KR101213375B1 - 처리액 혼합 장치, 기판 처리 장치, 처리액 혼합 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼합조에서 생성되는 처리액의 혼합 비율을 일정하게 유지하는 것을 과제로 한다.
우선 배출 밸브(23, 24, 25)를 개방하고, 공급 밸브(26～31)를 폐쇄하여, 원료 액체 A, B, C를 배출 밸브(23, 24, 25)로부터 외부에 배출한다. 그 후, LFC(20, 21, 22)가 검출하는 원료 액체 A, B, C의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 배출 밸브(23, 24, 25)를 폐쇄하고, 공급 밸브(17, 29, 31)를 개방하여, 공급 밸브(17, 29, 31)를 통해 원료 액체 A, B, C를 제2 혼합조(3)에 공급한다.

Description

처리액 혼합 장치, 기판 처리 장치, 처리액 혼합 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체{APPARATUS FOR MIXING A PROCESSING SOLUTION, APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE, METHOD FOR MIXING A PROCESSING SOLUTION, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 복수 종류의 원료 액체를 소정의 비율로 혼합하여 처리액을 생성하는 처리액 혼합 장치, 처리액 혼합 방법, 처리액 혼합 프로그램을 저장하는 기억 매체, 및 처리액 혼합 장치를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정 패널 등의 제조 공정에는, 세정이나 에칭 등과 같이, 처리액을 피처리체에 도포하거나, 혹은 피처리체를 처리액에 침지하여 행하는 액처리 공정이 있다. 이러한 액처리 공정에서 사용되는 처리액은 복수 종류의 원료 액체를 소정의 비율로 혼합하여 생성된다. 처리액에는, 예컨대, 세정 공정에서 사용되는 주요 처리액만도, 하기의 표에 나타낸 바와 같은 여러 종류의 것이 있다.
[표]
명칭 혼합비율 용도
암모니아수 과산화수소수
혼합용액		 NH4OH:H202:H20
=1:1:5(체적비)		 파티클 제거
유기산 제거
염산 과산화수소수 혼합용액 HCl:H2O2:H20
=1:1:5(체적비)		 금속 오염물 제거
황산 과산화수소수 혼합용액 H2SO4:H2O2
=4:1(체적비)		 유기 오염물 제거
금속 오염물 제거
플루오르화수소산 HF(0.5～10%정도) Si(자연)산화막 제거
금속 오염물 제거(Cu 제거)
완충 플루오르화수소산 용액 HF:NH4F=7:1 Si(자연)산화막 제거
이러한 여러 종류의 처리액을 미리 생성하여, 플랜트 내의 각 기판 처리 장치에 공급하고자 하면, 처리액 별로 전용의 배관이 필요하게 되고, 그 결과 플랜트 내부가 다수의 배관에 의해 혼잡해지기 때문에 현실적이지 않다. 그래서, 플랜트에는 처리액의 원료가 되는 원료 액체를 각 기판 처리 장치에 공급하는 배관을 설치하고, 각 기판 처리 장치에는 처리액 혼합 장치를 구비하여, 이 기판 처리 장치에 필요한 처리액을 생성하고 있다.
또한, 처리액의 혼합 비율(농도)을 일정하게 유지하기 위해, 여러 종류의 원료 액체가 혼합되는 혼합조와, 이 혼합조에 복수 종류의 원료 액체를 각각 미리 설정된 양만큼 공급하는 유량 제어 수단과, 이 유량 제어 수단에 의해 공급량이 설정된 각 원료 액체의 상기 혼합조에 대한 공급 시간이 동일하게 되도록 제어하는 공급 시간 제어 수단을 구비하는 처리액 혼합 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-275569호 공보
특허문헌 1에 기재된 처리액 혼합 장치는, 혼합조에 공급되는 각 원료 액체의 총량[=적산(積算) 유량]을 소정의 양으로 유지하며, 각 원료 액체의 혼합조에 대한 공급 시간이 동일하게 되도록 제어하고 있지만, 각 원료 액체의 혼합조에 대한 공급 유량을 일정하게 유지하는 것과 같은 배려는 이루어져 있지 않다.
