(57)【要約】【課題】この発明は簡単な構成で精度よく複数種の液体を混合して処理液を作ることができる製造装置を提供することにある。【解決手段】各液体を供給するための複数の供給部４〜６と、各供給部に一端が接続された複数の供給管路１〜３と、各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁１１，２４，３４と、各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィス１２，２５，３５と、各供給管路の他端が接続され減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンク１４とを具備する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の液体を混合して作られる処理液の製造装置において、
各液体を供給するための複数の供給部と、
各供給部に一端が接続された複数の供給管路と、
上記各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ上記各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁と、
各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィスと、
各供給管路の他端が接続され上記減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンクと
を具備したことを特徴とする処理液の混合装置。
【請求項２】
上記各供給管路の上記各オリフィスよりも下流側には、上記減圧弁とオリフィスとで流量が制御された各液体が上記調合タンクに流入する時間を制御する開閉制御弁がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の処理液の製造装置。
【請求項３】
複数の供給部は、純水を供給する第１の供給部と、過酸化水素水を供給する第２の供給部と、アンモニア水を供給する第３の供給部であることを特徴とする請求項１記載の処理液の製造装置。
【請求項４】
複数種の液体を混合して作られる処理液の製造方法において、
各液体をそれぞれ所定の圧力に減圧する工程と、
減圧された各液体に負荷を与える工程と、
減圧されて負荷が与えられることで流量が制御された各液体を混合する工程と
を具備したことを特徴とする処理液の製造方法。
【請求項５】
流量が制御された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することを特徴とする請求項４記載の処理液の製造方法。
【請求項６】
各液体の時間制御による供給は、その供給時間内において複数回に分割することを特徴とする請求項５記載の処理液の製造方法。
【請求項７】
複数の液体を混合する混合装置と、
この混合装置で複数の液体を混合して作られた処理液によって基板を処理する処理部とを備え、
上記混合装置は請求項１に記載された構成であることを特徴とする基板の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の液体を混合して処理液を作る処理液の製造装置、製造方法及び上記製造装置を用いた基板の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置や液晶表示装置などを製造する場合、半導体ウエハやガラス基板などの基板に回路パターンを形成するリソグラフィープロセスがある。このリソグラフィープロセスは、周知のように上記基板にレジストを塗布し、このレジストに回路パターンが形成されたマスクを介して光を照射し、ついでレジストの光が照射されない部分（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された部分をエッチングするなどの一連の工程を複数回繰り返すことで、上記基板に回路パターンを形成するものである。
【０００３】
上記一連の各工程においては、たとえば上記基板に付着したパーティクルなどの汚れを除去するために、上記基板を処理液で処理するということが行なわれている。そのような場合、複数種の液体を混合して汚れの除去に適した処理液を作り、その処理液によって基板を洗浄するということが行なわれる。
