KR101093323B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리장치 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

처리액에 의해 기판을 처리한 후, 용제증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다. 처리액을 저장하는 처리조, 상기 처리조 내에서 기판을 보유지지하는 보유지지부, 상기 처리조의 주위를 둘러싸는 챔버, 상기 챔버 내에 용제증기를 공급하는 용제증기공급부, 상기 챔버 내에 일단측이 접속된 배기관을 통해 상기 챔버 내로부터 기체를 배기하는 배기부, 상기 챔버 내에 일단측이 접속되어, 상기 챔버 내로부터 처리액을 배출하는 배액관, 상기 배기관의 타단측이 접속되어, 상기 배기부에 의해 배기된 기체를 취입하는 동시에, 상기 배액관의 타단측이 접속되어, 상기 배액관을 통해 배출된 처리액을 취입하여, 기체와 액체를 분리하는 기액분리부, 상기 배기관에 설치되어, 상기 배기부에 의해 배기된 기체에 순수를 혼합시키는 혼합부.
Figure R1020080125672
기판처리장치, 기판처리방법, 처리조, 용제증기, 배액관, 배기관, 스태틱믹서, 기액분리, 오리피스, 배기수단, 기액분리, 기판건조, 순수, 이소프로필알콜

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은, 반도체 웨이퍼나 액정표시장치용의 글래스기판(이하, 간단히 기판이라 칭한다) 등의 기판에 대해, 처리액에 의해 세정, 에칭 등의 처리를 행한 후, 용제증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 장치로서, 순수(純水)를 저장하는 처리조와, 처리조의 주위를 둘러싸는 챔버와, 처리조 내의 처리위치와 처리조의 상방에 해당하는 건조위치에 걸쳐 기판을 승강시키는 보유지지기구와, 이소프로필알콜(IPA)의 증기를 발생 시키는 증기발생부와, 챔버 내에 이소프로필알콜의 증기를 공급하는 노즐과, 챔버 내의 기체를 배기하는 배기펌프를 구비한 것이 있다. 예를 들면, 일본국 특허 제3585199호 공보.
이러한 구성의 장치에서는, 우선, 기판을 보유지지한 보유지지기구를 처리위치로 이동시켜, 순수에 침지시킨 상태에서 기판을 순수세정한다. 그리고, 노즐로부터 이소프로필알콜의 증기를 공급하여 챔버 내를 용제분위기로 한 후, 기판을 보유 지지한 보유지지기구를 처리위치로부터 건조위치로 이동시킨다. 이어서, 배기펌프에 의해 챔버 내의 기체를 배기해서 감압하여, 기판에 부착되어 있는 이소프로필알콜의 증기를 건조시켜 기판을 건조시킨다.
그렇지만, 이러한 구성을 갖는 종래 예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 프로세스의 미세화에 따라, 챔버 내에 공급되는 증기에 있어서의 이소프로필알콜의 농도가 높여져 있는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 배기펌프로부터의 배기에 포함되는 이소프로필알콜의 농도가 높아지므로, 사용자의 배기설비(유틸리티)에 부하가 걸린다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 사정에 감안하여 안출된 것으로, 배기 중의 용제를 회수함으로써, 배기 중의 용제농도를 저감하여 배기설비의 부담을 경감할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 채택한다.
본 발명은, 처리액에 의해 기판을 처리한 후, 용제증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다: 처리액을 저장하는 처리조; 상기 처리조 내에서 기판을 보유지지하는 보유지지수단; 상기 처리조의 주위를 둘러싸는 챔버; 상기 챔버 내에 용제증기를 공급하는 용제증기 공급수단; 상 기 챔버 내에 일단(一端)측이 접속된 배기관을 통해 상기 챔버 내로부터 기체를 배기하는 배기수단; 상기 챔버 내에 일단측이 접속되어, 상기 챔버 내로부터 처리액을 배출하는 배액관; 상기 배기관 타단(他端)측이 접속되어, 상기 배기수단에 의해 배기된 기체를 취입하는 동시에, 상기 배액관 타단측이 접속되어, 상기 배액관을 통해 배출된 처리액을 취입하여, 기체와 액체를 분리하는 기액(氣液)분리수단; 상기 배기관에 설치되어, 상기 배기수단에 의해 배기된 기체에 순수를 혼합시키는 혼합수단.
본 발명에 의하면, 배기수단에 의해 챔버 내에 일단측이 접속된 배기관을 통해 챔버 내로부터 배기된 기체는, 혼합수단에 의해 순수와 혼합되어, 기액분리수단에 취입된다. 따라서, 챔버로부터 배기된 기체에 용제증기가 포함되어 있어도, 용제증기는 순수에 용해되므로, 기액분리수단으로부터 배기되는 기체에 포함되는 용제의 농도를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 혼합수단은, 기체와 순수를 혼합시키는 스태틱믹서(static mixer)와, 상기 스태틱믹서의 상류(上流)측에 순수를 주입하는 주입부를 갖추고 있는 것이 바람직하다.
