液体供給装置
【課題】構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図り、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる新たな構造を備えた液体供給装置を提供する。
【解決手段】液体の供給部１０と、液体の使用部２０と、供給部から使用部へ液体を流通させる供給配管部３０とを有する液体供給装置１Ａであって、供給配管部は、供給部側から供給される液体を流通させる主配管部３１と、主配管部に接続されるアスピレータ５０と、アスピレータにより分岐され使用部側に液体を供給する使用側配管部３２及び副配管部３３と、副配管部に接続され開閉機能を有する弁１６とを備えており、アスピレータの主流路側に主配管部及び副配管部が接続され、アスピレータの吸引流路側に使用側配管部が接続される。
【解決手段】液体の供給部１０と、液体の使用部２０と、供給部から使用部へ液体を流通させる供給配管部３０とを有する液体供給装置１Ａであって、供給配管部は、供給部側から供給される液体を流通させる主配管部３１と、主配管部に接続されるアスピレータ５０と、アスピレータにより分岐され使用部側に液体を供給する使用側配管部３２及び副配管部３３と、副配管部に接続され開閉機能を有する弁１６とを備えており、アスピレータの主流路側に主配管部及び副配管部が接続され、アスピレータの吸引流路側に使用側配管部が接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体供給装置に関し、特に液体の使用部における液垂れを防ぐことができる液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造等において、シリコンウエハの洗浄やエッチング処理に用いる純水、薬液等の液体を供給する場合、液体に非常に高い清浄度が求められる。国際半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ）において２０１０年から３２ｎｍの配線ピッチによる製造が本格的に始まり、今後さらに配線幅を狭めた生産が予定されている。そのため、液体の流通経路から混入する発塵（パーティクル）を極力抑制することが大きな意味を有する。
【０００３】
現在、半導体製造装置においてシリコンウエハは枚葉方式による洗浄が主流である。そのため、頻繁に液体の吐出と停止の切り換えが行われる。従って、液体供給の切り換えの正確さとともに供給される液体の質の安定性も重要である。このような液体の精密供給を可能とする装置の例として、図１０に概略を示す液体供給装置２０１がある。
【０００４】
液体供給装置２０１には、液体タンク２１１及びポンプ２１２等を有する液体の供給部２１０と、シリコンウエハ等を洗浄する液体の使用部２２０が備えられる。供給側配管２３１と循環側配管２３２により各部は接続される。液体の供給と停止に用いる開閉弁２４１と循環時に用いる開閉弁２４２が備えられる。そして、液体の移送中に発生するパーティクルは開閉弁２４１の下流側にフィルター２１３により捕集される。開閉弁２４１のみの閉鎖では液体の慣性により使用部２２０のノズル２２１からの液垂れを防ぐことができない。そこで、使用部２４９の直前の供給側配管２３１にサックバック弁２４９が配置される。サックバック弁２４９は液体の吐出を停止した際、使用部２２０からの液垂れを防ぐ機構である。
【０００５】
しかし、サックバック弁自体の設置や制御の必要から開閉弁以降の配管に液体が残留してしまう。そのため、液体の吐出停止から時間経過により再び液体の漏れが生じる可能性がある。特に、発泡性の液体の場合、液体の吐出停止後に配管や弁内の液体の体積膨張により、液体が押し出され、使用部のノズルから垂れ出てしまうことがある。このように、液体が垂れ出てしまうことを確実に防ぎきれなかった。
【０００６】
また、配管中に残留した液体は経時的に性質が変化してしまう。そのことから、次の液体吐出により液体をシリコンウエハに散布する前に、ノズルの位置をウエハからずらして配管内に残留している液体をいったん廃棄し、その後、新しい液体をウエハ上に散布していた。この手順からわかるように、作業時間の無駄や薬品、液体等の使用量増加が問題である。特に、フィルターを設置した配管の場合、フィルター内への残留が多くなり、その分消耗が多くなっていた。
【０００７】
ここで、アスピレータを液体の配管中に設置して液体の残留を抑制する構成が提案されている（特許文献１等参照）。
【０００８】
そこで、前述の図１０の液体供給装置にアスピレータを組み込んだ液体供給装置３０１が提案されている（図１１，１２参照）。液体供給装置３０１には、液体タンク３１１及びポンプ３１２等を有する液体の供給部３１０と、シリコンウエハ等を洗浄する液体の使用部３２０が備えられる。供給側配管３３１と循環側配管３３２，３３３により各部は接続される。液体の供給と停止に用いる第１開閉弁３４１と循環時に用いる第２開閉弁３４２及び第３開閉弁３４３が備えられる。液体の移送中に発生するパーティクルは開閉弁３４１の下流側にフィルター３１３により捕集される。そして、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３の下流側にアスピレータ３５０が備えられる。
【０００９】
図１１は液体の供給部３１０から使用部３２０へ液体が供給されている状態である。第１開閉弁３４１のみが開き、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３は閉じている。図１２は液体の供給停止時である。このとき、第１開閉弁３４１は閉じられ、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３が開かれる。そうすると、供給側配管３３１、第２開閉弁３４２、アスピレータ、循環側配管３３３の流路を液体が流れる。同時に、使用部３２０近くの供給側配管３３１、循環側配管３３２、第３開閉弁３４３内に残留している液体は、アスピレータ３５０を通じて吸引され、循環側配管３３３に合流する。
【００１０】
図１１，図１２に開示の液体供給装置３０１の場合、アスピレータ３５０の吸引効果により液体が使用部３２０のノズル３２１から垂れ出ことは回避される。よって、液垂れの対策としては有効である。しかし、１開閉弁３４１や第３開閉弁３４３の内部において、弁体と弁座との接触部（図示せず）から発生するパーティクルの解消は難しく、これらの開閉弁の下流側にフィルター３１３を設けてパーティクルを捕集する必要があった。
【００１１】
従前の液体供給装置では、液体の供給部から使用部へ液体を供給する配管に設置する部品数が多くなり、また配管や流路も複雑化する。従って、流通させる液体の清浄度の向上、装置当たりの経費増加の点が問題となっていた。それゆえ、半導体製造に用いる液体供給装置において、構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図る新たな構造の装置が模索されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−１４６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、半導体製造に用いる液体供給装置において、構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図り、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる新たな構造を備えた液体供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、請求項１の発明は、液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されていることを特徴とする液体供給装置に係る。
