KR100852537B1 - 기판처리장치 및 기판처리 방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리 방법 Download PDF

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Abstract

처리액에 의해 기판을 처리하는 기판처리장치에 있어서, 처리액의 처리 성능을 유지하고, 기판처리장치의 가동률을 향상시키는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액(排液)량을 저감(低減)할 수 있는 기술을 제공한다.
기판처리장치(1)는, 처리액의 순환경로의 도중에, 처리액을 냉각하는 냉각 기구(25)와, 처리액중의 불순물을 제거하는 필터(26,27)를 갖춘다. 이것에 의해, 처리액 중에 용해하고 있는 불순물을 석출(析出)시켜, 석출한 불순물을 제거한다. 이 때문에, 처리액의 처리 성능이 유지되어, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새로 교환하는 빈도가 저감되므로, 기판처리장치의 가동률이 향상되는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량이 저감된다.
순환경로, 처리조(處理槽), 배액(排液) 경로

Description

기판처리장치 및 기판처리 방법{Apparatus for and Method of Processing Substrate}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 유리 기판, PDP용 유리 기판 등의 기판에 대하여, 세정, 에칭 등의 소정의 처리를 하는 기판처리장치 및 기판처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 기판의 제조 공정에 있어서는, 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판처리장치가 알려져 있다. 도11은, 종래의 기판처리장치(200)의 일반적인 구성을 나타낸 도이다. 종래의 기판처리장치(200)는, 처리액을 저류(貯留-담아둠)하기 위한 처리조(處理槽)(210)을 갖추고, 처리조(210)에 저류된 처리액속에 기판W를 침지(浸漬-담가둠)함으로써, 기판W를 처리한다. 또한, 기판처리장치(200)는, 순환 펌프(221)의 압력에 의해 처리액을 순환시키는 순환부(220)를 갖추고 있다. 처리액은, 순환경로 도중에 설치된 필터(222)에 의해 여과된다. 또한, 처리액은, 처리조(210)에 마련되어진 히터(211)나, 순환경로 도중에 마련되어진 히터(223)에 의해 가열되고, 기판W의 처리에 알맞은 소정의 온도로 유지된다.
그렇지만, 종래의 기판처리장치(200)에 있어서는, 기판W의 처리에 따라 처리 액의 성분구성이 변화되고, 처리액의 처리 성능이 저하할 경우가 있었다. 예를 들어, 인산(燐酸)을 포함하는 처리액을 이용해서 기판의 표면을 에칭하는 처리의 경우, 기판의 표면으로부터 용출(溶出)한 산화물이나 질화물이 불순물로서 처리액 중에 혼합되어, 처리액의 에칭 성능을 저하시키는 경우가 있었다. 이 때문에, 종래의 기판처리장치(200)에서는, 빈번히 처리액을 새것으로 교환할 필요가 있어, 기판처리장치(200)의 가동률이 저하하는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량(排液量)이 많아졌었다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안한 것이며, 기판을 처리액에 의해 처리하는 기판처리장치에 있어서, 처리액의 처리 성능을 유지하고, 기판처리장치의 가동률을 향상시키는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량을 저감할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서,
청구항 1에 관한 발명은, 기판을 처리액에 의해 처리하는 기판처리장치에 있어서, 기판을 수납하는 동시에, 처리액을 저류하는 처리조와, 상기 처리조로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 처리조로 공급하는 순환경로와, 상기 순환경로 도중에 있어서 처리액을 저류하는 동시에, 처리액을 냉각하는 냉각조와, 상기 냉각조에 침전한 불순물을 상기 냉각조로부터 배출하는 배출 수단을 갖추는 것을 특징으 로 한다.
청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 기판처리장치에 있어서, 상기 냉각조에 저류된 처리액의 맑은 부분을 퍼 올리고, 하류측의 순환경로에 처리액을 공급시키는 순환기구를 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 관한 발명은, 청구항 2에 기재된 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로도중의 상기 냉각조보다도 하류측에 있어서, 처리액을 가열하는 가열수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 관한 발명은, 청구항 3에 기재된 기판처리장치에 있어서, 상기 처리조는, 기판을 수용하는 동시에, 기판을 처리하는 내조와, 상기 내조의 상부 외측에 상기 내조로부터 넘친 처리액을 수용하는 외조를 갖추고, 상기 순환경로는, 상기 외조로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 내조에 공급하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 관한 발명은, 청구항 3에 기재된 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로는, 상기 처리조의 저부로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 처리조로 공급하는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 관한 발명은, 청구항 3에 기재의 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로는, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 갖추고, 상기 제1 순환경로와 상기 제2 순환경로의 각각에, 상기 냉각조가 설치되어, 상기 제1 순환경로와 상기 제2 순환경로를 전환하는 순환경로 전환수단을 갖추는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 관한 발명은, 청구항 6에 기재의 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로의 상기 냉각조보다도 하류측에 있어서, 처리액중의 불순물을 걸러 내는 필터를 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 관한 발명은, 청구항 7에 기재의 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로도중의 상기 냉각조보다도 상류측에 있어서, 처리액을 공급하는 처리액 공급수단을 더 갖추는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 관한 발명은, 청구항 3에 기재의 기판처리장치에 있어서, 상기 순환경로도중의 상기 냉각조보다도 하류측에 있어서, 처리액을 저류하는 처리액 저류조를 더 갖추고, 상기 가열수단은, 상기 처리액 저류조에 저류된 처리액을 가열하는 것을 특징으로 한다.
청구항 1 내지 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 기판처리장치는, 순환경로 도중에 있어서 처리액을 저류하는 동시에 처리액을 냉각하는 냉각조와, 냉각조에 침전한 불순물을 냉각조로부터 배출하는 배출 수단을 갖춘다. 이 때문에, 처리액 중에 용해되어 있는 불순물을 석출시키고 냉각조의 저부에 침전시켜서, 침전한 불순물을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 처리액의 처리 성능이 유지되어, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새로운 것으로 교환하는 빈도가 저감되기 때문에, 기판처리장치의 가동률이 향상하는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량이 저감된다.
특히, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 냉각조에 저류된 처리액의 맑은 부분을 퍼 올리고, 하류 측의 순환경로로 처리액을 공급시키는 순환기구를 더 갖춘 다. 이 때문에, 침전한 불순물을 냉각조 내에 남기면서, 처리액만을 순환경로로 보낼 수 있다.
특히, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 순환경로 도중의 냉각조보다도 하류 측에서, 처리액을 가열하는 가열수단을 더 갖춘다. 이 때문에, 처리조 내에서의 처리액의 온도를 유지하면서, 처리액중의 불순물을 제거할 수 있다.
특히, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 외조로부터 배출된 처리액을 다시 내조로 공급한다. 이 때문에, 처리조에서 처리액을 넘치게 하여 기판을 처리하면 서, 순환경로에서 처리액중의 불순물을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치의 가동률이 더욱 향상된다.
특히, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 처리조의 저부로부터 배출된 처리액을 다시 한번 처리조로 공급한다. 이 때문에, 처리액을 급속히 회수하고, 처리액중의 불순물을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치의 가동률이 더욱 향상된다.
특히, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 순환경로는, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 갖추고, 제1 순환경로와 제2 순환경로의 각각에, 냉각조가 설치되어, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 전환하는 순환경로전환수단을 갖춘다. 이 때문에, 한쪽의 냉각조에 불순물이 축적되면, 순환경로를 전환하여 다른 쪽의 냉각조를 사용할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치1의 가동률이 더욱 향상된다.
특히, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 순환경로의 냉각조보다도 하류 측에서, 처리액중의 불순물을 걸러 취하는 필터를 더 갖춘다. 이 때문에, 냉각조로부 터 후속으로 순환경로로 미량의 불순물이 보내져도, 그 불순물을 걸러 내어 제거할 수 있다.
특히, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 순환경로 도중의 냉각조보다도 상류 측에서, 처리액을 공급하는 처리액공급수단을 더 갖춘다. 이 때문에, 냉각조로부터 불순물을 배출하는 시에는, 냉각조에 잔류하는 불순물을 처리액으로 씻어 버릴 수 있다.
특히, 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 순환경로 도중의 냉각조보다도 하류 측에서, 처리액을 저류하는 처리액 저류조를 더 갖추며, 가열수단은, 처리액 저류조에 저류된 처리액을 가열한다. 이 때문에, 처리액을 충분히 가열할 수 있다.
이하, 본 발명의 가장 적합한 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
(1.제1실시형태)
<1-1, 기판처리장치의 구성>
도1은, 본 발명의 1실시형태에 관한 기판처리장치(1)의 구성을 나타낸 도이다. 이 기판처리장치(1)는, 처리조(10)에 저류된 처리액에 복수 장의 기판(이하, 단순히 기판이라고 한다.)W를 침지함으로써, 기판W를 처리하기 위한 장치다. 기판처리장치(1)는, 주로, 처리조(10)와, 배관부(20)와, 제어부(40)를 갖추고 있다. 본 실시형태에서는, 처리액으로 인산(H3PO4)용액을 사용하고, 기판W의 표면에 에칭 처 리를 행하는 경우에 대해서 설명한다.
처리조(10)는, 처리액을 저류하기 위한 용기다. 처리조(10)는, 기판W를 침지처리하기 위한 내조(內槽)(11)과, 내조(11)의 외측면의 상단에 마련되어진 외조(外槽)(12)를 갖추고 있다.
내조(11)에 공급된 처리액은, 내조(11)의 내부에 저류되어, 바로 내조(11) 상부의 개구(開口)에서 외조(12)로 넘친다. 내조(11)의 측부에는, 히터(13)가 마련되어 있다. 히터(13)를 동작시키면, 내조(11)의 내부에 저류된 처리액이 가열되어서 소정의 온도(예를 들어, 160℃)로 유지된다.
