JPH1034057A

JPH1034057A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH1034057A
Application number: JP19663996A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Shima; 泰正志摩
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】フロートからのイオンなどの異物や、フロー
トと支持部材との摩耗によるパーティクルの処理液中へ
の混入を防止する。【解決手段】従来のフロートスイッチの代わりに光セ
ンサ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを用いて、その投
光部と受光部の間に連通管１３を挾み込んで連通管１３
内の処理液の有無を検出することで、タンク５の外部か
ら非接触でタンク５内の処理液の液面位置を連通管１３
を介して検出するようにしたため、フロートの腐食によ
る各種樹脂イオンや各種金属イオンなどの異物や、フロ
ートと支持部材との擦れ合いによるパーティクルの処理
液中への混入が防止可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置および液晶表示基板製造装置などに用いられ、液晶
表示器用角形ガラス基板、カラーフィルタ用ガラス基
板、フォトマスク用基板、サーマルヘッド用セラミック
基板、プリント基板および半導体ウエハなどの基板の主
面に所定の処理液を供給して基板に所定の処理を施す基
板処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板処理装置は、図４に示すよう
に、複数の搬送ローラ（図示せず）によって基板３１が
処理槽３２を通ってパスライン３３に沿って水平に搬送
されるように構成されている。この基板３１が通過する
処理槽３２の上部には、基板３１の主面に向けて所定の
処理液を供給する、基板３１の通過方向と直交する方向
に沿って所定間隔毎に配設されたノズルを有したシャワ
ーパイプ３４が複数本、基板３１の通過方向に配設され
ている。これら複数のシャワーパイプ３４とタンク３５
の底部との間には配管経路３６が配設されている。この
配管経路３６には、上流側からバルブ３７、シャワー供
給用のポンプ３８さらにバルブ３９がこの順に配設され
ている。また、タンク３５の上部には配管経路４０が配
設されており、この配管経路４０には、タンク供給用の
ポンプ４１およびバルブ４２が配設されている。

【０００３】このタンク３５の内部には処理液が貯留さ
れており、処理液の液面高さを検出するフロートスイッ
チ４３ａ，４３ｂがそれぞれタンク３５の下限位置と上
限位置にそれぞれ配設されている。また、このタンク３
５の内部には、このフロートスイッチ４３ａが接続され
た液面計４４ａが配設され、また、フロートスイッチ４
３ｂが接続された液面計４４ｂが配設され、これらの液
面計４４ａ，４４ｂの出力端はポンプ３８，４１などの
制御部（図示せず）にそれぞれ接続されている。

【０００４】また、これらのフロートスイッチ４３ａ，
４３ｂはそれぞれ、図５に示すように、浮子であるフロ
ート４５と、このフロート４５がフロート４５を支持す
る支持部材４６に沿って上下に移動自在であり、処理液
中に位置して浮いているときと、処理液の液面より上方
に位置して自重で落ちているときとのフロート４５の上
下方向の変位を検知する検知部（図示せず）とから構成
され、フロート４５の変位を検知部で検知して処理液の
液面の上限または下限の高さ位置を検出している。

【０００５】上記構成により、処理槽３２において、複
数の搬送ローラ（図示せず）によって基板３１をパスラ
イン３３に沿って水平に搬送しつつ、シャワーパイプ３
４のノズルから基板３１の主面に向けて処理液を供給す
る。このようにして、基板３１に供給された処理液は、
一旦、タンク３５内に回収された後に、ポンプ３８で配
管経路３６を介してシャワーパイプ３４に送液され、再
び基板３１に供給されることで循環使用される。