【００１５】
請求項２の発明は、前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１６】
請求項３の発明は、前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１７】
請求項４の発明は、前記開閉機能を有する弁が開閉弁である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１８】
請求項５の発明は、前記開閉機能を有する弁が流量制御弁である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１９】
請求項６の発明は、前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられる請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００２０】
請求項７の発明は、前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられる請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明に係る液体供給装置によると、液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されているため、弁の数を減らすことによって装置構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図り、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる新たな構造を備えた液体供給装置を得ることができた。
【００２２】
請求項２の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部であるため、液体の再利用により液体自体の無駄な消費は抑制される。
【００２３】
請求項３の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部であるため、液体の清浄度や液体成分の安定性確保、液体自体の経時変化の影響を考慮して液体の廃棄が必要な場合に都合良い。
【００２４】
請求項４の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記開閉機能を有する弁が開閉弁であるため、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作でき、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。
【００２５】
請求項５の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記開閉機能を有する弁が流量制御弁であるため、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作でき、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。加えて、液体の流通流量を無段階で調節できるため、使用部における液体の使用量に応じた液体の供給流量を実現することもできる。
【００２６】
請求項６の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられるため、供給部から供給される液体とともに流出するパーティクルは捕集され、液体の清浄度は高められる。
【００２７】
請求項７の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられるため、使用部に供給される液体の品質安定化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図２】アスピレータの断面図である。
【図３】開閉弁の縦断面図である。
【図４】制御弁の縦断面図である。
【図５】図１の液体供給状態の概略図である。
【図６】図１の液体供給停止状態の概略図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図９】本発明の第４実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図１０】従来例に係るサックバルブを備えた液体供給装置の概略図である。
【図１１】従来例に係るアスピレータを備えた液体供給装置の第１概略図である。
【図１２】従来例に係るアスピレータを備えた液体供給装置の第２概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の液体供給装置１Ａは、主に半導体製造工場や半導体製造装置等に装備され、超純水、フッ酸水、過酸化水素水、アンモニア水、塩酸等の各種の液体の供給及び液体の供給停止を行うことができる装置である。特に、シリコンウエハの枚葉方式による洗浄に対応した液体供給を可能にする装置である。
【００３０】
図１の概略図を用い、請求項１の発明に規定する液体供給装置１Ａの構成を説明する。液体供給装置１Ａ（第１実施例）には、上流側となる液体の供給部１０と、下流側となる液体の使用部２０と、供給部１０から使用部２０へ液体を流通させる供給配管部３０が備えられる。
【００３１】
図示実施例の液体の供給部１０には、前出の液体を貯蔵する液体タンク１１とその液体を移送するためのポンプ１２が備えられる。ポンプ１２はベローズポンプやダイヤフラムポンプ等の公知の液送手段である。なお、液体タンク１１内を空気や窒素ガス等で加圧して液体を押し出すことも可能である。従って、供給部１０からポンプ１２を省略することもできる。
【００３２】
液体の使用部２０とは、供給配管部３０を通じて供給されてきた液体が実際に使用される部分を指す範囲である。図示実施例では、使用部２０に使用側配管部３２とその先端のノズル２１が含まれる。そして、前記の液体は、ノズル２１からスピンチャック６の回転盤５に載置されるシリコンウエハＷに対して吐出され、またその停止の切り換えが行われる。
【００３３】
図１の供給配管部３０には、主配管部３１と、アスピレータ５０と、使用側配管部３２と、副配管部３３と、開閉機能を有する弁１６が備えられる。主配管部３１は、供給部１０側から供給される液体を流通させる管路となる。図示のように、主配管部３１の上流側に液体タンク１１、ポンプ１２が配置される。アスピレータ５０は主配管部３１の下流側末端に接続され、主配管部３１の下流側を２方向に分岐する。つまり、供給配管部３０において、主配管部３１は液体タンク１１やポンプ１２からアスピレータ５０までの配管部分である。
【００３４】
アスピレータ５０により２分岐され使用部２０側に液体を供給する使用側配管部３２が備えられ、同使用側配管部３２の最先端にノズル２１が装着される。また、アスピレータ５０の分岐の残り側の管路に副配管部３３が接続される。そして、副配管部３３の管路内に開閉機能を有する弁１６が備えられる。
【００３５】
図示の第１実施例の液体供給装置１Ａでは、アスピレータ５０を通過した液体は供給部１０（液体タンク１１）に戻され再利用される。そこで、請求項２の発明に規定するように、副配管部３３は、主配管部３１、アスピレータ５０と流通した液体を供給部１０（液体タンク１１）に戻すための循環配管部３４としている。供給配管部３０を流通する液体を液体タンク１１に戻すことにより、液体自体の無駄な消費を抑制することができる。
【００３６】
