JP2007165653A - Method and device for removing bubble - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体に混じった気泡を効率的に分離できる気泡除去方法及び気泡除去装置に関し、特に半導体デバイス製造工程において半導体ウェーハを薬液や純水等の処理液で処理する基板処理システムに組み込まれて処理液に混じった気泡を除去するのに好適な気泡除去方法及び気泡除去装置に関するものである。 The present invention relates to a bubble removal method and a bubble removal apparatus that can efficiently separate bubbles mixed in a liquid, and is particularly incorporated in a substrate processing system for processing a semiconductor wafer with a processing solution such as a chemical solution or pure water in a semiconductor device manufacturing process. The present invention relates to a bubble removal method and a bubble removal apparatus suitable for removing bubbles mixed in a processing solution.
気泡除去装置が組み込まれる一般的なウェーハ等の基板処理システム20は、図6に示すように、ウェーハ等の基板を複数枚収容して薬液及び純水等の処理液で処理する基板処理槽(以下、処理槽という)21と、この処理槽21から溢液する処理液を回収・貯留する循環タンク22と、この循環タンク22に回収された処理液から塵等の不純物を除去するフィルタFと、処理液を給送するポンプPとを備え、これらの処理槽21、循環タンク22、ポンプP及びフィルタFは、それぞれ配管で接続されて循環経路が形成されたシステムとなっている。この循環経路には、また気泡除去装置25、流量計24及び各種制御バルブが連結されて、処理液に混じった気泡等を除去して処理槽1へ再び供給するようになっている(特許文献1参照)。
As shown in FIG. 6, a general
この基板処理システム20の気泡除去装置25は、図7に示すように、内部に円筒状空間27、逆円錐形状空間28及び小円筒状空間29が上下に連接して形成された筒状容器26と、円筒状空間27の上部開口を覆う蓋体33とを有し、これらは合成樹脂材料又はステンレス材料で形成されている。そして、筒状容器26の円筒状空間27及び小円筒状空間29には、流入口30及び流出口31が形成されるとともに、逆円錐形状空間28及び小円筒状空間29の中央部に中心軸32が配設されている。また蓋体33には、筒状容器26内の圧力が所定値になったときに開放される圧力弁が装着されて、この蓋体33で容器の上部開口が閉鎖された構成となっている。
この気泡除去装置は、流入口30から液体、例えば洗浄液が供給されると、供給された洗浄液はそれぞれの空間27、28、29内を旋回しながら下降し、この下降中に洗浄液に混じっていた小さな気泡が練り込まれて大きな気泡が形成されて、所定太さの中心軸32に沿って上昇し、円筒状空間27の液面と蓋体との間に蓄積され、所定量の気泡が蓋体との間に蓄積されると、圧力が高まって圧力弁が開放されて気泡が装置外へ排出され、一方、気泡が除去された洗浄液は、底部の流出口31から排出されるようになっている。
As shown in FIG. 7, a
In the bubble removing device, when a liquid, for example, a cleaning liquid is supplied from the
また、フィルタを使用した気泡除去装置も知られている。この気泡除去装置は、一端が開口し他端が閉鎖された筒状容器に、一端が開口し他端が閉鎖された筒状体からなる濾過材を収納し、筒状容器の内周壁面と筒状濾過材の外周壁面間に洗浄液を流入させて、洗浄液を濾過材で濾過して排出させるとともに、筒状容器及び筒状濾過材間の端部開口の隙間に、一対の第1、第2排気口を設けてこれらの排気口から洗浄液に含まれる気泡を排出させるものである(例えば下記特許文献2参照)。 A bubble removing device using a filter is also known. This bubble removing device stores a filter medium made of a cylindrical body having one end opened and the other end closed, and a cylindrical body having one end opened and the other end closed. A cleaning liquid is caused to flow between the outer peripheral wall surfaces of the cylindrical filter medium, the cleaning liquid is filtered and discharged by the filter medium, and a pair of first, first, and second gaps are formed in the gap between the cylindrical container and the cylindrical filter medium. Two exhaust ports are provided to discharge bubbles contained in the cleaning liquid from these exhaust ports (see, for example, Patent Document 2 below).
