JPH0621733U - 基板処理装置の薬液ミキシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理時間を短縮し、かつ基板及び薬液の汚染
を防止すること。また、装置の専有スペースを小さくす
ること。 【構成】 この薬液ミキシング装置は、基板処理装置の
基板処理槽４に純水と薬液とを混合して供給する装置で
ある。そして、純水が通過する純水供給路２０と、純水
供給路２０の途中に配置され、純水の流通によって減圧
空間４３を形成するためのアスピレータ部４０と、一端
がアスピレータ部４０に開口し薬液が通過する薬液供給
路３３ａ〜３３ｅと、薬液供給路のアスピレータ開口部
４６に配置された薬液導入弁３０ａ〜３０ｅとを備えて
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、基板処理装置の薬液ミキシング装置に関し、特に基板処理装置の処 理槽に純水と薬液とを混合して供給する基板処理装置の薬液ミキシング装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体基板や液晶用ガラス基板等の薄板状の被処理基板（以下、単に基板と記 す）を表面処理する場合には、基板を処理槽内に浸漬して処理する浸漬型の基板 処理装置が一般に用いられる。この種の従来装置としては、たとえば特公平２− １３４５９号公報に示された装置がある。

【０００３】 この装置は、基板の表面処理を行うための基板処理槽と、処理液を基板処理槽 内へ供給する処理液供給部とから構成されている。処理液供給部は、それぞれに 薬液が収容された複数の薬液貯留容器と、複数の薬液貯留容器と基板処理槽とを 連結する薬液供給管と、薬液供給管と各薬液貯留容器との間に設けられた薬液導 入弁とから構成されている。

【０００４】 このような装置では、各薬液貯留容器に対応する薬液導入弁を選択的に開閉制 御し、所定の薬液を薬液供給管に導入する。薬液供給管に導入された薬液は、純 水と混合され、所定濃度の処理液（以下、薬液と純水とが混合された液を処理液 と記す）として基板処理槽に導入される。このようにして、処理液と洗浄のため の純水とを交互に基板処理槽に導入し、基板に対して所定の表面処理を行う。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来装置では、薬液の導入を開始した後に所望濃度の処理液となるまでに 時間がかかり、全体の処理時間が長くなってしまう。そこで、本件出願人は、基 板処理槽に連結された供給管に対して即座に所望の濃度の処理液が供給できるよ うにした装置を提案している。

【０００６】 この装置では、処理液供給管と薬液貯留容器との間に導入弁を設けるとともに 、導入弁より上流側に一定量の薬液が導入されるようにポンプを設けている。こ のポンプによって薬液を圧送し、薬液導入弁上流側で循環させておくことにより 、薬液導入弁が開かれた際に、所望量の薬液を即座に処理液供給管に導入し、所 望濃度の処理液を即座に基板処理槽内に供給することができる。

【０００７】 しかし、薬液を圧送するために各薬液貯留容器に対応して複数の圧送用ポンプ が必要となる。一般に、基板処理装置はクリーンルーム内に設置されるが、複数 の圧送用ポンプを基板処理装置内に設けると大きなスペースが必要となり、基板 処理装置を大きくしなければならない。また、ポンプは可動部を有しているので 、発塵によって基板や薬液が汚染されるおそれがある。

【０００８】 本考案の目的は、積極的に薬液を処理液供給管に導入できるとともに、スペー スを小さくでき、かつ発塵による汚染を抑えることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る基板処理装置の薬液ミキシング装置は、基板処理装置の処理槽に 純水と薬液とを混合して供給する装置であり、純水供給路と、アスピレータ部と 、薬液供給路と、薬液導入弁とを備えている。 前記純水供給路は純水が通過する。前記アスピレータ部は純水供給路の中に配 置され、純水の流通によって減圧空間を形成する。前記薬液供給路は一端がアス ピレータ部に開口し、薬液が通過する。前記薬液導入弁は薬液供給路のアスピレ ータ開口部に配置されている。

