KR100862761B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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KR100862761B1
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마사히로 키무라
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다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
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Abstract

회수탱크 내에 저류되어 있는 처리액은, 펌프의 흡인동작에 의해 배관을 통해서 불순물제거필터 및 이온성분제거필터를 통과한 후, 정제탱크 내에 저류된다.불순물제거필터에서는, 처리액 중에 포함된 불순물(예를 들면, 수분, 에칭 찌꺼기 또는 파티클 등)이 제거된다. 이온성분제거필터에서는, 산성액체, HFE 및 친수성유기용매를 포함하는 처리액 중의 이온성분(주로, 음이온)이 제거된다. 예를 들면, 산성액체로서 불산(HF)을 사용하는 경우에는, 이온성분제거필터에 의해 불소이온(F-)이 제거된다. 한편, 이온성분제거필터에 의해, 처리액 중에 포함되는 수분, 친수성유기용매, 또는 금속이온 등도 제거된다.
Figure R1020070086837
기판처리, 처리액, 재생, 필터

Description

기판처리장치 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판에 처리를 시행하는 기판처리장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 디바이스(device), 액정 모니터 등의 제조공정에서는, 기판처리장치에 있어서 기판상에 형성된 산화막 등을 에칭할 때, 기판의 표면을 세정할 때, 기판상의 폴리머(polymer) 찌꺼기를 제거할 때 등에, 각종 약액이 사용되고 있다.
상기의 기판처리장치에 있어서는, 스핀척(spin chuck)에 파지된 기판의 표면에 약액이 공급됨으로써, 기판에 상기의 처리가 행해진다.
또한, 이러한 기판처리장치에서는, 스핀척에 파지된 기판을 둘러싸도록 처리컵이 설치되어 있다. 스핀척에 의해 회전되는 기판상에서 떨어낸 약액은, 상기 처리컵에 의해 포집되어, 배관을 통해서 기액분리장치로 보내진다 (예를 들어, 일본국 특개평09-064009호 공보 참조).
기액분리장치에 있어서는, 사용을 마친 약액이 기체성분과 액체성분으로 분리된다. 그리고, 기액분리장치에 의해 분리된 기체성분은 외부에 배출되고, 액체성분은 폐기된다.
기판에 상기의 처리를 행하기 위한 약액은 일반적으로 고가의 것이다. 그 때문에, 약액의 사용량이 늘어나면, 처리비용(러닝코스트)이 현저하게 든다. 한편, 사용을 마친 약액은 농도, 성분 등이 변화하기 때문에, 재이용하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 처리비용을 저감하는 것이 가능한 기판처리장치를 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 일특징에 의한 기판처리장치는, 기판에 처리를 시행하는 기판처리장치에 있어서, 기판에 불소계유기용매 및 산성액체를 포함하는 처리액을 공급하는 공급부와, 공급부에 의해 기판에 공급된 처리액을 회수하는 회수부와, 회수부에 의해 회수된 처리액 중의 산성액체의 음이온을 제거함으로써 음이온이 제거된 제거후처리액을 얻는 이온제거부와, 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액에 산성액체를 혼합함으로써 처리액을 재생하는 혼합부와, 혼합부에 의해 재생된 처리액을 공급부로 되돌리는 제1순환계를 구비한 것이다.
그 기판처리장치에 있어서는, 기판에 불소계유기용매 및 산성액체를 포함하는 처리액이 공급부에 의해 공급된다. 기판에 공급된 처리액은 회수부에 의해 회수된다. 또한, 회수된 처리액 중의 산성액체의 음이온이 이온제거부에 의해 제거됨으로써, 음이온이 제거된 제거후처리액을 얻을 수 있다. 그리고, 얻어진 제거후처리액에 산성액체가 혼합부에 의해 혼합됨으로써, 처리액이 재생된다. 재생된 처리액은 제1순환계에 의해 공급부로 되돌린다.
이와 같은 구성에 의하면, 처리액 중의 산성액체의 음이온이 제거됨으로써, 처리액에서 산성액체를 제거할 수 있고, 불소계유기용매를 포함하는 제거후처리액 을 얻을 수 있다. 또한, 제거후처리액에 산성액체를 혼합함으로써, 원하는 농도 및 성분을 가지는 처리액을 재생할 수 있다. 이렇게 하여, 고가인 불소계유기용매를 재이용하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 처리비용을 저감할 수 있다.
(2) 불소계유기용매는, 하이드로플루오르에테르류, 하이드로플루오르카본류 및 퍼플루오르알킬할로에테르류 중 1종 이상을 포함해도 좋다.
이 경우, 처리액 중에 산성액체 및 상기와 같은 각종 불소계유기용매가 포함됨으로써, 당해 산성액체에 의한 기판의 처리의 정밀도가 향상된다.
(3) 이온제거부는, 알루미나로 이루어지는 필터를 포함해도 좋다. 이 경우, 음이온이 알루미나에 의해 흡착됨으로써, 처리액 중의 음이온이 제거된다. 이에 의해, 처리액 중의 산성액체를 효율적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.
(4) 기판처리장치는, 회수부에 의해 회수된 처리액 중에 포함되는 불순물을 제거하는 불순물제거부를 더 구비해도 좋다.
이 경우, 회수부에 의해 회수된 처리액 중에 포함되는 불순물이 불순물제거부에 의해 제거됨으로써, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 높게 하는 것이 가능하게 된다.
