KR102599886B1

KR102599886B1 - 처리액 전환 장치

Info

Publication number: KR102599886B1
Application number: KR1020190071675A
Authority: KR
Inventors: 요시오 고이케; 노보루 노쿠라
Original assignee: 스피드팸 가부시키가이샤
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2023-11-07
Also published as: JP7019184B2; KR20200008948A; CN110722458B; CN110722458A; TWI781325B; JP2020011329A; TW202005749A

Abstract

본 발명은 홈통관의 회전 동작이 저해되는 것을 방지하고, 처리액에 의한 장치 주변의 오염을 방지할 수 있는 처리액 전환 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
선단(22)의 배출구(23)로부터 연마제(K)를 배출하는 배출관(2)과, 일단(31)에 배출관(2)의 선단(22)이 둘레 방향의 제1 간극(S1)을 통해 삽입되고, 타단(42)에 토출구(46)가 형성되며, 배출관(2)의 축방향(O)을 회전 중심으로 하여 회전 가능한 홈통관(10)과, 홈통관(10)의 타단(42)이 둘레 방향의 제2 간극(S2)을 통해 삽입되고 배출관(2)에 대하여 동축 상태로 유지된 수용구(55)를 일단(51)에 가지며, 타단(52)에 제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)를 갖는 액 수용관(5)을 구비하고, 토출구(46)는, 개구 중심(O1)이 유도관(4)의 축방향(O)에 대하여 오프셋된 위치에 설정되고, 유도관(4)을 회전 가능하게 유지하는 유지 기구(30)는, 홈통관(10)의 외주측에 배치되어 있는 구성으로 했다.

Description

처리액 전환 장치{APPARATUS FOR DIVERTING A TREATMENT LIQUID}

본 발명은 처리액의 흐름 방향을 전환하는 처리액 전환 장치에 관한 발명이다.

종래부터, 연마 장치에서 사용된 연마액을 배출구로부터 배출하는 배출관과, 배출구의 둘레벽의 외주측에 일단이 선회 가능하게 감합된 홈통관과, 홈통관의 하측에 설치되며 상측으로 개방되고 내부가 복수의 액 수용 영역으로 분할된 액 수용체를 갖는 연마액 전환 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 연마액 전환 장치에서는, 액 수용체의 상측에서 배출구를 중심으로 홈통관을 선회시킴으로써, 이 홈통관의 선단에 형성된 토출구로부터 배출된 연마액이 유입되는 액 수용 영역을 전환한다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 소57-66860호 공보

그런데, 종래의 연마액 전환 장치에서는, 연마액을 배출하는 배출구의 둘레벽의 외주측에 홈통관의 일단이 선회 가능하게 감합되고, 배출관과 홈통관이 접촉하고 있다. 그 때문에, 배출구로부터 유출된 연마액이 배출관의 둘레벽과 홈통관 사이에 침입하면, 침입한 연마액이 건조함으로써 배출관에 대하여 홈통관이 고착되어 버려, 홈통관의 선회 동작이 저해된다고 하는 문제가 생긴다.

또한, 홈통관의 토출구가 액 수용체의 상측을 이동하기 때문에, 토출구로부터 유출된 연마액이 비산하여, 연마액 전환 장치 주변의 오염이나 기기류의 고장이 생길 우려가 있다.

본 발명은, 상기 문제에 주목하여 이루어진 것으로, 홈통관의 회전 동작이 저해되는 것을 방지하고, 연마액 등의 처리액에 의한 장치 주변의 오염을 방지할 수 있는 처리액 전환 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 처리액 전환 장치는, 선단에 형성된 배출구로부터 처리액을 배출하는 배출관과, 일단에 배출관의 선단이 둘레 방향의 제1 간극을 통해 삽입되고, 타단에 처리액을 배출하는 토출구가 형성되며, 배출관의 축방향을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 유지된 홈통관과, 홈통관의 타단이 둘레 방향의 제2 간극을 통해 삽입되고 배출관에 대하여 동축 상태로 유지되는 수용구를 일단에 가지며, 타단에 복수의 분리구를 갖는 액 수용관을 구비하고 있다.

그리고, 토출구는, 개구 중심이 홈통관의 회전 중심에 대하여 오프셋된 위치에 설정되고, 홈통관을 회전 가능하게 유지하는 유지 기구는, 홈통관의 외주측에 배치되어 있다.

그 결과, 홈통관의 회전 동작이 저해되는 것을 방지하고, 처리액에 의한 장치 주변의 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 처리액 전환 장치를 구비한 연마 장치를 나타내는 설명도이다.
도 2는 실시예 1의 처리액 전환 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 실시예 1의 처리액 전환 장치의 단면도이며, (a)는 도 2에서의 A-A 단면을 나타내고, (b)는 도 2에서의 B-B 단면을 나타내고, (c)는 도 2에서의 C-C 단면을 나타낸다.
도 4는 실시예 1의 처리액 전환 장치에 의한 처리액 전환 동작을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 처리액 전환 장치를 실시하기 위한 형태를, 도면에 나타내는 실시예 1에 기초하여 설명한다.

(실시예 1)

이하, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)의 구성을 「처리액 전환 장치를 구비한 연마 장치의 구성」, 「처리액 전환 장치의 상세 구성」으로 나누어 설명한다.

