JP6709668B2 - Treatment liquid supply device and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板、液晶表示用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に対して処理液を供給する処理液供給装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a processing liquid supply apparatus for supplying a processing liquid to a substrate such as a semiconductor substrate, a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk and a control method thereof.
基板を処理する基板処理装置として、基板上にフォトレジスト液の塗膜を形成する塗布装置や、露光後の塗膜に現像液を吐出して現像させる現像装置がある。塗布装置や現像装置は各々、処理液を供給するための処理液供給装置を備えている。処理液供給装置は、処理液を吐出する吐出ノズルと、処理液供給源と、処理液供給源から吐出ノズルに処理液を送るための配管とを備えている。この配管には、ポンプおよび開閉弁が介在して設けられている。開閉弁は、吐出ノズルからの処理液の供給およびその停止を行うものである。 As a substrate processing apparatus for processing a substrate, there are a coating apparatus for forming a coating film of a photoresist solution on the substrate and a developing apparatus for discharging a developing solution onto the exposed coating film for development. The coating device and the developing device each include a processing liquid supply device for supplying the processing liquid. The processing liquid supply device includes a discharge nozzle for discharging the processing liquid, a processing liquid supply source, and a pipe for sending the processing liquid from the processing liquid supply source to the discharge nozzle. A pump and an on-off valve are provided in this pipe. The on-off valve is for supplying and stopping the processing liquid from the discharge nozzle.
この開閉弁に関して、例えば、特許文献1には、液体の流量を制御するバルブ制御装置が記載されている。また、特許文献1には、バルブの閉止位置の原点検索する技術が記載されている。バルブ制御装置は、液体の流通路と、流通路を開閉するバルブと、バルブを駆動させるステッピングモータ(パルスモータ)と、ステッピングモータの回転角に対応した検出パルスを検出するロータリーエンコーダと、駆動パルスをステッピングモータに供給する制御装置とを備えている。
Regarding this on-off valve, for example,
バルブの閉止位置の原点検索は、次のように実行される。バルブを閉方向に駆動させて、駆動パルスと検出パルスを監視して、駆動パルスに対応した検出パルスが得られない場合を脱調状態として判断する。その後、その状態のバルブ位置から所定の駆動パルス数Nでバルブを閉方向に駆動して、更に、駆動パルス数Nよりも小さい駆動パルス数Mでバルブを開方向に駆動する。このように得られた位置を閉止位置の原点とする。このようにして得られた原点位置に弁体を保持する(即ち、ステッピングモータに所定の停止電流を供給する)ことによりバルブを閉状態にしている。 The origin search of the closed position of the valve is executed as follows. The valve is driven in the closing direction, the drive pulse and the detection pulse are monitored, and when the detection pulse corresponding to the drive pulse cannot be obtained, it is determined as a step out state. After that, the valve is driven in the closing direction with a predetermined driving pulse number N from the valve position in that state, and further, the valve is driven with the driving pulse number M smaller than the driving pulse number N in the opening direction. The position thus obtained is the origin of the closed position. By holding the valve element at the origin position thus obtained (that is, supplying a predetermined stop current to the stepping motor), the valve is closed.
しかしながら、このような構成を有する従来装置には、次のような問題がある。
すなわち、開閉弁を開閉させると、使用時間や使用頻度に伴い、処理液流路内で弁体を受ける弁座と、弁体との接触部が多少変形する。その結果、開閉弁を閉じても、弁体と弁座と間に隙間が生じて処理液がリークすることがある。特許文献1に記載されたバルブ制御装置によれば、定期的に閉止位置の原点検索をおこなうことにより、弁体と弁座との間に生じた隙間に応じて原点位置が変化するのでリークを抑制することができる。しかし、原点検索が行われた後、次の原点検索が行われるまでの間は、先の原点検索で得られた原点位置に弁体が保持されるので、この間に弁体と弁座との間に隙間が生じると処理液がリークするという問題がある。
However, the conventional device having such a configuration has the following problems.
That is, when the on-off valve is opened and closed, the contact portion between the valve seat that receives the valve element and the valve element in the processing liquid flow path is deformed to some extent depending on the usage time and the usage frequency. As a result, even if the on-off valve is closed, a treatment liquid may leak due to a gap between the valve body and the valve seat. According to the valve control device described in
上記の問題を避けるためには原点検索を頻繁に行う必要がある。しかし、特許文献1に記載された手法によると、原点検索の都度、弁体は所定の駆動パルス数Nだけ閉じ方向に駆動される。このときの動作電流は比較的に大きいので弁体は弁座に強く接触する。その結果、弁体と弁座との接触部に変形が生じやすくなるという別異の問題を生じる。
In order to avoid the above problems, it is necessary to search the origin frequently. However, according to the method described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、弁体と弁座との間に隙間が生じないようにしてリーク防止を維持することができるとともに、弁体と弁座との接触部の変形を極力抑制することができる処理液供給装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to maintain leak prevention by preventing a gap from being formed between the valve body and the valve seat, and It is an object of the present invention to provide a treatment liquid supply apparatus and a control method thereof, which can suppress the deformation of the contact portion of the device.
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る、基板に対して処理液を供給する処理液供給装置は、処理液を流通させる処理液流路と、前記処理液流路を開閉する弁体を有する開閉弁と、前記弁体を移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータに電流を供給し、前記ステッピングモータを駆動させる駆動部と、前記ステッピングモータのモータ巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部と、を備え、前記駆動部は、前記ステッピングモータに動作電流を供給することにより、前記弁体を閉方向に移動させ、前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触した後は、前記電流値検出部で検出される電流値が、前記弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を常に制御することにより、前記開閉弁が閉状態の間、前記ステッピングモータに常に閉じ方向に所定の回転トルクを発生させて、前記弁体に押し付け力を常に作用させることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to achieve such an object.
