KR102156486B1 - 세정액 카트리지 및 그 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법 - Google Patents

세정액 카트리지 및 그 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치의 처리액 계통을 세정하기 위한 세정액을 처리액 계통에 대해 효율적으로 공급한다.
세정액을 저류하는 저류 공간 및 저류 공간에 연통되는 개구부를 갖는 카트리지 본체와, 저류 공간에 연통된 급기 경로를 갖고, 세정액을 저류한 저류 공간에 대해 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체를 급기 경로를 통하여 도입하여 저류 공간 내에 대기압보다 높은 고압 기체 영역을 형성하는 기체 도입부를 구비하고, 고압 기체 영역에 의해 세정액이 개구부를 통하여 처리액 계통으로 압출된다.

Description

세정액 카트리지 및 그 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법
본 발명은, 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 처리액 계통에 공급하는 세정액 카트리지, 그리고 당해 세정액 카트리지를 사용하여 상기 기판 처리 장치를 세정하는 세정 방법에 관한 것이다.
이하에 나타내는 일본 출원의 명세서, 도면 및 특허 청구의 범위에 있어서의 개시 내용은, 참조에 의해 그 전체 내용이 본서에 삽입된다 :
일본 특허출원 2016-188635 (2016년 9월 27일 출원).
반도체 웨이퍼 등의 기판에 여러 가지의 처리를 실시하기 위해서 약액이나 순수 등의 처리액을 사용하는 기판 처리 장치가 알려져 있다. 이 기판 처리 장치에서는, 배관, 밸브 및 노즐 등으로 구성된 처리액 계통을 통하여 처리액이 기판에 공급되고, 당해 처리액에 의해 기판에 대해 소정의 처리가 실시된다. 이와 같은 기판 처리 장치를 공장 등에 설치하는 경우, 기판 처리 장치의 가동 전에, 처리액 계통의 내부에 존재하는 파티클 (진애) 등의 오염물을 제거해야 한다. 또, 기판 처리 장치의 사용에 의해 배관 등에 부착된 부착물을 적당한 시기에 제거해야 한다. 그 때문에, 기판 처리 장치의 처리액 계통을 세정할 필요가 있다.
그래서, 예를 들어 특허문헌 1 에서는, 세정 효과를 갖는 약액 (본 발명의 「세정액」에 상당) 이 저류된 약액 카트리지 (본 발명의 「세정액 카트리지」에 상당) 를 사용한 세정 기술이 제안되어 있다. 당해 종래 기술에서는, 이 약액 카트리지를 처리액 계통에 장착함으로써 약액 카트리지로부터 처리액 계통에 약액을 주입하고, 당해 약액에 의해 처리액 계통의 세정을 실시하고 있다.
일본 특허공보 제4630881호
상기 특허문헌 1 에 기재된 발명에서는, 상기 약액 주입을 실시하기 위해서, 다음과 같은 구성이 채용되고 있다. 즉, 처리액 계통을 구성하는 배관에 약액 공급부가 형성되어 있다. 이 약액 공급부는 약액 카트리지를 자유롭게 착탈할 수 있게 구성되어 있다. 한편, 약액 카트리지는, 약액을 저류하는 내용기와, 약액 공급부에 대해 자유롭게 삽입할 수 있는 삽입부를 가지고 있다. 그리고, 약액 카트리지의 삽입부를 약액 공급부에 삽입함으로써, 내용기로부터 약액 공급부로의 약액 주입이 실시된다. 그러나, 상기와 같이 구성된 약액 카트리지를 사용한 경우, 약액 주입을 효율적으로 실시하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판 처리 장치의 처리액 계통을 세정하기 위한 세정액을 처리액 계통에 대해 효율적으로 공급할 수 있는 세정액 카트리지 및 그 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 저류하고, 처리액 계통에 장착됨으로써 세정액을 처리액 계통에 공급하는 세정액 카트리지로서, 세정액을 저류하는 저류 공간 및 저류 공간에 연통되는 개구부를 갖는 카트리지 본체와, 저류 공간에 연통된 급기 경로를 갖고, 세정액을 저류한 저류 공간에 대해 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체를 급기 경로를 통하여 도입하여 저류 공간 내에 대기압보다 높은 고압 기체 영역을 형성하는 기체 도입부를 구비하고, 고압 기체 영역에 의해 세정액이 개구부를 통하여 처리액 계통으로 압출되는 것을 특징으로 하고 있다.
또, 본 발명의 다른 양태는, 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하는 세정 방법으로서, 상기 세정액 카트리지의 저류 공간에 세정액을 저류하여 개구부를 봉지하는 저류 공정과, 처리액 계통에 대한 세정액 카트리지의 장착에 의해 개구부를 통하여 처리액 계통과 저류 공간을 연통시킴과 함께, 장착 전 및/또는 장착 중에 급기 경로를 통하여 세정액을 저류한 저류 공간에 대해 기체를 도입하여 형성되는 고압 기체 영역에 의해 세정액을 개구부를 통하여 압출하여 처리액 계통에 공급하는 공급 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 세정액 카트리지의 카트리지 본체에 저류 공간이 형성되어 있고, 당해 저류 공간에서 세정액을 저류한다. 또, 이와 같이 세정액이 저류된 저류 공간에 연통되도록 급기 경로가 형성되고, 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체가 상기 급기 경로를 통하여 저류 공간에 도입된다. 이로써, 저류 공간 내에서는 세정액 이외에 대기압보다 높은 고압 기체 영역이 형성된다. 이 고압 기체 영역은 세정액을 압압 (押壓) 하고, 개구부를 통하여 처리액 계통으로 압출한다. 그 결과, 세정액을 효율적으로 처리액 계통에 공급할 수 있어, 기판 처리 장치를 양호하게 세정할 수 있다.
상기 서술한 본 발명의 각 양태가 갖는 복수의 구성 요소는 모두가 필수적인 것은 아니고, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히, 상기 복수의 구성 요소의 일부 구성 요소에 대해, 그 변경, 삭제, 새로운 다른 구성 요소와의 교체, 한정 내용의 일부 삭제를 실시하는 것이 가능하다. 또, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 본 명세서에 기재된 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 상기 서술한 본 발명의 일 양태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부를 상기 서술한 본 발명의 다른 양태에 포함되는 기술적 특징의 일부 또는 전부와 조합하여, 본 발명의 독립적인 일 형태로 할 수도 있다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 세정 방법의 일 실시형태가 적용되는 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 평면도이다.
도 3 은, 처리액의 생성 및 공급을 실시하는 처리액 계통을 나타내는 개념 도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 처리액 계통의 일부를 나타내는 도면이다.
도 5A-5B 는, 본 발명에 관련된 세정액 카트리지의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 6A 는, 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6B 는, 세정용 혼합액이 공급되는 범위의 일례를 모식적으로 나타내는 부이다.
도 6C 는, 세정용 혼합액이 공급되는 범위의 다른 예를 모식적으로 나타내는 부이다.
도 7 은, 본 발명에 관련된 세정 방법의 다른 실시형태에서의 세정액 카트리지로의 질소 가스 공급을 나타내는 도면이다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 세정 방법의 일 실시형태가 적용되는 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 2 는 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치의 평면도이다. 이 기판 처리 장치 (100) 는, 이른바 매엽식의 장치이고, 반도체 웨이퍼 등의 기판 (W) (도 3, 도 4 참조) 에 처리액을 공급하여 한 장씩 처리한다. 이 기판 처리 장치 (100) 에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (1) 내에, 소정의 수평 방향으로 연장되는 반송실 (2) 이 형성된 기판 처리부 (3) 와, 이 기판 처리부 (3) 에 대해 평면에서 보아 반송실 (2) 의 길이 방향의 일방측에 결합된 인덱서부 (4) 가 형성되어 있다.
