JP2016186994A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に処理液を供給して基板を処理する技術に関連する。 The present invention relates to a technique for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate.
従来より、デバイスの製造では、半導体基板やガラス基板等の様々な用途の基板に様々な処理液を供給して処理が行われる。基板には非常に微細なパターンが形成されるため、基板の表面を清浄に保つことが求められる。特に、処理液から金属粒子や金属イオン等のメタル不純物を徹底的に排除することは、基板から得られるデバイスの品質および信頼性の向上において重要となる。 Conventionally, in the manufacture of devices, processing is performed by supplying various processing liquids to substrates for various uses such as a semiconductor substrate and a glass substrate. Since a very fine pattern is formed on the substrate, it is required to keep the surface of the substrate clean. In particular, thorough removal of metal impurities such as metal particles and metal ions from the processing liquid is important in improving the quality and reliability of the device obtained from the substrate.
例えば、特許文献1に開示される半導体基板洗浄装置では、フィルタでメタル不純物を吸着する。
For example, in the semiconductor substrate cleaning apparatus disclosed in
メタル不純物で汚染されている処理液で半導体基板を洗浄すると、半導体基板が金属にて汚染されてしまう。そこで、金属粒子および金属イオンを排除するために、パーティクル除去フィルタと、メタル除去フィルタであるイオン交換膜が用いられる。しかし、これら2つのフィルタを直列に接続するだけではメタル不純物およびパーティクルを十分に除去できない場合があることが明らかとなった。特に、有機溶剤である処理液がステンレス鋼にて形成された容器から供給される場合、鉄の不純物とパーティクルの双方を効果的に除去することができない。 When the semiconductor substrate is washed with a processing solution contaminated with metal impurities, the semiconductor substrate is contaminated with metal. Therefore, in order to exclude metal particles and metal ions, a particle removal filter and an ion exchange membrane that is a metal removal filter are used. However, it has become clear that metal impurities and particles may not be sufficiently removed by simply connecting these two filters in series. In particular, when the treatment liquid, which is an organic solvent, is supplied from a container formed of stainless steel, both iron impurities and particles cannot be effectively removed.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理後の基板上に鉄およびパーティクルが残留することを抑制することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at suppressing that iron and a particle remain on the board | substrate after a process.
請求項1に記載の発明は、基板処理装置であって、有機溶剤である処理液を格納するステンレス鋼にて形成された容器が接続される接続部と、基板に処理液を供給して前記基板に処理を行う処理部と、前記接続部から前記処理部に処理液を導く供給路と、前記供給路上に設けられた第1パーティクル除去フィルタと、前記第1パーティクル除去フィルタと前記処理部との間において前記供給路上に設けられ、少なくとも前記処理液に含まれる鉄イオンを除去するメタル除去フィルタと、前記メタル除去フィルタと前記処理部との間において前記供給路上に設けられた第2パーティクル除去フィルタとを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記処理液が、イソプロピルアルコールである。 A second aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the first aspect, wherein the processing liquid is isopropyl alcohol.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の基板処理装置であって、前記処理液による処理が、基板に対する乾燥処理である。 A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the second aspect, wherein the treatment with the treatment liquid is a drying treatment for the substrate.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第1パーティクル除去フィルタの平均細孔径が、前記第2パーティクル除去フィルタの平均細孔径よりも大きい。
Invention of Claim 4 is the substrate processing apparatus in any one of
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理装置であって、基板に処理液を供給して前記基板に処理を行う他の処理部をさらに備え、前記供給路が、前記接続部から延びる共通流路と、前記共通流路から前記処理部に処理液を導く支流路と、前記共通流路から前記他の処理部に処理液を導く他の支流路とを含み、前記第1パーティクル除去フィルタおよび前記メタル除去フィルタは、前記共通流路に設けられ、前記第2パーティクル除去フィルタは、前記支流路に設けられ、前記他の支流路に他の第2パーティクル除去フィルタが設けられる。 A fifth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising another processing unit that supplies a processing liquid to the substrate and performs processing on the substrate, A supply path extends from the connection section, a common flow path, a branch flow path that guides the processing liquid from the common flow path to the processing section, and another branch flow path that guides the processing liquid from the common flow path to the other processing section The first particle removal filter and the metal removal filter are provided in the common channel, the second particle removal filter is provided in the branch channel, and another second channel is provided in the other branch channel. A particle removal filter is provided.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記メタル除去フィルタと前記第2パーティクル除去フィルタとの間において前記供給路上に配置されたバッファタンクをさらに備える。 A sixth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the buffer is disposed on the supply path between the metal removal filter and the second particle removal filter. A tank is further provided.
