JPH0342003A - 液体供給装置における流路制御弁、ポンプ及びフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［１ａ要］ 気液分離装置に係り、詳しくは液体供給源とＳ液部との
間に設けた液体供給手段中において気？１が混入した液
体、発泡性液体等における気体とｆ（体とを分離する気
液分離装置に関し、 液体供給源と受液部との間に設けた液体供給手段中にお
いて液体中に混入した気泡を確実に除去し、気体と液体
とを確実に分離することができる気液分離装置を提供す
ることを目的とし、液体供給源と受液部との間に設けた
液体供給手段中の少なくとも１つの液体供給部材に気泡
除去手段を設けた。 ［産業上の利用分野］ 本発明は気液分離装置に係り、詳しくは液体供給源と受
液部との間に設けた液体供給手段中において気泡が混入
した液体、発泡性液体等における気体と液体とを分離す
る気液分離装置に関するものである。 例えば、半導体装置の製造工程においてウェハのイニシ
ャル前処理及び拡散・ＣＶＤ前処理として、ウェハ表面
に付着している有機物を除去する洗浄工程があり、この
洗浄工程には過酸化水素水と硫酸との混合液や、燐酸等
の液体が洗浄液として使用されている。これらの液体中
に気泡が発生したり混入していたりすると、その気泡が
ウェハ表面に付着してこの洗浄液による有機物除去にむ
らが発生するため、液体からの気体の分離除去が要求さ
れる。

【従来の技術】

例えば、半導体装置の製造工程においてウェハの表面に
付着した有機物を除去するために過酸化水素水と硫酸と
の混液や、燐酸等の液体からなる洗浄液が使用されてい
る。これらの洗浄液は洗浄用処理槽に貯留されており、
洗浄処理が繰り返し行われるとその液体が汚れ、その汚
れによりウェハに悪影響が発生する。 そこで、従来、ポンプにより洗浄液を循環させながら、
フィルタによって洗浄液中のごみ、パーティクル等を除
去し、洗浄液を常に清浄な状態に保つようにしている。 【発明が解決しようとする課題１ ところが、上記洗浄液として使用される過酸化水素水は
発泡性の液体であり、ウェハ洗浄時における化学反応や
、ポンプ、フィルタ等の圧力変化が生じる箇所で洗浄液
中に気泡が発生したり、洗浄液が洗浄用処理槽に投入さ
れる時に気泡が混入する。この洗浄液中に混入している
気泡がウェハ表面に付着し、この洗浄液による有機物除
去にむらが発生して歩留まりが低下する。従って、気泡
が抜けるまで洗浄液を静止状態に保持するようにしてい
るが、硫酸、燐酸等の液体は粘性が高いため、混入した
気泡はなかなか抜けきらず、洗浄処理の能率が低下する
とともに、歩留まりも低下するという問題点がある。 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
ものであって、その目的は液体供給源と受液部との間に
設けた液体供給手段中において液体中に混入した気泡を
確実に除去し、気体と液体とを確実に分離することがで
きる気液分離装置を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。 液体供給源ｌと受液部２との間に液体供給手段３を設け
、液体供給手段３の少なくとも１つの液体供給部材に気
泡除去手段４を設けた。 ［作用１ 液体供給ａ！Ｘ１の液体は液体供給手段３を通過する間
に、気泡除去手段４により気泡が除去され、受液部２に
供給される。 ［実施例］ 以下、本発明を半導体ｖ：Ｌ置装造におけるウェハの洗
浄液供給装置に具体化した一実施例を図面に従って説明
する。 第２図は本発明の一実施例における洗浄液供給装置を示
す概略構成図、第３図は配管の軸方向における部分断面
図、第４図は配管の直径方向における断面図、第５図は
流路制御弁を示す断面図、第６図はダイヤフラムの要部
を示す拡大断面図、第７図はポンプを示す断面図、第８
図はダイヤフラムの要部を示す拡大断面図、第９図はフ
ィルタを示す断面図、第１０図はディスクの要部を示す
拡大断面図である。 第２図に示すように液体供給源及び受液部としての各洗
浄用処理槽１１には過酸化水素水と硫酸との混合液や、
燐酸等の液体が洗浄液として貯留され、これらの洗浄液
中にウェハが浸漬されて表面の有機物の除去処理が行わ
れる。 各洗浄用処理槽１１の洗浄液は配管１２、複数の流路制
御弁１３、循環用のポンプ１４、フィルタ１５等からな
る液体供給手段を介して循環される。各流路制御弁１３
及びポンプ１４はエア配管１６を介してコンプレッサ（
図示略）から圧縮空気が供給される。又、各流路制御弁
１３上流のエア配管１６にはそれぞれ電磁弁１７が設け
られ、各電磁弁１７の開閉により各流路制御弁１３への
