KR101987590B1 - 탈산소 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

탈산소 장치는, 대상액의 용존 산소 농도를 저감하는 장치이다. 탈산소 장치는, 대상액을 저류하는 저류조와, 산소와는 다른 첨가 가스를 저류조 내의 대상액 중에 공급하는 가스 공급부와, 가스 공급부로부터 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 공급 개시로부터의 총량인 총 공급량과 대상액 중의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 상관 정보를 기억하는 기억부와, 당해 총 공급량과 당해 상관 정보에 기초하여 대상액 중의 용존 산소 농도를 구하는 연산부를 구비한다. 이로써, 산소 농도계 등에 의해 대상액의 용존 산소 농도를 측정하지 않고, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다.

Description

탈산소 장치 및 기판 처리 장치{DEOXYGENATION APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 대상액의 용존 산소 농도를 저감하는 탈산소 장치, 및 당해 탈산소 장치를 구비하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터 반도체 기판 (이하, 간단히 「기판」이라고 한다) 의 제조 공정에서는, 기판에 대하여 처리액을 공급하여 여러 가지 처리가 실시된다. 예를 들어, 기판 상에 세정액을 공급하여, 기판의 표면에 부착된 이물질을 씻어 내는 세정 처리가 이루어진다. 세정액으로서 플루오르화수소산이 사용되는 경우, 기판 표면의 산화막을 제거함으로써 산화막에 부착되어 있는 이물질의 제거가 이루어진다.
기판의 액 처리에서는, 기판 표면의 산화를 방지하기 위해, 기판에 공급되는 처리액의 용존 산소 농도를 낮게 할 것이 요구된다. 처리액의 용존 산소 농도를 낮게 하는 방법으로서, 예를 들어 진공 탈기법이나 버블링법이 알려져 있다. 일본 공개특허공보 평7-328313호 (문헌 1) 의 탈입기 (脫入氣) 장치에서는 진공 탈기법이 이용된다. 당해 탈입기 장치에서는, 순수 (純水) 주위의 외부 공간을 진공 환경 또는 저압 환경으로 함으로써, 순수 중의 산소 등의 용존 농도를 저하시킨다. 또한, 일본 공개특허공보 2005-7309호 (문헌 2) 의 탈산소 장치에서는, 버블링법이 이용된다. 당해 탈산소 장치에서는, 수조 중의 피처리수를 순환시키는 순환 배관 상의 순환 펌프에 가스 흡입부가 형성되고, 가스 흡입부에 질소 가스가 공급된다. 이로써, 수조 중의 피처리수에 질소 가스의 기포가 공급되어, 피처리수 중의 산소의 용존 농도가 저하된다.
일본 공개특허공보 평7-328313호 일본 공개특허공보 2005-7309호
그런데, 처리액의 탈기에 진공 탈기법을 이용하면, 탈기하기 위한 장치가 대형화됨과 함께 장치의 제조 비용이 증가한다. 또한, 문헌 2 의 탈산소 장치에서는, 피처리수의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 저하되어 있는지 여부를 알 수 없다. 당해 탈산소 장치에 용존 산소계를 설치하는 방법도 고려되지만, 용존 산소 농도를 높은 정밀도로 측정하기 위해서는, 고가의 용존 산소계를 사용할 필요가 있어, 장치의 제조 비용이 증가한다.
본 발명은 대상액의 용존 산소 농도를 저감하는 탈산소 장치에 관한 것으로, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 하나의 탈산소 장치는, 대상액을 저류하는 저류조와, 산소와는 다른 첨가 가스를 상기 저류조 내의 상기 대상액 중에 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부로부터 상기 대상액 중에 공급되는 상기 첨가 가스의 공급 개시로부터의 총량인 총 공급량과 상기 대상액의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 상관 정보를 기억하는 기억부와, 상기 총 공급량과 상기 상관 정보에 기초하여 상기 대상액의 용존 산소 농도를 구하는 연산부를 구비한다. 당해 탈산소 장치에 의하면, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다.
본 발명의 바람직한 하나의 실시형태에서는, 상기 가스 공급부로부터의 상기 첨가 가스의 단위 시간당 공급량인 단위 공급량을 제어하는 공급 제어부를 추가로 구비하고, 상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 미리 정해진 목표 농도 이하까지 감소하면, 상기 공급 제어부가 상기 단위 공급량을, 상기 대상액의 용존 산소 농도를 유지하는 유지 공급량으로 감소시킨다.
보다 바람직하게는, 상기 대상액으로의 상기 첨가 가스의 공급 개시시에 있어서의 상기 단위 공급량이 제 1 공급량이고, 상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 상기 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 상기 공급 제어부가 상기 단위 공급량을 상기 제 1 공급량보다 작으면서 또한 상기 유지 공급량보다 큰 제 2 공급량으로 감소시킨다.
더욱 바람직하게는, 상기 가스 공급부가, 상기 저류조 내에서 상기 첨가 가스를 분출하는 복수의 가스 공급구와, 상기 단위 공급량이 상기 제 1 공급량에서 상기 제 2 공급량으로 전환될 때에, 상기 복수의 가스 공급구의 수를 증가시키는 공급구 조절부를 구비한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기 가스 공급부가, 상기 저류조 내에서 상기 첨가 가스를 분출하는 가스 공급구와, 상기 가스 공급구의 크기를 변경하는 공급구 변경부를 구비하고, 상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 상기 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 상기 공급구 변경부가 상기 가스 공급구를 크게 한다.
보다 바람직하게는, 상기 가스 공급구가, 겹쳐진 2 개의 판 부재의 각각의 개구의 중복부이고, 상기 공급구 변경부가, 상기 2 개의 판 부재의 상대 위치를 변경함으로써 상기 중복부의 면적을 변경한다.
본 발명에 관련된 다른 탈산소 장치는, 대상액을 저류하는 저류조와, 산소와는 다른 첨가 가스를 상기 저류조 내의 상기 대상액 중에 공급하는 가스 공급부를 구비하고, 상기 가스 공급부가, 상기 저류조 내에서 상기 첨가 가스를 분출하는 가스 공급구와, 상기 가스 공급구의 크기를 변경하는 공급구 변경부를 구비한다. 당해 탈산소 장치에 의하면, 가스 공급구로부터 저류조 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 변경할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는, 상기 가스 공급구가, 겹쳐진 2 개의 판 부재의 각각의 개구의 중복부이고, 상기 공급구 변경부가, 상기 2 개의 판 부재의 상대 위치를 변경함으로써 상기 중복부의 면적을 변경한다.
본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이기도 하다. 본 발명에 관련된 기판 처리 장치는, 상기 서술한 탈산소 장치와, 상기 탈산소 장치에 의해 용존 산소 농도가 저감된 상기 대상액을 함유하는 처리액을 기판에 공급하는 처리액 공급부를 구비한다.
상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 탈산소 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 탈산소 장치의 평면도이다.
