JPH1167711A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で処理槽に供給される処理液濃度
の変動を抑える。 【解決手段】 処理槽１２に純水を給送する給水管１６
を略水平に配設するとともに、この給水管１６に薬液供
給管２６ａ〜２６ｃを接続し、給水管１６の上方に配設
された薬液タンク２８ａ〜２８ｃ内の薬液が薬液供給管
２６ａ〜２６ｃを自重で流れて給水管１６に至るように
した。これにより給水管１６内の純水に薬液を導入しつ
つ所定濃度の薬液を調整して処理槽１２に供給するよう
にした。なお、薬液供給管２６ａ〜２６ｃには、それぞ
れ給水管１６に至る薬液の量を調整する開閉バルブ３０
ａ〜３０ｃを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示装置用ガラス基板等の基板に所定の処理を行う基
板処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体ウエハや液晶表示装置
用ガラス基板等の基板の製造において、処理槽に貯留さ
れた薬液や純水（双方をまとめて「処理液」という）に
基板を浸漬し、処理槽内の処理液を順次異なる処理液と
入れ替えることにより基板に薬液処理や水洗処理を施す
装置は一般に知られている。

【０００３】この種の装置では、処理槽に給水管を接続
し、例えば機械式ポンプにより純水を給送するととも
に、給水管の途中にミキシングバルブを設け、このミキ
シングバルブを介して給水管内に薬液を導入することに
より給水管を純水及び薬液の供給通路として共通化する
ことが行われている。

【０００４】すなわち、ミキシングバルブは、給水管に
介設されるタンク部を具備し、このタンク部に、上流側
がそれぞれ薬液タンクに至る一乃至複数の薬液供給管が
接続されるとともに、各薬液供給管の途中に開閉バルブ
が介設された構成となっており、薬液供給管の開閉バル
ブのすべてが閉じられると給水管を通じて純水のみが処
理槽に供給され、薬液供給管の開閉バルブのいずれかの
バルブが開かれると、給水管内を流れる純水にこのバル
ブに対応する薬液が導入されて、これにより所定濃度の
処理液が調整されつつ処理槽に供給されるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置では、一般に、薬液タンク内に一定圧力の不活性ガス
（例えば、窒素ガス等）を供給して薬液を加圧し、開閉
バルブにより薬液の供給量を調整するようにしている。

【０００６】ところが、薬液タンク内を常に一定の圧力
に保つのは困難であり、実際には薬液タンク内の圧力に
変動が生じて薬液の供給量に変動が生じている。また、
純水についても同様に、機械式ポンプの動作誤差等によ
りその供給量に変動が生じている。そのため、薬液の供
給に際しては、純水と薬液との混合比率が変動し、これ
によって処理液濃度に変動が生じている。

【０００７】このような濃度の変動は、基板の品質を確
保する上では許容範囲内ではあるが、高品質の基板を安
定生産するという観点からは、このような処理液濃度の
変動を極力抑えて基板を処理できる方が好ましい。その
ため、処理槽内の処理液濃度を検出しつつ、その検出結
果に基づいて薬液タンク内の圧力や給水管への薬液供給
量を精密に管理することも考えられているが、この場合
には濃度管理のための特別な設備が必要となり、装置構
成の複雑化を招いてコストの増加を引き起こす等の問題
がある。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、簡単な構成で処理部に供給される処理
液濃度の変動を抑えることができる基板処理装置を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、純水と薬液とを混合させ
た処理液により基板に所定の処理を行う基板処理装置に
おいて、基板に処理を行うための基板処理部と、前記基
板処理部と純水供給源との間で接続されている第１供給
管と、一方が薬液供給源に接続され、かつ他方が前記第
１供給管の上側に接続されている第２供給管とを備え、
前記第１供給管と前記第２供給管とが接続されている部
分より上流側の前記第１供給管と、前記第２供給管との
なす角が鋭角であるものである。

