JPH09260332A - 基板処理装置の薬液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ清浄な構成でありながら正確に一定
量の薬液を供給することができる基板処理装置の薬液供
給装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 薬液供給装置は、基板を処理するための
処理液を貯留した処理槽２と、処理槽２に供給すべき薬
液を貯留する薬液タンク３と、薬液タンク３から処理槽
２に至る配管４と、この配管４中に配設された開閉弁５
と、この開閉弁５の下流側に配設された抵抗部６と、薬
液タンク３内の薬液を窒素ガスにより一定の圧力で加圧
する加圧手段７とを備える。抵抗部６の圧力損失は、配
管４のいずれの部分の圧力損失よりも極めて大きく設定
されている。薬液タンク３から処理槽２に薬液を供給す
る場合、開閉弁５を開放すると、加圧手段７により加圧
されている薬液が抵抗部６を通過して、処理槽２まで圧
送される。このときの薬液の流量は、抵抗部６の圧力損
失により決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板処理装置に関
し、特に、基板処理装置の処理槽に薬液を供給する薬液
供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体ウエハや液晶表示パネル用
ガラス基板等の基板を表面処理する場合には、基板を処
理槽に貯留された処理液中に浸漬する浸漬型の基板処理
装置が使用されている。そして、この浸漬型の基板処理
装置においては、一定量の基板を処理して疲労した処理
液の活性度を向上させるため、処理液中に少量の薬液を
供給することが行われている。

【０００３】処理液中に薬液を供給するための薬液供給
装置においては、従来、ベローズポンプやダイヤフラム
ポンプ等の定量ポンプを使用して一定量の薬液を供給す
るようにしていた。しかしながら、このような定量ポン
プを使用した場合には、ポンプ自体の耐久性に問題があ
ったり、ポンプ自体に耐薬品性が要求されそのコストが
上昇したり、ポンプ設置のためのスペースが必要となっ
たりするばかりでなく、可動部を有するポンプからの発
塵により被処理基板の処理品質が低下するという問題が
あった。

【０００４】このため、薬液を貯留する薬液タンク内に
窒素ガスを供給して薬液に圧力を加えることにより、薬
液を薬液タンクから処理槽に圧送する薬液供給装置が提
案されている（例えば特開平５−２５１４２３号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】基板処理装置の薬液供
給装置においては、薬液の供給量を正確に制御すること
が要求される。ところで、上述した薬液を圧送するタイ
プの薬液供給装置により一定量の薬液を供給しようとし
た場合においては、薬液タンクから処理槽に至る薬液供
給路の圧力損失がないと仮定すれば、薬液に付与する圧
力を一定にすることにより薬液の流量を一定とすること
ができる。このため、これを利用して、薬液供給路中に
配設された開閉弁の開放時間を制御することにより、薬
液の供給量を制御することが考えられる。

【０００６】しかしながら、基板処理装置の薬液供給装
置において、薬液供給経路を構成するために使用される
配管は、パーティクルの防止や装置の自由度の向上等の
観点より、軟質の樹脂製のものが多用されている。この
ため、配管の配置や屈曲度等により、配管における圧力
損失は変化する。従って、配管の径年変化や保守作業時
の配管の組み付けの仕方等で配管の圧力損失が変化する
と、開閉弁の開放時間を一定とした場合であっても薬液
の流量は一定にはならないこととなり、薬液の供給量を
正確に制御することはできないという問題がある。ま
た、薬液供給装置製作時に各薬液供給装置それぞれに配
管の配置や屈曲度のばらつきがあると、完成した各薬液
供給装置間において薬液の供給量に差が生じてしまうと
いう問題がある。

【０００７】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、簡易かつ清浄な構成でありながら正
確に薬液を供給することができる基板処理装置の薬液供
給装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板を処理
する処理槽と、薬液を貯留する薬液タンクと、前記薬液
タンクから前記処理槽に至る薬液供給路と、前記薬液供
給路中に配設された開閉弁と、前記薬液タンク内の薬液
を一定の圧力で加圧する加圧手段とを備え、前記薬液タ
ンク内の薬液を前記薬液供給路を介して前記処理槽に圧
送するようにした基板処理装置の薬液供給装置におい
て、一定量の薬液を通過させるため、前記薬液供給路の
いずれの部分よりも圧力損失が大きい抵抗部を、前記薬
液供給路中に配設したことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。図１は、この発明の基本的な構成を備え
た基板処理装置の薬液供給装置の図である。