【０００４】
基板に付着したパーティクルを除去するためには、液体としてたとえば純水、過酸化水素水及びアンモニア水をそれぞれ所定の割合で混合した処理液が用いられることがある。上記純水、過酸化水素水及びアンモニア水の混合比は、基板から除去する汚れの種類や程度など種々の条件に応じて設定される。通常、純水の割合が最も高く、ついで過酸化水素水、アンモニア水の順となっている。
【０００５】
過酸化水素水やアンモニア水は純水の量に比べて非常に少ないため、供給量を精密に制御しないと、所望する性能の処理液を作ることができなくなるということがある。
【０００６】
従来、複数の液体が混合された処理液を作るには、各供給部から供給される種類の異なる液体の流量をフローセンサ若しくは積算流量計で測定し、所定量の液体をそれぞれ秤量タンクに貯える。各秤量タンクに所定量の液体がそれぞれ貯えられたならば、それら液体を調合タンクに供給して混合することで、複数種の液体が所定の割合で混合された処理液を作るということが行なわれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法によると、複数種の液体の混合割合を高精度に設定するために高価な機器であるフローセンサや積算流量計を用いていた。そのため、システム全体の複雑化やコストアップを招くということがあった。しかも、調合タンク以外に各液体を所定量貯えるための複数の秤量タンクを必要とするから、このことによっても装置の大型化、複雑化及びコストアップを招くということがあった。
【０００８】
この発明は、複数の液体を簡単な構成で確実に所定の割合で混合して処理液を作ることができるようにした処理液の製造装置、製造方法及びその製造装置を用いた基板の処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数種の液体を混合して作られる処理液の製造装置において、
各液体を供給するための複数の供給部と、
各供給部に一端が接続された複数の供給管路と、
上記各供給管路の中途部にそれぞれ設けられ上記各供給部から各供給管路に供給された液体を所定の圧力に減圧する複数の減圧弁と、
各減圧弁の下流側に設けられ各減圧弁で所定の圧力に減圧された各液体に負荷を与えるオリフィスと、
各供給管路の他端が接続され上記減圧弁とオリフィスとで所定の流量に制御された各液体が流入して混合される調合タンクと
を具備したことを特徴とする処理液の混合装置にある。
【００１０】
上記各供給管路の上記各オリフィスよりも下流側には、上記減圧弁とオリフィスとで流量が制御された各液体が上記調合タンクに流入する時間を制御する開閉制御弁がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１１】
複数の供給部は、純水を供給する第１の供給部と、過酸化水素水を供給する第２の供給部と、アンモニア水を供給する第３の供給部であることが好ましい。
【００１２】
この発明は、複数種の液体を混合して作られる処理液の製造方法において、
各液体をそれぞれ所定の圧力に減圧する工程と、
減圧された各液体に負荷を与える工程と、
減圧されて負荷が与えられることで流量が制御された各液体を混合する工程と
を具備したことを特徴とする処理液の製造方法にある。
【００１３】
流量が制御された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することが好ましい。
【００１４】
減圧されてから流量が制限された各液体を、これら液体の混合比に応じて時間制御して供給することが好ましい。
【００１５】
この発明は、複数の液体を混合する混合装置と、
この混合装置で複数の液体を混合して作られた処理液によって基板を処理する処理部とを備え、
上記混合装置は請求項１に記載された構成であることを特徴とする基板の処理装置にある。
【００１６】
この発明によれば、複数種の液体をそれぞれ所定の圧力に減圧するとともに、減圧された液体に負荷を与えるようにしたため、各液体の流量を精度よく制御し、所望する量で混合して処理液を作ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１８】
図１はこの発明の一実施の形態に係る基板の処理装置を示す。この処理装置は処理液の製造装置Ａと、この製造装置Ａによって作られた処理液によって基板を処理する処理装置Ｂとを備えている。上記製造装置Ａは複数の供給管路、この実施の形態では第１乃至第３の供給管路１〜３を備えている。
