KR20240062931A - 기판 처리 장치, 연마 장치, 및 기판 처리 방법 - Google Patents
기판 처리 장치, 연마 장치, 및 기판 처리 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240062931A KR20240062931A KR1020230116158A KR20230116158A KR20240062931A KR 20240062931 A KR20240062931 A KR 20240062931A KR 1020230116158 A KR1020230116158 A KR 1020230116158A KR 20230116158 A KR20230116158 A KR 20230116158A KR 20240062931 A KR20240062931 A KR 20240062931A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid
- exhaust
- substrate processing
- gas
- air
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 213
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 103
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 23
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 49
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 11
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- -1 For example Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
- B08B3/14—Removing waste, e.g. labels, from cleaning liquid; Regenerating cleaning liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B13/00—Accessories or details of general applicability for machines or apparatus for cleaning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/02—Rigid pipes of metal
- F16L9/06—Corrugated pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B2203/007—Heating the liquid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
[과제] 기판을 액체로 처리하는 기판 처리 장치의 배기 덕트 내에서의 결로를 억제한다.
[해결 수단] 기판을 액체로 처리하는 처리 모듈과, 상기 처리 모듈의 배기 출구에 접속되어 상기 처리 모듈로부터 받아들인 배기로부터 상기 액체를 분리하고, 상기 배기를 배기 덕트에 방출하는 기액 분리조를 구비하고, 상기 기액 분리조는, 조 본체와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 열교환기와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 에어를 공급하는 에어 노즐을 가지는 기판 처리 장치가 제공된다. 또한, 이 기판 처리 장치를 구비한 연마 장치, 및 이 기판 처리 장치에 의한 기판 처리 방법이 개시된다.
[해결 수단] 기판을 액체로 처리하는 처리 모듈과, 상기 처리 모듈의 배기 출구에 접속되어 상기 처리 모듈로부터 받아들인 배기로부터 상기 액체를 분리하고, 상기 배기를 배기 덕트에 방출하는 기액 분리조를 구비하고, 상기 기액 분리조는, 조 본체와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 열교환기와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 에어를 공급하는 에어 노즐을 가지는 기판 처리 장치가 제공된다. 또한, 이 기판 처리 장치를 구비한 연마 장치, 및 이 기판 처리 장치에 의한 기판 처리 방법이 개시된다.
Description
본원은, 기판 처리 장치, 연마 장치, 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 일례에서는, 본원은, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 처리액을 공급하면서 세정 처리하는 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법에 관한 것이다. 일례에 관한 기판 세정 장치 및 기판 세정 방법은, 반도체의 메모리 소자나 논리 소자의 제조 공정뿐 아니라, 플랫 패널 디스플레이의 제조 공정, CMOS나 CCD 등의 이미지 센서의 제조 공정 등에도 적용된다.
반도체 소자의 제조 공정에서는, 실리콘 웨이퍼 기판상에 물성이 다른 여러가지 막이 형성되고, 이들 막에 각종 가공이 이루어짐으로써 미세한 배선이 형성된다. 예를 들면, 다마신 프로세스에서는, 막에 배선 홈을 형성하고, 이 배선 홈에 Cu 등의 금속을 매립하고, 또한 화학 기계 연마(CMP)에 의해 여분의 금속을 제거함으로써 금속 배선이 형성된다.
CMP 처리가 이루어진 후의 기판의 표면에는 연마제의 성분이나 연마 찌꺼기가 잔류되어 있기 때문에, 기판 세정 장치에 의해 이들을 제거할 필요가 있다. 기판 세정 장치(기판 세정 유닛)는, 회전 운동하고 있는 기판의 표면에 약액을 공급하면서 롤형 혹은 펜슬형의 스펀지 부재로 기판의 표면을 문질러 씻고, 마지막에 순수(純水) 등의 린스액으로 약액을 헹구도록 구성되어 있다(특허 문헌 1, 특허 문헌 2).
특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 기재된 기판 세정 장치는, Cu 등에 의한 다층 배선을 형성하는 배선 공정(BEOL: back end of line)에서 주로 적용된다. 최근, 로직 소자의 고속화나 메모리 소자의 저비용화의 필요성으로 인해, 스위칭 회로를 형성하는 트랜지스터 공정(FEOL: front end of line)에도 CMP의 적용이 확산되고 있다. BEOL에 비해 FEOL은 형성되는 막두께·배선폭·배선간 스페이스가 보다 미소(微小)하기 때문에, 입자형 오염, 분자형 오염 및 금속 원소 오염에 대한 제거 성능의 개선이 필수이다. 이것을 실현하는 수단으로서 약액의 가열에 의한 화학 작용의 촉진을 이용한 세정 방법이 유망시되고 있다. 이러한 세정에 사용되는 세정 장치에는, 배기의 기수(氣水) 분리를 행하는 기수 분리기(기액(氣液) 분리기라고도 칭함)가 마련된다(특허 문헌 3, 특허 문헌 4).
약액의 가온에 의한 화학 작용의 촉진을 이용한 세정 방법에서는, 가온한 약액을 사용함으로써 세정 모듈 내에 증기가 발생한다. 이 증기를 포함한 분위기를 배기할 때에, 기수 분리기에서 배기로부터 충분히 액체가 분리되지 않고, 배기 덕트 표면에서 증기가 냉각되어 결로가 발생할 우려가 있다. 발생한 결로에 의한, 배기 덕트 조인트(예를 들면, 세정 모듈의 배기 덕트와 세정 모듈 밖의 배기 덕트와의 접속부, 세정 모듈 밖의 배기 덕트와 설비의 배기 덕트 본관 사이의 접속부) 등으로부터의 누액 리스크가 존재한다. 증기에는 약액 성분도 포함되어 있는 경우도 있다고 생각되며, 누액에 피액(被液)되었을 때에 인체에 악영향을 미치는 것이 염려된다. 또한 결로에 의해 배기 덕트에 액체가 모이면 배기압이 저감됨으로써 세정 모듈의 배기량이 감소하여 세정 성능의 악화로 연결될 우려가 있다.
본원은, 기판을 액체로 처리하는 기판 처리 장치의 배기 덕트 내에서의 결로를 억제하는 것을 하나의 목적으로 한다.
일 실시 형태에 의하면, 기판을 액체로 처리하는 처리 모듈과, 상기 처리 모듈의 배기 출구에 접속되어 상기 처리 모듈로부터 받아들인 배기로부터 상기 액체를 분리하고, 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 기액 분리조를 구비하고, 상기 기액 분리조는, 조 본체와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 열교환기와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 에어를 공급하는 에어 노즐을 가지는 기판 처리 장치가 개시된다.
다른 실시 형태에 의하면, 상기 기판 처리 장치를 구비한 연마 장치가 개시된다.
