KR102306309B1 - 열 교환 시스템 및 이 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치 - Google Patents

열 교환 시스템 및 이 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

기판을 처리하는 처리 유체를 효율 좋게 가열 또는 냉각할 수 있는 열 교환 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명에서는, 열 교환 시스템(62)을 가지는 기판 처리 장치(1)에서, 열 교환 시스템(62)은, 내부를 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환기(69a, 69b)와, 가열 또는 냉각할 유체를 열 교환기(69a, 69b)의 하부로 공급하는 유체 공급부(81)와, 가열 또는 냉각한 유체를 열 교환기(69a, 69b)의 상부로부터 배출하는 유체 배출부(82)를 가지고, 유체 공급부(81)는, 처리 유체가 유입되는 유입관(85,86)과, 열 교환기(69a, 69b)의 상단부보다 상방에 위치하고, 유입관(85,86)을 접속한 제 1 매니폴드(87)와, 제 1 매니폴드(87)에 접속되고, 처리 유체로 혼입된 기체를 배출하는 배기관(88)과, 제 1 매니폴드(87)로부터 열 교환기로 처리 유체를 공급하는 공급관(89)을 가지고, 열 교환기(69a, 69b)의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 것으로 했다.

Description

열 교환 시스템 및 이 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치{HEAT EXCHANGE SYSTEM, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS HAVING SAME}
본 발명은 기판을 처리하는 유체 또는 그 외의 유체를 가열 또는 냉각하기 위한 열 교환 시스템 및 이 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 부품 또는 플랫 패널 디스플레이 등을 제조할 시 이용되는 기판 처리 장치에서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 기판 등의 기판을 열 교환기에서 소정 온도로 가열 또는 냉각한 처리액으로 세정 또는 에칭 또는 도금 등의 각종의 처리를 실시한다.
예를 들면, 기판의 표면에 형성된 회로 패턴의 도금 처리를 행하는 기판 처리 장치에서는, 기판을 처리하는 처리액(도금액)을 저류하는 저류 탱크와 기판을 처리하는 기판 처리부의 사이에, 가열용의 열 교환기를 설치한 왕로와, 냉각용의 열 교환기를 설치한 귀로를 형성하고 있다.
그리고 종래의 기판 처리 장치는, 저류 탱크에 저류된 상온의 처리액을 가열용의 열 교환기에서 소정 온도로 가열하고 나서 기판 처리부로 공급하고, 기판 처리부에서 기판을 처리액으로 도금 처리한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 가열된 처리액은, 열에 의해 열화되기 때문에 냉각용의 열 교환기에서 상온으로 냉각하고 나서 저류 탱크로 회수한다.
일본특허공개공보 2013-010994호
상기 종래의 기판 처리 장치에서는, 특히 기판 처리부에서 사용한 후의 유체(도금액)가 고온인 상태이면 열에 의한 열화가 발생하여, 그 후의 기판 처리를 양호하게 행할 수 없게 된다. 이 때문에, 열 교환기에서 고온의 유체를 신속히 냉각할 필요가 있다.
그러나, 종래의 열 교환기에서는, 유체가 열 교환기의 내부를 상방으로부터 하방으로 통과할 시, 유체에 기체가 혼입되는 이른바 '기포 혼입'이 발생하고, 혼입된 기체에 의해 열 전달이 저해되고, 열 교환기의 효율이 저감되어, 고온의 유체를 신속하게 냉각할 수 없었다.
따라서 본 발명에서는, 열 교환 시스템에 있어서, 내부를 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환기와, 가열 또는 냉각하는 유체를 열 교환기의 하부로 공급하는 유체 공급부와, 가열 또는 냉각한 유체를 열 교환기의 상부로부터 배출하는 유체 배출부를 가지고, 상기 유체 공급부는, 유체가 유입되는 유입관과, 상기 열 교환기의 상단부보다 상방에 위치하고, 상기 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와, 상기 제 1 매니폴드에 접속되고, 유체로 혼입된 기체를 배출하는 배기관과, 상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 공급관을 가지고, 열 교환기의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 공급부는 유체를 자중으로 열 교환기의 하부로 공급하는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 배출부는 유체에 기체를 공급하는 급기관을 가지는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 공급부는 유체가 유입되는 복수 개의 유입관과, 복수의 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와, 상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 1 개의 공급관을 가지는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 공급부는 유체를 공급하는 1 개의 공급관과, 공급관에 접속한 제 2 매니폴드와, 상기 제 2 매니폴드로부터 복수의 열 교환기로 분기하여 유체를 공급하는 복수 개의 분기관을 가지는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 배출부는 복수의 열 교환기에 각각 접속한 분기관과, 복수 개의 분기관을 접속한 제 3 매니폴드와, 상기 제 3 매니폴드에 접속한 1 개의 배출관을 가지는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 공급부는 유체를 공급하는 1 개의 공급관과, 공급관에 접속한 제 2 매니폴드와, 상기 제 2 매니폴드로부터 복수의 열 교환기로 분기하여 유체를 공급하는 복수 개의 분기관을 가지고, 상기 유체 배출부는, 복수의 열 교환기에 각각 접속한 분기관과, 복수 개의 분기관을 접속한 제 3 매니폴드와, 상기 제 3 매니폴드에 접속한 1 개의 배출관을 가지고, 공급관으로부터 배출관에 흐르는 유체의 유로 길이를 어느 열 교환기를 통과하는 경우에도 동일하게 하는 것으로 했다.
