JPH0612801Y2 - 気相表面処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、例えばフォトレジストが塗布された半導体ウ
エハや液晶表示器用ガラス基板などに施されるレジスト
の密着強度を上げるための表面処理やレジストのシリル
化処理、ＣＶＤ法による成膜処理などのように、被処理
基板に薬液蒸気を接触させて気相雰囲気で基板の表面処
理を行う気相表面処理装置に係り、特に、薬液蒸気を生
成するための気化器へ所定量の薬液を簡便に供給する技
術に関する。

＜従来の技術＞ 従来、この種の気相表面処理装置として第３図に示すよ
うな装置がある。

薬液タンク１内に収容された薬液２は、薬液タンク１に
付設されたヒータ３で加熱されることにより気化され
る。薬液タンク１内の薬液中には、キャリアガス流路４
を介して、例えば窒素ガスなどの不活性ガスがキャリア
ガスとして導入されている。薬液蒸気は薬液タンク１内
でキャリアガスと混合されて、薬液蒸気流路５を介して
気相処理室６に供給される。気相処理室６内には被処理
基板が収容されており、この被処理基板の表面に薬液タ
ンク１から供給された薬液蒸気を接触させることによ
り、気相雰囲気で所要の表面処理が行われる。なお、図
中の符号８ａはポンプ７を用いて気相処理室６内を減圧
するための排気路、８ｂは気相処理室６内を大気開放す
るための排気路、９は反応処理の前後において気相処理
室６内のガスを窒素ガスなどの不活性ガスで置換するた
めのパージガス供給路、ＶＬは各流路に設けられた電磁
弁である。

＜考案が解決しようとする課題＞ しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような問題点がある。

すなわち、従来装置は、上述のように薬液タンク１内に
収容された多量の薬液２をヒータ３で加熱して気化する
か、あるいは窒素ガスなどを薬液中にバブリングするこ
とによって薬液２を気化させているので、薬液蒸気の量
を精度よくコントロールすることが困難であり、気相処
理室６に供給される薬液蒸気の量が不足したり、あるい
は過剰になったりすることがあるため、反応処理の再現
性が悪いという問題点がある。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、薬液蒸気の量を比較的簡単にコントロールして、反
応処理の再現性のよい気相表面処理装置を提供すること
を目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本考案は、薬液を気化させて薬液の蒸気を生成す
る気化器と、前記薬液の蒸気が供給されることにより被
処理基板に対して所要の表面処理を行う気相処理室とを
備えた気相表面処理装置において、 薬液供給配管を介して前記気化器へ薬液を供給する薬液
供給手段と、 前記薬液供給手段と気化器との間の薬液供給配管に切り
換え弁を介して連結された送り出しガス供給手段と、 前記切り換え弁と気化器との間の薬液供給配管に付設さ
れた液面レベルセンサと、 前記液面レベルセンサからの検出信号に基づき、前記切
り換え弁を制御する制御手段と、 を備えたものである。

＜作用＞ 本考案の作用は次のとおりである。

薬液供給手段から薬液供給配管を介して送られた薬液
が、切り換え弁を通過して、液面レベルセンサが付設さ
れた位置にまで達すると、液面レベルセンサが検出信号
を出力する。この検出信号を与えられた制御手段は、切
り換え弁を送りガス供給手段側に切り換える。その結
果、切り換え弁から液面レベルセンサに至る薬液供給配
管内にある薬液が、送りガス供給手段から供給された送
りガスによって送り出されて気化器へ供給される。気化
器へ供給される薬液の量は、切り換え弁から液面レベル
センサまでの間の薬液供給配管の内容積によって決ま
り、その量を設定変更するには、薬液供給配管に付設さ
れる液面レベルセンサの位置を任意に変更することで調
整可能である。

＜実施例＞ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１実施例 第１図は本考案の第１実施例に係る気相表面処理装置の
概略構成図である。

本実施例における薬液供給手段は、送液ガス流路11を介
して窒素ガスなどの不活性ガスを薬液タンク１の上部空
間に送り込むことにより、薬液タンク１内の薬液２を薬
液供給配管12ａ，12ｂを介して気化器13へ供給するよう
に構成されている。薬液供給配管12ａ，12ｂは三方切り
換え弁14を介して接続されており、この三方切り換え弁
14のもう１つのポートに、薬液供給配管12ｂ内の薬液を
送り出すための、例えば窒素ガスを供給する手段として
の送り出しガス流路15が接続されている。

