JP3765726B2 - 基板処理液供給機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような各種の基板に対して処理液を供給するための基板処理液供給機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程においては、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板のような被処理基板に処理液を供給することにより、被処理基板の表面やその表面に形成された薄膜に対する処理を施す工程が含まれる。たとえば、半導体ウエハに処理を施すための基板処理装置の中には、スピンチャックに保持された半導体ウエハの表面および／または裏面に吐出ノズルから処理液を供給するようにしたものがある。
【０００３】
図２は、処理液を吐出ノズルに供給するための構成の一例を示す図である。吐出ノズル（半導体ウエハ）に供給すべき処理液は、処理液タンク１００に貯留されている。処理液タンク１００からは、処理液を吐出ノズルに向けて供給するための処理液供給路１０１が延びており、この処理液供給路１０１には、処理液の供給を開始／停止するためのエア弁１０２が介装されている。処理液タンク１００内は、たとえば窒素などの不活性ガスによって加圧されており、エア弁１０２を開閉することによって、吐出ノズルへの処理液の供給を開始または停止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このエア弁１０２を閉成して処理液の供給を停止している際には、処理液タンク１００による処理液の圧力（液圧）が常に直接的にエア弁１０２にかかっており、エア弁１０２内のシール部に亀裂を生じさせる恐れがある。このようにしてエア弁１０２内のシール部に亀裂が生じた場合、エア弁１０２の閉成時におけるシール性が損なわれる（シール不良）ために、エア弁１０２が閉成されているにもかかわらず、処理液供給路１０１内を処理液が流通して、吐出ノズルから処理液が漏れ出すことがあった。また、シール部に亀裂がなくても、シール部に不要物が付着している場合にも、処理液タンク１００による液圧が常に直接的にエア弁１０２にかかっていると、同様に処理液の漏れが起こり得る。
【０００５】
このような所望しない処理液の漏れが起こると、漏れ出した処理液が処理後の半導体ウエハに付着して、半導体ウエハに形成された薄膜の処理（たとえば、エッチング処理、レジスト液塗布処理、または現像処理等）が進みすぎるといったような不都合を生じるおそれがある。そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、処理液の供給停止時における液漏れを確実に防止することができる基板処理液供給機構を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理液供給源に接続され、基板に対して処理を施すための処理液を基板に供給するための処理液供給路と、この処理液供給路に介装され、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態に切り換え可能に設けられた第１バルブと、上記処理液供給路の、上記処理液供給源と上記第１バルブとの間に介装され、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態に切り換え可能に設けられた第２バルブと、上記基板に向けた処理液の供給を停止させる際に、上記第２バルブが閉成した後に上記第１バルブが閉成するように、第１バルブおよび第２バルブの開閉状態の切り換えを制御し、上記基板への処理液の供給を開始させる際に、上記第１バルブが開成した後に上記第２バルブが開成するように、第１バルブおよび第２バルブの開閉状態の切り換えを制御する制御部と、を含むことを特徴とする基板処理液供給機構である。
【０００７】
この構成によれば、処理液供給路には、処理液供給源に近い側から、第２バルブから第１バルブの順に介装されており、基板への処理液の供給を停止させる際には、処理液供給源に近い側（処理液の流れる方向に関して上流側）の第２バルブを閉成させた後に、処理液供給源から遠い側（処理液の流れる方向に関して下流側）の第１バルブを閉成させるようになっている。これによると、まず、第２バルブが閉成して、第２バルブよりも下流側の区間（第１バルブを含む区間）が処理液供給源に対して隔離され、その後、第１バルブが閉成して、基板への処理液の供給が停止する。
【０００８】
したがって、基板に対する処理液の供給を停止している間、第１バルブと第２バルブとの間の処理液供給路内の処理液には、処理液供給源による液圧がほとんど残らず、その液圧を低圧に保つことができる。このため、処理液流通方向に関して下流側に設けられた第１バルブへの液圧による負担が軽減され、その結果、その第１バルブのシール部の亀裂発生を抑制し、寿命を延ばすことができる。また、たとえ下流側の第１バルブ内のシール部に亀裂を生じたとしても、その亀裂が処理液供給路内の処理液の液圧によって拡げられるのを防ぐことができ、処理液の供給停止時における液漏れを確実に防止することができる。また、第１バルブ内のシール部に不要物が付着していたとしても、同様に、処理液の液漏れを確実に防止することができる。