図２の断面図を用い、アスピレータ５０の構造と配管接続の態様を説明する。アスピレータ５０の本体部５１は耐食性、耐薬品性に優れたＰＴＦＥをはじめとする各種フッ素樹脂等から形成される。アスピレータ５０の主流路５２は、本体部５１内に形成されるとともに同本体部５１内を直線状に貫通する。そして、主流路５２と直交する吸引流路５３も形成される。
【００３７】
アスピレータ５０において、主流路５２に吸引流路５３が接続する部分に狭小管部５７が備えられ、狭小管部５７の下流側であり主流路５２と吸引流路５３との接続部分に接続室５８も形成される。図中、符号５４は主流路と主配管部の接続口、５５は主流路と副配管部の接続口、５６は吸引流路と使用側配管部の接続口である。
【００３８】
主配管部３１からアスピレータ５０に流入する液体は、狭小管部５７により流路径が狭められて流速が増す。このため、ベンチュリ効果によって液体の圧力は低下する。減圧になった液体に周囲の空気が巻き込まれ、結果として吸引流路５３が減圧となる。
【００３９】
開閉機能を有する弁１６として、請求項４の発明に規定するように、副配管部３３内を流通する液体の流通停止及び流通再開を調節する開閉弁６０が用いられる。あるいは、請求項５の発明に規定するように、副配管部３３内を流通する液体の流量を可変することができる流量調節弁８０が用いられる。
【００４０】
図３の縦断面図を用い開閉弁６０の一例の構造を説明する。開閉弁６０は、例えば特開２００３−１３９２７０号等に開示されるポペット弁を備えた形態の開閉弁である。開閉弁６０において、その下部ボディブロック６１ｂに液体の流入口６３と液体の流出口６４が備えられる。流入口６３と流出口６４が接続される部位が弁室６２であり、弁室６２に環状の弁座６５が形成される。そして、弁体７０が前進、後退の進退動作をすることにより、弁座６５において液体の流通と停止の開閉が行われる。
【００４１】
図示の弁体７０には弁部７８が備えられるとともに、ダイヤフラム部７１とその周囲に外周部７２が設けられる。外周部７２は、押さえ部材７３及び固定ブロック７４を介して上部ボディブロック６１ａにより弁室６２内の所定位置に固定される。上部ボディブロック６１ａ内に空間部６９が形成される。空間部６９にばね７６と、同ばね７６の付勢を受けるピストン部７５が収容される。弁体７０（弁部７８）の上部の接続部７７はピストン部７５に接続されていることから、弁体７０とピストン部７５は連動して進退する。上部ボディブロック６１ａには作動エアの流出入のためのエアポート６６，６７が備えられる。符号６８は呼吸路である。
【００４２】
例えば、エアポート６６への作動エアの流入、エアポート６７からの排気の場合、空間部６９の上部側の空気圧が上昇するため、ピストン部７５は下方に押し下げられる。そこで、弁体７０の弁部７８は弁座６５に着座することになり、当該開閉弁６０において液体の供給は停止される。逆に、流通を再開させる場合、エアポート６７への作動エアの流入、エアポート６６からの排気により、ピストン部７５が上方に持ち上げられる。各エアポートへの作動エアの流出入の調節は、図示しないコントローラや電空レギュレータにより制御される。
【００４３】
図３に開示の開閉弁６０の場合、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作できるため、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。
【００４４】
続いて図４の縦断面図を用い流量調節弁８０の一例の構造を説明する。流量調節弁８０は、例えば特開２００４−６８９３５号等に開示されるニードル弁を備えた形態の流量調節弁である。流量調節弁８０の下部ボディブロック８１ｂに液体の流入口８３と液体の流出口８４が備えられ、流入口８３と流出口８４が接続される部位が弁室８３であり、弁室８３に細管状の末端を有する弁座８５が形成される。そして、弁体９０が前進、後退の進退動作をすることにより、弁座８５において液体の流通と停止の開閉が行われることに加え、弁体９０と弁座８５との距離に応じて弁座８５の開放量が変化するため、液体流量の微調整も可能である。
【００４５】
図示の流量調節弁８０はニードル弁と称される制御弁の一種であり、その弁体９０の先端に長尺の円錐台形状（ニードル状）の弁部９８が備えられる。そして、ダイヤフラム部９１とその周囲に外周部９２が設けられる。外周部９２は、固定ブロック９３を介して上部ボディブロック８１ａにより弁室８２内の所定位置に固定される。上部ボディブロック８１ａ内に空間部９４が形成され空間部９４にばね９６と、同ばね９６の付勢を受けるピストン部９５が収容される。弁体９０（弁部９８）の上部の接続部９７はピストン部９５に接続されていることから、弁体９０とピストン部９５は連動して進退する。上部ボディブロック８１ａには作動エアの流出入のためのエアポート８６，８７が備えられる。符号８８は呼吸路である。
【００４６】
また、図示の流量調節弁８０では、ピストン部９５の上側接続穴９８にねじ棒１００が螺着している。ねじ棒１００は調節ブロック８１ｃ内に収容され、調節ブロック８１ｃに被さるように調節ねじ１０１が係合する。このとき、外周ねじ部１０２と内周ねじ部１０３は螺合しており、調節ねじ１０１の位置は規制される。そこで、ねじ棒１００と調節ねじ１０１の位置の調整により、弁体９０の進退移動量は規制される。
【００４７】
流量調節弁８０も前掲の開閉弁６０と同様に、エアポート８６への作動エアの流入、エアポート８７からの排気の場合、空間部９４の上部側（ばね９６付近）の空気圧が上昇するため、ピストン部９５は下方に押し下げられる。そこで、弁体９０の弁部９８は弁座８５に向けて侵入し、場合により着座する。逆に、液体の流通を再開ないし増加させる場合、エアポート８７への作動エアの流入、エアポート８６からの排気により、ピストン部９５が上方に持ち上げられる。各エアポートへの作動エアの流出入の調節は、図示しないコントローラや電空レギュレータにより制御される。すなわち、当該流量調節弁８０においては、弁部９８と弁座８５との距離に応じた弁座部分の開度変化に伴い、液体供給停止となる完全閉鎖から微量流通とする一部開放、さらにはより多くの液体流通とする範囲の調節が可能である。
【００４８】
流量調節弁８０については、図４に開示のニードル弁に加え、例えば特開平６−２９５２０９号に開示の２枚のダイヤフラムを備えた制御弁等も適用可能である。図４の流量調節弁８０の場合、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作できるため、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。加えて、液体の流通流量を無段階で調節できるため、使用部における液体の使用量に応じた液体の供給流量を実現することもできる。
【００４９】
ここで、図５及び図６を用い液体の供給及びその停止の状況を説明する。図５は第１実施例の液体供給装置１Ａにおける液体供給状態であり、図中の太破線のとおり、液体は供給部１０側から使用部２０側に移送されている。
【００５０】
図５の液体供給状態では開閉機能を有する弁１６は閉弁状態（ＣＬＯＳＥ）である。すなわち、図３の開閉弁６０の場合、弁座が弁体の着座により閉じられている状態である。また、図４の流量調節弁８０の場合、弁体の弁部が弁座と接触しているあるいは、深く侵入して弁座を通過する流量を抑制して流通させている状態（リーク状態）である。
【００５１】
供給部１０の液体タンク１１とポンプ１２を通じて圧送される液体は、供給配管部３０の主配管部３１を流通し、アスピレータ５０内に到達する。そして、液体はアスピレータ５０内を通過し副配管部３３内を流通する。しかし、開閉機能を有する弁１６が閉弁状態であることから、液体の流通は当該弁１６内の弁座の上流側で遮断される（なおリークの場合も含まれる。）。そのため、アスピレータ５０内に到達した液体は、吸引流路５３を通じて使用側配管部３２を流通する。結果、液体は使用部２０に到達する液体供給状態が維持され、使用部２０のノズル２１からシリコンウエハＷに対して吐出される。