That is, the processing liquid supply device for supplying the processing liquid to the substrate according to the present invention includes a processing liquid channel for circulating the processing liquid, an on-off valve having a valve body for opening and closing the processing liquid channel, and A stepping motor for moving the valve body; a drive section for supplying a current to the stepping motor to drive the stepping motor; and a current value detecting section for detecting a current value flowing in a motor winding of the stepping motor. The drive unit supplies the operating current to the stepping motor to move the valve body in the closing direction, and after the valve body comes into contact with the valve seat of the on-off valve, the current value detection unit The on- off valve can be operated by constantly controlling the operating current supplied to the stepping motor so that the detected current value matches a predetermined pressing pressure management current value according to the pressing force of the valve body. During the closed state, the stepping motor is always caused to generate a predetermined rotation torque in the closing direction so that the pressing force is always applied to the valve body .
本発明に係る処理液供給装置によれば、弁体が閉方向に移動して開閉弁の弁座に接触した後は、ステッピングモータのモータ巻線に流れる電流値が、弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、ステッピングモータに供給される動作電流が制御される。つまり、開閉弁の閉状態において、ステッピングモータは常に閉じ方向に所定の回転トルクを発生しているので、弁体は弁座に対して常に所定の押し圧で押し付けられた状態になる。したがって、仮に弁体と弁座との接触部に隙間が生じても、これに伴ってステッピングモータが回転する。その結果、弁体が閉じ方向に移動して隙間を埋めるので、接触部からのリークを防止することができる。また、押し圧管理電流を適宜に設定することにより、弁体が弁座を押し付ける力を小さくすることができるので、弁体と弁座との接触部の変形を極力抑制することができる。 According to the treatment liquid supply apparatus of the present invention, after the valve body moves in the closing direction and comes into contact with the valve seat of the on-off valve, the current value flowing in the motor winding of the stepping motor becomes the pressing force of the valve body. Accordingly, the operating current supplied to the stepping motor is controlled so as to match the preset pressing pressure management current value. That is, in the closed state of the on-off valve, the stepping motor always generates a predetermined rotational torque in the closing direction, so the valve body is always pressed against the valve seat with a predetermined pressing pressure. Therefore, even if a gap is created in the contact portion between the valve body and the valve seat, the stepping motor is rotated accordingly. As a result, the valve body moves in the closing direction to fill the gap, so that it is possible to prevent leakage from the contact portion. Further, by appropriately setting the pushing pressure management current, the force with which the valve body presses the valve seat can be reduced, so that the deformation of the contact portion between the valve body and the valve seat can be suppressed as much as possible.
また、上述の処理液供給装置において、更に、前記ステッピングモータの回転量を検出する回転量検出部を備え、前記駆動部は、前記回転量検出部で検出された回転量に基づいて、前記弁体の移動距離を監視し、前記弁体が予め決められた距離を移動するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を制御することが好ましい。これにより、弁体を任意の位置に移動させることができる。 Further, in the processing liquid supply apparatus described above, further, a rotation amount detection unit that detects the rotation amount of the stepping motor is provided, and the drive unit is based on the rotation amount detected by the rotation amount detection unit, and the valve It is preferable to monitor a moving distance of the body and control an operating current supplied to the stepping motor so that the valve body moves a predetermined distance. Thereby, the valve body can be moved to an arbitrary position.
また、上述の処理液供給装置において、前記駆動部は、前記回転量検出部で検出された回転量に基づいて、前記弁体の移動速度を監視し、前記弁体の移動速度が予め定められた速度になるように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を制御することが好ましい。これにより、弁体を適切な速度で移動させることができる。 Further, in the processing liquid supply apparatus described above, the drive unit monitors the moving speed of the valve body based on the rotation amount detected by the rotation amount detecting unit, and the moving speed of the valve body is predetermined. It is preferable to control the operating current supplied to the stepping motor so that the speed becomes different. Thereby, the valve body can be moved at an appropriate speed.
また、上述の処理液供給装置において、前記駆動部は、前記電流値検出部で検出される電流値と前記押し圧管理電流値とを比較し、前記電流値検出部で検出される電流値が前記押し圧管理電流値を超えたことによって、前記弁体が前記弁座に接触したものと判定することが好ましい。弁体が閉じ方向に移動して弁座に接触するとステッピングモータの負荷が大きくなってモータ巻線に流れる電流が増加する。したがって、電流値検出部で検出される電流値が押し圧管理電流値を超えたことによって、弁体が弁座に接触したことを適切に判定することができる。 In the treatment liquid supply device described above, the drive unit compares the current value detected by the current value detection unit and the pressing pressure management current value, and the current value detected by the current value detection unit is It is preferable to determine that the valve body is in contact with the valve seat when the pushing pressure management current value is exceeded. When the valve body moves in the closing direction and comes into contact with the valve seat, the load on the stepping motor increases and the current flowing through the motor winding increases. Therefore, when the current value detected by the current value detection unit exceeds the pushing pressure management current value, it is possible to appropriately determine that the valve body has come into contact with the valve seat.
また、上述の処理液供給装置において、更に、前記ステッピングモータと前記弁体との間に介在して設けられており、前記ステッピングモータの回転を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、前記変換機構と前記弁体との間に介在して設けられており、前記変換機構に対して前記弁体を傾けることが可能な弾性変形するカップリングと、を備えていることが好ましい。閉状態において、弁体と弁座とが斜めに接触した場合であっても、カップリングがバネと同等の働きをして弁体が傾けられるので、弁体と弁座との隙間を抑えやすくなる。 Further, in the processing liquid supply apparatus described above, a conversion mechanism which is provided so as to be interposed between the stepping motor and the valve body, and which converts rotation of the stepping motor into linear movement of the valve body, It is preferable that a coupling provided between the conversion mechanism and the valve body and elastically deformable to tilt the valve body with respect to the conversion mechanism is provided. Even when the valve body and the valve seat contact diagonally in the closed state, the coupling functions like a spring and the valve body is tilted, so it is easy to suppress the gap between the valve body and the valve seat. Become.