또한 본 발명에서는, 기판을 처리하는 유체를 가열 또는 냉각하기 위한 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치에 있어서, 열 교환 시스템은, 내부를 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환기와, 가열 또는 냉각하는 유체를 열 교환기의 하부로 공급하는 유체 공급부와, 가열 또는 냉각한 유체를 열 교환기의 상부로부터 배출하는 유체 배출부를 가지고, 상기 유체 공급부는, 유체가 유입되는 유입관과, 상기 열 교환기의 상단부보다 상방에 위치하고, 상기 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와, 상기 제 1 매니폴드에 접속되고, 유체에 혼입된 기체를 배출하는 배기관과, 상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 공급관을 가지고, 열 교환기의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 것으로 했다.
또한, 상기 유체 공급부는 기판을 처리하는 기판 처리부에서 사용한 유체를 자중으로 열 교환기의 하부로 공급하는 것으로 했다.
본 발명에서는, 열 교환기의 내부로 가열 또는 냉각할 유체와 함께 기체가 혼입되는 것을 억제할 수 있어, 열 교환기에 의해 유체를 가열 또는 냉각할 시의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 처리 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 기판 처리부를 도시한 측면도이다.
도 3은 처리 유체 공급부를 도시한 블록도이다.
도 4는 냉각용의 열 교환 시스템의 정면도이다.
도 5는 냉각용의 열 교환 시스템의 좌측면도이다.
도 6은 냉각용의 열 교환 시스템의 우측면도이다.
이하에, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구체적인 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 전단부에 반입출부(2)를 형성한다. 반입출부(2)에는 복수 매(예를 들면, 25 매)의 기판(3)(여기서는, 반도체 웨이퍼)을 수용한 캐리어(4)가 반입 및 반출되고, 좌우로 배열하여 재치(載置)된다.
또한, 기판 처리 장치(1)는 반입출부(2)의 후부에 반송부(5)를 형성한다. 반송부(5)는, 전측에 기판 반송 장치(6)를 배치하고, 또한 후측에 기판 전달대(7)를 배치한다. 이 반송부(5)에서는, 반입출부(2)에 재치된 어느 한 캐리어(4)와 기판 전달대(7)의 사이에서 기판 반송 장치(6)를 이용하여 기판(3)을 반송한다.
또한, 기판 처리 장치(1)는 반송부(5)의 후부에 처리부(8)를 형성한다. 처리부(8)는, 중앙에 전후로 연장되는 기판 반송 장치(9)를 배치하고, 또한 좌우 양측에 기판(3)을 도금 처리하기 위한 도금 처리 장치(10)를 배치한다. 이 처리부(8)에서는, 기판 전달대(7)와 도금 처리 장치(10)의 사이에서 기판 반송 장치(9)를 이용하여 기판(3)을 반송하고, 도금 처리 장치(10)를 이용하여 기판(3)의 액처리를 행한다.
도금 처리 장치(10)는, 기판 반송 장치(9)의 일방측에 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)를 전후로 배열하여 배치하고, 또한 기판 반송 장치(9)의 타방측에 제 5 ~ 제 8 기판 처리부(15 ~ 18)를 전후로 배열하여 배치한다. 또한, 도금 처리 장치(10)는 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에 제 1 처리 유체 공급부(19)를 접속하고, 또한 제 5 ~ 제 8 기판 처리부(15 ~ 18)에 제 2 처리 유체 공급부(20)를 접속한다. 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에서는, 제 1 처리 유체 공급부(19)로부터 공급되는 소정 온도로 가열된 처리 유체를 이용하여 기판(3)을 처리한다. 제 5 ~ 제 8 기판 처리부(15 ~ 18)에서는, 제 2 처리 유체 공급부(20)로부터 공급되는 소정 온도로 가열된 처리 유체를 이용하여 기판(3)을 처리한다. 제 1 ~ 제 8 기판 처리부(11 ~ 18), 제 1 및 제 2 처리 유체 공급부(19, 20), 그 외의 기판 처리 장치(1)의 각 부는 제어부(21)로 제어된다.