本発明によれば、処理後の基板上に鉄およびパーティクルが残留することを抑制することができる。 According to the present invention, iron and particles can be prevented from remaining on the substrate after processing.
図1は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置1の概略構成を示す図である。基板処理装置1は、基板9に様々な処理液を供給して基板9に処理を行う。処理には、基板9に対する乾燥処理が含まれる。具体的には、基板9に純水を供給して洗浄する工程と、基板9にさらにIPA(イソプロピルアルコール)を供給して純水をIPAに置換して基板9を乾燥する工程とが含まれる。図1では、基板処理装置1における処理液の供給系のうち、IPAの供給に係る部分のみを示している。実際の基板処理装置1には、多数の配管が設けられる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
基板処理装置1は、処理部11と、処理液を処理部11に導く供給系12とを含む。処理部11は、基板9に処理液を供給して処理を行う。処理部11は、基板9を水平姿勢にて回転する回転部111と、基板9の上面に処理液を供給する供給部112と、基板9から飛散する処理液を受ける液受け部113とを含む。液受け部113にて受けられた処理液は廃棄される。処理部11の構造としては他のものが採用されてもよい。本実施の形態では処理部11は枚葉式であるが、バッチ式であってもよい。
The
供給系12は、供給路121と、第1パーティクル除去フィルタ122と、メタル除去フィルタ123と、第2パーティクル除去フィルタ124と、弁125と、接続部126と、ポンプ127とを含む。第1パーティクル除去フィルタ122は、供給路121上に設けられる。メタル除去フィルタ123は、第1パーティクル除去フィルタ122と処理部11との間において供給路121上に設けられる。第2パーティクル除去フィルタ124は、メタル除去フィルタ123と処理部11との間において供給路121上に設けられる。
The
弁125は、メタル除去フィルタ123と第2パーティクル除去フィルタ124との間において供給路121上に設けられる。供給路121の一端は、処理部11に接続される。接続部126は、供給路121の他端に位置する。ポンプ127は、接続部126と第1パーティクル除去フィルタ122との間において供給路121上に設けられる。接続部126には容器92が接続される。正確には、容器92に取り付けられた管921の端部に設けられた接続部922が、供給系12の接続部126に接続される。
The
容器92にはIPA91が密閉された状態で格納される。ただし、IPA91を取り出すために、容器92内へのガスの流入は許容される。容器92は、防爆のためにステンレス鋼にて形成される。弁125が開いた状態でポンプ127が駆動されると、IPA91が容器92から吸い上げられ、IPA91は供給路121により接続部126から処理部11へと導かれる。IPA91は、第1パーティクル除去フィルタ122、メタル除去フィルタ123および第2パーティクル除去フィルタ124を順に通過する。
The
第1パーティクル除去フィルタ122および第2パーティクル除去フィルタ124は、IPA91に含まれるパーティクルを除去する。メタル除去フィルタ123は、本実施の形態ではイオン交換膜であり、IPA91に含まれる金属イオンを除去する。既述のように、IPA91は、基板9に対する乾燥処理時に用いられる。IPA91から金属イオンが除去されることにより、乾燥後の基板9に金属が残留することが抑制される。特に、金属の残留防止は、乾燥処理が処理部11での最後の工程の場合に効果的である。
The first
第1パーティクル除去フィルタ122の平均細孔径は、第2パーティクル除去フィルタ124の平均細孔径よりも大きい。これにより、第1パーティクル除去フィルタ122として安価なものを用いつつ効率よくパーティクルを除去することができる。
The average pore diameter of the first
次に、3つのフィルタ122,123,124をこの順にて配置することによる効果について説明する。
Next, the effect obtained by arranging the three
図2は、図1の装置と同様の装置において供給路上にパーティクル除去フィルタまたはメタル除去フィルタを様々な順序で配置した場合に、フィルタ通過後のIPAから検出される鉄のレベル、すなわち、鉄のパーティクルおよび鉄イオンの濃度を比較して示す図である。IPAには他の金属イオンも含まれるが、容器92がステンレス鋼にて形成されるため、フィルタを通さない場合は鉄が多く含まれる。そこで、図2では鉄についての結果のみを示している。
FIG. 2 shows the iron level detected from the IPA after passing through the filter when the particle removal filter or the metal removal filter is arranged in various orders on the supply path in an apparatus similar to the apparatus of FIG. It is a figure which compares and shows the density | concentration of a particle and an iron ion. Although other metal ions are included in IPA, since