圧縮空気の供給・遮断が行われる。 第３，４図に示すように、配管１２はフッ素樹脂製の外
管１８と周面にスペーサ１９ａを備えたフッ素樹脂製の
内管１９との二重構造をなす。内管１９には多数の透孔
２０が形成されるとともに、その内周面には気泡除去手
段としての１８水性膜２１が熱融着されている。この撥
水性ＪＦＪ２１は表面張力の小さい’Ｔｈ質は通過させ
るが、表面張力の大きい物質は通過させない性質を備え
ている。従って、前記洗浄用処理槽１１の洗浄液は内管
１９内を通過する間に表面張力の小さい気泡のみがｔΩ
Ω水成膜２１通過して透孔２０及び外管１８と内管１９
との間の隙間を通って排気され、表面張力の大きい液体
は撥水性膜２１を通過せず、内管１９内を流れる。 第５．６図は流路制御弁１３を示し、シリンダ２２内に
はピストン２３が摺動可能に収容され、同ピストン２３
の上下には第１及び第２圧力室２２ａ、２２ｂが形成さ
れている。第１及び第２圧力室２２ａ、２２ｂは空気出
入口２４．２５を介して前記Ｔｓ、［を弁１７に接続さ
れており、第１圧力室２２ａに圧縮空気が供給されてい
るときには第２圧力室２２ｂは大気と連通され、第２圧
力室２２ｂに圧縮空気が供給されているときには第１圧
力室２２ａが大気と連通されるようになっている。 ピストン２３の下端にはスペーサ２６を介して軟質樹脂
製の弁体２７が螺着されている。そして、弁体２７は常
にはピストン２３の上面に設けたスプリング２８の付勢
力と、第１圧力室２２ａ内に供給された圧縮空気の圧力
とにより前記洗浄液の吸入通路２９と吐出通路３０とを
遮断する方向に付勢されている。又、第２圧力室２２ｂ
に圧縮空気が供給され、第１圧力室２２ａが大気と連通
されているときには、弁体２７はピストン２３と共に上
動し、吸入通路２９と吐出通路３０とを連通させ、洗浄
液を通過させる。 第６図に示すように前記弁体２７の外周面にはダイヤフ
ラム３１が一体形成され、同ダイヤフラム３１には多数
の透孔３１ａが形成されるとともに、その両面には同じ
く気泡除去手段としてのｔａ水性膜３２が熱融着されて
いる。そして、吸入及び吐出通路２９．３０が遮断され
ている間、吸入及び吐出通路２９．３０が連通されてい
る間において、洗浄液中の気泡のみが１８水性膜３２を
通過し、透孔３１ａからシリンダ２２に設けた排気通路
３３に導かれて排気される。 第７，８図はポンプ１４を示し、その中央に配置された
シリンダブロック３４にはプランジャ３５が摺動可能に
設けられ、このプランジャ３５はシリンダブロック３４
に形成した圧縮空気制御装置３６により左右方向に往復
動される。プランジャ３５の両端にはそれぞれダイヤフ
ラム３７が取着され、各ダイヤフラム３７によってシリ
ンダブロック３４の左側に第１液室３８及び第１気室３
９が形成されるとともに、シリンダブロック３４の右側
に第２？＆室４０及び第２気室４１が形成されている。 第１及び第２液室３８．４０は逆止弁４２．４３を介し
て前記、洗浄液の吸入通路４４＆び吐出通路４５に接続
されている。 従って、プランジャ３５が第７図において左方に移動さ
れるときには、第１液室３８が縮小され、第２液室４０
が拡張される。このとき、第２液室４０では逆止弁４２
が開き、逆止弁４３が閉じて吸入通路４４より第２液室
４０に洗浄液が吸入される。又、第１　ＷＬＬａＢ５は
逆止弁４２が閉し逆止弁４３が開いて第１液室３８内の
洗浄液が吐出通路４５を介して吐出される。プランジャ
３５が第７図において右方に移動されるときには、第１
液室３８が拡大され、第２液室４０が縮小されるため、
第１液室３８に洗浄液が吸入されるとともに、第２ｆｉ
室４０より洗浄液が吐出される。 第８図に示すように各ダイヤフラム３７には多数の透孔
３７ａが形成されるとともに、その表面には同じく気泡
除去手段としてのｔ８水性膜４６が熱融着されている。 そして、第１又は第２液室３８．４０が縮小されて各液
室３８，４０の圧力が上昇するとき、洗浄液中の気泡の
みが１８水性膜４６を通過し、透孔３７ａから図示しな
い排気通路を介して排気される。 第９，１０図はポンプ１４の下流に設けたフィルタ１５
を示し、前記洗浄液中のごみ、パーティクル等を除去す
るための第１フイルタ１５Ａと、洗浄液中に混入してい
る気泡を除去するための第２フイルタ１５Ｂとからなる
。 第１フイルタ１５Ａは円筒状をなすボディ４７の左右両
側に接続口４８．４９が設けられ、接続口４９から前記
洗浄液が吸入されて接続口４８より吐出される。又、封
止口５０には止栓５１が螺着されており、ボディ４７内
に気体が溜まった場合、この封止口５０を開放すること
により溜まった気体を排出することができる。 ボディ４７の内側に前記接続口４８と対応して突設され
た取付筒５２には、軸方向に延びる通路５４を備えた支
