KR20230134989A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20230134989A
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요스케 니시노
신지 스기오카
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 방법에 있어서, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 으로부터, 처리액을 배출한다 (제 1 배액 공정 S1). 처리액을 배출한 후에 있어서, 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 새로 처리액을 공급한다 (제 1 공급 공정 S2). 내조 (110) 에 새로 처리액을 공급한 후에 있어서, 내조 (110) 에 저류된 처리액을, 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 배출한다 (제 2 배액 공정 S3). 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 처리액을 배출한 후에 있어서, 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 새로 처리액을 공급한다 (제 2 공급 공정 S4). 내조 하한 레벨 (LVL) 은, 내조 (110) 의 내부에 배치된 순환액 도입구 (132) 의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 내조 (110) 의 내부에 배치된 신액 공급구 (185) 의 위치보다 높은 액위를 나타낸다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1 에 기재되어 있는 기판 처리 장치는, 1 종 이상의 약액 및 순수를 포함하는 처리액에 기판을 침지시킴으로써 기판에 대하여 소정의 처리를 실시한다. 기판 처리 장치는, 처리조와 처리액 교환부를 구비한다. 처리조에는, 기판에 소정의 처리를 실시하기 위한 처리액이 저류된다. 처리액 교환부는, 처리조 중의 처리액의 라이프 타임이 경과되면 처리액을 교환한다.
일본 공개특허공보 2019-79954호
그러나, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 기판 처리 장치에서는, 처리액의 교환 중에 공기가 처리액에 혼입될 가능성이 있다. 예를 들어, 처리액을 순환시키는 순환 라인 중의 공기가, 처리액의 교환 중에 처리액에 혼입될 수 있다. 또는, 예를 들어, 처리액을 교환하기 위해서, 약액 라인의 약액 토출구로부터 약액을 처리조에 토출할 때, 및 순수 라인의 순수 토출구로부터 순수를 처리조에 토출할 때에, 공기가 처리액에 혼입될 수 있다.
본원의 발명자는, 처리액에 공기가 혼입되면, 기판의 처리에 영향을 줄 가능성이 있는 것을 예의 연구의 결과 밝혀냈다.
본 발명의 목적은, 처리액에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 국면에 의하면, 기판 처리 방법은, 처리액을 저류하는 내조로부터 넘친 상기 처리액이 유입되는 외조로부터, 순환 배관 및 순환액 도입구를 통하여 상기 내조에 상기 처리액을 도입함으로써, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 순환시키는 것이 가능하다. 기판 처리 방법은, 상기 내조에 있어서 상기 처리액에 의해 기판을 처리한다. 기판 처리 방법은, 제 1 배액 공정과, 제 1 공급 공정과, 제 2 배액 공정과, 제 2 공급 공정을 포함한다. 제 1 배액 공정에 있어서, 상기 내조, 상기 외조 및 상기 순환 배관으로부터 상기 처리액을 배출한다. 제 1 공급 공정에 있어서, 상기 제 1 배액 공정에서 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 새로 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 새로 상기 처리액을 저류한다. 제 2 배액 공정에 있어서, 상기 내조에 새로 상기 처리액을 공급한 후에 있어서, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 내조 하한 레벨까지 배출한다. 제 2 공급 공정에 있어서, 상기 내조 하한 레벨까지 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 새로 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 상기 처리액을 새로 저류한다. 상기 내조 하한 레벨은 상기 내조의 내부에 배치된 상기 순환액 도입구의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 신액 공급구의 위치보다 높은 액위를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 제 2 배액 공정 및 상기 제 2 공급 공정을 각각 복수 회 실행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 내조에 저류된 상기 처리액에 있어서의 용존 산소 농도에 따라, 상기 제 2 배액 공정 및 상기 제 2 공급 공정의 실행 횟수를 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 제 2 배액 공정에서는, 상기 외조에 저류된 상기 처리액을 배출하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 제 2 배액 공정에 있어서 상기 내조의 상기 처리액이 상기 내조 하한 레벨까지 배출된 경우에, 구동 중인 펌프를 정지하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 공급 공정에 있어서 적어도 내조 상한 레벨까지 상기 처리액이 공급된 경우에, 상기 펌프를 구동시킴으로써, 상기 내조의 상기 처리액을 상기 순환 배관을 통하여 순환시키는 것이 바람직하다. 상기 내조 상한 레벨은 상기 내조에 있어서 상기 내조 하한 레벨보다 높은 액위를 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 처리액은, 알칼리성인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 기판 처리 장치는, 내조와, 외조와, 순환액 도입 부재와, 순환 배관과, 배액 배관과, 배액 밸브와, 펌프와, 신액 공급 배관과, 공급 밸브와, 제어부를 구비한다. 내조는, 처리액을 저류한다. 외조는, 상기 내조의 외측에 배치되고, 상기 내조로부터 넘친 상기 처리액이 유입된다. 순환액 도입 부재는, 순환액 도입구를 갖고, 상기 순환액 도입구를 통하여 상기 외조로부터 공급되는 상기 처리액을 상기 내조에 도입한다. 순환 배관은, 상기 외조로부터 상기 순환액 도입 부재에 상기 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 순환시킨다. 배액 배관은, 상기 순환 배관으로부터 분기되어, 상기 처리액을 배출한다. 배액 밸브는, 상기 배액 배관의 유로를 개폐한다. 펌프는, 상기 배액 배관보다 상류에 있어서 상기 순환 배관에 배치되고, 상기 순환 배관 중의 상기 처리액을 송출한다. 신액 공급관은, 신액 공급구를 갖고, 상기 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 처리액을 새로 공급한다. 공급 밸브는, 상기 신액 공급 배관의 유로를 개폐한다. 제어부는, 상기 배액 밸브, 상기 펌프, 및 상기 공급 밸브를 제어한다. 상기 제어부는, 상기 내조, 상기 외조, 및 상기 순환 배관으로부터, 상기 처리액을 배출하도록 상기 배액 밸브 및 상기 펌프를 제어한다. 제어부는, 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 내조에 새로 상기 처리액을 공급하도록 상기 공급 밸브를 제어한다. 제어부는, 새로 상기 처리액을 공급한 후에 있어서, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 내조 하한 레벨까지 배출하도록 상기 배액 밸브 및 상기 펌프를 제어한다. 제어부는, 상기 내조 하한 레벨까지 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 내조에 새로 처리액을 공급하도록 상기 공급 밸브를 제어한다. 상기 내조 하한 레벨은, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 순환액 도입구의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 신액 공급구의 위치보다 높은 액위를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 처리액에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2(a) 는, 본 실시형태에 관련된 기판이 처리액에 침지되기 전의 상태를 나타내는 도면이다. 도 2(b) 는, 본 실시형태에 관련된 기판이 처리액에 침지된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 장치를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 본 실시형태에 관련된 처리액의 용존 산소 농도와 에칭량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5 는, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 제 1 배액 공정을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 제 1 공급 공정을 나타내는 모식도이다.
도 7 은, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 제 2 배액 공정을 나타내는 모식도이다.
도 8 은, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 제 2 공급 공정을 나타내는 모식도이다.
도 9 는, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 처리액의 교환 시퀀스를 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 11 은, 도 10 의 공정 S20 의 상세 처리의 전단을 나타내는 플로 차트이다.
도 12 는, 도 10 의 공정 S20 의 상세 처리의 후단을 나타내는 플로 차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명을 반복하지 않는다. 또, 도면 중, 이해를 용이하게 하기 위해서, X 축, Y 축, 및 Z 축을 적절히 도시하고 있다. X 축, Y 축, 및 Z 축은 서로 직교하고, X 축 및 Y 축은 수평 방향에 평행이고, Z 축은 연직 방향에 평행이다.
도 1 ∼ 도 13 을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관련된 기판 처리 장치 (100) 를 설명한다. 먼저, 도 1 ∼ 도 3 을 참조하여, 기판 처리 장치 (100) 를 설명한다. 도 1 은, 기판 처리 장치 (100) 를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 1 에 나타내는 기판 처리 장치 (100) 는, 배치식이며, 처리액 (LQ) 에 의해 복수의 기판 (W) 을 일괄하여 처리한다. 기판 처리 장치 (100) 는, 1 장의 기판 (W) 을 처리할 수도 있다.
기판 처리 장치 (100) 는, 내조 (110) 와, 외조 (120) 와, 기판 유지부 (125) 와, 순환액 도입부 (130) 와, 순환부 (140) 와, 제어 장치 (CTL) 를 구비한다.
내조 (110) 는, 복수의 기판 (W) 이 침지되는 처리액 (LQ) 을 저류한다. 내조 (110) 는, 복수의 기판 (W) 을 수용 가능하다. 내조 (110) 는, 처리액 (LQ) 에 복수의 기판 (W) 을 침지하여, 복수의 기판 (W) 을 처리한다.
처리액 (LQ) 은, 예를 들어, 에칭액이다. 예를 들어, 처리액 (LQ) 에 의해, 기판 (W) 에 형성된 폴리실리콘막을 에칭한다. 본 실시형태에서는, 일례로서, 처리액 (LQ) 은, 알칼리성이다. 예를 들어, 처리액 (LQ) (에칭액) 은, 나트륨이나 칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물이 용해된 수용액 (NaOH 의 수용액 또는 KOH 의 수용액) 이어도 되고, TMAH (테트라메틸암모니아하이드로옥사이드) 등의 제 4 급 암모늄 수산화물이 용해된 수용액이어도 된다. 제 4 급 암모늄 수산화물은, TMAH, TBAH (테트라부틸암모늄하이드록시드), TPeAH (테트라펜틸암모늄하이드록시드), THAH (테트라헥실암모늄하이드록시드), TEAH (테트라에틸암모늄하이드록시드), TPAH (테트라프로필암모늄하이드록시드), 및 수산화콜린 중 적어도 하나여도 되고, 이들 이외여도 된다. 이들은 모두 유기 알칼리에 포함된다. 또한, 이 단락에서는, TMAH 는, 수용액이 아니라, 무수물을 나타내고 있다. 이것은, TBAH 등의 다른 제 4 급 암모늄 수산화물에 대해서도 동일하다.
