KR101367701B1 - 액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 방사광의 투과에 의해 내부의 액체가 가열되는 액체 저류조 또는 도관의 온도를 감시할 수 있는 액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
반사광을 방사하는 램프 히터와, 상기 램프 히터를 내부 공간에 삽입 관통시킬 수 있는 원통 형상을 가지며, 상기 방사광을 투과하는 재료로 형성되는 원통 부재와, 상기 원통 부재의 외주부를 따라 배치되고, 상기 방사광에 의해 내부에 흐르는 액체를 가열하는 액체 통류부와, 상기 액체 통류부를 외측에서 덮고, 상기 방사광을 반사하는 반사판과, 상기 반사판의 외부에 부착되는 제1 온도 센서를 포함하는 액체 가열 유닛이 개시된다.

Description

액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID HEATING UNIT, LIQUID PROCESSING APPARATUS COMPRISING THE SAME, AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은, 반도체 기판이나 플랫 패널 디스플레이용 기판 등의 피처리체를 처리하기 위해서 액체를 가열하는 액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 때에는, 이들의 제조에 이용하는 기판을 세정하는 공정이 적절하게 행해진다. 세정 공정에서는, 세정액이 기판을 향해 토출되고, 그 세정액에 의해 기판에 흡착된 잔류물 등이 씻겨진다. 세정 효과를 높이기 위해서 세정액을 가열하는 경우도 많고, 그 가열을 위해 액체 가열용 가열 유닛이 이용되고 있다(예컨대 특허문헌 1).
특허문헌 1에 기재되는 용액 가열 장치는, 예컨대 수은등이나 할로겐 램프 등의 용액을 방사 가열할 수 있는 램프 히터와, 광투과성 및 내(耐)약품성을 갖는 석영으로 형성되고, 램프 히터가 배치되는 중공부를 갖는 원통 형상의 용액조를 포함하고 있다. 용액조에는, 용액의 흡입구와 배출구가 설치되고, 흡입구로부터 용액조로 유입되는 용액이, 중공부에 배치되는 램프 히터에 의해 정해진 온도로 가열되며, 배출구로부터 배출되어 액처리 장치로 공급된다.
일본 특허 공개 제2003-90614호 공보
액체 가열용 액체 가열 유닛에서 액체를 단시간에 가열하기 위해, 할로겐 램프로부터의 방사광에 대하여 석영보다도 투과성이 높은 PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체)에 의해 액체 저류조 또는 도관을 형성하는 경우가 있다. 이에 따라, PFA를 투과한 방사광이 액체에 흡수되어 액체가 효율적으로 가열된다. 이와 같이 할로겐 램프로부터의 방사광은 PFA를 투과하기 때문에, 방사광에 의해 PFA 그 자체가 고온으로 가열되는 경우는 거의 없다. 그러나, PFA 주위의 부재가 할로겐 램프로부터의 방사광에 의해 가열되면, 융점 이상의 온도로 PFA가 가열될 우려가 있다.
그런데, 할로겐 램프로부터의 방사광을 투과하는 재료로 구성되는 부재의 온도는, 할로겐 램프로부터의 방사광에 영향을 받아 정확히 측정할 수 없기 때문에, 액체 저류조 또는 도관의 온도를 감시하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 방사광의 투과에 의해 내부의 액체가 가열되는 액체 저류조 또는 도관의 온도를 감시할 수 있는 액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 방사광을 방사하는 램프 히터와, 상기 램프 히터를 내부 공간에 삽입 관통시킬 수 있는 원통 형상을 가지며, 상기 방사광을 투과하는 재료로 형성되는 원통 부재와, 상기 원통 부재의 외주부를 따라 배치되고, 상기 방사광에 의해 내부에 흐르는 액체를 가열하는 액체 통류부(通流部)와, 상기 액체 통류부를 외측에서 덮고, 상기 방사광을 반사하는 반사판과, 상기 반사판의 외부에 부착되는 제1 온도 센서, 그리고 상기 제1 온도 센서와 전기적으로 접속되는 온도 조정기를 포함하고, 상기 온도 조정기는, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정되는 상기 반사판의 온도가, 상기 원통 부재의 온도와 상기 반사판의 온도와의 상관 관계에 기초한 기준 온도를 초과할 때에 신호를 발생시키는 것인 액체 가열 유닛이 제공된다.