【００１０】この薬液供給装置は、基板を処理するため
の処理液を貯留した処理槽２と、処理槽２に供給すべき
薬液を貯留する薬液タンク３と、薬液タンク３から処理
槽２に至る配管４と、この配管４中に配設され図示しな
い制御部の指令により開閉動作を行う開閉弁５と、この
開閉弁５の下流側に配設された抵抗部６と、薬液タンク
３内の薬液を不活性ガスにより加圧する加圧手段７とを
備える。

【００１１】薬液タンク３においては、加圧手段７の窒
素ガス供給源８から一定圧力の窒素ガスが供給されるこ
とによって、そこに貯留した薬液が一定の圧力で加圧さ
れる構成となっている。このため、薬液タンク３として
は、密閉構造を有し、かつ、耐圧性を有する構成である
ことが要求される。この薬液タンク３の上部には、加圧
手段７の窒素ガス供給源８と連通する窒素ガス供給管９
が接続されている。また、薬液タンク３と処理槽２とを
連結する配管４の一端は、薬液タンク３の底部近傍まで
達している。

【００１２】抵抗部６は、図２にその断面を示すよう
に、配管４と同程度の内径を有する入口部１２および出
口部１３と、入口部１２と出口部１３との間に形成され
た小径の絞り部１４とを有する。この実施の形態におい
ては、配管４の内径として６ｍｍのものが使用され、ま
た、絞り部１４の内径としては０．６ｍｍのものが使用
されている。このため、この抵抗部６における薬液の圧
力損失は、絞り部１４により形成されるオリフィスによ
り規定され、この圧力損失は薬液供給路を構成する配管
４のいずれの部分の圧力損失よりも極めて大きいことに
なる。

【００１３】この薬液供給装置により、薬液タンク３か
ら処理槽２に薬液を供給する場合においては、制御部の
指令により開閉弁５を開放する。すると、加圧手段７に
より加圧されている薬液が抵抗部６の絞り部１４を通過
して、処理槽２まで圧送される。

【００１４】このとき、上述したように、抵抗部６の圧
力損失は、薬液供給路を構成する配管４のいずれの部分
の圧力損失よりも大きく設定されていることから、配管
４の屈曲度等が変わり配管４における圧力損失が変化し
た場合においても、薬液の供給量の変化を小さくするこ
とができる。

【００１５】また、配管の配置や屈曲度のばらつきによ
って、完成した各薬液供給装置間において薬液の供給量
に差が生じても、配管４の何れの部分よりも圧力損失が
大きい抵抗部６を設けているので、薬液の供給量の差は
なくなる。

【００１６】なお、抵抗部６として、絞り部１４の内径
を異にすることにより圧力損失が異なるものを複数個準
備しておき、必要な流量に応じてこれらの抵抗部６を使
い分けるようにしてもよい。

【００１７】また、図２に示す抵抗部６にかえて、図３
に示す抵抗部１６を使用することにより、抵抗部１６に
おける圧力損失を可変としてもよい。即ち、この抵抗部
１６は、入口部２２および出口部２３を有する弁本体２
５と、この弁本体２５に螺合する弁体２４とを有し、弁
体２４を回転させて弁体２４のテーパ部２４ａと弁本体
２５のテーパ部２５ａとの距離を変更することにより、
抵抗部１６におけるオリフィスを変更し、これにより抵
抗部１６の圧力損失を変更するようにしたものである。
この抵抗部１６を使用した場合においても、抵抗部１６
のオリフィスを調整、固定しておくことにより、広範囲
で正確な薬液の供給を実行することが可能となる。

【００１８】さらに、窒素ガスのかわりに、他の不活性
ガスを利用して薬液タンク３内の薬液を加圧することも
可能である。

【００１９】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。図４は、複数の処理槽を有する基板処理装置
のうちの一つの処理槽に対してこの発明に係る薬液供給
装置を適用した場合を示す模式図である。

