KR101478859B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치의 각 액 처리 유닛에 처리액을 공급할 때에 유량의 정밀도를 떨어뜨리지 않고 유량 제어 기구를 통합할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
처리액이 흐르는 공급 유로(68a)와, 공급 유로(68a)에 처리액을 공급하는 처리액 공급부(70)와, 공급 유로(68a) 상에 설치되고, 공급 유로(68a)의 유량을 제어하는 유량 제어 기구(131)와, 유량 제어 기구(131)의 하류측에 접속되는 제1 경로(68c) 또는 제1 경로(68c)와 평행하게 접속되는 제2 경로(68d)로 전환하는 전환 기구(135)를 갖는다. 유량 제어 기구(131)는 공급 유로(68a)의 유량을 계측하는 유량 계측부(132)와, 내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 유량 제어 밸브(133)와, 유량 설정값(FS)과 유량 계측값(FM)이 같아지도록, 유량 제어 밸브(133)를 제어하는 유량 제어부(134)를 갖는다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM FOR EXECUTING THE SUBSTRATE PROCESSING METHOD RECORDED THEREIN}

본 발명은 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치, 그 기판 처리 장치에 있어서의 기판 처리 방법, 및 이 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 프로세스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 프로세스에서는, 피처리 기판(이하, 「기판」 또는 「웨이퍼」라고 함)인 반도체 웨이퍼나 유리 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 수행하는 프로세스가 다용되고 있다. 이러한 프로세스로서는, 예컨대 기판에 부착된 입자나 오염물 등을 제거하는 세정 처리 등을 들 수 있다.

상기한 바와 같은 세정 처리 등의 프로세스를 기판에 대하여 실시하는 기판 처리 장치로서는, 매엽식의 복수의 액 처리 유닛과, 반송 장치를 구비한 것이 이용되고 있다. 액 처리 유닛은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 스핀 척에 유지하고, 기판을 회전시킨 상태에서 기판의 표면 또는 표리면에 처리액을 공급하여 처리를 수행한다. 반송 장치는 이들 액 처리 유닛에 대해 기판을 반출·반입시킨다.

이러한 기판 처리 장치에서는, 처리액(약액)을 공급하는 공급계인 처리액 공급 유닛을 처리액마다 설치하고, 각 처리액마다 순환 공급을 수행하는 것이 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 나타내는 예에서는, 하나의 처리액 노즐이 믹싱 밸브를 통해 복수의 약액 공급계로 전환 가능하게 접속되고, 각 약액 공급계와 믹싱 밸브 사이에, 각 약액 공급계에 대응하는 유량 제어 기구가 설치된다.

일본 특허 공개 제2007-266554호 공보

그러나, 상기한 매엽 세정 장치 등의 기판 처리 장치에는 다음과 같은 문제가 있다.

기판에 처리액을 공급하는 유량을 변경하기 위해, 서로 다른 유량에 대응하여 복수의 공급계를 설치해야 하므로, 각 공급계마다 유량 제어 기구를 설치할 필요가 있다. 그러나, 복수의 유량 제어 기구를 하나의 유량 제어 기구로 통합하려고 하더라도 유량 제어 기구가 유량 정밀도를 일정하게 유지한 상태에서 제어 가능한 유량의 범위에 제한이 있어, 통합할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 기판 처리 장치의 각 액 처리 유닛에 처리액을 공급할 때에 유량의 정밀도를 떨어뜨리지 않고 유량 제어 기구를 통합할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음에 기술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판을 처리액에 의해 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 처리액이 흐르는 공급 유로와, 상기 공급 유로에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 공급 유로 상에 설치되고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량을 제어하는 유량 제어 기구와, 상기 공급 유로 상에 있으며 상기 유량 제어 기구의 하류측에 접속되는 제1 경로 또는 상기 제1 경로와 평행하게 접속되는 제2 경로로 전환하는 전환 기구와, 상기 제2 경로 상에 설치되고, 상기 제2 경로를 조절하는 스로틀부와, 상기 전환 기구를 제어하고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량 설정값을 수신하여 상기 유량 제어 기구에 상기 유량 설정값을 출력하는 제어부를 가지고, 상기 유량 제어 기구는, 상기 공급 유로의 유량을 계측하는 유량 계측부와, 내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 유량 제어 밸브와, 상기 제어부가 수신한 상기 유량 설정값과, 상기 유량 계측부가 계측한 유량 계측값을 비교하여, 상기 유량 계측값이 상기 유량 설정값과 같아지도록, 상기 유량 제어 밸브를 제어하는 유량 제어부를 포함하며, 상기 스로틀부는, 상기 제2 경로를 흐르는 처리액의 유량을, 상기 유량 제어 밸브가 조정하는 유량 가능 레인지의 하한보다 작은 제2 유량 범위(c∼d)로 조절하고, 상기 유량 제어부는, 상기 유량 설정값이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 공급 유로의 유량이 상기 제1 유량 범위(a∼b)가 되도록 제어하며, 상기 유량 설정값이 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 공급 유로의 유량이 상기 제2 유량 범위(c∼d)가 되도록 제어하고, 상기 제어부는 수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 상기 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제1 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하고, 수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제2 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하며, a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이고, 상기 유량 제어 기구에 있어서, 상기 제1 유량 범위(a∼b)와 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브의 개방도가 존재하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 처리액이 흐르는 공급 유로와, 상기 공급 유로에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 공급 유로 상에 설치되고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량을 제어하는 유량 제어 기구와, 상기 공급 유로 상에 있으며 상기 유량 제어 기구의 하류측에 접속되는 제1 경로 또는 상기 제1 경로와 평행하게 접속되는 제2 경로로 전환하는 전환 기구와, 상기 제2 경로 상에 설치되고, 상기 제2 경로를 조절하는 스로틀부를 가지고, 상기 유량 제어 기구는, 상기 공급 유로의 유량을 계측하는 유량 계측부와, 내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 유량 제어 밸브를 포함하며, 상기 스로틀부는, 상기 제2 경로를 흐르는 처리액의 유량을, 상기 유량 제어 밸브가 조정하는 유량 가능 레인지의 하한보다 작은 제2 유량 범위(c∼d)로 조절하는 것인, 기판 처리 장치에 있어서의 기판 처리 방법으로서, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량 설정값을 수신하여 상기 유량 제어 기구에 상기 유량 설정값을 출력하고, 수신한 상기 유량 설정값과, 상기 유량 계측부가 계측한 유량 계측값을 비교하여, 상기 유량 계측값이 상기 유량 설정값과 같아지도록, 상기 유량 제어 밸브를 제어하며, 수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제1 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하고, 수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제2 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하며, a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이고, 상기 유량 제어 기구에 있어서, 상기 제1 유량 범위(a∼b)와 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브의 개방도가 존재하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 기판 처리 장치의 각 액 처리 유닛에 처리액을 공급할 때에 유량의 정밀도를 떨어뜨리지 않고 유량 제어 기구를 통합할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따른 정면측의 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선을 따른 측면측의 단면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치에 탑재된 액 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 기판 처리 장치의 처리 스테이션의 모식적 사시도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 액 처리 유닛의 처리액 공급 기구의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타내는 액 처리 유닛의 제1 처리액 공급 기구 중, 제1 LFC를 포함하는 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 공급 노즐만 설치한 경우에, 제1 LFC를 포함하는 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다.
도 9는 초음파식 유량계의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 10은 모터 밸브의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 비교예 1의 기판 처리 장치에 탑재된 처리액 공급 기구의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 각 밸브에서의 압력 손실 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 비교예 2의 기판 처리 장치의 밸브에서의 압력 손실 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 제1 LFC 대신에 정압 밸브를 이용한 경우에 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다.

다음에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면과 함께 설명한다. 여기서는, 본 발명을 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 「웨이퍼」라고 함)의 표리면 세정을 수행하는 기판 처리 장치에 적용한 경우에 대해 나타낸다.

(실시형태)

처음에, 도 1~도 3을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선을 따른 정면측의 단면도, 도 3은 도 1의 B-B선을 따른 측면측의 단면도이다.

이 기판 처리 장치(100)는 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 웨이퍼 캐리어(C)를 적재하며, 웨이퍼(W)를 반입·반출시키는 반출반입 스테이션(기판 반출반입부)(1)과, 웨이퍼(W)에 세정 처리를 실시하기 위한 처리 스테이션(액처리부)(2)을 구비한다. 반출반입 스테이션(기판 반출반입부)(1) 및 처리 스테이션(액처리부)(2)은 인접하여 설치된다.

반출반입 스테이션(1)은 캐리어 적재부(11), 반송부(12), 전달부(13) 및 하우징(14)을 갖는다. 캐리어 적재부(11)는 복수의 웨이퍼(W)가 수평 상태로 수용되는 웨이퍼 캐리어(C)를 적재한다. 반송부(12)는 웨이퍼(W)를 반송시킨다. 전달부(13)는 웨이퍼(W)를 전달한다. 하우징(14)은 반송부(12) 및 전달부(13)를 수용한다.

캐리어 적재부(11)는 4개의 웨이퍼 캐리어(C)를 적재할 수 있다. 적재된 웨이퍼 캐리어(C)는 하우징(14)의 수직 벽부(12a)에 밀착된 상태가 되어, 대기에 접촉하지 않고 그 안의 웨이퍼(W)가 반송부(12)에 반입 가능하게 된다.

하우징(14)은 반송부(12)와 전달부(13)를 수직으로 구획하는 칸막이 부재(14a)를 갖는다. 반송부(12)는 반송 기구(15)와, 그 위쪽에 설치된 청정 공기의 다운플로우를 공급하는 팬 필터 유닛(FFU)(16)을 갖는다. 반송 기구(15)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 아암(15a), 및 웨이퍼 유지 아암(15a)을 앞뒤로 이동시키는 기구를 갖는다. 또한 반송 기구(15)는 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향인 X 방향으로 연장되는 수평 가이드(17)(도 1 참조)를 따라 이동시키는 기구, 수직 방향으로 설치된 수직 가이드(18)(도 2 참조)를 따라 이동시키는 기구, 수평면 내에서 회전시키는 기구를 갖는다. 이 반송 기구(15)에 의해, 웨이퍼 캐리어(C)와 전달부(13) 사이에서 웨이퍼(W)가 반송된다.

