(57)【要約】【課題】この発明は複数の液体を均一に混合することができる混合装置を提供することにある。【解決手段】複数の液体が流入する可撓性の混合チューブ３１と、この混合チューブに外側から装着され混合チューブを径方向に弾性変形させて内部を流れる複数の液体に乱流を発生させ、これら複数の液体を混合する混合治具３７とを具備する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液体が流入する可撓性の混合チューブと、
この混合チューブに外側から装着され混合チューブを径方向に弾性変形させて内部を流れる液体に乱流を発生させ、この乱流によって複数の液体を混合する混合治具と、
を具備したことを特徴とする液体の混合装置。
【請求項２】
異なる種類の液体を供給する複数の供給チューブと、
複数の供給チューブが接続された継ぎ手と、
この継ぎ手に接続され上記複数の供給チューブから供給された複数種の液体を流す混合チューブと、
この混合チューブに外側から装着され混合チューブを径方向に弾性変形させて内部を流れる液体に乱流を発生させ、この乱流によって複数の液体を混合する混合治具と、
を具備したことを特徴とする液体の混合装置。
【請求項３】
上記混合治具は上記混合チューブを挟み込む少なくとも一対の挟持片を有するコ字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体の混合装置。
【請求項４】
複数の混合治具が上記混合チューブに周方向の異なる方向から装着されることを特徴とする請求項１記載の液体の混合装置。
【請求項５】
複数の液体を混合する混合方法において、
複数の液体を可撓性の混合チューブに供給する工程と、
上記混合チューブを流れる液体に乱流を発生させこの乱流によって複数の液体を混合する工程と、
を具備したことを特徴とする液体の混合方法。
【請求項６】
複数の液体を混合した処理液によって基板を処理する処理装置において、
上記処理液を基板に向けて噴射するノズル体と、
このノズル体に接続され上記複数の液体を混合してノズル体に供給する混合装置とを有し、
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】
この発明は基板を処理する処理液を複数の液体を混合して作る混合装置、混合方法及び処理液を用いて基板を処理する処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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−ンを形成するリソグラフィプロセスがある。このリソグラフィプロセスは、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−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−ンを形成するものである。
【０００３】
上記一連の各工程において、上記基板が汚染されていると回路パタ−ンを精密に形成することができなくなり、不良品の発生原因となる。したがって、それぞれの工程で回路パタ−ンを形成する際には、レジスト、塵埃或いは自然酸化膜などの汚れが残留しない清浄な状態に上記基板を洗浄処理するということが行われている。
【０００４】
基板に洗浄或いは洗浄以外の処理をする場合、その処理目的に応じて異なる種類の処理液が用いられる。処理液としてはフッ酸を純水で希釈した処理液や硫酸を過酸化水素水で希釈した処理液などが用いられている。
【０００５】
複数の液体を混合して作られた処理液は、基板の処理装置に設けられたノズル体から基板に向けて噴射される。このノズル体に供給される処理液は、攪拌機を備えた混合タンクによってたとえばフッ酸と純水とを、フッ酸が所定の濃度になるよう予め混合しておき、この混合タンクから上記ノズル体にポンプによって圧送するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数種の液体を混合タンクによって予め混合して処理液を作るようにすると、ノズル体の上流側に上記混合タンクを設置し、この混合タンクで混合された処理液を上記ノズル体にポンプによって供給しなければならない。
【０００７】
そのため、このような構成によると、混合タンクやポンプが必要不可欠となるから、その分、コストの上昇を招くことになったり、混合タンクやポンプの設置場所を確保しなければならないから、装置の大型化や複雑化を招くということがある。