도 4 는, 첨가 가스의 총 공급량과 대상액의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 제 2 실시형태에 관련된 탈산소 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 제 3 실시형태에 관련된 탈산소 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 탈산소 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 분출부의 일부 및 공급구 변경부를 나타내는 사시도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 탈산소 장치 (7) 를 구비하는 기판 처리 장치 (1) 의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 (9) (이하, 간단히 「기판 (9)」이라고 한다) 을 1 장씩 처리하는 매엽식의 장치이다. 기판 처리 장치 (1) 는, 기판 (9) 에 처리액을 공급하여 액 처리 (예를 들어, 세정 처리) 를 실시한다. 도 1 에서는, 기판 처리 장치 (1) 의 구성의 일부를 단면으로 나타낸다. 처리액으로서, 예를 들어 순수로 희석된 희플루오르화수소산이 이용된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 하우징 (11) 과, 기판 유지부 (31) 와, 기판 회전 기구 (33) 와, 컵부 (4) 와, 처리액 공급부 (6) 와, 탈산소 장치 (7) 를 구비한다. 하우징 (11) 은 기판 유지부 (31) 및 컵부 (4) 등을 수용한다. 도 1 에서는, 하우징 (11) 을 파선으로 나타낸다.
기판 유지부 (31) 는, 상하 방향을 향하는 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 대략 원판상의 부재이다. 기판 (9) 은 상면 (91) 을 상측을 향하게 하여, 기판 유지부 (31) 의 상방에 배치된다. 기판 (9) 의 상면 (91) 에는, 예를 들어 미세한 요철의 패턴이 미리 형성되어 있다. 기판 유지부 (31) 는 수평 상태로 기판 (9) 을 유지한다. 기판 회전 기구 (33) 는 기판 유지부 (31) 의 하방에 배치된다. 기판 회전 기구 (33) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하여 기판 (9) 을 기판 유지부 (31) 와 함께 회전시킨다.
컵부 (4) 는, 중심축 (J1) 을 중심으로 하는 고리상의 부재로, 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 의 직경 방향 외측에 배치된다. 컵부 (4) 는 기판 (9) 및 기판 유지부 (31) 의 주위를 전체 둘레에 걸쳐 덮어, 기판 (9) 으로부터 주위를 향해 비산하는 처리액 등을 수용한다. 컵부 (4) 의 바닥부에는, 도시를 생략한 배출 포트가 형성된다. 컵부 (4) 에 수용된 처리액 등은, 당해 배출 포트를 통해서 컵부 (4) 및 하우징 (11) 의 외부로 배출된다.
처리액 공급부 (6) 는 상부 노즐 (61) 을 구비한다. 상부 노즐 (61) 은 기판 (9) 의 중앙부의 상방에 배치된다. 상부 노즐 (61) 의 선단에는, 처리액을 토출하는 토출구가 형성된다. 상부 노즐 (61) 로부터 토출된 처리액은 기판 (9) 의 상면 (91) 에 공급된다. 상부 노즐 (61) 은, 배관이나 밸브 등을 통해 혼합부 (83), 탈산소 장치 (7), 대상액 공급원 (81) 및 순수 공급원 (82) 에 접속된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 대상액 공급원 (81) 으로부터 탈산소 장치 (7) 로, 탈산소 처리의 대상이 되는 액체 (이하, 「대상액」이라고 한다.) 인 플루오르화수소산이 공급된다. 탈산소 장치 (7) 에서는 플루오르화수소산의 탈산소 처리가 실시되어, 플루오르화수소산의 용존 산소 농도가, 기판 (9) 의 처리에 있어서 처리액에 요구되는 용존 산소 농도의 상한치보다 낮은 농도까지 저감된다. 탈산소 처리가 실시된 플루오르화수소산은, 탈산소 장치 (7) 로부터 혼합부 (83) 로 이송된다. 혼합부 (83) 에서는, 탈산소 장치 (7) 로부터의 플루오르화수소산과 순수 공급원 (82) 으로부터의 순수가 혼합되어, 처리액인 희플루오르화수소산이 생성된다. 처리액은, 탈산소 장치 (7) 에 의해 용존 산소 농도가 저감된 대상액을 함유한다. 혼합부 (83) 는, 예를 들어 믹싱 밸브이다. 혼합부 (83) 로 이송되는 순수에는 미리 탈산소 처리가 실시되어 있어, 당해 순수의 용존 산소 농도는, 기판 (9) 의 처리에 있어서 처리액에 요구되는 용존 산소 농도의 상한치보다 낮다.
처리액은 혼합부 (83) 로부터 상부 노즐 (61) 로 보내지고, 상부 노즐 (61) 로부터, 회전하는 기판 (9) 의 상면 (91) 의 중앙부를 향해 토출된다. 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 공급된 처리액은, 원심력에 의해 상면 (91) 위를 직경 방향 바깥쪽으로 이동하여, 기판 (9) 의 외연 (外緣) 으로부터 컵부 (4) 로 비산된다. 컵부 (4) 에 의해 수용된 처리액은, 상기 배출 포트를 통해서 컵부 (4) 및 하우징 (11) 의 외부로 배출된다. 기판 처리 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 소정의 시간만큼 처리액이 공급됨으로써, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대한 액 처리가 실시된다. 당해 소정의 시간이 경과하면, 기판 (9) 에 대한 처리액의 공급이 정지되어, 기판 (9) 에 대한 액 처리가 종료한다.
도 2 는, 탈산소 장치 (7) 의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 에서는, 탈산소 장치 (7) 이외의 구성도 함께 그리고 있다. 탈산소 장치 (7) 는, 대상액의 용존 산소 농도를 저감하는 장치이다. 탈산소 장치 (7) 는, 저류조 (71) 와, 가스 공급부 (72) 와, 컴퓨터 (76) 를 구비한다. 도 2 에서는, 저류조 (71) 의 내부를 나타낸다. 저류조 (71) 는, 대상액 공급원 (81) 으로부터 공급되는 대상액인 플루오르화수소산을 저류한다. 저류조 (71) 는, 예를 들어, 대략 직방체의 용기이다. 저류조 (71) 내의 공간은 밀폐 공간이다. 저류조 (71) 의 상부에는 도시를 생략한 배기 밸브가 형성되어, 저류조 (71) 내의 공간이 소정의 압력으로 유지된다.
가스 공급부 (72) 는, 복수의 가스 공급구 (722) 가 형성되는 가스 분출부 (721) 와, 공급구 조절부 (723) 와, 유량 조절부 (724) 를 구비한다. 가스 분출부 (721) 는 저류조 (71) 내의 바닥 근방에 배치된다. 가스 분출부 (721) 는, 배관 (725) 을 통해서 첨가 가스 공급원 (84) 에 접속된다. 공급구 조절부 (723) 및 유량 조절부 (724) 는, 배관 (725) 상에 형성된다. 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터 가스 분출부 (721) 에 공급된 첨가 가스는, 복수의 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 (70) 중에 공급된다. 첨가 가스는, 대상액 (70) 에 있어서의 용존 농도를 저하시키는 대상 가스인 산소와는 다른 종류의 가스이다. 첨가 가스로는, 바람직하게는 불활성 가스가 이용된다. 도 2 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 에서는, 첨가 가스로서 질소 (N2) 가스가 이용된다. 가스 분출부 (721) 로부터 대상액 (70) 중에 첨가 가스가 공급됨으로써 대상액 (70) 의 탈산소 처리가 실시되고, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도가 저하된다.
