KR20150102998A - 처리 장치와 그 배기 전환 장치 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스 - Google Patents

Abstract

1계통의 배기 라인을 1개의 전환 밸브에 의해 개폐하고, 배기량과 대기측 릴리프 밸브의 도입량의 밸런스를 유지하여, 전환 밸브 작동 시의 압력 변동을 작게 할 수 있는 동시에, 복수 종류의 처리 유체를 사용하는 2전환이나 3전환의 경우에는, 복수의 개별 배기관을 병렬로 배관하고, 세정 처리에 사용중인 1계통만을 개방하고, 그 외는 폐쇄하는 조작에 의해 처리실 내의 압력 변동을 작게 할 수 있고, 또한 부품의 공통화도 도모하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 복수 종류의 처리 유체에 의해 처리실(2) 내의 피처리체를 처리하는 처리 장치(1)에 있어서, 상기 처리실(2) 내와 접속된 배기관(4)에 배기 전환 유닛(3)을 설치하고, 이 배기 전환 유닛(3)은, 분배 박스(8)와 전환 밸브 박스(9)와 배기통(12)으로 이루어지고, 상기 처리 유체에 대응한 개수의 전환 밸브 박스(9)를 상기 분배 박스(8)에 병렬 상태로 접속하여 구성한 처리 장치로 했다.

Description

처리 장치와 그 배기 전환 장치 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스{TREATMENT DEVICE, EXHAUST SWITCHING DEVICE THEREFOR, EXHAUST SWITCHING UNIT AND SWITCHING VALVE BOX}

본 발명은, 처리 장치와 그 배기 전환 장치, 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스에 관한 것이며, 특히, 처리 대상이 되는 피(被)처리체에는, 반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기(磁氣) 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양 전지용 기판 등의 피처리체가 포함되는 처리 장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼나 액정 표시 패널용 유리 기판 등의 피처리체에 고도로 청정화한 표면이 요구되므로, 다양한 방법에 의해 피처리체 표면의 웨트 처리가 행해지고 있다. 웨트 처리 방법은, 복수의 피처리체를 동시에 처리하는 배치식(batch type) 및 원 버스식, 1매씩 피처리체를 처리하는 매엽식(枚葉式)으로 크게 나눌 수가 있다. 배치식 처리에 있어서는, 1개의 처리 약액에1개의 처리조를 구비하고, 복수의 피처리체로 이루어지는 배치(batch)를 순차적으로 각각의 처리조에 침지(浸漬)시켜 연속하여 처리를 행하는 것이며, 원 버스식의 처리 방법은, 처리조 중에 배치를 넣고, 동일한 처리조로의 처리 약액의 주입과 배출을 반복함으로써 처리를 행하는 것이다. 이에 대하여, 매엽식 처리는, 피처리체 1매마다 처리 약액을 공급하여 처리를 행하는 것이며, 배치식 및 원 버스식의 세정보다 우수한 처리 효과를 얻을 수 있다.

종래, 피처리체의 처리는, 양산성이 우수한 배치식 또는 원 버스식의 처리 장치에 의해 행해지고, 미립자 및 금속 불순물의 저감이 도모되어 있었다. 그러나, 최근의 피처리체의 대형 구경화, 및 처리 후의 피처리체의 표면의 청정도에 대한 요구의 높아짐에 의해, 보다 우수한 처리 효과를 얻을 수 있는 매엽식의 처리 장치가 사용되도록 되고 있다.

매엽식의 처리 장치로서는, 피처리체를 회전시키면서 처리 약액을 공급하여 피처리체의 표면을 처리하는 회전식의 처리 장치가 있다. 이와 같은 처리 장치는, 처리실 내에 피처리체를 유지하여 회전하는 유지 부재를 구비하고, 처리실의 상부에 설치한 노즐로부터 처리 유체(流體)를 회전하는 피처리체에 공급하여 피처리체 표면을 처리하고 있다. 피처리체의 표면에 공급된 처리 유체는, 피처리체가 회전하고 있는 것에 따른 원심력(遠心力)에 의해 피처리체의 표면의 전체에 널리 퍼져, 표면을 처리한 후, 외측으로 뿌리쳐져 비산(飛散)된다. 그러므로, 피처리체를 유지하여 회전하는 유지 부재의 주위에는, 비산된 처리 유체를 회수하기 위한 컵을 설치하고, 컵의 바닥부에는 회수한 처리 유체를 처리실의 외부로 배출하는 배출관이 접속되어 있다. 또한, 처리 기간에는, 외부로부터 처리실 내에 클린 에어를 공급하고, 그 에어를 유지 부재와 컵의 간극을 통하여 컵의 저벽에 설치한 배기관으로부터 처리실 밖으로 배기함으로써 컵 내에 존재하는 처리 유체의 증발 가스나 미스트(mist)를 처리실 밖으로 배출하여, 피처리체의 표면에 미립자가 부착되는 것을 방지하고 있다.

이와 같은 처리에서의 처리 유체로서는, 산성 약액, 알칼리성 약액, 유기 용제 등이 사용되고 있고, 피처리체에는 처리에 따른 처리 유체가 선택적으로 공급된다. 이 경우, 유지 부재에 유지된 피처리체에 상이한 종류의 처리 유체가 순차적으로 공급되게 되지만, 첫번째로 산성 약액이 공급되고, 두번째로 알칼리성 약액이 공급되고, 3번째로 유기 용제가 공급된다고 하는 것과 같은 경우에는, 각각의 처리 유체의 배기가 각각 상이한 배기 처리 설비에 의해 처리되는 것을 필요로 한다. 그러므로, 이와 같은 처리 장치에 있어서는, 처리실로부터는 공통의 배기관에 의해 배기를 행하고, 그 후, 상기 공통의 배기관을 처리 유체의 종류마다의 개별 배기관으로 분기함으로써, 처리실로부터 배출된 처리 유체의 증발 가스나 미스트를 각각의 처리 유체에 대응한 배기 처리 설비로 인도할 수 있도록 하고 있다.

매엽식의 처리 장치는, 한번에 1매의 피처리체 밖에 처리할 수 없으므로, 처리 장치 1대마다의 단위 시간당의 처리 능력이 배치식 등의 처리 장치보다 낮다. 그러므로, 복수 대의 처리 장치를 모아서 설치하고, 공통의 반송 기구를 사용하여 각각의 처리 장치의 처리실로 피처리체를 반송하고, 복수 개의 피처리체를 병행 처리함으로써, 단위 시간당의 처리 능력을 향상시키고 있다.

이와 같은 처리 장치에서는, 처리실의 공통의 배기관으로부터 분기된 각각의 개별 배기관은, 하류측에서 같은 처리 유체마다의 집합 배기관에 각각 접속되고, 이 집합 배기관의 하류단이 각각의 처리 유체마다 적합한 배기 처리 설비로 인도되어 있다. 또한, 처리실의 공통의 배기관으로부터 분기된 개별 배기관에는 밸브가 형성되어 있고, 처리실에 공급되는 처리 유체의 종류에 대응하여 개폐가 행해진다. 예를 들면, 산성 약액에 의해 처리가 행해지고 있는 경우에는, 산성 약액의 증발 가스나 미스트를 배출하는 개별 배기관의 밸브만을 개방하고, 다른 처리 유체의 증발 가스나 미스트를 배출하는 개별 배기관의 밸브를 폐지(閉止)한다.

또한, 이와 같은 처리 장치에서는, 모든 처리실이 동기하여 동일한 처리 유체에 의한 처리를 행하는 것에 한정되지 않고, 어떤 처리실에서는 산성 약액에 의한 처리가 행해지고, 다른 처리실에서는 알칼리성 약액에 의한 처리가 행해지고, 다른 처리실에서는 유기 용제에 의한 처리가 행해지는 것처럼, 각각의 처리실에서의 처리 내용이 상이한 것이 통상이다. 이에 대하여, 각각의 처리실로부터의 개별 배기관에 접속된 집합 배기관의 배기량은 일정하므로, 각각의 처리실에 접속된 개별 배기관의 밸브가 처리 내용에 따라 개폐되는 것에 의해 집합 배기관과 연통되는 처리실의 수가 변동되면, 그 집합 배기관과 연통되어 있는 처리실 내의 배기압이 변동되게 된다.

