KR100935975B1

KR100935975B1 - 기판처리장치

Info

Publication number: KR100935975B1
Application number: KR1020080026773A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 키무라; 히로아키 타카하시; 타다시 마에가와; 토요히데 하야시
Original assignee: 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2010-01-08
Also published as: TWI366242B; US20110303242A1; US8608864B2; KR20080087690A; US20080236639A1; TW200901353A

Abstract

기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다. 처리액을 저장하는 내조와, 내조로부터 넘친 처리액을 회수하는 외조를 구비한 처리조, 상기 내조와 상기 외조를 연통접속하여, 처리액을 순환시키는 공급배관, 상기 공급배관을 분류한 제1분기배관, 상기 제1분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하여, 순수를 배출하는 분리부, 상기 분리부의 상류측과 하류측을 연통접속한 제2분기배관, 상기 제2분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 순수제거부, 상기 공급배관에 배치되어, 상기 분리부에서 하류측으로 순수를 주입하는 주입관, 상기 주입관에 용제를 주입하는 용제주입부, 상기 주입관으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 상기 용제주입부에서 용제를 주입하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한 후, 상기 제1분기배관으로 절환하여, 상기 분리부에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하고, 상기 제2분기배관으로 절환하여, 상기 순수제거부에 의해 처리액 중의 순수를 흡착해서 제거하는 흡착제거처리를 행하는 제어부.

기판처리장치, 스태틱믹서

Description

기판처리장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}

본 발명은, 반도체웨이퍼나 액정표시장치용의 유리기판(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에 대하여 처리액에 의해 처리를 행하는 기판처리장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 장치로서, 예를 들면, 처리액을 저장하여, 기판을 수용하는 처리조(處理槽)와, 처리조의 상부공간에 이소프로필알콜(IPA)가스를 공급하는 노즐을 구비한 것이 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평10-22257호 공보). 이 장치에서는, 처리조에 순수를 공급하여 기판을 세정한 후, 처리조의 상부공간에 IPA가스를 공급하여 IPA분위기를 형성한다. 그리고, 기판을 처리조의 상부의 IPA분위기로 끌어 올려서 이동시킴으로써, 기판에 부착되어 있는 순수가 IPA로 치환되어서 건조가 촉진된다.

그렇지만, 이러한 구성을 갖는 종래 예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 종래의 장치는, 순수에 의한 세정을 끝낸 기판을 순수로부터 끌어 올려서, IPA 분위기 중으로 이동함으로써, 기판의 건조를 어느 정도는 촉진할 수 있는 한편, 기판에 형성된 미세한 패턴의 사이에 부착되어 있는 순수를 충분히 건조할 수 없어, 기판의 건조불량이 생길 우려가 있다.

그런데, 최근의 반도체 디바이스 중, 메모리 분야에 있어서는, 집적도를 종래보다도 대폭 높이는 기술로서, 캐패시터의 구조를 실린더 형상으로 한 것이 사용되기 시작하고 있다. 이러한 실린더 구조를 가진 것은, 가로세로비가 지극히 커서, 그 틈에 들어간 순수를 충분히 건조시키는 것이 특히 어려워서, 상기의 문제가 현저해져 있다. 또한, 소위 마이크로 머신(MEMS(Micro Electro Mechanical Systems))관계의 디바이스라도, 같은 문제가 생길 우려가 있다.

그래서, 기판을 끌어 올리기 전의 최종의 처리액으로서 순수를 사용하는 것이 아니라, 순수를 용제(溶劑)로 치환한 후에, 기판을 끌어 올리는 수법이 생각된다. 그렇지만, 이 경우, 순수를 용제로 충분히 치환하는 것이 중요하지만, 순수에 대량의 용제를 공급해도, 용제 중의 순수의 농도(純水濃度)를 어떤 일정치 이하로 할 수 없어, 순수를 용제로 충분히 치환할 수 없다. 따라서, 역시 순수에 기인한 건조불량이 생길 우려가 있다는 문제가 있다.

또한, 상술한 바와 같이 순수를 용제로 치환한 후에, 기판을 끌어 올릴 경우, 순수에 대량의 용제를 공급해도, 기판의 미세구조 속으로 들어간 순수가 차츰처리액 속으로 용해하여, 처리액 중에 있어서의 순수의 농도가 서서히 증가하는 현상이 생긴다. 그 때문에, 역시 순수에 기인된 건조불량이 생기는 동시에, 기판을 끌어 올릴 때에 순수의 표면장력에 기인해서 미세구조의 도괴(倒壞)가 생길 우려가 있다.

또한, 종래, 이런 종류의 장치로서, 복수의 처리조와, 각 처리조에 넘겨진 기판을 반송하는 반송기구를 구비하고, 각 처리조에 있어서 상이한 처리액으로 순차적으로 처리를 행하는 장치가 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평10-22257호 공보). 이러한 장치에서는, 예를 들면, 제1처리조에서 BHF(버퍼드 불화 수소산)에 의해 표면을 가볍게 에칭하고, 제2처리조에서 순수로 세정하고, 제3처리조에서 순수로부터 IPA(이소프로필 알콜)로 치환시키고, 제4처리조에서 용제증기분위기를 형성해서 기판을 건조시키도록 순차적으로 기판을 이동시키면서 일련의 처리를 행한다.

다시 말해, 종래의 장치는, 기판에 미세패턴이 형성되어 있는 경우, 그 동안에 남은 순수의 표면장력에 기인하여, 기판을 처리조 사이에서 이동시킬 때에, 기판에 형성되어 있는 미세패턴에 도괴가 생기는 경우가 있다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 용제 중의 순수의 농도를 최대한 낮게 함으로써, 순수에 기인하는 건조불량을 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 용제로 치환한 처리액 중의 순수를 최대한 제거함으로써, 건조불량이나 미세구조의 도괴를 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 순수의 제거율을 향상시킴으로써, 기판에 형성된 미세패턴의 도괴를 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다: 처리액을 저장하는 내조(內槽)와, 내조로부터 넘친 처리액을 회수하는 외조(外槽)를 갖춘 처리조; 상기 내조와 상기 외조를 연통접속하여, 처리액을 순환시키는 공급배관(供給配管); 상기 공급배관을 분류(分流)한 제1분기배관(分岐配管); 상기 제1분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하여, 순수를 배출하는 분리수단; 상기 분리수단의 상류측과 하류측을 연통접속한 제2분기배관; 상기 제2분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 순수제거수단(純水除去手段); 상기 공급배관에 배치되어, 상기 분리수단으로부터 하류 측에서 순수를 주입하는 주입관; 상기 주입관에 용제를 주입하는 용제주입수단; 상기 주입관으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 상기 용제주입수단으로부터 용제를 주입하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한 후, 상기 제1분기배관으로 절환하여, 상기 분리수단에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하고, 상기 제2분기배관으로 절환하여, 상기 순수제거수단에 의해 처리액 중의 순수를 흡착해서 제거하는 흡착제거처리를 행하는 제어수단.

본 발명에 따르면, 제어수단은, 주입관으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 용제주입수단으로부터 용제를 주입하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한다. 이 치환처리에서는, 순수의 대부분을 용제로 치환할 수 있지만, 처리액 중의 순수의 농도를 어느 일정치 이하로까지 할 수는 없다. 그래서, 처리액의 흐름을 제1분기배관으로 절환하여, 분리수단에 의해 순수를 처리액으로부터 제거하는 분리제거처리 후에, 처리액의 흐름을 제2분기배관으로 절환하여, 순수제거수단에 의해 흡착제거처리를 행한다. 따라서, 용제 중에 혼입되어 있는 순수만을 순수제거수단에 의해 흡착 제거할 수 있고, 용제 중의 순수의 농도를 최대한 낮게 할 수 있다. 그 결과, 용제 중의 순수에 기인하는 건조불량을 방지할 수 있다.

한편, 상기의 흡착제거수단으로서는, 몰레큘러시브(Molecular sieve), 활성탄(活性炭), 알루미나 등이 예시된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 분리수단의 상류측에 해당하는 상기 제1분기 배관에, 순수와 용제를 혼합하는 믹서와, 상기 믹서의 상류측과, 상기 믹서의 하류측으로서 상기 분리수단의 상류측을 연통접속한 제3분기배관을 더 구비하며, 상기 제어수단은, 용제가 수용성일 경우에는, 분리제거처리를 할 때에, 처리액의 흐름을 상기 제3분기배관으로 절환하고, 용제가 비수용성일 경우에는, 분리제거처리를 할 때에, 처리액을 상기 믹서로 통과시키는 것이 바람직하다.

분리수단은, 순수와 용제가 완전히 분리한 상태보다도, 잘 혼합된 상태쪽이 순수와 용제를 분리하기 쉽다는 특성이 있다. 그래서, 제어수단은, 용제가 비수용성일 경우에는, 분리제거처리를 할 때에, 처리액의 흐름을 제3분기배관으로부터 제2분기관으로 절환하여 믹서에 의해 용제와 순수를 혼합시키는 믹싱처리를 행하므로, 효율적으로 용제 중의 순수를 분리할 수 있다. 특히, 불소계 용제 등의 비수용성의 용제일 경우, 순수와 용제가 혼합되기 어려우므로, 믹서에 의한 혼합에 의해 분리수단에 의한 분리효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 분리수단은, 유수(油水)를 분리하는 필터와, 상기 필터를 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징에 설치되어, 처리액이 유입하는 유입부(流入部)와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터를 통과한 처리액이 유출하는 유출부(流出部)와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터에서 분리된 순수를 배출하는 배출부(排出部)와, 상기 필터를 냉각하는 냉각수단을 갖추고 있는 것이 바람직하다.

온도가 낮을수록 용제로의 순수의 용해도를 낮게 할 수 있으므로, 냉각수단에 의해 냉각함으로써 순수와 용제와의 분리효율을 높게 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다: 처리액을 저장하는 내조와, 내조로부터 넘친 처리액을 회수하는 외조를 갖춘 처리조; 상기 내조와 상기 외조를 연통접속하여, 처리액을 순환시키는 공급배관; 처리액으로서 순수를 공급하는 순수공급수단; 처리액으로서 용제를 공급하는 용제공급수단; 상기 공급배관을 분류한 분기배관; 상기 분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 제거하는 순수제거수단; 상기 순수제거수단보다도 하류측에서 상기 공급배관으로 용제를 주입하는 용제주입수단; 상기 순수공급수단으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 상기 용제공급수단으로부터 용제를 공급하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한 후, 상기 분기배관으로 절환하여, 상기 순수제거수단에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 순수제거처리를 행하는 동시에, 상기 용제주입수단에 의해 용제를 보충하는 제어수단.