삭제
본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 액체 가열 유닛과, 상기 액체 가열 유닛의 상기 액체 통류부와 접속되는 순환 라인과, 상기 순환 라인으로부터 분기되는 공급 라인과, 상기 공급 라인이 접속되고, 이 공급 라인으로부터 공급되는 액체에 의해 피처리체를 처리하는 액처리 유닛을 포함하는 액처리 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 제1 양태의 액체 가열 유닛으로 피처리체의 처리에 이용되는 액체를 공급하고, 이 액체를 정해진 온도로 가열하는 단계와, 상기 액체 가열 유닛에 의해 정해진 온도로 가열된 상기 액체의 온도를 측정하는 단계와, 상기 액체 가열 유닛에 의해 정해진 온도로 가열된 상기 액체를, 상기 피처리체를 처리하는 액처리 유닛으로 공급하는 단계와, 상기 측정하는 단계에 의해 측정된 상기 액체의 온도가 정해진 온도보다도 낮은 경우에 상기 액처리 유닛의 동작을 정지시키는 단계를 포함하는 액처리 방법이 제공된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방사광의 투과에 의해 내부의 액체가 가열되는 액체 저류조 또는 도관의 온도를 감시할 수 있는 액체 가열 유닛, 이것을 포함하는 액처리 장치 및 액처리 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액체 가열 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 액체 가열 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태의 제1 변형예에 따른 액체 가열 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태의 제2 변형예에 따른 액체 가열 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 액처리 장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 액처리 장치에 포함되는 액처리 유닛을 설명한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시형태에 대해서 설명한다. 첨부된 전체 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
(제1 실시형태)
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 액체 가열 유닛(10)은, 케이스(11)와, 케이스(11)의 내면에 부착된 부착 지그(12)에 의해 유지되어 거의 원통형의 형상을 갖는 반사판[13(13a, 13b)]과, 반사판(13)의 내면측에 배치되며, 나선형으로 감긴 튜브(14)와, 나선형 튜브(14)의 내측에 설치되는 원통관(15)과, 원통관(15)의 거의 중심축을 따라 케이스(11)의 외측으로까지 연장되는 램프 히터(16)를 포함한다.
케이스(11)는, 예컨대, 스테인리스 스틸이나 알루미늄 등의 금속으로 제작되며, 거의 직방체의 형상을 갖고 있다(도 1에서는 내부 구조를 도시하기 때문에, 케이스(11)의 2개의 면의 도시를 생략하고 있음). 또한, 케이스(11)의 내부에는 단열 구조(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이에 따라, 케이스(11) 자체가 과도하게 가열되는 일은 없다. 또한, 케이스(11)의 대향하는 1쌍의 면에는, 각각 플랜지부(15a)가 부착되어 있고, 이들 플랜지부(15a)에 의해 원통관(15)이 유지되어 있다. 또한, 한 쪽의 플랜지부(15a)에는 냉각 가스의 도입관(11i)(도 2)이 설치되고, 다른 쪽의 플랜지부(15a)에는 대응하는 배기관(11o)(도 2)이 설치되어 있으며, 이들을 통해서, 원통관(15)의 내부에 냉각 가스(예컨대 실온 정도의 질소 가스)를 공급할 수 있다. 이에 따라, 램프 히터(16) 및 원통관(15)이 과도하게 승온되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 원통관(15)은, 구체적으로는 석영으로 제작되는 것이 바람직하다.
원통관(15)의 외주부에 감기는 나선형의 튜브(14)는, 예컨대 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 제작된다. PFA는, 예컨대 석영 등에 비하여, 램프 히터(16)로부터의 방사광에 대하여 높은 투과율을 갖고 있기 때문에, PFA로 튜브(14)를 제작하면, 그 내부에 흐르는 액체의 가열에 유리하다. 또한, 튜브(14)는, 액체의 유입관(14i) 및 유출관(14o)을 가지며, 도시하지 않은 펌프에 의해 송출되는 액체가 유입관(14i)으로부터 튜브(14)로 유입되고, 유출관(14o)으로부터 유출된다. 또한, 유출관(14o)에는 3방향 조인트(14j)가 설치되어 있다. 3방향 조인트(14j)에서의 액체의 유출 방향과 교차하는 방향으로부터, O링이나 정해진 배관 부재를 이용하여 온도 센서(TC)가 삽입되어 있고, 온도 센서(TC)에 의한 온도 측정을 통해서 튜브(14) 내에 흐르는 액체의 온도가 제어된다. 이 온도 센서(TC)는, 백금 온도 측정 저항체나 서미스터 등의 온도 측정 저항체여도 좋지만, 열전대인 것이 바람직하다.
또한, 액체는, 예컨대 이소프로필알코올(IPA), 탈이온수(DIW) 등이어도 좋다.
튜브(14)의 주위를 덮도록 배치되는 반사판(13)은, 예컨대 스테인리스 스틸이나 알루미늄 등의 금속으로 제작할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 튜브(14) 및 원통관(15)의 부착의 편의로부터, 반사판(13)은, 하부 반사판(13a) 및 상부 반사판(13b)으로 분리할 수 있고, 부착 지그(12)에 의해 일체로 부착되어 전체적으로 원통 형상을 갖고 있다. 반사판(13)은, 램프 히터(16)로부터의 방사광을 반사하고, 튜브(14) 내에 흐르는 액체를 보다 효율적으로 가열하는 데 이바지한다. 반사판(13)의 내면은 예컨대 경면(鏡面)으로 연마되어도 좋다.
