KR100417271B1

KR100417271B1 - 건조처리방법 및 건조처리장치

Info

Publication number: KR100417271B1
Application number: KR10-1998-0038364A
Authority: KR
Inventors: 유지 카미카와; 테루오미 미나미; 시게노리 키타하라
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2004-03-19
Also published as: EP0903775A2; JPH1183316A; US6029371A; EP0903775B1; KR19990029868A; JP3194036B2; DE69841399D1; EP0903775A3

Abstract

본 발명은 예를 들어 반도체웨이퍼나 LCD용유리기판 등의 피처리체를 건조가스에 접촉시켜 건조하는 건조처리방법 및 건조처리장치에 관한 것이다.

본 발명의 반도체웨이퍼의 세정후에 건조를 행하는 건조처리장치에서는, 건조가스 공급관로(32)를 매개로 건조처리부(30)과 접속되는 건조가스생성기(41)과, 이소프로필알코올(IPA) 탱크(48)과 건조가스생성기(41)을 접속하는 IPA의 공급관로(32)에 설치된 유량조절용의 다이어프램펌프(50)과, 건조가스생성기(41)에 N2가스를 공급하는 N2가스공급원(52)와, 건조가스생성기(41)내에 배치되고 건조가스를 생성하는 히터(44)를 구비한다. 이로써 상기 다이어프램펌프(50)으로 건조가스생성기(41)에 공급되는 IPA의 양을 조절하고, 건조가스중에 포함되는 IPA농도를 3% ~ 80%의 범위내로 유지할 수 있도록 하고, 또한 히터(44)이 가열에 의해 건조가스의 온도를 80℃ ~ 150℃의 범위내로 유지할 수 있도록 한다.

이로써, 반도체웨이퍼의 건조효율을 향상시키고 건조가스의 소비량을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

건조처리방법 및 건조처리장치

일반적으로 반도체제조장치의 제조공정에서는 반도체웨이퍼나 LCD용유리기판 등(이하 웨이퍼 등이라 한다)의 피처리체 표면을 세정처리장치를 이용하여 약액이나 린스액(세정액)등에 침적하여 세정처리한 후, 세정된 웨이퍼 등을 건조처리장치를 이용하여 건조하는 방법이 널리 채용되고 있다.

종래의 이러한 종류의 건조처리장치에 관해서는 건조처리부와 연통하는 하측에 예를 들어 IPA(이소프로필알코올)등의 휘발성을 가진 유기용제를 가열하여 증기를 발생하는 건조가스 생성수단을 구비하고, 생성된 건조가스(IPA의 증기)를 건조처리부내에 수용된 세정종료후의 웨이퍼 등의 피처리체에 접촉시킴과 동시에, 건조가스의 증기를 응축시켜 피처리체의 수분을 제거 및 건조를 행하도록 한 것이 알려져 있다. 이러한 종류의 건조처리방법에 있어서는 건조가스의 농도나 접촉상태에 의해 건조의 정도가 크게 좌우된다.

그런데, 종래의 이러한 종류의 건조처리장치에 있어서는 건조가스의 발생부와 건조처리부가 같은 영역내에 있기 때문에, 건조가스발생부에서 생성한 건조가스의 상태는 건조처리부내의 상태에 의해 영향을 받기 쉽다. 따라서, 세정처리된 저온상태의 피처리체에 의해 열을 빼앗김으로써 유기용제의 기화가 억제되는 문제가 있었다. 또, 기화된 증기도 피처리체 부근에서 열을 빼앗겨 증기의 온도가 저하하여 응결하기 때문에 건조처리부내에 건조가스가 존재하지 않고, 또는 존재하더라고 극히 농도가 낮은 상태가 발생하고, 건조효율이 저하하는 문제가 있었다. 게다가, 상기 상태에 관계없이 건조가스를 생성하면 유기용제의 소비량이 많아지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 건조가스의 발생량 및 농도와 온도를 억제하고, 더욱이 건조시의 건조가스중의 용제의 응결을 방지함으로써, 건조효율의 향상을 도모하고 용제의 소비량을 저감할 수 있도록 한 건조처리방법 및 건조처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의하면, 용제와 불활성가스를 혼합함과 동시에 가열하여 건조가스를 생성하고, 상기 건조가스를 건조처리실내에 공급하고, 건조처리실내에 수용되어 있는 피처리체에 접촉시켜 피처리체를 건조시키는 건조처리방법으로, 상기 건조가스중의 상기 용제의 농도가 3% 내지 80%이며, 건조가스의 온도가 80℃ 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 건조처리방법이 제공된다.

이 건조처리방법에서 건조가스를 건조처리실내에 공급하고 피처리체를 건조시키는 상기 공정후에, 상기 건조처리실내를 감압하는 것을 포함하도록 할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 피처리체를 수용하는 처리실을 갖는 건조처리부와, 용제공급원과, 불활성가스공급원과, 용제와 불활성가스의 혼합부, 및 이 혼합부로부터 용제와 불활성가스의 혼합가스를 받아 가열하여 건조가스로 하는 가열부를 갖는 건조가스 생성수단과, 상기 용제공급원을 상기 혼합부에 접속하는 용제공급관로와, 상기 용제공급관로에 설치한 유량조절가능한 용제공급수단과, 상기 불활성가스공급원을 상기 혼합부에 접속하는 불활성가스 공급관로와, 상기 건조가스를 상기 처리실에 공급하기 위해 상기 건조가스 생성수단을 처리실에 접속하는 건조가스 공급관로를 구비하고, 상기 용제공급수단은 상기 건조가스중의 용제의 농도가 3% 내지 80%가 되도록 유량이 설정되고, 상기 가열부는 상기 건조가스를 80℃ 내지 150℃로 가열하도록 설정되어 있다는 것을 특징으로 하는 건조처리장치가 제공된다.