[처리액 전환 장치를 구비한 연마 장치의 구성]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)는, 연마 장치(101)에서 박판형의 웨이퍼(W)를 연마할 때에 사용된 연마제(K)(처리액)를 순환용 및 배출용으로 분리할 때에 이용된다. 또, 이 처리액 전환 장치(1)는, 실시예 1에서 나타낸 연마제(K)를 분리하는 목적 이외에도, 예컨대 연마제(K)를 종류에 따라서 분리하는 경우 등에도 이용된다.

여기서, 연마 장치(101)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연마 패드(102a)가 표면에 피복된 정반(102)과, 웨이퍼(W)를 유지하는 캐리어(103)를 구비하고 있다. 그리고, 이 연마 장치(101)에서는, 캐리어(103)에 의해 연마 패드(102a)에 웨이퍼(W)를 압박한 상태로 정반(102) 및 캐리어(103)를 회전시켜 웨이퍼(W)를 연마한다.

그리고, 이 연마 장치(101)에서 웨이퍼(W)를 연마할 때, 연마제 공급 장치(104)로부터 연마 패드(102a) 상에 연마제(K)를 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 연마 정밀도와 연마 레이트의 향상을 도모하고 있다.

여기서, 연마 장치(101)에서 사용된 사용 완료 연마제(K)에는, 순환할 수 있는 경우와 순환할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연마 장치(101)에 설치된 폐액받이(101a)에 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)를 설치하고 있다. 그리고, 이 처리액 전환 장치(1)에 의해 연마 장치(101)로부터 배출된 연마제(K)가 흐르는 방향을 전환함으로써 연마제(K)를 순환용 및 배출용으로 분리한다.

[처리액 전환 장치의 상세 구성]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 배출관(2)과, 홈통관(10)과, 액 수용관(5)과, 회전 제어부(6)를 구비하고 있다.

배출관(2)은, 일단(21)이 폐액받이(101a)에 연통되고(도 1 참조), 선단(22)에 연마제(K)를 배출하는 배출구(23)가 형성된 관이다. 이 배출관(2)은, 배출구(23)가 연마 장치(101)의 하측을 향하고, 배출관(2)의 선단 부분의 축방향(O)은 수직 방향을 따르고 있다. 또, 이하 「배출관(2)의 축방향」이란, 배출관(2)의 선단 부분의 축방향(O)을 의미하며, 배출구(23)의 개방 방향이다.

홈통관(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전관(3) 및 이 회전관(3)에 접속된 유도관(4)으로 형성되어 있다.

회전관(3)은, 양단이 개방된 직관이다. 한편, 유도관(4)은, 일단(41)이 개방되고, 타단(42)이 차폐판(45)에 의해 폐쇄된 직관이다. 그리고, 회전관(3)의 선단(32)이 유도관(4)의 일단(41)에 삽입된 상태로, 회전관(3)의 선단(32)과 유도관(4)의 일단(41)이 접속되고, 회전관(3) 및 유도관(4)에 의해 홈통관(10)을 형성한다. 여기서, 유도관(4)의 회전관(3)에 대한 접속은, 예컨대 볼트나 용접 등을 이용하여 행해도 좋고, 회전관(3)의 외주면(33)과 유도관(4)의 내주면(44)에 각각 나사홈을 형성하여 서로 나사 결합함으로써 접속해도 좋다.

이 홈통관(10)은, 회전관(3)의 일단(31)에 배출관(2)의 선단(22)이 삽입되어 있다. 또, 실시예 1에서는, 회전관(3)에 삽입된 배출관(2)의 선단(22)이 회전관(3)을 관통하고, 배출구(23)는 유도관(4)의 내부에 삽입되어 있다.

그리고, 배출관(2)의 외주면(24)과 회전관(3)의 내주면(34) 사이, 및 배출관(2)의 외주면(24)과 유도관(4)의 내주면(44) 사이에는, 각각 둘레 방향의 제1 간극(S1)이 형성되어 있다. 즉, 배출관(2)의 선단(22)은, 이 제1 간극(S1)을 통해 홈통관(10)에 삽입되어 있다.

또한, 제1 간극(S1)의 폭은, 회전관(3) 및 유도관(4)의 전체 둘레에 걸쳐 균등하게 설정되어 있다. 또, 「제1 간극(S1)의 폭」이란, 배출관(2)의 외주면(24)으로부터 회전관(3)의 내주면(34)까지의 거리, 및 배출관(2)의 외주면(24)으로부터 유도관(4)의 내주면(44)까지의 거리이다.

또한, 홈통관(10)을 형성하는 회전관(3)의 일단(31)의 외주면(33)에는 베어링(110)이 감합되어 있다. 그리고, 이 베어링(110)은, 브래킷(111)을 통해 연마 장치(101)에 지지되어 있다.

이것에 의해, 홈통관(10)은, 배출관(2)의 축방향(O)에 대하여, 자신의 축방향이 일치한 동축 상태로, 축방향(O)을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 유지되어 있다. 또, 이 홈통관(10)을 회전 가능하게 유지하는 유지 기구(30)는, 베어링(110) 및 브래킷(111)에 의해 구성되고, 이 유지 기구(30)는, 홈통관(10)의 외주측이자 액 수용관(5)의 외부에 배치되어 있다.