도 3 은, 탈산소 장치 (7) 를 나타내는 평면도이다. 도 3 에서는, 저류조 (71) 의 내부를 나타낸다 (도 5 내지 도 7 에 있어서도 동일). 또한, 도 3에서는, 컴퓨터 (76) 의 도시를 생략한다. 가스 분출부 (721) 는, 제 1 분출부 (771) 와, 제 2 분출부 (772) 를 구비한다. 도 3 에 나타내는 예에서는, 3 개의 제 1 분출부 (771) 와 3 개의 제 2 분출부 (772) 가 번갈아 배열된다. 제 1 분출부 (771) 및 제 2 분출부 (772) 는 1 개여도 되도, 2 개 이상이어도 된다. 각 제 1 분출부 (771) 및 각 제 2 분출부 (772) 는 대략 직선상의 관로이다. 각 제 1 분출부 (771) 및 각 제 2 분출부 (772) 에는, 저류조 (71) 내에서 첨가 가스를 분출하는 복수의 가스 공급구 (722) 가 형성된다. 각 제 1 분출부 (771) 및 각 제 2 분출부 (772) 에서는, 동일한 형상이면서 또한 같은 크기의 복수의 가스 공급구 (722) 가 대략 등간격으로 배치된다. 탈산소 장치 (7) 에서는, 각 가스 공급구 (722) 로부터 대상액 (70) (도 2 참조) 중에 첨가 가스의 기포가 공급된다.
배관 (725) 은, 복수의 제 1 분출부 (771) 에 접속되는 제 1 배관 (726) 과, 제 1 배관 (726) 으로부터 분기되어 복수의 제 2 분출부 (772) 에 접속되는 제 2 배관 (727) 을 구비한다. 유량 조절부 (724) 는, 제 1 배관 (726) 과 제 2 배관 (727) 의 분기점보다 상류측 (즉, 첨가 가스 공급원 (84) 에 가까운 위치) 에 형성되고, 가스 분출부 (721) 로의 첨가 가스의 공급량을 조절한다. 공급구 조절부 (723) 는 제 2 배관 (727) 상에 형성된다. 공급구 조절부 (723) 는, 제 2 분출부 (772) 에 대한 첨가 가스의 공급 및 공급 정지를 전환한다.
가스 공급부 (72) 에서는, 공급구 조절부 (723) 에 의해 제 2 분출부 (772) 로의 첨가 가스의 공급이 정지되어 있는 경우, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터의 첨가 가스는, 제 1 분출부 (771) 의 복수의 가스 공급구 (722) 로부터 대상액 (70) 중에 공급된다. 또한, 공급구 조절부 (723) 에 의해 제 2 분출부 (772) 에 첨가 가스가 공급되는 경우, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터의 첨가 가스는, 제 1 분출부 (771) 및 제 2 분출부 (772) 의 복수의 가스 공급구 (722) 로부터 대상액 (70) 중에 공급된다. 즉, 공급구 조절부 (723) 는, 대상액 (70) 중에 가스를 공급하는 복수의 가스 공급구 (722) 의 수를 변화시키는 공급구수 변경부이다.
도 2 에 나타내는 컴퓨터 (76) 는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU, 기본 프로그램을 기억하는 ROM 및 각종 정보를 기억하는 RAM 등을 포함하는 일반적인 컴퓨터 시스템의 구성으로 되어 있다. 컴퓨터 (76) 에 의해, 기억부 (73), 연산부 (74) 및 공급 제어부 (75) 의 기능이 실현된다. 바꾸어 말하면, 컴퓨터 (76) 는, 기억부 (73) 와, 연산부 (74) 와, 공급 제어부 (75) 를 구비한다.
기억부 (73) 는, 첨가 가스의 총 공급량과 대상액 (70) 의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 상관 정보를 기억한다. 첨가 가스의 총 공급량이란, 가스 공급부 (72) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 (70) 중에 첨가 가스가 공급될 때의 공급 개시로부터의 첨가 가스의 총량이다. 상관 정보는, 기판 처리 장치 (1) 에 의해 기판 (9) 의 처리가 실시되는 것 보다 전에, 도 4 에 예시하는 상기 관계가 측정에 의해 구해지고, 미리 기억부 (73) 에 격납된다.
도 4 의 횡축은 첨가 가스의 총 공급량을 나타내고, 종축은 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 나타낸다. 도 4 중의 실선 (701 ∼ 704) 은 각각, 첨가 가스의 총 공급량과 대상액 (70) 의 용존 산소 농도와의 관계를 나타낸다. 실선 (701 ∼ 704) 에서는, 대상액 (70) 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 평균 직경 (즉, 기포의 직경의 평균치) 이 상이하다. 기포의 평균 직경은 실선 (701) 에서 가장 작고, 실선 (702) 에서 두 번째로 작고, 실선 (703) 에서 세 번째로 작고, 실선 (704) 에서 가장 크다. 실선 (701 ∼ 704) 에서는, 대상액 (70) 에 대한 가스 공급부 (72) 로부터의 첨가 가스의 단위 시간 당 공급량 (이하,「단위 공급량」이라고 한다) 은 동일하다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 첨가 가스의 총 공급량이 증가함에 따라서 용존 산소 농도는 저하된다. 또한, 첨가 가스의 기포의 평균 직경이 작아짐에 따라서, 용존 산소 농도의 저하 속도 (즉, 탈기 속도) 는 커진다. 상관 정보는, 첨가 가스의 총 공급량과 대상액 (70) 의 용존 산소 농도와의 관계를 실질적으로 나타내는 것이면 된다. 예를 들어, 첨가 가스의 단위 공급량이 일정한 경우, 상관 정보는, 첨가 가스의 총 공급 시간 (즉, 공급 개시로부터의 경과 시간) 과 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 것이어도 된다.
도 2 에 나타내는 공급 제어부 (75) 는, 유량 조절부 (724) 를 제어함으로써, 가스 공급부 (72) 로부터의 첨가 가스의 단위 공급량을 제어한다. 연산부 (74) 는, 대상액 (70) 에 대한 첨가 가스의 총 공급량과, 기억부 (73) 에 기억되어 있는 상기 서술한 상관 정보에 기초하여, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 구한다. 첨가 가스의 총 공급량은, 예를 들어, 공급 제어부 (75) 에 의한 유량 조절부 (724) 의 제어 기록에 기초하여 취득된다.
이와 같이, 탈산소 장치 (7) 에서는, 대상액 (70) 에 대한 첨가 가스의 총 공급량과 대상액 (70) 의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 상관 정보가 기억부 (73) 에 기억되고, 연산부 (74) 에 의해, 가스 공급부 (72) 로부터의 첨가 가스의 총 공급량과 당해 상관 정보에 기초하여 대상액 (70) 중의 용존 산소 농도가 구해진다. 이로써, 산소 농도계 등에 의해 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 측정하지 않고, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다. 그 결과, 탈산소 장치 (7) 의 제조 비용을 저감할 수 있다.
