JP5763710B2 - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は半導体基板製造装置及び方法に関し、より詳細には基板を洗浄する装置及び方法に関する。

一般的に半導体素子は、シリコンウエハーのような基板に対して写真工程（ｐｈｏｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ）、蝕刻工程（ｅｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）、イオン注入工程（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）、そして蒸着工程（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）等のような多様な工程を通じて形成される。

そして、各々の工程を遂行する過程で基板に付着された各種汚染物を除去するために洗浄工程が遂行される。洗浄工程は、薬液（ｃｈｅｍｉｃａｌ）により基板上の汚染物質を除去する薬液処理工程、純水（ｐｕｒｅ ｗａｔｅｒ）により基板上に残留する薬液を除去する洗浄工程（ｗｅｔ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）、及び乾燥流体を供給して基板表面に残留する純水を乾燥するための乾燥工程（ｄｒｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を含む。

従来、純水が残っている基板の上に加熱された窒素ガスを供給して乾燥工程を遂行した。しかし、基板上に形成されたパターンの線幅が狭くなり、アスペクト比が大きくなるにしたがって、パターン間の純水の除去が良く行われない。このために、最近は、純水に比べて揮発性が大きくて表面張力が低いイソプロパノールアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）のような液相の有機溶剤を用いて、基板上で純水を置換し、以後に加熱された窒素ガスを供給して基板を乾燥している。

しかし、非極性である有機溶剤と極性である純水とは、混合が良く行われないので、純水を液相の有機溶剤で置換するためには長時間の間に多量の液相の有機溶剤を供給しなければならない。

韓国特許公開第１０−２０１３−００３５８４０号公報

本発明の目的は、基板の乾燥効率を向上させることができる基板洗浄装置及び方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、液相の有機溶剤と純水との置換を容易にして、液相の有機溶剤を節約できる基板洗浄装置及び方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする課題は上述した課題に限定されることはなく、言及されなかった課題は、本明細書及び添付された図面から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解できることである。

本発明は基板洗浄装置を提供する。

本発明の一実施形態による基板洗浄装置は基板を支持する基板支持ユニット、前記基板支持ユニットを囲み、前記基板から飛散する有機溶剤を回収する容器、及び前記容器の一側に提供され、前記基板へ気泡を含む液相の有機溶剤を噴射する流体供給ユニットを含み、前記流体供給ユニットは前記有機溶剤を前記基板へ吐出させるノズルヘッド、貯藏タンクから前記ノズルヘッドへ前記有機溶剤を供給する有機溶剤供給ライン及び前記供給ラインに提供されて前記液相の有機溶剤に気泡を提供する気泡提供部材を含む。
前記気泡提供部材は前記供給ラインに提供されて前記液相の有機溶剤を加熱する加熱器及び前記加熱器の温度を調節する制御器を含み、前記制御器は前記液相の有機溶剤を沸騰点以上に加熱するように前記加熱器を制御することができる。
前記流体供給ユニットは前記加熱器を迂回するように前記供給ラインに提供される迂回ラインをさらに包含できる。

前記有機溶剤はイソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）であり、前記制御器は、前記イソプロピルアルコールを８０℃乃至１００℃に加熱するように前記加熱器を制御することができる。

前記気泡提供部材は前記供給ラインを流れる液相の前記有機溶剤に超音波を印加する超音波印加部材を包含することができる。

前記超音波印加部材は前記供給ラインに提供される振動部材及び前記振動部材に前記超音波を提供する発振器（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を包含することができる。

前記超音波印加部材は前記振動部材と前記ノズルヘッドとの間に提供されて前記液相の有機溶剤に含まれた気泡量を測定する気泡量測定器及び前記振動部材に印加される超音波の周波数を調節する制御器をさらに包含できる。

前記振動部材は前記供給ラインに接触され、前記供給ラインを囲むように提供される本体及び前記本体内に提供されて前記超音波が印加され、印加された前記超音波を前記供給ラインに再印加する振動子を包含することができる。

前記超音波印加部材は流体媒質が収まれている容器、前記容器内の流体媒質に振動を印加する振動子、及び前記振動子へ超音波を印加する発振器を含み、前記供給ラインの一部が前記容器内に流体媒質の内部に沈まれるように提供され得る。

前記気泡提供部材は前記供給ラインに連結され、内部には前記液相の有機溶剤が流れ微孔が形成されたメンブレン（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）ライン、前記メンブレンラインを囲むハウジング及び前記メンブレンラインと前記ハウジングとの間の空間に気体を供給する気体供給ラインを含み、前記空間に供給された気体が前記微孔を通じて前記メンブレンラインの内部へ流れ込まれて液相の前記有機溶剤に気泡を提供することができる。

前記気泡提供部材は前記有機溶剤に含まれた気泡量を測定する気泡量測定器、前記気体供給ラインに設置されて前記空間に供給される気体の流量を調節する流量調節器、及び前記気泡量測定器から測定された結果に対する信号が伝達されて前記流量調節器を制御する制御器をさらに包含できる。

前記流体供給ユニットは前記供給ラインで分岐されて前記有機溶剤を前記貯藏タンクへ循環させる循環ラインをさらに包含できる。

前記気泡提供部材は前記供給ラインで前記循環ラインに分岐される分岐点と前記ノズルヘッドとの間に提供され得る。

前記流体供給ユニットは前記循環ラインに提供されて循環される前記有機溶剤の気泡を分離する脱気部材をさらに含み、前記気泡提供部材が前記供給ラインで前記循環ラインに分岐される分岐点と前記貯藏タンクとの間の前記有機溶剤供給ライン上に提供され得る。

前記流体供給ユニットは前記ノズルヘッドに連結されたノズルアームをさらに含み、前記気泡提供部材が前記ノズルアームの内部に提供され得る。

また、本発明は基板洗浄方法を提供する。

本発明の一実施形態による基板洗浄方法は気泡を含む液相の有機溶剤を基板に供給して基板のパターン内に残留する純水を前記液相の有機溶剤で置換することを包含することができる。

前記液相の有機溶剤に気泡を提供する方法は液相の前記有機溶剤を沸騰点以上に加熱して前記液相の有機溶剤に気泡を発生させることを包含することができる。前記液相の有機溶剤がイソプロパノールアルコールであり、前記イソプロピルアルコールを沸騰点である８０℃乃至１００℃に加熱して前記イソプロピルアルコールに気泡を提供することができる。

前記液相の有機溶剤に気泡を提供する方法は前記有機溶剤に超音波を印加することを包含することができる。

前記液相の有機溶剤に気泡を提供する方法は前記メンブレンラインの外部へ気体が運搬され、前記気体が前記メンブレンラインの微孔を通じて前記メンブレンラインの内部へ流れ込まれることによって、前記メンブレンラインの内部を通る前記液相の有機溶剤に気泡が発生されることを包含でき、液相の前記有機溶剤の内部に気泡の量を測定する段階と、前記測定結果を基準に前記有機溶剤に投入される気体の量を調節する段階と、をさらに包含できる。

また、気泡が含まれた前記有機溶剤が供給タンクへ循環する場合、前記有機溶剤で気泡を分離する段階をさらに包含できる。

また、前記気泡を含む液相の有機溶剤が前記基板のパターンに残留する場合、気泡が包含されなかった前記液相の有機溶剤が前記基板へ吐出されて前記液相の有機溶剤が混合されながら、気泡が除去される段階をさらに包含できる。

本発明によれば、基板洗浄装置及び方法の乾燥効率を向上させることができる。

また、本発明によれば、液相の有機溶剤に含まれた気泡によって、有機溶剤と純水との置換が容易になって、基板乾燥に使用される液相の有機溶剤を節約することができる。

本発明の効果が上述した効果に限定されることではなく、言及されなかった効果は、本明細書及び添付された図面から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解され得る。