또한 일반적으로, 유량 제어 수단은, 원료 액체의 송출을 개시하고 나서 서서히 유량이 증가하여, 설정 유량에 도달하면, 이후로는 일정 유량의 송출이 계속되게 한다. 또한, 송출을 개시하고 나서 소정의 송출 유량에 도달하는 데 걸리는 시간은, 설정 유량이 커지면 길어지는 경향이 있다.
이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 처리액 혼합 장치에서는, 공급 시간의 임의의 시점에서, 혼합조에 공급되는 각 원료 액체의 유량의 비율은, 처리액의 혼합 비율과 반드시 일치하는 것은 아니었다. 특히, 공급 시간의 초기에 있어서는, 설정 유량이 큰 원료 액체의 유량은 설정 유량에 도달하지 않고, 설정 유량이 작은 원료 액체의 유량은 설정 유량에 도달하기 때문에, 설정 유량이 작은 원료 액체의 유량이 상대적으로 커진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 혼합조에서 생성되는 처리액의 혼합 비율(농도)을 일정하게 유지할 수 있는 처리액 혼합 장치, 처리액 혼합 방법, 기판 처리 장치, 및 처리액 혼합조를 제어하는 프로그램을 저장하는 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 처리액 혼합 장치는, 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와, 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과, 상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와, 상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브와, 상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하며, 그 후, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 제어 수단을 구비하는 것이다.
또한, 상기 제어 수단은, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 제어 수단은, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하며, 정해진 시간이 경과하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
삭제
또한, 상기 제어 수단은 상기 유량 조정 수단의 설정 유량이 큰 순서대로, 상기 배출 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 전술한 처리액 혼합 장치를 구비하는 것이다.
본 발명에 따른 처리액 혼합 방법은, 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와, 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과, 상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와, 상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브를 구비하는 처리액 혼합 장치를 이용하는 처리액 혼합 방법에 있어서, 상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하며, 그 후, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 것이다.
또한, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하고, 정해진 시간이 경과하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
삭제
또한, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량이 큰 순서대로, 상기 배출 밸브를 개방하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 기억 매체는, 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와, 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과, 상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와, 상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브를 구비하는 처리액 혼합 장치를 제어하는 컴퓨터에서 실행되는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 컴퓨터에, 상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하는 단계와, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하며, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 단계를 실행시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 모든 원료 액체의 유량이 설정 유량에 도달한 후에, 원료 액체를 혼합조에 공급하기 때문에, 원료 액체의 공급 개시 초기부터 소정의 혼합 비율(농도)의 처리액이 생성된다.
또한, 복수의 유량 제어 수단의 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체의 송출을 개시함으로써, 특정 원료 액체의 유량이 설정 유량에 도달한 후, 다른 원료 액체 유량이 설정 유량에 달할 때까지, 혼합조에 대한 원료 액체의 공급을 대기하는 시간이 작거나, 혹은 대기할 필요가 없다. 이 때문에, 특정 원료 액체의 폐기량을 최소로 할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 개념적인 구성도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 원료 액체 A, 원료 액체 B, 원료 액체 C를 혼합하여 처리액을 생성하는 제1 및 제2 혼합조(2, 3)에 폐쇄 루프형의 왕복 유로(4, 5)를 각각 연통 연결하고, 각 왕복 유로(4, 5)에 유출 유로(6, 7)의 시단부와 유입 유로(8, 9)의 종단부를 각각 연통 연결하며, 유출 유 로(6, 7)의 종단부와 유입 유로(8, 9)의 시단부 사이에 공통의 순환 유로(10)를 연통 연결하고, 이 순환 유로(10)에 기판 처리 장치(1)의 처리 대상인 웨이퍼(11)를 처리액으로 처리하기 위한 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)를 각각 연통 연결하고 있다.
