KR102354361B1

KR102354361B1 - 기판 액처리 장치, 탱크 세정 방법 및 기억 매체

Info

Publication number: KR102354361B1
Application number: KR1020170057976A
Authority: KR
Inventors: 쇼고 미조타
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2022-01-20
Also published as: US10500617B2; KR20170129610A; US20170333958A1; CN107452650A; CN107452650B; JP6605394B2; JP2017208418A

Abstract

본 발명은 탱크의 내벽면을 효율적으로 세정하는 것을 과제로 한다.
기판 액처리 장치는, 처리액을 저류하는 탱크(102, 102A)와, 탱크에 접속되며, 탱크로부터 나와 탱크로 되돌아가는 처리액의 순환류가 흐르는 순환 라인(104)과, 순환 라인으로부터 분배된 처리액을 기판에 공급함으로써 기판을 처리하는 처리 유닛(16)과, 기판에 공급된 후에 처리 유닛으로부터 배출되는 처리액을 탱크에 복귀시키는 복귀 라인(132)과, 탱크의 내벽면을 향하여 세정액을 토출하여, 내벽면을 세정액에 의해 세정하는 세정 노즐(128, 128A∼E)과, 세정 노즐에 세정액을 공급하는 세정용 라인(122)을 구비한다.

Description

기판 액처리 장치, 탱크 세정 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE LIQUID PROCESSING DEVICE, TANK CLEANING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은 기판 액처리 장치에서 처리액 공급부를 구성하는 탱크를 세정하는 기술에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판에, 웨트(wet) 세정 처리, 웨트 에칭 처리 등의 액처리가 실시된다. 이러한 액처리를 행하는 기판 액처리 장치에서는, 안정된 농도 및 온도의 약액을 기판에 공급하는 것을 용이하게 하기 때문에, 처리액을 저류하는 탱크와, 탱크에 접속된 순환 라인과, 순환 라인으로부터 분기하는 복수의 분기 라인을 구비한 처리액 공급부가 마련되고, 상기 복수의 분기 라인을 각각 통해 복수의 처리 유닛에 처리액이 보내진다. 처리 유닛에서 일단 기판에 공급된 사용이 끝난 처리액이, 회수 라인을 통해 탱크에 복귀된 후에 순환 라인에 송출되고, 재차 처리에 제공된다(예컨대 특허문헌 1을 참조).

탱크 내에 복귀된 사용 종료의 처리액에는 파티클이 포함되어 있고, 탱크의 내벽면에 파티클이 부착되면, 탱크를 오염시켜 버린다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2015-220318호 공보

본 발명은, 기판 액처리 장치에서, 기판에 공급된 사용 종료의 처리액이 복귀된 탱크의 내벽면을 세정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일실시형태에 따르면, 처리액을 저류하는 탱크와, 상기 탱크에 접속되며, 상기 탱크로부터 나와 상기 탱크로 되돌아가는 상기 처리액의 순환류가 흐르는 순환 라인과, 상기 순환 라인으로부터 분배된 상기 처리액을 기판에 공급함으로써 기판을 처리하는 처리 유닛과, 상기 기판에 공급된 후에 상기 처리 유닛으로부터 배출되는 상기 처리액을 상기 탱크에 복귀시키는 복귀 라인과, 상기 탱크의 내벽면을 향하여 세정액을 토출하여, 상기 내벽면을 상기 세정액에 의해 세정하는 세정 노즐과, 상기 세정 노즐에 세정액을 공급하는 세정용 라인을 구비한 기판 액처리 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 처리액을 저류하는 탱크와, 상기 탱크에 접속되며, 상기 탱크로부터 나와 상기 탱크로 되돌아가는 상기 처리액의 순환류가 흐르는 순환 라인과, 상기 순환 라인으로부터 분배된 상기 처리액을 기판에 공급함으로써 상기 기판을 처리하는 처리 유닛과, 상기 기판에 공급된 후에 상기 처리 유닛으로부터 배출되는 상기 처리액을 상기 탱크에 복귀시키는 복귀 라인을 구비한 기판 액처리 장치에서의 상기 탱크의 세정 방법에서, 상기 탱크에 마련된 세정 노즐로부터 상기 탱크의 내벽면을 향하여 세정액을 토출하여, 상기 내벽면을 상기 세정액에 의해 세정하는 탱크 세정 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 기판 액처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 액처리 장치를 제어하여 상기 탱크 세정 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 세정액을 세정 노즐로부터 탱크의 내벽면을 향하여 토출함으로써 탱크의 세정을 행함으로써, 탱크의 내벽면을 효율적으로 세정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 기판 처리 시스템에 포함되는 처리 유닛의 개략 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 처리 유닛에 처리액을 공급하는 처리액 공급원(처리액 공급 기구)의 구성을 나타내는 배관도이다.
도 4는 처리액 공급원에 포함되는 탱크 내에의 세정 노즐 배치의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 5는 처리액 공급원에 포함되는 탱크 내에의 세정 노즐 배치의 다른 예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 6은 탱크 내에의 세정 노즐 배치를 설명하기 위한 도 4의 VI-VI선을 따른 탱크의 내벽면 근방의 개략 종단면도이다.
도 7은 원형의 수평 단면을 갖는 탱크 내에 배치되는 세정 노즐의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 8은 원형의 수평 단면을 갖는 탱크 내에 배치되는 세정 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 9는 원통형의 탱크 및 그 안에 배치되는 세정 노즐의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 10은 처리액 공급원(처리액 공급 기구)의 다른 구성을 나타내는 배관도이다.