基板処理装置の一実施形態を示す平面図である。 図１の基板洗浄装置の一実施形態を示す断面図である。 有機溶剤供給ユニットの第１実施形態を示す図面である。 図３の有機溶剤供給ユニットの変形形態を示す図面である。 図１の基板洗浄装置を利用して基板を洗浄する方法の一例を示す順序図である。 図３の有機溶剤供給ユニットを利用して液相の有機溶剤の循環経路を示す図面である。 図３の有機溶剤供給ユニットを利用して気泡が発生された液相の有機溶剤が基板へ噴射される過程を示す図面である。 図７の気泡が発生された液相の有機溶剤が、基板上で純水に置換される過程を示す図面である。 液相の有機溶剤、純水、及び気体の３相界面で渦流が発生される過程を示す図面である。 図９の３相界面で実際に発生した渦流を示す写真である。 図３の有機溶剤供給ユニットを利用して気泡が包含されなかった液相の有機溶剤が基板へ噴射される過程を示す図面である。 図１１の液相の有機溶剤で気泡が除去される過程を示す図面である。 有機溶剤供給ユニットの第２実施形態を示す図面である。 図１３の有機溶剤供給ユニットの変形形態を示す図面である。 図１３の超音波印加部材の第１実施形態を示す断面図である。 図１５の線Ａ−Ａ’に沿って切断した超音波印加部材の断面図である。 図１５の超音波印加部材の変形形態を示す断面図である。 図１７の線Ｂ−Ｂ’に沿って切断した超音波印加部材の断面図である。 図１３の超音波印加部材の第２実施形態を示す図面である。 図１９の超音波印加部材の変形形態を示す図面である。 有機溶剤供給ユニットの第３実施形態を示す図面である。 図２１の有機溶剤供給ユニットの変形形態を示す図面である。 図２１の気泡提供部材の一実施形態を示す図面である。 図２３の線Ｃ−Ｃ’に沿って切断した気泡提供部材の断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形態に変形され得、本発明の範囲が以下の実施形態に限定されると解釈されてはならない。本実施形態は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供される。したがって、図面での要素の形状は、より明確な説明を強調するために誇張された。

図１は、基板処理装置の一実施形態に関する平面図である。

図１を参照すれば、本発明の基板処理設備１は、インデックスモジュール１０と工程処理モジュール２０とを有し、インデックスモジュール１０は、ロードポート１２０及び移送フレーム１４０を有する。ロードポート１２０、移送フレーム１４０、及び工程処理モジュール２０は、この順に一列に配置される。以下、ロードポート１２０、移送フレーム１４０、及び工程処理モジュール２０が配列された方向を第１方向１２と称し、上部から見る時、第１方向１２と垂直になる方向を第２方向１４と称し、第１方向１２と第２方向１４とを含む平面に垂直な方向を第３方向１６と称する。

ロードポート１２０には、基板が収納されたキャリヤー１８が安着される。ロードポート１２０は複数個提供され、これらは第２方向１４に沿って一列に配置される。ロードポート１２０の個数は、工程処理モジュール２０の工程効率及びフットプリント等にしたがって、増加する或いは減少することもできる。キャリヤー１８には、基板を地面に対して水平に配置した状態に収納するための多数のスロットが形成される。キャリヤー１３０としては、全面開放一体形ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ）が使用され得る。

工程処理モジュール２０は、移送チャンバー２４０、バッファユニット２２０、及び工程チャンバー２６０を有する。移送チャンバー２４０は、図１に向かってその横方向が第１方向１２と平行に配置される。移送チャンバー２４０の両側には各々工程チャンバー２６０が配置される。ここで、移送チャンバー２４０の一側及び他側において、工程チャンバー２６０は、移送チャンバー２４０を基準に、相互に対称に提供される。移送チャンバー２４０の一側には、複数個の工程チャンバー２６０が提供される。

工程チャンバー２６０のうち一部は移送チャンバー２４０の横方向に沿って配置され、一部は互いに積層して配置される。即ち、移送チャンバー２４０の一側において、工程チャンバー２６０が、Ａ×Ｂの配列に配置され得る。ここで、Ａは第１方向１２に沿って一列に提供された工程チャンバー２６０の数であり、Ｂは第３方向１６に沿って一列に提供された工程チャンバー２６０の数である。移送チャンバー２４０の一側に工程チャンバー２６０が４つ又は６つ提供される場合、工程チャンバー２６０は２×２又は３×２の配列に配置され得る。工程チャンバー２６０の数は、所望に増加或いは減少できる。上述とは異なり、工程チャンバー２６０は、移送チャンバー２４０の一側のみに提供され得る。また、上述とは異なり、工程チャンバー２６０は、移送チャンバー２４０の一側及び両側に単層に提供され得る。

バッファユニット２２０は、移送フレーム１４０と移送チャンバー２４０との間に配置される。バッファユニット２２０は、工程チャンバー２６０とキャリヤー１８との間に基板が搬送される前に基板が留まる空間を提供する。バッファユニット２２０は、その内部に基板が置かれるスロットが提供され、スロットは、第３方向１６に沿って複数個提供されうる。バッファユニット２２０は、移送フレーム１４０と対向する面及び移送チャンバー２４０と対向する面について開放される。

移送フレーム１４０は、ロードポート１２０に安着されたキャリヤー１８とバッファユニット２２０との間において基板を搬送する。移送フレーム１４０は、インデックスレール１４２とインデックスロボット１４４とを含む。インデックスレール１４２は、その長手方向が第２方向１４と平行に提供される。インデックスロボット１４４は、インデックスレール１４２上に設置され、インデックスレール１４２に沿って第２方向１４に直線移動する。インデックスロボット１４４は、ベース１４４ａ、本体１４４ｂ、及びインデックスアーム１４４ｃを有する。ベース１４４ａは、インデックスレール１４２に沿って移動できるように設置される。本体１４４ｂは、ベース１４４ａに結合され、ベース１４４ａ上で第３方向１６に沿って移動できるように提供される。また、本体１４４ｂは、ベース１４４ａ上で回転できるように提供される。インデックスアーム１４４ｃは、本体１４４ｂに結合され、本体１４４ｂに対して前進及び後進移動できるように提供される。インデックスアーム１４４ｃは、複数個提供されて各々個別駆動されるように提供される。また、インデックスアーム１４４ｃは、第３方向１６に沿って互いに離隔して積層されるように配置される。インデックスアーム１４４ｃのうち、一部は工程処理モジュール２０でキャリヤー１８へ基板を搬送する時に使用され、その他の一部はキャリヤー１８で工程処理モジュール２０へ基板を搬送する時に使用され得る。これは、インデックスロボット１４４が基板を搬入出する過程で、前の処理工程の基板から発生されたパーティクルが後の処理工程の基板に付着されることを防止することを可能とする。

移送チャンバー２４０は、バッファユニット２２０と工程チャンバー２６０との間で、そして複数の工程チャンバー２６０間で基板を搬送する。移送チャンバー２４０には、ガイドレール２４２とメーンロボット２４４が提供される。ガイドレール２４２は、その横方向（第１方向１２と平行な方向）に配置される。メーンロボット２４４は、ガイドレール２４２上に設置され、ガイドレール２４２上で第１方向１２に沿って直線移動する。メーンロボット２４４は、ベース２４４ａ、本体２４４ｂ、及びメーンアーム２４４ｃを有する。ベース２４４ａは、ガイドレール２４２に沿って移動できるように設置される。本体２４４ｂは、ベース２４４ａに結合され、ベース２４４ａ上で第３方向１６に沿って移動できるように提供される。また、本体２４４ｂは、ベース２４４ａ上で回転できるように提供される。メーンアーム２４４ｃは、本体２４４ｂに結合され、本体２４４ｂに対して前進及び後進移動できるように提供される。また、メーンアーム２４４ｃは、複数個提供されて各々個別駆動されるように提供される。メーンアーム２４４ｃは、第３方向１６に沿って互いに離隔されて積層されるように配置される。