외조 (120) 는, 내조 (110) 의 외측에 배치된다. 외조 (120) 는, 내조 (110) 를 둘러싼다. 외조 (120) 에는, 내조 (110) 로부터 넘친 처리액 (LQ) 이 유입된다. 외조 (120) 의 상측 가장자리의 높이는, 내조 (110) 의 상측 가장자리의 높이보다 높다.
기판 유지부 (125) 는, 복수의 기판 (W) 을 유지한다. 기판 유지부 (125) 는, 1 장의 기판 (W) 을 유지할 수도 있다. 기판 유지부 (125) 는, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 에, 간격을 두고 정렬된 복수의 기판 (W) 을 침지한다. 순환액 도입부 (130) 는, 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 을 내조 (110) 에 도입한다. 순환액 도입부 (130) 는 내조 (110) 의 내부에 배치된다. 순환부 (140) 는, 외조 (120) 로부터 순환액 도입부 (130) 로 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을 순환시킨다.
계속해서 도 1 을 참조하여, 각 구성의 상세를 설명한다. 순환액 도입부 (130) 는, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 를 포함한다. 도 1 의 예에서는, 순환액 도입부 (130) 는, 2 개의 순환액 도입 부재 (131) 를 포함한다. 단, 순환액 도입 부재 (131) 의 수는, 특별히 한정되지 않고, 3 이상이어도 된다. 또한, 순환액 도입부 (130) 는, 1 개의 순환액 도입 부재 (131) 를 포함하고 있어도 된다.
복수의 순환액 도입 부재 (131) 는, 내조 (110) 의 내부에 배치된다. 구체적으로는, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 는, 내조 (110) 의 내부에 있어서 내조 (110) 의 바닥부측에 배치된다. 복수의 순환액 도입 부재 (131) 의 각각은, 일례로서 직선상으로 연장되는 관이다.
복수의 순환액 도입 부재 (131) 의 각각은, 복수의 순환액 도입구 (132) 를 갖는다. 순환액 도입구 (132) 는, 순환액 도입 부재 (131) 에 형성된 관통공이다. 순환액 도입 부재 (131) 는, 순환액 도입구 (132) 를 통하여 외조 (120) 로부터 공급되는 처리액 (LQ) 을 내조 (110) 에 도입한다. 요컨대, 순환액 도입구 (132) 는, 순환부 (140) 에 의해 외조 (120) 로부터 공급되는 처리액 (LQ) 을 내조 (110) 의 내부에 토출한다. 또한, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 의 각각은, 1 개의 순환액 도입구 (132) 를 갖고 있어도 된다.
도 1 의 예에서는, 순환액 도입구 (132) 는, 연직 상방을 향하여 개구되어 있다. 단, 순환액 도입구 (132) 의 방향은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 순환액 도입구 (132) 는, 기울어진 상방 외측을 향하여 개구되어 있어도 되고, 기울어진 상방 내측을 향하여 개구되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어, 순환액 도입구 (132) 는 기울어진 하방 외측을 향하여 개구되어 있어도 되고, 기울어진 하방 내측을 향하여 개구되어 있어도 된다. 또, 예를 들어, 순환액 도입구 (132) 는, 연직 하방을 향하여 개구되어 있어도 되고, 수평 외측을 향하여 개구되어 있어도 되고, 수평 내측을 향하여 개구되어 있어도 된다. 또한, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 의 각각에 있어서, 복수의 순환액 도입구 (132) 의 방향이 상이해도 된다. 또한, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 사이에서 순환액 도입구 (132) 의 방향이 상이해도 된다. 또한, 복수의 순환액 도입 부재 (131) 의 높이가 상이해도 된다.
순환부 (140) 는, 순환 배관 (141), 펌프 (142), 히터 (143), 필터 (144), 조정 밸브 (145), 및 밸브 (146) 를 포함한다. 펌프 (142), 히터 (143), 필터 (144), 조정 밸브 (145) 및 밸브 (146) 는, 이 순서로 순환 배관 (141) 의 상류로부터 하류를 향하여 배치된다.
순환 배관 (141) 은, 외조 (120) 로부터 순환액 도입 부재 (131) 까지 연장된다. 그리고, 순환 배관 (141) 은, 외조 (120) 로부터 순환액 도입 부재 (131) 에 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을 순환시킨다. 구체적으로는, 순환 배관 (141) 의 상류단이 외조 (120) 에 위치하고, 순환 배관 (141) 의 하류단이 각 순환액 도입 부재 (131) 에 접속된다. 순환 배관 (141) 은 유입구 (141x) 를 갖는다. 유입구 (141x) 는, 순환 배관 (141) 의 하류단에 위치한다. 유입구 (141x) 는, 연직 하방을 향하고 있다. 단, 유입구 (141x) 의 방향은 특별히 한정되지 않는다. 유입구 (141x) 로부터 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 이 순환 배관 (141) 에 진입한다. 또한, 예를 들어, 순환 배관 (141) 의 하류단이, 외조 (120) 의 바닥부에 접속되고, 유입구 (141x) 가 연직 상방을 향하고 있어도 된다.
펌프 (142) 는, 순환 배관 (141) 중의 처리액 (LQ) 을, 각 순환액 도입 부재 (131) 를 향하여 송출한다. 따라서, 처리액 (LQ) 이 순환 배관 (141) 으로부터 각 순환액 도입 부재 (131) 에 공급된다. 그 결과, 각 순환액 도입 부재 (131) 는, 순환 배관 (141) 으로부터 공급된 처리액 (LQ) 을, 각 순환액 도입구 (132) 로부터 내조 (110) 의 내부에 토출한다. 히터 (143) 는, 순환 배관 (141) 을 흐르는 처리액 (LQ) 을 가열하여, 처리액 (LQ) 의 온도를 조절한다. 필터 (144) 는, 순환 배관 (141) 을 흐르는 처리액 (LQ) 을 여과한다. 조정 밸브 (145) 는, 순환 배관 (141) 의 개도를 조절하여, 순환액 도입 부재 (131) 에 공급되는 처리액 (LQ) 의 유량을 조정한다. 밸브 (146) 는 순환 배관 (141) 을 개폐한다. 처리액 (LQ) 을 순환시키는 경우에는, 밸브 (146) 는 개방되어 있고, 순환 배관 (141) 의 유로를 개방한다.
제어 장치 (CTL) 는, 기판 처리 장치 (100) 의 각 구성을 제어한다. 제어 장치 (CTL) 는, 입력 장치 및 표시 장치를 구비하고 있어도 된다.
구체적으로는, 제어 장치 (CTL) 는, 제어부 (A1) 와 기억부 (A2) 를 포함한다. 제어부 (A1) 는, CPU (Central Processing Unit) 등의 프로세서를 포함한다. 기억부 (A2) 는, 기억 장치를 포함하고, 데이터 및 컴퓨터 프로그램을 기억한다. 제어부 (A1) 의 프로세서는, 기억부 (A2) 의 기억 장치가 기억하고 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 기판 처리 장치 (100) 의 각 구성을 제어한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 기판 유지부 (125) 및 순환부 (140) 를 제어한다. 또, 예를 들어, 기억부 (A2) 는, 반도체 메모리 등의 주기억 장치와, 반도체 메모리 및 하드 디스크 드라이브 등의 보조 기억 장치를 구비한다. 기억부 (A2) 는, 광 디스크 등의 리무버블 미디어를 구비하고 있어도 된다. 기억부 (A2) 는, 예를 들어, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 기억 매체이다.
다음으로, 도 2 를 참조하여 기판 유지부 (125) 를 설명한다. 도 2(a) 및 도 2(b) 는, 기판 (W) 을 내조 (110) 에 투입하기 전 및 후의 기판 처리 장치 (100) 의 모식적 사시도이다. 또한, 도 2(a) 및 도 2(b) 에서는, 도면의 간략화를 위하여, 처리액 (LQ) 을 생략하고 있다.
도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부 (125) 는, 본체판 (126) 과 유지봉 (127) 을 포함한다. 본체판 (126) 은, 연직 방향 (D) 으로 연장되는 판이다. 유지봉 (127) 은, 본체판 (126) 의 일방의 주면으로부터 소정 방향 (D10) 으로 연장된다. 소정 방향 (D10) 은, 수평 방향에 대략 평행이고, 본체판 (126) 에 대략 직교한다. 복수의 기판 (W) 은, 간격을 두고 정렬된 상태로, 복수의 유지봉 (127) 에 의해 기립 자세 (연직 자세) 로 유지된다.
도 2(a) 에서는, 기판 유지부 (125) 는, 내조 (110) 의 상방에 위치한다. 기판 유지부 (125) 는, 복수의 기판 (W) 을 유지한 채로 연직 방향 (D) 을 따라 하강한다. 이로써, 복수의 기판 (W) 이 내조 (110) 에 투입된다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부 (125) 가 내조 (110) 까지 하강하면, 복수의 기판 (W) 은, 내조 (110) 내의 처리액 (LQ) 에 침지된다.