기판 처리부 (3) 에서는, 반송실 (2) 의 길이 방향과 직교하는 방향의 일방측에, 제 1 처리부 (51) 및 제 3 처리부 (53) 가 반송실 (2) 을 따라 인덱서부 (4) 측으로부터 순서대로 나란히 배치되어 있다. 또, 반송실 (2) 을 사이에 두고 제 1 및 제 3 처리부 (51, 53) 와 각각 대향하는 위치에, 제 2 처리부 (52) 및 제 4 처리부 (54) 가 배치되어 있다. 또한, 제 4 처리부 (54) 의 제 2 처리부 (52) 와 반대측에, 약액 캐비넷 (6) 이 배치되어 있다.
각 처리부 (51 ∼ 54) 는 3 단으로 쌓아 올려진 3 개의 처리실을 구비하고 있고, 기판 처리부 (3) 에서는 합계 12 개의 처리실 (5A ∼ 5L) 이 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 제 1 처리부 (51) 에서는, 하방으로부터 순서대로, 3 개의 처리실 (5A), 처리실 (5B) 및 처리실 (5C) 이 쌓아 올려져 있다. 또, 제 2 처리부 (52) 에서는, 하방으로부터 순서대로, 처리실 (5D), 처리실 (5E) 및 처리실 (5F) 이 쌓아 올려져 있다. 또, 제 3 처리부 (53) 에서는, 하방으로부터 순서대로, 처리실 (5G), 처리실 (5H) 및 처리실 (5I) 이 쌓아 올려져 있다. 그리고, 제 4 처리부 (54) 에서는, 하방으로부터 순서대로, 처리실 (5J), 처리실 (5K) 및 처리실 (5L) 이 쌓아 올려져 있다.
반송실 (2) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 기판 반송 로봇 (7) 이 배치되어 있다. 기판 반송 로봇 (7) 은, 각 처리실 (5A ∼ 5L) 에 대해 핸드 (도시 생략) 를 액세스시켜, 처리실 (5A ∼ 5L) 에 대한 기판 (W) 의 반출입을 실행한다.
인덱서부 (4) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 인덱서 로봇 (8) 이 배치되어 있다. 또, 도시를 생략하지만, 인덱서부 (4) 의 기판 처리부 (3) 와 반대측에는, 카세트 재치 (載置) 부가 형성되어 있다. 이 카세트 재치부에서는, 복수 장의 기판 (W) 을 다단으로 적층하여 수용하는 카세트가 복수 나란히 배치되어 있다. 그리고, 카세트 재치부에 배치된 카세트에 대해, 인덱서 로봇 (8) 은 핸드를 액세스시켜, 카세트로부터의 기판 (W) 의 취출 및 카세트로의 기판 (W) 의 수납을 실시한다. 또한, 인덱서 로봇 (8) 은 기판 반송 로봇 (7) 과의 사이에서 기판 (W) 의 전달을 실시하는 기능도 가지고 있다.
약액 캐비넷 (6) 은 격벽으로 구획되어 있고, 그 내부에는, 처리실 (5A ∼ 5L) 에 공급해야 할 복수 종류의 약액, 예를 들어 SC1 (암모니아과산화수소수 혼합액), SC2 (염산과산화수소수 혼합액), SPM (sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture : 황산과산화수소수 혼합액), 불산, 버퍼드 불산 (Buffered HF : 불산과 불화암모늄의 혼합액) 등을 저류하는 탱크가 수용되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 (W) 에 대해 소정의 처리를 실시하기 위한 처리액 중 하나로서, DIW (탈이온수 : deionized water) 를 사용하고 있다. 또, 미리 2 종류의 약액 (이하, 「제 1 약액」및 「제 2 약액」이라고 한다) 을 준비해 두고, 이후에 설명하는 바와 같이 DIW 를 제 1 약액 및/또는 제 2 약액을 적당한 혼합비로 혼합시켜 기판 처리용 혼합액을 본 발명의 「처리액」으로서 생성한다. 또한, 본 실시형태에서는, DIW 에 이산화탄소 가스를 용해시킨 탄산수 (이하 「CO2 수」라고 한다) 를 본 발명의 「처리액」으로서 생성한다. 그리고, 이들 처리액을, 배관이나 밸브 등으로 구성된 처리액 계통을 통하여 각 처리실 (5A ∼ 5L) 에 공급하고, 당해 처리액에 의해 기판 (W) 을 처리한다.
도 3 은 처리액의 생성 및 공급을 실시하는 처리액 계통을 나타내는 개념도이다. 또, 도 4 는 도 3 에 나타내는 처리액 계통의 일부를 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (100) 는 공장의 용력과 접속되어 DIW 및 고순도 질소 가스 (N2) 의 공급을 받도록 구성되어 있다. 이 기판 처리 장치 (100) 에서는, 복수의 처리액 계통을 구성하기 위해, DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B) 및 4 개의 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 가 형성되어 있다. 이들 중 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 는 각각 처리부 (51 ∼ 54) 에 대응하여 형성되어 있다. 요컨대, 약액 공급부 (6C) 는 제 1 처리부 (51) 에서 실행되는 기판 처리에 적합한 혼합액을 생성하여 처리실 (5A ∼ 5C) 에 공급하는 기능을 가지고 있다. 또, 약액 공급부 (6D) 는 제 2 처리부 (52) 에서 실행되는 기판 처리에 적합한 혼합액을 생성하여 처리실 (5D ∼ 5F) 에 공급하는 기능을 가지고 있다. 또, 약액 공급부 (6E) 는 제 3 처리부 (53) 에서 실행되는 기판 처리에 적합한 혼합액을 생성하여 처리실 (5G ∼ 5I) 에 공급하는 기능을 가지고 있다. 또한, 약액 공급부 (6F) 는 제 4 처리부 (54) 에서 실행되는 기판 처리에 적합한 혼합액을 생성하여 처리실 (5J ∼ 5L) 에 공급하는 기능을 가지고 있다.
또한, 이들 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 는 동일 구성 및 동일 기능을 가지고 있기 때문에, 도 4 에서는, 약액 공급부 (6C) 의 구성만을 도시하고, 그 밖의 약액 공급부 (6D ∼ 6F) 의 구성에 대해 생략하고 있다. 또, 도 3 중의 부호 10 은, 장치 각 부를 제어하여 원하는 혼합액 및 CO2 수를 생성하고, 그것들을 기판 (W) 에 공급하여 처리하거나, 후술하는 세정액 카트리지를 사용하여 세정 처리를 실행할 때에 DIW 등의 공급을 제어하는 제어부를 나타내고 있다. 이하, DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B) 및 약액 공급부 (6C) 의 구성을 도 3 및 도 4 를 참조하면서 설명한 후에, 세정액 카트리지의 구성 및 당해 세정액 카트리지를 사용한 세정 처리에 대해 설명한다.
DIW 공급부 (6A) 는, 공장의 용력으로서 형성된 DIW 공급원으로부터 공급되는 DIW 를 CO2 수 공급부 (6B) 에 적절한 유량이나 압력 등으로 조정하여 CO2 수 공급부 (6B) 에 공급함과 함께 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 적절한 유량이나 압력 등으로 조정하여 각 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 공급하는 기능을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, DIW 공급부 (6A) 에서는, DIW 공급원에 접속된 배관 (P1) 이 3 개로 분기되고, 그 중의 배관 (P2) 이 CO2 수 공급부 (6B) 에 접속되고, 배관 (P3) 이 다시 4 개로 분기되어, 각각 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 접속되어 있다. 또, 나머지의 배관 (P4) 은 드레인용의 배관이다.