유도관(4)의 타단(42)을 폐쇄하는 차폐판(45)에는, 배출관(2)으로부터 유입된 연마제(K)를 배출하는 토출구(46)가 형성되어 있다. 이 토출구(46)는, 개구 중심(O1)이 홈통관(10)의 회전 중심인 축방향(O)에 대하여 수평 방향으로 오프셋된 위치에 설정되어 있고, 유도관(4)의 가장자리부를 따르며 평면도에서 보아 궁형을 나타내고 있다(도 3의 (c) 참조). 또한, 이 토출구(46)는, 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여 평행한 방향, 즉 수직 방향의 하측을 향해 개방되어 있다.

한편, 차폐판(45)은, 법선 방향이 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여 경사져 있다. 여기서, 차폐판(45)의 경사는, 토출구(46)로 향하는 내리막 구배로 형성되어 있다. 즉, 홈통관(10)은, 타단(42)이 경사진 소위 경사 절단 원기둥 형상을 나타내고, 토출구(46)가 관선단에 형성되어 있다. 또한, 이 실시예 1에서는, 토출구(46)의 둘레 가장자리에, 홈통관(10)의 축방향(O)을 따라서 기립한 주위벽(46a)이 형성되어 있다.

또한, 유도관(4)의 외주면(43)에는, 홈통관(10)의 회전 방향의 위치를 나타내는 지시부(7)가 설치되어 있다. 이 지시부(7)는, 지시 막대(71)와, 제1 센서(72)와, 제2 센서(73)를 갖고 있다.

지시 막대(71)는, 유도관(4)의 외주면(43)으로부터 직경 방향으로 연장된 막대 부재이며, 축방향(O)과 토출구(46)의 개구 중심(O1)의 수평 방향으로 연결한 직선(X) 상이자, 토출구(46)의 상측 위치에 설치되어 있다(도 3의 (a) 참조). 이 지시 막대(71)는, 제1 센서(72) 또는 제2 센서(73)로부터 조사된 센서광을 반사한다.

제1 센서(72)는, 브래킷(111)의 지시 막대(71)에 대향하는 면에 부착되고, 액 수용관(5)의 제1 분리구(56a)의 상측 위치에 유지되어 있다. 그리고, 이 제1 센서(72)는 하측을 향해 센서광을 출사한다. 그리고, 이 제1 센서(72)는, 지시 막대(71)가 하측에 위치함으로써 센서광이 반사되고, 이 반사광을 검출했을 때에는, 반사광을 검출한 것을 회전 제어부(6)의 제어 연산부(61)에 입력한다.

제2 센서(73)는, 브래킷(111)의 지시 막대(71)에 대향하는 면에 부착되고, 액 수용관(5)의 제2 분리구(56b)의 상측 위치에 유지되어 있다. 그리고, 이 제2 센서(73)는 하측을 향해 센서광을 출사한다. 그리고, 이 제2 센서(73)는, 지시 막대(71)가 하측에 위치함으로써 센서광이 반사되고, 이 반사광을 검출했을 때에는, 반사광을 검출한 것을 회전 제어부(6)의 제어 연산부(61)에 입력한다.

액 수용관(5)은, 일단(51)에 수용구(55)가 형성되고, 타단(52)에 한 쌍의 분리구(제1 분리구(56a), 제2 분리구(56b))가 형성된 직관이며, 도시하지 않은 지지 구조를 통해 연마 장치(101)나 바닥면 등에 지지되어 있다. 여기서, 수용구(55)는, 액 수용관(5)의 축방향(O)을 따라서 개방되고, 홈통관(10)을 형성하는 유도관(4)의 타단(42)이 둘레 방향의 제2 간극(S2)을 통해 삽입되어 있다. 또한, 제2 간극(S2)의 폭은, 유도관(4)의 전체 둘레에 걸쳐 균등하게 설정되어 있다. 또, 「제2 간극(S2)의 폭」이란, 유도관(4)의 외주면(43)으로부터 액 수용관(5)의 내주면(5a)까지의 거리이다.

이것에 의해, 액 수용관(5)은, 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여, 자신의 축방향(O)이 일치한 동축 상태로 유지된다. 또한, 이 실시예 1에서는, 액 수용관(5)의 수용구(55)에 고리형의 덮개 부재(58)가 설치되어 있다. 덮개 부재(58)는, 내주 가장자리가 유도관(4)의 외주면(43)에 접촉하고, 외주 가장자리가 수용구(55)보다 외측으로 돌출됨으로써, 제2 간극(S2)을 덮고 있다.

제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)는, 각각 액 수용관(5)의 둘레면에 형성되어 직경 방향으로 개방되고, 여기서는, 축방향(O)을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 제1 분리구(56a)에는 제1 유출관(57a)이 접속되어 있다. 제2 분리구(56b)에는 제2 유출관(57b)이 접속되어 있다.

그리고, 액 수용관(5)의 내부에는, 액 수용관(5)의 타단(52)을 폐쇄하는 저면(53)으로부터 축방향(O)을 따라서 기립하고, 액 수용관(5)의 내부 공간(H)을 제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)의 각각에 대하여 구획하는 구획벽(54)이 형성되어 있다. 여기서, 구획벽(54)은, 축방향(O)을 통과하고, 제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)에서의 거리가 균등해지는 위치에 형성되어 있다. 또, 제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)는, 각각 구획벽(54)에 대향하고 있다. 또한, 이 구획벽(54)의 저면(53)으로부터의 높이 치수는, 액 수용관(5)에 삽입된 유도관(4)의 타단(42)에 접촉하지 않는 치수이자 최대의 높이로 설정되어 있다. 또한, 이 실시예 1에서는, 저면(53)은, 구획벽(54)이 형성된 위치로부터 각 분리구(56a, 56b)로 향하는 내리막 구배가 되도록 경사져 있다.

