JPH11147035A - 基板処理液槽の排液機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オーバーフロー配管を介して汚染雰囲気が流入
することを防止する。 【解決手段】処理液タンク３０に接続されたオーバーフ
ロー配管５０の下端は、トラップタンク６０内に処理液
貯留室６１内に貯留された処理液に接液している。この
処理液貯留室６１には、第１排液配管５８１から、処理
液タンク３０内の処理液が導かれるようになっている。
処理液貯留室６１に処理液が流入すると、排液室６２に
処理液があふれ、第２排液配管５８２に排液される。第
２排液配管５８２からの汚染された雰囲気は、処理液貯
留室６１に貯留された処理液によって遮断され、オーバ
ーフロー配管５０に流入することはない。 【効果】処理液貯留室６１内の処理液は、処理液タンク
３０の処理液の交換のたびに入れ替わるから、処理液貯
留室６１の内部で処理液の結晶化が生じることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【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およびＰＤＰ（プラズマディス
プレイパネル）用ガラス基板のような各種被処理基板に
対して処理を施すための基板処理液を貯留する基板処理
液槽の排液機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などの製造工
程においては、半導体ウエハやガラス基板のような被処
理基板に対して処理液を供給し、この処理液によって基
板を処理する工程が不可欠である。このような工程を実
施するための基板処理装置は、処理液を貯留しておくた
めの処理液タンクと、処理液タンク内の処理液を処理対
象の基板が収容される処理室に向けて供給するためのポ
ンプと、処理室内で基板の処理のために使用された後の
処理液をタンクに回収するための回収配管と、新しい処
理液（以下、「新液」という。）を処理液タンクに供給
するための新液供給配管と、処理液タンクの処理液を装
置外へ排出するための排液配管とを有している。

【０００３】処理液タンクに関連して、液面高さの許容
範囲の下限において液面を検知するための下限液面セン
サと、液面高さの許容範囲の上限において液面を検知す
るための上限液面センサとが設けられている。下限液面
センサの検知高さ以下に液面が下がると、新液供給配管
から新液が処理液タンクに補充される。また、上限液面
センサの検知高さ以上に液面が上がると、処理液タンク
への新液の補充が中止される。これにより、処理液タン
ク内に貯留される液量が適切な範囲に管理されるように
なっている。

【０００４】処理液タンクの側面において、上限液面セ
ンサの検知高さよりも上方の位置には、オーバーフロー
配管が接続されている。このオーバーフロー配管は、た
とえば上限液面センサの故障によって過剰な処理液が処
理液タンクに補充されることとなったときに、処理液タ
ンク内の処理液をオーバーフローさせて、排液配管に排
出するためのものである。これにより、処理液が装置内
にあふれ出ることを防止できるから、故障時において
も、処理液による装置の損傷を最小限に抑えることがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の装置
においては、オーバーフロー配管は、排液配管に直接接
続されている。そのため、排液配管からの汚染された雰
囲気が処理液タンク内に流入するおそれがあり、そのた
め、処理液が汚染されるおそれがあった。処理液が汚染
されれば、その処理液によって処理される基板が汚染さ
れ、ひいては半導体装置の歩留まりの低下につながる。

【０００６】また、処理液は、回収配管によって回収さ
れることにより、繰り返し使用されるのであるが、処理
液タンク内の処理液が排液配管からの雰囲気によって汚
染されれば、処理液の劣化が速やか進行し、処理液の使
用寿命が短くなるという問題が生じる。この問題を解決
するために、図５に示すように、オーバーフロー配管１
１０と排液配管１１１との間に、トラップタンク１２０
を介在させることが考えられる。すなわち、オーバーフ
ロー配管１１０の先端は、トラップタンク１２０内に形
成された貯留室１２１に導入されており、この貯留室１
２１に貯留された処理液に接液されている。貯留室１２
１に隣接して排出室１２２が形成されており、この排出
室１２２は、排液配管１１１に接続されている。処理液
タンク１１２内に過剰の処理液が供給されると、オーバ
ーフロー配管１１０を介して過剰供給された処理液が排
出され、貯留室１２１から排出室１２２へとあふれ出
て、排液配管１１１に導かれることになる。

【０００７】この構成では、貯留室１２１に貯留された
処理液によって、オーバーフロー配管１１０と排液配管
１１１とが遮断されているから、排液配管１１１からの
雰囲気がオーバーフロー配管１１０を介して処理液タン
ク１１２に流入するおそれはない。しかし、処理液タン
ク１１２内の液面がオーバーフロー配管１１０の接続位
置にまで上昇することは稀であるから、貯留室１２１に
は処理液が長期間に渡って滞留することになる。この滞
留した処理液はやがて結晶化し、オーバーフロー配管１
１０の出口を塞いで配管詰まりを起こさせるおそれがあ
る。