배관 (P1) 에는, 특허문헌 1 에 기재된 「약액 공급부」와 마찬가지로, 이후에 상세히 서술하는 세정액 카트리지를 착탈 가능한 장착부 (P5a) 를 갖는 분기관 (P5) 이 개재 삽입되어 있고, 장착부 (P5a) 에 대해 세정액 카트리지가 장착되어 있지 않은 상태에서는 DIW 는 그대로 분기관 (P5) 을 통하여 배관 (P2 ∼ P4) 에 흐른다. 한편, 세정액 카트리지가 장착되면, 세정액 카트리지에 저류된 세정액이 장착부 (P5a) 를 통하여 DIW 에 혼입되어 세정용 혼합액 (= DIW ＋ 세정액) 이 생성되고, 분기관 (P5) 을 통하여 배관 (P2 ∼ P4) 에 흐른다.
배관 (P2) 에는, 밸브 (V1) 및 유량 제어 밸브 (V2) 가 개재 삽입되어 있다. 그리고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V1) 가 개방되면, 배관 (P1) 으로부터 흘러 온 DIW (또는 세정용 혼합액) 를 유량 제어 밸브 (V2) 에 유통시키고, 당해 유량 제어 밸브 (V2) 에 의해 유량이나 압력 등이 조정된 다음 CO2 수 공급부 (6B) 에 공급된다. 한편, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V1) 가 폐쇄되면, CO2 수 공급부 (6B) 로의 액체 공급이 정지된다.
또, 배관 (P3) 에는, 배관 (P2) 과 마찬가지로, 밸브 (V3) 및 유량 제어 밸브 (V4) 가 개재 삽입되어 있고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V3) 가 개방되면, 배관 (P1) 으로부터 흘러 온 DIW (또는 세정용 혼합액) 를 유량 제어 밸브 (V4) 에 유통시키고, 당해 유량 제어 밸브 (V4) 에 의해 유량이나 압력 등이 조정된 다음 각 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 공급된다. 한편, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V3) 가 폐쇄되면, 전체 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 로의 액체 공급이 정지된다.
또, 배관 (P4) 에는, 밸브 (V5) 가 개재 삽입되어 있다. 이 밸브 (V5) 는, 기판 처리를 실시하고 있는 동안, 폐쇄 상태로 유지되어 있다. 그리고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V5) 가 개방되면, DIW 공급부 (6A) 에 잔류하고 있는 DIW 나 세정용 혼합액을 DIW 공급부 (6A) 로부터 드레인 가능하게 되어 있다.
CO2 수 공급부 (6B) 는 이산화탄소 용해부 (601) 를 가지고 있다. 이 이산화탄소 용해부 (601) 는 상기 배관 (P2) 에 의해 DIW 공급부 (6A) 와 접속되어 있다. 또, 이산화탄소 용해부 (601) 의 상류측에서는, 배관 (P2) 에 밸브 (V6) 및 유량 제어 밸브 (V7) 가 개재 삽입되어 있다. 그리고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V6) 가 개방되면, DIW 공급부 (6A) 로부터 송액되어 온 DIW (또는 세정용 혼합액) 를 유량 제어 밸브 (V7) 에 유통시키고, 당해 유량 제어 밸브 (V7) 에 의해 유량이나 압력 등이 조정된 다음 이산화탄소 용해부 (601) 에 공급된다. 이산화탄소 용해부 (601) 는, DIW 공급부 (6A) 로부터 공급되는 DIW 에 이산화탄소 용해부 (601) 에 의해 이산화탄소 가스를 용해시켜 CO2 수를 생성하고, 전체 처리실 (5A ∼ 5L) 에 공급 가능하게 되어 있다. 보다 상세하게는, 이산화탄소 용해부 (601) 의 출력측에는, 분기관 (P5) 의 일방 단부가 접속된다. 한편, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배관 (P5) 의 타방 단부는 4 개로 분기되어, 그들 배관 (P6 ∼ P9) 이 각각 처리부 (51 ∼ 54) 에 연장 형성되어 있다. 또한, 도 4 중의 부호 602 는 필터이다.
이들 중 배관 (P6) 에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 밸브 (V8) 가 접속됨과 함께, 밸브 (V8) 보다 선단측에서 배관 (P6) 은 다시 3 개의 배관 (P10 ∼ P12) 으로 분기되어, 각각 처리실 (5A ∼ 5C) 의 노즐 (55) 에 접속되어 있다. 또, 그들 배관 (P10 ∼ P12) 에는, 각각 밸브 (V9 ∼ V11) 가 개재 삽입되어 있다. 그리고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V8, V9) 가 전부 개방된 상태로 되어 있을 때, 처리실 (5A) 에서는, 노즐 (55) 에 CO2 수가 공급되어, 스핀 척 (56) 에 유지된 기판 (W) 의 상면을 향하여 토출된다. 한편, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V9) 가 폐쇄되면, 기판 (W) 으로의 CO2 수의 토출이 정지된다. 이러한 점에 대해서는, 처리부 (51) 를 구성하는 다른 처리실 (5B, 5C) 에 대해서도 처리실 (5A) 과 동일하며, 처리실 단위로 CO2 수의 공급 및 공급 정지를 제어 가능하게 되어 있다. 이러한 점에 대해서는, 처리부 (52 ∼ 54) 에 대해서도 동일하다. 따라서, 장치 전체로서 보면, 처리부 단위에서도 CO2 수의 공급 및 공급 정지를 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.
약액 공급부 (6C) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 배관 (P3) 의 선단측에서 4 개로 분기된 배관 (P13 ∼ P16) 중 하나의 배관 (P13) 과 접속되어 있고, 당해 배관 (P13) 을 통하여 공급되는 DIW 의 공급을 받는다. 또, 약액 공급부 (6C) 는, 배관 (P17) 을 통하여 공장의 용력으로서 형성된 질소 가스 공급원과 접속되어 있고, 질소 가스 공급원으로부터 고순도의 질소 가스 (N2) 의 공급을 받는다. 그리고, 다음과 같은 구성에 의해 기판 처리용 혼합액을 생성하여, 각 처리실 (5A ∼ 5C) 의 노즐 (57) 에 공급하여 기판 (W) 에 대해 소정의 기판 처리를 실시한다. 또한, 그 밖의 약액 공급부 (6D ∼ 6F) 도, 약액 공급부 (6C) 와 마찬가지로, 각각 배관 (P14 ∼ P16) 을 통하여 DIW 의 공급을 받음과 함께, 각각 배관 (P18 ∼ P20) 을 통하여 고순도 질소 가스의 공급을 받는다. 그리고, 기판 처리용 혼합액을 생성하여, 처리실 (5D ∼ 5F) 에 공급하여 기판 처리를 실시한다.
또, 약액 공급부 (6C) 는, 제 1 약액을 칭량하는 제 1 칭량 탱크 (611) 와, 제 2 약액을 칭량하는 제 2 칭량 탱크 (612) 와, 약액과 DIW 를 혼합하여 기판 처리용 혼합액을 생성하기 위한 혼합액 생성용 탱크 (613) 를 구비하고 있다. 혼합액 생성용 탱크 (613) 에서는, 액 입구와 액 출구 사이에 액 순환용의 배관 (P21) 이 접속되어 있다. 이 배관 (P21) 에는, 밸브 (V13), 펌프 (614) 및 필터 (615) 가 개재 삽입되어 있다. 또, 배관 (P21) 으로부터 분기되도록 배관 (P22) 이 형성되어 있다.
칭량 탱크 (611, 612) 는, 각각 배관 (P23, P24) 을 통해 혼합액 생성용 탱크 (613) 의 액 입구에 접속되어 있다. 배관 (P23, P24) 에는, 밸브 (V14, V15) 가 각각 개재 삽입되어 있다. 또, 칭량 탱크 (611, 612) 에는, 배관 (P25, P26) 을 통해 약액 탱크 (616, 617) 가 각각 접속되어 있다. 이들 약액 탱크 (616, 617) 는 약액 캐비넷 (6) 에 수용되어 있고, 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 있어서 공통 사용된다. 물론, 약액 탱크의 배치 형성 양태는 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 마다 약액 탱크 (616, 617) 를 형성해도 된다.