본 발명에 따르면, 제어수단은, 순수공급수단으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 용제공급수단으로부터 용제를 공급하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한다. 그 후, 분기배관으로 절환하여, 순수제거수단에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 순수제거처리를 행한다. 따라서, 용제로 치환한 처리액 중의 순수를 최대한 제거함으로써, 건조불량이나 미세구조의 도괴를 방지할 수 있다. 그리고, 순수제거처리에 의해 처리액 중의 순수뿐만아니라 용제도 어느 정도 제거되어서 용제가 감소하지만, 용제주입수단에 의해 용제를 보충하므로, 순수제거에 따른 용제의 감소분을 보충할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 순수제거수단의 상류측에 해당하는 상기 분기배관에, 유체를 혼합하는 제1믹서와, 상기 제1믹서의 상류측에 해당하는 상기 분기배관에, 순수를 주입하는 순수주입수단과, 상기 용제주입수단보다 하류측에 해당하는 상기 공급배관에, 유체를 혼합하는 제2믹서를 구비하고, 상기 제어수단은, 처리액 중의 순수의 농도가 소정치보다 저하했을 경우에는, 상기 순수주입수단으로부터 순수를 주입하여, 그 주입량과, 상기 순수제거수단에 의해 제거되는 처리액의 양과의 차이분에, 상기 용제주입수단으로부터의 용제의 주입량을 더한 양이 거의 제로가 되도록, 상기 순수주입수단, 상기 용제주입수단을 제어하는 것이 바람직하다.

처리액 중의 순수의 농도가 소정치보다 저하하면, 순수제거수단에 의한 순수제거효율이 저하한다. 그래서, 제어수단은, 순수주입수단으로부터 순수를 주입하고, 비약(鼻藥)과 같이 하여 순수의 제거효율을 유지한다. 그 때, 순수의 주입량과, 순수제거수단에 의해 제거되는 처리액(용제+순수）의 양과의 차이분에, 용제주입수단으로부터의 용제의 주입량을 더한 양이 거의 제로가 되도록 함으로써, 처리액 중의 용제농도를 일정하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다: 처리액을 저장하는 처리조; 상기 처리조로부터 배출된 처리액을 상기 처리조로 공급하여, 처리액을 순환시키는 공급배관; 상기 공급배관을 분류한 제1분기배관; 상기 제1분기배관에 배치되어, 유통하는 처리액을 냉각하는 냉각수단; 상기 냉각수단의 상류측과 하류측의 상기 공급배관에 연통접속한 제2분기배관; 상기 제2분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수와 용제를 분리해서 처 리액으로 순수를 배출하는 분리수단; 상기 공급배관에 연통접속되어, 상기 분리수단보다 하류측에서 순수를 주입하는 주입관; 상기 주입관에 수용성용제를 주입하는 수용성용제주입수단; 상기 주입관에 비수용성용제를 주입하는 비수용성용제주입수단; 상기 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리를 행하게 한 후, 상기 수용성용제주입수단으로부터 상기 공급배관에 수용성용제를 주입하여 순수를 수용성용제로 치환하는 치환처리를 행하게 하고, 상기 제1분기배관으로 유로를 바꾸는 동시에, 상기 냉각수단으로 처리액을 냉각하는 냉각처리를 행하게 하고, 상기 제2분기배관으로 유로를 바꾸는 동시에, 상기 분리수단에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하게 하여, 상기 비수용성용제주입수단으로부터 상기 공급배관에 비수용성용제를 주입하여 치환촉진처리를 행하게 하는 제어수단.

본 발명에 따르면, 제어수단은, 주입관으로부터 공급배관으로 순수를 공급하여, 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리를 행하게 하고, 기판에 부착되어 있는 약액이나 더러움 등을 순수에 의해 제거한다. 다음으로, 수용성용제주입수단으로부터 공급배관에 수용성용제를 주입하여 순수를 수용성용제로 치환하는 치환처리를 행하게 하여, 처리조에 저장되어 있는 순수를 수용성용제로 치환한 후, 제1분기배관으로 유로를 바꾸는 동시에, 냉각수단으로 처리액을 냉각하는 냉각처리를 행하게 한다. 다음으로, 제2분기배관으로 유로를 바꾸는 동시에, 분리수단에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하게 한다. 처리액은 냉각처리로 냉각되고 있으며, 순수가 수용성용제에 대하여 녹기 어렵게 되어 있으므로, 분리수단에 의해 효율적으로 처리액으로부터 순수를 제거할 수 있다. 그 후, 비수용 성용제주입수단으로부터 공급배관에 비수용성용제를 주입하여 치환촉진처리를 행하게 하지만, 앞선 냉각처리에 의해, 비수용성용제에 대하여 수용성용제와 순수가 녹기 어렵게 되어 있으므로, 수용성용제와 순수를 비수용성용제로 거의 완전히 치환할 수 있다. 따라서, 처리조 중의 순수를 효율적으로 제거할 수 있고, 기판에 형성된 미세패턴 중에 순수가 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판에 형성된 미세패턴의 도괴를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 분리수단의 상류측과 하류측을 연통접속한 제3분기배관과, 상기 제3분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 순수제거수단을 더 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 분리제거처리 후에, 유로를 상기 제3분기배관으로 바꾸는 것이 바람직하다.

분리제거처리로 제거할 수 없어 잔류하고 있는 순수를 순수제거수단으로 흡착 제거함으로써, 더 제거율을 높일 수 있다.

본 발명에 의하면, 용제 중의 순수의 농도를 최대한 낮게 함으로써, 순수에 기인하는 건조불량을 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 용제로 치환한 처리액 중의 순수를 최대한 제거함으로써, 건조불량이나 미세구조의 도괴를 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 순수의 제거율을 향상시킴으로써, 기판에 형성된 미세패턴의 도괴를 방지할 수 있는 기판처리장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 적절한 실시예를 도면에 근거해서 상세하게 설명한다.

(실시예1)

도 1은, 실시예1에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

처리조(1)는, 내조(3)와 외조(5)를 갖추고 있다. 내조(3)는, 처리액을 저장하고, 파지 아암(7)에 의해 파지된 기판(W)을 수용 가능하게 되어 있다. 파지 아암(7)은, 판(板)형상의 아암의 하부에, 기판(W) 하연(下緣)에 맞닿아서 기판(W)을 기립자세로 지지하는 지지부재(支持部材)를 구비하고 있다. 이 파지 아암(7)은, 내조(3)의 내부에 해당하는 처리위치와, 내조(3)의 윗쪽에 해당하는 대기위치에 걸쳐 승강 가능하게 되어 있다. 내조(3)는, 순수나 용제 또는 이들의 혼합액을 처리액으로서 저장하고, 내조(3)로부터 넘친 처리액이 내조(3)의 상부바깥둘레를 둘러싸도록 설치된 외조(5)에 의해 회수된다. 내조(3)의 저부의 양측에는, 처리액을 공급하는 2개의 분출관(噴出管)(9)이 배치되어 있다.

분출관(9)에는, 공급배관(11)의 일단측(一端側)이 연통접속되고, 그 타단측에는 외조(5)의 배출구(13)가 연통접속되어 있다. 공급배관(11)은, 외조(5)측에 해당하는 상류측으로부터 순서대로, 삼방향밸브(15)와, 펌프(17)와, 삼방향밸브(19)와, 인라인 히터(21)를 갖추고 있다. 삼방향밸브(15)는 처리액의 순환과 배액을 절환하고, 펌프(17)는 처리액을 유통시키며, 삼방향밸브(19)는 처리액의 순환과 순수제거(상세후술)를 절환한다. 인라인 히터(21)는, 공급배관(11)을 유통하는 처리액을 소정온도로 가열한다.

인라인 히터(21)의 하류측으로서, 분출관(9)보다 상류측에 해당하는 위치에는, 주입관(23)의 일단측이 연통접속되어 있다. 주입관(23)의 타단측은, 순수공급원(25)에 연통접속되어 있다. 주입관(23)에는, 하류측으로부터 순서대로, 제어밸브(27)와, 믹싱밸브(29)와, 유량제어밸브(31)가 배치되어 있다. 제어밸브(27)는, 순수나 용제, 순수에 용제가 혼합된 처리액의 공급·차단을 제어한다. 믹싱밸브(29)에는, 2개의 약액배관(33, 35)의 일단측이 연통접속되고, 각각의 타단측이 HFE공급원(37), IPA공급원(39)에 연통접속되어 있다. 2개의 약액배관(33, 35)은, 각각 유량을 조정하기 위한 유량제어밸브(41, 43)를 구비하고 있다. 믹싱밸브(29)는, 비수용성의 불소계 용제인 HFE(하이드로플루오르에테르)나, 수용성인 IPA(이소프로필 알콜)의 어느 하나 또는 양쪽을 순수에 대하여 혼합시키는 기능을 가진다.

또한, 상기의 믹싱밸브(29)가 본 발명에서의 용제주입수단에 상당한다.

내조(3)의 저부에는, 배트(45)가 배치되어 있다. 이 배트(45)의 저면에는, 초음파진동자를 구비한 진동부여부(振動付與部)(47)가 부설되어 있다.배트(45)에는, 내조(3)의 하부가 잠기는 정도의 양의 순수가 채워지고 있으며, 초음파부여부(47)의 초음파진동이, 배트(45)의 순수를 통하여 내조(3)의 처리액에 대하여 주어진다.

그리고, 상기 초음파부여부(47)가 본 발명에서의 초음파진동 부여수단에 상당한다.

공급배관(11)은, 분류된 제1분기배관(49)을 갖추고 있다. 이 제1분기배관(49)은, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하기 위한 유수분리필터(51)를 갖추고 있다. 또한 공급배관(11)은, 제1분기배관(49)과 병렬의 관계가 되는 제2분기배관(53)을 갖추고 있다. 이 제2분기배관(53)은, 유수분리필터(51)의 상류측과 하류측에 해당하는 부분을 연통접속한다. 제2분기배관(53)은, 처리액 중의 순수를 흡착해서 제거하기 위한 흡착필터(55)를 갖추고 있다.

상기의 흡착필터(55)는, 몰레큘러시브(Molecular sieve), 활성탄, 알루미나 등으로 구성되어, 처리액 중의 미량의 순수도 흡착해서 제거할 수 있는 기능을 갖추고 있다.