도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.

반입반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 기판, 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하 웨이퍼(W)]를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.

반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.

처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.

반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.

처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 기판 처리를 행한다.

또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.

또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.

상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출된 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.

처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.

챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.

기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 의해, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.

처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.

회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액부(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액부(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부에 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부에 배출하는 배기구(52)가 형성된다.

처리 유체 공급원(70)(처리 유체 공급 기구)에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다.

처리 유체 공급원(70)은, 처리액을 저류하는 탱크(102)와, 탱크(102)로부터 나와 탱크(102)로 되돌아가는 순환 라인(104)을 가지고 있다. 본 실시형태에서, 탱크(102)는, 대략 직육면체의 형상을 가지고 있다. 순환 라인(104)에는 펌프(106)가 마련되어 있다. 펌프(106)는, 탱크(102)로부터 나와 순환 라인(104)을 통하여 탱크(102)로 되돌아가는 처리액의 순환류를 형성한다. 순환 라인(104)을 구성하는 파이프의 상류단은 탱크(102)의 측면의 최하부에 접속되어 있다. 순환 라인(104)을 구성하는 파이프의 하류단은, 탱크(102) 내에 있으며, 또한, 탱크(102) 내에 존재하는 처리액의 액면(LS)의 높이(액위)의 최저값(최저 액위)보다 낮은 높이 위치에 있다.

펌프(106)의 하류측에서 순환 라인(104)에는, 처리액에 포함될 수 있는 파티클 등의 오염 물질을 제거하는 필터(108), 처리액을 가열하는 히터(110) 및 개폐 밸브(112)이 상류측으로부터 순서대로 마련되어 있다.

개폐 밸브(112)보다 하류측의 분기점(113)에서, 순환 라인(104)으로부터 분배 라인(114)이 분기하고 있다. 분배 라인(114)은, 복수의 분기 분배 라인(116)으로 분기한다. 이들 복수의 분기 분배 라인(116)의 각각은, 대응하는 하나의 처리 유닛(16)의 노즐[도 2의 처리 유체 공급부(40)에 대응]에 처리액을 공급한다. 각 분기 분배 라인(116)에는, 개폐 밸브 및 유량 제어 밸브 등의 흐름 제어 기기(118)가 개재되어 있다. 기판 유지 기구(30)에 의해 유지된 웨이퍼(W)에, 흐름 제어 기기(118)에 의해 제어된 유량으로 처리액 공급 노즐[처리 유체 공급부(40)]로부터 처리액을 공급함으로써, 웨이퍼(W)에 액처리를 실시할 수 있다.

순환 라인(104) 분기점(113)보다 하류측에는 정압 밸브(119)가 개재되어 있다. 정압 밸브(119)는, 그 개방도를 조절함으로써, 1차측 압력을 일정하게 제어하는 조압 기능을 갖는다. 정압 밸브(119)는, 복수의 처리 유닛(16)에 공급되는 처리액의 총유량의 변화에 따라 변화될 수 있는 분배 라인(114) 내의 압력을 대략 일정하게 유지함으로써, 처리액 공급 노즐[처리 유체 공급부(40)]로부터 안정된 유량으로 처리액이 토출되도록 한다.