약액 탱크 (616) 로부터 공급되는 제 1 약액은 칭량 탱크 (611) 에서 칭량됨과 함께, 약액 탱크 (617) 로부터 공급되는 제 2 약액은 칭량 탱크 (612) 에서 칭량된다. 그리고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V14, V15) 가 개방되면, 소정량의 제 1 약액 및 제 2 약액이 혼합액 생성용 탱크 (613) 에 공급된다. 또, 이 혼합액 생성용 탱크 (613) 는 배관 (P13) 에 의해 DIW 공급부 (6A) 와 접속되어 있다. 배관 (P13) 에는, 밸브 (V16) 가 개재 삽입되어 있고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V16) 가 개방되어 있는 동안, DIW 가 혼합액 생성용 탱크 (613) 에 공급된다. 이와 같이, 혼합액 생성용 탱크 (613) 에 대해 제 1 약액, 제 2 약액 및 DIW 가 공급되어 기판 처리용 혼합액이 생성된다. 또한, 혼합액을 구성하는 제 1 약액, 제 2 약액 및 DIW 의 혼합비를 엄밀하게 제어하기 위해서, 본 실시형태에서는, 비저항계 (618) 를 형성하고 있다. 요컨대, 혼합액 생성용 탱크 (613) 의 액 출구는 배관 (P27) 을 통해 비저항계 (618) 에 접속되어 있고, 배관 (P27) 에 개재 삽입된 밸브 (V17) 를 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 개방하면, 혼합액 생성용 탱크 (613) 내의 혼합액이 비저항계 (618) 에 주입되어 상기 혼합비를 반영한 값이 비저항계 (618) 로부터 제어부 (10) 에 출력된다. 이 값에 기초하여 제어부 (10) 가 약액 공급부 (6C) 의 각 부를 제어함으로써 처리실 (5A ∼ 5C) 에서의 기판 처리에 적합한 혼합액을 생성 가능하게 되어 있다.
이렇게 하여 소정의 혼합비를 갖는 기판 처리용 혼합액은 펌프 (614) 에 의해 혼합액 생성용 탱크 (613) 로부터 필터 (615) 및 배관 (P21, P22) 을 통하여 당해 혼합액을 일시적으로 저류하는 혼합액 저류용 탱크 (619) 에 송액된다. 이 배관 (P22) 에는, 2 개의 밸브 (V18, V19) 가 개재 삽입됨과 함께, 양 밸브 (V18, V19) 사이에서 배관 (P22) 은 배관 (P17) 과 접속되어 있다. 또한, 배관 (P17) 에는, 밸브 (V20) 가 개재 삽입되어 있고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V20) 가 개폐됨으로써 배관 (22) 으로의 고순도 질소 가스의 공급 및 공급 정지가 제어된다. 요컨대, 밸브 (V18) 를 폐쇄한 상태에서 밸브 (V19, V20) 를 개방함으로써 고순도 질소 가스가 배관 (22) 을 통하여 혼합액 저류용 탱크 (619) 에 이송된다. 한편, 밸브 (V20) 를 폐쇄한 상태에서 밸브 (V18, V19) 를 개방함으로써 기판 처리용 혼합액이 혼합액 저류용 탱크 (619) 에 이송된다.
이 혼합액 저류용 탱크 (619) 의 액 입구와 액 출구 사이에는, 액 순환용의 배관 (P28) 이 접속되어 있다. 또, 배관 (P28) 에는, 밸브 (V21), 펌프 (620) 및 필터 (621) 가 개재 삽입되어 있고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 펌프 (620) 가 작동함으로써 혼합액 저류용 탱크 (619) 및 배관 (P28) 내를 기판 처리용 혼합액이 순환한다.
이 배관 (P28) 으로부터 분기되도록 배관 (P29) 이 형성되고, 비저항계 (618) 와 접속되어 있다. 또한, 배관 (P29) 에는 밸브 (V22) 가 개재 삽입되어 있고, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 개방되면, 혼합액 저류용 탱크 (619) 및 배관 (P28) 사이를 순환하고 있는 혼합액이 배관 (P29) 을 통하여 비저항계 (618) 에 유입된다. 그리고, 당해 혼합액의 혼합비를 반영한 값이 비저항계 (618) 로부터 제어부 (10) 에 출력되어, 순환하고 있는 혼합액의 혼합비를 모니터하는 것이 가능하게 되어 있다.
또, 배관 (P28) 에서는, 다른 배관 (P30) 이 분기됨과 함께, 그 선단부는 다시 3 개의 배관 (P31 ∼ P33) 으로 분기되어, 각각 처리실 (5A ∼ 5C) 의 노즐 (57) 에 접속되어 있다. 또, 배관 (P30 ∼ P33) 에는 밸브 (V23 ∼ V26) 가 각각 개재 삽입되어 있다. 이 때문에, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V23 ∼ V26) 의 개폐 상태를 전환함으로써, 상기 순환하고 있는 기판 처리용 혼합액을 각 처리실 (5A ∼ 5C) 에 적절한 타이밍으로 독립적으로 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 이렇게 하여, 기판 처리용 혼합액이 공급된 처리실에서는, 노즐 (57) 로부터 기판 (W) 을 향하여 혼합액이 토출되어, 기판 (W) 에 대해 상기 제 1 약액 및 제 2 약액에 의한 처리가 실시된다. 또, 당해 처리가 완료되면, 상기한 바와 같이 다른 노즐 (55) 로부터 CO2 수가 기판 (W) 에 공급되어 약액에 의한 처리의 정지 및 린스 처리가 실행된다.
이와 같이 각 처리실 (5A ∼ 5C) 에서 사용된 처리액, 요컨대 혼합액 (= 제 1 약액 ＋ 제 2 약액 ＋ DIW) 이나 CO2 수 등을 배액하기 위해서, 처리실 (5A ∼ 5C) 에는, 드레인용의 배관 (P34 ∼ P36) 이 각각 형성되어 있다. 이들 배관 (P34 ∼ P36) 은 비저항계 (618) 에 연장 형성되어 있다. 또, 배관 (P34 ∼ P36) 에는, 밸브 (V27 ∼ V29) 가 개재 삽입되어 있다. 이 때문에, 제어부 (10) 로부터의 지령에 따라 밸브 (V27 ∼ V29) 중 하나의 밸브만이 선택적으로 개방되면, 당해 밸브에 대응하는 처리실로부터의 배액이 비저항계 (618) 에 송액되어, 배액 중의 약액의 농도나 비율 등을 검출하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 도 4 중의 부호 P37 은 드레인용의 배관이다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 장치 (100) 에서는, 본 발명의 「처리액」의 일례에 상당하는 DIW, CO2 수 및 기판 처리용 혼합액은 이하와 같은 처리액 계통에서 공급된다. DIW 는, DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B) 및 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 로 구성되는 처리액 계통을 통하여 기판 (W) 에 송액된다. 또, CO2 수는 CO2 수 공급부 (6B) 로 구성되는 처리액 계통을 통하여 기판 (W) 에 송액된다. 또한, 기판 처리용 혼합액은 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 로 구성되는 처리액 계통을 통하여 기판 (W) 에 송액된다.
이들 처리액 계통을 갖는 기판 처리 장치 (100) 를 공장에 설치하는 경우, 상기 서술한 바와 같이 기판 처리 장치 (100) 의 가동 전에 처리액 계통의 내부에 존재하는 파티클 (진애) 등의 오염물을 제거할 필요가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는 도 4 에 나타내는 바와 같이 DIW 공급부 (6A) 내의 배관 (P1) 에 분기관 (P5) 을 형성하고, 적당한 타이밍으로 이후에 설명하는 세정액 카트리지를 분기관 (P5) 의 장착부 (P5a) 에 장착함으로써 DIW 를 송액하기 위한 처리액 계통, 요컨대 DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B) 및 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 의 전부를 일괄적으로 세정하는 것이 가능하게 되어 있다. 이하, 세정액 카트리지의 구성 및 당해 세정액 카트리지를 사용한 처리액 계통의 세정 방법에 대해 설명한다.