工程チャンバー２６０内には、基板に対して洗浄工程を遂行する基板洗浄装置３００が提供される。基板洗浄装置３００は、遂行する洗浄工程の種類にしたがって、異なる構造を有することができる。これと異なり、各々の工程チャンバー２６０内の基板洗浄装置３００は、同一な構造を有することができる。選択的に、工程チャンバー２６０は、複数個のグループに区分されて、同一のグループに属する工程チャンバー２６０について基板洗浄装置３００を共通とし、互いに異なるグループに属する工程チャンバー２６０について基板洗浄装置３００の構造は互いに異なるように提供され得る。例えば、工程チャンバー２６０が２つのグループに分けられる場合、移送チャンバー２４０の一側には第１グループの工程チャンバー２６０が提供され、移送チャンバー２４０の他側には第２グループの工程チャンバー２６０が提供され得る。選択的に、移送チャンバー２４０の両側で下層には第１グループの工程チャンバー２６０が提供され、上層には第２グループの工程チャンバー２６０が提供され得る。第１グループの工程チャンバー２６０と第２グループの工程チャンバー２６０とは、各々使用されるケミカルの種類や、洗浄方式の種類にしたがって、区分され得る。これとは異なり、第１グループの工程チャンバー２６０と第２グループの工程チャンバー２６０とは、１つの基板ｗに対して順に工程を遂行するように提供され得る。

下では、処理液を利用して基板を洗浄する基板洗浄装置の一例を説明する。

図２は、図１の基板洗浄装置の一実施形態に関する断面図である。

図２を参照すれば、基板洗浄装置３００は、基板支持ユニット３１０、容器３２０、昇降ユニット３３０、及び流体供給ユニット３０００、３９００を含む。

基板支持ユニット３１０は、洗浄工程時、基板ｗを支持する。基板支持ユニット３１０は、スピンヘッド３１１、スピンドル（ｓｐｉｎｄｌｅ）３１２、及び回転部材３１３を有する。

スピンヘッド３１１は、容器３２０の内側空間に配置され、上部に基板ｗがローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）される上部面３１９を有する。上部面３１９には、上部に突出する支持ピン３１５が提供される。支持ピン３１５は、スピンヘッド３１１の上部面３１９から基板ｗを一定の距離離隔するように基板ｗの下面縁を支持する。チャッキングピン３１６は、基板ｗの上部面の縁領域に提供され、スピンヘッド３１１が回転される時、基板ｗが正位置から側方向に離脱されないように基板ｗの側部を支持する。

スピンドル３１２は、スピンヘッド３１１の下部中央に結合される。スピンドル３１２は、その内部が空いている中空軸（ｈｏｌｌｏｗ ｓｈａｆｔ）形態であり、回転部材３１３の回転力をスピンヘッド３１１へ伝達する。詳細に図示しないが、回転部材３１３は、回転力を発生するモーターのような駆動部と、駆動部から発生された回転力をスピンドルへ伝達するベルト、チェーンのような動力伝達部等の通常的な構成でなされ得る。

一方、スピンヘッド３１１にはバックノズル部３１７が設置される。バックノズル部３１７は、基板の下面へ超純水及び窒素ガス等の流体を噴射する。バックノズル部３１７は、スピンヘッド３１１の中央部に位置される。

図２を参照すれば、容器３２０は、スピンヘッド３１１の周辺を囲み、上部が開放された形状を有する。容器３２０は、工程に使用された薬液を分離して回収できる構造を有する。これは薬液の再使用を可能にする。容器３２０は、複数の回収筒３２１、３２２、３２３を有する。各々の回収筒３２１、３２２、３２３は、工程中に使用された処理液の中、互いに異なる種類の処理液を回収できる。本実施形態に係る容器３２０は、３つの回収筒３２１、３２２、３２３を有する。各々の回収筒を、それぞれ内部回収筒３２１、中間回収筒３２２、及び外部回収筒３２３と称する。

内部回収筒３２１は、スピンヘッド３１１を囲む環形のリング形状に提供される。中間回収筒３２２は、内部回収筒３２１を囲む環形のリング形状に提供される。外部回収筒３２３は、中間回収筒３２２を囲む環形のリング形状に提供される。各々の回収筒３２１、３２２、３２３は、容器３２０内で容器内の空間３２と通じる流入口３２１ａ、３２２ａ、３２３ａをそれぞれ有する。各々の流入口３２１ａ、３２２ａ、３２３ａは、スピンヘッド３１１の周囲にリング形状に提供される。基板ｗへ噴射されて工程に使用された薬液は、基板ｗの回転による遠心力によって流入口３２１ａ、３２２ａ、３２３ａを通じて回収筒３２１、３２２、３２３へ流れ込まれる。外部回収筒３２３の流入口３２３ａは中間回収筒３２２の流入口３２２ａの上部に提供され、中間回収筒３２２の流入口３２２ａは内部回収筒３２１の流入口３２１ａの上部に提供される。即ち、内部回収筒３２１、中間回収筒３２２、及び外部回収筒３２３の流入口３２１ａ、３２２ａ、３２３ａは、相互に異なる高さに提供される。

内部回収筒３２１、中間回収筒３２２、及び外部回収筒３２３の各々には、液を排出する排出管３２１ｂ、３２２ｂ、３２３ｂと、フュームを含む気体を排気する排気管３２９とが結合される。

昇降ユニット３３０は、容器３２０を上下方向に直線移動させる。容器３２０が上下に移動されることによって、スピンヘッド３１１に対する容器３２０の相対高さが変更される。昇降ユニット３３０は、ブラケット３３１、移動軸３３２、及び駆動器３３３を有する。ブラケット３３１は、容器３２０の外壁に固定設置され、駆動器３３３によって上下方向に移動される移動軸３３２が固定結合される。基板ｗがスピンヘッド３１１に置かれるか、或いはスピンヘッド３１１から持ち上げられる時、スピンヘッド３１１が容器３２０の上部に突出されるように容器３２０は下降する。また、工程が進行中の時には、基板ｗへ供給された処理液の種類にしたがって、処理液が既設定された回収筒３２１、３２２、３２３へ流れ込まれるように、容器３２０の高さが調節する。上述とは反対に、昇降ユニット３３０は、スピンヘッド３１１を上下方向に移動させ得る。

流体供給ユニット３０００、３９００は、基板洗浄工程に必要な薬液、洗浄液、有機溶剤、及び乾燥ガスを基板へ供給する。流体供給ユニット３０００、３９００は、供給される流体にしたがって、たとえば、薬液供給ユニット、洗浄液供給ユニット、有機溶剤供給ユニット、及び乾燥ガス供給ユニットとなる。本実施形態では、流体供給ユニット３０００を有機溶剤供給ユニットとし、流体供給ユニット３９００を乾燥ガス供給ユニットとする。図２を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３０００は容器３２０の一側に配置され、乾燥ガス供給ユニット３９００は容器３２０の他側に配置される。選択的に、有機溶剤と乾燥ガスが１つの供給ユニットで供給することもあり得る。図示しないが、薬液供給ユニット、洗浄液供給ユニットが、１つのチャンバー内で有機溶剤供給ユニット３０００、乾燥ガス供給ユニット３９００と共に容器３２０の一側面に追加的に提供され得る。

有機溶剤供給ユニット３０００は、基板ｗを乾燥させるための液相の有機溶剤を基板ｗの上面に噴射する。したがって、基板ｗへ提供された液相の有機溶剤は、洗浄工程の後に基板ｗ表面に残留する純水と置換される。その後、有機溶剤は基板ｗの回転、乾燥ガス又は加熱によって、揮発される。具体的には、最初に液相の有機溶剤を、気泡を含む状態で基板ｗに供給して基板ｗ表面に残留する純水との置換効率を向上させ、その後、液相の有機溶剤を、気泡を包含しなかった状態で基板ｗへ供給することにより、基板ｗのパターン内の気泡が効率的に除去される。液相の有機溶剤としては、イソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）が使用され得る。