탈산소 장치 (7) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액 (70) 의 용존 산소 농도가 미리 정해진 목표 농도 이하까지 감소하면, 공급 제어부 (75) 가 유량 조절부 (724) 를 제어하여, 첨가 가스의 단위 공급량을 유지 공급량까지 감소시킨다. 유지 공급량이란, 목표 농도 이하가 된 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 유지하기 위해서 대상액 (70) 중에 공급되는 첨가 가스의 단위 시간당 유량이다. 목표 농도는, 예를 들어, 상기 서술한 혼합부 (83) 에 공급되는 순수의 용존 산소 농도보다 낮은 농도로 설정된다. 유지 공급량은, 탈산소 처리 중의 첨가 가스의 단위 공급량보다 작다. 이로써, 첨가 가스의 사용량을 억제하면서, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 목표 농도 이하로 유지할 수 있다. 유지 공급량은, 예를 들어 제로여도 된다. 즉, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도가 목표 농도 이하로 유지할 수 있는 것이면, 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 된 대상액 (70) 에는 첨가 가스는 공급되지 않아도 된다.
탈산소 장치 (7) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액 (70) 의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 공급 제어부 (75) 가 유량 조절부 (724) 를 제어하여, 첨가 가스의 단위 공급량을 감소시킨다. 구체적으로는, 대상액 (70) 으로의 첨가 가스 공급 개시시에 있어서의 첨가 가스의 단위 공급량을 제 1 공급량으로 하면, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도가 목표 농도보다 높은 임계치 농도까지 감소한 시점에서, 단위 공급량은, 제 1 공급량보다 작으면서 또한 유지 공급량보다 큰 제 2 공급량으로 감소된다.
첨가 가스의 단위 공급량이 제 1 공급량에서 제 2 공급량으로 감소함으로써, 대상액 (70) 에 대한 첨가 가스의 총 공급량의 증가율이 감소하고, 용존 산소 농도의 저하 속도도 감소한다. 이로써, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 목표 농도로 제어할 때에, 오버슈트가 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 대상액 (70) 의 용존 산소 농도를 목표 농도로 용이하게 제어할 수 있다. 상기 서술한 임계치 농도는, 바람직하게는 대상액 (70) 으로의 첨가 가스 공급 개시시에 있어서의 대상액 (70) 의 용존 산소 농도인 초기 농도와 상기 서술한 목표 농도와의 평균치보다 낮다. 이로써, 대상액 (70) 의 탈산소 처리에 걸리는 시간의 증대를 억제할 수 있다.
탈산소 장치 (7) 에서는, 첨가 가스의 단위 공급량이 제 1 공급량에서 제 2 공급량으로 전환될 때에, 공급구 조절부 (723) 가 복수의 가스 공급구 (722) 의 수를 증가시킨다. 구체적으로는, 첨가 가스의 단위 공급량이 제 1 공급량인 상태에서는, 공급구 조절부 (723) 에 의해, 도 3 에 나타내는 제 2 분출부 (772) 로의 첨가 가스의 공급이 정지되어 있고, 제 1 분출부 (771) 의 가스 공급구 (722) 로부터만 대상액 (70) 중에 첨가 가스가 공급된다. 또한 첨가 가스의 단위 공급량이 제 2 공급량인 상태에서는, 공급구 조절부 (723) 에 의해, 제 2 분출부 (772) 로도 첨가 가스가 공급되어, 제 1 분출부 (771) 및 제 2 분출부 (772) 로부터 대상액 (70) 중에 첨가 가스가 공급된다.
이와 같이, 첨가 가스의 단위 공급량이 비교적 큰 제 1 공급량인 경우, 저류조 (71) 의 바닥부에 배치되는 가스 공급구 (722) 의 분포 밀도를 작게 함 (즉, 가스 공급구 (722) 를 듬성 듬성 배치함) 으로써, 근접하는 가스 공급구 (722) 로부터의 첨가 가스의 기포가 합체되어 대직경화하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 대상액 (70) 의 탈산소 처리를 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 첨가 가스의 단위 공급량이 비교적 작은 제 2 공급량인 경우, 각 가스 공급구 (722) 로부터 단위 시간당 공급되는 첨가 가스의 기포의 수는 적기 때문에, 근접하는 가스 공급구 (722) 로부터의 첨가 가스의 기포가 합체할 가능성은 낮다. 그래서, 저류조 (71) 의 바닥부에 배치되는 가스 공급구 (722) 의 분포 밀도를 크게 함 (즉, 가스 공급구 (722) 를 조밀하게 배치함) 으로써, 대상액 (70) 중에 있어서의 첨가 가스의 기포의 분포의 균일성을 향상시킨다. 그 결과, 대상액 (70) 의 탈산소 처리를 효율적으로 실시할 수 있다.
도 5 는, 제 2 실시형태에 관련된 탈산소 장치 (7a) 를 나타내는 평면도이다. 탈산소 장치 (7a) 는, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 를 대신하여 기판 처리 장치 (1) 에 형성된다. 도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 가스 공급부 (72) 를 대신하여 가스 공급부 (72a) 가 형성되는 점, 및, 컴퓨터 (76) 가 개구 제어부 (78) 를 구비하는 점을 제외하고, 도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 와 대략 동일한 구조를 갖는다. 이하의 설명에서는, 탈산소 장치 (7a) 의 구성 중, 탈산소 장치 (7) 의 구성과 대응하는 구성에 동일한 부호를 붙인다.
가스 공급부 (72a) 는, 복수의 가스 공급구 (722) 가 형성되는 가스 분출부 (721a) 와, 유량 조절부 (724) 를 구비한다. 가스 분출부 (721a) 는 배관을 통해서 첨가 가스 공급원 (84) 에 접속된다. 유량 조절부 (724) 는 당해 배관 상에 형성된다. 가스 분출부 (721a) 는, 대략 직방체인 상자부 (773) 와, 대략 사각형의 판 부재인 슬릿판 (774) 과, 공급구 변경부 (777) 를 구비한다. 상자부 (773) 는 비교적 얇은 중공 (中空) 의 부재로, 저류조 (71) 의 바닥부에 배치된다. 상자부 (773) 는 첨가 가스 공급원 (84) 에 접속된다. 슬릿판 (774) 은 상자부 (773) 의 상면부 (773a) 상에 겹쳐진다. 공급구 변경부 (777) 는, 슬릿판 (774) 을 소정의 이동 방향 (도 5 중의 상하 방향) 으로 수평으로 이동시킨다. 개구 제어부 (78) 는, 연산부 (74) 로부터의 출력에 기초하여 공급구 변경부 (777) 를 제어한다.