처리조(10)의 상부에는, 기판W를 유지하는 도시하지 않는 리프터가 마련되어져 있다. 기판W는, 리프터에 유지되어서 상하로 반송되는 것에 의해, 처리조(10) 위쪽의 상승(上昇) 위치와 내조(11)의 내부의 침지(浸漬)위치(도1의 위치)와의 사이에서 이동한다. 내조(11)에 처리액이 저류되어, 기판W가 하강되면, 기판W는 처리액 중에 침지되어서, 기판W의 표면이 에칭 처리된다.
배관부(20)는, 복수의 배관21a~21t에 의해 구성되어 있다. 배관21a은, 상류측 단부(段部)가 외조(12)에 접속되는 동시에, 하류측 단부가 내조(11)에 접속되어 있다.
배관21a의 경로 도중에는, 상류측에서 순차로, 밸브V1, 순환 펌프(22), 필터(23),및 히터(24)가 마련되어 있다. 이 때문에, 밸브V1를 개방하는 동시에 순환 펌프(22)를 동작시키면, 내조(11)에서 외조(12)로 넘친 처리액이 배관21a 중을 흐르고, 내조(11)로 순환된다. 또한, 배관21a내를 흐르는 도중에 있어서, 처리액 중 의 불순물이 필터(23)에 의해 제거된다. 또한, 히터(24)를 동작시키면, 순환되는 처리액이 가열되고, 처리액은 소정의 온도로 유지된다.
배관(21b)은, 상류측 단부(端部)가 내조(11)의 저부에 접속되어, 그 경로 도중에는 밸브(V2)가 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V2를 개방하면, 내조(11)에 저류된 처리액이 배관21b로 급속히 흘러나간다. 또한, 배관21c는, 상류측 단부가 외조(12)에 접속되어, 그 경로 도중에는 밸브V3이 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브V3를 개방하면, 외조(12)로 넘친 처리액이 배관21c로 흘러나간다. 배관21b의 하류 측 단부와, 배관21c의 하류측 단부는, 합쳐져 하나의 배관21d가 된다. 배관21d의 경로 도중에는, 처리액을 냉각시키기 위한 냉각 기구(25)가 설치되어 있다. 이 때문에, 냉각 기구(25)를 동작시키면, 배관21d내를 흐르는 처리액이 냉각된다.
배관21d의 하류측 단부는, 두 개의 배관21e,21f에 분기(分岐) 되어있다. 배관21e의 경로 도중에는, 상류측에서 차례로, 밸브V4와, 필터(26)와, 밸브V5가 마련되어 있다. 이 때문에, 밸브V4 및 V5를 개방하면, 배관21e내를 통하여 처리액이 흐르고, 처리액 중에 포함되는 불순물이 필터(26)에 의해 걸러진다. 마찬가지로, 배관21f의 경로 도중에는, 상류측에서 순차로, 밸브V6와, 필터(27)와, 밸브(V7)가 마련되어 있다. 이 때문에, 밸브V6 및 V7를 개방하면, 배관21f내를 통하여 처리액이 흐르고, 처리액 중에 포함되는 불순물이 필터 (27)에 의해 걸러진다.
배관21e,21f의 하류측 단부는, 하나의 예비 온조(溫調-온도조절) 탱크(28)에 접속되어 있다. 배관21e,21f내를 흘러간 처리액은, 예비 온조 탱크(28)로 유입되고, 예비 온조 탱크(28) 내에 일시적으로 저류된다. 예비 온조 탱크(28)의 밑바닥 측에는, 히터28a가 부설되어 있다. 이 때문에, 히터28a를 동작시키면, 예비 온조 탱크(28) 내에 저류된 처리액은 소정의 온도까지 가열된다.
배관21g는, 상류측 단부가 예비 온조 탱크(28)에 접속되어 있는 동시에, 하류측의 일단(一端)이 배관(21a)의 순환 펌프(22) 상류측에 접속되어 있다. 또한, 배관21g의 경로 도중에는, 밸브V8이 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브V8을 개방하면, 예비 온조 탱크(28)에 저류된 처리액이, 배관21g을 통해서 배관21a에 유입되고, 순환 펌프(22), 필터(23), 및 히터(24)를 경유해서 내조(11)에 공급된다.
필터 세정액 공급원(供給源)(29)은, 필터(26,27)를 세정하는 필터 세정액을 공급하기 위한 액원(液源)이다. 필터 세정액은, 필터(26,27)에 걸러진 불순물을 용해시킴으로써, 필터(26,27)를 세정한다. 필터 세정액으로서는, 예를 들어, SiO2나 SiN3 등의 에칭 찌꺼기를 저온에서 용해시키는 희석 불산(弗酸)이 사용된다.
필터 세정액 공급원(29)에는, 배관(21h)이 접속되어 있으며, 배관(21h)의 하류측 단부는, 배관21i와 배관21j로 분기 되어있다. 배관21i의 경로 도중에는 밸브V9가 끼워져 있으며, 배관21i의 하류측 단부는, 배관21e의 필터(26)의 상류측에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V9를 개방하면, 필터 세정액 공급원(29)으로부터 배관21h,21i,21e를 통해서 필터(26)로, 필터 세정액이 공급된다. 마찬가지로, 배관21j의 경로 도중에는 밸브V10이 끼워져 있고, 배관21j의 하류측 단부는, 배관21f의 필터(27) 상류측에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브VlO을 개방하면, 필터 세정액 공급원(29)으로부터 배관21h,21,21f를 통해서 필터(27)에, 필터 세정액이 공급된 다.
배관(21e)의 필터(26)와 밸브V5의 사이에는 배관21k가 접속되고 있으며, 배관21k의 경로 도중에는 밸브V11가 끼워져 있다. 또한, 배관21f의 필터(27)와 밸브V7과의 사이에는, 배관(21l)이 접속되어 있고, 배관(21l)의 경로 도중에는 밸브 V12가 끼워져 있다. 배관21k의 하류측 단부와, 배관(21l)의 하류측 단부는, 합쳐져 하나의 배관21m이 되고, 배관21m의 하류측 단부는, 배액 냉각 (排液 冷却)탱크(30)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V5를 폐쇄하는 동시에 밸브V11을 개방하면, 필터(26)를 통과한 처리액 또는 필터 세정액이, 배관21e,21k,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다. 또한, 밸브V7를 폐쇄하는 동시에 밸브V12를 개방하면, 필터(27)를 통과한 처리액 또는 필터 세정액이, 배관 21f,21l,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다.
처리액 공급원(31)은, 새로운(즉 미사용의) 처리액을 공급하기 위한 액원이다. 처리액공급원(31)에는, 배관21n이 접속되어 있다. 배관21n의 하류측 단부는, 배관21o와 배관21p로 분기 되어 있다. 배관21o의 경로 도중에는 밸브V13이 끼워져 있고, 배관21o의 하류측 단부는, 배관21e의 필터(26)의 상류측에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V13를 개방하면, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21n,21o,21e를 통해서 필터(26)로, 처리액이 공급된다. 마찬가지로, 배관21p의 경로 도중에는 밸브Vl4가 끼워져 있으며, 배관21p의 하류측 단부는, 배관21f의 필터(27)의 상류측에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V14를 개방하면, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21n,21p,21f를 통해서 필터(27)로, 처리액이 공급된다.
또한, 처리액 공급원(31)에는, 배관21q도 접속되어 있다. 배관21q의 경로 도중에는 밸브V15가 끼워져 있으며, 배관21q의 하류측 단부는, 예비 온조 탱크(28)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V15를 개방하면, 처리액 공급원(31)으로부터 예비 온조 탱크(28)로, 새로운 처리액이 공급된다.
배관21r은, 상류측 단부가 내조(11)의 저부에 접속되어 있는 동시에 하류측 단부가 배액 냉각탱크(30)에 접속되어 있다. 또한, 배관21r의 경로 도중에는, 밸브V16이 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브V16을 개방하면, 내조(11)에 저류된 처리액이, 배관21r을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 급속히 배출된다.
배관21s는, 상류측 단부가 예비 온조 탱크(28)에 접속되어 있는 동시에 하류측 단부가 배액 냉각탱크(30)에 접속되어 있다. 또한, 배관21s의 경로 도중에는, 밸브V17이 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브V17을 개방하면, 예비 온조 탱크(28)에 저류된 처리액이, 배관21s를 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다.
배액 냉각탱크(30)의 밑바닥 측에는, 냉각 기구30a가 부설되어 있다. 냉각 기구30a를 동작시키면, 배액 냉각탱크(30)내에 저류된 처리액 또는 필터 세정액은, 폐기가능한 온도까지 냉각된다. 또한, 배액 냉각탱크(30)에는, 배관21t가 접속되어 있다. 배관21t의 경로 도중에는 밸브V18이 끼워져 있고, 배관21t의 하류측 단부는, 배액 라인에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V18를 개방하면, 배액 냉각탱크(30) 내에서 냉각된 처리액 또는 필터 세정액이, 배액 라인으로 배출된다.
제어부(40)는, 기판처리장치(1)의 각 부의 동작을 제어하기 위한 정보처리부이다. 제어부(40)는, CPU나 메모리를 갖춘 컴퓨터에 의해 구성된다. 도2는, 제어 부(40)와 장치 각 부 사이의 전기적 접속 관계를 나타낸 블록도이다. 도2에 나타낸 것 같이, 제어부(40)는, 히터(13), 리프터, 밸브V1∼V18, 순환펌프(22), 히터(24), 냉각 기구(25), 히터28a, 냉각 기구30a와 전기적으로 접속되고 있어, 이것들의 동작을 제어한다.
< 1-2.기판처리장치의 동작(불순물을 연속적으로 제거할 경우) >
계속해서, 상기 구성을 갖는 기판처리장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 처리조(10)에서 기판W를 처리하면서, 처리액중의 불순물을 연속적으로 제거할 경우에 대해서, 도3의 플로우 챠트를 참조하면서 설명한다. 또, 이하에 설명하는 기판처리장치(1)의 동작은, 제어부(40)가, 히터(13), 리프터, 밸브V1∼V18, 순환 펌프(22), 히터(24), 냉각 기구(25), 히터28a, 냉각 기구30a 등의 동작을 제어함으로써 진행된다.
