JPH01242883A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面処理装置、特に、給液系に介設された電
磁弁の改良に関し、例えば、半導体装置の製造工程にお
いて、ウェハを洗浄する洗浄装置に利用して有効なもの
に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハを洗浄するウェ
ハ洗浄装置においては、流路を開閉制御する制御弁とし
て、ダイヤフラム弁や、ボール弁が多く用いられており
、この種の制御弁は大流量を対象とする。また、この種
の制御弁はその構造上回転操作が可能であるため、電動
モータまたは流体圧モータと歯車装置との組合せにより
、緩衝機能を有する弁を容易に構成することができる。

一方、ウェハ洗浄装置において、少流量を自動的に開閉
制御したい場合、構造が単純でコンパクトであり、しか
も制御が容易な電磁弁を採用する手法が、考えられる。

なお、ウェハ表面洗浄技術を述べである例としては、株
式会社工業調査会発行「電子材料１９８６年１１月号別
而」昭面６１年１１月１８日発行Ｐ９５〜Ｐ１００、が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ウェハ洗浄装置に電磁弁を使用した場合、−船
釣な電磁弁においては、弁体の弁口に対する開閉速度を
制御することができないため、瞬時に開閉動作が実行さ
れ、水撃が作用して配管内に急激な圧力変動が発生する
ことにより、配管内に付着した水あか等が不測に剥離さ
れ、これによって洗浄水が汚染されるという問題点があ
ることが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、弁の開閉制御時における給液の汚染を
防止することができる表面処理装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理部に処理液を供給する給液路に電磁弁を
処理液の給液を制御するように介設するとともに、この
電磁弁に動作緩和装置を急激な流路の開閉動作を緩和す
るように設けたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、電磁弁による危機な流路の開閉
動作が動作緩和装置により緩和されるため、開閉動作時
の水撃作用が未然に防止される。

したがって、その水撃作用によって流路内に付着した水
あか等が剥離されることによる汚染現象の発生は未然に
防止されることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄装置に使用
されている電磁弁を示す縦断面図、第２図はそのウェハ
洗浄装置を示す回路図である。

本実施例において、表面処理装置としてのウェハ洗浄装
置１は被処理物としてのウェハ２表面について、処理液
として純水３を用いて洗浄処理を実施するように構成さ
れており、処理部としての洗浄槽４を備えている。洗浄
槽４は３段貯留構造に構成され、ウェハ２を下段、中段
および上段へと順次洗浄して行くようになっている。洗
浄槽４には排水路５が接続されており、排水路５は排水
処理装置（図示せず）に排水を送給するようになってい
る。また、洗浄槽４には給液路としての純水供給管（以
下、給水管という。）６が洗浄槽４の上段へ純水３を供
給し得るように配管されており、給水管６は純水製造設
備７に接続されている。

給水管６にはメインバルブ８が介設されており、メイン
ノぐルブ８はダイヤフラム弁またはボール弁等を使用さ
れて、この洗浄装置１が長期間停止される場合に（例え
ば、週または月に１回程度）閉じられるように構成され
ている。給水管６には流量計９がメインバルブ８の下流
側に配されて介設されており、この流量計９は計測デー
タをコントローラｌＯに送信するように構成されている
。給水管６には主流量制御弁１１が流量計９の下流側に
配されて介設されており、この流量制御弁１１は流量を
７２／分程度に制御するように構成されている。給水管
６には電磁弁２０が主流量制御弁１１の下流側に配され
て介設されており、電磁弁は第１図に示されているよう
に構成されている。

給水管６には電磁弁２０を迂回するバイパスパイプ１３
が接続されており、バイパスパイプ１３には副流量制御
弁１２が介設されている。この副流量制御弁１２は流量
を１〜２１１分程度に制御するように構成されている。

