JPH1187295A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 純水供給源側での圧力変動にかかわらず、簡
単な構成で処理液の濃度変動を防止する。 【解決手段】 耐圧密閉構造の薬液タンク内の薬液を薬
液供給路６に設定圧力で加圧供給して混合部に供給し、
純水供給源から純水供給路１６を介して供給される純水
に混合し、その処理液を処理槽に供給する。純水供給路
１６に純水圧力制御弁を介装し、空気圧の付与により純
水の吐出圧を設定圧力に維持する。薬液供給路６にレギ
ュレータ１３を設け、薬液に作用するダイアフラム２３
の上方に圧力空間Ｓ１を形成し、混合部に吐出される純
水を圧力空間Ｓ１に供給して純水吐出圧を付与し、薬液
の吐出圧を設定する。純水供給路に減圧弁を介装し、薬
液の吐出圧を純水の吐出圧よりも所定圧力だけ大にし、
純水の吐出圧と薬液の吐出圧とを常に一定の関係に維持
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、半導体ウエハや液
晶表示器用ガラス基板などの基板を純水と薬液とを混合
させた処理液で処理する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の基板処理装置は、図６の
概略構成図に示すように構成されている。すなわち、純
水と薬液とを混合させた処理液で基板を処理する基板処
理槽０１に処理液供給路０２を介して混合部０３が接続
されている。

【０００３】混合部０３には、薬液供給路０４を介し
て、薬液を貯留する耐圧密閉構造の薬液タンク０５が接
続されている。薬液タンク０５には、不活性ガスである
窒素ガスを導入する窒素ガス導入管０６が接続され、薬
液タンク０５内の薬液を薬液供給路０４に加圧供給でき
るように構成されている。

【０００４】窒素ガス導入管０６には、導入する窒素ガ
スの圧力を制御するガス圧力制御弁０７が設けられ、こ
のガス圧力制御弁０７が、第１の電空変換器０８から所
定圧力の空気圧を付与することにより操作され、薬液タ
ンク０５内に導入する不活性ガスの圧力を調整し、薬液
タンク０５から混合部０３に設定量の薬液を供給できる
ように構成されている。

【０００５】薬液供給路０４には、薬液の吐出圧を測定
する薬液圧力センサ０９が設けられ、この薬液圧力セン
サ０９に薬液コントローラ０１０が接続されるととも
に、薬液コントローラ０１０に第１の電空変換器０８が
接続されている。

【０００６】薬液コントローラ０１０では、薬液圧力セ
ンサ０９で測定される薬液の吐出圧と設定圧力とを比較
し、その比較結果に基づいて、設定圧力に戻すのに必要
な制御値を求め、その制御値に対応する制御信号を第１
の電空変換器０８に出力し、薬液タンク０５内に導入す
る不活性ガスの圧力が一定に維持されるように、ガス圧
力制御弁０７に付与する空気圧を制御し、薬液タンク０
５からの薬液を薬液供給路０４を介して混合部０３に設
定圧力で加圧供給できるように構成されている。

【０００７】また、混合部０３には、純水供給路０１１
を介して純水供給源０１２が接続されている。純水供給
路０１１には、純水の吐出圧を制御する純水圧力制御弁
０１３が設けられ、この純水圧力制御弁０１３が、第２
の電空変換器０１４から設定圧力の空気圧を付与するこ
とにより操作される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような構成を有する基板処理装置では、次のような問題
がある。すなわち、通常、純水供給源０１２からの純水
ラインが分岐され、それらの分岐された純水ラインとの
接続部が各所に配置され、その接続部に純水供給路０１
１の一端側を接続して使用するようになっている。

【０００９】そのため、純水の使用量が一時的に集中し
たような場合、純水圧力制御弁０１３の一次圧が変動す
る。ところが、純水圧力制御弁０１３が、第２の電空変
換器０１４から設定圧力の空気圧を付与することによ
り、一次圧と二次圧との差圧を一定に維持するものであ
り、上述一次圧の変動に伴って二次圧も変動し、混合部
０３に供給される純水の流量が微妙に変動してしまう。
この結果、薬液供給側において、混合部０３に設定量の
薬液を供給できるように構成していても、混合部０３か
ら基板処理槽０１に供給される処理液の濃度が変動する
欠点があった。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、純水供給源側での圧力変動にかかわら
ず、簡単な構成で処理液の濃度変動を防止することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】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で基板の処理を行
う基板処理部と、一端が前記基板処理部に接続されてい
る処理液供給路と、前記処理液供給路の他端に接続さ
れ、純水と薬液とを混合させる混合部と、薬液を貯留す
る薬液タンクと、一端が前記混合部に接続され、他端が
前記薬液タンクに接続されている薬液供給路と、一端が
前記混合部に接続され、他端が純水供給源に接続されて
いる純水供給路と、前記薬液供給路に設けられ、空気圧
の付与および前記純水供給路内の純水の圧力によって、
前記混合部へ供給する薬液の圧力を調整する薬液圧力調
整弁と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】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、前記薬液圧力調整弁は、空気
圧の付与によって一方向側に変形可能であるとともに、
前記純水供給路内の純水の圧力によって他方向側に変形
可能であるダイヤフラムを備え、前記ダイヤフラムは、
片面側が前記純水供給路に接続されているとともに他面
側が前記薬液供給路に接続されたことを特徴とする。