우선, 기판처리장치(1)에서, 밸브V8 및 밸브Vl5를 개방하는 동시에 순환 펌프(22)를 동작시킨다(스텝S11). 이것에 의해, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21q, 예비 온조 탱크(28), 배관21g, 배관21a을 통해서 내조(11)에 처리액을 공급하고, 내조(11)에 처리액을 저류한다. 처리액은, 내조(11)의 상부까지 저류되면,내조(11)의 상부에서 외조(12)로 넘친다.
내조(11)에 처리액을 저류하는 때는, 예비 온조 탱크(28)의 히터28a, 배관21a상의 히터(24), 및 내조(11)의 히터(13)를 동작시킨다. 이것에 의해, 내조(11)에 저류되는 처리액은 가열되고, 에칭 처리에 알맞은 소정의 온도 (예를 들어 160℃)로 유지된다.
다음에, 밸브V1,V2,V6,V7,V9∼V18를 폐쇄하는 동시에 밸브V3~V5,V8를 개방한다. 이것에 의해, 처리액의 유로(流路)를 필터(26) 경유의 순환경로 (이하,「제1 순환경로 」라고 한다.)로 설정한다 (스텝S12). 제1 순환경로에서는, 내조(11)에서 외조(12)로 넘친 처리액이 배관21c,배관21d,배관21e, 예비 온조 탱크(28), 배관21g, 배관21a를 경유해서 내조(11)로 순환된다.
계속해서, 기판W를 유지한 리프터를 강하시키는 것에 의해, 내조(11)에 저류된 처리액 중에 기판W를 침지(浸漬)한다(스텝S13). 이것에 의해, 기판W의 표면에 형성된 산화막이나 질화막이 에칭된다. 에칭에 의해 기판W의 표면으로부터 용출(溶出)한 산화물이나 질화물의 성분(SiO2이나 SiN3 등)은, 불순물로서 처리액 중에 혼합한다.
불순물을 포함한 처리액은, 내조(ll)의 상부에서 외조(12)로 넘치고, 외조(12)로부터 제1 순환경로로 흘러나간다. 그리고, 배관21d 상의 냉각 기구(25)에서, 처리액은 냉각된다. 처리액에 대한 불순물의 포화 용해 농도는, 처리액의 온도저하와 함께 저하하기 때문에, 처리액이 냉각되면, 처리액중에 용해되어 있던 불순물은 고체상태로 석출된다. 그 후, 배관21e 상의 필터(26)에서, 처리액중의 불순물은 걸러져, 처리액만이 예비 온조 탱크(28)로 회수된다. 예비 온조 탱크(28)는, 회수한 처리액을 히터28a에 의해 다시 소정의 온도까지 가열한다. 그리고, 예비 온조 탱크(28)에서 가열된 처리액은, 배관21g, 2ia를 통해서 내조(11)에 공급되어, 기판W의 처리를 위해 재이용된다. 또, 처리액은, 배관21a상의 히터(24)나 내조(11)의 히터(13)에 의해도 가열된다. 이것에 의해, 배관21g,21a의 경로 도중에 있어서의 처리액의 온도저하가 방지되어, 처리액은 소정의 온도로 유지된다.
기판W를 침지한 후, 소정시간이 경과하면, 다음으로, 밸브V4를 폐쇄하는 동시에 밸브V6,V7를 개방한다. 이것에 의해, 처리액의 유로를 필터(27) 경유의 순환경로(이하,「제2 순환경로」라고 한다.)로 전환한다 (스텝S14). 제2 순환경로에서는, 외조(12)로 넘친 처리액이 배관21c,배관21d,배관21f, 예비 온조 탱크(28), 배관21g, 배관21a를 경유해서 내조(11)에 순환된다.
제2 순환경로에서는, 상기의 제1 순환경로의 경우와 같이, 우선, 배관21d상의 냉각 기구(25)에서, 처리액이 냉각된다. 냉각된 처리액 중에는, 불순물이 고체가 되어 석출되고, 석출된 불순물이 배관21f 상의 필터(27)에서 걸러진다.예비 온조 탱크(28)에 회수된 처리액은, 히터28a에 의해 가열되고, 배관21g,21a를 통해서 내조(11)로 공급된다. 이와 같이, 제2 순환경로에서도, 제1 순환경로와 동등한 냉각, 여과, 가열이 실행되면서, 처리액이 순환된다.
제2 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 제1 순환경로에서는, 필터(26)의 세정 처리를 실행한다(스텝S15). 도4는, 필터(26)의 세정 처리의 흐름을 상세히 나타낸 플로우 챠트다. 필터(26)을 세정할 때에는, 우선, 밸브V5를 폐쇄하는 동시에 밸브Vl1를 개방하고, 액체의 유로(流路)를 배액 냉각탱크(30)로 향하는 경로(배액 경로)로 설정한다(스텝S21). 그리고, 밸브(V9)를 개방하고, 필터 세정액 공급원(29)으로부터 배관21h,21i,21e를 통해서 필터(26)에, 필터 세정액을 공급한다(스텝S22). 필터(26)에 축적되어 있는 불순물은, 필터 세정액에 의해 다시 용해되고, 필 터(26)를 통과 가능해진다. 그리고, 불순물의 성분을 포함한 필터 세정액은, 필터(26)를 통과한 후, 배관21e,21k,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다.
그 후, 밸브V9를 폐쇄하는 동시에 밸브V13을 개방한다. 이것에 의해, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21n,21o를 통해서 배관21e으로, 새로운 처리액을 공급한다(스텝S23). 배관21e에 공급된 처리액은, 배관21e 및 필터(26)에 부착된 필터 세정액을 씻어내고, 배관21k,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다. 배액 냉각탱크(30) 내에서는, 처리액이나 필터 세정액이 냉각 기구30a에 의해 냉각된다(스텝S24). 그리고, 처리액과 필터 세정액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V18을 개방하고, 처리액과 필터 세정액을 배액 라인으로 배출한다(스텝S25).
도3으로 되돌아간다. 제2 순환경로로 전환된 후, 소정시간이 경과하면, 다음으로, 밸브V6를 폐쇄하는 동시에 밸브V4,V5를 개방한다. 이것에 의해, 처리액의 유로를, 다시 제1 순환경로로 전환한다(스텝S16). 제1 순환경로에서는, 상기의 스텝S13의 경우와 같이, 우선, 배관21d 상의 냉각 기구(25)에 의해 처리액이 냉각된다. 냉각된 처리액 중에는, 불순물이 개체가 되어서 석출되고, 석출된 불순물이 배관21e 상의 필터(26)에서 걸러진다. 예비 온조 탱크(28)에 회수된 처리액은, 히터28a에 의해 가열되고, 배관21g,21a를 통해서 내조(11)에 공급된다.
또한, 제1 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 제2 순환경로에서는, 필터(27)의 세정 처리를 실행한다(스텝S17). 필터(27)의 세정 처리의 흐름은, 도4에 나타낸 필터(26)의 세정 처리의 흐름과 같다. 즉, 우선, 밸브V7를 폐쇄하는 동시에 밸브V12를 개방하고, 액체의 유로를 배액 냉각탱크(30)로 향하는 경로(배액경로)로 설 정한다(스텝S21). 그리고, 밸브V10을 개방하고, 필터 세정액 공급원(29)으로부터 배관21h,21j,21f를 통해서 필터(27)로, 필터 세정액을 공급한다(스텝S22). 필터(27)에 축적되어 있는 불순물은, 필터 세정액에 의해 다시 용해되고, 필터(27)를 통과 가능하게 된다. 그리고, 불순물의 성분을 포함한 필터 세정액은, 필터(27)를 통과한 후, 배관21f,21l,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다.
그 후, 밸브V10을 폐쇄하는 동시에 밸브V14를 개방한다. 이것에 의해, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21n,21p를 통해서 배관21f로, 새로운 처리액을 공급한다(스텝S23). 배관21f에 공급된 처리액은, 배관21f 및 필터(27)에 부착된 필터 세정액을 씻어내고, 배관21l,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다. 배액 냉각탱크(30) 내에서는, 처리액이나 필터 세정액이 냉각기구30a에 의해 냉각된다(스텝S24). 그리고, 처리액과 필터 세정액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브(V18)을 개방하여, 처리액과 필터 세정액을 배액 라인으로 배출한다(스텝S25).
도3으로 되돌아간다. 기판W에 대한 소정시간의 처리가 완료하면, 순환 펌프(22)를 정지한다(스텝S18). 이것에 의해, 제1 순환경로를 사용한 처리액의 순환이 정지된다. 그리고, 리프터를 상승시켜, 기판W를 내조(11)로부터 끌어올린다(스텝S19). 이상으로, 기판처리장치(1)에 있어서의 기판W의 처리를 종료한다.
이와 같이, 이 기판처리장치(1)는, 처리액을 냉각해서 불순물을 석출시키는 동시에, 석출된 불순물을 필터(26,27)에 의해 제거한다. 이것에 의해, 처리액의 처리 성능이 유지되어, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새것으로 교환하는 빈도가 저감되므로, 기판처리장치(1)의 가동률이 향상되는 동시에, 처리액의 소 비량이나 배액량이 저감된다.