【０００６】このとき、フロートスイッチ４３ａ，４３
ｂおよび液面計４４ａ，４４ｂは、タンク３５内に回収
された処理液の液量が所定の値であるかどうかを常に監
視しており、液面計４４ｂによって、処理液の液面が上
限位置を超えたことを検出した場合には制御部がポンプ
４１を停止させると共にバルブ４２を閉止する。また、
液面計４４ａによって、処理液の液面が下限位置を下回
ったことを検出した場合には制御部がポンプ３８を停止
させると共にバルブ３７，３９を閉止し、かつ、ポンプ
４１を駆動させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
処理液の液面を検知するフロートスイッチ４３ａ，４３
ｂのフロート４５が処理液中に配設されているので、フ
ロート４５が腐食してフロート４５から各種樹脂イオン
や各種金属イオンなどの異物が処理液中に混入したり、
フロート４５がタンク３５内を液面の変位に伴って上下
に変位することによって、フロート４５とフロート４５
を支持する支持部材４６とが互いに擦れ合ってパーティ
クルが発生し、これが処理液中に混入するという問題が
あった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、フロートからのイオンなどの異物や、フロートと支
持部材との摩耗によるパーティクルの処理液中への混入
を防止することができる基板処理装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の基板処理装置
は、タンクに貯蔵された処理液を基板の主面に供給して
基板に所定の処理を施す基板処理装置において、タンク
の外部から非接触でタンク内の処理液の液面位置を検出
する検出部材を備えたことを特徴とするものである。例
えば、検出部材が、下端部が前記タンクの下部から内部
に連通すると共に、上端部が前記タンクの上部から内部
に連通して少なくとも上下方向に延設された透明な連通
管と、この連通管内の処理液の液面位置を光学的に検出
する光センサとを有することを特徴とするものである。

【００１０】この構成により、従来のようなフロートス
イッチを用いることなくタンクの外部から非接触でタン
ク内の処理液の液面位置を検出するので、従来のよう
に、フロートの腐食による各種樹脂イオンや各種金属イ
オンなどの異物や、フロートと支持部材との擦れ合いに
よるパーティクルが処理液中に混入することはなくな
る。

【００１１】また、好ましくは、本発明の基板処理装置
におけるタンクは、基板に供給された後に回収された処
理液を貯留していることを特徴とする。

【００１２】この構成により、従来は、フロートの腐食
による異物や、フロートと支持部材との擦れ合いによる
パーティクルなどで汚れた処理液を循環使用した場合、
さらにタンク内で汚れることになってその汚れが累積さ
れていくが、本発明においては、従来のようなフロート
スイッチを用いずにタンク外部から非接触で処理液の液
面位置を検出しているので、タンク内における処理液の
更なる汚れは発生せず、処理液の循環使用の場合に特に
効果が大きい。

【００１３】さらに、好ましくは、本発明の基板処理装
置における光センサは、連通管に向けて光を投光する投
光部と、この連通管に投光された光を受光する受光部と
を有することを特徴とする。

【００１４】この構成により、光学的検出部材として、
投光部と受光部を有する光センサを用いれば、連通管を
挾んで投光部と受光部を設けるだけの簡単な構成でタン
ク内の処理液の液面位置を光学的に容易に検出すること
が可能となる。

【００１５】さらに、好ましくは、本発明の基板処理装
置における検出部材が連通管に沿って複数配設されてい
ることを特徴とする。

【００１６】この構成により、タンク内の処理液の上限
と下限の液面位置に検出部材を設ければ、タンク内の処
理液のオーバーフローや液不足が防止可能となる。ま
た、タンク内の処理液の上限と下限の液面位置に検出部
材をそれぞれ２個づつ設けて、一方の検出部材がオフで
他方の検出部材がオンのときに液面位置を検出するよう
にすれば、より確実な液面位置の検出となる。さらに、
その上限と下限の液面位置の間に複数の検出部材を他に
設ければ、タンク内の処理液の液面位置を詳しくモニタ
することが可能となって、液面位置に応じた処理液の供
給制御や供給停止制御を予め行うことが可能となり、こ
の場合には、タンクの貯留容量を小さく設計することが
可能となって装置の小型化が図られ得ることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理装置
の実施形態について図面を参照して説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施形態における基板処
理装置の要部構成を示す模式図である。

