JPH11121422A - 薬液供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気泡の混入のない薬液をユースポイントに供給
する。 【解決手段】通い容器からの薬液を一旦中継タンクに貯
留し、通い容器にガスを圧入することで当該薬液を中継
タンクに圧送し、中継タンクから送液ポンプを用いてユ
ースポイントへ前記薬液を供給する薬液供給装置であっ
て、中継タンクとして、通い容器１に一次供給管３を介
して接続されてタンク上方から薬液が供給されるごとく
構成し脱気遮蔽板２６を設置した第１の中継タンク２１
と、第１の中継タンク２１の後段に接続して第１の中継
タンク２１の液面下側から液面の下方に薬液が注入され
るごとく構成した第２の中継タンク４と、第１の中継タ
ンク２１と第２の中継タンク４の間に設置した脱気フィ
ルタ２３とからなり、第２の中継タンク４に貯留した薬
液を当該第２の中継タンク４の下側から送液ポンプ７に
よりユースポイントへ送液する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や液晶
表示装置の製造装置に係り、特にその製造装置に供給す
る液状薬品（以下、薬液と称する）への気体の混入を抑
制して当該薬液を用いた処理操作における気体成分によ
る悪影響を回避する薬液供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置の製造におい
ては、基板表面への微細パターンを形成するために各種
の薬液が用いられる。

【０００３】例えば、液晶パネルの製造では、画素を形
成するための薄膜電極、あるいはＴＦＴ等のスイッチン
グ素子、その他のパターンをフォトリソエッチング技法
を用いて形成するが、この種の薬液は搬入した供給容器
から処理装置（以下、ユースポイントとも言う）へ直接
供給しないで、一旦中継タンクに貯留した後に所定の流
量でユースポイントに供給するのが通例である。

【０００４】図４は従来の薬液供給装置の概略を説明す
る模式図であって、１は供給容器である通い容器、２は
薬液、３は１次供給管、４は中継タンク、５はドレイン
管、６はオートバルブ、７は送液ポンプ、８は流量計、
９は２次供給管、１０はセーフテイハイレベル液面セン
サ、１１はハイレベル液面センサ、１２はローレベル液
面センサ、１３はセーフテイローレベル液面センサ、１
４は気泡である。

【０００５】薬液は外部からキャニスタ付きの通い容器
１で薬液処理装置に搬入される。搬入された通い容器１
の供給管カプラ１ａに１次供給管３の一端を結合すると
共に、圧送ガス管カプラ１ｂに圧送ガス源からのガス管
（図示せず）を接続する。また、１次供給管３の他端は
中継タンク４の蓋４ａから当該中継タンクの蓋に設置し
た排気ダクト４ｃに開放している。

【０００６】圧送ガス管カプラ１ｂから窒素ガスＮ₂ 等
のガスを圧送することにより、通い容器１内の薬液２は
１次供給管３を通して中継タンク４に注入される。中継
タンク４内での薬液は、ハイレベル液面センサ１１とロ
ーレベル液面センサ１２の間で液面制御がなされ、ドレ
イン管５とオートバルブ６および送液ポンプ７により中
継タンク４から汲み取られる。送液ポンプ７の下流には
流量計８が設けられており、この流量計８で計測される
所定の流量で２次供給管９によりエッチング槽等のユー
スポイントに供給される。

【０００７】なお、中継タンク４に設置されたセーフテ
イハイレベル液面センサ１０とセーフテイローレベル液
面センサ１３は、それぞれ薬液の過大レベルと過少レベ
ルを検知して薬液のオーバーフローと液欠如を防止する
目的をもつ。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】半導体や液晶パネルの
製造に使用される薬液には、気泡を発生し易いものや発
生した気泡が抜け難いものがある。気泡の抜け難い薬液
の場合は、中継タンク内で気泡が混合したままユースポ
イントに送液されてしまい。流量計の誤動作が起きた
り、ワークに適用した時に気泡が薬液の接触を妨げて、
均一な処理がなされなくなるという問題がある。例え
ば、薬液がエッチング液である場合は、流量のの変化で
蝕刻量にばらつきが生じ、また気泡が付着した部分では
十分な蝕刻がなされないことになり、製品不良を招く。

【０００９】上記従来の構成をもつ薬液供給装置では、
通い容器１から中継タンク４に薬液を注入する際に１次
供給管３の開放端と当該中継タンク４の液面の間でガス
の巻き込みが生じ、これが薬液中に気泡１４となって混
入する。中継タンク４の蓋４ａには排気口４ｂが設けら
れており、この排気口に図示しない排気パイプが連結さ
れて薬液から抜けた気泡（ガス成分）を排気するように
構成されている。