특히, 이 기판처리장치(1)는, 처리액을 순환하면서 기판W를 처리하고, 그 순환경로의 도중에 있어서, 처리액의 냉각, 여과, 가열을 실행한다. 이 때문에, 처리조(10)에서의 기판W의 처리를 정지시키는 일없이, 처리액 중의 불순물을 제거할 수 있다. 따라서, 기판처리장치(1)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 처리액의 순환경로의 필터(26,27)보다도 하류 측에서, 처리액을 가열하는 예비 온조 탱크(28)를 갖춘다. 이 때문에, 처리조(10)내에서의 처리액의 온도를 유지하면서, 처리액 중의 불순물을 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 처리액의 냉각, 여과, 가열을 동등하게 실행할 수 있는 제1 순환경로와 제2 순환경로를 병렬로 갖고 있다. 그리고, 밸브V4∼V7의 개폐를 제어함으로써, 제1 순환경로와 제2 순환경로가 전환 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 한쪽의 필터에 불순물이 축적되면, 순환경로를 전환해서 다른 쪽의 필터를 사용할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치(1)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 한쪽의 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 다른 쪽의 순환경로의 필터를 세정할 수 있다. 이 때문에, 필터(26,27)의 막힘을 해소하면서, 순환경로를 연속적으로 전환해 사용할 수 있다. 따라서, 기판처리장치(1)의 가동률이 더욱 향상된다. 또, 순환경로의 전환 회수는, 상기의 예에 한정되는 것은 아니고, 기판W의 처리시간에 따라 적절히 설정하면 된다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 제1 순환경로 및 제2 순환경로의 각각의 경로 도중으로부터 분기된 배액 경로를 갖는다. 그리고, 밸브V5,V7,V11,V12의 개폐를 제 어하는 것에 의해, 순환경로의 주(主)경로와 배액 경로가 전환 가능하게 된다. 이 때문에, 필터(26,27)를 세정할 때에는, 액체의 유로(流路)를 배액 경로로 바꿀 수 있고, 필터 세정액이 처리조(10)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(1)은, 필터(26,27)에 필터 세정액을 공급한 후, 배관21e,21f나 필터(26,27)로 처리액을 공급한다. 이 때문에, 필터 세정액이 배관21e,21f나 필터(26,27)에 부착되어서 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
< 1-3 .기판처리장치의 동작 (한번에 불순물을 제거할 경우) >
계속해서, 상기의 기판처리장치(1)에 있어서, 기판W를 처리한 후, 한번에 처리액 중의 불순물을 제거할 경우에 대해서, 도5의 플로우 챠트를 참조하면서 설명한다. 또, 이하에 설명하는 기판처리장치(1)의 동작도, 제어부(40)가,히터(13), 리프터, 밸브V1∼V18, 순환 펌프(22), 히터(24), 냉각 기구(25), 히터28a, 냉각 기구30a 등의 동작을 제어함으로써 진행된다.
우선, 기판처리장치(1)에 있어서, 밸브V8 및 밸브V15를 개방하는 동시에 순환 펌프(22)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21q, 예비 온조 탱크(28), 배관21g, 배관21a를 통해서 내조(11)로 처리액을 공급하고, 내조(11)에 처리액을 저류한다(스텝S31). 처리액은, 내조(11)의 상부까지 저류되면, 내조(11)의 상부에서 외조(12)로 넘친다.
내조(11)에 처리액을 저류하는 때는, 예비 온조 탱크(28)의 히터28a, 배관21a 상의 히터(24), 및 내조(11)의 히터(13)를 동작시킨다. 이것에 의해, 내조(11)에 저류되는 처리액은 가열되고, 에칭 처리에 알맞은 소정의 온도(예를 들어 160 ℃)로 유지된다.
다음에, 밸브V2∼V18을 폐쇄하는 동시에 밸브V1을 개방한다. 이것에 의해, 처리액의 유로를, 배관21a만으로 구성되는 순환경로 (이하,「비냉각 순환경로」 라고 한다.)로 설정한다(스텝S32). 비냉각 순환경로에서는, 내조(11)에서 외조(12)로 넘친 처리액이 필터(23)이나 히터(24)를 경유해서 내조(11)로 순환된다.
계속해서, 기판W를 유지한 리프터를 강하시키는 것에 의해, 내조(11)에 저류된 처리액 속에 기판W를 침지한다(스텝S33). 이것에 의해, 기판W의 표면에 형성된 산화막이나 질화막이 에칭된다. 에칭에 의해 기판W의 표면으로부터 용출한 산화막이나 질화막의 성분(SiO2이나 SiN3 등)은, 불순물로서 처리액 속에 혼합된다. 그리고, 기판W에 대한 소정시간의 처리가 완료하면, 리프터를 상승시키고, 기판W를 내조(11)로부터 끌어올린다 (스텝S34). 기판W를 끌어올린 후, 기판처리장치(1)는, 밸브V1을 폐쇄하는 동시에 밸브V2,V3, V4,V5를 개방한다. 이것에 의해, 내조(11) 및 외조(12)에 저류된 처리액을, 배관21b,21c,21d,21e를 경유해서 예비 온조 탱크(28)내로 회수한다(스텝S35). 이때, 배관21d 상의 냉각 기구에서, 처리액은 냉각된다. 이 때문에, 처리액 중에 용해되어 있었던 불순물은 고체상태로 석출된다. 그 후, 배관21e 상의 필터(26)에서, 처리액 중의 불순물은 걸러지므로. 처리액만이 예비 온조 탱크(28)로 회수된다. 예비 온조 탱크(28)는, 회수한 처리액을 히터28a에 의해 다시 소정의 온도까지 가열한다(스텝S36). 처리액이 소정의 온도까지 가열되면, 기판처리장치(1)는, 밸브V8을 개방하고, 순환 펌프(22)를 동작시킨다. 이것에 의 해, 예비 온조탱크(28)내의 처리액을, 배관21g,21a를 통해서 내조(11)로 공급한다(스텝S37).
그 후, 기판처리장치(1)는, 필터(26)의 세정 처리를 실행한다(스텝S38). 필터(26)의 세정 처리의 흐름은, 도4에 나타낸 필터(26)의 세정 처리의 흐름과 같다. 즉, 우선, 밸브V5를 폐쇄하는 동시에 밸브V11을 개방하고, 액체의 유로(流路)를 배액 냉각탱크(30)로 향하는 경로(배액 경로)로 설정한다(스텝S21). 그리고, 밸브V9를 개방하고, 필터 세정액 공급원(29)으로부터 배관21h,21i,21e를 통해서 필터(26)에, 필터 세정액을 공급한다(스텝S22). 필터(26)에 축적되어 있는 불순물은, 필터 세정액에 의해 다시 용해되어, 필터(26)를 통과 가능해진다. 그리고, 불순물의 성분을 포함한 필터 세정액은, 필터(26)를 통과한 후, 배관21e,21k,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다.
그 후, 밸브V9를 폐쇄하는 동시에 밸브V13을 개방한다. 이것에 의해, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21n,21o를 통해서 배관21e에, 새로운 처리액을 공급한다(스텝S23). 배관21e에 공급된 처리액은, 배관21e 및 필터(26)에 부착된 필터 세정액을 씻어내고, 배관21k,21m을 통해서 배액 냉각탱크(30)로 배출된다. 배액 냉각 탱크(30)내에서는, 처리액이나 필터 세정액이 냉각 기구(30a)에 의해 냉각된다(스텝S24). 그리고, 처리액과 필터 세정액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V18을 개방하고, 처리액과 필터 세정액을 배액 라인으로 배출한다(스텝S25). 이상을 가지고, 기판처리장치(1)에 있어서의 기판W의 처리를 종료한다.
이와 같이, 이 기판처리장치(1)는, 처리액을 냉각해서 불순물을 석출시키는 동시에, 석출된 불순물을 필터(26)에 의해 제거한다. 이것에 의해, 처리액의 처리 성능이 유지되어, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새것으로 교환하는 빈도가 저감되므로, 기판처리장치(1)의 가동률이 향상하는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량이 저감된다. 또, 상기의 예에서는, 필터(26)경유의 순환경로(제1 순환경로)를 사용했지만, 필터(27)경유의 순환경로(제2 순환경로)를 사용해도 좋고, 또한, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 동시에 사용해도 좋다.
특히, 이 기판처리장치(1)는, 외조(12) 및 내조(11)의 저부로부터 처리액을 회수한다. 이 때문에, 처리액을 급속히 회수하고, 처리액 중의 불순물을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치(1)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 처리액의 순환경로의 필터(26,27)보다도 하류측에서, 처리액을 가열하는 예비 온조 탱크(28)를 갖춘다.이 때문에, 처리조(10)내에서 처리액의 온도를 유지하면서, 처리액중의 불순물을 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 제1 순환경로 및 제2 순환경로의 각각의 경로 도중으로부터 분기된 배액 경로를 갖는다. 그리고, 밸브V5,V7,V11,V12의 개폐를 제어하는 것에 의해, 순환경로의 주(主)경로와 배액 경로가 전환 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 필터(26,27)를 세정할 때에는, 액체의 유로를 배액 경로로 전환할 수 있고, 필터 세정액이 처리조(10)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(1)는, 필터(26,27)에 필터 세정액을 공급한 후, 배 관21e,21f나 필터(26,27)에 처리액을 공급한다. 이 때문에, 필터 세정액이 배관21e,21f나 필터(26,27)에 부착되어 잔존하는 것을 방지할 수 있다.
< 1-4.변형예 >
상기의 예에서는, 처리액을 재이용할 경우 만에 대해서 설명했지만, 순환 도중에 처리액의 일부를 배액(排液)하고, 새로운 처리액을 보충해도 좋다. 구체적으로는, 예비 온조 탱크(28)에 처리액을 회수한 후, 밸브V17을 개방한다. 이것에 의해, 예비 온조 탱크(28)로부터 배관21s를 통해서 배액 냉각탱크30a에 소정량의 처리액을 배액 한다. 그리고, 밸브V15를 개방하고, 처리액 공급원(31)으로부터 배관21q를 통해서 예비 온조 탱크(28)에, 처리액을 보충한다. 이것에 의해, 불순물 이외의 요인에 의한 처리액의 열화를 방지하고, 처리액의 처리 성능을 유지할 수 있다.