【０００８】
この発明は、混合タンクを用いずに、複数の液体を均一に混合することを可能にした液体の混合装置、混合方法及び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】
請求項１の発明は、複数の液体が流入する可撓性の混合チューブと、
この混合チューブに外側から装着され混合チューブを径方向に弾性変形させて内部を流れる液体に乱流を発生させ、この乱流によって複数の液体を混合する混合治具と、
を具備したことを特徴とする液体の混合装置にある。
【００１０】
請求項２の発明は、異なる種類の液体を供給する複数の供給チューブと、
複数の供給チューブが接続された継ぎ手と、
この継ぎ手に接続され上記複数の供給チューブから供給された複数種の液体を流す混合チューブと、
この混合チューブに外側から装着され混合チューブを径方向に弾性変形させて内部を流れる液体に乱流を発生させ、この乱流によって複数の液体を混合する混合治具と、
を具備したことを特徴とする液体の混合装置にある。
【００１１】
請求項３の発明は、上記混合治具は上記混合チューブを挟み込む少なくとも一対の挟持片を有するコ字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体の混合装置にある。
【００１２】
請求項４の発明は、複数の混合治具が上記混合チューブに周方向の異なる方向から装着されることを特徴とする請求項１記載の液体の混合装置にある。
【００１３】
請求項５の発明は、複数の液体を混合する混合方法において、
複数の液体を可撓性の混合チューブに供給する工程と、
上記混合チューブを流れる液体に乱流を発生させこの乱流によって複数の液体を混合する工程と、
を具備したことを特徴とする液体の混合方法にある。
【００１４】
請求項６の発明は、複数の液体を混合した処理液によって基板を処理する処理装置において、
上記処理液を基板に向けて噴射するノズル体と、
このノズル体に接続され上記複数の液体を混合してノズル体に供給する混合装置とを有し、
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。
【００１５】
この発明によれば、混合チューブを流れる液体が乱流になるようにしたから、この混合チューブ内において複数の液体を均一に混合することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施の形態に係る半導体ウエハやガラス基板などの基板Ｗを処理液によって処理するためのスピン処理装置を示す。このスピン処理装置はカップ体１を備えている。このカップ体１の底部には複数の排出管２が周方向に所定間隔で接続されている。各排出管２は図示しない排気ポンプに連通している。
【００１８】
上記カップ体１内には回転テーブル３が設けられている。この回転テーブル３の上面の周辺部には周方向に所定間隔で複数の支持部材４が回動可能に設けられている。各支持部材４の上端面には支持ピン５及び支持部材４の回転中心から偏心した位置に上記支持ピン５よりも背の高い係合ピン６が設けられている。
【００１９】
上記回転テーブル３には半導体ウエハなどの基板Ｗが供給される。回転テーブル３に供給された基板Ｗは周辺部の下面が上記支持ピン５によって支持される。その状態で上記支持部材４が回転すると、基板Ｗの外周面に上記係合ピン６が偏心回転して当接する。それによって、上記基板Ｗは回転テーブル３に着脱可能に保持される。
【００２０】
上記回転テーブル３は制御モータ１１によって回転駆動される。この制御モータ１１は筒状の固定子１２内に同じく筒状の回転子１３が回転可能に挿入されてなり、この回転子１３に上記回転テーブル３が動力伝達部材１３ａを介して連結されている。
【００２１】
上記制御モータ１１は制御装置１４によって回転が制御される。それによって、上記回転テーブル３は上記制御装置１４によって所定の回転数で回転させることができる。
【００２２】
上記回転子１３内には筒状の固定軸１５が挿通されている。この固定軸１５の上端には上記回転テーブル３の上面側に位置するノズルヘッド１６が設けられている。つまり、ノズルヘッド１６は回転テーブル３と一緒に回転しない状態で設けられている。このノズルヘッド１６には処理液及び気体を噴射するノズル１７，１８が設けられている。
【００２３】