第１図に示されている電磁弁２０は弁箱２１を備えてお
り、弁［２１の内部には弁室２２が形成されている。弁
室２２には入口ボート２３が上流側に配されて、出口ポ
ート２４が下流側に配されてそれぞれ開設されており、
入口ボート２３は給水管６の純水製造装置７側へ、出口
ボート２４は洗浄槽４側へそれぞれ接続されている。弁
室２２内には弁口２５が入口ボート２３と出口ボート２
４との間に配されて開設されており、弁口２５の周囲に
は弁座２６が形成されている。また、弁室２２内には弁
体２７が弁座２６に離着座するように配されて、弁口２
５を開閉するように装置されており、弁体２７には弁棒
２８が一体移動するように連結されている。

一方、弁箱２１には弁体２７を操作するための操作部３
０が連設されており、操作部３０のハウジング３１は弁
箱２１の外部に固定されている。

ハウジング３１の内部にはソレノイド３２が装置されて
おり、ソレノイド３２ばコントローラ１０により制御さ
れるように構成されている。ソレノイド３２の中心線上
にはプランジャ３３が摺動自在に挿入されており、プラ
ンジャ３３は弁箱２１に挿入されて弁体２７に一体移動
し得るように連結されている。弁箱２１とハウジング３
１との間にはダイヤフラム３４が弁室２２とハウジング
３１とを仕切るように張設されており、ダイヤフラム３
４はプランジャ３３に嵌着されている。ハウジング３１
の弁室２２と反対側の端部にはリターンスプリング３５
がプランジャ３３との間に介挿されて圧縮状態に装置さ
れており、このスプリング３５によりプランジャ３３は
弁体２７が着座する方向に常時付勢されている。

他方、弁箱２１の操作部３０と反対側にはシリンダ４１
を備えている動作緩和装置４０が連設されており、動作
緩和装置４０のシリンダ４１は弁箱２１に固定されてい
る。シリンダ４１の内部にはシリンダ室４２が形成され
ており、シリンダ室４２には適度の粘性を有する作動液
４３が封入されている。シリンダ室４２内にはピストン
４４がシリンダ室４２を２つの室に仕切るように配され
て、軸心方向に摺動自在に嵌入されており、ピストン４
４はシリンダ室４２に挿入された前記弁棒２８を介して
前記弁体２７に一体移動するように連結されている。ピ
ストン４４には複数本のオリフィス４５が、シリンダ室
４２におけるピストン４４０両脇室を互いに連通させる
ようにそれぞれ開設されている。

次に作用を説明する。

ウェハ２についての洗浄処理中、コントローラ１０の指
令によりソレノイド３２が励磁されるため、プランジャ
３３を介して弁体２７は弁座２６から離座することによ
り、弁口２５を開いている。

これにより、洗浄槽４には純水３が土装置制御弁１１で
制ｍされる流量（本実施例においては７１／分程度）を
もって、電磁弁２０および副流量制御弁１２を通じて給
水される。

ウェハ２についての洗浄処理が一時的に中断される場合
等において、コントローラ１０の指令によりソレノイド
３２が消磁されると、リターンスプリング３５の付勢力
によりプランジャ３３を介□　　して弁体２７は弁座２
６に着座する方向に移動されて、弁口２５が閉じられる
。

このとき、弁体が弁座に瞬時に着座されて弁口が急激に
閉しられると、給水管内において水撃作用が発生するた
め、管内に付着している水あか等の異物がその衝撃によ
り剥離され、給水管内の純水中に浮遊し、これを汚染す
ることになる。この汚染現象は弁が急激に開かれる時も
同様に発生する。給水管内の純水中に浮遊した異物が洗
浄槽に送給されると、この異物が洗浄処理中のウェハに
付着することにより、これを汚染することになる。

しかし、本実施例においては、電磁弁２０に動作緩和装
置４０が付設されていることにより、弁の開閉動作が緩
和されるため、水撃作用の発生が抑止ないしは抑制され
ることにより、純水の汚染現象は防止される。

