JPH0677236U - 基板処理液の流量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理液の滞留を抑えて劣化を防止する。 【構成】流量計２８は、基板洗浄装置１に供給される純
水や薬液の流量を計測するためのものである。この流量
計は、本体ボディ３２と第１，第２の圧力センサ３８，
３９とを備えている。本体ボディ３２は、純水や薬液が
流通する配管の途中に設けられ、所定の内径を有するの
ど部３５と、のど部３５に向かって内径が徐々に縮小す
る絞り部３６と、のど部３５から内径が徐々に拡大する
拡がり部３７とを有している。第１圧力センサ３８は、
のど部３５にその先端が臨むように配置されている。第
２圧力センサ３９は、絞り部３６から上流側にその先端
が臨むように配置されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流量計測装置、特に、基板処理装置に供給される基板処理液の流量 を計測するための基板処理液の流量計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、半導体基板や液晶用ガラス基板等の処理対象基板の表面を洗浄する 場合に、浸漬型の基板処理装置が用いられる。この基板処理装置は、基板を複数 枚浸漬する基板浸漬槽と、基板浸漬槽に基板処理液を供給する処理液供給部とを 備えている。処理液供給部には、薬液と純水とを混合する薬液純水混合装置と、 薬液及び純水を一定流量に制御して供給する薬液及び純水供給装置とが設けられ ている。この供給装置の配管途中には、薬液や純水の流量を計測するための流量 計測装置が接続されている。

【０００３】 従来の流量計測装置として、配管フランジ間に配置されたオリフィス式のもの が知られている。この流量計測装置は、配管のフランジ間に挟み込まれたオリフ ィス板と、オリフィス板の前後から外側に導かれた２つの圧力検出管と、両圧力 検出管の差圧を検出する微差圧計と、この差圧信号により流量を得るための演算 部とを備えている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の構成では、オリフィス板の下流側にデッドスペースが生じてしまう 。このため液体の流れが悪くなり、そこに液体が長期間滞留することがある。ま た圧力検出管に導かれた流体は、長期間圧力検出管内に滞留する。このように液 体が長期間滞留すると、液体が徐々に汚染され、劣化していく。特にフッ化水素 （ＨＦ）等の液体では、液体が長期間滞留すると純度が低下する。またフッ化ア ンモニウム（ＮＨ₄ Ｆ）等の液体では、析出が発生し検出管内に詰まりが発生す る。

【０００５】 本考案の目的は、液体の流量計測に際し、処理液の滞留を抑えることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る流量計測装置は、基板処理装置に供給される基板処理液の流量を 計測するための装置である。この装置は、本体ボディと第１圧力センサと第２圧 力センサとを備えている。 本体ボディは、基板処理液が流通する配管の途中に設けられ、所定の内径を有 するのど部と、のど部に向かって内径が徐々に縮小する絞り部と、のど部から内 径が徐々に拡大する拡がり部とを有している。第１圧力センサは、のど部にその 先端が臨むように配置されている。第２圧力センサは、絞り部上流側又は拡がり 部下流側にその先端が臨むように配置されている。

【０００７】

【作用】

本考案に係る流量計測装置では、基板処理液が本体ボディを流通するときに、 絞り部で絞られ、のど部を通過して拡がり部で拡大する。このときベルヌーイ効 果により圧力の減少が生じる。この圧力の減少量、つまり差圧を第１，第２の圧 力センサで計測することにより流量を測定する。ここでは、オリフィス板を用い ていないので、のど部の下流側での処理液の滞留がない。また、各圧力センサを 配管に臨むように配置しているので、圧力センサと配管との間での処理液の滞留 が少ない。

【０００８】

【実施例】

図１及び図２において、本考案の一実施例を採用した浸漬型基板洗浄装置１は 、基板収容カセットＣの搬入搬出部２と、カセットＣからの基板Ｗの取り出し又 はカセットＣへの基板Ｗの装填を行う基板移載部３と、カセットＣの洗浄を行う カセット洗浄器３ａと、カセットＣの搬入搬出部２と基板移載部３とカセット洗 浄器３ａとの間でカセットＣを移載するカセット移載ロボット４と、複数の基板 Ｗを一括して洗浄する浸漬型基板洗浄処理部５と、基板Ｗの液切り及び乾燥を行 うための基板乾燥部６と、基板移載部３でカセットＣから取り出した複数の基板 Ｗを一括保持して基板洗浄部５及び基板乾燥部６に搬送する基板搬送ロボット７ とから構成されている。