(5) 기판처리장치는, 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액을 저류하는 저류부를 더 구비해도 좋다.
이 경우, 기판의 처리를 위해서 필요할 때에, 필요한 양의 제거후처리액을 저류부로부터 공급할 수 있다. 이에 의해, 처리의 신속화를 꾀할 수 있다.
(6) 기판처리장치는, 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액 중의 적어도 1종 의 성분의 농도를 검출하는 농도검출기를 더 구비하고, 혼합부는, 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 제거후처리액에 산성액체를 혼합해도 좋다.
이 경우, 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액 중의 적어도 1종의 성분의 농도가 농도검출기에 의해 검출된다. 그리고, 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 제거후처리액에 산성액체가 혼합부에 의해 혼합된다. 이와 같이, 제거후처리액 중의 적어도 1종의 성분의 농도가 검출됨으로써, 혼합부에서 혼합되는 산성액체의 양을 조절할 수 있다. 이에 의해, 처리의 종류에 따른 새로운 처리액을 기판에 공급하는 것이 가능하게 된다.
(7) 기판처리장치는, 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액을, 이온제거부의 상류로 되돌려주는 제2순환계를 더 구비해도 좋다.
이 경우, 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액이 제2순환계에 의해 이온제거부의 상류로 되돌려진다. 이와 같은 구성에 의해, 제거되지 않은 음이온이 제거후처리액 중에 잔류하고 있는 경우에도, 당해 제거후처리액이 다시 이온제거부로 되돌려져, 당해 이온제거부에 있어서 음이온이 제거된다. 이에 의해, 제거후처리액 중의 산성액체를 확실히 제거할 수 있으므로, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 충분히 높게 하는 것이 가능하게 된다.
(8) 산성액체는, 불산, 염산, 황산 및 인산 중 1종 이상을 포함해도 좋다.
이와 같은 산성액체를 사용함으로써, 기판상의 막을 에칭하는 처리, 기판의 표면을 세정하는 처리 또는 기판상의 찌꺼기를 제거하는 처리 등을 효율적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
(9) 공급부에 의해 기판에 공급되는 처리액은, 친수성유기용매를 더 포함하고, 이온제거부는, 회수부에 의해 회수된 처리액 중의 친수성유기용매를 다시 제거하고, 혼합부는, 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액에 친수성유기용매를 다시 혼합해도 좋다.
이와 같이, 공급부에 의해 기판에 공급되는 처리액 중에 친수성유기용매가 포함됨으로써, 산성액체에 용해되기 어려운 불소계유기용매를 처리액에 용이하게 혼합할 수 있다.
또한, 회수부에 의해 회수된 처리액 중의 친수성유기용매가 이온제거부에 의해 제거되어, 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액에 친수성유기용매가 혼합부에 의해 혼합된다. 이와 같은 구성에 의해, 사용후의 처리액 중의 불필요한 친수성유기용매가 제거되는 동시에, 기판의 처리에 필요할 때에, 필요한 양의 친수성유기용매가 제거후처리액에 혼합된다.
(10) 친수성유기용매는, 알코올류 및 케톤류 중 1종 이상을 포함해도 좋다.
이 경우, 친수성유기용매가 알코올류 또는 케톤류 중 1종 이상을 포함함으로써, 불소계유기용매를 처리액에 용이하게 혼합할 수 있다.
(11) 공급부는, 기판에 처리액을 공급한 후, 혼합부에 의해 산성액체가 혼합되지 않은 제거후처리액을 기판에 공급해도 좋다.
이에 의해, 산성액체가 혼합되지 않은 불소계유기용매를 공급부에 의해 기판 에 공급하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 린스처리에 있어서 고휘발성의 불소계유기용매를 공급부에 의해 기판에 공급함으로써, 린스처리 후의 기판의 건조성이 향상되는 동시에, 린스처리시에 순수(純水)를 기판에 공급하는 순수노즐 등을 설치하지 않아도 좋으므로, 기판처리장치의 공간절약화를 꾀할 수 있다.
(1) 본 발명에 의한 기판처리장치에 의하면, 처리액 중의 산성액체의 음이온이 제거됨으로써, 처리액에서 산성액체를 제거할 수 있고, 불소계유기용매를 포함하는 제거후처리액을 얻을 수 있다. 또한, 제거후처리액에 산성액체를 혼합함으로써, 원하는 농도 및 성분을 가지는 처리액을 재생할 수 있다. 이렇게 하여, 고가인 불소계유기용매를 재이용하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 처리비용을 저감할 수 있다.
(2) 또한, 처리액 중에 산성액체 및 상기와 같은 각종 불소계유기용매가 포함됨으로써, 당해 산성액체에 의한 기판의 처리의 정밀도가 향상된다.
(3) 또한, 처리액 중의 산성액체를 효율적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.
(4) 또한, 회수부에 의해 회수된 처리액 중에 포함되는 불순물이 불순물제거부에 의해 제거됨으로써, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 높게 하는 것이 가능하게 된다.
(5) 또한, 기판의 처리를 위해서 필요할 때에, 필요한 양의 제거후처리액을 저류부로부터 공급할 수 있다. 이에 의해, 처리의 신속화를 꾀할 수 있다.