또한, 소정회수 처리당 1회, 처리조(10)내의 처리액을 전량 교환해도 좋다. 구체적으로는, 소정회수 기판W의 처리가 종료한 후, 밸브V16을 개방한다.이것에 의해, 처리조(10)로부터 배관21r을 통해서 배액 냉각탱크(30)로, 처리액을 회수한다. 배액 냉각 탱크(30) 내에서는, 처리액이 냉각 기구30a에 의해 냉각된다.그리고, 처리액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V18을 개방하고, 처리액을 배액 라인으로 배출한다. 그 후, 밸브V8 및 밸브V15를 개방하는 동시에 순환 펌프(22)를 동작시켜, 처리조(10)에 새로운 처리액을 공급한다. 이것에 의해, 불순물 이외의 요인에 의한 처리액의 열화를 방지하고, 처리액의 처리 성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 불순물을 제거하기 위해서, 필터(20,27)를 사용했지만, 필터(26,27) 이외의 불순물 제거수단을 사용해도 좋다. 예를 들어, 원심분리에 의해 처리액 중의 불순물을 분리해서 제거하는 장치를 사용해도 좋다.
또한, 상기의 예에서는, 인산을 포함하는 처리액을 사용하고, 기판W에 대하여 에칭 처리를 할 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명의 기판처리장치는, 이러한 처리를 하는 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 과산화수소수(過酸化水素水)나 암모니아수를 포함하는 처리액을 사용하여, 기판W에 대한 세정 처리를 하는 것이어도 좋다. 또한, IPA(이소프로필 알콜), HFE(하이드로 플로로 에테르),HFC(하이드로 플로로 카본) 등의 유기용매(有機溶媒)를 주성분으로 한 액체를 사용해도 좋다.
< 2.제2실시형태 >
< 2-1 .기판처리장치의 구성 >
도6은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 기판처리장치(101)의 구성을 나타낸 도이다. 이 기판처리장치(101)는, 처리조(110)에 저류된 처리액에 복수 장(枚)의 기판(이하, 단순히 기판이라고 한다.)W를 침지함으로써, 기판W를 처리하기 위한 장치다. 기판처리장치(101)는, 주로, 처리조(110)와, 배관부(120)와, 제어부(140)를 갖추고 있다. 본 실시형태에서는, 처리액으로서 인산(H3PO4)용액을 사용하여, 기판W의 표면에 에칭 처리를 할 경우에 대해서 설명한다.
처리조(110)는, 처리액을 저류하기 위한 용기이다. 처리조(110)는, 기판W를 침지처리하기 위한 내조(111)와, 내조(111)의 외측면의 상단에 마련되어진 외조(112)를 갖추고 있다. 내조(111)에 공급된 처리액은, 내조(111)의 내부에 저류되어, 바로 내조(111) 상부의 개구에서 외조(112)로 넘친다. 내조(111)의 측부에는, 히터(113)가 마련되어져 있다. 히터(ll3)를 동작시키면, 내조(111)의 내부에 저류된 처리액이 가열되어서 소정의 온도(예를 들어, 160℃)로 유지된다.
처리조(110)의 상부에는, 기판W를 유지하는 도시하지 않는 리프터가 마련되어져 있다. 기판W는, 리프터에 유지되어서 상하로 반송됨으로써, 처리조(110) 위쪽의 인상(引上-끌어올림)위치와 내조(111)의 내부의 침지위치(도6의 위치)와의 사이에서 이동한다. 내조(111)에 처리액이 저류되어, 기판W가 하강되면, 기판W는 처리액 중에 침지되어, 기판W의 표면이 에칭 처리된다.
배관부(120)는, 복수의 배관121a∼121r에 의해 구성되어 있다. 배관121a는, 상류측 단부가 외조(112)에 접속되는 동시에, 하류측 단부가 내조(111)에 접속되어 있다. 배관121a의 경로 도중에는, 상류측에서 순차로, 밸브VlO1, 순환 펌프(122), 필터(123), 및 히터(124)가 마련되어 있다. 이 때문에, 밸브V101를 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시키면, 내조(111)에서 외조(112)로 넘친 처리액이 배관121a중을 흐르고, 내조(111)로 순환된다. 또한, 배관121a 내를 흐르는 도중에, 처리액중의 불순물이 필터(123)에 의해 제거된다. 또한, 히터(124)를 동작시키면, 순환되는 처리액이 가열되고, 처리액은 소정의 온도로 유지된다.
배관121b는, 상류측 단부(端部)가 내조(111)의 저부에 접속되며, 그 경로 도중에는 밸브V102가 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브VlO2를 개방하면, 내조(111)에 저류된 처리액이 배관121b로 급속히 흘러나간다. 또한, 배관121c는, 상류측 단부가 외조(112)에 접속되어, 그 경로 도중에는 밸브V103이 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브V103를 개방하면, 외조(112)로 넘친 처리액이 배관121c으로 흘러나간다. 배관 121b의 하류측 단부와, 배관121c의 하류측 단부는, 합쳐져 하나의 배관121d가 된다.
배관121d의 하류측 단부는, 2개의 배관121e,121f로 분기 되어있다. 배관121e의 경로 도중에는, 밸브V104가 끼워져 있으며, 배관121e의 하류측 단부는, 냉각 탱크(125)에 접속되어 있다. 배관121e 내를 흐른 처리액은, 냉각 탱크(125)로 유입되고, 냉각 탱크(125) 내에 일시적으로 저류된다. 냉각 탱크(125)의 밑바닥 측에는, 냉각 기구125a가 설치되어 있다. 이 때문에, 냉각 기구125a를 동작시키면, 냉각 탱크(125) 내에 저류된 처리액은 냉각된다.
또한, 냉각 탱크(125) 내에는, 배관121g가 접속되어 있다. 배관121g의 경로 도중에는, 상류측에서 순차로, 밸브V105과, 퍼 올림 펌프(126)와, 필터(127)가 설치되어 있다. 또한, 배관121g의 하류측 단부는, 예비 온조 탱크(128)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V105를 개방하는 동시에 퍼 올림 펌프(126)를 동작시키면, 냉각 탱크(125)내에 저류된 처리액의 맑은 부분이 배관121g로 퍼 올려져, 필터(127)를 통해서 예비 온조 탱크(128)로 공급된다.
한편, 배관121f의 경로 도중에는, 밸브V106이 끼워져 있고, 배관121f의 하류측 단부는, 냉각 탱크129에 접속되어 있다. 배관121f내를 흐른 처리액은, 냉각 탱크(129)으로 유입되고, 냉각 탱크(129)내에 일시적으로 저류된다. 냉각 탱크(129)에는, 냉각 기구129a가 설치되어 있다. 이 때문에, 냉각 기구129a를 동작시키면, 냉각 탱크(129) 내에 저류된 처리액은 냉각된다.
또한, 냉각 탱크(129) 내에는, 배관121h가 접속되어 있다. 배관121h의 경로 도중에는, 상류측에서 순차로, 밸브V107과, 퍼 올림 펌프(30)와, 필터(131)가 설치되어 있다. 또한, 배관121h의 하류측 단부는, 예비 온조 탱크(128)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V107을 개방하는 동시에 퍼 올림 펌프(130)를 동작시키면, 냉각 탱크(129) 내에 저류된 처리액의 맑은 부분이 배관121h로 퍼 올려져, 필터(131)을 통해서 예비 온조 탱크(128)로 공급된다.
예비 온조 탱크(128)의 밑바닥 측에는, 히터128a가 부설되어 있다. 이 때문에, 히터128a를 동작시키면, 예비 온조 탱크(128) 내에 저류된 처리액은 소정의 온도까지 가열된다.
배관121i는, 상류측 단부가 예비 온조 탱크(128)에 접속되어 있는 동시에, 하류측 단부가 배관121a의 순환 펌프(122)의 상류측에 접속되어 있다. 또한, 배관121i의 경로 도중에는, 밸브Vl08가 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브Vl08을 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시키면, 예비 온조 탱크(128)에 저류된 처리액이, 배관121i를 통해서 배관121a에 유입되고, 필터(123), 및 히터(124)를 경유해서 내조(111)로 공급된다.
냉각 탱크(125)의 저부에는, 배관121j가 접속되어 있다. 마찬가지로, 냉각 탱크(129)의 저부에는, 배관121k이 접속되어 있다. 배관121j, 121k에는, 각각 밸브V109, V110이 끼워져 있어, 배관121j의 하류측 단부와, 배관121k의 하류측 단부는, 합쳐져 1개의 배관121l이 된다. 배관121l의 하류측 단부는, 배액 탱크(132)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V109를 개방하면, 냉각 탱크(125)의 저부로부터 배관121j,121l을 통해서 배액 탱크(132)로, 처리액이 배출된다. 또한, 밸브V110를 개방 하면, 냉각 탱크(129)의 저부로부터 배관121k,121l을 통해서 배액 탱크(132)로, 처리액이 배출된다.
처리액 공급원(133)은, 새로운(즉 미사용의) 처리액을 공급하기 위한 액원(液源)이다. 처리액 공급원(133)에는, 배관121m이 접속되어 있다. 배관 121m의 하류측 단부는, 배관121n과 배관121o로 분기 되어있다. 배관121n의 경로 도중에는 밸브V111이 끼워져 있고, 배관121n의 하류측 단부는, 배관121e에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V111를 개방하면, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m,121n,121e를 통해서 냉각 탱크(125)로, 처리액이 공급된다. 마찬가지로, 배관121o의 경로 도중에는 밸브V112이 끼워져 있으며, 배관121o의 하류측 단부는, 배관121f에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V112를 개방하면, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m, 121o, 121f를 통해서 냉각 탱크(129)로, 처리액이 공급된다.