【０００８】したがって、上限液面センサ１１３の故障
により、液面がオーバーフロー配管１１０の接続位置に
まで上昇したときに、オーバーフロー配管１１０の配管
詰まりのために、過剰供給された処理液の排出を行うこ
とができなくなるおそれがある。そこで、この発明の目
的は、オーバーフロー配管からの汚染された雰囲気が処
理液槽に流入することを防止でき、しかも、オーバーフ
ロー配管の配管詰まりが生じることもない基板処理液槽
の排液機構を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板に対
して処理を施すための処理液を貯留する処理液槽と、こ
の処理液槽に一方端が接続され、処理液槽から処理液を
排液するための第１排液配管と、上記第１排液配管の他
方端が接続され、その第１排液配管から排液された処理
液が貯留される貯留室と、この貯留室に隣接して設けら
れ、貯留室からあふれ出た処理液を排出するための第２
排液配管が接続された排出室と、上記処理液槽に一方端
が接続され、上記第１排液配管から上記貯留室に至る経
路のいずれかの位置に他方端が接続されて、上記処理液
槽内の処理液が所定量以上になったときに処理液槽から
処理液をオーバーフローさせるオーバーフロー配管とを
備えたことを特徴とする基板処理液槽の排液機構であ
る。

【００１０】上記の構成によれば、貯留室に貯留された
処理液によって、第２排液配管側からの汚染された雰囲
気のオーバーフロー配管への流入が妨げられる。これに
より、汚染された空気がオーバーフロー配管を介して処
理液槽に流入することはなく、そのため、処理液槽内の
処理液が汚染されることがない。これにより、基板の処
理を良好に行える。

【００１１】しかも、貯留室には、処理液槽から第１排
液配管を介して排出される処理液が導かれるので、この
貯留室内の処理液は、処理液槽内の処理液の交換のたび
に入れ替わることになる。そのため、貯留室内において
処理液が結晶化したりすることがなく、オーバーフロー
配管の配管詰まりが生じたりするおそれはない。なお、
請求項２に記載のように、上記オーバーフロー配管の上
記他方端は、上記貯留室に貯留されている処理液に接液
するように、上記貯留室に接続されていてもよい。

【００１２】また、請求項３に記載のように、上記オー
バーフロー配管の上記他方端を、上記第１排液配管の途
中部に接続するとともに、上記第１排液配管の上記他方
端を、上記貯留室に貯留された処理液に接液するように
してもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の第１の実施形態に係る基板処理液槽の排液機構を
備えた基板処理装置の構成を示す系統図である。この基
板処理装置は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基
板の処理に利用されるものである。具体的には、この基
板処理装置は、処理室内に配置されたスピンチャック２
０に水平に保持されて回転される基板２１の上面および
下面に、それぞれノズルＮ１およびＮ２から処理液（薬
液または純水）を供給することによって、基板２１を処
理するものである。

【００１４】ノズルＮ１およびＮ２には、処理液タンク
３０（処理液槽）に貯留された処理液が、ポンプ２２に
よって圧送されるようになっている。処理液タンク３０
に貯留されている処理液は、ポンプ２２によってくみ出
され、パルスダンパ２３および温調ユニット２４を通っ
た後、分配器２５によって２つの処理液配管３１，３２
に分配される。各配管３１，３２には、エアトラップ２
６，２７、およびフィルタ２８，２９が介装されてい
る。

【００１５】ポンプ２２は、たとえば圧縮空気によって
駆動されるベローズポンプで構成される。パルスダンパ
２３は、ポンプ２２の動作により生じる処理液の脈動を
減衰させる働きを有する。また、フィルタ２８，２９
は、処理液中の異物を除去する働きを有する。エアトラ
ップ２６，２７は、処理液中から気泡となって生じたガ
スを分離する。エアトラップ２６，２７で分離されたガ
スは、流量調整弁３３，３４が介装された配管３５，３
６を介して処理液タンク３０に戻されるようになってい
る。エアトラップ２６，２７における液面の高さは、液
面センサ３７，３８によって検知される。液面センサ３
７，３８における液面の急速な低下は、処理液中に大量
のガスが混入したことを意味する。このような場合に
は、圧縮空気によって駆動されるポンプ２２に故障が生
じたものとして、基板処理装置の運転が直ちに停止され
る。