주입부로부터 순수를 주입함으로써, 챔버로부터 배기된 기체와 순수가 스태틱믹서로 혼합되므로, 순수에 용제증기를 충분히 용해하게 할 수 있다. 이에 의해, 기액분리수단으로부터 배기되는 기체에 포함되는 용제의 농도를 더 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 기액분리수단 내에서의 용제의 농도를 측정하 는 용제농도측정수단과, 상기 주입부로 주입되는 순수의 유량을 조정하는 제어밸브와, 상기 용제농도 측정수단에 의해 측정된 용제의 농도가 높은 경우, 상기 제어밸브를 제어하여 순수 유량을 증가시키고, 상기 용제농도측정수단에 의해 측정된 용제의 농도가 낮은 경우, 상기 제어밸브를 제어하여 순수 유량을 감소시키는 제어수단을 더 갖추고 있는 것이 바람직하다.
제어수단은, 용제농도 측정수단에 의해 측정된 용제의 농도가 높은 경우, 제어밸브를 제어하여 순수 유량을 증가시키고, 용제농도측정수단에 의해 용제의 농도가 낮은 경우, 제어밸브를 제어하여 순수 유량을 감소시키므로, 챔버로부터 배기된 기체에 포함되는 용제농도의 변동에 관계없이, 용제농도를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 기액분리수단으로부터 배기관을 통해 기체를 배출하는 배출부와, 상기 배기관에 설치되어, 상기 배출부로부터 배출된 기체를 압축 및 냉각함으로써 기체를 액화시키는 액화수단을 더 갖추고 있는 것이 바람직하다.
액화수단은, 배출부로부터 배출된 기체를 압축 및 냉각함으로써 기체를 액화시키므로, 기액분리수단으로부터 배기되는 기체에 포함되는 용제의 농도를 더 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 액화수단은, 상기 배기관의 유로(流路)를 조이는 오리피스와, 상기 오리피스의 외주면(外周面)으로부터 기체를 냉각하는 냉각수단을 구비하고, 상기 오리피스의 하류측으로 상기 액화수단에 의해 액화된 용제를 흘러내려가게 하는 것이 바람직하다.
냉각수단은, 오리피스의 외주면으로부터 기체를 냉각하여, 냉각수단에 의해 액화된 용제를 흘러내려가게 하고 있으므로, 기체에 포함되는 용제를 효율적으로 액화하여, 배출할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 액화수단은, 상기 배기관의 유로 내에 설치된 냉각수단과, 상기 냉각수단의 하류측에 설치된 배액관을 갖추어, 상기 배액관을 통해 상기 냉각수단에 의해 액화된 용제를 흘러내려가게 하는 것이 바람직하다.
냉각수단은, 배기관의 유로 내에 설치되어 있고, 이 냉각수단에 의해 배기관의 기체를 냉각하여, 배액관을 통해 냉각수단에 의해 액화된 용제를 흘러내려가게 하고 있으므로, 기체에 포함되어 있는 용제를 효율적으로 액화하여, 배출할 수 있다.
본 발명은, 처리액에 의해 기판을 처리한 후, 용제증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리방법으로서, 상기 방법은 이하의 스텝을 포함한다: 처리조에 저장된, 약액을 포함한 처리액에 기판을 침지시켜 약액처리를 행하는 스텝; 처리조에 저장된 순수에 기판을 침지시켜 순수세정을 행하는 스텝; 처리조의 주위를 둘러싼 챔버 내를, 챔버에 연통된 배기관을 통해 소정 압력까지 감압하는 스텝; 챔버 내에 용제증기를 공급하는 스텝; 기판을 처리조의 상방으로 이동시키는 스텝; 배기관을 통해 챔버 내의 감압을 재개하는 동시에, 배기관을 유통하는 기체에 혼합수단에 의해 순수를 혼합시키는 스텝; 상기 혼합수단의 하류(下流)에서 기액분리수단을 통해 기체와 액체로 분리하여 배출시키는 스텝.
기판에 대해서 약액처리를 끝낸 후, 순수세정을 실시하고, 그후, 챔버 내를 감압하여 챔버 내에 용제증기를 공급하며, 챔버 내에 용제증기 분위기가 형성된 상태에서, 기판을 상방으로 이동시켜, 기판에 부착되어 있는 순수를 용제로 치환시킨다. 그리고, 감압을 재개하여, 기판에 부착되어 있는 용제를 건조시키지만, 챔버 내로부터 배기된 기체는, 혼합수단에 의해 순수와 혼합되어 기액분리수단에 취입된다. 따라서, 챔버로부터 배기된 기체에 용제증기가 포함되어 있어도, 용제증기는 순수에 용해되므로, 기액분리수단으로부터 배기되는 기체에 포함되는 용제의 농도를 저감할 수 있다.