또한, 처리액을 웨이퍼(W)에 공급 중인 처리 유닛(16)의 수가 증가하면, 1차측 압력을 높게 유지하기 위해 정압 밸브(119)의 개방도가 감소한다. 이때, 정압 밸브(119)의 밸브체와 밸브 시트가 접촉하여 발진(發塵)이 생길 우려가 있다. 발진을 회피하기 위해, 처리액을 웨이퍼(W)에 공급 중인 처리 유닛(16)의 수[혹은 분배 라인(114)을 흐르는 처리액의 총유량]가 미리 정해진 임계값을 넘은 경우에는, 펌프(106)의 구동압을 증대시키도록 펌프(106)의 운전 제어를 행하여도 좋다.

순환 라인(104)의 하류측 부분에 설정된 분기점(120)에서, 순환 라인(104)으로부터 세정용 라인(122)이 분기하고 있다. 분기점(120)보다 하류측의 부분에서, 순환 라인(104)에는 개폐 밸브(124)가 개재되어 있고, 또한, 세정용 라인(122)에도 개폐 밸브(126)가 개재되어 있다. 세정용 라인(122)의 하류단에는, 탱크(102)의 내벽면을 세정하기 위한 세정 노즐(128)이 부착되어 있다. 세정 노즐(128)은, 탱크(102) 내의 처리액의 액면(LS)이 미리 설정된 목표 높이 위치(후술하는 도 6에서의 L1에 대응)보다 높은 높이 위치에 있다.

각 처리 유닛(16)에는, 배액 라인(130)이 접속되어 있다. 복수의 배액 라인(130)이 하나의 복귀 라인(132)에 접속되어 있다. 복귀하고 라인(132)은, 탱크(102)에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 노즐[처리 유체 공급부(40)]로부터 웨이퍼(W)에 공급된 후 웨이퍼(W)를 떠난 사용이 끝난 처리액을, 배액 라인(130) 및 복귀 라인(132)을 통해 탱크(102)에 복귀시킬 수 있다. 복귀 라인(132)을 구성하는 파이프의 하류단은, 탱크(102) 내에 있으며, 또한, 탱크(102) 내에 존재하는 처리액의 액위보다 낮은 높이 위치에 있다.

탱크(102)에, 처리액 또는 처리액 구성 성분을 미리 설정된 목표 높이 위치까지 보충하는 처리액 보충부(134)가 마련되어 있다. 처리액 보충부(134)는, 보충용 처리액 공급원(134A)에 접속된 보충용 처리액 공급 라인(134B)과, 보충용 처리액 공급 라인(134B)에 개재된 개폐 밸브(134C)를 갖는다. 보충용 처리액 공급 라인(134B)을 구성하는 파이프의 하류단은, 탱크(102) 내에 있으며, 또한, 탱크(102) 내에 존재하는 처리액의 액위보다 낮은 높이 위치에 있다.

탱크(102)의 바닥부에는, 탱크(102) 내의 처리액을 폐기하기 위한 드레인 라인(136)이 접속되어 있다. 드레인 라인(136)에는, 개폐 밸브(138)가 개재되어 있다. 탱크(102)에는, 탱크(102) 내의 처리액의 액면(LS)의 높이 위치(액위)를 검출하기 위한 액위 센서(140)가 마련되어 있다.

탱크(102)의 상부는 천장판으로 막혀 있고, 순환 라인(104), 세정용 라인(122), 복귀 라인(132) 및 보충용 처리액 공급 라인(134B)을 구성하는 파이프는, 상기 천장판을 관통하고 있다.

적합한 일실시형태에서, 세정 노즐(128)은, 토출구로서의 복수의 구멍이 뚫린 탱크(102)의 내벽면을 따라 연장되는 적어도 1개의 관형체에 의해 구성할 수 있다.

탱크(102)의 수평 단면이 직사각형인 경우, 예컨대 도 4에 나타내는 바와 같이, 대략 직사각형으로 굽힘 가공된 1개의 관형체(128A)에 의해 세정 노즐(128)을 구성할 수 있다. 이 경우, 탱크의 천장판을 관통하여 상하로 연장되는 세정용 라인(122)을 구성하는 파이프가 관형체(128A)에 접속된다. 관형체(128A)에 형성된 토출구로서의 복수의 구멍(도 4에는 도시하지 않음)으로부터 탱크(102)의 내벽면을 향하여 처리액이 공급된다[관형체(128A)로부터 탱크(102)의 내주면을 향하여 연장되는 화살표를 참조].