上記特許文献1に記載された気泡除去装置25は、筒状容器26の内部に円筒状空間27、逆円錐形状空間28及び小円筒状空間29の3つの空間を形成して、容器上方の流入口30から液体を流入して下方の流出口31から排出する過程で液体に混じった気泡を分離して液面に蓄積し、蓄積された気泡の圧力で圧力弁を開放させて気泡を装置外へ放出させるようになっている。
The
しかしながら、筒状容器26内は、3つの空間、すなわち円筒状空間27、逆円錐形状空間28及び小円筒状空間29を形成しなければならないので、容器形状が複雑で作製が難しくなっている。また、液体に混じった気泡は、上方の空間から下方の空間へ旋回される過程で液体から分離されるので、特に上方の円筒状空間が形成される縦方向の長さが長くなり、また、小さい気泡は逆円錐形状空間28及び小円筒状空間29において練り込んで気泡を大きくし、中心軸32に沿って上昇させるので、全体として気泡の分離経路が長くなり、結果として筒状容器が大型になっている。処理流量が小さければ小型化できるが、修理流量を減らすことはできないので小型化が難しい。このように容器が大型化すると、既存の基板処理装置等の循環室に組み込むことができなくなり、組み込むためには基板処理装置全体の改造等が必要となる。更に、圧力弁を必要としていることから、蓋体の構造が複雑になっている。更にまた、筒状容器及び蓋体は、合成樹脂材料で作製されるので、流入される液体として強酸であり高温の薬液を使用すると、筒状容器26に熱変形が起る恐れがある。ステンレス材の場合でも強酸のために使用することができない。
However, since the inside of the
また、上記特許文献2に記載された気泡分離装置は、筒状濾過材を使用しているので上記の気泡分離装置のような圧力弁が不要になるが、一方でこの濾過材は定期的な交換が必要なためメンテナンスが面倒でコスト高になる。また、容器及び濾過材は上記特許文献1の場合と同様に高温の薬液の使用に耐えられるものではない。高流量の場合には大きな装置となってしまい処理装置内に組み込むことが困難になる。
Moreover, since the bubble separation apparatus described in the said patent document 2 uses the cylindrical filter medium, the pressure valve like the said bubble separation apparatus becomes unnecessary, On the other hand, this filter medium is periodic. Maintenance is cumbersome and expensive because replacement is required. Further, the container and the filter medium cannot withstand the use of a high-temperature chemical solution as in the case of
本願の発明者はこのような従来技術に鑑み、気泡の大小と流速との関係に着目し、大きな気泡は流速が速くとも簡単に液体から飛び出し分離されるが、小さな気泡は流速が速いと分離され難く、流速を遅くすれば分離され易くなることから、容器内で流速を強制的に減速すれば小容積の容器でも小さい気泡を簡単に分離できることを見出して本発明を完成するに至ったものである。 In view of such conventional technology, the inventor of the present application pays attention to the relationship between the size of bubbles and the flow velocity, and large bubbles are easily ejected from the liquid even if the flow velocity is high, but small bubbles are separated when the flow velocity is high. Since it becomes difficult to separate if the flow rate is slow, it has been found that small bubbles can be easily separated even in a small volume container by forcibly decelerating the flow rate in the container, and the present invention has been completed. It is.
すなわち本発明の目的は、容器内で強制的に液体の流速を変更させることにより、大小の気泡を効率よく分離できる気泡除去方法、及びこの方法を実現できる構造が簡単で小型化が可能な気泡除去装置を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a bubble removal method capable of efficiently separating large and small bubbles by forcibly changing the flow rate of the liquid in the container, and a bubble that has a simple structure and can be miniaturized. It is to provide a removal device.
上記目的を達成するために、本願の請求項1に記載の気泡除去方法の発明は、以下の(1)〜(3)の工程からなることを特徴とする。
(1)大小の気泡を含有する液体を比較的長い流路に供給することで前記液体内の大きな気泡を液面に浮上させて除去する工程。
(2)前記比較的長い流路に供給された液体の流速を減衰手段により減衰させる工程。
(3)前記流速が減衰された液体を所定時間減衰された流速を維持させることにより、前記液体内の小さな気泡を液面に浮上させて除去する工程。
In order to achieve the above object, the bubble removal method according to
(1) A step of floating and removing large bubbles in the liquid by supplying a liquid containing large and small bubbles to a relatively long channel.