전달부(13)는 전달 스테이지(19)와, 그 위에 설치되며 웨이퍼(W)를 적재할 수 있는 적재부를 복수개 구비한 전달 선반(20)을 갖는다. 전달부(13)는 이 전달 선반(20)을 통해 처리 스테이션(2)과의 사이에서 웨이퍼(W)가 전달되도록 구성된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 처리 스테이션(2)은 직방체 형상으로 된 하우징(21)을 갖는다. 처리 스테이션(2)은 하우징(21) 내에는, 그 중앙 상부에 웨이퍼 캐리어(C)의 배열 방향인 X 방향에 직교하는 Y 방향을 따라 연장되는 반송로를 구성하는 반송실(21a)과, 반송실(21a) 양측에 설치된 2개의 유닛실(21b, 21c)을 갖는다. 유닛실(21b, 21c)에는 각각 반송실(21a)을 따라 6개씩 합계 12개의 액 처리 유닛(22)이 수평으로 배열된다.

하우징(21) 내의 유닛실(21b, 21c) 아래에는, 각각 각 액 처리 유닛(22)의 구동계를 수용한 구동 영역(21d, 21e)이 설치된다. 또한, 구동 영역(21d, 21e) 아래에는, 각각 배관을 수용한 배관 박스(21f, 21g)가 설치된다. 또한, 배관 박스(21f, 21g) 아래에는, 각각 처리액 저류부로서의 약액 공급 유닛(21h, 21i)이 설치된다. 한편, 반송실(21a) 아래쪽에는, 배기를 위한 배기 공간(21j)이 형성된다.

반송실(21a) 위쪽에는, 팬 필터 유닛(FFU)(23)이 설치되고, 반송실(21a)에 청정 공기의 다운플로우를 공급하게 된다. 반송실(21a) 내부에는 반송 기구(24)가 설치된다. 반송 기구(24)는 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 아암(24a), 및 웨이퍼 유지 아암(24a)을 앞뒤로 이동시키는 기구를 갖는다. 또한, 반송 기구(24)는 반송실(21a)에 설치된 수평 가이드(25)(도 1 참조)를 따라 Y 방향으로 이동시키는 기구, 수직 방향으로 설치된 수직 가이드(26)(도 3 참조)를 따라 이동시키는 기구, 수평면 내에서 회전시키는 기구를 갖는다. 이 반송 기구(24)에 의해, 각 액 처리 유닛(22)에 대해 웨이퍼(W)가 반출·반입된다.

배관 박스(21f, 21g)에는, 처리액 배관군(70), 배액 배관군(71) 및 배기 배관군(72)이 수평으로 배치된다. 처리액 배관군(70)은, 예컨대 암모니아수와 과산화수소를 혼합하여 형성된 암모니아과수(SC1)를 공급하는 SC1 배관(70a), 희불산(DHF)을 공급하는 DHF 배관(70b), 순수를 공급하는 순수 배관(70c)을 갖는다. 또한, 배액 배관군(71)은, 예컨대 산을 배액하기 위한 산 배액 배관(71a), 알칼리를 배액하기 위한 알칼리 배액 배관(71b), 산을 회수하는 산 회수 배관(71c), 알칼리를 회수하는 알칼리 회수 배관(71d)을 갖는다. 또한 배기 배관군(72)은, 예컨대 산을 배기하기 위한 산 배기 배관(72a), 알칼리를 배기하기 위한 알칼리 배기 배관(72b)을 갖는다.

약액 공급 유닛(21h, 21i)의 반출반입 스테이션(1)측 단부에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 수직 배관 영역(27a)이 형성되고, 반대측 단부에는 제2 수직 배관 영역(27b)이 형성된다.

다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 탑재된 액 처리 유닛에 대해 설명한다. 도 4는 도 1의 기판 처리 장치에 탑재된 액 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

액 처리 유닛(22)은 도 4에 확대하여 나타내는 바와 같이, 베이스 플레이트(41), 웨이퍼 유지부(42), 회전 모터(43), 회전 컵(44), 표면 처리액 공급 노즐(45), 이면 처리액 공급 노즐(46) 및 배기·배액부(컵)(47)를 갖는다. 웨이퍼 유지부(42)는 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 유지한다. 회전 모터(43)는 웨이퍼 유지부(42)를 회전시킨다. 회전 컵(44)은 웨이퍼 유지부(42)에 유지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 설치되고, 웨이퍼 유지부(42)와 함께 회전한다. 표면 처리액 공급 노즐(45)은 웨이퍼(W)의 표면에 처리액을 공급한다. 표면 처리액 공급 노즐(45)은 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)을 포함한다. 또, 도 4에서는, 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)을 대표하여, 제1 공급 노즐(45a)만을 도시한다. 이면 처리액 공급 노즐(46)은 웨이퍼(W)의 이면에 처리액을 공급한다. 배기·배액부(컵)(47)는 회전 컵(44)의 주연부에 설치된다.

또, 표면 처리액 공급 노즐(45), 제1 공급 노즐(45a) 및 제2 공급 노즐(45b)은 본 발명에서의 노즐부에 해당한다.

배기·배액부(컵)(47)의 주위 및 웨이퍼(W) 위쪽을 덮도록, 케이싱(48)이 설치된다. 케이싱(48)의 상부에는 팬·필터·유닛(FFU)(23)으로부터의 기류를 도입하는 기류 도입부(49)가 설치되어, 웨이퍼 유지부(42)에 유지된 웨이퍼(W)에 청정 공기의 다운플로우가 공급되게 된다. 기류 도입부(49)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반송실(21a)에 연결되는 개구(49a)가 형성되고, 이 개구(49a)로부터 기류가 도입된다.

웨이퍼 유지부(42)는 수평으로 설치되고 중앙에 원형의 구멍(51a)을 갖는 원판 형상으로 된 회전 플레이트(51)와, 그 이면의 구멍(51a) 주위 부분에 접속되고, 아래쪽으로 수직으로 연장되는 원통형의 회전축(52)을 갖는다. 그리고, 이면 처리액 공급 노즐(46)을 구비한 승강 부재(53)가 구멍(52a) 및 구멍(51a) 안에서 승강 가능하게 설치된다. 회전 플레이트(51)에는, 웨이퍼(W)의 바깥 가장자리를 유지하는 3개(1개만 도시)의 유지 부재(54)가 설치된다.

회전축(52)은 2개의 베어링(55a)을 갖는 베어링 부재(55)를 통하여 베이스 플레이트(41)에 회전 가능하게 지지된다. 회전축(52)과 회전 모터(43)의 축에 끼워 넣어진 풀리(58)에는 벨트(57)가 감겨져 있고, 회전 모터(43)의 회전 구동이 회전축(52)에 전달된다.

승강 부재(53)의 상단부에는 웨이퍼 지지핀(65)을 갖는 웨이퍼 지지대(64)가 설치된다. 또한, 승강 부재(53)의 하단에는 접속 부재(66)를 통해 실린더 기구(67)가 접속되고, 이 실린더 기구(67)에 의해 승강 부재(53)가 승강함으로써, 웨이퍼(W)를 승강시켜 웨이퍼(W)가 로딩 및 언로딩된다.

표면 처리액 공급 노즐(45)의 제1 공급 노즐(45a)은 노즐 아암(62a)에 유지된다. 제1 공급 노즐(45a)은 도시하지 않는 구동 기구에 의해 노즐 아암(62a)을 이동시킴으로써, 웨이퍼(W) 위쪽의 처리액 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 된다. 이와 같이 하여, 제1 공급 노즐(45a)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 처리액이 공급된다.

도시하지 않는 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)도, 마찬가지로 도시하지 않는 노즐 아암(62b, 62c)에 유지된다. 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)도, 도시하지 않는 구동 기구에 의해 노즐 아암(62b, 62c)을 이동시킴으로써, 웨이퍼(W) 위쪽의 처리액 공급 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하게 된다. 이와 같이 하여, 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 처리액이 공급된다.

또한, 이면 처리액 공급 노즐(46)은 승강 부재(53) 내부의 중심에 수직으로 설치되고, 이 이면 처리액 공급 노즐(46)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 처리액이 공급되게 된다.

표면 처리액 공급 노즐(45)[제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)] 및 이면 처리액 공급 노즐(46)에는, 수직 배관(68a, 68b)을 통해 처리액이 공급되게 된다. 수직 배관(68a, 68b)은, 상기 배관 박스(21f 또는 21g) 내에 수평으로 설치된 상기 처리액 배관군(70)을 구성하는 3개의 배관(70a, 70b, 70c)에 각각 밸브(80a, 80b, 80c)가 연결되어 이루어지는 일체의 전환 밸브(80d)를 통해 접속된다. 또한, 수직 배관(68a, 68b)은 각각 표면 처리액 공급 노즐(45) 및 이면 처리액 공급 노즐(46)에 처리액을 공급하는 공급 유로이다. 또한, 수직 배관(68a, 68b) 도중에, 즉 도 6을 이용하여 후술하는 공급 유로(68a, 68b) 상에, 액체 플로우 컨트롤러(LFC)(131, 141)가 설치된다.

또, 액체 플로우 컨트롤러(LFC)(131, 141)는 본 발명에서의 유량 제어 기구에 해당한다.

회전 컵(44)은 회전 플레이트(51)와 함께 회전하고, 웨이퍼(W)로부터 비산된 처리액이 웨이퍼(W)로 되돌아가는 것이 억제되어, 처리액은 아래쪽으로 유도된다.

배기·배액부(컵)(47)는 주로 회전 플레이트(51)와 회전 컵(44)에 둘러싸인 공간에서 배출되는 기체 및 액체를 회수하기 위한 것이다. 배기·배액부(컵)(47)는 회전 컵(44)으로부터 배출된 처리액을 받는 고리 형상으로 된 배액 컵(91)과, 배액 컵(91) 외측에, 배액 컵(91)을 둘러싸도록 설치된 고리 형상으로 된 배기 컵(92)을 구비한다. 배액 컵(91)은 회전 컵(44)으로부터 유도된 처리액을 받는 주요부(91a)와, 유지 부재(54)로부터 적하하는 처리액을 받는 부속부(91b)를 갖는다. 또한, 주요부(91a)와 부속부(91b)의 사이는 기류의 혼란을 막기 위한 수직벽(93)에 의해 구획되어 있다.