이 대신에, 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같이, 직사각형의 4개의 변에 각각 대응하는 4개의 관형체(128B)에 의해 세정 노즐(128)을 구성할 수도 있다. 이 경우, 세정용 라인(122)을 구성하는 파이프는 세정용 라인(122)의 하류 단부에서 4개로 분기하여, 4개의 관형체(128B)에 각각 접속된다. 각 관형체(128B)에 형성된 토출구로서의 복수의 구멍(도 5에는 도시하지 않음)으로부터 탱크(102)의 내벽면을 향하여 처리액이 공급된다[관형체(128A)로부터 탱크(102)의 내주면을 향하여 연장되는 화살표를 참조].

파티클 등의 오염 물질은, 탱크(102)의 처리액의 액면에 부유하여 탱크(102)의 내벽면에 부착되는 경우가 많다. 그리고, 탱크(102) 내의 처리액을 교환할 때 등에 처리액의 액면이 저하하였을 때에, 탱크(102)의 내벽면에는 파티클 등의 오염 물질이 부착된 채로 남아 버린다. 세정 노즐(128)의 높이 위치 및 토출구의 방향은, 이 오염 물질이 부착되기 쉬운 부분을 확실하게 세정할 수 있도록 설정된다. 이에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다.

탱크(102) 내의 처리액의 액위의 관리 방식은, 액위(도 3의 부호 LS를 참조)가 미리 설정된 목표 높이 위치에 항상 있도록 액위 센서(140)의 검출값에 기초하여 처리액 보충부(134)의 피드백 제어를 행하는 관리 방식(이하, 「제1 관리 방식」이라고도 부름)이 있다. 또한, 액위 센서(140)에 의해 액위가 하한 높이 위치[도 6의 쇄선(L3)], 즉 보충 개시 위치까지 저하한 것이 검출되었다면 액위를 미리 설정된 목표 높이 위치[도 6의 쇄선(L1)], 즉, 보충 정지 위치가 될 때까지 처리액 보충부(134)로부터 처리액을 보충하는 관리 방식(이하, 「제2 관리 방식」이라고도 부름)이 있다. 또한, 제1 관리 방식의 경우, 액면은, 비교적 작은 범위에서 변동하며, 예컨대, 쇄선(L1)과 쇄선(L2) 사이에서 변동한다.

채용하는 관리 방식에 의존하여 오염 물질의 부착 범위 및 부착 밀도가 상이하지만, 어느 경우도, 오염 물질은, 액면이 존재할 수 있는 가장 높은 위치 부근에 가장 많이 부착된다. 따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 액면이 존재할 수 있는 가장 높은 위치인 미리 설정된 목표 높이 위치[도 6의 쇄선(L1)]와 거의 동일하거나 혹은 그보다 높은 위치에 세정용의 처리액이 충돌하도록, 세정 노즐(128)의 높이 위치 및 토출구(129)의 방향을 정하는 것이 바람직하다. 또한, 탱크(102)의 내벽면에 충돌한 세정용의 처리액이 튀지 않고 내벽면을 따라 유하하도록, 세정용의 처리액이 경사 하방을 향하여 탱크(102)의 내벽면을 향하여 토출되도록 토출구(129)의 방향을 정하는 것이 바람직한다[도 6의 흰 화살표(S)를 참조].

또한, 세정 노즐(128)을 2개의 상이한 높이 위치에 마련하고, 낮은 위치에 있는 세정 노즐(128)이 탱크(102)의 내벽면 상의 쇄선(L1)의 높이 위치 부근(가장 고밀도로 오염 물질이 부착되어 있는 부위)을 향하여 처리액을 토출하고, 높은 위치에 있는 세정 노즐이 그보다 더욱 높은 위치를 향하여 처리액을 토출하여도 좋다. 그렇게 함으로써, 낮은 위치에 있는 세정 노즐로부터 토출된 처리액의 충돌 에너지에 의해 효율적으로 오염 물질을 탱크(102)의 내벽면으로부터 벗겨낼 수 있고, 또한, 높은 위치에 있는 세정 노즐로부터 토출된 처리액에 의해, 벗겨낸 오염 물질을 확실하게 하방으로 흐르게 할 수 있다.