또 다른 실시 형태에 의하면, 처리 모듈에서 기판을 액체로 처리하는 것, 상기 처리 모듈로부터의 배기를 기액 분리조에 도입하는 것, 상기 기액 분리조에서, 상기 배기를 열교환기, 및 에어 노즐로부터의 에어에 접촉시켜 상기 배기로부터 액체를 분리함과 아울러 상기 배기의 온도 및 습도를 낮추는 것, 상기 기액 분리조를 통과한 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 것을 포함한 기판 처리 방법이 개시된다.
[도 1] 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛을 구비한 기판 처리 장치의 개략 평면도.
[도 2a] 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 개략 단면도.
[도 2b] 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 사시도.
[도 3] 일 실시 형태에 관한 기액 분리조의 구성예.
[도 4a] 에어 노즐의 구성예.
[도 4b] 에어 노즐의 구성예.
[도 4c] 에어 노즐의 구성예.
[도 5] 열교환기의 구성예.
[도 6] 기액 분리조의 폐액 제어의 흐름도.
[도 7] 기액 분리조의 냉각 시퀀스의 흐름도.
[도 8] 기판 세정 유닛에서의 프로세스의 레시피의 예.
[도 9] 배기 덕트 내의 온도 및 습도를 나타내는 실험 결과.
[도 2a] 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 개략 단면도.
[도 2b] 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 사시도.
[도 3] 일 실시 형태에 관한 기액 분리조의 구성예.
[도 4a] 에어 노즐의 구성예.
[도 4b] 에어 노즐의 구성예.
[도 4c] 에어 노즐의 구성예.
[도 5] 열교환기의 구성예.
[도 6] 기액 분리조의 폐액 제어의 흐름도.
[도 7] 기액 분리조의 냉각 시퀀스의 흐름도.
[도 8] 기판 세정 유닛에서의 프로세스의 레시피의 예.
[도 9] 배기 덕트 내의 온도 및 습도를 나타내는 실험 결과.
이하, 본 발명에 관한 기판 반송 장치의 실시형태를 첨부 도면과 함께 설명하기로 한다. 첨부 도면에서 동일 또는 유사한 요소에는 동일 또는 유사한 참조 부호가 부여되어 각 실시형태의 설명에서 동일 또는 유사한 요소에 관한 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또 각 실시형태에서 나타나는 특징은 서로 모순되지 않는 한 다른 실시형태에도 적용 가능하다.
[연마 장치]
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛을 구비한 기판 처리 장치의 개략 평면도이다. 여기에서는, 기판 처리 장치로서 CMP 장치인 연마 장치(1)를 예로 들어 설명하기로 한다. 본 발명은, 연마 장치에 한정되지 않으며 임의의 기판 처리 장치에 적용 가능하다.
도 1에 도시한 것처럼, 연마 장치(1)는, 연마부(10)와 세정부(20)를 구비한다. 연마부(10)에는, 연마 모듈(11)과, 기판(Wf)의 전달을 행하는 워크 전달 장치(13)가 배치되어 있다. 연마 모듈(11)은, 중앙에 턴테이블(12)을 설치하고, 그 한쪽에 톱 링(18)을 장착한 연마 헤드(14), 다른쪽에 드레싱 툴(15)을 장착한 드레싱 유닛(16)이 배치된 구성이다. 또, 세정부(20)는, 중앙에 화살표 Z방향으로 이동 가능한 2대의 반송 로봇(23) 및 (24)이 배치되고, 그 한쪽에 1차 기판 세정 유닛(31), 2차 기판 세정 유닛(32), 및 세정 기능 있는 스핀 건조 장치(33)가 병렬로 배치되고, 다른쪽에 기판(Wf)을 반전시키는 2대의 워크 반전기(21), 워크 반전기(22)가 배치되어 있다.
또 연마 장치(1)는, 장치의 각 부를 제어하도록 구성된 제어 장치(콘트롤러)(40)를 가진다. 제어 장치(40)는, 소정의 프로그램을 저장한 메모리와, 메모리의 프로그램을 실행하는 CPU를 가진다. 메모리를 구성하는 기억 매체는, 불휘발성 및/또는 휘발성의 기억 매체를 포함할 수 있다. 제어 장치(40)의 일부 또는 전부의 기능은, ASIC 등의 하드웨어로 구성할 수 있다. 제어 장치(40)의 일부 또는 전부의 기능은 시퀀서로 구성해도 좋다. 제어 장치(40)의 일부 또는 전부는, 연마 장치(1)의 케이스의 내부 및/또는 외부에 배치할 수 있다. 제어 장치(40)의 일부 또는 전부는, 유선 및/또는 무선에 의해 연마 장치(1)의 각 부와 통신 가능하게 접속된다.
연마 전의 기판(Wf)을 수납한 카세트(25)로부터 반송 로봇(24)으로 기판(Wf)을 1매씩 취출하여 워크 반전기(22)에 전달하고, 기판(Wf)을 반전시켜 연마면(예를 들면, 회로 패턴 형성면)을 아래로 향하게 한다. 또한 기판(Wf)은, 워크 반전기(22)로부터 반송 로봇(23)으로 전달되어 연마부(10)의 워크 전달 장치(13)로 반송된다.
워크 전달 장치(13)상의 기판(Wf)은, 화살표(L)로 도시한 것처럼, 연마 헤드(14)의 톱 링(18)의 하면에 보유지지되어 턴테이블(12)상으로 이동되고, 톱 링(18) 및 턴테이블(12)이 회전되면서, 기판(Wf)이 연마면(17)(예를 들면, 턴테이블(12)상의 연마 패드의 연마면)에 접촉되어 연마된다. 이 때, 연마면(17)상에는, 미도시된 연마액 공급관으로부터 연마액(슬러리)이 공급된다. 연마 후의 기판(Wf)은, 다시 워크 전달 장치(13)로 되돌려지고, 반송 로봇(23)에 의해 워크 반전기(21)에 전달되어 린스액으로 린스되면서 반전된 후, 반송 로봇(23)에 의해 1차 기판 세정 유닛(31)으로 이송된다.
기판 세정 유닛(31)에서는, 스핀들의 회전체(팽이)에 의해 회전하는 기판(Wf)의 상하면에, 회전하는 롤형 세정 부재를 접촉시키고, 세정액 노즐로부터 세정액이 분사되어 기판(Wf)의 상하면에 장착되어 있던 파티클을 제거하여 세정액과 함께 흘려보낸다. 기판 세정 유닛(31)에 의해 세정된 기판(Wf)은, 반송 로봇(23)에 의해 기판 세정 유닛(31)으로부터 기판 세정 유닛(32)으로 이송된다.
기판 세정 유닛(32)에서는, 회전 척 기구의 척으로 기판(Wf)의 외주를 파지하고, 이 상태에서 회전 척 기구 전체를 고속 회전시킨다. 이 때, 회전 상태의 펜슬형 세정 부재를 회전 상태의 기판(Wf)의 상면 및/또는 하면에 접촉시켜 세정액 노즐에서 기판(Wf)의 상면 및/또는 하면으로 세정액을 공급하고, 동시에 펜슬형 세정 부재를 요동시킴으로써 세정한다.