グラフにおいて、「P」は供給路上にパーティクル除去フィルタを配置することを示す。「M」は供給路上にメタル除去フィルタを配置することを示す。「→」はフィルタの配置順序を示し、例えば、「P→P」は上流側から処理部に向かって2つのパーティクル除去フィルタを直列に配置することを示す。「P→M」は上流側から処理部に向かってパーティクル除去フィルタおよびメタル除去フィルタをこの順で直列に配置することを示す。 In the graph, “P” indicates that a particle removal filter is disposed on the supply path. “M” indicates that a metal removal filter is disposed on the supply path. “→” indicates the arrangement order of the filters. For example, “P → P” indicates that two particle removal filters are arranged in series from the upstream side toward the processing unit. “P → M” indicates that the particle removal filter and the metal removal filter are arranged in series in this order from the upstream side toward the processing unit.
図2において「P→P→M」の場合に鉄の検出レベルが最も低く、続いて「P→M」、「P→M→P」の場合に鉄の検出レベルが低い。このことから、パーティクル除去フィルタの下流側にメタル除去フィルタを配置することにより、鉄の検出レベルを下げることができるといえる。しかし、実際には、「P→P→M」および「P→M」の場合、パーティクルの検出レベルが増加する。これは、メタル除去フィルタから金属以外のパーティクルが発生することが原因と考えられる。 In FIG. 2, the iron detection level is the lowest when “P → P → M”, and the iron detection level is low when “P → M” and “P → M → P”. From this, it can be said that the iron detection level can be lowered by arranging the metal removal filter downstream of the particle removal filter. However, in practice, in the case of “P → P → M” and “P → M”, the particle detection level increases. This is considered to be caused by generation of particles other than metal from the metal removal filter.
「P→M→P」の場合、最初のパーティクル除去フィルタにて金属パーティクルおよび金属以外のパーティクルが除去され、メタル除去フィルタにて金属イオンが除去される。そして、最後のパーティクル除去フィルタにてメタル除去フィルタにて発生した金属以外のパーティクルが除去される。すなわち、パーティクル除去フィルタ、メタル除去フィルタおよびパーティクル除去フィルタをこの順で配置することにより、金属パーティクル、金属以外のパーティクルおよび金属イオンの全てを効果的に除去することが実現される。 In the case of “P → M → P”, metal particles and non-metal particles are removed by the first particle removal filter, and metal ions are removed by the metal removal filter. Then, particles other than metal generated by the metal removal filter are removed by the last particle removal filter. That is, by arranging the particle removal filter, the metal removal filter, and the particle removal filter in this order, it is possible to effectively remove all of the metal particles, particles other than metal, and metal ions.