배액 컵(91)의 바닥부 최외측 부분에는 배액관(94)이 접속된다. 배액관(94)에는 배액 전환부(83)가 접속되어, 처리액의 종류에 따라 분별 가능하게 되어 있다. 배액 전환부(83)로부터는, 산 배액을 배출하기 위한 산 배출관(84a), 알칼리를 배출하기 위한 알칼리 배출관(84b), 산을 회수하기 위한 산 회수관(84c), 알칼리를 회수하기 위한 알칼리 회수관(84d)이 수직으로 아래쪽으로 연장된다. 산 배출관(84a), 알칼리 배출관(84b), 산 회수관(84c), 알칼리 회수관(84d)은 각각 배액 배관군(71)의 산 배액 배관(71a), 알칼리 배액 배관(71b), 산 회수 배관(71c), 알칼리 회수 배관(71d)에 접속된다. 산 배출관(84a), 알칼리 배출관(84b), 산 회수관(84c), 알칼리 회수관(84d)에는, 각각 밸브(85a, 85b, 85c, 85d)가 설치된다.

배기 컵(92)은 회전 컵(44)과의 사이의 고리 형상으로 된 간극으로부터 회전 컵(44) 내 및 그 주위의 주로 가스 성분을 받아들여 배기시키도록 구성된다. 또한, 배기 컵(92)의 하부에는, 산을 배기하는 산 배기관(95a), 알칼리를 배기하는 알칼리 배기관(95b)이 접속된다. 산 배기관(95a), 알칼리 배기관(95b)은 각각 배기 배관군(72)의 산 배기 배관(72a), 알칼리 배기 배관(72b)에 접속된다. 산 배기관(95a), 알칼리 배기관(95b)에는 각각 밸브(86a, 86b)가 설치된다.

이와 같이, 처리액이 회전 컵(44)을 통하여 배액 컵(91)에 유도되고, 기체 성분은 배기 컵(92)에 유도되며, 또한 배액 컵(91)으로부터의 배액과 배기 컵(92)으로부터의 배기가 독립적으로 이루어지도록 되어 있다. 이에 따라, 배액과 배기를 분리한 상태에서 유도하는 것이 가능해진다. 또한, 배액 컵(91)으로부터 미스트가 누출되더라도 배기 컵(92)이 그 주위를 둘러싸고 있기 때문에 조속히 배출되어, 미스트가 외부에 누출되는 것이 확실하게 방지된다.

다음에, 도 2를 참조하여, 약액 공급 유닛(21h)에 대해 설명한다.

약액 공급 유닛(21h)은 반출반입 스테이션(1)측에 설치된, 예컨대 암모니아수와 과산화수소를 혼합한 암모니아과수(SC1)가 저류된 제1 약액 탱크(101)와 그것에 인접하는 제1 회수 탱크(102)를 갖는다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 약액 탱크(101)의 측벽 하부에는 그 안에서부터 약액을 송출하기 위한 송출관(103)이 접속되고, 그 측벽 상부에는 약액을 반려하기 위한 반려관(104)이 접속된다. 송출관(103)에는, 펌프(103a)가 설치되고, 약액 공급 유닛(21h) 내의 제1 수직 배관 영역(27a)으로부터 연장되는 접속관(105)이 접속된다. 접속관(105)은 배관 박스(21f) 내에 수평으로 배치된 처리액 배관군(70)의 SC1 배관(70a)의 일단측에 접속된다. 또한, 반려관(104)에는 제1 수직 배관 영역(27a)으로부터 연장되는 통과 배관(106)이 접속된다. 한편, SC1 배관(70a)의 타단측에는 통과 배관(107)이 접속되고, 이 통과 배관(107)은 제2 수직 배관 영역(27b) 내에서 아래쪽으로 연장된다.

다음에, 도 2, 도 3 및 도 5를 참조하여, 이들 통과 배관(106 및 107)을 포함하는 약액 공급 경로에 대해 설명한다. 도 5는 도 1의 기판 처리 장치의 처리 스테이션의 모식적 사시도이다.

통과 배관(107)은 약액 공급 유닛(21h)의 제2 수직 배관 영역(27b)에서 아래쪽으로 연장된다. 제2 수직 배관 영역(27b)에서 아래쪽으로 연장된 통과 배관(107)은 제2 수직 배관 영역(27b)의 하부에서부터 수평으로 배기 공간(21j)을 통해 약액 공급 유닛(21i)의 제2 수직 배관 영역(27b)으로 연장된다. 제2 수직 배관 영역(27b)에 연장된 통과 배관(107)은 또한 약액 공급 유닛(21i)의 제2 수직 배관 영역(27b)에서 상승하여 배관 박스(21g) 내의 SC1 배관(70a)에 접속된다. 한편, 통과 배관(106)은 약액 공급 유닛(21i)의 제1 수직 배관 영역(27a)에서 아래쪽으로 연장된다. 제1 수직 배관 영역(27a)에서 아래쪽으로 연장된 통과 배관(106)은 제1 수직 배관 영역(27a)의 하부에서부터 수평으로 배기 공간(21j)을 통해 약액 공급 유닛(21h)의 제1 수직 배관 영역(27a)으로 연장된다. 제1 수직 배관 영역(27a)으로 연장된 통과 배관(106)은 또한 약액 공급 유닛(21h)의 제1 수직 배관 영역(27a)에서 상승하여 반려관(104)에 접속된다.

즉, 제1 약액 탱크(101)의 SC1은 송출관(103) 및 접속관(105)을 거쳐 배관 박스(21f) 내의 SC1 배관(70a)에 이르고, 이 배관 박스(21f) 내의 SC1 배관(70a)을 흐르면서 유닛실(21b) 내의 각 액 처리 유닛(22)에 공급된다. SC1 배관(70a)을 흐르는 SC1은 통과 배관(107)을 통해 배관 박스(21g) 내의 SC1 배관(70a)에도 이르고, 이 배관 박스(21g) 내의 SC1 배관(70a)을 흐르면서 유닛실(21c) 내의 각 액 처리 유닛(22)에 공급된다. SC1 배관(70a)을 흐르는 SC1은 통과 배관(106) 및 반려관(104)을 거쳐 제1 약액 탱크(101)로 되돌아간다. 따라서, 제1 약액 탱크(101)의 SC1에는, 상기한 바와 같은 순환 경로가 구성되어 있다.

한편, 제1 회수 탱크(102)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 처리가 끝난 약액을 회수하기 위한 배관(108)이 접속된다. 배관(108)은 제2 수직 배관 영역(27b)에서 수직으로 연장되고, 배액 배관군(71)의 알칼리 회수 배관(71d)에 접속되어, 액 처리 유닛(22)으로부터 배출된 알칼리 배액을 회수하도록 되어 있다.

제1 회수 탱크(102)와 제1 약액 탱크(101)는 접속 배관(109)에 의해 접속된다. 접속 배관(109)에는 펌프(110)가 설치되어, 제1 회수 탱크(102)에 회수된 약액을 정화 처리한 후, 제1 약액 탱크(101)에 복귀시키는 것이 가능하게 되어 있다.

제1 약액 탱크(101)의 상부에는 약액 공급 배관(111)이 접속되고, 이 약액 공급 배관(111)에는 혼합기(112)가 접속된다. 혼합기(112)에는, 순수 배관(113), 암모니아 배관(114) 및 과산화수소 배관(115)이 접속되고, 혼합기(112)에 의해 순수와 암모니아와 과산화수소가 혼합되어 암모니아과수(SC1)가 제1 약액 탱크(101)에 공급되게 된다. 순수 배관(113)에는 액체 플로우 컨트롤러(LFC)(116a) 및 밸브(116b)가 설치된다. 암모니아 배관(114)에는 액체 플로우 컨트롤러(LFC)(117a) 및 밸브(117b)가 설치된다. 과산화수소 배관(115)에는 액체 플로우 컨트롤러(LFC)(118a) 및 밸브(118b)가 설치된다.

한편, 약액 공급 유닛(21i)은 반출반입 스테이션(1)측에 설치된, 예컨대 희불산(DHF)이 저류된 제2 약액 탱크(121)(도 3 참조)와 그것에 인접하는 제2 회수 탱크(도시하지 않음)를 갖는다. 그리고, 이 제2 약액 탱크(121)의 DHF도, 제1 약액 탱크(101)로부터의 SC1과 마찬가지로, 배관 박스(21f, 21g) 내의 DHF 배관(70b)과 통과 배관 등에 의해 순환 공급 가능하다. 또한, 제2 회수 탱크로의 DHF의 회수는 산 회수 배관(71c) 및 배관(122)(도 2 참조)을 통해 제1 회수 탱크(102)로의 SC1의 회수와 마찬가지로 이루어진다.

또, 이들 약액 세정 이외에, 순수에 의한 린스 및 건조가 이루어지지만, 그 때에는, 순수는 도시하지 않은 순수 공급원에서부터 순수 배관(70c)을 통해 공급된다. 또한, 도시하지 않지만, N₂ 가스 등의 건조 가스도 노즐(45, 46)로부터 공급 가능하다.

배관 박스(21f, 21g)에 설치된 배액 배관군(71) 중, 산 배액 배관(71a), 알칼리 배액 배관(71b)에는 각각 드레인 배관(123)(도 2에는 1개만 도시)이 접속된다. 드레인 배관(123)은 제2 수직 배관 영역(27b)을 통해 아래쪽으로 연장된다. 그리고, 이들 산 배액 배관(71a), 알칼리 배액 배관(71b)으로부터의 배액은 드레인 배관(123)을 통해 드레인으로서 바닥 밑의 공장 배관으로 폐기된다.