(2) A step of attenuating the flow rate of the liquid supplied to the relatively long flow path by the attenuating means.
(3) A step of removing small bubbles in the liquid by floating on the liquid surface by maintaining the liquid with the flow rate attenuated for a predetermined time.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の気泡除去方法において、前記(1)の工程における流路は、大径の筒状容器内を旋回する旋回流であることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the bubble removing method according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の気泡除去方法において、上端が開口し底部が閉鎖され前記開口の下方側壁に流入口が設けられて立設配置される前記筒状容器と、排気口を有し前記筒状容器の開口を塞ぐ蓋体と、を備え、前記筒状容器に、両端が開口し一端部に前記減衰手段を設けた中空の排液管を前記減衰手段が前記筒状容器の底部近傍に位置するように前記筒状容器の開口から挿入し、前記排液管を前記蓋体で支持するとともに該蓋体で前記筒状容器の開口が塞がれた気泡除去装置を用いて前記(1)〜(3)の各工程を実行することを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the bubble removing method according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の気泡除去方法において、前記減衰手段は前記液体の流れを遮蔽することによりその流速を減衰させる制流部材からなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for removing bubbles according to any one of the first to third aspects, the damping means comprises a flow control member that attenuates the flow velocity by shielding the flow of the liquid. It is characterized by that.
請求項5に記載の気泡除去装置の発明は、上端が開口し底部が閉鎖され前記開口の下方側壁に流入口が設けられて立設配置される筒状容器と、排気口を有し前記筒状容器の開口を塞ぐ蓋体と、を備えた気泡除去装置において、
前記筒状容器に、両端が開口し一端部に所定方向の液体の流れを遮る制流部材を設けた中空の排液管を前記制流部材が前記筒状容器の底部近傍に位置するように前記筒状容器の開口から挿入し、前記排液管を前記蓋体で支持するとともに該蓋体で前記筒状容器の開口を塞ぎ、前記流入口から液体を供給して、前記排液管の回りを旋回する流路を前記制流部材で遮って、液体に混じった気泡を前記排気口から放出させるとともに、気泡を取り除いた液体を前記排液管の下方の開口を通して上方の開口から排出させることを特徴とする。
The invention of a bubble removing device according to claim 5 has a cylindrical container which has an upper end opened and a bottom closed and an inflow port is provided in a lower side wall of the opening, and an exhaust port. A bubble removing device comprising a lid that closes the opening of the container,
A hollow drainage pipe provided with a flow restricting member that opens at both ends and blocks a liquid flow in a predetermined direction at one end of the cylindrical container so that the flow restricting member is positioned near the bottom of the cylindrical container. Inserting from the opening of the cylindrical container, supporting the drainage pipe with the lid, closing the opening of the cylindrical container with the lid, supplying liquid from the inlet, The flow path turning around is blocked by the flow restricting member, and bubbles mixed with the liquid are discharged from the exhaust port, and the liquid from which the bubbles are removed is discharged from the upper opening through the lower opening of the drainage pipe. It is characterized by that.
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の気泡除去装置において、前記制流部材は前記排液管の中間部より下方に設けられていることを特徴とする。 The invention described in claim 6 is the bubble removing device according to claim 5, wherein the flow restricting member is provided below an intermediate portion of the drainage pipe.
また、請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の気泡除去装置において、前記制流部材は前記排液管の中間部から下端部に向かって面積が拡大した1乃至複数枚の板状体からなり、該1乃至複数枚の板状体が前記排液管の長手方向に沿って固定されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the bubble removing device according to claim 5 or 6, wherein the flow restricting member has one or more sheets in which the area is increased from an intermediate portion to a lower end portion of the drainage pipe. The one or more plate-like bodies are fixed along the longitudinal direction of the drainage pipe.
