KR101396669B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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도모히로 다카하시
히로유키 아라키
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다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
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Abstract

기판 처리 장치는, 인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 순환 펌프, 순환용 히터, 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인과, 순환용 히터와 필터의 사이에서 순환 라인으로부터 분기되어, 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관과, 분기관에 연통 접속되어, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부를 구비하고 있는 기판 처리 장치이다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 유기 EL용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광 디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토 마스크용 기판, 태양 전지용 기판 등(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에 대해 처리를 행하는 기판 처리 장치에 관한 것이며, 특히, 인산 수용액 중에 기판을 침지시켜 처리하는 기술에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 장치로서, 처리조와 펌프와 히터와 필터를 구비해, 이들이 순환 라인을 구성하는 것이 있다. 처리조는 인산 수용액을 저류하고, 인산 수용액 중에 기판을 침지하여 기판에 처리를 실시한다. 처리조로부터 배출된 인산 수용액은, 펌프, 히터, 필터를 경유하여, 다시, 처리조에 되돌려진다. 이 순환 라인 상에는, 실리콘 농도계가 설치되어 있다. 실리콘 농도계는, 인산 수용액을 투과한 광에 기초하여, 특정 파장의 흡광도를 검출함으로써 실리콘 농도를 측정한다(예를 들어, 일본국 특허 공개 2008－103678호 공보에 개시된다).
이와 같이 구성된 기판 처리 장치는, 순환 라인을 흐르는 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정할 수 있다. 또, 그 측정 결과에 기초하여 인산 수용액의 실리콘 농도를 조정할 수 있다.
실리콘 농도의 조정에 대해 설명한다. 여기에서는, 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막이 형성된 기판에 대해, 실리콘 산화막을 남겨두고 실리콘 질화막을 선택적으로 에칭하는 처리를 예로 든다. 이 경우, 실리콘 농도가 높아질수록, 실리콘 질화막의 에칭 속도가 저하되고, 인산 수용액 중에 파티클이 증대하며, 인산 수용액의 수명이 짧아진다. 한편, 실리콘 농도가 낮아질수록, 실리콘 산화막까지 필요 이상으로 에칭된다(실리콘 질화막에 대한 에칭 선택비가 저하된다). 이로 인해, 실리콘 농도는, 실리콘 질화막의 에칭 속도의 저하를 억제하면서, 에칭 선택비의 저하를 억제할 수 있는 소정의 범위 내로 조정된다.
그러나, 이러한 구성을 가지는 종래예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 장치는, 인산 수용액의 흡광도에 기초하여 실리콘 농도를 추정하므로, 실리콘 농도의 측정 결과의 정밀도(精度)가 별로 높지 않다고 하는 문제점이 있다. 또, 흡광도는 인산 수용액의 온도의 영향을 받기 쉬우므로, 인산 수용액의 온도 변화가 클수록 측정 결과의 정밀도가 불안정해진다(고르지 않다)고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 정확히 측정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 열심히 연구한 결과, 다음과 같은 지견을 얻었다.
즉, 전위차 측정법에 의하면, 인산 수용액 중의 실리콘 농도의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 것을 알았다.
이 전위차 측정법은, 인산 수용액에 시약을 더하고, 그 용액에 측정 전극과 참조 전극을 각각 접촉시켜, 측정 전극과 참조 전극의 전위차를 측정함으로써, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정한다. 여기서, 시약이 더해진 용액은, 다시, 순환 라인에 되돌릴 수 없다. 따라서, 전위차 측정법에 따른 농도 측정부를 채용하는 경우, 종래 기술과 같이 순환 라인 상에 농도 측정부를 설치할 수 없는 것을 알았다. 또, 전위차 측정법에 따른 농도 측정부를 채용하는 경우, 순환 라인으로부터 뽑아내어진 인산 수용액의 온도가 저하되고, 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출될 우려가 있는 것을 알았다.
이상의 지견에 기초하여, 본 발명은 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명은, 기판 처리 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다：
인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
상기 순환용 히터와 상기 필터의 사이에서 상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
상기 분기관에 연통 접속되어, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 전위차 측정법에 따른 농도 측정부를 구비하고 있으므로, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 정확히 측정할 수 있다. 또, 분기관을 구비하고 있으므로, 순환 라인으로부터 농도 측정부로 보내진 인산 수용액은 순환 라인에 되돌아오지 않는다. 이로 인해, 농도 측정부에서 사용되는 시약 등이 순환 라인에 혼입될 우려가 없다. 또한, 분기관은, 순환용 히터와 필터의 사이에서 순환 라인으로부터 분기되어 있으므로, 순환 라인을 흐르는 인산 수용액의 일부를, 비교적 온도가 높은 상태로 뽑아낼 수 있다. 따라서, 추출된 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 실리콘 농도의 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 「상기 순환용 히터와 상기 필터의 사이」란, 순환용 히터와 필터를 연통 접속하는 관로 외에도, 순환용 히터 자체, 및, 필터 자체를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 분기관이 필터에 접합되어 있는 상태 등도, 「상기 순환용 히터와 상기 필터의 사이」에 해당한다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 순환 라인으로부터 추출된 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 샘플링용 히터를 구비하고 있으므로, 순환 라인으로부터 추출된 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
또, 본 발명은, 기판 처리 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다:
인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
상기 분기관에 연통 접속되어, 추출된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부；
상기 순환 라인으로부터 뽑아내어진 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 전위차 측정법에 따른 농도 측정부를 구비하고 있으므로, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 정확히 측정할 수 있다. 또, 분기관을 구비하고 있으므로, 순환 라인으로부터 농도 측정부로 보내진 인산 수용액은 순환 라인에 되돌아오지 않는다. 이로 인해, 농도 측정부에서 사용되는 시약 등이 순환 라인에 혼입될 우려가 없다. 또한, 샘플링용 히터를 구비하고 있으므로, 추출된 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 이 결과, 실리콘 농도의 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 샘플링용 히터는, 상기 분기관에 부착되어, 상기 분기관 내의 인산 수용액을 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 분기관을 흐르는 인산 수용액을 적절하게 가열할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 샘플링용 히터는, 상기 농도 측정부에 부착되어, 상기 농도 측정부 내의 인산 수용액 또는 이를 포함하는 용액을 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 만일 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되기 시작해도, 농도 측정부 내에 있어서 실리콘 등을 인산 수용액 또는 그 용액에 재용해시킬 수 있다. 