기판 세정 유닛(32)에 의해 세정된 기판(Wf)은 반송 로봇(24)에 의해 세정 기능 있는 스핀 건조 장치(33)(스핀 린스 드라이어)로 반송된다. 스핀 건조 장치(33)에서는, 기판(Wf)을 회전시키면서 세정한 후, 기판(Wf)을 고속 회전시켜 스핀 건조시킨다. 건조된 기판(Wf)은 반송 로봇(24)에 의해 카세트(25)로 되돌려진다.
[기판 세정 유닛]
도 2a는, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 개략 단면도이다. 도 2b는, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 유닛의 사시도이다. 여기에서는, 기판 처리 유닛으로서, 기판 세정 유닛(31)을 예로 들어 설명하기로 한다. 기판 세정 유닛(31) 및 기판 세정 유닛(32)은, 세정 모듈(200) 내의 상세 구성이 다르지만, 세정 모듈(200)로부터의 배기의 처리 방법에 관해서는 공통되기 때문에, 기판 세정 유닛(31)을 예로 든 실시 형태의 설명을 기판 세정 유닛(32)에도 용이하게 적용 가능하다. 기판 세정 유닛에 한정되지 않고, 액체를 사용하여 기판을 처리하고, 액체의 증기를 포함한 분위기를 배기하는 것이라면, 임의의 기판 처리 유닛에 본 발명을 적용할 수 있다.
기판 세정 유닛(31)은, 세정 모듈(200)과 기액 분리조(100)와 배기 덕트(300)를 구비하고 있다. 세정 모듈(200)은, 조 본체(201)와, 조 본체(201)내에서 기판(Wf)을 회전시키는 회전 기구(예를 들면, 기판(Wf)의 외주부를 보유지지하는 회전체(220A)를 구비한 복수의 스핀들(220))와, 기판(Wf)의 상면 및/또는 하면에 처리액으로서의 세정액(약액, 순수 등)을 공급하는 세정 노즐(210)과, 조 본체(201)내의 분위기(세정액의 증기를 포함한)를 배기하는 배기 출구(230)를 구비하고 있다. 기판 세정 유닛(32)의 경우에는, 회전 기구는, 회전 척 기구의 척으로 기판(Wf)의 외주를 파지하는 척을 구비한 회전 척 기구(위에서 언급됨)이다. 라인(210A)은, 가온된 세정액, 그 외의 세정액을 세정 노즐(210)에 공급하는 라인/배관을 나타낸다. 설명의 편의상, 도 2a에서는, 세정 모듈(200)의 일부 구성만 도시하고 다른 상세한 구성은 생략하였다.
기액 분리조(100)의 상류측이 세정 모듈(200)의 배기 출구(230)와 유체적으로 연락(連絡)되도록, 기액 분리조(100)가 세정 모듈(200)의 저면에 장착되어 있다. 기액 분리조(100)의 하류측이 배기 덕트(300)의 상류측과 유체적으로 연락되도록, 배기 덕트(300)가 세정 모듈(200)의 측면에 장착되어 있다. 도 2a 중의 화살표(410)는, 세정 모듈(200)로부터의 배기의 흐름을 나타낸다. 배기 덕트(300)의 하류측은, 예를 들면, 플렉서블 튜브의 배기 덕트(미도시)에 의해, 설비의 배기 덕트 본관에 접속되어 있다. 플렉서블 튜브는, 상하로 만곡된 부분이 생기는 경우가 있으며, 플렉서블 튜브 내에서 배기가 결로된 경우, 플렉서블 튜브의 국소적으로 낮아진 부분에 액체가 모이고 배기의 통로가 막혀 배기 능력이 저하되는 경우가 있다. 또, 플렉서블 튜브의 배기 덕트 내에서 결로가 생긴 경우에는, 플렉서블 튜브의 배기 덕트와 세정 모듈(200)(배기 덕트(300))과의 접속부, 및 플렉서블 튜브와 설비의 배기 덕트 본관과의 접속부에서 액체가 누설되는 경우가 있다.
[기액 분리조]
도 3은, 일 실시 형태에 관한 기액 분리조(100)의 구성예를 도시한다. 기액 분리조(100)는, 조 본체(101)와, 조 본체(101) 내에 배치된 열교환기(130)와, 조 본체(101)에 대해 마련된 냉각풍 공급 기구(140)(에어 노즐(141))를 구비하고 있다. 또한 기액 분리조(100)는, 조 본체(101) 내에 마련된 배플판(150)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 기액 분리조(100) 내에서 열교환기(130), 및 냉각풍 공급 기구(140)(에어 노즐(141))로부터의 냉각풍에 의해 증기를 포함한 배기를 냉각하고 강제로 증기를 결로시킴으로써 배기중의 증기량을 감소시키고, 배기 덕트(배기 덕트(300) 및 그 하류의 배기 덕트를 포함한다) 내에서의 결로를 억제한다. 열교환기(130), 냉각풍 공급 기구(140)(에어 노즐(141) 등), 및 배플판(150)은 금속제 또는 수지제로 할 수 있다. 기판 세정 유닛이 반도체 제조 장치 내에 배치되는 경우, 오염 방지의 관점에서 열교환기(130), 냉각풍 공급 기구(140)(에어 노즐(141) 등), 배플판(150)은 수지제(예를 들면, PEEK, CNT-PEEK)인 것이 바람직하다.
조 본체(101)는 배기 입구(110) 및 배기 출구(120)를 가진다. 배기 입구(110)는, 세정 모듈(200)의 배기 출구(230)에 유체적으로 연락하여 접속되어 있다. 배기 출구(120)는, 배기 덕트(300)의 배기 입구(미도시)에 유체적으로 연락하여 접속되어 있다. 기액 분리조(100)에서는, 세정 모듈(200)로부터의 배기는, 배기 입구(110)로 들어가, 배기중인 액체가 분리된 후에 배기 출구(230)를 통해 배기 덕트(300)로 흘러나오게 되어 있다.
열교환기(130)는, 조 본체(101) 내에서 배기의 상류측에 배치되어 있다. 열교환기(130)는, 배기의 순로(順路)를 차단하도록 설치하고, 배기와 접촉시킴으로써 결로를 촉진시킨다. 단, 열교환기(130)에 의해 배기의 순로를 완전히 차단하여 배기량이 감소되지 않도록 배치한다. 열교환기(130)는, 냉각수를 유동시키는 튜브, 냉각수를 유동시키는 내부 통로를 구비한 판형체(금속제, 수지제) 등으로 구성할 수 있다. 열교환기(130)는, 예를 들면, 도 3에 도시한 것처럼, 냉각 매체 입구(131)와 냉각 매체 출구(132)를 구비한 튜브로 할 수 있다. 열교환기(130)를 튜브로 구성하는 경우, 예를 들면, 도 3에 도시한 것처럼, 배플판(150)의 상류측에서, 조 본체(101) 내에 나선형으로 감은 튜브를 깔아도 좋다.