【０００９】 基板移載部３は、２つのカセットＣを載置する回転可能なテーブル８を有して いる。テーブル８は、カセットＣを必要に応じて９０°回転させる。テーブル８ の中心には、矩形の開口が形成されており、この開口の下方には、カセットＣか ら基板Ｗを一括して取り出すとともに、カセットＣに基板Ｗを一括して装填する ための昇降可能な基板受け部８ａが配置されている。

【００１０】 カセット移載ロボット４は、昇降及び回転自在でありかつ矢印Ａ方向に移動可 能に構成されている。カセット移載ロボット４は、搬入搬出部２に搬入されてき たカセットＣを基板移載部３のテーブル８上に移載し、基板洗浄中において、カ セット洗浄器３ａとテーブル８との間でカセットＣを出し入れし、また、洗浄済 み基板を収容したカセットＣをテーブル８から搬入搬出部２へ移載する。

【００１１】 基板搬送ロボット７は、移動部１０内を矢印Ｂ方向に移動可能であり、基板移 載部３の基板受け部８ａから受け取った複数の基板Ｗを挟持する基板挟持アーム ９を有している。このロボット７は、基板挟持アーム９で挟持した複数の基板Ｗ を、移動部１０に沿って基板洗浄処理部５及び基板乾燥部６へ順次搬送する。 基板洗浄処理部５は、オーバーフロー型の洗浄処理部５ａと、オーバーフロー させないで酸洗浄を行う酸洗浄処理部５ｂとの２つの別系統の処理部から構成さ れている。各処理部５ａ，５ｂは洗浄槽１２ａ，１２ｂと、洗浄槽１２ａ，１２ ｂに昇降自在に設けられた基板保持部１１とを備えている。各洗浄処理部５ａ， ５ｂは、基板搬送ロボット７から受け取った複数の基板Ｗを、基板保持部１１で 保持して洗浄槽１２ａ，１２ｂ内に浸漬する。

【００１２】 オーバーフロー型の洗浄処理部５ａは、図３に示すように、洗浄液中に複数の 基板Ｗを一括して浸漬して基板Ｗの表面洗浄を行う２つの基板洗浄槽１２ａと、 各基板洗浄槽１２ａへ下方より複数種の洗浄液を供給する洗浄液供給部１３と、 各基板洗浄槽１２ａよりオーバーフローした洗浄液を排出する洗浄液排出部１４ とを有している。

【００１３】 基板洗浄槽１２ａは石英ガラス製であり、側面視略Ｖ字状，平面視略矩形状に 形成されている。また、この基板洗浄槽１２ａは、洗浄液の均一な上昇流を形成 して基板Ｗを表面処理するとともに、洗浄液を複数種の洗浄処理工程毎に迅速に 置換し得るオーバーフロー層として構成されている。なお、基板洗浄槽１２ａは 石英ガラス製に限られず、例えば、洗浄液として石英ガラスを腐食させてしまう フッ酸等を用いる場合には、４フッ化エチレン樹脂等の樹脂製材料で形成したも のでも良い。

【００１４】 基板洗浄槽１２ａの周囲には、洗浄液排出部１４を構成するオーバーフロー液 回収部１５が設けられている。このオーバーフロー液回収部１５には排液管１６ が接続され、排液管１６には排液ドレン１７が接続されている。ここでは、オー バーフロー液回収部１５へオーバーフローした洗浄液は、排液管１６を介して排 液ドレン１７へ搬出される。

【００１５】 洗浄液供給部１３は、各基板洗浄槽１２ａの下部にそれぞれ連結した純水供給 管１８を備えている。純水供給管１８には、基板洗浄槽１２ａより上流側へ順に 、給排液切替え弁２３、スタティックミキサー２４、導入弁連結管１９、開閉弁 ２７、流量計２８及びニードル弁２９が配置されている。純水供給管１８には、 常温又は所定温度に過熱した純水Ｄ_W が供給される。導入弁連結管１９には、選 択的に開閉制御される複数の薬液導入弁２０_A 〜２０_E （薬液導入弁２０_A のみ 図示）が連結されている。各薬液導入弁２０_A 〜２０_E には、純水供給管１８に 所定の薬液を供給するための薬液圧送部２１が連結されている。この薬液導入弁 ２０_A 〜２０_E には、空気圧制御により開度が調節可能な絞り弁３１が設けられ ている。この絞り弁３１と薬液圧送部２１との間にも流量計２８が配置されてい る。薬液圧送部２１は、１種類の薬液を貯溜するための薬液貯溜容器２２_A と、 この容器２２_A （２２_B 〜２２_E ）から導出した薬液を薬液導入弁２０_A （２０ _B 〜２０_E ）に圧送するための圧送ポンプ２５とを主として有している。

