JPH0342030A - 流体供給装置 - 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】

［概要］ 例えば、半導体装置を製造する際のウェハのエツチング
に使用されるエツチング液等の流体を供給する流体供給
装置に係り、詳しくは流体の温度管理に関し、 供給部材における流体の供給温度と熱交換器の設定温度
との温度差を最小限にすることができる流体供給装置を
提供することを目的とし、流体を貯留するタンクと、前
記タンクから流体を導き、所望の温度に加熱して吐出す
る熱交換器と、前記熱交換器に導出管を介して接続され
、かつ熱交換器より吐出される加熱された流体を供給す
るための供給部材とを備えた流体供給装置において、熱
交換器の前段においてタンク内の流体を加熱する予備加
熱手段を設けて構成した。 ［産業上の利用分野１ 本発明は、例えば、半導体装置を製造する際のウェハの
エツチングに使用されるエツチング液等の流体を供給す
る流体供給装置に係り、詳しくは流体の温度管理に関す
るものである。 例えば、半導体装置のウェハ工程における配線・素子パ
ターン等の段差形状の加工には製品に与えるダメージが
皆無であること等から、エツチング液を使用したウェッ
トエツチングが行われている。 このウェットエツチングは加工装置の近代化・プロセス
ニーズに伴い、その処理方法がマニュアル作業による目
視検査から多量のエツチング液に複数のウェハを浸漬（
デイツプ）するエツチングへと移行し、さらに、このデ
ィンブ式によるエツチングではエツチング液の液質が変
化するため、ウェハを回転させながらノズルスプレーに
よりエツチング液を供給する枚葉式のエツチングへと変
遷している。 このウェットエツチングでは、エツチング液の温度によ
って一定時間内に処理できる膜厚が変化、即ち、エツチ
ングレートが変化するため、熱交換器等を使用してエツ
チング液を所望する一定温度に管理する必要がある。

【従来の技術】

従来、例えば、半導体装置のウニハエ程においてウェッ
トエツチングに使用される薬液供給装置は、第５図に示
すように調合されたエツチング液を貯留するタンクｌと
、タンク１内のエツチング液を導いて所望の温度に加熱
して吐出する熱交換器２と、前記熱交換器２に導出管３
を介して接続され、かつ熱交換器２より吐出される加熱
されたエツチング液を間欠的に供給するためのノズル４
とから構成されている。導出管３は第６図（ａｌ、　（
ｂ）に示すようにエツチング液を流過させる内管３ａと
、内管３ａを収容しかつ恒温水を流過させる外管３ｂと
から構成されるとともに、導出管３の外周には断熱材５
等を巻付けて保温するようにしている。又、導出管３に
は熱交換器２の出口近傍にエツチング液の温度を検出す
るための熱電対６が設けられ、この熱電対６の検出結果
をフィードバックし、熱交換器２から吐出されるエツチ
ング液の温度を設定温度に近づけるようになっている。 ［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記薬液供給装置において、ノズル４から供
給されるエツチング液は一定時間一定量が供給され続け
るのではなく、間欠的に供給される。又、エツチング液
を供給する供給インターバルは熱交換器２の容量により
影響を受ける。しかも、熱電対６が熱交換器２の出口近
傍に設けられている場合、ノズル４先端におけるエツチ
ング液の供給温度と熱交換器２の設定温度とに温度差が
生じるという問題点がある。 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
ものであって、その目的は供給部材における流体の供給
温度と熱交換器の設定温度との温度差を最小限にするこ
とができる流体供給装置を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。 タンク１は流体を貯留するものであり、予備加熱手段７
は熱交換器２の前段において予めタンク１内の流体を加
熱する。熱交換器２はタンクｌから導いた流体を所望の
温度に加熱して吐出する。 供給部材４は熱交換器２に導出管３を介して接続されて
おり、熱交換器２より吐出される加熱された流体を供給