【００５２】
図６の液体供給停止状態では開閉機能を有する弁１６は開弁状態（ＯＰＥＮ）である。すなわち、図３の開閉弁６０の場合、弁体が弁座から離れている開弁状態である。また、図４の流量調節弁８０の場合、弁体の弁部が弁座から離れて弁座の開度が増して弁座を通過する流量が増加して流通している状態である。
【００５３】
供給部１０の液体タンク１１とポンプ１２を通じて圧送される液体は、供給配管部３０の主配管部３１を流通し、アスピレータ５０内に到達する。開閉機能を有する弁１６は開弁状態であることから、アスピレータ５０内に到達した液体は、その内部の主流路５２を通じて副配管部３３に流出する。液体は当該弁１６内を通過してそのまま循環配管部３４を流通し、液体タンク１１に戻る。
【００５４】
この場合、アスピレータ５０の狭小管部５７を液体が通過するため、吸引流路５３側が減圧される。そこで、吸引流路５３に接続されている使用側配管部３２の内部は負圧となり、ノズル２１まで満たされていた液体はその順路とは逆にアスピレータ５０に向けて吸引される。
【００５５】
図示の第１実施例の液体供給装置１Ａから理解されるとおり、当該液体供給装置はアスピレータを効果的に配置しているため、開閉機能を有する弁を１個配置するのみで、液体の供給停止時の使用部（ノズル等）からの不用意な液垂れを抑制することができる。供給配管部に設けた１個の弁の開閉操作により使用部への液体供給と供給停止を切り換えることができるため、液体供給装置自体の構造や部品数の簡素化が可能である。特に、供給部から使用部までにアスピレータのみの配置であるため、パーティクルが発生する要因が低減されている。
【００５６】
図７は第２実施例の液体供給装置１Ｂの概略図である。同装置１Ｂによると、請求項３の発明に規定するように、副配管部３３は流通されてくる液体を廃棄するためのドレイン配管部３５となる。第２実施例の液体供給装置１Ｂでは、開閉機能を有する弁１６（開閉弁６０，流量調節弁８０）の下流側に、第１実施例の循環配管部３４の代わりにドレイン配管部３５が接続される。供給部１０から使用部２０への液体の供給と液体の供給停止については、前掲の図５，６にて説明の第１実施例と同様である。図中の共通する符号は同一構成を示す。
【００５７】
当該第２実施例の液体供給装置１Ｂは、液体の再利用を禁ずる場合の構成である。液体の清浄度や液体成分の安定性確保、液体自体の経時変化の影響を考慮すると圧送される液体を循環、再利用せずそのまま廃棄した方が都合良い場合もあるためである。第１実施例の液体供給装置１Ａまたは第２実施例の液体供給装置１Ｂのいずれかを選択するかは、使用部へ供給する液体の種類、性質に応じて選択される。
【００５８】
図８は第３実施例の液体供給装置１Ｃの概略図である。同装置１Ｃによると、請求項６の発明に規定するように、供給配管部３０のうち主配管部３１にフィルター１３が備えられる。このフィルター１３により、主配管部３１の上流となる供給部１０（液体タンク１１、ポンプ１２）等から発生し流出するパーティクルは捕集される。そこで、フィルター１３の下流側の液体の清浄度は高められる。
【００５９】
図示を省略するものの、アスピレータ５０から分岐する使用側配管部３２にフィルター１３を備えることもできる。この場合、使用部（ノズル）の直前にフィルターが配置されるため、パーティクルの捕集効率は高い。また、前述の弁１６（６０，８０）の開閉切り換えにより使用部２０への液体の供給を停止しても、使用側配管部３２やフィルター内に残留した液体はアスピレータ５０側へ吸引される。それゆえ、使用部における液垂れは回避される。
【００６０】
図９は第４実施例の液体供給装置１Ｄの概略図である。同装置１Ｄによると、請求項７の発明に規定するように、供給配管部３０を構成する管路中に温度調節器１４もしくはセンサー１５のいずれか一方あるいは両方が備えられる。図示は供給配管部３０の主配管部３１と循環配管部３４に備えた例である。
【００６１】
液体の供給部１０から圧送される液体は流通途中で温度低下あるいは温度上昇することがある。そこで、温度調節器１４が供給配管部３０（図示の主配管部３１）に備えられることにより、温度変化が緩和される。結果、使用部に供給される液体の品質安定化が図られる。また、流通中の液体の温度、濃度等をモニタリングするため、センサー１５が供給配管部３０（図示の主配管部３１）に備えられる。このセンサー１５の検知結果は供給部１０や温度調節器１４にフィードバックされ、所定値に設定される。
【００６２】
温度調節器１４やセンサー１５は、主配管部３１と循環配管部３４のいずれか一方としても両方としてもよい。さらには、図示しないものの、温度調節器１４やセンサー１５を供給配管部３０のうち使用側配管部３２内に備えることもできる。温度調節器１４やセンサー１５の種類、設置個数、設置場所等は、流通させる液体の種類、装置構成、処理能力等を考慮して選択される。
【００６３】
図８，９に開示の液体供給装置１Ｃ，１Ｄにおいても、図１等と共通する箇所を同一符号とし説明を省略した。図８，９に開示の液体供給装置１Ｃ，１Ｄは液体を循環配管部３４により供給部１０のタンク１１に戻す構成である。これに代えて、前出図７のように、開閉機能を有する弁１６（開閉弁６０，流量調節弁８０）の下流側にドレイン配管部３５を接続してそのまま液体を廃棄する構成とすることもできる。また、フィルター、温度調節器、センサーの全てを供給配管部に設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の液体供給装置は、半導体製造に不可欠な液体を供給するための装置であり、従来の装置よりも構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図ることができ、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる。従って、シリコンウエハの生産効率向上に寄与し、また、設備投資負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 液体供給装置
５ 回転盤
１０ 供給部
１１ 液体タンク
１２ ポンプ
１３ フィルター
１４ 温度調節器
１５ センサー
１６ 開閉機能を有する弁
２０ 使用部
２１ ノズル
３０ 供給配管部
３１ 主配管部
３２ 使用側配管部
３３ 副配管部
３４ 循環配管部
３５ ドレイン配管部
５０ アスピレータ
５２ 主流路
５３ 吸引流路
６０ 開閉弁
８０ 流量調節弁
Ｗ シリコンウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体供給装置に関し、特に液体の使用部における液垂れを防ぐことができる液体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造等において、シリコンウエハの洗浄やエッチング処理に用いる純水、薬液等の液体を供給する場合、液体に非常に高い清浄度が求められる。国際半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ）において２０１０年から３２ｎｍの配線ピッチによる製造が本格的に始まり、今後さらに配線幅を狭めた生産が予定されている。そのため、液体の流通経路から混入する発塵（パーティクル）を極力抑制することが大きな意味を有する。
【０００３】
現在、半導体製造装置においてシリコンウエハは枚葉方式による洗浄が主流である。そのため、頻繁に液体の吐出と停止の切り換えが行われる。従って、液体供給の切り換えの正確さとともに供給される液体の質の安定性も重要である。このような液体の精密供給を可能とする装置の例として、図１０に概略を示す液体供給装置２０１がある。
【０００４】