【００１９】
上記第１の供給管路１の一端は、処理液を形成する液体である、純水を供給する第１の供給部４に接続されている。第２の供給管路２の一端は、同じく処理液を形成する液体である、過酸化水素水を供給する第２の供給部５に接続されている。第３の供給管路３の一端は、処理液を形成する液体である、アンモニア水を供給する第３の供給部６に接続されている。
【００２０】
上記第１の供給管路１には第１のポンプ７が設けられている。この第１のポンプ７は上記第１の供給部４から純水を所定の圧力で第１の供給管路１に吐出供給する。上記第１のポンプ７の吐出側には第１の供給管路１を流れる純水の流量を測定する第１の流量計８と、その純水の圧力を測定する第１の圧力計９とが順次設けられている。
【００２１】
上記第１の圧力計９の下流側には、純水を上記第１のポンプ７によって第１の供給管路１に供給された圧力よりも低い、所定の圧力に減圧する第１の減圧弁１１が設けられている。この第１の減圧弁１１の下流側には第１の減圧弁１１によって減圧された純水に負荷を与える第１のオリフィス１２が設けられている。
【００２２】
上記第１のオリフィス１２によって上記第１の減圧弁１１で減圧された純水に負荷を与えることで、上記第１の減圧弁１１の減圧作用が正常に機能することになる。つまり、第１の減圧弁１１の上流側（一次側）に圧力変動があっても、下流側である、二次側の圧力を第１の減圧弁１によって設定された圧力に維持することが可能となる。それによって、第１のオリフィス１２の下流側では、上記第１の減圧弁１１の設定圧力と、第１のオリフィス１２の孔径とによって決定される単位時間当たりの流量で純水を精度よく供給することが可能となる。
【００２３】
上記第１のオリフィス１２の下流側には第１の制御弁１３が設けられている。この第１の制御弁１３の流出側、つまり第１の供給管路１の他端は調合タンク１４に接続されている。
【００２４】
上記第１の制御弁１３は制御装置１５によって開閉時間が制御されるようになっている。上記制御装置１５は第１の制御弁１３の開閉時間を設定するための時間設定部１６と、この時間設定部１６の設定に基いて駆動信号を出力する出力部１７とを有する。第１の制御弁１３は、出力部１６からの駆動信号によって開閉時間が制御される。
【００２５】
それによって、上記第１の減圧弁１１と第１のオリフィス１２とで単位時間当たりの流量が設定された純水は、上記第１の制御弁１３の開閉時間に応じた流量で調合タンク１４に供給される。
【００２６】
上記第２の供給管路２には第２のポンプ２１、第２の流量計２２、第２の圧力計２３、第２の減圧弁２４、第２のオリフィス２５及び第２の制御弁２６が順次設けられている。この第２の供給管路２の他端は上記調合タンク１４に接続されている。
【００２７】
それによって、第２のオリフィス２５の下流側では、第２の減圧弁２４の設定圧力と、第２のオリフィス２５の孔径とによって決定される単位時間当たりの流量で過酸化水素水を精度よく供給することが可能となる。
【００２８】
さらに、第２の減圧弁２４と第２のオリフィス２５とによって単位時間当たりの流量が設定された過酸化水素水は、第２のオリフィス２５の下流側に設けられ上記制御装置１５によって開閉時間が制御される上記第２の制御弁２６の開閉時間に応じた流量で上記調合タンク１９に供給される。
【００２９】
上記第３の供給管路３には第３のポンプ３１、第３の流量計３２、第３の圧力計３３、第３の減圧弁３４、第３のオリフィス３５及び第３の制御弁３６が順次設けられている。この第３の供給管路３の他端は上記調合タンク１４に接続されている。
【００３０】
上記第３のポンプ３１によって第３の供給管路３に供給されたアンモニア水は、第３の減圧弁３４の設定圧力と、第３のオリフィス３５の孔径とによって単位時間当たりの流量が精度よく制御される。
【００３１】
さらに、第３の減圧弁３４と第３のオリフィス３５とによって単位時間当たりの流量が設定されたアンモニア水は、第３のオリフィス３５の下流側に設けられ上記制御装置１５によって開閉時間が制御される上記第３の制御弁３６の開閉時間に応じた流量で上記調合タンク１９に供給される。
【００３２】