제1 및 제2 혼합조(2, 3)에는, 도시하지 않은 A, B, C액 공급원으로부터 송출되는 원료 액체 A, B, C를 개별적으로 공급하는 A액 공급 유로(14), B액 공급 유로(15) 및 C액 공급 유로(16)가 연통 연결되고, 상기 A, B, C액 공급원과 제1 및 제2 혼합조(2, 3) 사이에는 송출 밸브(17, 18, 19)가 구비되어, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)에 대한 원료 액체 A, B, C의 송출을 개시/정지시킨다.
A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)의 송출 밸브(17, 18, 19)와 제1 및 제2 혼합조(2, 3) 사이에는, LFC(유량 제어기)(20, 21, 22), 배출 밸브(23, 24, 25) 및 공급 밸브(26～31)가 구비되어 있다.
LFC(20, 21, 22)는, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)에 원료 액체 A, B, C가 제어부(32)에서 설정된 유량(설정 유량)만큼 흐르도록 조정하고, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C의 유량을 검출하여 제어부(32)에 피드백하는 장치이다. 즉, LFC(20, 21, 22)는 유량 조정 수단의 기능과, 유량 검출 수단의 기능을 겸비하고 있다.
배출 밸브(23, 24, 25) 및 공급 밸브(26～31)는 제어부(32)에 의해 개폐 제어되는 밸브이며, 배출 밸브(23, 24, 25)가 개방되어, 공급 밸브(26～31)가 폐쇄되면, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C는 외부에 배출 된다. 반대로, 배출 밸브(23, 24, 25)가 폐쇄되어, 공급 밸브(26～31)가 개방되면, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C는 제1 및 제2 혼합조(2, 3)에 공급된다. 즉, 배출 밸브(23, 24, 25) 및 공급 밸브(26～31)의 개폐를 선택함으로써, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C의 유출 지점을 변경할 수 있다. 또한, 송출 밸브(17, 18, 19)도 제어부(32)에 의해 개폐 제어된다.
왕복 유로(4, 5)는 왕로(往路)측 유로(33, 34)와 귀로측 유로(35, 36)로 구성되며, 왕로측 유로(33, 34)에는 히터(37, 38), 펌프(39, 40) 및 개폐 밸브(41, 42)가 순서대로 구비되어 있다. 이들 히터(37, 38), 펌프(39, 40) 및 개폐 밸브(41, 42)는 제어부(32)에 접속되어, 구동 제어 혹은 개폐 제어된다.
왕로측 유로(33, 34)의 펌프(39, 40)와 개폐 밸브(41, 42) 사이에는, 유출 유로(6, 7)의 시단부가 접속되며, 유출 유로(6, 7)는 개폐 밸브(43, 44)를 구비하고 있다. 개폐 밸브(43, 44)는 제어부(32)에 접속되어, 개폐 제어된다.
또한, 귀로측 유로(35, 36)에는 유입 유로(8, 9)의 종단부가 접속되며, 유입 유로(8, 9)는 개폐 밸브(45, 46)를 구비하고 있다. 개폐 밸브(45, 46)는 제어부(32)에 접속되어, 개폐 제어된다.
또한, 유출 유로(6, 7)의 종단부는 상호 접속되며, 그 접속 부분에는, 순환 유로(10)의 시단부가 접속되어 있다. 또한, 유입 유로(8, 9)의 시단부도 상호 접속되며, 그 접속 부분에 순환 유로(10)의 종단부가 접속되어 있다. 이에 따라, 왕복 유로(4, 5), 유출 유로(6, 7) 및 유입 유로(8, 9)를 통해 제1 및 제2 혼합조(2, 3)에 순환 유로(10)를 공통으로 연통시키고 있다.
순환 유로(10)의 종단부에는 내부의 처리액의 농도를 검출하기 위한 농도 센서(47)가 구비되며, 농도 센서(47)는 제어부(32)에 접속되어 있다.
또한, 순환 유로(10)의 중도부에는 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)의 공급 유로(48, 49)가 접속되며, 공급 유로(48, 49)는 개폐 밸브(50, 51)를 구비하고 있다. 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13) 및 개폐 밸브(50, 51)는 제어부(32)에 접속되어, 구동 제어 혹은 개폐 제어된다.