(6) 또한, 제거후처리액 중의 적어도 1종의 성분의 농도가 검출됨으로써, 혼합부에서 혼합되는 산성액체의 양을 조절할 수 있다. 이에 의해, 처리의 종류에 따른 새로운 처리액을 기판에 공급하는 것이 가능하게 된다.
(7) 또한, 제거되지 않은 음이온이 제거후처리액 중에 잔류하고 있는 경우에도, 당해 제거후처리액이 다시 이온제거부로 되돌려져, 당해 이온제거부에 있어서 음이온이 제거된다. 이에 의해, 제거후처리액 중의 산성액체를 확실히 제거할 수 있으므로, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 충분히 높게 하는 것이 가능하게 된다.
(8) 또한, 상기한 산성액체를 사용함으로써, 기판상의 막을 에칭하는 처리, 기판의 표면을 세정하는 처리 또는 기판상의 찌꺼기를 제거하는 처리 등을 효율적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
(9) 또한, 공급부에 의해 기판에 공급되는 처리액 중에 친수성유기용매가 포함됨으로써, 산성액체에 용해되기 어려운 불소계유기용매를 처리액에 용이하게 혼합할 수 있다.
또한, 상기한 구성에 의해, 사용후의 처리액 중의 불필요한 친수성유기용매가 제거되는 동시에, 기판의 처리에 필요할 때에, 필요한 양의 친수성유기용매가 제거후처리액에 혼합된다.
(10) 또한, 친수성유기용매가 알코올류 또는 케톤류 중 1종 이상을 포함함으로써, 불소계유기용매를 처리액에 용이하게 혼합할 수 있다.
(11) 또한, 산성액체가 혼합되지 않은 불소계유기용매를 공급부에 의해 기판 에 공급하는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 린스처리에 있어서 고휘발성의 불소계유기용매를 공급부에 의해 기판에 공급함으로써, 린스처리 후의 기판의 건조성이 향상되는 동시에, 린스처리시에 순수(純水)를 기판에 공급하는 순수노즐 등을 설치하지 않아도 좋으므로, 기판처리장치의 공간절약화를 꾀할 수 있다.
이하, 본 발명의 1실시형태에 관한 기판처리장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
이하에 있어서, 기판은, 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 유리기판, PDP(plazma display panel)용 유리기판, 포토마스크(photomask)용 유리기판 및 광디스크용 기판 등을 말한다.
(1) 기판처리장치의 구성
이하, 본 실시형태에 관한 기판처리장치의 구성에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
이 기판처리장치에서는, 기판상의 막을 에칭하는 처리, 기판의 표면을 세정하는 처리 또는 기판상의 폴리머 찌꺼기(예를 들면, 레지스트의 찌꺼기)를 제거하는 처리 등이 행해진다. 이하의 설명에서는, 일례로서 기판상의 산화막을 에칭하는 처리에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 기판처리장치(MP)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판처리장치(MP)는, 하우징(101), 그 내부에 설 치되는 동시에 기판(W)을 거의 수평하게 파지하면서 기판(W)의 거의 중심을 통과하는 연직축선주위로 회전하는 스핀척(21) 및 하우징(101)의 상단개구를 덮도록 설치된 팬필터유닛(FFU)을 포함한다. 팬필터유닛(FFU)에 의해 하우징(101) 내에 다운 플로우(하강류:下降流)가 형성된다. 한편, 팬필터유닛(FFU)은, 팬 및 필터로 구성된다.
스핀척(21)은, 척회전구동기구(36)에 의해 회전되는 회전축(25)의 상단에 고정되어 있다. 기판(W)은, 처리액에 의한 에칭처리를 행할 경우에, 스핀척(21)에 의해 수평하게 파지된 상태로 회전된다.
스핀척(21)의 외측으로는, 제1모터(60)가 설치되어 있다. 제1모터(60)에는, 제1회동축(61)이 접속되어 있다. 또한, 제1회동축(61)에는, 제1암(62)이 수평방향으로 뻗도록 연결되고, 제1암(62)의 선단(先端)에 처리액노즐(50)이 설치되어 있다.
처리액노즐(50)은, 기판(W)상에 형성된 산화막을 에칭하기 위한 처리액을 기판(W)상에 공급한다. 처리액노즐(50)에 의해 기판(W)상으로 공급되는 처리액의 상세에 대해서는 후술한다.
스핀척(21)의 외측으로는, 제2모터(71)가 설치되어 있다. 제2모터(71)에는, 제2회동축(72)이 접속되고, 제2회동축(72)에는, 제2암(73)이 연결되어 있다. 또한, 제2암(73)의 선단에 순수노즐(70)이 설치되어 있다. 순수노즐(70)은, 에칭처리후의 린스처리에 있어서 순수를 기판(W)상에 공급한다. 처리액노즐(50)을 사용하여 에칭처리를 행할 때에는, 순수노즐(70)은 소정의 위치로 퇴피된다.
스핀척(21)의 회전축(25)은 중공축으로 이루어진다. 회전축(25)의 내부에는, 처리액공급관(26)이 삽통(揷通)되어 있다. 처리액공급관(26)에는, 순수 또는 에칭 액인 약액 등의 처리액이 공급된다. 처리액공급관(26)은, 스핀척(21)에 파지된 기판(W)의 하면에 근접하는 위치까지 뻗어 있다. 처리액공급관(26)의 선단에는, 기판(W)의 하면 중앙을 향해서 처리액을 토출하는 하면노즐(27)이 설치되어 있다.