【００１０】しかし、気泡が抜け難い薬液では、気泡が
抜け切らない状態で送液ポンプ７によってユースポイン
トへ供給されることになり、上記したような問題が発生
する。

【００１１】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消して気泡の混入のない薬液をユースポイントに供給
するようにした薬液供給装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、従来の中継タンクと通い容器の間にさ
らに新たに中継タンクを直列接続し、この新たな中継タ
ンクで圧送ガスの大部分を除去し、後段の中継タンクの
ドレイン管との間に脱気フィルタを設けることで残留し
たガスを除去するようにした。

【００１３】すなわち、本発明は下記の構成としたこと
に特徴を有する。

【００１４】（１）通い容器からの薬液を一旦中継タン
クに貯留し、前記通い容器にガスを圧入することで当該
薬液を中継タンクに圧送し、前記中継タンクから送液ポ
ンプを用いてユースポイントへ前記薬液を供給する薬液
供給装置において、前記中継タンクは、前記通い容器に
一次供給管を介して接続されてタンク上方から薬液が供
給されるごとく構成した第１の中継タンクと、第１の中
継タンクの後段に接続して前記第１の中継タンクの液面
下側から液面の下方に薬液が注入されるごとく構成した
第２の中継タンクとからなり、前記第２の中継タンクに
貯留した薬液を当該第２の中継タンクの下側から送液ポ
ンプによりユースポイントへ送液することを特徴とす
る。

【００１５】（２）（１）において、前記第１の中継タ
ンクの内部に薬液中に混入した気泡を除去するための脱
気遮蔽板を設置し、前記第１の中継タンクと第２の中継
タンクの間に薬液中に混入した気泡を除去するための脱
気フィルタを設置したことを特徴とする。

【００１６】（３）前記第２の中継タンクはハイレベル
液面センサとローレベル液面センサを有し、前記ローレ
ベル液面センサの下方に前記薬液の流入口を位置させた
ことを特徴とする。

【００１７】上記（１）の構成により、第１の中継タン
クで大部分の気泡が除去され、残留した気泡は第２の中
継タンクで除去でき、ユースポイントに送液される薬液
中に気泡が混入するのが防止される。

【００１８】また、上記（２）の構成により、通い容器
から注入される過程で混入した圧送ガス成分は脱気遮蔽
板との接触で大きな塊りとなって液面から放出されるた
め、混入していたガスの大部分が除去され、残留した少
量のガスも第１の中継タンクと第２の中継タンクの間に
設けた脱気フィルタを通過することで除去される。

【００１９】さらに、上記（３）の構成により、第２の
中継タンクに薬液を注入する過程でのガスの巻き込みが
防止される。

【００２０】以上の各構成により、ユースポイントへの
送液量を計測する流量計に誤動作が生ぜず、適正な薬液
が供給されると共に、ユースポイントでの処理が均一化
され、薬液の適用における製品不良が回避される。

【００２１】なお、本発明では、第１の中継タンクと第
２の中継タンクの間にのみ脱気フィルタを設置したが、
第２の中継タンクの出口にも同様の脱気フィルタを設置
してもよい。また、中継タンクを２つ直列に接続した２
段階としたが、これに限るものではなく、中継タンクを
さらに多段階とすることもできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明による薬液供給装置の１実施
例の構成を説明する模式図であって、図４と同一符号は
同一機能部分に相当し、２１は第１の中継タンク、２１
ａは第１の中継タンクの蓋、２１ｂは第１の中継タンク
の排気口、２２は第１ドレイン管、２３は脱気フィル
タ、２４は第１のオートバルブ、２５は脱気バルブ、２
６は第１の脱気遮蔽板、２７はハイレベル液面センサ、
２８はミドルレベル液面センサ、２９はローレベル液面
センサ、３０は第２の脱気遮蔽板である。

【００２４】通い容器１は外部から搬入され、その供給
管カップラ１ａに１次供給管３の一端を結合すると共
に、圧送ガス管カプラ１ｂに圧送ガス源からのガス管
（図示せず）を接続する。１次供給管３の他端は第１の
中継タンク２１の蓋２１ａから当該第１の中継タンクの
内部の通じており、圧送ガス源から不活性ガス、例えば
窒素ガス（Ｎ₂ ）を圧入する。

【００２５】第１の中継タンク２１の下方に設けた第１
ドレイン管２２は脱気フィルタ２３と第１オートバルブ
２４を通して第２の中継タンク４（図４の中継タンク４
に相当）の側壁に開口して、第１の中継タンク２１から
の薬液が第２の中継タンク４の薬液レベル以下の部分で
注入される。