また、本発明に係る処理液供給装置の制御方法は、処理液を流通させる処理液流路と、前記処理液流路を開閉する弁体を有する開閉弁と、前記弁体を移動させるステッピングモータと、前記ステッピングモータに電流を供給し、前記ステッピングモータを駆動させる駆動部と、前記ステッピングモータのモータ巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部と、を備え、基板に対して処理液を供給する処理液供給装置の制御方法であって、前記駆動部が、前記ステッピングモータに動作電流を供給することにより、前記弁体を閉方向に移動させる過程と、前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触したことを判定する過程と、前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触したと判定した後に、前記電流値検出部で検出される電流値が、前記弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を常に制御することにより、前記開閉弁が閉状態の間、前記ステッピングモータに常に閉じ方向に所定の回転トルクを発生させて、前記弁体に押し付け力を常に作用させる過程と、を備えていることを特徴とするものである。
Further, a method for controlling a processing liquid supply apparatus according to the present invention is a processing liquid channel for circulating a processing liquid, an on-off valve having a valve body for opening and closing the processing liquid channel, and a stepping motor for moving the valve body. And a current value detection unit that detects a current value flowing in a motor winding of the stepping motor by supplying a current to the stepping motor and driving the stepping motor. And a step of moving the valve body in a closing direction by supplying an operating current to the stepping motor by the drive unit, and the valve body is configured to open and close the valve. The process of determining that the valve body has contacted the valve seat, and after determining that the valve body has contacted the valve seat of the on-off valve, the current value detected by the current value detection unit is the pressing force of the valve body. In accordance with the above, by always controlling the operating current supplied to the stepping motor so as to match the pressing pressure management current value, the stepping motor is always closed in the closing direction while the on-off valve is closed. Generating a predetermined rotational torque so that a pressing force is constantly applied to the valve body .
本発明に係る処理液供給装置の制御方法によれば、ステッピングモータに動作電流が供給されて弁体が閉方向に移動している間、弁体が開閉弁の弁座に接触したかを判定する。弁体が弁座に接触したと判定されると、電流値検出部で検出される電流値が、弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、ステッピングモータに供給する動作電流が制御される。つまり、弁体が弁座に接触するとステッピングモータの負荷が増えるので、モータ巻線に流れる電流値が急に増加する。そこで、モータ巻線に流れる電流値が予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、ステッピングモータに供給する動作電流を制御する。これによりモータ巻線に過度の電流が流れるのが抑制される。モータ巻線の流れる電流値を押し圧管理電流値に一致させる(つまり、制限する)ことにより、閉状態において弁体は弁座に対して常に所定の押し圧で押し付けられた状態になる。したがって、仮に弁体と弁座との接触部に隙間が生じても、これに伴って弁体が閉じ方向に移動して隙間を埋める。その結果、弁体と弁座との接触部からのリークを防止することができる。また、押し圧管理電流を適宜に設定することにより、弁体が弁座を押し付ける力を小さくすることができる。その結果、弁体と弁座との接触部の変形を極力抑制することができる。 According to the control method of the treatment liquid supply apparatus of the present invention, it is determined whether the valve body is in contact with the valve seat of the on-off valve while the operating current is supplied to the stepping motor and the valve body is moving in the closing direction. To do. When it is determined that the valve body has come into contact with the valve seat, stepping is performed so that the current value detected by the current value detection unit matches the preset pressing pressure management current value according to the pressing force of the valve body. The operating current supplied to the motor is controlled. That is, when the valve body comes into contact with the valve seat, the load on the stepping motor increases, so that the current value flowing through the motor winding suddenly increases. Therefore, the operating current supplied to the stepping motor is controlled so that the value of the current flowing through the motor winding matches the predetermined pressing pressure management current value. This suppresses excessive current from flowing through the motor winding. By matching (that is, limiting) the current value flowing through the motor winding with the pressing pressure control current value, the valve body is always pressed against the valve seat with a predetermined pressing pressure in the closed state. Therefore, even if a gap occurs in the contact portion between the valve body and the valve seat, the valve body moves in the closing direction accordingly and fills the gap. As a result, it is possible to prevent leakage from the contact portion between the valve body and the valve seat. Further, by appropriately setting the pushing pressure management current, the force with which the valve body pushes the valve seat can be reduced. As a result, the deformation of the contact portion between the valve body and the valve seat can be suppressed as much as possible.
本発明に係る処理液供給装置およびその制御方法によれば、閉状態において弁体は弁座に対して常に所定の押し圧で押し付けられる。したがって、仮に弁体と弁座との接触部に隙間が生じても、これに伴って弁体が閉じ方向に移動して隙間を埋める。その結果、弁体と弁座との接触部からのリークを防止することができる。また、押し圧管理電流を適宜に設定することにより、弁体が弁座を押し付ける力を小さくすることができる。その結果、弁体と弁座との接触部の変形を極力抑制することができる。 According to the treatment liquid supply apparatus and the control method thereof according to the present invention, the valve body is always pressed against the valve seat with a predetermined pressing pressure in the closed state. Therefore, even if a gap occurs in the contact portion between the valve body and the valve seat, the valve body moves in the closing direction accordingly and fills the gap. As a result, it is possible to prevent leakage from the contact portion between the valve body and the valve seat. Further, by appropriately setting the pushing pressure management current, the force with which the valve body pushes the valve seat can be reduced. As a result, the deformation of the contact portion between the valve body and the valve seat can be suppressed as much as possible.