상자부 (773) 의 상면부 (773a) 에는, 상자부 (773) 의 내부 공간에 연이어 통하는 복수의 개구 (775) 가 형성된다. 도 5 에 나타내는 예에서는, 30 개의 개구 (775) 가 매트릭스상으로 배치된다. 도 5 에 나타내는 예에서는, 각 개구 (775) 는 삼각형이다. 각 개구 (775) 의 상기 이동 방향에 수직인 폭 방향의 폭 (이하, 간단히 「폭」이라고 한다.) 은, 도 5 중의 하측에서 상측을 향함에 따라서 (즉, 상기 이동 방향의 일방측에서 타방측을 향함에 따라서) 점차 증대된다. 슬릿판 (774) 에는 복수의 개구 (776) 가 형성된다. 도 5 에 나타내는 예에서는, 5 개의 개구 (776) 가 상기 이동 방향에 배열된다. 도 5 에 나타내는 예에서는, 각 개구 (776) 는 폭 방향으로 연장되는 대략 사각형상이고, 폭 방향에 배열된 6 개의 개구 (775) 의 각각과 부분적으로 겹친다.
가스 공급부 (72a) 에서는, 상자부 (773) 의 개구 (775) 와 슬릿판 (774) 의 개구 (776) 의 중복부가, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터 가스 분출부 (721a) 에 공급된 첨가 가스를 저류조 (71) 내에서 분출하는 가스 공급구 (722) 이다. 공급구 변경부 (777) 가 슬릿판 (774) 을 이동 방향으로 이동시킴으로써, 개구 (775) 와 개구 (776) 의 중복부의 면적, 즉 가스 공급구 (722) 의 크기가 변화한다. 구체적으로는, 슬릿판 (774) 이 도 5 중의 하측으로 이동하면 가스 공급구 (722) 는 작아지고, 슬릿판 (774) 이 도 5 중의 상측으로 이동하면 가스 공급구 (722) 는 커진다.
개구 (775) 가 형성된 상자부 (773) 의 상면부 (773a) 를 1 개의 판 부재로 파악하면, 가스 공급구 (722) 는, 겹쳐진 2 개의 판 부재 (즉, 상자부 (773) 의 상면부 (773a) 및 슬릿판 (774)) 의 각각의 개구 (775, 776) 의 중복부이다. 또한, 공급구 변경부 (777) 는, 당해 2 개의 판 부재의 상대 위치를 변경함으로써, 개구 (775, 776) 의 중복부의 면적을 변경한다. 가스 분출부 (721a) 를 당해 구조로 함으로써, 가스 공급구 (722) 의 크기를 용이하게 변경할 수 있다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 용이하게 변경할 수 있다.
탈산소 장치 (7a) 에서는 도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 와 동일하게, 연산부 (74) 가, 대상액에 대한 첨가 가스의 총 공급량과 기억부 (73) 에 기억되어 있는 상기 서술한 상관 정보 (도 4 참조) 에 기초하여, 대상액의 용존 산소 농도를 구한다. 이로써, 상기와 동일하게, 산소 농도계 등에 의해 대상액의 용존 산소 농도를 측정하지 않고, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다.
탈산소 장치 (7a) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 개구 제어부 (78) 에 의한 제어에 의해, 공급구 변경부 (777) 가 슬릿판 (774) 을 도 5 중의 상측으로 이동시켜 각 가스 공급구 (722) 를 크게 한다. 구체적으로는, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도보다 높은 상기 서술한 임계치 농도까지 감소한 시점에서, 각 가스 공급구 (722) 가 커진다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경이 커진다.
전술한 바와 같이, 첨가 가스의 기포의 평균 직경이 커지면, 용존 산소 농도의 저하 속도는 작아진다 (도 4 참조). 이 때문에, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 제어할 때에, 오버슈트가 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 용이하게 제어할 수 있다. 상기 서술한 임계치 농도는, 바람직하게는 대상액으로의 첨가 가스 공급 개시시에 있어서의 대상액의 용존 산소 농도인 초기 농도와 상기 서술한 목표 농도와의 평균치보다 낮다. 이로써, 대상액의 탈산소 처리에 걸리는 시간의 증대를 억제할 수 있다.
도 6 은, 제 3 실시형태에 관련된 탈산소 장치 (7b) 를 나타내는 평면도이다. 탈산소 장치 (7b) 는, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 를 대신하여 기판 처리 장치 (1) 에 형성된다. 도 6 에 나타내는 탈산소 장치 (7b) 는, 도 5 에 나타내는 가스 공급부 (72a) 를 대신하여 가스 공급부 (72b) 가 형성되는 점을 제외하고, 도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 와 대략 동일한 구조를 갖는다. 이하의 설명에서는, 탈산소 장치 (7b) 의 구성 중, 탈산소 장치 (7a) 의 구성과 대응하는 구성에 동일 부호를 붙인다.
가스 공급부 (72b) 는, 가스 분출부 (721b) 와, 공급구 변경부 (777b) 와, 유량 조절부 (724) 를 구비한다. 가스 분출부 (721b) 는, 제 1 분출부 (791) 와, 제 2 분출부 (792) 와, 제 3 분출부 (793) 를 구비한다. 도 6 에 나타내는 예에서는, 각 2 개의 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 가, 도 6 중의 상하 방향에 순서대로 배열된다. 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 는 각각 1 개여도 되고, 3 개 이상이어도 된다. 가스 분출부 (721b) 에서는, 같은 종류의 분출부는 인접하지 않도록 배치된다.
각 제 1 분출부 (791), 각 제 2 분출부 (792) 및 각 제 3 분출부 (793) 는, 대략 직선상의 관로이다. 각 제 1 분출부 (791), 각 제 2 분출부 (792) 및 각 제 3 분출부 (793) 에는, 저류조 (71) 내에서 첨가 가스를 분출하는 복수의 가스 공급구 (722) 가 형성된다. 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 에 형성되는 가스 공급구 (722) 의 크기는 서로 다르다. 도 6 에 나타내는 예에서는, 제 1 분출부 (791) 의 가스 공급구 (722) 가 가장 작고, 제 2 분출부 (792) 의 가스 공급구 (722) 가 두 번째로 작고, 제 3 분출부 (793) 의 가스 공급구 (722) 가 가장 크다. 탈산소 장치 (7b) 에서는, 각 가스 공급구 (722) 로부터 대상액 중으로 첨가 가스의 기포가 공급된다.
공급구 변경부 (777b) 는, 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 와 첨가 가스 공급원 (84) 을 각각 접속하는 3 개의 배관 상에 형성된 3 개의 밸브 (794a, 794b, 794c) 를 구비한다. 공급구 변경부 (777b) 에 있어서 3 개의 밸브 (794a, 794b, 794c) 가 개폐됨으로써, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터의 첨가 가스가, 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 중 어느 한 종류의 분출부의 가스 공급구 (722) 로부터 대상액 중에 공급된다. 즉, 공급구 변경부 (777b) 는, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터 첨가 가스가 공급되는 분출부를 제 1 분출부 (791), 제 2 분출부 (792) 및 제 3 분출부 (793) 사이에서 전환함으로써, 대상액에 첨가 가스를 공급하는 가스 공급구 (722) 의 크기를 변경한다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 용이하게 변경할 수 있다.
탈산소 장치 (7b) 에서는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 와 동일하게, 연산부 (74) 가, 대상액에 대한 첨가 가스의 총 공급량과 기억부 (73) 에 기억되어 있는 상기 서술한 상관 정보 (도 4 참조) 에 기초하여 대상액의 용존 산소 농도를 구한다. 이로써, 상기와 동일하게, 산소 농도계 등에 의해 대상액의 용존 산소 농도를 측정하지 않고, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다.