또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 유지부 (125) 는, 승강 유닛 (128) 을 추가로 포함해도 된다. 승강 유닛 (128) 은, 기판 유지부 (125) 에 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 이 내조 (110) 내에 위치하는 처리 위치 (도 2(b) 에 나타내는 위치) 와, 기판 유지부 (125) 에 유지되어 있는 복수의 기판 (W) 이 내조 (110) 의 상방에 위치하는 퇴피 위치 (도 2(a) 에 나타내는 위치) 의 사이에서 본체판 (126) 을 승강시킨다.
도 3 은, 기판 처리 장치 (100) 를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 3 에서는, 도면의 간략화를 위해서, 기판 유지부 (125), 조정 밸브 (145), 및 밸브 (146) 를 생략하고 있다. 또, 도 3 에서는, 내조 (110) 및 외조 (120) 에 대하여, 도 2(a) 의 III-III 선을 따른 단면을 나타내고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치 (100) 는, 내조 배액부 (150) 와, 배액부 (160) 와, 탱크 (170) 와, 신액 공급부 (180) 와, 조 세정부 (190) 와, 내조 레벨 센서 (210) 와, 외조 레벨 센서 (220) 와, 센서 세정부 (230) 를 추가로 구비한다. 기판 처리 장치 (100) 는, 용존 산소계 (240) 를 추가로 구비하고 있어도 된다. 용존 산소계 (240) 는, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도를 계측하여, 용존 산소 농도를 나타내는 정보를 제어부 (A1) 에 출력한다. 용존 산소계 (240) 는, 예를 들어, 격막 폴라로그래프법에 의해, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도를 계측한다.
내조 배액부 (150) 는, 내조 (110) 로부터 처리액 (LQ) 을 배출할 때에, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 을 순환부 (140) 에 공급한다. 순환부 (140) 는, 내조 배액부 (150) 로부터 공급된 처리액 (LQ) 을 배액부 (160) 에 공급한다. 또는, 순환부 (140) 는, 외조 (120) 로부터 처리액 (LQ) 을 배출할 때에, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 을 배액부 (160) 에 공급한다. 또는, 순환부 (140) 는, 순환부 (140) 에 잔류하는 처리액 (LQ) 을 배출할 때에, 순환부 (140) 에 잔류하는 처리액 (LQ) 을 배액부 (160) 에 공급한다. 배액부 (160) 는, 순환부 (140) 로부터 공급된 처리액 (LQ) 을 탱크 (170) 로 배출한다. 탱크 (170) 는, 배액부 (160) 를 통하여 배출된 처리액 (LQ) 을 저류한다. 탱크 (170) 는, 예를 들어, 배액부 (160) 를 통하여 배출된 처리액 (LQ) 을 냉각시키는 냉각 탱크이다.
신액 공급부 (180) 는, 처리액 (LQ) 을 새로 내조 (110) 또는 외조 (120) 에 공급한다. 조 세정부 (190) 는 내조 (110) 및 외조 (120) 를 세정수에 의해 세정한다. 내조 레벨 센서 (210) 는, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 의 액위 (액면 레벨) 를 검출하여, 검출 결과를 제어부 (A1) 에 출력한다. 외조 레벨 센서 (220) 는, 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 의 액위 (액면 레벨) 를 검출하여, 검출 결과를 제어부 (A1) 에 출력한다. 센서 세정부 (230) 는, 내조 레벨 센서 (210) 및 외조 레벨 센서 (220) 를 세정액에 의해 세정한다. 조 세정부 (190) 및 센서 세정부 (230) 가 사용하는 세정액은, 예를 들어, 탈이온수, 탄산수, 전해 이온수, 수소수, 오존수, 또는 희석 농도 (예를 들어, 10 ppm ∼ 100 ppm 정도) 의 염산수이다.
상세하게는, 순환부 (140) 는, 밸브 (147) 와, 밸브 (148) 를 추가로 포함한다. 내조 배액부 (150) 는, 내조 배액 배관 (151) 과, 밸브 (152) 를 포함한다. 순환 배관 (141) 은, 제 1 배관 (141a) 과, 제 2 배관 (141b) 과, 제 3 배관 (141c) 을 포함한다. 배액부 (160) 는, 배액 배관 (161) 과, 배액 밸브 (162) 를 포함한다. 신액 공급부 (180) 는, 신액 공급 배관 (181) 과, 신액 공급 배관 (182) 과, 공급 밸브 (183) 와, 공급 밸브 (184) 와, 유량계 (186) 를 포함한다. 조 세정부 (190) 는, 배관 (191) 과, 밸브 (192) 와, 유량계 (193) 를 포함한다. 내조 레벨 센서 (210) 는, 센서관 (211) 과, 센서 본체 (212) 와, 밸브 (213) 와, 밸브 (214) 를 포함한다. 외조 레벨 센서 (220) 는, 센서관 (221), 센서 본체 (222), 밸브 (223) 및 밸브 (224) 를 포함한다. 센서 세정부 (230) 는, 배관 (231) 과, 배관 (232) 과, 밸브 (233) 와, 밸브 (234) 를 포함한다.
순환부 (140) 에 있어서, 순환 배관 (141) 은, 외조 (120) 의 내부로부터, 접속점 (B1) 및 접속점 (B2) 을 경유하여, 순환액 도입 부재 (131) 까지 연장된다. 제 1 배관 (141a) 은, 외조 (120) 의 내부로부터 접속점 (B1) 까지 연장된다. 제 2 배관 (141b) 은, 접속점 (B1) 으로부터 접속점 (B2) 까지 연장된다. 제 3 배관 (141c) 은, 접속점 (B2) 으로부터 순환액 도입 부재 (131) 까지 연장된다. 펌프 (142) 는 제 2 배관 (141b) 에 배치된다. 요컨대, 펌프 (142) 는, 배액 배관 (161) 및 배액 밸브 (162) 보다 상류에 있어서 순환 배관 (141) 에 배치된다. 밸브 (147), 히터 (143), 필터 (144), 조정 밸브 (145) (도 1), 및 밸브 (146) (도 1) 는, 상류에서 하류를 향하여, 이 순서로 제 3 배관 (141c) 에 배치된다.
밸브 (148) 는 제 1 배관 (141a) 에 배치된다. 밸브 (148) 는, 제 1 배관 (141a) 의 유로를 개폐한다. 밸브 (148) 가 개방되면, 제 1 배관 (141a) 의 유로가 개방된다. 밸브 (148) 가 폐쇄되면, 제 1 배관 (141a) 의 유로가 폐색된다. 밸브 (147) 는, 접속점 (B2) 과 히터 (143) 사이에 배치된다. 요컨대, 밸브 (147) 는, 순환 배관 (141) 에 있어서, 펌프 (142) 와 히터 (143) 사이에 배치된다. 밸브 (147) 는, 제 3 배관 (141c) 의 유로를 개폐한다. 밸브 (147) 가 개방되면, 제 3 배관 (141c) 의 유로가 개방된다. 밸브 (147) 가 폐쇄되면, 제 3 배관 (141c) 의 유로가 폐색된다. 밸브 (147, 148) 를 개방하고, 밸브 (152) 및 배액 밸브 (162) 를 폐쇄하여, 펌프 (142) 를 구동시킴으로써, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 이, 순환 배관 (141) 을 통과하여 순환한다.
순환액 도입부 (130) 에 있어서, 순환액 도입 부재 (131) 는, 소정 방향 (D10) 을 따라 연장된다. 그리고, 각 순환액 도입 부재 (131) 에 있어서, 복수의 순환액 도입구 (132) (도 1) 는, 소정 방향 (D10) 을 따라 간격을 두고 배치되어 있다.
내조 배액부 (150) 에 있어서, 내조 배액 배관 (151) 의 일단은 내조 (110) 의 내부에 위치하고, 내조 배액 배관 (151) 의 타단은 접속점 (B1) 에서 순환 배관 (141) 에 접속된다. 요컨대, 내조 배액 배관 (151) 은, 순환 배관 (141) 의 접속점 (B1) 에서 분기되어, 접속점 (B1) 으로부터 내조 (110) 의 내부까지 연장된다. 밸브 (152) 는, 내조 배액 배관 (151) 에 배치된다. 밸브 (152) 는, 내조 배액 배관 (151) 의 유로를 개폐한다. 밸브 (152) 가 개방되면, 내조 배액 배관 (151) 의 유로가 개방된다. 밸브 (152) 가 폐쇄되면, 내조 배액 배관 (151) 의 유로가 폐색된다.
배액부 (160) 에 있어서, 배액 배관 (161) 의 일단은, 접속점 (B2) 에서 순환 배관 (141) 에 접속된다. 배액 배관 (161) 의 타단은, 탱크 (170) 에 접속된다. 요컨대, 배액 배관 (161) 은, 접속점 (B2) 에서 순환 배관 (141) 으로부터 분기되어, 탱크 (170) 까지 연장된다. 그리고, 배액 배관 (161) 은, 처리액 (LQ) 을 탱크 (170) 로 배출한다. 배액 밸브 (162) 는, 배액 배관 (161) 에 배치된다. 배액 밸브 (162) 는, 배액 배관 (161) 의 유로를 개폐한다. 배액 밸브 (162) 가 개방되면, 배액 배관 (161) 의 유로가 개방된다. 배액 밸브 (162) 가 폐쇄되면, 배액 배관 (161) 의 유로가 폐색된다.
배액 밸브 (162) 및 밸브 (152) 를 개방하고, 밸브 (147, 148) 를 폐쇄하여, 펌프 (142) 를 구동시킴으로써, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 이, 내조 배액 배관 (151), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여, 탱크 (170) 로 배출된다. 또, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (148) 를 개방하고, 밸브 (147, 152) 를 폐쇄하여, 펌프 (142) 를 구동시킴으로써, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 이, 제 1 배관 (141a), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여, 탱크 (170) 로 배출된다.