液体供給装置２０１には、液体タンク２１１及びポンプ２１２等を有する液体の供給部２１０と、シリコンウエハ等を洗浄する液体の使用部２２０が備えられる。供給側配管２３１と循環側配管２３２により各部は接続される。液体の供給と停止に用いる開閉弁２４１と循環時に用いる開閉弁２４２が備えられる。そして、液体の移送中に発生するパーティクルは開閉弁２４１の下流側にフィルター２１３により捕集される。開閉弁２４１のみの閉鎖では液体の慣性により使用部２２０のノズル２２１からの液垂れを防ぐことができない。そこで、使用部２４９の直前の供給側配管２３１にサックバック弁２４９が配置される。サックバック弁２４９は液体の吐出を停止した際、使用部２２０からの液垂れを防ぐ機構である。
【０００５】
しかし、サックバック弁自体の設置や制御の必要から開閉弁以降の配管に液体が残留してしまう。そのため、液体の吐出停止から時間経過により再び液体の漏れが生じる可能性がある。特に、発泡性の液体の場合、液体の吐出停止後に配管や弁内の液体の体積膨張により、液体が押し出され、使用部のノズルから垂れ出てしまうことがある。このように、液体が垂れ出てしまうことを確実に防ぎきれなかった。
【０００６】
また、配管中に残留した液体は経時的に性質が変化してしまう。そのことから、次の液体吐出により液体をシリコンウエハに散布する前に、ノズルの位置をウエハからずらして配管内に残留している液体をいったん廃棄し、その後、新しい液体をウエハ上に散布していた。この手順からわかるように、作業時間の無駄や薬品、液体等の使用量増加が問題である。特に、フィルターを設置した配管の場合、フィルター内への残留が多くなり、その分消耗が多くなっていた。
【０００７】
ここで、アスピレータを液体の配管中に設置して液体の残留を抑制する構成が提案されている（特許文献１等参照）。
【０００８】
そこで、前述の図１０の液体供給装置にアスピレータを組み込んだ液体供給装置３０１が提案されている（図１１，１２参照）。液体供給装置３０１には、液体タンク３１１及びポンプ３１２等を有する液体の供給部３１０と、シリコンウエハ等を洗浄する液体の使用部３２０が備えられる。供給側配管３３１と循環側配管３３２，３３３により各部は接続される。液体の供給と停止に用いる第１開閉弁３４１と循環時に用いる第２開閉弁３４２及び第３開閉弁３４３が備えられる。液体の移送中に発生するパーティクルは開閉弁３４１の下流側にフィルター３１３により捕集される。そして、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３の下流側にアスピレータ３５０が備えられる。
【０００９】
図１１は液体の供給部３１０から使用部３２０へ液体が供給されている状態である。第１開閉弁３４１のみが開き、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３は閉じている。図１２は液体の供給停止時である。このとき、第１開閉弁３４１は閉じられ、第２開閉弁３４２と第３開閉弁３４３が開かれる。そうすると、供給側配管３３１、第２開閉弁３４２、アスピレータ、循環側配管３３３の流路を液体が流れる。同時に、使用部３２０近くの供給側配管３３１、循環側配管３３２、第３開閉弁３４３内に残留している液体は、アスピレータ３５０を通じて吸引され、循環側配管３３３に合流する。
【００１０】
図１１，図１２に開示の液体供給装置３０１の場合、アスピレータ３５０の吸引効果により液体が使用部３２０のノズル３２１から垂れ出ことは回避される。よって、液垂れの対策としては有効である。しかし、１開閉弁３４１や第３開閉弁３４３の内部において、弁体と弁座との接触部（図示せず）から発生するパーティクルの解消は難しく、これらの開閉弁の下流側にフィルター３１３を設けてパーティクルを捕集する必要があった。
【００１１】
従前の液体供給装置では、液体の供給部から使用部へ液体を供給する配管に設置する部品数が多くなり、また配管や流路も複雑化する。従って、流通させる液体の清浄度の向上、装置当たりの経費増加の点が問題となっていた。それゆえ、半導体製造に用いる液体供給装置において、構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図る新たな構造の装置が模索されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−１４６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、半導体製造に用いる液体供給装置において、構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図り、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる新たな構造を備えた液体供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち、請求項１の発明は、液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されていることを特徴とする液体供給装置に係る。
【００１５】
請求項２の発明は、前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１６】
請求項３の発明は、前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１７】
請求項４の発明は、前記開閉機能を有する弁が開閉弁である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１８】
請求項５の発明は、前記開閉機能を有する弁が流量制御弁である請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００１９】
請求項６の発明は、前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられる請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【００２０】
請求項７の発明は、前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられる請求項１に記載の液体供給装置に係る。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明に係る液体供給装置によると、液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されているため、弁の数を減らすことによって装置構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図り、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる新たな構造を備えた液体供給装置を得ることができた。
【００２２】
請求項２の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部であるため、液体の再利用により液体自体の無駄な消費は抑制される。
【００２３】
請求項３の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部であるため、液体の清浄度や液体成分の安定性確保、液体自体の経時変化の影響を考慮して液体の廃棄が必要な場合に都合良い。
【００２４】
請求項４の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記開閉機能を有する弁が開閉弁であるため、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作でき、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。