또한, 제 1 ~ 제 8 기판 처리부(11 ~ 18)는 동일한 구성으로 되어 있고, 제 1 및 제 2 처리 유체 공급부(19, 20)는 동일한 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 이하의 설명에서는, 제 1 기판 처리부(11)와 제 1 처리 유체 공급부(19)의 구성에 대하여 설명한다.
제 1 기판 처리부(11)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(3)을 보지(保持)하면서 회전시키기 위한 기판 회전부(22)와, 기판(3)에 처리 유체(도금액)를 토출하기 위한 처리 유체 토출부(23)를 가진다.
기판 회전부(22)는, 기판 처리실(24)의 내부 대략 중앙에 상하로 연장시킨 회전축(25)을 회전 가능하게 설치하고 있다. 회전축(25)의 상단(上端)에는, 원판 형상의 턴테이블(26)이 수평으로 장착되어 있다. 턴테이블(26)의 외주 가장자리에는, 복수 개의 기판 보지체(27)가 원주 방향에 등간격을 두고 설치되어 있다.
또한, 기판 회전부(22)는 회전축(25)에 기판 회전 기구(28)와 기판 승강 기구(29)를 접속하고 있다. 이들 기판 회전 기구(28) 및 기판 승강 기구(29)는 제어부(21)에 의해 회전 제어 또는 승강 제어된다.
이 기판 회전부(22)는, 턴테이블(26)의 기판 보지체(27)로 기판(3)을 수평으로 보지한다. 또한, 기판 회전부(22)는 기판 회전 기구(28)로 턴테이블(26)에 보지한 기판(3)을 회전시키고, 기판 승강 기구(29)로 턴테이블(26) 또는 기판(3)을 승강시킨다.
처리 유체 토출부(23)는, 기판 처리실(24)의 좌측에 상하로 연장시킨 회전축(30)을 회전 가능하게 설치하고 있다. 회전축(30)의 상단에는 수평으로 연장시킨 암(31)을 설치하고 있다. 암(31)의 선단 하부에는 노즐(32)을 수직 하향으로 장착하고 있다. 노즐(32)에는 제 1 처리 유체 공급부(19)가 접속되어 있다.
또한, 처리 유체 토출부(23)는 회전축(30)에 노즐 이동 기구(33)를 접속하고 있다. 이 노즐 이동 기구(33)는 제어부(21)에 의해 제어된다.
이 처리 유체 토출부(23)는, 노즐 이동 기구(33)에 의해 노즐(32)을 기판(3)의 중앙부와 기판(3)의 좌외(左外) 측방과의 사이에서 왕복 이동시킬 수 있고, 제 1 처리 유체 공급부(19)로부터 공급되는 소정 온도의 처리 유체를 노즐(32)로부터 기판(3)의 표면(상면)을 향해 토출시킬 수 있다.
또한 기판 처리실(24)에는, 턴테이블(26)을 둘러싸는 원환(圓環) 형상의 회수 컵(34)을 배치하고 있다. 회수 컵(34)의 상단부에는, 턴테이블(26)보다 한층 큰 사이즈의 개구를 형성하고 있다. 또한, 회수 컵(34)의 하단부에는, 제 1 처리 유체 공급부(19)를 접속하고 있다. 그리고, 기판(3)에 공급된 처리 유체를 회수 컵(34)으로 회수하여, 제 1 처리 유체 공급부(19)로 배출한다.
제 1 처리 유체 공급부(19)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 처리 유체를 상온으로 저류하는 저류 탱크(35)에 처리 유체를 가열하지 않고 순환시키는 비가열 순환 유로(36)와, 처리 유체를 가열하여 순환시키는 가열 순환 유로(37)와, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로부터 처리 유체를 회수하는 회수 유로(38)를 접속하고 있다.
비가열 순환 유로(36)는, 저류 탱크(35)에 접속한 왕로측 순환 유로(39)와 귀로측 순환 유로(40)의 사이에 순환 펌프(41)를 설치하고 있다. 왕로측 순환 유로(39)에는 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)의 노즐(32)이 분기관(42 ~ 45)을 개재하여 접속되어 있다. 분기관(42 ~ 45)의 중도부에는 유량 조정기(46 ~ 49)가 접속되어 있다. 순환 펌프(41) 및 유량 조정기(46 ~ 49)는 제어부(21)에 의해 제어된다.