또한, 반사판(13)은, 그 내측의 튜브(14)에 접하거나 또는 근접하여 설치되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 튜브(14)는 원통관(15)의 외주부에 감겨져 있기 때문에, 튜브(14)는 원통관(15)에도 접하거나 또는 근접하고 있다. 튜브(14) 내에 흐르는 액체는, 주로, 튜브(14)를 투과하는, 램프 히터(16)로부터의 방사광을 흡수함으로써 가열되는 한편, 튜브(14)가 반사판(13) 및 원통관(15)에 접하거나 또는 근접하고 있기 때문에, 반사판(13) 및 원통관(15)으로부터 튜브(14)에의 열전도에 의해서도 가열될 수 있다. 즉, 본 실시형태의 구성에 따르면, 튜브(14) 내에 흐르는 액체는 효율적으로 가열된다.
또한, 반사판(13)의 외주면에는 온도 센서(17)가 부착되어 있다. 온도 센서(17)로서는, 백금 온도 측정 저항체나 서미스터 등의 온도 측정 저항체나 열전대를 이용할 수 있다. 온도 센서(17)는 온도 조정기(21)에 전기적으로 접속되어 있다.
램프 히터(16)는, 수은등이나 할로겐 램프 히터여도 좋고, 케이스(11)의 외측에서 지그(16a)에 의해 지지되어 있다. 램프 히터(16)의 전극(16e)에는, 전원(22)이 접속되고(도 2 참조), 이 전원(22)으로부터의 전력에 의해 램프 히터(16)가 점등되며, 그 방사광에 의해 튜브(14) 내에 흐르는 액체가 가열된다. 램프 히터(16)와 전원(22)으로 구성되는 회로에는 차단기(23)가 설치되어 있고, 차단기(23)는 온도 조정기(21)와 전기적으로 접속되어 있다. 반사판(13)의 온도가 정해진 기준 온도보다 높아지면, 온도 조정기(21)로부터 차단기(23)에 대하여 신호가 출력되고, 이 신호를 입력한 차단기(23)는, 전원(22)으로부터 램프 히터(16)에의 전력 공급을 차단한다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이 원통관(15)이 과도하게 가열되는 것이 억제된다.
전술한 구성을 갖는 액체 가열 유닛(10)에 있어서는, 램프 히터(16)로부터의 방사광은, 석영으로 형성되는 원통관(15)을 투과하고, PFA로 형성되는 튜브(14)를 투과하여 튜브(14) 내에 흐르는 액체에 의해 흡수된다. 이에 따라 액체가 가열된다. 액체의 온도는, 튜브(14)의 유출관(140)에 설치된 온도 센서에 의해 감시되고, 전원(22)으로부터 램프 히터(16)에 공급되는 전력을 조정함으로써 액체의 온도가 정해진 온도로 제어된다. 이에 따라, 액체 가열 유닛(10)이 접속되는 액처리 장치 등에 대하여 정해진 온도의 액체를 공급할 수 있게 된다.
여기서, 방사광이 원통관(15)을 투과할 때에는, 원통관(15)을 구성하는 석영이 방사광을 조금이라도 흡수하기 때문에, 원통관(15)도 또한 가열되게 된다. 램프 히터(16) 자체의 온도는 약 800℃에서 약 1000℃까지의 온도로까지 도달하기 때문에, 원통관(15)도 또한 이 정도의 온도까지 가열될 가능성이 있다. 석영의 내열 온도는 1500℃ 정도이기 때문에, 원통관(15)이 열에 의해 변형되거나 파손되거나 하는 일은 거의 없다. 그런데, 튜브(14)를 구성하는 PFA의 융점은 315℃ 정도이기 때문에, 1000℃ 정도까지 가열된 원통관(15)에 의해 튜브(14)가 가열되면, 튜브(14)에는 변형이나 파손이 생길 우려도 있다. 그래서, 튜브(14)의 보호를 위해 튜브(14)의 온도를 감시하는 것이 바람직하다. 그러나, 램프 히터(16)로부터의 방사광이 조사되고, 게다가 그 방사광이 투과하는 튜브(16)의 온도를 온도 센서로 측정하려고 해도 정확히 측정할 수 없다. 또한, 원통관(15)의 온도를 온도 센서로 측정하는 경우에도, 마찬가지로, 정확한 온도 측정이 어렵다.
그러나, 본 실시형태에 의한 액체 가열 유닛(10)에 따르면, 튜브(14)를 둘러싸도록 배치되는 반사판(13)의 외주면에 부착된 온도 센서(17)에 의해 반사판(13)의 온도를 측정하는 것을 통해, 튜브(14) 및 튜브(14)보다도 램프 히터(16)에 가깝게, 보다 고온으로 가열될 수 있는 원통관(15)의 온도를 감시할 수 있게 된다. 즉, PFA의 융점보다도 예컨대 10℃∼30℃ 낮은 온도로 온도 조정기(21)의 기준 온도를 설정해 둠으로써, 반사판(13)의 온도가 기준 온도를 초과했을 때에, 차단기(23)에 의해, 램프 히터(16)에의 전력 공급이 차단된다. 따라서, 원통관(15) 나아가서는 튜브(14)가 과도하게 가열되는 것을 억제할 수 있게 된다.