탈산소 장치 (7b) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 개구 제어부 (78) 에 의해 공급구 변경부 (777b) 가 제어됨으로써, 밸브 (794a, 794b, 794c) 중 적어도 2 개의 밸브가 전환되어, 첨가 가스를 분출하는 가스 공급구 (722) 가 커진다. 구체적으로는, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도보다 높은 상기 서술한 임계치 농도까지 감소한 시점에서, 첨가 가스 공급원 (84) 으로부터의 첨가 가스의 송출처가, 예를 들어 제 1 분출부 (791) 에서 제 2 분출부 (792) 로 전환된다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경이 커진다.
상기 서술한 바와 같이, 첨가 가스의 기포의 평균 직경이 커지면, 용존 산소 농도의 저하 속도는 작아진다 (도 4 참조). 이 때문에, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 제어할 때, 오버슈트가 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 용이하게 제어할 수 있다. 상기 서술한 임계치 농도는, 바람직하게는 대상액으로의 첨가 가스 공급 개시시에 있어서의 대상액의 용존 산소 농도인 초기 농도와 상기 서술한 목표 농도와의 평균치보다 낮다. 이로써, 대상액의 탈산소 처리에 걸리는 시간의 증대를 억제할 수 있다.
도 6 에 나타내는 예에서는, 가스 분출부 (721b) 는, 각각의 가스 공급구 (722) 의 크기가 다른 3 종류의 분출부 (791 ∼ 793) 를 구비하는데, 분출부의 종류는 3 종류에 한정되지는 않는다. 가스 분출부 (721b) 에서는, 각각의 가스 공급구 (722) 의 크기가 다른 복수 종류의 분출부가 형성되어 있으면 된다.
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 탈산소 장치 (7c) 를 나타내는 평면도이다. 탈산소 장치 (7c) 는, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 를 대신하여 기판 처리 장치 (1) 에 형성된다. 도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7c) 는, 도 5 에 나타내는 가스 공급부 (72a) 를 대신하여 가스 공급부 (72c) 가 형성되는 점을 제외하고, 도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 와 대략 동일한 구조를 갖는다. 이하의 설명에서는, 탈산소 장치 (7c) 의 구성 중 탈산소 장치 (7a) 의 구성과 대응하는 구성에 동일 부호를 붙인다.
가스 공급부 (72c) 는, 가스 분출부 (721c) 와, 공급구 변경부 (777c) 와, 유량 조절부 (724) 를 구비한다. 가스 분출부 (721c) 는, 저류조 (71) 의 바닥부에 배치되는 복수의 분출부 (795) 를 구비한다. 각 분출부 (795) 는, 복수의 가스 공급구 (722) 를 구비한다. 도 7 에 나타내는 예에서는, 6 개의 분출부 (795) 가 도 7 중의 상하 방향에 배열된다. 분출부 (795) 는, 1 개여도 되고 복수여도 된다. 각 분출부 (795) 의 도 7 중의 좌측의 단부에는, 공급구 변경부 (777c) 가 접속된다.
도 8 은, 1 개의 분출부 (795) 의 좌단부 근방 부위 및 공급구 변경부 (777c) 를 확대시켜 나타내는 사시도이다. 다른 분출부 (795) 및 공급구 변경부 (777c) 의 구조도, 도 8 에 나타내는 것과 동일하다. 분출부 (795) 는, 외통부 (796) 와, 내통부 (797) 를 구비한다. 외통부 (796) 및 내통부 (797) 는 각각, 통상 (筒狀) 의 판 부재이다. 내통부 (797) 는, 미미한 간극을 두고 외통부 (796) 의 내측에 배치된다. 도 8 에서는, 도면의 이해를 쉽게 하기 위해, 내통부 (797) 의 측면을 덮는 외통부 (796) 의 일부를 생략하고 있다.
내통부 (797) 의 측면에는, 길이 방향으로 배열되는 복수의 개구군 (798) 이 형성된다. 각 개구군 (798) 은, 내통부 (797) 의 둘레 방향에 배열되는 소개구 (798a), 중개구 (798b) 및 대개구 (798c) 를 포함한다. 소개구 (798a) 가 가장 작고, 중개구 (798b) 가 두 번째로 작고, 대개구 (798c) 가 가장 크다. 도 8 에 나타내는 예에서는, 소개구 (798a), 중개구 (798b) 및 대개구 (798c) 는 각각 대략 원형의 관통공이다. 각 개구군 (798) 은, 서로 크기가 다른 2 개 이상의 개구를 포함하고 있으면 된다.
외통부 (796) 의 측면에는, 길이 방향에 배열되는 복수의 외측 개구 (799) 가 형성된다. 복수의 외측 개구 (799) 는, 길이 방향에 관하여 복수의 개구군 (798) 에 각각 대응하는 위치에 배치된다. 외측 개구 (799) 는 대개구 (798c) 와 같은 크기, 또는 대개구 (798c) 보다 크다. 도 8 에 나타내는 예에서는, 각 외측 개구 (799) 는 대략 원형의 관통공이다.
내통부 (797) 는 공급구 변경부 (777c) 에 접속되고, 공급구 변경부 (777c) 에 의해 외통부 (796) 의 내측에서 회전한다. 외통부 (796) 는 회전하지 않는다. 공급구 변경부 (777c) 에 의해 내통부 (797) 가 회전됨으로써, 내통부 (797) 의 개구군 (798) 중 어느 개구 (798a ∼ 798c) 가, 외통부 (796) 의 외측 개구 (799) 에 겹쳐진다. 가스 공급부 (72c) 에서는, 내통부 (797) 의 개구 (798a ∼ 798c) 와 외통부 (796) 의 외측 개구 (799) 의 중복부가, 첨가 가스 공급원 (84) (도 7 참조) 으로부터 가스 분출부 (721c) 에 공급된 첨가 가스를 저류조 (71) 내에서 분출하는 가스 공급구 (722) 이다. 공급구 변경부 (777c) 가 내통부 (797) 를 회전시킴으로써, 개구 (798a ∼ 798c) 와 외측 개구 (799) 의 중복부의 면적, 즉 가스 공급구 (722) 의 크기가 변화한다.
탈산소 장치 (7c) 의 가스 분출부 (721c) 에서는, 가스 공급구 (722) 는, 겹쳐진 2 개의 통상의 판 부재 (즉, 외통부 (796) 및 내통부 (797)) 의 각각의 개구 (799, 798a ∼ 798c) 의 중복부이다. 또한, 공급구 변경부 (777c) 는, 당해 2 개의 통상의 판 부재의 둘레 방향에 있어서의 상대 위치를 변경함으로써, 개구 (799, 798a ∼ 798c) 의 중복부의 면적을 변경한다. 가스 분출부 (721c) 를 당해 구조로 함으로써, 가스 공급구 (722) 의 크기를 용이하게 변경할 수 있다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 용이하게 변경할 수 있다.