持部材５３が嵌着され、この支持部材５３には所定間隔
をおいて複数のディスク５５が貫通されて支持固定され
ている。第１Ｏ図に示すように、各ディスク５５には多
数の透孔５５ａが形成されるとともに、前記支持部材５
３の通路５４に連通しかつ複数の透孔５５ａに連通ずる
通路５６　（本実施例では１つのみ図示）が形成されて
いる。又、各ディスク５５の表面には気体及び液体のみ
を通過させる親水性膜５７が熱融着されている。そして
、接続口４９から吸入された洗浄液中のごみ、パーティ
クル等は親水性膜５７で濾過され、気体及び液体のみが
親水性膜５７を通過し、透孔５５ａ５通路５６を通って
支持部材５３の通路５４に導かれ、接続口４８より吐出
される。 第２フイルタ１５Ｂは前記第１フイルタ１５Ａとほぼ同
様の構成であり、各ディスク５５の表面には前記親木性
１ａ５７に代えて、気泡除去手段としての撥水性膜を熱
融着した点において前記第１フイルタ１５Ａとは異なる
。この第２フイルタ１５Ｂでは封止口５０を第１フイル
タ１５Ａの接続口４８に接続しており、封止口５０から
ごみ。 パーティクル等を濾過された洗浄液が吸入されて接続口
４９より吐出される。洗浄液がこの第２フイルタ１５Ｂ
内を通過する間に、洗浄液中に混入している気泡のみが
各ディスク５５表面のｔａ水性膜を通過し、透孔５５ａ
１通路５６を通って支持部材５３の通路５４に導かれ、
接続口４８より排出される。 なお、前記エア配管１６には各流路制御弁１３及びポン
プ１４の上流において前記第２フイルタ１５Ｂが設けら
れており、コンプレッサ（図示略）から各流路制御弁１
３及びポンプ１４に供給される圧縮空気中のごみ、パー
ティクル、水及び油を除去するようにしている。 さて、洗浄液として使用される過酸化水素水のウェハ洗
浄時における化学反応や、流路制御弁１３、ポンプ１４
．フィルタ１５等における圧力変化により洗浄液中に気
泡が発生したり、洗浄液が洗浄用処理槽１１に投入され
る６時に洗浄液に気泡が混入したりするが、本実施例で
は液体供給手段を槽底する配管１２、流路制御弁１３、
ポンプ１４及びフィルタ１５等の各部材にそれぞれｉΩ
水性膜２１，３２．４６等を設け、洗浄液中のごみ。 パーティクルを循環濾過する際に、洗浄液から気泡を容
易かつ確実に除去することができる。従って、この洗浄
液によるウェハ洗浄において有機物除去を均一に行うこ
とができ、半導体装置の歩留まりを向上することができ
る。 又、本実施例では撥水性膜を備えた第２フイルタ１５Ｂ
をエア配管１６に設け、コンプレフサから各流路制御弁
１３及びポンプ１４に供給される圧縮空気中のごみ、パ
ーティクル、水及び油を除去するようにしたので、ポン
プ１４、流路制御弁１３及び開弁１３への圧縮空気の供
給・遮断を行う電磁弁１７等の耐久性を向上することが
できる。 なお、本実施例では液体供給手段を槽底する配管１２、
流路制御弁１３、ポンプ１４及びフィルタ１５等の各部
材にそれぞれｔａ水性［２１，３２゜４６等を設けたが
、配管１２、流路制御弁１３、ポンプ１４及びフィルタ
１５等の各部材の内、少なくとも１つの部材にのみ撥水
性膜を設けてもよい。 ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、液体供給源と受液
部との間に設けた液体供給手段中において液体中に混入
した気泡を確実に除去し、気体と液体とを確実に分離す
ることができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例における洗浄液供給装置を示
す概略構成図、 第３図は配管の軸方向における部分断面図、第４図は配
管の直径方向における断面図、第５図は流路制御弁を示
す断面図、 第６図はダイヤフラムの要部を示す拡大断面図、第７図
はポンプを示す断面図、 第８図はダイヤフラムの要部を示す拡大断面図、第９図
はフィルタを示す断面図、 第１０図はディスクの要部を示す拡大断面図である。 図において、 １は液体供給源、 ２は受液部、 ３は液体供給手段、 ４は気泡除去手段である。 第４図 配管の直径方向における断面図 第６図 ダイＰフラ４の要部を示す拡大断面図 第８図 ダイセフラ４の要部を示す拡大断面図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　液体供給源（１）と受液部（２）との間に設けた液
   体供給手段（３）中の少なくとも１つの液体供給部材に
   気泡除去手段（４）を設けたことを特徴とする気液分離
   装置。 ２　前記気泡除去手段は、外管と内管とからなる二重構
   造の配管であり、該内管は撥水性膜からなることを特徴
   とする請求項１記載の気液分離装置。