有機溶剤供給ユニット３０００は、ノズル部材３０１０、有機溶剤供給ライン３０２０、回収ライン３０３０、迂回ライン３０４０、及び気泡提供部材３０５０を含む。

ノズル部材３０１０は、ノズルヘッド３０１１、ノズルアーム３０１２、支持軸３０１３、及び駆動器３０１４を含む。

支持軸３０１３は、容器３２０の外側に位置され、その長手方向が上下方向となるように配置される。また、支持軸３０１３は、駆動器３０１４と結合され、駆動器３０１４によって中心軸を基準に回転される。また、支持軸３０１３は、駆動器３０１４によって上下方向に移動されうる。支持軸３０１３の上端には、ノズルアーム３０１２が装着される。ノズルアーム３０１２は、支持軸３０１３に対して垂直に配置される。ノズルアーム３０１２の終端には、ノズルヘッド３０１１が装着される。ノズルヘッド３０１１は、噴射ノズル３０１５を有し、噴射ノズル３０１５は、有機溶剤供給ライン３０２０に連結されて、液相の有機溶剤を基板ｗへ噴射する。支持軸３０１３の回転によって、ノズルヘッド３０１１は、基板ｗの中央領域と縁領域との間でスイングされうる。

以下では、図３を参照して、有機溶剤供給ユニットの第１実施形態に関して説明する。図３は、有機溶剤供給ユニットの第１実施形態を示す図面である。なお、以下、有機溶剤供給ユニット３１００は、図２の流体供給ユニット３０００に対応し、特にこれらユニットの各構成要素は、下２桁の付番により対応するものとする。

図３を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３１００は、ノズル部材３１１０、有機溶剤供給ライン３１２０、回収ライン３１３０、迂回ライン３１４０、及び気泡提供部材３１５０を有する。

有機溶剤供給ライン３１２０は、貯藏タンク３９０とノズルヘッド３１１１とを連結する。回収ライン３１３０は、有機溶剤供給ライン３１２０から分岐されて貯藏タンク３９０に連結される。以下、有機溶剤供給ライン３１２０で回収ライン３１３０が分岐された地点を分岐点Ｐと称する。貯藏タンク３９０に貯藏された液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３１２０を通じてノズルヘッド３１１１へ供給されるか、或いは回収ライン３１３０を通じて貯藏タンク３９０へ再び回収される。一例によれば、有機溶剤供給ライン３１２０の一部は、ノズルアーム３１１２に位置され、気泡提供部材３１５０は、ノズルアーム３１１２内に位置され得る。選択的に、気泡提供部材３１５０は、ノズルアーム３１１２の外部に位置され得る。

気泡提供部材３１５０は、加熱器３１５１と制御器３１５２とを有する。一例によれば、加熱器３１５１は、ノズルヘッド３１１１と分岐点Ｐとの間で、有機溶剤供給ライン３１２０に設置される。加熱器３１５１は、液相の有機溶剤を加熱して液相の有機溶剤に気泡を発生させる。制御器３１５２は、加熱器３１５１が液相の有機溶剤の加熱する温度を調節する。

一例によれば、液相の有機溶剤はイソプロピルアルコールであり得る。制御器３１５２は、イソプロピルアルコールを８０℃乃至１００℃に加熱して、液相の状態で気泡を包含するように調節する。イソプロピルアルコールは、沸点が８０℃であり、１００℃以上の温度では大部分気化する。したがって、加熱によって気泡を含む液相のイソプロピルアルコールを供給するために、イソプロピルアルコールは８０℃乃至１００℃の温度に加熱される。

迂回ライン３１４０は、有機溶剤供給ライン３１２０に連結される。一例によれば、迂回ライン３１４０は、気泡提供部材３１５０より上流で有機溶剤供給ライン３１２０から分岐して、気泡提供部材３１５０より下流で有機溶剤供給ライン３１２０に連結される。迂回ライン３１４０は、液相の有機溶剤が気泡提供部材３１５０を迂回してノズルヘッド３０１１へ供給されるようにする。一例によれば、乾燥初期には液相の有機溶剤は、加熱器３１５１を通過して気泡を含有する状態で基板ｗに供給され、乾燥後期には液相の有機溶剤が、加熱器３１５１を迂回して気泡を含有しない状態で基板ｗに供給され得る。迂回ライン３１４０が提供されない場合、気泡を含有しない有機溶剤を供給するためには、加熱器３１５１の温度が一定の温度以下に下がるまで待つか、或いは有機溶剤供給ユニットを別に１つさらに提供しなければならない。しかし、本実施形態の場合、液相の有機溶剤は迂回ライン３１４０を経由して直ちに気泡の含有することなくノズルヘッド３１１１へ供給することができるので、追加的な有機溶剤供給ユニットを提供することなく工程時間を短縮することができる。

液相の有機溶剤は、基板ｗ上で基板ｗに残留する純水と置換される。液相の有機溶剤は、純水より揮発性に富むので、基板ｗから容易に除去され得る。しかし、基板ｗ上で極性の純水と非極性である液相の有機溶剤は混合が良く行われないので、置換が容易でない。

図４は、図３の有機溶剤供給ユニットの変形形態を示す図面である。

図４を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３２００の気泡提供部材３２５０は、回収ライン３２３０の分岐点Ｐと有機溶剤貯藏タンク３９０との間で、有機溶剤供給ライン３２２０上に提供される。この場合、有機溶剤供給ユニット３２００は、脱気部材３２９０をさらに含む。脱気部材３２９０は、回収ライン３２３０上に提供される。液相の有機溶剤は、気泡提供部材３２５０を通過しながら、気泡が発生される。液相の有機溶剤が基板へ噴射されない場合は、回収ライン３２３０を通じて移動する途中に脱気部材３２９０で気泡が除去される。

上述した例では、有機溶剤供給ライン３１２０、３２２０に迂回ライン３１４０、３２４０及び回収ライン３１３０、３２３０が連結されることと説明した。しかし、迂回ライン３１４０、３２４０と回収ライン３１３０、３２３０とのうち少なくともいずれか１つは提供されないことがあり得る。

以下では、図５を参照して、本発明による基板洗浄装置を利用して基板を洗浄する方法を説明する。

本発明による基板洗浄方法は、本発明による基板洗浄装置の以外にもこれと同一又は類似な機能を遂行する他の基板洗浄装置を利用して遂行できる。

図５は、図１の基板洗浄装置を利用して基板を洗浄する方法の一例を示す順序図である。

図５によれば、基板洗浄方法はケミカルを利用して薄膜を選択的に除去して回路パターンを形成する蝕刻工程（Ｓ１０）、純水を利用してケミカルを除去するリンス工程（Ｓ２０）、及び有機溶剤を利用して基板に残留する純水を乾燥させる乾燥工程（Ｓ３０）を含む。本発明の一実施形態による基板乾燥方法は、気泡が含まれた液相の有機溶剤を基板に残留する純水と置換させる（Ｓ３１）。以後、基板上に気泡が含まれた液相の有機溶剤は気泡が包含されなかった液相の有機溶剤と置換される（Ｓ３２）。置換された、気泡が包含されなかった液相の有機溶剤は、基板上で揮発される（Ｓ３３）。この時、液相の有機溶剤の揮発を容易にするために、基板を回転させるか或いは基板を加熱するか、或いは不活性ガスが供給され得る。

次に、図６乃至図１２を参照して乾燥工程が遂行される過程を説明する。先ず、基板に洗浄工程が進行される間に液相の有機溶剤をノズルヘッドに供給せずに循環させる工程について説明する。