다음에, 처리액의 교환 시에 행해지는 탱크(102)의 세정 방법에 대해서 설명한다.

현재, 어떤 처리 로트의 웨이퍼(W)의 처리가 종료한 직후이며, 탱크(102) 내의 처리액은 허용 한계까지 열화되어 있거나 혹은 오염 물질 함유량이 허용 한계까지 달하고 있어, 처리액의 교환이 필요한 상황이다. 웨이퍼(W)의 처리 중에 개방하고 있던 개폐 밸브(124) 및 폐쇄하고 있던 개폐 밸브(126)는 계속해서 동일한 상태를 유지하고 있으며, 또한, 웨이퍼(W)의 처리 중에 가동하고 있던 펌프(106)는 계속해서 가동하고 있어, 순환 라인(104) 내에서 처리액이 순환 중이다. 처리 유닛(16) 중 어디에서도 웨이퍼(W)의 처리는 행해지고 있지 않기 때문에, 흐름 제어 기기(118)에 포함되는 개폐 밸브는 폐쇄되어 있다. 따라서, 순환 라인(104)으로부터 분배 라인(114)에의 처리액의 유입은 없다. 또한, 배액 라인(130) 및 복귀 라인(132) 내에 처리액은 실질적으로 존재하고 있지 않다.

상기 상태로부터, 우선, 드레인 라인(136)의 개폐 밸브(138)를 개방하여, 탱크(102) 내의 처리액의 배액을 개시한다.

탱크(102) 내의 처리액의 배액의 개시와 거의 동시(배액의 개시보다 약간 전 또는 약간 후요도 좋음)에 순환 라인(104)의 개폐 밸브(124)를 폐쇄하며 세정용 라인(122)의 개폐 밸브(126)를 개방하여, 순환 라인(104)의 분기점(120)에 유입되어 온 처리액이 세정용 라인(122)을 통해 세정 노즐(128)에 유입되도록 한다. 이에 의해, 세정 노즐(128)로부터 탱크(102)의 내벽면에 처리액이 분사되어, 내벽면에 부착되어 있는 오염 물질이 씻겨 내려간다.

드레인 라인(136)으로부터의 배액의 진행에 따라, 탱크(102) 내의 처리액의 액위가 저하해 간다. 탱크(102) 내의 처리액의 액위가 순환 라인(104)의 상류단의 접속 높이 위치와 대략 동일하거나 그보다 낮아지면 펌프(106)의 에어 샷이 생기기 때문에, 에어 샷이 생긴 직후에, 혹은 에어 샷이 생기는 것 같은 액위가 된 것이 액위 센서(140)에 의해 검출되었다면, 펌프(106)를 정지한다. 그 후, 탱크(102) 내가 빌 때까지, 계속해서 드레인 라인(136)으로부터의 배액을 행한다.

상기 탱크(102)의 세정의 순서를 개시하고 나서 펌프(106)가 정지되기까지의 동안 쭉, 세정 노즐(128)로부터 탱크(102)의 내벽면에 처리액이 계속해서 분사된다. 이에 의해, 탱크(102)의 내벽면에 부착되어 있던 오염 물질이 세정 노즐(128)로부터 분사된 처리액에 의해 씻겨 내려가, 탱크(102)의 내벽면 상을 하방을 향하여 흘러, 탱크(102) 내에 저류된 처리액 내에 유입된다. 탱크(102) 내에 저류된 처리액 내에 유입된 오염 물질의 일부는, 처리액과 함께 드레인 라인(136)을 통하여 탱크(102) 내로부터 배출된다. 탱크(102) 내에 저류된 처리액 내에 유입된 오염 물질의 다른 일부는, 순환 라인(104)에 유출되어, 필터(108)에 의해 포착된다. 탱크(102)에는, 필터(108)에 의해 청정화된 처리액이 공급된다. 상기에 의해, 탱크(102)의 내벽면에 부착되어 있던 오염 물질을 제거할 수 있다.

탱크(102)가 비게 되면, 처리액 보충부(134)로부터 탱크(102) 내에 새로운 처리액의 공급을 개시하고, 그 후 드레인 라인(136)의 개폐 밸브(138)를 폐쇄한다. 펌프(106)의 가동에 지장이 없을 정도까지 탱크(102) 내의 액위가 상승하였다면, 펌프(106)를 가동시켜, 순환 라인(104) 중에 처리액을 순환시킨다. 이에 의해, 청정한 처리액이 순환 라인(104) 내를 순환하게 된다. 이에 의해, 청정한 처리액을 이용하여 처리 유닛(16)으로 웨이퍼(W)의 처리를 재차 행할 수 있게 된다.