【００１９】図１において、基板１は複数の搬送ローラ
（図示せず）で支持されて矢印Ａの方向にパスライン２
に沿って水平に搬送されるように構成されている。この
搬送経路に処理槽３が設けられており、この基板１が通
過する処理槽３内には、基板１の主面に向けて所定の処
理液を供給する、基板１の通過方向と直交する方向に沿
って所定間隔毎に配設されたノズルを有したシャワーパ
イプ４が複数本、基板１の通過方向に配設されている。
ここで、所定の処理液とは、基板１の主面に形成された
金属膜をエッチングする酸性溶液であるエッチング液、
基板１の主面からレジスト膜を剥離するアルカリ溶液で
ある剥離液、レジスト膜を現像するアルカリ溶液である
現像液、および、界面活性剤を含む溶液や純水などより
なる洗浄液などである。このような処理液を、通過して
来る基板１の主面にシャワーパイプ４のノズルから供給
して基板１に所定の処理を施す構成となっている。これ
らシャワーパイプ４とタンク５の底部との間には配管経
路６が配設されている。この配管経路６には、上流側か
らバルブ７、シャワーパイプ４に処理液を送液するポン
プ８さらにバルブ９がこの順に配設されている。また、
タンク５の上部には、タンク５に処理液を供給する供給
配管経路１０が配設されており、供給配管経路１０に
は、タンク５に処理液を送液するポンプ１１およびバル
ブ１２が配設されている。さらに、タンク５は処理槽３
の底部と、フィルタを有する回収配管経路２０によって
連結されており、処理槽３で処理液が基板１の主面に供
給された後に処理槽３からフィルタを介してタンク５に
回収されて循環使用される構成である。

【００２０】また、このタンク５の側壁には、透明な樹
脂やガラスなどからなる連通管１３が上下方向に延設さ
れていると共に、その上端部と下端部にはそれぞれ略Ｌ
字型の連結部材であるフィッティング１４が配設されて
おり、連通管１３の下端部がフィッティング１４を介し
てタンク５の下部から内部に連通すると共に、その上端
部がフィッティング１４を介してタンク５の上部から内
部に連通するように、フィッティング１４，１４がタン
ク５の側壁の上下位置にそれぞれ連結されている。この
透明な連通管１３としては、本実施形態では、例えば内
径６ｍｍで外径８ｍｍのフッ素樹脂系のポリテトラフロ
ロエチレンチューブなどを用いる。また、この連通管１
３内にはタンク５内の液面位置と同一液面高さで処理液
が充填されることになり、この連通管１３に表れた液面
位置を光学的に検出する検出部材としての複数個の光セ
ンサ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが連通管１３に沿
って上下方向に配設されている。光センサ１５ａ，１５
ｂがタンク５内の上限液面位置に、また、光センサ１６
ａ，１６ｂが下限液面位置にそれぞれ設けられている。
これらの光センサ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、
それぞれ配置された高さ位置において連通管１３内に処
理液が無いときにはオンし、処理液があるときにはオフ
するもの（但し、このような処理液の有無とオン、オフ
の関係は上述の逆であっても良い。）である。例えば、
また、上側の光センサ１５ａ、１５ｂがオン（液なし状
態を検知）で下側の光センサ１６ａ、１６ｂがオフ（液
あり状態を検知）のときに、液面位置は光センサ１５ｂ
と光センサ１６ｂの配設位置間または光センサ１６ａ，
１６ｂの配設位置間にあると共に、液面が上昇するとき
の上限液面位置の検出の場合には光センサ１５ｂの近傍
位置で、液面が下降するときの下限液面位置の検出の場
合には光センサ１６ａの近傍位置で、タンク５の外部か
ら非接触でタンク５内の処理液の液面位置に応じた連通
管１３内の液面位置を検出することができる構成となっ
ている。