【００１６】 酸洗浄処理部５ｂは、複数の基板Ｗを一括して酸洗浄する酸洗浄槽１２ｂと、 酸洗浄槽１２ｂの下部より酸洗浄液を供給する酸洗浄液供給部１３ａと、酸洗浄 槽１２ｂより酸洗浄液を回収する酸洗浄液回収部１３ｂとを有している。 次に流量計２８について説明する。 流量計２８は、図４に示すように、ＰＶＤＦ等の樹脂製の本体ボディ３２を有 している。本体ボディ３２の図４左右には、継手部３３，３３が突出している。 本体ボディ３２には、左右の継手部３３，３３に連なる流路３４が形成されてい る。流路３４の中央にはのど部３５が形成されている。また流路３４には、のど 部３５に向かって内径が徐々に縮小する絞り部３６と、のど部３５から内径が徐 々に拡大する拡がり部３７とが形成されている。

【００１７】 本体ボディ３２には、流路３４に対して直交するように、かつのど部３５及び 絞り部３６の上流側に連通するように、センサ取付け用の孔３２ａ，３２ｂが形 成されている。これらの孔３２ａ，３２ｂには、それぞれ第１圧力センサ３８及 び第２圧力センサ３９が流路３４に臨むように配置されている。両圧力センサ３ ８，３９は半導体製であり、表面にＳｉＣ等の耐薬品コーティングがなされてい る。孔３２ａ，３２ｂの一部にはねじが形成されており、このねじに螺合する押 さえねじ４０，４１により各圧力センサ３８，３９は固定されている。なお、こ の孔３２ａ，３２ｂにはＯリング４２，４３が配置され、圧力センサ取付部分を 液密に封止している。

【００１８】 圧力センサ３８，３９は、それぞれ増幅部４４，４５に接続されている。増幅 部４４，４５は圧力センサ３８，３９で検出した圧力信号を増幅する。増幅部４ ４，４５は、演算部４６に接続されている。演算部４６は、増幅部で増幅された 圧力信号の差を演算する。そしてその差圧信号に基づいて純水や薬液の流量を演 算する。ここでは流量Ｑの演算を公知の下記式により行う。

【００１９】 Ｑ＝（α／（π／４）ｄ² ）（２ΔＰ／ρ）^1/2 ここで、αは流量係数、ｄはのど部３５の直径、ΔＰは差圧、ρは液体の密度 である。 演算部４６には７セグメントの４桁のＬＥＤからなる表示部４７が接続されて いる。

【００２０】 次に、上述の実施例の動作について説明する。 基板Ｗが収容されたカセットＣが搬入搬出部２に載置されると、カセット移載 ロボット４がそれを受け取り、基板移載部３に移載する。カセットＣが基板移載 部３に移載されると、基板受け部８ａがカセットＣから基板Ｗを取り出し、基板 搬送ロボット７にカセットＣを受け渡す。基板搬送ロボット７は洗浄処理部５ａ の基板洗浄槽１２ａ又は酸洗浄槽５ｂの酸洗浄槽１２ｂに基板Ｗを搬送する。洗 浄処理が終了すると、浸漬されていた基板Ｗは基板搬送ロボット７により基板乾 燥部６に運ばれる。基板乾燥部６では、基板Ｗに対する液切り及び乾燥処理が行 われる。乾燥処理が終了すると、基板Ｗは、基板移載部３に載置されたカセット Ｃ内に収納される。なお、基板Ｗの収納前に、カセットＣは一旦カセット洗浄器 ３ａで洗浄される。