또한, 더욱 탱크(102), 순환 라인(104) 및 순환 라인(104) 내의 기기의 청정도를 향상시키고자 하면, 새로운 처리액을 이용하여 상기와 동일한 순서를 1회 이상 실행하여도 좋다.

전술한 순서에서는, 드레인 라인(136)으로부터의 배액 개시 후 탱크(102) 내 액위가 펌프(106)의 에어 샷이 생기는 것 같은 액위가 될 때까지 드레인 라인(136)으로부터의 배액을 계속적으로 행하고 있지만, 이것에는 한정되지 않고, 예컨대, 드레인 라인(136)으로부터의 배액 개시 후 탱크(102) 내 액위가 펌프(106)의 에어 샷이 생기는 것 같은 액위가 되기 전의 임의의 시점에서 일단 배액을 멈추어도 좋다. 이 경우, 드레인 라인(136)으로부터의 배액를 정지한 상태로, 탱크(102), 분기점(120)보다 상류측의 순환 라인(104), 세정용 라인(122) 및 세정 노즐(128)을 순차 경유하여 처리액을 흐르게 하고, 이에 의해 탱크(102)의 내벽면의 세정을 행하며, 이 상태를 소정 시간 계속한 후에, 재차 드레인 라인(136)으로부터의 배액를 개시하여도 좋다.

상기 실시형태에 따르면, 탱크(102) 내에 마련한 세정 노즐(128)로부터 탱크(102)의 내벽면에 세정액이 토출되기 때문에, 탱크(102)의 내벽면에 부착된 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 따르면, 탱크(102) 및 순환 라인(104)에 있는 사용이 끝난 처리액을 이용하여 탱크(102)의 내벽면의 세정을 행하기 위해, 전용의 세정액에 의해 세정을 행하는 경우와 비교하여, 염가로 세정을 행할 수 있다. 또한, 세정 노즐(128)로부터의 처리액의 토출을 위한 구동력을 순환 라인(104)에 개재된 펌프(106)에 의해 발생시키고 있기 때문에, 별도의 펌프에 의해 세정 노즐(128)로부터의 처리액의 토출을 위한 구동력을 발생시키는 경우와 비교하여, 설비 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 일반적으로는, 탱크(102)의 내벽면에 부착되는 처리액 유래의 오염 물질[즉 처리액과의 화학 반응에 의해 웨이퍼(W) 상으로부터 제거된 물질]은, 오염 물질이 유래하는 처리액을 이용함으로써 효율적으로 떨어뜨릴 수 있다.

탱크(102)의 내벽면의 세정을 전용의 세정액을 이용하여 세정하여도 좋다. 이 경우, 도 10에 나타내는 바와 같이, 세정용 라인(122)은, 순환 라인(104)으로부터 분기하는 것이 아니며, 순환 라인(104)으로부터 독립하여 마련되고, 그 상류단이 세정액 공급원(150)에 접속된다. 이 경우, 파티클을 포함하지 않지 않는 보다 청정도가 높은 세정액을 이용할 수 있기 때문에, 효율적으로 오염 물질을 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 특정한 오염 물질에 대하여 특히 세정 성능이 높은 세정액을 이용하는 것이 가능해지기 때문에, 세정 효율을 향상시키는 것도 가능해진다. 이 경우도, 탱크(102)의 내벽면의 세정은, 탱크(102) 내의 처리액을 교환할 때에, 탱크(102) 내의 처리액을 드레인 라인(136)으로부터 배액하면서 행할 수 있다. 또한, 세정액이 탱크(102) 내의 처리액과 바람직하지 않은 반응(발열, 유해 가스의 발생 등)을 생기게 하는 것이면, 탱크(102) 내의 처리액을 전부 배액한 후에, 예컨대, 세정 노즐(128)로부터 순수를 토출하여 탱크(102)의 내벽면으로부터 처리액을 씻어낸 후에, 세정 노즐(128)로부터 세정액을 탱크(102)의 내벽면에 토출시킬 수 있다. 이와 같이 처리액과는 별도의 세정액을 이용함으로써, 탱크(102)의 내벽면의 세정 순서를 유연하게 변경할 수 있다.