회전 제어부(6)는, CPU(Central Processing Unit)나 메모리 등을 구비한 제어 연산부(61)와, 홈통관(10)을 회전시키는 회전 구동부(62)를 갖고 있다.

제어 연산부(61)는, 메모리에 기억된 프로그램 및 입력된 필요 정보에 기초하여, 홈통관(10)의 방향과 회전의 필요 여부를 판단한다. 그리고, 홈통관(10)을 회전시킬 필요가 있다고 판단하면, 회전 구동부(62)에 제어 지령을 출력하고, 회전 구동부(62)의 동작을 제어한다. 또, 이 제어 연산부(61)에 입력되는 필요 정보란, 예컨대 제1 센서(72)나 제2 센서(73)로부터의 반사광의 검출 정보나, 연마제(K)의 pH 상태나 지립 농도 상태, 이물질 혼입 상태를 검출하는 센서로부터의 검출 정보 등이다.

회전 구동부(62)는, 연마 장치(101)에 부착되고, 회전관(3)에 대하여 도시하지 않은 벨트나 톱니바퀴 등에 의해 기계적으로 접속되어 있다. 그리고, 제어 연산부(61)로부터 제어 지령이 입력됨으로써 구동하여, 홈통관(10)을 형성하는 회전관(3)을 회전시킨다.

이하, 「연마제 분리시의 과제」를 설명하고, 이어서, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서의 작용을 「연마제 전환 작용」, 「관 삽입 부분에 대한 간극 개재 작용」, 「복수관의 삽입 배치 작용」, 「복수관의 동축 배치 작용」, 「그 밖의 특징적 작용」으로 나누어 설명한다.

[연마제 분리시의 과제]

연마 장치(101)의 연마시에 사용한 연마제(K)를 회수하여, 순환이나 배출 등을 위해 분리시키는 처리액 전환 장치에 있어서, 연마제(K)를 배출하는 배출구의 둘레벽의 외주측에 홈통관의 일단이 선회 가능하게 감합되어 있는 경우를 고려한다. 이 경우에는, 배출관과 홈통관이 접촉하고 있기 때문에, 배출구로부터 유출된 연마제(K)가 배출관의 둘레벽과 홈통관 사이에 침입하면, 연마제(K)가 건조했을 때에 배출관에 대하여 홈통관이 고착된다. 그 결과, 홈통관의 선회 동작이 저해된다.

또, 배출관의 둘레벽과 홈통관 사이에 침입한 연마제(K)에 의해 배출관에 대하여 홈통관이 고착되더라도, 선회 구동부의 구동력을 높임으로써 고착 상태를 해소하여 홈통관을 선회시키는 것이 가능하다. 그러나, 그 경우에는, 고착 상태의 해소를 상정하여 선회 구동부의 구동력을 필요 이상으로 높일 필요가 있다. 즉, 선회 구동부를 필요 이상으로 대형화해야 한다. 그 때문에, 처리액 전환 장치가 대형화하고, 비용의 증대를 초래하는 것이 고려된다.

또한, 배출관의 둘레벽과 홈통관 사이에 침입한 연마제(K)가 건조한 상태로 홈통관이 선회하면, 건조한 연마제(K)가 배출관과 홈통관 사이에서 파쇄되어 마모 분진이 된다. 이 마모 분진이 순환되는 연마제(K)에 혼입된 경우, 웨이퍼(W)의 손상이나 크래시의 발생 원인이 된다.

또한, 홈통관의 하측에 내부가 복수의 액 수용 영역으로 분할된 액 수용체를 설치하고, 홈통관을 액 수용체의 상측에서 선회시키는 경우에는, 홈통관의 선단에 형성된 토출구로부터 유출된 연마제(K)가 처리액 전환 장치의 외부에 노출된 상태로 낙하한다. 그 때문에, 연마제(K)가 비산하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 특히, 토출구가 공중 이동할 때에 연마제(K)가 유출되면, 비말이 광범위하게 비산하여, 연마 장치의 주변을 오염시키거나 기기류의 고장이 생기거나 할 우려가 있다.

또한, 홈통관을 슬라이드 이동시킴으로써 토출구의 위치를 변경하는 경우에는, 홈통관 및 홈통관을 이동시키는 구동 장치가 가동할 수 있는 범위를 각각 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 처리액 전환 장치가 대형화하므로, 연마 장치의 점유 면적이 커져, 소정 부지 내에서의 연마 장치의 설치대수가 제한되는 요인이 된다.

[연마제 전환 작용]

연마 장치(101)에 의해 웨이퍼(W)의 연마가 행해져 사용이 완료된 연마제(K)가 배출되면, 이 연마제(K)는, 폐액받이(101a)로부터 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)의 배출관(2)으로 유입된다. 그리고, 연마제(K)는, 배출관(2)의 선단(22)에 형성된 배출구(23)로부터 유출된다. 여기서, 배출관(2)의 선단(22)은 회전관(3)의 일단(31)에 삽입되고, 배출구(23)가 유도관(4)의 내부에 삽입되어 있다. 즉, 배출구(23)로부터 유출된 연마제(K)는 홈통관(10)에 유입된다.