즉, 집합 배기관과 연통되는 처리실의 수가 감소하면, 집합 배기관과 연통되어 있는 처리실 내의 배기압은 증대하고, 또한 집합 배기관과 연통되는 처리실의 수가 증가하면, 집합 배기관과 연통되는 처리실 내의 배기압은 감소하게 된다. 종래의 처리 장치에서는, 이 처리실 내의 배기압의 변동에 의해, 처리실 내의 증발 가스나 미스트의 배출이 불충분해져, 피처리체의 표면에 미립자가 부착된다는 문제가 있었다. 이와 같은 문제에 대처하기 위해, 특허 문헌 1의 기판 처리 장치가 제안되어 있다.

동 문헌에는, 1개의 처리실에서의 처리 상황에 따라 다른 처리실의 배기압이 크게 변동되지 않아, 배기압의 변동에 따르는 웨이퍼로의 미립자의 부착을 억제할 수 있는 기판 처리 장치가 기재되어 있다.

이 기판 처리 장치에서는, 처리실로부터의 배기는 공통의 배기관에 의해 배기 도입실(導入室)로 인도되고, 배기 도입실을 통하여 개별 배기관으로 분기되지만, 배기 도입실은 연통공을 통하여 각각의 개별 배기관과 접속되어 있고, 배기 도입실 내에 형성된 연통공을 가지는 회전 부재가 회동함으로써 개별 배기관 중 어느 하나와 연통되는 연통공을 개방하고, 배기 연통실과 개별 배기관을 연통시키도록 되어 있다. 또한, 각각의 개별 배기관은, 배기 연통실과의 연통구와는 별도로 개방구를 가지고 있고, 회전 부재와 함께 회동(回動)하는 차단 부재에 의해, 배기 연통실과 연통되어 있는 개별 배기관의 개방구를 폐색하는 동시에, 배기 연통실과 연통되어 있지 않은 개별 배기관의 개방구를 개방하고, 개방된 개방구로부터 공기를 도입하여 집합 배기관에 외기를 공급함으로써, 다른 처리실 내의 배기압이 크게 변동되는 것을 방지하고 있다.

일본 공개특허 제2011―204933호 공보

동 문헌의 기판 처리 장치에서는, 배기 덕트(duct)를 전환할 때 전환 밸브의 개구 면적이나 배기 유량(流量)의 변화가 크고, 그러므로, 배기압이 변동되어 미립자를 발생하고, 피처리체를 오염시키는 문제를 여전히 가지는 동시에, 전환 밸브 구조가 2전환용 또는 3전환용의 전용(專用) 구조이므로 공통화할 수 없고, 또한 배기 도입실의 연통공에 복수의 개별 배관을 접속하여 배기 전환기를 구성할 필요가 있고, 이 작업이 복잡하므로, 기판 처리 장치의 조립이 번거롭다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발한 것이며, 배기 라인을 전환 밸브에 의해 개폐하고, 배기량과 대기측 릴리프(relief) 밸브의 도입량(導入量)의 밸런스를 유지하여, 전환 밸브 작동 시의 압력 변동을 작게 할 수 있는 동시에, 처리 유체에 산성 약액, 알칼리성 약액 및 유기 용제를 사용하는 2전환이나 3전환 또는 그 외의 개수의 전환의 경우에는, 복수의 개별 배기관을 병렬로 배관하고, 세정 처리에 사용중인 처리 유체의 증발 가스나 미스트를 배기하는 1계통만을 개방하고, 그 외는 폐쇄하는 조작에 의해 처리실 내의 압력 변동을 작게 할 수 있고, 또한 부품의 공통화도 가능하게 한 처리 장치와 그 배기 전환 장치 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 제1항에 관한 발명은, 복수 종류의 처리 유체에 의해 처리실 내의 피처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내와 접속된 배기관에 배기 전환 유닛을 설치하고, 이 배기 전환 유닛은, 분배 박스와 전환 밸브 박스와 배기통으로 이루어지고, 상기 처리 유체에 대응한 개수의 전환 밸브 박스를 상기 분배 박스에 병렬 상태로 접속한 처리 장치이다.

제2항에 관한 발명은, 적층 상태의 복수의 처리실에 개별적으로 접속관을 통하여 접속한 배기 전환 유닛을 다단 상태로 내장하여 배기 전환 장치를 구성하고, 이 배기 전환 장치의 다단의 전환 밸브 박스에는, 대응한 종류의 처리 유체를 배기하기 위한 배기통을 동렬(同列)의 전환 밸브 박스에 접속한 처리 장치이다.

제3항에 관한 발명은, 일측에 접속부를 가지는 분배 박스의 타측에 복수의 전환 밸브 박스를 병렬 상태로 접속하고, 이 전환 밸브 박스에는, 배기 방향으로 스윙하는 전환 밸브와 배기 방향과 교차하는 방향으로 대기를 도입하는 릴리프 밸브를 설치하고, 이 전환 밸브 박스의 배기 방향의 단부(端部)에 배기통을 설치하여 배기 전환 유닛을 구성하고, 이 배기 전환 유닛을 적절한 유지체로 적층 상태로 다단으로 구성한 배기 전환 장치이다.

제4항에 관한 발명은, 일측에 배기관 접속용의 플랜지를 가지는 접속관과 타측에 전환 밸브 박스 접속용의 플랜지를 설치한 가로로 긴 단면(斷面) 직사각형의 분배 박스와, 일측에 분배 박스와 접속되는 플랜지와 타측에 배기통과 접속하는 플랜지를 가지는 전환 밸브 박스와, 이 전환 밸브 박스와 접속되는 배기통으로 이루어지고, 상기 전환 밸브 박스에는, 전환 밸브와 대기 도입용(導入用)의 릴리프 밸브를 설치한 배기 전환 유닛이다.

제5항에 관한 발명은, 1차측에 배기 덕트를 설치한 박스 본체의 배기 방향과 교차하는 방향으로 대기 도입용의 대기 도입 덕트를 설치하고, 상기 박스 본체의 유입측에 스윙식의 전환 밸브를 설치하고, 이 전환 밸브로 상기 배기 덕트와 상기 대기 도입 덕트를 교호적(交互的)으로 개폐 가능하게 설치하고, 상기 도입 덕트에는, 덕트 개구 면적을 개폐하는 셔터를 설치하고, 이 셔터의 상류측에 스윙식의 릴리프 밸브를 설치한 전환 밸브 박스이다.

제6항에 관한 발명은, 셔터는, 2분할의 판형 부재를 양측 개방으로 함으로써 전폐(全閉)로부터 전개(全開)까지 개폐하여 개구 면적을 조정하도록 한 전환 밸브 박스이다.

제7항에 관한 발명은, 박스 본체의 유출 측에 미스트 트랩(mist trap)을 착탈(着脫) 가능하게 배치한 전환 밸브 박스이다.

제8항에 관한 발명은, 전환 밸브는, 로터리 액추에이터에 의해 대략 90°의 범위로 회동 가능하게 설치하고 상기 전환 밸브를 스윙식으로 개폐시킨 전환 밸브 박스이다.

제1항에 관한 발명에 의하면, 분배 박스에 처리 유체의 종류에 대응한 복수의 전환 밸브 박스를 병렬 상태로 접속하는 동시에, 상기 복수의 전환 밸브 박스에 배기통을 접속함으로써 구성한 배기 전환 유닛을, 처리실 내와 접속된 공통의 배기관에 접속하여 처리 장치를 구성하고 있으므로, 세정 처리를 실시하고 있는 처리실로부터의 처리 유체의 증발 가스나 미스트를 배출하는 1계통만을 개방하고, 다른 계통은 폐쇄하여 두는 것이 가능하므로, 전환 밸브 작동 시의 처리실 내의 배기압 변동을 작게 하여, 피처리체의 표면에의 미립자의 부착을 방지할 수 있는 처리 장치를 실현할 수 있다. 또한, 전환 밸브 박스는 동일 구조로 공통화되어 있고, 처리 유체의 종류에 대응한 복수의 전환 밸브 박스를 병렬 상태로 접속하여 배기 전환 유닛을 구성하므로, 처리 장치의 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 조립이 용이하이며 작업성이 우수하다.