스핀척(21)은, 처리컵(23) 내에 수용되어 있다. 처리컵(23)의 내측에는, 통(筒)모양의 분리벽(33)이 설치되어 있다. 또한, 스핀척(21)의 주위를 둘러싸도록, 기판(W)의 에칭처리로 사용된 처리액을 배액(排液)하기 위한 배액공간(31)이 형성되어 있다. 또한, 배액공간(31)을 둘러싸도록, 처리컵(23)과 분리벽(33) 사이에 기판(W)의 에칭처리에 사용된 처리액을 회수하기 위한 회수액공간(32)이 형성되어 있다.
배액공간(31)에는, 배액처리장치(미도시)로 처리액을 이끌기 위한 배액관(34)이 접속되고, 회수액공간(32)에는, 후술의 회수재이용장치로 처리액을 이끌기 위한 회수관(35)이 접속되어 있다.
처리컵(23)의 상방에는, 기판(W)으로부터의 처리액이 외측으로는 비산하는 것을 방지하기 위한 가드(24)가 설치되어 있다. 이 가드(24)는, 회전축(25)에 대하여 회전대칭인 형상으로 되어 있다. 가드(24)의 상단부의 내면에는, 단면이 く자 모양인 배액안내홈(41)이 환상(環狀)으로 형성되어 있다.
가드(24)의 하단부의 내면에는, 외측 하방으로 경사지는 경사면으로 이루어진 회수액안내부(42)가 형성되어 있다. 회수액안내부(42)의 상단부근에는, 처리 컵(23)의 분리벽(33)을 받아들이기 위한 분리벽수납홈(43)이 형성되어 있다. 상기 가드(24)에는, 볼나사기구 등으로 구성된 가드승강구동기구(미도시)가 접속되어 있다.
가드승강구동기구는, 가드(24)를, 회수액안내부(42)가 스핀척(21)에 파지된 기판(W)의 외주단면에 대향하는 회수위치와, 배액안내홈(41)이 스핀척(21)에 파지된 기판(W)의 외주단면에 대향하는 배액위치 사이에서 상하이동시킨다.
가드(24)가 회수위치(도 1에 나타낸 가드(24)의 위치)에 있는 경우에는, 기판(W)으로부터 외측으로 비산한 처리액이 회수액안내부(42)에 의해 회수액공간(32)으로 유도되어, 회수관(35)을 통해서 회수된다. 한편, 가드(24)가 배액위치에 있을 경우에는, 기판(W)으로부터 외측으로 비산한 처리액이 배액안내홈(41)에 의해 배액공간(31)으로 유도되어, 배액관(34)을 통해서 배액된다. 이상과 같은 구성에 의해, 처리액의 배액 및 회수가 행해진다. 한편, 스핀척(21)으로의 기판(W)의 반입시에는, 가드승강구동기구는, 가드(24)를 배액위치보다도 더 하방으로 퇴피시켜, 가드(24)의 상단부(24a)가 스핀척(21)의 기판(W) 파지 높이보다도 낮은 위치가 되도록 이동시킨다.
스핀척(21)의 상방에는, 중심부에 개구를 가진 원판상(圓板狀)의 차단판(22)이 설치되어 있다. 암(28)의 선단 부근에서 연직하방향으로 지지축(29)이 설치되고, 그 지지축(29)의 하단에, 차단판(22)이 스핀척(21)에 파지된 기판(W)의 상면에 대향하도록 설치되어 있다.
지지축(29)의 내부에는, 차단판(22)의 개구로 연통한 질소가스공급로(30)가 삽통(揷通)되어 있다. 질소가스공급로(30)에는, 질소가스(N2)가 공급된다. 이 질소가스공급로(30)에는, 순수에 의한 린스처리후의 건조처리시에, 기판(W)에 대하여 질소가스를 공급한다.
또한, 질소가스공급로(30)의 내부에는, 차단판(22)의 개구에 연통한 순수공급관(39)이 삽통되어 있다. 순수공급관(39)에는 순수 등이 공급된다.
암(28)에는, 차단판승강구동기구(37) 및 차단판회전구동기구(38)가 접속되어 있다. 차단판승강구동기구(37)는, 차단판(22)을 스핀척(21)에 파지된 기판(W)의 상면에 근접한 위치와 스핀척(21)으로부터 상방으로 떨어진 위치 사이에서 상하이동시킨다. 또한, 차단판회전구동기구(38)는 차단판(22)을 회전시킨다.
(2) 회수재이용장치의 구성
이어서, 도 1의 회수관(35)을 통해서 회수되는 처리액을 재이용하기 위한 회수재이용장치의 구성에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 2는, 회수재이용장치(100)의 구성을 나타내는 모식적 블록도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 회수재이용장치(100)는 회수탱크(110)를 구비한다. 회수관(35)은 회수탱크(110) 내까지 뻗어 있다. 이러한 구성에 의해, 처리액은 회수관(35)을 통해서 회수탱크(110) 내에 저류된다.
