KR102327925B1 - 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

분리 재생 장치 및 기판 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102327925B1
KR102327925B1 KR1020150033337A KR20150033337A KR102327925B1 KR 102327925 B1 KR102327925 B1 KR 102327925B1 KR 1020150033337 A KR1020150033337 A KR 1020150033337A KR 20150033337 A KR20150033337 A KR 20150033337A KR 102327925 B1 KR102327925 B1 KR 102327925B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluorine
organic solvent
containing organic
liquid
tank
Prior art date
Application number
KR1020150033337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150107632A (ko
Inventor
가즈유키 미츠오카
히로키 오노
다케히코 오리이
다카유키 도시마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20150107632A publication Critical patent/KR20150107632A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102327925B1 publication Critical patent/KR102327925B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • H01L21/02049—Dry cleaning only with gaseous HF
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02054—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process combining dry and wet cleaning steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02101—Cleaning only involving supercritical fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(과제) 웨이퍼(W) 상의 액체를 확실하게 제거할 수 있으며, 또한 운전 비용의 저감을 도모한다.
(해결 수단) 분리 재생 장치(30)는 제1 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제와, 제1 비점보다 높은 제2 비점을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 갖는 혼합 액체를 생성하는 버퍼 탱크(33)와, 혼합액을 제1 비점과 제2 비점 사이의 온도로 가열하여 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제와 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제로 분리하는 증류 탱크(34)와, 증류 탱크(34)로부터 이송되는 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제를 액화하여 저류하는 제1 탱크(35)와, 증류 탱크로부터 이송되는 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제를 저류하는 제2 탱크(36)를 구비하고 있다. 증류 탱크(34)는 버퍼 탱크(33)에서의 혼합액의 혼합 비율에 대응한 분리 비율로 혼합액을 제1 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체와 제2 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체로 분리한다.

Description

분리 재생 장치 및 기판 처리 장치{SEPARATION AND REGENERATION APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 초임계 상태 또는 아임계 상태의 고압 유체를 이용하여 기판의 표면에 부착된 액체를 제거할 때, 이용되는 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함) 등의 표면에 집적 회로의 적층 구조를 형성하는 반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 약액 등의 세정액에 의해 웨이퍼 표면의 미소한 먼지나 자연 산화막을 제거하는 등, 액체를 이용하여 웨이퍼 표면을 처리하는 액처리 공정이 형성되어 있다.
그런데 반도체 장치의 고집적화에 따라, 이러한 액처리 공정에서 웨이퍼의 표면에 부착된 액체 등을 제거할 때에, 소위 패턴 도괴라고 불리는 현상이 문제가 되고 있다. 패턴 도괴는, 웨이퍼 표면에 남은 액체를 건조시킬 때에, 패턴을 형성하는 요철의 예컨대 볼록부의 좌우(바꿔 말하면 오목부 내)에 남아 있는 액체가 불균일하게 건조됨으로써, 이 볼록부를 좌우로 인장하는 표면 장력의 밸런스가 무너져 액체가 많이 남아 있는 방향으로 볼록부가 쓰러지는 현상이다.
이러한 패턴 도괴의 발생을 억제하면서 웨이퍼 표면에 부착된 액체를 제거하는 수법으로서 초임계 상태나 아임계 상태(이하, 이들을 통합하여 고압 상태라고 함)의 유체를 이용하는 방법이 알려져 있다. 고압 상태의 유체(고압 유체)는, 액체와 비교하여 점도가 작고, 또한 액체를 추출할 능력도 높은 것에 덧붙여, 고압 유체와 평형 상태에 있는 액체나 기체와의 사이에서 계면이 존재하지 않는다. 그래서, 웨이퍼 표면에 부착된 액체를 고압 유체와 치환하고, 이렇게 한 후, 고압 유체를 기체로 상태 변화시키면, 표면 장력의 영향을 받지 않고 액체를 건조시킬 수 있다.
예컨대 특허문헌 1에서는, 액체와 고압 유체의 치환성이 높은 점이나, 액처리시의 수분의 유입 억제의 관점에서, 건조 방지용의 액체, 및 고압 유체의 쌍방에 불소 함유 유기 용제(특허문헌 1에서는 「불소 화합물」이라고 기재하고 있음)인 HFE(HydroFluoro Ether)를 이용하고 있다. 또한, 불소 함유 유기 용제는, 난연성인 점에서도 건조 방지용의 액체에 적합하다.
한편, HFE, HFC(HydroFluoro Carbon), PFC(PerFluoro Carbon), PFE(PerFluoro Ether) 등의 불소 함유 유기 용제는, IPA(IsoPropyl Alcohol) 등과 비교하여 고가이고, 웨이퍼 반송중의 휘발 손실이 운전 비용의 상승으로 이어진다. 이 때문에, 건조 방지용의 액체 혹은 고압 유체로서 이용되는 불소 함유 유기 용제를 사용 후에, 불소 함유 유기 용제의 혼합액으로서 저류하고, 이 혼합액을 분리 재생하여 이용할 수 있으면, 운전 비용을 저감할 수 있어 사정이 양호하다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-187570호 공보
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 웨이퍼의 표면에 부착된 액체를 제거하기 위해 사용한 불소 함유 유기 용제를 분리 재생하여 이용하고, 이것에 의해 운전 비용의 저감을 도모할 수 있는 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 제1 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제와, 제1 비점보다 높은 제2 비점을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 갖는 혼합액을 생성하는 혼합액 생성부와, 상기 혼합액을 상기 제1 비점과 상기 제2 비점 사이의 온도로 가열하는 히터를 포함하고, 상기 혼합액을 기체형의 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 액체형의 상기 제2 불소 함유 유기 용제로 분리하는 증류 탱크와, 상기 증류 탱크로부터 이송되는 기체형의 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 액화하여 저류하는 제1 탱크와, 상기 증류 탱크로부터 이송되는 액체형의 상기 제2 불소 함유 유기 용제를 저류하는 제2 탱크를 구비하고, 상기 증류 탱크는 상기 혼합액 생성부에서의 혼합액의 혼합 비율에 대응한 분리 비율로, 상기 혼합액을 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체와 상기 제2 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체로 분리하는 것을 특징으로 하는 분리 재생 장치이다.
본 실시형태에 의하면, 웨이퍼의 표면에 부착된 액체를 제거하기 위해 사용한 불소 함유 유기 용제를 분리 재생하여 이용하고, 이것에 의해 운전 비용의 저감을 도모할 수 있다.
도 1은 액처리 장치의 횡단 평면도이다.
도 2는 액처리 장치에 설치되어 있는 액처리 유닛의 종단 측면도이다.
도 3은 액처리 장치에 설치되어 있는 초임계 처리 유닛의 구성도이다.
도 4는 초임계 처리 유닛의 처리 용기의 외관 사시도이다.
도 5는 본 실시형태에 의한 분리 재생 장치를 도시한 개략 계통도이다.
도 6은 본 실시형태의 작용 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시형태의 작용을 도시한 개략 계통도이다.
도 8은 HFE7300과 FC43의 사용 가능 여부를 도시한 도면이다.
도 9는 비교예로서의 분리 재생 장치를 도시한 도면이다.