또한, 튜브(14)보다 내측에 설치되고, 램프 히터(16)에 가까운 원통관(15)의 온도는, 튜브(14)나 반사판(13)의 온도보다도 높아지기 때문에, 원통관(15)의 온도와 반사판(13)의 온도와의 상관 관계를 구하여, 이것에 기초하여 전술한 기준 온도를 결정하여도 좋다. 단, 본 실시형태에 있어서 원통관(15)은 석영으로 제작되어 있고, 램프 히터(16)로부터의 방사광으로 가열되는 석영제(製) 원통관(15)의 온도를 측정하는 것은 어렵다. 그래서, 램프 히터(16)에 의해 튜브(14)에 흐르는 액체를 가열하면서 반사판(13)의 온도를 측정하고, 이 온도가 안정된 후에, 램프 히터(16)를 소등하며, 소등 직후의 원통관(15)의 온도를 미리 설치한 온도 센서 등으로 측정하여, 이 측정 온도를 원통관(15)의 온도로 하는 방법으로, 원통관(15)의 온도와 반사판(13)의 온도의 상관 관계를 미리 취득해 두는 것이 바람직하다. 이것에 따르면, 튜브(14)보다도 온도가 높아지는 원통관(15)의 온도가, 예컨대 PFA의 융점보다도 10℃∼30℃ 낮은 온도가 된 것을, 반사판(13)에 부착한 온도 센서(17)에 의해 반사판(13)의 온도를 감시함으로써 파악할 수 있다.
또한, 액체 가열 유닛(10)에 있어서는, 튜브(14)가 원통관(15)에 감겨져 있기 때문에, 튜브(14)가 휘어 램프 히터(16)에 접하여, 램프 히터(16)가 파손되거나 하는 일이 없다. 또한, 만일, 튜브(14)로부터 액체가 누설된 경우에도, 램프 히터(16)의 주위에 원통관(15)이 배치되어 있기 때문에, 누설된 액체가 램프 히터(16)에 튀는 일이 없어 램프 히터(16)의 파손을 막을 수 있다.
또한, 액체 가열 유닛(10)에서는, 액체가 흐르는 튜브(14)를 둘러싸도록 반사판(13)을 설치하고 있기 때문에, 튜브(14)(또는 그 간극)를 투과한, 램프 히터(16)로부터의 방사광이 반사판(13)에 의해 반사되어 튜브(14)에 조사되기 때문에, 액체가 보다 효율적으로 가열된다.
(제1 실시형태의 변형예 1)
도 3을 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 액체 가열 유닛(10)의 변형예 1에 대해서 설명한다. 도 3은 변형예 1의 액체 가열 유닛(10a)을 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 액체 가열 유닛(10a)은, 액체가 흐르는 튜브(14a)가 이중 나선형으로 원통관(15)에 감겨져 있는 점에서 액체 가열 유닛(10)과 상이하며, 다른 구성에 있어서 액체 가열 유닛(10)과 실질적으로 동일하다. 램프 히터(16)로부터의 반사광에 대한 흡수율이 낮은 액체를 이용하는 경우에는, 이와 같이 이중 나선형으로 감겨진 튜브(14a)에 따르면, 반사광을 흡수하기 쉬워지기 때문에, 효율적으로 액체를 가열할 수 있다.
또한, 변형예 1의 액체 가열 유닛(10a)에서도, 반사판(13)의 외주면에 부착된 온도 센서(17)에 의해 반사판(13)의 온도가 측정되며, 이 측정을 통해서, 튜브(14a) 및 원통관(15)의 온도를 감시할 수 있다. 그리고, 반사판(13)의 온도가 정해진 기준 온도를 초과한 경우에, 램프 히터(16)에의 전력 공급을 차단할 수 있다. 즉, 변형예 1의 액체 가열 유닛(10a)에 의해서도, 액체 가열 유닛(10)과 동일한 효과가 제공된다.
(제1 실시형태의 변형예 2)
다음에, 도 4를 참조하면서, 제1 실시형태에 따른 액체 가열 유닛(10)의 변형예 2에 대해서 설명한다. 도 4는, 변형예 2의 액체 가열 유닛(10b)을 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 액체 가열 유닛(10b)은, 액체 가열 유닛(10)에 있어서의 튜브(14) 대신에 액체조(18)를 갖고 있다. 이 점을 제외하고, 액체 가열 유닛(10b)은, 액체 가열 유닛(10)과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 있다. 액체조(18)는, 원환형상을 갖는 상면 및 하면에 의해 밀봉된 이중 원통관의 형상을 가지며, 예컨대 PFA로 제작되어 있다. 또한, 상면 및 하면에는 각각 액체의 유입관(18i) 및 유출관(18o)이 설치되어 있다. 액체는, 유입관(18i)으로부터 액체조(18)로 유입되고, 액체조(18)에 있어서 램프 히터(16)에 의해 정해진 온도로 가열되며, 유출관(18o)으로부터 유출된다. 액체조(18)의 내측 공간에는 원통관(15)이 삽입 관통되어 있고, 액체조(18)는 원통관(15)에 의해 내측으로부터 유지되어 있다.