회수탱크(110)는, 배관(111)에 의해 정제탱크(112)에 접속되어 있다. 배관(111)에는, 회수탱크(110) 측으로부터 펌프(113), 불순물제거필터(114) 및 이온성분제거필터(115)가 순서대로 설치되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 기판(W)상에 형성된 산화막을 에칭하기 위해서, 도 1의 처리액노즐(50)에 의해 기판(W)에 공급하는 처리액으로서, 산성의 약액(예를 들어, 불산(HF), 염산(HCl), 황산(H2SO4) 또는 인산(H3PO4) 등)에 고휘발성의 불소계유기용매 및 친수성유기용매를 혼합한 것을 사용한다. 이하, 상기 산성의 약액을, 산성액체라고 한다.
산성액체에 불소계유기용매를 혼합하는 것은, 에칭처리의 정밀도를 향상하기 위해서이다. 단, 상기 불소계유기용매는 소수성이므로, 산성액체에 혼합되기 어렵다.
그런데, 본 실시형태에서는, 산성액체 및 불소계유기용매 중에 친수성유기용매를 혼합한다. 이에 의해, 불소계유기용매가 산성액체에 양호하게 혼합된다.
불소계유기용매의 예로서, 하이드로플루오르에테르류(Hydrofluoroethers:HFEs), 하이드로플루오르카본류(Hydrofluorocarbons:HFCs) 및 퍼플루오르알킬할로에테르류(per-fluoroalkylhaloeters:PFAHEs) 등을 들 수 있다.
하이드로플루오르에테르류의 구체적 예로서, CH30CF2CF2CF3, C2H50CF2CF3, C2F5C(OCH3)CF(CF3)2, n-C3F70CH3, (CF3)2CFOCH3, n-C4F9OCH3, (CF3)2CFCF20CH3, n-C3F70C2H5, n-C4F9OC2H5, (CF3)3COCH3, (CF3)3COC2H5, C4F9OC2F4H, C6F130CF2H, HCH3F60C3F6H, C3F70CH2F, HCF20CF20CF2H, HC20CF2CF20CF2H, HC3F60CH3, HCF20CF20C2F4OCF2H 등을 들 수 있다.
또한, 하이드로플루오르카본류의 구체적 예로서, CF3CHFCHFCF2CF3, CF3CH2CF2H, CF2HCF2CH2F, CH2FCF2CFH2, CF2HCH2CF2H, CF2HCFHCF2H, CF3CFHCF3, CF3CH2CF3, CHF2(CF2)H, CF3CF2CH2CH2F, CF3CH2CF3CH2F, CH3CHFCF2CF3, CF3CH2CH2CF3, CH2FCF2CF2CH2F, CF3CH2CF2CH3, CHF2CH(CF3)CF3, CHF(CF3)CF2CF3, CF3CH2CHFCF2CF3, CF3CHFCH2CF2CF3, CF3CH2CHFCF2CF3, CF3CHFCH2CF2CF3, CF3CH2CF2CH2CF3, CF3CHFCHFCF2CF3, CF3CH2CH2CF2CF3, CH3CHFCF2CF2CF3, CF3CF2CF2CH2CH3, CH3CF2CF2CF2CF3, CF3CH2CHFCH2CF3, CH2FCF2CF2CF2CF3, CHF2CF2CF2CF2CF3, CH3CF(CHFCHF2)CF3, CH3CH(CF2CF3)CF3, CHF2CH(CHF2)CF2CF3, CHF2CF(CHF2)CF2CF3, CHF2CF2CF(CHF2)CF2CF3, CHF2CF(CHF2)CF2CF3, CHF2CF2CF(CF3)2, CHF2(CF2)4CF2H, (CF3CH2)2CHCF3, CH3CHFCF2CHFCHFCF3, HCF2CHFCF2CF2CHFCF2H, H2CFCF2CF2CF2CF2CF2H, CHF2CF2CF2CF2CF2CHF2, CH3CF(CF2H)CHFCHFCF3, CH3CF(CF3)CHFCHFCF3, CH3CF(CF3)CF2CF2CF3, CHF2CF2CH(CF3)CF2CF3, CHF2CF2CF(CF3)CF2CF3, CH3CHFCH2CF2CHFCF2CF3, CH3(CF2)5CH3, CH3CH2(CF2)CF4CF3, CF3CH2CH2(CF2)3CF3, CH2FCF2CHF(CF2)3CF3, CF3CF2CF2CHFCHFCF2CF3, CF3CF2CF2CHFCFCHFCF2CF3, CF3CF2CF2CHFCF2CF2CF3, CH3CH(CF3)CF2CF2CF2CH3, CH3CF(CF3)CH2CFHCF2CF3, CH3CF(CF2CF3)CHFCF2CF3, CH3CH2CH(CF3)CF2CF2CF3, CHF2CF(CF3)(CF2)3CH2F, CH3CF2C(CF3)2CF2CH3, CHF2CF(CF3)(CF2)3CF3, CH3CH2CH2CH2CF2CF2CF2CF2CF3, CH3(CF2)6CH3, CHF2CF(CF3)(CF2)4CHF2, CHF2CF(CF3)(CF2)4CHF2, CH3CH2CH(CF3)CF2CF2CF2CF3, CH3CF(CF2CF3)CHFCF2CF2CF3, CH3CH2CH2CHFC(CF3)2CF3, CH3C(CF3)2CF2CF2CF2CH3, CH3CH2CH2CF(CF3)CF(CF3)2, CH2FCF2CF2CHF(CF2)3CF3 등을 들 수 있다.
