KR102055960B1 - 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 장치 및 방법은 사전결정된 배향을 웨이퍼-형상 물체를 홀딩하기 위한 척을 포함하는 프로세스 유닛; 프로세스 유닛으로부터 회수된 사용된 프로세스 액체를 수용하는 액체 회수 (recovery) 시스템을 포함한다. 액체 회수 시스템은 프로세스 액체를 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급한다. 프레시한 프로세스 액체의 공급부가 프레시한 (fresh) 프로세스 액체를 액체 회수 시스템에 공급하며, 프레시한 프로세스 액체를 액체 회수 시스템을 우회하면서 (bypassing) 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급한다.

Description

웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치 및 방법{APPARATUS METHOD FOR LIQUID TREATMENT OF WAFER-SHAPED ARTICLES}
본 발명은 전반적으로 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로서, 하나 이상의 처리 액체들이 웨이퍼-형상 물체의 표면 상으로 분사된다.
반도체 웨이퍼들은 에칭, 세정, 폴리싱 및 재료 증착과 같은 다양한 표면 처리 프로세스들을 받는다. 이러한 프로세스들을 실현하기 위해서, 단일 웨이퍼는 예를 들어서 미국 특허 번호 4,903,717 및 5,513,668에서 기술된 바와 같이, 회전가능한 캐리어와 연관된 척에 의해서 하나 이상의 처리 유체 노즐들에 대하여서 지지될 수 있다.
이와 달리, 예를 들자면 국제 공개 특허 공보 WO2007/101764호 및 미국 특허 제6,485,531호에 개시된 바와 같이, 웨이퍼를 지지하도록 구성된 링 로터의 형태의 척이 폐쇄 프로세스 챔버 내에 위치하여 물리적 접촉 없이 능동 자기 베어링을 통해서 구동될 수 있다.
어느 타입의 디바이스이든, 프로세스 액체들이 반도체 웨이퍼가 척에 의해서 회전되고 있을 때에 반도체 웨이퍼의 하나 또는 둘의 주 표면들 상으로 분사된다. 이러한 프로세스 액체들은 예를 들어서 반도체 웨이퍼의 표면들을 세정하기 위한 황산 및 퍼옥사이드 (peroxide) 의 혼합물과 같은 강한 산화 성분일 수도 있다. 이러한 프로세스 액체들은 통상적으로 프로세싱 단계들 간에 웨이퍼를 린스하는 탈이온수를 포함하고, 탈이온수에는 통상적으로 웨이퍼 상의 린스 액체의 표면 장력을 줄이기 위해서 이소프로필 알콜이 보충된다.
상이한 웨이퍼 프로세스들은 입자들 및 다양한 금속들에 의해서 프로세스의 허용가능한 오염의 상이한 정도를 특정한다. 프로세스 명세에 따라서, 사용된 프로세스 유체를 회수하여 이를 재사용하기 위해서 재컨디셔닝하여서 운용 비용을 줄인다. 그러나, 다른 프로세스 명세들에서, 프레시한 프로세스 액체가 사용되어야 하고 척으로부터 배출된 오염된 프로세스 액체는 배출구로 이끌어져서 재사용될 수 없도록 허용가능한 금속 및 입자 오염에 대한 허용치가 너무 낮다. 이러한 후자의 경우에, 운용 비용은 크게 높다. 또한, 금속 및 입자 오염에 대한 허용가능한 한계치가 특히 FEOL (front-end-of-line) 프로세싱의 경우에, 웨이퍼들 상에 형성된 반도체 디바이스들의 피처 크기가 감소함과 함께 계속 감소할 것이다.
본 발명자들은 프레시한 프로세스 액체 및 재생된 프로세스 액체가 소정의 프로세스 동안에 분사될 수 있으며, 공급동작들의 시퀀스 및 타이밍 뿐만 아니라 어느 하나의 공급동작으로부터 배출된 액체가 배출구로 보내질지 또는 후속 사용을 위해서 재생될지의 여부가 제어될 수 있는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 개선된 프로세스들 및 장치를 개발하였다. 따라서, 본 발명에 따른 프로세스들 및 장치는 운용 비용을 최소화하면서, 매우 낮은 입자 및 금속 오염 허용치 내에서의 동작을 가능하게 한다.