따라서, 농도 측정부의 측정 정밀도가 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량(秤量)하는 칭량부를 구비하고, 상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정하며, 상기 샘플링용 히터는, 상기 칭량부에 부착되어, 상기 칭량부 내의 인산 수용액을 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 칭량부에서 칭량(계량)되는 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 인산 수용액의 체적을 정확히 칭량(계량)할 수 있다. 칭량부는 농도 측정부와는 별개로 설치되어 있으므로, 농도 측정부에 있어서 인산 수용액의 칭량을 행하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 농도 측정부가 실리콘 농도를 측정하는 시간을 단축할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량하는 칭량부를 구비하고, 상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액에 대해 실리콘 농도를 측정하는 것이 바람직하다. 칭량부를 농도 측정부와는 별개로 구비하고 있으므로, 농도 측정부에 있어서 인산 수용액의 칭량을 행하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 농도 측정부가 실리콘 농도를 측정하는 시간을 단축할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 칭량부는, 소정량의 인산 수용액을 저류하는 칭량 용기를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 칭량부는, 적절하게 인산 수용액을 칭량할 수 있다. 또, 이 발명에 있어서, 샘플링용 히터는, 칭량 용기에 부착되어, 칭량 용기 내의 인산 수용액을 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 칭량 정밀도가 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 칭량부는, 통형상을 가지는 시린지와, 상기 시린지 내를 기밀하게 슬라이드 이동하는 플런저와, 상기 플런저를 구동시켜, 소정량의 인산 수용액을 상기 시린지 내에 흡인시키며, 또한, 상기 시린지로부터 배출시키는 구동부를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 칭량부는, 적절하게 인산 수용액을 칭량할 수 있다. 또, 이 발명에 있어서, 샘플링용 히터는, 시린지에 부착되어, 시린지 내의 인산 수용액을 가열하는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 칭량 정밀도가 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
상기 서술한 발명에 있어서, 상기 처리조는, 인산 수용액을 저류하고, 기판을 침지하기 위한 내조와, 상기 내조로부터 흘러넘치는 인산 수용액을 회수하는 외조를 구비하고, 상기 필터는, 그 입구부와 출구부의 사이에 설치되는 필터 엘리먼트를 구비하며, 상기 순환 라인은, 상기 필터의 출구부와 상기 내조를 연통 접속하는 제1 배관과, 상기 필터의 입구부와 상기 외조를 연통 접속하는 제2 배관을 포함하며, 상기 분기관은 상기 제2 배관으로부터 분기되어 있는 것이 바람직하다. 제2 배관 내의 압력은 제1 배관에 비해 높다. 이 제2 배관으로부터 분기관이 분기되어 있으므로, 순환 라인으로부터 인산 수용액의 일부를 용이하게 뽑아낼 수 있다. 또, 제2 배관 내의 인산 수용액은, 필터 엘리먼트를 통과하고 있지 않으므로, 제1 배관 내의 인산 수용액에 비해 온도가 높다. 따라서, 보다 온도가 높은 상태로 인산 수용액을 추출할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 다음과 같은 발명도 개시하고 있다.
(1) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 샘플링용 히터에 의해 인산 수용액을 승온시키는 온도는, 상기 순환용 히터에 의해 인산 수용액을 승온시키는 온도와 대략 동일한 것이 바람직하다.
상기 (1)에 기재한 발명에 의하면, 순환 라인과 농도 측정부의 사이에서 인산 수용액의 조건을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 순환 라인을 흐르는 인산 수용액의 실리콘 농도를, 적절하게 파악할 수 있다.
(2) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 분기관의 도중에 설치되는 개폐 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 (2)에 기재한 발명에 의하면, 순환 라인 상에 개폐 밸브가 설치되어 있지 않으므로, 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출할 때에도, 순환 라인에 인산 수용액을 계속 흐르게 할 수 있다. 또, 순환 라인의 압력 손실이 증가하는 것을 억제할 수 있다.
(3) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 순환 라인과 상기 분기관의 접합부에 설치되어, 인산 수용액의 유로를 전환하는 전환 밸브를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 (3)에 기재한 발명에 의하면, 순환 라인과 분기관의 사이에서 인산 수용액의 유로를 적절하게 전환할 수 있다.
(4) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 농도 측정부는, 인산 수용액 및 시약이 공급되는 측정 용기와, 상기 측정 용기 내의 용액과 접촉하도록 설치되어 있는 측정 전극과, 상기 측정 용기 내의 용액과 접촉하도록 설치되어 있는 참조 전극과, 상기 측정 전극과 상기 참조 전극의 전위차를 측정하는 전위차 측정부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 (4)에 기재한 발명에 의하면, 실리콘 농도를 적절하게 측정할 수 있다.
(5) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 샘플링용 히터는, 상기 측정 용기에 부착되어, 상기 측정 용기 내의 용액을 가열하는 것이 바람직하다.
상기 (5)에 기재한 발명에 의하면, 만일 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되기 시작해도, 측정 용기 내에 있어서 실리콘 등을 재용해시킬 수 있다. 따라서, 농도 측정부의 측정 정도가 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(6) 상기 서술한 발명에 있어서, 상기 농도 측정부는, 또한, 상기 측정 용기에 연통 접속되어, 상기 측정 용기 내의 용액을 버리기 위한 배액관을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 (6)에 기재한 발명에 의하면, 농도 측정부에서 사용한 인산 수용액 등을 적절하게 버릴 수 있다.
발명을 설명하기 위해 현재에 적절하다고 생각되는 몇가지 형태가 도시되어 있으나, 발명이 도시된 대로의 구성 및 방책에 한정되는 것은 아님을 이해받고 싶다.
도 1은, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도,
도 2는, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도,
도 3은, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도,
도 4는, 실시예 4에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 도이다.
이하, 본 발명의 적절한 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 1을 설명한다.
실시예 1에서는, 인산과 순수를 혼합하여 얻어지는 인산 수용액 중에, 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막이 형성된 기판(예를 들어 반도체 웨이퍼)을 침지하고, 실리콘 질화막을 선택적으로 에칭 처리하는 장치를 예를 들어 설명한다.
도 1은, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도이다. 기판 처리 장치(1)에서는, 인산 수용액이 순환하는 순환 라인(3)을 구비하고 있다. 순환 라인(3)은, 처리조(11)와 순환 펌프(13)와 순환용 히터(15)와 필터(17)를 포함한다. 처리조(11)는 인산 수용액을 저류한다. 순환 펌프(13)는 인산 수용액을 압송한다. 순환용 히터(15)는 인산 수용액을 가열한다. 필터(17)는, 인산 수용액을 여과한다. 순환 라인(3)은 또한, 처리조(11), 순환 펌프(13), 순환용 히터(15) 및 필터(17)를 연통 접속하는 관로(18)를 구비하고 있다. 처리조(11)와 순환 펌프(13)의 사이의 관로(18)에는, 개폐 밸브(19)가 설치되어 있다. 개폐 밸브(19)도 순환 라인(3)의 한 요소이다.
이와 같이 구성되는 순환 라인(3)에 인산 수용액이 흐른다. 구체적으로는, 인산 수용액은, 처리조(11), 순환 펌프(13), 순환용 히터(15), 필터(17)의 순으로 흘러, 필터(17)로부터 처리조(11)에 되돌아온다.