이와 같이 구성되는 액체 가열 유닛(10b)에 있어서도, 반사판(13)의 외주면에 부착된 온도 센서(17)에 의해 반사판(13)의 온도가 측정되며, 이 측정을 통해 액체조(18) 및 원통관(15)의 온도를 감시할 수 있다. 그리고, 반사판(13)의 온도가 정해진 기준 온도를 초과한 경우에, 램프 히터(16)에의 전력 공급을 차단할 수 있다. 즉, 변형예 2의 액체 가열 유닛(10b)에 의해서도, 액체 가열 유닛(10)과 동일한 효과가 제공된다.
(제2 실시형태)
계속해서, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 액처리 장치에 대해서 설명한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 액처리 장치(100)는, 제1 실시형태에 따른 액체 가열 유닛(10)과, 액체 가열 유닛(10)의 튜브(14)(도 1 또는 도 2 참조)와 함께 폐쇄된 액체 유로를 형성하는 순환 라인(40)과, 순환 라인(40)의 도중에 설치되며, 액체 가열 유닛(10) 및 순환 라인(40) 내에서 액체를 순환시키는 펌프(46)와, 펌프(46)보다도 상류측에 설치되는 저류 탱크(46t)를 갖고 있다. 또한, 액처리 장치(100)에는, 순환 라인(40)으로부터 분기된 복수 개의 공급 라인(30)과, 복수 개의 공급 라인(30)에 대응하여 설치되며, 각 공급 라인(30)이 접속되는 복수 개의 액처리 유닛(50)과, 복수 개의 공급 라인(30)의 각각으로부터 3방향 밸브(38a)를 통해 분기되는 복수 개의 복귀 라인(35)이 설치되어 있다. 또한, 각 복귀 라인(35)에는, 3방향 밸브(38a)에 인접하여 개폐 밸브(38b)가 설치되어 있다.
또한, 각 복귀 라인(35)은, 서로 합류하여 펌프(46)의 상류측에서 순환 라인(40)에 접속되어 있다. 이 접속점의 상류에는 제1 릴리프 밸브(39b)가 설치되고, 한편, 이 접속점의 상류에서의 순환 라인(40)에는 제2 릴리프 밸브(39a)가 설치되어 있다. 제1 및 제2 릴리프 밸브(39b, 39a)에 의해 복귀 라인(35)에 있어서의 액체의 압력이, 순환 라인(40)에 있어서의 액체의 압력보다도 낮아지도록 제어된다. 또한, 순환 라인(40), 공급 라인(30) 및 복귀 라인(35)에 단열 부재를 설치하여 이들에 흐르는 액체의 온도 저하를 저감시키는 것이 바람직하다.
3방향 밸브(38a)는, 순환 라인(40)으로부터 액처리 유닛(50)으로 액체가 흐르는 제1 경로와, 순환 라인(40)으로부터 복귀 라인(35)으로 액체가 흐르는 제2 경로가 택일적으로 형성되도록 전환된다. 또한, 개폐 밸브(38b)는, 3방향 밸브(38a)가 제1 경로를 형성하는 경우에 폐쇄되고, 3방향 밸브(38a)가 제2 경로를 형성하는 경우에 개방된다. 이와 같이 3방향 밸브(38a)와 개폐 밸브(38b)가 협동함으로써, 순환 라인(40)으로부터 공급 라인(30)을 통해서 액처리 유닛(50)으로 액체가 공급되어 액처리에 이용되며, 액처리 유닛(50)에서 액처리가 행해지지 않을 때에, 액체는, 공급 라인(30)으로부터 복귀 라인(35)을 경유하여 다시 순환 라인(40)으로 되돌아간다.
액처리 유닛(50)은, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 예컨대 매엽식의 웨이퍼 세정 유닛이어도 좋다. 도시한 예에서, 액처리 유닛(50)은, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 유지하여 회전시키는 서셉터(52S)와, 서셉터(52S) 상에 지지핀(52P)을 통해 지지되는 웨이퍼(W)에 액체를 공급하는 디스펜서(62)와, 서셉터(52S) 및 디스펜서(62)를 수용하는 케이스(54)를 갖고 있다.
디스펜서(62)는, 거의 수평 방향으로 연장되는 아암(62A)과, 아암(62A)을 유지하여 회동시키는 샤프트(62S)를 갖고 있다. 샤프트(62S)가 도시하지 않는 구동 기구에 의해 회동하면, 아암(62A)은, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 서셉터(52S) 상의 웨이퍼(W)의 거의 중앙 상측의 제1 위치와, 서셉터(52S)보다도 외측의 상측의 제2 위치 사이에서 이동할 수 있다. 또한, 아암(62A)의 선단에는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이 관통 구멍에는, 순환 라인(40)으로부터 분기된 공급 라인(30)의 토출부(30T)가 결합되어 있다.
아암(62A)이 상기 제1 위치로 이동하면, 3방향 밸브(38a) 및 개폐 밸브(38b)가 상기 제1 경로를 형성하고, 공급 라인(30)의 토출부(30T)로부터 액체가 웨이퍼(W)를 향해 공급된다. 이 때, 웨이퍼(W)는 서셉터(52S)에 의해 회전하고 있고, 웨이퍼(W)로 공급된 액체는, 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에서 외측을 향해 흐른다. 이 흐름과 액체가 갖는 용해성에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 세정된다.