따라서, 본 발명은 일 양태에서 웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 장치에 관한 것이며, 이 장치는 사전결정된 배향으로 웨이퍼-형상 물체를 홀딩하기 위한 척을 포함하는 프로세스 유닛; 프로세스 유닛으로부터 회수된 사용된 프로세스 액체를 수용하고 프로세스 액체를 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급하는 액체 회수 (recovery) 시스템; 및 프레시한 (fresh) 프로세스 액체를 액체 회수 시스템에 공급하며, 프레시한 프로세스 액체를 액체 회수 시스템을 우회하면서 (bypassing) 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급하는 프레시한 프로세스 액체의 공급부를 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 액체 회수 시스템은 제 1 탱크를 포함하며, 제 1 탱크는, 프로세스 유닛으로부터 회수된 사용된 프로세스 액체 및 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터 공급된 프레시한 프로세스 액체를 위한 유입구들; 및 제 1 탱크로부터 공급된 프로세스 액체를 컨디셔닝 (conditioning) 하기 위한 적어도 필터와 유체적으로 연통하는 유출구를 갖는다. 또한, 써모스탯 (thermostat) (가열기 및/또는 냉각기를 가짐) 이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 액체 회수 시스템은 액체 회수 시스템으로부터의 프로세스 액체를 위한 디스펜서를 우회하면서 컨디셔닝된 프로세스 액체를 제 1 탱크에 복귀시키는 제 1 재순환 도관을 더 포함한다. 이러한 제 1 재순환 도관 (회로) 은 프로세스 액체를 철저하게 혼합 및 필터링하고, 프로세스 액체를 일정한 플로우로 유지하고 디스펜서 근처의 프로세스 액체의 소정의 압력을 제공하는데 사용된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 프레시한 프로세스 액체의 공급부는 액체 회수 시스템과는 별도로 프레시한 프로세스 액체가 공급되는 제 2 탱크를 포함하며, 제 2 탱크는 제 2 탱크로부터 공급된 프로세스 액체를 컨디셔닝 (conditioning) 하기 위한 적어도 가열기 및 필터로 프레시한 프로세스 액체를 공급하는 유출구를 갖는다. 또한, 써모스탯 (thermostat) (가열기 및/또는 냉각기를 가짐) 이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 프레시한 프로세스 액체의 공급부는 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터의 프로세스 액체를 위한 디스펜서를 우회하면서 컨디셔닝된 프로세스 액체를 제 2 탱크에 복귀시키는 제 2 재순환 도관을 더 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 액체 회수 시스템로부터 디스펜서로의 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 1 밸브가 제공되고, 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터 디스펜서로의 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 2 밸브가 제공된다. 제 1 밸브 및 제 2 밸브는 단일 밸브 시스템 (예를 들어서, 3-웨이 밸브) 내에 포함될 수도 있다. 이 실시예들에 따른 장치는 액체 회수 시스템으로부터의 프로세스 액체 및 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터의 프로세스 액체를 사전결정된 프로세스 시퀀스로 분사하도록 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 제어하게 프로그램된 컴퓨터를 더 포함한다. 컴퓨터는 바람직하게는 회수 시스템으로부터의 프로세스 액체를 프레시한 프로세스 액체로 직접적으로 그리고 중단되지 않게 전환하도록 프로그램된다. 이 시스템에서, 웨이퍼는 동일한 프로세스 액체로 그리고 또한 프레시한 프로세스 액체가 사용되는 최종 시간 시퀀스 동안에 웨팅되게 (wet) 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 액체 회수 시스템에 의해서 공급받는 디스펜서 및 프레시한 프로세스 액체의 공급부에 의해서 공급받는 디스펜서는 동일한 분사 노즐 (dispensing nozzle) 을 포함하고, 제 1 밸브 및 제 2 밸브는 동일한 분사 노즐의 업스트림에 위치한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 척은 배출구 (drain) 로 이어지는 제 1 분기부 및 액체 회수 시스템으로 이어지는 제 2 분기부로 분할되는 배출 도관 (discharge conduit) 을 포함하는 액체 수거기에 의해서 둘러싸이며, 제 3 밸브 및 제 4 밸브가, 액체 수거기 (liquid collector) 으로부터 수용된 액체를 배출구와 액체 회수 시스템 중 어느 하나로 선택적으로 향하게 하기 위해서, 각기 제 1 분기부 및 제 2 분기부 내에 위치한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예들에서, 제 1 재순환 도관은 제 1 탱크로부터 디스펜서로의 액체의 공급 압력에 기초하여서 제 1 탱크로의 재순환 흐름을 조정하도록 제어되는 제 1 배압 밸브 (backpressure valve) 를 포함한다.