이 경우, 처리실내의 건조가스 공급노즐은 고정된 것이라도 지장은 없으나, 바람직하게는 피처리체에 대해 이동가능하게 형성하는 편이 좋다.

또, 상기 처리실에는 배기관을 접속함과 동시에 배기관에 감압수단을 설치하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 상기 감압수단은 감압처리의 개시와 종료시 가급적 완만하게 감압하도록 형성하는 편이 좋다.

또, 상기 처리실의 외측부에는 건조가스의 응결을 방지하기 위한 가열수단을 설치하는 것이 바람직하다.

게다가, 상기 처리실의 바닥부에 설치된 배출구에 배출관을 접속하고, 상기 배출관에 사용종료후의 건조가스중의 용제와 불활성가스를 분리하는 기액분리수단을 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 기액분리수단은 상술한 기능을 갖는 것이면 그 구성은 임의로 좋으나, 바람직하게는, 기액분리수단은 처리종료후의 건조가스를 수용하는 실(室)과, 건조가스중에 포함된 용제를 응결하기 위한 냉각수단과, 상기 실의 바닥부에 설치되어 응결한 용제를 배출하는 배출구와, 상기 실의 측부에 설치되어 분리된 불활성가스를 배기하는 배기구를 구비하는 것이 좋다.

본 발명에 의하면, 건조가스 생성수단과 건조처리부가 서로 다른 영역에 있기 때문에, 피처리체 및 건조처리부 내의 상태에 의해 건조가스가 받는 영향을 적게 할 수 있다. 게다가, 용제공급원으로부터 공급되는 용제의 양을 유량조절수단으로 조절함으로써 용제증기의 발생량을 제어할 수 있다. 이로써, 건조가스중의 용제의 농도를 3% ~ 80%라고 하는 적정범위내로 조절할 수 있고, 그리고 가열부에 의해 건조가스의 온도를 80℃ ~ 150℃라고 하는 적정범위내로 조절할 수 있다. 따라서, 건조효율의 향상을 도모할 수 있음과 동시에, 건조가스 및 용제의 유효이용을 도모할 수 있고, 용제의 소비량을 저감할 수 있다.

이 경우, 건조가스 공급노즐을 피처리체에 대해 이동가능하게 변형함으로써 피처리체의 전체에 빠짐없이 건조가스를 접촉시키는 것이 가능하기 때문에, 건조얼룩을 없앨 수 있음과 동시에 건조효율의 향상을 도모할 수 있다.

또, 감압수단에 의해 건조가스공급 후에 처리실내를 감압하면 용제의 응결방지 및 건조효율을 높일 수 있다. 이 때, 감압처리의 개시 및 종료시 가급적 완만하게 감압함으로써 급격한 기압변화에 의한 피처리체에의 약영향 및 건조가스의 과도한 유출을 방지할 수 있다.

또한, 처리실의 외측부에 가열수단을 배설함으로써 건조처리중의 온도저하에 따른 건조가스중에 포함된 용제의 응결을 방지할 수 있기 때문에, 건조의 촉진을 도모할 수 있음과 동시에 용제의 소비량을 저감할 수 있다.

또, 처리실의 바닥부에 설치한 배출구에 배출관을 접속하고, 이 배출관에 기액분리수단을 설치함으로써, 처리종료후의 건조가스중의 용제와 불활성가스를 분리하여 따로따로 회수할 수 있기 때문에 대기환경의 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관계하는 건조처리장치를 적용한 세정·건조처리시스템의 개략평면도이다.

도 2는 도 1의 개략측면도이다.

도 3은 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 제 1 실시예를 도시한 개략구성도이다.

도 4는 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 건조가스 생성수단의 일예를 도시한 개략단면도이다.

도 5는 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 제 2 실시예를 도시한 개략구성도이다.

도 6은 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 제 3 실시예를 도시한 개략구성도이다.

도 7은 도 6의 주요부를 확대하여 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 캐리어 2 : 반송부

3 : 처리부 4 : 인터페이스부

4a : 제 1 실 4b : 제 2 실

4c : 구획벽 5 : 반입부

5a : 인수부 5b : 인도부

6 : 반출부 7 : 상부 반송기구

8 : 캐리어리프터 9 : 캐리어대기부

10 : 웨이퍼취출아암 11 : 노치정렬기

12 : 제 1 자세변환장치 13 : 제 2 자세변환장치

14 : 웨이퍼수취부 15 : 웨이퍼수납아암

16 : 캐리어반송로봇트

17, 21 : 제 3 처리유니트 (건조처리유니트)