そこで、基板処理装置1では、第1パーティクル除去フィルタ122、メタル除去フィルタ123および第2パーティクル除去フィルタ124が供給路121上にこの順で配置される。ステンレス鋼にて形成された容器92からIPA91が供給路121を流れると、IPA91に含まれる鉄のパーティクルおよび鉄イオンを除去しつつ、金属以外のパーティクルの発生も抑制される。その結果、処理後の基板9上に鉄およびパーティクルが残留することを抑制する。
Therefore, in the
また、処理液に含まれるパーティクルを除去するフィルタとして第1パーティクル除去フィルタ122を設け、メタル除去フィルタ123から発生するパーティクルを除去するフィルタとして第2パーティクル除去フィルタ124を設けることにより、除去されるパーティクルに合わせたフィルタを用いることができる。例えば、本実施の形態の場合、第1パーティクル除去フィルタ122として金属パーティクルおよび大きなパーティクルの除去に適したフィルタを用い、第2パーティクル除去フィルタ124として金属以外のパーティクルおよび小さなパーティクルの除去に適したフィルタを用いることができる。
Further, the first
図3は、複数の処理部11が設けられる場合の基板処理装置1を示す図である。各処理部11の構成および動作は同様である。また、図3の基板処理装置1では供給系12にバッファタンク133およびポンプ134が設けられる。他の構成要素は図1と同様であり、図1と同様の符号を付している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
供給路121は、接続部126からバッファタンク133に至る第1供給路131と、バッファタンク133から各処理部11に至る第2供給路132とを含む。換言すれば、バッファタンク133は、供給路121上に配置される。第1供給路131には、接続部126からバッファタンク133に向かって、ポンプ127、第1パーティクル除去フィルタ122およびメタル除去フィルタ123が順に配置される。
The
第2供給路132は、途中で分岐して各処理部11に接続される。以下、供給路121のうち、接続部126から分岐位置135まで延びる部位を「共通流路141」と呼び、分岐位置135から各処理部11までの部位を「支流路142」と呼ぶ。第1供給路131は共通流路141に含まれる。ポンプ134は、共通流路141上において、バッファタンク133と分岐位置135との間に設けられる。各支流路142には、分岐位置135から処理部11に向かって順に、弁125および第2パーティクル除去フィルタ124が設けられる。ポンプ134が駆動されると、共通流路141から支流路142を経由して処理部11にIPA91がそれぞれ導かれる。
The
既述のように、第1パーティクル除去フィルタ122およびメタル除去フィルタ123は、共通流路141に設けられる。複数の第2パーティクル除去フィルタ124は、複数の支流路142にそれぞれ設けられる。第2パーティクル除去フィルタ124を各処理部11の直前に設けることにより、パーティクルが適切に除去されたIPA91を容易に基板9に供給することができる。
As described above, the first
特に、バッファタンク133が設けられる場合は、メタル除去フィルタ123と第2パーティクル除去フィルタ124との間にバッファタンク133が設けられることが好ましい。メタルの発生源は、主に容器92であるため、バッファタンク133の前にメタル除去フィルタ123を設けることにより、メタルが除去されたIPA91をバッファタンク133に貯留することができる。また、バッファタンク133よりも後ろに第2パーティクル除去フィルタ124を設けることにより、バッファタンク133を含む様々なパーティクルの発生源の影響を処理直前に除去することができる。
In particular, when the
バッファタンク133はメタル除去フィルタ123の下流側に設けられるため、バッファタンク133は樹脂製または内面に樹脂層が形成された容器であることが好ましい。
Since the
上記基板処理装置1は様々な変形が可能である。
The
ステンレス鋼にて形成された容器92にて供給される有機溶剤である処理液は、IPAには限定されない。また、処理液の用途も乾燥には限定されない。処理液としては、例えば、ケトン類(アセトン、ジエチルケトン等)、エーテル類(メチルエーテル、エチルエーテル等)、多価アルコール(エチレングリコール等)であってもよい。
The treatment liquid that is an organic solvent supplied in a
図3において、バッファタンク133は省かれてもよい。逆に、図1の基板処理装置1にバッファタンクが設けられてもよい。
In FIG. 3, the
弁125とフィルタとの位置関係は適宜変更されてよい。また、複数のフィルタが実質的に1つのフィルタ装置の中に設けられてもよい。例えば、第1パーティクル除去フィルタ122とメタル除去フィルタ123とが1つのフィルタ装置のカバー内に設けられてもよい。メタル除去フィルタ123と第2パーティクル除去フィルタ124とが1つのフィルタ装置のカバー内に設けられてもよい。さらには、第1パーティクル除去フィルタ122、メタル除去フィルタ123および第2パーティクル除去フィルタ124が1つのフィルタ装置のカバー内にこの順で設けられてもよい。
The positional relationship between the
第1パーティクル除去フィルタ122および第2パーティクル除去フィルタ124は同じフィルタであってもよい。パーティクル除去フィルタとしては、樹脂や他の材料のものが用いられてよい。メタル除去フィルタ123は鉄イオンを選択的に除去するものであってもよい。メタル除去フィルタ123は、少なくとも処理液に含まれる鉄イオンを除去するものであればよい。メタル除去フィルタ123は、キレート樹脂でもよい。
The first
基板9は、半導体基板やガラス基板には限定されず、他の材料の基板であってもよい。また、基板9は様々な用途に利用されるものであってよい。 The substrate 9 is not limited to a semiconductor substrate or a glass substrate, and may be a substrate made of another material. The substrate 9 may be used for various purposes.