이 비가열 순환 유로(36)는, 저류 탱크(35)에 저류된 상온의 처리 유체를 가열하지 않고 상온인 채로 순환시키고, 필요에 따라 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 상온의 처리 유체를 공급한다.
가열 순환 유로(37)는, 비가열 순환 유로(36)의 왕로측 순환 유로(39)로부터 분기한 분기 유로(50)에 가열용의 열 교환 시스템(51)을 접속하고, 가열용의 열 교환 시스템(51)에 공급 유로(52)를 접속하고 있다. 분기 유로(50)의 중도부에는 유량 조정기(53)가 접속되어 있다. 공급 유로(52)에는 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)의 노즐(32)이 분기관(54 ~ 57)을 개재하여 접속되어 있다. 분기관(54 ~ 57)의 중도부에는 유량 조정기(58 ~ 61)가 접속되어 있다. 가열용의 열 교환 시스템(51) 및 유량 조정기(53, 58 ~ 61)는 제어부(21)에 의해 제어된다.
또한, 가열 순환 유로(37)는 공급 유로(52)에 냉각용의 열 교환 시스템(62)을 유량 조정기(63)를 개재하여 접속하고, 또한 냉각용의 열 교환 시스템(62)과 저류 탱크(35)를 버퍼 탱크(64)와 순환 펌프(65)를 개재하여 접속하고 있다. 냉각용의 열 교환 시스템(62), 유량 조정기(63) 및 순환 펌프(65)는 제어부(21)에 의해 제어된다.
여기서, 가열용의 열 교환 시스템(51)은 열 교환기(66)의 내부를 흐르는 처리 유체를 가열 유체 공급원(67)으로부터 공급된 가열 유체로 가열하는 구성으로 되어 있다. 가열 유체 공급원(67)은 제어부(21)에 의해 제어된다. 가열 유체 공급원(67)으로부터 공급되는 가열 유체의 온도는 온도 센서(68)로 검출된다. 또한, 냉각용의 열 교환 시스템(62)은 열 교환기(69)의 내부를 흐르는 처리 유체를 냉각 유체 공급원(70)으로부터 공급된 냉각 유체로 냉각하는 구성으로 되어 있다. 냉각 유체 공급원(70)은 제어부(21)에 의해 제어된다. 또한, 냉각용의 열 교환 시스템(62)의 구체적인 구성은 후술한다.
또한, 가열 순환 유로(37)는 비가열 순환 유로(36)의 왕로측 순환 유로(39)로부터 바이패스 유로(71)를 분기시키고, 그 바이패스 유로(71)를 공급 유로(52)의 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)보다 상류측에 접속하고 있다. 바이패스 유로(71)의 중도부에는 유량 조정기(72)가 접속되어 있다. 유량 조정기(72)는 제어부(21)에 의해 제어된다. 공급 유로(52)와 바이패스 유로(71)의 합류부(73)보다 하류측으로서 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)보다 상류측의 공급 유로(52)에는 온도 센서(74)를 설치하고 있다. 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)보다 하류측의 공급 유로(52)에도 온도 센서(75)를 설치하고 있다.
이 가열 순환 유로(37)는, 저류 탱크(35)에 저류된 상온의 처리 유체를 소정 온도로 가열한 후에, 처리 유체를 상온으로 냉각하여 순환시키고, 필요에 따라 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 소정 온도의 처리 유체를 공급한다.
회수 유로(38)는 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)의 회수 컵(34)과 냉각용의 열 교환 시스템(62)을 분기관(76 ~ 79)을 개재하여 접속하고 있다.
이 회수 유로(38)는, 비가열 순환 유로(36) 또는 가열 순환 유로(37)로부터 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 공급된 상온의 또는 소정 온도로 가열된 처리 유체를 냉각용의 열 교환 시스템(62)에서 상온으로 냉각하고 나서 저류 탱크(35)로 회수한다.
또한, 제 1 처리 유체 공급부(19)로부터 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로의 처리 유체의 공급은, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에서의 기판(3)의 처리 상황에 따라, 어느 1 개의 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로만 소정 범위의 유량으로 공급되는 경우도 있으며, 또한 복수 개의 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 동시에 각각 동일 유량 또는 다른 유량으로 공급되는 경우도 있다.