18 : 제 2 처리유니트 19 : 제 1 처리유니트

20 : 척세정유니트 22 : 반송로

30 : 건조실(건조처리부) 30A : 처리실

30B : 개구부 30a : 건조용기

30b : 바닥판 30c : 건조용기

30d : 덮개 31 : 보지부재

32 : 건조가스 공급관로 33 : 건조가스 공급노즐

33a : 노즐공 33b : 파이프

33c : 유동링 33d : 회전축

33e : 풀리 33f : 타이밍 벨트

33g : 구동모터 34 : 히터

36 : 시일부재 37 : 배출관

38 : 밸브 39 : 진공펌프

40 : 배기관 41 : 건조가스생성기

41a : 드레인관 42 : 밀폐용기(혼합부)

42a : 지주 43 : 증발접시

44 : 히터 45 : 단열재

46 : IPA 47a : 순환관로

47b : 순환펌프 47c : 필터

48 : IPA탱크(IPA공급수단) 49 : IPA공급관로

50 : 다이어프램펌프 51 : N2가스 가열용히터

52 : N2가스 공급원 53 : N2가스 공급관

54 : 냉각코일 55 : 수용실

56 : N2가스 배기구 57 : IPA배출구

58 : 기액분리수단 60 : 유량계

W : 웨이퍼

이하 본 발명의 실시예를 도면을 기초로 하여 상세히 설명한다. 이 실시예에서는 반도체웨이퍼의 세정처리시스템에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관계하는 건조처리장치를 적용한 세정처리시스템의 일예를 도시한 개략평면도이고, 도 2는 도 1의 일부의 개략측면도이다.

상기 세정처리시스템은 피처리체인 반도체웨이퍼(W)(이하 웨이퍼라 한다)를 수평상태로 수납하는 용기 예를 들어 캐리어(1)을 반입, 반출하기 위한 반송부(2)와, 웨이퍼(W)를 약액, 세정액 등의 액처리를 함과 동시에 건조처리하는 처리부(3)과, 반송부(2)와 처리부(3)과의 사이에 위치하고 웨이퍼(W)를 인수인도하고 위치조정 및 자세교환 등을 행하는 인터페이스부(4)로 주로 구성되어 있다.

상기 반송부(2)는 세정처리시스템의 한 측단부에 병설하여 설치된 반입부 (5)와 반출부(6)으로 구성되어 있다. 또, 반입부(5)는 상부 반송기구(7)로부터 캐리어(1)을 인수하는 인수부(5a)와, 이 인수부(5a)로부터 수평으로 반송되는 캐리어(1)을 재치하는 인도부(5b)로 이루어지고, 인도부(5b)에는 캐리어(1)을 상부위치와 인터페이스부(4)의 반입구(도시하지 않음)와의 사이에서 반송하는 캐리어리프터(8)(도 2)이 설치되어 있다. 또, 반출부(6)에는 캐리어(1)을 인터페이스부(4)의 반출구(도시하지 않음)와 상부와의 사이에서 반송하는 캐리어리프터(8)이 설치되어, 이들 캐리어리프터(8)에 의해 반입부(5)사이 또는 반출부(6)의 사이에서 캐리어(1)의 반송을 행할 수 있으며, 도 2에서 도시하듯이 빈 캐리어(1)을 인터페이스부(4)의 상측에 설치된 캐리어대기부(9)로의 인수인도 및 캐리어대기부(9)로부터의 인수를 행할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 인터페이스부(4)는 구획벽(4c)에 의해 구획된 반송부(2)에 접속하는 제 1실(4a)와 처리부(3)에 접속하는 제 2실(4b)로 구성되어 있다. 그리고, 제 1실(4a)내에는 반입부(5)(구체적으로는 인도부(5b))의 캐리어(1)로부터 복수매의 웨이퍼(W)를 꺼내어 반송하는 수평방향(X, Y방향), 수직방향(Z방향) 및 회전(θ방향)가능한 웨이퍼취출아암(10)과, 웨이퍼(W)에 설치된 노치(notch)를 정렬하는 노치정렬기(11)과, 웨이퍼취출아암(10)에 의해 꺼내진 복수매의 웨이퍼(W)의 간격을 정돈하는 간격조정기구(도시하지 않음)를 구비함과 동시에, 수평상태의 웨이퍼(W)를 수직상태로 변환하는 제 1 자세변환장치(12)가 설치되어 있다.

또, 제 2실(4b)내에는 처리가 끝난 복수매의 웨이퍼(W)를 처리부(3)으로부터 수직상태인 채로 반송하는 후술하는 웨이퍼반송척(23)으로부터 받은 웨이퍼(W)를 수직상태에서 수평상태로 변환하는 제 2 자세변환장치(13)과, 이 제 2 자세변환장치(13)에 의해 수평상태로 변환된 복수매의 웨이퍼(W)를 받아 웨이퍼수취부(14)에 반송된 빈 캐리어(1)내에 수납하는 수평방향(X, Y방향), 수직방향(Z방향) 및 회전(θ방향)가능한 웨이퍼수납아암(15)가 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼수취부(14)에는 웨이퍼수취부(14)와 캐리어대기부(9)와의 사이에서 캐리어를 반송하는 캐리어리프터(8)이 설치되어 있다. 또, 캐리어대기부(9)에는 웨이퍼인도부(5b)에 의해 웨이퍼(W)를 인수인도한 후의 빈 캐리어(1)이나 웨이퍼수취부(14)에서 캐리어(1)내에 웨이퍼(W)를 수용한 캐리어(1)을, 소정의 대기위치 혹은 웨이퍼수취부(14)로부터 캐리어대기부(9)에 반송된 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(1)를 반출부(6)의 상측으로 이동하는 캐리어반송로봇트(16)이 설치되어 있다.