【００１０】

【作用】

本考案に係る基板処理装置の薬液ミキシング装置では、純水供給路を介して基 板処理装置に純水が供給される。この純水供給路の途中にはアスピレータ部が配 置されており、純水の流通により減圧空間が形成される。また、減圧空間には薬 液供給路が連結されているので、薬液導入弁を開くと、減圧空間に薬液供給路を 通して薬液が吸い出される。

【００１１】 このように、アスピレータ部により減圧空間を形成して薬液を吸い出すので、 薬液導入弁を開くと所定量の薬液が即座に得られ、所望濃度の処理液が短時間で 得られる。また、薬液圧送用のポンプが不要となるので、装置全体の専有スペー スが小さくなる。さらに、ポンプに起因する発塵がなくなり、基板及び薬液の汚 染が抑えられる。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案の一実施例が採用された浸漬型基板処理装置を示している。図１ に示す基板処理装置１は、基板を収納するためのキャリアＣを搬入、搬出するた めの搬入搬出部２と、基板移載装置３と、基板処理槽４と、乾燥装置５と、基板 搬送ロボット６とを備えている。またこの基板処理装置１は、複数の薬液貯留容 器７ａ〜７ｅを有している。

【００１３】 搬入搬出部２にはキャリアＣを搬送する基板移載ロボット１０が設けられてい る。基板移載ロボット１０は、昇降及び回転が可能であり、また図１の矢印Ａで 示す方向に移動可能である。基板移載装置３、基板処理槽４及び乾燥装置５は、 左右方向に並設されている。基板搬送ロボット６は、基板を把持するための１対 のアーム１１を有している。また基板搬送ロボット６は、矢印Ｂで示す方向に移 動可能であり、かつ昇降可能である。この基板搬送ロボット６により基板を各処 理部３〜５間で搬送可能である。また、基板処理槽４には、処理液内に基板を浸 漬するための、昇降可能な基板保持具１２が設けられている。

【００１４】 図２に、純水（ＤＷ）及び薬液の配管系統図を示す。基板処理槽４の底部には 、処理槽４内に処理液又は純水を供給するための処理液供給路１９が連結されて いる。処理液供給路１９には、給排液切り換え弁２１が設けられている。また処 理液供給路１９は、薬液ミキシング装置２２を介して純水供給路２０に連結され ている。純水供給路２０には、下流側から順に、純水フィルタ２３と、主開閉弁 ２４と、純水加熱部２５とが順次配置されている。給排液切り換え弁２１は、通 常の処理時には純水や処理液を基板処理槽４へ供給するように切り換えられてい る。

【００１５】 また、基板処理槽４の外周には、基板処理槽４からオーバーフローした処理液 を受ける排液槽２６が設けられている。排液槽２６は排液路２７を介して排液ド レン２８に接続されている。そして、給排液切り換え弁２１には排液路２７が連 結されており、必要に応じて基板処理槽４内の処理液を排液路２７を介して排液 ドレン２８へ排出できるようになっている。

【００１６】 薬液ミキシング装置２２は、純水と薬液とを所定の割合で混合するための装置 であり、複数の薬液貯留容器７ａ〜７ｅに対応して設けられた薬液導入弁３０ａ ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅと、これらの薬液導入弁３０ａ〜３０ｅと純 水供給路２０とを連結する導入弁連結部３１と、導入弁連結部３１と給排液切り 換え弁２１との間に設けられたスタティックミキサー３２とを有している。薬液 導入弁３０ａ〜３０ｅは、それぞれ薬液供給路３３ａ〜３３ｅを介して対応する 薬液貯留容器７ａ，７ｅに連結されている。

【００１７】 薬液供給路３３ａ〜３３ｅには、それぞれ薬液貯留容器７ａ〜７ｅから順に薬 液フィルタ３４ａ〜３４ｅと流量計３５ａ〜３５ｅとが接続されている。また、 流量計３５ａ〜３５ｅによって測定された信号はＰＩＤ部３６ａ〜３６ｅに入力 され、比例、微分、積分処理されてモータコントロール回路３７ａ〜３７ｅに入 力される。モータコントロール回路３７ａ〜３７ｅの出力信号は、薬液導入弁３ ０ａ〜３０ｅに設けられた弁軸（後述する）駆動用のモータ（図示せず）の駆動 信号として出力される。なお、スタティックミキサー３２は、純水と薬液とを均 一に混合するためのものであり、基板処理槽４までの管路が充分に長い場合には 省略することもできる。