제2항에 관한 발명에 의하면, 적층 상태의 복수의 처리실에, 배기 전환 유닛을 다단 상태로 내장하고, 대응한 종류의 처리 유체를 배기하기 위한 배기통을 동렬의 전환 밸브 박스에 접속한 배기 전환 장치를, 개별적인 공통의 배기관을 통하여 접속함으로써 처리 장치를 구성하고 있으므로, 큰 처리 능력을 가지는 처리 장치를 간단하고, 또한 공간을 유효하게 이용한 작은 스페이스로 구성할 수 있다.

제3항에 관한 발명에 의하면, 일측에 공통의 배기관과의 접속부를 가지는 분배 박스의 타측에, 배기 덕트 및 대기 도입 덕트 개폐용의 전환 밸브와 대기 도입용의 릴리프 밸브를 구비한 복수의 전환 밸브 박스를 병렬 상태로 접속하고, 이 전환 밸브 박스의 배기 방향의 단부에 배기통을 접속함으로써, 하나의 처리실에 대응하는 밸브 전환 시의 배기압 변동을 방지할 수 있는 배기 전환 유닛을 구성하고, 이 배기 전환 유닛을 적절한 유지체에 의해 적층 상태로 다단으로 유지함으로써, 적층 상태로 다단으로 배치된 복수의 처리실에 대응하는 배기 전환 장치를 간단하게 구성할 수 있다. 또한, 적절한 유지체에 의해 배기 전환 유닛을 적층 상태로 다단으로 유지한 배기 전환 장치를 사전에 준비하여 두고, 처리 장치의 조립 현장에 반입하여, 적층 상태로 다단으로 배치된 복수의 처리실과 접속함으로써, 처리 장치의 조립이 극히 용이하게 된다. 또한 유지체의 적층 단수(段數; number of stage)를 증가시켜 처리실과 배기 전환 장치를 쌓아감으로써, 처리 장치의 처리 능력을 더욱 향상시키는 것도 용이하게 행할 수 있다.

제4항에 관한 발명에 의하면, 처리실 내에서 사용하는 처리 유체의 종류마다 배기를 처리 장치의 밖으로 배출하는 배기 계통을 구성하는데 있어서, 분배 박스와 처리 유체의 종류에 따른 복수의 전환 밸브 박스와, 각 전환 밸브 박스에 대응하는 배기통을 각각에 설치한 플랜지에 의해 접속하는 것만으로, 복잡한 배관 작업을 행하지 않고, 처리실로부터의 배기를 처리 유체의 종류마다 나누어 배출하는 배기 전환 유닛을 간단하게 구성할 수 있다. 또한, 분배 박스는 단면이 직사각형이므로, 소형으로도 큰 유로(流路) 단면적(斷面績)을 확보할 수 있는 동시에, 취급 및 배기 전환 장치의 구성이 용이하다. 전환 밸브 박스는, 배기 덕트, 대기 도입 덕트를 교호적으로 개폐하는 전환 밸브와 대기 도입용의 릴리프 밸브를 구비하고 있으므로, 전환 밸브의 개폐에 대응하여 대기 도입용의 릴리프 밸브가 개폐하여 대기를 도입함으로써, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 배기통에 접속되어 있는 다른 처리실 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

제5항에 관한 발명에 의하면, 전환 밸브 박스의 유입측에 배기 덕트를 개폐하는 스윙식의 전환 밸브를 설치하고, 또한 상기 박스 본체의 배기 방향과 교차하는 방향에 대기 도입용 덕트를 설치하는 동시에, 상기 덕트의 외부 위치에 대기 도입용의 릴리프 밸브를 설치하고 있으므로, 처리실 내에서의 처리 상황에 따라서 전환 밸브로 배기 덕트를 개폐할 수 있을 뿐 아니라, 전환 밸브가 배기 유로를 폐쇄하는 위치에 있는 경우에는, 배기통의 흡인에 의해 전환 밸브 박스 내가 부압(負壓)으로 되므로, 릴리프 밸브가 자동적으로 내측으로 개방됨으로써 대기가 내부에 도입되므로, 대기 도입용 덕트에 설치한 셔터의 개구 면적을 적절히 조정하여 둠으로써, 전환 밸브가 배기 유로를 개방하는 위치에 있었던 경우와 같은 양의 대기를 대기 도입용 덕트로부터 입수하여 배기통에 공급할 수 있어, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 배기통에 접속되어 있는 다른 처리실 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다. 또한, 처리실 내에서의 처리 상황에 따라, 전환 밸브가 배기 덕트를 개방하는 위치에 있을 때는, 대기 도입용 덕트가 전환 밸브에 의해 폐쇄되므로, 릴리프 밸브는 배기통의 흡인에 의한 부압의 영향을 받지 않게 되어, 자동적으로 대기의 받아들임을 정지하므로, 배기통에는 처리실로부터의 배기만이 공급되고, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 배기통에 접속되어 있는 다른 처리실 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

제6항에 관한 발명에 의하면, 셔터의 2분할의 판형 부재의 개도(開度)를 변경하여 대기 도입 덕트의 개구 면적을 조정함으로써, 전환 밸브가 배기 유로를 폐쇄하는 위치에 있을 때, 대기 도입용의 릴리프 밸브로부터 전환 밸브 박스 내에 받아들여지는 대기의 도입량을 전환 밸브가 배기 유로를 개방하는 위치에 있을 때의 배기량에 따라, 또는 전체의 배기 밸런스에 따라 같은 양으로 조정하고, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 배기통에 접속되어 있는 다른 처리실 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

제7항에 관한 발명에 의하면, 처리실 내로부터 처리 유체의 배기와 함께 배출되어 온 처리 유체의 미스트를 처리 유체의 배기로부터 분리하여 전환 밸브 박스 내에 포집(捕集)할 수 있으므로, 처리 유체의 미스트가 전환 밸브 박스보다 하류에 도달하지 않아, 처리 장치의 정비 작업이 용이하게 된다. 또한, 전환 밸브가 스윙할 때, 전환 밸브와 미스트 트랩에 의해, 배기 덕트 및 대기 도입 덕트의 유로 면적보다 큰 중간 유로를 형성함으로써 전환 밸브 박스 내의 유량 변화를 작게 하여, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 처리실 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

제8항에 관한 발명에 의하면, 전환 밸브를 로터리 액추에이터에 의해 대략 90°회동시켜 배기 덕트와 대기 도입 덕트를 교호적으로 개폐하고, 배기 덕트를 개방하여 배기를 흐르게 할 때는 대기 도입 덕트를 폐쇄하여 대기를 도입하지 않고, 배기 덕트를 폐쇄하여 배기를 흐르게 하지 않을 때는 대기 도입 덕트를 개방하여 대기를 도입함으로써, 전환 밸브 박스를 흐르는 배기량과 대기 도입량의 밸런스를 유지하여, 그 전환 밸브 박스가 접속되어 있는 배기통에 접속되어 있는 다른 처리실 내의 배기 압력의 변동을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에서의 처리 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에서의 배기 전환 장치의 평면을 나타낸 모식도이다.
도 3은 상기 배기 전환 장치의 측단면(側斷面)을 나타낸 모식도이다.
도 4는 상기 배기 전환 장치의 배기 계통을 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명에서의 배기 유닛이 적층 상태로 유지체에 탑재되고, 배기 전환 장치를 구성한 상태의 측면도이다.
도 6은 상기 배기 유닛이 적층 상태로 유지체에 탑재되고, 배기 전환 장치를 구성한 상태의 평면도이다.
도 7은 본 발명에서의 전환 밸브 박스의 종단면도이다.
도 8은 상기 전환 밸브 박스의 일부 부품을 분리해 낸 상태의 평면도이다.
도 9는 상기 전환 밸브 박스의 내부를 하류측으로부터 본 상태를 나타낸 측면도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을, 예를 들면, 반도체 웨이퍼를 세정하는 경우의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명에서의 처리 장치(1)의 구성을 개념적으로 나타내고 있다. 이 처리 장치(1)는, 처리 유체로서 산성 약액, 알칼리성 약액, 유기 용제를 사용하여 1매씩 반도체 웨이퍼의 표면을 세정하여, 불순물을 제거하기 위한 장치이다.