また、基板への処理液の供給を開始させる際には、第１バルブを開成させた後に第２バルブを開成させるようになっている。この場合、処理液の吐出開始時においても、第１バルブ内のシール部への液圧の影響をほとんどなくすことができる。その結果、第１バルブの寿命をさらに延ばすことができる。
【０００９】
なお、制御部は、基板への処理液の供給を停止させる際に、上記第２バルブを閉成させた後に上記第１バルブを閉成させるものであれば何でもよく、たとえば具体的には、第２バルブを閉成させる信号（以下、閉成信号という）を第２バルブに向けて出力した後、所定時間経過後（たとえば０．１〜２．０秒後）に閉成信号を第１バルブに向けて出力するような制御部であってもよい。あるいは、閉成信号を第２バルブに向けて出力した後、第２バルブが閉成されたこと示す確認信号を第２バルブから受取った後に、閉成信号を第１バルブに向けて出力するような制御部であってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理液供給機構の構成を示す系統図である。この基板処理液供給機構１は、基板にエッチング処理や洗浄処理などを施すための基板処理装置に適用されて、処理室２内に配設されたノズル３を介してウエハＷに処理液を供給するための機構である。
【００１１】
処理室２内には、処理対象の基板であるウエハＷを水平に保持するためのスピンチャック（図示せず）が備えられている。ノズル３は、基板処理液供給機構１によって供給される処理液を、上記スピンチャックに保持されているウエハＷの上面に向けて吐出するように設けられている。処理液としては、フッ酸やアンモニアなどの薬液や純水を例示することができる。
【００１２】
基板処理液供給機構１には、ウエハＷに供給すべき処理液を貯留するための処理液タンク４と、この処理液タンク４から延びた処理液供給配管５とが備えられている。処理液供給配管５の先端は、ノズル３に接続されている。処理液供給配管５には、処理液タンク４内の処理液を汲み出して圧送するためのポンプ６が介装されている。この実施形態では、処理液タンク４およびポンプ６によって処理液供給源が構成されている。
【００１３】
処理液供給配管５には、処理液の流通方向に関してポンプ６よりも下流側に、第２吐出用バルブ８が、さらにその下流側に、第１吐出用バルブ７が、直列に介装されている。吐出用バルブ７，８は、たとえばエア弁で構成されており、処理液の流通を許可する開成状態と、内部に備えられたシール部（図示せず）によって処理液の流通を阻止する閉成状態とに切り換え可能である。
【００１４】
また、これら吐出用バルブ７，８の開閉状態の切り換えを制御できるコントローラ９が備えられている。このコントローラ９は、吐出用バルブ７，８のそれぞれに対して、開成信号または閉成信号を出力することにより、これら吐出用バルブ７，８を開成および閉成する。
【００１５】
したがって、ポンプ６が駆動された状態で、コントローラ９によって吐出用バルブ７，８に開成信号を送って、吐出用バルブ７，８をともに開成状態に制御することにより、ポンプ６によって圧送される処理液をノズル３からウエハＷに向けて吐出することができる。また、コントローラ９によって吐出用バルブ７，８に閉成信号を送って、吐出用バルブ７，８をともに閉成状態に制御することにより、ノズル３からウエハＷへの処理液の吐出を停止させることができる。
【００１６】
ウエハＷの処理を開始する際には、まず、吐出用バルブ７，８がともに閉成された状態でポンプ６が駆動開始される。そして、処理液供給配管５内の液圧が一定になった後、コントローラ９によって開成信号が送られ、第２吐出用バルブ８から第１吐出用バルブ７の順に開成する。これにより、処理液タンク４内に貯留された処理液が、処理液供給配管５を通ってノズル３に供給され、ノズル３からウエハＷに向けて吐出される。
【００１７】
ノズル３からの処理液の吐出を停止する際には、吐出用バルブ７，８がともに開成されている状態から、コントローラ９によって閉成信号が送られ、第２吐出用バルブ８から第１吐出用バルブ７の順に閉成される。具体的には、コントコーラ９は、閉成信号を第２吐出用バルブ８に向けて出力した後、所定時間経過後（たとえば０．１〜２．０秒後）に閉成信号を第１吐出用バルブ７に向けて出力する。これにより、処理液供給配管５内の処理液の流通が阻止され、ノズル３からの処理液の吐出が停止される。
【００１８】
以上のように本実施形態によれば、処理液供給配管５には、ウエハＷに対する処理液の供給およびその停止を制御するための吐出用バルブ７，８が介装されており、ノズル３からの処理液の供給を停止する際には、コントローラ９が、第２吐出用バルブ８を閉成させた後、第１吐出用バルブ７を閉成する。
【００１９】
したがって、ウエハＷに対する処理液の供給を停止している間、吐出用バルブ７，８の間における処理液供給配管５内の液圧を低圧に保つことができるので、液圧による第１吐出用バルブ７への負担が軽減され、その結果、第１吐出用バルブ７の寿命を延ばすことができる。そのうえ、たとえ第１吐出用バルブ７内のシール部に亀裂を生じても、その亀裂が処理液供給配管５内の液圧によって拡げられるのを防ぐことができ、処理液の供給停止時における液漏れを確実に防止することができる。また、第１吐出用バルブ７内のシール部に不要物が付着していたとしても、同様に、処理液の液漏れを確実に防止することができる。
