KR100767392B1 - 세정액 공급 시스템 - Google Patents

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KR100767392B1
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도쿄 오카 고교 가부시키가이샤
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    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid

Abstract

세정액을 적절하게 낭비없이 사용할 수 있는 공급시스템을 제공한다.
제 1 세정 스테이션에서 사용된 세정액은 이송관(12)을 통해 사용이 끝난 액 탱크(2)로 보내진다. 그리고, 사용이 끝난 액 탱크(2) 안의 사용이 끝난 세정액은 공급관(21)을 통해 제 2 세정 스테이션으로 보내지고, 기판 가장자리끝부분 세정 혹은 컵 안 세정에 이용된다. 그리고, 제 2 세정 스테이션에서 사용된 세정액은 복귀관(30) 및 분기배관(32)을 통해 사용이 끝난 액 탱크(3)에 회수된다.

Description

세정액 공급 시스템{A cleaning liquid supply system}
도 1은 새로운 액으로 제 1 세정 스테이션을 세정하고 있는 상태의 시스템 전체도.
도 2는 제 1 세정 스테이션으로부터의 사용이 끝난 세정액을 제 2 세정 스테이션의 또 한쪽의 사용이 끝난 액 탱크로 보내고 있는 상태의 시스템 전체도.
도 3은 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 제 2 스테이션을 거쳐 다른 하나의 사용이 끝난 액 탱크로 세정액을 보내고 있는 상태의 시스템 전체도.
도 4는 다른 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 제 2 스테이션을 거쳐 하나의 사용이 끝난 액 탱크로 세정액을 보내고 있는 상태의 시스템 전체도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 새로운 액 탱크 2, 3 : 사용이 끝난 액 탱크
4 : 공기 또는 질소가스 공급배관 5, 6, 7 : 분기관
V1, V2, V3, V5a, V6a, V7a, V11, V12, V22, V31, V32, V33 : 밸브
5a, 6a, 7a : 배기관 10, 11 : 새로운 액 공급관
12 : 이송관 21, 22 : 사용이 끝난 세정액 공급관
30 : 복귀관 31, 32 : 분기관
33 : 배액관
본 발명은 반도체 프로세스, LCD 프로세스 등에 있어서의 세정액 공급 시스템에 관한 것이다.
반도체 프로세스나 LCD 프로세스 등에 있어서는, 많은 공정에서 세정액의 공급이 행해지고 있다.
예를 들어, 반도체 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 도포하는 경우에 대해 설명하면, 우선, 반도체 웨이퍼 표면을 세정액으로 예비 습윤을 행하여 습윤성을 높인다. 포토레지스트를 도포하는 노즐 선단을 세정액으로 세정한다. 도포 후의 반도체 웨이퍼의 뒷면까지 돌아간 도포액을 세정액으로 제거한다. 노즐 선단부가 마르는 것을 방지하기 위해, 노즐 선단부를 세정액 증기 분위기에 둔다. 또한, 도포장치의 컵 내면을 세정액으로 세정하는 등이다.
종래에 있어서는, 각 세정 공정에서 사용한 세정액은 그대로 폐기하고 있었다. 그러나, 1회 사용한 것만으로는 세정액은 그다지 더러워지지 않기 때문에 다시 사용할 수 있다. 그래서, 일본 공개특허공고 특개평10-294248호 공보에 있어서는, 기판의 가장자리부 세정에 사용한 세정액을 다시 기판의 가장자리부 세정에 사용하는 것을 제안하고 있다.
상기한 바와 같이, 반도체 프로세스나 LCD 프로세스에 있어서는 많은 세정 공정이 있으나, 모든 공정에서 고품질의 세정액이 요구되는 것은 아니며, 반대로 전혀 더러워지지 않은 새로운 액만을 사용해야 하는 공정도 있다.