본 발명은 다른 양태에서, 웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 사전결정된 배향으로 척 상에 웨이퍼-형상 물체를 위치시키는 단계; 프로세스 액체를 웨이퍼-형상 물체에 분사하는 단계를 포함한다. 프로세스 액체는 액체 회수 (recovery) 시스템으로부터 공급된다. 척을 둘러싸는 액체 수거기로부터 사용된 프로세스 액체가 회수되고 사용된 프로세스 액체가 액체 회수 시스템으로 복귀된다. 프레시한 (fresh) 프로세스 액체가 액체 회수 시스템에 공급되며, 프레시한 프로세스 액체가, 액체 회수 시스템을 우회하면서 (bypassing), 웨이퍼-형상 물체 상에 분사된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들에서, 프레시한 프로세스 액체는 오염된 프로세스 액체를 생성하도록 액체 회수 시스템을 우회하면서 웨이퍼-형상 물체 상에 분사되며, 오염된 프로세스 액체는 액체 수거기로부터 배출구로 배출된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들에서, 프레시한 프로세스 액체를, 액체 회수 시스템을 우회하면서, 웨이퍼-형상 물체 상에 분사한 후에, 후속 (further) 프로세스 액체가 액체 회수 시스템으로부터 웨이퍼-형상 물체 상에 분사되고, 웨이퍼-형상 물체를 접촉한 후에, 후속 프로세스 액체는 액체 수거기로부터 회수 도관으로 배출되며, 회수 도관은 후속 프로세스 액체를 액체 회수 시스템으로 복귀시킨다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들에서, 후속 프로세스 액체를 액체 회수 시스템으로부터 웨이퍼-형상 물체 상에 분사한 후에, 프레시한 프로세스 액체가, 액체 회수 시스템을 우회하면서, 웨이퍼-형상 물체 상에 다시 분사되어 오염된 프로세스 액체를 생성하고, 오염된 프로세스 액체는 액체 수거기로부터 회수 도관으로 배출되며, 회수 도관은 오염된 프로세스 액체를 액체 회수 시스템으로 인도한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들에서, 프레시한 프로세스 액체는 액체 회수 시스템으로 공급되고 액체 회수 시스템으로부터 웨이퍼-형상 물체 상에 분사되어 오염된 프로세스 액체를 생성하고, 오염된 프로세스 액체는 액체 수거기로부터 배출구로 배출된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예들에서, 디스펜서를 우회하면서 액체 회수 시스템 내에서 프로세스 액체가 재순환된다. 재순환은 액체 회수 시스템으로부터 공급된 프로세스 액체의, 디스펜서에 근접한 위치에서의 압력의 함수로서 조절되는 플로우 레이트로 실행된다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 이점이 다음의 첨부 도면을 참조하여서 주어지는 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명 부분을 독해하면 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예의 개략도이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치가 도시된다. 프로세스 유닛 (50) 은 통상적으로, 수직 또는 수직에서 어느 한 측으로 몇 도 정도 내로 배향된 웨이퍼의 축 및 이와 동일한 척의 회전 축인 사전결정된 배향으로 반도체 웨이퍼 W을 홀딩하는 척 (53) 을 포함한다. 척 (53) 은 바람직하게는 단일 웨이퍼 웨트 (wet) 프로세싱을 위한 스핀 척이며 예를 들어서 미국 특허 번호 4,903,717 및 5,513,668에 기술된 바와 같이 구성될 수 있다.
이와 달리, 척 (53) 은 공동으로 소유된 미국 특허 출원 공개 번호 2011/0253181 (WO 2010/113089에 대응함) 에서 기술된 바와 같이 구성될 수도 있으며, 이 경우에 웨이퍼 W는 척의 회전 부분을 구성하는 자기 로터로부터 하향으로 매달려 있을 것음이 이해될 것이다.
화살표 (30) 는 액체 분사 노즐을 나타낸다. 도 1에서 노즐 (30) 이 웨이퍼 W의 상향 표면 상으로 액체를 분사하게 웨이퍼 W 위에서 위치하지만, 노즐 (30) 이 웨이퍼 W의 하향 표면 상으로 프로세스 액체를 분사하게 웨이퍼 W 아래에서 제공되거나, 액체 분사 노즐이 웨이퍼 W의 양 측면들 상에서 제공될 수도 있다는 것을 본 기술 분야의 당업자는 이해할 것이다. 또한, 복수의 노즐들이 웨이퍼 W의 어느 한 측면 또는 양 측면 상에 제공될 수도 있다.