調合タンク１４に供給された純水、過酸化水素水及びアンモニア水は混合されて洗浄処理用の処理液となる。調合タンク１４には、上記処理装置Ｂを構成する循環管路４１の一端と他端とが接続されている。つまり、循環管路４１はループ状をなしている。
【００３３】
上記循環管路４１には第４のポンプ４２が設けられている。この第４のポンプ４２の下流側にはバタフライ弁からなるダンパ４３、処理液を所定の温度に加熱するヒータ４４、処理液の温度を検出してその検出信号を上記ヒータ４４にフィードバックする温度センサ４５、循環管路４１を流れる処理液の流量を測定する第４の流量計４５、処理液の濃度を測定する濃度計４６が順次設けられている。
【００３４】
上記濃度計４６の下流側からは複数の分岐管路５１（１つのみ図示）が分岐されている。分岐管路５１は中途部に上記制御装置１５によって開閉制御される第４の制御弁５２が設けられ、他端はたとえばスピン処理装置などの処理部５２に接続されている。この処理部５２には未処理の基板（図示せず）が供給される。したがって、基板を回転させながら第４の制御弁５２を開放してその基板に処理液を供給すれば、処理液に付着したパーティクルを洗浄除去することができる。
【００３５】
上記構成の処理液の製造装置Ａによれば、第１の供給管路１、第２の供給管路２及び第３の供給管路３に第１乃至第３のポンプ７，２１，３１によって液体である、純水、過酸化水素水、及びアンモニア水が供給されると、これらの液体はそれぞれ第１乃至第３の減圧弁１１，２４，３４によって所定の圧力に減圧される。
【００３６】
各減圧弁１１，２４，３４の下流側には所定の孔径の第１乃至第３のオリフィス１２，２５，３５が設けられ、これらオリフィス１２，２５，３５によって各減圧弁１１，２４，３４で所定の圧力に減圧された液体に負荷（圧力）を与える。
【００３７】
減圧された各液体に負荷を与えると、各減圧弁１１，２４，３４の一次側の圧力に変動があっても、二次側では液体を各減圧弁の設定圧力に応じて精度よく減圧することが可能となる。つまり、各減圧弁１１，２４，３４による設定圧力及び各オリフィス１２，２５，３５の孔径に基いた単位時間当たりの流量でそれぞれの液体を第１乃至第３の制御弁１３，２６，３６に流すことができる。
【００３８】
したがって、制御装置１５により、図２（ａ）に示すように第１乃至第３の制御弁１３，２６，３６の開放時間を各々所定時間（ｔ）に設定すれば、純水、過酸化水素水及びアンモニア水を、第１乃至第３の減圧弁１１，２４，３４の設定圧力と第１乃至第３のオリフィス１２，２５，３５の孔径に基いた単位時間当たりの流量で、所定時間（ｔ）の間、調合タンク１４に供給し、混合して処理液とすることができる。
【００３９】
たとえば、第１乃至第３の減圧弁１１，２４，３４とオリフィス１２，２５，３５とによって制御される純水、過酸化水素水及びアンモニア水の圧力を、１：４：２０の割合に設定すれば、調合タンク１４には、これらの液体を上記圧力比に反比例する体積比である、２０：４：１の割合で供給して処理液を作ることができる。
【００４０】
このようにして調合タンク１４で混合された処理液を、第４の制御弁５２を開放して処理部５２に供給すれば、この処理部５２に設けられた図示しないスピン処理装置によって回転駆動される基板を上記処理液で洗浄処理することができる。
【００４１】
基板の品種などが変わった場合、その基板を処理する処理液の性能を変えることが要求されることがある。たとえば、混合される純水、過酸化水素水及びアンモニア水の体積比を２０：２：１に混合した処理液、つまり過酸化水素水の混合比を先程に比べて２分の１に減少させた処理液が要求されることがある。
【００４２】
そのような場合、第２の減圧弁２４と第２のオリフィス２５とによる過酸化水素水の供給圧力を、たとえば上記第２の減圧弁２４を調整して先程の供給圧力の２分の１にすれば、所定時間（ｔ）における過酸化水素水の供給量を２分の１にすることができる。
【００４３】
ところで、過酸化水素水の供給圧力を、たとえば第２の減圧弁２４を調整して２分の１に設定するには、第２の減圧弁２４に設けられた圧力調整ねじを回転させるメカニカルな調整作業が必要となる。しかしながら、そのような作業は手間が掛かるばかりか、メカニカルな調整では圧力を精密に設定することが非常に難しい。
【００４４】
そこで、この発明では、第２の減圧弁２４による過酸化水素水の二次側の圧力を変えず、所定時間（ｔ）内において、過酸化水素水を調合タンク１４に供給する供給時間を制御装置１５によって２分の１に設定して過酸化水素水の供給量を制御する。
