基板処理装置用薬液混合装置

【目的】外来要因の影響を受けることなく簡素な構造で薬液を安定供給する。
【構成】薬液混合装置は、基板処理装置の基板洗浄槽１２に薬液と純水とを混合して供給する装置である。この装置は、純水供給管１８と、薬液貯溜容器２２_A〜２２_Dと、薬液供給配管４０と、耐食レギュレータ３４が配置された窒素ガス配管３９とを備えている。純水供給管１８は、基板洗浄槽１２に接続され、純水が通過する。薬液貯溜容器２２_A〜２２_Dは、薬液を貯溜する密閉式の容器である。薬液供給配管４０の先端には、薬液貯溜容器２２_A〜２２_Dから純水供給管１８へと薬液を導く薬液導入弁２０_A〜２０_Dが配置されている。窒素ガス配管３９は、薬液貯溜容器２２_A〜２２_Dから薬液供給配管４０へ薬液を圧送するため、薬液貯溜容器２２_A〜２２_D内を耐食レギュレータ３４によって調整された圧力の窒素ガスで加圧する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薬液混合装置、特に、基板処理装置の基板処理槽に薬液と純水を混合して供給する基板処理装置の薬液混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板や液晶用ガラス基板等の薄板状の被処理基板（以下、単に基板と記す）を表面処理する場合には、基板を処理槽内に浸漬して処理する浸漬型の基板処理装置が一般に用いられる。この種の従来装置としては、たとえば実開平４−９９２６９号に示された装置がある。
【０００３】この装置は、基板の表面処理を行うための基板処理槽と、処理液を基板処理槽内へ供給する処理液供給部とから構成されている。処理液供給部には、処理液供給管と薬液貯溜容器とが設けられ、この処理液供給管と薬液貯溜容器との間には薬液導入弁が設けられている。さらに薬液導入弁より上流側に一定量の薬液が導入されるようにポンプが設けられている。このポンプによって薬液を圧送し、薬液導入弁上流側で循環させておくことにより、薬液導入弁が開かれた際に、所望量の薬液を即座に処理液供給管に導入できる。このため、所望濃度の薬液を即座に基板処理槽内に供給できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、薬液を圧送するために各薬液貯溜容器に対応して複数の圧送用ポンプが必要になる。一般に、基板処理装置はクリーンルーム内に設置されるが、複数の圧送用ポンプを基板処理装置内に設けると大きなスペースが必要になり、基板処理装置を大きくしなければならない。また、ポンプは可動部を有しているので、発塵によって基板処理用薬液が汚染されるおそれがある。
【０００５】これらの２つの要因を抑えるために、本出願人はすでに、アスピレータを用いた薬液混合装置を提案している。この薬液混合装置は、純水供給路と、純水供給路中に配置され、純水の流通によって減圧空間を形成するアスピレータ部と、一端がアスピレータ部に開口し、薬液が通過する薬液供給路と、薬液供給路のアスピレータ開口部に配置された薬液導入弁とを備えている。この薬液混合装置では、純水供給路を介して基板処理装置に純水が供給される。この純水の供給により、アスピレータ部において減圧空間が形成される。この減圧空間が薬液供給路に連結されているので、薬液導入弁を開くと、減圧空間に純水の流通量に応じた薬液が吸いだされる。
