一方に選択的に供給するためのものである。
【００２６】
すなわち、電磁弁１６が図４に示す状態にある場合には、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気は、急速排気弁５６および図３に示すベローズポンプ１２の通気口３６を介して、第２のチャンバー３４に供給される。一方、電磁弁１６が図４に示す状態から切り替わった場合には、圧縮空気供給源５１から開閉弁５２を介して供給されレギュレータ５３で調圧された圧縮空気は、急速排気弁５７および図３に示すベローズポンプ１２の通気口３５を介して、第１のチャンバー３３に供給される。
【００２７】
圧縮空気がベローズポンプ１２における第１のチャンバー３３に供給された場合においては、図３（ａ）に示すように、第１のベローズ３１がこの圧縮空気の圧力により縮小する。そして、この第１のベローズ３１の縮小に伴って、第１のべローズ３１内に吸入されていた処理液は、流出管３８を介して、図１に示す温度制御部１３に向けて流出する。
【００２８】
また、第１のチャンバー３３に供給された圧縮空気による第１のベローズ３１の縮小動作時には、第２のチャンバー３４内の空気は、通気口３６を通過し急速排気弁５６およびマフラー５４を介して排気される。これにより、第２のベローズ３２が拡張し、この第２のベローズ３２の拡張に伴って、図１に示すオーバフロー槽１１に貯留された処理液が流入管３７を介して第２のベローズ３２内に吸入される。
【００２９】
一方、圧縮空気がベローズポンプ１２における第２のチャンバー３４に供給された場合においては、図３（ｂ）に示すように、第２のベローズ３２がこの圧縮空気の圧力により縮小する。そして、この第２のベローズ３２の縮小に伴って、第２のべローズ３２内に吸入されていた処理液は、流出管３８を介して、図１に示す温度制御部１３に向けて流出する。
【００３０】
また、第２のチャンバー３４に供給された圧縮空気による第２のベローズ３２の縮小動作時には、第１のチャンバー３３内の空気は、通気口３５を通過し急速排気弁５７およびマフラー５５を介して排気される。これにより、第１のベローズ３１が拡張し、この第１のベローズ３１の拡張に伴って、図１に示すオーバフロー槽１１に貯留された処理液が流入管３７を介して第１のベローズ３１内に吸入される。
【００３１】
上述した電磁弁１６による、第１のベローズ３１と第２のベローズ３２とに交互に圧縮空気を印加して加圧するための切替動作は、図３に示すベローズポンプ１２における第１、第２センサ４１、４２の出力と、図２に示す制御部２０におけるタイマー２３の出力により実行される。
【００３２】
図５は、上述した切替動作を実行するためのベローズポンプ１２の制御信号を示す説明図である。
【００３３】
このベローズポンプ１２を利用した処理液循環装置においては、第１または第２センサ４１、４２により第１のベローズ３１または第２のベローズ３２のうちの一方のべローズが完全に拡張したことを検出した後で、かつ、第１のベローズ３１または第２のベローズ３２のうちの他方のベローズが縮小を開始してから待機時間ｔが経過した後に電磁弁１６を駆動することにより、上述した切替動作を実行する構成となっている。
【００３４】
すなわち、図５に示すように、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されれば、電磁弁１６は図４に示す状態となる。これにより、第２のチャンバー３４内に圧縮空気が供給され第２のベローズ３２が縮小するとともに、第１のチャンバー３３内から通気口３５を通り排気が行われ第１のベローズ３１が拡張する。
【００３５】
そして、第１センサ４１が第１のベローズ３１が拡張したことを検出した後で、かつ、第２のベローズ３２が縮小を開始してから上述した待機時間ｔが経過した時点で、制御部２０から電磁弁１６への電磁弁駆動信号が切り替わる。これにより、電磁弁１６は図４に示す状態から切り替わり、第１のチャンバー３３内に圧縮空気が供給され第１のベローズ３１が縮小するとともに、第２のチャンバー３４内から通気口３６を通り排気が行われ第２のベローズ３２が拡張する。
【００３６】
次に、第２センサ４２が第２のベローズ３２が拡張したことを検出した後で、かつ、第１のベローズ３１が縮小を開始してから上述した待機時間ｔが経過した時点で、制御部２０から電磁弁１６への電磁弁駆動信号が再度切り替わる。これにより、電磁弁１６は図４に示す状態となり、第２のチャンバー３４内に圧縮空気が供給され第２のベローズ３２が縮小するとともに、第１のチャンバー３３内から排気が行われ第１のベローズ３１が拡張する。
【００３７】
このような動作を繰り返すことにより、ベローズポンプ１２を利用して処理液を循環することが可能となる。そして、その時の処理液の循環量を、待機時間ｔを変更することにより、任意の値に設定することが可能となる。すなわち、待機時間ｔを短くした場合には処理液の循環量は大きくなり、待機時間ｔを長くした場合には処理液の循環量は小さくなる。
【００３８】
ここで、この待機時間ｔは、キーボード等の入力装置２６およびディスプレイ等の表示装置２７を利用して、制御部２０のタイマー２３にオペレータが予め設定する。このとき、上述したように、この待機時間ｔは、タイマー２３に複数個設定することが可能となっている。
【００３９】
次に、以上説明したような構成を有する基板処理装置の処理液循環装置により基板１を処理する際の処理液の循環動作について説明する。図６は、基板の処理時における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【００４０】
なお、この実施形態においては、制御部２０のタイマー２３には、基板１を処理液中に浸漬して処理する際に使用する第１の待機時間ｔ１ と、基板１を処理液中に浸漬していない待機中に使用する第１の待機時間ｔ１ より長い第２の待機時間ｔ２ と、処理液槽１０から処理液を排出する際に使用する第１の待機時間ｔ１ より短い第３の待機時間ｔ３ との３種の待機時間ｔが予め設定されている。この第１の待機時間ｔ１ は例えば１秒程度であり、第２の待機時間ｔ２ は例えば数秒程度、また、第３の待機時間ｔ３ は例えば０．５秒程度である。