三方切り換え弁14から気化器13へ至る薬液供給配管12ｂ
には、第１の液面レベルセンサ16が移動可能に取り付け
られており、また、気化器13に連通接続する薬液供給配
管12ｂの末端には、第２の液面レベルセンサ17が取り付
け固定されている。なお、第１の液面レベルセンサ16
が、本考案の構成にいう「液面レベルセンサ」に相当す
る。後述するように第２の液面レベルセンサ17は、本考
案の構成にいう「液面レベルセンサ」に相当するもので
はなく、本考案において、必ずしも要するものではな
い。各液面レベルセンサ16，17は、例えば反射式光学セ
ンサからなり、例えばテフロン（デュポン社の商標）な
どのフッ化樹脂からなる透明あるいは半透明の薬液供給
配管12ｂを流通する薬液の有無を検出する。ただし、液
面レベルセンサ16，17は、必ずしも光学式センサに限ら
ず、例えば静電容量の高低によって薬液供給配管12ｂ内
の薬液の有無を検出するようなセンサであってもよい。

各液面レベルセンサ16，17の検出信号は制御器20に与え
られる。制御器20は、この検出信号に基づき三方切り換
え弁14のポートの切り換え弁や、流路中の電磁弁の開閉
制御を行う。

気化器13は、密閉された内部空間をもつ容器本体13ａ
と、この容器本体13ａの底面に取り付けられたヒータ13
ｂとを備えている。容器本体13ａの上面には薬液供給配
管12ｂと薬液蒸気流路19とが連通接続され、その側面下
部にはキャリアガス流路18が連通接続されている。

薬液蒸気流路19を介して薬液蒸気を供給される処理室６
には、パージガス導入路９が連通接続されているととも
に、ポンプ７に接続された排気路８ａと大気開放された
排気路８ｂとがそれぞれ連通接続されている。また、薬
液蒸気流路19にはバイパス流路21が接続されている。

なお、図中、ＶＬ１〜ＶＬ10は各流路に設けられた電磁
弁である。

次に上述した気相表面処理装置の動作を説明する。

気相表面処理前の準備として、処理室６内がパージガス
で置換される。次に、気化器13へ薬液を送り込むため
に、まず薬液供給配管12ａと薬液供給配管12ｂとが連通
するように三方切り換え弁14が切り換えられる。そし
て、電磁弁ＶＬ１が開状態に、電磁弁ＶＬ２，ＶＬ３が
閉状態にそれぞれ設定されることにより、送液ガス流路
11を介して送液ガスが薬液タンク１内に送り込まれる。
これにより、薬液タンク１内の薬液２は、薬液供給配管
12ａおよび三方切り換え弁14を介して薬液供給配管12ｂ
に流入する。

薬液供給配管12ｂ内に流入した薬液２が、第１の液面レ
ベルセンサ16が設置された位置に達すると、第１の液面
レベルセンサ16の検出信号は「薬液無し」の状態から、
「薬液有り」の状態にレベル変化する。制御器20は、こ
の検出信号のレベル変化に基づき、薬液供給配管12ｂと
送り出しガス流路15とが連通するように、三方切り換え
弁14を切り換える。その結果、送り出しガス流路15から
供給された送り出しガスが、三方切り換え弁14を介して
薬液供給配管12ｂに流れる。この送り出しガスによっ
て、三方切り換え弁14から第１の液面レベルセンサ16に
至る薬液供給配管12ｂ内にある薬液が気化器13へ向けて
送り出される。

薬液供給配管12ｂの流通孔の断面積をＳ、三方切り換え
弁14から第１の液面レベルセンサ16までの配管長さをＬ
とした場合、気化器13へは、Ｓ×Ｌに相当する量の薬液
が供給される。上述したように、第１の液面レベルセン
サ16は、薬液供給配管12ｂに移動可能に取り付けられて
いるので、前記長さＬを変えることにより、気化器13へ
の薬液供給量を任意に設定することができる。

薬液供給配管12ｂ内にある全ての薬液が気化器13に供給
され終わると、薬液供給配管12ｂの末端に取り付けられ
た第２の液面レベルセンサ17の検出信号は、「薬液有
り」の状態から、「薬液無し」の状態にレベル変化す
る。このように、第２の液面レベルセンサ17は、三方切
り換え弁14から第１の液面レベルセンサ16に至る薬液供
給配管12ｂ内にある薬液の送り出し完了を検出する手段
であり、かかる薬液の送り出し完了の検出により、制御
器20は、第２の液面レベルセンサ17の検出信号のレベル
変化に基づき、送り出しガス流路15の電磁弁ＶＬ４を閉
状態に切り換えて、送り出しガスの供給を停止する。