【００１０】この基板処理装置によれば、第２供給管が
第１供給管の上側に接続されているので、薬液が自重で
第２供給管内を流れて第１供給管内に導入される。この
際、第１供給管内に純水が流れると、第１供給管内が減
圧状態となるため、第２供給管内の薬液は第１供給管内
に吸引されつつ導入されることとなる。このような第１
供給管内の減圧の程度（減圧度）は、第１供給管内の純
水の流速（流量）に応じて変化するため、純水の流量に
変動が生じると、これにしたがって第１供給管内に導入
される薬液量が自ずと変動する。そのため、純水に対し
て常に一定の割合で薬液が導入される。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の基板処理装置において、第２供給管に開閉バル
ブを設けたものである。

【００１２】この基板処理装置によれば、開閉バルブの
開閉により純水に対する薬液の割合を変化させて処理液
の濃度が調整される。

【００１３】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１又は請求項２に記載の基板処理装置において、前記第
１供給管と前記第２供給とが接続されている部分より下
流側の前記第１供給管に、前記第１供給管の直径の長さ
よりも太くなっている混合部を設け、前記混合部の出口
側の第１供給管の前記混合部に対する接続位置が、前記
混合部の入口側の第１供給管の前記混合部に対する接続
位置より上方に配置されているものである。

【００１４】この基板処理装置によれば、第１供給管の
直径の長さよりも太くなっている混合部を設け、この混
合部の出口側の第１供給管の混合部に対する接続位置
が、混合部の入口側の第１供給管の混合部に対する接続
位置より上方に配置されているので、純水と薬液とが撹
拌されながら確実に混合される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１６】図１は、本発明に係る基板処理装置の一の
実施の形態を概略的に示している。この図に示す基板処
理装置１０は、単一の処理槽に各種薬液や純水を順次貯
留しながら、半導体ウエハ等の基板をこの処理液に浸漬
して表面処理を行う、いわゆるワンバス方式の基板処理
装置であり、基板処理部である処理槽１２と、これに対
する処理液の給排系とを備えた構成となっている。

【００１７】処理槽１２は、例えば断面矩形の箱型に形
成されているとともに、その開口部の周囲に液受け部１
２ａが設けられ、その全体は例えばＰＴＦＥ（ポリテト
ラフロロエチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン）等
の耐侵食性に優れた材料から構成されている。

【００１８】処理槽１２には、処理液の給排系を構成す
る第１供給管となる給水管１６及び排水管１８がそれぞ
れ接続されている。給水管１６は、その上流端側が図外
の機械式ポンプを介して純水供給源となる純水の貯留タ
ンクに接続される一方、下流端側が処理槽１２の底部に
接続されて処理槽１２内に連通している。そして、その
給水管１６には開閉バルブ２０、バッファタンク２２及
び三方弁２４がその上流側から順に介設されているとと
もに、第２供給管となる薬液供給管２６ａ〜２６ｃが開
閉バルブ２０とバッファタンク２２との間において一列
に並べられた状態で給水管１６に接続されている。

【００１９】薬液供給管２６ａ〜２６ｃは、上流端側が
それぞれ異なる種類の薬液を貯留した薬液供給源である
薬液タンク２８ａ〜２８ｃに至っており、その途中に
は、開閉バルブ３０ａ〜３０ｃがそれぞれ介設されてい
る。つまり、給水管１６の開閉弁２０が開かれた状態で
開閉バルブ３０ａ〜３０ｃのうちのいずれかの開閉バル
ブが開かれることにより、給水管１６を通じて給送され
る純水に一種類の薬液が混入されて処理槽１２に給送さ
れる一方、全ての開閉バルブ３０ａ〜３０ｃが閉じられ
ることにより、純水のみが処理槽１２に給送されるよう
になっている。このように本実施形態では、給水管１６
が純水及び各薬液の供給通路として共通化されている。