기판 처리 장치(1)는, 이상과 같이 구성되어, 제어부(32)에 설치한 기억 매체(32a)(메모리, 하드디스크, 디스크형 메모리 등)에 저장된 처리액 공급 프로그램에 따라, 처리액의 혼합 생성 및 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 대한 공급 동작을 실행한다.
도 2는 처리액 공급 프로그램에 따른 처리액의 공급 동작을 보여주는 흐름도이다. 이하, 도 2를 참조하면서, 처리액 공급 프로그램에 따른 처리액의 공급 동작을 설명한다. 또한, 기판 처리 장치(1)는, 제1 혼합조(2)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하고 있는 상태와, 제2 혼합조(3)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하고 있는 상태를 교대로 전환하여 운전되지만, 여기서는 제1 혼합조(2)에서의 처리액의 생성이 완료되어, 제1 혼합조(2)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하는 상태에서, 제2 혼합조(3)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하는 상태로 전환하는 경우에 대해서 설명한다.
[제1 혼합조 공급 단계(S1)]
처리액 공급 프로그램에서는, 우선 제1 혼합조(2)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급한다.
이때, 제어 장치(32)는 펌프(39)를 구동하며, 왕복 유로(4)의 개폐 밸브(41)를 폐쇄 상태로 하고, 유출 유로(6)의 개폐 밸브(43), 유입 유로(8)의 개폐 밸브(45)를 개방 상태로 하며, 공급 유로(48, 49)의 개폐 밸브(50, 51)를 개폐하여, 제1 혼합조(2)→왕로측 유로(33)→유출 유로(6)→순환 유로(10)→유입 유로(8)→귀로측 유로(35)→제1 혼합조(2)의 순서로 처리액을 유동시키고, 순환 유로(10)로부터 공급 유로(48, 49)를 통해 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급한다.
[제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)]
제1 혼합조(2)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 제2 혼합조(3)에서는, 원료 액체 A, B, C를 소정의 비율로 혼합하여 처리액을 생성하며, 생성된 처리액을 조온(調溫) 교반한다.
우선, 제어 장치(32)는 소정의 유량을 설정하며, 다음에 배출 밸브(23, 24, 25)를 개방 상태로, 공급 밸브(26～31)는 폐쇄 상태로 한다. 송출 밸브(17, 18, 19)로부터 송출되는 원료 액체 A, B, C는 배출 밸브(23, 24, 25)를 통하여 외부에 배출된다.
배출 밸브(23, 24, 25)를 개방하면, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C의 유량은 서서히 증가하여, 이윽고 설정 유량에 도달한다. 원료 액체 A, B, C의 유량이 설정 유량에 도달한 것을, LFC(20, 21, 22)에서 검출하면, 제어부(32)는 배출 밸브(23, 24, 25)를 폐쇄하는 동시에 공급 밸브(27, 29, 31)를 개방하여, 원료 액체 A, B, C를 제2 혼합조(3)에 공급한다. 이 후, LFC(20, 21, 22)는 원료 액체 A, B, C의 유량이 설정 유량을 유지하도록 조정을 계속한다. 소정량의 처리액이 제2 혼합조(3)에 모이면, 제어 장치(32)는 공급 밸브(27, 29, 31)를 폐쇄하여, 원료 액체 A, B, C의 혼합조(3)에 대한 공급을 정지한다. 또한, 배출 밸브(23, 24, 25) 및 공급 밸브(27, 29, 31)의 개폐의 상세한 시퀀스는 후술한다.
제2 혼합조(3)에 소정량의 처리액이 모여, 원료 액체 A, B, C의 제2 혼합조(3)에 대한 공급을 정지하면, 제어부(32)는 히터(38)와 펌프(40)를 구동하며, 유출 유로(7)의 개폐 밸브(44), 유입 유로(9)의 개폐 밸브(46)를 폐쇄 상태로 하고, 왕복 유로(5)의 개폐 밸브(42)를 개방 상태로 하여, 제2 혼합조(3)→왕로측 유로(34)→귀로측 유로(36)→제2 혼합조(3)의 순서로 처리액을 유동시키고, 처리액을 조온 교반한다.