이어서, 본 발명의 주요부가 되는 냉각용의 열 교환 시스템(62)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
냉각용의 열 교환 시스템(62)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 열 교환기(69)에 냉각 유체 공급원(70)을 접속하고 있다. 열 교환기(69)로서는, 도 4 ~ 도 6에 도시한 바와 같이, 좌우 한 쌍의 2 개의 열 교환기(69a, 69b)를 이용하고 있다. 이 열 교환기(69a, 69b)에는, 저류 탱크(35)로부터 냉각할 처리 유체를 공급하는 유체 공급부(81)와 냉각한 처리 유체를 저류 탱크(35)로 배출하는 유체 배출부(82)가 접속되어 있다.
열 교환기(69a, 69b)는, 상하로 경사 형상으로 세운 상태로 좌우로 배열되어 배치되어 있다. 이와 같이, 열 교환기(69a, 69b)를 경사 형상으로 함으로써, 상하의 간격이 좁은 스페이스에도 열 교환기(69a, 69b)를 수용할 수 있다. 각 열 교환기(69a, 69b)에는, 배면측 상부에 냉각 유체 유입관(83a, 83b)이 접속되고, 또한 배면측 하부에 냉각 유체 유출관(84a, 84b)이 접속되어 있다. 냉각 유체 유입관(83a, 83b) 및 냉각 유체 유출관(84a, 84b)에는 냉각 유체 공급원(70)이 각각 접속되어 있다. 이에 의해, 냉각 유체 공급원(70)으로부터 공급된 냉각 유체가 냉각 유체 유입관(83a, 83b)으로부터 열 교환기(69a, 69b)의 내부로 유입되고, 열 교환기(69a, 69b)의 내부에서 냉각 유체가 상방으로부터 하방을 향해 흐르면서 처리 유체를 냉각하고, 이 후, 냉각 유체 유출관(84a, 84b)으로부터 냉각 유체 공급원(70)으로 유출된다.
이 열 교환기(69a, 69b)는 하부에 유체 공급부(81)가 접속되고, 상부에 유체 배출부(82)가 접속되어 있다.
이에 의해, 열 교환기(69a, 69b)는, 하부의 유체 공급부(81)로부터 공급된 처리 유체가 상부의 유체 배출부(82)로 흐르고, 열 교환기(69a, 69b)의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 흐르는 동안에 냉각 유체에 의해 냉각된다. 이와 같이 냉각할 처리 유체를 하방으로부터 상방을 향해 흘림으로써, 열 교환기(69a, 69b)의 내부에 처리 유체와 함께 기체가 혼입되는 이른바 '기포 혼입'의 발생을 억제할 수 있어, 열 교환기(69a, 69b)에 의해 처리 유체를 냉각할 시의 효율을 향상시킬 수 있다.
유체 공급부(81)는, 상하로 수직 형상으로 연장시킨 좌우 2 개의 유입관(85, 86)의 하단부를 좌우로 수평 형상으로 연장시킨 제 1 매니폴드(87)의 상부에 접속하고 있다. 또한, 제 1 매니폴드(87)는, 열 교환기(69a, 69b)의 상단부보다 상방의 위치에 설치되어 있다. 좌측의 유입관(85)에는, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)의 회수 컵(34)에 연통하는 회수 유로(38)가 접속되어 있고, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에서 사용된 후의 처리 유체가 흐른다. 또한, 우측의 유입관(86)에는, 가열 순환 유로(37)가 접속되어 있고, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 공급되지 않았던 잉여의 처리 유체가 흐른다. 제 1 매니폴드(87)의 우단 상부에는, 처리 유체의 혼입된 기체를 배출하기 위한 배기관(88)이 접속되어 있다. 또한, 제 1 매니폴드(87)의 좌단 하부에는, 상하로 경사 형상으로 연장시킨 1 개의 공급관(89)의 상단부가 접속되어 있다.
이에 의해, 유체 공급부(81)는, 좌우의 유입관(85, 86)으로부터 유입되는 처리 유체를 제 1 매니폴드(87)에서 합류시켜 1 개의 공급관(89)으로부터 열 교환기(69a, 69b)로 공급한다. 그 때, 처리 유체의 내부에 기체가 혼입되어 있는 경우에는, 그 기체를 배기관(88)으로부터 배출하여, 처리 유체가 원활히 흐르도록 하고 있다. 배기관(88)은, 제 1 매니폴드(87)에서 유입관(85, 86)보다 상류측(우단 상부)에 설치하고, 제 1 매니폴드(87)를 상류측으로부터 하류측을 향해 하방으로 경사시킴으로써, 기체가 더 원활히 배출되도록 해도 된다.