처리조(11)는, 내조(21)와 외조(23)를 구비한다. 내조(21)는 인산 수용액을 저류한다. 내조(21) 내에는, 인산 수용액의 온도를 검출하는 온도 센서(25)가 설치되어 있다. 내조(21)의 저부에는, 관로(18)에 의해 필터(17)의 2차측과 연통 접속되어 있다. 외조(23)는, 내조(21)의 상측 가장자리의 외측에 설치되어, 내조(21)로부터 흘러넘친 인산 수용액을 회수한다. 외조(23)는, 관로(18)에 의해, 순환 펌프(13)의 1차측에 연통 접속되어 있다. 또한, 「2차측」이란, 인산 수용액이 흐르는 방향의 하류측과 같은 의미이다. 「1차측」은 「2차측」의 반대 방향이다.
기판 처리 장치(1)는, 기판(W)을 인산 수용액 중에 침지시키기 위한 리프터(27)를 구비하고 있다. 리프터(27)는, 복수매의 기판(W)을 기립 자세로 유지시키고, 내조(21)의 내부에 해당하는 「처리 위치」(도 1에 있어서 실선으로 도시하는 위치)와, 내조(21)의 상방에 해당하는 「수도(受渡) 위치」의 사이에서 기판(W)을 승강시킨다. 기판(W)이 처리 위치에 있을 때, 기판(W)은 내조(21) 내의 인산 수용액 중에 침지된다. 기판(W)이 수도 위치에 있을 때, 리프터(27)는 다른 반송 기구와의 사이에서 기판(W)을 수도할 수 있다.
기판 처리 장치(1)는, 또한, 순환 라인(3)으로부터 분기되는 분기관(31)과, 이 분기관(31)에 연통 접속되는 칭량부(41) 및 농도 측정부(51)를 구비하고 있다. 인산 수용액은, 순환 라인(3)과 접합하는 분기관(31)의 일단으로부터 타단을 향해 흐른다.
분기관(31)의 일단은, 순환용 히터(15)와 필터(17) 사이의 관로(18)에 연통 접속되어 있다. 분기관(31)의 타단은, 칭량부(41)에 접속되어 있다. 분기관(31)의 도중에는 개폐 밸브(32)가 설치되어 있다.
칭량부(41)는, 소정량(체적, 용적)의 인산 수용액을 칭량(계량)한다. 칭량부(41)는, 칭량 용기(43)와 오버플로우관(45)을 구비하고 있다. 칭량 용기(43)에는, 분기관(31)의 2차측으로부터 인산 수용액이 공급된다. 오버플로우관(45)은, 칭량 용기(43) 내의 인산 수용액의 양을 소정량으로 조정한다. 구체적으로는, 오버플로우관(45)은 칭량 용기(43)를 관통하도록 설치되어, 오버플로우관(45)의 일단측이 칭량 용기(43)의 내부로 삽입되어 있다. 오버플로우관(45)의 일단측에는, 소정의 높이 위치에 개구(45a)가 형성되어 있다. 칭량 용기(43) 내의 인산 수용액의 액위가 개구(45a)의 높이 위치를 넘으면, 인산 수용액은 개구(45a)를 통해 오버플로우관(45)에 유입하고, 칭량 용기(43)의 외부로 배출된다(버려진다). 이 결과, 칭량 용기(43)에는, 개구(45a)의 높이 위치에 따른 소정량의 인산 수용액을 초과하여 저류되지 않는다.
칭량부(41)와 농도 측정부(51)의 사이에는, 공급관(33)이 설치되어 있다. 공급관(33)의 일단은, 칭량 용기(43)에 연통 접속되어 있다. 공급관(33)의 도중에는 개폐 밸브(34)가 설치되어 있다.
농도 측정부(51)는, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정한다. 실리콘 농도란 실록산 등을 포함하는 실리콘 화합물의 농도이다.
농도 측정부(51)는, 측정 용기(53)와 시약 공급부(54)와 측정 전극(55)과 참조 전극(56)과 전위차 측정부(57)를 구비하고 있다. 측정 용기(53)에는, 공급관(33)의 타단으로부터 인산 수용액이 공급됨과 더불어, 시약 공급부(54)로부터 소정량의 시약이 공급된다. 시약 공급부(54)가 공급하는 시약의 양(체적) 및 농도는 이미 알려져 있다. 측정 전극(55)과 참조 전극(56)은 각각, 측정 용기(53) 내의 용액에 접촉하도록 설치되어 있다. 전위차 측정부(57)는, 측정 전극(55)과 참조 전극(56)의 전위차를 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 실리콘 농도를 측정한다.
상기 서술한 시약 등에 대해서는 적당히 선택할 수 있다. 예를 들어, 시약을 플루오르화물 이온으로 하고, 측정 전극(55)을 플루오르화물 이온 선택성 전극으로 하는 것이 예시된다. 이 경우, 플루오르화물 이온의 농도를 직접적으로 측정할 수 있다. 여기서, 플루오르화물 이온은 실리콘 화합물과 반응하고, 그에 따라 플루오르화물 이온의 농도가 저하된다. 즉, 플루오르화물 이온의 농도는 실리콘 농도와 적절하게 대응한다. 따라서, 플루오르화물 이온의 농도에 기초하여, 인산 수용액 중에 존재하고 있던 실리콘 농도를 정확히 측정할 수 있다(추정할 수 있다).
측정 용기(53)에는, 실리콘 농도를 측정한 용액을 배액하기 위한 배액관(35)이 연통 접속되어 있다. 배액관(35)에는 개폐 밸브(36)가 설치되어 있다. 개폐 밸브(36)를 개방하면, 측정 용기(53) 내의 용액은 배액관(35)을 통해 버려진다.
기판 처리 장치(1)는, 또한, 상기 서술한 각 구성을 통괄적으로 제어하는 제어부(61)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 제어부(61)에는, 온도 센서(25)의 검출 결과나 농도 측정부(51)의 측정 결과가 입력된다. 제어부(61)는, 이러한 검출 결과 등과, 처리 순서나 처리 조건을 규정한 레시피에 기초하여, 순환 펌프(13), 순환용 히터(15), 리프터(27), 개폐 밸브(19, 32, 34, 36), 전위차 측정부(57) 등을 제어한다. 제어부(61)는, 각종 처리를 실행하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)나, 연산 처리의 작업 영역이 되는 RAM(Random­Access Memory)이나, 레시피 등의 각종 정보를 기억하는 고정 디스크 등의 기억 매체 등을 구비하고 있다.
다음에, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)의 동작예를 설명한다. 여기에서는, 먼저 기판 처리를 행하고, 그 후에 농도 측정을 행하는 동작예를 설명한다.