【００２５】
請求項５の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記開閉機能を有する弁が流量制御弁であるため、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作でき、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。加えて、液体の流通流量を無段階で調節できるため、使用部における液体の使用量に応じた液体の供給流量を実現することもできる。
【００２６】
請求項６の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられるため、供給部から供給される液体とともに流出するパーティクルは捕集され、液体の清浄度は高められる。
【００２７】
請求項７の発明に係る液体供給装置によると、請求項１に係る発明において、前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられるため、使用部に供給される液体の品質安定化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図２】アスピレータの断面図である。
【図３】開閉弁の縦断面図である。
【図４】制御弁の縦断面図である。
【図５】図１の液体供給状態の概略図である。
【図６】図１の液体供給停止状態の概略図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図９】本発明の第４実施例に係る液体供給装置の概略図である。
【図１０】従来例に係るサックバルブを備えた液体供給装置の概略図である。
【図１１】従来例に係るアスピレータを備えた液体供給装置の第１概略図である。
【図１２】従来例に係るアスピレータを備えた液体供給装置の第２概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の液体供給装置１Ａは、主に半導体製造工場や半導体製造装置等に装備され、超純水、フッ酸水、過酸化水素水、アンモニア水、塩酸等の各種の液体の供給及び液体の供給停止を行うことができる装置である。特に、シリコンウエハの枚葉方式による洗浄に対応した液体供給を可能にする装置である。
【００３０】
図１の概略図を用い、請求項１の発明に規定する液体供給装置１Ａの構成を説明する。液体供給装置１Ａ（第１実施例）には、上流側となる液体の供給部１０と、下流側となる液体の使用部２０と、供給部１０から使用部２０へ液体を流通させる供給配管部３０が備えられる。
【００３１】
図示実施例の液体の供給部１０には、前出の液体を貯蔵する液体タンク１１とその液体を移送するためのポンプ１２が備えられる。ポンプ１２はベローズポンプやダイヤフラムポンプ等の公知の液送手段である。なお、液体タンク１１内を空気や窒素ガス等で加圧して液体を押し出すことも可能である。従って、供給部１０からポンプ１２を省略することもできる。
【００３２】
液体の使用部２０とは、供給配管部３０を通じて供給されてきた液体が実際に使用される部分を指す範囲である。図示実施例では、使用部２０に使用側配管部３２とその先端のノズル２１が含まれる。そして、前記の液体は、ノズル２１からスピンチャック６の回転盤５に載置されるシリコンウエハＷに対して吐出され、またその停止の切り換えが行われる。
【００３３】
図１の供給配管部３０には、主配管部３１と、アスピレータ５０と、使用側配管部３２と、副配管部３３と、開閉機能を有する弁１６が備えられる。主配管部３１は、供給部１０側から供給される液体を流通させる管路となる。図示のように、主配管部３１の上流側に液体タンク１１、ポンプ１２が配置される。アスピレータ５０は主配管部３１の下流側末端に接続され、主配管部３１の下流側を２方向に分岐する。つまり、供給配管部３０において、主配管部３１は液体タンク１１やポンプ１２からアスピレータ５０までの配管部分である。
【００３４】
アスピレータ５０により２分岐され使用部２０側に液体を供給する使用側配管部３２が備えられ、同使用側配管部３２の最先端にノズル２１が装着される。また、アスピレータ５０の分岐の残り側の管路に副配管部３３が接続される。そして、副配管部３３の管路内に開閉機能を有する弁１６が備えられる。
【００３５】
図示の第１実施例の液体供給装置１Ａでは、アスピレータ５０を通過した液体は供給部１０（液体タンク１１）に戻され再利用される。そこで、請求項２の発明に規定するように、副配管部３３は、主配管部３１、アスピレータ５０と流通した液体を供給部１０（液体タンク１１）に戻すための循環配管部３４としている。供給配管部３０を流通する液体を液体タンク１１に戻すことにより、液体自体の無駄な消費を抑制することができる。
【００３６】
図２の断面図を用い、アスピレータ５０の構造と配管接続の態様を説明する。アスピレータ５０の本体部５１は耐食性、耐薬品性に優れたＰＴＦＥをはじめとする各種フッ素樹脂等から形成される。アスピレータ５０の主流路５２は、本体部５１内に形成されるとともに同本体部５１内を直線状に貫通する。そして、主流路５２と直交する吸引流路５３も形成される。
【００３７】
アスピレータ５０において、主流路５２に吸引流路５３が接続する部分に狭小管部５７が備えられ、狭小管部５７の下流側であり主流路５２と吸引流路５３との接続部分に接続室５８も形成される。図中、符号５４は主流路と主配管部の接続口、５５は主流路と副配管部の接続口、５６は吸引流路と使用側配管部の接続口である。
【００３８】
主配管部３１からアスピレータ５０に流入する液体は、狭小管部５７により流路径が狭められて流速が増す。このため、ベンチュリ効果によって液体の圧力は低下する。減圧になった液体に周囲の空気が巻き込まれ、結果として吸引流路５３が減圧となる。
【００３９】
開閉機能を有する弁１６として、請求項４の発明に規定するように、副配管部３３内を流通する液体の流通停止及び流通再開を調節する開閉弁６０が用いられる。あるいは、請求項５の発明に規定するように、副配管部３３内を流通する液体の流量を可変することができる流量調節弁８０が用いられる。
【００４０】
図３の縦断面図を用い開閉弁６０の一例の構造を説明する。開閉弁６０は、例えば特開２００３−１３９２７０号等に開示されるポペット弁を備えた形態の開閉弁である。開閉弁６０において、その下部ボディブロック６１ｂに液体の流入口６３と液体の流出口６４が備えられる。流入口６３と流出口６４が接続される部位が弁室６２であり、弁室６２に環状の弁座６５が形成される。そして、弁体７０が前進、後退の進退動作をすることにより、弁座６５において液体の流通と停止の開閉が行われる。
【００４１】
図示の弁体７０には弁部７８が備えられるとともに、ダイヤフラム部７１とその周囲に外周部７２が設けられる。外周部７２は、押さえ部材７３及び固定ブロック７４を介して上部ボディブロック６１ａにより弁室６２内の所定位置に固定される。上部ボディブロック６１ａ内に空間部６９が形成される。空間部６９にばね７６と、同ばね７６の付勢を受けるピストン部７５が収容される。弁体７０（弁部７８）の上部の接続部７７はピストン部７５に接続されていることから、弁体７０とピストン部７５は連動して進退する。上部ボディブロック６１ａには作動エアの流出入のためのエアポート６６，６７が備えられる。符号６８は呼吸路である。
【００４２】
例えば、エアポート６６への作動エアの流入、エアポート６７からの排気の場合、空間部６９の上部側の空気圧が上昇するため、ピストン部７５は下方に押し下げられる。そこで、弁体７０の弁部７８は弁座６５に着座することになり、当該開閉弁６０において液体の供給は停止される。逆に、流通を再開させる場合、エアポート６７への作動エアの流入、エアポート６６からの排気により、ピストン部７５が上方に持ち上げられる。各エアポートへの作動エアの流出入の調節は、図示しないコントローラや電空レギュレータにより制御される。