また、請求項8に記載の発明は、請求項5又は6に記載の気泡除去装置において、前記制流部材は矩形状の1乃至複数枚の板状体からなり、該1乃至複数枚の板状体の長辺端面が前記排液管の長手方向に沿って固定されていることを特徴とする。
Further, the invention described in
また、請求項9に記載の発明は、請求項5に記載の気泡除去装置において、前記筒状容器の前記開口と前記流入口との間の内周壁面には、前記排液管を挿通し且つ気泡を通過させる隙間を形成した開口を有する遮流板が装着されていることを特徴とする。
The invention described in
また、請求項10に記載の発明は、請求項5に記載の気泡除去装置において、前記蓋体の排気口は複数個形成されていることを特徴とする。
The invention described in
また、請求項11に記載の発明は、請求項5〜10の何れかに記載の気泡除去装置において、前記筒状容器、前記遮流板、前記蓋体、前記排液管及び前記制流部材は、石英で形成されていることを特徴とする。
The invention according to
本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項1の発明によれば、大小の気泡を含有する液体を比較的長い、例えば水平方向の流路に供給することで液体の含有する気泡の内、浮力の大きなもの、すなわち大きな気泡はその浮力によって液体内で浮上することにより除去することができ、またこの水平方向の流路を流れる流速を減衰手段により減衰させ緩やかな流れにすることで、液体内の浮力の小さなもの、すなわち小さい気泡をも除去することができるので、効率よく液体内の気泡を除去することができる。また、この方法により気泡が除去された液体を半導体製造システムに供給するようになせば、除去された液体が緩衝材の役目をして配管内で脈動しない液体を供給できるので、基板を均一に処理することができるようになる。 By providing the above configuration, the present invention has the following excellent effects. That is, according to the first aspect of the present invention, a liquid containing large and small bubbles is supplied to a relatively long channel, for example, a horizontal flow path, so that the liquid has a large buoyancy, that is, a large bubble. Can be removed by floating in the liquid by its buoyancy, and by reducing the flow velocity flowing through this horizontal flow path by the damping means to make a gentle flow, Since even small bubbles can be removed, bubbles in the liquid can be efficiently removed. In addition, if the liquid from which bubbles are removed by this method is supplied to the semiconductor manufacturing system, the removed liquid can serve as a cushioning material and supply liquid that does not pulsate in the piping. Be able to process.
請求項2の発明によれば、比較的長い流路として筒状容器内を旋回する旋回流を採用すれば、この流路を省スペースで容易に形成でき、以って小型の装置で実現できるので半導体製造システム等への組み込みがより容易になる。 According to the second aspect of the present invention, if a swirling flow swirling in the cylindrical container is adopted as a relatively long flow path, the flow path can be easily formed in a space-saving manner, and thus can be realized with a small apparatus. Therefore, it becomes easier to incorporate into a semiconductor manufacturing system or the like.
請求項3の発明によれば、上述の各工程を比較的簡単な構造からなる装置で実現できるので製造コストを抑えることができる。 According to the invention of claim 3, since each of the above steps can be realized by an apparatus having a relatively simple structure, the manufacturing cost can be suppressed.
請求項4の発明によれば、減衰手段として液体の流路を遮蔽する制流部材を用いることで容易に液体の流速を減衰することができるようになる。ただし、減衰手段としてはこの制流部材に限らず、例えば流路の管経を変更する等の方法を用いて流速を減衰させることももちろん可能である。 According to the fourth aspect of the present invention, the flow velocity of the liquid can be easily attenuated by using the flow restricting member that shields the liquid flow path as the attenuating means. However, the attenuating means is not limited to this flow restricting member, and it is of course possible to attenuate the flow velocity by using a method such as changing the diameter of the flow path.
請求項5の発明によれば、筒状容器内に一端に制流部材が設けられた中空の排液管を制流部材が筒状容器の底部に位置するように配設することにより、流入口から供給される液体の流れを制流部材で強制的にブロックして、この流れの変更により大小の気泡を効率よく分離、すなわち、大きい気泡は流速が速い段階で分離・放出させ、小さい気泡は流速が速いと分離し難いので、液体を制流部材に衝突させてその流速を遅くするとともに下方への離れに変更することで分離・放出させる。したがって、筒状容器の容積を小さくしても大小の気泡を効率よく分離できるので、簡単な構造で気泡除去装置を小型化及び低コスト化することができ、またこの小型化により、各種処理システム、例えば半導体製造システム等の収容室を特に改造することなく簡単に組み込むことが可能となる。また、半導体製造システム等に組み込むと、処理液から気泡が取り除かれ配管内での脈動がなくなり、脈動のない処理液を処理装置に供給できるので、均一な基板処理が可能となる。 According to the invention of claim 5, by disposing a hollow drainage pipe provided with a baffle member at one end in the cylindrical container so that the baffle member is located at the bottom of the tubular container, The flow of the liquid supplied from the inlet is forcibly blocked by the flow control member, and by changing this flow, large and small bubbles are efficiently separated, that is, large bubbles are separated and released at a stage where the flow velocity is high, and small bubbles Is difficult to separate when the flow velocity is high, the liquid is made to collide with the flow restricting member to slow down the flow velocity, and to separate and release it by changing it downward. Accordingly, even if the volume of the cylindrical container is reduced, large and small bubbles can be efficiently separated, so that the bubble removing device can be reduced in size and cost with a simple structure. For example, it is possible to easily incorporate a housing chamber of a semiconductor manufacturing system or the like without any particular modification. In addition, when incorporated in a semiconductor manufacturing system or the like, bubbles are removed from the processing liquid, pulsation in the piping is eliminated, and processing liquid without pulsation can be supplied to the processing apparatus, so that uniform substrate processing can be performed.