열교환기(130)에 흘리는 냉각 매체는, 물, 그 외 임의의 냉각 매체로 할 수 있다. 배기의 온도가 30℃ 정도이므로, 냉각 매체의 온도는 상온(예를 들면, 25℃로 할 수 있다.
도 5는, 열교환기(130)의 구성예를 도시한다. 동 도면에 도시한 것처럼, 열교환기(130)는, 주름관 형상의 튜브로 할 수 있다. 이와 같이 열교환기(130)를 주름관 형상의 튜브로 구성함으로써, 배기와 접촉하는 열교환기(130)의 표면적을 증가시켜, 열교환기(130)에 의한 배기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 주름관 형상의 튜브를 나선형으로 하여 배치하는 경우, 인접한 튜브의 부분에 배기가 통과하는 틈새가 형성되기 때문에, 배기량의 저하를 억제할 수 있다.
냉각풍 공급 기구(140)는, 도 3에 도시한 예에서는, 에어 노즐(141)과 에어 쿨러(142)를 구비하고 있다. 에어 노즐(141)은, 냉각된 압축 공기(냉각풍)를 조 본체(101) 내에 공급하는 것이다. 에어 노즐(141)은, 냉각풍에 의해 기액 분리조(100)내 전체를 냉각하도록 설치하는 것이 바람직하다. 배기의 냉각 효율 관점에서, 배플판(150)에 의해 난류(亂流)가 된 배기에 대해, 에어 노즐(141)로부터 냉각풍을 쐬게 하는 것이 바람직하기 때문에, 에어 노즐(141)은, 예를 들면, 도 3에 도시한 것처럼, 배플판(150)의 하류측에 마련한다. 에어 노즐(141)은, 수지제(예를 들면, PEEK, CNT-PEEK)인 것이 바람직하다.
에어 노즐(141)은, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 구성으로 할 수 있다. 도 4a는, 에어 노즐(141)이 통(筒)형상체며, 통형상체의 측면에 복수의 토출 구멍(141A)을 가진다. 토출 구멍(141A)은, 통형상체의 내부에서 길이 방향으로 연장되는 내부 유로에 연락되어 있으며, 내부 유로에 공급된 압축 공기를 토출한다. 통형상체의 선단에서, 내부 유로는 폐쇄되어 있다. 도 4a의 예에서는, 토출 구멍(141A)은, 통형상체의 소정 길이의 범위에서 둘레방향의 전둘레에 걸쳐 마련되어 있다. 도 4a의 구성은, 기액 분리조(100)의 조 본체(101) 내 전체를 균일하게 냉각하기에 적합하다.
도 4b의 예에서는, 복수의 토출 구멍(141A)은, 통형상체의 둘레방향의 일부(예를 들면, 반주분(半周分))에만 마련되어 있다. 도 4b의 예에서도, 통형상체의 선단에서 내부 유로는 폐쇄되어 있다. 조 본체(101) 내의 공간의 형상, 배기의 흐름에 따라 통형상체 측면의 둘레방향 일부에 복수의 구멍을 마련하는 구성에 의해서도, 조 본체(101) 내에 효율적으로 압축 공기를 공급할 수 있다.
도 4c의 예에서는, 에어 노즐(141)의 통형상체 선단에서, 내부 유로를 개구시키는 토출 구멍(141B)이 마련되고, 통형상체 측면의 토출 구멍(141A)은 마련되지 않는다.
에어 쿨러(142)는, 라인(143)으로부터 압축 공기의 공급을 받아 냉각된 압축 공기를 에어 노즐(141)에 공급한다. 에어 쿨러(142)는, 예를 들면, 보텍스 튜브로 구성할 수 있다. 보텍스 튜브에 의하면, 라인(143)으로부터 공급된 압축 공기를 온도가 높은 압축 공기와 온도가 낮은 압축 공기로 분리하고, 온도가 낮은/냉각된 압축 공기를 출력하는 구성을 간단하고 쉬운 구성으로 실현할 수 있다. 배기의 온도는 상온(25℃보다 높기(30℃정도) 때문에, 에어 쿨러(142)를 생략하고 에어 노즐(141)으로부터 상온의 에어를 토출해도 좋다. 단, 배기 덕트 내의 결로방지 관점에서, 에어는 0.4 MPa 이상의 압축 공기인 것이 바람직하다.
에어 노즐(141)은, 조 본체(101) 내에서 배기의 흐름에 대향하는 위치, 예를 들면, 배플판(150)의 하류측에 설치할 수 있다. 또, 에어 쿨러(142)는, 조 본체(101)의 외부에 설치하고, 조 본체(101) 내의 에어 노즐(141)과 유로를 통해 유체적으로 접속할 수 있다. 에어 노즐(141)로부터의 압축 공기의 흐름이 열교환기(130)에 닿도록 에어 노즐(141)을 설치해도 좋다. 예를 들면, 에어 노즐(141)을 배플판(150)의 상류측(열교환기(130)측)에 배치하여 에어 노즐(141)로부터의 압축 공기가 효율적으로 열교환기(130)에 닿도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 열교환기(130)에서의 배기의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
배플판(150)은, 배기의 흐름에 상하의 흐름을 형성하여 난류를 발생시키고, 배기와 에어 노즐(141)로부터의 냉각풍(압축 공기)과의 교반 효율을 향상시키기 위해 마련된다. 배플판(150)에 통수(通水)하여 배플판 자체를 냉각시킴으로써 냉각 효율을 더욱 상승시켜도 좋다. 처리 모듈(200)로부터의 배기가 따뜻하기 때문에, 배플판(150)은, 조 본체(101) 내의 상부에 마련하는 것이 바람직하다. 배기에 상하의 흐름을 만들기 위해, 배플판(150)의 좌우는, 조 본체(101)와의 사이에 간극을 두지 않는 것이 바람직하다. 도 3의 예에서는, 배플판(150)은, 배기 입구(110)와 배기 출구(120) 사이(대략 중간 위치)에서, 조 본체(101)의 천정에 장착되어 있다. 배플판(150)은, 좌우 방향에서 조 본체(101)의 측면과의 사이에 간극이 생기지 않도록 조 본체(101)의 측면에 밀착하여 장착되어 있다. 배플판(150)은, 유로 면적의 반 정도를 차단하는 높이를 갖는 것이 바람직하다.
배플판(150)을 복수 마련해도 좋다. 복수의 배플판(150)을 마련하는 경우에는, 조 본체(101)의 천정에 장착하는 배플판(150)과, 조 본체(101)의 저면에 장착하는 배플판(150)을 마련하고, 복수의 배플판(150)이 상하 방향으로 서로 엇갈리도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 흐름의 교반(교반 효율)을 더욱 촉진시킬 수 있다.