【００１３】請求項３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、前記薬液圧力調整弁は、片面
側が前記薬液供給路に接続され、前記混合部へ供給する
薬液の圧力に作用する第１ダイヤフラムと、前記第１ダ
イヤフラムより大きな面積を有し、かつ前記混合部へ供
給する純水の圧力に作用する第２ダイヤフラムとを備
え、前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムとは
空気圧の付与によって一方向側に変形可能であるととも
に、前記純水供給路内の純水の圧力によって他方向側に
変形可能であることを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、一端が混合部
に接続され、他端が薬液タンクに接続されている薬液供
給路に混合部へ供給するための薬液の圧力を調整する薬
液圧力調整弁が設けられている。この薬液圧力調整弁
は、空気圧の付与のみならず、一端が混合部に接続さ
れ、他端が純水供給源に接続されている純水供給路の圧
力によっても調整されている。これにより、純水供給源
側での圧力の変動があっても、それに対応して薬液圧力
調整弁が調整されるので、処理液の濃度変動が起こらな
くなる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、薬液圧力
調整弁は、空気圧の付与によって一方向側に変形可能で
あるとともに、純水供給路内の圧力によって他方向側に
変形可能であるダイヤフラムは、片面側が純水供給路に
接続されているとともに他面側が薬液供給路に接続され
ているので、簡易な構成で処理液の濃度変動が起こらな
くなる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、第１ダイ
ヤフラムが混合部へ供給する薬液の圧力に作用し、第１
ダイヤフラムより大きな面積を有する第２ダイヤフラム
が混合部へ供給する純水の圧力に作用しているので、混
合部へ供給される薬液の圧力が混合部へ供給される純水
の圧力より高く保持される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る基板処理
装置の第１実施例を示す概略構成図である。この基板処
理装置は、半導体ウエハなどの基板を複数枚保持した図
示しないウエハキャリアが浸漬される処理槽１と、処理
槽１から溢れた処理液を滞留するためのオーバーフロー
槽２とを備えている。

【００１８】処理槽１の底部には、薬液と純水とを混合
した処理液を供給する処理液供給路３の一端側が接続さ
れ、オーバーフロー槽２の底部には、余剰の処理液を排
出する廃液路４が接続されている。

【００１９】処理液供給路３の他端側には、純水と薬液
とが混合される混合部５が接続され、この混合部５に
は、薬液供給路６を介して、薬液を貯留する耐圧密閉構
造の薬液タンク７が接続されている。この薬液供給路６
には、上流側から順に、フィルター１２と、レギュレー
ター１３と、薬液タンク７から混合部５へ供給される薬
液の流量を調節する薬液調節弁１４と、混合部５への薬
液の供給の有無を制御する薬液開閉弁１５とが配設され
ている。

【００２０】薬液タンク７には、不活性ガスである窒素
ガスを薬液タンク７内に導入する窒素ガス導入管８を介
して窒素ボンベなどの窒素ガス供給源９が接続されてい
る。この窒素ガス供給源９から供給される窒素ガスが窒
素ガス導入管８を通して薬液タンク７内に導入して加圧
され、その加圧に伴って薬液タンク７内の薬液が薬液供
給路６を通して混合部５に供給される。

【００２１】窒素ガス導入管８には、薬液タンク７内に
導入する窒素ガスの圧力を制御するガス圧力制御弁１０
が設けられ、このガス圧力制御弁１０は、第１の電空変
換器１１から設定圧力の空気圧を付与することにより制
御される。