それによって、上記ノズル１７，１８から回転テーブル３に保持された基板Ｗの下面の中央部分に向けて処理液や気体を選択的に噴射することができるようになっている。つまり、基板Ｗは下面を洗浄及び乾燥処理することができるようになっている。
【００２４】
上記回転テーブル３の上面側は乱流防止カバー１９によって覆われている。この乱流防止カバー１９は回転テーブル３に保持された基板Ｗの下面側に乱流が生じるのを防止するようになっており、その中央部分には上記各ノズル１７，１８からの基板Ｗの下面に処理液や気体を噴射可能とする透孔２０が穿設されている。
【００２５】
上記カップ体１の側方には上記基板Ｗの上面を処理するための処理ユニット２２が設けられている。この処理ユニット２２はアーム体２３を有する。このアーム体２３は垂直部２４と、この垂直部２４の上端に基端部が連結された水平部２５とを有する。上記垂直部２４の下端は回転モータ２６に連結されている。回転モータ２６はアーム体２３を所定の角度で回転駆動するようになっている。
【００２６】
上記回転モータ２６は図示しないリニアガイドによって上下方向にスライド可能に設けられた可動板２７に取付けられている。この可動板２７は上下駆動シリンダ２８によって上下方向に駆動されるようになっている。
【００２７】
上記アーム体２３の水平部２５の先端部にはノズル体２９が設けられている。このノズル体２９には、後述するごとく複数の液体を混合して供給する混合チューブ３１の下流端が接続されている。
【００２８】
図２（ａ）に示すように上記混合チューブ３１はたとえば合成樹脂などの可撓性を有する材料によって作られていて、その上流端は第１乃至第３の３つの接続部３２ａ〜３２ｃを有する継ぎ手３３の、上記第１の接続部３２ａに液密に接続されている。
【００２９】
上記継ぎ手３３の第２の接続部３２ｂには第１の供給チューブ３４が接続され、第３の接続部３２ｃには第２の供給チューブ３５が接続されている。上記第１の供給チューブ３４には第１の液体としてたとえば純水が供給され、上記第２の供給チューブ３５には第２の液体としてたとえば純水の供給量に比べて微量のフッ酸が供給される。
【００３０】
第１の供給チューブ３４と第２の供給チューブ３５とに供給された純水とフッ酸は上記継ぎ手３３を通って上記混合チューブ３１に流入する。純水とフッ酸とは継ぎ手３３に流入して混合されるものの、その混合状態は不十分であり、混合チューブ３１を流れることで、この混合チューブ３１に装着された混合治具３７によって均一に混合される。
【００３１】
つまり、継ぎ手３３に多量の純水と微量のフッ酸とが供給されると、フッ酸は管壁に沿って流れ、純水の流れに混合しにくい。しかも、上記ノズル体２９への処理液の供給が連続的に行われず、間欠的に行われることが多いため、そのことによっても、フッ酸が管壁に沿って流れ易いため、純水に混合し難いということがある。
【００３２】
上記混合チューブ３１に装着される混合治具３７は、図２（ｂ）に示すように一対の挟持片３８を有するコ字状をなしていて、一対の挟持片３８がなす間隔Ｇは上記混合チューブ３１の外形寸法Ｄよりも小さく設定されている。
【００３３】
そして、上記混合治具３８は図２（ａ）に示すように、混合チューブ３１を縮径方向に弾性変形させてその外周面を一対の挟持片３８で挟持して装着されている。この実施の形態では、混合チューブ３１には２つの混合治具３７が混合チューブ３１の周方向にほぼ９０度角度をずらして装着されている。
【００３４】
それによって、混合チューブ３１は、混合治具３７の一対の挟持片３８によって圧縮された方向は図３に示すように周壁が径方向内方へ突出した一対の凸部４１が形成され、圧縮方向と直交する方向、つまり凸部４１から周方向に９０度ずれた位置に周壁が径方向外方に突出する一対の凹部４２が形成される。なお、図３においては混合治具３７の図示を省略している。
【００３５】
凸部４１と凹部４２とが形成された混合チューブ３１内に純水とフッ酸とが供給されると、図３に示すように凸部４１の両端部及び凹部４２内で乱流４３が発生する。混合チューブ３１内に乱流４３が発生すると、混合チューブ４３内の層流が乱され、混合チューブ３１内を流れる純水とフッ酸とが混合される。
【００３６】
たとえば、フッ酸が混合チューブ３の管壁に沿って流れていても、凸部４１や凹部４２で乱流が生じると、その乱流によってフッ酸及び純水が攪拌され、フッ酸は管壁から離れて純水と混合する。その結果、フッ酸は純水に均一に攪拌混合されてスピン処理装置に設けられたノズル体２９に供給され、このノズル体２９から回転テーブル３に保持された基板Ｗに向けて噴射されることになる。