조 본체(101)의 저면은 경사면(101C)을 가지고 있다. 경사면(101C)은, 상류측에서 하류측으로 하강하도록 마련된다. 조 본체(101)의 저면은, 경사면(101C)에 의해, 경사면(101C)의 상류측의 수평한 제1 저면 부분(101A)(제1 높이)과, 경사면(101C)의 하류측의 수평한 제2 저면 부분(101B)(제2 높이(<제1 높이))을 가진다. 기액 분리조(100)에서 냉각에 의해 배기로부터 분리되는 액체(420)는, 경사면(101C)에 의해, 높이가 낮은 제2 저면 부분(101B)에 쉽게 모이도록 되어 있다.
조 본체(101)의 제2 저면 부분(101B)에는 폐액 라인(160)이 접속되어 있으며, 폐액 라인(160)상에 전자 밸브(161)가 마련되어 있다. 전자 밸브(161)는, 개폐 밸브여도 좋고 유량 제어 밸브여도 좋다. 기액 분리조(100)에는, 액체(420)의 액면의 높이를 검출하기 위한 액면 센서(170)가 마련되어 있다. 액면 센서(170)는, 레이저식, 플로트식 등 임의의 액면 센서를 채용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 액면 센서(170)에 의해 액체(420)의 액면의 높이를 검출하고 액면의 높이가 소정의 높이가 된 경우에, 전자 밸브(161)를 열어, 폐액 라인(160)을 통해 액체(420)를 배출한다. 이와 같이 하면, 배기 덕트(300)에 추가하여 폐액 라인(160)으로부터도 항상 배기를 시켜 대상의 세정 모듈(200)의 배기량이 감소되는 것을 억제할 수 있다.
레이저식 액면 센서는, 예를 들면, 조 본체(101)의 외부에 소정 높이(액체(420)의 액면 높이의 문턱값)로 설치하고, 투명 부재로 이루어진 조 본체(101) 또는 조 본체(101)의 투명부를 통해, 조 본체(101)의 내부에 수평으로 레이저광을 출력하는 것으로 할 수 있다. 액체(420)의 액면의 높이가 레이저광의 높이가 되면, 레이저광의 반사광의 강도가 변화되어 액체(420)의 액면의 높이가 소정 높이(문턱값)가 된 것이 검출된다. 플로트식 액면 센서는, 조 본체(101) 내의 소정 높이(액체(420)의 액면의 높이의 문턱값)로 설치되어 액체(420)의 액면의 높이가 액면 센서에 접촉하면, 액면 센서의 저항값 또는 정전 용량치가 변화하여 액체(420)의 액면의 높이가 소정 높이(문턱값)로 된 것이 액면 센서에 의해 검출된다.
[폐액 제어의 흐름도]
도 6은, 기액 분리조의 폐액 제어의 흐름도이다. 이 제어는, 제어 장치(40)에 의해 실행된다.
단계 S11에서는, 연마 장치(1)(연마 모듈(11))의 처리를 개시한다.
단계 S12에서는, 기액 분리조(100)의 액면 센서(170)를 기동한다.
단계 S13에서는, 액면 센서(170)의 출력에 기초하여 액체(420)의 액면의 높이가 소정 문턱값에 도달했는지 여부를 판정한다. 액면의 높이가 소정 문턱값에 도달하지 않은 경우에는 단계 S13의 처리를 반복하고, 액면의 높이가 소정 문턱값에 도달한 경우에는 단계 S14로 이행한다.
단계 S14에서는, 폐액 라인(160)상의 전자 밸브(161)를 연다.
단계 S15에서는, 전자 밸브(161)를 열고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다. 소정 시간이 경과하지 않으면, 단계 S15의 처리를 반복한다. 소정 시간이 경과한 경우, 단계 S16으로 이행한다.
단계 S16에서는, 전자 밸브(161)를 닫는다.
단계 S17에서는, 연마 장치(1)의 처리가 종료되었는지 여부를 판정한다. 연마 장치(1)의 처리가 종료되지 않으면, 단계 S13으로 돌아온다. 한편, 연마 장치(1)의 처리가 종료된 경우에는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료한다.
[냉각 제어의 흐름도]
도 7은, 기액 분리조의 냉각 시퀀스의 흐름도이다. 가온 처리액을 사용하는 대상의 세정 모듈(200)에서 가온 처리액(가온 약액, 가온수)을 토출한 신호를 트리거로 하여 에어 쿨러(142)와 열교환기(130)를 기동한다(에어 쿨러 기동: 압축 공기를 투입하는 것, 열교환기 기동: 냉각수를 통수시키는 것). 세정 모듈(200)에서 가온 처리액의 토출을 정지할 때까지 냉각을 실행한다. 연마 장치(1)의 처리 상황을 취득하고, 연마 장치(1)의 처리가 계속되는 경우에는, 다시 트리거가 나올 때까지 대기한다. 연마 장치(1)의 처리가 종료된 경우에는, 시퀀스 종료로 한다.
단계 S21에서는, 연마 장치(1)(연마 모듈(11))의 처리를 개시한다.
단계 S22에서는, 대상의 세정 모듈(200)로부터 가온된 가온 처리액이 토출되었는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 세정 모듈(200)에서 가온 처리액을 토출한 신호에 기초하여 실시할 수 있다. 가온 처리액이 토출되지 않은 경우에는, 단계 S22의 처리를 반복한다. 한편, 가온 처리액이 토출된 경우에는, 에어 쿨러(142)를 기동하고(단계 S23), 열교환기(130)를 기동한다(단계 S24). 이로써, 기액 분리조(100)에서, 세정 모듈(200)로부터의 배기를, 열교환기(130) 및 에어 노즐(141)로부터의 압축 공기에 의해 냉각할 수 있다. 에어 쿨러(142)의 기동은, 예를 들면, 에어 쿨러(142)에 압축 공기의 공급을 개시하여 에어 노즐(141)로부터, 냉각된 압축 공기를 토출하는 것이다. 단, 에어 노즐(141)로부터 상온의 에어/압축 공기를 토출하는 경우에는 에어 쿨러(142)는 생략되므로, 「에어 쿨러 기동」은, 「에어 노즐 기동」(에어 노즐에서 에어를 토출)으로 대체할 수 있다. 에어 노즐(141)을 기동하는 경우에도, 에어 노즐에서 에어가 토출되기 때문에, 에어 쿨러의 유무와 상관 없이 총칭하여 「에어 노즐 기동」이라고 칭해도 좋다. 열교환기(130)의 기동은, 예를 들면, 열교환기의 주름관 형상의 튜브에 냉각수의 통수를 개시하는 것이다.