【００１８】 図３に導入弁連結部３１の詳細を示す。導入連結部３１は、図２における各薬 液導入弁３０ａ〜３０ｅのそれぞれに対応して図３に示すような構造を有してお り、ここでは、薬液導入弁３０ａに対応する構造を示している。 この図に示すように、純水供給路２０の途中にはアスピレータ部４０が形成さ れている。すなわち、純水供給路２０は、その途中の経路において流通径が徐々 に絞られ、その先端に噴出口４１を有する絞り部４２が形成されている。これに より、純水供給路２０及び絞り部４２を通過して噴出口４１から純水が噴出され た場合には、その下流側部分に減圧空間４３が形成されるようになっている。一 方、純水供給路２０には、バイパス路４４（図中破線で示す）が形成されている 。バイパス路４４は、ダイヤフラム式の純水弁４５によって遮断あるいは開放さ れるようになっている。このバイパス路４４には、薬液導入弁３０ａからの薬液 が導入される開口４６が形成されている。

【００１９】 図４に薬液導入弁の詳細を示す。 薬液導入弁３０ａ〜３０ｅは同様の構成であるので、ここでは薬液導入弁３０ ａについて説明する。この薬液導入弁３０ａは、弁本体５０と、ピストン５１と 、ピストン５１の開度を制御するための弁軸５２とを有している。 弁本体５０内には、弁駆動室５３と、薬液導入室５４とが形成されている。弁 駆動室５３には、エア導入口５５，５６が形成されている。ピストン５１は、弁 駆動室５３内を所定の範囲で摺動自在であり、バネ５７によって常に薬液導入室 ５４側に付勢されている。ピストン５１の一方側にはプランジャ５１ａが突出し ており、その先端には弁体５１ｂが形成されている。この弁体５１ｂがバイパス 通路４４に連通する開口４６を開閉し得るようになっている。また、薬液導入室 ５４には、薬液供給路３３ａから薬液が導入され得るようになっている。一方、 弁軸５２の外周にはねじが形成されており、弁本体５０側に形成されたナット部 と螺合している。このため、弁軸５２をモータ（図示せず）により回転させるこ とにより、その先端の規制面５２ａが移動し、ピストン５１の移動量が規制され るようになっている。このピストン５１の移動量を制御することにより、弁開度 を制御することが可能である。なお、符号５８はベローズ管である。

【００２０】 また、この基板処理装置は制御部６０を有している。 制御部６０には、図５に示すように、主開閉弁２４と、純水弁４５と、薬液導 入弁３０ａ〜３０ｅと、給排液切り換え弁２１とが接続されている。また制御部 ６０には、各種のセンサと他の入出力部が接続されている。 次に、図６〜図９に示すフローチャートにしたがって動作を説明する。

【００２１】 まず装置の起動スイッチがオンされた場合には、ステップＳ１で初期設定を行 う。この初期設定では、主開閉弁２４を閉とし、純水弁４５を開とし、また薬液 導入弁３０ａ〜３０ｅを全て閉とし、給排液切り換え弁２１を薬液ミキシング装 置２２と基板処理槽４とが連通するように切り換える。次にステップＳ２では、 基板を収納したキャリアＣが基板搬入搬出部２に搬入されてきたか否かを判断す る。基板が搬入されてきた場合にはステップＳ３に移行し、基板移載ロボット１ ０によりキャリアＣを基板移載装置３に搬入する。基板移載装置３では、キャリ アＣから複数の基板を一括して受け取り、これを基板搬送ロボット６のアーム１ １により保持する。そして、受け取った複数の基板を基板処理槽４の基板保持具 １２に引き渡す。

【００２２】 次にステップＳ４では、基板処理槽４内で基板に対して各種の表面処理及び洗 浄処理を行う。一連の処理が終了した場合には、ステップＳ５に移行する。ステ ップＳ５では、基板処理槽４から基板を乾燥装置５に移し、乾燥処理を行う。乾 燥処理の終了した基板は、ステップＳ６の搬出処理によって外部に搬出される。 すなわち、基板搬送ロボット６により乾燥装置５から基板移載装置３に基板が搬 送され、この基板移載装置３において基板がキャリアＣ内に収納される。キャリ アＣは、基板移載ロボット１０によって基板移載装置３から基板搬入搬出部２に 搬送される。