【００２６】第２の中継タンク４の下方に設置した第２
ドレイン管５（図４のドレイン管５に相当）からの薬液
は第２オートバルブ６（図４のオートバルブ６に相当）
を通して送液ポンプ７によりユースポイントへ供給され
る。送液ポンプ７とユースポイントの間の２次供給管９
には流量計８が設置されており、この流量計８により薬
液の所定の供給量が制御される。

【００２７】また、第１の中継タンク２１の内部には斜
め設置された１または複数の第１脱気遮蔽板２６が設け
てあり、１次供給管３から注入される薬液中のガス成分
を補足して、これを排気口２１ｂから図示しない排気管
に放出する。

【００２８】第２の中継タンク５の内部には、第１の中
継タンク２１からの薬液注入口近傍で、流入する薬液を
邪魔する位置に第２脱気遮蔽板３０は設けてあり、流入
する薬液が直接第２ドレイン管５（図４のドレイン管５
に相当）に達しないようにすると共に、ガス成分が残留
している場合には、この第２脱気遮蔽板で気泡の成長を
行って蓋４ａの排気口４ｂから排気ダクト４ｃに排気す
る。

【００２９】第２の中継タンク４に設置されたセーフテ
イハイレベル液面センサ１０は薬液のオーバーフローを
防止し、セーフテイローレベル液面センサ１３は当該タ
ンク中に薬液の欠如が発生するのを防止する。通常の液
面制御はハイレベル液面センサ１１とローレベル液面セ
ンサ１２とで行われる。ローレベル液面センサ１２は第
１の中継タンク２１からの薬液注入口より上方に位置さ
せることで、第２の中継タンク４への薬液注入時にガス
の巻き込みを防止している。

【００３０】第２の中継タンク４のローレベル液面セン
サ１２が液面を検知できなくなったとき、通い容器１に
ガスを圧入し、薬液２を第１の中継タンク２１に供給す
る。第１の中継タンク２１への薬液の供給は１次供給管
３の開口からの落下であり、この時に巻き込まれて混入
するガスの気泡を第１の脱気遮蔽板２６に付着させ、気
泡を成長させて浮上させる。第１の脱気遮蔽板２６は、
少なくとも落下する薬液を受ける面積を有する凹凸平面
状、あるいはその他の局面を有する平板状、または一部
または複数部分に開口を有する平板状でよく、少なくと
も裏面に気泡が付着して当該裏面に沿って気泡が成長し
ながら上昇する構成を備える。この第１の脱気遮蔽板２
６は少なくとも１枚設置され（この実施例では４枚）、
薬液中のガスの大部分がここで除去される。

【００３１】第１の中継タンク４はミドルレベル液面セ
ンサ２８が液面を検知した時点で第１オートバルブ２４
を開き、第１の中継タンク２１から第２の中継タンク４
に薬液を供給する。ハイレベル液面センサ２７とローレ
ベル液面センサ２９は上限液面レベルと下限液面レベル
の制御用である。

【００３２】第１の中継タンク２１と第２の中継タンク
４の間には脱気フィルタ２３が設置されており、第１の
脱気遮蔽板２６で除去されなかった残留ガスを除去す
る。脱気フィルタ２３で除去されたガスは脱気バルブ２
５を通して図示しない排気管に排気される。

【００３３】第２の中継タンク４のハイレベル液面セン
サ１１が液面を検知したとき、通い容器１へのガスの圧
送を停止し、第１の中継タンク２１のローレベル液面セ
ンサ２９が液面を検知した時点で第１オートバルブ２４
を閉じる。したがって、この実施例では、第１の中継タ
ンクの液面と第２の中継タンク４の液面は同一となる。
なお、これに限らず、第１の中継タンクの液面と第２の
中継タンク４の液面を独立して制御するように構成して
もよい。

【００３４】図２は本発明の実施例における第１の中継
タンクに設置する第１の脱気遮蔽板の構成例とその作用
の説明図である。

【００３５】第１の中継タンク２１に設置する第１の脱
気遮蔽板２６は、（ａ）に示したように第１の中継タン
ク２１の内径より若干小さい平板状の３枚の板体２６
ａ，２６ｂ，２６ｃを適宜の間隙で積み重ねて構成され
る。

【００３６】（ｂ）は脱気作用の説明であって、薬液中
に混入した気泡１４は、当該薬液の流動１５で板体２６
ａ，２６ｂ，２６ｃの下面または上面（図では下面での
作用のみ示す）に付着する。板体は傾斜して設置されて
いるため、付着した気泡１４’は当該板体２６ａ，２６
ｂ，２６ｃの下面に沿って徐々に上昇しながら成長して
行き、その端部から抜け出す。これにより、混入してい
た大部分の気泡は除去される。