[처리액 전환 단계(S3)]
제1 혼합조(2) 내의 처리액이 부족해지면, 처리액의 공급원을 제1 혼합조(2)로부터 제2 혼합조(3)로 전환한다.
이때, 제어 장치(32)는 제1 혼합조(2)에 접속된 왕로측 유로(33)의 개폐 밸브(41)와 유출 유로(6)의 개폐 밸브(43)를 폐쇄 상태로 하며, 제2 혼합조(3)에 접속된 왕로측 유로(34)의 개폐 밸브(42)를 폐쇄 상태로, 유입 유로(9)의 개폐 밸 브(46)를 개방 상태로 하고, 또한 유입 유로(8)의 개폐 밸브(45)를 폐쇄 상태로 하며, 제2 혼합조(3)에 접속된 유출 유로(7)의 개폐 밸브(44)을 개방 상태로 하여, 제2 혼합조(3)→왕로측 유로(34)→유출 유로(7)→순환 유로(10)→유입 유로(9)→귀로측 유로(36)→제2 혼합조(3)의 순서로 처리액을 유동시킨다.
[제2 혼합조 공급 단계(S4)]
다음에, 제2 혼합조(3)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급한다.
공급 유로(48, 49)의 개폐 밸브(50, 51)를 개폐하여, 순환 유로(10)로부터 공급 유로(48, 49)를 통해 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급한다.
[제1 혼합조 처리액 생성 단계(S5)]
제2 혼합조(3)로부터 제1 및 제2 약액 처리부(12, 13)에 처리액을 공급하고 있는 동안에, 제1 혼합조(2)에서 새로운 처리액을 생성하며, 생성된 처리액을 왕복 유로(4)를 통해 순환시켜, 조온 교반한다.
우선, 제어 장치(32)는 배출 밸브(23, 24, 25)를 개방 상태로 한다. 이때, 공급 밸브(26～31)는 폐쇄 상태이기 때문에, 송출 밸브(17, 18, 19)로부터 송출되는 원료 액체 A, B, C는 배출 밸브(23, 24, 25)를 통하여 외부에 배출된다.
배출 밸브(23, 24, 25)를 개방하면, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C의 유량은 서서히 증가하여, 이윽고 설정 유량에 도달한다. 원료 액체 A, B, C의 유량이 설정 유량에 도달한 것을, LFC(20, 21, 22)에서 검출하면, 제어부(32)는 배출 밸브(23, 24, 25)를 폐쇄하는 동시에 공급 밸브(26, 28, 30)를 개방하여, 원료 액체 A, B, C를 제1 혼합조(2)에 공급한다. 그 후 LFC(20, 21, 22)는 원료 액체 A, B, C의 유량이 설정 유량을 유지하도록 조정을 계속한다. 소정량의 처리액이 제1 혼합조(2)에 모이면, 제어 장치(32)는 공급 밸브(26, 28, 30)를 폐쇄하여, 원료 액체 A, B, C의 제1 혼합조(2)에 대한 공급을 정지한다. 또한, 배출 밸브(23, 24, 25) 및 공급 밸브(26, 28, 30)의 개폐의 상세한 시퀀스는 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)와 마찬가지이다.
제1 혼합조(2)에 소정량의 처리액이 모여, 원료 액체 A, B, C의 제1 혼합조(2)에 대한 공급을 정지하면, 제어부(32)는 히터(37)와 펌프(39)를 구동하며, 유출 유로(6)의 개폐 밸브(43), 유입 유로(8)의 개폐 밸브(45)를 폐쇄 상태로 하고, 왕복 유로(4)의 개폐 밸브(41)를 개방 상태로 하여, 제1 혼합조(2)→왕로측 유로(33)→귀로측 유로(35)→제1 혼합조(2)의 순서로 처리액을 유동시키고, 처리액을 조온 교반한다.