또한, 유체 공급부(81)는 공급관(89)의 하단부를 좌우로 수평 형상으로 연장시킨 제 2 매니폴드(90)의 좌단 상부에 접속하고 있다. 제 2 매니폴드(90)의 우측 상부에는, 상하로 경사 형상으로 연장시킨 좌우의 2 개의 분기관(91a, 91b)의 하단부가 접속되어 있다. 좌우의 분기관(91a, 91b)의 상단부에는 좌우의 열 교환기(69a, 69b)의 하단부를 접속하고 있다.
이에 의해, 유체 공급부(81)는, 공급관(89)으로부터 유입되는 처리 유체를 제 2 매니폴드(90)에서 분류시켜 2 개의 분기관(91a, 91b)을 거쳐 좌우의 열 교환기(69a, 69b)로 분기하여 공급한다. 공급된 처리 유체는 좌우의 열 교환기(69a, 69b)에서 냉각된다. 또한, 제 2 매니폴드(90)를 상류측으로부터 하류측을 향해 하방으로 경사시켜도 된다. 이에 의해, 처리 유체에 기체가 혼입되어 있는 경우에는, 상류측의 배출관(88)으로부터 기체를 배출시키기 쉬워진다.
유체 배출부(82)는, 좌우의 열 교환기(69a, 69b)의 상단부에 상하로 경사 형상으로 연장시킨 좌우 2 개의 분기관(92a, 92b)의 하단부를 접속하고 있다. 좌우 2 개의 분기관(92a, 92b)의 상단부에는, 좌우로 수평 형상으로 연장시킨 제 3 매니폴드(93)의 좌측 하부가 접속되어 있다. 제 3 매니폴드(93)의 우측 하부에는, 상하로 경사 형상으로 연장시킨 1 개의 배출관(94)의 상단부가 접속되어 있다. 이 배출관(94)에는, 버퍼 탱크(64)와 순환 펌프(65)를 개재하여 저류 탱크(35)가 접속되어 있다. 또한, 제 3 매니폴드(93)의 우단 상부에는, 처리 유체에 기체를 공급하기 위한 급기관(95)이 접속되어 있다.
이에 의해, 유체 배출부(82)는 좌우의 열 교환기(69a, 69b)에서 냉각된 처리 유체를 좌우의 분기관(92a, 92b)을 거쳐 제 3 매니폴드(93)로 유입시키고, 제 3 매니폴드(93)에서 합류시킨 후에 배출관(94)으로부터 배출한다. 그 때, 처리 유체의 유량이 적어지거나, 또는 처리 유체의 흐름이 멈추었을 경우, 공급관(89)으로부터 배출관(94)의 사이에서, 사이펀의 원리가 작동하여 공급관(89) 내의 액면이 낮아져 열 교환기(69a, 69b) 내로 기체가 혼입될 우려가 있는데, 급기관(95)으로부터 기체가 공급됨으로써 사이펀의 원리의 작용을 억제할 수 있어, 열 교환기(69a, 69b) 내로 기체가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 냉각용의 열 교환 시스템(62)에서는, 유체 공급부(81)의 공급관(89)과 유체 배출부(82)의 배출관(94)의 사이를 흐르는 처리 유체의 유로 길이를, 공급관(89)으로부터 좌측의 열 교환기(69a)를 통하여 배출관(94)으로 흐르는 경우와, 공급관(89)으로부터 우측의 열 교환기(69b)를 통하여 배출관(94)으로 흐르는 경우에서 동일한 유로 길이가 되도록 하고 있다. 이에 의해, 좌우의 열 교환기(69a, 69b)로 균등하게 처리 유체를 흘릴 수 있어, 처리 유체를 원활히 흘릴 수 있다.
기판 처리 장치(1)는, 이상에 설명한 바와 같이 구성하고 있고, 제어부(21)(컴퓨터)에 설치한 기록 매체(80)에 기록된 각종의 프로그램에 따라 제어부(21)로 제어되고, 기판(3)의 처리를 행한다. 여기서, 기록 매체(80)는, 각종의 설정 데이터 또는 프로그램을 저장하고 있고, ROM 또는 RAM 등의 메모리, 또는 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 또는 플렉시블 디스크 등의 디스크 형상 기록 매체 등의 공지의 것으로 구성된다.
그리고, 기판 처리 장치(1)는 기록 매체(80)에 기록된 기판 처리 프로그램에 따라 기판(3)의 처리를 행한다.