すなわち、ソレノイド３２またはスプリング３５の付勢
力により、弁体２７が移動し始めると、弁体２７に弁棒
２８を介して連結されたピストン４４も移動しようとす
る。このピストン４４はシリンダ室４２に封入された作
動液４３中において移動しようとするため、作動液４３
の抵抗を受けることになる。ピストン４４にオリフィス
４５が開設されていない場合にはピストン４４は移動す
ることができないが、ピストン４４にオリフィス４５が
開設されていると、作動液４３がオリフィス４５を通っ
て、シリンダ室４２におけるピストン４４の片側室から
他側室へ逃げるため、ピストン４４はその作動液４３の
逃げ量にしたがって徐々に移動することになる。このピ
ストン４４の緩慢な移動は弁棒２８を介して弁体２７に
伝達されるため、弁体２７はその開閉動作を緩和される
。

ちなみに、動作緩和装置がないソレノイドのみによる従
来の弁開閉動作時間が０．１秒以下であると、動作緩和
装置は弁開閉動作時間が０．５〜１秒程度になるように
設定される。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）電磁弁に動作緩和装置を設けることにより、電磁
弁による象徴な流路の開閉動作を緩和させることによっ
て、水撃作用の発生を抑止ないしは抑制することができ
るため、水？作用によって発生する給液路中の処理液の
汚染の発生を防止することができる。

（２）給液路中における処理液のｌη染を防止すること
により、処理液需要部における処理精度の低下を抑制す
ることができるため、処理の品質および信頬性を高める
ことができる。

（３）動作緩和装置をシリンダ室と、シリンダ室に嵌挿
されているとともに、電磁弁の弁体に連結されているピ
ストンと、ピストンにその両端面を連通させるように開
設されているオリフィスとにより構成することにより、
動作緩和装置の構造を簡単、かつ、小型軽量にして、し
かも、自己制御し得るように構成することができるため
、設備コスト、およびランニングコストの増加を抑制す
ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、動作緩和装置は前記実施例に限らず、他の構成
を使用してもよい。

処理部は洗浄槽に限らず、ウェットエツチング処理槽や
、現像処理部等であってもよいし、処理液も純水に限ら
ず、エツチング液や現像液等の薬液であってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハ表面の洗浄処
理技術に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、ウェハやその他の被処理物につい
てのエツチング処理や現像処理等のような表面処理技術
全般に適用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

電磁弁に動作緩和装置を設けることにより、電磁弁によ
る急激な流路の開閉動作を緩和させることによって、水
撃作用の発生を抑止ないしは抑制することができるため
、水撃作用によって発生する給液路中の処理液の汚染の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるウェハ洗浄装置に使用
されている電磁弁を示す縦断面図、第２図はそのウェハ
洗浄装置を示す回路図である。 １・・・ウェハ洗浄装置（表面処理装置）、２・・・ウ
ェハ（被処理物）、３・・・純水（処理液）、４・・・
洗浄槽（処理部）、５・・・排水路、６・・・給水管（
給液路）、７・・・純水製造設備、８・・・メインバル
ブ、９・・・流量計、１０・・・コントローラ、１１・
・・主流量制御弁、１２・・・副流量制御弁、１３・・
・バイパスパイプ、２０・・・電磁弁、２１・・・弁箱
、２２・・・弁室、２３・・・入口ボート、２４・・・
出口ボート、２５・・・弁口、２６・・・弁座、２７・
・・弁体、２８・・・弁棒、３０・・・操作部、３１・
・・ハウジング、３２・・・ソレノイド、３３・・・プ
ランジャ、３４・・・ダイヤフラム、３５・・・リター
ンスプリング、４０・・・動作緩和装置、４１・・・シ
リンダ、４２・・・シリンダ室、４３・・・作動液、４
４・・・ピストン、４５・・・オリフィス。 ＠１１Ｚ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、処理部に処理液を供給する給液路に電磁弁が処理液
   の給液を制御するように介設されており、この電磁弁に
   動作緩和装置が急激な流路の開閉動作を緩和するように
   設けられていることを特徴とする表面処理装置。 ２、動作緩和装置が、シリンダ室と、このシリンダ室に
   嵌挿されているとともに、弁体に連結されているピスト
   ンと、ピストンにその両端面を連通させるように開設さ
   れているオリフィスとを備えており、弁体の動作がこの
   弁体と連動するピストンにおけるオリフィスの流通抵抗
   により緩和されるように構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の表面処理装置。