상기 선행기술에 있어서는, 동일한 기판의 가장자리부 세정에만 한해 몇번이고 세정액을 반복하여 사용할 뿐, 상이한 세정 공정 사이에서 요구되는 청정도가 다른 것은 전혀 고려되어 있지 않고, 세정액의 유효 이용 면에서는 개량해야 할 과제가 남겨져 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 세정액 공급 시스템은, 새로운 액(신액(新液)) 탱크로부터 미(未)사용 세정액을 제 1 세정 스테이션에 공급하고, 이 제 1 세정 스테이션에서 사용된 세정액을 사용이 끝난 액 탱크에 회수하고, 이 사용이 끝난 액 탱크로부터 사용이 끝난 세정액을 제 2 세정 스테이션에 공급하도록 했다.
이와 같은 구성으로 하여, 새로운 액을 필요로 하는 세정 스테이션에서는 새로운 액을, 사용이 끝난 세정액이어도 괜찮은 세정 스테이션에서는 사용이 끝난 세정액만을 사용하게 되므로, 효율성 있게 세정액을 사용할 수 있다.
또, 제 2 세정 스테이션에 있어서, 사용이 끝난 액 탱크를 적어도 2개 준비하고, 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 제 2 세정 스테이션에 세정액을 공급하고 있는 사이에 다른 하나의 사용이 끝난 액 탱크에 제 2 세정 스테이션으로부터의 세정액을 회수하고, 이후, 상기 조작을 소정 횟수 번갈아 반복하도록 하면, 더 효율성 있게 세정액을 사용할 수 있게 된다.
상기 제 1 세정 스테이션에서는 피처리 기판의 예비 습윤 또는 도포 노즐의 세정을 행하고, 또 상기 제 2 세정 스테이션에서는 피처리 기판의 가장자리부 세정, 도포장치의 컵 안 세정, 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급이 고려된다.
또, 상기 세정액으로서는, 유기 용제 용액, 특히 비점(沸點)이 120℃ 이상(9.87×10-6 Pa 아래)의 유기 용제 용액을 들 수 있다.
[실시예]
이하에 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 내지 도 4는 각 세정공정을 설명한 도면이며, 구체적으로, 도 1은 새로운 액으로 제 1 세정 스테이션을 세정하고 있는 상태의 시스템 전체도, 도 2는 제 1 세정 스테이션으로부터의 사용이 끝난 세정액을 제 2 세정 스테이션의 한쪽의 사용이 끝난 액 탱크로 보내고 있는 상태의 시스템 전체도, 도 3은 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 제 2 스테이션을 거쳐 다른 쪽의 사용이 끝난 액 탱크로 세정액을 보내고 있는 상태의 시스템 전체도, 도 4는 다른 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 제 2 스테이션을 거쳐 상기 하나의 사용이 끝난 액 탱크로 세정액을 보내고 있는 상태의 시스템 전체도이다.
시스템을 개략적으로 설명하면, 이 시스템은 새로운 액 탱크(1), 사용이 끝난 액 탱크(2, 3)를 구비하고, 각 탱크(1, 2, 3)에는 배관(4)을 통해 공기 또는 질소 가스가 공급된다. 즉, 배관(4)으로부터의 분기관(5, 6, 7)에는 밸브(V1, V2, V3)가 설치되고, 또 분기관(5, 6, 7)으로부터 분기한 배기관(5a, 6a, 7a)에도 밸브(V5a, V6a, V7a)가 설치되어 있다.
새로운 액 탱크(1)에는 필터를 구비한 새로운 액 공급관(10)이 연결되고, 또 새로운 액 탱크(1)로부터 제 1 세정 스테이션에는 밸브(V11)를 구비한 새로운 액 공급관(11)이 연결되어 있다.
제 1 세정 스테이션에서는, 예를 들어, 예비 습윤 또는 노즐 세정을 행하는 것으로 하고, 이 제 1 세정 스테이션과 사용이 끝난 액 탱크(2)는 펌프(P) 및 밸브(V12)를 구비한 이송관(12)으로 연결되어 있다.
한편, 제 2 세정 스테이션에서는, 예를 들어, 기판 가장자리부 세정, 도포장치의 컵 안 세정, 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급을 행하는 것으로 하고, 상기 사용이 끝난 액 탱크(2)와 제 2 세정 스테이션은 사용이 끝난 세정액 공급관(21)으로, 사용이 끝난 액 탱크(3)와 제 2 세정 스테이션은 사용이 끝난 세정액 공급관(22)으로 각각 연결되고, 사용이 끝난 세정액 공급관(21)에는 밸브(V21), 사용이 끝난 세정액 공급관(22)에는 밸브(V22)가 설치되어 있다.