【００２０】この基板処理装置は、処理液を順次変更す
ることにより、基板Ｗに対して複数種の処理を行う３個
の処理槽３２と、単一の処理液と純水とにより基板Ｗを
処理する１個の処理槽３３とを備える。なお、この発明
は、処理槽３３に薬液を供給する薬液供給装置に適用さ
れている。

【００２１】３個の処理槽３２は、各々、ミキシングバ
ルブ３４と接続されており、純水と薬液とが混合された
処理液をその下方より供給される。また、処理槽３２の
周囲には、処理槽３２の上端よりオーバーフローした処
理液を回収するための回収部３５が付設されており、こ
の回収部３５は、各々排液管３６によりドレイン３７と
接続されている。

【００２２】ミキシングバルブ３４は、純水供給弁３８
と、排液弁３９と、４個の薬液導入弁４２ａ、４２ｂ、
４２ｃ、４２ｄを有する。これらの弁うち、純水供給弁
３８は、純水供給源４１から供給される一定の圧力の純
水をミキシングバルブ３４内に供給するためのものであ
る。また、排液弁３９は、処理終了後にミキシングバル
ブ３４内に残存する不要な薬液等をドレイン３７に排出
するためのものである。さらに、４個の薬液導入弁４２
ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、純水供給弁３８を介し
てミキシングバルブ３４内に供給された純水中に薬液を
混合するためのものである。

【００２３】４個の薬液導入弁４２ａ、４２ｂ、４２
ｃ、４２ｄは、４個の薬液タンク４３ａ、４３ｂ、４３
ｃ、４３ｄから各々異なる薬液を圧送するための４個の
薬液圧送部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄと連結され
ている。なお、図４においては、これらの薬液圧送部４
４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄのうち、薬液導入弁４２
ｄに接続する薬液圧送部４４ｄのみを図示している。

【００２４】薬液圧送部４４ｄにおける薬液タンク４３
ｄは、密閉構造を有し、かつ、耐圧性を有するタンクで
あり、この薬液タンク４３ｄには、窒素ガス供給管４５
と、薬液供給用の配管４６と、リリーフ用の調圧弁５９
とが接続されている。窒素ガス供給管４５は薬液タンク
４３ｄの上部に開口し、薬液供給用の配管４６は薬液タ
ンク４３ｄの底部近傍まで達している。薬液タンク４３
ｄには、窒素ガス供給源４７から供給される窒素ガス
が、開閉弁４８、フィルタ４９および圧力調整用の耐食
レギュレータ５２を介して供給される。ここで、耐食レ
ギュレータ５２を用いたのは、薬液タンク４３ｄから耐
食性の薬液のガスが逆流することがあるからである。

【００２５】耐食レギュレータ５２のパイロットポート
には、電空レギュレータ５３から圧力調整された空気が
供給される。電空レギュレータ５３は電気信号により空
気圧を調整する弁であり、この電空レギュレータ５３に
は、空気源５４から加圧された空気が供給される。ま
た、電空レギュレータ５３はプログラマブルコントロー
ラ５５と接続されている。このプログラマブルコントロ
ーラ５５は、薬液供給用の配管４６内の薬液の圧力を検
出する圧力センサ５６の信号を受け、この信号に応じた
フィードバック信号を電空レギュレータ５３に出力す
る。

【００２６】薬液供給用の配管４６には、流量計５７
と、フィルタ５８とが配設されている。また、薬液供給
用の配管４６は、３個のミキシングバルブ３４の薬液導
入弁４２ｄに接続する配管６７と、処理槽３３に薬液を
供給するための配管６８とに分岐している。

【００２７】なお、他の薬液圧送部４４ａ、４４ｂ、４
４ｃは、処理槽３３に薬液を供給するための配管６８を
備えていない点以外は、薬液圧送部４４ｄと同一の構成
を有する。