請求項6の発明によれば、制流部材を排液管の中間部より下方に設けることにより、大きな気泡がある程度除去できてから旋回流を効率よくブロックして減速できるので、小さい気泡を効率よく分離できる。 According to the invention of claim 6, by providing the flow restricting member below the intermediate portion of the drainage pipe, the large air bubbles can be removed to some extent and the swirl flow can be efficiently blocked and decelerated. Can be separated well.
請求項7の発明によれば、制流部材を排液管の中間部から下端部に向かって面積が拡大した1乃至複数枚の板状体で形成することにより、旋回流の下降過程で徐々に減速ブロックできるので、配管と制流部材の接合部に集中してかかる力を分散することができ、より装置の寿命を延ばすことができる。また徐々に減速されるのでより大きい気泡から順に除去されるため、小さい気泡まで効率よく分離できる。 According to the seventh aspect of the present invention, the flow restricting member is formed of one or a plurality of plate-like bodies whose areas are enlarged from the intermediate portion toward the lower end portion of the drainage pipe, so that the swirl flow gradually decreases. Therefore, it is possible to disperse the force concentrated on the joint between the pipe and the flow restricting member, thereby further extending the life of the apparatus. Moreover, since it is gradually decelerated, the larger bubbles are removed in order, so that even smaller bubbles can be separated efficiently.
請求項8の発明によれば、制流部材を板状体で形成することにより、旋回流を適確にブロックして減速でき、また下降流の方向を導くことができるので小さい気泡を容易に分離できる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、開口と前記流入口との間に気泡を通過させる隙間を有する遮流板を装着することにより、容器内で流速の速い液体が跳ねても遮流板で阻止されて気泡が排気口から排出されることを低減できる。また、従来技術のように圧力弁の設置が不要になる。 According to the ninth aspect of the present invention, by mounting a current shielding plate having a gap for allowing air bubbles to pass between the opening and the inlet, the current shielding plate prevents the liquid having a high flow velocity from splashing in the container. This can reduce the discharge of bubbles from the exhaust port. Further, it is not necessary to install a pressure valve as in the prior art.
請求項10の発明によれば、例えば1つの大きな排気口を設けると、この排気口に液面から跳ねた液体が排気とともに流入する流入量が増えてしまうので、個数を増やすことで対応する方がより混入薬液を減らせるため、蓋体に少なくとも2個の排気口を設け、これらの排気口を閉鎖又は開放することにより、簡単な操作で排気量の調節が可能になる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、筒状容器、遮流板、蓋体、排液管及び制流部材は、石英で形成されているので、耐熱、耐薬品性及びクリーン性を有する気泡除去装置を形成できる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the cylindrical container, the current blocking plate, the lid, the drainage pipe, and the flow restricting member are made of quartz, the bubble removing device having heat resistance, chemical resistance and cleanliness. Can be formed.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための気泡除去方法及び気泡除去装置を例示するものであって、本発明をこの気泡除去方法及び気泡除去装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies the bubble removing method and the bubble removing device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is specified to the bubble removing method and the bubble removing device. And other embodiments within the scope of the claims are equally applicable.