상기의 제1분기배관(49)은, 유수분리필터(51)의 상류측에 스태틱믹서(57)를 구비하고 있다. 이 스태틱믹서(57)의 상류측과, 스태틱믹서(57)의 하류측으로서 유수분리필터(51)의 상류측을 연통접속하고 있는 것이 제3분기배관(58)이다. 제3분기배관(58)은, 제어밸브(59)에 의해 유통이 제어된다. 스태틱믹서(57)는, 그 상류부에, 제1분기배관(49)을 유통하는 처리액에 순수를 주입하기 위한 주입부(60)를 구비하고, 주입부(60)로의 순수의 주입유량을 제어하는 유량제어밸브(61)를 구비하고 있다. 스태틱믹서(57)는, 상세하게 후술하지만, 구동부가 없고, 유체를 분할·전환·반전의 작용에 의해 순차 교반혼합하는 것이다.

삼방향밸브(19)와 제1분기배관(49) 사이에는, 제어밸브(63)가 배치되고, 제어밸브(63)와 제2분기배관(53) 사이에는, 제어밸브(65)가 배치되어 있다. 또한, 제1분기배관(49)의 최상류부에는 제어밸브(67)가 배치되고, 최하류부에는 제어밸브(69)가 배치되어 있다. 또한, 흡착필터(55)의 하류측에 해당하는 제2분기배관(53)에는, 제어밸브(71)가 배치되어 있다.

그리고, 상술한 유수분리필터(51)가 본 발명에서의 분리수단에 상당하고, 흡착필터(55)가 본 발명에서의 순수제거수단에 상당하고, 스태틱믹서(57)가 본 발명에서의 믹서에 상당한다.

다음으로, 도 2를 참조한다. 그리고, 도 2는, 스태틱믹서의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

스태틱믹서(57)는, 본체부(73)와, 본체부(73)안에 배치된 복수 개의 엘리먼트(75)를 구비하고 있다. 각 엘리먼트(75)는, 직사각형의 판부재를 180° 비튼 형태로 형성되고, 인접하는 엘리먼트(75)는 각각 역방향으로 비틀어서 형성된 것이다. 이 스태틱믹서(57)는, 상술한 주입부(60)를 상류부에 구비하고, 처리액에 대하여 순수를 주입하여, 그들을 분할·전환·반전의 작용으로 교반혼합한다. 특히, 용제가 HFE(하이드로플루오르에테르)과 같이, 순수에 대하여 완전히는 녹지 않는 비수용성일 경우에는, 스태틱믹서(57)에 의해 순수와 용제를 혼합하고 나서 유수분리필터(51)로 분리를 행함으로써 순수의 분리효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조한다. 그리고, 도 3은, 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

유수분리필터(51)는, 하우징(77)과, 하우징(77)저부의 액도입부(79)와, 액도입부(79)로부터의 처리액을 여과하는 필터(81)와, 필터(81)를 통과한 액체 중, 비중이 큰 것을 저장하는 제1저장부(83)와, 비중이 작은 것을 저장하는 제2저장부(85)와, 액도입부(79)에 처리액이 유입하는 유입부(87)와, 제1저장부(83)안의 액체를 배출하는 제1배출부(89)와, 제2저장부(85) 안의 액체를 배출하는 제2배출 부(91)와, 하우징(77)의 외벽을 따라 배치되어, 간접적으로 필터(81)를 냉각하기 위한 냉각파이프(93)를 구비하고 있다. 유입부(87)는 제1분기관(49)의 상류측에 해당하고, 제1배출부(89)는 제1분기관(49)의 하류측에 해당한다. 상술한 필터(81)는, 미분산(微分散)한 유리액(遊離液)을 초극세섬유필터에 의해 포착하여, 응집해서 조대화(粗大化)하는 기능을 갖추고, 미크론단위로 미분산한 유리액을 밀리미터단위로 조대화시켜서, 비중차이에 의해 삽시간에 완전 2층계(二層係)로 분산된다.

그리고, 상기의 제1배출부(89)가 본 발명에서의 유출부에 상당하고, 제2배출부(91)가 본 발명에서의 배출부에 상당하고, 냉각파이프(93)가 본 발명에서의 냉각수단에 상당한다.

또한, 내조(3)는, 처리액 중의 순수의 농도를 측정하기 위한 농도계(95)를 상부부근에 구비하고 있다. 이 농도계(95)로서는, 예를 들면, 적외선흡수방식을 들 수 있다.

상술한 파지 아암(7)의 승강이나, 펌프(17)의 작동/정지, 인라인 히터(21)의 온도제어, 유량제어밸브(31, 41, 43)의 유량제어, 제어밸브(27)의 개폐제어, 삼방향밸브(15, 19)의 절환제어, 진동부여부(47)의 진동제어, 제어밸브(59, 63, 65, 67, 69, 71)의 개폐제어, 유량제어밸브(61)의 유량제어 등은, 본 발명에서의 제어수단에 상당하는 제어부(97)가 통괄적으로 제어한다.

또한, 제어부(97)는, 상술한 각 부를 조작하여, 파지 아암(7)을 처리위치에 이동시켜서, 처리액으로서 순수를 공급하여 「순수세정처리」를 행한 후, 처리액에 용제(HFE 또는 IPA)을 공급하여 순수를 용제로 치환하는 「치환처리」, 유수분리필 터(51)에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 「분리제거처리」를 행한다. 그리고, 용제 중의 순수의 농도가 제1소정치(所定値) 이하가 되었을 경우에는, 흡착필터(55)에 의해 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 「흡착제거처리」를 행한다(상세후술). 그리고, 처리액(용제) 중의 순수의 농도가 제2소정치 이하가 되었을 경우에만, 진동부여부(47)를 조작하여 초음파진동을 부여시켜서, 기판(W)의 미세구조에 들어간 순수를 용제로 치환한다. 단, 「분리제거처리」시에, 용제가 순수에 대하여 녹기 어려운 비수용성일 경우(예를 들면, HFE), 스태틱믹서(57)를 통해서, 순수와 용제를 분할·전환·반전의 작용에 의해 교반혼합하고 나서, 유수분리필터(51)를 지나도록 하여, 유수분리필터(51)에 의한 분리효율을 향상시킨다.

상기의 제1소정치란, 처리액 중의 용제의 포화 용해도를 확인하는 것이 바람직하지만, 농도계(95)로 대용가능하다. 제1소정치의 구체적인 값은, 예를 들면, 0.1［％］이하다. 이것은, 지나치게 순수의 농도가 높을 때부터 흡착제거처리를 행하면, 흡착필터(55)가 단시간에 흡수력을 잃어버리고, 흡착필터(55)의 교환을 빈번하게 행할 필요가 생기는 문제를 회피하기 위해서다.

상기 제2소정치란, 예를 들면, 처리액(순수·용제의 혼합액)중에 있어서의 용제농도가 10,000[ppm]이다. 발명자 등은, 표면에 미세가공이 행해진 기판(W)을 내조(3)의 처리액 중에 침지시키고, 처리액 중의 용제(HFE 또는 IPA)의 농도를 바꾸면서 초음파진동을 부여하여, 기판(W)의 미세구조가 받는 손상을 실험에 의해 평가했다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 그리고, 도 4는, 처리액 중의 순수의 농도와 기판의 손상의 비율을 나타내는 그래프이다. 이 때의 실험조건은, 기판(W)에 형성 된 미세구조의 L&S(라인&스페이스)가 80nm/150nm이며, 그 구조는 폴리실리콘으로 형성되어 있다. 또한, 초음파진동은, 40 [W], 42kHz, 5 [min]이다.

상기의 실험의 결과에 근거하여, 발명자 등은, 처리액 중에 있어서의 용제(HFE 또는 IPA)의 농도가 10,000 [ppm]이하이면, 기판(W)의 미세구조에 생기는 손상이 허용할 수 있는 정도로 줄어드는 것을 찾아냈다. 그래서, 상술한 「순수세정처리」를 포함하는 일련의 처리에 있어서, 용제농도가 상기 제2소정치 이하가 되었을 경우에만 초음파진동을 부여하는 연구를 함으로써, 기판(W)의 미세구조에 들어간 순수도 용제로 치환할 수 있음은 물론, 기판(W)의 미세구조로의 손상이 적게 처리를 행할 수 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 상술한 기판처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 그리고, 도 5는, 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

스텝S1

제어부(97)는, 삼방향밸브(15)를 순환측으로 절환하는 동시에, 삼방향밸브(19)를 공급배관(11)측으로 절환하고, 제어밸브(27)를 개방하는 동시에 유량제어밸브(31)를 조정하여, 순수공급원(25)으로부터 주입관(23) 및 공급배관(11)을 통하여 순수를 소정유량으로 내조(3)로 공급한다. 내조(3) 및 외조(5) 및 공급배관(11)을 순수로 채운 후, 펌프(17) 및 인라인 히터(21)를 작동시켜서 소정의 온도(예를 들면, 60℃)로 순수를 가열한다. 소정온도가 된 후, 파지 아암(7)을 대기위치로부터 처리위치로 하강시켜, 이를 소정 시간동안 유지하고, 소정온도로 가열한 순수로 기판(W)을 세정처리한다.

스텝S2

제어부(97)는, 인라인 히터(21) 및 펌프(17)를 정지시키는 동시에, 삼방향밸브(15)를 배액측으로 절환하는 동시에, 유량제어밸브(31)를 닫는다. 그리고, 유량제어밸브(41)를 소정유량으로 조절하여, 공급배관(11)으로 HFE를 공급한다. 내조(3) 및 외조(5)가 HFE로 채워진 후, 삼방향밸브(15)를 공급배관(11)측으로 절환하는 동시에 펌프(17)를 작동시킨다. 이로써, 처리액 중 순수의 대부분이 배출되어, 처리액에 HFE가 혼합되어서 순수가 용제로 치환된다.

스텝S3

제어부(97)는, 제어밸브(63, 67, 69)를 개방하는 동시에, 삼방향밸브(19)를 제1분기관(49)측으로 절환한다. 이로써, 스태틱믹서(57)에서 비수용성의 HFE와 순수가 충분히 혼합된 후, 처리액이 유수분리필터(51)를 통과하게 된다.

그리고, 이 때에 유량제어밸브(61)를 조정하여, 스태틱믹서(57)를 유통하는 처리액에 대하여 순수를 주입하도록 해도 좋다. 이것은, 용제 중의 순수의 농도가 일정치 이하이면, 유수분리필터(51)에 의한 순수와 용제와의 분리효율이 저하하므로, 순수의 농도가 저하한 처리액에 대하여 적극적으로 순수를 주입·혼합함으로써, 일정 치 이하가 된 순수를, 순수로 끌어 내도록 해서 유수분리필터(51)에 의해 분리하기 위해서다.