이 처리 장치(1)는, 반도체 웨이퍼를 세정하는 처리실(챔버)(2)과, 처리실(2) 내에서 사용하는 처리 유체에 대응하여 처리실(2)로부터의 배기의 배출처를 전환하는 배기 전환 유닛(3)을 공통의 배기관(4)과 접속하여 구성되어 있다. 또한, 배기관(4)의 도중에는 기액(氣液) 분리기(5)가 형성되어 있고, 처리실(2)로부터의 배기에 포함되는 처리 유체를 분리하고 있다. 배기 전환 유닛(3)을 경유한 배기는, 배기 처리 설비(6)로 보내져 처리된다.

도 2는 상면으로부터 본 배기 전환 유닛(3)의 구성을, 도 3은 배기 전환 유닛(3)을 다단 상태로 내장한 배기 전환 장치(7)의 측단면을 모식적으로 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서의 배기 전환 유닛(3)은, 수지 재료로 형성되어 있고, 유닛(3)의 내부를 확인 가능하도록 투명 또는 반투명으로 제조하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 배기 전환 유닛(3)은, 분배 박스(8)에 처리 유체의 종류에 대응하는 복수의 전환 밸브 박스(9)를 병렬 상태로 접속하고, 각 전환 밸브 박스(9)의 분배 박스(8)에 접속한 측의 단부(10)와는 반대측의 단부(11)에 배기통(12)을 접속하여 구성하고 있다.

분배 박스(8)는, 가로로 긴 단면 직사각형으로 구성되어 있고, 일측에 배기관(4)과의 접속부(13)를 가지고, 타측에는 사용할 처리 유체의 종류에 대응한 복수의 전환 밸브 박스(9)를 병렬 상태로 접속하는 접속부(14)를 가지고 있다. 분배 박스(8)는, 단면이 직사각형으로 구성되어 있으므로, 단면 원형상으로 구성한 경우와 비교하면, 동일한 외형 치수에서는 유로 단면적을 크게 확보할 수 있는 동시에, 취급 및 배기 전환 유닛(3)의 구성이 용이하다. 또한, 분배 박스(8)는, 내부에 접속부(13)와 복수의 접속부(14)를 연통시키는 유로를 가지고 있고, 처리실(2)로부터 배기관(4)을 통하여 도입된 배기(15)를 각 전환 밸브 박스(9)로 인도할 수 있다.

전환 밸브 박스(9)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 내부에 배기 방향으로 스윙하는 전환 밸브(16)와, 대기(17)를 도입하는 릴리프 밸브(18)를 배기 방향과 교차하는 방향으로 설치하고 있고, 일측의 단부(10)를 분배 박스(8)의 접속부(14)에 접속하는 동시에, 배기 방향의 단부(11)를 배기통(12)에 접속되어 있다.

배기통(12)은, 접속하고 있는 전환 밸브 박스(9)로부터 공급되는 배기(15)를 도시하지 않은 배기 처리 설비(6)로 인도하고 있다.

이상과 같이 구성된 배기 전환 유닛(3)에서는, 처치실(2)로부터의 배기(15)는, 분배 박스(8)에 병렬 상태로 접속된 복수의 전환 밸브 박스(9)까지 도달하지만, 처리실(2) 내에서 사용되고 있지 않은 처리 유체에 대응하는 전환 밸브 박스(9)의 전환 밸브(16)는 배기 흐름을 폐지하는 위치에 있으므로, 배기(15)는 그 전환 밸브 박스(9)에 유입(流入)될 수 없다. 한편, 처리실(2) 내에서 사용되고 있는 처리 유체에 대응하는 전환 밸브 박스(9)의 전환 밸브(16)는 배기의 흐름을 개방하는 위치에 있으므로, 배기(15)는 그 전환 밸브 박스(9)에 유입되고, 그 전환 밸브 박스(9)에 접속된 배기통(12)을 경유하고, 그 처리 유체용의 배기 처리 설비(6)로 인도된다.

또한, 전환 밸브(16)가 배기 유로를 폐지하는 위치에 있는 전환 밸브 박스(9)에서는, 처리실(2)로부터의 배기(15)가 차단되는 동시에, 배기통(12)에 의해 전환 밸브 박스(9) 내부의 공기가 흡인되는 것에 의해, 전환 밸브 박스(9) 내부가 부압으로 된다. 그러므로, 릴리프 밸브(18)가 대기압에 의해 자동적으로 개방되고, 대기(17)가 전환 밸브 박스(9)의 내부에 도입되어 배기통(12)에 공급된다.

배기 전환 유닛(3)은, 분배 박스(8)에 처리 유체의 종류에 대응한 개수만큼, 동일 구조의 전환 밸브 박스(9)를 병렬 상태로 접속하면 구성할 수 있으므로, 조립의 작업성이 우수한 동시에, 부품의 공통화에 의해 장치의 제조 비용을 억제할 수 있다.

도 3에 나타낸 배기 전환 장치(7)에서는, 배기 전환 유닛(3)을 다단 상태로 내장하여 구성하고 있으므로, 대응한 종류의 처리 유체를 배기하는 배기통(12)을 동렬의 전환 밸브 박스(9)에 접속하고, 배기통(12)을 대응한 종류의 처리 유체마다 일체로 하여 구성하고 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 배기 전환 장치(7)에 사용하는 배기통의 개수를 삭감하여, 배기 전환 장치(7)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

도 4는, 적층 상태의 복수의 처리실(2)에 개별적으로 배기관(4)을 통하여, 배기 전환 유닛(3)을 다단 상태로 내장하여 구성한 배기 전환 장치(7)를 접속하여 구성한 처리 장치(1)의 배기 계통을 모식적으로 나타낸다. 본 도면에서는, 처리 유체로서 산성 약액, 알칼리성 약액, 유기 용제의 3종이 사용되는 3계통 배기용의 배기 전환 유닛(3)을 예로서 도시하고 있다. 처리실(2)로부터의 배기는 분배 박스(8)에 의해 그 분배 박스(8)에 병렬 상태로 접속된 3개의 전환 밸브 박스(9)에 공급된다. 지금, 최상단의 처리실(2) 내에서 산성 약액을 사용한 세정 처리가 행해지고 있는 것으로 하면, 산성 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있는 전환 밸브 박스(9) 내의 전환 밸브(16)는 배기의 흐름을 개방하는 위치에 있고, 알칼리 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있는 전환 밸브 박스(9) 내의 전환 밸브(16)는 배기의 흐름을 폐지하는 위치에, 또한 유기 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있는 전환 밸브 박스(9) 내의 전환 밸브(16)도 배기의 흐름을 폐지하는 위치에 있다. 산성 약액을 사용한 세정 처리가 종료하고, 알칼리성 약액을 사용하는 세정 처리로 이행할 때는, 산성 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있는 전환 밸브 박스(9) 내의 전환 밸브(16)는 배기의 흐름을 폐지하는 위치로 되고, 알칼리 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있는 전환 밸브 박스(9) 내의 전환 밸브(16)가 배기의 흐름을 개방하는 위치로 된다. 이와 같이, 배기 전환 유닛(3)에 의해 배기 계통을 전환함으로써, 처리실(2)로부터의 배기를 그 처리 유체의 처리에 적절한 배기 처리 설비(6)에 확실하게 인도하여, 적절히 처리할 수 있다.