도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7c) 에서는 도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 와 동일하게, 연산부 (74) 가, 대상액에 대한 첨가 가스의 총 공급량과 기억부 (73) 에 기억되어 있는 상기 서술한 상관 정보 (도 4 참조) 에 기초하여, 대상액의 용존 산소 농도를 구한다. 이로써, 상기와 동일하게, 산소 농도계 등에 의해 대상액의 용존 산소 농도를 측정하지 않고, 대상액의 용존 산소 농도를 용이하게 취득할 수 있다.
탈산소 장치 (7c) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 개구 제어부 (78) 에 의한 제어에 의해, 공급구 변경부 (777c) 가 내통부 (797) 를 회전시켜 각 가스 공급구 (722) 를 크게 한다. 구체적으로는, 대상액의 용존 산소 농도가, 목표 농도보다 높은 상기 서술한 임계치 농도까지 감소한 시점에서, 외통부 (796) 의 외측 개구 (799) 에 겹치는 내통부 (797) 의 개구가, 예를 들어 소개구 (798a) 에서 중개구 (798b) 로 변경된다. 이로써, 가스 공급구 (722) 로부터 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경이 커진다.
전술한 바와 같이, 첨가 가스의 기포의 평균 직경이 커지면, 용존 산소 농도의 저하 속도는 작아진다 (도 4 참조). 이 때문에, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 제어할 때에, 오버슈트가 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 용이하게 제어할 수 있다. 상기 서술한 임계치 농도는, 바람직하게는 대상액으로의 첨가 가스 공급 개시시에 있어서의 대상액의 용존 산소 농도인 초기 농도와 상기 서술한 목표 농도와의 평균치보다 낮다. 이로써, 대상액의 탈산소 처리에 걸리는 시간의 증대를 억제할 수 있다.
도 8 에 나타내는 예에서는, 내통부 (797) 에는 크기가 다른 3 종류의 개구 (798a ∼ 798c) 가 형성되지만, 내통부 (797) 에서 둘레 방향에 배열되는 개구의 크기는 3 종류로 한정되지는 않는다. 가스 공급부 (72c) 에서는, 크기가 다른 복수 종류의 개구가 내통부 (797) 의 측면에 있어서 둘레 방향에 형성되어 있으면 된다. 가스 공급부 (72c) 에서는, 내통부 (797) 가 회전하지 않고, 공급구 변경부 (777c) 에 의해 외통부 (796) 가 회전해도 된다. 또, 외통부 (796) 와 동일하게 1 종류의 개구가 형성되는 통상의 판 부재가, 내통부 (797) 와 동일하게 복수 종류의 개구가 형성되는 통상 부재의 내측에 배치되어도 된다.
도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 에서는, 여러 가지 종류의 대상액의 탈산소 처리가 가능하다. 대상액의 종류가 변경되어, 대상액의 표면 장력이 변화하면, 가스 공급구 (722) 의 크기가 일정하여도 첨가 가스의 기포의 직경은 변화한다. 구체적으로는, 가스 공급구 (722) 의 크기가 일정한 채로 대상액의 표면 장력이 커지면, 첨가 가스의 기포의 직경도 커진다. 전술한 바와 같이, 첨가 가스의 기포의 직경이 커지면, 용존 산소 농도의 저하 속도는 작아진다. 따라서, 대상액의 종류가 변경되는 경우라도 항상 탈산소 처리를 효율적으로 실시하기 위해서는, 대상액의 종류에 상관없이, 대상액에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 대략 일정하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 대상액의 종류에 따라서 탈산소 처리에 적합한 용존 산소 농도의 저하 속도가 존재한다면, 첨가 가스의 기포의 직경을, 당해 저하 속도를 실현하기에 적합한 직경으로 하는 것이 바람직하다.
탈산소 장치 (7a) 는 전술한 바와 같이, 대상액을 저류하는 저류조 (71) 와, 첨가 가스를 저류조 (71) 내의 대상액 중에 공급하는 가스 공급부 (72a) 를 구비한다. 또한, 가스 공급부 (72a) 는, 저류조 (71) 내에서 첨가 가스를 분출하는 가스 공급구 (722) 와, 가스 공급구 (722) 의 크기를 변경하는 공급구 변경부 (777) 를 구비한다. 이로써, 탈산소 장치 (7a) 에서는, 대상액의 종류에 상관없이, 대상액에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을 대략 일정하게 할 수 있다. 또한, 대상액에 공급되는 첨가 가스의 기포의 직경을, 대상액의 종류에 맞춰 적절한 크기로 할 수 있다. 또, 이 경우, 탈산소 장치 (7a) 로부터, 상기 서술한 기억부 (73) 및 연산부 (74) 는 생략되어도 된다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7b, 7c) 에 있어서도 동일하다.
상기 서술한 탈산소 장치 (7, 7a ∼ 7c) 및 기판 처리 장치 (1) 에서는, 여러 가지 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 에서는, 연산부 (74) 에 의해 구해진 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 각 가스 공급구 (722) 의 확대와 병행하여, 공급 제어부 (75) 가 유량 조절부 (724) 를 제어함으로써 첨가 가스의 단위 공급량을 감소시켜도 된다. 이로써, 용존 산소 농도의 저하 속도를 보다 작게 할 수 있다. 그 결과, 상기 서술한 오버슈트가 생기는 것을 억제하고, 대상액의 용존 산소 농도를 목표 농도로 용이하게 제어할 수 있다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7b, 7c) 에 있어서도 동일하다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 에서는, 반드시, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에 첨가 가스의 단위 공급량이 감소될 필요는 없다. 예를 들어, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 되는 것이라면 목표 농도로부터 어느 정도 이상 떨어져 있어도 되는 경우, 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 될 때까지, 첨가 가스의 단위 공급량은 일정하게 유지되어도 된다.
도 5 에 나타내는 탈산소 장치 (7a) 에서는, 반드시, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에 가스 공급구 (722) 가 커질 필요는 없다. 예를 들어, 대상액의 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 되는 것이라면 목표 농도로부터 어느 정도 이상 떨어져 있어도 되는 경우, 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 될 때까지, 가스 공급구 (722) 의 크기는 일정하게 유지되어도 된다. 또한, 탈산소 장치 (7a) 에서는, 가스 공급구 (722) 는 1 개여도 된다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7b, 7c) 에 있어서도 동일하다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 에서는, 저류조 (71) 와 배관에 의해 접속되는 대형 탱크가 추가로 형성되고, 대형 탱크에 저류되는 대상액과, 저류조 (71) 에서 탈산소 처리가 실시된 대상액을 순환시킴으로써, 대형 탱크 내의 대상액 전체의 탈산소 처리가 이루어져도 된다. 도 5 내지 도 7 에 나타내는 탈산소 장치 (7a ∼ 7c) 에 있어서도 동일하다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 탈산소 장치 (7) 에서는, 공급구 조절부 (723) 에 의한 가스 공급구 (722) 의 수의 변경은, 반드시 제 2 분출부 (772) 로의 첨가 가스의 공급 및 공급 정지에 의한 것에는 한정되지 않고, 다른 여러 가지 방법에 의해 실시되어도 된다. 예를 들어, 저류조 (71) 의 바닥면 전체에 대략 균등하게 분포하여 배치된 복수의 가스 공급구 (722) 중, 일부의 가스 공급구 (722) 를 가동판으로 덮고, 덮여 있지 않은 가스 공급구 (722) 로부터 첨가 가스를 공급하여, 가스 공급구 (722) 의 수를 증가시킬 때에, 당해 가동판을 가스 공급구 (722) 상에서 퇴피시키는 구조가 채용되어도 된다.