도 5A 및 도 5B 는 본 발명에 관련된 세정액 카트리지의 일 실시형태를 나타내는 도면이고, 도 5A 에서는 세정액 및 질소 가스의 도입을 실시할 때의 세정액 카트리지의 배치 상태를 나타내고, 도 5B 에서는 세정 처리를 실시할 때의 세정액 카트리지의 배치 상태를 나타내고 있다. 또, 도 6A 는 세정액 카트리지를 사용한 세정 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 세정액 카트리지 (9) 는, 카트리지 본체 (91) 와, 기체 도입부 (92) 를 가지고 있다. 카트리지 본체 (91) 는 내압 보틀이며, 보틀 재료로는 불소 수지, 예를 들어 PFA (퍼플루오로알콕시 불소 수지) 를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 카트리지 본체 (91) 의 동체부 (911) 의 내부에 세정액을 저류하기 위한 저류 공간 (912) (도 6A) 이 형성되어 있다. 또, 동체부 (911) 로부터 원추 사다리꼴부 (913) 를 통하여 연장되는 넥부 (914) 에는, 저류 공간 (912) 에 대한 세정액의 충전 및 취출을 위한 개구부 (915) 가 형성되어 있다.
또, 개구부 (915) 에는, 오리피스판 (93) 이 장착되어 있다. 오리피스판 (93) 에는, 도 5A 에 나타내는 바와 같이, 개구부 (915) 의 개구 직경보다 작은 개구 직경의 오리피스 (931) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 저류 공간 (912) 에 대한 세정액의 충전 및 취출시에는, 오리피스판 (93) 에 의해 유량이 규제된다. 특히, 이후에 설명하는 바와 같이 분기관 (P5) 을 흐르는 DIW 로 압출되는 세정액의 단위 시간당의 유량에 대해서는 상기 오리피스 (931) 에 의해 조정할 수 있어, 오리피스판 (93) 의 배치 형성에 의해 원하는 혼합비를 갖는 세정용 혼합액 (= DIW ＋ 세정액) 을 생성할 수 있다.
또, 넥부 (914) 에는, 퀵 커넥터의 암부 (94a) 가 밖으로부터 끼워져 있다. 도면에 대한 도시를 생략하지만, 퀵 커넥터의 암부 (94a) 에는 역지 밸브 구조가 삽입되어 있고, 암부 (94a) 에 대해 퀵 커넥터의 수부 (95a) 가 장착되어 있지 않은, 이른바 미장착 상태에서 개구부 (915) 를 폐쇄하여 저류 공간 (912) 을 봉지한다. 한편, 암부 (94a) 에 대해 퀵 커넥터의 수부 (95a) 가 장착되면, 개구부 (915) 가 개방되어 저류 공간 (912) 이 카트리지 본체 (91) 의 외부와 연통되어, 퀵 커넥터 (= 암부 (94a) ＋ 수부 (95a)) 를 통하여 저류 공간 (912) 에 대한 세정액의 충전 및 취출이 가능해진다. 이와 같이, 암부 (94a) 는 개구부 (915) 의 개폐를 전환하는 제 1 전환부로서 기능한다. 또한, 도 5A 에 나타내는 퀵 커넥터의 수부 (95a) 는 세정액을 공급하기 위한 공급 배관 (96) 의 선단부에 장착되어 있고, 세정액을 충전하기 위한 전용 부품으로서 사용되고 있다. 또, 도 5B 에 나타내는 퀵 커넥터의 수부 (95a) 는 분기관 (P5) 의 장착부 (P5a) 에 장착되어 세정액을 분기관 (P5) 의 내부로 취출하기 위한 전용 부품으로서 사용되고 있다.
기체 도입부 (92) 는, 카트리지 본체 (91) 의 원추 사다리꼴부 (913) 를 관통하여 저류 공간 (912) 과 카트리지 본체 (91) 의 외부를 연통시키는 배관 (921) 을 구비하고 있다. 즉, 배관 (921) 의 일방 단부는 저류 공간 (912) 에 연장 형성되는 한편, 타방 단부는 카트리지 본체 (91) 의 외부에 연장 형성되어 있고, 배관 (921) 의 내부가 급기 경로 (도시 생략) 로서 기능한다. 또, 배관 (921) 의 타방 단부에는, 퀵 커넥터의 암부 (94b) 가 밖으로부터 끼워져 있다. 이 암부 (94b) 는 암부 (94a) 와 동일 구성을 가지고 있고, 암부 (94b) 에 대해 퀵 커넥터의 수부 (95b) 를 장착하지 않은 미장착 상태에서 급기 경로를 폐쇄하여 저류 공간 (912) 을 외기와 차단한다. 한편, 암부 (94b) 에 대해 퀵 커넥터의 수부 (95b) 를 장착하면, 급기 경로가 개방되어 저류 공간 (912) 이 카트리지 본체 (91) 의 외부와 연통되고, 퀵 커넥터 (= 암부 (94b) ＋ 수부 (95b)) 를 통하여 저류 공간 (912) 으로의 기체, 예를 들어 고순도의 질소 가스의 압송이 가능하게 되어 있다. 이와 같이, 암부 (94b) 는 급기 경로의 개폐를 전환하는 제 2 전환부로서 기능한다. 또한, 도 5A 에 나타내는 퀵 커넥터의 수부 (95b) 는 질소 가스를 압송하기 위한 고압 배관 (97) 의 선단부에 장착되어 있고, 질소 가스를 충전하여 저류 공간 (912) 내에 고압 기체 영역 (98) 을 형성하기 위한 전용 부품으로서 사용되고 있다.
또한, 카트리지 본체 (91) 의 저류 공간 (912) 에서는, 도 6A 에 나타내는 바와 같이, 개구부 (915) 에 대향하여 필터 (99) 가 배치되어 있고, 세정액 중에 존재하는 파티클을 트랩하여 청정한 세정액을 공급 가능하게 되어 있다.
다음으로, 세정액 카트리지 (9) 를 사용하여 기판 처리 장치 (100) 를 세정하는 방법에 대해 도 6A 및 도 6B 를 참조하면서 설명한다. 이 실시형태에서는, 도 6A 중의 (a) 란에 나타내는 바와 같이, 세정액을 저류하고 있지 않은 세정액 카트리지 (9) (이하, 「공 (空) 카트리지」라고 한다) 를 준비하고, 기판 처리 장치 (100) 가 설치된 공장으로 수송한다 (수송 공정). 이와 같은 비어 있는 상태의 세정액 카트리지 (9) 에 대해서는 취급이 비교적 용이하고, 특히 공장이 해외라고 해도 세정액 카트리지 (9) 를 간이하게 수송할 수 있다.
공카트리지 (9) 를 수취한 공장에서는, 도 6A 중의 (b) 란에 나타내는 바와 같이, 공카트리지 (9) 를 정립시킨 상태에서, 세정액의 공급원과 접속된 공급 배관 (96) 의 선단부에 장착된 퀵 커넥터의 수부 (95a) 를 공카트리지 (9) 의 퀵 커넥터의 암부 (94a) 에 장착한다. 그리고, 공급 배관 (96) 및 퀵 커넥터를 통하여 공카트리지 (9) 의 저류 공간 (912) 에 세정액을 이송하여 세정액을 저류 공간 (912) 에 충전한다 (저류 공정). 여기서, 세정액으로는, 특허문헌 1 에 기재된 발명에서도 사용되고 있는, 염화수소 가스를 순수에 용존시켜 생성된 염산 용액, 암모니아 가스를 순수에 용존시켜 생성된 암모니아 용액, 불화수소 가스를 순수에 용존시켜 생성된 불화수소산 용액 등 이외에, 예를 들어 SC1 을 사용해도 되고, 본 실시형태에서는 SC1 을 세정액으로 하여, 개구부 (915) 를 통하여 세정액 카트리지 (9) 의 저류 공간 (912) 에 충전되어 있다. 그리고, 세정액 (SC1) 의 충전이 완료되면, 수부 (95a) 를 분리하여 암부 (94a) 에 의해 개구부 (915) 를 폐쇄한다.