신액 공급부 (180) 에 있어서, 신액 공급 배관 (181) 은, 처리액 (LQ) 의 신액을 저류하는 탱크 (TA) 로부터 내조 (110) 의 내부까지 연장된다. 공급 밸브 (183) 는, 신액 공급 배관 (181) 에 배치된다. 공급 밸브 (183) 는, 신액 공급 배관 (181) 의 유로를 개폐한다. 공급 밸브 (183) 가 개방되면, 신액 공급 배관 (181) 의 유로가 개방된다. 공급 밸브 (183) 가 폐쇄되면, 신액 공급 배관 (181) 의 유로가 폐색된다.
신액 공급 배관 (182) 의 일단은, 접속점 (B3) 에서 신액 공급 배관 (181) 에 접속된다. 신액 공급 배관 (182) 의 타단은, 외조 (120) 의 내부에 위치한다. 공급 밸브 (184) 는, 신액 공급 배관 (182) 의 유로를 개폐한다. 공급 밸브 (184) 가 개방되면, 신액 공급 배관 (182) 의 유로가 개방된다. 공급 밸브 (184) 가 폐쇄되면, 신액 공급 배관 (182) 의 유로가 폐색된다.
공급 밸브 (183) 를 개방하고, 공급 밸브 (184) 를 폐쇄함으로써, 신액 공급 배관 (181) 에 의해 처리액 (LQ) 을 내조 (110) 에 공급할 수 있다. 구체적으로는, 신액 공급 배관 (181) 은 신액 공급구 (185) 를 갖는다. 그리고, 신액 공급 배관 (181) 은, 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 처리액 (LQ) 을 공급한다. 예를 들어, 신액 공급 배관 (181) 은, 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 처리액 (LQ) 을 새로 공급한다. 신액 공급구 (185) 는, 신액 공급 배관 (181) 의 하류단에 위치한다. 신액 공급구 (185) 는, 내조 (110) 의 내부에 배치된다. 신액 공급구 (185) 는, 예를 들어, 연직 하방을 향하여 개구되어 있다. 단, 신액 공급구 (185) 의 방향은 특별히 한정되지 않는다. 또, 신액 공급부 (180) 는, 복수의 신액 공급 배관 (181) 을 갖고 있어도 되고, 복수의 신액 공급구 (185) 를 갖고 있어도 된다.
공급 밸브 (184) 를 개방하고, 공급 밸브 (183) 를 폐쇄함으로써, 신액 공급 배관 (182) 에 의해 처리액 (LQ) 을 외조 (120) 에 공급할 수 있다.
유량계 (186) 는, 접속점 (B3) 보다 상류에 있어서 신액 공급 배관 (181) 에 배치된다. 유량계 (186) 는, 접속점 (B3) 보다 상류에 있어서 신액 공급 배관 (181) 을 흐르는 처리액 (LQ) 의 유량을 계측한다.
조 세정부 (190) 에 있어서, 배관 (191) 은, 세정수의 탱크 (TB) 로부터 내조 (110) 까지 연장된다. 밸브 (192) 는 배관 (191) 에 배치된다. 밸브 (192) 가 개방되면, 배관 (191) 의 유로가 개방되어, 세정수가 내조 (110) 에 공급된다. 밸브 (192) 가 폐쇄되면, 배관 (191) 의 유로가 폐색되어, 내조 (110) 에 대한 세정수의 공급이 정지된다. 유량계 (193) 는, 밸브 (192) 보다 상류에 있어서 배관 (191) 에 배치된다. 유량계 (193) 는, 배관 (191) 을 흐르는 처리액 (LQ) 의 유량을 계측한다.
내조 레벨 센서 (210) 에 있어서, 센서관 (211) 의 선단이 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 에 침지된다. 그리고, 센서 본체 (212) 는, 센서관 (211) 에 질소 가스를 일정 유량으로 공급하면서, 센서관 (211) 내의 질소 가스의 기압을 측정함으로써 내조 (110) 내의 처리액 (LQ) 의 액위를 검지한다.
외조 레벨 센서 (220) 에 있어서, 센서관 (221) 의 선단이 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 에 침지된다. 그리고, 센서 본체 (222) 는, 센서관 (221) 에 질소 가스를 일정 유량으로 공급하면서, 센서관 (221) 내의 질소 가스의 기압을 측정함으로써 외조 (120) 내의 처리액 (LQ) 의 액위를 검지한다.
센서 세정부 (230) 에 있어서, 배관 (231) 의 일단은 세정수의 탱크 (TC) 에 접속되고, 배관 (231) 의 타단은 접속점 (B4) 에서 센서관 (211) 에 접속된다. 탱크 (TC) 는 탱크 (TB) 와 공통되어 있어도 된다. 밸브 (233) 는, 배관 (231) 에 배치된다. 밸브 (233) 는, 배관 (231) 의 유로를 개폐한다. 밸브 (233) 가 개방되면, 배관 (231) 의 유로가 개방되어 세정수가 센서관 (211) 에 공급된다. 그 결과, 센서관 (211) 이 세정된다. 밸브 (233) 가 폐쇄되면, 배관 (231) 이 폐색되어, 센서관 (211) 에 대한 세정수의 공급이 정지한다.
배관 (232) 의 일단은, 접속점 (B6) 에서 배관 (231) 에 접속된다. 배관 (232) 의 타단은, 접속점 (B5) 에서 센서관 (221) 에 접속된다. 밸브 (234) 는, 배관 (232) 에 배치된다. 밸브 (234) 는, 배관 (232) 의 유로를 개폐한다. 밸브 (234) 가 개방되면, 배관 (232) 의 유로가 개방되어, 세정수가 센서관 (221) 에 공급된다. 그 결과, 센서관 (221) 이 세정된다. 밸브 (234) 가 폐쇄되면, 배관 (232) 이 폐색되어, 센서관 (221) 에 대한 세정수의 공급이 정지한다.
제어부 (A1) 는, 밸브 (147, 148, 152, 192, 213, 214, 223, 224, 233, 234), 배액 밸브 (162), 및 공급 밸브 (183, 184) 를 제어한다. 또, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 및 히터 (143) 를 제어한다.
다음으로, 도 4 를 참조하여, 처리액 (LQ) 에 대한 공기의 혼입이 기판 (W) 의 처리에 주는 영향을 설명한다. 일례로서 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도에 대하여 설명한다. 도 4 는, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도와 에칭량의 관계를 나타내는 그래프이다. 가로축은, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도 (ppm) 를 나타내고, 세로축은, 기판 (W) 의 에칭량을 나타낸다.
또, 도 4 는, 알칼리성의 처리액 (LQ) 으로서 TMAH 의 수용액을 사용한 경우의 실시예를 나타내고 있다. TMAH 의 농도는, 0.31 ％ 였다. 실시예에서는, 기판 (W) 에, 폴리실리콘막 (폴리실리콘층) 이 형성되어 있었다. 도 4 는, TMAH 에 기판 (W) 을 침지한 경우의 폴리실리콘막의 에칭량을 나타내고 있다. 에칭량은, TMAH 에 대한 침지 전의 폴리실리콘막의 두께로부터 침지 후의 폴리실리콘막의 두께를 공제한 값이다. 에칭량을 「기판 (W) 의 에칭량」이라고 기재하는 경우가 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도가 낮을수록, 기판 (W) 의 에칭량 (처리량) 이 많아졌다. 에칭량 (처리량) 은, 용존 산소 농도에 대략 정비례하였다. 비례 정수는 「부」였다.
이상, 도 4 를 참조하여 설명한 바와 같이, 예를 들어, 처리액 (LQ) 이 알칼리성인 경우, 기판 (W) 의 처리량은 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도의 영향을 받는다. 따라서, 기판 (W) 을 처리할 때에는, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도가 낮을수록 바람직하다.
즉, 예를 들어, 처리액 (LQ) 이 알칼리성인 경우, 처리액 (LQ) 에 대한 공기의 혼입은 기판 (W) 의 처리에 영향을 준다. 왜냐하면, 공기에는 산소가 포함되기 때문이다. 따라서, 기판 (W) 을 처리할 때에는, 처리액 (LQ) 에 혼입되는 공기가 적을수록 바람직하다.
다음으로, 도 1 및 도 5 ∼ 도 8 을 참조하여, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법을 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 내조 (110) 에 있어서 처리액 (LQ) 에 의해 기판 (W) 을 처리한다. 또, 기판 처리 방법에 있어서는, 처리액 (LQ) 을 저류하는 내조 (110) 로부터 넘친 처리액 (LQ) 이 유입되는 외조 (120) 로부터, 순환 배관 (141) 및 순환액 도입구 (132) 를 통하여 내조 (110) 에 처리액 (LQ) 을 도입함으로써, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을 순환시키는 것이 가능하다.
기판 처리 방법은 처리액 교환 방법을 포함한다. 도 5 ∼ 도 8 은, 처리액 교환 방법을 나타내는 모식도이다. 도 5 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 처리액 교환 방법은, 공정 S1 ∼ 공정 S4 를 포함한다. 처리액 교환 방법은, 처리액 (LQ) 의 라이프 타임이 만료된 후에 실행된다. 라이프 타임이란, 처리액 (LQ) 의 상태가 변화하여 계속해서 처리액 (LQ) 의 사용을 계속하면 처리 자체가 충분히 실시되지 않게 된다고 판단되는 사용 시간이다. 요컨대, 라이프 타임이란, 처리액 (LQ) 의 계속적인 사용에 의해 처리액 (LQ) 의 처리 성능을 유지할 수 없게 되는 사용 시간이다. 라이프 타임은, 실험적 및/또는 경험적으로 정해진다.