図1は本発明の実施例に係る気泡除去装置が組み込まれる基板処理システムの一例を示す概略図、図2は気泡除去装置を構成する容器の外観斜視図、図3は図2の容器を一部破断した正面図、図4(a)は図3のA−A線の断面図、図4(b)は図3のB−B線の断面図、図4(c)は制流部材の変形例を示す側面図、図5は図2の容器内に液体が流れる流路を模式して示した概略説明図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of a substrate processing system in which a bubble removing apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated, FIG. 2 is an external perspective view of a container constituting the bubble removing apparatus, and FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3, and FIG. FIG. 5 is a schematic explanatory view schematically showing a flow path through which a liquid flows in the container of FIG.
基板処理システム1は、図1に示すように、ウェーハW等の基板を複数枚収容して処理液で処理する内槽2a及びこの内槽から溢流する処理液を収容する外槽2bを有する基板処理槽(以下、処理槽という)2を備え、この処理槽2の外槽2bと気泡除去装置8とは、その間にポンプ4、温調器5、フィルタ6及び混合器7を介在してそれぞれ配管L1で接続されている。処理槽2は、所定の大きさの収容室3に収容されて、この収容室3の上方からクリーンエアが給気され、また下部に排気口が設けられ、この排気口からエア等が排出されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
気泡除去装置8は、配管L2で処理槽2の底部に設けた処理液供給口に接続され、また、配管L3で外槽2bの上方開口に接続されている。この基板処理システム1では、処理槽2から排出された処理液は、ポンプ4を通過してヒータを内蔵した温調器5で所定温度にコントロールされ、次のフィルタ6で処理液に混じった塵等の不純物が除去され、続く混合器7で所定量のオゾンガスが混入されて気泡除去装置8へ供給されて、処理液に混じった気泡が取り除かれるようになっている。
気泡除去装置8は、図2、図3に示すように、上端に開口部9aを形成し底部9bが閉鎖され所定太さ及び長さを有して立設配置される筒状容器9と、両端が開口した貫通孔を内部に有し一端の側壁に所定方向の液体の流れを遮る制流部材16が装着された中空の排出管15と、この排液管15を挿通する挿通孔121及び複数個(例えば2個)の排気口122、123を有し筒状容器9の開口部9aを塞ぐ蓋体12とを備えている。
この筒状容器9は、所定の管径D1及び高さH1を有する円筒状の筒状体であって、耐熱、耐薬品性及びクリーン性を有する材料、例えば石英で形成されている。筒状容器9を石英で形成することにより、この容器内に高温及び強酸の液体、例えば120℃に加熱された硫酸が流入された場合であっても容器が熱変形等を起すことがなくなる。なお、管径D1は例えば88mm、高さH1は例えば254mmである。
この筒状容器9は、上端開口部9aから所定距離、例えば49mm下がった箇所の側壁面に流入口91が形成されている。この流入口91には、短長(例えば、77mm)の導出管10が連結され、この導出管10は混合器7に配管L1で接続される。また、開口部9aと流入口91間、例えば開口部9aから下方へ、例えば20mm下がった箇所の内周壁面には、遮流板11が装着されている。この遮流板11は、図4(a)に示すように、中心部に排液管15を挿通し且つ気体を通過させることができる大きさ(例えば直径55mm)の開口部11aを有して、所定の肉厚、例えば厚さ4.0mmの石英で形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
The