도 10은 본 실시형태의 변형예에 의한 분리 재생 장치를 도시한 개략 계통도이다.
<본 발명의 실시형태>
<기판 처리 장치>
우선 본 발명에 의한 분리 재생 장치가 도입된 기판 처리 장치에 관해 설명한다. 기판 처리 장치의 일례로서, 기판인 웨이퍼(W)(피처리체)에 각종 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리 유닛(2)과, 액처리 후의 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 건조 방지용의 액체를 초임계 유체(고압 유체)와 접촉시켜 제거하는 초임계 처리 유닛(3)(고압 유체 처리 유닛)을 구비한 액처리 장치(1)에 관해 설명한다.
도 1은 액처리 장치(1)의 전체 구성을 도시한 횡단 평면도이고, 상기 도면을 향하여 좌측을 전방으로 한다. 액처리 장치(1)에서는, 적재부(11)에 FOUP(100)가 적재되고, 이 FOUP(100)에 저장된 예컨대 직경 300 mm의 복수장의 웨이퍼(W)가, 반입 반출부(12) 및 전달부(13)를 통해 후단의 액처리부(14), 초임계 처리부(15)와의 사이에서 전달되고, 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3) 내에 순서대로 반입되어 액처리나 건조 방지용의 액체를 제거하는 처리가 행해진다. 도면 중, 121은 FOUP(100)와 전달부(13) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 제1 반송 기구, 131은 반입 반출부(12)와 액처리부(14), 초임계 처리부(15)의 사이를 반송되는 웨이퍼(W)가 일시적으로 적재되는 버퍼로서의 역할을 수행하는 전달 선반이다.
액처리부(14) 및 초임계 처리부(15)는, 전달부(13)와의 사이의 개구부로부터 전후 방향을 향하여 연장되는 웨이퍼(W)의 반송 공간(162)을 사이에 두고 설치되어 있다. 전방측에서 보아 반송 공간(162)의 왼쪽에 설치되어 있는 액처리부(14)에는, 예컨대 4대의 액처리 유닛(2)이 상기 반송 공간(162)을 따라 배치되어 있다. 한편, 반송 공간(162)의 오른쪽에 설치되어 있는 초임계 처리부(15)에는, 예컨대 2대의 초임계 처리 유닛(3)이, 상기 반송 공간(162)을 따라 배치되어 있다.
웨이퍼(W)는, 반송 공간(162)에 배치된 제2 반송 기구(161)에 의해 이들 각 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3) 및 전달부(13) 사이를 반송된다. 제2 반송 기구(161)는, 기판 반송 유닛에 상당한다. 여기서 액처리부(14)나 초임계 처리부(15)에 배치되는 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)의 개수는, 단위 시간당의 웨이퍼(W)의 처리 장수나, 액처리 유닛(2), 초임계 처리 유닛(3)에서의 처리 시간의 차이 등에 따라 적절히 선택되고, 이들 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)의 배치수 등에 따라 최적의 레이아웃이 선택된다.
액처리 유닛(2)은 예컨대 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1장씩 세정하는 매엽식의 액처리 유닛(2)으로서 구성되고, 도 2의 종단 측면도에 도시한 바와 같이, 처리 공간을 형성하는 아우터 챔버(21)와, 이 아우터 챔버(21) 내에 배치되고, 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하면서 웨이퍼(W)를 수직축 둘레로 회전시키는 웨이퍼 유지 기구(23)와, 웨이퍼 유지 기구(23)를 옆둘레측에서 둘러싸도록 배치되고, 웨이퍼(W)로부터 비산한 액체를 받아내는 이너 컵(22)과, 웨이퍼(W)의 상측 위치와 이곳으로부터 후퇴한 위치 사이를 이동 가능하게 구성되고, 그 선단부에 노즐(241)이 설치된 노즐 아암(24)을 구비하고 있다.
노즐(241)에는, 각종 약액을 공급하는 처리액 공급부(201)나 린스액의 공급을 행하는 린스액 공급부(202), 웨이퍼(W)의 표면에 건조 방지용의 액체인 제1 불소 함유 유기 용제의 공급을 행하는 제1 불소 함유 유기 용제 공급부(203a)(제1 유기 용제 공급부) 및 제2 불소 함유 유기 용제의 공급을 행하는 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(203b)(제2 유기 용제 공급부)가 접속되어 있다. 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제는, 후술하는 초임계 처리에 이용되는 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제와는, 상이한 것이 이용되고, 또한 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제와, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 사이에는, 그 비점이나 임계 온도에 있어서 미리 결정된 관계의 어느 것이 채용되어 있는데, 그 상세에 관해서는 후술한다.
또한, 웨이퍼 유지 기구(23)의 내부에도 약액 공급로(231)를 형성하고, 이곳으로부터 공급된 약액 및 린스액에 의해 웨이퍼(W)의 이면 세정을 행해도 좋다. 아우터 챔버(21)나 이너 컵(22)의 바닥부에는, 내부 분위기를 배기하기 위한 배기구(212)나 웨이퍼(W)로부터 털어내어진 액체를 배출하기 위한 배액구(221, 211)가 형성되어 있다.
액처리 유닛(2)에서 액처리를 끝낸 웨이퍼(W)에 대해서는, 건조 방지용의 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제가 공급되고, 웨이퍼(W)는 그 표면이 제2 불소 함유 유기 용제로 덮인 상태에서, 제2 반송 기구(161)에 의해 초임계 처리 유닛(3)에 반송된다. 초임계 처리 유닛(3)에서는, 웨이퍼(W)를 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체와 접촉시켜 제2 불소 함유 유기 용제를 제거하고, 웨이퍼(W)를 건조시키는 처리가 행해진다. 이하, 초임계 처리 유닛(3)의 구성에 관해 도 3, 도 4를 참조하면서 설명한다.
초임계 처리 유닛(3)은, 웨이퍼(W) 표면에 부착된 건조 방지용의 액체(제2 불소 함유 유기 용제)를 제거하는 처리가 행해지는 처리 용기(3A)와, 이 처리 용기(3A)에 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급하는 초임계 유체 공급부(4A)(초임계 처리용의 유기 용제 공급부)를 구비하고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 처리 용기(3A)는, 웨이퍼(W)의 반입 반출용의 개구부(312)가 형성된 케이스형의 용기 본체(311)와, 처리 대상인 웨이퍼(W)를 가로 방향으로 유지하는 것이 가능한 웨이퍼 트레이(331)와, 이 웨이퍼 트레이(331)를 지지함과 동시에, 웨이퍼(W)를 용기 본체(311) 내에 반입했을 때 상기 개구부(312)를 밀폐하는 덮개 부재(332)를 구비하고 있다.
용기 본체(311)는, 예컨대 직경 300 mm의 웨이퍼(W)를 수용 가능한, 200∼10000 cm3 정도의 처리 공간이 형성된 용기이고, 그 상면에는, 처리 용기(3A) 내에 초임계 유체를 공급하기 위한 초임계 유체 공급 라인(351)과, 처리 용기(3A) 내의 유체를 배출하기 위한 개폐 밸브(342)가 개재된 배출 라인(341)(배출부)이 접속되어 있다. 또한, 처리 용기(3A)에는 처리 공간 내에 공급된 고압 상태의 처리 유체로부터 받는 내압에 대항하여, 용기 본체(311)를 향하여 덮개 부재(332)를 압박하여, 처리 공간을 밀폐하기 위한 도시되지 않은 압박 기구가 설치되어 있다.