또한, 처리액 공급원(133)에는, 배관121p도 접속되어 있다. 배관121p의 경로 도중에는 밸브V113이 끼워져 있으며, 배관121p의 하류측 단부는, 예비 온조 탱크(128)에 접속되어 있다. 이 때문에, 밸브V113을 개방하면, 처리액 공급원(133)으로부터 예비 온조 탱크(128)에, 새로운 처리액이 공급된다.
배관121q는, 상류측 단부가 내조(111)의 저부에 접속되어 있는 동시에 하류측 단부가 배액 탱크(132)에 접속되어 있다. 또한, 배관121q의 경로 도중에는, 밸브V114가 끼워져 있다. 이 때문에, 밸브Vll4를 개방하면, 내조(111)에 저류된 처리액이, 배관121q를 통해서 배액 탱크(132)로 급속히 배출된다.
배액 탱크(132)에는, 냉각 기구132a가 부설되어 있다. 냉각 기구132a를 동작 시키면, 배액 탱크(132)내에 저류된 처리액은, 폐기가능한 온도까지 냉각된다. 또한, 배액 탱크(132)에는, 배관121r가 접속되어 있다. 배관121r의 경로 도중에는 밸브V115이 끼워져 있으며, 배관121r의 하류측 단부는, 배액 라인에 접속되어 있다.이 때문에, 밸브V115을 개방하면, 배액 탱크(132)내에서 냉각된 처리액이, 배액 라인으로 배출된다.
제어부(140)는, 기판처리장치(101) 각 부의 동작을 제어하기 위한 정보처리부이다. 제어부(140)는, CPU나 메모리를 갖춘 컴퓨터에 의해 구성된다. 도7은, 제어부(140)와 장치 각 부 사이의 전기적 접속 관계를 나타낸 블록도이다. 도7에 나타낸 것 같이, 제어부(140)은, 히터(113), 리프터, 밸브VlO1∼V115, 순환 펌프(122), 히터(124), 냉각 기구125a, 퍼 올림 펌프(126), 히터128a, 냉각 기구129a, 퍼 올림 펌프(130), 냉각 기구132a와 전기적으로 접속되어 있어, 이것들의 동작을 제어한다.
< 2-2 .기판처리장치의 동작(불순물을 연속적으로 제거할 경우) >
계속해서, 상기 구성을 갖는 기판처리장치(101)의 동작에 대해서 설명한다.우선, 처리조(110)에서 기판W를 처리하면서, 처리액중의 불순물을 연속적으로 제거할 경우에 대해서, 도8의 플로우 챠트를 참조하면서 설명한다. 또, 이하에 설명하는 기판처리장치(101)의 동작은, 제어부(140)가, 히터(113), 리프터, 밸브V101~V115, 순환 펌프(122), 히터(124), 냉각 기구125a, 퍼 올림 펌프(126), 히터128a, 냉각 기구129a, 퍼 올림 펌프(130), 냉각 기구132a 등의 동작을 제어하는 것에 의해 진행된다.
우선, 기판처리장치(101)에 있어서, 밸브V108 및 밸브V113을 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121p, 예비 온조 탱크(128), 배관121i, 배관121a를 통해서 내조(111)로 처리액을 공급하고, 내조(111)에 처리액을 저류한다(스텝S111). 처리액은, 내조(111)의 상부까지 저류되면, 내조(111)의 상부에서 외조(112)로 넘친다.
내조(111)에 처리액을 저류하는 때는, 예비 온조 탱크(128)의 히터128a, 배관121a 상의 히터(124), 및 내조(111)의 히터(113)를 동작시킨다. 이것에 의해, 내 조(111)에 저류되는 처리액은 가열되고, 에칭 처리에 알맞은 소정의 온도 (예를 들어 160℃)로 유지된다.
다음으로, 밸브V101,V102,VIO6,VlO7,V109∼VIl5를 폐쇄하는 동시에 밸브 VlO3∼VlO5,V108을 개방한다. 그리고, 순환 펌프(122) 및 퍼 올림 펌프(126)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액의 유로를 냉각 탱크(125)경유의 순환경로 (이하, 「제1 순환경로 」라고 한다.)로 설정한다 (스텝S112). 제1 순환경로에서는, 내조(111)에서 외조(112)로 넘친 처리액이 배관121c,배관121d,배관121e, 냉각 탱크(125), 배관121g, 예비 온조 탱크(128), 배관121i, 배관121a를 경유해서 내조(111)로 순환된다.
계속해서, 기판W를 유지한 리프터를 강하시키는 것에 의해, 내조(111)에 저류된 처리액 속에 기판W를 침지한다(스텝Sll3). 이것에 의해, 기판W의 표면에 형성된 산화막이나 질화막이 에칭된다. 에칭에 의해 기판W의 표면으로부터 용출한 산화 물이나 질화물의 성분(SiO2이나 SiN3 등)은, 불순물로서 처리액 속에 혼합된다.
불순물을 포함한 처리액은, 내조(111)의 상부에서 외조(112)로 넘치고, 외조(112)로부터 제1 순환경로에 흘러나간다. 제1 순환경로의 도중에 처리액은 냉각 탱크(125) 내에 일시적으로 저류되어, 냉각 기구125a에 의해 냉각된다. 처리액에 대한 불순물의 포화 용해 농도는, 처리액의 온도저하와 함께 저하하기 때문 에, 처리액이 냉각되면, 처리액 중에 용해되어 있었던 불순물은 고체상태로 석출되고, 냉각 탱크(125)의 저부에 침전한다.
한편, 냉각 탱크(125)내에 저류된 처리액의 맑은 부분은, 배관121g로 빨아올려져, 필터(127)를 통해서 예비 온조 탱크(128)에 저류된다. 예비 온조 탱크(128)는, 저류된 처리액을 히터28a에 의해 다시 소정의 온도까지 가열한다. 그리고, 예비 온조 탱크(128)에서 가열된 처리액은, 배관121i,121a를 통해서 내조(111)에 공급되어, 기판W의 처리를 위해 재이용된다. 또, 처리액은, 배관121a 상의 히터(124)나 내조(111)의 히터(113)에 의해도 가열된다. 이것에 의해, 배관121i,121a의 경로 도중에 있어서의 처리액 온도저하가 방지되어, 처리액은 소정의 온도로 유지된다.
기판W를 침지한 후, 소정시간이 경과하면, 다음으로, 밸브V104,VlO5를 폐쇄하고, 퍼 올림 펌프(126)를 정지시킨다. 그리고, 밸브VlO6,VlO7을 개방하고, 퍼 올림 펌프(130)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액의 유로를 냉각 탱크(129)경유의 순환경로(이하, 「제2 순환경로 」라고 한다.)로 바꾼다(스텝Sll4). 제2 순환경로에서는, 외조(112)로 넘친 처리액이 배관121c, 배관121d, 배관121f, 냉각 탱 크(129), 배관121h, 예비 온조 탱크(128), 배관121i, 배관121a를 경유해서 내조(111)로 순환된다.
외조(112)로부터 제2 순환경로로 흘러나간 처리액은, 우선, 냉각 탱크(129)내에 일시적으로 저류되어, 냉각 기구129a에 의해 냉각된다. 냉각된 처리액중에는, 불순물이 고체상태로 석출되고, 냉각 탱크(129)의 저부에 침전한다. 한편, 냉각 탱크(129) 내에 저류된 처리액의 맑은 부분은, 배관121h로 빨려 올라가, 필터(131)를 통해서 예비 온조 탱크(128)에 저류된다. 예비 온조 탱크(128)에 저류된 처리액은, 히터128a에 의해 가열되고, 배관121i,121a를 통해서 내조(111)로 공급된다. 이와 같이, 제2 순환경로에서도, 제1 순환경로와 동등한 처리액의 순환이 행하여진다. 제2 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 제1 순환경로에서는, 냉각 탱크(125)에 침전한 불순물을 배출한다(스텝S15). 도9는, 불순물의 배출 처리의 흐름을 상세히 나타낸 플로우 챠트다. 냉각 탱크(125)로부터 불순물을 배출할 때에는, 우선, 밸브V109를 개방한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125)의 저부에 침전한 불순물이, 냉각 탱크(125)내에 남은 소량의 처리액과 함께, 배관121j,121l을 통해서 배액 탱크(132)로 배출된다 (스텝S121).
다음으로, 밸브V111를 개방하고, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m, 121n,121e를 통해서 냉각 탱크(125)로, 처리액을 공급한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125)의 저부에 잔류하고 있는 불순물을 씻어내고, 배관121j,121l을 통해서 배액 탱크(132)로, 불순물을 배출한다(스텝S122). 불순물의 배출이 완료하면, 밸브V111 및 밸브V109를 폐쇄한다. 배액 탱크(132) 내에서는, 처리액이 냉각 기구132a에 의 해 더욱 냉각된다(스텝S123). 그리고, 처리액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V115를 개방하고, 처리액을 배액 라인으로 배출한다(스텝S124).
또한, 냉각 탱크(125)로부터 불순물을 배출한 후, 밸브V113을 소정시간 개방한다. 이것에 의해, 불순물과 함께 배출된 분(分)의 처리액을, 예비 온조탱크(128)에 보충한다(스텝S125).
도8로 되돌아간다. 제2 순환경로로 전환된 후, 소정시간이 경과 하면, 다음으로, 밸브V106,V107을 폐쇄하고, 퍼 올림 펌프(130)를 정지시킨다. 그리고, 밸브V104,V105를 개방하고, 퍼 올림 펌프(126)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액의 유로를, 다시 제1 순환경로로 전환한다(스텝S116). 제1 순환경로에서는, 상기의 스텝S113의 경우와 같이, 우선, 외조(112)로부터 흘러나간 처리액이 냉각 탱크(125)내에 일시적으로 저류되어, 냉각 기구125a에 의해 냉각된다. 냉각된 처리액 중에는, 불순물이 고체상태로 석출되고, 냉각 탱크(125)의 저부에 침전한다. 한편, 냉각 탱크(125) 내에 저류된 처리액의 맑은 부분은, 배관121g로 빨려 올라가, 필터(127)를 통해서 예비 온조 탱크(128)에 저류된다. 예비 온조 탱크(128)에서 저류된 처리액은, 히터128a에 의해 가열되고, 배관121i, 121a를 통해서 내조(111)로 공급된다.