【０００６】しかし、アスピレータを用いると、薬液や純水の配管条件、薬液や純水の圧力変動等の外来要因により、その薬液導入量が影響を受けやすい。また、アスピレータ構造を形成するために、その部分の構造が複雑になる。本発明の目的は、発塵による薬液汚染を抑えながら、外来要因の影響を受けることなく簡素な構造で薬液を安定供給することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る薬液混合装置は、基板処理装置の基板処理槽に薬液と純水とを混合して供給する装置であって、液供給路と耐圧密閉槽と薬液搬送部と加圧手段とを備えている。液供給路は、基板処理槽に接続され、純水が通過するものである。耐圧密閉槽は、薬液を貯溜するものである。薬液搬送部は、耐圧密閉槽から液供給路へと薬液を導く薬液搬送路と薬液搬送路に設けられた薬液導入弁とを有している。加圧手段は、耐圧密閉槽から薬液搬送路へ薬液を圧送するため、耐圧密閉槽内を加圧するものである。
【０００８】
【作用】本発明に係る薬液混合装置では、純水が液供給路を通過して基板処理槽に投入される。また耐圧密閉槽に貯溜された薬液は、薬液搬送路と薬液導入弁とを介して液供給路に供給される。この薬液の圧送は、耐圧密閉槽内を加圧手段が加圧することにより行われる。
【０００９】ここでは、耐圧密閉槽の加圧により薬液を液供給路に供給しているので、薬液の導入量を純水の供給量に依存することなく決定できる。このため外来要因の変動による影響を受けることなく簡素な構造で安定して薬液を供給できる。また、ポンプが不要となるので発塵による薬液汚染を抑えることができる。
【００１０】
【実施例】図１及び図２において、本発明の一実施例を採用した浸漬型基板洗浄装置１は、多数の基板を収容したキャリアＣの搬入・搬出部２と、キャリアＣからの基板Ｗの取り出しまたはキャリアＣへの基板Ｗの装填を行う基板移載部３と、キャリアＣを洗浄するためのキャリア洗浄器３ａと、搬入・搬出部２と基板移載部３とキャリア洗浄器３ａとの間でキャリアＣを移載するキャリア移載ロボット４と、複数の基板を一括して洗浄する浸漬型基板洗浄処理部５と、基板の液切り及び乾燥を行うための基板乾燥部６と、基板移載部３でキャリアＣから取り出した複数の基板を一括保持して基板洗浄処理部５及び基板乾燥部６に搬送する基板搬送ロボット７とから構成されている。
【００１１】基板移載部３はキャリアＣを載置する回転可能な２つのテーブル８を有している。テーブル８は、キャリアＣを必要に応じて９０°回転させる。テーブル８の中心には、矩形の開口が形成されており、この開口の下方には、キャリアＣから基板Ｗを一括して取り出すとともに、キャリアＣに基板Ｗを一括して装填するための昇降可能な基板受け部８ａが配置されている。
【００１２】キャリア移載ロボット４は、昇降及び回転自在でありかつ図１の矢印Ａ方向に移動可能に構成されている。キャリア移載ロボット４は、搬入・搬出部２に搬入されてきたキャリアＣをテーブル８上に移載し、基板洗浄中においてキャリア洗浄器３ａとテーブル８との間でキャリアＣを出し入れし、また洗浄済の基板Ｗを収容したキャリアＣをテーブル８から搬入・搬出部２へ移載する。
【００１３】基板搬送ロボット７は、移動部１０内を矢印Ｂ方向に移動可能であり、基板移載部３の基板受け部８ａから受け取った複数の基板Ｗを挟持する基板挟持アーム９を有している。このロボット７は、基板挟持アーム９で挟持した複数の基板Ｗを移動部１０に沿って基板洗浄処理部５及び基板乾燥部６へ順次搬送する。基板洗浄処理部５は、オーバーフロー型のものであり、３つの基板洗浄槽１２と、基板洗浄槽１２に昇降自在に設けられた基板保持具１１とを備えている。各洗浄槽１２には、基板搬送ロボット７から受け取った複数の基板Ｗが基板保持具１１で保持され浸漬される。
【００１４】基板洗浄槽１２は、石英ガラス製であり、側面視略Ｖ字状，平面視略矩形状に形成されている。基板洗浄槽１２内は、洗浄液の均一な上昇流を形成して基板Ｗを表面処理するとともに、洗浄液を複数種の洗浄処理工程ごとに迅速に置換し得るオーバーフロー槽として構成されている。なお、基板洗浄槽１２は石英ガラス製に限られず、たとえば、洗浄液として石英ガラスを払拭させてしまうフッ酸等を用いる場合には、４フッ化エチレン樹脂等の樹脂製材料で形成したものでもよい。