1. 기판 처리
제어부(61)는, 개폐 밸브(19)를 개방시키고, 개폐 밸브(32, 34, 36)를 폐지(閉止)시킨 상태로, 순환 펌프(13)를 구동시킨다. 인산 수용액은 순환 펌프(13)에 의해 압송되어, 순환 라인(3)을 흐른다. 즉, 인산 수용액은, 처리조(11)(외조(23))로부터 배출된 후, 순환 펌프(13), 순환용 히터(15), 필터(17)의 순으로 흘러, 필터(17)로부터 처리조(11)(내조(21))에 다시 되돌아온다. 인산 수용액 중에 포함되는 이물이나 파티클은, 필터(17)에 의해 제거된다. 내조(21) 내에서는, 내조(21)의 저부로부터 상부로 향하는 인산 수용액의 업 플로우가 형성되어 있다. 내조(21)로부터 흘러넘친 인산 수용액은, 외조(23)로 흐른다.
제어부(61)는, 온도 센서(25)의 검출 결과에 기초하여, 내조(21) 내의 인산 수용액의 온도가 소정의 목표 온도(목표치)가 되도록 순환용 히터(15)를 제어한다. 목표치로서는, 예를 들어 160도가 예시된다. 다만, 목표치는, 이에 한정되지 않고, 그 외의 온도 또는 온도역으로 적당히 선택 변경할 수 있다. 내조(21) 내의 인산 수용액의 온도가 목표치로 안정되어 있을 때, 순환용 히터(15)가 인산 수용액에 공급하는 열량은, 순환 라인(3)을 일주하는 사이에 인산 수용액이 방출하는 방열량과 대략 동일한 열량이면 충분하다. 순환 라인(3)에 있어서의 인산 수용액의 온도 분포는, 순환용 히터(15)의 출구(2차측)에서 가장 높고, 순환용 히터(15)의 입구(1차측)에서 가장 낮다.
상기 서술한 바와 같이 인산 수용액이 순환 라인(3)을 흐르고 있는 상태에 있어서, 리프터(27)를 강하시킨다. 리프터(27)에 유지되는 복수의 기판(W)은 수도 위치로부터 처리 위치로 강하되어, 내조(21) 내의 인산 수용액 중에 침지된다. 이에 의해, 각 기판(W)에 형성된 실리콘 질화막의 에칭 처리가 시작된다. 소정 시간이 경과하면, 리프터(27)를 상승시킨다. 기판(W)이 처리 위치로부터 수도 위치로 상승하여, 인산 수용액으로부터 끌어 올려진다. 이에 의해, 복수의 기판(W)에 대한 에칭 처리가 종료된다.
2. 농도 측정
이어서, 순환 펌프(13)의 구동을 계속한 상태로, 개폐 밸브(32)를 개방한다. 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부는 분기관(31)에 유입한다. 분기관(31)에 유입한 인산 수용액은 칭량 용기(43)에 공급된다. 칭량 용기(43)에 저류되는 인산 수용액이 소정량을 초과하면, 오버플로우관(45)에 의해 칭량 용기(43)의 외부로 배출된다. 이 결과, 칭량 용기(43)에는 칭량된 소정량의 인산 수용액이 남는다.
이어서, 개폐 밸브(34)를 개방한다. 소정량의 인산 수용액이, 칭량 용기(43)로부터 공급관(33)을 통해 측정 용기(53)에 공급된다. 시약 공급부(54)는 소정량의 시약을 측정 용기(53)에 공급한다. 측정 용기(53) 내에서는, 인산 수용액과 시약이 혼합된다. 전위차 측정부(57)는, 측정 전극(55)과 참조 전극(56)의 전위차를 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 실리콘 농도를 측정한다. 측정이 종료되면 개폐 밸브(36)를 개방한다. 측정 용기(53) 내의 용액은 배액관(35)을 통해 배액된다.
제어부(61)는, 농도 측정부(51)에 따른 측정 결과에 기초하여, 순환 라인(3)을 흐르고 있는 인산 수용액 상태를 파악하고, 그 후의 처리 내용을 판단한다. 예를 들어, 실리콘 농도가 미리 설정된 소정 범위 내이면, 순환 라인(3)을 흐르고 있는 인산 수용액을 사용하여, 계속해서, 새로운 에칭 처리를 개시한다. 한편, 실리콘 농도가 소정 범위 내가 아니면, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액에 대해 실리콘 농도를 조정하는 처리, 혹은, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액을 교환하는 처리 등을 행한다.
이와 같이, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)에 의하면, 농도 측정부(51)는 전위차 측정법에 의해 실리콘 농도를 측정하므로, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 정확히 측정할 수 있다. 또, 전위차 측정법에 따른 실리콘 농도의 측정 정밀도는, 인산 수용액의 온도의 영향을 받기 어려우므로, 순환 라인(3)으로부터 추출한 인산 수용액이어도, 적절히 실리콘 농도를 측정할 수 있다.
또, 농도 측정부(51)는, 측정 용기(53), 측정 전극(55), 참조 전극(56) 및 전위차 측정부(57)를 구비하고 있으므로, 전위차 측정법에 따른 측정을 적절하게 행할 수 있다.
또, 농도 측정부(51)는 배액관(35)을 구비하고 있으므로, 측정 대상이 된 인산 수용액을 적절하게 버릴 수 있다. 이에 의해, 측정 대상이 된 인산 수용액이나 시약이 순환 라인(3)에 되돌아오는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 순환 라인(3)으로부터 분기되는 분기관(31)을 구비하고 있으므로, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부를 적절하게 뽑아낼 수 있다. 또, 농도 측정부(51)는, 분기관(31)에 의해 추출된 인산 수용액에 대해 농도 측정을 행하므로, 농도 측정부(51)에서 사용된 인산 수용액이나 시약이 순환 라인(3)에 혼입될 우려가 없다.
특히, 분기관(31)은 순환용 히터(15)와 필터(17)의 사이에 설치되는 관로(18)에 접합되어 있으므로, 순환용 히터(15)를 통과한 직후의 인산 수용액을 추출할 수 있다. 즉, 비교적 온도가 높은 상태로 인산 수용액을 추출할 수 있다. 따라서, 추출된 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되는 것을 적절하게 억제할 수 있다. 이 결과, 농도 측정부(51)의 측정 정밀도의 저하를 적절하게 억제할 수 있다. 또, 인산 수용액의 점도가 비교적 낮은(인산 수용액의 유동성이 비교적 높은) 상태로 인산 수용액을 추출할 수 있으므로, 인산 수용액을 용이하게 추출할 수 있다.