또한, 기판 처리 장치(100)는 도 4에 나타내는 바와 같이 제어부(200)를 갖는다. 제어부(200)는 마이크로 프로세서(컴퓨터)를 포함하는 프로세스 컨트롤러(201)를 갖고, 기판 처리 장치(100)의 각 구성부가 이 프로세스 컨트롤러(201)에 접속되어 제어되도록 구성된다. 또한, 프로세스 컨트롤러(201)에는, 공정 관리자가 기판 처리 장치(100)의 각 구성부를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 수행하는 키보드나, 기판 처리 장치(100)의 각 구성부의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 포함하는 사용자 인터페이스(202)가 접속된다. 또한, 프로세스 컨트롤러(201)에는, 기판 처리 장치(100)에 의해 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(201)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 기판 처리 장치(100)의 각 구성부에 소정의 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램 즉 레시피가 저장된 기억부(203)가 접속된다. 레시피는 기억부(203) 중 기억 매체(기록 매체)에 기억된다. 기억 매체(기록 매체)는 하드 디스크나 반도체 메모리일 수도 있다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해 레시피를 적절하게 전송받을 수도 있다.

그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(202)로부터의 지시 등에 의해 임의의 레시피를 기억부(203)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(201)에 실행시킴으로써 프로세스 컨트롤러(201)의 제어 하에, 기판 처리 장치(100)에 의한 원하는 처리가 이루어진다.

이와 같이 구성되는 기판 처리 장치(100)에서는, 우선, 반출반입 스테이션(1)의 캐리어 적재부(11)에 적재된 캐리어(C)로부터 반송 기구(15)에 의해 1장의 웨이퍼(W)를 추출하여 전달 스테이지(19) 상의 전달 선반(20)의 적재부에 적재하고, 이 동작을 연속적으로 수행한다. 전달 선반(20)의 적재부에 적재된 웨이퍼(W)는 처리 스테이션(2)의 반송 기구(24)에 의해 순차적으로 반송되어, 어느 하나의 액 처리 유닛(22)에 반입된다.

액 처리 유닛(22)에 있어서는, 우선, 유지 부재(54)에 의해 웨이퍼(W)를 처킹하고, 회전 모터(43)에 의해 웨이퍼 유지부(42)를 회전 컵(44) 및 웨이퍼(W)와 함께 회전시킨다. 웨이퍼 유지부(42)를 회전시키면서, 표면 처리액 공급 노즐(45) 및 이면 처리액 공급 노즐(46)로부터 처리액을 공급받아, 웨이퍼(W)의 표리면을 세정한다. 표면 처리액 공급 노즐(45)에 대해서는, 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c) 중 어느 하나로부터 처리액이 공급된다. 이 때의 처리액으로서는, 세정 약액, 예컨대 SC1, DHF 중 어느 하나 또는 전부를 이용한다. SC1로 세정할 때는, 제1 약액 탱크(101)에서부터 송출관(103), 접속관(105), 배관 박스(21f) 내의 SC1 배관(70a), 통과 배관(107), 배관 박스(21g) 내의 SC1 배관(70a), 통과 배관(106), 반려관(104)을 거쳐 제1 약액 탱크(101)으로 되돌아가도록 SC1을 순환시킨다. 이와 같이 SC1을 순환시키면서, SC1 배관(70a)으로부터 각 액 처리 유닛(22)에 SC1을 공급한다. 또한, DHF로 세정할 때는, 제2 약액 탱크(121)에서부터 배관 박스(21f, 21g) 내의 DHF 배관(70b)를 포함하는 배관군에 의해, 마찬가지로 DHF를 순환시킨다. 이와 같이 DHF를 순환시키면서, DHF 배관(70b)으로부터 각 액 처리 유닛(22)에 DHF를 공급한다. 그리고, 이러한 세정 처리 후, 순수 배관(70c)으로부터 각 처리 유닛(22)에 순수를 공급하여 순수 린스를 수행하고, 그 후, 필요에 따라 N₂ 건조를 수행하여 세정 처리를 종료한다.

이러한 세정 처리 시에는, 사용이 끝난 처리액이 배액 컵(91)으로부터 배액 배관군(71)에 이르러, 산 및 알칼리는 일부 회수되고, 다른 것은 폐기된다. 또한, 처리에 수반하여 발생한 기체 성분이 배기 컵(92)으로부터 배기 배관군(72)에 이르러, 배기된다.

이와 같이 하여 액처리를 수행한 후, 반송 기구(24)에 의해 액 처리 유닛(22)으로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 전달 스테이지(19)의 전달 선반(20)에 적재하며, 전달 선반(20)에서부터 반송 기구(15)에 의해 카세트(C)로 복귀된다.

다음에, 도 6~도 10을 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 액 처리 유닛에서의 처리액 공급 기구에 대해 설명한다.

도 6은 도 4에 나타내는 액 처리 유닛의 처리액 공급 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 6에서는, 도 4를 이용하여 앞에서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하는 경우가 있다.

처리액 공급 기구는 제1 처리액 공급 기구(130) 및 제2 처리액 공급 기구(140)를 갖는다. 제1 처리액 공급 기구(130)는 기판의 상면(표면)에 처리액을 공급하고, 제2 처리액 공급 기구(140)는 기판의 하면(이면)에 처리액을 공급한다.

제1 처리액 공급 기구(130)는 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c), 전환 밸브(80d), 제1 LFC(131)를 갖는다. 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)은, 배기·배액부(컵)(47) 내의 회전 유지부(42)에 회전 가능하게 유지된 기판[웨이퍼(W)]의 상면(표면)에 처리액을 공급하는 것이다. 전환 밸브(80d)는 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)에 처리액을 공급하는 복수의 배관(70a, 70b, 70c)과 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)을 전환 가능하게 접속하는 것이다.

한편, 제2 처리액 공급 기구(140)는 이면 처리액 공급 노즐(46), 전환 밸브(80d), 제2 LFC(141)를 갖는다. 이면 처리액 공급 노즐(46)은 밸브(142)를 통해 제2 LFC(141)에 접속된다. 이면 처리액 공급 노즐(46)은 배기·배액부(컵)(47) 내의 회전 유지부(42)에 회전 가능하게 유지한 기판[웨이퍼(W)]의 하면(이면)에 처리액을 공급하는 것이며, 전술한 제1 공급 노즐(45a) 등과 마찬가지로 구성될 수 있다. 또한, 전환 밸브(80d)는 이면 처리액 공급 노즐(46)에 처리액을 공급하는 복수의 배관(70a, 70b, 70c)과 이면 처리액 공급 노즐(46)을 전환 가능하게 접속하는 것이며, 전술한 제1 처리액 공급 기구(130)와 공통된다. 또한, 제2 LFC(141)는, 전술한 제1 LFC(131)와 마찬가지로 구성될 수 있다. 따라서, 여기서는, 제1 처리액 공급 기구(130) 및 제2 처리액 공급 기구(140)를 대표하여, 이하, 제1 처리액 공급 기구(130)에서의 공급 노즐 및 유량 제어 기구를 설명한다.

또한, 전술한 바와 같이, 제1 LFC(131) 및 제2 LFC(141)는 본 발명에서의 유량 제어 기구에 해당한다. 또한, 배관(SC1 배관)(70a), 배관(DHF 배관)(70b) 및 배관(순수 배관)(70c)은 처리액 등을 공급하는 공급계이고, 본 발명에서의 처리액 공급부에 해당한다. 또한, 배관(SC1 배관)(70a), 배관(DHF 배관)(70b) 및 배관(순수 배관)(70c)을 포함하는 처리액 배관군(70)은 처리액 등을 공급하는 복수의 공급계이고, 본 발명에서의 처리액 공급부에 해당한다.

제1 LFC(131)는 전환 밸브(80d)와 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)을 접속하는 공급 유로(68a) 상에 설치되고, 공급 유로(68a)에 흐르는 처리액의 유량을 제어한다. 제1 LFC(131)는 도 7을 이용하여 후술하는 바와 같이, 초음파식 유량계(132), 유량 제어 밸브(133) 및 유량 제어부(134)를 갖는다.

제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)은, 3 방향 밸브(135)에 의해, 전환 가능하도록 제1 LFC(131)에 접속된다. 제1 공급 노즐(45a)은 3 방향 밸브(135)에 의해 공급 유로(68a)로부터 분기된 공급 유로(68c)와 접속되고, 제1 유량(F1)으로 기판에 처리액을 공급한다. 제2 공급 노즐(45b)은 3 방향 밸브(135)에 의해 공급 유로(68a)로부터 분기된 공급 유로(68d)와 접속되고, 공급 유로(68d) 상에 설치된 니들 밸브(136)를 통해 제1 LFC(131)에 접속된다. 제2 공급 노즐(45b)은 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)으로 기판에 처리액을 공급한다. 니들 밸브(136)는 제2 공급 노즐(45b)로부터 공급하는 처리액의 유량을 제2 유량(F2)으로 조절한다. 제3 공급 노즐(45c)은 3 방향 밸브(135)에 의해 공급 유로(68a)로부터 분기된 공급 유로(68e)와 접속되고, 제3 유량(F3)으로 기판에 처리액을 공급한다.

즉, 공급 유로(68c)는 3 방향 밸브(135)와 제1 공급 노즐(45a)을 접속하는 것이며, 제1 LFC(131)의 하류측에 접속되는 것이다. 또한, 공급 유로(68d)는 3 방향 밸브(135)와 제2 공급 노즐(45b)을 접속하는 것이다. 또한, 3 방향 밸브(135)는 제1 LFC(131)와 제1 공급 노즐(45a) 및 제2 공급 노즐(45b)와의 사이의 공급 유로를 공급 유로(68c) 또는 공급 유로(68d)로 전환하는 것이다. 또한, 공급 유로(68d)는 공급 유로(68c)와 평행하게 되도록 3 방향 밸브(135), 즉 제1 LFC(131)의 하류측에 접속된다.

또, 초음파식 유량계(132)는 본 발명에서의 유량 계측부에 해당한다. 또한, 초음파식 유량계(132) 대신에, 유량이 작은 측의 영역까지 정밀도 높게 계측할 수 있는 각종 유량계를 이용할 수 있다. 또한, 3 방향 밸브(135)는 본 발명에서의 전환 기구에 해당한다. 또한, 공급 유로(68a)는 본 발명에서의 공급 유로에 해당하고, 공급 유로(68c)는 본 발명에서의 제1 경로에 해당하며, 공급 유로(68d)는 본 발명에서의 제2 경로에 해당한다. 또한, 니들 밸브(136)는 본 발명에서의 스로틀부에 해당한다. 또한, 니들 밸브(136) 대신에, 오리피스, 자동 조정 가능한 밸브, 또한 배관 사이즈를 작게 하는 등의 각종 스로틀 기구를 이용할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 제2 공급 노즐(45b)은 2 유체 노즐(Atomized Spray; AS)일 수도 있다. 제2 공급 노즐(45b)이 2 유체 노즐인 경우, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 공급 노즐(45b)에는 공급 유로(68d)가 접속되고, 예컨대 N₂ 가스 등의 비활성 가스인 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급원(137)에 접속된 가스 공급 배관(138)이 접속된다.