이렇게 하여 세정액의 충전이 완료되면, 고순도 질소 가스의 공급원과 접속된 고압 배관 (97) 의 선단부에 장착된 퀵 커넥터의 수부 (95b) 를 기체 도입부 (92) 의 퀵 커넥터의 암부 (94b) 에 장착한다. 그리고, 고압 배관 (97) 및 퀵 커넥터를 통하여 이미 세정액을 저류하고 있는 저류 공간 (912) 에 고순도의 질소 가스를 급기하여 저류 공간 (912) 내에 대기압보다 높게 세정액의 압출에 호적한 압력, 예를 들어 약 0.4 Mpa 를 갖는 고압 기체 영역 (98) 을 형성한다. 그 후에 수부 (95b) 를 분리하여 암부 (94b) 에 의해 급기 경로 (배관 (921) 의 내부) 를 폐쇄한다. 이렇게 하여, 저류 공간 (912) 내에 세정액 (SC1) 과 고압 기체 영역 (98) 을 병존시킨 상태의 세정액 카트리지 (9) 가 얻어진다. 여기서, 세정액 카트리지 (9) 의 내용적을 예를 들어 2 리터 정도 이하로 설정해 두면, 세정액 카트리지 (9) 를 용이하게 기판 처리 장치 (100) 로 이동시키는 것이 가능해지고, 요컨대 우수한 가반성 (可搬性) 이 얻어진다. 그래서, 본 실시형태에서는, 기판 처리 장치 (100) 의 세정에 앞서 세정액 카트리지 (9) 를 준비해 두고, 세정시에는 당해 세정액 카트리지 (9) 를 기판 처리 장치 (100) 에 반송하고 있다.
여기서, 예를 들어 기판 처리 장치 (100) 내의 DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B) 및 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 의 전부를 일괄적으로 세정하는 경우에는, 도 6A 중의 (d) 란 및 (e) 란에 나타내는 바와 같이, 세정액 카트리지 (9) 를 도립 (倒立) 시킨 후, 퀵 커넥터의 암부 (94a) 를 장착부 (P5a) 에 장착된 수부 (95a) 에 장착한다. 그러면, 개구부 (915) 가 개방되어, 고압 기체 영역 (98) 에 의해 세정액 (SC1) 이 개구부 (915) 를 향하여 가압되어, 오리피스 (931) 를 통하여 분기관 (P5) 내의 DIW 로 압출된다. 그리고, 분기관 (P5) 의 내부에서 DIW 에 세정액 (SC1) 이 혼합되어 세정용 혼합액 (= DIW ＋ SC1) 이 생성된다. 이 세정용 혼합액은, DIW 공급부 (6A) 는 물론, 나아가 도 6B 에 나타내는 바와 같이 CO2 수 공급부 (6B) 및 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 에 공급되고, 또한 전체 처리실 (5A ∼ 5L) 에도 공급되어, 이들 세정이 실시된다 (공급 공정). 이 점의 이해를 용이하게 하기 위해, 도 6B 에서는 세정용 혼합액이 공급되어 세정되는 지점에 도트를 부여하고 있다. 이 점에 대해서는 이후에 설명하는 도 6C 에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 사용된 세정용 혼합액은 드레인용의 배관 (P4, P34 ∼ P37) 및 노즐 (55) 등으로부터 기판 처리 장치 (100) 의 처리액 계통의 외부로 배출된다. 공급 공정이 완료되면, 세정액 카트리지 (9) 로부터의 세정액의 공급이 정지되지만, DIW 공급부 (6A) 로부터의 DIW 의 공급은 계속된다. 이로써, 기판 처리 장치 (100) 의 처리액 계통에 잔류한 세정용 혼합액이 DIW 로 치환되어 간다 (린스 공정). 세정용 혼합액으로부터 DIW 로의 치환이 완료되면, DIW 공급부 (6A) 로부터의 DIW 의 공급을 정지시켜 처리액 계통의 세정 처리를 종료한다.
이와 같이 공급 공정과 린스 공정은 연속해서 실행해도 되고, 공급 공정 후, 일정 시간 방치한 후에, 린스 공정을 실행해도 된다. 즉, 밸브 (V9 ∼ V11) 및 밸브 (V27 ∼ V29) 를 개방한 상태에서, 분기관 (P5) 으로부터 세정액의 공급을 실행함으로써, 사용 후의 세정용 혼합액이 드레인용의 배관 (P4, P34 ∼ P37) 및 노즐 (55) 로부터 배출된다. 이렇게 하여 처리액 계통의 세정을 일정 시간 실행한 후, DIW 공급부 (6A) 로부터의 DIW 의 공급 및 분기관 (P5) 으로부터의 세정액의 공급을 정지시킴과 함께, 밸브 (V9 ∼ V11) 및 밸브 (V27 ∼ V29) 를 폐지한다. 이로써, 처리액 계통은 혼합 세정액으로 충전된다. 이 상태에서 일정 시간 (예를 들어 수 시간) 방치한다 (방치 공정). 그 후, 밸브 (V9 ∼ V11) 및 밸브 (V27 ∼ V29) 를 개방함과 함께, DIW 공급부 (6A) 로부터의 DIW 의 공급을 재개하여, 처리액 계통 내에 잔류하고 있던 혼합 세정액을 DIW 로 치환한다 (린스 공정).
이와 같이, 공급 공정과 린스 공정 사이에 방치 공정을 개재시킨 경우, 공급 공정과 린스 공정을 연속해서 실행하는 경우보다, 처리액 계통의 세정 품질이 높아진다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 저류 공간 (912) 에 미리 고압 기체 영역 (98) 을 형성하고 있기 때문에, 세정액 카트리지 (9) 를 분기관 (P5) 에 장착하면, 당해 고압 기체 영역 (98) 에 의해 세정액을 분기관 (P5) 을 흐르는 DIW 로 압출하여 세정용 혼합액 (= DIW ＋ SC1) 을 효율적으로 생성할 수 있다. 그리고, 세정용 혼합액에 의해 DIW 공급부 (6A), CO2 수 공급부 (6B), 약액 공급부 (6C ∼ 6F) 및 처리실 (5A ∼ 5L) 을 효과적으로 세정할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 오리피스 (931) 를 통하여 세정액을 분기관 (P5) 의 내부를 흐르는 DIW 로 압출하고 있다. 이 때문에, 세정용 혼합액에 있어서의 DIW 와 세정액 (SC1) 의 혼합비를 정확하게 제어하는 것이 가능해져, 우수한 세정 효과가 얻어진다.
또, 상기 실시형태에서는, 세정액 카트리지 (9) 에 저류 가능한 세정액의 양을 2 리터 정도로 하고 있기 때문에, 세정액 카트리지 (9) 는 가반성이 우수하다. 그리고, 당해 세정액 카트리지 (9) 를 장착부 (P5a) 에 장착된 수부 (95a) 에 장착함으로써 광범위에 걸쳐 세정할 수 있어, 우수한 세정 작업성이 얻어진다.