본 발명은, 배기 중의 용제를 회수함으로써, 배기 중의 용제농도를 저감하여 배기설비의 부담을 경감할 수 있다.
이하, 본 발명의 최적의 실시예를 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
발명을 설명하기 위해 현재 최적이라고 생각되는 몇가지 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 바대로의 구성 및 방책으로 한정되는 것은 아님을 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 기판처리장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
실시예에 따른 기판처리장치는, 처리액을 저장하는 처리조(1)를 갖추고 있다. 이 처리조(1)는, 처리액을 저장하고, 기립(起立)자세로 된 복수 매의 기판(W)를 수용가능하다. 처리조(1)의 저부에는, 복수 매의 기판(W)이 정렬되어 방향(지면(紙面)방향)을 따라 장축(長軸)을 갖고, 처리액을 공급하기 위한 2개의 분출 관(3)이 배설되어 있다. 각 분출관(3)에는, 공급관(5)의 일단(一端)측이 접속되고, 공급관(5)의 타단(他端)측이 처리액 공급원(7)에 연통접속(連通接續)되어 있다. 공급관(5)에 있어서의 처리액의 유량은, 제어밸브로 이루어지는 처리액밸브(9)로 조정된다.
처리조(1)는, 그 상부가 챔버(11)로 둘러싸여 있다. 챔버(11)는, 상부에 개폐가능한 상부커버(13)를 갖추고 있다. 기립자세로 복수 매의 기판(W)을 보유지지하는 리프터(15)는, 챔버(11)의 상부에 해당하는 「대기 위치」와, 처리조(1)의 내부에 해당하는 「처리위치」와, 처리조(1)의 상방으로서 챔버(11)의 내부에 해당하는 「건조위치」에 걸쳐 이동가능하다.
상부카버(13)의 하부로서 챔버(11)의 상부 내벽에는, 한쌍의 용제노즐(17)과, 한쌍의 불활성가스노즐(19)가 배설되어 있다. 용제노즐(17)에는, 공급관(21)의 일단측이 연통접속되어 있다. 그 타단측은, 증기발생부(23)에 연통접속되어 있다. 이 공급관(21)에는, 그 상류측으로부터 차례로, 용제증기의 유량을 조정하기 위한 제어밸브로 이루어지는 증기밸브(25)와, 용제증기의 유량을 검출하는 유량계(27)와, 용제증기를 가열하기 위한 인라인히터(29)가 배설되어 있다. 또한, 공급관(21)은, 종래 장치보다 큰 직경(9.52mm정도)으로 구성되어, 공급관(21)중에 있어서의 용제증기의 유로저항을 줄여 증기발생부(23)로부터 용제노즐(17)로의 공급이 원활하게 행해진다.
증기발생부(23)는, 증기발생공간인 내부공간을 소정 온도로 하거나, 가열하여 용제의 증기를 압제(壓制)시키거나 하기 위한 히터(도시안함)를 내장하고 있어, 내부공간에 용제를 공급함으로써 용제가 증기화된다. 이 예에 있어서의 용제로서는, 예를 들면, 이소프로필알콜(IPA)을 들 수 있다. 또한, 증기발생부(23)에는, 그 내부공간을 감압하기 위한 진공펌프(도시안함)가 접속되어 있다.
또한, 용제노즐(17)이 본 발명에 있어서의 「용제증기 공급수단」에 상당한다.
불활성가스노즐(19)에는, 공급관(31)의 일단측이 연통접속되어 있다. 공급관(31)의 타단측은, 불활성가스를 공급하는 불활성가스공급원(33)에 연통접속되어 있다. 공급관(31)에는, 그 상류측으로부터 차례로, 유량제어를 위한 제어밸브로 이루어지는 불활성가스밸브(35)와, 불활성가스를 소정의 온도로 가열하기 위한 인라인히터(37)가 배설되어 있다. 불활성가스로서는, 예를 들면, 질소가스(N2)를 들 수 있다.
챔버(11)의 내부가 감압하에 있더라도 액체를 배출가능한 진공펌프(39)가 배설되어 있다. 진공펌프(39)의 흡입측에는, 배출관(41)의 일단측이 연통접속되고, 타단측이 챔버(11)의 저부에 연통접속되어 있다. 이 배출관(41)에는, 개폐조작용의 진공밸브(43)가 부착되어 있다. 이 진공펌프(39)는, 감압환경에서 배수도 가능하도록, 봉수형(封水型)의 진공펌프(39)인 것이 바람직하다.
또한, 진공펌프(39)가 본 발명에 있어서의 「배기수단」에 상당한다.