図６は、図３の有機溶剤供給ユニットを利用して液相の有機溶剤の循環経路を示す図面である。 図６を参照すれば、基板への洗浄工程の進行中、有機溶剤供給ユニット３１００で、有機溶剤供給ライン３１２０上のバルブ３１２２と迂回ライン３１４０上のバルブ３１４１とを閉じ、循環ライン３１３０上のバルブ３１３１が開かれる。この時、液相の有機溶剤は基板上へ噴射されない。したがって、液相の有機溶剤は、ノズルヘッド３１１１へ移動されず、有機溶剤貯藏タンク３９０へ回収される。

図７は、図３の有機溶剤供給ユニットを利用して気泡が発生された液相の有機溶剤が基板へ噴射される過程を示す図面である。

図７を参照すれば、洗浄工程以後、基板に純水が残留すれば、有機溶剤供給ユニット３１００で、有機溶剤供給ライン３１２０上のバルブ３１２２が開かれ、回収ライン３１３０上のバルブ３１３１と迂回ライン３１４０上のバルブ３１４１とが閉じる。液相の有機溶剤５０は、有機溶剤供給ライン３１２０を通じて加熱器３１５１へ運搬される。加熱器３１５１を通過しながら、液相の有機溶剤５０は、沸騰点以上の温度に加熱される。加熱された液相の有機溶剤５０は、内部に気泡７０を発生する。気泡７０を発生した液相の有機溶剤５０は、有機溶剤供給ライン３１２０を通じてノズルヘッド３１１１へ運搬され、噴射ノズル３１１５で基板へ噴射される。

図８は、図７の気泡が発生された液相の有機溶剤が基板で純水と置換される過程を示す図面である。

図８を参照すれば、基板ｗ上へ噴射された、気泡７０を含んだ液相の有機溶剤５０は、基板ｗに残留する純水６０に接触する。この時、液相の有機溶剤５０に含まれた気泡７０が、液相の有機溶剤５０と共に純水６０内へ移動する。この過程で、気泡７０と液相の有機溶剤５０とが純水６０に接触する。この接触面で液相の有機溶剤５０、純水６０、及び気泡７０（気体）の３相界面８０が発生する。基板ｗ上で液相の有機溶剤５０に含まれた気泡７０毎に液相の有機溶剤５０と純水６０が接触されるので、多数の３相界面８０が発生され得る。この３相界面８０では、渦流９０が発生する。渦流９０によって、液相の有機溶剤５０と純水６０との置換が容易に行われる。

図９は、液相の有機溶剤、純水、及び気体の３相界面で渦流が発生される過程を示す図面である。図１０は、図９の３相界面で実際発生した渦流を示す写真である。

図９及び図１０を参照すれば、液相の有機溶剤５０、純水６０、及び気体７０の３相界面８０毎に渦流９０が発生することがわかる。これは液相の有機溶剤５０、純水６０、及び気体７０の表面張力が各々異なるためである。発生された渦流９０は、液相の有機溶剤５０と純水６０との移動を活発にし、これによって、液相の有機溶剤５０と純水６０との置換が容易に行われる。

このように、液相の有機溶剤５０は、基板上で基板に残留する純水６０と置換される。置換されて基板に残留する液相の有機溶剤５０は、純水６０より揮発性に優れているので、基板で容易に揮発される。しかし、極性の純水６０と非極性である液相の有機溶剤５０は混合が良く行われない。また、基板上に残留する純水６０の表面では空気によって置換が良く行われるが、パターンの内部に純水６０のみが残留する場合には空気が無いので、置換が良く行われない。したがって、純水６０と液相の有機溶剤５０との置換時間が長くなり、液相の有機溶剤５０の消耗量が大きい。

一方、本発明の一実施形態によれば、純水内で前記液相の有機溶剤５０、純水６０、及び気体（気泡）７０の３相界面８０で発生した渦流９０によって、純水６０と液相の有機溶剤５０の置換が容易に行われる。したがって、置換時間が短くなって基板乾燥時間が短縮される。また、基板乾燥に使用される液相の有機溶剤５０を減らし得る。これを通じて基板乾燥の効率が向上される。

次に、気泡を包含しなかった液相の有機溶剤がノズルヘッドから基板へ供給される場合について説明する。図１１は、図３の有機溶剤供給ユニットを利用して気泡が包含されなかった液相の有機溶剤が基板へ噴射される過程を示す図面である。図１２は、図１１の液相の有機溶剤で気泡が除去される過程を示す図面である。

図１１及び図１２を参照すれば、基板ｗ上に気泡７０を含む液相の有機溶剤５０が残留すれば、供給ライン３１２０上のバルブ３１２２と、回収ライン３１３０上のバルブ３１３１が閉じられ、迂回ライン３１４０上のバルブ３１４１が開かれる。液相の有機溶剤５０は、迂回ライン３１４０を通じてノズルヘッド３１１１の噴射ノズル３１１５へ運搬される。気泡７０が包含されなかった液相の有機溶剤５０は、噴射ノズル３１１５から基板ｗの上部へ噴射される。気泡７０が包含されなかった液相の有機溶剤５０が基板ｗ上へ噴射されて、基板ｗに残留している気泡７０が含まれた液相の有機溶剤５０は、基板ｗの外部へ排出される。液相の有機溶剤５０が、気泡７０が含まれた状態で基板ｗ上に残留すれば、気泡７０が基板ｗの上部のパターンＰの間で破れながら、パターンＰが損傷され得る。しかし、本実施形態の場合、基板ｗ上の液相の有機溶剤５０で気泡７０を除去することによって、パターンＰの損傷を防止する効果がある。

上述した基板洗浄方法の第１実施形態では、有機溶剤供給ライン３１２０に迂回ライン３１４０及び回収ライン３１３０が連結されることと説明した。しかし、迂回ライン３１４０と回収ライン３１３０との中で少なくともいずれか１つは提供されないことがあり得る。

また、図１１及び図１２の気泡が包含されなかった液相の有機溶剤を供給する段階は、提供されないことがあり得る。

以下では、有機溶剤供給ユニットの第２実施形態に関して説明する。図１３は、有機溶剤供給ユニットの第２実施形態を示す図面である。

図１３を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３３００は、ノズル部材３３１０、有機溶剤供給ライン３３２０、回収ライン３３３０、及び気泡提供部材３３５０を有する。

ノズル部材３３１０、有機溶剤供給ライン３３２０、回収ライン３３３０は、図３のノズル部材３１１０、有機溶剤供給ライン３１２０、回収ライン３１３０と類似な構造を有することができる。

気泡提供部材３３５０は、超音波印加部材３３５１、気泡量測定器３３５２、及び制御器３３５３を含む。超音波印加部材３３５１は、有機溶剤供給ライン３３２０上に提供される。超音波印加部材３３５１は、液相の有機溶剤に超音波を印加して液相の有機溶剤に気泡を発生させる。気泡量測定器３３５２は、有機溶剤供給ライン３３２０上で超音波印加部材３３５１とノズルヘッド３３１１との間に提供される。気泡量測定器３３５２は、液相の有機溶剤の内部の気泡量を測定し、その測定値を制御器３３５３へ提供する。制御器３３５３は、気泡量測定器３３５２から測定値を受信し、これに基づいて超音波印加部材３３５１で超音波を発生させる周波数を制御する。これを通じて液相の有機溶剤に発生される気泡の量を調節することができる。一例によれば、制御器３３５３は、超音波印加部材３３５１が１ＭＨｚ乃至２ＭＨｚの周波数を印加するように調節する。１ＭＨｚ乃至２ＭＨｚの周波数を通じて発生された超音波を印加して液相の有機溶剤に発生する気泡を提供する時、液相の有機溶剤と純水との置換が最も効率的である。