여기서, 복수의 공급계인 처리액 배관군(70)은 서로 다른 복수 종류의 처리액을 공급하도록 구성될 수도 있다. 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 예컨대 암모니아과수(SC1)를 공급하는 SC1 배관(70a), 희불산(DHF)을 공급하는 DHF 배관(70b), 및 순수(DIW)를 공급하는 순수 배관(70c)을 포함할 수 있다.

일례로서, 제1 공급 노즐(45a)은 전환 밸브(80d) 및 3 방향 밸브(135)를 전환함으로써, 암모니아과수(SC1) 및 순수(DIW) 중 어느 하나를 제1 유량(F1)으로 기판에 공급할 수 있다. 암모니아과수(SC1)를 공급할 때는, 제1 유량(F1)을 예컨대 1200 cc/min로 하고, 순수(DIW)를 공급할 때는, 제1 유량(F1)을 예컨대 1800 cc/min로 할 수 있다. 또한, 제2 공급 노즐(45b)은 전환 밸브(80d) 및 3 방향 밸브(135)를 전환함으로써, 순수(DIW)를 제2 유량(F2)으로 기판에 공급할 수 있다. 순수(DIW)를 공급할 때는, 제2 유량(F2)을 예컨대 100 cc/min로 할 수 있다. 또한, 제3 공급 노즐(45c)은 전환 밸브(80d) 및 3 방향 밸브(135)를 전환함으로써, 희불산(DHF) 및 순수(DIW) 중 어느 하나를 제3 유량(F3)으로 기판에 공급할 수 있다. 희불산(DHF)을 공급할 때는, 제3 유량(F3)을 예컨대 1200 cc/min로 하고, 순수(DIW)를 공급할 때는, 제3 유량(F3)를 예컨대 1800 cc/min로 할 수 있다.

도 7은 도 6에 나타내는 액 처리 유닛의 제1 처리액 공급 기구 중, 제1 LFC를 포함하는 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다. 또한, 도 7에서는, 제3 공급 노즐(45c) 및 3 방향 밸브(135) 중 제3 공급 노즐에 접속되는 공급 유로(68e) 상에 설치된 밸브(135c)는 도시하지 않는다. 따라서, 도 7에서는, 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b), 3 방향 밸브(135) 중 제1 공급 노즐(45a) 및 제2 공급 노즐(45b)에 접속되는 밸브(135a, 135b), 니들 밸브(136)를 나타내고 있다. 또한, 도 7에서는, 도 4, 도 6을 이용하여 앞에서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

제1 처리액 공급 기구(130)의 제1 LFC(131)는 초음파식 유량계(132), 유량 제어 밸브(133) 및 유량 제어부(134)를 갖는다. 초음파식 유량계(132)는 공급 유로(68a) 상에 설치되고, 후술하는 바와 같이, 공급 유로(68a)의 유량을 계측한다.

유량 제어 밸브(133)로서, 내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 모터 밸브, 파일럿식 제어 밸브, 그 밖의 각종 유량 제어 밸브를 이용할 수 있다. 또한, 유량 제어 밸브(133)는 공급 유로의 유량을 제어하기 위해, 유량 제어 밸브의 개방도(이하「밸브 개방도」라고 함)를 제어하는 것일 수도 있고, 또는 복수의 유량 제어 밸브를 공급 유로 상에 병렬로 설치해서, 개방되어 있는 유량 제어 밸브의 개수를 제어하는 등의 각종 방법에 의해 제어하는 것일 수도 있다.

이하에서는, 일례로서, 유량 제어 밸브(133)로서 모터 밸브(133)를 이용한 예에 대해 설명한다. 즉, 제1 처리액 공급 기구(130)의 제1 LFC(131)는 초음파식 유량계(132), 모터 밸브(133) 및 유량 제어부(134)를 갖는다. 모터 밸브(133)는 공급 유로(68a) 상에 설치되고, 후술하는 바와 같이, 모터(169)에 의해 밸브(160)의 밸브 개방도를 제어할 수 있다.

유량 제어부(134)는 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)을 포함하는 계측 신호(SM)가 초음파식 유량계(132)로부터 입력되고, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어하는 제어 신호(SC)를 모터 밸브(133)에 출력한다. 유량 제어부(134)는 미리 설정된 유량 설정값(FS)과, 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)에 기초하여, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어한다.

본 실시형태에 있어서, 모터 밸브(133)가 조정하는 유량의 조정 가능 레인지의 하한은 초음파식 유량계(132)가 측정하는 유량의 측정 가능 레인지의 하한보다 크다. 따라서, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지에 있을 때[제1 유량(F1)일 때]는 3 방향 밸브(135)의 밸브(135b)를 폐쇄하고, 밸브(135a)를 개방함으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통하지 않고, 즉 공급 유로(68a)를 통해 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 또한, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지의 하한보다 작을 때[제2 유량(F2)일 때]는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135a)를 폐쇄하고, 밸브(135b)를 개방함으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통해, 즉 공급 유로(68d)를 통해 제2 공급 노즐(45b)에 접속된다.

즉, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)일 때는, 처리액이 공급 유로(68c)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어하고, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때는, 처리액이 공급 유로(68d)를 흐르도록 3 방향 밸브를 제어한다.

또한, 유량 제어부(134)에 의해 미리 설정되는 유량 설정값(FS)은 기판 처리 장치(100)를 제어하는 제어부(200)의 프로세스 컨트롤러(201)가 수신하여 제1 LFC(131)에 출력할 수도 있다. 프로세스 컨트롤러(201)가 유량 설정값(FS)을 수신하는 경우, 유량 제어부(134)는 프로세스 컨트롤러(201)가 수신한 유량 설정값(FS)과, 유량 계측값(FM)을 비교하여, 유량 계측값(FM)이 유량 설정값(FS)과 같아지도록, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어한다.

또한, 유량 제어부(134)로부터 프로세스 컨트롤러(201)에 유량 계측값(FM)을 포함하는 계측 신호(SM)를 보냄으로써, 도 4를 이용하여 설명한 사용자 인터페이스(202)에 유량 계측값(FM)을 표시할 수도 있다. 또한, 공급 유로(68a)의 유량을 초음파식 유량계(132)에 의해 계측하는 계측 공정과, 유량 설정값(FS)과 유량 계측값(FM)에 기초하여 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어하는 제어 공정을 포함하는 기판 처리 방법을 프로세스 컨트롤러(201)에 실행시키기 위한 제어 프로그램, 즉 레시피를 기억 매체(기록 매체)인 기억부(203)에 기록할 수도 있다. 또한, 상기 제어 프로그램에는, 유량 설정값(FS)이 제어 가능 범위에 있는지 여부에 따라 3 방향 밸브(135)를 전환하고, 제1 LFC(131)를 제1 공급 노즐(45a) 또는 제2 공급 노즐(45b)로 전환하여 접속하는 접속 공정이 포함될 수도 있다.

또한, 유량 설정값(FS)은 유량 설정값(FS)과, 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)에 기초하여, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어할 때까지 설정될 수도 있고, 유량 제어부(134)에 의해 미리 설정되지 않을 수도 있다.

혹은, 제어부(200)는 수신한 제1 유량(F1)의 유량 설정값(FS)이, 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 공급 유로(68c)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어할 수도 있다. 그리고, 제어부(200)는 수신한 제2 유량(F2)의 유량 설정값(FS)이 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 공급 유로(68d)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어할 수도 있다. 단, a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이다. 그리고, 제어부(200)가 제어할 때, 제1 LFC(131)에 있어서, 제1 유량 범위(a∼b)와 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브 개방도가 존재하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 소유량인 제2 유량(F2)을 정밀도 높게 제어할 수 있어, 처리액을 공급할 때에, 유량의 정밀도를 떨어뜨리지 않고 유량 제어 기구를 통합할 수 있다.

a로서 예컨대 200 cc/min로 할 수 있고, b로서 예컨대 2000 cc/min로 할 수 있으며, c로서 예컨대 15 cc/min로 할 수 있고, d로서 예컨대 150 cc/min로 할 수 있다.

또한, 도 7에서는, 본 발명에 있어서의 노즐부가 제1 공급 노즐(45a) 및 제2 공급 노즐(45b)인 예에 대해 설명한다. 그러나, 제2 공급 노즐(45b)을 생략하고 제1 공급 노즐(45a)만 설치할 수도 있다. 이러한 예를 도 8에 나타낸다. 도 8은 제2 공급 노즐을 생략하고 제1 공급 노즐만 설치한 경우에, 제1 LFC를 포함하는 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다. 또, 도 8은 제2 공급 노즐(45b)을 생략하고 제1 공급 노즐(45a)만 설치한 것 이외에는, 각각 도 7과 마찬가지이다. 따라서, 도 7과 같은 점에 대해서는 설명을 생략한다.

도 8에 나타내는 예에서는, 공급 유로(68d)는 니들 밸브(136)의 공급 노즐(45)측에서 공급 유로(68c)와 합류하여, 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 또한, 모터 밸브(133)가 조정하는 유량의 조정 가능 레인지의 하한은 초음파식 유량계(132)가 측정하는 유량의 측정 가능 레인지의 하한보다 크다. 따라서, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지에 있을 때[제1 유량(F1)일 때]는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135b)가 폐쇄되고, 밸브(135a)가 개방됨으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통하지 않고, 즉 공급 유로(68c)를 통해 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 또한, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지의 하한보다 작을 때[제2 유량(F2)일 때]는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135a)가 폐쇄되고, 밸브(135b)가 개방됨으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통해, 즉 공급 유로(68d)를 통해 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다.

