JP4138440B2 - 薬液供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置あるいは液晶表示装置の製造工程で使用する薬液供給装置に関するものである。
【0002】
ウェハや液晶基板の洗浄工程では、高純度薬液を収容した加圧容器に高純度窒素ガスを加圧流入させることにより、高純度薬液をウェハや液晶基板の洗浄装置に圧送している。このような薬液供給装置では、薬液を洗浄装置に安定して移送することが必要となっている。
【0003】
【従来の技術】
従来、洗浄装置に薬液を移送する薬液供給装置では、洗浄装置への薬液移送配管及び薬液圧送用ガス配管が接続された容器内に薬液が収容される。薬液移送配管は、容器内において薬液の液面より下方まで挿入され、圧送用ガス配管は容器内の上部にガスが噴出するように接続されている。
【0004】
そして、容器内に圧送用ガスを供給することにより、薬液が容器内から薬液移送配管に押し出され、洗浄装置へ移送される。圧送用ガスは、高純度窒素が用いられる。
【0005】
一般的な薬液供給装置では、薬液を収容する容器は複数設けられ、薬液移送配管は各容器に対し自動開閉弁を介して分岐接続されている。また、圧送用ガス配管はガス供給元と各容器との間で分岐され、各容器に自動開閉弁を介してそれぞれ供給される。
【0006】
そして、まず一方の容器へ繋がる圧送用ガス配管の自動開閉弁が開かれ、かつその容器に繋がる薬液移送配管の自動開閉弁が開かれる。すると、一方の容器から薬液が洗浄装置に移送される。
【0007】
このとき、他方の容器に繋がる圧送用ガス配管及び薬液移送配管の自動開閉弁は閉じられている。
一方の容器内の薬液がなくなると、その容器に繋がる圧送用ガス配管及び薬液移送配管の自動開閉弁は閉じられるとともに、他方の容器に繋がる圧送用ガス配管及び薬液移送配管の自動開閉弁が開かれる。この結果、容器が切り替えられて、洗浄装置への薬液の供給が継続される。
【0008】
上記のような容器の切替え動作において、容器内の薬液がなくなったことを検知するために、薬液移送配管の一部が透明あるいは半透明のフッ素樹脂で形成され、その配管内を薬液が流れているか否かを光学式の薬液検知センサーで検出している。
【0009】
そして、薬液検知センサーの出力信号に基づいて、制御装置により自動開閉弁の動作が制御される。
このように、光学式の薬液検出センサーにより容器内の薬液の有無を検出する構成は、例えば特許文献1に開示されている。
【0010】
また、特許文献2では、薬液の供給開始時に、容器内の気圧が大気圧から所定の薬液移送気圧に至るまでのガス流量を積分して、容器内の初期空間容積を算出して容器内の薬液量を算出する。次いで、薬液の供給時には、圧送用ガスの圧力と流量を積算して薬液の移送量を算出し、容器が空になる前に容器を切り替える構成が開示されている。
【0011】
【特許文献1】
特開昭62−237324
【特許文献2】
特開2000−15082
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
光学式の薬液検出センサーで薬液移送配管内に薬液がなくなったことを検出してから容器を切り替える構成では、薬液移送配管内に圧送用ガスが混入するため、薬液の移送圧力が変動し、洗浄ムラが発生し易い。
【0013】
また、圧送用ガスの混入により洗浄装置の薬液供給口において薬液が飛散する。このため、強酸あるいは強アルカリ溶液である薬液の飛散液滴による被害を蒙るおそれがあり、その被害を防止するために、飛散防止用のカバーを備える必要があった。
【0014】
また、薬液を光学的に検出するセンサーを使用していることから、移送する薬液の物性や特性に合わせて制御装置での検出レベルのしきい値を調整する必要がある。さらに、センサー設置位置のフッ素樹脂の配管に薬液により経年劣化して透明度が低下するため、安定した薬液検知を行うことができない。
【0015】
このようなことから、薬液検出センサーの検出信号に基づいて容器を切り替える構成では、薬液の安定した供給を期待することができず、この結果洗浄装置において安定した洗浄性能を得ることができないという問題点がある。
【0016】
特許文献2に開示された構成では、薬液移送配管内に圧送用ガスが混入することはないので、上記のような不具合は発生しない。
ところが、容器毎にガス流量検出手段及びガス圧力検出手段が必要となるとともに、各検出手段から出力される検出信号に基づいて移送薬液量の算出を行う必要があるため、制御装置での演算プログラムが煩雑となる。
【0017】
また、ガス流量検出手段及びガス圧力検出手段にはそれぞれ個体差が存在するため、それらを補正する作業も必要となり、その補正作業が煩雑である。
また、薬液の供給を停止した容器内のガス圧を大気圧に戻す際に、容器内に残存する気化した薬液が圧送用ガス配管に逆流して、ガス流量検出手段及びガス圧力検出手段まで到達し、これらを腐食させて破損に至らしめることがある。
【0018】