【００４３】
図３に開示の開閉弁６０の場合、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作できるため、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。
【００４４】
続いて図４の縦断面図を用い流量調節弁８０の一例の構造を説明する。流量調節弁８０は、例えば特開２００４−６８９３５号等に開示されるニードル弁を備えた形態の流量調節弁である。流量調節弁８０の下部ボディブロック８１ｂに液体の流入口８３と液体の流出口８４が備えられ、流入口８３と流出口８４が接続される部位が弁室８３であり、弁室８３に細管状の末端を有する弁座８５が形成される。そして、弁体９０が前進、後退の進退動作をすることにより、弁座８５において液体の流通と停止の開閉が行われることに加え、弁体９０と弁座８５との距離に応じて弁座８５の開放量が変化するため、液体流量の微調整も可能である。
【００４５】
図示の流量調節弁８０はニードル弁と称される制御弁の一種であり、その弁体９０の先端に長尺の円錐台形状（ニードル状）の弁部９８が備えられる。そして、ダイヤフラム部９１とその周囲に外周部９２が設けられる。外周部９２は、固定ブロック９３を介して上部ボディブロック８１ａにより弁室８２内の所定位置に固定される。上部ボディブロック８１ａ内に空間部９４が形成され空間部９４にばね９６と、同ばね９６の付勢を受けるピストン部９５が収容される。弁体９０（弁部９８）の上部の接続部９７はピストン部９５に接続されていることから、弁体９０とピストン部９５は連動して進退する。上部ボディブロック８１ａには作動エアの流出入のためのエアポート８６，８７が備えられる。符号８８は呼吸路である。
【００４６】
また、図示の流量調節弁８０では、ピストン部９５の上側接続穴９８にねじ棒１００が螺着している。ねじ棒１００は調節ブロック８１ｃ内に収容され、調節ブロック８１ｃに被さるように調節ねじ１０１が係合する。このとき、外周ねじ部１０２と内周ねじ部１０３は螺合しており、調節ねじ１０１の位置は規制される。そこで、ねじ棒１００と調節ねじ１０１の位置の調整により、弁体９０の進退移動量は規制される。
【００４７】
流量調節弁８０も前掲の開閉弁６０と同様に、エアポート８６への作動エアの流入、エアポート８７からの排気の場合、空間部９４の上部側（ばね９６付近）の空気圧が上昇するため、ピストン部９５は下方に押し下げられる。そこで、弁体９０の弁部９８は弁座８５に向けて侵入し、場合により着座する。逆に、液体の流通を再開ないし増加させる場合、エアポート８７への作動エアの流入、エアポート８６からの排気により、ピストン部９５が上方に持ち上げられる。各エアポートへの作動エアの流出入の調節は、図示しないコントローラや電空レギュレータにより制御される。すなわち、当該流量調節弁８０においては、弁部９８と弁座８５との距離に応じた弁座部分の開度変化に伴い、液体供給停止となる完全閉鎖から微量流通とする一部開放、さらにはより多くの液体流通とする範囲の調節が可能である。
【００４８】
流量調節弁８０については、図４に開示のニードル弁に加え、例えば特開平６−２９５２０９号に開示の２枚のダイヤフラムを備えた制御弁等も適用可能である。図４の流量調節弁８０の場合、弁座の開放、閉鎖を比較的瞬時かつ簡単に操作できるため、液体供給装置自体の液体の流通とその停止の切り換えも素早く行うことができる。加えて、液体の流通流量を無段階で調節できるため、使用部における液体の使用量に応じた液体の供給流量を実現することもできる。
【００４９】
ここで、図５及び図６を用い液体の供給及びその停止の状況を説明する。図５は第１実施例の液体供給装置１Ａにおける液体供給状態であり、図中の太破線のとおり、液体は供給部１０側から使用部２０側に移送されている。
【００５０】
図５の液体供給状態では開閉機能を有する弁１６は閉弁状態（ＣＬＯＳＥ）である。すなわち、図３の開閉弁６０の場合、弁座が弁体の着座により閉じられている状態である。また、図４の流量調節弁８０の場合、弁体の弁部が弁座と接触しているあるいは、深く侵入して弁座を通過する流量を抑制して流通させている状態（リーク状態）である。
【００５１】
供給部１０の液体タンク１１とポンプ１２を通じて圧送される液体は、供給配管部３０の主配管部３１を流通し、アスピレータ５０内に到達する。そして、液体はアスピレータ５０内を通過し副配管部３３内を流通する。しかし、開閉機能を有する弁１６が閉弁状態であることから、液体の流通は当該弁１６内の弁座の上流側で遮断される（なおリークの場合も含まれる。）。そのため、アスピレータ５０内に到達した液体は、吸引流路５３を通じて使用側配管部３２を流通する。結果、液体は使用部２０に到達する液体供給状態が維持され、使用部２０のノズル２１からシリコンウエハＷに対して吐出される。
【００５２】
図６の液体供給停止状態では開閉機能を有する弁１６は開弁状態（ＯＰＥＮ）である。すなわち、図３の開閉弁６０の場合、弁体が弁座から離れている開弁状態である。また、図４の流量調節弁８０の場合、弁体の弁部が弁座から離れて弁座の開度が増して弁座を通過する流量が増加して流通している状態である。
【００５３】
供給部１０の液体タンク１１とポンプ１２を通じて圧送される液体は、供給配管部３０の主配管部３１を流通し、アスピレータ５０内に到達する。開閉機能を有する弁１６は開弁状態であることから、アスピレータ５０内に到達した液体は、その内部の主流路５２を通じて副配管部３３に流出する。液体は当該弁１６内を通過してそのまま循環配管部３４を流通し、液体タンク１１に戻る。
【００５４】
この場合、アスピレータ５０の狭小管部５７を液体が通過するため、吸引流路５３側が減圧される。そこで、吸引流路５３に接続されている使用側配管部３２の内部は負圧となり、ノズル２１まで満たされていた液体はその順路とは逆にアスピレータ５０に向けて吸引される。
【００５５】
図示の第１実施例の液体供給装置１Ａから理解されるとおり、当該液体供給装置はアスピレータを効果的に配置しているため、開閉機能を有する弁を１個配置するのみで、液体の供給停止時の使用部（ノズル等）からの不用意な液垂れを抑制することができる。供給配管部に設けた１個の弁の開閉操作により使用部への液体供給と供給停止を切り換えることができるため、液体供給装置自体の構造や部品数の簡素化が可能である。特に、供給部から使用部までにアスピレータのみの配置であるため、パーティクルが発生する要因が低減されている。
【００５６】
図７は第２実施例の液体供給装置１Ｂの概略図である。同装置１Ｂによると、請求項３の発明に規定するように、副配管部３３は流通されてくる液体を廃棄するためのドレイン配管部３５となる。第２実施例の液体供給装置１Ｂでは、開閉機能を有する弁１６（開閉弁６０，流量調節弁８０）の下流側に、第１実施例の循環配管部３４の代わりにドレイン配管部３５が接続される。供給部１０から使用部２０への液体の供給と液体の供給停止については、前掲の図５，６にて説明の第１実施例と同様である。図中の共通する符号は同一構成を示す。
【００５７】
当該第２実施例の液体供給装置１Ｂは、液体の再利用を禁ずる場合の構成である。液体の清浄度や液体成分の安定性確保、液体自体の経時変化の影響を考慮すると圧送される液体を循環、再利用せずそのまま廃棄した方が都合良い場合もあるためである。第１実施例の液体供給装置１Ａまたは第２実施例の液体供給装置１Ｂのいずれかを選択するかは、使用部へ供給する液体の種類、性質に応じて選択される。
【００５８】