용기 본체(311)에는, 예컨대 저항 발열체 등으로 이루어지는 가열부인 히터(322)와, 처리 용기(3A) 내의 온도를 검출하기 위한 열전대 등을 구비한 온도 검출부(323)가 설치되어 있고, 용기 본체(311)를 가열함으로써, 처리 용기(3A) 내의 온도를 미리 설정된 온도로 가열하고, 이에 따라 내부의 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 히터(322)는, 급전부(321)로부터 공급되는 전력을 바꿈으로써, 발열량을 변화시키는 것이 가능하고, 온도 검출부(323)로부터 취득한 온도 검출 결과에 기초하여, 처리 용기(3A) 내의 온도를 미리 설정된 온도로 조절한다.
초임계 유체 공급부(4A)는, 개폐 밸브(352)가 개재된 초임계 유체 공급 라인(351)의 상류측에 접속되어 있다. 초임계 유체 공급부(4A)는, 처리 용기(3A)에 공급되는 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 준비하는 배관인 스파이럴관(411)과, 이 스파이럴관(411)에 초임계 유체의 원료인 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 액체를 공급하기 위한 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 공급부(414)와, 스파이럴관(411)을 가열하여 내부의 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제를 초임계 상태로 하기 위한 할로겐 램프(413)를 구비하고 있다.
스파이럴관(411)은 예컨대 스테인리스제의 배관 부재를 길이 방향으로 나선형으로 감아 형성된 원통형의 용기이고, 할로겐 램프(413)로부터 공급되는 복사열을 흡수하기 쉽게 하기 위해 예컨대 흑색의 복사열 흡수 도료로 도장되어 있다. 할로겐 램프(413)는, 스파이럴관(411)의 원통의 중심축을 따라 411의 내벽면으로부터 이격되어 배치되어 있다. 할로겐 램프(413)의 하단부에는, 전원부(412)가 접속되어 있고, 전원부(412)로부터 공급되는 전력에 의해 할로겐 램프(413)를 발열시켜, 주로 그 복사열을 이용하여 스파이럴관(411)을 가열한다. 전원부(412)는, 스파이럴관(411)에 설치된 도시되지 않은 온도 검출부와 접속되어 있고, 이 검출 온도에 기초하여 스파이럴관(411)에 공급하는 전력을 증감하여, 미리 설정한 온도로 스파이럴관(411) 안을 가열할 수 있다.
또한 스파이럴관(411)의 하단부로부터는 배관 부재가 연장되어 나와 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 수용 라인(415)을 형성하고 있다. 이 수용 라인(415)은, 내압성을 갖춘 개폐 밸브(416)를 통해 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 공급부(414)에 접속되어 있다. 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 공급부(414)는, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제를 액체의 상태로 저류하는 탱크나 송액 펌프, 유량 조절 기구 등을 구비하고 있다.
이상에 설명한 구성을 구비한 액처리 유닛(2)이나 초임계 처리 유닛(3)을 포함하는 액처리 장치(1)는, 도 1∼도 3에 도시한 바와 같이 제어부(5)에 접속되어 있다. 제어부(5)는 도시되지 않은 CPU와 기억부(5a)를 구비한 컴퓨터로 이루어지고, 기억부(5a)에는 액처리 장치(1)의 작용, 즉 FOUP(100)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어 액처리 유닛(2)에서 액처리를 행하고, 계속해서 초임계 처리 유닛(3)에서 웨이퍼(W)를 건조시키는 처리를 행하고 나서 FOUP(100) 내에 웨이퍼(W)를 반입하기까지의 동작에 관계되는 제어에 관한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예컨대 하드 디스크, 컴팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그곳으로부터 컴퓨터에 인스톨된다.
다음으로, 액처리 유닛(2)에서 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제와, 제2 불소 함유 유기 용제를 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거하기 위해, 처리 용기(3A)에 초임계 유체의 상태로 공급되는 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제에 관해 설명한다. 제1 불소 함유 유기 용제, 제2 불소 함유 유기 용제 및 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제는, 어느것이나 탄화수소 분자 중에 불소원자를 포함하는 불소 함유 유기 용제이다.
제1 불소 함유 유기 용제, 제2 불소 함유 유기 용제 및 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 조합의 예를 (표 1)에 나타낸다.
Figure 112015023427918-pat00001
(표 1)의 분류명 중, HFE(HydroFluoro Ether)는, 분자 내에 에테르 결합을 갖는 탄화수소의 일부의 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제를 나타내고, HFC(HydroFluoro Carbon)는 탄화수소의 일부의 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제를 나타낸다. 또한, PFC(PerFluoro Carbon)는, 탄화수소의 모든 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제를 나타내고, PFE(PerFluoro Ether)는, 분자 내에 에테르 결합을 갖는 탄화수소의 모든 수소를 불소로 치환한 불소 함유 유기 용제이다.
이들 불소 함유 유기 용제 중, 하나의 불소 함유 유기 용제를 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제로서 선택했을 때, 제2 불소 함유 유기 용제에는, 이 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제보다 비점이 높은(증기압이 낮은) 것이 선택된다. 이에 따라, 건조 방지용의 액체로서 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제를 채용하는 경우와 비교하여, 액처리 유닛(2)으로부터 초임계 처리 유닛(3)에 반송되는 동안에, 웨이퍼(W)의 표면으로부터의 휘발하는 불소 함유 유기 용제량을 저감할 수 있다.
보다 적합하게는, 제1 불소 함유 유기 용제의 비점은 100℃ 전후이고(예컨대 98℃), 제2 불소 함유 유기 용제의 비점은 제1 불소 함유 유기 용제의 비점보다 높은 100℃ 이상(예컨대 174℃)인 것이 바람직하다. 비점이 100℃ 이상인 제2 불소 함유 유기 용제는, 웨이퍼(W) 반송중의 휘발량이 보다 적기 때문에, 예컨대 직경 300 mm의 웨이퍼(W)의 경우에는 0.01∼5 cc 정도, 직경 450 mm의 웨이퍼(W)의 경우에는 0.02∼10 cc 정도의 소량의 불소 함유 유기 용제를 공급하는 것만으로, 수십초∼10분 정도 동안, 웨이퍼(W)의 표면이 젖은 상태를 유지할 수 있다. 참고로서, IPA로 동일한 시간만큼 웨이퍼(W)의 표면을 젖은 상태로 유지하기 위해서는 10∼50 cc 정도의 공급량이 필요해진다.
또한, 2종류의 불소 함유 유기 용제를 선택했을 때, 그 비점의 고저는, 초임계 온도의 고저에도 대응하고 있다. 그래서, 초임계 유체로서 이용되는 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제로서, 제2 불소 함유 유기 용제보다 비점이 낮은 것을 선택함으로써, 저온에서 초임계 유체를 형성하는 것이 가능한 불소 함유 유기 용제를 이용할 수 있게 되고, 불소 함유 유기 용제의 분해에 의한 불소원자의 방출이 억제된다.