【００４１】
先ず、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されることにより動作指令がＯＮとなれば（ステップＳ１１）、処理液槽１０から処理液を排出するための排液モードであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００４２】
そして、排液モードであると判断された場合には、タイマー２３は第３の待機時間ｔ３ を利用したＨｉｇｈタイマーの設定となる（ステップＳ１３）。これにより、ベローズポンプ１２が高速に駆動し、オーバフロー槽１１から迅速に処理液を排出することになる。
【００４３】
一方、排液モードではないと判断された場合には、基板１を処理液中に浸漬して処理する基板処理モードであるか、基板１を処理液中に浸漬していない待機モードであるかを判断する（ステップＳ１４）。
【００４４】
そして、基板処理モードであると判断された場合には、タイマー２３は第１の待機時間ｔ１ を利用したＭｉｄｄｌｅタイマーの設定となる（ステップＳ１５）。これにより、ベローズポンプ１２が基板１の処理に必要な処理液の循環量が得られる速度で駆動する。これにより、基板１は処理液によって適正に処理される。
【００４５】
一方、待機モードであると判断された場合には、タイマー２３は第２の待機時間ｔ２ を利用したＬｏｗタイマーの設定となる（ステップＳ１６）。これにより、ベローズポンプ１２が間欠的に駆動し、処理液をその温度制御や均一化に最低必要な循環量で循環する。
【００４６】
以上のように、この実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置によれば、待機中においては、第１、第２のべローズ３１、３２の拡張と縮小を処理液の循環等に必要なサイクルに限定することができる。また、処理液の排出時などベローズポンプ１２に負荷がかからない状態で処理液を送液する場合においても、第１、第２のベローズ３１、３２が極めて高速に拡張と縮小を繰り返すことを防止することができる。このため、ベローズポンプ１２の寿命を延長させることが可能となる。
【００４７】
なお、上述した構成を有する基板処理装置の処理液循環装置においては、第１のベローズ３１が拡張したことを検出する第１センサ４１あるいは第２のベローズ３２が拡張したことを検出する第２センサ４２のいずれかが故障した場合には、処理液の循環が不可能となり、基板１を処理することができないことになる。特に、基板１の処理中に第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合には処理中の基板１が汚染される等の問題が生ずる。
【００４８】
このため、この実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置においては、第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合においても、上述した待機時間ｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ を利用してベローズポンプ１２を駆動することにより、処理液の循環を可能とする構成を採用している。
【００４９】
以下、このような場合における処理液の循環動作について説明する。図７は、第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【００５０】
先ず、図２に示す制御部２０からベローズポンプ１２を駆動するためのリモート信号が送信されることにより動作指令がＯＮとなれば（ステップＳ２１）、第１センサ４１または第２センサ４２が正常に動作しているか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００５１】
このステップにおいては、例えば、一定時間の間に第１センサ４１または第２センサ４２が第１のベローズ３１または第２のベローズ４２を一度も検出しない場合に、第１センサ４１または第２センサ４２が故障したと判断することができる。
【００５２】
そして、第１センサ４１および第２センサ４２が正常である場合には、通常運転を行う（ステップＳ２３）。この通常運転は、図６に示すフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１６を実行することにより行われる。
【００５３】
一方、第１センサ４１または第２センサ４２が故障していると判断された場合には、異常運転モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここで、この異常運転モードとは、第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合に、上述した待機時間ｔを利用して電磁弁１６を駆動することにより、第１のベローズ３１と第２のベローズ３２との切替動作を実行するモードである。
【００５４】
そして、異常運転モードが選択されていた場合には、センサ無視運転を実行する（ステップＳ２５）。この場合においては、制御部２０は上述した待機時間ｔが経過する毎に、電磁弁１６に駆動信号を送信する。このとき、上述した第１実施形態の場合と同様、基板処理モードである場合には待機時間としてｔ１ を選択し、また、待機モードである場合には待機時間としてｔ２ を選択し、さらに、排液モードである場合には待機時間としてｔ３ を選択する。そして、これらの時間が経過する毎に、第１、第２センサ４１、４２の出力の有無にかかわらず、電磁弁１６を切り替える。
【００５５】
一方、異常選択モードが選択されていない場合においては、ベローズポンプ１２の運転を停止して、図２に示す表示装置２７等にエラー表示を表示する（ステップＳ２６）。
【００５６】