【００２８】一方、処理槽３３は、配管６６により、予
め調整された処理液を貯留する処理液タンク６２と接続
されており、処理槽３３と処理液タンク６２の間には、
開閉弁６３およびポンプ６４が配設されている。また、
配管６６は、開閉弁６５を介して、純水供給源４１と接
続されている。さらに、処理槽３３の周囲には、処理槽
３３の上端よりオーバーフローした純水を回収するため
の回収部３５が付設されており、この回収部３５は、排
液管３６によりドレイン３７と接続されている。

【００２９】この処理槽３３に上述した薬液タンク４３
ｄから薬液を供給するための配管６８中には、図２に示
す抵抗部６と、開閉弁７５とが配設されている。そし
て、この抵抗部６における薬液の圧力損失は、薬液タン
ク４３ｄから配管４６および６８を通過して処理槽３３
に至る薬液供給路のいずれの部分の圧力損失よりも大き
い値に設定されている。なお、図２に示す抵抗部６のか
わりに、図３に示す抵抗部１６を使用してもよい。

【００３０】図４に示す基板処理装置における処理槽３
２により基板Ｗを処理する場合においては、薬液タンク
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに各々異なる薬液を貯
留しておく。例えば、薬液タンク４３ａにはフッ化水素
を、薬液タンク４３ｂにはアンモニアを、薬液タンク４
３ｃには塩酸を、また、薬液タンク４３ｄには過酸化水
素を各々貯留しておく。そして、一般にＳＣ１と呼称さ
れる洗浄処理を行う場合には、薬液導入弁４２ｂ、４２
ｄを開放することにより純水中にアンモニアと過酸化水
素とを混入させる。また、一般にＳＣ２と呼称される洗
浄処理を行う場合には、薬液導入弁４２ｃ、４２ｄを開
放することにより純水中に塩酸と過酸化水素とを混入さ
せる。フッ酸による処理を行う場合には、薬液導入弁４
２ａを開放することにより純水中にフッ化水素を混入さ
せる。さらに、純水のみにより処理を行う場合には、全
ての薬液導入弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを閉鎖
する。

【００３１】このように、各処理槽３２に順次異なる薬
液と純水とを供給することにより、単一の処理槽３２中
に搬入された基板Ｗに順次異なる処理を行うことができ
る。なお、純水と薬液とを処理槽３２に供給する動作
は、具体的には次のようになされる。

【００３２】純水と薬液とを供給するに先立ち、電空レ
ギュレータ５３により、空気源５４からの空気を所定の
圧力に調整し、その空気圧により耐食レギュレータ５２
を調整する。これにより、窒素ガス供給源４７から供給
される窒素ガスが一定の圧力に調整される。このような
状態で開閉弁４８を開放し、圧力調整された窒素ガスを
各薬液タンク４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ内に供給
する。これにより、各薬液タンク４３ａ、４３ｂ、４３
ｃ、４３ｄ内の薬液は加圧され、この薬液は配管４６に
おける流量計５７、フィルタ５８を介して各薬液導入弁
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに導入される。

【００３３】各薬液タンク４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４
３ｄと各薬液導入弁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと
を連結する配管４６内の圧力は、常に圧力センサ５６に
より検出されており、圧力センサ５６で検出した配管４
６内の圧力と目標圧力との間に偏差が生じた場合には、
この偏差をプログラマブルコントローラ５５が算出し、
その偏差に応じた指令電圧を電空レギュレータ５３に出
力する。そして、電空レギュレータ５３で制御された圧
力の空気がパイロット圧として、耐食レギュレータ５２
に付与され、そこを通過する窒素ガスの圧力を制御す
る。これにより、各薬液タンク４３ａ、４３ｂ、４３
ｃ、４３ｄに供給される窒素ガスの圧力は常に一定とな
る。このため、純水供給源４１から供給される純水の圧
力を一定に維持しておくことにより、各薬液タンク４３
ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ内の薬液と純水とを一定の
比率で混合することが可能となる。

【００３４】また、図４に示す基板処理装置における処
理槽３３により基板Ｗを処理する場合においては、薬液
タンク６２に、例えば予め調整された硫酸を貯留してお
き、処理開始時にこの硫酸をポンプ６４により処理槽３
３まで汲み上げる。なお、ここでポンプ６４を使用して
いるのは、短時間で多量の硫酸を汲み上げる必要がある
からである。処理槽３３に必要な量の硫酸が供給されれ
ば、処理槽中に基板Ｗを搬入してその処理を行う。