또, 상기 실시형태에서는, 세정액 카트리지 (9) 로부터 세정액 (SC1) 을 공급하여 세정용 혼합액 (= DIW ＋ SC1) 을 생성하고, 이것을 DIW 의 처리액 계통에 널리 퍼지게 하여 세정 처리를 실행하고 있다. 여기서, 단순히 세정용 혼합액을 공급할 뿐만 아니라, 제어부 (10) 가 장치 각 부, 특히 펌프나 밸브 등을 작동시킴으로써 세정 효과를 더욱 높일 수 있다. 이와 같이 세정용 혼합액을 공급하는 것과 병행하여 장치 각 부를 동작시키기 위해서, 처리액 계통의 세정에 적합한 레시피, 이른바 내부 세정 레시피를 미리 작성해 두고, 제어부 (10) 가 당해 내부 세정 레시피에 따라 처리액 계통의 세정을 실시하도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 저류 공간 (912) 에 필터 (99) 를 배치하여 세정액 중의 파티클을 트랩 제거하고 있기 때문에, 세정액의 품질을 높일 수 있어, 높은 세정 효과가 얻어진다.
또, 상기 실시형태에서는, 오리피스 (931) 를 통하여 세정액을 분기관 (P5) 으로 압출하도록 구성하고 있기 때문에, 세정용 혼합액에 있어서의 DIW 와 세정액 (SC1) 의 혼합비를 정확하게 제어할 수 있다. 여기서, 비저항계 (618) 에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 혼합비를 모니터할 수 있고, 거기에 따라 혼합비를 적정화해도 된다. 예를 들어 검출 결과가 당해 혼합비에 대응하는 값으로부터 벗어나 있을 때에는, 세정액 카트리지 (9) 에 장착되어 있는 오리피스판 (93) 을 상이한 오리피스 직경을 갖는 것으로 교체하거나, 혹은 당해 오리피스판 (93) 을 갖는 세정액 카트리지 (9) 로 교환해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 세정액 카트리지 (9) 에 저류 가능한 세정액의 양을 2 리터 정도로 하고 있기 때문에, 세정액 카트리지 (9) 는 가반성이 우수하고, 또 처리액 계통을 구성하는 배관에 대해 용이하게 착탈 가능하게 되어 있다. 따라서, 기판 처리 장치 (100) 의 내부를 광범위에 걸쳐 간단하게 세정할 수 있어, 우수한 세정 작업성이 얻어진다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기 서술한 것 이외에 여러 가지의 변경을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들어 상기 실시형태에서는, 배관 (P1) 에 분기관 (P5) 을 형성하여 DIW 의 처리액 계통 전체에 세정용 혼합액 (= DIW ＋ SC1) 을 공급하고 있지만, 분기관 (P5) 의 설치 위치는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 6C 에 나타내는 바와 같이 약액 공급부 (6C) 의 배관 (P13) 에 분기관 (P5) 을 형성하고, 당해 분기관 (P5) 에 대해 세정액 카트리지 (9) 를 선택적으로 장착하면, 약액 공급부 (6C) 에서 생성되는 기판 처리용 혼합액 (= 제 1 약액 ＋ 제 2 약액 ＋ DIW) 의 처리액 계통에만 세정용 혼합액을 공급할 수 있다. 이 경우, 다른 약액 공급부 (6D ∼ 6F) 에 있어서는, 통상과 같이 기판 처리용 혼합액을 생성하여 처리부 (52 ∼ 54) 에서 기판 처리를 실시하는 것이 가능해진다. 이 점에 대해서는, 다른 약액 공급부 (6D ∼ 6F) 의 배관 (P13) 에 분기관 (P5) 을 형성한 경우도 마찬가지이다. 또, CO2 수 공급부 (6B) 의 배관 (P2) 등에 형성한 경우에는, CO2 수의 처리액 계통 전체에 세정용 혼합액 (= DIW ＋ SC1) 을 공급할 수 있다. 물론, 분기관 (P5) 을 복수 지점에 형성하여, 세정액 카트리지 (9) 를 선택적으로 장착하도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 분기관 (P5) 에 대해 장착부 (P5a) 를 1 개 형성하고 있지만, 장착부 (P5a) 를 복수 개 형성해도 된다. 이 경우, 복수의 세정액 카트리지 (9) 를 장착할 수 있어, 세정액의 공급량을 높일 수 있다. 또, 분기관 (P5) 마다 장착부 (P5a) 의 개수를 상이하게 해도 된다. 예를 들어 DIW 의 처리액 계통에서는 많은 지점에 세정용 혼합액을 공급할 필요가 있기 때문에 배관 (P1) 에는 복수 개의 장착부 (P5a) 를 갖는 분기관 (P5) 을 개재 삽입하는 한편, 약액 공급부 (6C) 의 배관 (P13) 에는 1 개의 장착부 (P5a) 를 갖는 분기관 (P5) 을 개재 삽입하도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 세정액 카트리지 (9) 를 장착하고 있는 동안, 퀵 커넥터의 암부 (94b) 에 의해 급기 경로의 폐쇄를 유지하여 저류 공간 (912) 에 미리 충전해 둔 고압 기체 영역 (98) 중의 질소 가스를 사용하여 세정액 카트리지 (9) 로부터의 세정액의 압출을 실시하고 있다. 요컨대, 고압 기체 영역 (98) 중의 질소 가스만을 사용하여 세정액을 가압하고 있다. 이 때문에, 세정 처리에 수반하여 고압 기체 영역 (98) 의 압력이 저하되어 가, 세정액의 압출량이 변동되는 경우가 있다. 그래서, 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이 세정액 카트리지 (9) 를 분기관 (P5) 의 장착부 (P5a) 에 장착한 상태, 요컨대 세정액 카트리지 (9) 의 장착 중에 기체 도입부 (92) 로부터 질소 가스를 보조적으로 압송해도 된다. 이로써, 세정 처리 중에 질소 가스를 보급함으로써 고압 기체 영역 (98) 의 압력을 일정하게 유지하여, 세정액의 압출량을 안정화시킬 수 있다. 이와 같은 작용 효과를 얻기 위해서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이 유량 제어 밸브 (V30) 에 의해 유량 제어하면서 질소 가스를 보조적으로 부여하는 것이 바람직하다.
또, 도 7 에 나타내는 구성을 채용하는 경우, 세정액 카트리지 (9) 의 장착 전에 고압 기체 영역 (98) 을 형성하지 않고, 장착 후에 질소 가스를 도입하여 고압 기체 영역 (98) 을 형성하면서 세정액을 압출하도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 공카트리지 (9) (도 6A 중의 (a) 란 참조) 를 공장으로 수송하여, 공장 혹은 그 주위에서 세정액 카트리지 (9) 로의 세정액 및 질소 가스의 충전을 실시하고 있지만, 세정액 카트리지 (9) 의 수송 타이밍은 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 세정액의 충전 후에 세정액 카트리지를 공장으로 수송해도 된다. 이와 같이 질소 가스의 충전을 공장에서 실시하고 있지만, 이것은 고압 가스 (고압 질소 가스) 를 충전한 상태의 세정액 카트리지 (9) 를 수송하기 위해서는 여러 가지의 제약을 받는 것을 고려한 것이다. 또, 고압 기체 영역 (98) 을 형성한 직후보다 기체 성분이 세정액에 용해되어, 세정액의 성분이 변동되거나, 고압 기체 영역 (98) 의 압력 저하를 초래하는 경우가 있다. 그래서, 이들 영향을 억제·회피하기 위해서, 공장 혹은 공장의 주위에서 질소 가스의 충전을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 세정 처리를 실시하기 직전에 질소 가스의 충전을 실시하는 것이 바람직하다.
이상, 특정한 실시예를 따라 발명을 설명했지만, 이 설명은 한정적인 의미로 해석되는 것을 의도한 것은 아니다. 발명의 설명을 참조하면, 본 발명의 그 밖의 실시형태와 마찬가지로, 개시된 실시형태의 여러 가지 변형예가, 이 기술에 정통한 사람에게 분명해질 것이다. 그 때문에, 첨부하는 특허 청구의 범위는, 발명의 진정한 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서, 당해 변형예 또는 실시형태를 포함하는 것이라고 생각할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 저류하는 세정액 카트리지, 그리고 당해 세정액 카트리지를 사용하여 상기 기판 처리 장치를 세정하는 기술 전반에 적용할 수 있다.