또, 분기관(31)에 설치되는 개폐 밸브(32)를 구비하고 있으므로, 순환 라인(3)에 인산 수용액을 흐르게 하면서, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부를 적절하게 뽑아낼 수 있다. 또, 순환 라인(3)에는 인산 수용액을 추출하기 위한 밸브류가 설치되어 있지 않으므로, 순환 라인(3)의 압력 손실이 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또, 농도 측정부(51)와는 별도로 칭량부(41)를 구비하고 있으므로, 인산 수용액의 칭량과 실리콘 농도의 측정을 서로 독립적으로 실행할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 측정 전에 인산 수용액의 칭량을 완료시켜 두는 등에 의해, 효율적으로 실리콘 농도를 취득할 수 있다. 또, 농도 측정부(51) 자체가 인산 수용액을 칭량하지 않아도 되기 때문에, 농도 측정부(51)의 기능·구성을 간소화할 수 있다.
또, 칭량부(41)는 칭량 용기(43)를 구비하고 있으므로, 인산 수용액을 적절하게 칭량할 수 있다.
[제2 실시예]
다음에, 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 도 2는, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도이다. 또한, 실시예 1과 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1)는, 실시예 1의 칭량부(41)에 대신하여, 칭량부(71)를 구비하고 있다. 칭량부(71)는, 분기관(31)으로부터 또한 분기되는 배관(37)에 연통 접속되어 있다. 배관(37)은, 개폐 밸브(32)의 2차측의 위치에서 분기관(31)으로부터 분기되어 있다. 배관(37)의 도중에는, 개폐 밸브(38)가 설치되어 있다. 분기관(31)의 도중에는, 또한 개폐 밸브(39)가 설치되어 있다. 개폐 밸브(39)는, 분기관(31)과 배관(37)의 접합부의 2차측에 배치되어 있다. 개폐 밸브(39)의 2차측에 해당하는 분기관(31)의 타단은, 농도 측정부(51)에 직접적으로 접속되어 있다.
칭량부(71)는, 시린지(73)와 플런저(75)와 구동부(77)를 구비하고 있다. 시린지(73)는 통형상을 가진다. 플런저(75)는, 시린지(73)의 내부에 설치되어 있다. 플런저(75)는, 시린지(73)에 대해 기밀하게 슬라이드 이동 가능하다(도 2에서는, 플런저(75)가 이동하는 방향 D1, D2를 모식적으로 도시한다). 플런저(75)가 방향 D1로 후퇴 이동하면, 시린지(73) 내에 인산 수용액이 흡인된다. 플런저(75)가 방향 D2로 전진 이동하면, 시린지(73) 외로 인산 수용액이 배출된다. 구동부(77)는, 플런저(75)를 진퇴 이동시킨다.
또, 기판 처리 장치(1)는, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터(81, 82, 83)를 구비하고 있다. 샘플링용 히터(81)는, 분기관(31)에 부착되어, 분기관(31) 내의 인산 수용액을 가열한다. 샘플링용 히터(82)는 칭량부(71)에 부착되어, 칭량부(71) 내의 인산 수용액을 가열한다. 구체적으로는, 샘플링용 히터(82)는, 시린지(73)에 부착되어, 시린지(73) 내의 인산 수용액을 가열한다. 샘플링용 히터(83)는 농도 측정부(51)에 부착되어, 농도 측정부(51) 내의 인산 수용액을 가열한다. 구체적으로는, 샘플링용 히터(83)는, 측정 용기(53)에 부착되어, 측정 용기(53) 내의 용액을 가열한다.
제어부(61)는, 또한, 상기 서술한 구동부(77), 개폐 밸브(38, 39), 샘플링용 히터(81 내지 83)를 제어한다. 샘플링용 히터(81 내지 83)의 제어에 관해서는, 제어부(61)는, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액의 온도가, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 온도와 대략 일치하도록 제어한다. 각 샘플링용 히터(81, 82, 83)의 목표치(인산 수용액의 목표 온도)는 각각, 순환용 히터(15)의 목표치와 같다.
다음에, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1)의 동작예를 설명한다. 기판 처리에 관해서는, 실시예 1과 같으므로 설명을 생략하고, 농도 측정의 동작예만을 설명한다.
제어부(61)는, 개폐 밸브(32, 38)를 개방시키고, 개폐 밸브(36, 39)를 폐지시킨 상태로, 구동부(77)를 제어하여 플런저(75)를 소정 위치까지 후퇴 이동시킨다(방향 D1로 이동시킨다). 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부는, 분기관(31)에 유입한다. 샘플링용 히터(81)는, 분기관(31)을 흐르는 인산 수용액을 가열한다. 인산 수용액은, 분기관(31)으로부터 배관(37)을 경유해 시린지(73) 내에 흡인된다. 시린지(73) 내에는, 플런저(75)의 이동량에 따른 소정량의 인산 수용액이 저류된다. 이와 같이 칭량된 시린지(73)의 인산 수용액은, 샘플링용 히터(82)에 의해 가열된다.
이어서, 제어부(61)는, 개폐 밸브(32, 36)를 폐지시키고, 개방 밸브(38, 39)를 개방시킨 상태로, 플런저(75)를 소정 위치까지 전진 이동시킨다(방향 D2로 이동시킨다). 시린지(73)로부터 소정량의 인산 수용액이 배출된다. 배출된 인산 수용액은 배관(37) 및 분기관(31)을 통해, 농도 측정부(51)로 흐른다. 샘플링용 히터(81)는, 분기관(31)을 흐르는 인산 수용액을 가열한다.
농도 측정부(51)에 공급된 인산 수용액과, 시약 공급부(54)로부터 공급되는 시약은, 측정 용기(53)에 저류된다. 샘플링용 히터(83)는, 측정 용기(53) 내의 용액을 가열한다. 전위차 측정부(57)는, 측정 전극(55)과 참조 전극(56)의 전위차를 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 실리콘 농도를 측정한다. 측정 결과는 제어부(61)에 출력된다. 그 후, 개폐 밸브(36)를 개방한다. 측정 용기(53) 내의 용액은 배액관(35)을 통해 배액된다.
이와 같이, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1)에 의해서도, 실시예 1과 같은 효과가 얻어진다.
또, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터(81 내지 83)를 구비하고 있으므로, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액 중에 실리콘 등이 석출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 따라서, 농도 측정부(51)에 따른 측정 정밀도가 저하되는 것을 적절하게 방지할 수 있다.
구체적으로는, 분기관(31)에 부설되는 샘플링용 히터(81)에 의해, 분기관(31)을 흐르는 인산 수용액을 적절하게 가열할 수 있다. 이에 의해, 인산 수용액의 유동성이 저하하는 것을 막아, 인산 수용액을 분기관(31)에 적절하게 흐르게 할 수 있다.
또, 칭량부(71)에 부설되는 샘플링용 히터(82)에 의해, 칭량부(71)로 칭량(계량)되는 인산 수용액을 가열할 수 있다. 이에 의해, 실리콘 등이 인산 수용액 중에 석출되는 것을 억제할 수 있고, 칭량부(71)는 인산 수용액을 정확히 칭량(계량)할 수 있다.