노즐 (30) 로부터 분사된 프로세스 액체는 초기에 주 설비 (40) 로부터 탱크 혼합 시스템 (10) 으로 공급된다. 탱크 혼합 시스템 (10) 은 도관 (18) 과 연통하는 유출구, 및 제어 밸브 (12) 를 통해서 탱크 (20) 내로 프레시한 프로세스 액체를 공급하는 다른 유출구를 갖는다. 도관 (18) 은 다운스트림 위치에서 분기되며, 일 분기부는 밸브 (14) 를 통해서 노즐 (30) 로 이어지며, 다른 분기부 (16) 는 하나 이상의 추가 프로세스 유닛들로 이어진다. 즉, 도 1에 도시된 프로세스 액체 공급 장치는 다수의 프로세스 유닛들, 예를 들어서 6 개 또는 8 개의 프로세스 유닛들을 가지며, 이 프로세스 유닛들은 공통 웨이퍼 핸들링 유닛 및 컴퓨터 제어기에 의해서 그룹으로 배열되고 유사하게 공급을 받는다. 이로써, 분기부 (16) 는 실제로 프로세스 액체를 복수의 프로세스 유닛들로 개별적으로 또는 동시에 분배하는 액체 매니폴드일 수도 있다.
탱크 (20) 는 본 발명의 본 실시예에 따른 액체 복구 시스템의 일부를 형성한다. 탱크 (20) 는 탱크를 비게 하는 배출구로 이어지는 일 유출구 (51) 및 펌프 (22) 로 이어지는 프로세스 유출구를 갖는다. 펌프 (22) 를 통과한 후에, 탱크 (20) 로부터 공급된 프로세스 액체는 (제어 밸브 (24) 가 개방된 때에) 이 밸브를 통과하며 이어서 가열기 (26) 및 필터 (28) 를 통과한다. 이러한 후자의 2 개의 컴포넌트들은 그의 물리적 특성이 웨이퍼 W 상으로 분사하기에 적합하게 되도록 프로세스 액체를 컨디셔닝 (conditioning) 한다.
필터 (28) 를 통과한 후에, 컨디셔닝된 프로세스 액체를 운반하는 도관은 다운스트림 위치에서 분기하며, 일 분기부는 밸브 (21) 를 통해서 노즐 (30) 에 이른다. 다른 분기부는 더 분기하며, 이 경우 일 분기부 (23) 는 하나 이상의 추가 프로세스 유닛들에 이르거나, 요소 (16) 를 참조하여서 상술한 바와 같은 목적을 위한 매니폴드일 수도 있다. 최종 분기부는 재순환 도관 (25) 으로 이어진다. 재순환 도관 (25) 은 디스센서 (30) 및 매니폴드 (23) 를 우회하면서, 니들 밸브 (needle valve) (27) 를 통해서 탱크 (20) 로 프로세스 액체를 복귀시킨다.
프로세스 액체가 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 W 상으로 분사된 후에, 사용되거나 오염된 프로세스 액체는 도관 (52) 을 통해서 프로세스 유닛 (50) 으로부터 배출된다. 도관 (52) 은 2 개의 분기부들로 분할되며, 각 분기부에는 각각의 제어 밸브 (54,56) 가 제공된다. 밸브 (54) 를 갖는 분기부는 배출구로 이어지며, 밸브 (56) 를 갖는 분기부는 회수된 프로세스 액체를 탱크 (20) 로 복귀시키는 도관으로 이어진다.
밸브들 (12, 14, 21, 24, 27, 54 및 56) 각각은 컴퓨터 제어기 (60) 에 의해서 제어되며, 이 제어기는 또한 스핀 척 (53), 펌프 (22) 및 가열기 (26) 를 제어한다.
이제 도 1의 장치의 동작의 실례들이 기술될 것이다. 이러한 실례들에서, 재생 (reclaim) 프로세싱 및 배출 프로세싱은 가장 오염된 매체가 배출되고, 대부분의 프로세싱 시간에, 매체는 운영 비용을 줄이도록 재생되고, 프로세싱의 종료 시에, 프레시한 매체가 오염을 제거하기 위해서 사용되고, 욕 교환은 필요 없도록 하는 방식으로 조합된다.