여기서, 유도관(4)의 타단(42)은, 토출구(46)가 형성된 차폐판(45)에 의해 폐쇄되어 있다. 그 때문에, 홈통관(10)에 유입된 연마제(K)는 토출구(46)로부터 유출되고, 홈통관(10)을 형성하는 유도관(4)이 삽입된 액 수용관(5)으로 계속 흘러간다.

이때, 토출구(46)의 개구 중심(O1)은, 홈통관(10)의 회전 중심인 축방향(O)에 대하여 수평 방향으로 오프셋된 위치에 설정되어 있다. 한편, 액 수용관(5)은, 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여, 자신의 축방향(O)이 일치한 동축 상태로 유지되어 있다. 그 때문에, 연마제(K)는, 액 수용관(5)의 축방향(O)에 대하여, 수평 방향으로 오프셋된 위치로 유출되게 된다.

이것에 대하여, 액 수용관(5)의 타단(52)의 둘레면에는, 직경 방향으로 개방되고, 서로 대향하는 위치에 형성된 한 쌍의 분리구(제1 분리구(56a), 제2 분리구(56b))가 형성되어 있다. 그 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 토출구(46)가 제1 분리구(56a)에 대향하고 있을 때에는, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)는, 제1 분리구(56a)로부터 순환용으로서 제1 유출관(57a)으로 유입된다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 토출구(46)가 제2 분리구(56b)에 대향하고 있을 때에는, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)는, 제2 분리구(56b)로부터 배출용으로서 제2 유출관(57b)으로 유입된다.

이와 같이, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 토출구(46)가 향하고 있는 방향, 즉 홈통관(10)의 방향을 제어함으로써 연마제(K)가 흘러가는 방향을 전환하여, 제1 유출관(57a)으로 흐르는 연마제(K)와, 제2 유출관(57b)으로 흐르는 연마제(K)를 목적이나 용도에 따라서 분리할 수 있다.

또한, 홈통관(10)의 방향은, 회전 제어부(6)의 제어 연산부(61)에 의해 제어한다. 즉, 이 제어 연산부(61)에는, 연마 장치(101)에서 사용된 연마제(K)의 pH 상태나 지립 농도 상태, 이물질 혼입 상태를 검출하는 센서로부터의 검출 정보나, 제1 센서(72) 및 제2 센서(73)로부터의 반사광의 검출 정보가 입력된다.

그리고, 제어 연산부(61)에서는, 각 센서로부터 입력된 필요 정보에 기초하여, 홈통관(10)의 실제 방향과, 홈통관(10)이 향해야 하는 방향을 판단한다. 그리고, 제어 연산부(61)는, 홈통관(10)의 실제 방향이, 홈통관(10)이 향해야 하는 방향에 일치할 때에는, 홈통관(10)을 회전시킬 필요가 없기 때문에 현재 상태를 유지한다.

한편, 홈통관(10)의 실제 방향이, 홈통관(10)이 향해야 하는 방향에 일치하지 않을 때에는, 제어 연산부(61)는, 회전 구동부(62)에 제어 지령을 입력하고 회전 구동부(62)를 동작시켜, 축방향(O)을 중심으로 홈통관(10)을 180° 회전시킨다.

여기서, 토출구(46)의 개구 중심(O1)은, 홈통관(10)의 회전 중심인 축방향(O)에 대하여 수평 방향으로 오프셋된 위치에 설정되어 있다. 이것에 의해, 홈통관(10)이 회전하면, 토출구(46)가 축방향(O)을 중심으로 선회하게 되고, 이 토출구(46)를 제1 분리구(56a) 또는 제2 분리구(56b) 중 어느 원하는 분리구에 대향시킬 수 있다. 그리고, 원하는 방향으로 연마제(K)를 배출할 수 있다.

[관 삽입 부분에 대한 간극 개재 작용]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 연마제(K)가 유출되는 배출구(23)가 형성된 배출관(2)의 선단(22)은, 홈통관(10)에 대하여 둘레 방향의 제1 간극(S1)을 통해 삽입되어 있다. 즉, 배출관(2)의 외주면(24)과 회전관(3)의 내주면(34) 및 유도관(4)의 내주면(44)의 사이에는 각각 공간(제1 간극(S1))이 생겨 있어, 배출관(2)과 홈통관(10)이 접촉하지 않는다. 그 때문에, 배출구(23)로부터 유출된 연마제(K)가 배출관(2)의 외주면(24)과 홈통관(10)의 내주면(회전관(3)의 내주면(34) 및 유도관(4)의 내주면(44))의 사이에 들어가더라도, 홈통관(10)이 배출관(2)에 대하여 고착되지는 않는다.

또한, 홈통관(10)을 형성하는 유도관(4)의 타단(42)은, 액 수용관(5)에 대하여 둘레 방향의 제2 간극(S2)을 통해 삽입되어 있다. 그 때문에, 유도관(4)의 외주면(43)과 액 수용관(5)의 내주면(5a) 사이에는 공간(제2 간극(S2))이 생겨 있어, 홈통관(10)과 액 수용관(5)이 접촉하지 않는다. 이것에 의해, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)가 홈통관(10)의 외주면(유도관(4)의 외주면(43))과 액 수용관(5)의 내주면(5a) 사이에 들어가더라도, 홈통관(10)이 액 수용관(5)에 대하여 고착되지는 않는다.