【００３７】
なお、上記継ぎ手３３や混合治具３７は、上記アーム体２２の垂直部２４と水平部２５とを連結した連結部４４の内部に設けられている。つまり、混合治具３７は処理液を噴射するノズル体２９の直前、つまりユースポイントの近くに設けられている。
【００３８】
そのため、一度攪拌混合された処理液は比較的短時間でノズル体２９から噴射されるから、たとえば比重が異なる複数の液体を混合した処理液などのように、攪拌混合された後、噴射されるまでに時間がかかることで、複数の液体が分離して混合状態が不均一になるようなことがない。
【００３９】
このように、混合チューブ３１を弾性的に変形させて、この混合チューブ３１に混合治具３７を装着すれば、混合チューブ３１内に乱流を発生させ、このチューブ３１内を流れるフッ酸と純水とを攪拌混合することができる。つまり、混合チューブ３１に混合治具３７を装着するという簡単な構成でフッ酸と純水とを攪拌混合することができる。
【００４０】
しかも、混合チューブ３１に装着される混合治具３７の数を容易に変更することができる。そのため、たとえば比重の差が大きな複数の液体などのように、混合され難い複数の液体を混合するような場合には、混合チューブ３１に装着する混合治具３７の数を増やせば、それらの液体を均一に混合することが可能となる。
【００４１】
混合治具３７を用いることで、混合タンクを用いる従来に比べて複数の液体の混合をユースポイントの直前で行うことが可能となる。そのため、複数の液体を混合して作られた処理液が混合されてから使用されるまでの時間を短くできるから、使用時に処理液を構成する複数の液体の混合状態が不均一になるのを防止することができる。しかも、混合治具３７を用いることで、混合タンクを用いる場合に比べて簡単な構成とすることができる。
【００４２】
図４（ａ），（ｂ）はこの発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態は混合治具の変形例で、この混合治具３７Ａは複数対の挟持片３８が所定間隔で一体形成されている。つまり、２つで対をなすコ字状の複数対の挟持片３８が所定間隔で櫛歯状に形成されている。混合チューブ３１には、２つの混合治具３７Ａが装着されている。つまり、２つの混合治具３７Ａが互いの挟持片３８を交互に組み、しかも混合チューブ３１の周方向に９０度角度をずらして装着される。
【００４３】
それによって、混合チューブ３１には挟持片３８の対の数に応じてたくさんの凸部４１と凹部４２とが形成されることになるから、この混合チューブ３１内を流れる複数の液体の攪拌混合をより一層、均一に行うことが可能となる。
【００４４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものでなく、たとえば混合する液体はフッ酸と純水とに限られず、硫酸と過酸化水素水や塩酸と過酸化水素水、さらには塩酸と硫酸などであってもよく、さらに混合する液体は二種類でなく、三種類以上であっても差し支えない。
【００４５】
また、基板の処理装置としてはスピン処理装置に限られず、コンベアによって所定方向に搬送される基板にシャワ−ノズルによって処理液を噴射する方式の処理装置であっても差し支えない。
【００４６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、混合チューブを径方向に変形させることで、この混合チューブを流れる液体が乱流になるようにしたから、この混合チューブ内において複数の液体を均一に混合することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成図。
【図２】（ａ）は混合チューブに混合治具を装着した状態の斜視図、（ｂ）は混合チューブに混合治具を装着する前の状態の斜視図。
【図３】混合チューブが混合治具によって変形させられた状態を説明する断面図。
【図４】（ａ）はこの発明の他の実施の形態を示す混合チューブに混合治具を装着した状態の斜視図、（ｂ）は混合チューブに混合治具を装着する前の状態の斜視図。
【符号の説明】
２９…ノズル体
３１…混合チューブ
３３…継ぎ手
３４…第１の供給チューブ
３５…第２の供給チューブ
３７…混合治具
３８…挟持片
４１…凸部
４２…凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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