【００１６】処理液タンク３０に関連して、処理液タン
ク３０内の処理液の液面を一定範囲に保持するために、
一対の液面センサＳＵおよびＳＬが設けられている。す
なわち、液面センサＳＵは、液面高さの許容範囲の上限
に対応した高さに設けられており、液面センサＳＬは、
液面高さの許容範囲の下限に対応した高さに設けられて
いる。より具体的には、処理液タンク３０の底面から出
て処理液タンク３０の上面に至る液面高さ検出用配管４
０が設けられており、この液面高さ検出用配管４０に液
面センサＳＵおよびＳＬが取り付けられている。液面セ
ンサＳＵ，ＳＬは、発光素子と受光素子との対で構成さ
れる光学式のものであってもよいし、液体の有無による
静電容量の差を検出する静電容量検知式のものであって
もよい。また、液体の有無による超音波反射量の大小を
検出する超音波方式のものが適用されてもよい。

【００１７】処理液タンク３０への新液の供給は、新液
供給配管４１から行われる。この新液供給配管４１を介
する新液の供給は、液面センサＳＬが処理液を検知しな
いことに応答して開始され、液面センサＳＵが処理液を
検知したことに応答して停止される。新液の供給／停止
は、新液供給配管４１に介装されたエア弁４２の開閉に
より制御される。

【００１８】処理液タンク３０にはさらに、基板２１の
処理のために用いられた後の処理液が、回収配管４５を
介して回収されるようになっている。すなわち、処理液
は使い捨てにされるのではなく、基板２１の処理に差し
支えない範囲で、繰り返し再利用される。処理液タンク
３０において、液面センサＳＵによって検出されるべき
上限の液面高さよりも高い位置には、処理液をオーバー
フローさせるためのオーバーフロー配管５０が接続され
ている。このオーバーフロー配管５０は、たとえば、液
面センサＳＵの故障のために、新液供給配管４１からの
新液の供給が適切なタイミングで停止されない場合に、
処理液タンク３０に過剰に供給された処理液を排液す
る。これにより、処理液タンク３０から処理液があふれ
出ることが防がれ、装置内への処理液の漏洩を確実に防
止でき、装置内部の保護を図ることができる。

【００１９】オーバーフロー配管５０は、処理液タンク
３０の側面から出て下方に垂下し、トラップタンク６０
に導かれている。トラップタンク６０は、内底面に立設
された仕切板６３を有している。これにより、トラップ
タンク６０の内部空間は、オーバーフロー配管５０の下
端部が導かれる処理液貯留室６１（貯留室）と、排液室
６２（排出室）とに分割されている。ただし、仕切板６
３は、トラップタンク６０の内部空間を完全に仕切って
いるわけではなく、処理液貯留室６１と排液室６２と
は、仕切板６３の上方において連通している。

【００２０】処理液貯留室６１において、オーバーフロ
ー配管５０の下端部の先端は、仕切り板６３の上端より
も低く位置されている。すなわち、処理液貯留室６１に
貯留された処理液が、オーバーフロー配管５０の下端部
に接液されるようになっている。処理液貯留室６１に
は、処理液タンク３０の底面の排出口に一端が接続され
た第１排液配管５８１が接続されている。この第１排液
配管５８１は、主として、処理液タンク３０の内部の劣
化した処理液を排液するために用いられる配管であり、
排液バルブ５９が途中部に介装されている。第１排液配
管５８１の先端は、処理液貯留室６１の内部に至ってお
り、この処理液貯留室６１に貯留された処理液に接液さ
れるようになっている。ただし、第１排液配管５８１の
先端は、必ずしも処理液貯留室６１内の処理液に接液さ
れる必要はなく、この処理液貯留室６１に排液バルブ５
９からの処理液が供給されるように配置されていればよ
い。

【００２１】一方、排液室６２には、第２排液配管５８
２の一端が接続されている。この第２排液配管５８２の
他端は、装置の外部に引き出されており、たとえば、工
場内に配設された排液用のユーティリティ配管に接続さ
れる。もしも、処理液タンク３０内の液面が上昇して、
オーバーフロー配管５０の高さにまで達すれば、このオ
ーバーフロー配管５０を介して処理液貯留室６１に処理
液が流れ込む。そして、処理液貯留室６１内の処理液の
液面が仕切り板６３の上端縁の高さを越えれば、その分
の処理液は、排液室６２から接続配管６８を介して第２
排液配管５８２に導かれることになる。