재차, 도 5를 참조하면, 액처리 장치(100)는, 액처리 유닛(50), 3방향 밸브(38a), 개폐 밸브(38b) 등, 액처리 장치(100)의 구성 부품 또는 부재를 제어하는 제어부(45)를 갖고 있다. 또한, 제어부(45)는, 액체 가열 유닛(10)의 튜브(14)의 유출관(14o)(도 1 참조)에 삽입된 온도 센서와 전기적으로 접속되어 있고, 튜브(14)에 흐르는 액체의 온도[즉, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 온도]를 감시하고 있다. 이 온도가, 액처리 유닛(50)에서의 처리에 필요한 온도보다도 낮아졌을 경우, 제어부(45)는, 액처리 유닛(50)의 동작을 정지하고, 3방향 밸브(38a) 및 개폐 밸브(38b)가 제2 경로[순환 라인(40)→공급 라인(30)→복귀 라인(35)]를 형성하도록 제어한다. 이에 따라, 처리 효과(세정 효과)가 낮은 상태로 웨이퍼(W)가 처리(세정)된다고 하는 사태를 피할 수 있다.
또한, 제어부(45)는, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 온도에 의해서만, 액처리 유닛(50)의 동작을 계속할지 정지할지를 판단할 수 있다. 즉, 액체 가열 유닛(10)에 있어서의 액체의 온도는, 액체 가열 유닛(10)의 튜브(14)의 유출관(14o)의 온도 센서(도시하지 않음)와, 온도 조정기(21)와, 램프 히터(16)와, 그 전원(22)에 의해 제어된다. 또한, 액체 가열 유닛(10)의 온도 센서(17)에 의해 측정되는 반사판(13)의 온도가 기준 온도를 초과하면, 램프 히터(16)에의 전력 공급이 차단되지만, 이것도 액체 가열 유닛(10)에 있어서 제어된다. 따라서, 액체 가열 유닛(10)의 램프 히터(16)에의 전력 공급이 차단된 경우에도, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 액체의 온도가 액처리 유닛(50)에서의 처리에 필요한 온도 범위 내에 있을 때에, 액처리 유닛(50)은 동작을 계속하여도 좋다. 또한, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 액체의 온도가 액처리 유닛(50)에서의 처리에 필요한 온도 범위로 유지되는 동안에, 액체 가열 유닛(10)의 반사판(13)의 온도를 측정하고, 그 온도가 정해진 기준 온도보다도 낮은 온도가 되었다고 판단된 경우에는 램프 히터(16)에의 전력 공급을 재개할 수 있어 액처리 유닛(50)에 있어서의 처리를 계속하는 것도 가능해진다.
또한, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 액체의 온도가 액처리 유닛(50)에서의 처리에 필요한 온도 범위로 유지되는 동안에, 액체 가열 유닛(10)의 반사판(13)의 온도를 측정하고, 그 온도가 정해진 기준 온도보다도 낮은 온도가 되었을 경우에는, 낮은 온도가 된 시점에서 즉시 램프 히터(16)에의 전력 공급을 재개하지 않으며, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서의 액체의 온도가, 액처리 유닛(50)에서의 처리에 필요한 온도 범위의 하한으로부터 정해진 온도만큼 높은 온도(또는 이것보다 낮은 온도)가 된 것이 판단된 시점에서 램프 히터(16)에의 전력 공급을 재개하도록 하여도 좋다. 이 경우의 정해진 온도는, 예컨대 1℃∼5℃여도 좋다.
또한, 액체의 온도는, 액체 가열 유닛(10)의 출구에서 측정하는 것에 한정되지 않고, 입구에서 측정되어도 좋으며, 튜브(14) 내의 정해진 위치에서 측정하여도 좋다.
또한, 도시는 생략하지만, 액처리 장치(100)에는, 액처리 유닛(50)에서 소비되는 액체를 보충하기 위한 보충 라인이 순환 라인(40)에 접속되어도 좋다. 보충 라인은 저류 탱크(46t)에 대하여 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 순환 라인(40)에 버퍼조를 설치하고, 여기에 보충 라인을 접속하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 보충 라인을 통해서 실온 정도의 액체를 보충하여도 액체 온도의 저하를 막을 수 있게 된다.
다음에, 도 1 및 도 5 등을 적절하게 참조하면서, 전술한 바와 같이 구성되는 액처리 장치(100)의 동작(액처리 방법)에 대해서 설명한다.