더구나, 이 처리액 전환 장치(1)에서는, 연마 장치(101)에 부착된 브래킷(111)과, 이 브래킷(111)에 지지된 베어링(110)으로 이루어진 유지 기구(30)가, 회전관(3)의 일단(31)의 외주면(33)을 회전 가능하게 유지하고 있다. 즉, 이 유지 기구(30)는, 홈통관(10)의 외주측에 배치되고, 액 수용관(5)의 외부에 설치되어 있다.

그 때문에, 이 유지 기구(30)의 베어링(110)은, 연마제(K)가 침입하기 어려운 위치에 배치되게 되고, 이 베어링(110)에 연마제(K)가 접촉하여 고착되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 홈통관(10)의 회전이 연마제(K)에 의해 저해되지 않고, 홈통관(10)의 회전 동작이 저해되는 것을 방지할 수 있다.

또, 홈통관(10)의 회전 동작이 저해되지 않기 때문에, 회전 제어부(6)의 회전 구동부(62)의 구동력을 필요 이상으로 높일 필요가 없어지고, 처리액 전환 장치의 대형화를 억제하여, 저렴한 장치로 할 수 있다. 또한, 베어링(110)에 연마제(K)가 접촉하지 않기 때문에, 건조한 연마제(K)가 파쇄되어 생기는 마모 분진이 발생하지 않는다. 그 때문에, 마모 분진을 원인으로 하는 웨이퍼(W)의 손상이나 크래시의 발생을 방지할 수 있다.

[복수관의 삽입 배치 작용]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 배출관(2)의 선단(22)이 회전관(3)에 삽입되고, 연마제(K)가 유출되는 배출구(23)는, 회전관(3)에 접속된 유도관(4)의 내부에서 연마제(K)를 배출한다. 또한, 유도관(4)의 타단(42)은 액 수용관(5)에 삽입되고, 유도관(4)에 유입된 연마제(K)가 유출되는 토출구(46)는, 액 수용관(5)의 내부에서 연마제(K)를 배출한다. 즉, 배출관(2)과 홈통관(10)과 액 수용관(5)이, 소위 포개지는 상자의 형태로 되어 있다.

그 때문에, 연마제(K)는, 처리액 전환 장치(1)의 외부에 노출되지 않고, 배출관(2)으로부터 제1 유출관(57a) 또는 제2 유출관(57b)으로 흘러갈 수 있다. 이것에 의해, 연마제(K)를 처리액 전환 장치(1)의 주위로 비산시키지 않기 때문에, 연마제(K)의 비산에 의한 연마 장치(101)나 처리액 전환 장치(1)의 주변의 오염을 방지할 수 있다.

또, 연마 장치(101)나 처리액 전환 장치(1)의 주변의 오염을 방지할 수 있기 때문에, 사용자에 의한 연마 장치(101)나 처리액 전환 장치(1) 주위의 청소 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 비산한 연마제(K)가 연마 장치(101)의 내부에 들어가는 것도 방지할 수 있기 때문에, 연마 장치(101)의 내부의 청정화를 도모하고, 건조한 연마제(K)에 의한 고장 리스크의 저감을 도모할 수 있다. 더구나, 연마제(K)를 비산시키지 않으므로, 비산에 따르는 연마제(K)의 손실을 해소할 수 있다.

[복수관의 동축 배치 작용]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 배출관(2)의 축방향(O)에 대하여, 홈통관(10) 및 액 수용관(5)이 모두 동축 상태로 되어 있다. 또한, 홈통관(10)은, 축방향(O)을 회전 중심으로 하여 회전하여 토출구(46)를 원하는 분리구에 대향시킨다.

그 때문에, 홈통관을 슬라이드 이동시킴으로써 토출구의 위치를 변경하는 장치와 비교하여, 처리액 전환 장치(1)의 점유 면적을 축소시킬 수 있고, 처리액 전환 장치(1)의 대형화를 억제할 수 있다. 그리고, 처리액 전환 장치(1)가 대형화하지 않음으로써, 소정 부지 내에서의 연마 장치의 설치대수를 향상시켜, 생산성의 향상에 공헌하는 것이 가능해진다.

또한, 유도관(4)을 슬라이드 이동시키는 장치와 같이, 홈통관이나 홈통관을 이동시키는 구동 장치의 가동 범위를 확보할 필요가 없기 때문에, 사용자의 작업 영역을 확대할 수 있고, 연마 장치(101)에 대한 웨이퍼(W)의 탈착 작업성을 개선할 수 있다.

[그 밖의 특징적 작용]

실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 액 수용관(5)의 타단(52)을 폐쇄하는 저면(53)에 축방향(O)을 따라서 기립한 구획벽(54)이 형성되고, 이 구획벽(54)에 의해, 액 수용관(5)의 내부 공간(H)이 제1 분리구(56a) 및 제2 분리구(56b)의 각각에 대하여 구획되어 있다. 그 때문에, 액 수용관(5) 내에 유입된 연마제(K)가, 토출구(46)가 대향하고 있는 분리구와는 반대의 분리구(예컨대, 토출구(46)가 제1 분리구(56a)에 대향하고 있을 때에는 제2 분리구(56b))를 향해 흘러버리는 것을 방지할 수 있어, 원하는 분리구를 향해 연마제(K)를 유도할 수 있다.