또, 제 2 세정 스테이션과 사용이 끝난 액 탱크(2, 3)는 펌프와 필터를 구비한 복귀관(30)으로 연결되어 있다. 즉, 복귀관(30)은 2개의 배관(31, 32)으로 분기하고, 배관(31)은 밸브(V31)를 구비함과 동시에, 사용이 끝난 액 탱크(2)에 연결되고, 배관(32)은 밸브(V32)를 구비함과 동시에, 사용이 끝난 액 탱크(3)에 연결되어 있다.
또한, 복귀관(30)의 중간으로부터는 배액관(33)이 분기하고, 이 배액관(33)에는 밸브(V33)가 설치되어 있다.
상기 예는 사용이 끝난 액 탱크를 2개 사용한 경우이나, 제 2 세정 스테이션에서의 세정액의 사용량, 사용이 끝난 액 탱크의 용량에 따라, 사용이 끝난 액 탱크의 수는 3개 이상으로 할 수 있고, 그 공급 시스템은 상기 사용이 끝난 액 탱크 2개의 경우와 동일하다.
이상에 있어서, 제 1 세정 스테이션에서의 세정을 행하기 위해서는, 우선, 밸브(V5a)를 열고, 다른 밸브를 모두 닫은 상태에서 공급관(10)을 통해 새로운 액 탱크(1)에 미사용 세정액을 공급한다. 세정액으로서는 유기 용제 용액이 사용된다.
이와 같은 것으로서, 바람직하게는, 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, 예를 들어, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 등을 들 수 있는데, 이들 중에서 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르가 레지스트의 제거성, 안정성 및 건조성 등의 점에서 우수하므로 적합하다. 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르는 단독이어도 좋고, 2종류 이상을 조합시켜 사용해도 좋다.
또, 이들과 다른 휘발성 유기 용제와의 혼합물, 또는 특정 유기 용제 등을 들 수 있다.
상기 휘발성 유기 용제로서는, 초산-n-프로필[비점 102℃, 증기압 25 mmHg(20℃)], 초산 이소프로필[비점 89℃, 증기압 43 mmHg(20℃)], 초산-n-부틸[비점 126℃, 증기압 10 mmHg(20℃)], 초산 이소부틸[비점 118℃, 증기압 13 mmHg(20℃)]와 같은 초산 저급 알킬 에스테르계 용제, 메틸에틸 케톤[비점 80℃, 증기압 71 mmHg(20℃)], 메틸프로필 케톤[비점 102℃, 증기압 12 mmHg(20℃)], 메틸 이소부틸 케톤[비점 116℃, 증기압 17 mmHg(22℃)] 등의 저급 케톤계 용제 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르[비점 120℃, 증기압 8 mmHg(20℃)], 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르[비점 125℃, 증기압 6 mmHg(20℃)] 등의 저급 알킬렌 글리콜 모노 저급 알킬 에스테르계 용제와 같은 비점 75∼130℃, 20℃에서의 증기압이 5∼75 mmHg인 유기 용제를 들 수 있다. 이들 휘발성 유기 용제는 단독으로 사용해도 좋고, 또 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 이 경우, 이들 다른 휘발성 유기 용제의 혼합량은 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르와의 합계량에 대해, 35 중량%를 넘지 않는 범위에서 선택하는 것이 좋다. 이 양이 35 중량%를 넘으면 제거 후의 표면에 레지스트 잔류물이 남게 된다. 건조성 및 레지스트 잔류물의 억제 등의 면에서, 이들 다른 휘발성 유기 용제의 보다 바람직한 혼합량은 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르와의 합계량에 대해 5∼35 중량%의 범위이며, 특히 10∼30 중량%의 범위가 적합하다. 이와 같은 휘발성 유기 용제를 병용함으로써, 제거액의 건조성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 특정 유기 용제로서는, 락톤류, 산소를 함유한 벤젠 유도체, 슬폭시드류 및 아미드류 등이 있다. 이 중에서 특히 적합한 유기 용제(괄호 안은 20℃에서의 표면장력)으로서는, γ-부티로락톤(43.9 dyne/㎝), 아니솔(35.2 dyne/㎝), 벤질 알코올(38.94 dyne/㎝), 디메틸슬폭시드(42.8 dyne/㎝), N-메틸피롤리돈(41 dyne/㎝), 포름아미드(58.6 dyne/㎝) 등이 있다. 또, 이들에 혼합하여 사용할 수 있는 유기 용제로서는, 예를 들어, 페네톨(32.85 dyne/㎝)이 있다.