또한, 챔버(11)에는, 감압상태를 해소하기 위한 개폐밸브로 이루어지는 호흡밸브(45)가 부착되어 있는 동시에, 챔버(11)내의 내부압력을 검출하기 위한 압력 계(47)가 배설되어 있다.
처리조(1)의 저부에는, 배출구(49)가 형성되어 있다. 이 배출구(49)에는, QDR밸브(51)가 부착되어 있다. 이 QDR밸브(51)로부터 처리조(1)내의 처리액을 배출하면, 처리액이 챔버(11)내의 저부에 일단 배출된다. 챔버(11)의 저부에는, 기액분리부(53)에 연통접속된 배액관(55)이 부착되고, 여기에는 배액밸브(57)가 부착되어 있다. 기액분리부(53)는, 배출관(41) 및 배액관(55)으로부터 기체와 액체 등을 취입하는 동시에, 그들을 분리하여 배출한다.
기액분리부(53)의 상세한 구성에 대해서는 후술하지만, 기체 및 액체를 취입하기 위한 취입구(59)를 갖추고 있다. 이 취입구(59)에는, 배액관(55)의 하류측이 연통접속되어 있는 동시에, 진공펌프(39)로부터의 배기가 보내어지는 배기관(61)의 하류측이 연통접속되어 있다.
배기관(61)에는, 진공펌프(39)와 기액분리기(53) 사이에 스태틱믹서(63)가 부착되어 있다. 스태틱믹서(63)의 상류부에는, 순수를 주입하기 위한 주입부(65)를 갖추고 있다. 유량제어밸브(67)는, 주입부(65)로의 순수의 유량을 제어한다. 또한, 스태틱믹서(63)는, 상세히 후술하지만, 구동부가 없고, 유체를 분할·전환(轉換)·반전(反轉)의 작용에 의해 차례로 교반(攪拌)혼합하는 기능을 갖춘 것이다.
또한, 기액분리부(53)가 본 발명에 있어서의 「기액분리수단」에 상당하고, 스태틱믹서(63)가 본 발명에 있어서의 「혼합수단」에 상당한다.
다음으로, 도 2를 참조한다. 또한, 도 2는, 스태틱믹서의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
스태틱믹서(63)는, 통형상을 갖는 본체부(69)와, 본체부(69)내에, 직렬적으로 배치된 복수 개의 엘리먼트(71)를 갖추고 있다. 각 엘리먼트(71)는, 장방형의 판부재를 180°비튼 형태로 형성되고, 인접하는 엘리먼트(71)는 각각 역방향으로 비틀어 형성된 것이다. 이 스태틱믹서(63)는, 상술한 주입부(65)를 상류측에 갖추어, 배기관(61)을 유통하는 배기(공기, 질소, 용제증기, 수증기 등을 포함한다)에 대해 순수를 주입하여, 그들을 분할·전환·반전의 작용으로 교반혼합한다. 이와 같이 혼합함으로써, 기액분리부(53)에 의한 기체와 액체의 분리효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조한다. 그리고, 도 3은, 기액분리부의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
기액분리부(53)는, 하우징(73)과, 하우징(73) 저부의 도입부(74)와, 도입부(74)로부터의 배기 및 배액을 여과하는 필터(75)와, 필터(75)를 통과한 것 중, 비중이 큰 것을 저장하는 제1 저장부(77)와, 비중이 작은 것을 저장하는 제2 저장부(79)와, 도입부(74)에 배기 및 배액을 취입하는 취입구(59)와, 제1 저장부(77) 내의 액체를 배출하는 제1 배출부(81)와, 제2 저장부(79)의 기체를 배출하는 제2 배출부(83)와, 하우징(73)의 외벽을 따라서 배설되어, 간접적으로 필터(75)를 냉각하기 위한 냉각파이프(85)를 갖추고 있다. 필터(75)는, 미분산(微分散)한 유리액(遊籬液)을 초극세 섬유필터에 의해 포착하고, 응집해서 조대화(粗大化)하는 기능을 갖추고, 미크론 오더로 미분산한 유리액을 밀리미터 오더로 조대화시켜, 비중차에 의해 순간적으로 완전 이층계(二層系)로 분산한다. 또한, 하우징(73)의 상부에 는, 제2 저장부(79) 내에 있어서의 용제농도를 측정하기 위한 농도계(87)가 부착되어 있다.
또한, 냉각파이프(85)는, 필터(75)의 온도가, 배기의 온도보다 낮은 온도로 되도록 냉각을 행한다. 예를 들면, 이소프로필알콜의 증기의 온도가 50℃인 경우에는, 50℃보다 필터(75)의 온도가 낮아지도록 하면 좋다.