스텝S4

제어부(97)는, 상기의 스텝S3을 소정 시간동안 행한 후, 제어밸브(59)를 개방해서 유로를 제3분기관(58)으로 바꾸고, 처리액의 흐름이 스태틱믹서(57)를 통과 하지 않도록 바이패스한다. 이로써, 순수의 농도가 낮게 된 처리액이 유수분리필터(51)만을 통과하게 된다.

그리고, 상기의 스텝S4을 생략하고, 스텝S3만을 행하도록 해도 좋다.

스텝S5

제어부(97)는, 농도계(95)로부터의 순수의 농도가 제1소정치이하인지 여부에 따라서 처리를 분기한다. 구체적으로는, 순수의 농도가 제1소정치을 초과할 경우에는, 스텝S4을 되풀이하고, 제1소정치이하일 경우에는, 스텝S5로 처리를 이행한다.

스텝S6,S7

제어부(97)는, 제어밸브(65)를 개방하는 동시에, 제어밸브(67, 69)를 닫는다.

이로써, 순수의 농도가 제1소정치 이하로 된 처리액(대부분이 HFE)이 제2 분기관(53)으로 흐른다. 이로써, 처리액 중에 소량 잔류한 순수가 흡착필터(55)에 의해 흡착 제거된다. 제어부(97)는, 순수의 농도가 제2소정치 이하가 될 때까지, 스텝S6의 처리를 계속하고, 제2소정치 이하가 된 시점에서 스텝S8로 처리를 이행한다.

스텝S8

제어부(97)는, 진동부여부(47)를 구동하여, 내조(3)에 저장하고 있는 처리액에 대하여 초음파진동을 소정의 출력으로 소정 시간동안 부여한다. 이로써, 기판(W)의 미세구조에 들어간 순수를 처리액, 즉 HFE로 치환시킬 수 있다. 또한, 처리액 중의 순수의 농도가 지극히 낮게 되어 있으므로, 기판(W)의 미세구조에 대하 여 손상을 주지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 실시예 장치에 의하면, 제어부(97)는, 기판(W)을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, HFE를 주입하여 순수를 HFE로 치환하는 치환처리를 행하고, 처리액의 흐름을 제1분기배관(49)으로 바꾸고, 유수분리필터(51)에 의해 순수를 처리액으부터로 제거하는 분리제거처리 후에, 처리액의 흐름을 제2분기배관(53)으로 바꿔서, 흡착필터(55)에 의해 흡착제거처리를 행한다. 따라서, 분리제거처리에 의해서도 전부 제거할 수 없는 미량의 순수만을 흡착필터(55)에 의해 흡착 제거할 수 있어, HFE 중의 순수의 농도를 최대한 낮게 할 수 있다. 그 결과, HFE 중의 순수에 기인하는 건조불량을 방지할 수 있다.

또한, 기판(W)에 형성된 미세구조 중에 들어간 순수는, HFE로 용이하게 치환되기 어려우므로, 진동부여부(47)에 의해 초음파진동을 부여함으로써, 미세구조중의 순수를 HFE로 치환시킬 수 있다. 더욱이, HFE 중의 순수의 농도가 소정치 이하가 된 후에 초음파를 부여함으로써, HFE 중의 순수의 농도가 높은 상태라면, 기판(W)의 미세구조에 대하여 손상을 주는 문제를 회피할 수 있다. 따라서, 수율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 실시형태로 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.

(1) 상술한 실시예에서는, 스태틱믹서(57)를 구비하고, 비수용성의 용제를 순수와 충분히 혼합한 후에 유수분리필터(51)를 통과하도록 하고 있지만, 수용성의 용제일 경우에는, 스태틱믹서(57)를 갖출 필요는 없다. 이로써, 장치구성을 간이화 할 수 있다.

(2) 상술한 실시예에서는, 내조(3)에 진동부여부(47)를 부설하고 있지만, 초음파진동을 부여하지 않는 구성이면, 이 구성을 생략해도 좋다. 이로써, 장치구성을 간략화할 수 있다.

(3) 상술한 실시예에서는, 비수용성의 용제로서 불소계의 HFE를 예시하고, 수용성의 용제로서 IPA를 예시했지만, 이들과는 다른 그 외의 용제라도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들면, HFE 이외의 불소계 용제로서 HFC(하이드로플루오르카본)을 사용해도 좋다.

(4) 상술한 실시예에서는, 순수의 농도를 측정하는 농도계(95)를 내조(3)에 구비한 구성을 예시했지만, 공급배관(11)을 유통하는 처리액의 순수의 농도를 측정하도록 구성해도 좋다.

실시예2

도 6은, 실시예에 의한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

처리조(1)는, 내조(3)와 외조(5)를 갖추고 있다. 내조(3)는, 처리액을 저장하고, 파지 아암(7)에 의해 파지된 기판(W)을 수용 가능하게 되어 있다. 파지 아암(7)은, 판형상의 아암의 하부에, 기판(W)의 하연(下緣)에 맞닿아서 기판(W)을 기립자세로 지지하는 지지부재를 구비하고 있다. 이 파지 아암(7)은, 내조(3)의 내부에 해당하는「처리위치」와, 내조(3)의 윗쪽에 해당하는 「대기위치」에 걸쳐 승강 가능하게 되고 있다. 내조(3)는, 순수나 용제 또는 이들의 혼합액을 처리액으로서 저장하고, 내조(3)로부터 넘친 처리액이 내조(3)의 상부바깥둘레를 둘러싸도록 설 치된 외조(5)에 의해 회수된다. 내조(3)의 저부의 양측에는, 처리액을 공급하는 2개의 분출관(9)이 배치되어 있다.

분출관(9)에는, 공급배관(11)의 일단측이 연통접속되고, 그 타단측에는 외조(5)의 배출구(13)가 연통접속되어 있다. 공급배관(11)은, 외조(5)측에 해당하는 상류측으로부터 순서대로, 삼방향밸브(15)와, 펌프(17)와, 삼방향밸브(19)와, 스태틱믹서(101)와, 인라인 히터(102)를 갖추고 있다. 삼방향밸브(15)는 처리액의 순환과 배액을 절환하고, 펌프(17)는 처리액을 유통시키고, 삼방향밸브(19)는 처리액의 순환과 순수제거(상세후술)를 절환한다. 인라인 히터(102)는, 공급배관(11)을 유통하는 처리액을 소정온도로 가열한다.

공급배관(11)은, 삼방향밸브(19)의 부분에서 분류된 분기배관(103)을 갖추고 있다. 이 분기배관(103)은, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하기 위한 유수분리필터(104)를 갖추고 있다.

또한, 상기의 유수분리필터(104)가 본 발명에서의 순수제거수단에 상당한다.

상기의 분기배관(103)은, 유수분리필터(104)의 상류측에 스태틱믹서(105)를 구비하고 있다. 스태틱믹서(105)는, 그 상류부에, 분기배관(103)을 유통하는 처리액에 순수를 주입하기 위한 주입부(106)를 구비하고, 주입부(106)로의 순수의 주입유량을 제어하는 유량제어밸브(107)를 구비하고 있다. 유량제어밸브(107)의 상류측에는, 순수의 유량을 측정하기 위한 유량계(108)가 설치되어 있다. 스태틱믹서(105)는, 상세하게 후술하지만, 구동부가 없이, 유체를 분할·전환·반전의 작용에 의해 순차교반혼합하는 것이다. 또한, 삼방향밸브(19)와 분기배관(103)의 사이 에는, 제어밸브(109)가 배치되어, 분기배관(103)의 최하류부에는 제어밸브(110)가 배치되어 있다.

또한, 상술한 스태틱믹서(105)가 본 발명에서의 제1믹서에 상당하고, 스태틱믹서(101)가 본 발명에서의 제2믹서에 상당한다. 또한, 주입부(106)가 본 발명에서의 순수주입수단에 상당한다.

상술한 스태틱믹서(101)는, 상술한 스태틱믹서(105)와 마찬가지로, 그 상류측에, 공급배관(11)을 유통하는 처리액에 IPA(이소프로필 알콜)을 주입하기 위한 주입부(111)를 구비하고 있다. 주입부(111)는, 주입유량을 제어하는 유량제어밸브(112)를 구비하고 있다. 또한, 유량제어밸브(112)의 상류부에는, IPA공급원으로부터의 IPA의 유량을 측정하기 위한 유량계(113)가 설치되어 있다.

그리고, 상기의 주입부(47)는 본 발명에서의 용제주입수단에 상당한다.

외조(5)에 순수와, HFE(하이드로플루오르에테르)과, IPA(이소프로필 알콜)를 공급하기 위해서, 순수공급원(114)과, HFE공급원(115)과, IPA공급원(116)을 구비하고 있다. 순수공급원(114)은, 공급관(117)을 통하여 순수를 외조(5)로 공급하는 것이며, 그 유량이 공급관(117)에 배치된 유량제어밸브(118)에 의해 제어된다. HFE공급원(115)은, 공급관(119)을 통하여 HFE를 외조(5)로 공급하고, 그 유량이 공급관(119)에 설치된 유량제어밸브(120)에 의해 제어된다. IPA공급원(116)은, 공급관(121)을 통하여 외조(5)에 IPA를 공급하고, 그 유량이 공급관(121)에 설치된 유량제어밸브(122)에 의해 제어된다.

또한, 상기의 순수공급원(114) 및 공급관(117)이 본 발명에서의 순수공급수 단에 상당하고, HFE공급원(115), IPA공급원(116) 및 공급관(119, 121)이 본 발명에서의 용제공급수단에 상당한다.

다음으로, 도 7을 참조한다. 그리고, 도 7은, 스태틱믹서의 개략구성을 나타내는 종단면도이다. 또한, 스태틱믹서(101,(105))는 같은 구성이다.