以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。図1は、基板処理装置の概略構成図である。
<基板処理装置の構成>
図1を参照する。基板処理装置1は、略水平姿勢で基板Wを保持して回転させる保持回転部2と、処理液を供給する処理液供給部3とを備えている。処理液は、例えば、フォトレジスト液等の塗布液、現像液、溶剤、または、純水等のリンス液が用いられる。処理液供給部3は、本発明の処理液供給装置に相当する。
<Structure of substrate processing apparatus>
Please refer to FIG. The
保持回転部2は、例えば真空吸着により基板Wの裏面を保持するスピンチャック4と、スピンチャック4を略垂直方向の回転軸AX周りに回転させ、モータ等で構成される回転駆動部5とを備えている。保持回転部2の周りには、基板Wの側方を囲うように、上下移動可能なカップ6が設けられている。
The holding and rotating unit 2 includes, for example, a spin chuck 4 that holds the back surface of the substrate W by vacuum suction, and a
処理液供給部3は、基板Wに対して処理液を吐出する吐出ノズル11と、処理液を貯留するタンクなどで構成される処理液供給源13と、処理液供給源13から吐出ノズル11まで処理液を送るための処理液配管15とを備えている。処理液配管15には、処理液供給源13から順番に、ポンプP、開閉弁17が介在されている。ポンプPは、処理液を吐出ノズル11に送り出すためのものである。開閉弁17は、処理液の供給と処理液の供給停止を行う。なお、処理液配管15には、その他の構成を介在させてもよい。例えば、ポンプPと開閉弁17との間には、フィルタ(図示しない)が介在されてもよい。
The processing
開閉弁17は、弁体を移動させるステッピングモータ19を備えている。また、処理液供給部3は、ステッピングモータ19を駆動させる駆動回路21と、例えば交流電源である電源23とを備えている。駆動回路21は、電源23から供給された電力を調整し、ステッピングモータ19に電流を供給する。
The on-off
吐出ノズル11は、開閉弁17よりも下流に設けられている。吐出ノズル11は、処理液配管15を介在して開閉弁17に接続される。吐出ノズル11は、ノズル移動機構25により、任意の位置に移動される。ノズル移動機構25は、例えば、吐出ノズル11を待機させる待機ポット27と、基板Wの上方にある吐出位置との間で吐出ノズル11を移動させる。待機ポット27は、保持回転部2の外側に配置されている。ノズル移動機構25は、支持アーム、モータ、ガイド等で構成されている。
The
処理液供給部3は、中央演算処理装置(CPU)などで構成された主制御部31と、基板処理装置1を操作するための操作部33とを備えている。主制御部31は、基板処理装置1の各構成を制御する。操作部33は、液晶モニタなどの表示部と、ROM(Read-only Memory)、RAM(Random-Access Memory)、およびハードディスク等の記憶部と、キーボード、マウス、および各種ボタン等の入力部とを備えている。記憶部には、開閉弁17を制御するための条件や、その他の基板処理条件が記憶されている。
The processing
<開閉弁>
図2は、開閉弁17を示す図である。開閉弁17は、開閉動作によって処理液の流れを、流通状態または遮断状態に切り替えるものである。開閉弁17は、中空の箱状部材である弁室(弁箱)40と、弁室40内に設けられた処理液流路41とを備えている。また、開閉弁17は、弁室40に取り付けられた上流側継手部42および下流側継手部43を備えている。
<Open/close valve>
FIG. 2 is a diagram showing the on-off
処理液流路41は、弁室40内で処理液を流通させるものである。処理液流路41は、上流側流路44、弁室内流路45、および下流側流路46を備えている。上流側流路44、弁室内流路45、および下流側流路46は、直列に連結されている。また、上流側継手部42は、処理液配管15a(15)と上流側流路44とを連結させており、下流側継手部43は、下流側流路46と処理液配管15b(15)とを連結させている。
The treatment
開閉弁17は、弁体であるダイアフラム47、ピストン(弁棒)48および弁座49を備えている。ダイアフラム47は、弁室40内に設けられている。ダイアフラム47の周縁部は、弁室40内の側壁に固設されている。ダイアフラム47の中央部は、ピストン48の下端部に固設されている。ピストン48は、図2の上下方向に摺動可能に設けられている。弁座49は、弁室内流路45の底部中央に設けられている。弁座49は、ダイアフラム47を受けるものである。
The on-off
ピストン48を上昇させると、ピストン48と共に上昇するダイアフラム47が弁座49から離れる(図2の実線で示す状態)。これにより、処理液流路41を処理液が流れる。すなわち、処理液流路41を開閉弁17で開いている開状態となる。一方、ピストン48を下降させると、ピストン48と共に下降するダイアフラム47が弁座49に密着する(図2の点線で示す状態)。これにより、弁室内流路45と下流側流路46とが遮断された状態となり、弁室内流路45から下流側流路46への処理液の流れが停止する。すなわち、処理液流路41を開閉弁17で閉じている閉状態となる。
When the
なお、開閉弁17は、変換機構50を備えている。変換機構50は、ステッピングモータ19の回転軸51および後述するロータ53と、ダイアフラム47およびピストン48との間に設けられている。変換機構50は、回転軸51の回転を、ダイアフラム47およびピストン48の上下方向の直線移動に変換する。変換機構50は、例えば、ネジ軸と、それとかみ合うナットと、ネジ軸およびナットの一方を上下方向に案内するガイド部とを備えている(いずれも図示しない)。
The open/
<ステッピングモータと駆動回路>