【００２０】
この発明の実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記の実施形態では、ノズル３からの処理液の吐出を停止する際には、コントローラ９は、閉成信号を第２吐出用バルブ８に向けて出力した後、所定時間経過後に閉成信号を第１吐出用バルブ７に向けて出力することで、第２吐出用バルブから第１吐出用バルブ７の順にこれらのバルブを閉成している。しかし、これに限らず、たとえば、閉成信号を第２吐出用バルブ８に向けて出力した後、第２吐出用バルブ８が閉成されたこと示す確認信号を第２吐出用バルブ８から受取った後に、閉成信号を第１吐出用バルブ７に向けて出力することで、第２吐出用バルブ８から第１吐出用バルブ７の順にこれらのバルブを閉成するようにしてもよい。これによると、第２吐出用バルブ８および第１吐出用バルブ７をこの順に確実に閉成させることができる。
【００２１】
また、上記の実施形態では、吐出用バルブ７，８を開成する際には、コントローラ９によって、第２吐出用バルブ８から第１吐出用バルブ７の順に開成させているが、吐出用バルブ７，８を同時に開成させてもよい。あるいは、上記の実施形態とは逆に、第１吐出用バルブ７から第２吐出用バルブ８の順に開成させてもよく、この場合、処理液の吐出開始時においても、第１吐出用バルブ７内のシール部への液圧の影響をほとんどなくすことができ、第１吐出用バルブの寿命をさらに延ばすことができる。
【００２２】
また、上記の実施形態では、吐出用バルブ７，８は、エアによって開閉駆動されるエア弁で構成されているとしたが、電磁力によって開閉駆動される電磁弁で構成されてもよいし、手動で開閉される手動弁であってもよい。
【００２３】
また、上記の実施形態においては、処理液タンク４内の処理液を送り出すために、処理液供給配管５にはポンプ６が介装されているとしたが、このポンプ６によって処理液を送出する構成に代えて、処理液タンク４を密閉構造としつつ、処理液タンク４内にたとえば窒素などの不活性ガスを供給して処理液タンク４内を加圧することにより、処理液タンクから処理液を送り出す構成としてもよい。
【００２４】
さらに、上記の実施形態においては、この発明に係る基板処理液供給機構が、半導体ウエハに処理液を供給して処理する装置に適用された場合ついて説明した。しかしながら、この発明に係る基板処理液供給機構は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）基板、磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、光または光磁気ディスク用の樹脂基板などのような各種の基板などを処理する装置に適用することもできる。
【００２５】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内で、種々の設計変更を施すことが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明の基板処理液供給機構によると、処理液供給路内の第１バルブと第２バルブとの間の処理液には、処理液供給源による液圧がほとんど残らないので、処理液の供給停止時における液漏れを確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理液供給機構の構成を示す系統図である。
【図２】従来の技術に係る処理液を基板に供給するための機構の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１ 基板処理液供給機構
２ 処理室
３ ノズル
４ 処理液タンク（処理液供給源）
５ 処理液供給配管（処理液供給路）
６ ポンプ（処理液供給源）
７ 第１吐出用バルブ（第１バルブ）
８ 第２吐出用バルブ（第２バルブ）
９ コントローラ（制御部）
Ｗ ウエハ

Claims (1)

1. 処理液供給源に接続され、基板に対して処理を施すための処理液を基板に供給するための処理液供給路と、
   この処理液供給路に介装され、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態に切り換え可能に設けられた第１バルブと、
   上記処理液供給路の、上記処理液供給源と上記第１バルブとの間に介装され、処理液の流通を許可する開成状態および処理液の流通を阻止する閉成状態に切り換え可能に設けられた第２バルブと、
   基板への処理液の供給を停止させる際に、上記第２バルブが閉成した後に上記第１バルブが閉成するように、第１バルブおよび第２バルブの開閉状態の切り換えを制御し、
   基板への処理液の供給を開始させる際に、上記第１バルブが開成した後に上記第２バルブが開成するように、第１バルブおよび第２バルブの開閉状態の切り換えを制御する制御部と、
   を含むことを特徴とする基板処理液供給機構。

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