このようにして、予め設定された量の薬液が気化器13に
供給される。制御器20は、必要に応じて薬液供給配管12
ａと薬液供給配管12ｂとが連通するように三方切り換え
弁14を切り換え、上述と同様の動作によって、一定量の
薬液を間欠的に気化器13に供給する。このような薬液の
間欠的な送り込みにおける毎回の薬液の送り出し終了の
検出は、必ずしも要しない。例えば、薬液の送り出し完
了を検出することなく、制御器20にタイマ（図示せず）
を付設して、三方切り換え弁14を介して送り出しガスを
薬液供給配管12ｂへ流し始めた時を起点に、少なくとも
薬液の送り出しに要する時間を経た後に、送り出しガス
流路15の電磁弁ＶＬ４を閉状態に切り換えて、送り出し
ガスの供給を停止するようにしてもよい。このようにタ
イマを使用する場合には第２の液面レベルセンサ17は不
要である。あるいは、気化器13に別の液面レベルセンサ
を設けて気化器13内の薬液量を検出し、気化器13内の薬
液が一定量以下になったら、その検出信号に基づき薬液
の送り込みを開始するようにしてもよい。

気化器13に供給された一定量の薬液は、ヒータ13ｂによ
って加熱気化されて薬液蒸気となり、キャリアガスと混
合されて薬液蒸気流路19から流出する。気化器13の初期
動作状態では、薬液蒸気の濃度が不安定なことがある。
このような場合、電磁弁ＶＬ６を閉状態、電磁弁ＶＬ10
を開状態にして、不安定な薬液蒸気をバイパス流路21を
介して排気する。薬液蒸気の気化量が安定すれば、上記
電磁弁ＶＬ６，ＶＬ10を切り換えて、薬液蒸気を処理室
６に送る。減圧下で表面処理を行う場合、電磁弁ＶＬ９
を閉状態、電磁弁ＶＬ８を開状態にし、ポンプ７で処理
室６を減圧排気する。一方、常圧下で表面処理を行う場
合には、電磁弁ＶＬ８を閉状態、電磁弁ＶＬ９を開状態
にして、処理室６内を常圧排気する。表面処理が終了す
れば、電磁弁ＶＬ７を開状態にして、処理室６をパージ
ガスで置換する。

第２実施例 第２図は本考案の第２実施例の概略構成を示している。
第２図において、第１図と同一符号で示した部分は、第
１実施例と同一部分であるからここでの説明は省略す
る。

第１実施例では薬液タンク１内に送液用ガスを導入する
ことによって、薬液タンク１内の薬液２を薬液供給配管
12ａ，12ｂに送り出したが、第２実施例では、第２図に
示すように、薬液タンク１を第１の液面レベルセンサ16
が設置された位置よりも上方に設け、いわゆるサイホン
の原理によって薬液タンク１内の薬液２を薬液供給配管
12ａ，12ｂに送り出すようにして、薬液供給手段の構成
を簡易なものにしている。

＜考案の効果＞ 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、薬液
供給配管に移動可能に付設された液面レベルセンサによ
って薬液供給配管内の薬液を検出し、その検出信号に基
づいて切り換え弁を切り換えて薬液供給配管に送り出し
ガスを流入して、薬液供給配管内の所定量の薬液を気化
器へ向けて送り出すようにしたので、高価な流量制御器
などを使用することなく、簡易な構成によって一定量の
薬液を気化器へ供給することができる。したがって、本
考案によれば気化器から流出する薬液蒸気の量が安定
し、再現性のよい表面処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る気相表面処理装置の
概略構成図、第２図は第２実施例の概略構成図である。 第３図は従来装置の概略構成図である。 １…薬液タンク、６…気相処理室 12ａ，12ｂ…薬液供給配管 13…気化器、14…三方切り換え弁 15…送り出しガス流路 16…第１の液面レベルセンサ 20…制御器

フロントページの続き (72)考案者 北川 勝 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番地 大日本スクリーン製造株式会社洛西工場 内 (72)考案者 武内 勉 京都府京都市伏見区羽束師古川町322番地 大日本スクリーン製造株式会社洛西工場 内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液を気化させて薬液の蒸気を生成する気
   化器と、前記薬液の蒸気が供給されることにより被処理
   基板に対して所要の表面処理を行う気相処理室とを備え
   た気相表面処理装置において、 薬液供給配管を介して前記気化器へ薬液を供給する薬液
   供給手段と、 前記薬液供給手段と気化器との間の薬液供給配管に切り
   換え弁を介して連結された送り出しガス供給手段と、 前記切り換え弁と気化器との間の薬液供給配管に移動可
   能に付設された液面レベルセンサと、 前記液面レベルセンサからの検出信号に基づき、前記切
   り換え弁を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする気相表面処理装置。