이하, 라이프 타임이 만료된 처리액 (LQ) 을 「사용이 끝난 처리액 (LQ)」또는 「구액」이라고 기재하는 경우가 있다. 또, 라이프 타임이 만료된 처리액 (LQ) 대신에 새로 공급되는 처리액 (LQ) 을 「미사용의 처리액 (LQ)」 또는 「신액」이라고 기재하는 경우가 있다.
먼저, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 공정 S1 에서는, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 으로부터, 처리액 (LQ) 을 탱크 (170) 로 배출한다. 그 결과, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 이 비게 된다. 공정 S1 에서 배출되는 처리액 (LQ) 은, 예를 들어, 라이프 타임이 만료된 처리액이다. 공정 S1 은, 본 발명의 「제 1 배액 공정」의 일례에 상당한다.
도 5 에 있어서, 상태 ST11 은, 처리액 (LQ) 의 배출 도중의 상태를 나타낸다. 상태 ST12 는, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 이 빈 상태를 나타낸다.
일례로서, 먼저, 내조 배액 배관 (151), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 에 의해, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 을 배출한다. 다음으로, 제 1 배관 (141a), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 에 의해, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 을 배출한다. 다음으로, 순환 배관 (141) (제 1 배관 (141a) ∼ 제 3 배관부 (25c)) 으로부터 처리액 (LQ) 을 배출한다.
구체적으로는, 공정 S1 에서는, 제어부 (A1) 는, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 으로부터, 처리액 (LQ) 을 탱크 (170) 로 배출하도록 배액 밸브 (162), 밸브 (147), 밸브 (148), 밸브 (152), 및 펌프 (142) 를 제어한다. 또한, 이 경우, 배액 밸브 (162) 는 개방하고, 밸브 (147) 및 공급 밸브 (183) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 구동시킨다. 또, 외조 (120) 로부터 처리액 (LQ) 을 배출하는 경우에는, 밸브 (148) 가 개방되고, 밸브 (152) 가 폐쇄된다. 내조 (110) 로부터 처리액 (LQ) 을 배출하는 경우에는, 밸브 (152) 가 개방되고, 밸브 (148) 가 폐쇄된다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
다음으로, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 공정 S2 에 있어서, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 저류한다. 요컨대, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 으로부터, 처리액 (LQ) 을 배출한 후에 있어서 (공정 S1 에 있어서 처리액 (LQ) 을 배출한 후에 있어서), 신액 공급 배관 (181) 및 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 저류한다. 내조 (110) 가 처리액 (LQ) 으로 가득 차면, 처리액 (LQ) 은 내조 (110) 로부터 넘쳐 외조 (120) 에 유입된다. 그 결과, 처리액 (LQ) 은, 내조 (110) 뿐만 아니라, 외조 (120) 에도 저류된다. 공정 S2 는, 본 발명의 「제 1 공급 공정」의 일례에 상당한다.
도 6 에 있어서, 상태 ST21 은, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 이 공급되고 있는 도중의 상태를 나타낸다. 상태 ST22 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 이 됨과 함께, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 이 된 상태를 나타낸다.
내조 정량 레벨 (LVI) 은, 내조 (110) 가 처리액 (LQ) 으로 가득 차는 액위를 나타낸다. 요컨대, 내조 정량 레벨 (LVI) 은, 내조 (110) 에 저류해야 할 처리액 (LQ) 의 액위의 상한을 나타낸다. 내조 정량 레벨 (LVI) 은, 본 발명의 「내조 상한 레벨」의 일례에 상당한다.
외조 정량 레벨 (LVO) 은, 처리액 (LQ) 을 순환시키기 위해서 필요한 외조 (120) 에 대한 처리액 (LQ) 의 저류량에 대응하는 액위를 나타낸다. 요컨대, 외조 정량 레벨 (LVO) 은, 외조 (120) 에 저류해야 할 처리액 (LQ) 의 액위의 상한을 나타낸다. 이 점에서, 외조 정량 레벨 (LVO) 을 외조 상한 레벨이라고 기재할 수도 있다. 외조 정량 레벨 (LVO) 은, 외조 정량 레벨 (LVO) 이 가득 차는 레벨보다 낮다. 외조 정량 레벨 (LVO) 은, 실험적 및/또는 경험적으로 정해진다.
구체적으로는, 공정 S2 에서는, 제어부 (A1) 는, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 으로부터, 처리액 (LQ) 을 배출한 후에 있어서, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급하도록 공급 밸브 (183) 를 제어한다. 따라서, 신액 공급 배관 (181) 으로부터 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 이 공급된다. 또한, 이 경우, 공급 밸브 (183) 는 개방하고, 밸브 (147, 148, 152) 및 배액 밸브 (162) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 정지한다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
또, 내조 (110) 및 외조 (120) 가 상태 ST22 가 되면, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 이 순환 배관 (141) 을 통과하여 순환하도록, 밸브 (147), 밸브 (148), 밸브 (152), 배액 밸브 (162), 및 펌프 (142) 를 제어한다. 또한, 이 경우, 밸브 (147, 148) 는 개방하고, 밸브 (152), 공급 밸브 (183) 및 배액 밸브 (162) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 구동시킨다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
다음으로, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 공정 S3 에 있어서, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을, 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 탱크 (170) 로 배출한다. 요컨대, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급한 후에 있어서 (공정 S2 보다 후에 있어서), 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을, 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 탱크 (170) 로 배출한다. 이 경우, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 은, 내조 배액 배관 (151), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여 탱크 (170) 로 배출된다. 한편, 본 실시형태에서는, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 은 배출되지 않는다. 공정 S3 은, 본 발명의 「제 2 배액 공정」의 일례에 상당한다.
도 7 에 있어서, 상태 ST31 은, 내조 (110) 로부터 처리액 (LQ) 의 배출 도중의 상태를 나타낸다. 상태 ST32 는, 처리액 (LQ) 이 내조 (110) 로부터 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 배출된 상태를 나타낸다.
내조 하한 레벨 (LVL) 은, 내조 (110) 의 내부에 배치된 순환액 도입구 (132) (도 1) 의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 내조 (110) 의 내부에 배치된 신액 공급구 (185) 의 위치보다 높은 액위를 나타낸다. 따라서, 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 인 경우에는, 신액 공급구 (185) 와 순환액 도입 부재 (131) 의 순환액 도입구 (132) (도 1) 는, 처리액 (LQ) 중에 위치하고, 처리액 (LQ) 으로부터 외부로 노출되어 있지 않다. 또한, 내조 정량 레벨 (LVI) 은, 내조 (110) 에 있어서 내조 하한 레벨 (LVL) 보다 높은 액위를 나타낸다.
구체적으로는, 공정 S3 에서는, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급한 후에 있어서, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 을, 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 배출하도록, 배액 밸브 (162), 밸브 (147), 밸브 (148), 밸브 (152), 및 펌프 (142) 를 제어한다. 또한, 이 경우, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (152) 는 개방하고, 밸브 (147, 148) 및 공급 밸브 (183) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 구동하고 있다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
또한, 복수의 신액 공급구 (185) 가 존재하는 경우에는, 내조 하한 레벨 (LVL) 은, 순환액 도입구 (132) (도 1) 의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 가장 상측에 위치하는 신액 공급구 (185) 의 위치보다 높은 액위를 나타낸다. 또, 복수의 순환액 도입구 (132) 가 존재하는 경우에는, 내조 하한 레벨 (LVL) 은, 가장 상측에 위치하는 순환액 도입구 (132) (도 1) 의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 신액 공급구 (185) 의 위치보다 높은 액위를 나타낸다. 또한, 복수의 신액 공급구 (185) 및 복수의 순환액 도입구 (132) 가 존재하는 경우에는, 내조 하한 레벨 (LVL) 은, 가장 상측에 위치하는 순환액 도입구 (132) (도 1) 의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 가장 상측에 위치하는 신액 공급구 (185) 의 위치보다 높은 액위를 나타낸다.
다음으로, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 공정 S4 에 있어서, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 처리액 (LQ) 을 새로 저류한다. 요컨대, 내조 (110) 로부터, 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 처리액 (LQ) 을 배출한 후에 있어서 (공정 S3 보다 후에 있어서), 신액 공급 배관 (181) 및 신액 공급구 (185) 를 통하여 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급함으로써, 내조 (110) 에 처리액 (LQ) 을 새로 저류한다. 공정 S4 는, 본 발명의 「제 2 공급 공정」의 일례에 상당한다.
도 8 에 있어서, 상태 ST41 은, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 이 공급되고 있는 도중의 상태를 나타낸다. 상태 ST42 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 이 됨과 함께, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 이 된 상태를 나타낸다.
구체적으로는, 공정 S4 에서는, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 로부터, 처리액 (LQ) 을 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 배출한 후에 있어서, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급하도록 공급 밸브 (183) 를 제어한다. 따라서, 신액 공급 배관 (181) 으로부터 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 이 공급된다. 또한, 이 경우, 공급 밸브 (183) 는 개방하고, 밸브 (147, 148, 152) 및 배액 밸브 (162) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 정지한다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
또, 내조 (110) 및 외조 (120) 가 상태 ST42 가 되면, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 이 순환 배관 (141) 을 통과하여 순환하도록, 밸브 (147), 밸브 (148), 밸브 (152), 배액 밸브 (162), 및 펌프 (142) 를 제어한다. 또한, 이 경우, 밸브 (147, 148) 는 개방하고, 밸브 (152), 공급 밸브 (183) 및 배액 밸브 (162) 는 폐쇄하고, 펌프 (142) 는 구동시킨다. 제어의 상세한 것은 후술한다.