이상, 설명의 편의를 위해, 처리액의 공급 동작을, 제1 혼합조(2) 내의 처리액을 약액 처리부(12, 13)에 공급하면서, 제2 혼합조(3)에서 처리액을 생성하는 단계에서 시작하여, 처리액의 공급원을 제1 혼합조(2)로부터 제2 혼합조(3)로 전환하는 단계로 진행하고, 제2 혼합조(3) 내의 처리액을 약액 처리부(12, 13)에 공급하면서, 제1 혼합조(2)에서 처리액을 생성하는 단계로 진행하는 예를 설명하였다. 기판 처리 장치(1)를 연속 운전하는 경우는, 이 후, 처리액의 공급원을 제2 혼합조(3)로부터 제1 혼합조(2)로 전환하는 단계를 거쳐, 재차, 제1 혼합조(2) 내의 처리액을 약액 처리부(12, 13)에 공급하면서, 제2 혼합조(3)에서 처리액을 생성하는 단계를 반복한다. 즉, 제1 혼합조(2)와 제2 혼합조(3)를 교대로 사용하여, 한쪽의 혼합조 내의 처리액을 약액 처리부(12, 13)에 공급하면서, 다른 쪽의 혼합조에서 처리액을 생성한다.
그런데, 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)에서의 각 밸브의 상세한 조작 시퀀스의 예를 설명하기 전에, 조작 시퀀스를 결정하기 위한 전제 조건을 가정한다. 즉, 다음과 같이 가정한다.
<1> 기판 처리 장치(1)에서 사용하는 처리액은, 예컨대 원료 액체 A, B, C를 용적비로, 3:6:8의 비율로 혼합하여 생성된다.
<2> 원료 액체 A, B, C를 상기 비율로 혼합하기 위해, 제1 또는 제2 혼합조(2, 3)에, 원료 액체 A, B, C를 각각 분당 12 리터, 24 리터 및 32 리터의 비율로 공급한다.
<3> 원료 액체 A의 송출을 개시하고 나서, 송출량이 분당 12 리터에 도달하기까지의 소요 시간은 약 5초이다. 원료 액체 B의 송출을 개시하고 나서, 송출량이 분당 24 리터에 도달하기까지의 소요 시간은 약 20초이다. 원료 액체 C의 송출을 개시하고 나서, 송출량이 분당 32 리터에 도달하여 안정되기까지의 소요 시간은 약 20초이다.
도 3은 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)에서의 각 밸브의 상세한 조작 시퀀스를 보여주는 흐름도이다. 또한, 도 4는 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)에서의 원료 액체 A, B, C의 유량의 시간 변화와 각 밸브의 조작 타이밍의 관계를 보여주는 타임 차트이다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하면서 각 밸브의 상세한 조작 시퀀 스를 설명한다.
[유량 설정 단계(S21)]
제어부(32)는 원료 액체 A, B, C의 유량을 각각 분당 12 리터, 24 리터 및 32 리터의 비율로 송출하도록 LFC(20, 21, 22)를 설정한다. 또한, 동일한 유량 설정으로 기판 처리 장치(1)를 연속 운전하는 경우는, 이 단계를 매회 실행할 필요는 없다.
[송출 개시 단계(S22)]
다음에 제어부(32)는 배출 밸브(23, 24, 25)를 개방한다. 이때, 공급 밸브(27～31)는 폐쇄되어 있기 때문에, 송출 밸브(17, 18, 19)로부터 송출되는 원료 액체 A, B, C는 배출 밸브(23, 24, 25)를 통하여 외부에 배출된다.
또한, 배출 밸브(23, 24, 25)를 개방하면, LFC(20, 21, 22)를 통하여 A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16)를 흐르는 원료 액체 A, B, C의 유량은 서서히 증가하여, 이윽고 설정 유량에 도달한다.
[공급 개시 단계(S23)]
LFC(20, 21, 22)가 검출하는 A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16) 내의 원료 액체 A, B, C의 유량이 모두 설정 유량에 도달하면, 제어부(32)는 배출 밸브(23, 24, 25)를 폐쇄하는 동시에 공급 밸브(27, 29, 31)를 개방하여, 원료 액체 A, B, C를 제2 혼합조(3)에 공급한다.