스태틱믹서(101(105))는, 통형상의 본체부(123)와, 본체부(123) 안에 배치된 복수 개의 엘리먼트(124)를 구비하고 있다. 각 엘리먼트(124)는, 직사각형의 판부재를 180°비튼 형태로 형성되고, 인접하는 엘리먼트(124)는 각각 역방향으로 비틀어서 형성된 것이다. 이 스태틱믹서(101,(105))는, 상술한 주입부(111(106))를 상류부에 구비하고, 처리액에 대하여 IPA(순수)를 주입하고, 그들을 분할·전환·반전의 작용으로 교반혼합한다. 특히, 용제가 HFE(하이드로플루오르에테르)와 같이, 순수에 대하여 완전히는 녹지 않는 비수용성일 경우에는, 스태틱믹서(105)에 의해 순수와 용제를 혼합하고 나서 유수분리필터(104)에서 분리를 행함으로써 순수의 분리효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 8을 참조한다. 그리고, 도 8은, 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

유수분리필터(104)는, 하우징(125)과, 하우징(125) 저부의 액도입부(126)와, 액도입부(126)로부터의 처리액을 여과하는 필터(127)와, 필터(127)를 통과한 액체 중, 비중이 큰 것을 저장하는 제1저장부(128)와, 비중이 작은 것을 저장하는 제2저장부(129)와, 액도입부(126)로 처리액이 유입하는 유입부(130)와, 제1저장부(128)안의 액체를 배출하는 제1배출부(131)와, 제2저장부(129) 안의 액체를 배출하는 제 2배출부(132)와, 하우징(125)의 외벽을 따라 배치되어, 간접적으로 필터(127)를 냉각하기 위한 냉각파이프(133)를 구비하고 있다. 유입부(130)는 분기관(103)의 상류측에 해당하고, 제1배출부(131)는 분기관(103)의 하류측에 해당한다. 상술한 필터(127)는, 미분산한 유리액을 초극세섬유필터에 의해 포착하고, 응집해서 조대화하는 기능을 갖추고, 미크론단위로 미분산한 유리액을 밀리미터단위로 조대화(粗大化)시켜서, 비중차이에 의해 삽시간에 완전2층계로 분산된다. 제2배출부(132)에는, 배출 유량을 측정하기 위한 유량계(134)가 설치되어 있다.

상기의 냉각파이프(133)에 냉매를 유통시킴으로써, 순수와 용제와의 분리효율을 높게 할 수 있다. 온도가 낮을수록 용제로의 순수의 용해도를 낮게 할 수 있기 때문이다.

또한, 상기의 제1배출부(131)가 본 발명에서의 유출부에 상당하고, 제2배출부(132)가 본 발명에서의 배출부에 상당하며, 냉각파이프(133)가 본 발명에서의 냉각수단에 상당한다.

또한, 내조(3)는, 처리액 중의 순수의 농도를 측정하기 위한 농도계(135)를 상부부근에 구비하고 있다. 이 농도계(135)로서는, 예를 들면, 적외선흡수방식을 들 수 있다.

상술한 파지 아암(7)의 승강이나, 펌프(17)의 작동/정지, 인라인 히터(102)의 온도제어, 유량제어밸브(107, 112, 118, 120, 122)의 유량제어,제어밸브(109, 110)의 개폐제어, 삼방향밸브(15, 19)의 절환제어 등은, 본 발명에서의 제어수단에 상당하는 제어부(136)가 통괄적으로 제어한다. 또한, 유량계(108, 113, 134)에서 측정된 유량치는, 제어부(136)로 주어진다.

또한, 제어부(136)는, 상술한 각 부를 조작하여, 파지 아암(7)을 처리위치에 이동시키고, 처리액으로서 순수를 공급하여 「순수세정처리」를 행한 후, 처리액에 용제(HFE 또는 IPA)를 공급하여 순수를 용제로 치환하는 「치환처리」를 행한다. 그리고, 유수분리필터(104)에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 「순수제거처리」를 행한다(상세 후술). 그리고, 처리액(용제)중의 순수의 농도가 소정치 이하가 되었을 경우에만, 후술하는 바와 같이 용제의 보충동작을 행한다.「순수제거처리」시에, 용제가 순수에 대하여 녹기 어려운 비수용성일 경우(예를 들면, HFE), 스태틱믹서(105)를 통과시키고, 순수와 용제를 분할·전환·반전의 작용에 의해 교반혼합하고 나서, 유수분리필터(104)를 통과하도록 하여, 유수분리필터(104)에 의한 분리효율을 향상시킨다.

그리고, 상기 소정치란, 예를 들면, 처리액(순수·용제의 혼합액)중에 있어서의 용제농도가 1,000 [ppm]이다.

다음으로, 도 9를 참조해서 상술한 기판처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 그리고, 도 9는, 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

스텝S11

제어부(136)는, 삼방향밸브(15)를 순환측으로 절환하는 동시에, 삼방향밸브(19)를 공급배관(11)측으로 절환하고, 유량제어밸브(118)를 조정하여, 순수공급원(114)로부터 순수를 소정유량으로 외조(5)로 공급한다. 내조(3), 외조(5) 및 공급배관(11)을 순수로 채운 후, 펌프(17) 및 인라인 히터(102)를 작동시켜서 소정의 온도(예를 들면, 60℃)로 순수를 가열한다. 소정 온도가 된 후, 파지 아암(7)을 대기위치부터 처리위치로 하강시켜, 이것을 소정 시간동안 유지하고, 소정 온도로 가열한 순수로 기판(W)을 세정처리한다.

스텝S12

제어부(136)는, 펌프(17)를 정지시키는 동시에, 삼방향밸브(15)를 배액측으로 절환함과 아울러, 유량제어밸브(118)를 닫는다. 그리고, 유량제어밸브(120)를 조절하여, 외조(5)로 HFE를 소정유량으로 공급한다. 내조(3) 및 외조(5)가 HFE로 채워진 후, 삼방향밸브(15)를 공급배관(11)측으로 절환하는 동시에 펌프(17)를 작동시킨다. 이로써, 처리액 중 순수의 대부분이 배출되어, 처리액에 HFE가 혼합되어서 순수가 용제로 치환된다. 다음으로, 유량제어밸브(120)를 닫는 동시에, 유량제어밸브(122)를 개방하여, IPA을 외조(5)로 공급하여 HFE/IPA를 포함하는 처리액으로 한다.

스텝S13

제어부(136)는, 삼방향밸브(19)를 분기관(103)측으로 절환하는 동시에, 제어밸브(109, 110)를 개방한다. 이로써, 스태틱믹서(105)에서 HFE/IPA와 순수가 충분히 혼합된 후, 처리액이 유수분리필터(104)를 통과하게 된다. 따라서, 대부분이 HFE/IPA로 된 처리액 중 순수가 분리되어서 제2배출부(132)로부터 배출된다.

또한, 이 때에 유량제어밸브(107)를 조정하여, 스태틱믹서(105)를 유통하는 처리액에 대하여 순수를 주입하도록 해도 좋다. 이것은, 처리액 중의 순수의 농도가 일정치 이하라면, 유수분리필터(104)에 의한 순수와 용제와의 분리효율이 저하 하므로, 순수의 농도가 저하한 처리액에 대하여 적극적으로 순수를 주입·혼합함으로써, 일정 값이하가 된 순수를, 순수로 끌어 내도록 해서 유수분리필터(104)에 의해 분리하기 위해서다. 그리고, 유수분리필터(104)는, 순수를 제거할 때에, 수용성인 IPA에 대해서는, 어느 정도의 양을 순수와 함께 제거해버린다.

스텝S14

제어부(136)는, 상술한 순수제거처리의 시작과 함께, 농도계(135)로부터의 출력신호를 순차적으로 받아서, 처리액 중의 순수의 농도를 구한다. 그리고, 처리액 중의 순수의 농도가, 예를 들면, 1,000ppm이하가 될 때까지 상기의 스텝S13을 되풀이한다. 즉, 순수가 소정농도가 될 때까지 순수제거를 행한다. 기판(W)의 미세구조에 들어간 순수는, 서서히 처리액 중에 녹기 시작하므로, 일시적으로 순수의 농도가 서서히 증가하는 현상이 생긴다.

스텝S15

처리액 중의 순수의 농도가 소정치보다 저하하면, 유수분리필터(104)에 의한 순수제거효율이 저하한다. 그래서, 제어부(136)는, 유량제어밸브(107)를 조정해서 주입부(106)로부터 순수를 주입하여, 비약처럼 해서 순수의 제거효율을 유지한다. 그 때, 유량계(108)로부터 출력되는 순수의 주입량 DI와, 유수분리필터(104)에 의해 제거되는 처리액(용제+순수의 양 EX와의 차이분에, 주입부(111)로부터의 용제의 주입량 II를 더한 양이 거의 제로가 되도록 함으로써, 처리액 중의 용제농도를 일정하게 할 수 있다.

스텝S16

제어부(136)는, 도시되지 않는 계시수단(計時手段)으로 시간을 재고, 그 시간이 소정 시간에 달할 때까지의 사이, 상기 스텝S15을 되풀이 하여 행한다. 이들의 처리에 의해, 기판(W)의 미세구조로부터 스며들어 오는 순수도 용제로 충분히 치환할 수 있다.

상기의 일련의 처리에 의해, 기판(W)을 순수로 세정하는 동시에, 용제(HFE/IPA)로 순수를 충분히 치환하고, 그 후, 파지 아암(7)을 대기위치로까지 들어올려서 기판(W)의 세정처리를 끝낸다.

상술한 바와 같이, 제어부(136)는, 순수세정처리 후에, HFE/IPA를 공급하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한다. 그 후, 분기배관(103)으로 절환하고, 유수분리필터(104)에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 순수제거처리를 행한다. 따라서, BFE/IPA에서 치환한 처리액 중의 순수를 최대한 제거함으로써, 건조불량이나 미세구조의 도괴를 방지할 수 있다. 그리고, 순수제거처리에 의해 처리액 중의 순수뿐만 아니라 IPA도 어느 정도 제거되어 HFE/IPA를 포함한 처리액이 감소하지만, 주입부(106)에 의해 IPA를 보충하므로, 순수제거에 따른 용제의 감소분을 보충할 수 있다.

(1) 상술한 실시예에서는, 스태틱믹서(101(116))를 구비하여, 용제를 순수와 충분히 혼합하도록 하고 있지만, 수용성의 용제가 주된 것일 경우에는, 스태틱믹서(101(105))를 구비하지 않아도 좋다. 이로써, 장치구성을 간이화할 수 있다.

(2) 상술한 실시예에서는, 순수제거수단으로서 유수분리필터(104)를 구비한 구성을 제시했지만, 이것에 대신해서 몰레큘러시브(Molecular sieve), 활성탄, 알루미나 등으로 구성되고, 처리액 중의 미량의 순수도 흡착해서 제거하는 흡착필터를 채용해도 좋다. 또한, 유수분리필터(104)와 흡착필터를 병렬로 설치하여, 절환하여 사용하는 구성으로 해도 좋다. 이로써, 각각의 특성을 살린 순수제거를 행할 수 있고, 효율적으로 순수제거를 할 수 있다.