이상, 도 5 ∼ 도 8 을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 공정 S1 및 공정 S2 에 있어서 구액을 신액으로 치환한다. 요컨대, 공정 S1 및 공정 S2 에서는, 내조 (110) 및 외조 (120) 에 있어서, 처리액 (LQ) 의 전체액 교환이 실행된다.
그리고, 처리액 (LQ) 의 전체액 교환 후에, 공정 S3 에 있어서 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 처리액 (LQ) 을 배출하고, 공정 S4 에 있어서 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급한다. 특히, 공정 S3 에서는, 신액 공급구 (185) 및 순환액 도입구 (132) 는 처리액 (LQ) 의 액면보다 하방에 위치한다. 따라서, 신액 공급구 (185) 로부터 신액 공급 배관 (181) 에 공기가 진입하는 것, 및 순환액 도입구 (132) (도 1) 로부터 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 공정 S4 에서는, 신액 공급 배관 (181) 및 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제하면서도, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급할 수 있다. 이에 더하여, 공정 S3 에 있어서는, 신액 공급 배관 (181) 및 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제하면서도, 공정 S2 에 있어서 공기가 혼입된 처리액 (LQ) 을 배출할 수 있음과 함께, 순환 배관 (141) 에 잔존하는 공기를 배출할 수 있다. 그 결과, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 처리를 효과적으로 실행할 수 있다.
예를 들어, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있는 것은, 처리액 (LQ) 에 산소가 용해되는 것을 억제할 수 있는 것에 상당한다. 따라서, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있으면, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도를 저하시킬 수 있다. 그 결과, 기판 (W) 의 처리량 (에칭량) 이 용존 산소에 의해 저하되는 것을 억제할 수 있다 (도 4). 이 점은, 처리액 (LQ) 이 알칼리성인 경우에 특히 유효하다.
또, 본 실시형태에서는, 공정 S3 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 밸브 (148) 를 폐쇄하고 있다. 따라서, 공정 S3 에서는, 제어부 (A1) 는, 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 을 배출하지 않는다. 따라서, 순환 배관 (141) 의 유입구 (141x) 는, 외조 (120) 에 있어서 처리액 (LQ) 의 액면보다 하방에 위치한다. 요컨대, 순환 배관 (141) 의 유입구 (141x) 는, 외조 (120) 에 있어서 처리액 (LQ) 중에 위치하고, 처리액 (LQ) 의 외부로 노출되어 있지 않다. 따라서, 유입구 (141x) 로부터 순환 배관 (141) 에 공기가 진입하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 보다 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 공정 S3 에 있어서 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 이 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 배출된 경우에, 제어부 (A1) 는, 구동 중인 펌프 (142) 를 정지한다. 따라서, 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 보다 낮아지는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 또, 공정 S4 에 있어서 적어도 내조 정량 레벨 (LVI) 까지 처리액 (LQ) 이 공급된 경우에, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 구동시킴으로써, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 을 순환 배관 (141) 을 통하여 순환시킨다. 따라서, 순환 배관 (141) 에 잔존하는 공기를 배출할 수 있다. 일례로서, 본 실시형태에서는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 이 되고, 또한, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 이 되면, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 구동시킨다.
또한, 본 실시형태에서는, 공정 S3 및 공정 S4 를 각각 1 회 실행해도 되고, 공정 S3 및 공정 S4 를 각각 복수 회 실행해도 된다. 공정 S3 및 공정 S4 를 각각 복수 회 실행하는 경우에는, 신액 공급 배관 (181) 및 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제하면서도, 공기가 혼입된 처리액 (LQ) 을 보다 효과적으로 배출할 수 있음과 함께, 순환 배관 (141) 에 잔존하는 공기를 보다 효과적으로 배출할 수 있다. 따라서, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
여기서, 공정 S3 및 공정 S4 의 각각의 실행 횟수를 「N」으로 기재한다. 요컨대, 공정 S3 및 공정 S4 를 1 세트라고 파악했을 때에, N 세트가 실행된다. 「N」은, 1 이상의 정수를 나타낸다.
예를 들어, 내조 정량 레벨 (LVI) 의 처리액 (LQ) 의 체적을 「V1」, 외조 정량 레벨 (LVO) 의 처리액 (LQ) 의 체적을 「V2」, 순환 배관 (141) 의 용량을 「V3」, 공정 S3 에서 내조 (110) 로부터 배출되는 처리액 (LQ) 의 체적을 「V4」라고 한 경우에, 「N」은, 다음 식에 의해 정해진다. 구체적으로는, 체적 V4 는, 내조 정량 레벨 (LVI) 로부터 내조 하한 레벨 (LVL) 까지의 처리액 (LQ) 의 체적을 나타낸다. 다음 식의 「N」이 소수점을 갖는 경우에는, 소수점 이하를 올림한 값을 실행 횟수 N 으로 설정해도 되고, 소수점 이하를 버린 값을 실행 횟수 N 으로 설정해도 된다.
N = (V1 ＋ V2 ＋ V3)/V4
이 예에 의하면, 공정 S2 에 있어서의 상태 ST22 (도 6) 에 있어서, 내조 (110), 외조 (120), 및 순환 배관 (141) 에 존재하는 「공기가 혼입된 처리액 (LQ)」의 전부를, 공기의 혼입이 억제된 새로운 처리액 (LQ) 으로 치환할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 제어부 (A1) 는, 용존 산소계 (240) (도 3) 로부터 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도를 나타내는 정보를 취득해도 된다. 그리고, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 에 있어서의 용존 산소 농도에 따라, 공정 S3 및 공정 S4 의 각각의 실행 횟수 N 을 결정해도 된다. 이 경우, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도에 따라, 공정 S3 및 공정 S4 의 각각의 실행 횟수 N 을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (A1) 는, 처리액 (LQ) 의 용존 산소 농도가 높을수록, 공정 S3 및 공정 S4 의 각각의 실행 횟수 N 을 많게 한다. 공정 S3 및 공정 S4 의 각각의 실행 횟수 N 은, 1 회여도 되고, 2 회 이상이어도 된다.
다음으로, 도 9 를 참조하여, 처리액 교환 방법을 설명한다. 도 9 는, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법에 있어서의 처리액 (LQ) 의 교환 시퀀스를 나타내는 타임 차트이다. 가로축은 시간을 나타내고 있다. 또, 도 9 는, 실행 횟수 N = 2 인 경우를 예시하고 있다. 도 9 에 있어서의 공정 S1 ∼ 공정 S4 는, 각각, 도 5 ∼ 도 8 의 공정 S1 ∼ 공정 S4 를 나타내고 있다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 시각 t1 에 공정 S1 (제 1 배액 공정) 이 개시되고 시각 t2 에 공정 S1 이 종료된다. 또, 시각 t2 에 공정 S2 (제 1 공급 공정) 가 개시되고 시각 t3 에서 공정 S2 가 종료된다. 또한, 시각 t4 에서 1 회째의 공정 S3 (제 2 배액 공정) 이 개시되고 시각 t5 에서 1 회째의 공정 S3 이 종료된다. 또한, 시각 t5 에서 1 회째의 공정 S4 (제 2 공급 공정) 가 개시되고 시각 t6 에서 1 회째의 공정 S4 가 종료된다. 또한, 시각 t7 에서 2 회째의 공정 S3 (제 2 배액 공정) 이 개시되고 시각 t8 에서 2 회째의 공정 S3 이 종료된다. 또한, 시각 t8 에서 2 회째의 공정 S4 (제 2 공급 공정) 가 개시되고 시각 t9 에서 2 회째의 공정 S4 가 종료된다.
또한, 도 9 에서는, 공정 S1 및 공정 S2 의 액 교환을 「전체액 교환」이라고 기재하고 있다. 또, 공정 S3 및 공정 S4 의 액교환을 「부분액 교환」이라고 기재하고 있다.
다음으로, 도 2, 도 3 및 도 10 ∼ 도 12 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법의 상세를 설명한다. 도 10 은, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 방법은, 공정 S11 ∼ 공정 S21 을 포함한다. 기판 처리 방법은, 기판 처리 장치 (100) 에 의해 실행된다.
도 2 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 공정 S11 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 에 기판 (W) 을 침지하도록 기판 유지부 (125) 를 제어한다. 그 결과, 기판 유지부 (125) 는, 기판 (W) 을 하강하여, 기판 (W) 을 처리액 (LQ) 에 침지한다.
다음으로, 공정 S12 에 있어서, 내조 (110) 에 있어서, 기판 (W) 이 처리액 (LQ) 에 의해 처리된다.
다음으로, 공정 S13 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 으로부터 기판 (W) 을 인상하도록 기판 유지부 (125) 를 제어한다. 그 결과, 기판 유지부 (125) 는, 기판 (W) 을 상승하여, 기판 (W) 을 처리액 (LQ) 으로부터 인상한다.
다음으로, 공정 S14 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 처리액 (LQ) 의 교환 시기가 도래했는지의 여부를 판정한다. 요컨대, 제어부 (A1) 는, 처리액 (LQ) 의 라이프 타임이 만료되었는지의 여부를 판정한다.
공정 S14 에서 처리액 (LQ) 의 교환 시기가 도래하지 않았다고 판정된 경우 (No), 처리는 공정 S11 로 돌아온다.
한편, 공정 S14 에서 처리액 (LQ) 의 교환 시기가 도래하였다고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S15 로 진행된다. 이 경우, 탱크 (170) 가 빈 것을 조건으로, 처리는 공정 S15 로 진행된다.