우선, 펌프(46)를 기동함으로써, 액체 가열 유닛(10)의 튜브(14) 및 순환 라인(40)의 내부에 액체를 순환시킨다. 액체 가열 유닛(10)의 램프 히터(16)에 전원(22)으로부터 전력이 공급되고, 램프 히터(16)가 점등되어 방사광이 발생된다. 이 방사광은, 원통관(15)과 튜브(14)를 투과하여 튜브(14) 내에 흐르는 액체에 흡수되고, 이에 따라 액체가 가열된다. 가열된 액체의 온도는, 튜브(14)의 유출관(14o)(도 1 참조)에 설치된 도시하지 않은 온도 센서에 의해 측정된다. 이 측정 결과에 기초하여 전원(22)이 제어되며, 액체의 온도가 정해진 온도, 즉, 액처리 유닛(50)에서 행해지는 처리에 필요한 온도보다 높은 온도로 유지된다. 이 동안, 액처리 장치(100)의 3방향 밸브(38a) 및 개폐 밸브(38b)는, 순환 라인(40)으로부터 공급 라인(30) 및 복귀 라인(35)을 경유하여 순환 라인(40)으로 되돌아가는 경로(제2 경로)를 형성하고 있고, 순환 라인(40)을 흐르는 액체의 일부는 제2 경로를 흐르고 있다.
액체의 온도가 정해진 온도로 유지된 것이 확인된 후, 정해진 타이밍에서 3방향 밸브(38a) 및 개폐 밸브(38b)가 제어부(45)에 의해 제어되며, 액체가 액처리 유닛(50)으로 공급된다. 액처리 유닛(50)에서는, 제어부(45)에 의한 제어 하에, 디스펜서(62)의 아암(62A)이, 서셉터(52S) 상에 지지핀(52P)을 통해 유지되는 웨이퍼(W)의 거의 중앙의 상측으로 이동하고 있고, 이 선단(30T)으로부터 액체가 웨이퍼(W)에 대하여 공급되어 웨이퍼(W)가 처리(세정)된다. 액처리 유닛(50)에 있어서의 처리(세정)가 종료되면, 3방향 밸브(38a) 및 개폐 밸브(38b)가 전환되어 액체가 제2 경로를 흐르고, 이에 따라, 액처리 유닛(50)에의 액체의 공급이 정지된다. 그리고, 액처리 유닛(50)에 있어서 처리된 웨이퍼(W)가 반출되고, 다음 웨이퍼(W)가 반입되면, 다시 처리(세정)가 시작된다. 이와 같이 하여 액처리 장치(100)에 있어서 웨이퍼(W)의 처리가 행해진다.
웨이퍼를 액처리하는 동안, 액체 가열 유닛(10)에 있어서는, 반사판(13)의 온도의 측정을 통해서 튜브(14) 및/또는 원통관(15)의 온도가 감시되고 있고, 반사판(13)이 기준 온도를 초과한 경우에, 차단기(23)에 의해 램프 히터(16)에의 전력 공급이 차단된다. 차단된 경우에도, 액체의 온도가 정해진 온도 이상으로 유지되는 동안은, 액처리 장치(100)에 있어서의 액처리는 중단되지 않고 계속되며, 정해진 온도보다도 낮아진 시점에서 액처리 유닛(50)의 동작이 정지된다.
이상, 몇 개의 실시형태를 참조하면서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 실시형태에 한정되지 않고, 첨부된 특허청구범위에 비추어 다양하게 변형 또는 변경할 수 있다.
예컨대, 제2 실시형태에 따른 액처리 장치(100)는, 액체 가열 유닛(10) 대신에 액체 가열 유닛(10a, 10b)을 갖고 있어도 좋다. 또한, 액처리 장치(100)에 있어서의 액처리 유닛(50)은, 매엽식의 웨이퍼 세정 유닛에 한정되지 않고, 배치식의 세정조여도 좋다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 액체 가열 유닛에 의해 가열되어 웨이퍼의 처리에 이용되는 액체는, IPA나 DIW에 한정되지 않고, 웨이퍼를 건조시키기 위해서 사용되는 액체나, 반도체나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에 있어서 가열하여 사용되는 약액이어도 좋은 것은 물론이다. 또한, 피처리체로서의 웨이퍼(W)는, 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, FPD용 유리 기판이어도 좋다.