상술한 리프터(15)의 승강이나, 진공펌프(39)의 작동/정지, 인라인히터(29, 37)의 온도제어, 처리액밸브(9), 증기밸브(25), 불활성가스밸브(35), 진공밸브(43), 호흡밸브(45), QDR밸브(51), 유량제어밸브(67) 등의 제어밸브의 개폐제어 등은, 본 발명에 있어서의 「제어수단」에 상당하는 제어부(89)가 통괄적으로 제어한다. 또한, 압력계(47) 및 농도계(87)의 출력신호는, 제어부(89)에 주어진다.
또한, 제어부(89)는, 농도계(87)의 출력신호를 참조하여, 용제농도가 높은 경우에는, 순수 유량을 증가시키도록 유량제어밸브(67)를 조작하고, 용제농도가 낮은 경우에는, 순수 유량을 감소시키도록 유량제어밸브(67)를 조작한다. 이에 의해, 배기 중의 용제농도가 높은 경우에는 순수를 늘려 배기 중의 용제를 취입하기 쉽게 할 수 있고, 배기 중의 용제농도가 낮은 경우에는 순수를 줄여 순수의 소비량을 억제할 수 있다. 그 결과, 배기 중의 용제농도의 변동에 관계없이, 용제농도를 저감할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조한다. 또한, 도 4는, 액화유니트의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
제2 배출부(83)의 배기관에, 배기관의 유로를 조여서 유로 단면적을 작게 한 오리피스(91)와, 오리피스(91)의 외주면에 배설되어, 오리피스(91)를 유통하는 유체를 냉각하는 냉각부(93)를 갖춘 액화유니트(95)를 갖추고 있다. 냉각부(93)는, 배기온도보다 낮은 온도로 되도록 냉각을 행한다. 예를 들면, 이소프로필알콜의 증기의 온도가 50℃인 경우에는, 50℃보다 낮아지도록 하면 좋다.
냉각부(93)로서는, 예를 들어, 펠티에(Pe1tier)소자에 의한 냉각방식이나, 관로에 냉매를 유통시키는 냉각방식이 채용가능하다. 기체에는, 이소프로필알콜의 증기가 포함되므로, 방폭(防爆)의 관점에서 냉매에 의한 냉각이 바람직하다.
또한, 오리피스(91)에는, 기체와의 접촉면적을 증대시키기 위한 미로(1abyrinth)구조를 갖는 냉각부재(97)를 갖추는 것이 바람직하다. 이 냉각부재(97)는, 냉각되는 부분과, 배기를 통과시키는 부분을 갖춘 망(網)형상체(99)를 복수 갖추고, 유로방향에서 보아, 인접하는 망형상체(99) 끼리의 기체를 통과시키는 부분이 겹치지 않도록 배설되어 있다. 그 때문에, 기체는 어느 하나의 망형상체(99)의 냉각부분에 접촉하면서 유통하므로, 냉각효과를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 상술한 장치의 동작에 대해 설명한다. 또한, 도 5는, 동작을 나타내는 플로우차트이다.
스텝 S1, S2
제어부(89)는, 상부카버(13)를 개방하여, 미처리의 기판(W)를 복수 매 보유지지하고 있는 리프터(15)를 「대기위치」로부터 챔버(11) 내의 「건조위치」로 이동시킨다. 이 때, 배액밸브(57)는 개방된 채로 있다. 다음으로, 제어부(89)는, 챔버(11) 내의 산소농도 저감처리를 행한다. 구체적으로는, 불활성가스밸브(35)를 개 방하여, 불활성가스공급원(33)으로부터 공급관(31), 불활성가스노즐(19)을 통해 챔버(11) 내에 불활성가스를 공급시킨다. 이에 의해, 챔버(11) 및 처리조(1)의 내부에 있는 공기가 불활성가스에 의해 퍼지되고, 그 결과, 챔버(11) 내의 산소농도가 저감된다. 또한, 리프터(15)를 「건조위치」로부터 처리조(1) 내의 「처리위치」에까지 하강시킨다.
스텝 S3
제어부(89)는, 처리액밸브(9)를 개방한다. 이에 의해 처리액 공급원(7)으로부터 약액이 처리액으로서 처리조(1)에 공급되고, 처리조(1)의 상부로부터 흘러넘친 처리액이 챔버(11)의 저부에서 회수된다. 회수된 처리액은, 배액관(55)을 통해 기액분리부(53)에서 회수되고, 제1 배출부(81)를 통해 배액처리부(도시안함)로 배출된다. 이 상태를 소정시간만 유지하여, 기판(W)에 대해 처리액에 의한 처리를 행한다.
스텝 S4
약액처리를 개시하여 소정시간이 경과하면, 제어부(89)는, 리프터(15)를 「처리위치」에 유지시킨 채로, 처리액공급원(7)으로부터의 약액을 대신하여 순수를 처리액으로서 공급시킨다. 그리고, 그 상태를 소정시간만 유지하여, 기판(W)를 순수로 세정한다.