【００２２】上記の構成によれば、トラップタンク６０
の処理液貯留室６１に処理液を貯留しておけば、この貯
留された処理液によって、オーバーフロー配管５０と、
第２排液配管５８２との間が遮断される。したがって、
第２排液配管５８２内の雰囲気は、排液室６２まで侵入
することができるに過ぎず、オーバーフロー配管５０を
介して処理液タンク３０に侵入することはない。これに
より、第２排液配管５８２からの汚染された雰囲気によ
って、処理液タンク３０内の処理液が汚染されることが
なく、その劣化を防止できる。

【００２３】オーバーフロー配管５０内には、処理液貯
留室６１内に貯留された処理液の雰囲気が導かれること
になるが、この点に問題はない。すなわち、処理液貯留
室６１に貯留される処理液は、基板処理のために用いら
れた後のいわば廃液ではあるが、この廃液を構成する処
理液の種類および濃度は、処理液タンク３０にその後に
導かれる新液に近いので、この廃液の雰囲気が処理液タ
ンク３０内に導かれたとしても、ただちに処理液タンク
３０内の処理液の劣化を促進させるおそれはない。これ
に対して、排液用のユーティリティ配管などと接続され
る第２排液配管５８２内の雰囲気は、種類および濃度が
いずれも管理されていないから、このような雰囲気の処
理液タンク３０内への侵入は、基板処理に影響を及ぼす
おそれがある。

【００２４】処理液タンク３０内の処理液を排出するた
めに排液バルブ５９を開成すると、排液は第１排出配管
５８１から貯留室６１に導かれ、この貯留室６１から排
出室６２にあふれ出て、第２排出配管５８２を介して装
置外に導かれる。したがって、処理液貯留室６１内の処
理液は、処理液タンク３０内の処理液の入れ換えのため
に排液バルブ５９が開かれるたびに交換されることにな
る。これにより、処理液貯留室６１内の処理液は定期的
に交換されることになるので、この処理液が結晶化した
りするおそれはない。よって、結晶化した処理液による
オーバーフロー配管５０の配管詰まりなどが生じたりす
るおそれはない。

【００２５】図２は、オーバーフロー配管５０に関連す
る部分の具体的な構成例を示す縦断面図であり、図３
は、処理液タンク３０を上方から見込む切断面から見た
平面断面図である。これらの図面には、図１の構成にお
けるスピンチャック２０などを除く部分を１つの筐体８
０内に収容した処理液供給ユニットの構成が示されてい
る。

【００２６】処理液供給ユニットの筐体８０は、ほぼ直
方体形状をなしており、正面板８１、背面板８２、一対
の側面板８３，８４、底面板８５および天面板８６によ
って区画された収容空間内に、各構成部品が配置されて
いる。処理液タンク３０は、ほぼ直方体形状の容器であ
り、その底面の一辺に近い位置には、排液口７１が形成
されている。この排液口７１に第２排液配管５８２が接
続されている。処理液タンク３０は、その底面が排液口
７１に向かって傾斜するように、全体を傾斜させて底面
板８５に固定されている。第１排液配管５８１は、処理
液タンク３０の底面に沿って正面板８１の近傍の位置ま
で水平に導かれ、Ｔ字形管継ぎ手７３により、正面板８
１に沿って水平面内でほぼ直角に折り曲げられて、排液
バルブ５９に導かれている。Ｔ字形管継ぎ手７３の排液
バルブ５９とは反対側には、液面高さ検出用配管４０が
接続されている。

【００２７】第１排液配管５８１は、排液バルブ５９よ
りも下流側において、トラップタンク６０の処理液貯留
室６１に接続されている。排液バルブ５９は、排液の入
口部５９ａよりも排液の出口部５９ｂの方が低くなるよ
うに配置されており、かつ、第１排液配管５８１は、ト
ラップタンク６０に向かう途中部に下方にわずかに屈曲
した屈曲部５８１ａを有している。これにより、処理液
貯留室６１内の液面が、排液バルブ５９の入口部５９ａ
よりも低くなるようにされており、排液バルブ５９と処
理液タンク３０との間の第１排液配管５８１内に排液が
滞留することが防止されている。

【００２８】オーバーフロー配管５０は、処理液タンク
３０の側面の上方寄りの位置に接続されており、トラッ
プタンク６０の上方まで水平面に沿って導かれた後、ト
ラップタンク６０に垂下し、その上面板６０ａを貫通し
て内部の処理液貯留室６１に導入されている。オーバー
フロー配管５０の下端は、処理液貯留室６１の底面近傍
にまで達しており、処理液貯留室６１に貯留された処理
液に確実に接液されるようになっている。