【００４５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す所定時間（ｔ）内の各液体の供給に対し、過酸化水素水の供給量を２分の１に制御するときの各制御弁１３，２６，３６の開閉状態を示すタイムチャートである。
【００４６】
すなわち、所定時間（ｔ）内において、過酸化水素水を調合タンク１４に供給するための第２の制御弁２６の開放時間を、制御装置１５によって所定時間（ｔ）の２分の１に設定した。
【００４７】
しかも、第２の制御弁２６が開放するタイミングは、所定時間（ｔ）内において、ほぼ均等なタイミングで複数回、この実施の形態では３回に分けて行なうようにした。つまり、１回当たりの開放時間を所定時間（ｔ）の６分の１である、（ｔ／６）時間に設定した。それによって、第２の制御弁２６の３回の開放時間のトータルが上記所定時間（ｔ）の２分の１になる。
【００４８】
このようにして、第２の制御弁２５を開放すれば、開放時間が所定時間（ｔ）の２分の１であるから、第２の減圧弁２４の設定圧力を変えて単位時間当たりの供給量を変えずに、過酸化水素水の調合タンク１４への供給量を２分の１にすることができる。
【００４９】
しかも、第２の制御弁２５を開放する３回のタイミングを、所定時間（ｔ）内においてほぼ均等に振り分けた。そのため、所定時間（ｔ）内において、過酸化水素水を調合タンク１４にほぼ均等に供給することができる。つまり、過酸化水素隙が所定時間（ｔ）の最初や最後に偏って供給されるということがないから、純水及びアンモニア水に対して過酸化水素水の混合割合は、所定時間内のどの時点であってもほぼ一定にすることこができる。
【００５０】
つまり、所定時間（ｔ）内におけるどの時点であっても、純水、過酸化水素水及びアンモニア水の混合割合がほぼ一定の処理液を得ることが可能となる。
さらに、処理装置Ｂに設けられた濃度計４６の濃度チェックによって純水、過酸化水素水、アンモニア水の濃度が設定値に対して誤差がある場合、濃度計４６の検出信号に応じて第１乃至第３の制御弁１３，２６，３６の開閉時間を制御装置１５によって調整すれば、処理液の濃度を自動的に調整をするが可能となる。
【００５１】
つまり、処理液の濃度調整を、第１乃至第３の減圧弁１１，２４，３４をメカニカルに調整するということをせずに、自動的に行なうことが可能となるから、その調整作業を容易かつ精密に行なうことができる。
【００５２】
この発明は上記一実施の形態に限定されず、たとえば処理部で基板に対して行なう処理は洗浄処理に限られず、エッチング処理やレジストの剥離処理などであってもよく、そのような場合には処理液を形成する液体の種類をそれらの処理に応じたものに変更すればよい。
【００５３】
また、処理液を形成する液体の種類は３種類に限られず、２種類或いは４種類以上であってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、複数種の液体をそれぞれ所定の圧力に減圧するとともに、減圧された液体に負荷を与えるようにしたため、各液体の流量を精度よく制御し、所望する量で混合して処理液を作ることが可能となる。
【００５５】
したがって、従来に比べて処理液の製造を簡単な設備で容易に、しかも確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る処理液の製造装置と基板の処理部を有する処理装置の概略的系統図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は所定時間内における各液体の供給を制御する各制御弁の開閉状態を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
１…第１の供給管路、２…第２の供給管路、３…第３の供給管路、４…第１の供給部、５…第２の供給部、６…第３の供給部、１１…第１の減圧弁、１２…第１のオリフィス、１３…第１の制御弁、１４…調合タンク、１５…制御装置、２４…第２の減圧弁、２５…第２のオリフィス、２６…第２の制御弁、３４…第３の減圧弁、３５…第３のオリフィス、５２…処理部。
【図１】
2004275917.tif 000003
【図２】
2004275917.tif 000004