このようなことから、特許文献2に記載された構成では、ガス流量検出手段及びガス圧力検出手段をそれぞれ設けることによるコストの上昇と、その調整及び維持管理コストが上昇する。従って、このような薬液供給装置で製造される半導体装置あるいは液晶表示装置のコストを上昇させるという問題点がある。
【0019】
この発明の目的は、薬液の安定供給を可能としながら、その初期コスト及び維持管理コストを低減し得る薬液供給装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
圧送用ガス配管から加圧容器への圧送用ガスの供給に先立って、予備加圧用ガス配管から圧送用ガスを前記加圧容器に供給し、予備加圧後に前記圧送用ガス配管から圧送用ガスを加圧容器に供給し、前記ガス流量計の検出値に基づいて前記圧送用ガスを供給する加圧容器を切り替える。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した薬液供給装置の一実施の形態を図1に従って説明する。
【0022】
ガス供給元1から二つの加圧容器2a,2bに薬液圧送用ガスを供給する圧送用ガス配管は、ガス流量計3と、ガス精製フィルタ4aと、逆止弁5aが介在される第一の圧送用ガス配管6aと、第一の圧送用ガス配管6aから分岐する第二及び第三の圧送用ガス配管6b,6cとから構成される。
【0023】
そして、加圧容器2aには第一の圧送用ガス配管6a及び第二の圧送用ガス配管6bを介して圧送用ガスが供給され、加圧容器2bには第一の圧送用ガス配管6a及び第三の圧送用ガス配管6cを介して圧送用ガスが供給される。
【0024】
前記第二及び第三の圧送用ガス配管6b,6cにはそれぞれ自動開閉弁7a,7bが介在される。
前記ガス供給元1と加圧容器2a,2bとの間には、前記第一及び第二の圧送用ガス配管6a,6bと、第一及び第三の圧送用ガス配管6a,6cに対しそれぞれ並列に予備加圧用ガス配管が配設される。
【0025】
その予備加圧用ガス配管は、ガス精製フィルタ4bと、逆止弁5bが介在される第一の予備加圧用ガス配管8aと、第一の予備加圧用ガス配管8aから分岐する第二及び第三の予備加圧用ガス配管8b,8cとから構成される。
【0026】
そして、第一及び第二の予備加圧用ガス配管8a,8bが前記第一及び第二の圧送用ガス配管6a,6bに並列に接続され、第一及び第三の予備加圧用ガス配管8a,8cが前記第一及び第三の圧送用ガス配管6a,6cに並列に接続される。
【0027】
前記第二及び第三の予備加圧用ガス配管8b,8cにはそれぞれ自動開閉弁9a,9bが介在される。
前記加圧容器2aは、前記第二の圧送用ガス配管6bから分岐する大気開放用配管10aを介して大気圧に開放され、前記加圧容器2bは、前記第三の圧送用ガス配管6cから分岐する大気開放用配管10bを介して大気圧に開放される。
【0028】
また、前記大気開放用配管10a,10bには自動開閉弁11a,11bがそれぞれ介在されている。
前記加圧容器2a,2bには、薬液移送配管12a,12bの一端部が同容器2a,2bの底部近傍まで挿通されている。前記薬液移送配管12a,12bの他端部は、自動開閉弁13a,13bを介して共通の薬液供給配管14に接続され、その薬液供給配管14から薬液供給先である洗浄装置に薬液が供給される。
【0029】
前記自動開閉弁7a,7b,9a,9b,11a,11b,13a,13bの動作は、制御部15により制御され、前記ガス流量計3の検出値は制御部15に出力される。
【0030】
次に、上記のように構成された薬液供給装置の動作を説明する。加圧容器2a,2bに薬液を満たした状態で、まず自動開閉弁9aを開き、予備加圧用ガス配管8a,8bを介して加圧容器2aに加圧ガスを供給し、加圧容器2aに対し予備加圧を行う。このとき、その他の自動開閉弁はすべて閉じる。
【0031】
自動開閉弁9aを所定時間開いて加圧容器2aに予備加圧を行った後、自動開閉弁9aを閉じ、第二の圧送用ガス配管6bの自動開閉弁7aを開き、さらに薬液移送配管12aの自動開閉弁13aを開く。
【0032】
すると、加圧容器2a内の薬液が薬液移送配管12aを経て、洗浄装置に移送される。
このとき、ガス流量計3で加圧容器2aに供給される圧送用ガスの流量がガス流量計3で検出され、その検出値が制御部15に出力される。制御部15では、ガス流量計3の検出値を積算することにより、加圧容器2a内に圧送したガスの体積値を算出する。この体積値は、加圧容器2aから洗浄装置に圧送される薬液の量とほぼ一致する。
【0033】
また、上記動作と並行して、第三の予備加圧用ガス配管8cの自動開閉弁9bが開かれ、加圧容器2bが予備加圧される。
加圧容器2a内に圧送したガスの体積値があらかじめ設定されている設定値を超えたとき、すなわち加圧容器2a内の薬液が一定量以下となったとき、薬液移送配管12aの自動開閉弁13a及び第二の圧送用ガス配管6bの自動開閉弁7aが閉じられる。
【0034】
また、第三の圧送用ガス配管6cの自動開閉弁7bが開かれ、薬液移送配管12bの自動開閉弁13bが開かれる。
すると、加圧容器2aからの薬液の移送が停止され、引き続いて加圧容器2bから洗浄装置への薬液の移送が開始される。