한편, 상기 처리부(3)에는 웨이퍼(W)에 부착하는 파티클이나 유기물오염을 제거하는 제 1 처리유니트(19)와, 웨이퍼(W)에 부착하는 금속오염을 제거하는 제 2 처리유니트(18)과, 웨이퍼(W)에 부착하는 산화막을 제거하는 제 3 처리유니트(17) 및 척세정유니트(20)이 직선상태로 배열되어 있다. 또한, 제 3 처리유니트(17)의 상측에는 건조처리유니트(21)이 배치되어 있다. 이 경우, 본 발명에 관계하는 건조처리장치는 건조처리유니트(21)에 적용되어 있다. 그리고, 이들 각 유니트(17) ~ (20)과 대향하는 위치로부터 상기 인터페이스부(4)에 연결되어 설치된 반송로(22)에 X, Y방향(수평방향), Z방향(수직방향) 및 회전(θ)가능한 웨이퍼반송척(23)이 배치되어 있다.

이어, 본 발명에 관계하는 건조처리장치에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 제 1 실시예를 도시한 개략구성도, 도 4는 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 일부분을 구성하는 건조가스 생성수단의 일예를 도시한 개략단면도이다.

상기 건조처리장치는 웨이퍼(W)를 건조처리하는 처리실(30A)를 가지는 건조처리부(30)과, 처리실(30A)에 건조가스(유기용제와 불활성가스와의 혼합기체)의 공급기관(32)를 매개로 하여 접속된 건조가스생성기(건조가스 생성수단)(41)과, 이 건조가스 생성기(41)에 공급관로(49)를 매개로 하여 접속된 유기용제 예를 들어 IPA(이소프로필알코올)의 탱크(유기용제 공급수단)(48)과, 건조가스를 처리실(30A)에 공급하는 역할을 다함과 동시에 건조가스의 구성성분이기도한 불활성가스 예를 들어 N₂가스를 공급관(53)을 매개로 하여 건조가스생성수단(41)에 공급하는 N₂가스공급원(불활성가스 공급수단)(52)로 주로 구성되어 있다. 또, IPA의 공급관로(49)에는 IPA의 유량을 조절할 수 있는 유량조절수단 예를 들어 다이어프램펌프(50)이 분설되어 있다.

상기 건조처리부(30)은 개구부(30B)를 갖는 단면 역U자형상의 석영부재로 이루어지는 건조용기(30a)와, 이 건조용기(30a)의 개구부(30B)의 하측으로부터 개구부(30B)를 폐쇄할 수 있도록 설치된 석영제의 바닥판(30b)로 형성되고, 건조용기(30a)와 바닥판(30b)의 인접부에는 처리실(30A)내를 기밀로 유지하기 위해 시일부재(36)이 사이에 존재하고 있다. 이와 같이 구성된 건조처리부(30)의 처리실(30A)내에는 피처리체인 웨이퍼(W)를 복수매 예를 들어 50매를 보지하는 보지부재(31)이 배치되어 있다.

바닥판(30b)에는 밸브(38)을 갖는 배출관(37)이 접속되어 있고, 이 배출관(37)을 거쳐 처리종료된 건조가스를 배출할 수 있도록 구성되어 있다. 건조용기(30a)의 상부에는 건조가스 공급관로(32)가 관통하고 있고, 처리실(30A)상부측에 위치하는 상기 건조가스 공급관로(32)의 끝부에 건조가스공급노즐(33)이 설치되어 있다. 또, 상기 건조가스 공급노즐(33)의 형상은 건조가스를 웨이퍼(W)에 균일하게 내뿜을 수 있는 것이면 좋고, 예를 들어 다수의 노즐공을 가지는 파이프형상의 것을 사용할 수 있다. 또한, 건조용기(30a)는 도시하지 않은 승강 및 수평이동기구에 의해 상하이동 및 좌우이동이 가능하게 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 반입반출은 건조용기(30a)를 상승이동시킨 후 수평이동하고 나서 행할 수 있다.

게다가, 건조용기(30a)의 외측부에는 히터(가열수단)(34)가 설치되어 있고, 이 히터(34)가 건조용기(30a)의 측벽을 예를 들어 50℃정도로 가열함으로써 처리실(30A)내의 건조가스의 응결을 방지할 수 있도록 되어 있다.

또, 건조용기(30a)측부의 한쪽측에는 배기관(40)이 접속되고, 또한 이 배기관(40)의 건조용기(30a)보다 외측에는 진공펌프(감압수단)(39)가 설치되어 있다. 이 경우, 진공펌프(39)는 감압처리의 개시와 종료시에는 가급적 완만하게 감압하도록 조절가능하게 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 처리실(30A)내에 건조가스를 공급한 후, 건조가스를 계속 공급하면서 처리실(30A)내를 감압분위기로 할 수 있고, 감압분위기로 함으로써 건조효율을 높일 수 있다. 또, 감압처리의 개시와 종료시에는 가급적 완만하게 감압함으로써 처리실(30A)내의 기압이 급격하게 변화하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)에 손상을 입히는 등의 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또, 바닥판(30b)에는 처리종료된 건조가스를 배출하기 위한 상기 드레인관(배출관)(37)과 상기 드레인밸브(38)이 접속되어 있다.