단계 S25에서는, 대상의 세정 모듈(200)로부터의 가온 처리액의 토출이 정지되었는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 세정 모듈(200)에서 가온 처리액을 토출한 신호를 감시함(예를 들면, 신호의 소멸을 확인함)으로써 실시할 수 있다. 세정 모듈(200)로부터의 가온 처리액의 토출이 정지되지 않은 경우에는, 단계 S25의 처리를 반복한다. 세정 모듈(200)로부터의 가온 처리액의 토출이 정지된 경우에는, 에어 쿨러(142)를 정지하고(단계 S26), 열교환기(130)를 정지한다(단계 S27).
단계 S28에서는, 연마 장치(1)에서 처리해야 할 후속 기판의 유무 등의 처리 정보를 취득하고, 단계 S29에서, 연마 장치(1)의 처리가 종료되었는지 여부를 판정한다. 연마 장치(1)의 처리가 종료되지 않은 경우에는, 단계 S22로 되돌아온다. 한편, 연마 장치(1)의 처리가 종료된 경우에는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료한다.
[레시피의 예]
도 8은, 기판 세정 유닛에서의 프로세스의 레시피의 예를 도시한다. 동 도면에서, Step1은, 세정 모듈(200)에서의 순수:DIW(탈이온수)에 의한 기판(Wf)의 세정을 나타낸다. Step2는, 세정 모듈(200)에서의 가온 약액에 의한 기판(Wf)의 세정을 나타낸다. Step3는, 세정 모듈(200)에서의 DIW에 의한 기판(Wf)의 세정을 나타낸다. 각 Step에서, 처리액이 가온되었는지 여부를 나타내는 항목(Heated Liquid), 기액 분리조(100)의 냉각 시스템(에어 노즐, 열교환기)의 사용/미사용을 설정하는 항목(Cooling System)이 설정 가능하다. 「Heated Liquid」가 「N」인 것은, 처리액이 가온되지 않은 것을 나타내고, 「Heated Liquid」가 「Y」인 것은, 처리액이 가온된 것을 나타낸다. 「Cooling System」이 「invalid」인 것은, 냉각 시스템을 기동하지 않는 것을 나타내고, 「Cooling System」이 「valid」인 것은, 냉각 시스템을 기동하는 것을 나타낸다. 「Cooling System」이 「valid」인 Step에서 냉각 시스템이 기동된다. 도 7에서, 세정 모듈(200)에서 가온 처리액이 토출되는지 여부를 판정하는 것(S22, S25) 대신에, 도 8에 도시한 레시피에 기초하여 냉각 시스템(에어 노즐, 열교환기)의 기동을 제어해도 좋다.
[실험 결과]
도 9는, 배기 덕트 내의 온도 및 습도를 나타내는 실험 결과이다. 동 도면에 도시한 것처럼, 상기 실시 형태에 관한 기액 분리조(100)의 냉각 시스템(에어 노즐, 열교환기)의 대책이 없는 경우에는, 배기 덕트(300) 내의 온도는 33°, 습도는 100%였다. 이에 반해, 기액 분리조(100)의 냉각 시스템의 대책을 실시하면, 배기 덕트(300) 내의 온도는 19°로 저하되고, 습도는 94%로 저하되었다. 또, 배기 덕트(300)에서의 배기 속도는, 기액 분리조의 냉각 시스템의 대책이 없는 경우에 5.3 m/s이며, 기액 분리조의 냉각 시스템의 대책을 실시한 경우에 5.4 m/s였다. 따라서, 상기 실시 형태에 관한 기액 분리조(100)의 냉각 시스템에 의하면, 배기 속도를 유지하면서 배기 덕트(300) 내의 배기 온도 및 습도를 낮춰 배기 덕트(300) 내에서의 결로를 억제 내지 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
(기타 실시 형태)
(1) 상기 실시 형태에서는, 기판 세정 유닛의 기액 분리조에 냉각 시스템을 마련하는 예를 설명하였으나, 기판을 액체로 처리하여 처리 공간내의 분위기를 배기하는 임의의 기판 처리 유닛 또는 기판 처리 장치에, 상기 실시 형태를 적용할 수 있다. 예를 들면, 가온 슬러리 및/또는 패드 온조(溫調; 온도 조절)가 사용되는 연마 모듈(11)의 배기는, 고온 다습해질 가능성이 있기 때문에, 연마 모듈(11)의 배기 경로에, 상기 실시 형태의 냉각 시스템(열교환기(130), 냉각풍 공급 기구(140))을 설치해도 좋다. 연마 모듈(11)의 배기 경로에 조(槽)(기액 분리조라고 해도 좋다)를 마련하고, 해당 조 내에 냉각 시스템을 배치해도 좋다.
(2) 기판을 액체로 처리하여 배기하는 임의의 기판 처리 유닛 또는 기판 처리 장치를, 연마 장치 이외의 기판 처리 장치/시스템(예를 들면, 도금 장치/시스템) 내에 배치해도 좋다.
이상, 본 발명의 여러 실시 형태에 대해 설명하였으나, 상기 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로서, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 벗어나지 않고 변경, 개량될 수 있음과 아울러, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에서 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성요소의 임의의 조합 또는 생략이 가능하다.
본원은, 일 실시 형태로서, 기판을 액체로 처리하는 처리 모듈과, 상기 처리 모듈의 배기 출구에 접속되어 상기 처리 모듈로부터 받아들인 배기로부터 상기 액체를 분리하고, 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 기액 분리조를 구비하고, 상기 기액 분리조는, 조 본체와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 열교환기와, 상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 에어를 공급하는 에어 노즐을 가지는 기판 처리 장치를 개시한다. 배기 덕트는, 기액 분리조에 일체로 마련된 배기 덕트 및/또는 기액 분리조와는 별개로 마련된 배기 덕트를 포함할 수 있다. 이 실시 형태에 의하면, 기액 분리조에서, 열교환기에 의해 배기의 온도를 낮춤과 아울러 에어 노즐로부터의 에어에 의해 배기의 온도를 낮춤으로써, 배기로부터 액체의 분리를 촉진할 수 있다. 이로써, 기액 분리조에서 배기의 온도 및 습도를 효과적으로 낮춰 배기 덕트에서 결로가 발생하는 것을 억제 내지 방지할 수 있다. 배기 덕트에서의 결로가 억제됨으로써 배기 덕트의 조인트 등으로부터의 누액을 억제하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 또, 배기 덕트에서의 결로가 억제됨으로써 배기량의 변화를 억제하여 기판 처리 성능(예를 들면, 세정 성능)을 안정시킬 수 있다.
또한 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 처리 모듈은, 가온된 액체를 사용하여 상기 기판을 처리하는 기판 처리 장치를 개시한다.