이상과 같이, 기판 처리 장치(1)는, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16) 내의 원료 액체 A, B, C의 유량이 모두 설정 유량에 도달하고 나서, A, B, C액 공급 유로(14, 15, 16) 내의 원료 액체 A, B, C를 제2 혼합조(3)에 공급하기 때문에, 공급 개시 직후부터 제2 혼합조(3)에는, 소정의 혼합 비율(농도)의 처리액이 생성된다. 이 때문에, 제2 혼합조 내의 처리액의 혼합 비율(농도)은 단시간에 균일해진다. 이 때문에, 처리액을 바로 약액 처리부(12, 13)에 공급 개시할 수 있다.
그런데, 전술한 송출 개시 단계(S22)에서는, 배출 밸브(23, 24, 25)를 동시에 개방하고 있다. 한편, 일반적으로 LFC(20, 21, 22)의 송출 개시로부터 설정 유량에 도달하는 데 걸리는 시간은, 설정 유량이 커짐에 따라 길어지는 경향이 있다. 예컨대, 전술한 예에서는, 송출 밸브(17)가 개방되고 나서 LFC(20)를 통하여 송출되는 원료 액체 A의 유량이 분당 12 리터에 도달하여 안정되기까지의 소요 시간은 약 5초이다. 이에 비하여, LFC(21)를 통하여 송출되는 원료 액체 B의 유량이 분당 24 리터에 도달하여 안정되기까지의 소요 시간과, LFC(22)를 통하여 송출되는 원료 액체 C의 유량이 분당 32 리터에 도달하여 안정되기까지의 소요 시간은 모두 약 20초이다. 그 때문에, 원료 액체 A의 유량이 설정 유량에 도달한 후에도, 원료 액체 B, C의 유량이 설정 유량에 달할 때까지, A액 공급 유로(14)에서는 배출 밸브(23)를 개방하여 원료 액체 A를 외부에 계속 배출하여야 한다.
그래서, 원료 액체 A, B, C의 유량이 동시에 설정 유량에 도달하도록, LFC(20, 21, 22)의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 송출 밸브(17, 18, 19)를 개방하도록 하면, 외부에 배출되는 원료 액체 A의 양을 삭감할 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시하는 바와 같이, 우선 송출 밸브(18, 19) 및 배출 밸브(24, 25)를 개방하여, 원료 액체 B, C의 송출을 개시하고, 그 15초 후에 송출 밸브(17) 및 배출 밸브(23)를 개방하여, 원료 액체 A의 송출을 개시하도록 하면, 배출 밸브(24, 25)의 개방으로부터 약 20초 후에, 원료 액체 A, B, C의 유량은 거의 동시에 설정 유량에 도달하므로, 원료 액체 A, B, C를 제2 혼합조(3)에 공급 개시할 수 있다. 이 때문에, 도 4에 도시한 조작 시퀀스에 비해서, 원료 액체 A의 배출 시간을 단축하여, 원료 액체 A의 손실을 삭감할 수 있다.
또한, 여기서는 원료 액체 A, B, C의 유량이 모두 설정 유량에 도달하였을 때에, 원료 액체 A, B, C의 혼합조에 대한 공급을 개시하는 예를 나타냈지만, 원료 액체 A, B, C의 유량이 모두 설정 유량에 도달하고 나서, 소정 시간이 더 경과한 후에, 원료 액체의 혼합조에 대한 공급을 개시하면, 원료 액체 A, B, C의 유량이 더 안정되므로, 처리액의 혼합 비율(농도)의 균일성이 더 향상된다.
또한, 본 실시형태에서는, 혼합조를 2기 구비하여, 2기의 혼합조를 교대로 사용함으로써, 처리액의 생성을 행하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 혼합조를 1기만 구비한 기판 처리 장치에도 적용이 가능하다.