【００３７】図３は本発明の実施例における第１の中継
タンクと第２の中継タンクの間に設置する脱気フィルタ
の構成例の説明図である。

【００３８】この種の脱気フィルタは液体が通過する際
に含有する気体成分を吸着する、例えば金属箔等のフィ
ルタ材を収納するフィルタ部２３ａと、このフィルタ部
２３ａと開口２３ｃで連通した気体貯留部２３ｂとから
構成され、気体貯留部２３ｂの下方に液面センサ２３ｄ
を備えている。気体貯留部２３ｂには脱気バルブ２５が
連通している。

【００３９】通常、脱気バルブ２５は閉じており、脱気
フィルタ２３を薬液が通過している時には脱気フィルタ
２３の気体貯留部２３ｂにまで薬液が満たされている。

【００４０】時間と共に、薬液からガスが分離されて開
口２３ｃを通して気体貯留部２３ｂに溜まる。気体貯留
部２３ｂのガスの量が増加して液面を押し下げ、液面セ
ンサ２３ｄが液面を検知したとき、センサ出力で脱気バ
ルブ２５を開き、気体貯留部２３ｂに貯留されていたガ
スを放出する。これにより、気体貯留部２３ｂは再び薬
液で満たされる。

【００４１】なお、脱気バルブ２５に液体の到来で閉じ
る機能を与えておけばよいが、気体貯留部２３ｂの上方
にさらに液面センサを設置し、その液面検知信号で脱気
バルブ２５を閉じるようにしてもよい。

【００４２】この脱気バルブの設置により、薬液中に残
留していたガスを効果的に除去して第２の中継タンク４
にガス成分が入り込むのを防止できる。

【００４３】この実施例により、気泡の混入のない薬液
をユースポイントに供給することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中継タンクを２段階とし、脱気遮蔽板と脱気フィルタと
を組み合わせることでユースポイントに供給する薬液中
のガス成分を除去でき、薬液中にガス成分が混入するこ
とが原因で生じる流量計等の誤動作や、薬液を適用して
処理される製品の不良を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薬液供給装置の１実施例の構成を
説明する模式図である。

【図２】本発明の実施例における第１の中継タンクに設
置する第１の脱気遮蔽板の構成例とその作用の説明図で
ある。

【図３】本発明の実施例における第１の中継タンクと第
２の中継タンクの間に設置する脱気フィルタの構成例の
説明図である。

【図４】従来の薬液供給装置の概略を説明する模式図で
ある。

【符号の説明】

１ 通い容器 ２ 薬液 ３ １次供給管 ４ 中継タンク ５ ドレイン管 ６ オートバルブ ７ 送液ポンプ ８ 流量計 ９ ２次供給管 １０ セーフテイハイレベル液面センサ １１ ハイレベル液面センサ １２ ローレベル液面センサ １３ セーフテイローレベル液面センサ １４ 気泡 ２１ 第１の中継タンク ２１ａ 第１の中継タンクの蓋 ２１ｂ 第１の中継タンクの排気口 ２２ 第１ドレイン管 ２３ 脱気フィルタ ２４ 第１のオートバルブ ２５ 脱気バルブ ２６ 第１の脱気遮蔽板 ２７ ハイレベル液面センサ ２８ ミドルレベル液面センサ ２９ ローレベル液面センサ ３０ 第２の脱気遮蔽板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通い容器からの薬液を一旦中継タンクに貯
   留し、前記通い容器にガスを圧入することで当該薬液を
   中継タンクに圧送し、前記中継タンクから送液ポンプを
   用いてユースポイントへ前記薬液を供給する薬液供給装
   置において、 前記中継タンクは、前記通い容器に一次供給管を介して
   接続されてタンク上方から薬液が供給されるごとく構成
   した第１の中継タンクと、第１の中継タンクの後段に接
   続して前記第１の中継タンクの液面下側から液面の下方
   に薬液が注入されるごとく構成した第２の中継タンクと
   からなり、 前記第２の中継タンクに貯留した薬液を当該第２の中継
   タンクの下側から送液ポンプによりユースポイントへ送
   液することを特徴とする薬液供給装置。
2. 【請求項２】前記第１の中継タンクの内部に薬液中に混
   入した気泡を除去するための脱気遮蔽板を設置し、前記
   第１の中継タンクと第２の中継タンクの間に薬液中に混
   入した気泡を除去するための脱気フィルタを設置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
3. 【請求項３】前記第２の中継タンクはハイレベル液面セ
   ンサとローレベル液面センサを有し、前記ローレベル液
   面センサの下方に前記薬液の流入口を位置させたことを
   特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。