또, 농도 측정부(51)에 부설되는 샘플링용 히터(83)에 의해, 측정 용기(53) 내의 용액을 가열할 수 있다. 이에 의해, 만일 실리콘 등이 인산 수용액 중에 석출되었을 경우여도, 측정 용기(53) 내에 있어서 실리콘 등을 재용해시킬 수 있다. 따라서, 농도 측정부(51)의 측정 정밀도가 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 샘플링용 히터(81, 82, 83)는 각각, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액과 같은 온도가 되도록, 추출된 인산 수용액을 가열하므로, 순환 라인(3)과 농도 측정부(51)의 사이에서 인산 수용액의 조건을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 농도 측정부(51)의 측정 결과에 기초하여, 제어부(61)는 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 실리콘 농도를 적절하게 파악할 수 있다.
[제3 실시예]
다음에, 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 도 3은, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도이다. 또한, 실시예 1, 2와 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1)는, 실시예 1의 분기관(31)에 대신하여, 분기관(91)을 구비하고 있다. 분기관(91)은 외조(23)에 있어서 순환 라인(3)으로부터 분기되어 있다. 분기관(91)의 일단은, 외조(23)의 저부와 연통 접속되어 있다. 분기관(91)의 타단은, 칭량부(41)에 연통 접속되어 있다.
분기관(91)의 도중에는, 인산 수용액을 보내기 위한 제1 펌프(92)가 설치되어 있다. 제1 펌프(92)의 2차측으로서, 칭량부(41)의 1차측에는, 개폐 밸브(93)가 설치되어 있다.
기판 처리 장치(1)는 또한, 공급관(33)의 도중에 설치되는 제2 펌프(95)를 구비하고 있다. 제2 펌프(95)는, 칭량부(41)로부터 농도 측정부(51)에 인산 수용액을 보낸다.
농도 측정부(51)는, 시약을 인산 수용액에 적정(滴定)하면서, 측정 전극(55)과 참조 전극(56)의 전위차를 감시하여, 전위차가 소정치가 되었을 때를 적정 종점으로 한다. 그리고, 적정 종점까지 시약을 적정한 양에 기초하여 실리콘 농도를 측정한다. 이와 같이, 실시예 3에 있어서의 농도 측정부(51)는, 이른바 전기 적정법에 의해 시약을 적정한다. 참고로, 실시예 1 등에서는, 일정량의 시약을 공급하는 것이며, 시약의 공급 방법이 다르다. 다만, 실시예 3의 농도 측정부(51)도 실리콘 농도를 전위차 측정법에 따라 측정하는 것이며, 이 점에서는 실시예 1의 농도 측정부(51)와 같다.
이러한 실리콘 농도의 측정을 행하기 위해, 시약 공급부(54)는, 시약을 적하함과 더불어, 적하한 시약의 양(체적)을 칭량 가능한 뷰렛(58)을 구비하고 있다. 전위차 측정부(57)는, 뷰렛(58)을 제어하여, 시약을 측정 용기(53)에 공급시킴(적하시킴)과 더불어, 뷰렛(58)이 공급한 시약의 양에 기초하여, 실리콘 농도를 측정한다.
제어부(61)는, 또한, 상기 서술한 제1, 제2 펌프(92, 95), 개폐 밸브(93)를 제어한다.
다음에, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1)의 동작예를 설명한다. 기판 처리에 관해서는, 실시예 1과 같으므로 설명을 생략하고, 농도 측정의 동작예만을 설명한다.
제어부(61)는, 개폐 밸브(93)를 개방시키고, 개폐 밸브(34, 36)를 폐지시킨 상태로, 제1 펌프(92)를 구동시킨다. 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부는, 분기관(91)에 흐른다. 분기관(91)에 유입한 인산 수용액은 칭량부(41)에 공급된다. 칭량부(41)는, 소정량의 인산 수용액을 칭량한다. 그 후, 제1 펌프(92)를 정지시키고, 개폐 밸브(93)를 폐지(閉止)한다.
이어서, 제어부(61)는, 개폐 밸브(34)를 개방시키고, 제 2 펌프(95)를 구동시킨다. 공급관(33)을 통해서, 칭량부(41)로부터 농도 측정부(51)(측정 용기(53))에, 소정량의 인산 수용액이 흐른다. 그 후, 제어부(61)는 제2 펌프(95)를 정지시키고, 개폐 밸브(34)를 폐지한다.
농도 측정부(51)에 공급된 인산 수용액은, 측정 용기(53)에 저류된다. 측정 용기(53) 내의 용액은, 샘플링용 히터(83)에 의해 가열되고 있다. 전위차 측정부(57)는, 측정 전극(55)과 참조 전극(56)의 전위차를 감시하면서 뷰렛(58)을 조작하여, 측정 용기(53) 내의 인산 수용액에 시약을 적하시킨다. 그리고, 전위차가 소정치가 되면, 뷰렛(58)에 의한 적정을 종료시킨다. 전위차 측정부(57)는, 시약의 적정량에 기초하여 실리콘 농도를 측정하고, 그 측정 결과를 출력한다.
이와 같이, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1)에 의해서도, 실시예 1, 2와 같은 효과가 얻어진다.
또, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 분기관(91)은 외조(23)에 있어서 순환 라인(3)으로부터 분기되어 있으므로, 순환 라인(3)을 흐르는 인산 수용액의 일부를 뽑아내도, 내조(6) 내에 있어서의 인산 수용액의 흐름에 미치는 영향이 적다. 따라서, 인산 수용액을 더욱 적절히 순환시키면서, 실리콘 농도를 측정할 수 있다.
또, 제1 펌프(92)를 구비하고 있으므로, 순환 라인(3)으로부터 인산 수용액을 원활히 추출할 수 있다. 따라서, 분기관(91) 및 칭량부(41)의 배치에 자유도를 더할 수 있다.
또, 제2 펌프(95)를 구비하고 있으므로, 칭량부(41)로부터 농도 측정부(51)에 인산 수용액을 원활히 보낼 수 있다. 따라서, 칭량부(41), 공급관(33) 및 농도 측정부(51)의 배치의 자유도를 늘릴 수 있다.
또, 시약 공급부(54)는 뷰렛(58)을 포함하므로, 전기 적정법에 의해 시약을 적정할 수 있다. 따라서, 시약의 소비량을 적절히 억제할 수 있다.