이들 중에서도 특히 비점이 120℃ 이상(9.87 ×10-6 Pa 아래)인 유기 용제 용액이 바람직하다.
이들 중에서도 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, γ-부티로락톤, 아니솔, 초산부틸, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 중에서 선택된 적어도 한 종류가 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 초산부틸의 혼합 용제, γ-부티로락톤 및 아니솔의 혼합 용제는 회수 ·재이용에 의한 비용 삭감의 효과가 커서, 본 발명의 공급 시스템을 사용하는 데 효과가 높다.
이들 유기 용제는 본 발명의 공급 시스템을 사용하여 다수 회의 순환 이용이 가능해진다. 그렇기 때문에, 종래까지의 시스템으로는 사용할 수 없었던 고가의 용제를 본 발명 시스템에서는 사용할 수 있게 된다.
새로운 액 탱크(1) 안이 미(未)사용 세정액으로 채워졌으면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 밸브(V5a)를 닫고, 밸브(V1)를 열어 새로운 액 탱크(1) 안을 가압함과 동시에 밸브(V11)를 연다. 이렇게 하여, 새로운 액 탱크(1) 안의 미사용 세정액은 제 1 세정 스테이션으로 보내지고, 예비 습윤 또는 노즐 세정에 이용된다.
제 1 세정 스테이션에서 사용된 세정액은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이송관(12)의 펌프(P)를 구동함과 동시에 밸브(V12)를 열어, 사용이 끝난 액 탱크(2)로 보내진다. 또한, 이 경우도, 사용이 끝난 액 탱크(2) 안에 세정액이 고일 때까지는 밸브(V6a)를 열고, 그 후, 밸브(V6a)를 닫음과 동시에 밸브(V2)를 열고, 사용이 끝난 액 탱크(2) 안을 가압한다.
다음으로, 도 3에 도시하는 바와 같이, 밸브(V2), 밸브(V21) 및 밸브(V32)를 열고, 다른 밸브를 닫는다. 이렇게 하여, 사용이 끝난 액 탱크(2) 안의 사용이 끝난 세정액은 공급관(21)을 통해 제 2 세정 스테이션으로 보내지고, 기판 가장자리부 세정, 컵 안 세정 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급에 이용된다. 그리고, 제 2 세정 스테이션에서 사용된 세정액은 복귀관(30) 및 분기배관(32)을 통해 사용이 끝난 탱크(3)로 회수된다.
그 후, 도 4에 도시하는 바와 같이, 밸브(V3)를 열고 사용이 끝난 액 탱크(3) 안을 가압함과 동시에, 밸브(V22) 및 밸브(V31)를 열고, 다른 밸브를 닫는다. 이렇게 하여, 사용이 끝난 액 탱크(3) 안의 사용이 끝난 세정액은 공급관(22)을 통해 다시 제 2 세정 스테이션으로 보내지고, 기판 가장자리부 세정, 컵 안 세정 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급에 이용된다. 그리고, 제 2 세정 스테이션에서 사용된 세정액은 복귀관(30) 및 분기 배관(31)을 통해 사용이 끝난 액 탱크(2)로 회수된다.
이상의 사용이 끝난 액 탱크(2, 3) 사이에서의 사용이 끝난 세정액의 왕복을 몇번인가 행하고, 세정액이 더러워져 제 2 세정 스테이션에서도 사용할 수 없게 되면, 밸브(V31) 및 밸브(V32)를 닫음과 동시에 배액관(33)의 밸브(V33)를 열고, 사용이 끝난 세정액을 다른 탱크 등에 회수한다.