【００２１】さらに、これらの光センサ１５ａ，１５ｂ
および光センサ１６ａ，１６ｂの出力端が接続される制
御部１７はポンプ８，１１およびバルブ７，９，１２に
接続され、液貯留量の上限値検出の場合、上側の光セン
サ１５ａがオン（連通管１３内が液なしの状態）で下側
の光センサ１５ｂがオフ（連通管１３内が液ありの状
態）のときに、タンク５内の液貯留量が上限値であるこ
とを検知して、オーバーフローを防止するためにポンプ
１１の作動を停止させ、かつバルブ１２を閉止させると
共に、処理槽３からの処理液の流入をも停止するように
制御する。また、液貯留量の下限値検出の場合、上側の
光センサ１６ａがオン（連通管１３内が液なしの状態）
で下側の光センサ１６ｂがオフ（連通管１３内が液あり
の状態）のときに、タンク５内の液貯留量が下限値であ
ることを検知して、処理液不足を防止するためにポンプ
１１を作動させると共に、ポンプ８の動作を停止させ、
かつバルブ７，９を閉止させて処理槽３のシャワーパイ
プ４からの処理液の供給を停止するように制御する。

【００２２】ここで、光センサ１５ａの構成およびその
動作について図２および図３を参照して説明する。

【００２３】図２は図１の光センサ１５ａおよび連通管
１３の検出部構成を示すＢ−Ｂ断面図であり、図３は図
２の検出部の動作説明図であり、(a)は液体不検出時の
光路を示す断面図、(b)は液体検出時の光路を示す断面
図である。

【００２４】図２に示すように、光センサ１５ａは、連
通管１３の管壁に光を向けて投光する発光ダイオードな
どの発光素子である投光部１８と、連通管１３に投光さ
れた光を受光するフォトダイオードなどの受光素子であ
る受光部１９とを有している。この場合に、投光部１８
と受光部１９とで連通管１３を挾み込むように光センサ
１５ａが配設されており、連通管１３内の空気と処理液
との屈折率の違いを利用して連通管１３内に液体がある
かないかを検出するものである。

【００２５】また、図３に示すように、連通管１３内に
処理液がない場合には連通管１３内の屈折率が小さくな
って、光センサ１５ａの投光部１８から出射された光
は、管壁で屈折した後に管壁内の境界部で全反射して受
光部１９に入射する入光状態になり、光センサ１５ａは
オン状態となる。また、連通管１３内に処理液がある場
合には連通管１３内の屈折率が大きくなって、光センサ
１５ａの投光部１８から出射された光は、管壁で屈折し
た後に管壁内の境界部で全反射せず、そのまま突き抜け
て進むため受光部１９には入射しない遮光状態になり、
光センサ１５ａはオフ状態となる。以上は光センサ１５
ａについて説明したが、光センサ１５ｂ，１６ａ，１６
ｂについても光センサ１５ａの場合と同様の構成であ
る。

【００２６】上記構成により、処理槽３において、基板
１をパスライン２に沿って水平に搬送しつつ、所定の処
理をすべくシャワーパイプ４のノズルから基板１の主面
に向けて処理液を供給する。このようにして、基板１に
供給された処理液は、処理槽３の底部からフィルタを有
する回収配管経路２０を介して、タンク５内に流入して
回収されてることになる。さらに、回収された処理液は
ポンプ８で配管経路６を介して送液されてシャワーパイ
プ４のノズルから基板１の主面に向けて供給されること
で循環使用されている。