(3) 상술한 실시예에서는, 비수용성의 용제로서 불소계의 HFE를 예시하고, 수용성의 용제로서 IPA를 예시했지만, 이들과는 다른 그 외의 용제라도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들면, HFE이외의 불소계 용제로서, HFC(하이드로플루오르카본)을 사용해도 좋다.

(4) 상술한 실시예에서는, 순수의 농도를 측정하는 농도계(135)를 내조(3)에 설비한 구성을 예시했지만, 공급배관(11)을 유통하는 처리액의 순수의 농도를 측정하도록 구성해도 좋다.

(5) 상술한 실시예에서는, 순수 및 용제를 외조(5)로 공급하는 구성을 사용하고 있지만, 예를 들면, 공급배관(11)에 직접 순수 및 용제를 공급하는 구성으로 해도 좋다.

(실시예3)

도 9는, 실시예에 의한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

본 실시예에 관한 기판처리장치는 처리조(1)을 갖추고, 이 처리조(1)는 내조(3)와 외조(5)를 갖추고 있다. 내조(3)는, 처리액을 저장하고, 파지 아암(7)에 의해 파지된 기판(W)을 수용가능하다. 파지 아암(7)은, 판형상의 아암의 하부에, 기판(W) 하연에 맞닿아서 기판(W)을 기립자세로 지지하는 지지부재를 구비하고 있다. 이 파지 아암(7)은, 내조(3)의 내부에 해당하는 「처리위치」와, 내조(3)의 윗쪽에 해당하는 「대기위치」에 걸쳐 승강가능하다. 내조(3)는, 순수나 용제 또는 이들의 혼합액등을 처리액으로서 저장하고, 내조(3)로부터 넘친 처리액이, 내조(3)의 상부바깥둘레를 둘러싸도록 설치된 외조(5)에 의해 회수된다. 내조(3)의 저부의 양측에는, 처리액을 내조(3)에 대하여 공급하는 2개의 분출관(9)이 배치되어 있다.

분출관(9)에는, 공급배관(11)의 일단측이 연통접속되어, 그 타단측에는 외조(5)의 배출구(13)가 연통접속되어 있다. 공급배관(11)은, 외조(5)측에 해당하는 상류측으로부터 순서대로, 삼방향밸브(15)와, 펌프(17)와, 삼방향밸브(19, 151, 152)와, 인라인히터(153)를 갖추고 있다. 삼방향밸브(15)는, 처리액의 순환과 배액을 절환하고, 펌프(17)는 처리액을 순환시키고, 삼방향밸브(19)는 처리액의 순환과 순수제거(상세 후술)를 절환하고, 삼방향밸브(151, 152)은 처리액의 순환과 냉각(상세 후술)을 절환한다. 인라인히터(153)는, 공급배관(11)을 유통하고 있는 처리액을 소정의 온도로 가열한다.

삼방향밸브(151, 152)에는, 공급배관(11)으로부터 분류한 제1분기배관(154)이 설치되어 있다. 이 제1분기배관(154)에는, 냉각유닛(155)이 설치되어 있다. 냉각유닛(155)은, 제1분기배관(154)을 유통하고 있는 처리액을 소정의 온도로 냉각하기 위한 기능을 갖추고 있다.

그리고, 상술한 냉각유닛(155)이 본 발명에서의 「냉각수단」에 상당한다. 인라인히터(153)의 하류측으로서, 분출관(9)보다 상류측에 해당하는 공급배관(11)의 일 부위에는, 주입관(156)의 일단측이 연통접속되어 있다. 주입관(156)의 타단측은, 순수공급원(29)에 연통접속되어 있다. 주입관(156)에는, 하류측으로부터 순서대로, 제어밸브(158)와, 믹싱밸브(159)와, 유량제어밸브(160)가 배치되어 있다. 제어밸브(158)는, 순수나 용제, 순수에 용제가 혼합된 처리액 등의 공급·차단을 제어한다. 믹싱밸브(159)에는, 2개의 약액배관(161, 162)의 일단측이 연통접속되고, 각각의 타단측이 HFE공급원(163), IPA공급원(164)에 연통접속되어 있다. 2개의 약액배관(161,162)은, 각각 유량을 조정하기 위한 유량제어밸브(165, 166)를 구비하고 있다. 믹싱밸브(159)는, 비수용성용제로서, 예를 들면 불소계 용제인 HFE(하이드로플루오르에테르)나, 수용성용제로서, 예를 들면 IPA(이소프로필 알콜)을 혼합하는 기능을 갖추고 있다.

그리고, 상술한 믹싱밸브(159)가 본 발명에서의 「수용성용제주입수단」과 「비수용성용제주입수단」에 상당한다.

공급배관(11)은, 냉각유닛(155)의 상류측인 삼방향밸브(19)와 하류측인 삼방향밸브(152)를 연통접속한 제2분기배관(167)을 갖추고 있다. 이 제2분기배관(167)은, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하기 위한 유수분리필터(168)를 갖추고 있다.또한, 공급배관(11)은, 제2분기배관(49)과 병렬의 관계에 해당하는 제3분기배관(53)을 갖추고 있다. 이 제3분기배관(169)은, 유수분리필터(168)의 상류측과 하류측에 해당하는 부분을 연통접속한다. 제3분기배관(169)은, 처리액 중의 순수를 흡착해서 제거하기 위한 흡착필터(170)를 갖추고 있다. 이 흡착필터(170)로서는, 몰큘러 시브(Molecular sieve), 활성탄, 알루미나 등으로 구성되어, 처리액 중의 미량의 순수도 흡착해서 제거할 수 있는 기능을 갖추고 있다.

상술한 제2분기배관(167)은, 유수분리필터(168)의 상류측에 스태틱믹서(171)를 구비하고 있다. 이 스태틱믹서(171)의 상류측과, 스태틱믹서(171)의 하류측으로서, 유수분리필터(168)의 상류측을 연통접속하고 있는 것이 제4분기배관(172)이다. 제4분기배관(172)은, 제어밸브(173)에 의해 처리액의 유통이 제어된다. 스태틱믹서(171)는, 그 상류부에, 제2분기배관(167)을 유통하는 처리액에 순수를 주입하기 위한 주입부(174)를 구비하고 있다. 또한, 주입부(174)로의 순수의 주입유량을 제어하는 유량제어밸브(175)를 구비하고 있다. 스태틱믹서(171)는, 상세하게 후술하지만, 구동부가 없고, 유체를 분해·전환·반전의 작용에 의해 순차적으로 교반혼합하는 것이다.

삼방향밸브(19)와 제2분기배관(167) 사이에는, 제어밸브(176)가 배치되고, 제3분기배관(169)에는, 제어밸브(177)가 배치되어 있다. 또한, 제2분기배관(167)의 최상류부에는 제어밸브(178)가 배치되고, 최하류부에는 제어밸브(179)가 배치되어 있다. 또한, 흡착필터(170)의 하류측에 해당하는 제3분기배관(169)에는, 제어밸브(180)가 배치되어 있다.

그리고, 상술한 유수분리필터(168)가 본 발명에서의 「분리수단」에 상당하고, 흡착필터(170)가 본 발명에서의 「순수제거수단」에 상당하고, 스태틱믹서(171)가 본 발명에서의 「믹서」에 상당한다.

다음으로, 도 11을 참조한다. 또한, 도 11은, 유수분리필터의 개략구성을 나 타내는 종단면도이다.

스태틱믹서(171)는, 본체부(181)와, 본체부(181) 안에 배치된 복수 개의 엘리먼트(182)를 구비하고 있다. 각 엘리먼트(182)는, 직사각형의 판부재를 180°비튼 형태로 형성되고, 인접하는 엘리먼트(182)는 각각 역방향으로 비틀어서 형성된 것이다. 이 스태틱믹서(171)는, 상술한 주입부(174)를 상류부에 설치해서, 처리액에 대하여 순수를 주입하고, 그들을 분할·전환·반전의 작용으로 교반혼합한다. 특히, 용제가 HFE(하이드로플루오르에테르)와 같이, 순수에 대하여 완전히는 녹지 않는 비수용성용제일 경우에는, 스태틱믹서(171)에 의해 순수와 용제를 혼합하고 나서 유수분리필터(168)에서 분리를 행함으로써 순수의 분리효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 12를 참조한다. 그리고, 도 12는, 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

유수분리필터(168)는, 하우징(184)과, 하우징(184) 저부의 액도입부(185)와, 액도입부(185)로부터의 처리액을 여과하는 필터(186)와, 필터(186)를 통과한 액체 중, 비중이 큰 것을 저장하는 제1저장부(187)와, 비중이 작은 것을 저장하는 제2저장부(188)와, 액도입부(185)에 처리액이 유입하는 유입부(189)와, 제1저장부(187)안의 액체를 배출하는 제1배출부(190)와, 제2저장부(188)안의 액체를 배출하는 제2배출부(191)와, 하우징(184)의 외벽을 따라 배치되어, 간접적으로 필터(186)를 냉각하기 위한 냉각파이프(192)를 구비하고 있다. 유입부(189)는 제2분기관(167)의 상류측에 해당하고, 제1배출부(190)는 제2분기관(167)의 하류측에 해당한다. 상술 한 필터(186)는, 미분산한 유리액을 초극세섬유필터에 의해 포착하고, 응집해서 조대화하는 기능을 갖추고, 미크론단위로 미분산한 유리액을 밀리미터단위로 조대화시켜서, 비중차이에 의해 삽시간에 완전2층계로 분산된다. 한편, 냉각파이프(192)를 통하여 필터(186)를 냉각함으로써, 유수분리의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 내조(3)는, 처리액 중의 순수의 농도를 측정하기 위한 농도계(193)를 상부부근에 구비하고 있다. 이 농도계(193)로서는, 예를 들면, 적외선흡수방식의 것을 들 수 있다.

상술한 파지 아암(7)의 승강이나, 펌프(17)의 작동/정지, 인라인히터(153)의 온도제어, 유량제어밸브(160, 165, 166, 175)의 유량제어, 제어밸브(158)의 개폐제어, 삼방향밸브(15, 19, 151, 152)의 절환제어, 제어밸브(173, 176, 177, 179, 180)의 개폐제어 등은, 본 발명에서의 「제어수단」에 상당하는 제어부(194)가 통괄적으로 제어한다.