図3は、ステッピングモータ19と駆動回路21とそれらの周辺の構成を示す図である。ステッピングモータ19は、ロータ53およびモータ巻線(以下、単に「コイル」という)54a,54bを備えている。ロータ53は、回転可能に支持されている。ロータ53は、回転軸51に固定されており、回転軸51と一体に回転する。ロータ53は、例えば永久磁石で構成される。コイル54a,54bは、ステータとして設けられている。コイル54a,54bに電流を流して、コイル54a,54bを励磁させる。これにより、コイル54a,54bとロータ53とに吸引力および反発力の少なくともいずれかを発生させて、ロータ53を回転させている。
<Stepping motor and drive circuit>
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the stepping
駆動回路21は、電源23から供給された電力を調整して、ステッピングモータ19に電流を供給する。ステッピングモータ19に供給する電流値(一般的な動作電流値や停止電流値の他、本実施例で特徴的な押し圧管理電流値)は操作部33で入力または記憶されたものを、主制御部31を通じて与えられる。その電流値は、開閉弁17の動作状態に応じて駆動回路21により制御される。駆動回路21は、電流値の増減を例えばPWM制御法で行う。
The
また、駆動回路21は、コイル54aに電流を流すためのスイッチ56aと、コイル54bに電流を流すためのスイッチ56bとを備えている。駆動制御部57は、主制御部31から与えられた動作命令に基づき駆動パルス信号を発生させて、スイッチ56a,56bを順番に繰り返しON・OFFさせる。これにより、コイル54a,54bに順番に電流が供給されて励磁され、ロータ53が回転する。
The
駆動回路21は、スイッチ56a、56bのON・OFFや、電流値の調整等を制御する駆動制御部57を備えている。駆動制御部57は、CPU等で構成されている。駆動制御部57は、ロータリーエンコーダ63からの回転量検出信号に基づき、ステッピングモータ19の位置制御と速度制御を行う。さらに駆動制御部57は、電流値検出部59からの検出電流値Arに基づき、ステッピングモータ19に与える電流値の制御を行う。これらの制御については後に詳述する。駆動回路21または駆動制御部57は、本発明の駆動部に相当する。
The
駆動回路21は、電流値検出部59を備えている。電流値検出部59は、コイル54a,54bに電流を流すための配線61に設けられている。電流値検出部59は、ステッピングモータ19のコイル54a,54bに流れる電流値(以下適宜、「検出電流値Ar」とする)を検出する。電流値検出部59は、例えばホール素子または抵抗を備えて構成される。
The
また、ステッピングモータ19には、ロータリーエンコーダ63が取り付けられている。ロータリーエンコーダ63は、ステッピングモータ19のロータ53の回転量(または回転角度)を検出する。ロータリーエンコーダ63は、回転量としてパルス信号(回転量検出信号)を出力する。ロータリーエンコーダ63は、本発明の回転量検出部に相当する。
A
<基板処理装置の動作>
次に、基板処理装置1の動作について説明する。図1を参照する。図示しない搬送機構は、未処理の基板Wを保持回転部2のスピンチャック4上に搬送する。スピンチャック4は、基板Wの裏面を吸着して保持する。また、ノズル移動機構25は、待機ポット27から基板W上方の吐出位置に吐出ノズル11を移動させる。保持回転部2は、基板処理条件に基づき、予め設定されたタイミングや回転速度等で基板Wを回転させる。これと共に、処理液供給部3は、吐出ノズル11から基板Wに向けて処理液を吐出する。
<Operation of substrate processing apparatus>
Next, the operation of the
処理液の吐出および吐出の停止の動作は、開閉弁17により行われる。ここで、開閉弁17の動作(特に、閉動作)を、図4のフローチャートを参照して説明する。
The operation of discharging the processing liquid and stopping the discharging is performed by the opening/closing
〔ステップS01〕ダイアフラム47を開位置h1に設定
開閉弁17が開いた状態では、図5(a)に示すように、開閉弁17のダイアフラム47は開位置h1にある。このとき、ステッピングモータ19には停止電流が供給されている。これによりダイアフラム47は、停止電流に応じた保持力によって開位置h1に保持される。すなわち、ダイアフラム47は、弁座49から離れた位置にある。その結果、処理液流路41を処理液が流れ、吐出ノズル11から処理液が吐出される。
[Step S01] Setting the
ダイアフラム47が開位置h1にある状態で、吐出ノズル11から予め設定された量の処理液が吐出される。その後、開閉弁17は処理液流路41を閉じる。この際、ステップS02〜ステップS04で説明する閉動作を実行する。
With the
〔ステップS02〕ダイアフラム47を閉方向へ移動
駆動回路21の駆動制御部57は、主制御部31からの動作指令に基づき、駆動パルスを発生させてステッピングモータ19のロータ53を閉方向に回転させる。ロータ53が回転されると、変換機構50は、ロータ53の回転を図2、図5(b)等に示す下方向の直線移動に変換する。これにより、ダイアフラム47は下降する。ダイアフラム47は、開位置h1から、実際の閉位置h2(図5(c)参照)よりも下側に設定された仮想の基準位置h0に向かって下降する。
[Step S02] Move the
駆動制御部57は、ダイアフラム47の下降移動に伴い次のような位置制御を行っている。ダイアフラム47が下降し始めるとロータリーエンコーダ63から回転量検出信号が駆動制御部57に与えられる。駆動制御部57は、回転量検出信号を計数してダイアフラム47の現在位置を把握する。駆動制御部57は、ダイアフラム47が予め決められた目標位置(閉動作のときは、上記の基準位置h0)に達するまで、ステッピングモータ19に駆動パルスに応じた動作電流を与える。
The
さらに、駆動制御部57は、ダイアフラム47の下降移動に伴い次のような速度制御を行っている。駆動制御部57は、回転量検出信号の計数値を時間微分してダイアフラム47の下降速度を算出する。下降速度が予め決められた速度になっていないときは、ステッピングモータ19に与える動作電流を増減させることにより、ダイアフラム47が所定速度で下降するように制御する。
Further, the
〔ステップS03〕ダイアフラム47が弁座49に接触したか?