상기 건조가스생성기(41)은 도 4에서 도시하듯이, IPA와 N2가스를 혼합하는 예를 들어 석영제 등의 밀폐용기(혼합부)(42)와, 이 밀폐용기(42)내에서 IPA의 액체를 증발시키기 위해 저장할 수 있고 상호 평행 그리고 다단계상태로 설치된 복수의 증발접시(43)과, 이들 증발접시(43)를 상술한 바와 같은 형태로 지지하는 원통형상을 이루는 석영제의 지주(42a)와, 이 지주(42a)내부 및 상기 밀폐용기(42)외측의 측부와 바닥부에 각각 설치된 히터(가열부)(44)와, 히터(44)의 외측을 덮듯이 설치된 단열재(45)로 주로 구성되어 있다. 이 경우, 상기 증발접시(43)은 열전도성이 뛰어나고 내식성(耐蝕性)도 풍부한 재질 예를 들어 스테인레스강 또는 석영제부재로 형성되어 있다. 또, 밀폐용기(42)의 상부에는 IPA공급관로(49)를 매개로 하여 IPA탱크(48)이 접속되어 있고, 게다가 밀폐용기(42)의 외측부의 한쪽에는 N2가스공급관(53)을 매개로 하여 N2가스공급원(52)가 접속되어 있다. 또한, 밀폐용기(42)의 하부에는 드레인관(41a)가 접속되어 있고, 밀폐용기(42)내에 저장된 폐액등을 배출할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 건조가스생성기(41)에서, IPA공급수단(48)로부터 펌프(50)에 의해 공급된 IPA(46)이 최상단의 증발접시(43)으로부터 순차 하단의 증발접시(43)로 흘러 떨어지는 과정에서, 히터(44)에 의해 가열되어 IPA증기(IPA가스)가 생성되고, 가스화가 다 되지 못하고 넘친 IPA(46)이 더욱 하단의 증발접시(43)으로 순차 흘러 떨어져서 순차 가스화된다. 따라서, 증발접시(43)을 다단계화함으로써 건조가스생성기(41)을 소형화할 수 있음과 동시에 IPA를 효율좋게 가스화할 수 있다. 이렇게 하여 상기 건조가스생성기(41)에서 집성된 IPA증기는 상기 N2가스공급원(52)에 의해 공급된 N2가스와 밀폐용기(42)내에서 혼합되어 건조가스를 생성함과 동시에, 생성한 건조가스의 온도가 상기 히터(44)에 의해 80℃ ~ 150℃라고 하는 적정한 범위내로 유지된 상태에서 상기 N2가스에 의해 운반되어 처리실(30A)로 운반공급된다.

또, 상기 IPA탱크(48)은 내(耐)약품성이 풍부한 재질 예를 들어 불소수지 등으로 구성되어 있고, 그 상부와 하부가 우회로형상인 순환관로(47a)로 접속되어 있다. 또한, 순환관로(47a)에는 순환펌프(47b)와 IPA등의 유기용제가 통과할 수 있는필터(47c)가 설치되어 있어 IPA탱크(48)에 저장된 IPA(46)에 포함된 파티클등의 불순물을 제거할 수 있도록 되어 있다. 또, IPA탱크(48)과 건조가스생성기(41)을 접속하는 상기 IPA공급관로(49)에는 다이어프램펌프(50)이 설치되어 있고, 이 다이어프램펌프(50)에 의해 건조가스생성기(41)에 공급되는 IPA의 양을 조정하여 처리실(30A)에 공급되는 건조가스중에 포함되는 IPA농도를 예를 들어 3% ~ 80%라고 하는 적정한 범위로 조정할 수 있다. 이 IPA농도가 3% ~ 80%이외인 경우, 예를 들어 IPA농도가 3%미만인 경우는 건조기능이 저하하고, 또 IPA농도가 80%를 넘으면, 가스화하지 않는 사태가 발생한다. 따라서, IPA농도가 3% ~ 80%의 범위내이면 웨이퍼(W)의 건조에 제공될 수 있다.

한편, 상기 N2가스공급원(52)는 N2가스공급관(53)을 매개로 하여 건조가스생성기(41)과 접속되어 있다. N2가스공급관(53)에는 유량조절가능한 유량계(60)과 N2가스를 적당한 온도로 유지하기 위한 N2가스 가열용히터(51)이 설치되어 있다. 이 N2가스 가열용히터(51)은 상술한 건조가스생성기(41)의 히터(44)와 함께 처리실(30A)에 공급되는 건조가스를 소정온도 예를 들어 80℃ ~ 150℃라고 하는 적정한 범위로 조정할 수 있다. 이 건조가스의 온도가 80℃ ~ 150℃이외인 경우 예를 들어 가스온도가 80℃미만인 경우는 가스화하지 않게 되고, 또 가스온도가 150℃를 넘으면 웨이퍼(W)의 온도가 너무 올라가서 웨이퍼(W)에 손상을 입히는 문제가 있다. 따라서, 가스온도가 80℃ ~ 150℃의 범위내이면 웨이퍼(W)의 건조에 제공할 수 있다.

이어 상기 건조처리장치를 이용한 건조처리방법에 대해 설명한다.