【００３５】この処理槽３３においては、処理槽３２の
ように処理液を使い捨てする方式ではないことから、処
理を継続するに従って処理液としての硫酸の活性度が低
下する。このため、過酸化水素を硫酸中に供給すること
により、硫酸の活性度を向上させることが行われる。な
お、過酸化水素の供給量は少量であり、かつ、その供給
量は正確であることが要求される。

【００３６】処理槽３３に過酸化水素を供給するために
は、開閉弁７５を開放する。これにより、前述した薬液
圧送部４４ｄによって一定の圧力で加圧された過酸化水
素が、配管４６、６８により、薬液タンク４３ｄから抵
抗部６を介して処理槽３３に供給される。そして、抵抗
部６の圧力損失は過酸化水素の供給路のいずれの部分の
圧力損失よりも大きい値に設定されていることから、過
酸化水素の単位時間当たりの供給量は、抵抗部６の圧力
損失により決定される一定量となる。このため、開閉弁
７５の開放時間を制御するだけで、過酸化水素の供給量
を制御することができる。

【００３７】なお、処理槽３３においては、上述した硫
酸による処理のみではなく、処理槽３３より硫酸を流出
させた後、開閉弁６５を開放することにより純水供給源
４１から純水を供給して処理槽３３よりオーバフローさ
せ、この純水により基板Ｗを洗浄する処理も行われる。

【００３８】図４に示す実施形態においては、特に、少
量の薬液を精度よく供給することが要求される処理槽３
３への過酸化水素の供給経路に抵抗部６を配設した場合
について述べたが、ミキシングバルブ３４に薬液を供給
するための配管６７にも抵抗部６を配設することによ
り、ミキシングバルブ３４に供給される単位時間当たり
の薬液の供給量を正確に制御するようにしてもよい。

【００３９】また、上述したいずれの実施形態において
も、薬液タンク内の薬液を一定の圧力で加圧する手段と
して、薬液タンク内に圧力調整された窒素ガスを供給す
る場合について説明したが、薬液タンク内の薬液を機械
的に加圧する構成を採用してもよい。

【００４０】

【発明の効果】この発明に係る基板処理装置の薬液供給
装置によれば、薬液供給路のいずれの部分よりも圧力損
失が大きい抵抗部を薬液供給経路中に配設していること
から、配管の屈曲度等により薬液供給経路における圧力
損失が変化した場合においても、薬液の供給量の変化を
小さくすることができる。

【００４１】また、配管の配置や屈曲度のばらつきによ
って、完成した各薬液供給装置間において薬液の供給量
に差が生じても、配管の何れの部分よりも圧力損失が大
きい抵抗部を設けているので、各薬液供給装置間の薬液
の供給量の差は少なくなる。従って、薬液を正確に供給
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】薬液供給装置の実施形態を示す図である。

【図２】抵抗部６の断面図である。

【図３】抵抗部１６の断面図である。

【図４】薬液供給装置の他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

２ 処理槽 ３ 薬液タンク ４ 配管 ５ 開閉弁 ６ 抵抗部 ７ 加圧手段 ８ 窒素ガス供給源 ９ 窒素ガス供給管 １６ 抵抗部 ３３ 処理槽 ４３ｄ 薬液タンク ４４ｄ 薬液圧送部 ４６ 配管 ４７ 窒素ガス供給源 ６８ 配管 ７５ 開閉弁 Ｗ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理する処理槽と、薬液を貯留す
   る薬液タンクと、前記薬液タンクから前記処理槽に至る
   薬液供給路と、前記薬液供給路中に配設された開閉弁
   と、前記薬液タンク内の薬液を一定の圧力で加圧する加
   圧手段とを備え、前記薬液タンク内の薬液を前記薬液供
   給路を介して前記処理槽に圧送するようにした基板処理
   装置の薬液供給装置において、 一定量の薬液を通過させるため、前記薬液供給路のいず
   れの部分よりも圧力損失が大きい抵抗部を、前記薬液供
   給路中に配設したことを特徴とする基板処理装置の薬液
   供給装置。