【００１５】洗浄処理部５は、図３に示すように、各基板洗浄槽１２へ下方より複数種の洗浄液を供給する洗浄液供給部１３と、各基板洗浄槽１２よりオーバーフローした洗浄液を排出する洗浄液排出部１４とを有している。基板洗浄槽１２の周囲には、洗浄液排出部１４を構成するオーバーフロー液回収部１５が設けられている。このオーバーフロー液回収部１５には排液管１６が接続され、排液管１６には排液ドレイン１７が接続されている。ここでは、オーバーフロー液回収部１５でオーバーフローした洗浄液は、排液管１６を介して排液ドレイン１７へ排出される。
【００１６】洗浄液供給部１３は、各基板洗浄槽１２の下部にそれぞれ連結された純水供給管１８を備えている。純水供給管１８には、基板洗浄槽１２より上流側へ順に導入弁連結管１９、流量計２６及び制御弁２７が配置されている。純水供給管１８には、常温のまたは所定温度に加熱された純水Ｄ_Wが供給される。導入弁連結管１９には、上流側（洗浄槽１２と逆側）の端部から順に、純水供給弁２３と、排液弁２５と、複数の薬液導入弁２０_A〜２０_Dとが設けられている。各薬液導入弁２０_A〜２０_Dには、薬液Ｑ_A〜Ｑ_Dを供給するための薬液圧送部２１が連結されている（薬液導入弁２０_A用のみを図示）。この薬液導入弁２０_A〜２０_Dは選択的に開閉制御され、薬液圧送部２１からの所定の薬液を純水供給管１８に導入する。
【００１７】導入弁連結管１９の内部には、図４に示すように、上流側端から下流側（洗浄槽１２側）端に直線状の流体通路２４が形成されている。そして、下流端には洗浄槽１２からの配管が接続される接続口２４ａが形成されており、中間部の内壁には４つの薬液導入弁２０_A〜２０_Dの２次側流路が流体の供給方向に沿って開口している。また、導入弁連結管１９の側面には、薬液導入口２０ａ〜２０ｄ（２０ｄのみ図示）が形成されており、この薬液導入口２０ａ〜２０ｄに薬液圧送部２１からの配管が接続されている。さらに、導入弁連結管１９の上流端には、流体通路２４に連通する純水供給ポート２３ａが形成されている。純水供給ポート２３ａには純水供給管１８が連結されている。純水供給ポート２３ａの下流側に隣接して、流体通路２４に連通する排液ポート２５ａが形成されている。この排液ポート２５ａには排液管１６が接続されている。純水供給ポート２３ａ及び排液ポート２５ａは、それぞれ純水供給弁２３及び排液弁２５により開閉されるようになっている。
【００１８】さらに、導入弁連結管１９には、図５に示すように、排液弁２５の２次側流路と純水供給弁２３の１次側流路とを結ぶ流路３０が形成されており、この流路３０には、配管中の死水（通路に液が滞留すること）を防止するためのドレイン弁２９が配置されている。各薬液圧送部２１は、１種類の薬液を貯溜するための薬液貯溜容器２２_A（２２_B〜２２_D）を有している。薬液貯溜容器２２_A（２２_B〜２２_D）は密閉型の容器であり、この容器２２_Aには、窒素ガス配管３９と薬液供給配管４０とが接続されている。窒素ガス配管３９は、容器２２_Aの上部に開口し、薬液供給配管４０は、容器２２_Aの底部近傍まで達している。薬液貯溜容器２２_Aには、窒素ガス配管３９を介して窒素ガス源３１から窒素ガスが供給される。薬液貯溜容器２２_Aと窒素ガス源３１との間の窒素ガス配管３９には、上流側から順に窒素供給バルブ３２、フィルタ３３及び圧力調整用の耐食レギュレータ３４が配置されている。ここで耐食レギュレータ３４を用いたのは、薬液貯溜容器２２_Aから腐食性の薬液のガスが逆流することがあるからである。