図１４は、図１３の有機溶剤供給ユニットの変形形態を示す図面である。

図１４を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３４００の気泡提供部材３４５０は、回収ライン３４３０の分岐点Ｐと有機溶剤貯藏タンク３９０との間に提供される。この場合、有機溶剤供給ユニット３４００に脱気部材３４９０がさらに包含される。脱気部材３４９０は、回収ライン３４３０上に提供される。液相の有機溶剤は、気泡提供部材３４５０を通過しながら、気泡が発生される。液相の有機溶剤を基板へ噴射しない場合は、回収ライン３４３０を通じて移動する途中に脱気部材３４９０で気泡が除去される。

上述した例では、有機溶剤供給ライン３４２０に回収ライン３４３０が連結されることと説明した。しかし、選択的に回収ライン３４３０は提供されないことがあり得る。

図１５は、図１３の超音波印加部材の第１実施形態を示す断面図である。図１６は、図１５の線Ａ−Ａ’に沿って切断した超音波印加部材の断面図である。

図１５及び図１６を参照すれば、超音波印加部材３４６０は、本体３４６１、振動子３４６２、及び発振器３４６３を含む。本体３４６１は、中空が形成された筒形状を有する。本体３４６１は、有機溶剤供給ライン３４２０の一部を囲むように位置される。本体３４６１の内壁は、有機溶剤供給ライン３４２０に接触されるように提供される。選択的に本体３４６１は、折れ曲がった板形状を有することができる。本体３４６１をなす壁内には、振動子３４６２が位置される。振動子３４６２は、発振器３４６３に電気的に連結され、振動子３４６２へ超音波を印加する。一例によれば、振動子３４６２は、有機溶剤供給ライン３４２０と離隔され、振動子３４６２の振動は、本体３４６１を通じて有機溶剤供給ライン３４２０へ伝達され得る。この時、有機溶剤供給ライン３４２０の内部を流れる液相の有機溶剤から気泡が発生される。

図１７は、図１５の超音波印加部材の変形形態を示す断面図である。図１８は、図１７の線Ｂ−Ｂ’に沿って切断した超音波印加部材の断面図である。

図１７及び図１８を参照すれば、超音波印加部材３４７０は、本体３４７１、振動子３４７２、及び発振器３４７３を含む。本体３４７１は、中空を含んで形成された筒形状を有する。本体３４７１は、有機溶剤供給ライン３４２０の一部を囲むように位置される。本体３４７１の内壁は、有機溶剤供給ライン３４２０に接触されるように提供される。選択的に、本体３４７１は折れ曲がった板形状を有することができる。本体３４７１をなす壁内には、振動子３４７２が位置される。振動子３４７２は、有機溶剤供給ライン３４２０に直接接触されて振動を印加するように提供される。

図１９は、図１３の超音波印加部材の第２実施形態を示す図面である。

図１９を参照すれば、超音波印加部材３４８０は、容器３４８２、振動子３４８３、及び発振器３４８４を含む。容器３４８２内には流体媒質３４８１が満たされる。有機溶剤供給ライン３４２０は、容器３４８２内部の流体媒質３４８１内を通過するように提供される。振動子３４８３は、発振器３４８４に連結され、容器３４８２の内部の流体媒質３４８１に沈まれるように提供される。発振器３４８４が超音波を振動子３４８３へ印加すれば、振動子３４８３は、印加された超音波を振動で変換して容器３４８２の内部の流体媒質３４８１へ伝達する。振動が印加された流体媒質３４８１が流体媒質３４８１に沈まれている有機溶剤供給ライン３４２０の一部分に振動を伝達し、その振動が液相の有機溶剤の内部に気泡を発生させる。前記流体媒質３４８１は水であり得る。

図２０は、図１９の超音波印加部材の変形形態を示す図面である。

図２０を参照すれば、超音波印加部材３４９０は、容器３４９２、振動子３４９３、及び発振器３４９４を含む。また、本実施形態では、容器３４９２の内部の流体媒質３４９１内に沈まれている有機溶剤供給ライン３４２０の長さが増加されている。このような場合、流体媒質３４９１に接触する有機溶剤供給ライン３４２０の面積を増加させて、効率的に液相の有機溶剤内に気泡を発生させ得る。

以下では、本発明による基板洗浄方法の第２実施形態に関して、本発明による図１３の有機溶剤供給ユニットの第２実施形態を利用して説明する。

図１３を参照すれば、基板への洗浄工程の進行中、液相の有機溶剤は、貯藏タンク３９０で有機溶剤供給ライン３２２０を通じて移動する。有機溶剤供給ライン３３２０上のバルブ３３２２が閉まれば、液相の有機溶剤基板上へ噴射されない。したがって、液相の有機溶剤は、超音波を利用する気泡提供部材３３５０を通過してノズルヘッド３３１１へ移動せず、有機溶剤供給ユニット３３００を循環する。したがって、この場合、液相の有機溶剤は気泡が提供されない状態に循環する。この時、回収ライン３３３０上のバルブ３３３１が開いている場合には、液相の有機溶剤が回収ライン３３３０を通じて有機溶剤貯藏タンク３９０へ運搬される。

洗浄工程の後、基板に純水が残留すれば、有機溶剤供給ライン３３２０上のバルブ３３２２が開かれ、さらに回収ライン３３３０上のバルブ３３３１が閉まれば、液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３３２０を通じて超音波を利用する気泡提供部材３３５０へ運搬される。超音波を利用する気泡提供部材３３５０を通過しながら、液相の有機溶剤には超音波が印加される。印加された超音波によって、液相の有機溶剤の内部に気泡が発生される。超音波を印加して液相の有機溶剤に気泡を発生させる方法は、以下で詳細に説明する。印加される超音波は、液相の有機溶剤の内部に発生された気泡の量にしたがって、超音波の周波数を調節するように制御される。気泡が発生された液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３３２０を通じてノズルヘッド３３１１へ運搬され、基板上へ噴射される。

基板上へ噴射された気泡を含む液相の有機溶剤は、基板に残留する純水と置換される。置換される過程は、基板洗浄方法の第１実施形態と同様に行われるので、詳細な説明は省略する。

超音波を利用して液相の有機溶剤に気泡を発生させる方法には、液相の有機溶剤に超音波を直接印加する方式と、流体媒質を通じて印加する方式とがある。一実施形態として、図１５及び図１６を参照すれば、超音波を直接印加する方式は、有機溶剤供給ライン３４２０へ超音波を印加する振動子３４６２を通じて超音波が印加される。振動子３４６２へ印加された超音波は振動で変換されて、有機溶剤供給ライン３４２０へ振動を印加する。液相の有機溶剤は印加された振動によって気泡が発生される。

他の実施形態として、図１９を参照すれば、超音波を流体媒質３４８１に印加する。超音波が印加された流体媒質３４８１の内部に、有機溶剤供給ライン３４２０の一部が沈まれるようにする。したがって、流体媒質３４８１に印加された超音波が有機溶剤供給ライン３４２０へ再度印加されることになる。印加された超音波によって、液相の有機溶剤の内部に気泡が発生される。

次に、気泡を包含しなかった液相の有機溶剤がノズルヘッドから基板に供給される。図１３を参照すれば、基板上に気泡が含まれた液相の有機溶剤が残留する場合、有機溶剤供給ライン３３２０上のバルブ３３２２が開かれ、回収ライン３３３０上のバルブ３３３１が閉まるようになる。液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３３２０を通じて超音波を利用する気泡提供部材３３５０へ運搬される。気泡提供部材３３５０は、制御器３３５３によって、液相の有機溶剤に超音波を印加しないように制御される。気泡提供部材３３５０を通過した液相の有機溶剤は気泡を包含しなかった状態にノズルヘッド３３１１へ運搬されて基板上へ噴射される。