10, 10a, 10b : 액체 가열 유닛 11 : 케이스
12 : 부착 지그 13(13a, 13b) : 반사판
14, 14a : 튜브 15 : 원통관
16 : 램프 히터 17 : 온도 센서
18 : 액체조 21 : 온도 조정기
22 : 전원 23 : 차단기
30 : 공급 라인 35 : 복귀 라인
40 : 순환 라인 46 : 펌프
50 : 액처리 유닛 100 : 액처리 장치

Claims (14)

  1. 방사광을 방사하는 램프 히터와,
    상기 램프 히터를 내부 공간에 삽입 관통시킬 수 있는 원통 형상을 가지며, 상기 방사광을 투과하는 재료로 형성되는 원통 부재와,
    상기 원통 부재의 외주부를 따라 배치되고, 상기 방사광에 의해 내부에 흐르는 액체를 가열하는 액체 통류부(通流部)와,
    상기 액체 통류부를 외측에서 덮고, 상기 방사광을 반사하는 반사판과,
    상기 반사판의 외부에 부착되는 제1 온도 센서, 그리고
    상기 제1 온도 센서와 전기적으로 접속되는 온도 조정기
    를 포함하고, 상기 온도 조정기는, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정되는 상기 반사판의 온도가, 상기 원통 부재의 온도와 상기 반사판의 온도와의 상관 관계에 기초한 기준 온도를 초과할 때에 신호를 발생시키는 것인 액체 가열 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체 통류부는, 상기 원통 부재의 내열 온도보다도 낮은 융점과, 상기 원통 부재의 상기 방사광에 대한 투과율보다도 높은 투과율을 갖는 것인 액체 가열 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 통류부는, 상기 원통 부재의 외주부에 나선형으로 감기는 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체로 형성되는 튜브인 것인 액체 가열 유닛.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체 통류부에 설치되고, 상기 방사광에 의해 가열되는 액체의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함하는 액체 가열 유닛.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 램프 히터에 전력을 공급하는 전력 공급 라인에 설치되고, 상기 신호를 입력하며, 상기 램프 히터에의 전력 공급을 차단하는 차단기를 더 포함하는 액체 가열 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 액체 가열 유닛과,
    상기 액체 가열 유닛의 상기 액체 통류부와 접속되는 주(主)공급 라인과,
    상기 주공급 라인으로부터 분기되는 공급 라인과,
    상기 공급 라인이 접속되고, 이 공급 라인으로부터 공급되는 액체에 의해 피처리체를 처리하는 액처리 유닛
    을 포함하는 액처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 액체 가열 유닛에 의해 가열되는 액체의 온도가, 상기 액처리 유닛에 있어서의 처리에 필요한 온도 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하는 액처리 장치.
  8. 제5항에 기재된 액체 가열 유닛과,
    상기 액체 가열 유닛의 상기 액체 통류부와 접속되는 주공급 라인과,
    상기 주공급 라인으로부터 분기되는 공급 라인과,
    상기 공급 라인이 접속되고, 이 공급 라인으로부터 공급되는 액체에 의해 피처리체를 처리하는 액처리 유닛, 그리고
    상기 액체 가열 유닛에 의해 가열되는 액체의 온도가, 상기 액처리 유닛에 있어서의 처리에 필요한 온도 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 제1 온도 센서에 의해 측정되는 상기 반사판의 온도가, 상기 기준 온도를 초과하고, 상기 차단기에 의해 상기 램프 히터에의 전력 공급이 차단된 경우에도, 상기 액체 가열 유닛에 의해 가열되는 액체의 온도가, 상기 액처리 유닛에 있어서의 처리에 필요한 온도 범위 내라고 상기 제어부에 의해 판단되었을 때에는, 상기 액처리 유닛의 동작이 계속되는 것인 액처리 장치.
  9. 제1항에 기재된 액체 가열 유닛으로 피처리체의 처리에 이용되는 액체를 공급하고, 이 액체를 정해진 온도로 가열하는 단계와,
    상기 액체 가열 유닛에 의해 정해진 온도로 가열된 상기 액체의 온도를 측정하는 단계와,
    상기 액체 가열 유닛에 의해 정해진 온도로 가열된 상기 액체를, 상기 피처리체를 처리하는 액처리 유닛에 공급하는 단계
    를 포함하는 액처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정되는 상기 반사판의 온도가 상기 기준 온도를 초과한 경우에도, 상기 액체 가열 유닛에 의해 가열되는 액체의 온도가, 상기 액처리 유닛에 있어서의 처리에 필요한 온도 범위 내라고 제어부에 의해 판단되었을 때에, 상기 액처리 유닛의 동작을 계속하는 단계를 더 포함하는 액처리 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 액체 가열 유닛에 있어서의 상기 반사판의 온도가 상기 기준 온도보다도 높은 경우에, 상기 램프 히터에의 전력 공급을 차단하는 단계를 더 포함하는 액처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 차단하는 단계 이후에, 상기 제1 온도 센서에 의해 상기 반사판의 온도를 측정하는 단계와,
    상기 측정하는 단계에서 측정되는 상기 반사판의 온도가 상기 기준 온도보다도 낮은지 여부를 판단하는 단계와,
    상기 판단하는 단계에서, 반사판의 온도가 상기 기준 온도보다도 낮다고 판단되었을 때에, 상기 램프 히터에의 전력 공급을 재개하는 단계를 더 포함하는 액처리 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 차단하는 단계 이후에, 상기 제1 온도 센서에 의해 상기 반사판의 온도를 측정하는 단계와,
    상기 반사판의 온도를 측정하는 단계에서 측정된 온도가 상기 기준 온도 이하인지 여부를 판단하는 제1 판단 단계와,
    상기 제1 판단 단계에서, 상기 측정된 온도가 상기 기준 온도 이하라고 판단된 경우에, 상기 액체 가열 유닛에 의해 가열되는 액체의 온도가, 상기 액처리 유닛에 있어서의 처리에 필요한 온도 범위의 하한보다도 정해진 온도만큼 높은 온도 이하인지 여부를 판단하는 제2 판단 단계와,
    상기 제2 판단 단계에 있어서, 상기 액체의 온도가, 상기 정해진 온도만큼 높은 온도 이하라고 판단된 경우에, 상기 액체 가열 유닛의 상기 램프 히터에의 전력 공급을 재개하는 단계를 더 포함하는 액처리 방법.
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