【００２９】回収配管４５は、オーバーフロー配管５０
とほぼ同じ高さで処理液タンク３０の側面に接続されて
おり、背面板８２の近傍を通るように配置されている。
図３に示されているように、たとえばベローズポンプか
らなるポンプ２２は、底面板８５に固定されている。こ
のポンプ２２には、処理液タンク３０の上面板に接続さ
れた配管９１を介して処理液が導入されている。また、
ポンプ２２の上面からは配管９２が出ており、この配管
９２は、背面板８２側において底面板８５上に固定され
たパルスダンパ２３に接続されている。

【００３０】分配器２５、エアトラップ２６，２７、フ
ィルタ２８，２９（図１参照）などは、処理液タンク３
０よりも上方の天面板８６の近傍に配置されているが、
図２および図３では、これらの図示は省略した。図４
は、この発明の第２の実施形態に係る基板処理液槽の排
液機構の構成を示す図である。この図４において、上述
の図１、図２および図３に示された各部に対応する機能
を有する各部には、第１の実施形態の場合と同じ参照符
号を付して示す。

【００３１】この第２の実施形態の特徴は、排液バルブ
５９よりも排液の流れ方向下流側において、第１排液配
管５８１の途中部に、Ｔ字形管継ぎ手１０を介して、オ
ーバーフロー配管５０が接続されている点である。すな
わち、この実施形態では、オーバーフロー配管５０は、
トラップタンク６０の処理液貯留室６１に貯留された処
理液に接液されていない。

【００３２】第１排液配管５８１は、ほぼ水平に配置さ
れていて、Ｔ字形管継ぎ手１０に関して、処理液タンク
３０とは反対側の途中部で下方に向けて曲げられてお
り、その下端部は、トラップタンク６０の上面から処理
液貯留室６１内に導かれている。第１排液配管５８１の
下端は、処理液貯留室６１の底面近傍に配置されてお
り、この処理液貯留室６１内に貯留された処理液に確実
に接液されるようになっている。

【００３３】この構成により、オーバーフロー配管５０
は、処理液貯留室６１に貯留された処理液によって、第
２排液配管５８２内の雰囲気から遮断されるから、種類
および濃度の管理されていない雰囲気が処理液タンク３
０内に侵入することを防止できる。また、処理液貯留室
６１内の処理液が処理液タンク３０内の処理液の交換の
たびに入れ替わる点も、上述の第１の実施形態の場合と
同様であるので、処理液貯留室６１内の処理液が結晶化
することがなく、配管詰まりなどを生じるおそれはな
い。

【００３４】この発明の２つの実施形態について説明し
たが、この発明は他の形態でも実施することができ、特
許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更
を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る基板処理液槽
の排液機構を備えた基板処理装置の全体の構成を示す系
統図である。

【図２】オーバーフロー配管に関連する部分の具体的な
構成を示す縦断面図である。

【図３】図２に示された構成の平面断面図である。

【図４】この発明の第２の実施形態に係る基板処理液槽
の排液機構の構成を示す図である。

【図５】オーバーフロー配管をトラップタンクを介して
排液配管に接続した構成を示す図である。

【符号の説明】

３０ 処理液タンク ５０ オーバーフロー配管 ５８１ 第１排液配管 ５８２ 第２排液配管 ６０ トラップタンク ６１ 処理液貯留室 ６２ 排液室 ６３ 仕切板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に対して処理を施すための処理液を貯
   留する処理液槽と、 この処理液槽に一方端が接続され、処理液槽から処理液
   を排液するための第１排液配管と、 上記第１排液配管の他方端が接続され、その第１排液配
   管から排液された処理液が貯留される貯留室と、 この貯留室に隣接して設けられ、貯留室からあふれ出た
   処理液を排出するための第２排液配管が接続された排出
   室と、 上記処理液槽に一方端が接続され、上記第１排液配管か
   ら上記貯留室に至る経路のいずれかの位置に他方端が接
   続されて、上記処理液槽内の処理液が所定量以上になっ
   たときに処理液槽から処理液をオーバーフローさせるオ
   ーバーフロー配管とを備えたことを特徴とする基板処理
   液槽の排液機構。
2. 【請求項２】上記オーバーフロー配管の上記他方端は、
   上記貯留室に貯留されている処理液に接液するように、
   上記貯留室に接続されていることを特徴とする基板処理
   液槽の排液機構。
3. 【請求項３】上記オーバーフロー配管の上記他方端は、
   上記第１排液配管の途中部に接続されており、上記第１
   排液配管の上記他方端は、上記貯留室に貯留された処理
   液に接液するように、上記貯留室に接続されていること
   を特徴とする基板処理液槽の排液機構。