다음으로, 도 3 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 공정 S15 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 외조 (120) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 을 배출함으로써, 외조 (120) 를 비운다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (148) 를 개방하고, 밸브 (147, 152) 를 폐쇄한다. 이에 더하여, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 구동시킨다. 그 결과, 외조 (120) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 이 배출되어, 외조 (120) 가 비게 된다. 구체적으로는, 처리액 (LQ) 은, 제 1 배관 (141a), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여, 외조 (120) 로부터 탱크 (170) 로 배출된다. 또한, 공정 S15 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 밸브 (192, 233, 235) 및 공급 밸브 (183, 184) 를 폐쇄하고 있다.
다음으로, 공정 S16 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 을 배출함으로써, 내조 (110) 를 비운다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (152) 를 개방하고, 밸브 (147, 148) 를 폐쇄한다. 또, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 의 구동을 계속한다. 그 결과, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 이 배출되어, 내조 (110) 가 비게 된다. 구체적으로는, 처리액 (LQ) 은, 내조 배액 배관 (151), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 배출된다. 또한, 공정 S16 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 밸브 (192, 233, 235) 및 공급 밸브 (183, 184) 를 폐쇄하고 있다.
다음으로, 공정 S17 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 순환 배관 (141) 으로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 을 배출함으로써, 순환 배관 (141) 을 비운다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (147, 148) 를 개방한다. 이에 더하여, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 정지한다. 그 결과, 처리액 (LQ) 은, 순환 배관 (141) 으로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 의 자중에 의해 배출되어, 순환 배관 (141) 이 비게 된다. 또한, 공정 S17 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 밸브 (152, 192, 233, 235) 및 공급 밸브 (183, 184) 를 폐쇄하고 있다.
다음으로, 공정 S18 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 레벨 센서 (210) 및 외조 레벨 센서 (220) 를 세정수에 의해 세정한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 밸브 (233, 235) 를 개방함으로써, 센서관 (211, 221) 을 세정한다. 제어부 (A1) 는, 세정 후에 밸브 (233, 235) 를 폐쇄한다. 자세한 것은 생략한다. 또한, 도 10 에서는, 도면의 간략화를 위해서, 공정 S18 에 대응하는 처리를 생략하고 있다.
다음으로, 공정 S19 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 및 외조 (120) 를 세정수에 의해 세정한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 밸브 (192) 를 개방함으로써, 내조 (110) 및 외조 (120) 를 세정한다. 제어부 (A1) 는, 세정 후에 밸브 (192) 를 폐쇄한다. 자세한 것은 생략한다. 또한, 도 10 에서는, 도면의 간략화를 위해서, 공정 S19 에 대응하는 처리를 생략하고 있다.
다음으로, 공정 S20 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 및 외조 (120) 에 새로 처리액 (LQ) 을 저류한다. 요컨대, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 및 외조 (120) 의 구액을 신액으로 교환한다. 상세한 것은 후술한다.
다음으로, 공정 S21 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 처리액 (LQ) 의 온도를 목표값으로 조절한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 히터 (143) 를 제어함으로써, 처리액 (LQ) 의 온도를 목표값으로 조절한다. 공정 S21 의 후, 처리는 공정 S11 로 진행된다.
또한, 공정 S14 ∼ 공정 S20 은, 본 실시형태에 관련된 처리액 교환 방법을 실현하고 있다.
도 11 및 도 12 는, 도 10 의 공정 S20 의 상세를 나타내는 플로 차트이다. 도 11 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 도 10 의 공정 S20 은, 공정 S201 ∼ 공정 S214 를 포함한다.
먼저, 도 3 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 공정 S201 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 대하여 새로 처리액 (LQ) 의 공급을 개시한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 공급 밸브 (183) 를 개방하고, 배액 밸브 (162), 밸브 (147, 148, 152, 192, 233, 235), 및 공급 밸브 (184) 를 폐쇄함으로써, 내조 (110) 에 대하여 새로 처리액 (LQ) 의 공급을 개시한다. 구체적으로는, 신액 공급 배관 (181) 및 신액 공급구 (185) 로부터 내조 (110) 에 대하여 처리액 (LQ) 이 공급된다. 내조 (110) 가 처리액 (LQ) 으로 가득 차면, 처리액 (LQ) 은 내조 (110) 로부터 넘쳐 외조 (120) 로 유입된다.
다음으로, 공정 S202 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 외조 레벨 센서 (220) 의 검지 결과에 기초하여, 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) (도 6) 에 도달했는지의 여부를 판정한다.
공정 S202 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달하지 않았다고 판정된 경우 (No), 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달할 때까지, 공정 S202 의 처리가 반복된다.
한편, 공정 S202 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달하였다고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S203 으로 진행된다.
다음으로, 공정 S203 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 구동시킨다. 이 경우, 제어부 (A1) 는, 밸브 (147, 148) 를 개방한다. 그 결과, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 은, 순환 배관 (141) 을 통과하여 순환한다.
다음으로, 공정 S204 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 외조 레벨 센서 (220) 의 검지 결과에 기초하여, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정적인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 을 소정 기간 계속한 경우에, 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정적이라고 판정한다.
공정 S204 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정적이지 않다고 판정된 경우 (No), 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정될 때까지, 공정 S204 의 처리가 반복된다. 예를 들어, 공정 S203 에서의 펌프 (142) 의 구동 (처리액 (LQ) 의 순환) 에 의해, 외조 (120) 의 액위가 낮아진 경우에는, 제어부 (A1) 는, 신액 공급 배관 (181) 및 신액 공급구 (185) 로부터 내조 (110) 를 통하여 외조 (120) 에 대하여 처리액 (LQ) 을 보충함으로써, 외조 (120) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정되도록 조절한다.
한편, 공정 S204 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에서 안정적이라고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S205 로 진행된다.
다음으로, 공정 S205 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 대한 처리액 (LQ) 의 공급을 정지한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 공급 밸브 (183) 를 폐쇄함으로써, 내조 (110) 에 대한 처리액 (LQ) 의 공급을 정지한다.
다음으로, 공정 S206 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 탱크 (170) 의 빈 용량이 배액을 수용 가능한 용량 이상인 것을 조건으로, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 의 배출을 개시한다. 요컨대, 탱크 (170) 의 빈 용량이, 내조 정량 레벨 (LVI) 로부터 내조 하한 레벨 (LVL) 까지의 처리액 (LQ) 을 수용 가능한 용량 이상인 것을 조건으로, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 의 배출이 개시된다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 밸브 (147, 148) 를 폐쇄하고, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (152) 를 개방함으로써, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 처리액 (LQ) 의 배출을 개시한다. 이 경우, 처리액 (LQ) 은, 내조 배액 배관 (151), 제 2 배관 (141b), 및 배액 배관 (161) 을 통과하여, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 로 배출된다. 또, 밸브 (147) 가 폐쇄되기 때문에, 처리액 (LQ) 의 순환은 정지한다.
다음으로, 공정 S207 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 레벨 센서 (210) 의 검출 결과에 기초하여, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 에 도달했는지의 여부를 판정한다.
공정 S207 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 에 도달하지 않았다고 판정된 경우 (No), 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 에 도달할 때까지, 공정 S207 의 처리가 반복된다. 요컨대, 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 에 도달할 때까지, 내조 (110) 로부터의 처리액 (LQ) 의 배출이 계속된다.
한편, 공정 S207 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 하한 레벨 (LVL) 에 도달하였다고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S208 로 진행된다.
다음으로, 공정 S208 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 정지한다. 그 결과, 내조 (110) 로부터 탱크 (170) 에 대한 처리액 (LQ) 의 배출이 정지된다. 또, 제어부 (A1) 는, 배액 밸브 (162) 및 밸브 (152) 를 폐쇄한다.
다음으로, 공정 S209 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 대하여 새로 처리액 (LQ) 의 공급을 개시한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 공급 밸브 (183) 를 개방함으로써, 내조 (110) 에 대하여 새로 처리액 (LQ) 의 공급을 개시한다. 구체적으로는, 신액 공급 배관 (181) 및 신액 공급구 (185) 로부터 내조 (110) 에 대하여 처리액 (LQ) 이 공급된다.
다음으로, 도 3 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 공정 S210 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 레벨 센서 (210) 의 검지 결과에 기초하여, 내조 (110) 에 저류된 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) (도 8) 에 도달했는지의 여부를 판정한다. 이에 더하여, 제어부 (A1) 는, 외조 레벨 센서 (220) 의 검지 결과에 기초하여, 외조 (120) 에 저류된 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) (도 8) 에 도달했는지의 여부를 판정한다.
공정 S210 에서 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에 도달하지 않았다고 판정된 경우 (No), 또는, 공정 S210 에서 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달하지 않았다고 판정된 경우 (No), 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에 도달함과 함께, 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달할 때까지, 공정 S210 의 처리가 반복된다.
한편, 공정 S210 에서 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에 도달하였다고 판정되고, 또한, 공정 S210 에서 외조 (120) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 외조 정량 레벨 (LVO) 에 도달하였다고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S211 로 진행된다.
다음으로, 공정 S211 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 펌프 (142) 를 구동시킨다. 이 경우, 제어부 (A1) 는, 밸브 (147, 148) 를 개방한다. 그 결과, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 은, 순환 배관 (141) 을 통과하여 순환한다.
다음으로, 공정 S212 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 레벨 센서 (210) 의 검지 결과에 기초하여, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에서 안정적인지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 의 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 을 소정 기간 계속한 경우에, 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에서 안정적이라고 판정한다.
공정 S212 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에서 안정적이지 않다고 판정된 경우 (No), 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에서 안정될 때까지, 공정 S212 의 처리가 반복된다.