다음의 실례들에서, 소정의 프로세스 시퀀스가 설명의 용이성을 위해서 60 초에 걸쳐서 발생할 것이라고 가정된다. 자명하게는, 실제로, 프로세스 시퀀스의 기간은 보다 길거나 보다 짧을 수 있으며, 시퀀스의 구성 스테이지들은 비례하여서 길거나 짧을 수도 있다.
프레시한 프로세스 액체는 주 설비 (40) 로부터 탱크 혼합 시스템 (10) 으로 공급된다. 다음에, 밸브 (12) 가 개방되고 탱크 (20) 가 탱크 혼합 시스템 (10) 으로부터 채워진다. 이어서, 10 초의 기간 동안에, 밸브 (14 및 54) 가 개방되고, 이 때에 밸브 (21 및 56) 는 폐쇄되게 유지되며, 이로써 프레시한 프로세스 액체는 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 W 상으로 분사되고, 동시에 많이 오염된 프로세스 액체들은 배출구로 들어간다. 40 초 기간 동안에, 제 2 스테이지에서, 밸브 (14 및 54) 가 폐쇄되고, 이 때에 밸브 (24, 21 및 56) 가 개방되며, 이로써 프로세스 액체는, 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 W 상으로 분사되도록, 펌프 (22), 밸브 (24), 가열기 (26), 필터 (28) 및 밸브 (21) 를 통해서 탱크 (20) 로부터 공급되며, 동시에 오염된 프로세스 액체는 밸브 (56) 및 도관 (58) 을 통해서 재생된다.
최종 스테이지에서, 프로세스 시퀀스의 마지막 10 초 동안에, 밸브 (24 및 21) 가 폐쇄되고, 밸브 (14) 가 개방되며, 밸브 (56) 는 개방 상태로 유지되며 밸브 (54) 는 폐쇄 상태로 유지된다. 이로써, 프레시한 프로세스 액체가 탱크 혼합 시스템 (10) 으로부터 공급되어 웨이퍼 (30) 상으로 분사되며 이 동안에 결과적인 오염된 프로세스 액체는 도관 (58) 을 통해서 회수 및 재생된다.
상술한 제 1 스테이지에서, 가장 오염된 프로세스 액체가 생성되고, 이 액체는 재생되지 않는다. 총 프로세스 시퀀스의 대부분을 차지하는 제 2 스테이지 동안에, 프로세스 액체가 재생된다. 최종 스테이지에서, 결과적으로 약하게 오염된 프로세스 액체를 회수 및 재생하면서 프레시한 프로세스 액체를 도입하는 것은 오염을 제거하는 역할을 하며, 이로써 탱크 (20) 내의 프로세스 액체의 교환이 필요 없다. 결과적으로, 프로세스 액체 내의 입자 및 금속 오염을 효과적으로 제어하면서 운용 비용은 크게 줄어든다.
상술한 프로세스 시퀀스의 변형으로서, 제 1 스테이지에서, 프로세스 액체는 탱크 혼합 시스템 (10) 으로부터 배출구로 공급되기보다는, 탱크 (20) 로부터 배출구로 공급될 수도 있다. 이 경우에, 밸브들 (14 및 56) 은 폐쇄되고 반면에 밸브들 (24, 21 및 54) 은 개방된다. 이어서, 제 2 스테이지 및 제 3 스테이지가 상술한 바와 같이 실행된다.
상술한 프로세스 시퀀스들에 걸쳐서, 니들 밸브 (27) 는 밸브 (21) 에서의 프로세스 액체의 압력의 함수로서 컴퓨터 제어기 (60) 에 의해서 제어된다. 적합한 압력 센서 (미도시) 가 밸브 (21) 에서의 압력을 판독하고 이 판독결과를 컴퓨터 제어기 (60) 에 제공한다.
예를 들어서, 탱크 (20) 및 펌프 (22) 가 2 개 이상의 프로세스 유닛들에 동시에 공급하고 있다면, 밸브 (21) 에서의 압력은, 밸브 (21) 가 개방되고 매니폴드 (16) 의 다운스트림에 있는 다른 밸브 (미도시) 가 개방되는 때에, 강하될 것이다. 이 경우에 액체 공급 압력을 일정하게 유지하기 위해서, 니들 밸브는 상대적으로 더 크게 폐쇄된다.