【００１９】耐食レギュレータ３４のパイロットポートには、電空レギュレータ３５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３５は、電気信号により空気圧を制御する弁であり、そこには、空気圧源３６から加圧された空気が供給される。電空レギュレータ３５には、プログラマブルコントローラ３７が接続されている。プログラマブルコントローラ３７には、薬液供給配管４０の圧力を検出する圧力センサ３８からの圧力信号が与えられる。プログラマブルコントローラ３７は、検出された圧力値に応じたフィードバック信号を電空レギュレータ３５に与える。
【００２０】薬液供給配管４０は、各洗浄槽１２の薬液導入弁２０_Aに分岐している。薬液供給配管４０の分岐部より上流側には、流量計４１とフィルタ４２とが配置されている。フィルタ４２には、加圧ドレイン用のストップ弁４４が接続されている。ストップ弁４４はドレイン１７に接続されている。また薬液貯溜容器２２_Aには、リリーフ用の調整弁４３も接続されている。
【００２１】次に洗浄液供給部１３の制御弁２７について説明する。制御弁２７は、純水Ｄ_Wを定流量・定圧に制御するためのものであり、図６に示すように、ＰＶＤＦ等の樹脂製の弁本体４８と、弁本体４８の上部に配置された弁カバー４９と、弁本体４８と弁カバー４９との間に配置されたダイヤフラム５０と、ダイヤフラム５０に連動して弁本体４８中を上下に移動可能な弁体５１とを有している。
【００２２】弁本体４８の上部には、吐出側（２次側）の純水が導入される液圧導入室５２が形成されている。また弁本体４８の内部には、純水が流通する純水流路５３が形成されている。純水流路５３は、基端に導入口５４が形成された導入流路５５と、導入流路５５の先端から上方に延びる弁体流路５６と、弁体流路５６の先端から図６の右方に延びる吐出流路５７とから構成されている。弁体流路５６には弁座７２が形成されている。吐出流路５７の先端には吐出口５８が形成されている。吐出流路５７と液圧導入室５２との間には、これらを連通する連通孔５９が形成されている。
【００２３】弁体流路５６の下方には空気室６０が形成されている。空気室６０には、弁体５１に当接可能なピストン６１が上下移動可能に配置されている。この空気室６０は、カバー６２により気密に封止されている。このカバー６２には、空気導入口６３が形成されている。また空気室６０の上部には、弁本体４８の側部に形成された空気導入口６４に連通する空気孔６５が開口している。
【００２４】弁カバー４９は、下部に空気導入室６６が形成されている。この空気導入室６６は、ダイヤフラム５０により液圧導入室５２に対して気密に分離されている。空気導入室６６には、空気導入口６７が連通している。また空気導入室６６には、上下に移動可能なピストン６８が配置されている。ピストン６８の下端には、大径のフランジ部６９が形成されている。
【００２５】弁体５１は上部に、フランジ部６９とともにダイヤフラム５０を挟むフランジ部７０を有している。これにより弁体５１は、ダイヤフラム５０に連動して上下動する。弁体５１の下部は、上部に比べて径が大きくなっている。弁体５１の上部と下部との間にはテーパ部７１が形成されている。このテーパ部７１は、弁本体４８の弁体流路５６に形成された弁座７２に嵌合して、導入流路３５と吐出流路３７とを遮断可能である。なお、弁体５１及び弁座７２は、互いに嵌合する形状であれば任意の形状が採用できる。