도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (1) 에서는, 처리액은, 탈산소 장치 (7, 7a ∼ 7c) 에 의해 용존 산소 농도가 저감된 대상액을 포함하는 것이면, 대상액과 순수의 혼합액에는 한정되지 않는다. 처리액은, 예를 들어, 대상액과 순수 이외의 액체와의 혼합액이어도 되고, 대상액 그 자체여도 된다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 대상액 공급원 (81) 에 2 개의 탈산소 장치 (7) 가 접속되어, 일방의 탈산소 장치 (7) 에 있어서 탈산소 처리가 완료된 대상액 (즉, 용존 산소 농도가 목표 농도 이하가 된 대상액) 이 혼합부 (83) 에서 처리액의 생성에 이용되는 것과 병행하여, 타방의 탈산소 장치 (7) 에 있어서 대상액의 탈산소 처리가 실시되어도 된다. 이 경우, 당해 타방의 탈산소 장치 (7) 에 있어서, 연산부 (74) 에 의해 구해진 용존 산소 농도가 목표 농도 이하까지 감소하면, 혼합부 (83) 에 대상액을 송출하는 탈산소 장치 (7) 가, 상기 일방의 탈산소 장치 (7) 로부터 타방의 탈산소 장치 (7) 로 전환된다. 그리고, 당해 일방의 탈산소 장치 (7) 에서는 대상액 공급원 (81) 으로부터 저류조 (71) 로의 대상액의 보충이 이루어져, 대상액의 탈산소 처리가 실시된다. 대상액 공급원 (81) 에는 3 개 이상의 탈산소 장치 (7) 가 접속되어, 이들 탈산소 장치 (7) 로부터 순서대로 혼합부 (83) 에 대상액이 공급되어도 된다. 기판 처리 장치 (1) 에 탈산소 장치 (7a ∼ 7c) 가 형성되는 경우에 있어서도 동일하다.
기판 처리 장치 (1) 에서는, 순수 공급원 (82) 과 혼합부 (83) 사이에 또 하나의 탈산소 장치 (7) 또는 탈산소 장치 (7a ∼ 7c) 중 어느 하나가 형성되고, 순수 공급원 (82) 으로부터의 순수에 대하여, 당해 또 하나의 탈산소 장치에 의한 탈산소 처리가 실시되어도 된다.
기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판의 세정 처리 이외의 액 처리에 이용되어도 된다. 또한, 기판 처리 장치 (1) 는, 반도체 기판 이외에 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이, FED (field emission display) 등의 표시 장치에 사용되는 유리 기판의 처리에 이용되어도 된다. 또는, 기판 처리 장치 (1) 는, 광 디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 및 태양 전지용 기판 등의 처리에 이용되어도 된다.
상기 서술한 탈산소 장치 (7, 7a ∼ 7c) 는, 복수의 기판 (9) 을 처리액 저류조에 저류된 처리액에 침지하여 처리하는 배치식의 기판 처리 장치로 이용되어도 된다. 또한, 탈산소 장치 (7, 7a ∼ 7c) 는, 기판 처리 장치 이외의 여러 가지 장치에 있어서 이용되어도 되고, 단독으로 사용되어도 된다.
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.
발명을 상세히 묘사하여 설명하였지만, 기술의 설명은 예시적으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.
1 : 기판 처리 장치
6 : 처리액 공급부
7, 7a ∼ 7c : 탈산소 장치
70 : 대상액
71 : 저류조
72, 72a ∼ 72c : 가스 공급부
73 : 기억부
74 : 연산부
75 : 공급 제어부
722 : 가스 공급구
723 : 공급구 조절부
773a : (상자부의) 상면부
774 : 슬릿판
775, 776 : 개구
777, 777b, 777c : 공급구 변경부
796 : 외통부
797 : 내통부
798a : 소개구
798b : 중개구
798c : 대개구
799 : 외측 개구

Claims (8)

  1. 대상액의 용존 산소 농도를 저감하고, 상기 대상액을 함유하는 처리액을 기판에 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
    대상액을 저류하는 저류조와,
    산소와는 다른 첨가 가스를 상기 저류조 내의 상기 대상액 중에 공급하는 가스 공급부와,
    상기 가스 공급부로부터 상기 대상액 중에 공급되는 상기 첨가 가스의 공급 개시로부터의 총량인 총 공급량과 상기 대상액의 용존 산소 농도와의 관계를 나타내는 상관 정보를 기억하는 기억부와,
    상기 가스 공급부로부터의 상기 첨가 가스의 단위 시간당 공급량인 단위 공급량을 제어하는 공급 제어부와,
    상기 가스 공급부로부터 상기 저류조 내의 상기 대상액 중에 공급되는 상기 첨가 가스의 공급량을 조절하는 유량 조절부와,
    상기 공급 제어부에 의한 상기 유량 조절부의 제어 기록에 기초하여 상기 총 공급량을 취득하고, 상기 총 공급량과 상기 상관 정보에 기초하여 상기 대상액의 용존 산소 농도를 구하는 연산부와,
    상기 대상액을 함유하는 처리액을 기판에 공급하는 처리액 공급부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 미리 정해진 목표 농도 이하까지 감소하면, 상기 공급 제어부가 상기 단위 공급량을, 상기 대상액의 용존 산소 농도를 유지하는 유지 공급량으로 감소시키는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대상액으로의 상기 첨가 가스의 공급 개시시에 있어서의 상기 단위 공급량이 제 1 공급량이고,
    상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 상기 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 상기 공급 제어부가 상기 단위 공급량을 상기 제 1 공급량보다 작으면서 또한 상기 유지 공급량보다 큰 제 2 공급량으로 감소시키는, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가스 공급부가,
    상기 저류조 내에서 상기 첨가 가스를 분출하는 복수의 가스 공급구와,
    상기 단위 공급량이 상기 제 1 공급량에서 상기 제 2 공급량으로 전환될 때에, 상기 복수의 가스 공급구의 수를 증가시키는 공급구 조절부를 구비하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급부가,
    상기 저류조 내에서 상기 첨가 가스를 분출하는 가스 공급구와,
    상기 가스 공급구의 크기를 변경하는 공급구 변경부를 구비하고,
    상기 연산부에 의해 구해진 용존 산소 농도가 상기 목표 농도까지 감소하는 것보다 전에, 상기 공급구 변경부가 상기 가스 공급구를 크게 하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 공급구가, 겹쳐진 2 개의 판 부재의 각각의 개구의 중복부이고,
    상기 공급구 변경부가, 상기 2 개의 판 부재의 상대 위치를 변경함으로써 상기 중복부의 면적을 변경하는, 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020180064862A 2015-03-31 2018-06-05 탈산소 장치 및 기판 처리 장치 KR101987590B1 (ko)

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