6A : DIW 공급부
6B : CO2 수 공급부
6C ∼ 6F : 약액 공급부
9 : 세정액 카트리지
91 : 카트리지 본체
92 : 기체 도입부
93 : 오리피스판
94a : (퀵 커넥터의) 암부 (제 1 전환부)
94b : (퀵 커넥터의) 암부 (제 2 전환부)
98 : 고압 기체 영역
99 : 필터
100 : 기판 처리 장치
912 : 저류 공간
915 : 개구부
931 : 오리피스
W : 기판

Claims (11)

  1. 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 저류하고, 상기 처리액 계통에 장착됨으로써 상기 세정액을 상기 처리액 계통에 공급하는 세정액 카트리지로서,
    상기 세정액을 저류하는 저류 공간 및 상기 저류 공간에 연통되는 개구부를 갖는 카트리지 본체와,
    상기 저류 공간에 연통된 급기 경로를 갖고, 상기 세정액을 저류한 상기 저류 공간에 대해 상기 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체를 상기 급기 경로를 통하여 도입하여 상기 저류 공간 내에 대기압보다 높은 고압 기체 영역을 형성하는 기체 도입부를 구비하고,
    상기 개구부의 개방과 폐쇄를 전환하는 제 1 전환부와,
    상기 급기 경로의 개방과 폐쇄를 전환하는 제 2 전환부를 추가로 구비하고,
    상기 처리액 계통으로의 장착 전에, 상기 제 1 전환부가 상기 개구부를 폐쇄하여 상기 세정액을 상기 저류 공간에 봉지하면서, 상기 제 2 전환부가 상기 급기 경로를 개방하여 상기 고압 기체 영역을 형성시킨 후에 상기 급기 경로를 폐쇄하여 상기 고압 기체 영역을 상기 저류 공간에 봉지하고,
    상기 처리액 계통으로의 장착 중에, 상기 제 1 전환부가 상기 개구부를 개방하여 상기 고압 기체 영역에 의해 상기 세정액을 상기 개구부를 통하여 상기 처리액 계통으로 압출하는 것을 특징으로 하는 세정액 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 계통으로의 장착 중에, 상기 제 2 전환부는 상기 급기 경로의 폐쇄를 유지하는, 세정액 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리액 계통으로의 장착 중에, 상기 제 2 전환부는 상기 급기 경로를 개방하여 상기 고압 기체 영역에 상기 기체를 보급하는, 세정액 카트리지.
  4. 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 저류하고, 상기 처리액 계통에 장착됨으로써 상기 세정액을 상기 처리액 계통에 공급하는 세정액 카트리지로서,
    상기 세정액을 저류하는 저류 공간 및 상기 저류 공간에 연통되는 개구부를 갖는 카트리지 본체와,
    상기 저류 공간에 연통된 급기 경로를 갖고, 상기 세정액을 저류한 상기 저류 공간에 대해 상기 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체를 상기 급기 경로를 통하여 도입하여 상기 저류 공간 내에 대기압보다 높은 고압 기체 영역을 형성하는 기체 도입부를 구비하고,
    상기 저류 공간 내에 상기 세정액과 상기 고압 기체 영역을 병존시키고,
    상기 처리액 계통으로의 장착 전에 있어서 상기 저류 공간 내에 상기 세정액과 상기 고압 기체 영역을 병존시킨 상태에서 상기 기판 처리 장치로부터 독립하여 이동 가능하게 되어 있고,
    상기 처리액 계통에 장착됨으로써 상기 고압 기체 영역에 의해 상기 세정액이 상기 개구부를 통하여 상기 처리액 계통으로 압출되는 것을 특징으로 하는 세정액 카트리지.
  5. 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정하기 위한 세정액을 저류하고, 상기 처리액 계통에 장착됨으로써 상기 세정액을 상기 처리액 계통에 공급하는 세정액 카트리지로서,
    상기 세정액을 저류하는 저류 공간 및 상기 저류 공간에 연통되는 개구부를 갖는 카트리지 본체와,
    상기 저류 공간에 연통된 급기 경로를 갖고, 상기 세정액을 저류한 상기 저류 공간에 대해 상기 카트리지 본체의 외부로부터 공급되는 기체를 상기 급기 경로를 통하여 도입하여 상기 저류 공간 내에 대기압보다 높은 고압 기체 영역을 형성하는 기체 도입부를 구비하고,
    상기 개구부의 개방과 폐쇄를 전환하는 제 1 전환부와,
    상기 급기 경로의 개방과 폐쇄를 전환하는 제 2 전환부를 추가로 구비하고,
    상기 처리액 계통으로의 장착 전에, 상기 제 1 전환부가 상기 개구부를 폐쇄하여 상기 세정액을 상기 저류 공간에 봉지하고,
    상기 처리액 계통으로의 장착 중에, 상기 제 2 전환부가 상기 급기 경로를 개방하여 상기 고압 기체 영역을 형성시킴과 함께, 상기 제 1 전환부가 상기 개구부를 개방하여 상기 고압 기체 영역에 의해 상기 세정액을 상기 개구부를 통하여 상기 처리액 계통으로 압출하는 것을 특징으로 하는, 세정액 카트리지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부의 개구 직경보다 작은 직경의 오리피스를 갖고, 상기 개구부에 형성되어 상기 개구부를 통하여 압출되는 상기 세정액의 단위 시간당의 유량을 조정하는 오리피스판을 추가로 구비하는, 세정액 카트리지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부에 대향하여 상기 저류 공간에 배치되어 상기 세정액 중의 파티클을 트랩하는 필터를 추가로 구비하는, 세정액 카트리지.
  8. 처리액 계통을 통하여 송액되는 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 세정액을 사용하여 세정하는 세정 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 세정액 카트리지의 상기 저류 공간에 상기 세정액을 저류하여 상기 개구부를 봉지하는 저류 공정과,
    상기 처리액 계통에 대한 상기 세정액 카트리지의 장착에 의해 상기 개구부를 통하여 상기 처리액 계통과 상기 저류 공간을 연통시킴과 함께, 상기 장착 전에 상기 급기 경로를 통하여 상기 세정액을 저류한 상기 저류 공간에 대해 상기 기체를 도입하여 형성되는 상기 고압 기체 영역에 의해 상기 세정액을 상기 개구부를 통하여 압출하여 상기 처리액 계통에 공급하는 공급 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 세정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치가 설치되는 공장으로 상기 세정액 카트리지를 수송하는 수송 공정을 추가로 구비하고,
    상기 수송 공정은, 상기 세정액의 저류 및 상기 기체의 도입이 실시되어 있지 않은 비어 있는 상태에서 실행되고,
    상기 저류 공정 및 상기 공급 공정은, 상기 비어 있는 상태의 세정액 카트리지를 받은 후에 상기 공장 내 혹은 상기 공장의 주위에서 실행되는, 세정 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치가 설치되는 공장으로 상기 세정액 카트리지를 수송하는 수송 공정을 추가로 구비하고,
    상기 저류 공정은 상기 수송 공정 전에 실행되고,
    상기 수송 공정은, 상기 저류 공간에 대해 상기 고압 기체 영역이 형성되어 있지 않고 상기 세정액만이 저류된 상태에서 실행되고,
    상기 공급 공정은, 상기 세정액만이 저류된 상태의 세정액 카트리지를 받은 후에 상기 공장 내에서 실행되는, 세정 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치가 상기 처리액 계통을 복수 개 갖고,
    상기 공급 공정은, 상기 복수의 처리액 계통에 대해 상기 세정액 카트리지를 선택적으로 자유롭게 장착할 수 있게 되어 있는, 세정 방법.
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