또한, 제1 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 제2 순환경로에서는, 냉각 탱크(129)에 침전한 불순물을 배출한다(스텝S117). 불순물의 배출 처리 흐름은, 도9에 나타낸 불순물의 배출 처리 흐름과 같다. 즉, 우선, 밸브VllO을 개방한다. 이 것에 의해, 냉각 탱크(129)의 저부에 침전한 불순물이, 냉각 탱크129내에 남은 소 량의 처리액과 함께, 배관121k,121l을 통해서 배액 탱크(132)로 배출된다(스텝S121).
다음으로, 밸브V112를 개방하고, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m, 121o,121f를 통해서 냉각 탱크(129)에, 처리액을 공급한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125)의 저부에 잔류하고 있는 불순물을 씻어내고, 배관121k,121i를 통해서 배액 탱크(132)로, 불순물을 배출한다(스텝S122). 불순물의 배출이 완료되면, 밸브V112 및 밸브V110을 폐쇄한다. 배액 탱크(132) 내에서는, 처리액이 냉각 기구132a에 의해 더욱 냉각된다(스텝S공23). 그리고, 처리액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V115를 개방하고, 처리액을 배액 라인으로 배출한다 (스텝Sl24).
또한, 냉각 탱크(129)로부터 불순물을 배출한 후, 밸브V113을 소정시간 개방한다. 이것에 의해, 불순물과 함께 배출된 분(分)의 처리액을, 예비 온조 탱크(128)에 보충한다 (스텝S125).
도8로 되돌아간다. 기판W에 대하는 소정시간의 처리가 완료하면, 순환 펌프(122) 및 퍼 올림 펌프(126)를 정지한다(스텝S118). 이것에 의해, 처리액의 순환이 정지된다. 그리고, 리프터를 상승시켜, 기판W를 내조(111)로부터 끌어올린다 (스텝 S119). 이상으로, 기판처리장치(101)에 있어서의 기판W의 처리를 종료한다.
이와 같이, 이 기판처리장치(101)는, 처리액을 냉각 탱크(125,129)에 일단 저류하여, 처리액을 냉각한다. 이것에 의해, 처리액중에 용해하고 있는 불순물을 석출시켜서, 냉각 탱크(125,129)의 저부에 침전시킨다. 그리고, 냉각 탱크(125, 129)에 저류된 처리액의 맑은 부분을, 다시 처리조(110)로 공급한다. 이 때문에, 처리액의 처리 성능이 유지되며, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새 것으로 교환하는 빈도가 저감되므로, 기판처리장치(101)의 가동률이 향상되는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량이 저감된다.
특히, 이 기판처리장치(101)는, 처리액을 순환하면서 기판W를 처리하고, 그 순환경로의 도중에 있어서, 처리액의 냉각 및 불순물의 제거를 한다. 이 때문에, 처리조(110)에서 기판W의 처리를 정지시키는 일없이, 처리액 중의 불순물을 제거할 수 있다. 따라서, 기판처리장치(101)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액의 순환경로의 냉각 탱크(125,129)보다도 하류 측에서, 처리액을 가열하는 예비 온조 탱크(128)를 갖춘다. 이 때문에, 처리조(110) 내에서 처리액의 온도를 유지하면서, 처리액 중의 불순물을 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액의 순환경로의 냉각 탱크(125,129)보다도 하류 측에서, 불순물을 걸러 내는 필터(127,131)를 갖춘다. 이 때문에, 냉각 탱크(125,129)로부터 배관121g,121h에 미량의 불순물이 빨려 올라왔다고 해도, 그 불순물을 걸러서 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 동등한 냉각 탱크를 갖추는 제1 순환경로와 제2 순환경로를 병렬로 갖고 있다. 그리고, 밸브V 1O4∼V107의 개폐를 제어하는 것에 의해, 제1 순환경로와 제2 순환경로가 전환 가능해 진다. 이 때문에, 한 쪽의 냉각 탱크에 불순물이 축적되면, 순환경로를 전환하여 다른 방면의 냉각 탱크를 사용할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치(101)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 한쪽의 순환경로를 사용하고 있는 동안에, 다른 방면의 순환경로의 냉각 탱크로부터 불순물을 배출한다. 이 때문에, 냉각 탱크(125,129)의 저부에 침전한 불순물을 배출하면서, 순환경로를 연속적으로 전환하여 사용할 수 있다. 따라서, 기판처리장치(101)의 가동률이 더욱 향상된다. 또, 순환경로의 전환 회수는, 상기의 예에 한정되는 것은 아니고, 기판W의 처리시간에 따라 적절히 설정하면 된다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액 공급원(133)으로부터 냉각 탱크(125,129)에 처리액을 공급 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 냉각 탱크(125,129)로부터 불순물을 배출하는 시에는, 냉각 탱크(125,129)의 저부에 잔류하는 불순물을 씻어 낼 수 있다.
< 2-3 .기판처리장치의 동작 (한번에 불순물을 제거할 경우) >
계속해서, 상기의 기판처리장치(101)에 있어서, 기판W를 처리한 후, 한번에 처리액중의 불순물을 제거할 경우에 대해서, 도10의 플로우 챠트를 참조하면서 설명한다. 또, 이하에 설명하는 기판처리장치(101)의 동작도, 제어부(140)가, 히터(113), 리프터, 밸브V101∼V115, 순환 펌프(122), 히터(124), 냉각 기구125a, 퍼 올림 펌프(126), 히터128a, 냉각 기구129a, 퍼 올림 펌프(130), 냉각 기구132a 등의 동작을 제어하는 것에 의해 진행된다.
우선, 기판처리장치(101)에 있어서, 밸브V108 및 밸브V113을 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시킨다. 이것에 의해, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121p, 예비 온조 탱크(128), 배관121i, 배관121a를 통해서 내조(111)로 처리액을 공급하고, 내조(111)에 처리액을 저류한다(스텝S131). 처리액은, 내조(111)의 상부까지 저류되면, 내조(111)의 상부에서 외조(112)로 넘친다.
내조(111)에 처리액을 저류할 때는, 예비 온조 탱크(128)의 히터128a, 배관121a 상의 히터(124), 및 내조(111)의 히터(113)를 동작시킨다. 이것에 의해, 내조(111)에 저류되는 처리액은 가열되고, 에칭 처리에 알맞은 소정의 온도(예를 들어 160℃)로 유지된다.
다음에, 밸브V102∼V115를 폐쇄하는 동시에 밸브V101을 개방한다. 이것에 의해, 처리액의 유로를, 배관121a만으로 구성되는 순환경로 (이하,「비냉각 순환경로 」라고 한다.)로 설정한다(스텝Si32). 비냉각 순환경로에서는, 외조(112)로 넘친 처리액이 필터(123)나 히터(124)를 경유해서 내조(111)로 순환된다.
계속해서, 리프터를 강하시키는 것에 의해, 내조(111)에 저류된 처리액속에 기판W를 침지한다(스텝S133). 이것에 의해, 기판W의 표면에 형성된 산화막이나 질화막이 에칭된다. 에칭에 의해 기판W의 표면으로부터 용출한 산화막이나 질화막의 성분(SiO2이나 SiN3 등)은, 불순물로서 처리액속에 혼합된다. 그리고, 기판W에 대한 소정시간의 처리가 완료하면, 리프터를 상승시키고, 기판W를 내조(111)로부터 끌어 올린다(스텝S134).
기판W를 끌어올린 후, 기판처리장치(101)는, 밸브V101을 폐쇄하는 동시에 밸브VlO2,V103,V104를 개방한다. 이것에 의해, 내조(111) 및 외조(112)에 저류된 처리액을, 배관121b,121c,121d,121e를 경유해서 냉각 탱크(125)로 회수한다. 냉각 탱 크(125)에 회수된 처리액은, 냉각 기구125a에 의해 냉각된다(스텝S135). 이 때문에, 처리액 중에 용해되어 있었던 불순물은 고체상태로 석출되고, 냉각 탱크(125)의 저부로 침강한다.
다음으로, 기판처리장치(101)는, 밸브V102,V103,V104를 폐쇄하는 동시에, 밸브VlO5를 개방한다. 또한, 퍼 올림 펌프(126)를 동작시킨다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125) 내에 저류된 처리액의 맑은 부분을, 배관121g로 빨아올리고, 필터(127)를 통해서 예비 온조 탱크(128)에 저류한다. 예비 온조 탱크(128)에 저류된 처리액은, 히터128a에 의해 다시 소정의 온도까지 가열된다(스텝S136).
처리액이 소정의 온도까지 가열되면, 기판처리장치(101)는, 밸브V105를 폐쇄하는 동시에 퍼 올림 펌프(126)를 정지시킨다. 그리고, 밸브VIO8을 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시킨다. 이것에 의해, 예비 온조 탱크(128) 내의 처리액을, 배관121i,121a를 경유해서 내조(111)에 공급하고, 기판W의 처리를 위해 재이용한다(스텝S137). 또, 처리액은, 배관121a 상의 히터(124)나 내조(111)의 히터(113)에 의해도 가열된다. 이것에 의해, 배관121i,121a의 경로 도중에서 처리액의 온도저하가 방지되어, 처리액은 소정의 온도로 유지된다.
그 후, 기판처리장치(101)는, 냉각 탱크(125)에 침전한 불순물을 배출한다 (스텝S138). 불순물 배출 처리의 흐름은, 도9에 나타낸 불순물 배출 처리의 흐름과 같다. 즉, 우선, 밸브V109를 개방한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125)의 저부에 침전한 불순물이, 냉각 탱크(125) 내에 남은 소량의 처리액과 함께, 배관121j,121l을 통해서 배액 탱크(132)로 배출된다(스텝S121).