[제4 실시예]
다음에, 본 발명의 실시예 4를 설명한다. 도 4는, 실시예 4에 따른 기판 처리 장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도이다. 또한, 실시예 1 내지 3과 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 붙임으로써 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예 4에서는, 필터(17)와 처리조(11)의 사이를 병렬적으로 접속하도록 설치된 2개의 관로(18)(제1 배관(18a)과 제2 배관(18b))를 구비하고 있다. 순환 라인(3)은, 필터(17)와 처리조(11)의 구간만 2개의 경로를 가지고 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
필터(17)는, 입구부(17a)와, 출구부(17b)와, 이들 입구부(17a)와 출구부(17b)의 사이에 설치되는 필터 엘리먼트(17f)를 가진다. 필터 엘리먼트(17f)는, 이물을 제거하는 여과재이다. 입구부(17a)는, 이 필터 엘리먼트(17f)를 통과하기 전의 인산 수용액을 수용한다. 출구부(17b)는, 필터 엘리먼트(17f)를 통과한 후의 인산 수용액을 수용한다.
출구부(17b)는, 제1 배관(18a)에 의해 내조(21)와 연통 접속되어 있다. 인산 수용액은, 출구부(17b)로부터 내조(21)를 향해 제1 배관(18a)을 흐른다.
입구부(17a)에는, 배출부(97)가 설치되어 있다. 배출부(97)는, 입구부(17a) 내에서 발생한 기체를 외부로 배출시킨다. 배출부(97)에는, 유로가 좁혀진 오리피스가 형성되어 있다. 배출부(97)는, 제2 배관(18b)에 의해 외조(23)와 연통 접속되어 있다. 인산 수용액은, 입구부(17a)로부터 외조(23)를 향해 제2 배관(18b)을 흐른다.
또, 본 실시예 4의 기판 처리 장치(1)는, 실시예 1의 분기관(31)에 대신하여, 분기관(98)을 구비하고 있다. 분기관(98)은 제2 배관(18b)에 있어서 순환 라인(3)으로부터 분기되어 있다. 분기관(98)의 일단은, 제2 배관(18b)과 접합되어 있다. 분기관(98) 타단은, 칭량부(41)에 연통 접속되어 있다. 분기관(98)의 도중에는 개폐 밸브(99)가 설치되어 있다.
제어부(61)는, 또한, 상기 서술한 개폐 밸브(99)를 제어한다.
다음에, 실시예 4에 따른 기판 처리 장치(1)의 동작예를 설명한다. 여기에서는, 순환 라인(3) 또는 분기관(98)을 흐르는 인산 수용액의 모습을 중심으로 설명한다.
제어부(61)는, 개폐 밸브(19)만을 개방시키고, 개폐 밸브(34, 36, 99)를 폐지시킨 상태로, 순환 펌프(13)를 구동시킨다. 필터(17)에 유입하는 인산 수용액은, 주로 입구부(17a), 필터 엘리먼트(17f), 출구부(17b)의 순으로 필터(17) 내를 흐른다. 출구부(17b)에 이른 인산 수용액은, 필터(17)로부터 유출되고, 제1 배관(18a)을 통해 내조(21) 내에 유입한다.
다만, 입구부(17a) 내의 인산 수용액의 일부는, 배출부(97)를 통해 제2 배관(18b)에 유출된다. 필터 엘리먼트(17f) 내에 진입하기 어려운 기포나 이물 등(이하, 간단히 「기포 등」이라고 한다)이 입구부(17a)에 체류하고 있으면, 이들 기포 등도 인산 수용액과 더불어 제2 배관(18b)으로 배출된다.
여기서, 입구부(17a) 내는, 필터 엘리먼트(17f) 및 배출부(97)에 형성된 오리피스에 의해 비교적 높은 압력으로 유지되어 있다. 따라서, 제2 배관(18b) 내의 인산 수용액의 압력은, 제1 배관(18a) 내의 인산 수용액의 압력에 비해 높다. 또, 제2 배관(18b) 내의 인산 수용액 등의 유량은, 오리피스에 의해 억제되고 있어, 제1 배관(18a) 내의 인산 수용액의 유량에 비해 매우 작다. 즉, 필터(17)와 처리조(11)의 사이에 대해서는, 인산 수용액은 주로 제1 배관(18a)을 통해 흐른다.
여기서, 제어부(61)가 순환 펌프(13)를 구동시킨 채로 개폐 밸브(99)를 개방시키면, 제2 배관(18b)(순환 라인(3))으로부터 분기관(98)에 인산 수용액이 유입한다.
이와 같이 실시예 4에 따른 기판 처리 장치(1)에 의해서도, 실시예 1과 같은 효과가 얻어진다.
또, 실시예 4에 따른 기판 처리 장치(1)에서는, 제1 배관(18a)에 비해 압력이 높은 제2 배관(18b)으로부터 분기되는 분기관(98)을 구비하고 있으므로, 순환 라인(3)으로부터 인산 수용액을 용이하게 추출할 수 있다.
또, 제2 배관(18b) 내의 인산 수용액은, 필터 엘리먼트(17f)를 통과하고 있지 않은 만큼, 제1 배관(18a) 내의 인산 수용액에 비해 온도가 높다. 따라서, 보다 온도가 높은 상태로 인산 수용액을 순환 라인(3)으로부터 추출할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상기 서술한 각 실시예 1 내지 4에서는, 칭량부(41, 71)의 구성을 예시했으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 인산 수용액을 저류하는 칭량 용기와, 칭량 용기 내의 인산 수용액의 액위를 검출하는 레벨 센서를 구비하는 칭량부로 변경해도 된다. 이 변형 실시예에 의해서도, 인산 수용액을 정확히 칭량(계량)할 수 있다.
(2) 상기 서술한 각 실시예 1 내지 4에서는, 농도 측정부(51)와는 별도로 칭량부(41, 71)를 구비하고 있었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 인산 수용액을 칭량하는 기능을 구비하는 농도 측정부로 변경하고, 칭량부(41) 등을 생략해도 된다. 예를 들어, 측정 용기(53) 내의 인산 수용액의 양을 소정량으로 조정하는 오버플로우관을 더 구비하도록, 농도 측정부를 변경해도 된다. 혹은, 측정 용기(53) 내의 인산 수용액의 액위를 검출하는 레벨 센서를 더 구비하도록, 농도 측정부를 변경해도 된다.
(3) 상기 서술한 실시예 2에서는, 샘플링용 히터(81)에 대해 특별히 설명하지 않았으나, 분기관(31) 내의 인산 수용액을 가열하는 히터라면, 임의의 구성의 히터를 채용할 수 있다. 예를 들어, 분기관(31)의 외면에 배치되는 히터여도 된다. 또, 분기관(31) 내(즉, 인산 수용액의 유로)에 배치되는 히터여도 된다. 혹은, 이중관 구조의 분기관(31)을 채용하고, 고리형상의 외관 내를 인산 수용액의 유로로 하며, 원형의 내관 내에 히터를 배치해도 된다.