<분리 재생 장치>
다음으로 기판 처리 장치에 삽입된 본 실시형태에 의한 분리 재생 장치에 관해 도 5 내지 도 9에 의해 설명한다.
도 5 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 분리 재생 장치(30)는, 웨이퍼(W)를 수납하고, 이 웨이퍼(W)에 대하여 약액, 린스액, 제1 불소 함유 유기 용제, 및 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하여 액처리를 실시하는 상술한 액처리 유닛(2)과, 액처리 유닛(2)으로부터의 배액을 저류하는 혼합 배액 탱크(31)를 구비하고 있다. 이 중 혼합 배액 탱크(31) 내에는 액처리 유닛(2)으로부터 배출 라인(55)을 통해 이송되는 배액이 저류되는데, 이 배액 중에는 후술과 같이 린스액인 탈이온수(De Ionized Water : DIW), IPA, 제1 불소 함유 유기 용제, 및 제2 불소 함유 유기 용제가 포함된다.
혼합 배액 탱크(31)로부터의 배액은 펌프(46a)가 부착된 공급 라인(46)을 통해 유수(油水) 분리기(32)로 이송된다. 이 배액은 다음으로 유수 분리기(32)에 있어서 유수 분리되고, DIW 및 IPA는 배출 라인(47)을 통해 외측으로 배출되고, 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액은, 공급 라인(48)을 통해 버퍼 탱크(33)로 이송된다.
다음으로 버퍼 탱크(33)로부터의 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액은, 펌프(49a)가 부착된 공급 라인(49)을 통해 증류 탱크(34)로 이송된다.
증류 탱크(34)는 혼합액 중의 제1 비점(예컨대 98℃)을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제(예컨대 HFE7300)와, 제1 비점보다 높은 제2 비점(예컨대 174℃)을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제(예컨대 FC43)를 분리하여 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제와, 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제를 생성하는 것이다. 이 증류 탱크(34)는, 혼합액을 가열하는 히터(34a)를 갖고, 혼합액을 가열하여 제1 비점(예컨대 98℃)과 제2 비점(예컨대 174℃) 사이의 온도(예컨대 120∼150℃)를 갖도록 한다. 또, 제1 비점 및 제2 비점은 반드시 대기압에서의 비점은 아니다. 예컨대, 증류 탱크(34)의 내압을 높게 한 경우에는, 주지된 바와 같이 비점이 높아지기 때문에, 히터(34a)의 온도는 변화된 제1 비점 및 제2 비점 사이에 온도를 갖도록 한다.
증류 탱크(34)에 있어서 분리된 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제는 공급 라인(50)을 통해 제1 탱크(35)로 이송되고, 이 제1 탱크(35) 내에서 제1 불소 함유 유기 용제는 액화되어 저류된다.
한편, 증류 탱크(34)로부터의 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제는, 제2 탱크(36)로 이송되어 저류된다.
또한 제1 탱크(35) 내의 제1 불소 함유 유기 용제는, 제1 공급 라인(38)을 통해 액처리 유닛(2)으로 복귀된다.
제1 공급 라인(38)에는 펌프(39)가 부착되고, 또한 제1 공급 라인(38)에는 활성탄을 포함하는 유기물 제거 필터(40a), 활성 알루미나를 포함하는 이온 제거 필터(40b), 파티클 제거 필터(40c)가 부착되어 있다. 또한 제1 공급 라인(38)에는, 제1 농도계(41)가 설치되어 있다.
또한 제1 탱크(35)의 상부에는, 제1 탱크(35) 내의 잉여압을 혼합 배액 탱크(31)측으로 복귀시키는 잉여압 복귀 라인(51)이 접속되어 있다.
한편, 제2 탱크(36) 내의 제2 불소 함유 유기 용제는, 제2 공급 라인(42)을 통해 액처리 유닛(2)측으로 복귀된다.
제2 공급 라인(42)에는 펌프(43)가 부착되고, 또한 제2 공급 라인(42)에는 활성탄을 포함하는 유기물 제거 필터(44a), 활성 알루미나를 포함하는 이온 제거 필터(44b), 파티클 제거 필터(44c)가 부착되어 있다. 또한 제2 공급 라인(42)에는 제2 농도계(45)가 설치되어 있다.
또한 제2 탱크(36)의 상부에는, 제2 탱크(36) 내의 잉여압을 혼합 배액 탱크(31)측으로 복귀시키는 잉여압 복귀 라인(53)이 접속되고, 이 잉여압 복귀 라인(53)은 잉여압 복귀 라인(51)에 합류하여 혼합 배액 탱크(31)에 도달해 있다.
또한 제1 탱크(35) 및 제2 탱크(36)에는, 각각 신규의 제1 불소 함유 유기 용제 및 신규의 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하기 위한 제1 신규 공급 라인(35a) 및 제2 신규 공급 라인(36a)이 설치되어 있다.
또, 제1 농도계(41) 및 제2 농도계(45)로는, 농도 변화에 대응하는 비중의 변화를 측정하는 비중계, 혹은 농도 변화에 대응하는 굴절률의 변화를 측정하는 광학 측정기를 이용할 수 있다.
또한, 분리 재생 장치(30)의 구성 요소, 예컨대 펌프(46a, 49a, 39, 43) 및 증류 탱크(34) 등은 기억부(5a)를 갖는 제어부(5)에 의해 구동 제어된다.
<본 실시형태의 작용>
다음으로 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시형태의 작용에 관해 설명한다.
본 실시형태에 있어서는, 제1 불소 함유 유기 용제로서 HFE7300을 이용하고, 제2 불소 함유 유기 용제로서 FC43을 이용하고, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제로서 FC72를 이용한 경우의 작용에 관해 설명한다.
처음에, FOUP(100)로부터 꺼내어진 웨이퍼(W)가 반입 반출부(12) 및 전달부(13)를 통해 액처리부(14)에 반입되고, 액처리 유닛(2)의 웨이퍼 유지 기구(23)에 전달된다. 계속해서, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 각종 처리액이 공급되어 액처리가 행해진다.
도 6에 도시한 바와 같이 액처리는, 예컨대 알칼리성의 약액인 SC1액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)에 의한 파티클이나 유기성의 오염 물질의 제거→린스액인 탈이온수(DeIonized Water : DIW)에 의한 린스 세정이 행해진다.
약액에 의한 액처리나 린스 세정을 끝내면, 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 린스액 공급부(202)로부터 IPA를 공급하고, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 잔존하고 있는 DIW와 치환한다. 웨이퍼(W)의 표면의 액체가 충분히 IPA와 치환되면, 제1 불소 함유 유기 용제 공급부(203a)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 제1 불소 함유 유기 용제(HFE7300)를 공급한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지한다. 계속해서 웨이퍼(W)를 회전시키고, 제2 불소 함유 유기 용제 공급부(203b)로부터 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 제2 불소 함유 유기 용제(FC43)를 공급한 후, 웨이퍼(W)의 회전을 정지한다. 회전 정지 후의 웨이퍼(W)는, 제2 불소 함유 유기 용제에 의해 그 표면이 덮인 상태로 되어 있다. 이 경우, IPA는 DIW 및 HFE7300과의 친화성이 높고, HFE7300은 IPA 및 FC43과의 친화성이 높기 때문에, DIW를 IPA에 의해 확실하게 치환할 수 있고, 다음으로 IPA를 HFE7300에 의해 확실하게 치환할 수 있다. 다음으로 HFE7300을 FC43에 의해 용이하고 또한 확실하게 치환할 수 있다.