【００２７】このとき、光センサ１５ａ，１５ｂ，１６
ａ，１６ｂおよび制御部１７はタンク５内の処理液の液
面位置を監視しており、循環使用で処理液が減少した場
合、例えば、処理液の液面高さが光センサ１６ａの配設
位置まで下がった場合、つまり、光センサ１６ａの設置
位置に対応した高さ位置の連通管１３内に処理液がなく
なった場合には、連通管１３内の屈折率が小さくなって
光センサ１６ａの投光部１８から出射された光は、管壁
で屈折した後に管壁内の境界部で全反射して受光部１９
に入射することになって、光センサ１５ａはオフ状態か
らオン状態となる。このとき、センサ１６ａの下方位置
にある光センサ１６ｂの配設位置に対応した位置の連通
管１３内には処理液があり、光センサ１６ｂの投光部１
８から出射された光は管壁内の境界部で全反射せず、そ
のまま突き抜けて進むため受光部１９には入射しない遮
光状態になって、光センサ１６ｂはオフ状態のままであ
る。これによって、制御部１７は、タンク５内の処理液
の液面が下限位置を下回ったことを検知して、処理液不
足を防止するためにバルブ１２の開口とポンプ１１の駆
動を行ってタンク５内に処理液を供給するように制御す
ると共に、ポンプ８の動作を停止させ、かつバルブ７，
９を閉止させて処理槽３のシャワーパイプ４からの処理
液の供給を停止するように制御する。

【００２８】また、ポンプ１１によって処理液がタンク
５内に供給されて増加してきた場合、例えば、処理液の
液面高さが光センサ１５ｂの配設位置まで上がった場
合、つまり、光センサ１５ｂの設置位置に対応した位置
の連通管１３内に処理液が充填された場合には、連通管
１３内の屈折率が大きくなって光センサ１５ｂの投光部
１８から出射された光は管壁内の境界部で全反射せず、
そのまま突き抜けて進むため受光部１９には入射しない
遮光状態になって、光センサ１５ｂはオン状態からオフ
状態となる。このとき、センサ１５ｂの上方位置にある
光センサ１５ａの配設位置に対応した位置の連通管１３
内にはまだ処理液がなく、光センサ１６ｂの投光部１８
から出射された光は管壁内の境界部で全反射して受光部
１９に入射しているため、光センサ１６ａはオン状態の
ままである。これによって、制御部１７は、タンク５内
の処理液の液面が上限位置を上回ったことを検知してオ
ーバーフローを防止すべくポンプ１１の作動を停止さ
せ、かつバルブ１２を閉止させると共に、処理槽３から
タンク５内への処理液の回収を停止するように制御す
る。

【００２９】したがって、従来のフロートスイッチの代
わりに光センサ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを用い
ることで、タンク５の外部から非接触でタンク５内の処
理液の液面位置を連通管１３を介して検出するようにし
たため、フロートの腐食による各種樹脂イオンや各種金
属イオンなどの異物や、フロートと支持部材との擦れ合
いによるパーティクルの処理液中への混入を防止するこ
とができる。特に、所定の処理液がエッチング液、剥離
液、現像液および洗浄液などのうちエッチング液の場合
にはフロートに腐食が生じやすいので、本発明の効果は
顕著である。

【００３０】また、従来のようなフロートスイッチを用
いていないので、タンク５内における処理液の累積的な
汚れは発生せず、処理液の循環使用の場合には特に上記
効果が大きい。

【００３１】さらに、タンク内の処理液の上限と下限の
液面位置に検出部材をそれぞれ２個ずつ設けて、一方の
検出部材がオフで他方の検出部材がオンのときに液面位
置を検出するようにしているため、より確実な液面位置
の検出とすることができる。また、検出部材を上限と下
限の液面位置にそれぞれ１個ずつ設ける構成でもよい。
この場合、構成が簡単であるという効果を得ることがで
きる。

【００３２】なお、本実施形態では、タンク５内の処理
液のオーバーフローや液不足を確実に検出してこれを防
止するために、タンク５内の処理液の上限と下限の液面
位置にそれぞれ２個の光センサを設けたが、タンク５内
の処理液の上限と下限の液面位置にそれぞれ１個の光セ
ンサを設けてもよい。この場合には、光センサの個数を
少なくすることができる。また、この上限と下限の液面
位置の間にも複数の光センサを設けてもよい。この場合
には、上限と下限の液面位置を含めて、タンク５内の処
理液の液面位置を詳しくモニタすることができて、液面
位置に応じた処理液の供給制御や供給停止制御を予め行
うことができ、タンク５の貯留容量を小さくすることが
できて、装置全体を小型化することができる。