스텝 S5, S6
순수세정처리가 완료하면, 제어부(89)는, 호흡밸브(45)를 닫아 챔버(11)의 내부를 폐색시키는 동시에, 진공펌프(39)를 작동시켜, 챔버(11) 내의 기체를 배출 관(41)으로 배출하여 챔버(11) 내를 감압상태로 시키기 시작한다. 제어부(89)는, 압력계(47)의 출력신호에 의거하여, 챔버(11) 내가 소정 압력이 되었는지 아닌지를 판단하여, 소정 압력으로 될 때까지 진공펌프(39)에 의한 감압을 행한다.
스텝 S7
제어부(89)는, 인라인히터(29)를 소정 온도의 가열모드로 설정하는 동시에, 소정 유량으로 되도록 조정한 증기밸브(25)를 개방한다. 이에 의해, 증기발생부(23)에서 발생된 이소프로필알콜(IPA)의 증기가, 챔버(11) 내와의 압력차에 의해, 소정의 온도로 가열된 상태에서 공급관(21), 용제노즐(17)을 통해 챔버(11) 내에 공급된다. 이와 같이 캐리어(carrier)가스를 이용하지 않고 압력차에 의해 이소프로필알콜의 증기를 공급하므로, 챔버(11) 내에 고농도의 이소프로필알콜의 증기를 공급할 수 있다.
스텝 S8
상술한 바와 같이 하여 이소프로필알콜의 증기를 챔버(11) 내에 공급하기 시작하면, 증기가 챔버(11)의 내부를 채우는 동시에, 처리조(1)에 저장되어 있는 순수의 액면이 점차 이소프로필알콜의 증기에 의해 치환된다. 그 소정시간 후, 제어부(89)는, 리프터(15)를 「처리위치」로부터 「건조위치」로 상승시킨다.
스텝 S9
제어부(89)는, 진공펌프(39)에 의한 감압을 재개시켜, 배출관(41)을 통해 챔버(11) 내의 기체, 즉 질소, 이소프로필알콜의 증기, 처리조(1)나 챔버(11)에 부착되어 있는 물방울로부터의 수증기 등이 배기된다. 또한, 배기관(61)에는, 봉수형 (封水型)의 진공펌프(39)로부터 나오는 봉수가 배기와 함께 유입한다. 이 배기는, 기액분리부(53)로 보내지기 전에 스태틱믹서(63)에 의해 교반·혼합된다. 그 때문에, 이소프로필알콜의 증기는, 기액분리부(53)에 의해 순수에 혼합되어 액체 상태로 배액된다. 이 처리(혼합분리처리)는, IPA증기가 정지되는 시점까지, 또는 정지되고나서 소정시간이 경과한 시점에서 정지된다.
이에 의해, 「건조위치」에 있는 기판(W)의 표면에 부착되어 있는 순수가 이소프로필알콜의 증기에 의해 치환된다.
스텝 S10
다음으로, 제어부(89)는, 증기밸브(25)를 닫는 동시에, 진공펌프(39)를 정지시킨다. 이때 챔버(11) 내의 감압이 유지되어, 기판(W)에 대해 감압건조가 계속적으로 행해지고 있다. 그 소정시간 후, 불활성가스밸브(35)를 개방하여 불활성가스노즐(19)로부터 불활성가스를 챔버(11) 내에 도입하는 동시에, 호흡밸브(45)를 개방하여, 챔버(11) 내의 압력을 대기압으로 되돌린다.
스텝 S11
제어부(89)는, 불활성가스밸브(35)를 닫고, 상부커버(13)를 개방 하는 동시에, 리프터(15)를 「건조위치」로부터 챔버(11) 바깥의 「대기위치」로 상승시킨다. 그후, 제어부(89)는, 처리액밸브(9), 배액밸브(57), 불활성가스밸브(35)를 개방한다. 이에 의해 다음의 기판(W) 처리를 위해, 새로운 처리액을 처리조(1)에 공급시키는 동시에, 챔버(11) 내를 불활성가스로 충만시켜 둔다.
상술한 바와 같이, 본 실시예 장치에 의하면, 처리조(1)를 둘러싸는 챔 버(11) 내에 용제노즐(17)을 통해 고농도의 이소프로필알콜의 증기가 공급되는 경우라도, 스태틱믹서(63)에 의해 배기가 순수와 혼합된다. 따라서, 배기에 이소프로필알콜의 증기가 포함되어 있어도, 순수와 함께 기액분리부(53)에 보내지므로, 이소프로필알콜의 증기는 순수와 함께 배출된다. 그 결과, 기액분리부(53)로부터의 배기 중의 이소프로필알콜의 농도를 저감할 수 있다.