액처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 제2 반송 기구(161)에 의해 액처리 유닛(2)으로부터 반출되고, 초임계 처리 유닛(3)에 반송된다. 제2 불소 함유 유기 용제로서, 비점이 높은(증기압이 낮은) 불소 함유 유기 용제를 이용하고 있기 때문에, 반송되는 기간중에 웨이퍼(W)의 표면으로부터 휘발하는 불소 함유 유기 용제의 양을 적게 할 수 있다.
처리 용기(3A)에 웨이퍼(W)가 반입되기 전의 타이밍에 있어서, 초임계 유체 공급부(4A)는, 개폐 밸브(416)를 개방하여 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 공급부(414)로부터 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 액체를 소정량 송액하고 나서 개폐 밸브(352, 416)를 폐쇄하고, 스파이럴관(411)을 밀봉 상태로 한다. 이 때, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 액체는 스파이럴관(411)의 하측에 저류되어 있고, 스파이럴관(411)의 상측에는 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제를 가열했을 때, 증발한 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제가 팽창하는 공간이 남겨져 있다.
그리고, 전원부(412)로부터 할로겐 램프(413)에 급전을 시작하여, 할로겐 램프(413)를 발열시키면, 스파이럴관(411)의 내부가 가열되어 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제가 증발하고, 더욱 승온, 승압되어 임계 온도, 임계 압력에 도달하여 초임계 유체가 된다. 스파이럴관(411) 내의 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제는, 처리 용기(3A)에 공급되었을 때에, 임계 압력, 임계 온도를 유지하는 것이 가능한 온도, 압력까지 승온, 승압된다.
이렇게 하여 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급할 준비가 갖추어진 초임계 처리 유닛(3)에, 액처리를 끝내고, 그 표면이 제2 불소 함유 유기 용제로 덮인 웨이퍼(W)가 반입되어 온다.
도 3에 도시한 바와 같이, 처리 용기(3A) 내에 웨이퍼(W)가 반입되고, 덮개 부재(332)가 폐쇄되어 밀폐 상태가 되면, 웨이퍼(W)의 표면의 제2 불소 함유 유기 용제가 건조되기 전에 초임계 유체 공급 라인(351)의 개폐 밸브(352)를 개방하여 초임계 유체 공급부(4A)로부터 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체를 공급한다.
초임계 유체 공급부(4A)로부터 초임계 유체가 공급되어, 처리 용기(3A) 안이 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체 분위기가 되면, 초임계 유체 공급 라인(351)의 개폐 밸브(352)를 폐쇄한다. 초임계 유체 공급부(4A)는, 할로겐 램프(413)를 끄고, 도시되지 않은 탈압 라인을 통해 스파이럴관(411) 내의 유체를 배출하고, 다음의 초임계 유체를 준비하기 위해 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제 공급부(414)로부터 액체의 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제를 수용할 태세를 갖춘다.
한편, 처리 용기(3A)는, 외부로부터의 초임계 유체의 공급이 정지되고, 그 내부가 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체로 채워져 밀폐된 상태로 되어 있다. 이 때, 처리 용기(3A) 내의 웨이퍼(W)의 표면에 주목하면, 패턴 내에 들어간 제2 불소 함유 유기 용제의 액체에, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체가 접하고 있다.
이와 같이 제2 불소 함유 유기 용제의 액체와, 초임계 유체가 접한 상태를 유지하면, 서로 섞이기 쉬운 제2 불소 함유 유기 용제, 및 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제끼리가 혼합되고, 패턴 내의 액체가 초임계 유체와 치환된다. 결국, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제2 불소 함유 유기 용제의 액체가 제거되고, 패턴의 주위에는, 제2 불소 함유 유기 용제와 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 혼합물의 초임계 유체의 분위기가 형성된다. 이 때, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 임계 온도에 가까운 비교적 낮은 온도에서 제2 불소 함유 유기 용제의 액체를 제거할 수 있기 때문에, 불소 함유 유기 용제가 거의 분해되지 않고, 패턴 등에 손상을 미치는 불화수소의 생성량도 적다.
이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제2 불소 함유 유기 용제의 액체가 제거되는 데 필요한 시간이 경과하면, 배출 라인(341)의 개폐 밸브(342)를 개방하여 처리 용기(3A) 안으로부터 불소 함유 유기 용제를 배출한다. 이 때, 예컨대 처리 용기(3A) 안이 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 임계 온도 이상으로 유지되도록 히터(322)로부터의 급열량을 조절한다. 이 결과, 초임계 처리용의 불소 함유 유기 용제의 임계 온도보다 낮은 비점을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 액화시키지 않고, 혼합 유체를 초임계 상태 또는 기체의 상태로 배출할 수 있어, 유체 배출시의 패턴 도괴의 발생을 피할 수 있다.
초임계 유체에 의한 처리를 끝내면, 액체가 제거되고 건조된 웨이퍼(W)를 제2 반송 기구(161)에 의해 꺼내고, 반입시와는 반대의 경로로 반송하여 FOUP(100)에 저장하고, 상기 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리를 끝낸다. 액처리 장치(1)에서는, FOUP(100) 내의 각 웨이퍼(W)에 대하여, 상술한 처리가 연속하여 행해진다.
이 동안, 도 5에 도시한 바와 같이, 액처리 유닛(2)으로부터 혼합 배액 탱크(31) 내에 배액이 이송되고, 이 혼합 배액 탱크(31) 내에 배액이 저류된다.
이 배액 중에는 DIW, IPA, 제1 불소 함유 유기 용제(HFE7300), 및 제2 불소 함유 유기 용제(FC43)가 포함된다. 또한 혼합 배액 탱크(31) 내의 배액 중, HFE7300과 FC43은, 웨이퍼(W) 1장당 15 cc씩 포함되어 있고, 이 때문에 HFE7300과 FC43의 혼합 비율은 1 : 1로 되어 있다.
다음으로 혼합 배액 탱크(31)로부터의 배액은 펌프(46a)에 의해 공급 라인(46)을 통해 유수 분리기(32)로 이송된다. 다음으로 배액은 유수 분리기(32)에 있어서, 유수 분리되고, DIW 및 IPA는 배출 라인(47)을 통해 외측으로 배출되고, 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액은, 공급 라인(48)을 통해 버퍼 탱크(33)로 이송된다. 이 경우, 버퍼 탱크(33)는 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제를 포함하는 혼합액을 생성하는 혼합액 생성부로서 기능한다.
다음으로 버퍼 탱크(33)로부터의 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액은, 펌프(49a)에 의해 공급 라인(49)을 통해 증류 탱크(34)로 이송된다.
증류 탱크(34)는 혼합액 중의 제1 비점(예컨대 98℃)을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제와, 제1 비점보다 높은 제2 비점(예컨대 174℃)을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 히터(34a)에 의해 가열하여 분리하고, 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제와, 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제를 생성한다. 이 경우, 혼합액은 히터(34a)에 의해 대기압(1 atm)에서 제1 비점(예컨대 98℃)과 제2 비점(예컨대 174℃) 사이의 온도 120∼150℃)를 갖는다.