한편, 어떠한 프로세스 액체도 탱크 (20) 로부터 분사되지 않으면, 즉, 밸브 (21) 및 매니폴드 (16) 의 다운스트림에 있는 모든 밸브들이 폐쇄되면, 밸브 (27) 가 그의 최고로 개방된 위치로 설정되고, 이로써 모든 프로세스 액체는 디스펜서 (30) 및 임의의 다운스트림 디스펜서들을 우회하면서 탱크 내로 재순환된다.
밸브 (27) 의 중간 위치는 하나 이상의 프로세스 유닛들이 탱크 (20) 로부터 공급된 프로세스 액체를 분사하고 있고 이와 동시에 하나 이상의 다른 프로세스 유닛들은 그렇지 않고 있을 때에 설정될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예를 도시한다. 이 도면에서, 도 1의 것들과 유사한 요소들은 동일한 참조 부호가 달아지며, 이러한 요소들의 설명은 반복되지 않을 것이다. 이 실시예에서, 탱크 혼합 시스템은 제 2 탱크 (11) 로 교체되며, 이 제 2 탱크는 주 설비 (40) 로부터 공급된 프레시한 프로세스 액체를 포함한다. 탱크 (11) 는 프로세스 액체를 펌프 (13), 밸브 (15), 가열기 (17) 및 필터 (19) 를 통해서 공급하여서, 탱크 (20) 와 연관된 컨디셔닝 장비를 참조하여서 상술한 바와 같이 프로세스 액체를 컨디셔닝한다.
본 실시예에서 탱크 (11) 에는 그 소유의 재순환 도관 (29) 및 니들 밸브 (31) 가 제공되며, 이 밸브는 밸브 (27) 를 참조하여서 상술한 바와 같은 방식으로 컴퓨터 제어기 (60) 에 의해서 제어된다. 본 실시예에서, 탱크 (11) 및 탱크 (20) 모두가 주 설비 (40) 로부터 동일한 도관을 통해서 채워지는데, 즉 프레시한 프로세스 액체는 탱크 (11) 를 통해서 탱크 (20) 로 공급되지 않음이 주목될 것이다.
다수의 상이한 프로세스 시퀀스들이, 이전의 실시예의 장치에 대해서 그러한 바와 같이, 본 실시예의 장치를 사용하여서 실행될 수 있지만, 다음의 실례는 예시를 위해서 제공된다. 다시 한번, 다음의 실례에서, 소정의 프로세스 시퀀스가 설명의 용이성을 위해서 60 초에 걸쳐서 발생할 것이라고 가정된다. 자명하게는, 실제로, 프로세스 시퀀스의 기간은 보다 길거나 보다 짧을 수 있으며, 시퀀스의 구성 스테이지들은 비례하여서 길거나 짧을 수도 있다.
프레시한 프로세스 액체는 주 설비 (40) 로부터 탱크 (11) 및 탱크 (20) 각각을 채우도록 공급된다. 다음에, 밸브들 (21 및 54) 가 개방되고 (밸브 (24) 는 바람직하게는 언제나 개방됨), 밸브들 (15, 14 및 56) 이 폐쇄 상태로 유지되고, 이로써 탱크 (20) 로부터 재생된 프로세스 액체가 펌프 (22), 밸브 (24), 가열기 (26), 필터 (28) 및 밸브 (21) 를 통해서 공급되어서, 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 W 상으로 분사되며, 이로써 결과적으로 많이 오염된 프로세스 액체가 배출구로 들어가며, 이러한 바는 10 초 기간 동안에 발생한다.
40 초 기간 동안에, 제 2 스테이지에서, 밸브 (54) 가 폐쇄되고, 밸브 (56) 가 개방되고, 동시에 밸브들 (15 및 14) 은 폐쇄된 상태로 유지되며 밸브들 (24 및 21) 은 개방된 상태로 유지되며, 이로써 프로세스 액체는, 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 W 상으로 분사되도록, 펌프 (22), 밸브 (24), 가열기 (26), 필터 (28) 및 밸브 (21) 를 통해서 탱크 (20) 로부터 공급되며, 이 때에 중간 정도로 오염된 프로세스 액체는 밸브 (56) 및 도관 (58) 을 통해서 재생된다.