또한, 제어부(194)는, 상술한 각 부를 조작하여, 파지 아암(7)을 처리위치로 이동시키고, 처리액으로서 순수를 공급하여 「순수세정처리」를 행하게 한 후, 순수에 수용성용제(IPA)를 공급하여 순수를 수용성용제로 치환하는 「치환처리」, 처리액을 냉각유닛(155)에 의해 냉각하는 「냉각처리」, 유수분리필터(168)에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 「분리제거처리」를 행하게 한다. 그 후, 흡착필터(170)에 의해 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 「흡착제거처리」를 행하게 한다. 그리고, 처리액에 비수용성용제를 주입하여, 수용성용제를 비수용성용제로 치환하는 「치환촉진처리」를 행하게 한다. 처리액 중의 순수의 농도가 소정치 이하 가 되었을 경우에는, 다시 소량(예를 들면, 5∼10％정도)의 수용성용제를 주입하여, 흡착필터(170)에 의해 처리액 중의 순수를 더욱 흡착 제거하는 「마무리처리」를 행하게 한다. 단, 「치환처리」 및 「분리제거처리」일 때에는, 스태틱믹서(171)를 통과시키고, 순수와 용제를 분할·전환·반전의 작용에 의해 교반혼합하고 나서, 유수분리필터(168)를 통과하도록 하여, 유수분리필터(168)에 의한 분리효율을 향상시킨다. 특히, 용제가 순수에 대하여 녹기 어려운 비수용성용제일 경우에는 스태틱믹서(171)에 의한 효과가 크다.「마무리처리」가 완료한 후, 도시되지 않는 노즐로부터 용제를 분무시켜서, 용제분위기를 형성해서 파지 아암(7)을 처리조(1)로부터 끌어 올림으로써 기판(W)에 대한 건조처리를 행한다.

그리고, 「흡착제거처리」를 행하기 전에는, 처리액 중의 용제의 포화 용해도를 확인하는 것이 바람직하지만, 농도계(193)로 대용가능하다. 순수의 농도의 구체적인 값은, 예를 들면, 0.1［％］이하이다. 이는, 너무 순수의 농도가 높을 때부터 「흡착제거처리」를 행하면, 흡착필터(170)가 단시간에 흡수력을 잃어버려서, 흡착필터(170)의 교환을 빈번하게 행할 필요가 생긴다는 문제를 회피하기 위해서다.

또한, 「치환촉진처리」에 있어서 제어부(194)는, 유량제어밸브(165)를 조작하여, 비수용성용제의 유량을 적은 유량으로 설정해서 비수용성용제의 주입을 행하는 것이 바람직하다. 이로써 내조(3)에 저장하고 있는 수용성용제와의 계면을 유지한 채로 내조(3)의 내부를 비수용성용제로 할 수 있다. 따라서, 효율적으로 수용성용제를 비수용성용제로 치환할 수 있다.

다음으로, 도 13을 참조하여, 상술한 기판처리장치의 동작에 대해서 설명한다. 그리고, 도 13은, 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

스텝S21

제어부(194)는, 삼방향밸브(15)를 순환측으로 절환하는 동시에, 삼방향밸브(19, 151, 152)를 공급배관(11)측으로 절환하고, 제어밸브(158)를 개방하는 동시에 유량제어밸브(160)를 조정하여, 순수공급원(157)으로부터 주입관(156) 및 공급배관(11)을 통하여 순수를 소정유량으로 내조(3)로 공급한다. 내조(3) 및 외조(5)및 공급배관(11)을 모두 순수로 채운 후, 펌프(17) 및 인라인히터(153)를 작동시켜서 소정의 온도(예를 들면, 60℃)로 순수를 가열한다. 소정온도가 된 후, 파지 아암(7)을 대기위치부터 처리위치로 하강시켜, 이것을 소정 시간동안 유지하고, 소정온도로 가열한 순수로 기판(W)을 세정처리한다.

스텝S22

제어부(194)는, 인라인히터(153) 및 펌프(17)를 정지시킴과 아울러, 삼방향밸브(15)를 배액측으로 바꾸는 동시에, 유량제어밸브(160)를 닫는다. 그리고, 유량제어밸브(166)를 소정유량으로 조절하여, 공급배관(11)에 IPA를 공급한다. 내조(3) 및 외조(5)가 IPA로 채워진 후, 삼방향밸브(15)를 공급배관(11)측으로 절환하는 동시에 펌프(17)를 작동시킨다. 이로써, 처리액 중 순수의 대부분이 배출되어, 처리액에 IPA가 혼합되어서 순수가 IPA로 치환된다.

스텝S23

제어부(194)는, 삼방향밸브(151, 152)를 제1분기배관(154)측으로 절환하는 동시에, 냉각유닛(155)에 의해 처리액을 소정의 온도에까지 냉각한다. 이 정도의 온도로 냉각함으로써, 순수가 IPA에 녹기 어렵게 할 수 있다.

스텝S24

제어부(194)는, 제어밸브(176, 178, 179)를 개방하는 동시에, 삼방향밸브(19)를 제2분기관(167)측으로 절환한다. 이로써, 스태틱믹서(171)에서 IPA와 순수가 충분히 혼합된 후, 처리액이 유수분리필터(168)를 통과하게 된다.

그리고, 이 때에 유량제어밸브(175)를 조정하여, 스태틱믹서(171)를 유통하는 처리액에 대하여 소량의 순수를 주입하도록 해도 좋다. 이것은, 용제 중의 순수의 농도가 일정치 이하라면, 유수분리필터(168)에 의한 순수와 용제와의 분리효율이 저하하므로, 순수의 농도가 저하한 처리액에 대하여 적극적으로 순수를 주입·혼합함으로써, 일정 값이하가 된 순수를, 순수로 끌어 내도록 해서 유수분리필터(168)에 의해 분리하기 위해서다.

상기의 처리를 소정 시간 행한 후, 제어부(194)는, 제어밸브(173)를 개방해서 유로를 제4분기배관(172)으로 절환하고, 처리액의 흐름이 스태틱믹서(171)를 통과하지 않도록 바이패스한다. 이로써, 순수의 농도가 낮게 된 처리액이 유수분리필터(168)만을 통과하게 된다. 그리고, 제4분기배관(172)을 생략하고, 항상 스태틱믹서(171)를 처리액이 유통하도록 해도 좋다.

스텝S25

제어부(194)는, 제어밸브(177, 180)를 개방하는 동시에, 제어밸브(178, 179)를 닫는다. 이로써, 순수의 농도가 저감된 처리액(대부분이 IPA)이 제3분기관(169) 으로 흐른다. 이로써, 처리액 중에 소량 잔류한 순수가 흡착필터(170)에 의해 흡착 제거된다.

스텝S26

상기의 흡착제거처리를 소정 시간만큼 행한 후, 제어부(194)는, 제어밸브(15)를 배액측으로 절환하는 동시에, 삼방향밸브(19, 151, 152)를 공급배관(11)측으로 절환한다. 또한, 유량제어밸브(165)를 조정하여, 적은 유량으로 HFE를 내조(3)로 공급한다. 이로써, IPA가 HFE와 서로 섞이지 않고 서서히 밀어올려져서 내조(3)로부터 배출되는 동시에 HFE로 치환된다. 단, 미량의 순수가 처리액 중이나 기판(W)의 미세패턴내에는 아직도 잔류하고 있다. HFE로 내조(3)가 채워진 후, 제어밸브(158) 및 유량제어밸브(165)를 닫는 동시에, 삼방향밸브(19)를 제2분기배관(167)측으로 바꾸고, 제어밸브(178, 179)를 개방하는 한편, 제어밸브(173)를 닫는다. 이로써, 상기 스텝S4와 같이, HFE를 포함하는 처리액이 스태틱믹서(171)와 유수분리필터(168)를 유통하여, 순수가 제거된다. 제어부(194)는, 소정 시간만 유수분리필터(168)에 의한 순수제거를 행한 후, 상기 스텝S25와 같이 유로를 바꾸어서 흡착필터(170)에 의한 흡착제거를 행한다.

스텝S27

제어부(194)는, 농도계(193)를 참조해서 처리액 중의 순수의 농도가 소정치 이하가 될 때까지 흡착필터(170)에 의한 흡착제거를 행한다. 소정치는, 예를 들면 0.1［％］이하다.

스텝S28

제어부(194)는, 순수의 농도가 저감된 처리액에 다시 IPA를 주입하여 마무리처리를 행한다. 구체적으로는, 제어밸브(158)를 개방하는 동시에, 유량제어밸브(166)를 조정하여, 소량의 IPA를 처리액에 주입한다. 그 농도는, 예를 들면, 5∼10％정도이다. 이 상태로 흡착필터(170)에 의한 흡착 제거를 유지함으로써, HFE가 대부분을 차지하고, 소량의 IPA를 포함하는 처리액으로부터 미량의 순수를 제거한다. 이로써, 기판(W)의 미세패턴 내에도 잔류하고 있는 순수를 끌어 내서 제거할 수 있다.

스텝S29

상기의 처리를 소정 시간동안 행한 후, 제어부(194)는, 도시되지 않는 노즐로부터 용제증기를 공급하여, 처리조(1)의 주위로 용제분위기를 형성한다. 그리고, 파지 아암(7)을 상승시켜서 기판(W)에 부착되어 있는 HFE를 휘발시켜서 기판(W)을 건조시킨다.

상술한 바와 같이, 본 실시예 장치에 의하면, 제어부(194)는, 주입관(156)으로부터 공급배관(11)으로 순수를 공급하고, 처리조(1) 안의 기판(W)을 순수로 세정하는 순수세정처리를 행하게 하여, 기판(W)에 부착되어 있는 약액이나 더러움 등을 순수에 의해 제거한다. 다음으로, 믹싱밸브(159)를 통하여 IPA를 주입하여 순수를 IPA로 치환하는 치환처리를 행하게 하고, 처리조(1)에 저장하고 있는 순수를 IPA로 치환한 후, 제1분기배관(154)으로 유로를 바꾸는 동시에, 냉각유닛(155)으로 처리액을 냉각하는 냉각처리를 행하게 한다. 이어서, 제2분기배관(167)으로 유로를 바꾸는 동시에, 유수분리필터(168)에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 분리제거처 리를 행하게 한다. 처리액은 냉각처리에서 냉각되어 있으며, 순수가 IPA에 대하여 녹기 어렵게 되어 있으므로, 효율적으로 처리액으로부터 순수를 제거할 수 있다. 그 후, 믹싱밸브(159)를 통하여 HFE를 주입하여 치환촉진처리를 행하게 하지만, 앞서의 냉각처리에 의해, HFE에 대하여 IPA와 순수가 녹기 어렵게 되어 있으므로, IPA와 순수를 HFE로 거의 완전히 치환할 수 있다. 따라서, 처리조(1) 중의 순수를 효율적으로 제거할 수 있어서, 기판(W)에 형성된 미세패턴중에 순수가 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 기판(W)에 형성된 미세패턴의 도괴를 방지할 수 있다.