처리 모듈에서, 가온된 액체를 처리액(가온 처리액)으로서 사용하는 경우에는, 배기의 온도 및 습도가 높아져 배기 덕트에 결로가 발생하기 쉽다. 이 경우에, 열교환기와 에어 노즐로부터의 에어에 의해 배기의 온도 및 습도를 낮춤으로써 배기 덕트에서의 결로를 효과적으로 억제 내지 방지할 수 있다. 가온되지 않은 액체를 처리액으로서 사용하는 경우에도, 열교환기와 에어 노즐로부터의 압축 공기에 의해 배기의 온도 및 습도를 낮춤으로써, 배기 덕트에서의 결로를 보다 확실하게 억제 내지 방지할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 열교환기는, 냉각된 액체를 유동시키는 튜브를 가지는 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 열교환기를 간단하고 쉽게 구성할 수 있다. 또, 유연한 튜브를 사용함으로써 기액 분리조의 조 본체의 한정된 스페이스 안에 용이하게 열교환기를 설치할 수 있다. 기액 분리조 내의 열교환기 설치 자유도를 향상시킬 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 튜브는 주름관 형상의 튜브인, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 배기에 접촉하는 열교환기의 표면적을 보다 크게 할 수 있어 배기의 냉각 효율(열교환 효율)을 향상시킬 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 노즐에 접속된 에어 쿨러를 더 구비하고, 상기 에어 쿨러는, 에어의 공급을 받아 냉각된 에어를 상기 노즐로 출력하는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 에어 쿨러에 의해 에어를 원하는 온도로 조절할 수 있어 배기의 온도를 보다 효율적으로 낮출 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 에어 쿨러는 보텍스 튜브인, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 에어 쿨러를 간단하고 쉬운 구성으로 및/또는 소형으로 구성할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 에어는 압축 공기인, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 형태에 의하면, 배기 덕트 내의 결로를 효과적으로 억제 내지 방지할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 노즐로부터의 상기 에어의 토출 방향이 상기 열교환기로 향해져 있는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 열교환기, 및 열교환기 주위의 배기를, 에어 노즐로부터의 에어에 의해 냉각하여 열교환기에 의한 배기의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 노즐은, 복수의 구멍이 마련된 측면을 가지는 통형상체를 가지는 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 통형상체 측면의 복수의 구멍으로부터 기액 분리조의 조 본체 내의 전체에 걸쳐 에어를 쉽게 공급한다. 기액 분리조의 조 본체 내 전체를 균일하게 냉각하기에 적합하다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 복수의 구멍이, 상기 측면의 둘레방향의 전둘레 또는 일부의 범위에 걸쳐 마련되는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 통형상체 측면의 전둘레에 복수의 구멍을 마련하는 경우, 상하 좌우의 각 방향을 향해 에어를 방출하여 조 본체 내 전체를 균일하게 냉각하기에 적합하다. 또, 조 본체 내의 공간의 형상, 배기의 흐름에 따라 통형상체 측면의 둘레방향 일부에 복수의 구멍을 마련함으로써 조 본체 내 전체를 균일하게 냉각할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 기액 분리조는, 상기 처리 모듈로부터의 배기의 흐름의 방향을 바꾸는 배플판을 가지는 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 배플판에 의해 배기의 흐름에 상하 방향의 흐름을 생성하여 난류를 발생시킴으로써 냉각용 에어와 배기와의 교반 효율을 향상시켜 배기중인 액체의 분리, 배기의 온도 및 습도의 저감을 촉진할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 열교환기는, 상기 조 본체 내에서 상기 배플판의 상류측에 배치되고, 상기 에어 노즐은, 상기 조 본체 내에서 상기 배플판의 하류측에 배치되어 있는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 형태에 의하면, 배플판의 각 측에 열교환기 및 에어 노즐을 배치함으로써 열교환기, 에어 노즐, 및 이들과 관련된 배관, 기기의 배치가 용이하다. 또, 배플판에 의해 난류가 된 배기에 냉각용 에어를 쏘임으로써 냉각용 에어와 배기의 교반 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 열교환기는, 냉각된 액체를 유동시키는 통로가 마련된 배플판을 가지는 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 배플판 자체를 냉각시킴으로써 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 배플판을 열교환기로서 기능시키고 다른 열교환기를 생략 또는 소형화하면, 기액 분리조 내의 구성의 공간을 절약할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 열교환기는, 상기 배플판과는 별도로, 냉각된 액체를 유동시키는 튜브를 더 가진다.
이 실시 형태에 의하면, 배플판의 열교환기와 냉각 유체의 튜브 양쪽에서 배기를 냉각시키기 때문에, 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 기액 분리조의 상기 조 본체에 접속된 폐액 라인과, 상기 폐액 라인상에 마련된 밸브와, 상기 기액 분리조의 상기 조 본체 내에 모인 상기 액체의 액면의 높이를 검출하는 액면 센서와, 상기 액면 센서의 출력에 기초하여 상기 액면의 높이가 소정의 높이가 된 것을 검출하고, 해당 검출에 응답하여 상기 밸브를 여는 제어 장치를 더 구비한, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 배기로부터 분리된 액체가 소정량 모이고 나서 폐액됨으로써 배기 덕트에 추가하여 폐액 라인으로부터 항상 배기를 함으로써 처리 모듈의 배기량이 감소되는 것을 억제 내지 방지할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 조 본체의 저면은, 제1 높이의 제1 저면 부분과, 상기 제1 저면 부분보다 상기 배기의 하류측에 있으며 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이의 제2 저면 부분과, 상기 제1 저면 부분과 상기 제2 저면 부분을 접속하는 경사면을 가지며, 상기 폐액 라인은 상기 제2 저면 부분에 접속되는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 배기로부터 분리된 액체를 조 본체의 저면의 경사면에 의해, 낮은 제2 저면 부분에 효율적으로 모을 수 있어 보다 효율적으로 액체를 기액 분리조로부터 배출할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 상기 처리 모듈의 측면에 장착된 배기 덕트를 더 구비하고, 상기 기액 분리조는, 상기 처리 모듈 및 상기 배기 덕트와 유체적으로 연락하도록 상기 처리 모듈의 저면에 장착되어 있는, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 기액 분리조를 포함한 기판 처리 장치를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 처리 모듈은 세정 모듈이며, 상기 기판 처리 장치는 기판 세정 장치인, 기판 처리 장치를 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 가온한 처리액에 의한 화학 작용의 촉진을 이용한 기판의 세정 방법을 실시하는 경우에, 기판 세정 장치의 배기 덕트 내의 결로를 효과적으로 억제 내지 방지할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서 상기 기판 처리 장치를 구비한 연마 장치를 개시한다. 최근, 로직 소자의 고속화나 메모리 소자의 저비용화의 필요성으로 인해, 스위칭 회로를 형성하는 트랜지스터 공정(FEOL)에도 CMP의 적용이 확산되고 있다. Cu 등에 의한 다층 배선을 형성하는 배선 공정(BEOL)에 비해, FEOL은 형성되는 막두께·배선폭·배선간 스페이스가 보다 미소하기 때문에, 입자형 오염, 분자형 오염 및 금속 원소 오염에 대한 제거 성능의 개선이 필수이다. 이것을 실현하는 수단으로서 처리액(약액, 순수)의 가열에 의한 화학 작용의 촉진을 이용한 세정 방법이 유망시되고 있다. 이러한 세정 방법에서, 상기 실시 형태의 기판 처리 장치/기판 세정 장치에 의하면, 배기 덕트 내의 결로를 효과적으로 억제 내지 방지할 수 있다.