【００２０】ここで、給水管１６及び薬液供給管２６ａ
〜２６ｃ等の配管構造についてより具体的に説明する。
給水管１６は工場の床面等に略水平に配設されており、
この給水管１６の上方に薬液タンク２８ａ〜２８ｃが配
設されている。各薬液供給管２６ａ〜２６ｃは、図１及
び図２に示すように、給水管１６内を流れる純水に対し
てその流れ方向上流側から下流側に向かって斜め上方か
ら薬液が導入され得るように各薬液供給管２６ａ〜２６
ｃが給水管１６に対して傾斜した状態、すなわち、薬液
供給管２６ａ〜２６ｃと給水管１６の上流側とのなす角
度が鋭角となるように薬液供給管２６ａ〜２６ｃが給水
管１６に対して傾斜した状態で接続されている。これに
より、各開閉バルブ３０ａ〜３０ｃを開くと、各薬液タ
ンク２８ａ〜２８ｃ内の薬液が各薬液供給管２６ａ〜２
６ｃ内を自重で流れて給水管１６内に導かれるようにな
っている。

【００２１】図３は、バッファタンクの斜視図である。
混合部となるバッファタンク２２は、例えば水平方向に
液の出入口を有した円筒状のタンクから構成されて給水
管１６より太くなっている。処理液の出入口は上下にオ
フセットされた構造、具体的には、処理液の出口が入口
よりも上方に位置するように出入口が上下にオフセット
された構造となっている。こうすることで、バッファタ
ンク２２内に導入された処理液が図中矢印Ａで示すよう
に出口側のタンク内壁に衝突してタンク内で撹拌されな
がら処理槽１２へと供給されるようになっている。

【００２２】一方、排水管１８は、その上流端側が処理
槽１２の液受け部１２ａに接続される一方、下流端側が
図外の廃液タンクに接続されている。また、排水管１８
には、その途中に分岐管１８ａが設けられ、この分岐管
１８ａが給水管１６の三方弁２４に接続されている。す
なわち、処理槽１２から液受け部１２ａにオーバーフロ
ーした処理液を排水管１８を介して廃液タンクに導入し
つつ、例えば、処理槽１２内の処理液を全て排出する必
要がある場合には、三方弁２４を切替えることにより、
給水管１６、三方弁２４、分岐管１８ａ及び排水管１８
を介して処理槽１２内の処理液を廃液タンクに導入する
ようになっている。

【００２３】次に、基板処理装置１０による基板の処理
動作の一例について作用効果とともに説明する。

【００２４】上記の基板処理装置１０では、まず、処理
液の給排系において開閉バルブ２０のみが開かれて処理
槽１２に純水が給送されつつ液受け部１２ａにオーバー
フローさせられる。これによって処理槽１２内に純水の
上昇流が形成される。そして、この状態で基板Ｗが処理
槽１２内に浸漬させられることにより、基板Ｗに対して
水洗処理が施される。

【００２５】こうして一定時間だけ水洗処理が施される
と、次に、薬液供給管２６ａ〜２６ｃのいずれかの開閉
バルブ３０ａ〜３０ｃが開かれて給水管１６に薬液が導
入されつつ処理槽１２に給送され、これにより基板Ｗに
対して処理液による処理が施される。この際、開閉バル
ブの開度調整により純水に導入される薬液の量が調整さ
れることにより、所定濃度の処理液が処理槽１２へと供
給される。

【００２６】ここで、薬液の導入に際しては、機械式ポ
ンプを用いて純水を給送しているため、ポンプ作動の誤
差等により流量に変動が生じていることが考えられる。
従って、純水の流量変動に起因した処理液濃度の変動が
懸念される処であるが、上記装置１０では、このような
処理液濃度の変動が効果的に抑えられる。