상기 실시형태는 하기와 같이 개변할 수 있다.

전술한 직육면체 형상의 탱크(102) 대신에, 예컨대 도 7에 나타내는 바와 같이 수평 단면이 원형(또는 대략 원형)의 탱크(102A)를 사용하여도 좋다. 이 경우, 세정 노즐(128)은, 탱크(102A)의 내주면(내벽면)을 따른 형상으로 굽힘 가공된 1개의 관형체(128C)에 의해 구성할 수 있다. 관형체(128C)에는, 원주 방향을 따라 간격을 두고 복수의 구멍(토출구)(도 7에는 도시하지 않음)이 형성된다. 각 토출구로부터는, 평면에서 보아 반경 방향 외측을 향하여 처리액이 토출된다[관형체(128C)로부터 탱크(102A)의 내주면을 향하여 연장되는 화살표를 참조]. 또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 세정 노즐(128)을, 원주 방향을 따라 간격을 두고 복수의 구멍(토출구)(도 8에는 도시하지 않음)이 형성된 원반형 부재(128D)로 구성하여도 좋다. 각 토출구로부터는, 평면에서 보아 반경 방향 외측을 향하여 처리액이 토출된다[원반형 부재(128D)로부터 탱크(102A)의 내주면을 향하여 연장되는 화살표를 참조]. 이 경우, 세정 노즐(128)을 이루는 원반형 부재(128D)는, 토출하는 처리액을 구동원으로 하는 회전식 스프링클러와 같이 구성되어 있어도 좋다.

수평 단면이 원형(또는 대략 원형)인 탱크(102A)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전체로서 원통형으로 형성할 수 있다. 도 9에 나타내는 탱크(102A)는, 바닥부가 대략 깔때기형이며, 그것보다 위의 부분이 원통형으로 형성되어 있다. 탱크(102A)의 깔때기형 부분의 바닥에는 드레인 라인(136)을 구성하는 파이프가 접속되고, 탱크(102)의 원통형 부분의 최하부에는 순환 라인(104)의 상류단 부분을 구성하는 파이프가 접속되어 있다. 탱크(102)의 천장판을 관통하여 순환 라인(104)의 하류단 부분 및 세정용 라인(122)을 구성하는 파이프가 상하 방향으로 연장되어 있다.

세정용 라인(122)을 구성하는 파이프의 선단에는 세정 노즐(128E)이 부착되어 있다. 이 세정 노즐(128E)은, 탱크(102)의 내주면(내벽면)에 근접한 위치로부터 탱크(102)의 내주면의 대략 접선 방향이며, 또한, 대략 수평 방향 또는 약간 하향에, 세정액을 분사한다. 세정 노즐(128E)로부터 분사된 세정액은, 탱크(102)의 내주면을 따라 흐르면서 서서히 하방으로 떨어져 간다. 즉, 세정 노즐(128E)로부터 분사된 세정액은 나선을 그리면서 탱크(102)의 내주면을 따라 흐른다. 이 나선 흐름에 의해, 탱크(102)의 내주면에 부착된 오염 물질이 씻겨 내려간다. 도 9의 실시형태에서도, 세정의 순서는, 전술한 실시형태와 동일하여도 좋다. 또한, 도 9에서는, 복귀 라인(132) 및 보충용 처리액 공급 라인(134B)을 구성하는 파이프의 기재는 생략하고 있다.

수평 단면이 원형인 탱크는, 전체로서 대략 구형이어도 좋다. 이 경우도, 도 9의 실시형태와 마찬가지로, 세정 노즐에 의해 탱크의 내주면(내벽면)을 따라 나선형으로 흐르는 처리액의 흐름이 형성된다.

상기 실시형태에서는, 기판 처리 시스템(1)의 처리 대상인 기판이 반도체 웨이퍼(W)였지만, 이것에 한정되는 것이 아니며 LCD용의 유리 기판, 세라믹 기판 등의 다른 종류의 기판이어도 좋다.