다음으로, 밸브V111을 개방하고, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m,121n,121e를 통해서 냉각 탱크(125)에, 처리액을 공급한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125)의 저부에 잔류하고 있는 불순물을 씻어내고, 배관121j,121l을 통해서 배액 탱크(132)로, 불순물을 배출한다(스텝S122). 불순물의 배출이 완료하면, 밸브V111 및 밸브V109를 폐쇄한다. 배액 탱크(132) 내에서는, 처리액이 냉각 기구132a에 의해 더욱 냉각된다(스텝S123). 그리고, 처리액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브V115를 개방하고, 처리액을 배액 라인으로 배출된다(스텝S124).
또한, 냉각 탱크(125)로부터 불순물을 배출한 후, 밸브V113을 소정시간 개방한다. 이것에 의해, 불순물과 함께 배출된 분(分)의 처리액이, 처리액공급원(133)으로부터 배관121p, 예비 온조 탱크(128)a, 배관121i,배관121a를 통해서 내조(111)에 보충된다 (스텝S125). 이상으로, 기판처리장치(101)에 있어서의 기판W의 처리를 종료한다.
이와 같이, 이 기판처리장치(101)는, 처리액을 냉각 탱크(125)에 일단 저류하고, 처리액을 냉각한다. 이것에 의해, 처리액 중에 용해되어 있는 불순물을 석출시켜서, 냉각 탱크(125)의 저부에 침전시킨다. 그리고, 냉각 탱크(125)에 저류된 처리액의 맑은 부분을, 다시 처리조(110)로 공급한다. 이 때문에, 처리액의 처리 성능이 유지되고, 처리액을 재이용할 수 있다. 또한, 처리액을 새것으로 교환하는 빈도가 저감되므로, 기판처리장치(101)의 가동률이 향상되는 동시에, 처리액의 소비량이나 배액량이 저감된다. 또, 상기의 예에서는, 냉각 탱크(125)경유의 순환경로(제1 순환경로)를 사용했지만, 냉각 탱크(129)경유의 순환경로(제2 순환경로)를 사용해도 좋고, 또한, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 동시에 사용해도 좋다.
특히, 이 기판처리장치(101)는, 외조(112) 및 내조(111)의 저부로부터 처리액을 회수한다. 이 때문에, 처리액을 급속히 회수하고, 처리액속의 불순물을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 기판처리장치(101)의 가동률이 더욱 향상된다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액의 순환경로의 냉각 탱크(125,129)보다도 하류 측에서, 처리액을 가열하는 예비 온조탱크(128)를 갖춘다. 이 때문에, 처리조(110) 내에서 처리액의 온도를 유지하면서, 처리액속의 불순물을 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액의 순환경로의 냉각 탱크(125,129) 보다도 하류 측에서, 불순물을 걸러내는 필터(127,131)를 갖춘다. 이 때문에, 냉각 탱크(125,129)로부터 배관121g,121h에 미량의 불순물이 빨려 올라왔다고 해도, 그 불순물을 걸러서 제거할 수 있다.
또한, 이 기판처리장치(101)는, 처리액 공급원(133)으로부터 냉각탱크(125,129)에 처리액을 공급 가능하게 되어있다. 이 때문에, 냉각 탱크(125,129)로부터 불순물을 배출할 시에는, 냉각 탱크(125,129)의 저부에 잔류하는 불순물을 씻어낼 수 있다.
< 2-4.변형예 >
상기의 예에서는, 처리액을 재이용할 경우 만에 대해서 설명했지만, 순환 도중에 처리액의 일부를 적극적으로 배액하고, 새로운 처리액을 보충해도 좋다. 구체적으로는, 냉각 탱크(125,129)로 처리액을 회수한 후, 밸브VlO9,V110을 소정시간 개방한다. 이것에 의해, 냉각 탱크(125,129)로부터 배관121j,121k,121l을 통해서 배액 탱크(132)에, 소정량의 처리액을 배액한다. 그리고, 밸브V111,V112를 개방하여, 처리액 공급원(133)으로부터 배관121m,121n,121o를 통해서 냉각 탱크(125,129)에, 처리액을 보충한다. 이것에 의해, 불순물 이외의 요인에 의한 처리액의 열화를 방지하고, 처리액의 처리 성능을 유지할 수 있다.
또한, 소정회수 처리당 1회, 처리조(110)내의 처리액을 전량 교환해도 좋다.구체적으로는, 소정회수 기판W의 처리가 종료한 후, 밸브V114를 개방한다. 이것에 의해, 처리조(110)로부터 배관121q를 통해서 배액탱크(132)에, 처리액을 회수한다.
배액 탱크(132)내에서는, 처리액이 냉각 기구132a에 의해 냉각된다. 그리고, 처리액이 배액 가능한 온도까지 냉각된 후, 밸브Vl15를 개방하여, 처리액을 배액 라인으로 배출한다. 그 후, 밸브V108 및 밸브V113을 개방하는 동시에 순환 펌프(122)를 동작시켜, 처리조(110)에 새로운 처리액을 공급한다. 이것에 의해, 불순물 이외의 요인에 의한 처리액의 열화를 방지하고, 처리액의 처리 성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 인산을 포함하는 처리액을 사용하고, 기판W에 대하여 에칭 처리를 할 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명의 기판처리장치는, 이러한 처리를 하는 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 과산화수소수나 암모니아수 를 포함하는 처리액을 사용하여, 기판W에 대한 세정 처리를 하여도 좋다. 또한, IPA(이소프로필 알콜), HFE(하이드로 플로로 에테르), HFC(하이드로 플로로 카본)등의 유기용매를 주성분으로 한 액체를 사용해도 좋다.
도1은, 제1실시형태에 관한 기판처리장치의 구성을 나타낸 도이다.
도2는, 제1실시형태에 있어서의 제어부와 장치 각 부 사이의 전기적 접속 관계를 나타낸 블록도이다.
도3은, 제1실시형태에 있어서의 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타낸 플로우 챠트이다.
도4는, 제1실시형태에 있어서의 필터의 세정(洗淨) 처리의 흐름을 상세히 나타낸 플로우 챠트다.
도5는, 제1실시형태에 있어서의 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타낸 플로우 챠트이다.
도6은, 제2실시형태에 관한 기판처리장치의 구성을 나타낸 도이다.
도7은, 제2실시형태에 있어서의 제어부와 장치 각 부와의 사이의 전기적 접속 관계를 나타낸 블록도이다.
도8은, 제2실시형태에 있어서의 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타낸 플로우 챠트이다.
도9는, 제2실시형태에 있어서의 불순물의 배출 처리의 흐름을 상세히 나타낸 플로우 챠트이다.
도10은, 제2실시형태에 있어서의 기판처리장치의 동작의 흐름을 나타낸 플로우 챠트이다.
도11은, 종래의 기판처리장치의 일반적인 구성을 나타낸 도이다.
[부호의 설명]
1 기판처리장치 10 처리조(處理槽)
ll 내조(內槽) 12 외조(外槽)
13 히터 21a ∼21t 배관
22 순환 펌프 23 필터
24 히터 25 냉각 기구
26,27 필터 28 예비 온조(溫調-온도조절) 탱크
28a 히터 29 필터 세정액 공급원
30 배액(排液) 냉각 탱크 30a 냉각 기구
31 처리액 공급원 40 제어부
V1 ∼ V18 밸브 101 기판처리장치
110 처리조 111 내조
112 외조 113 히터
120 배관부 121a ∼121r 배관
122 순환 펌프 123 필터
124 히터 125 , 129 냉각 탱크
125a,129a 냉각 기구 126, 130 퍼 올림 펌프
127, 131 필터 128 예비 온조(溫調) 탱크
128a 히터 132 배액 탱크
133 처리액 공급원 140 제어부
V101 ∼V115 밸브 W 기판

Claims (9)

  1. 기판을 처리액에 의해 처리하는 기판처리장치에 있어서,
    기판을 수납하는 동시에, 처리액을 저류(貯留)하는 처리조와,
    상기 처리조로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 처리조로 공급하는 순환경로와,
    상기 순환경로 도중에 있어서 처리액을 저류하는 동시에, 처리액을 냉각하는 냉각조와,
    상기 냉각조에 침전한 불순물을 상기 냉각조로부터 배출하는 배출 수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각조에 저류된 처리액의 위(上)의 맑은 액을 퍼 올리고, 하류 측의 순환경로에 처리액을 공급시키는 순환기구를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 순환경로 도중의 상기 냉각조보다도 하류 측에 있어서, 처리액을 가열하는 가열수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 처리조는, 기판을 수용하는 동시에, 기판을 처리하는 내조와, 상기 내조의 상부 외측에 상기 내조로부터 넘친 처리액을 수용하는 외조(外槽)를 갖추고, 상기 순환경로는, 상기 외조로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 내조에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 순환경로는, 상기 처리조의 저부로부터 배출된 처리액을 다시 한번 상기 처리조에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 순환경로는, 제1 순환경로와 제2 순환경로를 갖추고,
    상기 제1 순환경로와 상기 제2 순환경로의 각각에, 상기 냉각조가 설치되고,
    상기 제1 순환경로와 상기 제2 순환경로를 전환하는 순환경로 전환수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 순환경로의 상기 냉각조보다도 하류 측에 있어서, 처리액 중의 불순물을 걸러 내는 필터를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 순환경로 도중의 상기 냉각조보다도 상류 측에 있어서, 처리액을 공급하는 처리액공급수단을 더 갖추는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 순환 경로 도중의 상기 냉각조보다도 하류 측에 있어서, 처리액을 저류하는 처리액 저류조를 더 갖추고,
    상기 가열수단은, 상기 처리액 저류조에 저류된 처리액을 가열하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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