【００２７】すなわち、この装置１０では、薬液が薬液
供給管２６ａ〜２６ｃ内を流れて給水管１６に導入され
るが、この際、給水管１６内は、純水の流動により減圧
状態となっており、そのため薬液は給水管１６内に吸引
されつつ導入されることとなる。そして、このような給
水管１６内の減圧の程度（減圧度）は、給水管１６内の
純水の流速（流量）に比例するため、純水の流量に変動
が生じると、これに従って給水管１６内に導入される薬
液の量も変動することとなる。従って、所望の薬液が供
給されるように開閉バルブ３０ａ〜３０ｃの開度が設定
されると、その後に純水の流量変動が生じても薬液の導
入量がこれに従って自ずと変動し、これにより純水に対
して略一定の割合で薬液が導入されることとなって処理
液濃度の変動が抑えられる。

【００２８】こうして、以後、開閉バルブ３０ａ〜３０
ｄが順次択一的に開かれることにより、異なる処理液が
処理槽１２内に供給され、これによって基板Ｗに対して
複数種類の処理液による処理が順次施される。なお、こ
のときも、処理槽１２に連続的に処理液が供給されて液
受け部１２ａにオーバーフローさせられることによって
処理残渣が処理槽１２外へと導出される。

【００２９】そして、すべての処理液による処理が終了
すると、再び純水のみが処理槽１２に供給されて基板Ｗ
に対して水洗処理が施され、一定時間水洗処理が行われ
ると、処理槽１２への純水の供給が停止され、基板Ｗが
処理槽１２から取り出されて基板処理装置１０による処
理槽１２の処理が完了する。

【００３０】このように基板処理装置１０によれば、機
械式ポンプを用いて純水を給送しつつこの純水に薬液を
導入して処理槽１２に供給するようにしながらも、上述
のように処理液濃度の変動が効果的に抑えられるので、
基板Ｗの処理液による処理を常に理想的な濃度で行うこ
とができる。

【００３１】特に、純水の流動により給水管１６内が減
圧され、この減圧度が純水の流速（流量）に応じて変化
するという物理現象を利用することにより、上述のよう
に、一定の要件を満たすように薬液供給管２６ａ〜２６
ｃ等を設けただけの極めて簡単な構成で上記の効果を得
ることができる。そのため、基板処理装置の複雑化や大
型化を伴うことなく処理液濃度の変動を抑えることがで
きるという特徴がある。

【００３２】すなわち、従来のこの種の装置のように、
窒素ガスを薬液タンク内に供給して薬液を加圧しつつ開
閉バルブの開度調整により薬液の供給量を調整するとと
もに、窒素ガスの圧力及び処理槽内の処理液濃度を検出
しつつガス圧や薬液の供給量を調整し、これによって処
理液濃度を管理することも考えられるが、この場合に
は、ガス圧及び処理液濃度の検出器や、検出ガス圧及び
薬液濃度に応じてガス圧や薬液供給量等を演算する装
置、あるいは、ガス圧を調整するためのアクチュエータ
等、濃度管理のための特別の設備が必要となり装置や制
御が複雑になる。しかし、上記実施形態の装置によれ
ば、予め、所望の薬液が供給されるように純水の流量に
応じて開閉バルブ３０ａ〜３０ｃを開けば、純水の流量
の変動に従って薬液の導入量が自ずと変動し、これによ
り処理液濃度が一定に保たれる。そのため、簡単な構成
で処理液濃度を一定に保つことができる。

【００３３】しかも、上記基板処理装置１０では、薬液
が薬液供給管２６ａ〜２６ｃ内を自重で流れて給水管１
６に至るようになっているため、従来のこの種の装置の
ように、薬液タンクに不活性ガスを供給して薬液を圧送
するものと比べると、不活性ガスの供給系が不要となる
分、基板処理装置１０を簡略化できるという利点ものあ
る。