먼저, IPA탱크(48)로부터 IPA공급관로(49)를 통과하여 건조가스생성기(41)로 공급된 IPA(46)이 밀폐용기(42)내에 다단계형태로 설치된 복수의 증발접시(43)의 상측으로부터 순차 저장된다. 이어, 지주(42a)내부와 밀폐용기(42)의 외측부에 설치된 히터(44)에 의해 IPA(46)을 가열함과 동시에, N2가스 가열용히터(51)에 의해 소정온도로 유지된 N2가스를 밀폐용기(42)내에 공급한다. 이로써, 증발한 IPA증기와 N2가스가 혼합되어 건조가스가 생성된다. 이 경우, 건조가스중에 포함되는 IPA의 농도가 3% ~ 80%가 되도록 상기 IPA공급관로(49)를 흐르는 IPA(46)의 유량을 다이어프램펌프(50)에 의해 미리 조절해 두고, 이 상태에서 IPA탱크(48)로부터 밀폐용기(42)내에 공급된다. 또한, 이 사이에 건조처리부(30)내에, 세정처리를 끝낸 웨이퍼(W)가 반입되어 대기한 상태로 되어 있다.

생성된 건조가스는 히터(44)에 의해 더욱 가열되어 80℃ ~ 150℃가 되고, 건조가스 공급관로(32)를 통과하여 처리실(30A)로 보내어지고, 건조가스 공급노즐(33)으로부터 웨이퍼(W)에 대해 공급되고, 웨이퍼(W)에 접촉하여 건조처리한다. 어느 정도 건조실(30)내에 건조가스가 충만한 상태에서, 진공펌프(39)를 구동시켜 가급적 완만하게 처리실(30A)내의 감압을 개시한다. 그 후도 건조가스를 공급하면서 계속 감압하여 일정의 압력상태를 유지하도록 한다. 이로써 건조효과를 높일 수 있다. 건조가 종료한 후, 처리실(30A)내를 가급적 완만하게 가압하고, 원래의 압력으로 돌리기 위해 진공펌프의 구동을 정지한다. 상술한 바와 같이 처리실(30A)내를 가급적 완만하게 감압 및 가압하기 때문에 웨이퍼(W)의 손상을 억제할 수 있다. 원래의 압력으로 돌아가면, 처리종료된 건조가스를 건조처리부(30)의 바닥판(30b)에 접속된 드레인관(37)로부터 배출한다.

상기와 같이 구성함으로써, 건조가스생성기(41)과 건조처리부(30)이 서로 다른 영역에 있기 때문에, 건조처리부(30)내의 상태가 건조가스의 상태에 주는 영향이 적어지고, 게다가 다이어프램(50)에 의해 건조가스생성기(41)에 공급되는 IPA의 양을 조절할 수 있기 때문에, 건조가스중에 포함되는 IPA의 농도를 3% ~ 80%라고 하는 적정한 범위내로 조절할 수 있다. 또, 건조가스생성기(41)에 설치된 히터(44)에 의해 건조가스의 온도를 80℃ ~ 150℃라고 하는 적정범위내로 조절할 수 있다. 게다가, 건조처리부(30)의 측부에 설치된 히터(34)에 의해 건조처리부(30)내의 건조가스가 웨이퍼(W)에 열을 뺏겨 응결하는 것을 방지할 수 있다. 또, 건조처리부(30)에 진공펌프(39)를 접속하여 감압처리의 개시와 종료시에 가급적 완만하게 감압할 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)에 손상을 미치는 일 없이 감압할 수 있고, 또 웨이퍼(W)에 부착한 린스액 예를 들어 순수 등의 비등점을 저하할 수 있기 때문에, 린스액이 기화되기 쉬워져서 건조시간을 단축할 수 있다. 따라서, 건조효율의 향상을 도모할 수 있고, IPA의 소비량을 저감할 수 있다. 또, 건조종료후, N2가스만을 처리실(30A)에 공급함으로써 처리실내의 건조가스를 배출할 수 있다.

제 2 실시예에서는 건조처리부(30)의 하부에 접속된 드레인관(37)에 처리종료후의 건조가스를 액체의 IPA와 N2가스로 분리할 수 있는 기액분리수단(58)을 접속하고 있다. 이 경우,상기 건조처리부(30)은 예를 들어 석영제부재 등을 이용한 단면 U자형의 건조용기(30c)와 이 건조용기(30c)의 상부개구부(30B)를 폐쇄할 수 있는 석영제부재 등을 이용한 덮개(30d)로 형성되어 있다. 상기 덮개(30d)는 웨이퍼(W)를 반입반출할 수 있도록 개폐가능하게 구성되어 있고, 폐쇄상태시에 건조용기(30c)와 인접하는 부분에는 처리실(30A)내의 기밀성을 유지하기 위해 시일부재(36)이 사이에 설치되어 있다. 또, 건조가스생성기(41)과 건조처리부(30)을 접속하는 건조가스 공급관로(32)를 도중에 2줄로 분기하고, 처리실(30A)내에서 각각의 끝부에 건조가스공급노즐(33), (33)을 접속한다. 이와 같이 형성함으로써, 웨이퍼(W)에 대해 더욱 균일하게, 그리고 일시에 보다 큰 면적에 건조가스를 접촉시키는 것이 가능하기 때문에, 건조효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 기액분리수단(58)은 처리종료후의 건조가스를 수용하는 수용실(55)와, IPA가스를 응결시키기 위한 냉각수단 예를 들어 냉각코일(54)와, 수용실(55)의 측벽에 설치되어, 분리된 N2가스를 배기하는 배기구(56)과, 수용실(55)의 바닥부에 설치되어, 액화한 IPA를 배출하는 배출구(57)로 주로 구성되어 있다. 이로써, 드레인관(37)로부터 배출된 처리종료후의 건조가스중에 포함된 IPA증기가 수용실(55)내에서 냉각코일(54)에 의해 융점이하로 냉각되기 때문에, 응결되어 액체가 되고, 배출구(57)로부터 배출된다. 한편, 분리된 N2가스는 배기구(56)으로부터 배기된다.