도면에 도시한 배관은 일례이며, 제 1 세정 스테이션에서 사용한 세정액을 제 2 세정 스테이션에서 반복하여 사용할 수 있는 구성이면 상기 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 탱크(2) 등의 사용이 끝난 액 탱크를 통하지 않고, 필터 및 펌프를 설치한 배관에 의해 직접 제 1 스테이션에서 제 2 스테이션으로 송액을 행하거나, 새로운 액 탱크로부터 직접 제 2 스테이션으로 송액을 행하는 배관을 설치해도 좋다. 또, 제 2 세정 스테이션의 하류측에 제 2 세정 스테이션에서 사용한 세정액을 사용하는 제 3 세정 스테이션을 설치해도 좋다.
또한, 사용이 끝난 세정액의 연속 사용 횟수는 부설 마이크로컴퓨터에 의해 카운트되고, 미리 각 용제마다 설정한 사용 횟수에 달하면 폐액관으로부터 폐기하는 방법 등이 있다. 또, 그 외에도, 예를 들어, 도 1에 있어서 배관(21, 22 또는 30)에 검출기를 설치하여, 적당히 용제를 채취, 분석하고, 어떤 일정한 레벨 이상의 열화(劣化)가 일어난 것에 관해서는 폐액관으로부터 폐액하는 방법이 채용된다. 이와 같은 검출기로서는, 자외선 흡수 측정, 초음파 측정 또는 질량 분석 측정 등이 고려된다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 예비 습윤 또는 도포 노즐의 세정 등과 같이, 새로운 액을 필요로 하는 제 1 세정 스테이션에는 미사용 세정액을 공급하여 오물이 기판에 부착하지 않도록 하고, 기판의 가장자리부 세정, 도포장치의 컵 안 세정 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급 등과 같이, 사용이 끝난 세정액이라도 충분한 제 2 세정 스테이션에는 상기 제 1 세정 스테이션으로부터의 세정액을 공급하도록 하였으므로, 반도체 프로세스나 LCD 프로세스에 있어서 마지막까지 낭비없이 세정액을 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 새로운 액 탱크로부터 미(未)사용 세정액을 제 1 세정 스테이션에 공급하고, 이 제 1 세정 스테이션에서 사용된 세정액을 사용이 끝난 액 탱크에 회수하고, 이 사용이 끝난 액 탱크로부터 사용이 끝난 세정액을 제 2 세정 스테이션에 공급하는 세정액 공급 시스템에 있어서, 상기 사용이 끝난 액 탱크는 적어도 2개 준비되고, 이들 사용이 끝난 액 탱크 중 어느 하나에는 상기 제 1 세정 스테이션에서 사용된 세정액이 이송관을 통해 공급되고, 하나의 사용이 끝난 액 탱크로부터 상기 제 2 세정 스테이션으로 세정액을 공급하고 있는 사이에 다른 하나의 사용이 끝난 액 탱크에 상기 제 2 스테이션으로부터의 세정액을 회수하고, 이후, 상기 조작을 소정 횟수 번갈아 반복하고, 세정액이 더러워져 상기 제 2 세정 스테이션에서도 사용할 수 없게 되면, 상기 제 2 세정 스테이션으로부터 사용이 끝난 액 탱크로의 복귀관의 도중으로부터 분기하는 배액관을 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 세정액 공급 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세정 스테이션에서는 피처리 기판의 예비 습윤 또는 도포 노즐의 세정을 행하는 것을 특징으로 하는 세정액 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 세정 스테이션에서는 피처리 기판의 가장자리부 세정, 도포장치의 컵 안 세정 또는 도포 노즐의 건조 방지용 저장조에의 용제 공급을 행하는 것을 특징으로 하는 세정액 공급 시스템.
  5. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액은 유기 용제 용액인 것을 특징으로 하는 세정액 공급 시스템.
  6. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액은 비점이 120℃ 이상(9.87 ×10-6 Pa 아래)인 유기 용제 용액인 것을 특징으로 하는 세정액 공급 시스템.
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