또한, 본 도면에 나타낸 바와 같이, 각각의 처리실(2)로부터의 배기(15)는, 배기 전환 유닛(3)을 통하여 산성 약액의 배기는 산성 약액용의 배기통(12)에, 알칼리성 약액의 배기는 알칼리성 약액용의 배기통(12)에, 유기 용제의 배기는 유기 용제용의 배기통(12)에 분기되므로, 처리실(2)마다 사용하는 처리 유체의 종류에 대응하는 개수의 배기통(12)을 설치할 필요가 없어, 복수의 처리실(2)을 다단 상태로 내장한 단위마다 사용하는 처리 유체의 종류에 대응하는 개수의 배기통(12)을 설치하면 족하므로, 처리 장치의 제조 비용을 가압할 수 있는 동시에, 공간을 유효하게 이용한 작은 스페이스로 구성할 수 있다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전환 밸브 박스(9)에는 릴리프 밸브(18)가 형성되어 있고, 전환 밸브(16)가 배기의 흐름을 폐지하는 위치에 있을 때는, 배기통(12)의 흡인에 의한 부압에 의해 릴리프 밸브(18)가 개방되고, 대기(17)를 전환 밸브 박스(9) 내로 도입하여 배기통(12)으로 흐르게 한다. 전술한 바와 같이, 본 도면에 나타낸 최상단의 처리실(2)에 의해 산성 약액에 의해 세정 처치가 행해지고, 중단(中段) 및 하단(下段)의 처리실(2, 2)에서는 다른 처리 유체에 의한 처리가 행해지고 있는 경우에는, 산성 배기를 처리하는 배기통(12)에 접속되어 있지 않은 전환 밸브 박스(9, 9) 내의 전환 밸브(16, 16)는 배기의 흐름을 폐지하는 위치에 있다. 따라서, 이 때, 배기통(12)과 연통되어 있는 처리실(2)은, 최상단의 배기 전환 유닛(3)의 전환 밸브 박스(9)에 접속된 처리실(2)뿐이다. 한편, 배기통(12)의 배기량은 연통되는 처리실의 수에 관계없이 일정하므로, 최상단의 처리실(2)에는, 중단 및 하단의 처리실(2, 2)도 산성 배기를 처리하는 배기통(12)과 연통되어 있는 경우보다 큰 부압이 작용하는 것도 생각할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 중단 및 하단에 있는 전환 밸브 박스(9, 9)에서는 릴리프 밸브(18, 18)가 개방하여 대기를 도입하고, 산성 배기를 처리하는 배기통(12)에 흐르게 하므로, 배기통(12)을 흐르는 유량은 항상 일정하게 되어, 최상단의 처리실(2) 내에 배기통(12)의 흡인에 의한 부압이 크게 작용하지 않는다.

도 5는, 배기 전환 유닛(3)을 유지체(19)와 적층 상태로 다단으로 구성한 배기 전환 장치(20)의 측면도를, 도 6은 동 배기 전환 장치(20)의 평면도를 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 배기 전환 장치(20) 각 단의 배기 전환 유닛(3)은, 일측에 배기관(4) 접속용의 플랜지(21)를 가지는 접속관(22)과 타측에 전환 밸브 박스(9) 접속용의 플랜지(23)를 설치한 분배 박스(8)와, 일측에 분배 박스(8)와 접속되는 플랜지(24)와 타측에 배기통(12)과 접속되는 플랜지(25)를 가지는 전환 밸브 박스(9)와, 이 전환 밸브 박스(9)와 접속되는 플랜지(26)를 가지는 배기통(12)을 접속하여 구성하고 있다. 그리고, 배기통(12)은 각 단에 개별적으로 설치하는 것이 아니고, 대응한 종류의 처리 유체를 배기하기 위한 배기통을 동렬의 전환 밸브 박스(9)에 세로 방향으로 접속하여 일체화하고 있고, 내부의 유로(27)는 상하 방향으로 연통되어 있다. 배기통(12)의 상부에는, 배기를 배기 처리 설비(6)로 인도하는 배관(도시하지 않음)을 접속하기 위한 플랜지(28)가 설치되어 있다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 분배 박스(8)의 내부의 유로(29)는 가로 방향으로 연통되어 있고, 배기(15)를 병렬 상태로 접속되어 있는 복수의 전환 밸브 박스(9)로 인도할 수 있다.

배기 전환 장치(20)는, 유지체(19)와 배기 전환 유닛(3)을 다단으로 적층하여 유지하고 있으므로, 강도, 안정성이 우수하다. 유지체(19)의 소재 및 형상은 임의이지만, 적절한 치수의 등변(等邊) 앵글 또는 부등변(不等邊) 앵글 강재(鋼材)를 용접, 또는 볼트로 고정함으로써 제작할 수 있다. 이와 같은, 배기 전환 유닛(3)을 유지체(19)와 적층 상태로 다단으로 구성한 배기 전환 장치(20)를 사전에 제작해 준비해 둠으로써, 처리 장치의 조립을 단시간에 끝마칠 수가 있다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 유지체(19)의 하부에 캐스터(30)를 장착시켜 두면, 배기 전환 장치(20)의 이동을 간편하게 행할 수 있다. 또한, 유지체(19)의 하부에 장착 금속 부재(31)를 장착시켜 두고, 설치 장소의 바닥면에 볼트(32)와 고정 가능하게 하여 두면, 반도체 제조 현장에 있어서 배기 전환 장치(20)를 확실하게 바닥면에 고정시켜, 안정적으로 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명에서의 전환 밸브 박스의 종단면도를, 도 8은 평면도를 나타낸다. 전환 밸브 박스(9)는, 단면 직사각형의 박스 본체(33)의 1차측에 배기 덕트(34)와, 박스 본체(33)의 배기 방향과 교차하는 방향으로 대기 도입용의 대기 도입 덕트(35)를 설치하는 동시에, 박스 본체(33)의 유입측에 배기 덕트(34)와 대기 도입 덕트(35)를 교호적으로 개폐 가능한 스윙식의 전환 밸브(16)를, 대기 도입 덕트(35)에는 덕트 개구 면적을 2분할의 판형 부재로 개폐하는 셔터(36)를, 또한 셔터(36)의 상류측에 한 쌍의 스윙식의 릴리프 밸브(18, 18)를 설치하고 있다. 또한, 박스 본체(33)의 바닥면(37)은 경사를 가지도록 형성되어 있고, 후술하는 미스트 트랩에 의해 포집된 처리 유체의 미스트를 전환 밸브 박스(9)의 배기통(12) 접속측의 단부(11)에 모아 회수하기 쉽게 하고 있다. 박스 본체(33)를 단면 직사각형으로 형성하고 있으므로, 원통형으로 형성한 경우보다 내부 유로 면적을 크게 확보할 수 있는 동시에, 제작 및 취급도 용이하다.

배기 덕트(34)의 상류측 단부에는, 분배 박스(8)의 플랜지(23)와 결합하기 위한 플랜지(24)를 설치하고 있고, 박스 본체(33)의 하류측 단부에는, 배기통(12)의 플랜지(26)와 결합하기 위한 플랜지(25)를 설치하고 있다. 이 플랜지(24, 25)에 의해 전환 밸브 박스(9)를 분배 박스(8) 및 배기통(12)에 장착하여, 배기 전환 유닛(3)을 구성할 수 있다.

또한, 박스 본체(33)의 내부에는, 전환 밸브 박스(9)에 유입된 배기(15)에 포함되는 미스트와 배기를 분리하는 미스트 트랩(38, 39)을 착탈 가능하게 설치하고 있다. 미스트 트랩(38)은 단지 배기에 포함되는 미스트를 분리할뿐 아니라, 미스트 트랩(38)과 스윙하는 전환 밸브(16)의 선단부(40)와의 사이에서, 배기 덕트(34)에 연속하여 배기 덕트(34)의 유로 면적보다 큰 중간 유로(41)를 형성하는 동시에, 전환 밸브(16)가 미스트 트랩(38)의 상단부(42)를 넘어 작동하면, 배기 덕트(34)나 상기 중간 유로(41)보다 유로 면적이 큰 중간 유로(43)가 형성되도록 설치되어 있다. 그러므로, 전환 밸브(16)가 스윙하여 배기 덕트(34) 또는 대기 도입 덕트(35)를 개폐할 때, 개방하는 측과 폐쇄되는 측의 유로 면적의 변화가 작아지게 되고, 전환 밸브(16)의 개폐 동작에 의한 전환 밸브 박스(9) 내의 배기 또는 도입 대기의 유량 변화를 작게 하여, 처리실(2) 내의 배기압의 변동을 억제하고 있다.