또한, 퍼플루오르알킬할로에테르류의 구체적 예로서, c-C6F11OCH2Cl, (CF3)2CFOCHCl2, (CF3)2CFOCH2Cl, CF3CF2CF2OCH2Cl, CF3CF2CF20CHCl2, (CF3)2CFCF20CHCl2, (CF3)2CFCF20CH2Cl, CF3CF2CF2CF20CH2Cl, (CF3)2CFCF20HClCH3, CF3CF2CF2CF20CHCICH3, (CF3)2CFCF(C2F5)OCH2Cl, (CF3)2CFCF20CH2Br, CF3CF2CF20CH2I 등을 들 수 있다. 덧붙여, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 불소계유기용매로서 하이드로플루오르에테르류 (이하, 단지 HFE라 한다)를 사용한다.
HFE는, 비등점이 순수 및 일반적으로 세정처리에 사용되는 IPA(이소프로필알코올)보다 낮고, 비중(밀도)이 IPA보다 크며, 표면장력이 순수 및 IPA보다 작은 특성을 가지고 있다. 또한, HFE는, IPA에 비해서 순수에의 용해도가 낮다.
친수성유기용매의 예로서, 알코올류 및 케톤류(예를 들어, 아세톤) 등을 들 수 있다.
상기의 회수탱크(110) 내에 저류되어 있는 처리액은, 펌프(113)의 흡인동작 에 의해 배관(111)을 통해서 불순물제거필터(114) 및 이온성분제거필터(115)를 통과한 후, 상기 정제탱크(112) 내에 저류된다. 불순물제거필터(114)에서는, 처리액 중에 포함되는 불순물(예를 들어, 수분, 에칭찌꺼기 또는 파티클 등)이 제거된다.
상기 이온성분제거필터(115)에서는, 산성액체, HFE 및 친수성유기용매를 포함하는 처리액 중의 이온성분(주로, 음이온)이 제거된다.
본 실시형태에 있어서, 산성액체로서 불산(HF)을 사용한 경우에는, 이온성분제거필터(115)에 의해 불소이온(F-)이 제거되고, 산성액체로서 염산(HCl)을 사용한 경우에는, 이온성분제거필터(115)에 의해 염소이온(C1-)이 제거된다.
동일하게, 산성액체로서 황산(H2SO4)을 사용한 경우에는, 이온성분제거필터(115)에 의해 황산이온(SO4 2-)이 제거되고, 산성액체로서 인산(H3PO4)을 사용한 경우에는, 이온성분제거필터(115)에 의해 인산이온(PO4 3 -)이 제거된다.
이 경우, 수소이온(H+)은 수소분자(H2)로서 방출된다. 이에 의해, 처리액으로부터 산성액체가 제거된다.
한편, 이온성분제거필터(115)에 의해, 처리액 중에 포함되는 수분, 친수성유기용매 또는 금속이온 등도 제거된다.
이렇게 하여, 처리액으로부터 산성액체, 친수성유기용매 및 불순물이 제거된다.
여기에서, 본 실시형태에서는, 이온성분제거필터(115)로서, 예를 들어 알루미나로 이루어지는 필터를 채용할 수 있다. 알루미나는, 수산화알루미늄을 소성함으로써 얻어지는 백색의 결정분말이다. 높은 온도로 소성함으로써 얻어지는 알루미나(α-알루미나)는, 화학적으로 안정하고, 융점이 높으며, 기계적 강도 및 절연저항이 크고, 경도도 높은 특성을 가지고 있다. 알루미나는, 히드록시기(-0H)를 가지고 있고, 활성탄과 같이 포어(pore, 세공)분포를 가지고 있으므로, 처리액 중에 포함되는 이온성분을 제거하는 것이 가능한 흡착재료로서 사용되고 있다. 본 예의 이온성분제거필터(115)는, 상기 결정분말을 소결함으로써 얻어지는 입상(粒狀)의 소결 알루미나 구체(球體)를 용기에 담은 것이다.
이어서, 이온성분제거필터(115)에 의해 상기 이온성분이 제거된 처리액은, 배관(111)을 통해서 정제탱크(112) 내에 저류된다. 이하, 이렇게, 이온성분제거필터(115)에 의해 상기 이온성분이 제거된 처리액을 제거후처리액이라 한다.
정제탱크(112) 내에는, 당해 정제탱크(112)안의 제거후처리액 중에 잔류하는 음이온(예를 들어, 불소이온(F-), 염소이온(C1-), 황산이온(SO4 2 -) 또는 인산이온(PO4 3 -))의 농도를 측정하는 농도센서(S1)가 설치되어 있다. 또한, 정제탱크(112)내에는, 당해 정제탱크(112) 내의 제거후처리액 중에 잔류하는 친수성유기용매(예를 들어, 알코올류 또는 케톤류)의 농도를 측정하는 농도센서(S2)가 설치되어 있다.
정제탱크(112)는, 배관(116)에 의해 믹싱밸브(mixing valve, 117)의 하나의 액입구에 접속되어 있다. 배관(116)에는, 펌프(118)가 개재되어 있다. 이러한 구성에 의해, 정제탱크(112) 내에 저류되어 있는 제거후처리액은, 펌프(118)의 흡인동작에 의해 배관(116)을 통해서 믹싱밸브(117) 내로 보내진다.