최종 스테이지에서, 프로세스 시퀀스의 마지막 10 초 동안에, 밸브 (21) 가 폐쇄되고, 밸브들 (15 및 14) 이 개방되며, 동시에 밸브 (56) 는 개방 상태로 유지되며 밸브 (54) 는 폐쇄 상태로 유지된다. 이로써, 프레시한 프로세스 액체가 탱크 (11) 로부터 펌프 (13), 밸브 (15), 가열기 (17), 필터 (19) 및 밸브 (14) 를 통해서 공급되어 노즐 (30) 을 통해서 웨이퍼 (30) 상으로 분사되며, 이 동안에 결과적으로 약하게 오염된 프로세스 액체는 도관 (58) 을 통해서 회수 및 재생된다.
이전의 실시예에서 그러한 바와 같이, 상술한 제 1 스테이지에서, 가장 오염된 프로세스 액체가 생성되고, 이 액체는 재생되지 않는다. 총 프로세스 시퀀스의 대부분을 차지하는 제 2 스테이지 동안에, 프로세스 액체가 재생된다. 최종 스테이지에서, 결과적으로 약하게 오염된 프로세스 액체를 회수 및 재생하면서 프레시한 프로세스 액체를 도입하는 것은 오염을 제거하는 역할을 하며, 이로써 탱크 (20) 내의 프로세스 액체의 교환이 필요 없다. 결과적으로, 프로세스 액체 내의 입자 및 금속 오염을 효과적으로 제어하면서 운용 비용은 크게 줄어든다.

Claims (15)

  1. 웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 장치로서,
    사전결정된 배향으로 웨이퍼-형상 물체를 홀딩하기 위한 척을 포함하는 프로세스 유닛으로서, 상기 프로세스 유닛은 배출구 (drain) 로 이어지는 제 1 분기부와 액체 회수 (recovery) 시스템으로 이어지는 제 2 분기부로 분할되는 배출 도관 (discharge conduit) 을 포함하는, 상기 프로세스 유닛;
    상기 프로세스 유닛으로부터 회수된 사용된 프로세스 액체를 수용하고 프로세스 액체를 상기 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급하는 상기 액체 회수 시스템; 및
    프레시한 (fresh) 프로세스 액체를 상기 액체 회수 시스템에 공급하며, 또한 프레시한 프로세스 액체를 상기 액체 회수 시스템을 우회하면서 (bypassing) 상기 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급하는 프레시한 프로세스 액체의 공급부;
    상기 액체 회수 시스템로부터 상기 디스펜서로의 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 1 밸브;
    상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터 상기 디스펜서로의 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 2 밸브;
    상기 프로세스 유닛으로부터 상기 배출구로 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위해, 상기 제 1 분기부에 위치한 제 3 밸브;
    상기 프로세스 유닛으로부터 상기 액체 회수 시스템으로의 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위해, 상기 제 2 분기부에 위치한 제 4 밸브; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 (i) 제 1 기간 동안, 상기 사용된 프로세스 액체의 회수 없이 상기 프레시한 프로세스 액체만이 상기 디스펜서로 공급되게, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브는 개방하고 상기 제 1 밸브 및 상기 제 4 밸브는 폐쇄하도록 구성되고, (ii) 제 2 기간 동안, 상기 사용된 프로세스 액체를 회수하면서 상기 사용된 프로세스 액체만이 상기 디스펜서로 공급되게, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 4 밸브는 개방하고 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브는 폐쇄하도록 구성되고, 그리고 (iii) 제 3 기간 동안, 상기 사용된 프로세스 액체를 회수하면서 상기 프레시한 프로세스 액체만이 상기 디스펜서로 공급되게, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 4 밸브는 개방하고 상기 제 1 밸브 및 상기 제 3 밸브는 폐쇄하도록 구성되는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 회수 시스템은 제 1 탱크를 포함하며,
    상기 제 1 탱크는,
    상기 프로세스 유닛으로부터 회수된 사용된 프로세스 액체 및 상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터 공급된 프레시한 프로세스 액체를 위한 유입구들; 및
    상기 제 1 탱크로부터 공급된 프로세스 액체를 컨디셔닝 (conditioning) 하기 위한 적어도 필터와 유체적으로 연통하는 유출구를 갖는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 회수 시스템은 상기 액체 회수 시스템으로부터의 프로세스 액체를 위한 상기 디스펜서를 우회하면서 컨디셔닝된 프로세스 액체를 상기 제 1 탱크에 복귀시키는 제 1 재순환 도관을 더 포함하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부는 상기 액체 회수 시스템과는 별도로 프레시한 프로세스 액체가 공급되는 제 2 탱크를 포함하며,
    상기 제 2 탱크는 상기 제 2 탱크로부터 공급된 프로세스 액체를 컨디셔닝 (conditioning) 하기 위한 적어도 가열기 및 필터로 프레시한 프로세스 액체를 공급하는 유출구를 갖는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부는 상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터의 프로세스 액체를 위한 상기 디스펜서를 우회하면서 컨디셔닝된 프로세스 액체를 상기 제 2 탱크에 복귀시키는 제 2 재순환 도관을 더 포함하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기간은 10 초이고, 상기 제 2 기간은 40 초이고 상기 제 3 기간은 10 초인, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 회수 시스템에 의해서 공급받는 상기 디스펜서 및 상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부에 의해서 공급받는 상기 디스펜서는 동일한 분사 노즐 (dispensing nozzle) 을 포함하고,
    상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브는 상기 동일한 분사 노즐의 업스트림에 위치하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  8. 삭제
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 재순환 도관은 상기 제 1 탱크로부터 상기 디스펜서로의 프로세스 액체의 공급 압력에 기초하여서 상기 제 1 탱크로의 재순환 흐름을 조정하도록 제어되는 제 1 배압 밸브 (backpressure valve) 를 포함하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 장치.