또, 상기 기액분리수단(58)은 상술한 기능을 가지는 것이라면 그 구성은 임의로 좋고, 예를 들어 냉각코일(54)를 중공(中空)으로 형성하여 내부에 냉매를 흘려도 좋고, 또는 페르체효과를 이용한 냉각코일 등이라도 좋다. 또, 그 형상도 냉각효율이 좋은 것이라면 코일형상이 아니고 예를 들어 시트형상의 것이라도 좋다.

또한, 제 2 실시예에 있어서, 그외의 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하기 때문에 동일부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

상기와 같이 구성함으로써, 유해한 유기용제인 IPA를 회수하고 나서 N2가스를 배기하기 때문에, 대기환경의 오염을 방지할 수 있다. 또, 2줄의 건조가스 공급노즐(33), (33)로 웨이퍼(W)에 대해 더욱 균일하게 그리고 일시에 보다 큰 면적에 건조가스를 접촉시킬 수 있기 때문에, 건조효율을 향상시킬 수 있고 건조시간을 단축할수 있다.

도 6은 본 발명에 관계하는 건조처리장치의 제 3 실시예를 도시한 개략구성도이다. 또, 도 7은 도 6의 주요부를 확대한 사시도이다.

제 3 실시예에서는 2줄의 건조가스 공급노즐(33), (33)을 웨이퍼(W)에 대해 이동가능하게 형성하고 있다. 이 경우, 도 7에서 도시하듯이, 복수의 노즐공(33a)를 가지는 파이프(33b)로 형성되는 2줄의 건조가스 공급노즐(33), (33)은 동일하게 2개의 유동링(33c), (33c) 끝부의 한쪽측면에 각각 접속되고, 각 유동링(33c), (33c)의 다른 끝의 반대측면에는 회전축(33d), (33d)가 각각 접속되어 있다. 이 회전축(33d), (33d)에는 각각 풀리(33e), (33e)가 걸쳐져, 타이밍벨트(33f)에 의해 상호 연동하도록 형성되어 있다. 2개 중 한쪽의 회전축(33d)의 끝부는 정면역회전가능한 구동모터(33g)와 접속되고, 구동모터(33g)의 회전이 상기 타이밍벨트(33f)를 매개로 하여 다른 쪽의 회전축에 전달되기 때문에, 건조가스 공급노즐(33), (33)은 원의 중심에 대해 대칭인 원호형상의 왕복이동이 가능하다.

또한, 제 3 실시예에 있어서, 그외의 부분은 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일하기 때문에, 동일부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성함으로써, 건조가스를 분출하면서 건조가스공급노즐(33), (33)이 각각 원호형상의 왕복이동을 하기 때문에, 더욱 균일하게 건조가스를 내뿜을 수 있고, 건조얼룩을 없앰과 동시에 건조효율을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예중에 있는 각 구성부분은 그 실시예뿐만 아니라 다른 실시예에도 이용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 실시예의 건조가스 공급노즐(33)을 복수 예를 들어 제 2 실시예와 같이 2개 설치해도 좋고, 또 제 3 실시예와 같이 이동가능하게 형성해도 좋다. 또, 상기 기액분리수단(58)을 제 1 실시예에 적용해도 좋고, 건조처리부(30)의 형상을 제 1 실시예와 제 2 또는 제 3 실시예로 바꾸어도 좋다.

또, 제 1 실시예의 건조처리부(30)의 바닥판(30b)를 셧터몸체로 형성하여 개폐가능하게 하고, 그리고 처리실(30A)내에 있는 보지부재(31)을 수평이동 및 승강이동가능하게 형성하고, 건조처리부(30)의 하부로부터 웨이퍼(W)를 반입반출가능하게 해도 좋다.

또, 상기 실시예에서는 건조가스 생성수단(41)이 IPA와 N2가스의 혼합부와 가열부를 일체로 설치한 건조가스생성기(41)로 형성되는 경우에 대해 설명하였으나, 건조가스생성기는 반드시 이와 같은 구조일 필요는 없고, IPA와 N2가스의 혼합부와 가열부를 별개로 설치하는 구조의 것이라도 좋다.

또한, 상기 각 실시예는 본 발명의 건조처리장치를 반도체웨이퍼의 세정처리시스템에 적용한 경우이나, 본 발명은 세정처리시스템 이외의 처리시스템에도 적용할 수 있는 것은 물론이고, 반도체웨이퍼 이외의 예를 들어 LCD용유리기판 등의 건조처리에도 적용할 수 있는 것도 물론이다.