믹싱밸브(117)의 다른 두 개의 액입구에는, 배관(119) 및 배관(122)을 통해서 산성액체공급원(120) 및 친수성유기용매공급원(123)이 각각 접속되어 있다. 배관(119)에는, 밸브(121)가 개재되어 있고, 배관(122)에는, 밸브(124)가 개재되어 있다.
상기의 산성액체공급원(120)은, 산성액체(불산(HF), 염산(HC1), 황산(H2SO4) 또는 인산(H3PO4) 등)를 공급하고, 상기의 친수성유기용매공급원(123)은, 친수성유기용매(알코올류 또는 케톤류)를 공급한다.
이러한 구성에 있어서, 상기 농도센서(S1)의 측정결과에 따라서, 산성액체공급원(120)으로부터의 산성액체가 배관(119) 및 밸브(121)을 통해서 믹싱밸브(117)로 공급된다. 그리고, 믹싱밸브(117)에서 제거후처리액과 공급된 상기 산성액체가 혼합된다.
또한, 상기 농도센서(S2)의 측정결과에 따라서, 친수성유기용매공급원(123)으로부터의 친수성유기용매가 배관(122) 및 밸브(124)를 통해서 믹싱밸브(117)로 공급된다. 그리고, 믹싱밸브(117)에서 제거후처리액과 공급된 상기 친수성유기용매와가 혼합된다.
믹싱밸브(117)의 액출구는, 배관(125)을 통해서 도 1의 처리액노즐(50)에 접속되어 있다. 믹싱밸브(117)에서, 제거후처리액에 산성액체 및 친수성유기용매의 일방 또는 양방이 혼합됨으로써 생성된 처리액(이하, 신처리액이라 한다)은, 배관(125) 및 당해 배관(125)에 개재된 밸브(125a)를 통해서 도 1의 처리액노즐(50)로 공급된다. 이에 의해, 처리액노즐(50)에 의해 신처리액이 기판(W)상에 공급된다.
여기에서, 정제탱크(112)에는, 배관(126)의 일단이 접속되어 있다. 이 배관(126)의 타단은, 상술한 펌프(113)와 불순물제거필터(114) 사이에 있어서의 배관(111)의 부분에 접속되어 있다. 배관(126)에는, 펌프(128) 및 역류방지용밸브(129)가 개재되어 있다.
농도센서(S1)에 의해 측정된 음이온의 농도, 또는 농도센서(S2)에 의해 측정된 친수성유기용매의 농도가 각각 미리 정해진 역치를 초과할 경우에는, 밸브(127)가 개방되어, 정제탱크(112) 내의 제거후처리액은, 펌프(128)의 흡인동작에 의해 배관(126) 및 역류방지용밸브(129)을 통해서 배관(111) 내로 보내진다.
그리고, 배관(111) 내로 보내진 제거후처리액은, 불순물제거필터(114) 및 이온성분제거필터(115)에 의해 불순물 및 이온성분의 일방 또는 양방이 제거되어, 정제탱크(112) 내로 보내진다. 농도센서(S1)에 의해 측정되는 음이온의 농도, 및 농도센서(S2)에 의해 측정되는 친수성유기용매의 농도가 각각 미리 정해진 상기 역치 이하가 될 때까지, 상기와 같은 처리가 되풀이된다. 이에 의해, 제거후처리액 중의 불소계유기용매의 순도가 높아진다.
한편, 회수재이용장치(100)에 의해 회수되어 재이용되는 신처리액은, 예를 들어 기판(W)의 로트(lot) 단위의 처리가 종료한 후에, 도시하지 않은 배관 및 배출 장치에 의해 외부로 배출되어도 좋다.
(3) 기판처리장치의 제어계
도 3은, 기판처리장치(MP)의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3에 있어서, 제어부(200)는, CPU(중앙연산처리장치) 및 메모리 등으로 이루어진다. 제어부(200)는, 도 1의 기판처리장치(MP)의 처리공정 및 농도센서(S1, S2)의 측정결과에 기초하여 펌프(113, 118, 128) 및 밸브(121, 124, 125a, 127)를 제어한다. 이에 의해, 처리액 중의 불소계유기용매를 회수 및 재이용하면서, 기판처리장치(MP)에 의한 처리를 행할 수 있다.
(4) 본 실시형태에 있어서의 효과
이렇게, 본 실시형태에 있어서는, 처리액 중의 산성액체의 음이온이 제거됨으로써, 처리액으로부터 산성액체를 제거할 수 있고, 불소계유기용매를 포함하는 제거후처리액을 얻을 수 있다. 또한, 제거후처리액에 산성액체를 혼합함으로써, 원하는 농도 및 성분을 가지는 처리액을 재생할 수 있다. 이렇게 하여, 고가인 불소계유기용매를 재이용하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 처리비용을 저감할 수 있다.