증류 탱크(34)에 있어서 분리된 기체형의 제1 불소 함유 유기 용제는 공급 라인(50)을 통해 제1 탱크(35)로 이송되고, 이 제1 탱크(35) 내에서 제1 불소 함유 유기 용제는 액화되어 저류된다.
한편, 증류 탱크(34)로부터의 액체형의 제2 불소 함유 유기 용제는, 제2 탱크(36)로 이송되어 저류된다.
또한 제1 탱크(35) 내의 제1 불소 함유 유기 용제는, 펌프(39)에 의해 제1 공급 라인(38)을 통해 액처리 유닛(2)으로 복귀된다. 이 동안, 제1 탱크(35) 내의 제1 불소 함유 유기 용제는, 제1 공급 라인(38)에 설치된 활성탄을 포함하는 유기물 제거 필터(40a), 활성 알루미나를 포함하는 이온 제거 필터(40b), 및 파티클 제거 필터(40c)에 의해 청정화된다. 또한 제1 불소 함유 유기 용제는, 제1 공급 라인(38)에 설치된 농도계(41)에 의해 그 농도가 측정된다. 또한 제1 탱크(35) 내의 잉여압은, 잉여압 복귀 라인(51)에 의해 혼합 배액 탱크(31)측으로 복귀된다.
한편, 제2 탱크(36) 내의 제2 불소 함유 유기 용제는, 펌프(43)에 의해 제2 공급 라인(42)을 통해 액처리 유닛(2)측으로 복귀된다. 이 동안, 제2 탱크(36) 내의 불소 함유 유기 용제는, 제2 공급 라인(42)에 설치된 활성탄을 포함하는 유기물 제거 필터(44a), 활성 알루미나를 포함하는 이온 제거 필터(44b), 및 파티클 제거 필터(44c)에 의해 청정화된다. 또한 제2 불소 함유 유기 용제는 제2 공급 라인(42)에 설치된 제2 농도계(45)에 의해, 그 농도가 측정된다.
또한 제2 탱크(36) 내의 잉여압은, 잉여압 복귀 라인(53)에 의해 혼합 배액 탱크(31)로 복귀된다.
다음으로 도 7 및 도 8에 의해, 버퍼 탱크(33)에서의 제1 불소 함유 유기 용제(HFE7300)와 제2 불소 함유 유기 용제(FC43)를 포함하는 혼합액의 혼합 비율과, 증류 탱크(34) 내에서 혼합액을 분리하는 분리 비율의 관계를 설명한다.
상술한 바와 같이, 혼합 배액 탱크(31) 내의 배액 중, HFE7300과 FC43은, 웨이퍼(W) 1장당 15 cc씩 포함되어 있고, 이 때문에 HFE7300과 FC43의 혼합 비율은 1 : 1로 되어 있다. 또한, 버퍼 탱크(33) 내에서의 HFE7300과 FC43의 혼합 비율도 1 : 1이 된다.
증류 탱크(34) 내에서는, 혼합액을 히터(34a)에 의해 가열함으로써, 혼합액은 기체형의 HFE7300과 액체형의 FC43으로 분리되는데, 이 분리 비율은 혼합액의 혼합 비율에 대응시켜 1 : 1로 되어 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 증류 탱크(34) 내에서, 혼합액이 기체형의 HFE7300과 액체형의 FC43으로 분리 비율 1 : 1로 분리되어, 웨이퍼(W) 1장당 15 cc의 HFE7300과, 15 cc의 FC43이 생성된다. 이 경우, 증류 탱크(34) 내에서의 분리된 HFE7300의 순도가 예컨대 86%로 하면, HFE7300과 FC43의 혼합 비율이 1 : 1로 되어 있기 때문에, 증류 탱크(34) 내에서 분리된 FC43의 순도도 86%가 된다.
이 때문에 제1 탱크(35)로부터 순도 86%의 HFE7300이, 웨이퍼(W) 1장당 15 cc의 양만큼 액처리 유닛(2)측으로 복귀되고, 동시에 제2 탱크(36)로부터 순도 86%의 FC43이 웨이퍼(W) 1장당 15 cc의 양만큼 액처리 유닛(2)측으로 복귀된다.
이 경우, 액처리 유닛(2) 내에서, 우선 순도 86%의 HFE7300이 제1 불소 함유 유기 용제로서 웨이퍼(W)에 대하여 공급되고, 다음으로 순도 86%의 FC43이 제2 불소 함유 유기 용제로서 웨이퍼(W)에 대하여 공급된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 순도 86%의 HFE7300(나머지는 FC43)을 웨이퍼(W)에 대하여 공급하더라도, HFE7300의 순도가 67% 이상인 경우, 패턴의 도괴는 없기 때문에 전혀 문제가 없다. 또한 그 후, 순도 86%의 FC43(나머지는 HFE7300)을 웨이퍼(W)에 대하여 공급하더라도, FC43과 HFE7300은 높은 친화성을 갖고 용해되기 때문에, 웨이퍼(W) 상에 충분한 FC43의 융기(deposition)를 형성할 수 있다.
또, 버퍼 탱크(33) 내의 HFE7300이 웨이퍼(W) 1장당 30 cc의 용량을 갖고, FC43이 웨이퍼(W) 1장당 15 cc의 용량을 가져, 혼합 비율이 2 : 1인 경우, 증류 탱크(34) 내에서의 분리 비율도 2 : 1이 된다.
이 경우, 증류 탱크(34) 내에서 분리되는 HFE7300의 순도가 예컨대 90%로 하면, FC43의 순도는 80%가 된다. 이 때, 액처리 유닛(2)에 있어서, 순도 90%의 HFE7300이 웨이퍼(W)에 대하여 30 cc 공급되고, 그 후 순도 80%의 FC43이 웨이퍼(W)에 대하여 15 cc 공급된다. 웨이퍼(W)에 대하여 공급되는 HFE7300은 순도 90%를 갖기 때문에, 패턴이 도괴되는 경우는 없다. 또한 그 후 순도 80%의 FC43을 웨이퍼(W)에 대하여 공급하더라도, HFE7300과 FC43이 높은 친화성을 갖고 용해되기 때문에, 웨이퍼(W) 상에 충분한 FC43의 융기를 형성할 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(33) 내에서의 혼합 비율에 맞춰 증류 탱크(34) 내에서의 분리 비율을 정함으로써, 증류 탱크(34) 내에서 분리된 HFE7300과 FC43의 순도가 100% 이하더라도 이들 HFE7300과 FC43을 액처리 유닛(2)으로 복귀시켜 문제없이 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼(W) 상의 패턴이 도괴되지 않고, HFE7300과 FC43이 높은 친화성을 갖고 용해되기 때문에, 웨이퍼(W) 상에 충분한 FC43의 융기를 형성할 수 있다.