【００２３】 次に、図６のステップＳ４における基板処理を図７を用いて詳細に説明する。 なお、ここでは拡散前洗浄処理の例を示している。まずステップＳ１０では、基 板処理槽４にアンモニア（ＮＨ₄ ＯＨ）／過酸化水素（Ｈ₂ Ｏ₂ ）の処理液を導 入して第１の処理を実行する。ステップＳ１０での処理が終了した場合には、ス テップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、基板処理槽４の底部から純水を 供給し続ける。これにより、先に基板処理槽４内に導入されていたアンモニア／ 過酸化水素処理液は基板処理槽４から排液槽２６内にオーバーフローする。この 排液は、排液路２７を通して排液ドレン２８に排出される。このような純水の供 給を続けることによって、基板処理槽４内の基板を水洗処理する。

【００２４】 次にステップＳ１２では、基板処理槽４の底部からフッ酸（ＨＦ）処理液を導 入する。これにより、前述のように先に基板処理槽４内に導入されていた純水が 排液槽２６にオーバーフローし、排液ドレン２８に排出される。このフッ酸処理 が終了すればステップＳ１３で水洗処理を実行する。さらに水洗処理が終了した 場合には、ステップＳ１４で塩酸（ＨＣｌ）／過酸化水素（Ｈ₂ Ｏ₂ ）処理液に よって第３の処理を実行する。またステップＳ１４の処理が終了した場合にはス テップＳ１５で前述と同様の水洗処理を実行する。

【００２５】 ここで、各処理液によるステップＳ１０、ステップＳ１２及びステップＳ１４ での処理を図８に詳細に説明する。 各処理液による処理を実行する場合には、まずステップＳ２０において主開閉 弁２４を開き、ステップＳ２１で純水弁４５を閉じる。これにより、純水路２０ を通過した純水はアスピレータ部４０を通過する。このアスピレータ部４０を純 水が通過することにより、アスピレータ部４０の下流側では減圧空間４３が形成 される。そして、ステップＳ２２で対応する薬液導入弁（ここでは弁３０ａとす る）を開く。これにより、薬液供給路３３ａを介して薬液導入室５４に導入され た薬液は、開口４６を通して減圧空間４３に引き出される。したがって、所望量 の薬液を含んだ処理液を素早く処理槽４に供給することができる。

【００２６】 ステップＳ２３では、処理が終了したか否かを判断する。処理が終了するのを 待ってステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、薬液導入弁３０ａを閉 じる。次にステップＳ２５では、主開閉弁２４を閉じ、処理液による処理を終了 する。 また、図７のステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５において水洗処理を実行する場 合には、図９に示すように、まずステップＳ３０で主開閉弁２４を開き、ステッ プＳ３１において純水弁４５を開く。これにより、純水はアスピレータ部４０を 通過すると同時にバイパス通路４４を通過する。このため、大量の純水が基板処 理槽４に供給される。したがってアスピレータ部４０が設けられた場合でも、水 洗処理を従来同様に短時間で行える。そしてステップＳ３２で処理が終了するの を待つ。処理が終了すれば、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３３では主 開閉弁２４を閉じる。このようにして水洗処理を終了する。

【００２７】 なお、薬液導入弁を介して純水供給路２０に供給される薬液は、流量計３５ａ 〜３５ｅによって測定されており、この測定された信号はＰＩＤ部３６ａ〜３６ ｅに入力される。このＰＩＤ部３６ａ〜３６ｅでは、比例、積分、微分動作を実 行し、モータコントロール回路３７ａ〜３７ｅに制御信号を出力する。モータコ ントロール回路３７ａ〜３７ｅは、ＰＩＤ部３６ａ〜３６ｅからの信号に基づい て薬液導入弁３０ａ〜３０ｅの弁軸５２を回転させる。これにより、弁体５１ｂ が図４において上下方向に移動し、薬液導入弁の開口部の開口面積が変わる。し たがって、所望量の薬液が純水供給路２０に対して供給される。