전환 밸브(16)는, 박스 본체(33)의 외부 측면에 설치한 로터리 액추에이터(44)에 의해 약 1초간에 대략 90°자유롭게 스윙하고, 배기 덕트(34)의 출구(45)와 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 개폐한다. 그러므로, 배기 덕트(34)의 출구(45)가 개방되어 있을 때는, 전환 밸브(16)는 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 폐지하는 위치에 있고, 처리실(2)로부터의 배기(15)는 박스 본체(33) 내에 유입되어, 배기통(12)으로 배출된다. 전환 밸브(16)가 로터리 액추에이터(44)에 의해 약 90°스윙하고, 배기 덕트(34)의 출구(45)가 폐지(closing)되었을 때는, 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)는 개방되고, 배기통(12)의 흡인에 의한 부압에 의해 릴리프 밸브(18)가 내측으로 스윙하여 개방되어, 대기가 박스 본체(33) 내로 유입되어, 배기통(12)으로 배출된다. 그리고, 전환 밸브(16)가 배기 덕트(34)의 출구(45) 또는 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 폐지하는 위치에 있어도, 전환 밸브(16)에 의해 출구(45) 또는 출구(46)가 완전히 폐쇄되지 않고, 본 예에 있어서는, 전환 밸브(16)와 출구(45) 또는 출구(46)의 사이에는 4㎜ 정도의 간극이 형성되어 있다. 또한, 출구(45) 및 출구(46)에는 실링 부재(sealing member)를 설치하지 않으므로, 상시, 약간량 배기되고 있다.

도 8에 나타낸 로터리 액추에이터(44)는, 도시하지 않은 시켄서 등의 컨트롤을 받아 전환 밸브(16)를 회동시켜, 전환 밸브 박스(9)의 배기 덕트(34)의 출구(45)와 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 교호적으로 개폐하는 동작을, 처리실(2) 내의 피처리체의 처리의 타이밍을 고려하여 실시한다.

대기 도입 덕트(35)는, 전환 밸브(16)가 배기 덕트(34)의 출구(45)를 폐쇄한 상태에 있어서, 배기 덕트(34)의 배기량과 같은 양의 대기를 전환 밸브 박스(9) 내로 도입하는 것이 가능하도록 하기 위해, 배기 덕트(34)와 동등한 유로 면적을 가지고 있다. 또한, 대기 도입 덕트(35)의 덕트 개구부(47)의 면적을 조정하기 위해 설치한 셔터(36)는, 2분할의 판형 부재를 양측 개방으로 함으로써, 대기 도입 덕트(35)의 유로 면적을 0∼100 %의 범위로 조정하여, 대기 도입량을 조정할 수 있다. 유로 면적의 조정을 종료한 후에는, 체결 볼트(48)에 의해 셔터(36)를 박스 본체(33)의 상부 외표면에 압압(押壓)하여 고정시킬 수 있다.

릴리프 밸브(18)는, 대기 도입 덕트(35)를 덮도록 박스 본체(33) 상부에 설치한 대기 도입 박스(49)의 내부에, 상부를 장착축(50)에 의해 회동 가능하게 축 장착되어 있으므로, 도입 대기로부터 받는 풍압(風壓)에 의해 용이하게 스윙한다. 대기 도입 박스(49)의 형상은, 액추에이터를 가지고 있지 않은 스윙식의 릴리프 밸브(18)가, 자동적으로 대기 도입구(51)를 폐쇄할 수 있도록 하기 위해, 단면을 역사다리꼴 형상으로 형성하고 있다. 대기 도입 박스(49)를 단면 역사다리꼴 형상으로 형성하고, 내부에 릴리프 밸브(18)를 회동 가능하게 축 장착하고 있으므로, 대기 도입구(51)로부터 대기의 도입이 없는 경우에는, 릴리프 밸브(18)는, 중력의 작용에 의해 장착축(50)의 바로 아래의 위치로 회동하도록 하기 위해, 대기 도입구(51)는 자동적으로 폐쇄된다.

이와 같이, 릴리프 밸브(18)가 경사진 상태로 대기 도입구(51)를 폐쇄하는 위치에 있으므로, 릴리프 밸브(18)에는 상시 밸브 폐쇄의 방향으로 회동시키는 중력이 작용하므로, 대기 도입 시에는 밸브 개방의 저항으로 된다. 그러므로, 대기 도입 시에 대유량(大流量)의 도입이 가능해지는 것처럼, 대기 도입 박스(49)에는 릴리프 밸브(18)와 대기 도입구(51)를 2조 설치하고, 릴리프 밸브(18, 18)와 대기 도입구(51, 51)가 형성하는 2개소의 개구 면적의 합계가 대기 도입 덕트(35)의 유로 면적과 동일하게 되도록 하여 압력 손실을 적게 하고 있다. 본 실시예에서는, 릴리프 밸브(18)가 밸브 개방도로 30°정도 개방하면, 릴리프 밸브(18)와 대기 도입구(51)가 형성하는 2개소의 개구 면적의 합계가, 대기 도입 덕트(35)의 유로 면적과 같은 정도로 된다.

그리고, 대기 도입구를 1개만 설치하고, 그 면적을 대기 도입 덕트의 유로 면적과 동등하게 설정한 경우에는, 릴리프 밸브는 개도 90°까지 개방할 필요가 있고, 대기 도입 시의 풍압에서는 이 각도까지 개방시킬 수는 없다. 또한, 릴리프 밸브와 대기 도입구를 1조(組)로 한 경우에는, 대기 도입구의 면적이 2배 필요해지므로, 장치의 대형화를 초래하게 된다.

도 8은, 대기 도입 박스(49)를 제거한 상태의 전환 밸브 박스(9)의 평면도이다. 대기 도입 덕트(35)의 상부에는, 대기 도입 덕트(35)의 개구부(47)의 면적을 조정하기 위해 2분할의 판형 부재로 이루어지는 셔터(36, 36)가 설치되어 있다. 대기 도입 덕트(35)의 개구부(47)의 면적을 조정하는데 있어서는, 셔터(36)의 상면 단부에 오목부가 형성되어 있는 손가락 걸이구(指掛)(52)를 이용하여, 양측 개방의 셔터(36, 36)를 개구부(47)의 면적의 0∼100 %의 범위에서 이동시키고, 대기 도입량이 배기량과 대략 같아지도록 한다. 또한, 대기 도입 덕트(35)는, 배기 덕트 유로 단면을 직사각형으로 형성하고, 동일한 외형 치수로 원형으로 형성한 경우보다 큰 유로 단면적을 확보하여, 전환 밸브 박스(9)를 소형화하고 있다.

도 9는, 전환 밸브(16), 대기 도입 덕트(35), 미스트 트랩(38, 39)을 제거한 상태의 전환 밸브 박스(9)의 내부를 플랜지(25) 측으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 전환 밸브 박스(9)의 박스 본체(33) 내에 분배 박스(8)로부터 배기(15)를 도입하는 배기 덕트(34)는, 유로 단면을 직사각형으로 형성함으로써, 동일한 외형 치수로 유로 단면을 원형으로 형성한 경우보다 큰 유로 단면적을 확보하고 있다. 그러므로, 유로 단면을 원형으로 형성한 경우에 비하여, 동등한 배기 능력을 가지는 배기 전환 장치(7)를 더욱 소형화하여 구성할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 분배 박스, 배기 전환 밸브 박스, 배기통은 합성 수지에 의해 형성하였으나, 처리 유체 또는 사용 환경 등에 의해, 이 이외에 스테인레스 등의 금속 재료를 사용하여 형성하는 것도 가능하다.