(4) 상기 서술한 실시예 2에서는, 샘플링용 히터(81 내지 83)를 구비하고 있었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액을 가열할 수 있으면, 히터의 설치 장소는 적당히 선택, 변경할 수 있다. 예를 들어, 순환 라인(3)으로부터 추출된 인산 수용액의 유로의 전부에 걸쳐 히터를 배치해도 되고, 인산 수용액의 유로의 일부에만 히터를 배치해도 된다. 또, 샘플링용 히터(81 내지 83) 가운데, 어느쪽이든 1 또는 2를 생략하도록 변경해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 실시예 1 등에 있어서, 칭량부(41)(예를 들어, 칭량 용기(43))를 가열하는 샘플링용 히터를 구비하도록 변경해도 된다.
(5) 상기 서술한 실시예 3에서는, 분기관(91)의 일단은, 외조(23)의 저부에 연통 접속되어 있었으나, 이에 한정되지 않는다. 분기관(91)의 일단의 위치는 외조(23) 내의 임의의 위치로 변경해도 된다. 예를 들어, 분기관(91)의 일단을, 외조(23)의 상부나 비교적 높은 외조(23) 내의 위치로 변경해도 된다. 이에 의하면, 외조(23) 내에 저류되는 인산 수용액 가운데, 상층의(혹은 액면 부근의) 인산 수용액을 퍼낼 수 있다. 이에 의하면, 보다 온도가 높은 상태로 인산 수용액을 추출할 수 있다. 또, 분기관(91)의 일단을, 내조(21)의 외벽면에 비교적 가까운 외조(23) 내의 위치로 변경해도 된다. 이에 의하면, 방열의 영향이 비교적 적은 위치에서 인산 수용액을 퍼낼 수 있으므로, 온도가 높은 인산 수용액을 안정적으로 추출할 수 있다.
(6) 상기 서술한 실시예 3에서는, 분기관(31)은 외조(23)에 있어서 순환 라인(3)으로부터 분기되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 순환 라인(3)에 포함되는 임의의 구성(11, 13, 15, 17, 18 등)에 있어서 분기되는 분기관으로 변경해도 된다.
(7) 상기 서술한 각 실시예 1에서는, 분기관(31) 상에 개폐 밸브(32)가 설치되어 있었으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 분기관(31)과 순환 라인(3)(관로(18))의 접합부에, 인산 수용액의 유로를 전환하는 전환 밸브를 구비하도록 변경해도 된다. 이에 의하면, 순환 라인(3)과 분기관(31)의 사이에서 인산 수용액의 유로를 적절하게 전환할 수 있다.
(8) 상기 서술한 각 실시예 1 내지 4에서는, 처리조(11)는 내조(21)와 외조(23)를 구비하고 있었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 외조(23)를 생략해도 된다.
(9) 상기 서술한 각 실시예 및 각 변형 실시예의 각 구성을 적당하게 조합하듯이 변경해도 된다.
본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 일탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 개시하는 것으로서, 이상의 설명이 아닌, 부가된 청구범위를 참조해야 한다.

Claims (12)

  1. 인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
    상기 순환용 히터와 상기 필터의 사이에서 상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
    상기 분기관에 연통 접속되어, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부를 포함하고,
    상기 순환 라인으로부터 추출된 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터를 구비하고 있으며,
    상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량(秤量)하는 칭량부를 구비하고,
    상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정하며,
    상기 샘플링용 히터는, 상기 칭량부에 부착되어, 상기 칭량부 내의 인산 수용액을 가열하는, 기판 처리 장치.
  2. 인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
    상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
    상기 분기관에 연통 접속되어, 추출된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부；
    상기 순환 라인으로부터 뽑아내어진 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터를 포함하고,
    상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량(秤量)하는 칭량부를 구비하고,
    상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 측정하며,
    상기 샘플링용 히터는, 상기 칭량부에 부착되어, 상기 칭량부 내의 인산 수용액을 가열하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 칭량부는, 소정량의 인산 수용액을 저류하는 칭량 용기를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 칭량부는,
    통형상을 가지는 시린지와,
    상기 시린지 내를 기밀하게 슬라이드 이동하는 플런저와,
    상기 플런저를 구동시켜, 소정량의 인산 수용액을 상기 시린지 내에 흡인시키며, 또한, 상기 시린지로부터 배출시키는 구동부를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  5. 인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
    상기 순환용 히터와 상기 필터의 사이에서 상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
    상기 분기관에 연통 접속되어, 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부를 포함하고,
    상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량하는 칭량부를 구비하고,
    상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액에 대해 실리콘 농도를 측정하는, 기판 처리 장치.
  6. 인산 수용액을 저류하는 처리조와, 인산 수용액을 보내는 순환 펌프와, 인산 수용액을 가열하는 순환용 히터와, 인산 수용액을 여과하는 필터를 포함하고, 상기 처리조로부터 배출되는 인산 수용액을, 상기 순환 펌프, 상기 순환용 히터, 상기 필터의 순으로 흐르게 함과 더불어, 상기 필터로부터 상기 처리조에 인산 수용액을 되돌리는 순환 라인；
    상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 순환 라인으로부터 인산 수용액을 추출하는 분기관；
    상기 분기관에 연통 접속되어, 추출된 인산 수용액 중의 실리콘 농도를 전위차 측정법에 의해 측정하는 농도 측정부；
    상기 순환 라인으로부터 뽑아내어진 인산 수용액을 가열하는 샘플링용 히터를 포함하고,
    상기 분기관에 연통 접속되어, 소정량의 인산 수용액을 칭량하는 칭량부를 구비하고,
    상기 농도 측정부는, 상기 칭량부에 의해 칭량된 인산 수용액에 대해 실리콘 농도를 측정하는, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 칭량부는, 소정량의 인산 수용액을 저류하는 칭량 용기를 구비하고 있는, 기판 처리 장치,
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 칭량부는,
    통형상을 가지는 시린지와,
    상기 시린지 내를 기밀하게 슬라이드 이동하는 플런저와,
    상기 플런저를 구동시켜, 소정량의 인산 수용액을 상기 시린지 내에 흡인시키며, 또한, 상기 시린지로부터 배출시키는 구동부를 구비하고 있는, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 처리조는,
    인산 수용액을 저류하고, 기판을 침지하기 위한 내조와,
    상기 내조로부터 흘러넘치는 인산 수용액을 회수하는 외조를 구비하고,
    상기 필터는, 그 입구부와 출구부의 사이에 설치되는 필터 엘리먼트를 구비하며,
    상기 순환 라인은,
    상기 필터의 출구부와 상기 내조를 연통 접속하는 제1 배관과,
    상기 필터의 입구부와 상기 외조를 연통 접속하는 제2 배관을 구비하며,
    상기 분기관은 상기 제2 배관으로부터 분기되어 있는, 기판 처리 장치.
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