図5(b)のように、ダイアフラム47が下降移動している間、駆動制御部57は、ダイアフラム47が弁座49に接触したか否かを監視している。具体的は、駆動制御部57は、電流値検出部59で検出される検出電流値Arが押し圧管理電流値Athを超えたことによって、ダイアフラム47が弁座49に接触したものと判定する。なお、押し圧管理電流値Athは、弁座49に対するダイアフラム47の押し圧に応じて予め設定されている。
[Step S03] Did the
As shown in FIG. 5B, while the
図6は、開閉弁17が閉動作にあるときに検出電流値Arが変化する様子を示している。駆動制御部57が、ステッピングモータ19に動作電流を与えることにより、ダイアフラム47が下降する。ダイアフラム47が下降している間(弁座49に接触する以前)ダイアフラム47の下降移動に対する負荷は比較的に小さいので検出電流値Arは押し圧管理電流値Athよりも小さい(Ar<Ath)。ダイアフラム47が弁座49に接触すると、ダイアフラム47の下降移動に対する負荷が急激に増加するので検出電流値Arは急激に大きくなる。本実施例では、検出電流値Arが押し圧管理電流値Athを超えたことによって、ダイアフラム47が弁座49に接触したものと判定する。
FIG. 6 shows how the detected current value Ar changes when the on-off
〔ステップS04〕ダイアフラム47の押し圧管理制御(検出電流値Arが押し圧管理電流値Athに一致するように動作電流を制御)
ダイアフラム47が弁座49に接触したと判定されるまで、ステッピングモータ19に通常の動作電流(下降速度により増減された動作電流)が与えられ、ダイアフラム47は下降移動を継続する。そして、ダイアフラム47が弁座49に接触したと判定された後は、次のようにダイアフラム47の押し圧管理制御が実行される。駆動制御部57は、電流値検出部59で検出された検出電流値Arが押し圧管理電流値Athに一致するように、ステッピングモータ19に与える動作電流を制御する。つまり、ダイアフラム47が弁座49に接触した後に、ステッピングモータ19に供給される動作電流に制限が加えられる。押し圧管理電流値Athは、ダイアフラム47が弁座49に接触した後に、ダイアフラム47が弁座49を下方へ押し付ける力の強弱に応じて適宜に決められる。駆動制御部57が動作電流を制御することにより、ダイアフラム47は押し圧管理電流値Athに対応する力で弁座49に押し付けられる。その結果、ダイアフラム47と弁座49との接触部からの処理液のリークを防止することができる。
[Step S04] Pushing pressure management control of the diaphragm 47 (operating current is controlled so that the detected current value Ar matches the pushing pressure management current value Ath).
Until it is determined that the
ここで押し圧管理電流値Athが大きければ、それだけダイアフラム47が弁座49を押し付ける力が増加するのでリークを防止する上では好ましい。しかし、押し付け力が強すぎるとダイアフラム47と弁座49との接触部に変形を引き起こしやすくなるので、押し圧管理電流値Athが過大になるのは好ましくない。ダイアフラム47を下降移動させるときに供給される通常の動作電流は最大負荷時に例えば、0.2A程度に設定される。これに対して、押し圧管理電流値Athは例えば、0.05〜0.1A程度の低い電流値に設定される。適正な押し圧管理電流値Athは実験によって定められるのが好ましい。
Here, if the pushing pressure control current value Ath is large, the force with which the
ダイアフラム47が弁座49に接触した後は、駆動制御部57は検出電流値Arが押し圧管理電流値Athに一致するように常に監視している。仮にダイアフラム47と弁座49との接触部が変形してダイアフラム47と弁座49との間に隙間が生じた場合、ダイアフラム47の下降移動に対する負荷が小さくなることにより検出電流値Arも低下する。閉状態においてステッピングモータ19には押し圧管理電流値Athに応じた動作電流が与えられてダイアフラム47に押し付け力が常に作用しているので、ダイアフラム47は生じた隙間分だけ追随するように下降移動して弁座49に接触する。その結果、検出電流値Arが再び増加して押し圧管理電流値Athに維持される。以上のように、開閉弁17が閉状態の間、検出電流値Arが押し圧管理電流値Athになるように動作電流が制御される。その結果、ダイアフラム47が常に所定の圧力で弁座49に押し付けられるので、ダイアフラム47と弁座49との間に隙間が生じ難くなる。このように本実施例によれば、ダイアフラム47と弁座49との接触部の変形等に起因したリークの発生を抑制することができる。
After the
基板Wに対して処理液を吐出して基板処理が行われた後、ノズル移動機構25は、吐出ノズル11を基板W上方の吐出位置から待機ポット27へ移動させる。また、保持回転部2は、回転停止状態の基板Wの保持を解除する。そして、図示しない搬送機構は、保持回転部2から次工程の装置に基板Wを搬送する。
After the processing liquid is discharged onto the substrate W to perform the substrate processing, the
以上のように、本実施例によれば、開閉弁17の閉動作時に、コイル54a、54bの検出電流値Arが、所定の押し圧管理電流値Athになるように動作電流を制御する。その結果、ダイアフラム47は押し圧管理電流値Athに対応する力で常に弁座49に押し付けられる。したがって、仮にダイアフラム47と弁座49との間に隙間が生じても、それに追随してステッピングモータ19が回転することによりダイアフラム47が下降して弁座49に接触する。そのため、ダイアフラム47と弁座49との間のリークを有効に防止することができる。しかも、押し圧管理電流値Athを通常の動作電流値よりも低い適宜の電流値に設定することにより、ダイアフラム47の押し付け力を比較的に小さな力にしてダイアフラム47と弁座49との接触部の変形を極力抑制することできる。
As described above, according to this embodiment, when the opening/closing
次に、図面を参照して本発明の実施例2を説明する。なお、実施例1と重複する説明は省略する。 Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the description overlapping with that of the first embodiment will be omitted.