気泡を包含しなかった液相の有機溶剤は基板上に残留する気泡を含む液相の有機溶剤と混合されて気泡が除去される。

上述した基板洗浄方法の第２実施形態では、有機溶剤供給ライン３３２０に回収ライン３３３０が連結されることと説明した。しかし、選択的に回収ライン３３３０は提供されないことがあり得る。

また、気泡が包含されなかった液相の有機溶剤を供給する段階は提供されないことがあり得る。

以下では、有機溶剤供給ユニットの第３実施形態に関して説明する。図２１は有機溶剤供給ユニットの第３実施形態を示す図面である。

図２１を参照すれば、有機溶剤供給ユニット３５００は、ノズル部材３５１０、有機溶剤供給ライン３５２０、回収ライン３５３０、及び気泡提供部材３５５０を有する。

ノズル部材３５１０、有機溶剤供給ライン３５２０、回収ライン３５３０は、図３のノズル部材３１１０、有機溶剤供給ライン３１２０、回収ライン３１３０と類似な構造を有することができる。

気泡提供部材３５５０は、メンブレンライン３５５１、ハウジング３５５２、気体供給ライン３５５３、気泡量測定器３５５６、及び制御器３５５７を含む。メンブレンライン３５５１は、有機溶剤供給ライン３５２０上に提供され、ハウジング３５５２で囲まれている。メンブレンライン３５５１には微孔３５５４が形成されているので、これを通じて気体がメンブレンライン３５５１の外部から内部へ移動されることができるが、液体はメンブレンライン３５５１を通過しない。ハウジング３５５２は、メンブレンライン３５５１を囲んだ形態に有機溶剤供給ライン３５２０上に提供され、気体供給ライン３５５３に連結されている。気体供給ライン３５５３はハウジング３５５２に連結され、気体供給ライン３５５３上に流量調節バルブ３５５９を有する。気体供給ライン３５５３は、気体をメンブレンライン３５５１とハウジング３５５２との間の空間３５５５へ移動させる。メンブレンライン３５５１とハウジング３５５２との間は一定な空間３５５５が確保されるように離隔されている。この空間には気体供給ライン３５５３を通じて提供された気体が流れ込まれる。気泡量測定器３５５６は、有機溶剤供給ライン３５２０上へメンブレンライン３５５１とノズルヘッド３５１１との間に提供される。気泡量測定器３５５６は、液相の有機溶剤の内部の気泡量を測定した結果を制御器３５５７へ送る。制御器３５５７は、気泡量測定器３５５６の結果を基準に気体供給ライン３５５３上のバルブ３５５９を通じて気体の流量を調節する。一例によれば、気体は不活性気体として窒素ガスであり得る。

図２２は、図２１の有機溶剤供給ユニットの変形形態３６００を示す図面である。

図２２を参照すれば、気泡提供部材３６５０が、回収ライン３６３０の分岐点Ｐと有機溶剤貯藏タンク３９０との間の有機溶剤供給ライン３６２０上に提供される。この場合、有機溶剤供給ユニット３６００に脱気部材３６９０がさらに包含される。脱気部材３６９０は回収ライン３６３０上に提供される。液相の有機溶剤は気泡提供部材３６５０を通過しながら気泡が発生されるが、液相の有機溶剤が基板へ噴射されない場合は、回収ライン３６３０を通じて移動する途中に脱気部材３６９０で気泡が除去される。

上述した例では、有機溶剤供給ライン３６２０に回収ライン３６３０が連結されることと説明した。しかし、選択的に回収ライン３６３０は提供されないことがあり得る。

以下では本発明による基板洗浄方法の第３実施形態に関して、本発明による有機溶剤供給ユニットの第３実施形態３５００を利用して説明する。

図２１を参照すれば、基板への洗浄工程の進行中、液相の有機溶剤は、貯藏タンク３９０で有機溶剤供給ライン３５２０を通じて移動する。有機溶剤供給ライン３５２０上のバルブ３５２２が閉まれば、液相の有機溶剤基板上へ噴射されない。したがって、液相の有機溶剤は、気泡提供部材３５５０を通過してノズルヘッド３５１１へ移動されずに、有機溶剤供給ユニット３５００を循環する。この場合、液相の有機溶剤は気泡がない状態で循環する。この時、回収ライン３５３０上のバルブ３５３１が開いている場合には、液相の有機溶剤が回収ライン３５３０を通じて有機溶剤貯藏タンク３９０へ運搬される。

基板のパターン上に純水が残留する場合、有機溶剤供給ライン３５２０上のバルブ３５２２が開かれ、回収ライン３５３０のバルブ３５３１を閉めるようにする。この時、液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３５２０を通じて気泡提供部材３５５０へ運搬される。液相の有機溶剤は、気泡提供部材３５５０を通過しながら、気泡が発生される。気泡提供部材３５５０を通過した液相の有機溶剤は、気泡を包含しない状態でノズルヘッド３５１１へ運搬されて、基板上へ噴射される。気泡提供部材３５５０で気泡が発生される方法は、以下で詳細に説明する。

図２３は、図２１の気泡提供部材の一実施形態を示す図面である。図２４は、図２３の線Ｃ−Ｃ’に沿って切断した気泡提供部材の断面図である。

図２３及び図２４を参照すれば、気泡提供部材３５５０で気体供給ライン３５５３を通じて提供された気体が、ハウジング３５５２とメンブレンライン３５５１との間の空間３５５５へ提供される。空間３５５５へ提供された気体は、メンブレンライン３５５１の内部と外部の圧力差によって、メンブレンライン３５５１の微孔３５５４を通じてメンブレンライン３５５１の外部から内部へ移動される。メンブレンライン３５５１を通過する液相の有機溶剤にメンブレンライン３５５１の外部から内部へ流れ込まれた気体が流れ込まれて、液相の有機溶剤に気泡が形成される。制御器３５５７は、ハウジング３５５２とメンブレンライン３５５１との間の空間３５５５へ流れ込まれる気体の量を調節する。これを通じて、液相の有機溶剤の内部に発生する気泡の量が調節される。

基板上へ噴射された気泡を含む液相の有機溶剤は、基板に残留する純水と置換される。置換される過程は、基板洗浄方法の第１実施形態と同様に行われるので、詳細な説明は省略する。

基板上に気泡が含まれた液相の有機溶剤が残留する場合、有機溶剤供給ライン３５２０上のバルブ３５２２を開き、回収ライン３５３０上のバルブ３５３１を閉めるようにする。液相の有機溶剤は、有機溶剤供給ライン３５２０を通じて気泡提供部材３５５０へ運搬される。気泡提供部材３５５０は、制御器３５５７によって、気体がハウジング３５５２とメンブレンライン３５５１との間の空間３５５５へ流れ込まれないように制御される。気泡提供部材３５５０を通過した液相の有機溶剤は、気泡を包含しなかった状態にノズルヘッド３５１１へ運搬されて基板上へ噴射される。

基板上へ噴射された気泡を包含しなかった液相の有機溶剤は、基板上に残留する気泡を含む液相の有機溶剤と混合されて気泡が除去される。気泡が除去される過程は、基板洗浄方法の第１実施形態と同様に行われるので、詳細な説明は省略する。

上述した基板洗浄方法の第３実施形態では、有機溶剤供給ライン３５２０に回収ライン３５３０が連結されることと説明した。しかし、選択的に回収ライン３５３０は提供されないことがあり得る。

また、気泡が包含されなかった液相の有機溶剤を供給する段階は提供されないことがあり得る。

上述した例では有機溶剤供給ユニットが気泡提供部材内に加熱器、超音波印加部材、及びメンブレンラインの中でいずれか１つを有することと説明した。これとは異なり、有機溶剤供給ユニットは、気泡提供部材で加熱器、超音波印加部材、及びメンブレンラインの中で少なくとも２つを包含することができる。