【００３４】ところで、基板処理装置１０では、図２に
示すように、給水管１６に対し、その上流側（同図の右
手側）から下流側（同図の左手側）に向かって斜め上方
から薬液を導入するように各薬液供給管２６ａ〜２６ｃ
が給水管１６に対して傾斜した状態で設けられている
が、これは、薬液供給管２６ａ〜２６ｃを給水管１６に
垂直に接続したり、あるいは給水管１６の下流側から上
流側に向かって薬液が導入されるように薬液供給管２６
ａ〜２６ｃを給水管１６に接続すると、純水が薬液供給
管２６ａ〜２６ｃ内に吹き上がって薬液の供給が不能と
なるためである。従って、給水管１６に対する薬液供給
管２６ａ〜２６ｃの傾斜角度は給排系の具体的な構成
や、導入される薬液の性状等に応じて適宜設定すればよ
いが、必ず、給水管１６の上流側から下流側に向かって
薬液が導入されるように各薬液供給管２６ａ〜２６ｃを
給水管１６に対して傾斜した状態で設ける必要がある。

【００３５】なお、基板処理装置１０では、給水管１６
において薬液供給管２６ａ〜２６ｃの接続部分の下流側
にバッファタンク２２を設け、処理液をその内部で撹拌
しつつ処理槽１２に供給するようにしているが、これは
純水に対して薬液を確実に混合させるためであり、特
に、バッファタンク２２を設けなくても薬液を純水に確
実に混合させることができる場合には必ずしも設ける必
要はない。なお、バッファタンク２２の形状は上記実施
形態のものに限らず、純水と薬液を確実に混合させ得る
ように適宜形成するようにすればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、第２供給管が第１供給管の上側に接続さ
れているので、薬液が自重で第２供給管内を流れて第１
供給管内に導入され、その結果、機械式ポンプを用いて
純水を供給する等、純水の流動に変動が生じ易いような
場合であっても、基板処理部に供給される処理液の濃度
の変動を効果的に抑制できる。そのため、基板の処理を
常に理想的な処理液の濃度で行うことができる。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、開
閉バルブの開閉により純水に対する薬液の割合を変化さ
せて処理液の濃度を調整することができる。

【００３８】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
第１供給管の直径の長さよりも太くなっている混合部を
設け、この混合部の出口側の第１供給管の混合部に対す
る接続位置が、混合部の入口側の第１供給管の混合部に
対する接続位置より上方に配置されてるので、純水と薬
液とが撹拌され、確実に純水と薬液とを混合することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薬液の供給装置が適用される基板
処理装置を示す全体構成図である。

【図２】処理液の給排系における薬液供給管と給水管と
の接続部分を示す要部断面図である。

【図３】バッファタンクを示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 基板処理装置 １２ 処理槽 １６ 給水管 １８ 排水管 ２０ 開閉バルブ ２２ バッファタンク ２４ 三方弁 ２６ａ〜２６ｃ 薬液供給管 ２８ａ〜２８ｃ 薬液タンク ３０ａ〜３０ｃ 開閉バルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水と薬液とを混合させた処理液により
   基板に所定の処理を行う基板処理装置において、基板に
   処理を行うための基板処理部と、前記基板処理部と純水
   供給源との間で接続されている第１供給管と、一方が薬
   液供給源に接続され、かつ他方が前記第１供給管の上側
   に接続されている第２供給管とを備え、前記第１供給管
   と前記第２供給管とが接続されている部分より上流側の
   前記第１供給管と、前記第２供給管とのなす角が鋭角で
   あることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、前記第２供給管に開閉バルブを設けたことを特徴と
   する基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の基板処理
   装置において、前記第１供給管と前記第２供給とが接続
   されている部分より下流側の前記第１供給管に、前記第
   １供給管の直径の長さよりも太くなっている混合部を設
   け、前記混合部の出口側の第１供給管の前記混合部に対
   する接続位置が、前記混合部の入口側の第１供給管の前
   記混合部に対する接続位置より上方に配置されているこ
   とを特徴とする基板処理装置。