또한, 본 발명의 처리액 혼합 장치는, 혼합한 처리액이 단시간에 균일화되기 때문에, 원료 액체의 공급 완료 후, 단시간에 처리액을 약액 처리부에 공급할 수 있다. 혹은, 혼합조에 원료 액체를 공급하면서, 이와 동시에 이 혼합조로부터 처리액을 약액 처리부에 공급할 수 있다. 이 때문에, 혼합조를 1기만 구비하는 경우, 혹은 2기 있는 혼합조 중 한쪽이 고장난 경우에도, 약액 처리의 중단 시간을 최소화할 수 있다. 혹은 약액 처리 장치를 무정지로 운전할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 개념적인 구성도이다.
도 2는 처리액 공급 프로그램에 따른 처리액의 공급 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 제2 혼합조 조온 교반 단계(S2)에서의 각 밸브의 상세한 조작 시퀀스를 보여주는 흐름도이다.
도 4는 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)에서의 원료 액체 A, B, C의 유량의 시간 변화와 각 밸브의 조작 타이밍의 관계를 보여주는 타임 차트이다.
도 5는 제2 혼합조 처리액 생성 단계(S2)에서의 각 밸브의 조작 타이밍의 개선예를 보여주는 타임 차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판 처리 장치
2 : 제1 혼합조
3 : 제2 혼합조
4, 5 : 왕복 유로
6, 7 : 유출 유로
8, 9 : 유입 유로
10 : 순환 유로
11 : 웨이퍼
12 : 제1 약액 처리부
13 : 제2 약액 처리부
14 : A액 공급 유로
15 : B액 공급 유로
16 : C액 공급 유로
17, 18, 19 : 송출 밸브
15 : B액 공급원
16 : C액 공급원
20, 21, 22 : LFC(유량 제어기)
23, 24, 25 : 배출 밸브
26～31 : 공급 밸브
32 : 제어부
33, 34 : 왕로측 유로
35, 36 : 귀로측 유로
37, 38 : 히터
39, 40 : 펌프
41～46 : 개폐 밸브
47 : 농도 센서
48, 49 : 공급 유로
50, 51 : 개폐 밸브

Claims (12)

  1. 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와,
    상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과,
    상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과,
    상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와,
    상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브와,
    상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하며, 그 후, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 제어 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하고, 정해진 시간이 경과하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량이 큰 순서대로, 상기 배출 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 처리액 혼합 장치를 구비하는 기판 처리 장치.
  6. 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와,
    상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과,
    상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과,
    상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와,
    상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브
    를 구비하는 처리액 혼합 장치를 이용하는 처리액 혼합 방법에 있어서,
    상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하며, 그 후, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 유량 검출 수단이 검출하는 유량이 모두 설정 유량에 도달하고, 정해진 시간이 경과하였을 때에, 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 상기 공급 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량이 큰 순서대로, 상기 배출 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 처리액 혼합 방법.
  10. 복수 종류의 원료 액체를 혼합하는 혼합조와,
    상기 복수 종류의 원료 액체의 공급원으로부터 상기 혼합조에 상기 복수 종류의 원료 액체를 개별적으로 공급하는 공급 유로에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 설정 유량으로 조정하는 유량 조정 수단과,
    상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단과,
    상기 공급 유로의 상기 유량 조정 수단과 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 흐르는 상기 원료 액체를 외부에 배출하는 배출 밸브와,
    상기 공급 유로의 상기 배출 밸브와 상기 혼합조 사이에서, 상기 공급 유로를 개폐하는 공급 밸브를 구비하는 처리액 혼합 장치를 제어하는 컴퓨터에서 실행되는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 있어서,
    상기 프로그램은, 컴퓨터에,
    상기 혼합조에 대한 상기 복수 종류의 원료 액체의 공급을 개시할 때에, 우선 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 유량 조정 수단의 설정 유량과 시간-유량 특성에 따른 시간차를 두고서, 원료 액체별로 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 개방하는 단계와,
    상기 유량 검출 수단이 검출하는 상기 복수 종류의 원료 액체의 유량이 모두 설정 유량에 도달한 후에, 각 공급 유로의 상기 배출 밸브를 폐쇄하고, 각 공급 유로의 상기 공급 밸브를 개방하는 단계
    를 실행시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
  11. 삭제
  12. 삭제
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