그 때, 기판 처리 장치(1)는, 저류 탱크(35)에 저류된 상온의 처리 유체를 소정 온도로 가열하여 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 공급하고, 또한 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에서 사용한 처리 유체와 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 공급되지 않았던 잉여의 처리 유체를 상온으로 냉각하여 저류 탱크(35)로 회수한다. 이와 같이, 처리 유체를 가열하여 사용함으로써, 처리 유체의 기능을 향상시킬 수 있어, 기판(3)의 처리를 양호하게 행할 수 있다. 그리고, 가열한 처리 유체를 냉각하여 저류함으로써, 처리 유체의 열에 의한 열화를 방지할 수 있어, 그 후의 기판(3)의 처리를 양호하게 행할 수 있다.
구체적으로, 가열 순환 유로(37)의 순환 펌프(65)를 구동시킴으로써, 처리 유체를 저류 탱크(35)의 내부로부터 왕로측 순환 유로(39), 가열용의 열 교환 시스템(51) 및 바이패스 유로(71), 공급 유로(52), 냉각용의 열 교환 시스템(62), 버퍼 탱크(64), 순환 펌프(65)를 차례로 거쳐 저류 탱크(35)의 내부로 연속하여 순환시킨다. 그 때, 가열용의 열 교환 시스템(51)을 구동시킴으로써, 가열 유체 공급원(67)으로부터 가열 유체를 열 교환기(66)로 공급하고, 열 교환기(66)의 내부에서 처리 유체를 가열하여 공급 유로(52)의 합류부(73)로 공급한다. 이 합류부(73)로는, 가열용의 열 교환 시스템(51)에서 가열한 처리 유체뿐 아니라 상온의 처리 유체도 바이패스 유로(71)를 거쳐 공급된다. 이에 의해, 가열된 처리 유체와 상온의 처리 유체가 합류부(73)에서 혼합되고 상온보다 높은 온도가 되어 공급 유로(52)를 흐른다. 이 처리 유체는, 냉각용의 열 교환 시스템(62)에서 상온으로 냉각되고 나서 저류 탱크(35)로 되돌려진다.
냉각용의 열 교환 시스템(62)에서는, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)에서 사용된 후의 처리 유체가 자중에 의해 좌측의 유입관(85)으로부터 제 1 매니폴드(87)로 유입되고, 제 1 ~ 제 4 기판 처리부(11 ~ 14)로 공급되지 않았던 잉여의 처리 유체가 자중에 의해 우측의 유입관(86)으로부터 제 1 매니폴드(87)로 유입된다. 그 후, 제 1 매니폴드(87)에서 합류된 처리 유체가 공급관(89)을 거쳐 제 2 매니폴드(90)로 유입된다. 그 후, 제 2 매니폴드(90)에서 분류된 처리 유체가 분기관(91a, 91b)을 거쳐 좌우의 열 교환기(69a, 69b)의 하부로 공급된다.
그리고, 냉각용의 열 교환 시스템(62)에서는, 열 교환기(69a, 69b)의 하부로 공급된 처리 유체가 열 교환기(69a, 69b)의 내부에서 하방으로부터 상방을 향해 흐르고, 열 교환기(69a, 69b)의 상부로부터 배출된다. 처리 유체는, 열 교환기(69a, 69b)의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 흐르는 동안에 냉각 유체에 의해 냉각된다.
이 후, 냉각용의 열 교환 시스템(62)에서는, 열 교환기(69a, 69b)에서 냉각된 처리 유체가 분기관(92a, 92b)을 거쳐 제 3 매니폴드(93)로 유입되고, 제 3 매니폴드(93)에서 합류된 후에 배출관(94)으로부터 배출된다.
이상에 설명한 바와 같이, 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 기판(3)을 처리하는 처리 유체를 냉각하기 위한 열 교환 시스템(62)을 가지고 있고, 그 열 교환 시스템(62)은, 내부를 통과하는 유체를 냉각하는 열 교환기(69)와, 냉각할 처리 유체를 열 교환기(69)의 하부로 공급하는 유체 공급부(81)와, 냉각한 처리 유체를 열 교환기(69)의 상부로부터 배출하는 유체 배출부(82)를 가지고, 유체 공급부(81)는, 처리 유체가 유입되는 유입관(85, 86)과, 열 교환기(69a, 69b)의 상단부보다 상방에 위치하고, 유입관(85, 86)을 접속한 제 1 매니폴드(87)와, 제 1 매니폴드(87)에 접속되고, 처리 유체에 혼입된 기체를 배출하는 배기관(88)과, 제 1 매니폴드(87)로부터 열 교환기에 처리 유체를 공급하는 공급관(89)을 가지는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 구성의 기판 처리 장치(1)에서는, 열 교환 시스템(62)에 의해, 열 교환기(69)의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 냉각한다.