이어서, 전술한 처리 장치의 구성 방법 및 동작을 설명한다.

처리 장치를 구성하는데 있어서는, 소요수의 배기 전환 유닛(3)을 준비하고, 이것을 적절한 재료로 작성한 유지체(19)에 다단 상태로 적층한 배기 전환 장치(20)를 구성하여 둔다.

배기 전환 유닛(3)은, 처리 장치가 사용하는 처리 유체의 종류에 대응하는 개수의 전환 밸브 박스(9)를 접속할 수 있는 분배 박스(8)에, 처리 유체에 대응하는 개수의 전환 밸브 박스(9)를 병렬 상태로 접속하고, 각 전환 밸브 박스(9)에 배기통(12)을 접속한 것이 1조로 된다. 예를 들면, 3종류의 처리 유체를 사용하는 경우에는, 3개의 접속부(14)를 가지는 분배 박스(8)를 1개와, 전환 밸브 박스(9)를 3개 준비하고, 분배 박스(8)에 전환 밸브 박스(9)를 접속한다. 이어서, 배기통(12)은, 전환 유닛(3)을 유지체(19)에 다단 상태로 적층한 후에, 동일한 처리 유체를 배기하는 동렬의 전환 밸브 박스(9)에 장착한다. 배기 전환 유닛(3)을 유지체(19)에 다단 상태로 적층한 후, 동일한 처리 유체를 배기하기 위한 배기통(12)을 동렬의 전환 밸브 박스(9)의 단부(11)에 접속하면, 배기 전환 장치(20)가 구성된다. 분배 박스(8)와 전환 밸브 박스(9), 전환 밸브 박스(9)와 배기통(12)의 결합은, 각각의 접속부에 설치된 플랜지끼리를 볼트 체결만으로 간단하게 행할 수 있다. 그리고, 처리액의 종류에 대응하는 것은, 산성 약액, 알칼리성 약액, 유기 용제라는 처리액의 종류마다 구분하는 경우뿐아니라, 예를 들면, 플루오로화수소산을 포함하는 산성 약액과 플루오로화수소산을 포함하지 않는 산성 약액과 같이, 동일한 배기 처리 설비로 처리할 수 없는 경우에는 산성 약액이라도 다른 종류로서 취급하고, 또한 일반적인 산성 약액 및 알칼리성 약액과 같이 동일한 배기 처리 설비로 처리할 수 있는 경우에는 동일한 종류로서 취급하는 것처럼, 동일한 배기 처리 설비로 처리 가능한 처리액의 종류마다 구분하는 경우도 포함하는 것이다.

이와 같이 하여 구성한 배기 전환 장치(20)를, 마찬가지로 적절한 유지체에 의해 다단 상태로 적층되어 있는 처리실(2)의 근방으로 옮겨, 각각의 처리실(2)의 배기관(4)과, 대응하는 배기 전환 유닛(3)의 분배 박스(8)의 접속부(13)를 접속하면 처리 장치(1)가 완성된다.

처리 장치(1)가 어셈블링(assembling)된 후에는, 각각의 전환 밸브 박스(9)마다 대기 도입 덕트(35)의 상부에 설치되어 있는 양측 개방의 셔터(36, 36)의 개도를 조정하여, 배기량과 도입 대기량을 조정한다. 이 조정은, 실제로 배기 계통을 작동시켜, 배기량과 도입 대기량을 계측하면서 전체의 배기 밸런스를 보아 조정을 행한다.

또한, 각각의 전환 밸브 박스(9)의 셔터(36, 36)의 개도를 조정하고, 배기량과 도입 대기량이 같아지도록 조정해도, 복수의 전환 밸브 박스(9)와 압력 변동이 발생하는 경우에는, 각각의 전환 밸브 박스(9)마다 로터리 액추에이터(44)를 조정하고, 전환 밸브(16)의 스윙 각도를 대략 90°로부터 약간 변경함으로써, 전환 밸브(16)와 출구(45) 또는 출구(46)와의 사이의 간극을, 예를 들면, 10㎜, 8㎜, 5㎜ 등으로 조정함으로써, 처리실(2) 내의 압력 변동이 최소로 되도록 조정할 수 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 처리실(2) 내에서 반도체 웨이퍼의 세정 처리가 행해지면, 처리실(2)의 배기관(4)에 접속된 분배 박스(8)에는, 처리실(2)로부터의 배기(15)가 유입되어 온다. 도 6에 있어서, 분배 박스(8)의 내부에는 가로 방향으로 연통된 유로(29)가 형성되어 있으므로, 배기(15)는 분배 박스(8)에 병렬 상태로 접속되어 있는 모든 전환 밸브 박스(9)에 분배된다.

지금, 예를 들면, 처리실(2) 내에서 산성 약액에 의한 반도체 웨이퍼의 세정 처리가 행해지고 있고, 도 6에 있어서, 최상단에서 나타낸 전환 밸브 박스(9)에 배기가 유입되고 있으므로, 하면, 중단 및 하단에서 나타낸 전환 밸브 박스(9)에서는, 전환 밸브(16)가 배기 덕트(34)의 출구(46)를 폐지하는 위치에 있으므로, 배기(15)는 중단 및 하단에서 나타낸 전환 밸브 박스(9) 내로 유입될 수 없다. 따라서, 분배 박스(8)에 의해 분배된 배기(15)는, 최상단에서 나타낸 전환 밸브 박스(9)에만 유입되게 된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 처리실(2)로부터의 배기(15)가 유입되고 있는 전환 밸브 박스(9)에서는, 전환 밸브(16)는 로터리 액추에이터(44)에 의해 위쪽으로 스윙되고 있고, 배기 덕트(34)의 출구(45)를 개방하고, 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 폐쇄하는 위치에 있다. 또한, 릴리프 밸브(18)에는 중력이 작용하여, 대기 도입구(51)를 폐쇄하는 위치에 있다. 배기 덕트(34)로부터 전환 밸브 박스(9)의 박스 본체(33) 내로 유입된 배기(15)의 흐름은, 미스트 트랩(38)에 의해 상방향으로 흐름이 변경되고, 또한 배기 중에 포함되어 있었던 처리 유체의 미스트가 분리된다. 상방향으로 된 배기의 흐름은, 전환 밸브(16) 및 미스트 트랩(39)에 의해 흐름의 방향을 바꿀 수 있으면서, 전환 밸브 박스(9)의 하류측의 단부(11)에 접속된 배기통(12)과 배출된다. 이 때, 배기(15)가 흐른 박스 본체(33) 내의 유로 면적은 배기 덕트(34)의 유로 면적과 대략 동일하므로, 압력 손실은 생기지 않는다.

처리실(2) 내에서의 산성 약액에 의한 반도체 웨이퍼의 세정 처리가 종료하고, 다음은 알칼리성 약액에 의한 세정 처리가 시작되었을 경우에는, 산성 약액의 배기 계통의 전환 밸브 박스(9)의 전환 밸브(16)는, 배기 덕트(34)의 출구(45)를 폐지하는 위치로 하방향으로 스윙하고, 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)는 개방된다. 한편, 이 배기 전환 밸브 박스(9)가 접속된 배기통(12)은, 일정한 배기량으로 배기되고 있으므로, 배기 덕트(34)의 출구(45)를 폐쇄한 것에 의해, 이 전환 밸브 박스(9)의 박스 본체(33) 내 및 대기 도입 박스(49) 내는 배기통(12)에 의한 흡인에 의해 부압으로 되어, 대기의 압력에 의해 중력의 작용에 저항하여 릴리프 밸브(18, 18)가 내측으로 열려, 대기(17)를 박스 본체(33) 내로 도입하고, 배기통(12)으로 배출한다. 처리 장치(1)의 구성 시에 실시한 셔터(36, 36)의 개구 조정에 의해, 대기 유입량은 배기량과 같아지도록 조정되고 있으므로, 이 전환 밸브 박스(9)로부터 유출되는 배기와 도입 대기의 유량은 같으며, 이 전환 밸브 박스(9)로부터 배출되는 배기와 대기의 유량은 같은 양이므로 변화하지 않기 때문에, 이 전환 밸브 박스(9)에 접속된 배기통(12)과 연통되어 있는 다른 처리실(2) 내의 배기압 변동을 억제할 수 있으므로, 다른 처리실(2) 내에서 처리되어 있는 피처리체로의 미립자의 부착을 대폭 감소시킬 수 있다.