蓋体12は、中央部に排液管15を挿通する挿通孔121と、この挿通孔121の外周囲に2個の排気口122、123とを有し、所定の肉厚、例えば厚さ4.0mmの略円盤状の石英材で形成され、容器の開口部9aを密閉する構造となっている。この蓋体12の排気口122、123には、所定の太さ(例えば直径10mm)及び長さ(例えば40mm)を備える導出管13a、13bが融着により固定され、これらは処理槽2の外槽2bへ配管L3で接続される。この蓋体12の挿通穴121には、排液管15が挿通されて、この排液管15は融着により固定される。なお、この固定の際に複数枚の支持板14を用いて排液管15を支持しながら固定するのが好ましい。また、蓋体12と容器の開口部9aとは、石英の融着により結合される。
The
排液管15は、筒状容器9の高さより若干長く両端に開口部15a、15bを有する中空の管体からなり、石英で形成されている。詳しくは、長さは例えば359mm、太さは例えば直径25mm(内径17mm)であり、蓋体12からの突出部分の長さが例えば120mmとなっている。
この排液管15の筒状容器9内に位置する一端部の側壁には、制流部材16が装着されている。この制流部材16は、2枚の制流板161、162からなり、各制流板は、所定の横幅D2(例えば27.5mm)及び高さH2(例えば50mm)を有する矩形状の板状体からなり、石英で形成されている。なお、本実施例においては、各制流板161、162はほぼ180°開いた状態で排液管15に装着されている。ただし制流板の枚数は、1枚でも3枚以上でもよい。また、複数枚の制流板の排液管への装着角度は、等角度が好ましい。加えて、本実施例の制流部材16は矩形状のもので作製したが、この形状に限定されず任意の形状でよい。この制流部材は排液管の中間部から下端部に向かって面積が拡大した板状体が好ましく、例えば図4(c)に示すように、高さH'2(例えば125mm)、底辺の長さD'2(例えば12.5mm)の矩形状の板に直角三角形状の板を継ぎ足したような制流板16A1、16A2にすることもできる。この形状にすると、容器内を流れる旋回流の下降過程で徐々に減速ブロックできるので、排液管15と制流部材16の接合部に集中してかかる力を分散することができる。また、徐々に旋回流が減速することでより大きい気泡から順に除去されるため、小さい気泡まで効率よく分離できる。
The
A
気泡除去装置8の組立ては、予め蓋体12の挿通孔121に既に制流部材16が装着された排液管15の一端を挿通し、蓋体12に支持板14を用いて排液管15を固定しておく。排液管15の固定箇所は、排液管が容器に挿入された状態で制流板161、162が容器底部と若干の隙間(例えば15mm)が形成される箇所に選定されている。次いで、この排液管15の一端部を筒状容器9の開口部9aから挿入し、この蓋体12で開口部9aを密閉固定する。また、固定強度を高めるために制流板161、162と筒状容器9の内周壁とを融着により固定してもよい。
Assembly of the
筒状容器9への蓋体12の固定により、排液管15に設けた制流板161、162は筒状容器9の底部9b付近に配設され、制流板161、162の端部が筒状容器9の内周壁に当接し、また、排液管15の下端開口部15aは、筒状容器9の底壁面9bとの間に隙間が形成されて、この開口部15aから排液管15内を通過して上方の開口部15bへ送出される。このようにして組立てた気泡処理装置8は図1に示すような基板処理システム1に組み込まれる。また、本実施例は液体流量30リットル/min、気体流量20リットル/minに対応している。
By fixing the
次に、この気泡除去装置による気泡除去法を図5を参照して説明する。
処理槽2から排出された基板処理用の各種薬液等の処理液には、外槽2bから排出された状態或いは途中の混合器7でオゾンガスが混入された状態で大小の気泡が混じっている。このように気泡が混じった処理液がポンプ4により所定の圧力に加圧されて、筒状容器9の流入口91から容器内へ給送されると、この処理液は狭い筒状容器9内に閉じ込められて容器の内壁面に沿って所定方向、例えば反時計方向へ回転する流速の速い旋回流となって排液管15の外周囲を旋回し、この旋回流は矢印に示すように、徐々に降下して容器下方の制流板16に衝突して下向きの流れに変更される。
Next, the bubble removal method by this bubble removal apparatus will be described with reference to FIG.