그 때문에, 상기 구성의 기판 처리 장치(1)에서는, 열 교환기(69)의 내부에 냉각할 처리 유체와 함께 기체가 혼입되는 것을 억제할 수 있어, 열 교환기(69)에 의해 유체를 냉각할 시의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 처리 유체의 자중에 의해 열 교환기(69)의 하부로 처리 유체를 공급했을 경우에는, 펌프 등을 설치할 필요가 없어, 그를 위한 코스트 증가 또는 스페이스 증가를 초래하지 않고, 처리 유체를 열 교환기(69)로 신속히 공급할 수 있다.
또한 상기 기판 처리 장치(1)에서는, 냉각용의 열 교환 시스템(62)에 본 발명을 적용하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 가열용의 열 교환 시스템(51)에 본 발명을 적용할 수도 있다. 또한 본 발명은, 유체로서 도금액을 이용하는 경우에 한정되지 않고, 가열 또는 냉각하여 사용하는 세정액 또는 린스액 또는 에칭액 등의 각종 처리 유체를 이용한 기판 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한 본 발명은, 기판 처리 장치에 한정되지 않고, 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환 시스템에도 적용할 수 있다.
62 : 열 교환 시스템
69a, 69b : 열 교환기
81 : 유체 공급부
82 : 유체 배출부
85, 86 : 유입관
87, 90, 93 : 매니폴드
88 : 배기관
89 : 공급관
91a, 91b, 92a, 92b : 분기관
94 : 배출관
95 : 급기관

Claims (9)

  1. 내부를 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환기와,
    가열 또는 냉각할 유체를 열 교환기의 하부로 공급하는 유체 공급부와,
    가열 또는 냉각한 유체를 열 교환기의 상부로부터 배출하는 유체 배출부를 가지고,
    상기 유체 공급부는,
    유체가 유입되는 유입관과,
    상기 열 교환기의 상단부보다 상방에 위치하고, 상기 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와,
    상기 제 1 매니폴드에 접속되고, 유체에 혼입된 기체를 배출하는 배기관과,
    상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 공급관을 가지고,
    열 교환기의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는 유체를 자중으로 열 교환기의 하부로 공급하는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 배출부는 유체에 기체를 공급하는 급기관을 가지는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는 유체가 유입되는 복수 개의 유입관과, 복수의 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와, 상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 1 개의 공급관을 가지는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는 유체를 공급하는 1 개의 공급관과, 공급관에 접속한 제 2 매니폴드와, 상기 제 2 매니폴드로부터 복수의 열 교환기로 분기하여 유체를 공급하는 복수 개의 분기관을 가지는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 배출부는 복수의 열 교환기에 각각 접속한 분기관과, 복수 개의 분기관을 접속한 제 3 매니폴드와, 상기 제 3 매니폴드에 접속한 1 개의 배출관을 가지는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는, 유체를 공급하는 1 개의 공급관과, 공급관에 접속한 제 2 매니폴드와, 상기 제 2 매니폴드로부터 복수의 열 교환기로 분기되어 유체를 공급하는 복수 개의 분기관을 가지고,
    상기 유체 배출부는, 복수의 열 교환기에 각각 접속한 분기관과, 복수 개의 분기관을 접속한 제 3 매니폴드와, 상기 제 3 매니폴드에 접속한 1 개의 배출관을 가지고,
    공급관으로부터 배출관에 흐르는 유체의 유로 길이를 어느 열 교환기를 통과하는 경우에도 동일하게 한 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  8. 기판을 처리하는 유체를 가열 또는 냉각하기 위한 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치에 있어서,
    열 교환 시스템은,
    내부를 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 열 교환기와,
    가열 또는 냉각하는 유체를 열 교환기의 하부로 공급하는 유체 공급부와,
    가열 또는 냉각한 유체를 열 교환기의 상부로부터 배출하는 유체 배출부를 가지고,
    상기 유체 공급부는,
    유체가 유입되는 유입관과,
    상기 열 교환기의 상단부보다 상방에 위치하고, 상기 유입관을 접속한 제 1 매니폴드와,
    상기 제 1 매니폴드에 접속되고, 유체에 혼입된 기체를 배출하는 배기관과,
    상기 제 1 매니폴드로부터 열 교환기로 유체를 공급하는 공급관을 가지고,
    열 교환기의 내부를 하방으로부터 상방을 향해 통과하는 유체를 가열 또는 냉각하는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는 기판을 처리하는 기판 처리부에서 사용한 유체를 자중으로 열 교환기의 하부로 공급하는 것을 특징으로 하는 열 교환 시스템을 가지는 기판 처리 장치.
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