  10. 웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 장치에서 웨이퍼-형상 물체들의 액체 처리를 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    사전결정된 배향으로 프로세스 유닛의 척 상에 웨이퍼-형상 물체를 위치시키는 단계;
    제 1 기간 동안, 사용된 프로세스 액체의 회수 없이 프레시한 프로세스 액체만이 상기 프로세스 유닛 내의 디스펜서로 공급되게, 제 2 밸브 및 제 3 밸브를 개방하고 제 1 밸브 및 제 4 밸브는 폐쇄하는 단계;
    제 2 기간 동안, 상기 사용된 프로세스 액체를 회수하면서 상기 사용된 프로세스 액체만이 상기 디스펜서로 공급되게, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 4 밸브는 개방하고 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브는 폐쇄하는 단계;
    제 3 기간 동안, 상기 사용된 프로세스 액체를 회수하면서 상기 프레시한 프로세스 액체만이 상기 디스펜서로 공급되게, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 4 밸브는 개방하고 상기 제 1 밸브 및 상기 제 3 밸브는 폐쇄하는 단계를 포함하고,
    상기 장치는,
    사전결정된 배향으로 웨이퍼-형상 물체를 홀딩하기 위한 상기 척을 포함하는 상기 프로세스 유닛으로서, 상기 프로세스 유닛은 배출구로 이어지는 제 1 분기부와 액체 회수 시스템으로 이어지는 제 2 분기부로 분할되는 배출 도관을 포함하는, 상기 프로세스 유닛;
    상기 프로세스 유닛으로부터 회수된 상기 사용된 프로세스 액체를 수용하고 프로세스 액체를 상기 프로세스 유닛 내의 디스펜서에 공급하는 상기 액체 회수 시스템; 및
    상기 프레시한 프로세스 액체를 상기 액체 회수 시스템에 공급하며, 또한 프레시한 프로세스 액체를 상기 액체 회수 시스템을 우회하면서 상기 프로세스 유닛 내의 상기 디스펜서에 공급하는 프레시한 프로세스 액체의 공급부;
    상기 액체 회수 시스템로부터 상기 디스펜서로의 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 1 밸브;
    상기 프레시한 프로세스 액체의 공급부로부터 상기 디스펜서로의 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위한 제 2 밸브;
    상기 프로세스 유닛으로부터 상기 배출구로 상기 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위해, 상기 제 1 분기부에 위치한 제 3 밸브;
    상기 프로세스 유닛으로부터 상기 액체 회수 시스템으로의 프로세스 액체의 흐름을 제어하기 위해, 상기 제 2 분기부에 위치한 제 4 밸브를 포함하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    가열기 및 필터를 이용하여 상기 액체 회수 시스템으로부터 공급된 상기 프로세스 액체를 컨디셔닝하는 단계를 더 포함하는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 기간은 10 초이고, 상기 제 2 기간은 40 초이고 상기 제 3 기간은 10 초인, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서,
    디스펜서를 우회하면서 상기 액체 회수 시스템 내에서 프로세스 액체를 재순환시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 재순환시키는 단계는 상기 액체 회수 시스템으로부터 공급된 프로세스 액체의, 상기 디스펜서에 근접한 위치에서의 압력의 함수로서 조절되는 플로우 레이트로 실행되는, 웨이퍼-형상 물체의 액체 처리를 위한 방법.
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