한편, 공정 S212 에서 처리액 (LQ) 의 액위가 내조 정량 레벨 (LVI) 에서 안정적이라고 판정된 경우 (Yes), 처리는 공정 S213 으로 진행된다.
다음으로, 공정 S213 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 내조 (110) 에 대한 처리액 (LQ) 의 공급을 정지한다. 구체적으로는, 제어부 (A1) 는, 공급 밸브 (183) 를 폐쇄함으로써, 내조 (110) 에 대한 처리액 (LQ) 의 공급을 정지한다.
다음으로, 공정 S214 에 있어서, 제어부 (A1) 는, 공정 S206 ∼ 공정 S213 이 M 회 실행되었는지의 여부를 판정한다. M 은 1 이상의 정수를 나타낸다. 예를 들어, M 은, 실험적 및/또는 경험적으로 정해진다. 도 10 은, M = 2 인 경우를 나타내고 있다.
공정 S206 ∼ 공정 S213 이 M 회 실행되지 않았다고 공정 S214 에서 판정된 경우 (No), 처리는 공정 S206 으로 진행된다.
한편, 공정 S206 ∼ 공정 S213 이 M 회 실행되었다고 공정 S214 에서 판정된 경우 (Yes), 처리는 도 10 의 공정 S21 로 진행된다.
이상, 도 10 ∼ 도 12 를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 기판 처리 방법에 의하면, 공정 S15 ∼ 공정 S19 에 의한 처리액 (LQ) 의 전체액 교환 후에, 공정 S206 및 공정 S207 에 있어서 내조 하한 레벨 (LVL) 까지 처리액 (LQ) 을 배출하고, 공정 S209 에 있어서 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급한다. 특히, 공정 S206 및 공정 S207 에서는, 신액 공급구 (185) 및 순환액 도입구 (132) 는 처리액 (LQ) 의 액면보다 하방에 위치한다. 따라서, 신액 공급구 (185) 로부터 신액 공급 배관 (181) 에 공기가 진입하는 것, 및 순환액 도입구 (132) (도 1) 로부터 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 공정 S209 에서는, 신액 공급 배관 (181) 및 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제하면서도, 내조 (110) 에 새로 처리액 (LQ) 을 공급할 수 있다. 이에 더하여, 공정 S206 및 공정 S207 에 있어서는, 신액 공급 배관 (181) 및 순환액 도입 부재 (131) 에 공기가 진입하는 것을 억제하면서도, 공정 S201 ∼ 공정 S205 에 있어서 공기가 혼입된 처리액 (LQ) 을 배출할 수 있음과 함께, 순환 배관 (141) 에 잔존하는 공기를 배출할 수 있다. 그 결과, 처리액 (LQ) 에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판 (W) 의 처리를 효과적으로 실행할 수 있다.
여기서, 도 10 의 공정 S15 ∼ 공정 S17 이 본 발명의 「제 1 배액 공정」의 일례에 상당한다. 또, 도 11 의 공정 S201 ∼ 공정 S205 는, 본 발명의 「제 1 공급 공정」의 일례에 상당한다. 또한, 도 11 의 공정 S206 ∼ 공정 S208 은, 본 발명의 「제 2 배액 공정」의 일례에 상당한다. 또한, 도 11 및 도 12 의 공정 S209 ∼ 공정 S213 은, 본 발명의 「제 2 공급 공정」의 일례에 상당한다.
또한, 도 7 의 공정 S3 및 도 11 의 공정 S206 에서는, 내조 (110) 만으로부터 처리액 (LQ) 을 배출하고, 외조 (120) 로부터는 처리액 (LQ) 을 배출하지 않았다. 단, 도 7 의 공정 S3 및 도 11 의 공정 S206 에 있어서, 순환 배관 (141) 의 유입구 (141x) (도 3) 가 처리액 (LQ) 중에 위치하여 처리액 (LQ) 의 외부로 노출되지 않는 한은, 내조 (110) 에 더하여, 외조 (120) 로부터도 처리액 (LQ) 을 배출해도 된다. 이 경우에는, 처리액 (LQ) 의 배출 시간을 단축할 수 있다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였다. 단, 본 발명은, 상기의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 양태에 있어서 실시할 수 있다. 또, 상기의 실시형태에 개시되는 복수의 구성 요소는 적절히 개변 가능하다. 예를 들어, 어느 실시형태에 나타나는 전체 구성 요소 중 어느 구성 요소를 다른 실시형태의 구성 요소에 추가해도 되고, 또는, 어느 실시형태에 나타나는 전체 구성 요소 중 몇 개의 구성 요소를 실시형태로부터 삭제해도 된다.
또, 도면은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 각각의 구성 요소를 주체로 모식적으로 나타내고 있고, 도시된 각 구성 요소의 두께, 길이, 개수, 간격 등은, 도면 작성의 형편상 실제와는 상이한 경우도 있다. 또, 상기의 실시형태에서 나타내는 각 구성 요소의 구성은 일례로서, 특별히 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
본 발명은, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 산업상 이용가능성을 갖는다.
100 : 기판 처리 장치
110 : 내조
120 : 외조
131 : 순환액 도입 부재
132 : 순환액 도입구
141 : 순환 배관
142 : 펌프
161 : 배액 배관
162 : 배액 밸브
181 : 신액 공급 배관
183 : 공급 밸브
A1 : 제어부
LVI : 내조 정량 레벨 (내조 상한 레벨)
LVL : 내조 하한 레벨
LVO : 외조 정량 레벨 (외조 상한 레벨)
W : 기판

Claims (7)

  1. 처리액을 저류하는 내조로부터 넘친 상기 처리액이 유입되는 외조로부터, 순환 배관 및 순환액 도입구를 통하여 상기 내조에 상기 처리액을 도입함으로써, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 순환시키는 것이 가능하고, 상기 내조에 있어서 상기 처리액에 의해 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    상기 내조, 상기 외조, 및 상기 순환 배관으로부터, 상기 처리액을 배출하는 제 1 배액 공정과,
    상기 제 1 배액 공정에 있어서 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 새로 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 새로 상기 처리액을 저류하는 제 1 공급 공정과,
    상기 내조에 새로 상기 처리액을 공급한 후에 있어서, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 내조 하한 레벨까지 배출하는 제 2 배액 공정과,
    상기 내조 하한 레벨까지 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 새로 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 상기 처리액을 새로 저류하는 제 2 공급 공정을 포함하고,
    상기 내조 하한 레벨은, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 순환액 도입구의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 신액 공급구의 위치보다 높은 액위를 나타내는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 배액 공정 및 상기 제 2 공급 공정을 각각 복수 회 실행하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내조에 저류된 상기 처리액에 있어서의 용존 산소 농도에 따라, 상기 제 2 배액 공정 및 상기 제 2 공급 공정의 실행 횟수를 결정하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 배액 공정에서는, 상기 외조에 저류된 상기 처리액을 배출하지 않는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 배액 공정에 있어서 상기 내조의 상기 처리액이 상기 내조 하한 레벨까지 배출된 경우에, 구동 중인 펌프를 정지하고,
    상기 제 2 공급 공정에 있어서 적어도 내조 상한 레벨까지 상기 처리액이 공급된 경우에, 상기 펌프를 구동시킴으로써, 상기 내조의 상기 처리액을 상기 순환 배관을 통하여 순환시키고,
    상기 내조 상한 레벨은, 상기 내조에 있어서 상기 내조 하한 레벨보다 높은 액위를 나타내는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리액은, 알칼리성인, 기판 처리 방법.
  7. 처리액을 저류하는 내조와,
    상기 내조의 외측에 배치되고, 상기 내조로부터 넘친 상기 처리액이 유입되는 외조와,
    순환액 도입구를 갖고, 상기 순환액 도입구를 통하여 상기 외조로부터 공급되는 상기 처리액을 상기 내조에 도입하는 순환액 도입 부재와,
    상기 외조로부터 상기 순환액 도입 부재에 상기 처리액을 공급함으로써, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을 순환시키는 순환 배관과,
    상기 순환 배관으로부터 분기되어, 상기 처리액을 배출하는 배액 배관과,
    상기 배액 배관의 유로를 개폐하는 배액 밸브와,
    상기 배액 배관보다 상류에 있어서 상기 순환 배관에 배치되고, 상기 순환 배관 중의 상기 처리액을 송출하는 펌프와,
    신액 공급구를 갖고, 상기 신액 공급구를 통하여 상기 내조에 처리액을 새로 공급하는 신액 공급 배관과,
    상기 신액 공급 배관의 유로를 개폐하는 공급 밸브와,
    상기 배액 밸브, 상기 펌프, 및 상기 공급 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 내조, 상기 외조, 및 상기 순환 배관으로부터, 상기 처리액을 배출하도록 상기 배액 밸브 및 상기 펌프를 제어하고,
    상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 내조에 새로 상기 처리액을 공급하도록 상기 공급 밸브를 제어하고,
    새로 상기 처리액을 공급한 후에 있어서, 상기 내조에 저류된 상기 처리액을, 내조 하한 레벨까지 배출하도록 상기 배액 밸브 및 상기 펌프를 제어하고,
    상기 내조 하한 레벨까지 상기 처리액을 배출한 후에 있어서, 상기 내조에 새로 처리액을 공급하도록 상기 공급 밸브를 제어하고,
    상기 내조 하한 레벨은, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 순환액 도입구의 위치보다 높은 액위를 나타냄과 함께, 상기 내조의 내부에 배치된 상기 신액 공급구의 위치보다 높은 액위를 나타내는, 기판 처리 장치.
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