(1) 상술한 실시예에서는, 스태틱믹서(171)를 구비하여, 용제를 순수와 충분히 혼합한 후에 유수분리필터(168)를 통하도록 하고 있지만, 반드시 스태틱믹서(171)를 구비할 필요는 없다. 이로써, 장치구성을 간이화할 수 있다.

(2) 상술한 실시예에서는, 비수용성용제로서 불소계의 HFE를 예시하고, 수용성용제로서 IPA를 예시했지만, 이들과는 다른 그 외의 용제라도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들면, HFE이외의 불소계 용제로서 HFC(하이드로플루오르카본)을 사용해도 좋다.

(3) 상술한 실시예에서는, 순수의 농도를 측정하는 농도계(193)를 내조(3)에 구비한 구성을 예시했지만, 공급배관(11)을 유통하는 처리액의 순수의 농도를 측정하도록 구성해도 좋다.

(4) 상술한 실시예에서는, 건조처리 전에 「마무리처리」를 행하게 하고 있지만, 「치환촉진처리」에서 충분히 순수의 농도를 저감할 수 있을 경우에는, 「마무리처리」를 생략하도록 해도 좋다.

본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구채적 형태로서 실시할 수 있고, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아니라, 부가된 청구항을 참조해야 한다.

도 1은 실시예1에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 스태틱믹서의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 3은 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 4는 처리액 속의 순수의 농도와 기판의 손상의 비율을 나타내는 그래프이다.

도 5는 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 6은 실시예2에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

도 7은 스태틱믹서의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 8은 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 9는 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 10은 실시예3에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 블록도이다.

도 11은 스태틱믹서의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 12는 유수분리필터의 개략구성을 나타내는 종단면도이다.

도 13은 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

Claims

기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서,

처리액을 저장하는 내조(內槽)와, 내조로부터 넘친 처리액을 회수하는 외조(外槽)를 갖춘 처리조(處理槽);

상기 내조와 상기 외조를 연통접속하여, 처리액을 순환시키는 공급배관(供給配管);

상기 공급배관을 분류(分流)한 제1분기배관(分岐配管);

상기 제1분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수(純水)와 용제(溶劑)를 분리하여, 순수를 배출하는 분리수단;

상기 분리수단의 상류측과 하류측을 연통접속한 제2분기배관;

상기 제2분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 순수제거수단;

상기 공급배관에 배치되어, 상기 분리수단보다 하류측에서 순수를 주입하는 주입관;

상기 주입관에 용제를 주입하는 용제주입수단;

상기 주입관으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 상기 용제주입수단으로부터 용제를 주입하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한 후, 상기 제1분기배관으로 절환하여, 상기 분리수단에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하고, 상기 제2분기배관으로 절환하여, 상기 순수제거수단에 의해 처리액 중의 순수를 흡착해서 제거하는 흡착제거처리를 행하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 분리수단의 상류측에 해당하는 상기 제1분기배관에, 순수와 용제를 혼합하는 믹서와,

상기 믹서의 상류측과, 상기 믹서의 하류측으로서 상기 분리수단의 상류측을 연통접속한 제3분기배관을 더 구비하며,

상기 제어수단은, 용제가 수용성일 경우에는, 분리제거처리를 할 때에, 처리액의 흐름을 상기 제3분기배관으로 절환하고, 용제가 비수용성일 경우에는, 분리제거처리를 할 때에, 처리액을 상기 믹서에 통과시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제2항에 있어서,

상기 믹서는, 순수를 주입하는 주입부(注入部)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 분리수단은, 유수(油水)를 분리하는 필터와, 상기 필터를 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징에 설치되어, 처리액이 유입하는 유입부(流入部)와, 상기 하우 징에 설치되어, 상기 필터를 통과한 처리액이 유출하는 유출부(流出部)와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터에서 분리된 순수를 배출하는 배출부(排出部)와, 상기 필터를 냉각하는 냉각수단를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제2항에 있어서,

상기 분리수단은, 유수를 분리하는 필터와, 상기 필터를 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징에 설치되어, 처리액이 유입하는 유입부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터를 통과한 처리액이 유출하는 유출부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터에서 분리된 순수를 배출하는 배출부와, 상기 필터를 냉각하는 냉각수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 내조에 저장된 처리액에 대하여 초음파진동을 부여하는 초음파부여수단(超音波付與手段)과, 처리액의 순수의 농도를 측정하는 농도계(濃度計)를 구비하고, 상기 제어수단은, 상기 농도계에 의해 측정된 순수의 농도가 소정치(所定値) 이하로 된 후에, 상기 초음파부여수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제6항에 있어서,

상기 소정치는, 10,000ppm인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제1항에 있어서,

상기 용제주입수단은, HFE(하이드로플루오로에테르) 또는 IPA(이소프로필 알콜)을 주입하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서,

처리액을 저장하는 내조와, 내조로부터 넘친 처리액을 회수하는 외조를 갖춘 처리조;

상기 내조와 상기 외조를 연통접속하여, 처리액을 순환시키는 공급배관;

처리액으로서 순수를 공급하는 순수공급수단;

처리액으로서 용제를 공급하는 용제공급수단;

상기 공급배관을 분류한 분기배관;

상기 분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 제거하는 순수제거수단;

상기 순수제거수단보다 하류측에서 상기 공급배관에 용제를 주입하는 용제주입수단;

상기 순수공급수단으로부터 순수를 공급하여 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리 후에, 상기 용제공급수단으로부터 용제를 공급하여 순수를 용제로 치환하는 치환처리를 행한 후, 상기 분기배관으로 절환하여, 상기 순수제거수단에 의해 처리액으로부터 순수를 제거하는 순수제거처리를 행하는 동시에, 상기 용제주입수단에 의해 용제를 보충하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기 판처리장치.
제9항에 있어서,

상기 순수제거수단의 상류측에 해당하는 상기 분기배관에, 유체(流體)를 혼합하는 제1믹서와,

상기 제1믹서의 상류측에 해당하는 상기 분기배관에, 순수를 주입하는 순수주입수단과,

상기 용제주입수단보다 하류측에 해당하는 상기 공급배관에, 유체를 혼합하는 제2믹서를 구비하고,

상기 제어수단은, 처리액 중의 순수의 농도가 소정치보다 저하했을 경우에는, 상기 순수주입수단으로부터 순수를 주입하고, 그 주입량과, 상기 순수제거수단에 의해 제거되는 처리액의 양과의 차이분에, 상기 용제주입수단으로부터의 용제의 주입량을 더한 양이 제로가 되도록, 상기 순수주입수단, 상기 용제주입수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제9항에 있어서,

상기 순수제거수단은, 유수를 분리하는 필터와, 상기 필터를 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징에 설치되어, 처리액이 유입하는 유입부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터를 통과한 처리액이 유출하는 유출부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터에서 분리된 순수를 배출하는 배출부와, 상기 필터를 냉각하는 냉각수단 을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제10항에 있어서,

상기 순수제거수단은, 유수를 분리하는 필터와, 상기 필터를 둘러싸는 하우징과, 상기 하우징에 설치되어, 처리액이 유입하는 유입부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터를 통과한 처리액이 유출하는 유출부와, 상기 하우징에 설치되어, 상기 필터에서 분리된 순수를 배출하는 배출부와, 상기 필터를 냉각하는 냉각수단을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제9항에 있어서,

상기 순수제거수단은, 용제를 통과시키는 동시에 순수를 흡착하는 흡착필터인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제9항에 있어서,

상기 용제공급수단은, HFE(하이드로플루오로에테르)을 공급하고, 상기 용제주입수단은, IPA(이소프로필 알콜)을 주입하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치
기판을 처리액으로 처리하는 기판처리장치로서,

처리액을 저장하는 처리조;

상기 처리조로부터 배출된 처리액을 상기 처리조로 공급하여, 처리액을 순환 시키는 공급배관;

상기 공급배관을 분류한 제1분기배관;

상기 제1분기배관에 배치되어, 유통하는 처리액을 냉각하는 냉각수단;

상기 냉각수단의 상류측과 하류측의 상기 공급배관에 연통접속한 제2분기배관;

상기 제2분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수와 용제를 분리하여 처리액으로부터 순수를 배출하는 분리수단;

상기 공급배관에 연통접속되어, 상기 분리수단보다 하류측에서 순수를 주입하는 주입관;

상기 주입관에 수용성용제를 주입하는 수용성용제주입수단;

상기 주입관에 비수용성용제를 주입하는 비수용성용제주입수단;

상기 처리조 안의 기판을 순수로 세정하는 순수세정처리를 행하게 한 후, 상기 수용성용제주입수단으로부터 상기 공급배관에 수용성용제(水溶性溶劑)를 주입하여 순수를 수용성용제로 치환하는 치환처리를 행하게 하고, 상기 제1분기배관으로 유로를 바꾸는 동시에, 상기 냉각수단으로 처리액을 냉각하는 냉각처리를 행하게 하고, 상기 제2분기배관으로 유로를 절환하는 동시에, 상기 분리수단에 의해 처리액 중의 순수를 제거하는 분리제거처리를 행하게 하고, 상기 비수용성용제주입수단으로부터 상기 공급배관에 비수용성용제(非水溶性溶劑)를 주입하여 치환촉진처리를 행하게 하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제15항에 있어서,

상기 분리수단의 상류측과 하류측을 연통접속한 제3분기배관과,

상기 제3분기배관에 배치되어, 처리액 중의 순수를 흡착 제거하는 순수제거수단을 더 구비하며,

상기 제어수단은, 상기 분리제거처리 후에, 유로(流路)를 상기 제3분기배관으로 바꾸는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제16항에 있어서,

상기 분리수단의 상류측에 해당하는 상기 제2분기배관에, 순수와 용제를 혼합하는 믹서와,

상기 믹서의 상류측과, 상기 믹서의 하류측으로서 상기 분리수단의 상류측을 연통접속한 제4분기배관을 더 구비하고,

상기 제어수단은, 상기 분리제거처리 및 상기 치환촉진처리에서 유로를 상기 믹서측으로 바꾸고, 상기 분리제거처리 및 상기 치환촉진처리 외의 처리에서는 유로를 상기 제4분기배관으로 바꾸는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제15항에 있어서,

상기 수용성용제주입수단은, 수용성용제로서 IPA(이소프로필 알콜)을 주입하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
제15항에 있어서,

상기 비수용성용제주입수단은, 비수용성용제로서 HFE(하이드로플루오르에테르)을 주입하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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