【0035】
このとき、大気開放用配管10aの自動開閉弁11aが開かれ、加圧容器2a内の圧力は大気圧まで減圧される。
そして、ガス流量計3の検出値の積算値が一定値を超えると、第三の圧送用ガス配管6cの自動開閉弁7bが閉じられ、薬液移送配管12bの自動開閉弁13bが閉じられて、加圧容器2bから洗浄装置への薬液の移送が停止される。
【0036】
このとき、大気開放用配管10bの自動開閉弁11bが開かれ、加圧容器2b内の圧力は大気圧まで減圧される。
また、逆止弁5aにより気化薬液がガス精製フィルタ4a,4b及びガス流量計3に逆流することはない。
【0037】
上記のように構成されたでは、次に示す作用効果を得ることができる。
(1)加圧容器2a,2bを切り替えるとき、薬液移送配管12aに加圧ガスが混入する前に、加圧容器2aから同2bに切り替える。従って、薬液供給配管14内に加圧ガスの混入を防止することができるので、洗浄装置での薬液の飛散及び洗浄ムラの発生を防止することができる。
(2)薬液を光学的に検出するセンサーを使用していないので、移送する薬液の物性や特性に合わせて制御部15での検出レベルのしきい値を調整する必要がない。
(3)洗浄装置への薬液の供給量は、加圧容器2a,2bに予備加圧を行うことにより、ガス流量計3のみで検出可能である。従って、制御部15で移送薬液量を算出するためのプログラムを簡略化することができる。
(4)1個のガス流量計3を使用するのみであるので、そのガス流量計3の検出値の補正作業はほとんど必要ない。
(5)逆止弁5a,5bにより加圧容器2a,2b内の気化薬液のガス精製フィルタ4a,4bあるいはガス流量計3への逆流を防止することができる。従って、ガス精製フィルタ4a,4bあるいはガス流量計3の腐食を未然に防止することができる。
(6)上記(3)(4)(5)の作用効果により、薬液供給装置の初期コスト及びメンテナンスコストを低減することができる。
【0038】
上記実施の形態は、次に示すように変更することもできる。
・加圧容器は3つ以上でも同様に実施することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は薬液の安定供給を可能としながら、その初期コスト及び維持管理コストを低減し得る薬液供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 薬液供給装置を示す構成図である。
【符号の説明】
2a,2b 加圧容器
3 ガス流量計
6a〜6c 圧送用ガス配管
7a,7b 自動開閉弁
8a〜8c 予備加圧用ガス配管
13a,13b 自動開閉弁
12a,12b 薬液移送配管
15 制御部
Claims (5)
- 薬液を貯留可能とした複数の加圧容器と、
前記各加圧容器に圧送用ガスをそれぞれ供給する圧送用ガス配管と、
前記加圧容器から前記圧送用ガスに基づいて押し出される薬液を供給先に移送する薬液移送配管と、
前記圧送用ガス配管に介在される自動開閉弁と、
前記薬液移送配管に介在される自動開閉弁と、
前記圧送用ガス配管に対して第1の接続部及び第2の接続部にて並列に接続され、前記加圧容器を予備加圧するための圧送用ガスを該加圧容器に供給する予備加圧用ガス配管と、
前記圧送用ガス配管における、前記第1の接続部と前記第2の接続部との間に接続され、前記圧送用ガス配管に流れる圧送用ガスの流量を計測するガス流量計と、
前記自動開閉弁の動作を制御して、前記供給先に薬液を供給する加圧容器を切り替える制御部とを有し、
前記制御部は、前記圧送用ガス配管から加圧容器への圧送用ガスの供給に先立って、前記予備加圧用ガス配管から圧送用ガスを前記加圧容器に供給し、予備加圧後に前記圧送用ガス配管から圧送用ガスを加圧容器に供給し、前記ガス流量計の検出値に基づいて前記圧送用ガスを供給する加圧容器を切り替えることを特徴とする薬液供給装置。 - 前記圧送用ガス配管と前記予備加圧用ガス配管には、前記加圧容器からの薬液の逆流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1記載の薬液供給装置。
- 前記逆止弁と前記圧送用ガスの供給元との間において、前記圧送用ガス配管には前記ガス流量計とガス精製フィルタを介在させ、前記予備加圧用ガス配管にはガス精製フィルタを介在させたことを特徴とする請求項2記載の薬液供給装置。
- 前記制御部は、前記ガス流量計の検出値を積算し、その積算値があらかじめ設定された所定値に達したとき、圧送用ガスを供給する加圧容器を切り替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の薬液供給装置。
- 前記制御部は、一方の加圧容器からの薬液の圧送と、他方の加圧容器に対する予備加圧とを並行して行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の薬液供給装置。
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