実施例1では、図2のように、変換機構50とダイアフラム47との間には、ピストン48が介在して設けられた。この点、実施例2では、図7、図8のように、変換機構50とダイアフラム47との間には、カップリング71(または72)およびピストン73a,73bが介在して設けられている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
図7のカップリング71は、具体的には、上側ピストン73aと下側ピストン73bとで挟まれている。カップリング71の一端は、上側ピストン73aと連結され、カップリング71の他端は、下側ピストン73bと連結される。上側ピストン73aは、変換機構50に対して、上下方向に移動可能に連結されている。また、下側ピストン73bは、ダイアフラム47と連結されている。
Specifically, the
カップリング71は、変換機構50に対してダイアフラム47を傾けることが可能に構成されている。また、カップリング71は、バネのように、弾性変形する。図7のカップリング71には、スリット75が設けられている。スリット75により、図7の符号Kのように、カップリング71が曲げやすくなる。
The
図8(a)は、他のカップリング72を示す図である。図8(a)のカップリング72は、3つの軸部材77a〜77cと、2つの板材79a,79bと、弾性変形する変形部材81とを備えている。軸部材77aは、上側ピストン73aと連結し、軸部材77cは、下側ピストン73bと連結する。なお、3つの軸部材77a〜77cと、2つの板材79a,79bと、弾性変形する変形部材81とは、図8(a)の順番で連結している。なお、図8(b)は、カップリング72の変形の様子を示している。
FIG. 8A is a diagram showing another
開閉弁17の部材加工の誤差や組み立て誤差に起因してピストン48(図2参照)がダイアフラム47に対して直交せずに斜めに傾斜することがある。その結果、ダイアフラム47が弁座49に対して傾斜状態に接触してダイアフラム47と弁座49との間に隙間が生じてリークを引き起こすことがある。本実施例によれば、閉状態において、上側ピストン73aが斜めになった場合であっても、カップリング71,72が弾性変形して上側ピストン73aの傾きを吸収するので、下側ピストン73bはダイアフラム47に対して常に直交する。そのため、ダイアフラム47と弁座49との隙間を抑えやすくなる。
The piston 48 (see FIG. 2) may not be orthogonal to the
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、図1のように、ポンプPと吐出ノズル11との間の処理液配管15には、開閉弁17が介在して設けられていた。この点、ポンプPと吐出ノズル11との間の処理液配管15には、開閉弁17およびサックバック弁が介在して設けられていてもよい。サックバック弁は、開閉弁17よりも下流に設けられる。
(1) In each of the above-described embodiments, as shown in FIG. 1, the opening/closing
(2)実施例1では、電流値検出部59で検出された電流値Arが押し圧管理電流値Athを超えたことによって、ダイアフラム47が弁座49に接触したものと判定した。しかし、ダイアフラム47が弁座49に接触したものと判定する手法はこれに限らない。例えば、ダイアフラム47が閉方向に移動する際に、ロータリーエンコーダ63の回転検出信号の計数値を監視し、その計数値が変化しなくなった時点を検出することにより、ダイアフラム47が弁座49に接触したものと判定してもよい。
(2) In the first embodiment, it is determined that the
(3)上述した各実施例および各変形例では、駆動制御部57は、ダイアフラム47を閉方向に移動させる際に、ロータリーエンコーダ63で検出された回転量(回転量検出信号)に基づいて、ダイアフラム47の移動速度を監視する。そして、駆動制御部57は、ダイアフラム47の移動速度が予め定められた速度になるように、ステッピングモータ19に供給する動作電流を制御していた。これにより、ダイアフラム47を適切な速度で移動させることができた。
(3) In each of the above-described embodiments and modified examples, the
この点、駆動制御部57は、回転量に基づいて移動距離を監視し、予め定められた距離を移動するように、動作電流を制御してもよい。例えば、次のように、動作電流を増減させてもよい。予め定められた距離(予定現在位置)に対して回転量に基づく移動距離(実現在位置)が満たない場合、予め定められた距離と回転量に基づく移動距離との誤差が小さいほど、動作電流を減少させ、その誤差が大きいほど、動作電流を増加させる。あるいは、予め定められた距離に対して回転量に基づく移動距離が小さいほど動作電流を増加させ、大きいほど動作電流を減少させる。なお、動作電流を増加させるとステッピングモータ19のロータ53に加わるトルクが増す。これにより、ダイアフラム47を任意の位置に移動させることができる。
In this respect, the
3 … 処理液供給部
11 … 吐出ノズル
17 … 開閉弁
19 … ステッピングモータ
21 … 駆動回路
31 … 主制御部
41 … 処理液流路
47 … ダイアフラム
50 … 変換機構
57 … 駆動制御部
59 … 電流値検出部
63 … ロータリーエンコーダ
71,72 … カップリング
3... Treatment
Claims (6)
処理液を流通させる処理液流路と、
前記処理液流路を開閉する弁体を有する開閉弁と、
前記弁体を移動させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータに電流を供給し、前記ステッピングモータを駆動させる駆動部と、
前記ステッピングモータのモータ巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部と、
を備え、
前記駆動部は、前記ステッピングモータに動作電流を供給することにより、前記弁体を閉方向に移動させ、前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触した後は、前記電流値検出部で検出される電流値が、前記弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を常に制御することにより、前記開閉弁が閉状態の間、前記ステッピングモータに常に閉じ方向に所定の回転トルクを発生させて、前記弁体に押し付け力を常に作用させることを特徴とする処理液供給装置。 A processing liquid supply device for supplying a processing liquid to a substrate,
A processing liquid flow path for circulating the processing liquid,
An on-off valve having a valve body that opens and closes the processing liquid flow path,
A stepping motor for moving the valve body,
A drive unit that supplies current to the stepping motor to drive the stepping motor,
A current value detection unit for detecting a current value flowing in the motor winding of the stepping motor,
Equipped with
The drive unit supplies an operating current to the stepping motor to move the valve body in the closing direction, and after the valve body comes into contact with the valve seat of the on-off valve, the current value detection unit detects the current value. The on- off valve is closed by constantly controlling the operating current supplied to the stepping motor so that the current value to be applied matches the predetermined pressing pressure management current value according to the pressing force of the valve body. During the state, the processing liquid supply apparatus is characterized in that the stepping motor always generates a predetermined rotation torque in a closing direction so that a pressing force is constantly applied to the valve body .