このような異常運転モードを採用した場合においては、第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合においても、一時的にベローズポンプ１２を駆動して処理液の循環を行うことができる。このため、第１センサ４１または第２センサ４２を修理するまでの間においても基板１を処理することが可能となり、例えば、基板１の処理中に第１のセンサ３１または第２のセンサ３２が故障した場合にも、その基板１の処理を終了するまで処理液の循環動作を継続することが可能となる。
【００５７】
すなわち、上述した実施形態にかかる基板処理装置の処理液循環装置は、
循環ポンプにより循環する処理液中に基板を浸漬して処理する基板処理装置に使用される処理液循環装置であって、
その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズと、前記第１のベローズが拡張したことを検出する第１の検出手段と、前記第２のベローズが拡張したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する送液ポンプと、
気体供給源から前記第１のベローズおよび前記第２のベローズに供給される高圧の気体の供給路を切り替えることにより、前記第１のベローズと前記第２のベローズとに交互に高圧の気体を印加して加圧するための切替手段と、
待機時間ｔを設定可能なタイマー手段と、
前記第１または第２の検出手段の故障時に、上記待機時間ｔが経過する毎に、前記切替手段に前記供給路の切替動作を実行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００５８】
そして、この基板処理装置の処理液循環装置によれば、第１のセンサまたは第２のセンサの故障時においても、処理液の循環動作を継続することができる。このため、基板の処理を一時的に続行することが可能となる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態においては、ベローズポンプに高圧の空気を供給しているが、高圧の窒素ガス等の他の気体を利用するようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態においては、基板１として略円形の半導体ウエハを処理する基板処理装置にこの発明を適用しているが、液晶表示パネル用ガラス基板や半導体製造装置用マスク基板等の他の基板を処理する基板処理装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態においては、基板処理装置の処理液送液装置として、循環ポンプにより処理液を循環する処理液循環装置のこの発明を適用しているが、処理液の貯留源から基板を処理する処理部へ処理液を供給する処理液供給装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態においては、基板処理装置として、処理液中に基板を浸漬して処理する基板処理装置にこの発明を適用しているが、処理液を基板に噴射したり、ノズルから吐出したりし滴下したりして基板へ供給する処理液供給装置にこの発明を適用するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ベローズが拡張したことを検出する検出手段が故障しても、処理液の送液動作を継続することができる。このため、基板の処理を一時的に続行することが可能となり、検出手段が故障しても必ずしも処理を途中で止めることを要さず、処理する基板の損傷を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する基板処理装置の概要図である。
【図２】基板処理装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ベローズポンプ１２の構成を示す説明図である。
【図４】ベローズポンプ１２への圧縮空気の供給／排気機構を示す概要図である。
【図５】ベローズポンプ１２の制御信号を示す説明図である。
【図６】基板の処理時における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【図７】第１センサ４１または第２センサ４２が故障した場合における、ベローズポンプ１２による処理液の循環動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 基板
１０ 処理液槽
１１ オーバフロー槽
１２ ベローズポンプ
１３ 温度制御部
１４ フィルター
１６ 電磁弁
２０ 制御部
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ タイマー
２４ ＣＰＵ
３１ 第１のベローズ
３２ 第２のベローズ
３３ 第１チャンバー
３４ 第２チャンバー
３７ 流入管
３８ 流出管
４１ 第１センサ
４２ 第２センサ
５１ 圧縮空気供給源
５６ 急速排気弁
５７ 急速排気弁
Claims (1)
- 処理液で基板を処理する基板処理装置に使用される処理液送液装置であって、
その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第１のベローズと、その容積を拡張する際に処理液を吸引しその容積を縮小する際に処理液を吐出する第２のベローズと、前記第１のベローズが拡張したことを検出する第１の検出手段と、前記第２のベローズが拡張したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記第１のベローズと前記第２のべロースとを気体の圧力で交互に加圧することにより処理液を送液する送液ポンプと、
気体供給源から前記第１のベローズおよび前記第２のベローズに供給される高圧の気体の供給路を切り替えることにより、前記第１のベローズと前記第２のベローズとに交互に高圧の気体を印加して加圧するための切替手段と、
待機時間ｔを設定可能なタイマー手段と、
前記第１または第２の検出手段の故障時に、上記待機時間が経過する毎に、前記切替手段に前記供給路の切替動作を実行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置の処理液送液装置。
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