다음으로 본 실시형태에 대한 비교예로서의 분리 재생 장치를 도 9에 도시한다. 도 9에 도시한 바와 같이 단층의 증류 탱크(34) 대신에, 다층의 정류탑(60)과 리보일러(61)를 설치한 경우, 혼합 배액 탱크(31)로부터 정류탑(60)으로 이송된 HFE7300과 FC43의 혼합액을 HFE7300과 FC43으로 분리할 수 있고, 이 경우, 분리 후의 HFE7300과 FC43의 순도 100%로서 제1 탱크(35) 및 제2 탱크(36)에 각각 수납할 수 있다. 그러나 다층의 정류탑(60)을 설치하기 위해서는 설치 비용이 증대되고, 설치 스페이스를 크게 취할 필요가 있다.
이에 대하여 본 실시형태에 의하면, 단층의 증류 탱크(34)를 이용함으로써, 비용의 저감을 도모하고 설치 스페이스를 삭감할 수 있다. 또한 증류 탱크(34)에 있어서 생성된 HFE7300과 FC43을 액처리 유닛(2)으로 복귀시키더라도 웨이퍼(W) 상의 패턴이 도괴되는 경우는 없고, 웨이퍼(W) 상에 충분한 FC43의 융기를 형성할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 액처리 유닛(2)으로부터의 배액을 혼합 배액 탱크(31) 및 버퍼 탱크(33)에 유도하여, 버퍼 탱크(33) 내에서 HFE7300과 FC43의 혼합액을 생성하고, 이 혼합액을 증류 탱크(34)로 이송함으로써, 버퍼 탱크(33)를 혼합액 생성부로 한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고 액처리 유닛(2)에서 발생하는 HFE7300과 FC43의 혼합액을 직접 증류 탱크(34)로 이송함으로써, 액처리 유닛(2)을 혼합액 생성부로서 기능시켜도 좋다.
<다른 적용>
또, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러가지로 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에 있어서는, 액처리 유닛(2)에 있어서, 제1 불소 함유 유기 용제가 웨이퍼(W)에 공급되고, 그 후 제2 불소 함유 유기 용제가 웨이퍼(W)에 공급되는 것을 개시했지만, 이것에 한정되지 않는다. 액처리 유닛(2)에 있어서, 제2 불소 함유 유기 용제가 웨이퍼(W)에 공급되고, 그 후 제1 불소 함유 유기 용제가 웨이퍼(W)에 공급되는 것이어도 좋고, 액처리 유닛(2)으로부터 초임계 처리 유닛(3)에 반송되는 동안에, 웨이퍼(W)의 표면으로부터의 휘발하는 불소 함유 유기 용제량을 저감할 수 있고, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제가 높은 친화성을 갖고 용해되는 것이면 된다.
사용한 불소 함유 유기 용제의 분리 재생을 향상시키기 위해, 하기 3개의 기능을 추가한다.
<본 발명의 변형예>
다음으로 도 10에 의해 본 발명의 변형예에 관해 설명한다.
도 10에 나타내는 변형예는, 혼합 배액 탱크(31)에 교반 기구(31B)를 설치함과 동시에, 혼합 배액 탱크(31), 백업 탱크(33), 제1 탱크(35) 및 제2 탱크(36)에 덮개(31A, 33A, 35A, 36A)를 설치하고, 또한 공급 라인(49)에 예열 히터(49A)를 설치한 것이다. 다른 구성은 도 1 내지 도 8에 나타내는 실시형태와 대략 동일하다.
도 10에 나타내는 변형예에 있어서, 도 1 내지 도 8에 나타내는 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
도 10에 나타내는 변형예에 있어서, 혼합 배액 탱크(31)로부터의 배액을 유수 분리기(32)로 보낼 때에, 혼합 배액 탱크(31) 내에 배액을 교반하기 위한 예컨대 프로펠러 또는 스크류 또는 임펠러 등의 교반 기구(31B)를 설치해도 좋다. 혼합 배액 탱크(31) 내의 배액을 교반 기구(31B)로 교반한 후에 유수 분리기(32)에 배액을 보냄으로써, DIW 및 IPA와 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액과의 유수 분리의 성능을 향상시킬 수 있다. 이 때, 혼합 배액 탱크(31)는 밀폐 구조의 탱크인 것이 바람직하다.
또한, 도 10에 나타내는 변형예에 있어서, 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액을 포함하는 액체가 저류되는 혼합 배액 탱크(31), 버퍼 탱크(33), 제1 탱크(35), 제2 탱크(36) 내에 탱크(31, 33, 35, 36) 내의 액면에 떠 있으며 액면을 거의 덮는 크기의 예컨대 수지성으로 이루어진 덮개(31A, 33A, 35A, 36A)를 설치해도 좋다.
이들 덮개(31A, 33A, 35A, 36A)에 의해, 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액의 휘발을 억제할 수 있다. 또한, 다른 형태로서, 혼합 배액 탱크(31), 버퍼 탱크(33), 제1 탱크(35), 제2 탱크(36)의 구조를 예컨대 저류되는 액체의 양에 맞춰 신축 가능하게 변화하는 예컨대 벨로즈형 탱크(도시하지 않음)에 의해 구성해도 좋다. 이에 따라, 탱크(31, 33, 35, 36) 내에서 혼합액이 휘발하는 공간을 없앰으로써 혼합액의 휘발을 억제할 수 있다.
또한, 전술한 혼합 배액 탱크(31), 버퍼 탱크(33), 제1 탱크(35) 및 제2 탱크(36) 중 적어도 하나의 탱크에 덮개를 설치해도 좋고, 또는 혼합 배액 탱크(31), 버퍼 탱크(33), 제1 탱크(35) 및 제2 탱크(36) 중 적어도 하나의 탱크를 벨로즈형 탱크로 해도 좋다.
또한, 도 10에 나타내는 변형예에 있어서, 증류 탱크(34)에 접속된 공급 라인(49)에 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액을 예비 가열하는 예열 히터(49A)를 설치해도 좋다. 이와 같이, 예열 히터(49A)를 설치함으로써, 제1 불소 함유 유기 용제 및 제2 불소 함유 유기 용제의 혼합액을 예컨대 증류 탱크(34)의 히터(34a)의 온도와 동등한 온도로 가열하여 증류 탱크(34)에 공급할 수 있고, 증류 탱크(34)에 있어서 혼합액을 히터(34a)로 가열하여, 제1 불소 함유 유기 용제와 제2 불소 함유 유기 용제로 분리할 때의 시간을 단축할 수 있다.