또한, 주입부(65)로부터 순수를 주입함으로써, 배기와 순수가 스태틱믹서(63)에서 효율적으로 혼합되므로, 배기 중의 이소프로필알콜과 순수 등의 액체와 기체를 균등하게 혼합할 수 있다. 따라서, 기액분리부(53)에서 기액의 분리정밀도를 높게 할 수 있으므로, 배기 중의 이소프로필알콜의 농도를 보다 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 혼합수단으로서 스태틱믹서(63)를 갖추고 있지만, 이에 대신하여 가동부를 갖춘 믹서를 채용하여도 좋다.
그리고, 본 실시예에서는, 주입부(65)를 갖추어, 순수와 배기를 혼합하는 구성으로 하며, 또한 순수의 유량을 기액분리부(73)에 있어서의 이소프로필알콜 농도에 의해 조정하도록 하고 있지만, 주입부(65) 및 유량제어밸브(67)를 생략하고, 단순히 스태틱믹서(63)에서 혼합하도록 하여도 좋다. 이에 의해 구성을 간이화할 수 있어, 제어부(89)의 부하를 경감할 수 있다.
또한 본 실시예에 의하면, 기액분리부(53)의 제2 배출부(83)로부터 배출된 기체는, 액화유니트(95)에 의해 압축 및 냉각되므로, 기체에 포함되는 이소프로필알콜의 증기가 응축되어 액체로 된다. 따라서, 기체에 이소프로필알콜의 증기가 포 함되어 있어도, 액체로 되어 액화유니트(95)내에서 흘러내리게 하므로(도 4 참조), 이소프로필알콜의 증기는 액체로서 배출된다. 그 결과, 기액분리부(53)로부터의 배기 중의 기체에 포함되는 이소프로필알콜의 농도를 저감할 수 있다.
그리고, 본 실시예에 의하면, 오리피스(91)에 의해 배기를 압축하고, 또한 냉각부(93)에서 냉각하므로, 배기에 포함되는 용제를 효율좋게 응축시킬 수 있다.
또한, 상술한 액화유니트(15)를 대신하여, 도 6에 나타내는 바와 같은 액화유니트(95A)를 채용하여도 좋다.
여기서, 도 6을 참조한다. 또한, 도 6은, 액화유니트 외의 구성을 나타내는 종단면도이다.
이 액화유니트(95A)는, 제2 배출부(83)의 배기관의 유로 내에 냉각부(93)를 갖추고, 그 하류에 배액관(101)을 갖추고 있다. 상술한 액화유니트(95)와 같이 오리피스(91)를 갖추고 있지 않지만, 유로 내에 냉각부(93)를 갖추고 있으므로, 결과로서 유로가 좁혀져서, 상술한 액화유니트(95)와 동일한 작용효과를 얻는다. 또한, 냉각부(93)에 의해 직접적으로 배기를 냉각하므로, 액화효율을 높게 할 수 있다. 응축한 용제는, 배액관(101)으로 흘러내려 배액된다.
또한, 상기의 액화유니트(95, 95A)가 본 발명에 있어서의 「액화수단」에 상당하고, 상기의 냉각부(93)가 본 발명에 있어서의 「냉각수단」에 상당한다.
또한, 액화유니트(95(95A))의 전단(前段)에, 배기압력을 높이는 플로어(가압기)를 갖추도록 하여, 압축에 의한 액화효과를 높이도록 하여도 좋다.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형실시할 수 있 다.
(1) 상술한 실시예에서는, 처리조(1)가 단조(單槽)로 구성되어 있지만, 예를 들면, 내조(內槽)와, 내조로부터 흘러넘친 처리액을 회수하는 외조(外槽)를 갖춘 복조(複槽)식을 채용하여도 좋다.
(2) 상술한 실시예에서는, 용제로서 이소프로필알콜을 예시하고 있지만, 본 발명은 이 용제로 한정되는 것이 아니고, 다른 용제라도 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
(3) 상술한 각 실시예에서는, 챔버(11)에 질소가스를 공급하여 산소농도 저감을 도모하는 구성을 갖추고 있지만, 반드시 이 구성을 갖출 필요는 없다.
본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아니고, 부가된 청구범위를 참조해야 한다.
도 1은 실시예에 따른 기판처리장치의 개략 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 스태틱믹서의 개략 구성을 나타내는 종단면도,
도 3은 기액분리부의 개략 구성을 나타내는 종단면도,
도 4는 액화유니트의 개략 구성을 나타내는 종단면도,
도 5는 동작을 나타내는 플로우차트,
도 6은 액화유니트의 다른 구성을 나타내는 종단면도.