【００２６】また、弁体５１の上下位置は、空気導入室６６に導入された空気の圧力と、液圧導入室５２に導入された２次側の純水の圧力との差圧により定まる。したがって、圧力調整時には、空気導入室６６に所望の圧力を導入することにより、純水流路５３における吐出流路５７側の圧力が一定の圧力となるとともに、その流量が一定の流量となる。また、空気導入室６６に低い圧力の空気を導入することにより、少量の純水を流すことができる。これにより、節水機能を実現できる。さらに、空気導入口６３から高圧の空気を導入することにより、弁体５１が上方に押し上げられ、純水流路５３が遮断される。
【００２７】次に耐食レギュレータ３４について説明する。耐食レギュレータ３４は、図７に示すように、ＰＶＤＦ等の樹脂製の弁本体８１と、弁本体８１の上部に配置された上カバー８２と、弁本体８１の下部に配置された下カバー８３とを主に有している。弁本体８１の上部には、ガス圧導入室８６が形成されている。また弁本体８１の内部には、窒素ガスが流通するガス流路８４が形成されている。ガス流路８４は、弁本体８１の図７左側面に開口する入側ポート８５に連なる入側流路８７と、入側流路８７の先端からガス圧導入室８６に向かって上方に延びる弁体流路８８と、ガス圧導入室８６から下方に延び、９０°折れ曲がって弁本体８１の図７右側面に開口する出側流路８９とから構成されている。出側流路８９の先端には出側ポート９０が形成されている。また、弁体流路８８の途中にはテーパ状の弁座９１が形成されている上カバー８２の下面には、ガス圧導入室８６に対向する空気圧導入室９４が形成されている。空気圧導入室９４は、上カバー８２の右側面に開口するパイロットポート１０１に連通している。ガス圧導入室８６と空気圧導入室９４とは、弁本体８１と上カバー８２との間に配置されたダイヤフラム９２により気密に分離されている。ダイヤフラム９２にはピストン９３が一体的に取り付けられており、ピストン９３は、空気圧導入室９４内を上下に移動可能である。ピストン９３の上方には、上カバー８２に排気ポート９５が形成されている。
【００２８】ピストン９３の下部には、弁体流路８８を上下に移動可能な弁体９６が当接配置されている。弁体９６は、下方にいくにつれて径が徐々に大きくなる拡径部１０２を中間に有しており、この拡径部１０２が弁座９１に係合する。弁体９６の下部には、上部が伸縮自在でありかつ下部が弁本体８１と下カバー８３とを封止するシール９７が嵌め込まれている。シール９７には、上下に移動するバネ受け９９が嵌め込まれている。
【００２９】下カバー８３の上面にはバネ室９８が形成されており、バネ室９８内には、バネ受け９９に当接するバネ１００が圧縮状態で配置されている。この結果、弁体９６は、バネ受け９９、シール９７を介して常にバネ１００により上方に付勢されている。従って、耐食レギュレータ３４は、バネ１００の付勢力と、空気室９４に導入される空気圧とのバランスにより上下に移動し、空気圧により調整された圧力の窒素ガスを薬液貯溜容器２２_Aに供給可能である。
【００３０】次に上述の実施例の動作について説明する。基板Ｗが収容されたキャリアＣが搬入・搬出部２に載置されると、キャリア移載ロボット４がそれを受け取り、基板移載部３に載置する。キャリアＣが基板移載部３に移載されると、基板受け部８ａがキャリアＣから基板Ｗを取り出し、基板搬送ロボット７に基板Ｗを渡す。基板搬送ロボット７は、洗浄処理部５のいずれか１つの基板洗浄槽１２に基板Ｗを搬送する。洗浄処理が終了すると、浸漬されていた基板Ｗは基板搬送ロボット７により次の工程に運ばれる。
【００３１】前記洗浄工程においては、基板洗浄槽１２に基板洗浄液が充填されている。基板洗浄槽１２に洗浄液を供給する際には以下の動作が行われる。なお、供給動作を開始する前に、制御弁２７により供給される純水の流量及び圧力を調整する。また、電空レギュレータ３５により空気圧源３６からの空気圧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３４を調整する。これにより、窒素ガス源３１から供給されるガスが所定のガス圧に調整される。