The processing liquids such as various chemicals for substrate processing discharged from the processing tank 2 are mixed with large and small bubbles in a state discharged from the
この過程において、流入口91付近では旋回流の流速が速くなっているものの大きい気泡はこの旋回流から飛び出して液面に放出される。一方、この旋回流は、徐々に降下して制流板16に衝突して旋回がブロックされて下向きの流れに変更される。この流れの変更の際に、制流板の裏面に小さい気泡が集まり、これらが互いに結合されて大きな気泡が形成されていることが観察された。この現象は旋回流が衝突した面と反対側面との間に圧力差が発生し、反対面すなわち裏面が負圧になることに起因しているものと推察される。
このように液面へ放出された気泡は、双方の排気口122、123から配管L3内を通り処理槽2の外槽2bへ供給される。また、気泡が除去された処理液は既にポンプ4により所定の圧力に加圧されているので排液管15の下方の開口部15aから管内を通過して上方の開口部15bを経て再び処理槽2へ送られる。もし、外槽2bへ供給される液体に薬液が混じっていても、外槽2bから再びポンプに送られて循環するので、薬液が損なわれることがない。また、除去された気体は収容室3に放出されるが、収容室3上部より供給されるクリーンエアとともに排気され装置内に留まることはない。
In this process, in the vicinity of the
The bubbles are released to the liquid level as is supplied to both the
この気泡除去装置8によれば、筒状容器9の大きさを小型にしても液中の気泡を除去することができる。例えば、容器の大きさを従来のものと比べて、高さを約50%、幅長(図7の円筒状空間27に相当する箇所)を約35%以下に減少させることができる。また、この気泡除去装置は、筒状容器、蓋体及び制流板を設けた排液管で形成できるので、構造が極めて簡単になり低コストで作製できる。更に、小型化により、各種処理システム、例えば半導体製造システム等の循環室を特に改造することなく簡単に組み込むことが可能となる。更にまた、半導体製造システム等に組み込むと、処理液から気泡が取り除かれ処理液の流れに脈動がなくなるので、基板へ均一に処理液を供給できるので均一な基板処理が可能となる。更にまた、筒状容器、蓋体及び排液管等を石英で形成することにより、耐熱、耐薬品性及びクリーン性を有する気泡除去装置を形成できる。更にまた、従来技術のように圧力弁等の可動機構がないので、故障がなく保守も極めて簡単になる。
According to the
1 基板処理システム
2 処理槽
4 ポンプ
5 温調器
6 フィルタ
7 混合器
8 気泡除去装置
9 筒状容器
9a 開口部
91 流入口
11 遮流板
12 蓋体
122、123 排気口
15 排液管
16、16A 制流部材
DESCRIPTION OF
Claims (11)
(1)大小の気泡を含有する液体を比較的長い流路に供給することで前記液体内の大きな気泡を液面に浮上させて除去する工程。
(2)前記比較的長い流路に供給された液体の流速を減衰手段により減衰させる工程。
(3)前記流速が減衰された液体を所定時間減衰された流速を維持させることにより、前記液体内の小さな気泡を液面に浮上させて除去する工程。 A bubble removing method comprising the following steps (1) to (3):
(1) A step of floating and removing large bubbles in the liquid by supplying a liquid containing large and small bubbles to a relatively long channel.
(2) A step of attenuating the flow rate of the liquid supplied to the relatively long flow path by the attenuating means.
(3) A step of removing small bubbles in the liquid by floating on the liquid surface by maintaining the liquid with the flow rate attenuated for a predetermined time.
前記筒状容器に、両端が開口し一端部に所定方向の液体の流れを遮る制流部材を設けた中空の排液管を前記制流部材が前記筒状容器の底部近傍に位置するように前記筒状容器の開口から挿入し、前記排液管を前記蓋体で支持するとともに該蓋体で前記筒状容器の開口を塞ぎ、前記流入口から液体を供給して、前記排液管の回りを旋回する流路を前記制流部材で遮って、液体に混じった気泡を前記排気口から放出させるとともに、気泡を取り除いた液体を前記排液管の下方の開口を通して上方の開口から排出させることを特徴とする気泡除去装置。 A cylindrical container having an upper end opened and a bottom closed and an inflow port provided in a lower side wall of the opening, and a lid that has an exhaust port and closes the opening of the cylindrical container In the bubble removal device,
A hollow drainage pipe provided with a flow restricting member that opens at both ends and blocks a liquid flow in a predetermined direction at one end of the cylindrical container so that the flow restricting member is positioned near the bottom of the cylindrical container. Inserting from the opening of the cylindrical container, supporting the drainage pipe with the lid, closing the opening of the cylindrical container with the lid, supplying liquid from the inlet, The flow path turning around is blocked by the flow restricting member, and bubbles mixed with the liquid are discharged from the exhaust port, and the liquid from which the bubbles are removed is discharged from the upper opening through the lower opening of the drainage pipe. A bubble removing device characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005360871A JP2007165653A (en) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | Method and device for removing bubble |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8361831B2 (en) | 2008-12-25 | 2013-01-29 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Zinc oxide film forming method and apparatus |
JP2014216188A (en) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
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-
2005
- 2005-12-14 JP JP2005360871A patent/JP2007165653A/en active Pending
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