더구나, 실시예 1에서는, 액 수용관(5)의 저면(53)이, 구획벽(54)이 형성된 위치로부터 각 분리구(56a, 56b)로 향하는 내리막 구배가 되도록 경사져 있다. 그 때문에, 연마제(K)가 구획벽(54)을 타고 넘는 것이 방지되고, 연마제(K)는 원하는 분리구를 향해 더욱 강하게 유도된다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 유도관(4)의 외주면(43)에 홈통관(10)의 회전 위치를 나타내는 지시부(7)가 설치되어 있다. 그 때문에, 홈통관(10)의 방향을 용이하게 파악할 수 있고, 홈통관(10)의 회전 위치를 적절하게 제어하여, 원하는 분리구를 향해 연마제(K)를 적절하게 유도할 수 있다.

또, 실시예 1에서는, 지시부(7)가, 유도관(4)에 설치된 지시 막대(71)와, 이 지시 막대(71)에 대하여 센서광을 출사하는 제1, 제2 센서(72, 73)를 갖고 있다. 그 때문에, 홈통관(10)의 회전 위치를 자동적으로 검출할 수 있어, 홈통관(10)의 방향을 더욱 용이하게 파악할 수 있다.

그리고, 실시예 1에서는, 토출구(46)가 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여 평행한 방향을 향해 개방되고, 수직 방향의 하측을 향해 있다. 그 때문에, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)는, 토출구(46)로부터 수직 방향 하측으로 흘러가기 때문에, 이 연마제(K)가 유도관(4)의 외주면(43)측으로 돌아 들어가기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 유도관(4)의 외주면(43)과 액 수용관(5)의 내주면(5a) 사이에 연마제(K)가 들어가는 것을 억제할 수 있다.

또, 토출구(46)의 둘레 가장자리에는, 홈통관(10)의 축방향(O)을 따라서 기립한 주위벽(46a)이 형성되어 있다. 그 때문에, 주위벽(46a)에 의해 연마제(K)의 흐름 방향이 규제되고, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)가 돌아 들어가는 것을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)는, 유도관(4)의 타단(42)에 설치된 차폐판(45)의 법선 방향이, 홈통관(10)의 축방향(O)에 대하여 경사지고, 유도관(4)의 타단(42)은, 소위 경사 절단 원기둥 형상을 나타내고 있다. 그리고, 차폐판(45)의 경사가 토출구(46)로 향하는 내리막 구배로 형성되고, 토출구(46)는, 경사 절단 원기둥 형상의 유도관(4)의 타단(42)의 관선단에 형성되어 있다.

이것에 의해, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)가 차폐판(45)의 외측에 부착되더라도, 유도관(4)의 외주면(43)측까지 돌아 들어가는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 연마제(K)가, 유도관(4)의 외주면(43)과 액 수용관(5)의 내주면(5a) 사이에 들어가는 것을 더욱 억제할 수 있다.

그리고, 실시예 1에서는, 액 수용관(5)의 수용구(55)에 고리형의 덮개 부재(58)가 설치되고, 이 덮개 부재(58)에 의해 제2 간극(S2)을 덮고 있다. 그 때문에, 토출구(46)로부터 유출된 연마제(K)가 액 수용관(5)의 내부에서 비산하여, 제2 간극(S2)에 연마제(K)의 비말이 들어가더라도, 수용구(55)로부터 처리액 전환 장치(1)의 외부로 연마제(K)의 비말이 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 연마 장치(101)나 처리액 전환 장치(1)의 주변의 오염을 더욱 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 처리액 전환 장치를 실시예 1에 기초하여 설명했지만, 구체적인 구성에 관해서는, 이 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

실시예 1의 연마 장치(101)는, 웨이퍼(W)의 편면(片面)만을 연마하는 편면 연마 장치이지만, 이것에 한정되지 않는다. 양면 연마 장치, 단부면 연마 장치, 편면 연삭 장치, 양면 연삭 장치, 단부면 연삭 장치 등의 웨이퍼(W)의 표면을 연마 또는 연삭하는 연마 장치 또는 연삭 장치이면 된다.

또한, 실시예 1에서는, 처리액 전환 장치(1)를 연마 장치(101)에 적용하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 처리액 전환 장치(1)를 워크의 에칭이나 세정 등을 행하는 장치에 적용해도 좋다.

또한, 실시예 1에서는, 처리액 전환 장치(1)를 연마 장치(101)에 적용하여 연마제(K)를 분리하는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 분리되는 처리액은, 워크를 처리하는 액체이면 되기 때문에, 예컨대 처리액 전환 장치(1)를 워크의 에칭이나 세정 등을 행하는 장치에 적용했을 때에는, 이들 장치에서 사용한 처리액을 분리해도 좋다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 홈통관(10)이, 회전관(3) 및 유도관(4)에 의해 형성되는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 회전관(3)과 유도관(4)을 일체 성형하고, 하나의 관부재에 의해 홈통관(10)을 형성해도 좋다. 또한, 다수(3개 이상)의 관부재를 연결함으로써 홈통관(10)을 형성해도 좋다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 액 수용관(5)이 한 쌍의 분리구(제1 분리구(56a), 제2 분리구(56b))를 가지며, 제1 유출관(57a)으로 흐르는 연마제(K)와, 제2 유출관(57b)으로 흐르는 연마제(K)를 분리하는 예를 나타냈다. 그러나, 액 수용관(5)에 형성되는 분리구의 수는 임의로 설정할 수 있고, 3개 이상이어도 좋다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 토출구(46)의 형상은, 유도관(4)의 가장자리를 따르며 평면도에서 보아 궁형을 나타내고 있는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 원형이나 사각형 등, 처리액을 배출할 수 있는 형상이면 된다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 토출구(46)가 축방향(O)에 대하여 평행한 방향(수직 방향 하측)을 향해 개방되는 예를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 토출구(46)를, 예컨대 축방향(O)에 대하여 경사진 방향(예컨대, 비스듬히 하측)을 향해 개방시켜도 좋다. 또, 주위벽(46a)에 관해서도, 형성하지 않아도 좋다.