【００３２】このような状態で窒素供給弁３２を開き、圧力調整された窒素ガスを薬液貯溜容器２２_A内に導入する。窒素ガスが薬液貯溜容器２２_Aに導入されると、その圧力により、容器２２_A内の薬液が流量計４１、フィルタ４２を介して薬液導入弁２０_Aに導入される。この薬液供給配管４０内の圧力は、圧力センサ３８により検出される。ここで、他系統の隣接のバルブの開閉により薬液供給配管４０内の圧力が変動すると、圧力センサ３８で検出した圧力と目標圧力との間に偏差が生じる。この偏差をプログラマブルコントローラ３７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３５に出力する。そして電空レギュレータ３５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３４に与えられ、耐食レギュレータ３４の弁体９６が上下に移動し、パイロット圧に応じた圧力の窒素ガスが容器２２_Aに与えられる。この結果、窒素ガスの圧力が外来要因の変動に係わらず一定になり、容器２２_Aから所定量の薬液が吐出される。
【００３３】ここでは、純水が制御弁２７により定量かつ定圧に制御され、薬液が耐食レギュレータ３４及び電空レギュレータ３５により定流量に制御されるので、薬液の導入圧力や純水の供給圧力が変化しても薬液及び純水を定流量に混合できる。このため外来要因による変動の影響を受けることなく所定の混合比の薬液を得ることができる。
【００３４】また、導入弁連結部１９に薬液導入弁と排液弁２５と純水供給弁２３とが一体化して配置されているので、配管スペースが小さくなる。また配管材料も少なくて済むので、配管費用が低減する。さらにメンテナンス部分が減少するので、メンテナンス費用も低減する。
〔他の実施例〕図８に示すように、導入弁連結管１９において、流体通路２４の上流端に排液ポート２５_aを形成してもよい。ここでは、薬液導入弁２０_Aと排液ポート２５_aとの間に純水供給ポート２３ａが形成されている。この構成では、排液時に流体通路２４に滞留する液がさらに少なくなる。
【００３５】
【発明の効果】本発明に係る薬液混合装置では、耐圧密閉槽を加圧することにより薬液搬送路を薬液を圧送しているので、発塵による薬液汚染を抑えながら、外来要因の変動による影響を受けることなく薬液を簡素な構造で安定して供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例が採用された基板処理装置の斜視概略図。
【図２】その縦断面概略図。
【図３】その処理液供給部の配管回路図。
【図４】導入弁連結管の縦断面図。
【図５】その配管回路図。
【図６】制御弁の縦断面図。
【図７】耐食レギュレータの縦断面図。
【図８】他の実施例の図４に相当する図。
【符号の説明】
１基板洗浄装置
１２基板洗浄槽
１９導入弁連結管
２０_A〜２０_D薬液導入弁
２２_A〜２２_D薬液貯溜容器
３１窒素ガス源
３４耐食レギュレータ
３５電空レギュレータ
３７プログラマブルコントローラ
３８圧力センサ
３９窒素ガス配管
４０薬液供給配管

【特許請求の範囲】
【請求項１】基板処理装置の基板処理槽に薬液と純水とを混合して供給する基板処理装置の薬液混合装置であって、前記基板処理槽に接続され、前記純水が通過する液供給路と、前記薬液を貯溜する耐圧密閉槽と、前記耐圧密閉槽から前記液供給路へと薬液を導く薬液搬送路と前記薬液搬送路に設けられた薬液導入弁とを有する薬液搬送部と、前記耐圧密閉槽から前記薬液搬送路へ前記薬液を圧送するため、前記耐圧密閉槽内を加圧する加圧手段と、を備えた基板処理装置用薬液混合装置。

【図１】