Claims (12)

  1. 처리액에 의해 기판을 처리한 후, 용제(溶劑)증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리장치로서,
    처리액을 저장하는 처리조;
    상기 처리조 내에서 기판을 보유지지하는 보유지지수단;
    상기 처리조의 주위를 둘러싸는 챔버;
    상기 챔버 내에 용제증기를 공급하는 용제증기 공급수단;
    상기 챔버 내에 일단(一端)측이 접속된 배기관을 통해 상기 챔버 내로부터 기체를 배기(排氣)하는 배기수단;
    상기 챔버 내에 일단측이 접속되어, 상기 챔버 내로부터 처리액을 배출하는 배액관;
    기액(氣液) 분리를 위한 필터, 필터를 냉각하는 냉각파이프, 분리한 액체를 배출하는 제1 배출부 및 분리한 기체를 배출하는 제2 배출부를 구비하고, 상기 배기관의 타단(他端)측이 접속되어, 상기 배기수단에 의해 배기된 기체를 취입하는 동시에, 상기 배액관의 타단측이 접속되어, 상기 배액관을 통해 배출된 처리액을 취입하여, 기체와 액체를 분리하는 기액분리수단;
    기체와 순수(純水)를 혼합시키는 스태틱믹서(static mixer)와, 상기 스태틱믹서의 상류(上流)측에 순수를 주입하는 주입부를 구비하고, 상기 배기관에 설치됨과 함께, 상기 배기수단에 의해 배기된 기체에 순수를 혼합시키는 혼합수단을 포함하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리수단 내에 있어서의 용제의 농도를 측정하는 용제농도측정수단과,
    상기 주입부로 주입되는 순수의 유량을 조정하는 제어밸브와,
    상기 용제농도측정수단에 의해 측정된 용제의 농도값에 따라 상기 제어밸브를 제어하여 순수 유량을 증감시키는 제어수단를 더 갖추고 있는 기판처리장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기액분리수단으로부터 배기관을 통해 기체를 배출하는 배출부와,
    상기 배기관에 설치되어, 상기 배출부로부터 배출된 기체를 압축 및 냉각함으로써 기체를 액화시키는 액화수단을 더 갖추고 있는 기판처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액화수단은,
    상기 배기관의 유로(流路)을 조이는 오리피스와,
    상기 오리피스의 외주면(外周面)으로부터 기체를 냉각하는 냉각수단을 갖추고,
    상기 오리피스의 하류측에 상기 액화수단에 의해 액화된 용제를 흘러내리게 하는 기판처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액화수단은,
    상기 배기관의 유로 내에 설치된 냉각수단과,
    상기 냉각수단의 하류측에 설치된 배액관을 갖추고,
    상기 배액관을 통해 상기 냉각수단에 의해 액화된 용제를 흘러내리게 하는 기판처리장치.
  7. 처리액에 의해 기판을 처리한 후, 용제증기에 의해 기판을 건조하는 기판처리방법으로서,
    처리조에 저장된, 약액을 포함한 처리액에 기판을 침지시켜 약액처리를 행하는 스텝;
    처리조에 저장된 순수에 기판을 침지시켜 순수세정을 행하는 스텝;
    처리조의 주위를 둘러싼 챔버 내를, 챔버에 연통된 배기관을 통해 소정 압력까지 감압하는 스텝;
    챔버 내에 용제증기를 공급하는 스텝;
    기판을 처리조의 상방(上方)으로 이동시키는 스텝;
    배기관을 통해 챔버 내의 감압을 재개하는 동시에, 배기관을 유통하는 기체에 순수를 혼합시키는 스태틱믹서와 상기 스태틱믹서의 상류측에 순수를 주입하는 주입부를 구비하는 혼합수단에 의해 순수를 혼합시키는 스텝;
    상기 혼합수단의 하류에서 기액 분리를 위한 필터, 필터를 냉각하는 냉각파이프, 분리한 액체를 배출하는 제1 배출부 및 분리한 기체를 배출하는 제2 배출부를 구비하는 기액분리수단을 통해 기체와 액체로 분리하여 배출시키는 스텝을 포함하는 기판처리방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 분리하여 배출시키는 스텝에서는, 기액분리수단 내의 용제농도값에 따라 상기 주입부로의 순수 유량을 증감시키는 기판처리방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분리하여 배출시키는 스텝 후에, 상기 기액분리수단으로부터 배출된 기체를 액화수단으로 압축 및 냉각하는 스텝을 더 갖추는 기판처리방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 액화수단은, 상기 기액분리수단으로부터 배출되는 기체를, 유로를 조인 오리피스로 유통시켜, 이 오리피스의 외주면(外周面)으로부터 기체를 냉각하여, 액화된 용제를 오리피스의 하류측으로 흘러내리게 하는 기판처리방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 액화수단은, 상기 기액분리수단으로부터 배출되는 기체를, 유로 내에서 냉각하여, 액화된 용제를 흘러내리게 하는 기판처리방법.
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