【００２１】 前記工程においては、基板洗浄槽１２ａに基板洗浄液が充填されており、酸洗 浄槽１２ｂ内に酸洗浄液が充填されている。酸洗浄液を酸洗浄槽１２ｂに供給す る際には、酸洗浄液供給部１３ａが動作するが、洗浄液を洗浄槽１２ａに供給す る際には以下の動作が行われる。 まず純水供給管１８から純水Ｔ_W が供給され、流量計２８でその流量が計測さ れる。流量は表示部４７に表示される。操作者は表示部４７に表示された流量を 見て、調整する必要があればニードル弁２９を調整する。また、薬液圧送部２１ から導入弁連結管１９を介して所定の薬液が供給される。この薬液の供給量は、 流量計２８の表示部４７に表示される。操作者はこの流量を見て、所定の混合比 となるように空気圧制御により薬液導入弁２０_A 〜２０_E のいずれか１つの開度 を調整する。

【００２２】 このとき、流量計２８では、純水又は薬液（以下、単に液体と記す）は、絞り 部３６で絞られてのど部３５に導かれるため、のど部３５での流速が速くなり、 ベルヌーイ効果によって圧力が下がる。したがって、第１圧力センサ３８の検出 値と第２圧力センサ３９の検出値との間に差が生じる。演算部４６では、この差 圧を検出し、前述の式に基づいて流量を演算する。

【００２３】 このような流量計では、流路３４中にオリフィス板を設けていないので、デッ ドスペースが生じない。このため、液体の滞留が少なく、長期滞留による劣化を 抑えることができる。なお、圧力センサ３８，３９の下面と流路３４との間に空 間が形成されるが、この空間は僅かなものである。このため、液体の長期滞留を 防止できる。

【００２４】 また、液体の滞留を抑えることができるので、液体の純度低下の要因を抑える ことができる。 〔他の実施例〕 （ａ） 図５に示すように、圧力センサ３９と抑えねじ４１との間に０リング４ ３を配置してもよい。この場合には、流路３４と圧力センサ３９との間の空間が さらに小さくなる。 （ｂ） 図６に示すように、圧力センサ３９を抑えねじ４１の先端に固定して、 流路３４に臨むようにしても良い。この場合には、流路３４と圧力センサ３９の 下面との間の空間がなくなる。なお、この例では、抑えねじ４１の下部において Ｏリング３３を配置する。 （ｃ） 図７に示すように、拡がり部３７の下流側に連通するようにセンサ取付 用の孔３２ｂを設け、この孔３２ｂに第２圧力センサ３９を、流路３４ｂに望む 状態で配置してもよい。この実施例においても、図４に示した実施例同様、第１ 圧力センサ３８と第２圧力センサ３９との検出値に基づいて流量を検出すること ができる。 （ｄ） 圧力センサとしては半導体圧力センサに限らず歪みゲージを用いたもの や他の構成でも良い。

【００２５】

【考案の効果】

本考案に係る流量計測装置では、本体ボディにのど部と絞り部と拡がり部とを 設け、また絞り部上流側又は拡がり部下流側とのど部とにそれぞれ先端が臨むよ うに圧力センサを配置したので、滞留する処理液の量が少なくなり、処理液の劣 化が抑えられ、また処理液の純度低下が抑えられ、これにより、被処理基板の歩 留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を採用した基板洗浄装置の斜
視図。

【図２】その縦断面概略図。

【図３】その処理液供給回路の回路図。

【図４】流量計の縦断面図。

【図５】流量計の他の実施例を示す縦断面拡大部分図。

【図６】流量計のさらに他の実施例を示す縦断面拡大部
分図。

【図７】流量計のさらに他の実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 基板洗浄装置 １３ 洗浄液供給部 ２８ 流量計 ３２ 本体ボディ ３５ のど部 ３６ 絞り部 ３７ 拡がり部 ３８ 第１圧力センサ ３９ 第２圧力センサ Ｄ_W 純水

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板処理装置に供給される基板処理液の流
   量を計測するための基板処理液の流量計測装置であっ
   て、 前記基板処理液が流通する配管の途中に設けられ、所定
   の内径を有するのど部と、前記のど部に向かって内径が
   徐々に縮小する絞り部と、前記のど部から内径が徐々に
   拡大する拡がり部とを有する本体ボディと、 前記のど部にその先端が臨むように配置された第１圧力
   センサと、 前記絞り部上流側又は拡がり部下流側にその先端が臨む
   ように配置された第２圧力センサと、 を備えた基板処理液の流量計測装置。