W : 웨이퍼, 1 : 액처리 장치, 2 : 액처리 유닛, 3 : 초임계 처리 유닛, 3A : 처리 용기, 4A : 초임계 유체 공급부, 5 : 제어부, 30 : 분리 재생 장치, 31 : 혼합 배액 탱크, 31A : 덮개, 31B : 교반 기구, 32 : 유수 분리기, 33 : 버퍼 탱크, 33A : 덮개, 34 : 증류 탱크, 34a : 히터, 35 : 제1 탱크, 35A : 덮개, 36 : 제2 탱크, 36A : 덮개, 38 : 제1 공급 라인, 42 : 제2 공급 라인, 49 : 공급 라인, 49A : 예열 히터

Claims (11)

  1. 기판 처리 장치로서,
    피처리체에 제1 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제와, 제1 비점보다 높은 제2 비점을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하여 액처리를 행하는 액처리 유닛과,
    액처리 후의 피처리체에 부착되어 있는 불소 함유 유기 용제의 액체를 불소 함유 유기 용제의 초임계 유체와 접촉시켜 제거하는 초임계 처리 유닛과,
    상기 액처리 유닛에서 액처리된 피처리체를 상기 초임계 처리 유닛에 반송하는 기판 반송 유닛을 구비하고,
    상기 액처리 유닛에 분리 재생 장치가 도입되어 있으며, 상기 분리 재생 장치는,
    제1 비점을 갖는 제1 불소 함유 유기 용제와, 제1 비점보다 높은 제2 비점을 갖는 제2 불소 함유 유기 용제를 갖는 혼합액을 생성하는 혼합액 생성부와,
    상기 혼합액을 상기 제1 비점과 상기 제2 비점 사이의 온도로 가열하는 히터를 포함하고, 상기 혼합액을 기체형의 상기 제1 불소 함유 유기 용제와 액체형의 상기 제2 불소 함유 유기 용제로 분리하는 증류 탱크와,
    상기 증류 탱크로부터 이송되는 기체형의 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 액화하여 저류하는 제1 탱크와,
    상기 증류 탱크로부터 이송되는 액체형의 상기 제2 불소 함유 유기 용제를 저류하는 제2 탱크를 구비하고,
    상기 증류 탱크는 상기 혼합액 생성부에서의 혼합액의 혼합 비율에 대응한 분리 비율로, 상기 혼합액을 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체와 상기 제2 불소 함유 유기 용제를 많이 포함하는 액체로 분리하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 액처리 유닛과 상기 증류 탱크 사이에, 상기 혼합액 생성부를 구성하는 버퍼 탱크를 설치한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액처리 유닛이 상기 혼합액 생성부를 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 탱크와 상기 액처리 유닛 사이에, 상기 제1 불소 함유 유기 용제를 공급하는 제1 공급 라인이 설치되고, 상기 제2 탱크와 상기 액처리 유닛 사이에, 상기 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하는 제2 공급 라인이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 공급 라인에 상기 제1 불소 함유 유기 용제의 농도를 측정하는 제1 농도계가 설치되고, 상기 제2 공급 라인에 상기 제2 불소 함유 유기 용제의 농도를 측정하는 제2 농도계가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 탱크에 신규의 제1 불소 함유 유기 용제를 공급하는 제1 신액 공급 라인이 설치되고,
    상기 제2 탱크에 신규의 제2 불소 함유 유기 용제를 공급하는 제2 신액 공급 라인이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합액 생성부는, 혼합 배액 탱크로 이루어지며, 이 혼합 배액 탱크에 혼합액을 교반하는 교반 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합액 생성부는, 혼합 배액 탱크로 이루어지며, 이 혼합 배액 탱크, 상기 제1 탱크, 상기 제2 탱크 중 적어도 하나의 탱크에, 액면에 떠 있으며 이 액면을 덮는 덮개가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합액 생성부와 상기 증류 탱크의 사이에, 혼합액을 예비 가열하는 예열 히터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
KR1020150033337A 2014-03-13 2015-03-10 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치 KR102327925B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014050870 2014-03-13
JPJP-P-2014-050870 2014-03-13
JPJP-P-2015-013479 2015-01-27
JP2015013479A JP6342343B2 (ja) 2014-03-13 2015-01-27 基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150107632A KR20150107632A (ko) 2015-09-23
KR102327925B1 true KR102327925B1 (ko) 2021-11-18

Family

ID=54067952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150033337A KR102327925B1 (ko) 2014-03-13 2015-03-10 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150258584A1 (ko)
JP (1) JP6342343B2 (ko)
KR (1) KR102327925B1 (ko)
TW (1) TWI638680B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6804278B2 (ja) * 2016-12-06 2020-12-23 東京エレクトロン株式会社 超臨界流体製造装置および基板処理装置
JP2020141052A (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 株式会社荏原製作所 基板処理装置、半導体製造装置、および基板処理方法
WO2020196506A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP7314634B2 (ja) * 2019-06-11 2023-07-26 東京エレクトロン株式会社 塗布装置及び塗布方法
JP7224246B2 (ja) * 2019-06-28 2023-02-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置
JP2021041337A (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー アルコール含有フッ素化液体の再生方法、及び該方法を用いる再生システム
JP7445698B2 (ja) * 2022-04-19 2024-03-07 セメス カンパニー，リミテッド 基板処理装置及び方法
US11940734B2 (en) 2022-04-21 2024-03-26 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134458A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 洗浄液の分離再利用装置および洗浄液の分離再利用方法
JP2003305301A (ja) * 2002-04-15 2003-10-28 Total Systems:Kk 溶剤分離装置及びこれを使用した洗浄システム
JP2009110984A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2010188322A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 溶剤再生装置及びその方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0723000U (ja) * 1993-09-30 1995-04-25 積水化学工業株式会社 落し蓋式タンク
JPH08168601A (ja) * 1994-10-19 1996-07-02 Otsuka Giken Kogyo Kk 溶剤分離装置
TW592786B (en) * 2001-10-17 2004-06-21 Praxair Technology Inc Recycle for supercritical carbon dioxide
WO2006107900A2 (en) * 2005-04-01 2006-10-12 Visyx Technologies, Inc. Monitoring by means of an on-line sensor and fluidic operations involving unit separation and reaction operations
KR100708773B1 (ko) * 2006-01-21 2007-04-17 서강대학교산학협력단 세정공정
JP5248058B2 (ja) 2006-09-26 2013-07-31 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP5546263B2 (ja) * 2009-01-26 2014-07-09 化研テック株式会社 洗浄液再生装置及び循環洗浄装置
JP4927158B2 (ja) 2009-12-25 2012-05-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置
JP5506461B2 (ja) 2010-03-05 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 超臨界処理装置及び超臨界処理方法
JP2012049446A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Toshiba Corp 超臨界乾燥方法及び超臨界乾燥システム
KR20120028672A (ko) * 2010-09-15 2012-03-23 삼성전자주식회사 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
JP5544666B2 (ja) * 2011-06-30 2014-07-09 セメス株式会社 基板処理装置
JP6068029B2 (ja) * 2012-07-18 2017-01-25 株式会社東芝 基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134458A (ja) * 2000-10-27 2002-05-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 洗浄液の分離再利用装置および洗浄液の分離再利用方法
JP2003305301A (ja) * 2002-04-15 2003-10-28 Total Systems:Kk 溶剤分離装置及びこれを使用した洗浄システム
JP2009110984A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2010188322A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 溶剤再生装置及びその方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150107632A (ko) 2015-09-23
JP2015188060A (ja) 2015-10-29
TWI638680B (zh) 2018-10-21
JP6342343B2 (ja) 2018-06-13
TW201545800A (zh) 2015-12-16
US20150258584A1 (en) 2015-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102327925B1 (ko) 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR102253559B1 (ko) 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
KR101568469B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
KR102251259B1 (ko) 분리 재생 장치 및 기판 처리 장치
US10998186B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and storage medium
KR102448228B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
KR102609934B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
TWI538997B (zh) 基板處理方法及其裝置
KR102515859B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
JP6668166B2 (ja) フッ素含有有機溶剤の回収装置および基板処理装置
JP2012124283A (ja) 液処理装置、液処理方法及び記憶媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right