する。 ［作用］ 隔板式の熱交換器における熱伝達の理論式として、以下
の式■で表わされるものがある。 Δｔ−Δｔ１．８−ＤＫＦ Δｔ；熱交換器の人口から距離Ｆにおける流体と恒温水
との温度差 ΔｔＩｉ熱交換器の入口での流体と恒温水との温度差 Ｄ；定数であり、（１７Ｇ＾・Ｃｐ＾）±（１／Ｇ　ａ
　−ＣＰＢ　）Ｋ；熱通過率 Ｆ；熱交換器の入口からの距離 Ｇ：毎時の質量速度（流速） ＣＰ；定圧比熱 本発明では熱交換器の前段において予めタンク内の流体
を予備加熱手段により加熱し、これを熱交換器に導いて
所望の温度に加熱して吐出するようにしているので、式
■におけるΔｔ１を小さくすることができる。このこと
より、熱交換器の導出管の温度差（Δｔ）を０℃に近づ
けることができ供給部材における流体の温度を安定させ
ることができる。 ［実施例１ 以下、本発明を具体化した一実施例を第２〜４図に従っ
て説明する。 第２図は本発明をエツチング用の薬液供給装置に具体化
した一実施例を示す概略構成図、第３図は導出管の直径
方向における断面図、第４図は導出管の軸方向における
断面図であり、第５図と同様の構成については同一の符
号を付して説明する。 第２図に示すようにエツチング液を貯留するタンク１を
収容するように予備加熱手段としての加熱筒７が配設さ
れ、同加熱筒７には熱交換器２から恒温水が導かれて循
環されている。これにより、タンクｌ内のエツチング液
が予め加熱される。 熱交換器２は恒温水に配置された螺旋状の加熱管２ａを
備え、同加熱管２ａは導入管８を介してタンク１から導
かれたエツチング液を設定温度に加熱して吐出する。熱
交換器２により加熱されて吐出されるエツチング液は導
出管３を介して供給部材としてのノズル４に導かれる。 導出管３は第３．４図に示すように内管３　ｃ　＋　中
央管３ｄ及び外管３ｅの三重構造となっており、内管３
ｃ及び中央管３ｄ間にエツチング液を流過させ、内管３
ｃ内と、中央管３ｄ及び外管３８間とに熱交換器２から
導いた恒温水を流過させるようにしている。各管間には
スペーサ３ｆが設けられている。 中央管３ｄには熱通過率の高いテフロン材が使用されて
おり、内管３ｃ内、中央管３ｄ及び外管３８間を流過す
る恒温水により内管３ｃ及び中央管３ｄ間を流過するエ
ツチング液を温めて保温するようにしている。 第４図に示すように、外管３ｅの端部にはキャップ９が
固着され、このキャップ９には恒温水を熱交換器２に戻
す排出管１０が接続されるとともに、中央管３ｄが貫通
されている。中央管３ｄの端部にはキャップ１１が固着
され、このキャンプ１１には薬液供給管１２が接続され
ている。又、キャップ１１には内管３ｃが貫通され熱交
換器２に接続されており、熱交換器２に恒温水を戻すよ
うになっている。 そして、薬液供給管１２には第２図に示すように切替弁
１３を介してノズル４が接続されている。 又、切替弁１３にはエツチング液をタンク側に戻す戻し
管１４が設けられている。同切替弁１３はノズル４より
エツチング液が供給されないとき、戻し管１４側に切替
えられ熱交換器２により所定温度に加熱されたエツチン
グ液をタンク１に戻すようになっている。 このように、本実施例ではタンク１を収容する加熱筒７
を設け、同加熱筒７内に恒温水を循環させ、タンク１内
のエツチング液を予め加熱するようにしたので、熱交換
器２における設定温度からの温度変化を最小限とするこ
とができる。即ち、熱交換器２の能力を実質的に向上す
ることができ、熱交換器２から吐出されるエツチング液
の量が増加した場合においても、エツチング液の温度を
確実に設定温度とすることができる。 又、本実施例ではノズル４よりエツチング液を供給して
いない場合には、切替弁１３を戻し管１４側に切替え、
エツチング液をタンク１内に戻して循環させるようにし
ているので、切替弁１３に至る導出管３内のエツチング
液の温度を熱交換器２の設定温度とすることができ、よ
ってノズル４より供給されるエツチング液の温度低下を
ほとんどなくすことができる。 さらに、本実施例では導出管３を内管３ｃ、中央管３ｄ
及び外管３ｅの三重構造とし、内管３ｃ及び中央管３ｄ
間にエツチング液を流過させ、内管３ｃ内と、中央管３
ｄ及び外管３０間とに恒温水を流過させるようにしたの