【００２８】 このような実施例では、アスピレータ部４０によって減圧空間４３を形成し、 薬液を積極的に吸い出す。このため、所望量の薬液を即座に得ることができる。 また薬液を圧送するためのポンプが不要となるため、ポンプ設置のためのスペ ースが不要となり、装置全体を小型化することができる。なお、弁軸５２を駆動 するためのモータの専有スペースは、圧送用ポンプのスペースに比較して非常に 小さい。

【００２９】 また、圧送用ポンプが設けられていないので、発塵による基板及び薬液の汚染 が著しく抑えられる。 〔他の実施例〕 （ａ） アスピレータ部の構成は前記実施例に限定されるものではなく、図１０ 及び図１１に示されるような構成としてもよい。

【００３０】 図１０に示す例では、純水供給路７０に絞り部７１が形成され、これによりア スピレータ部が形成されている。絞り部７１の下流側には、薬液導入部７２が形 成されており、薬液導入部７２には薬液の導入量をコントロールすることが可能 な弁体７３が移動自在に設けられている。 また、図１１に示す例では、純水供給路７５の一部にその上流側から徐々に流 通路が絞られ、また下流側に向かって流通路が徐々に広くなる絞り部７６が形成 されている。これによりアスピレータ部が形成されている。この絞り部７６の最 も絞られた部分には、薬液導入部７７が形成されており、この薬液導入部７７に 弁体７８が移動自在に設けられている。この弁体７８の移動量をコントロールす ることにより、薬液の導入量を制御することが可能である。 （ｂ） 図１２に示す例は、純水の供給量も制御できるようにした実施例である 。

【００３１】 この実施例では、純水供給路８０の一部にアスピレータ部８１が形成されてお り、このアスピレータ部８１に純水供給量をコントロールするための弁体８２が 移動自在に配置されている。なお、バイパス通路及び薬液導入路等の構成は前記 実施例と同様である。 この例では、純水の供給量をも弁体８２によってコントロールすることができ る。

【００３２】

【考案の効果】

以上のように本考案では、純水供給路の一部にアスピレータ部を形成し、この アスピレータ部に薬液供給路を接続している。このため、純水の流れによって減 圧空間が形成され、この減圧空間に薬液を積極的に引き出すことができる。した がって、所望の量の薬液を即座に基板処理槽に対して供給することができる。

【００３３】 また、薬液を圧送するためのポンプ等が不要となり、設置スペースが小さくな る。同様の理由により、ポンプに起因する発塵が抑えられ、基板及び薬液の汚染 が著しく減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による薬液ミキシング装置が
採用された基板処理装置の斜視図。

【図２】前記基板処理装置の配管系統図。

【図３】薬液ミキシング装置の一部拡大断面図。

【図４】薬液導入弁の断面図。

【図５】前記装置の制御ブロック図。

【図６】全体処理を示す制御フローチャート。

【図７】基板処理の制御フローチャート。

【図８】薬液処理の制御フローチャート。

【図９】水洗処理の制御フローチャート。

【図１０】本考案の他の実施例によるアスピレータ部の
断面図。

【図１１】本考案の他の実施例によるアスピレータ部の
断面図。

【図１２】本考案の他の実施例によるアスピレータ部の
断面図。

【符号の説明】

４ 基板処理槽 ２０ 純水供給路 ２２ 薬液ミキシング装置 ３０ａ〜３０ｅ 薬液導入弁 ３１ 導入弁連結部 ３３ａ〜３３ｅ 薬液供給路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板処理装置の処理槽に純水と薬液とを混
   合して供給する基板処理装置の薬液ミキシング装置であ
   って、 純水が通過する純水供給路と、 前記純水供給路の途中に配置され、純水の流通によって
   減圧空間を形成するためのアスピレータ部と、 一端が前記アスピレータ部に開口し、薬液が通過する薬
   液供給路と、 前記薬液供給路のアスピレータ開口部に配置された薬液
   導入弁と、 を備えた基板処理装置の薬液ミキシング装置。