【００２２】混合部５には、純水供給路１６を介して純
水供給源１７が接続されている。この純水供給路１６に
は、上流側から順に、純水の圧力を制御する純水圧力制
御弁１８と、レギュレーター１３と、減圧弁２５と、純
水開閉弁２６とが配設されている。この純水圧力制御弁
１８は、第２の電空変換器１９から設定圧力の空気圧を
付与することにより制御される。また、減圧弁２５は、
混合部５に供給される純水の圧力を減圧して、混合部５
へ供給される薬液の圧力が純水の圧力よりも所定圧力だ
け大きくなるように設定されている。純水開閉弁２６
は、混合部５への純水の供給の有無を制御する。

【００２３】図２は、レギュレーターの縦断面図を示し
ている。このレギュレーター１３は本発明の薬液圧力調
整弁に該当し、図２に示すように、弁箱２０内に、弁座
２１に対して遠近変位可能に弁体２２を設けるととも
に、弁体２２の上方にダイアフラム２３を設け、弁体２
２の弁棒２２ａを、ダイアフラム２３の下面に連接した
球面受け座２３ａに当接させるとともに、ダイアフラム
２３を間にして弁体２２とは反対側の上方に圧力空間Ｓ
１を形成して構成されている。

【００２４】圧力空間Ｓ１に、純水圧力制御弁１８を経
た純水供給路１６が接続され、混合部５に供給される純
水そのものを圧力空間Ｓ１に供給して純水吐出圧を付与
しているので、純水圧力制御弁１８の一次圧の変動、す
なわち、純水供給源１７側での圧力変動にかかわらず、
その二次圧でもって薬液の吐出圧を設定し、純水の吐出
圧と薬液の吐出圧とが常に一定の関係に維持される。

【００２５】弁箱２０の弁体２２の下方にシリンダ室２
７が形成され、このシリンダ室２７に、第３の電空変換
器２８（図１）を介して設定圧力の空気圧を付与し、圧
力空間Ｓ１に供給される純水の重量相当分を支持して相
殺するに足る圧力を加え、純水の吐出圧分そのもので弁
体２２が操作される。

【００２６】混合部５には、薬液開閉弁１５ａ，１５ｂ
を設けた薬液供給路６ａ，６ｂを介して複数の他の薬液
タンク（図示せず）が接続され、それらに対しても同様
に、混合部５に薬液が設定圧力で加圧供給される。

【００２７】以上の構成により、純水供給源１７での圧
力変動にかかわらず、混合部５に薬液を設定圧力で加圧
供給するとともに、純水を設定圧力で供給し、設定濃度
の処理液を得ることができるようになっている。

【００２８】図３は、本発明に係る基板処理装置の第２
実施例を示すレギュレーターの縦断面図であり、第１実
施例と異なるところは次の通りである。すなわち、レギ
ュレーター１３において、薬液に作用する第１ダイアフ
ラム２３の上方に、所定間隔を隔てて、第１ダイアフラ
ム２３よりも大きな面積で純水に作用する圧力差用の第
２ダイアフラム３０が設けられている。

【００２９】第１ダイアフラム２３の上面にロッド３１
が一体連接され、一方、圧力差用の第２ダイアフラム３
０の下面に設けた球面受け座３０ａにロッド３１の上端
が当接され、これにより第１ダイアフラム２３と圧力差
用の第２ダイアフラム３０とが連動連結されている。

【００３０】第１ダイアフラム２３の上面と圧力差用の
第２ダイアフラム３０の下面との間の空間は、通気路３
２を介して大気開放されている。圧力差用の第２ダイア
フラム３０の上部に圧力空間Ｓ２が設けられ、この圧力
空間Ｓ２に純水供給路１６が接続されている。他の構成
は第１実施例と同じであり、同一図番を付してその説明
は省略する。

【００３１】次に、上記第２実施例の作用につき、図４
および図５の作用説明図を用いて説明する。第１ダイア
フラム２３の面積をＡとすると、圧力差用の第２ダイア
フラム３０の面積はｎＡ（ｎ＞１）となる。薬液の吐出
圧をＰ_C 、第１ダイアフラム２３に作用する全圧をＦ_C
とすると、Ｆ_C ＝Ａ・Ｐ_C となる。一方、純水の供給圧
をＰ_W 、圧力差用の第２ダイアフラム３０に作用する全
圧をＦ_W とすると、Ｆ_W ＝ｎＡ・Ｐ_W となる。