도 9는 초음파식 유량계의 구성을 나타내는 모식도이다. 초음파식 유량계(132)에는, 시간차식, 도플러식 등 몇가지 방식의 것이 있고, 이들 여러가지 방식의 것을 이용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 일례로서, 시간차식의 초음파식 유량계를 이용한다. 시간차식의 초음파식 유량계는 액체가 흐르는 유로의 상류측과 하류측에서 초음파를 교대로 공급하여, 초음파의 전파 시간의 차를 측정함으로써, 액체의 유량을 계측하는 것이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, U자형 형상의 관로(151)를 이용한다. 관로(151) 중 U자의 바닥부(152) 양측(상류측 및 하류측)에, 초음파를 송수파(送受波)하는 압전 소자 등을 포함하는 송수파기(153, 154)를 장착하고, 상류측의 송수파기(153)가 하류측의 송수파기(154)의 아래쪽에 배치되도록, U자가 가로 방향이 된 상태로 이용한다. 이 상태에서, 상류측의 송수파기(153)로부터 보내진 초음파를 하류측의 송수파기(154)에서 수파(受波)하고, 하류측의 송수파기(154)로부터 보내진 초음파를 상류측의 송수파기(153)에서 수파하며, 각각의 전파 시간의 차에 기초하여, 액체의 유량인 유량 계측값(FM)을 계측한다. 상류측의 송수파기(153)가 하류측의 송수파기(154)의 아래쪽에 배치되도록, U자가 가로 방향이 된 상태로 이용하는 이유는, U자의 바닥부(152) 상류측에 유입되는 액체 중에 기포가 혼입된 경우에도, 그 기포가 U자의 바닥부(152) 하류측으로 확실하게 흘러 빠지도록 하기 위함이다.

도 10은 모터 밸브의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 모터 밸브(133)는 밸브(160)와 밸브(160) 위쪽에 설치된 모터(169)를 갖는다.

밸브(160)는 아래 방향으로 설치되고 전환 밸브(80d)를 통해 복수의 공급계인 처리액 배관군(70)에 접속되는 공급 포트(161)와, 가로 방향으로 설치되고 공급 노즐(45)측에 접속되는 토출 포트(162)를 갖는다. 또한, 밸브(160)는 공급 포트(161)와 토출 포트(162)를 연통시키는 연통로(163)와, 연통로(163) 상방측으로 개방되는 개구(164)를 갖는다. 또한, 밸브(160)는 개구(164) 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼워지고, 하면에 설치된 밸브부(165)가, 연통로(163)에 설치된 밸브 시트(166)에 자리잡을 수 있는 밸브체(167)를 갖는다. 또한, 밸브(160)는 밸브체(167)에 형성된 암나사 구멍(167a)에 나사 결합되는 수나사 축(168)을 갖는다.

모터(169)는 모터(169)의 회전 축이 수나사 축(168)에 접속된다. 따라서, 수나사 축(168)은 정역회전 가능하게 설치된다.

이와 같이 구성되는 모터 밸브(133)에 있어서, 유량 제어부(134)로부터의 제어 신호(SC)에 의해 모터(169)가 정역회전됨으로써, 연통로(163)의 개방도가 조정되고, 공급 노즐(45)에 공급되는 처리액의 유량이 조정되게 된다.

본 실시형태에 있어서, 유량 제어부(134)는 미리 설정된 유량 설정값(FS)과, 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)에 기초하여, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어한다. 혹은, 후술하는 바와 같이, 유량 제어부(134)는 제어부(200)가 수신한 유량 설정값(FS)과, 유량 계측값(FM)을 비교하여, 유량 계측값(FM)이 유량 설정값(FS)과 같아지도록, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 제어할 수도 있다.

다음으로, 도 11을 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서, 각 액 처리 유닛에 복수의 공급계로부터 처리액을 공급할 수 있어, 장치의 비용을 삭감할 수 있음을 비교예 1과 비교하면서 설명한다.

도 11은 비교예 1의 기판 처리 장치에 탑재된 처리액 공급 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도 11에서는, 도 6에서 설명한 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 제2 처리액 공급 기구에 대해서는 도시 및 설명을 생략하고, 제1 처리액 공급 기구에 대해 비교한다. 또한, 도 11에서는, 도 6을 이용하여 앞에서 설명한 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

비교예 1의 기판 처리 장치에서는, 제1 처리액 공급 기구(130a)의 각 공급 노즐(45a, 45b, 45c)은 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 마찬가지이지만, 전환 밸브, LFC의 배치 및 수는 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 상이하다. 비교예 1에서는, 전환 밸브가 설치되지 않고, 복수의 공급계인 처리액 배관군(70)으로부터 각 공급 노즐(45a, 45b, 45c)에는 별도의 공급 유로(268a, 268b, 268c, 268d, 268e)에 의해 접속된다. 공급 유로(268a, 268b, 268c, 268d) 상에는 각각 LFC(231a, 231b, 231c, 231d)가 설치된다. 또한, 공급 유로(268e) 상에는 니들 밸브(236a)가 설치된다.

공급 유로(268a, 268b)는 LFC(231a, 231b)의 하류측에서 밸브(235a, 235b)를 통해 합류하여 공급 유로(268g)가 되어 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 따라서, 제1 공급 노즐(45a)은 밸브(235a) 및 LFC(231a)를 통해 암모니아과수(SC1)의 SC1 배관(70a)에 접속되고, 밸브(235b) 및 LFC(231b)를 통해 순수(DIW)의 순수 배관(70c)에 접속된다.

또한, 공급 유로(268e)는 니들 밸브(236a)의 하류측에서 밸브(235e)를 통해 공급 유로(268h)가 되어 제2 공급 노즐(45b)에 접속된다. 따라서, 제2 공급 노즐(45b)은 밸브(235e) 및 니들 밸브(236a)를 통해 순수(DIW)의 순수 배관(70c)에 접속된다.

또한, 공급 유로(268c, 268d)는 LFC(231c, 231d)의 하류측에서 밸브(235c, 235d)를 통해 합류하여 공급 유로(268i)가 되어 제3 공급 노즐(45c)에 접속된다. 따라서, 제3 공급 노즐(45c)은 밸브(235c) 및 LFC(231c)를 통해 희불산(DHF)의 DHF 배관(70b)에 접속되어, 밸브(235d) 및 LFC(231d)를 통해 순수(DIW)의 순수 배관(70c)에 접속된다.

이상의 구성에 의해, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 동일한 종류의 처리액을 표면 처리액 공급 노즐로부터 공급하기 위해서는, 비교예 1에 있어서, 4개의 유량 제어 기구와, 1개의 니들 밸브를 설치해야 한다.

한편, 본 실시형태에서는, 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이, 제1 공급 노즐(45a), 제2 공급 노즐(45b) 및 제3 공급 노즐(45c)의 유량을 제어하기 위해, 1개의 LFC(131)와, 1개의 니들 밸브(136)를 설치할 수 있다. 전환 밸브(80d)를 가짐으로써, 복수의 공급계인 처리액 배관군(70)으로부터 공급 노즐(45a, 45b, 45c)에 처리액을 공급하는 경우라도, LFC 및 니들 밸브인 유량 제어 기구의 수를 적게 할 수 있다. 또한, 3 방향 밸브(135)를 가짐으로써, 복수의 공급 노즐에 처리액을 공급하는 경우라도, 유량 제어 기구의 수를 적게 할 수 있다. 따라서, 복수의 공급계에 대응하여 유량 제어 기구를 별도로 설치하는 경우, 또는 복수의 공급 노즐에 대응하여 유량 제어 기구를 별도로 설치하는 경우에 비해, 장치의 비용을 저감할 수 있다.

다음에, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치가 대(大)유량을 제어하면서 소(小)유량도 제어 가능하며, 즉 모터 밸브에 의해 적은 유량을 정밀도 높게 제어할 수 있고, 유량 제어 기구를 통합할 수 있음을 비교예 2와 비교하면서 설명한다.

도 12는 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 각 밸브에서의 압력 손실 관계를 나타내는 도면이다. 도 12의 (a)는 공급 유로[68a(68d)] 상에 상류측에서 하류측에 걸쳐 모터 밸브(133) 및 니들 밸브(136)가 설치되는 것을 나타내는 도면이다. 도 12의 (b)는 모터 밸브(133)가 완전 개방일 때 및 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 조절할 때의 각각의 경우에, 니들 밸브(136) 및 모터 밸브(133)의 각각에 의한 압력 손실분을 나타내는 모식도이다. 도 13은 비교예 2의 기판 처리 장치의 밸브에서의 압력 손실 관계를 나타내는 도면이다. 도 13의 (a)는 공급 유로[68a(68d)] 상에 니들 밸브가 설치되지 않고 모터 밸브(133)만이 마련되는 것을 나타내는 도면이다. 도 13의 (b)는 모터 밸브(133)가 완전 개방일 때 및 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 조절할 때의 각각의 경우에, 모터 밸브(133)에 의한 압력 손실분을 나타내는 모식도이다.

본 실시형태에서는, 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이, 제1 공급 노즐(45a)의 유량[제1 유량(F1)]을 제어할 때에, 초음파식 유량계(132)를 포함하는 제1 LFC(131)를 이용한다. 또한, 제2 공급 노즐(45b)의 유량[제1 유량(F1)보다 소유량인 제2 유량(F2)]을 제어할 때도, 초음파식 유량계(132)를 포함하는 제1 LFC(131)를 이용한다.

여기서, 초음파식 유량계(132)가 측정하는 유량의 측정 가능 레인지와, 모터 밸브(133)가 조정하는 유량의 조정 가능 레인지에는 차이가 있다. 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치는 이 양자의 차가 있는 부분에 있어서도 정밀도 높게 유량을 제어할 수 있는 것이다.

본 실시형태에서는, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 공급 유로[68a(68d)] 상에 모터 밸브(133)와 직렬로 니들 밸브(136)를 설치함으로써, 제2 유량(F2)의 범위에서 유량을 제어하는 경우라도, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도가 비교적 큰 상태에서 이용할 수 있다. 즉, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때의 모터 밸브(133)의 밸브 개방도가, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)일 때의 모터 밸브(133)의 밸브 개방도보다 큰 상태에서 이용할 수 있다. 이에 따라, 제2 유량(F2)의 범위에서 유량을 제어할 때도, 정밀도 높게 유량을 제어할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제1 LFC(131)의 모터 밸브(133)에 있어서, 제1 유량(F1)의 유량 설정값(FS)이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때, 제2 유량(F2)의 유량 설정값(FS)이 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때 중 어느 쪽에서도, 동일한 밸브 개방도가 존재하는 경우가 있다. 즉, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때의 모터 밸브(133)의 밸브 개방도가, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)일 때의 모터 밸브(133)의 밸브 개방도와 같은 경우가 있다. 이에 따라, 제2 유량(F2)의 범위에서 유량을 제어할 때도, 정밀도 높게 유량을 제어할 수 있다.