１１０・・・支持部材、
１２０・・・容器、
２００・・・昇降部材、
３００・・・ノズル部、
４００・・・バックノズル部、
５００・・・有機溶剤供給部材、
５１０・・・供給管、
５２０・・・気泡発生部材。

Claims (20)

1. 基板を支持する基板支持ユニットと、
   前記基板支持ユニットを囲み、前記基板から飛散する有機溶剤を回収する容器と、
   前記容器の一側に提供され、前記基板へ気泡を含む液相の有機溶剤を噴出する流体供給ユニットと、を有し、
   前記流体供給ユニットは、
   前記有機溶剤を前記基板へ吐出させるノズルヘッドと、
   貯藏タンクから前記ノズルヘッドへ前記有機溶剤を供給する有機溶剤供給ラインと、
   前記有機溶剤供給ラインに提供されて前記液相の有機溶剤に気泡を提供する気泡提供部材と、を含み、
   前記気泡提供部材は、
   前記有機溶剤供給ラインに連結され、内部には前記液相の有機溶剤が流れ、微孔が形成されたメンブレン（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）ラインと、
   前記メンブレンラインを囲むハウジングと、
   前記メンブレンラインと前記ハウジングとの間の空間へ気体を供給する気体供給ラインと、を含み、
   前記空間に供給された前記気体が前記微孔を通じて前記メンブレンラインの内部へ流れ込まれて液相の前記有機溶剤に気泡を提供する基板洗浄装置。
2. 基板を支持する基板支持ユニットと、
   前記基板支持ユニットを囲み、前記基板から飛散する有機溶剤を回収する容器と、
   前記容器の一側に提供され、前記基板へ気泡を含む液相の有機溶剤を噴出する流体供給ユニットと、を含み、
   前記流体供給ユニットは、
   前記有機溶剤を前記基板へ吐出させるノズルヘッドと、
   貯藏タンクから前記ノズルヘッドへ前記有機溶剤を供給する有機溶剤供給ラインと、
   前記有機溶剤供給ラインに提供されて前記液相の有機溶剤に気泡を提供する気泡提供部材と、を含み、
   前記気泡提供部材は、
   前記有機溶剤供給ラインに提供される前記液相の有機溶剤に超音波を印加する超音波印加部材を含み、
   前記超音波印加部材は、
   流体媒質が収まれている容器と、
   前記容器内の流体媒質に振動を印加する振動子と、
   前記振動子へ超音波を印加する発振器と、を含み、
   前記有機溶剤供給ラインの一部が前記容器内の流体媒質の内部に沈まれるように提供される基板洗浄装置。
3. 前記気泡提供部材は、
   前記有機溶剤供給ラインに提供されて、前記液相の有機溶剤を加熱する加熱器と、
   前記加熱器の温度を調節する制御器と、を含み、
   前記制御器は前記液相の有機溶剤を沸騰点以上に加熱するように前記加熱器を制御する請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記流体供給ユニットは、
   前記加熱器を迂回するように前記有機溶剤供給ラインに提供される迂回ラインと、をさらに含む請求項３に記載の基板洗浄装置。
5. 前記有機溶剤がイソプロパノールアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）で提供され、
   前記制御器が前記イソプロパノールアルコールを８０℃乃至１００℃に加熱するように前記加熱器を制御する請求項３に記載の基板洗浄装置。
6. 前記気泡提供部材は、
   前記有機溶剤供給ラインを流れる前記液相の有機溶剤に超音波を印加する超音波印加部材を含み、
   前記超音波印加部材は、
   前記有機溶剤供給ラインに提供される振動部材と、
   前記振動部材に前記超音波を提供する発振器と、を含む請求項１に記載の基板洗浄装置。
7. 前記超音波印加部材は、
   前記振動部材と前記ノズルヘッドとの間に提供され、前記液相の有機溶剤に含まれた気泡量を測定する気泡量測定器と、
   前記振動部材に印加される超音波の周波数を調節する制御器と、をさらに含む請求項６に記載の基板洗浄装置。
8. 前記振動部材は、
   前記有機溶剤供給ラインに接触され、前記有機溶剤供給ラインを囲むように提供される本体と、
   前記本体内に提供されて前記超音波が印加され、印加された前記超音波を前記有機溶剤供給ラインへ再印加する振動子と、を含む請求項６または請求項７に記載の基板洗浄装置。
9. 前記気泡提供部材は、
   前記有機溶剤に含まれた気泡量を測定する気泡量測定器と、
   前記気体供給ラインに設置されて前記空間に供給される前記気体の流量を調節する流量調節バルブと、
   前記気泡量測定器から測定された結果にしたがって、前記流量調節バルブを制御する制御器と、をさらに含む請求項１および請求項６〜８のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
10. 前記流体供給ユニットは、
    前記有機溶剤供給ラインで分岐されて前記貯藏タンクに連結され、前記液相の有機溶剤を前記貯藏タンクへ移動させる回収ラインをさらに含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
11. 前記気泡提供部材が前記有機溶剤供給ラインで前記回収ラインに分岐される分岐点と前記ノズルヘッドとの間に提供される請求項１０に記載の基板洗浄装置。
12. 前記流体供給ユニットは、
    前記回収ラインに提供されて、循環される前記液相の有機溶剤で気泡を分離する脱気部材をさらに含み、
    前記気泡提供部材が前記有機溶剤供給ラインで前記回収ラインに分岐される分岐点と前記貯藏タンクとの間の前記有機溶剤供給ライン上に提供される請求項１０に記載の基板洗浄装置。
13. 前記流体供給ユニットは、
    前記ノズルヘッドに連結されたノズルアームをさらに含み、
    前記気泡提供部材が前記ノズルアームの内部に提供された請求項１１に記載の基板洗浄装置。
14. 請求項１および請求項６〜９のいずれか１項に記載の基板洗浄装置を用いた基板洗浄方法であって、
    気泡を含む液相の有機溶剤を基板に供給して基板のパターン内に残留する純水を前記液相の有機溶剤に置換することを含み、
    前記液相の有機溶剤に気泡を提供する方法は、
    前記メンブレンライン外部へ気体が運搬され、前記気体が前記メンブレンラインの微孔を通じて前記メンブレンラインの内部へ流れ込まれることによって、前記メンブレンラインの内部を通る前記液相の有機溶剤に気泡が発生されることを含む基板洗浄方法。
15. 前記液相の有機溶剤に気泡を提供する方法は、
    前記液相の有機溶剤を沸騰点以上に加熱して気泡を発生させることを含む請求項１４に記載の基板洗浄方法。
16. 前記有機溶剤がイソプロパノールアルコールであり、
    前記イソプロパノールアルコールを沸騰点である８０℃乃至１００℃に加熱して前記イソプロパノールアルコールに気泡を提供する請求項１５に記載の基板洗浄方法。
17. 前記有機溶剤に気泡を提供する方法は、
    前記有機溶剤に超音波を印加することを含む請求項１４に記載の基板洗浄方法。
18. 液相の前記有機溶剤の内部の気泡の量を測定する段階と、
    前記測定結果を基準に前記有機溶剤に投入される気体の量を調節する段階と、をさらに含む請求項１７に記載の基板洗浄方法。
19. 前記流体供給ユニットには、前記有機溶剤供給ラインで分岐されて前記貯藏タンクに連結され、前記液相の有機溶剤を前記貯藏タンクへ移動させる回収ラインが含まれ、
    気泡が含まれた前記有機溶剤が、前記回収ラインを通じて移動する途中に、前記有機溶剤から気泡を分離する段階と、をさらに含む請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の基板洗浄方法。
20. 前記気泡を含む液相の有機溶剤が前記基板のパターンに残留する場合、気泡が包含されていない前記液相の有機溶剤が前記基板へ吐出されて前記液相の有機溶剤が混合されながら、気泡が除去される段階と、をさらに含む請求項１９に記載の基板洗浄方法。

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