【００３３】また、本実施形態では、光学的検出部材と
して透過型の光センサを用いたが、これに限定されるも
のではなく、透過型の光センサに代えて反射型の光セン
サや静電容量センサなどであってもよい。光センサの場
合にはフロートスイッチと同等のコストで済み、また、
静電容量センサではフロートスイッチに比べて高価とな
り、また、センサとアンプは分離が必要であってアンプ
の取付にスペースが必要となる。また、本実施形態で
は、投光部１８と受光部１９の間に連通管１３を挾み込
んで連通管１３内の処理液の有無を検出するようにした
が、これに限定されるものではなく、連通管１３に代え
てタンク５内の外壁形状を、内部に処理液が充填される
水平方向に延びた凸状部を形成するようにしてもよい。
この場合にも連通管１３を用いた場合と同様に、光セン
サの投光部と受光部の間に凸状部を挾み込んで、その凸
状部内の処理液の有無を検出するように構成することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来のよ
うなフロートスイッチを用いずにタンクの外部から非接
触でタンク内の処理液の液面位置を検出するため、フロ
ートによる異物やパーティクルの処理液中への混入を防
止することができる。

【００３５】また、従来のようなフロートスイッチを用
いていないため、処理液の循環使用の場合にタンク内に
おける処理液の更なる汚れの発生を防止することができ
る。

【００３６】さらに、投光部と受光部を有する光センサ
を用いれば、簡単な構成でタンク内の処理液の液面位置
を光学的に容易に検出することができる。

【００３７】さらに、タンク内の処理液の上限と下限の
液面位置に検出部材を設ければ、タンク内の処理液のオ
ーバーフローや液不足を防止することができる。また、
タンク内の処理液の上限と下限の液面位置に検出部材を
それぞれ２個ずつ設ければ、より確実な液面位置の検出
をすることができる。さらに、その上限と下限の液面位
置の間に複数の検出部材を設ければ、タンク内の処理液
の液面位置をモニタすることができて、液面位置に応じ
た処理液の供給制御や供給停止制御を予め行うことがで
きる。この場合には、タンクの貯留容量を小さくするこ
とができて装置全体の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における基板処理装置の要
部構成を示す模式図である。

【図２】図１の光センサおよび連通管の検出部構成を示
すＢ−Ｂ断面図である。

【図３】図２の検出部の動作説明図であり、(a)は液体
不検出時の光路を示す断面図、(b)は液体検出時の光路
を示す断面図である。

【図４】従来の基板処理装置の要部構成を示す模式図で
ある。

【図５】フロートの支持構造を示す要部斜視図である。

【符号の説明】１基板３処理槽４シャワーパイプ５タンク６配管経路８，１１ポンプ１０供給配管経路１３連通管１４フィッティング１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ光センサ１７制御部１８投光部１９受光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｄ 21/306 21/306 Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンクに貯蔵された処理液を基板の主面
に供給して前記基板に所定の処理を施す基板処理装置に
おいて、前記タンクの外部から非接触でタンク内の処理液の液面
位置を検出する検出部材を備えたことを特徴とする基板
処理装置。
【請求項２】前記検出部材は、下端部が前記タンクの
下部から内部に連通すると共に、上端部が前記タンクの
上部から内部に連通して少なくとも上下方向に延設され
た透明な連通管と、この連通管内の処理液の液面位置を
光学的に検出する光センサとを有することを特徴とする
請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】前記タンクは、基板に供給された後に回
収された処理液を貯留していることを特徴とする請求項
１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】前記光センサは、前記連通管に向けて光
を照射する投光部と、前記連通管に投光された光を受光
する受光部とを有することを特徴とする請求項２記載の
基板処理装置。
【請求項５】前記検出部材が前記連通管に沿って複数
配設されていることを特徴とする請求項２または４記載
の基板処理装置。