모터 밸브(133)가 완전히 개방되었을 때는, 도 12의 (b)의 좌측에 나타내는 바와 같이, 니들 밸브(136)에 의한 압력 손실분(예컨대 160 kPa)이 공급 유로[68a(68d)] 전체의 압력 손실의 대부분에 기여한다. 또한, 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 조절하여 유량을 제어할 때는, 도 12의 (b)의 우측에 나타내는 바와 같이, 모터 밸브(133)에 의한 압력 손실분(예컨대 20 kPa)이 더 중첩됨으로써, 공급 유로[68a(68d)] 전체의 압력 손실(예컨대 180 kPa)을 조정할 수 있고, 유량을 제어할 수 있다. 모터 밸브(133)에 의한 압력 손실분의 정밀도는 높기 때문에(예컨대 ±2 kPa), 전체의 압력 손실(예컨대 180 kPa)을 고정밀도(예컨대 ±2 kPa)로 제어할 수 있다.

여기서, 비교예 2의 기판 처리 장치에서는, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 공급 유로[68a(68d)] 상에 니들 밸브를 설치하지 않고, 모터 밸브(133)만으로 소유량을 제어한다. 모터 밸브(133)가 완전히 개방되었을 때는, 도 13의 (b)의 좌측에 나타내는 바와 같이, 모터 밸브(133)에 의한 압력 손실분은 발생하지 않는다. 또한 모터 밸브(133)의 밸브 개방도를 조절하여 유량을 제어할 때는, 도 13의 (b)의 우측에 나타내는 바와 같이, 모터 밸브(133)에 의한 압력 손실분(예컨대 180 kPa)에 의해 공급 유로[68a(68d)]의 압력 손실을 조정한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 모터 밸브(133)를 제2 유량(F2)(예컨대 100 cc/min)의 범위에서 유량을 제어하는 경우, 정밀도 높게 제어할 수 없어, 큰 압력 손실분의 오차(예컨대 ±20 kPa)가 발생한다. 따라서, 전체의 압력 손실(예컨대 180 kPa)을 저정밀도(예컨대 ±20 kPa)로만 제어할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제1 공급 노즐(45a)로의 공급 유로[68a(68c)] 상에는 모터 밸브(133)만 설치하고, 제2 공급 노즐(45b)로의 공급 유로[68a(68d)] 상에는 모터 밸브(133)와 니들 밸브(136)를 설치한다. 대유량인 제1 유량(F1)으로 공급할 때, 즉 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지에 있을 때는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135b)를 폐쇄하고, 밸브(135a)를 개방함으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통하지 않고 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 그 결과, 제1 공급 노즐(45a)로부터 공급할 때는, 모터 밸브(133)에 의해, 전술한 제1 유량 범위의 범위 내인 대유량의 제1 유량(F1)(예컨대 200 cc/min∼2000 cc/min의 유량 범위)을 정밀도 높게 제어할 수 있다. 또한, 소유량인 제2 유량(F2)으로 공급할 때, 즉 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지의 하한보다 작을 때는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135a)를 폐쇄하고, 밸브(135b)를 개방함으로써, 제1 LFC(131)가 니들 밸브(136)를 통해 제2 공급 노즐(45b)에 접속된다. 그 결과, 제2 공급 노즐(45b)로부터 공급할 때는, 모터 밸브(133)와 니들 밸브(136)에 의해, 전술한 제2 유량 범위의 범위 내인 소유량의 제2 유량(F2)(예컨대 15 cc/min~150 cc/min의 유량 범위, 또, 더욱 바람직하게는 100 cc/min)을 정밀도 높게 제어할 수 있다.

또한, 도 11을 이용하여 설명한 비교예 1에 따른 기판 처리 장치에서는, 제2 공급 노즐(45b)로의 공급 유로[268e(268h)] 상에 설치되는 니들 밸브(236a)의 상류측에는, 순수 배관(70c)의 공급 압력이 직접적으로 인가된다. 순수 배관(70c)을 포함하는 처리액 배관군(70)의 각 배관의 공급 압력은, 공장 내의 다른 장치의 사용 상황에 의해, 변동되는 경우가 있다. 공급 압력이 변동된 경우, 제2 공급 노즐(45b)로부터 소유량인 제2 유량(F2)으로 공급되는 처리액의 유량이 변동될 우려가 있다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 니들 밸브(136)는, 모터 밸브(133)를 통해 SC1 배관(70a), 순수 배관(70c)에 접속된다. 따라서, 니들 밸브(136)의 상류측에는, SC1 배관(70a), 순수 배관(70c)의 공급 압력이 직접적으로 인가되는 일이 없다. 따라서, 처리액 배관군(70)의 각 배관의 공급 압력의 변동에 영향받지 않고, 제2 공급 노즐(45b)에 있어서의 소유량인 제2 유량(예컨대 100 cc/min)을 정밀도 높게 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 1개의 유량 제어 기구에 의해, 대유량 및 소유량 모두를 정밀도 높게 제어할 수 있다. 따라서, 유량 제어 기구가 제어할 수 있는 유량의 범위에 제한이 있어, 각각의 유량대로는 통합할 수 없는 복수의 공급계로부터 처리액을 공급할 때에도, 유량 제어 기구를 통합할 수 있다.

(실시형태의 변형예)

다음에, 도 14를 참조하여, 실시형태의 변형예에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성에 대해 설명한다.

본 변형예에 따른 기판 처리 장치는, 제1 LFC(131) 대신에, 정압 밸브(131a)를 이용하는 점에서, 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 상이하다. 또한, 정압 밸브(131a)는 유량 제어 밸브로서, 모터 밸브(133) 대신에, 파일럿식 제어 밸브(133a)를 이용하는 점에서, LFC와 상이하다. 그 이외의 부분에 대해서는, 다른 실시형태에 따른 기판 처리 장치와 동일하므로, 설명을 생략한다.

도 14는 제1 LFC(131) 대신에 정압 밸브(131a)를 이용한 경우에, 공급계로부터 공급 노즐까지의 공급 유로를 나타내는 도면이다.

정압 밸브(131a)는 초음파식 유량계(132), 파일럿식 제어 밸브(133a), 전공(電空) 레귤레이터(133b) 및 유량 제어부(134)를 갖는다. 파일럿식 제어 밸브(133a)는 공급 유로(68a) 상에 설치되고, 전공 레귤레이터(133b)에 의해 밸브 개방도를 제어할 수 있다.

파일럿식 제어 밸브(133a)는 전공 레귤레이터(133b)로부터 주어진 공기압(파일럿압)에 따라, 파일럿식 제어 밸브(133a)의 2차측 공급 유로(68a)의 압력을 조절하고, 압력을 조절함으로써 공급 유로(68a)의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

파일럿식 제어 밸브(133a)는 그 내부에 다이어프램에 연동하는 밸브체를 구비한다. 이 다이어프램에, 일측으로부터 파일럿압이, 타측으로부터 2차측 공급 유로(68a) 내의 압력이 각각 작용한다. 양측의 압력에 차압이 있으면 다이어프램이 변형되어 밸브체의 개방도(밸브 개방도)가 변하고, 양측의 압력이 평형한 곳에서 밸브체가 정지한다. 즉, 파일럿식 제어 밸브(133a)의 2차측 공급 유로(68a) 내의 압력이 파일럿압에 평형하도록 밸브체가 변위한다. 따라서, 한쪽의 파일럿압을 부여함으로써, 파일럿식 제어 밸브(133a)의 2차측 공급 유로(68a) 내의 압력을 일정하게 할 수 있다. 그 결과, 파일럿식 제어 밸브(133a)의 2차측 공급 유로(68a)의 유로 저항이 변화하지 않는 한, 2차측 공급 유로(68a)에 흐르는 처리액의 유량을 일정하게 할 수 있다.

전공 레귤레이터(133b)는 공급된 가압 공기(압축 공기)를, 유량 제어부(134)로부터 주어지는 조작 전압에 따른 공기압(파일럿압)으로 변환하여 출력한다. 본 변형예에서는, 공급 유로(68a)에 흐르는 처리액의 유량을 미리 설정된 소정의 유량 설정값으로 유지하기 위해, 유량 제어부(134)가 일정한 조작 전압(Vp)을 전공 레귤레이터(133b)에 출력하도록 구성된다.

유량 제어부(134)는 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)을 포함하는 계측 신호(SM)가 초음파식 유량계(132)로부터 입력되고, 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도를 제어하는, 조작 전압(Vp)[제어 신호(SC)]을 전공 레귤레이터(133b)에 출력한다.

즉, 유량 제어부(134)는 미리 설정된 유량 설정값(FS)과, 초음파식 유량계(132)가 계측한 유량 계측값(FM)에 기초하여, 전공 레귤레이터(133b)에 의해 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도를 제어한다.

따라서, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지에 있을 때[제1 유량(F1)일 때]는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135b)를 폐쇄하고, 밸브(135a)를 개방함으로써, 정압 밸브(131a)가 니들 밸브(136)를 통하지 않고, 즉 공급 유로(68c)를 통해 제1 공급 노즐(45a)에 접속된다. 또한, 유량 설정값(FS)이 조정 가능 레인지의 하한보다 작을 때[제2 유량(F2)일 때]는, 3 방향 밸브(135)의 밸브(135a)를 폐쇄하고, 밸브(135b)를 개방함으로써, 정압 밸브(131a)가 니들 밸브(136)를 통해, 즉 공급 유로(68d)를 통해 제2 공급 노즐(45b)에 접속된다.

즉, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)일 때는, 처리액이 공급 유로(68c)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어하고, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때는, 처리액이 공급 유로(68d)를 흐르도록 3 방향 밸브를 제어한다.