16 처리 유닛
102, 102A 탱크
104 순환 라인
122 세정용 라인
128, 128A∼E 세정 노즐
132 복귀 라인

Claims

처리액을 저류하는 탱크와,
상기 탱크에 접속되며, 상기 탱크로부터 나와 상기 탱크로 되돌아가는 상기 처리액의 순환류가 흐르는 순환 라인과,
상기 순환 라인으로부터 분배된 상기 처리액을 기판에 공급함으로써 기판을 처리하는 처리 유닛과,
상기 기판에 공급된 후에 상기 처리 유닛으로부터 배출되는 상기 처리액을 상기 탱크에 복귀시키는 복귀 라인과,
상기 탱크의 내벽면을 향하여 세정액을 토출하여, 상기 내벽면을 상기 세정액에 의해 세정하는 세정 노즐과,
상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 세정 노즐에 상기 세정액으로서 상기 처리액을 공급하는 세정용 라인과,
상기 세정용 라인에 개재된 제1 개폐 밸브와,
상기 세정용 라인이 분기되는 분기점보다 하류측이며 또한 상기 탱크보다 상류측에서 상기 순환 라인에 설치된 제2 개폐 밸브와,
상기 탱크 내의 상기 처리액을 폐기하는 드레인 라인과,
상기 드레인 라인에 개재된 제3 개폐 밸브와,
상기 처리 유닛에서 기판이 처리되고 있을 때에 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브가 폐쇄되고 또한 상기 제2 개폐 밸브가 개방되며, 상기 처리 유닛에서 기판이 처리되고 있지 않고 또한 상기 탱크의 내벽면이 상기 세정액에 의해 세정될 때에 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되고 또한 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브가 개방되도록, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 제어하는 제어부
를 포함하는 기판 액처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 처리액을 미리 설정된 목표 높이 위치까지 보충하는 처리액 보충부
를 더 포함하고,
상기 세정 노즐은, 상기 목표 높이 위치보다 높은 위치에 배치되며,
상기 세정 노즐은, 그 세정 노즐로부터 토출된 상기 처리액의 상기 내벽면에의 착액(着液) 높이 위치가, 상기 목표 높이 위치와 동일하거나 혹은 그보다 높아지도록 마련되어 있는 것인, 기판 액처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 세정 노즐은, 상기 탱크의 내벽면을 따라 수평 방향으로 연장되고, 상기 수평 방향을 따라 간격을 두고 마련된 복수의 토출구를 갖는 것인, 기판 액처리 장치.
처리액을 저류하는 탱크와, 상기 탱크에 접속되며, 상기 탱크로부터 나와 상기 탱크로 되돌아가는 상기 처리액의 순환류가 흐르는 순환 라인과, 상기 순환 라인으로부터 분배된 상기 처리액을 기판에 공급함으로써 상기 기판을 처리하는 처리 유닛과, 상기 기판에 공급된 후에 상기 처리 유닛으로부터 배출되는 상기 처리액을 상기 탱크에 복귀시키는 복귀 라인과, 상기 탱크의 내벽면을 향해 세정액을 토출하여, 상기 내벽면을 상기 세정액에 의해 세정하는 세정 노즐과, 상기 순환 라인으로부터 분기되어, 상기 세정 노즐에 상기 세정액으로서 상기 처리액을 공급하는 세정용 라인과, 상기 세정용 라인에 개재된 제1 개폐 밸브와, 상기 세정용 라인이 분기되는 분기점보다 하류측이며 또한 상기 탱크보다 상류측에서 상기 순환 라인에 설치된 제2 개폐 밸브와, 상기 탱크 내의 상기 처리액을 폐기하는 드레인 라인과, 상기 드레인 라인에 개재된 제3 개폐 밸브를 구비한 기판 액처리 장치에서의 상기 탱크의 세정 방법에 있어서,
상기 세정 방법은, 상기 처리 유닛에서 기판이 처리되고 있을 때에 폐쇄되어 있는 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 개방하고, 또한, 상기 처리 유닛에서 기판이 처리되고 있을 때에 개방되어 있는 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄함으로써, 상기 순환 라인을 흐르는 상기 처리액을 꺼내어, 이 처리액을, 상기 세정액으로서 상기 세정 노즐로부터 상기 탱크의 내벽면을 향해 토출함과 더불어, 상기 탱크 내에 있는 상기 처리액을 상기 드레인 라인을 통해 배출하면서 행해지는, 탱크 세정 방법.
제4항에 있어서,
상기 탱크 세정 방법은 상기 탱크에 저류된 처리액을 교환할 때에 실시되는 것인, 탱크 세정 방법.
기판 액처리 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행될 때에, 상기 컴퓨터가 상기 기판 액처리 장치를 제어하여 제4항 또는 제5항에 기재된 탱크 세정 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
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