図８は第３実施例の液体供給装置１Ｃの概略図である。同装置１Ｃによると、請求項６の発明に規定するように、供給配管部３０のうち主配管部３１にフィルター１３が備えられる。このフィルター１３により、主配管部３１の上流となる供給部１０（液体タンク１１、ポンプ１２）等から発生し流出するパーティクルは捕集される。そこで、フィルター１３の下流側の液体の清浄度は高められる。
【００５９】
図示を省略するものの、アスピレータ５０から分岐する使用側配管部３２にフィルター１３を備えることもできる。この場合、使用部（ノズル）の直前にフィルターが配置されるため、パーティクルの捕集効率は高い。また、前述の弁１６（６０，８０）の開閉切り換えにより使用部２０への液体の供給を停止しても、使用側配管部３２やフィルター内に残留した液体はアスピレータ５０側へ吸引される。それゆえ、使用部における液垂れは回避される。
【００６０】
図９は第４実施例の液体供給装置１Ｄの概略図である。同装置１Ｄによると、請求項７の発明に規定するように、供給配管部３０を構成する管路中に温度調節器１４もしくはセンサー１５のいずれか一方あるいは両方が備えられる。図示は供給配管部３０の主配管部３１と循環配管部３４に備えた例である。
【００６１】
液体の供給部１０から圧送される液体は流通途中で温度低下あるいは温度上昇することがある。そこで、温度調節器１４が供給配管部３０（図示の主配管部３１）に備えられることにより、温度変化が緩和される。結果、使用部に供給される液体の品質安定化が図られる。また、流通中の液体の温度、濃度等をモニタリングするため、センサー１５が供給配管部３０（図示の主配管部３１）に備えられる。このセンサー１５の検知結果は供給部１０や温度調節器１４にフィードバックされ、所定値に設定される。
【００６２】
温度調節器１４やセンサー１５は、主配管部３１と循環配管部３４のいずれか一方としても両方としてもよい。さらには、図示しないものの、温度調節器１４やセンサー１５を供給配管部３０のうち使用側配管部３２内に備えることもできる。温度調節器１４やセンサー１５の種類、設置個数、設置場所等は、流通させる液体の種類、装置構成、処理能力等を考慮して選択される。
【００６３】
図８，９に開示の液体供給装置１Ｃ，１Ｄにおいても、図１等と共通する箇所を同一符号とし説明を省略した。図８，９に開示の液体供給装置１Ｃ，１Ｄは液体を循環配管部３４により供給部１０のタンク１１に戻す構成である。これに代えて、前出図７のように、開閉機能を有する弁１６（開閉弁６０，流量調節弁８０）の下流側にドレイン配管部３５を接続してそのまま液体を廃棄する構成とすることもできる。また、フィルター、温度調節器、センサーの全てを供給配管部に設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の液体供給装置は、半導体製造に不可欠な液体を供給するための装置であり、従来の装置よりも構造の簡素化と流通させる液体の清浄度向上との両立を図ることができ、液体の供給停止後に生じる使用部における液垂れを抑制することができる。従って、シリコンウエハの生産効率向上に寄与し、また、設備投資負担を軽減できる。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 液体供給装置
５ 回転盤
１０ 供給部
１１ 液体タンク
１２ ポンプ
１３ フィルター
１４ 温度調節器
１５ センサー
１６ 開閉機能を有する弁
２０ 使用部
２１ ノズル
３０ 供給配管部
３１ 主配管部
３２ 使用側配管部
３３ 副配管部
３４ 循環配管部
３５ ドレイン配管部
５０ アスピレータ
５２ 主流路
５３ 吸引流路
６０ 開閉弁
８０ 流量調節弁
Ｗ シリコンウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、
前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、
前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されている
ことを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項３】
前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項４】
前記開閉機能を有する弁が開閉弁である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項５】
前記開閉機能を有する弁が流量制御弁である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項６】
前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられる請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項７】
前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられる請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項１】
液体の供給部と、液体の使用部と、前記供給部から前記使用部へ液体を流通させる供給配管部とを有する液体供給装置であって、
前記供給配管部は、前記供給部側から供給される液体を流通させる主配管部と、前記主配管部に接続されるアスピレータと、前記アスピレータにより分岐され前記使用部側に液体を供給する使用側配管部及び副配管部と、前記副配管部に接続され開閉機能を有する弁とを備えており、
前記アスピレータの主流路側に前記主配管部及び前記副配管部が接続され、前記アスピレータの吸引流路側に前記使用側配管部が接続されている
ことを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
前記副配管部が、液体を前記供給部へ戻すための循環配管部である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項３】
前記副配管部が、液体を廃棄するためのドレイン配管部である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項４】
前記開閉機能を有する弁が開閉弁である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項５】
前記開閉機能を有する弁が流量制御弁である請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項６】
前記主配管部もしくは前記使用側配管部のいずれか一方あるいは両方にフィルターが備えられる請求項１に記載の液体供給装置。
【請求項７】
前記供給配管部に温度調節器もしくはセンサーのいずれか一方あるいは両方が備えられる請求項１に記載の液体供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５９７３５（Ｐ２０１３−５９７３５Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００４４７（Ｐ２０１１−２００４４７）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００１０１５１４）アドバンス電気工業株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００１０１５１４）アドバンス電気工業株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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