또, 유량 제어부(134)에 의해 미리 설정되는 유량 설정값(FS)은 기판 처리 장치(100)를 제어하는 제어부(200)의 프로세스 컨트롤러(201)가 수신하여 정압 밸브(131a)에 출력하게 할 수도 있다. 프로세스 컨트롤러(201)가 유량 설정값(FS)을 수신하는 경우, 유량 제어부(134)는 프로세스 컨트롤러(201)가 수신한 유량 설정값(FS)과 유량 계측값(FM)을 비교하여, 유량 계측값(FM)이 유량 설정값(FS)과 같아지도록 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도를 제어한다.

혹은, 제어부(200)는 수신한 제1 유량(F1)의 유량 설정값(FS)이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 공급 유로(68c)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어할 수도 있다. 그리고, 제어부(200)는 수신한 제2 유량(F2)의 유량 설정값(FS)이 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 공급 유로(68d)를 흐르도록 3 방향 밸브(135)를 제어할 수도 있다. 단, a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이다. 그리고, 제어부(200)가 제어할 때, 제1 LFC(131)에서, 제1 유량 범위(a∼b)와 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브 개방도가 존재하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 소유량인 제2 유량(F2)을 정밀도 높게 제어할 수 있어, 처리액을 공급할 때에, 유량의 정밀도를 떨어뜨리지 않고 유량 제어 기구를 통합할 수 있다.

a로서 예컨대 200 cc/min로 할 수 있고, b로서 예컨대 2000 cc/min로 할 수 있으며, c로서 예컨대 15 cc/min로 할 수 있고, d로서 예컨대 150 cc/min로 할 수 있다.

본 변형예에서도, 다른 실시형태와 마찬가지로, 제2 공급 노즐(45b)을 생략하고, 제1 공급 노즐(45a)만 설치하며, 도 8을 이용하여 전술한 바와 같이, 공급 유로(68d)가 니들 밸브(136)의 공급 노즐(45)측에서 공급 유로(68c)와 합류하도록 구성할 수도 있다.

본 변형예에서도, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때의 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도가, 유량 설정값이 제1 유량(F1)일 때의 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도보다 큰 상태에서 이용할 수 있다. 이에 따라, 제2 유량(F2)의 범위에서 유량을 제어할 때도, 정밀도 높게 유량을 제어할 수 있다.

또한, 본 변형예에서도, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)보다 적은 제2 유량(F2)일 때의 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도가, 유량 설정값(FS)이 제1 유량(F1)일 때의 파일럿식 제어 밸브(133a)의 밸브 개방도와 동일한 경우가 있다. 이에 따라, 제2 유량(F2)의 범위에서 유량을 제어할 때도, 정밀도 높게 유량을 제어할 수 있다.

즉, 본 변형예에서도, 다른 실시형태와 마찬가지로, 하나의 유량 제어 기구에 의해, 대유량 및 소유량 모두를 정밀도 높게 제어할 수 있다. 따라서, 복수의 공급계로부터 처리액을 공급할 때에 유량 제어 기구를 통합할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 정압 밸브(131a)를 이용하기 때문에, LFC를 이용하는 경우보다 기판 처리 장치를 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, LFC를 이용하는 경우보다 압력 안정성이 우수하고, 응답성이 우수하며, 유량 안정성이 우수하고, 신뢰성이 우수한 기판 처리 장치를 구성할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 기술했지만, 본 발명은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위 내에 기재한 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러가지 변형·변경이 가능하다.

또, 본 발명의 실시형태에서는, 제1 공급 노즐이 기판에 처리액을 공급하는 제1 유량보다 적은 제2 유량으로 제2 공급 노즐이 기판에 처리액을 공급하는 예에 대해 설명했다. 그러나, 제2 공급 노즐은 제1 공급 노즐과 동일한 유량으로 기판에 처리액을 공급하는 것일 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시형태에서는, 복수의 공급계가 공급하는 처리액의 종류가 서로 다른 예에 대해 설명했다. 그러나, 각 공급계가 공급하는 처리액의 모든 종류가 서로 다르지 않을 수도 있고, 그 중 어느 2개가 동일한 경우도 포함한다.

42: 웨이퍼 유지부 45a: 제1 공급 노즐
45b: 제2 공급 노즐 47: 배기·배액부(컵)
68a, 68b, 68c, 68d 68e: 공급 유로 70a: SC1 배관
7Ob: DHF 배관 7Oc: 순수 배관
80d: 전환 밸브 100: 기판 처리 장치
131: 제1 LFC(유량 제어 기구) 132: 초음파식 유량계
133: 모터 밸브 134: 유량 제어부
136: 니들 밸브

Claims (13)

1. 기판을 처리액에 의해 처리하는 기판 처리 장치에 있어서,
   처리액이 흐르는 공급 유로와,
   상기 공급 유로에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와,
   상기 공급 유로 상에 설치되고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량을 제어하는 유량 제어 기구와,
   상기 공급 유로 상에 있으며 상기 유량 제어 기구의 하류측에 접속되는 제1 경로 또는 상기 제1 경로와 평행하게 접속되는 제2 경로로 전환하는 전환 기구와,
   상기 제2 경로 상에 설치되고, 상기 제2 경로를 조절하는 스로틀부와,
   상기 전환 기구를 제어하고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량 설정값을 수신하여 상기 유량 제어 기구에 상기 유량 설정값을 출력하는 제어부
   를 포함하고,
   상기 유량 제어 기구는,
   상기 공급 유로의 유량을 계측하는 유량 계측부와,
   내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 유량 제어 밸브와,
   상기 제어부가 수신한 상기 유량 설정값과, 상기 유량 계측부가 계측한 유량 계측값을 비교하여, 상기 유량 계측값이 상기 유량 설정값과 같아지도록, 상기 유량 제어 밸브를 제어하는 유량 제어부
   를 포함하며,
   상기 스로틀부는,
   상기 제2 경로를 흐르는 처리액의 유량을, 상기 유량 제어 밸브가 조정하는 유량 가능 레인지의 하한보다 작은 제2 유량 범위(c∼d)로 조절하고,
   상기 유량 제어부는,
   상기 유량 설정값이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 공급 유로의 유량이 상기 제1 유량 범위(a∼b)가 되도록 제어하며,
   상기 유량 설정값이 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 상기 유량 제어 밸브를 제어하여 상기 공급 유로의 유량이 상기 제2 유량 범위(c∼d)가 되도록 제어하고,
   상기 제어부는,
   수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 상기 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제1 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하고,
   수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제2 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하며,
   a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이고,
   상기 유량 제어 기구에서, 상기 제1 유량 범위(a∼b)와 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브의 개방도가 존재하는 것인 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판에 처리액을 공급하는 제1 공급 노즐과, 상기 기판에 처리액을 공급하는 제2 공급 노즐을 포함하고,
   상기 제1 경로는 상기 전환 기구와 상기 제1 공급 노즐을 접속하며,
   상기 제2 경로는 상기 전환 기구와 상기 제2 공급 노즐을 접속하는 것인 기판 처리 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스로틀부는 니들 밸브 또는 오리피스인 것인 기판 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2 공급 노즐은 2 유체 노즐인 것인 기판 처리 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리액 공급부는 서로 다른 복수 종류의 처리액을 공급하는 것인 기판 처리 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유량 계측부는 초음파식 유량계이고,
   상기 유량 제어 밸브는 모터 밸브인 것인 기판 처리 장치.
7. 처리액이 흐르는 공급 유로와, 상기 공급 유로에 처리액을 공급하는 처리액 공급부와, 상기 공급 유로 상에 설치되고, 상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량을 제어하는 유량 제어 기구와, 상기 공급 유로 상에 있으며 상기 유량 제어 기구의 하류측에 접속되는 제1 경로 또는 상기 제1 경로와 평행하게 접속되는 제2 경로로 전환하는 전환 기구와, 상기 제2 경로 상에 설치되고, 상기 제2 경로를 조절하는 스로틀부를 포함하고, 상기 유량 제어 기구는 상기 공급 유로의 유량을 계측하는 유량 계측부와, 내부에 개폐 가능한 밸브를 구비한 유량 제어 밸브를 포함하며, 상기 스로틀부는, 상기 제2 경로를 흐르는 처리액의 유량을, 상기 유량 제어 밸브가 조정하는 유량 가능 레인지의 하한보다 작은 제2 유량 범위(c∼d)로 조절하는 것인, 기판 처리 장치에서의 기판 처리 방법에 있어서,
   상기 공급 유로를 흐르는 처리액의 유량 설정값을 수신하여 상기 유량 제어 기구에 상기 유량 설정값을 출력하고,
   수신한 상기 유량 설정값과, 상기 유량 계측부가 계측한 유량 계측값을 비교하여, 상기 유량 계측값이 상기 유량 설정값과 같아지도록, 상기 유량 제어 밸브를 제어하며,
   수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 제1 유량 범위(a∼b)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제1 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하고,
   수신한 처리액의 상기 유량 설정값이 제2 유량 범위(c∼d)의 범위 내일 때는, 처리액이 상기 제2 경로를 흐르도록 상기 전환 기구를 제어하며,
   a, b, c, d의 관계는 c<d<a<b이고,
   상기 유량 제어 기구에서, 상기 제1 유량 범위(a∼b)와 상기 제2 유량 범위(c∼d)의 범위에서 동일한 밸브의 개방도가 존재하는 것인 기판 처리 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 기판에 처리액을 공급하는 제1 공급 노즐과, 상기 기판에 처리액을 공급하는 제2 공급 노즐을 갖고,
   상기 제1 경로는 상기 전환 기구와 상기 제1 공급 노즐을 접속하며,
   상기 제2 경로는 상기 전환 기구와 상기 제2 공급 노즐을 접속하는 것인 기판 처리 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 스로틀부는 니들 밸브 또는 오리피스인 것인 기판 처리 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 제2 공급 노즐은 2 유체 노즐인 것인 기판 처리 방법.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 처리액 공급부는 서로 다른 복수 종류의 처리액을 공급하는 것인 기판 처리 방법.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 유량 계측부는 초음파식 유량계이고, 상기 유량 제어 밸브는 모터 밸브인 것인 기판 처리 방법.
13. 컴퓨터에 제7항 또는 제8항에 기재한 기판 처리 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.

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