で、熱交換器２から吐出され内管３ｃ及び中央管３ｄ間
を流過するエツチング液を、内管３ｃ内、中央管３ｄ及
び外管３０間を流過する恒温水により温めることができ
、温度低下を確実に防止することができる。 なお、本実施例では３つの構成、即ち、■　加熱筒７を
設けてタンクｌ内のエツチング液を予め加熱すること ■　導出管３を内管３ｃ、中央管３ｄ及び外管３ｅの三
重構造とし、内管３ｃ及び中央管３ｄ間を流過するエツ
チング液を、内管３ｃ内、中央管３ｄ及び外管３６間を
流過する恒温水により温めるようにすること ■　ノズル４よりエツチング液が供給されないとき、切
替弁１３を戻し管１４側に切替えて熱交換器２から吐出
されるエツチング液をタンク１に戻すこと を採用したが、上記■〜■の内、いずれか１つ、又は２
つを採用してもよい。 又、導入管８を導出管３と同様に三重構造としてもよい
。 又、熱交換器２から吐出されたエツチング液の温度低下
をさらに防止するためには、導出管３を短く、即ち、熱
交換器２とノズル４との距離を短くすればよいし、導出
管３の外周に断熱材等を巻付けてもよい。 さらに、本実施例では戻し管１４をタンク１内に戻した
が、第２図に二点鎖線で示すように導入管８に接続して
もよい。 又、本実施例ではエツチング用の薬液供給装置に具体化
したが、供給温度を調節する必要のある加工用の原料液
体やその他の液体、又はガス等の流体の供給装置に実施
してもよい。。 ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、供給部材における
流体の供給温度と熱交換器の設定温度との温度差を最小
限にすることができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明をエツチング用の薬液供給装置に具体化
した一実施例を示す概略構成図、第３図は導出管の直径
方向における断面図、第４図は導出管の軸方向における
断面図、第５図は従来の薬液供給装置を示す概略構成図
、第６図＋ａｌは従来の導出管の直径方向における断面
図、 第６図（ｂｌは従来の導出管の軸方向における断面図で
ある。 図において、 ｌはタンク、 ２は熱交換器、 ２は導出管、 ３Ｇは内管、 ３ｄは中央管、 ３ｅは外管、 ４は供給部材としてのノズル、 ７は予備加熱手段としての加熱筒、 １４は戻し管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流体を貯留するタンク（１）と、 前記タンク（１）から流体を導き、所望の温度に加熱し
   て吐出する熱交換器（２）と、 前記熱交換器（２）に導出管（３）を介して接続され、
   かつ熱交換器（２）より吐出される加熱された流体を供
   給するための供給部材（４）とを備えた流体供給装置に
   おいて、 熱交換器（２）の前段においてタンク（１）内の流体を
   加熱する予備加熱手段（７）を設けたことを特徴とする
   流体供給装置。 ２　流体を貯留するタンク（１）と、 前記タンク（１）から流体を導き、所望の温度に加熱し
   て吐出する熱交換器（２）と、 前記熱交換器（２）に導出管（３）を介して接続され、
   かつ熱交換器（２）より吐出される加熱された流体を供
   給するための供給部材（４）とを備えた流体供給装置に
   おいて、 熱交換器（２）によって加熱されて導出された流体を、
   少なくとも供給部材（４）による供給が行われていない
   とき、タンク（１）側に戻す戻し管（１４）を設けたこ
   とを特徴とする流体供給装置。 ３　流体を貯留するタンク（１）と、 前記タンク（１）から流体を導き、所望の温度に加熱し
   て吐出する熱交換器（２）と、 前記熱交換器（２）に導出管（３）を介して接続され、
   かつ熱交換器（２）より吐出される加熱された流体を供
   給するための供給部材（４）とを備えた流体供給装置に
   おいて、 前記導出管（３）を、内管（３ｃ）、中央管（３ｄ）及
   び外管（３ｅ）の三重構造とし、内管（３ｃ）及び中央
   管（３ｄ）間に流体を流過させ、内管（３ｃ）内と、中
   央管（３ｄ）及び外管（３ｅ）間に恒温水を流過させる
   ようにしたことを特徴とする流体供給装置。