【００３２】圧力差用の第２ダイアフラム３０に作用す
る全圧と、第１ダイアフラム２３に作用する全圧とがバ
ランスするから、Ｆ_W ＝Ｆ_C が成り立つ。これを上記関
係式で置換すれば、ｎＡ・Ｐ_W ＝Ａ・Ｐ_C 、すなわち、
ｎ・Ｐ_W ＝Ｐ_C 、ｎ＝Ｐ_C ／Ｐ_W となる。ここで、ｎ＞
１であるから、必然的にＰ_C ＞Ｐ_W となり、第１ダイア
フラム２３と圧力差用の第２ダイアフラム３０との面積
を所定の面積に設定することにより、混合部５に供給さ
れる薬液の吐出圧を純水の吐出圧よりも所定圧力だけ大
きくすることができるようになっている。したがって、
この第２実施例による場合には、第１実施例における減
圧弁２５は不要となる。

【００３３】本発明としては、基板を処理槽１内に浸漬
して処理するタイプの基板処理装置に限らず、回転可能
に保持した基板にノズルから処理液を噴出供給して処理
するタイプの基板処理装置にも適用でき、処理槽１や、
基板を回転可能に保持する構成などをして基板処理部と
総称する。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、薬液圧力調整弁は、空気圧の
付与のみならず、一端が混合部に接続され、他端が純水
供給源に接続されている純水供給路の圧力によっても調
整されているので、純水供給源側での圧力の変動があっ
ても、それに対応して薬液圧力調整弁が調整されるの
で、基板を処理するための処理液の濃度変動を防止する
ことができる。

【００３５】請求項２に記載の発明によれば、薬液圧力
調整弁は、空気圧の付与によって一方向側に変形可能で
あるとともに、純水供給路内の純水の圧力によって他方
向側に変形可能であるダイヤフラムは、片面側が純水供
給路に接続されているとともに他面側が薬液供給路に接
続されているので、簡易な構成で処理液の濃度変動を防
止することができる。

【００３６】また、請求項３に記載の発明によれば、第
１ダイヤフラムが混合部へ供給する薬液の圧力に作用
し、第１ダイヤフラムより大きな面積を有する第２ダイ
ヤフラムが混合部へ供給する純水の圧力に作用している
ので、混合部へ供給される薬液の圧力が混合部へ供給さ
れる純水の圧力より高く保持されるので、純水供給源側
の圧力の変動の影響が小さくなり、基板を処理するため
の処理液の濃度変動を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板処理装置の第１実施例を示す
概略構成図である。

【図２】レギュレーターの縦断面図である。

【図３】本発明に係る基板処理装置の第２実施例を示す
レギュレーターの縦断面図である。

【図４】本発明に係る基板処理装置の第２実施例の作用
説明図である。

【図５】本発明に係る基板処理装置の第２実施例の作用
説明図である。

【図６】従来例の基板処理装置の概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…処理槽（基板処理部） ３…処理液供給路 ５…混合部 ６…薬液供給路 ７…薬液タンク １３…レギュレーター １６…純水供給路 １７…純水供給源 １８…純水圧力制御弁 ２３…ダイアフラム ２５…減圧弁 ３０…圧力差用の第２ダイアフラム Ｓ１…圧力空間 Ｓ２…圧力空間

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で基板
   の処理を行う基板処理部と、 一端が前記基板処理部に接続されている処理液供給路
   と、 前記処理液供給路の他端に接続され、純水と薬液とを混
   合させる混合部と、 薬液を貯留する薬液タンクと、 一端が前記混合部に接続され、他端が前記薬液タンクに
   接続されている薬液供給路と、 一端が前記混合部に接続され、他端が純水供給源に接続
   されている純水供給路と、 前記薬液供給路に設けられ、空気圧の付与および前記純
   水供給路内の純水の圧力によって、前記混合部へ供給す
   る薬液の圧力を調整する薬液圧力調整弁と、を備えたこ
   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、 前記薬液圧力調整弁は、空気圧の付与によって一方向側
   に変形可能であるとともに、前記純水供給路内の純水の
   圧力によって他方向側に変形可能であるダイヤフラムを
   備え、 前記ダイヤフラムは、片面側が前記純水供給路に接続さ
   れているとともに他面側が前記薬液供給路に接続された
   ことを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記薬液圧力調整弁は、 片面側が前記薬液供給路に接続され、前記混合部へ供給
   する薬液の圧力に作用する第１ダイヤフラムと、 前記第１ダイヤフラムより大きな面積を有し、かつ前記
   混合部へ供給する純水の圧力に作用する第２ダイヤフラ
   ムとを備え、 前記第１ダイヤフラムと前記第２ダイヤフラムとは空気
   圧の付与によって一方向側に変形可能であるとともに、
   前記純水供給路内の純水の圧力によって他方向側に変形
   可能であることを特徴とする基板処理装置。