그리고, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 한 쌍의 분리구(제1 분리구(56a), 제2 분리구(56b))가 각각 액 수용관(5)의 둘레면에 형성되고, 서로 대향하고 있는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 분리구(56a)를 저면(53)에 형성하여 축방향(O)으로 개방시키고, 제2 분리구(56b)를 둘레면에 형성하여 직경 방향으로 개방시켜도 좋다.

또한, 액 수용관(5)의 내부에는, 구획벽(54)을 형성하지 않아도 좋다. 또한, 액 수용관(5)의 저면(53)을 평탄한 면으로 형성해도 좋다.

그리고, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 회전 제어부(6)를 구비하고, 제어 연산부(61)로부터의 제어 지령을 회전 구동부(62)에 입력하여, 자동적으로 회전관(3)을 회전시킴으로써 홈통관(10)을 회전시키는 예를 나타냈다. 그러나, 회전 제어부(6)의 회전 구동부(62)를 유도관(4)에 기계적으로 연결하고, 유도관(4)을 회전시킴으로써 홈통관(10)을 회전시켜도 좋다. 또한, 회전 구동부(62)는 예컨대 모터나 실린더 등, 동력을 얻을 수 있는 액추에이터이면 되고, 또한 홈통관(10)의 회전은 사용자에 의해 수동으로 행해도 좋다. 또, 수동에 의해 홈통관(10)을 회전시키는 경우에는, 지시 막대(71)를 이용하거나 하여 홈통관(10)을 회전시켜도 좋다.

또한, 실시예 1의 처리액 전환 장치(1)에서는, 지시부(7)는, 지시 막대(71)와 같이 홈통관(10)의 외주면으로부터 돌출되어, 제1 센서(72) 또는 제2 센서(73)로부터 조사된 센서광을 반사하는 예를 나타냈다. 그러나, 지시부(7)는, 지시 막대(71)와 같이 돌출되어 있을 필요는 없고, 예컨대 홈통관(10)의 외주면에 착색하거나 표시하거나 함으로써 설치해도 좋다. 또한, 센서는, 광센서 이외의 자기 센서나 리미트 스위치 등, 검지할 수 있는 센서이면 된다. 또한, 센서를 설치하지 않아도 좋고, 카메라나 육안 확인 등의 식별 수단으로 회전 방향의 위치를 판단해도 좋다. 또한, 구동원의 위치 결정 제어를 이용하여 회전 방향의 위치를 판단해도 좋다. 어떻든, 홈통관(10)의 회전 방향의 위치를 외부에서 파악할 수 있으면 된다.

1 : 처리액 전환 장치 2 : 배출관
3 : 회전관 4 : 유도관
5 : 액 수용관 5a : 내주면
7 : 지시부 10 : 홈통관
21 : 일단 22 : 선단
23 : 배출구 30 : 유지 기구
31 : 일단 32 : 선단
41 : 일단 42 : 타단
45 : 차폐판 46 : 토출구
51 : 일단 52 : 타단
54 : 구획벽 55 : 수용구
56a : 제1 분리구 56b : 제2 분리구
58 : 덮개 부재 101 : 연마 장치
H : 내부 공간 O : 축방향
O1 : 개구 중심 S1 : 제1 간극
S2 : 제2 간극

Claims

선단에 형성된 배출구로부터 처리액을 배출하는 배출관과,
일단에 상기 배출관의 선단이 둘레 방향의 제1 간극을 통해 삽입되고, 타단에 상기 처리액을 배출하는 토출구가 형성되며, 상기 배출관의 축방향을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 유지된 홈통관과,
상기 홈통관의 타단이 둘레 방향의 제2 간극을 통해 삽입되고 상기 배출관에 대하여 동축 상태로 유지된 수용구를 일단에 가지며, 타단에 복수의 분리구를 갖는 액 수용관
을 구비하고, 상기 토출구는, 개구 중심이 상기 홈통관의 회전 중심에 대하여 오프셋된 위치에 설정되고,
상기 홈통관을 회전 가능하게 유지하는 유지 기구는, 상기 홈통관의 외주측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.
제1항에 있어서, 상기 액 수용관의 내부에는, 상기 액 수용관의 내부 공간을 상기 복수의 분리구에 대하여 구획하는 구획벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 홈통관에는, 상기 홈통관의 회전 방향의 위치를 나타내는 지시부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출구는, 상기 홈통관의 축방향에 대하여 평행한 방향을 향해 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈통관의 타단에는, 상기 토출구가 형성된 차폐판이 설치되며,
상기 차폐판은, 법선 방향이 상기 홈통관의 축방향에 대하여 경사지고,
상기 차폐판의 경사는, 상기 토출구로 향하는 내리막 구배로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수용구에는, 상기 제2 간극을 덮는 고리형의 덮개 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 처리액 전환 장치.