또한, 사용을 마친 처리액에 포함되는 불순물이 불순물제거필터(114)에 의해 제거되므로, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 높게 할 수 있다. 또한, 농도센서(S1, S2)의 측정결과에 기초하여 제거후처리액이 불순물제거필 터(114)의 상류로 되돌려지므로, 제거후처리액에 포함되는 불소계유기용매의 순도를 더욱 높게 할 수 있다. 이에 의해, 믹싱밸브(117)에서 순도가 높은 신처리액을 생성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 믹싱밸브(117)에서 불소계유기용매에 산성액체 및 친수성유기용매의 일방 또는 양방이 원하는 양으로 혼합된다. 따라서, 처리액노즐(50)에 의해 기판(W)상에 공급하는 처리액의 성분비를 조정할 수 있다. 이에 의해, 기판(W)상에 형성된 막의 종류, 처리의 조건 등에 따른 처리액을 공급하는 것이 가능하게 된다.
(5) 다른 실시형태
상기 실시형태에서는, 기판(W)상에 순수를 공급하는 순수노즐(70)을 설치하는 것으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다음과 같이 하는 것이라면, 순수노즐(70)을 설치하지 않아도 좋다.
다시 말해, 밸브(121, 124)를 닫는 것에 의해, 믹싱밸브(117)에 있어서, 제거후처리액인 불소계유기용매에 산성액체 및 친수성유기용매를 혼합하지 않도록 한다. 이에 의해, 린스처리시에 처리액노즐(50)로부터 불소계유기용매를 기판(W)상으로 공급하는 것이 가능하게 된다. 이렇게, 린스처리시에 고휘발성의 불소계유기용매를 사용해서 기판(W)을 세정함으로써 건조성이 향상하는 동시에, 순수노즐(70)을 마련하지 않아도 좋으므로, 기판처리장치(MP)의 공간절약화를 꾀할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 불순물제거필터(114) 및 이온성분제거필터(115)를 배관(111)에 직렬적으로 설치하는 것으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 병렬적으로 이것들을 설치하는 동시에 각각에 밸브를 설치해도 좋다. 이 경우, 펌프(128)에 의해 불순물제거필터(114) 및 이온성분제거필터(115)의 일방 또는 양방으로 제거후처리액을 선택적으로 되돌릴 수 있다. 이에 의해, 불순물, 산성액체 및 친수성유기용매를 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 처리액 중의 이온성분, 친수성유기용매 등을 제거하기 위해서, 알루미나로 이루어지는 이온성분제거필터(115)을 사용하는 것으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 이온교환기 등을 사용해서 이온성분을 회수 및 제거하는 것도 가능하다.
(6) 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 요소와의 대응
이하, 청구항의 각 구성요소와 실시형태의 각 요소와의 대응의 예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 처리액노즐(50)이 공급부의 예이고, 가드(24), 회수액공간(32), 회수관(35) 및 회수액안내부(42)가 회수부의 예이며, 이온성분제거필터(115)가 이온제거부의 예이고, 믹싱밸브(117)가 혼합부의 예이며, 배관(125) 및 밸브(125a)가 제1순환계의 예이다.
또한, 상기 실시형태에서는, 불순물제거필터(114)가 불순물제거부의 예이고, 정제탱크(112)가 저류부의 예이며, 농도센서(Sl) 또는 농도센서(S2)가 농도검출기의 예이고, 배관(126), 밸브(127) 및 펌프(128)가 제2순환계의 예다.
한편, 청구항의 각 구성요소로서, 청구항로 기재되어 있는 구성 또는 기능을 가지는 것 외의 여러가지 요소를 사용할 수도 있다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 기판처리장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 회수재이용장치의 구성을 나타내는 모식적 블록도이다.
도 3은, 기판처리장치의 제어계의 구성을 나타내는 블록도이다.

Claims (11)

  1. 기판에 처리를 시행하는 기판처리장치로서,
    기판에 불소계유기용매 및 산성액체를 포함하는 처리액을 공급하는 공급부와,
    상기 공급부에 의해 기판에 공급된 처리액을 회수하는 회수부와,
    상기 회수부에 의해 회수된 처리액 중의 산성액체의 음이온을 제거함으로써 상기 음이온이 제거된 제거후처리액을 얻는 이온제거부와,
    상기 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액에 산성액체를 혼합함으로써 처리액을 재생하는 혼합부와, 그리고
    상기 혼합부에 의해 재생된 처리액을 상기 공급부로 되돌리는 제1순환계를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불소계유기용매는, 하이드로플루오르에테르류, 하이드로플루오르카본류 및 퍼플루오르알킬할로에테르류 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온제거부는, 알루미나로 이루어지는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회수부에 의해 회수된 처리액 중에 포함되는 불순물을 제거하는 불순물제거부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액을 저류하는 저류부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액 중의 적어도 1종의 성분의 농도를 검출하는 농도검출기를 더 구비하고,
    상기 혼합부는, 상기 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 제거후처리액에 산성액체를 혼합하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 농도검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 저류부에 저류되어 있는 제거후처리액을, 상기 이온제거부의 상류로 되돌려주는 제2순환계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산성액체는, 불산, 염산, 황산 및 인산 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공급부에 의해 기판에 공급되는 처리액은, 친수성유기용매를 더 포함하고,
    상기 이온제거부는, 상기 회수부에 의해 회수된 처리액 중의 친수성유기용매를 더 제거하고,
    상기 혼합부는, 상기 이온제거부에 의해 얻어진 제거후처리액에 친수성유기용매를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 친수성유기용매는, 알코올류 및 케톤류 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는, 기판에 처리액을 공급한 후, 상기 혼합부에 의해 산성액체가 혼합되지 않은 제거후처리액을 기판에 공급하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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