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.
1 基板処理装置
9 基板
11 処理部
91 IPA(処理液)
92 容器
121 供給路
122 第1パーティクル除去フィルタ
123 メタル除去フィルタ
124 第2パーティクル除去フィルタ
126 接続部
133 バッファタンク
141 共通流路
142 支流路
DESCRIPTION OF
92
Claims (6)
有機溶剤である処理液を格納するステンレス鋼にて形成された容器が接続される接続部と、
基板に処理液を供給して前記基板に処理を行う処理部と、
前記接続部から前記処理部に処理液を導く供給路と、
前記供給路上に設けられた第1パーティクル除去フィルタと、
前記第1パーティクル除去フィルタと前記処理部との間において前記供給路上に設けられ、少なくとも前記処理液に含まれる鉄イオンを除去するメタル除去フィルタと、
前記メタル除去フィルタと前記処理部との間において前記供給路上に設けられた第2パーティクル除去フィルタと、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus,
A connection part to which a container formed of stainless steel for storing a treatment liquid which is an organic solvent is connected;
A processing unit for supplying a processing liquid to the substrate and processing the substrate;
A supply path for guiding the processing liquid from the connection part to the processing part;
A first particle removal filter provided on the supply path;
A metal removal filter that is provided on the supply path between the first particle removal filter and the processing unit and removes at least iron ions contained in the processing liquid;
A second particle removal filter provided on the supply path between the metal removal filter and the processing unit;
A substrate processing apparatus comprising:
前記処理液が、イソプロピルアルコールであることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The substrate processing apparatus, wherein the processing liquid is isopropyl alcohol.
前記処理液による処理が、基板に対する乾燥処理であることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2,
The substrate processing apparatus, wherein the treatment with the treatment liquid is a drying treatment for the substrate.
前記第1パーティクル除去フィルタの平均細孔径が、前記第2パーティクル除去フィルタの平均細孔径よりも大きいことを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein an average pore diameter of the first particle removal filter is larger than an average pore diameter of the second particle removal filter.
基板に処理液を供給して前記基板に処理を行う他の処理部をさらに備え、
前記供給路が、
前記接続部から延びる共通流路と、
前記共通流路から前記処理部に処理液を導く支流路と、
前記共通流路から前記他の処理部に処理液を導く他の支流路と、
を含み、
前記第1パーティクル除去フィルタおよび前記メタル除去フィルタは、前記共通流路に設けられ、
前記第2パーティクル除去フィルタは、前記支流路に設けられ、
前記他の支流路に他の第2パーティクル除去フィルタが設けられることを特徴とする基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein:
Further comprising another processing unit for supplying a processing liquid to the substrate and processing the substrate,
The supply path is
A common flow path extending from the connecting portion;
A branch channel for guiding a processing liquid from the common channel to the processing unit;
Another branch channel for guiding the processing liquid from the common channel to the other processing unit;
Including
The first particle removal filter and the metal removal filter are provided in the common flow path,
The second particle removal filter is provided in the branch channel,
A substrate processing apparatus, wherein another second particle removal filter is provided in the other branch channel.
前記メタル除去フィルタと前記第2パーティクル除去フィルタとの間において前記供給路上に配置されたバッファタンクをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The substrate processing apparatus further comprising a buffer tank disposed on the supply path between the metal removal filter and the second particle removal filter.
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