또한, 전환 밸브(16)가 하방향으로 스윙하여 대기 도입 덕트(35)를 개방할 때 형성되는 중간 유로(41, 43)의 유로 면적은, 배기 덕트(34) 및 대기 도입 덕트(35)의 유로 면적보다 크기 때문에, 전환 밸브(16)가 스윙하는 것에 의한 전환 밸브 박스(9) 내의 유량 변화는 적고, 이 전환 밸브 박스(9)가 접속된 처리실(2) 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

재차, 처리실(2) 내에서 산성 약액에 의한 반도체 웨이퍼의 세정 처리를 행하는 경우에는, 그것까지 알칼리성 약액의 배기를 끌어들이고 있었던 전환 밸브 박스(9)의 전환 밸브(16)는, 로터리 액추에이터(44)에 의해 상방향으로 스윙하고, 대기 도입 덕트(35)의 출구(46)를 폐쇄한다. 이 결과, 대기 도입 박스(49) 내의 부압은 해소되므로, 대기의 도입은 되지 않게 되어, 릴리프 밸브(18, 18)에 대기의 압력은 작용하지 않으므로, 릴리프 밸브(18, 18)는 중력의 작용에 의해 대기 도입구(51, 51)를 폐쇄하는 위치로 회동한다. 대기 도입 덕트(35)로부터의 대기의 도입이 없기 때문에, 배기통(12)에 의한 부압은, 배기 덕트(34)로부터 배기를 흡인하는 것에 사용되고, 처리실(2)로부터의 배기(15)는 전환 밸브 박스(9) 내를 경유하여 배기통(12)으로 배출된다.

또한, 전환 밸브(16)가 상방향으로 스윙하여 배기 도입 덕트(34)를 개방하는 경우라도, 전술한 이유에 의해, 전환 밸브(16)가 스윙하는 것에 의한 전환 밸브 박스(9) 내의 유량 변화가 작으므로, 이 전환 밸브 박스(9)가 접속된 처리실(2) 내의 배기압의 변동을 방지할 수 있다.

처리 장치를 작동시킬 때의 복수의 전환 밸브 박스의 전환 밸브의 전환은, 시켄서 등에 의해, 배기를 받아들이고 있는 전환 밸브 박스 및 배기를 받아들이고 있지 않은 전환 밸브 박스의 개폐 타이밍, 및 전체의 배기 밸런스를 고려하여 행한다.

이상의 설명은, 3종의 처리 유체를 사용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 3계통의 처리 장치를 예로 행하였으나, 3계통 이외의 복수 계통의 처리 장치에도, 또한 단(單) 계통의 처리 장치에 대해서도 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 처리 장치와 그 배기 전환 장치 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스는, 1계통의 배기 라인을 1개의 전환 밸브에 의해 개폐하고, 배기량과 대기측 릴리프 밸브의 대기 도입량의 밸런스를 유지하여, 전환 밸브 작동 시의 압력 변동을 작게 할 수 있는 동시에, 사용하는 처리 유체의 수에 대응하여 계통을 증가시키는 경우에는, 공통화된 부품으로 구성된 복수의 개별 배기관을 병렬로 배관하는 것만으로, 전환 밸브 작성 시에 처리실 내의 압력 변동을 작게 할 수 있는 처리 장치를 얻을 수 있으므로, 그 이용 가치는 극히 큰 것이 있다. 또한, 본 발명에 관한 처리 장치와 그 배기 전환 장치 및 배기 전환 유닛과 전환 밸브 박스는, 실시예에서 설명한 반도체 웨이퍼 제조 장치의 배기계 처리 장치 이외에, 예를 들면, 액정 표시 장치용 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판 등의 제조 장치의 배기계 처리 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

1; 처리 장치
2; 처리실
3; 배기 전환 유닛
7, 20; 배기 전환 장치
8; 분배 박스
9; 전환 밸브 박스
12; 배기통
16; 전환 밸브
18; 릴리프 밸브
34; 배기 덕트
35; 대기 도입 덕트
36; 셔터
38, 39; 미스트 트랩
41, 43; 중간 유로

Claims (8)

1. 복수 종류의 처리 유체(流體)에 의해 처리실 내의 피(被)처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서,
   상기 처리실 내와 접속된 배기관에 배기 전환 유닛을 설치하고, 상기 배기 전환 유닛은, 분배 박스와 전환 밸브 박스와 배기통으로 이루어지고, 상기 처리 유체에 대응한 개수의 전환 밸브 박스를 상기 분배 박스에 병렬 상태로 접속한,
   처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   적층 상태의 복수의 처리실에 개별적으로 접속관을 통하여 접속된 배기 전환 유닛을 다단(多段) 상태로 내장하여 배기 전환 장치를 구성하고, 상기 배기 전환 장치의 다단의 전환 밸브 박스에는, 대응한 종류의 처리 유체를 배기하기 위한 배기통을 동렬(同列)의 전환 밸브 박스에 접속한, 처리 장치.
3. 일측에 접속부를 구비하는 분배 박스의 타측에 복수의 전환 밸브 박스를 병렬 상태로 접속하고, 상기 전환 밸브 박스에는, 배기 방향으로 스윙하는 전환 밸브와 배기 방향과 교차하는 방향으로 대기를 도입하는 릴리프(relief) 밸브를 설치하고, 상기 전환 밸브 박스의 배기 방향의 단부(端部)에 배기통을 설치하여 배기 전환 유닛을 구성하고, 상기 배기 전환 유닛을 적절한 유지체에 의해 적층 상태로 다단으로 구성한, 배기 전환 장치.
4. 일측에 배기관 접속용의 플랜지를 구비하는 접속관과 타측에 전환 밸브 박스 접속용의 플랜지를 설치한 가로로 길고 단면(斷面) 직사각형의 분배 박스와, 일측에 분배 박스와 접속되는 플랜지와 타측에 배기통과 접속되는 플랜지를 구비하는 전환 밸브 박스와, 상기 전환 밸브 박스와 접속되는 배기통으로 이루어지고, 상기 전환 밸브 박스에는, 전환 밸브와 대기 도입용(導入用)의 릴리프 밸브를 설치한,
   배기 전환 유닛.
5. 1차측에 배기 덕트(duct)를 설치한 박스 본체의 배기 방향과 교차하는 방향으로 대기 도입용의 대기 도입 덕트를 설치하고, 상기 박스 본체의 유입측에 스윙식의 전환 밸브를 설치하고, 상기 전환 밸브에 의해 상기 배기 덕트와 상기 대기 도입 덕트를 교호적(交互的)으로 개폐 가능하게 설치하고, 상기 도입 덕트에는, 덕트 개구 면적을 개폐하는 셔터를 설치하고, 상기 셔터의 상류측에 스윙식의 릴리프 밸브를 설치한,
   전환 밸브 박스.
6. 제5항에 있어서,
   상기 셔터는, 2분할의 판형 부재를 양측 개방으로 함으로써 전폐(全閉)로부터 전개(全開)까지 개폐하여 개구 면적을 조정하도록 한, 전환 밸브 박스.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 박스 본체의 유출 측에 미스트 트랩(mist trap)을 착탈(着脫) 가능하게 배치한, 전환 밸브 박스.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전환 밸브는, 로터리 액추에이터에 의해 대략 90°의 범위로 회동(回動) 가능하게 설치하여 상기 전환 밸브를 스윙식으로 개폐시킨, 전환 밸브 박스.

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