이어, 구체적인 실시예로서, 건조가스중에 포함되는 IPA의 농도 및 건조가스의 온도를 변화시켰을 때의 웨이퍼(W)의 건조상태를 평가한 실험에 대해 표 1을 참조하여 설명한다.

건조가스의 온도와 건조가스중에 포함되는 IPA의 농도를 적당히 바꾸고, 건조 개시로부터 일정시간 경과후의 웨이퍼(W)의 건조상태를 조사한 결과, 표 1에서 도시하는 결과를 얻을 수 있었다.

상기 실험결과, 표에서 알 수 있듯이, 건조가스의 온도가 80℃ ~ 170℃, 그리고 건조가스중에 포함된 IPA농도가 3% ~ 80%의 범위내에 있는 영역에서는 모든 실험에 대해 양호하다는 평가가 나왔다.

또한, IPA농도의 상한을 80%로 한 것은 80%를 넘는 경우에는 IPA가 액체로서 내뿜어질 가능성이 있어 이 액체에 의해 건조얼룩이 발생하기 때문이다. 또, 건조가스온도는 표에서는 80℃ ~ 170℃가 양호하다는 결과가 나왔으나, 이것은 건조상태에만 착안한 경우로, 건조가스온도가 150℃이상에서는 열에 의해 웨이퍼(W)가 받을 손상이 커져서 바람직하지 않다.

따라서, 건조가능영역을 결정하는 건조가스온도 및 건조가스중에 포함된 IPA농도의 범위는 건조가스온도 80℃ ~ 150℃, IPA농도가 3% ~ 80%로 하는 것이 적절하다는 것을 알았다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 건조처리장치 및 건조처리방법에 의하면, 건조가스 생성수단과 건조처리부가 서로 다른 영역에 있기 때문에 피처리체 및 건조처리부 내의 상태에 의해 건조가스가 받는 영향을 적게 할 수 있다. 게다가, 용제공급수단으로부터 공급된 용제의 양을 유량조절수단에서 조절함으로써, 건조가스중에 포함된 IPA의 농도를 3% ~ 80%라고 하는 적정범위내로 조절할 수 있고, 또한 가열부에 의해 건조가스의 온도를 80℃ ~ 150℃라고 하는 적정범위내로 조절할 수 있다. 따라서, 건조효율의 향상을 도모할 수 있음과 동시에, 건조가스 및 용제의 유효이용을 도모할 수 있고, 용제의 소비량을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

용제와 불활성가스를 혼합함과 동시에 가열하여 건조가스를 생성하고,

상기 건조가스를 건조처리실내에 공급하고 건조처리실내에 수용되어 있는 피처리체에 접촉시켜 피처리체를 건조시키는 건조처리방법에 있어서,

상기 건조가스중의 상기 용제의 농도가 3% 내지 80%이며, 건조가스의 온도가 80℃ 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 건조처리방법.
청구항 1에 있어서,

건조가스를 건조처리실내에 공급하여 피처리체를 건조시키는 상기 공정후에 상기 건조처리실내를 감압하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조처리방법.
피처리체를 수용하는 처리실을 갖는 건조처리부와,

용제공급원과,

불활성가스공급원과,

용제와 불활성가스의 혼합부 및 이 혼합부로부터 용제와 불활성가스의 혼합가스를 받아 가열하여 건조가스로 하는 가열부를 갖는 건조가스 생성수단과,

상기 용제공급원을 상기 혼합부에 접속하는 용제공급관로와,

상기 용제공급관로에 설치한 유량조절가능한 용제공급수단과,

상기 불활성가스공급원을 상기 혼합부에 접속하는 불활성가스 공급관로와,

그리고, 상기 건조가스를 상기 처리실에 공급하기 위해 상기 건조가스 생성수단을 처리실에 접속하는 건조가스 공급관로를 구비하고,

상기 용제공급수단은 상기 건조가스중의 용제의 농도가 3% 내지 80%가 되도록 유량이 설정되고,

상기 가열부는 상기 건조가스를 80℃ 내지 150℃로 가열하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 건조처리장치
청구항 3에 있어서,

상기 건조가스 공급관로가 상기 처리실내에 건조가스 공급노즐을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 4에 있어서,

상기 건조가스 공급노즐이 피처리체에 대해 이동가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 3에 있어서,

상기 처리실에 접속된 배기관과, 이 배기관에 설치되어 처리실내의 감압을 행하는 배기수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 3에 있어서,

상기 처리실내의 외측에, 처리실내의 건조가스의 응결을 방지하기 위한 가열수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 3에 있어서,

상기 처리실에 배출관이 접속되고, 이 배출관에 사용종료후의 건조가스중의 용제와 불활성가스를 분리하는 기액(氣液)분리수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 8에 있어서,

상기 기액분리수단이 처리종료후의 건조가스를 수용하는 수용실과, 건조가스중에 포함된 용제를 응결시키기 위한 냉각수단과, 상기 수용실의 바닥부에 설치되어 응결한 용제를 배출하는 배출구와, 상기 수용실의 측부에 설치되어 분리된 불활성가스를 배기하는 배기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 3에 있어서,

상기 용제공급수단이 다이어프램펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.
청구항 3에 있어서,

상기 혼합부가 상하방향으로 다단계로 배치된 용매증발접시와, 이들 증발접시의 최상부 증발접시에 용매를 공급하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 건조처리장치.