前記ステッピングモータの回転量を検出する回転量検出部を備え、
前記駆動部は、前記回転量検出部で検出された回転量に基づいて、前記弁体の移動距離を監視し、前記弁体が予め決められた距離を移動するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を制御する処理液供給装置。 The processing liquid supply apparatus according to claim 1, wherein the apparatus further comprises:
A rotation amount detector for detecting the rotation amount of the stepping motor,
The drive unit monitors the movement distance of the valve body based on the rotation amount detected by the rotation amount detection unit, and supplies the stepping motor so that the valve body moves a predetermined distance. A processing liquid supply device for controlling the operating current to be applied.
前記駆動部は、前記回転量検出部で検出された回転量に基づいて、前記弁体の移動速度を監視し、前記弁体の移動速度が予め定められた速度になるように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を制御する処理液供給装置。 The processing liquid supply apparatus according to claim 2,
The drive unit monitors the moving speed of the valve body based on the rotation amount detected by the rotation amount detecting unit, and the stepping motor is adjusted so that the moving speed of the valve body becomes a predetermined speed. A processing liquid supply device that controls an operating current supplied to the processing liquid.
前記駆動部は、前記電流値検出部で検出される電流値と前記押し圧管理電流値とを比較し、前記電流値検出部で検出される電流値が前記押し圧管理電流値を超えたことによって、前記弁体が前記弁座に接触したものと判定する処理液供給装置。 The processing liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The drive unit compares the current value detected by the current value detection unit with the pressing pressure management current value, and the current value detected by the current value detection unit exceeds the pressing pressure management current value. The processing liquid supply device that determines that the valve body has come into contact with the valve seat.
前記ステッピングモータと前記弁体との間に介在して設けられており、前記ステッピングモータの回転を前記弁体の直線移動に変換する変換機構と、
前記変換機構と前記弁体との間に介在して設けられており、前記変換機構に対して前記弁体を傾けることが可能な弾性変形するカップリングと、を備えていることを特徴とする処理液供給装置。 The processing liquid supply apparatus according to claim 1, wherein the apparatus further comprises:
A conversion mechanism that is provided so as to be interposed between the stepping motor and the valve body, and converts a rotation of the stepping motor into a linear movement of the valve body,
A coupling which is provided between the conversion mechanism and the valve body and which is elastically deformable so that the valve body can be tilted with respect to the conversion mechanism. Treatment liquid supply device.
前記処理液流路を開閉する弁体を有する開閉弁と、
前記弁体を移動させるステッピングモータと、
前記ステッピングモータに電流を供給し、前記ステッピングモータを駆動させる駆動部と、
前記ステッピングモータのモータ巻線に流れる電流値を検出する電流値検出部と、を備え、基板に対して処理液を供給する処理液供給装置の制御方法であって、
前記駆動部が、前記ステッピングモータに動作電流を供給することにより、前記弁体を閉方向に移動させる過程と、
前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触したことを判定する過程と、
前記弁体が前記開閉弁の弁座に接触したと判定した後に、前記電流値検出部で検出される電流値が、前記弁体の押し圧に応じて予め定められた押し圧管理電流値に一致するように、前記ステッピングモータに供給する動作電流を常に制御することにより、前記開閉弁が閉状態の間、前記ステッピングモータに常に閉じ方向に所定の回転トルクを発生させて、前記弁体に押し付け力を常に作用させる過程と、
を備えていることを特徴とする処理液供給装置の制御方法。 A processing liquid flow path for circulating the processing liquid,
An on-off valve having a valve body that opens and closes the processing liquid flow path,
A stepping motor for moving the valve body,
A drive unit that supplies current to the stepping motor to drive the stepping motor,
A method of controlling a processing liquid supply device, comprising: a current value detection unit that detects a current value flowing in a motor winding of the stepping motor, and supplying a processing liquid to a substrate.
A step in which the drive unit moves the valve body in a closing direction by supplying an operating current to the stepping motor;
Determining the contact of the valve element with the valve seat of the on-off valve;
After determining that the valve body has contacted the valve seat of the on-off valve, the current value detected by the current value detection unit is a predetermined pressing pressure management current value according to the pressing pressure of the valve body. By constantly controlling the operating current supplied to the stepping motor so that they coincide with each other, while the opening/closing valve is in the closed state, the stepping motor always generates a predetermined rotational torque in the closing direction to cause the valve element to rotate. The process of constantly applying pressing force ,
A method for controlling a processing liquid supply apparatus, comprising:
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