본원은, 일 실시 형태로서, 처리 모듈에서 기판을 액체로 처리하는 것, 상기 처리 모듈로부터의 배기를 기액 분리조에 도입하는 것, 상기 기액 분리조에서, 상기 배기를 열교환기, 및 에어 노즐로부터의 에어에 접촉시켜 상기 배기로부터 액체를 분리함과 아울러 상기 배기의 온도 및 습도를 낮추는 것, 상기 기액 분리조를 통과한 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 것을 포함한 기판 처리 방법(기판 처리 장치의 배기 방법)을 개시한다.
이 실시 형태에 의하면, 기액 분리조에서, 열교환기에 의해 배기의 온도를 낮춤과 아울러, 에어 노즐로부터의 에어에 의해 배기의 온도를 낮춤으로써, 배기로부터 액체의 분리를 촉진할 수 있다. 이로써, 기액 분리조에서 배기의 온도 및 습도를 효과적으로 낮춰 배기 덕트에서 결로가 발생하는 것을 억제 내지 방지할 수 있다.
배기 덕트에서의 결로가 억제됨으로써 배기 덕트의 조인트 등으로부터의 누액을 억제하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 또, 배기 덕트에서의 결로가 억제됨으로써 배기량의 변화를 억제하여 기판 처리 성능(예를 들면, 세정 성능)을 안정시킬 수 있다.
1 연마 장치
10 연마부
11 연마 모듈
12 턴테이블
13 워크 전달 장치
14 연마 헤드
15 드레싱 툴
16 드레싱 유닛
17 연마면
18 톱 링
20 세정부
21, 22 워크 반전기
23, 24 반송 로봇
25 카세트
31, 32 기판 세정 유닛
33 스핀 린스 드라이어
40 제어 장치(콘트롤러)
100 기액 분리조
101 조 본체
101A 제1 저면 부분
101B 제2 저면 부분
101C 경사면
110 배기 입구
120 배기 출구
130 열교환기
131 냉각 매체 입구
132 냉각 매체 출구
140 냉각풍 공급 기구
141 에어 노즐
141A, 141B 토출구
142 에어 쿨러
143 라인
160 폐액 라인
161 전자 밸브
170 액면 센서
200 세정 모듈
201 조 본체
210 세정 노즐
220 회전 기구(스핀들)
220A 회전체
230 배기 출구
300 배기 덕트
410 배기
420 액체
10 연마부
11 연마 모듈
12 턴테이블
13 워크 전달 장치
14 연마 헤드
15 드레싱 툴
16 드레싱 유닛
17 연마면
18 톱 링
20 세정부
21, 22 워크 반전기
23, 24 반송 로봇
25 카세트
31, 32 기판 세정 유닛
33 스핀 린스 드라이어
40 제어 장치(콘트롤러)
100 기액 분리조
101 조 본체
101A 제1 저면 부분
101B 제2 저면 부분
101C 경사면
110 배기 입구
120 배기 출구
130 열교환기
131 냉각 매체 입구
132 냉각 매체 출구
140 냉각풍 공급 기구
141 에어 노즐
141A, 141B 토출구
142 에어 쿨러
143 라인
160 폐액 라인
161 전자 밸브
170 액면 센서
200 세정 모듈
201 조 본체
210 세정 노즐
220 회전 기구(스핀들)
220A 회전체
230 배기 출구
300 배기 덕트
410 배기
420 액체
Claims (20)
- 기판을 액체로 처리하는 처리 모듈과,
상기 처리 모듈의 배기 출구에 접속되어 상기 처리 모듈로부터 받아들인 배기로부터 상기 액체를 분리하고, 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 기액 분리조를 구비하고,
상기 기액 분리조는,
조 본체와,
상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 열교환기와,
상기 조 본체 내에 배치되어 상기 배기를 냉각하는 에어를 공급하는 에어 노즐을 가지는 기판 처리 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리 모듈은, 가온된 액체를 사용하여 상기 기판을 처리하는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 열교환기는, 냉각된 액체를 유동시키는 튜브를 가지는 기판 처리 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 튜브는, 주름관 형상의 튜브인, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 노즐에 접속된 에어 쿨러를 더 구비하고,
상기 에어 쿨러는, 에어의 공급을 받아 냉각된 에어를 상기 노즐로 출력하는, 기판 처리 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 에어 쿨러는 보텍스 튜브인, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 에어는 압축 공기인, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 노즐로부터의 상기 에어의 토출 방향이 상기 열교환기로 향해져 있는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 노즐은, 복수의 구멍이 마련된 측면을 가지는 통(筒)형상체를 가지는 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 복수의 구멍이, 상기 측면의 둘레방향의 전둘레 또는 일부의 범위에 걸쳐 마련되는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 기액 분리조는, 상기 처리 모듈로부터의 배기의 흐름의 방향을 바꾸는 배플판을 더 구비한, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 열교환기는, 상기 조 본체 내에서 상기 배플판의 상류측에 배치되고,
상기 에어 노즐은, 상기 조 본체 내에서 상기 배플판의 하류측에 배치되어 있는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 열교환기는, 냉각된 액체를 유동시키는 통로가 마련된 배플판을 가지는 기판 처리 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 열교환기는, 상기 배플판과는 별도로, 냉각된 액체를 유동시키는 튜브를 더 가지는 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 기액 분리조의 상기 조 본체에 접속된 폐액 라인과,
상기 폐액 라인상에 마련된 밸브와,
상기 기액 분리조의 상기 조 본체 내에 모인 상기 액체의 액면의 높이를 검출하는 액면 센서와,
상기 액면 센서의 출력에 기초하여 상기 액면의 높이가 소정의 높이가 된 것을 검출하고, 해당 검출에 응답하여 상기 밸브를 여는 제어 장치를 더 구비한, 기판 처리 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 조 본체의 저면은, 제1 높이의 제1 저면 부분과, 상기 제1 저면 부분보다 상기 배기의 하류측에 있으며 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이의 제2 저면 부분과, 상기 제1 저면 부분과 상기 제2 저면 부분을 접속하는 경사면을 가지며,
상기 폐액 라인은 상기 제2 저면 부분에 접속되는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 처리 모듈의 측면에 장착된 배기 덕트를 더 구비하고,
상기 기액 분리조는, 상기 처리 모듈 및 상기 배기 덕트와 유체적으로 연락하도록, 상기 처리 모듈의 저면에 장착되어 있는, 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 처리 모듈은 세정 모듈이며, 상기 기판 처리 장치는 기판 세정 장치인, 기판 처리 장치. - 청구항 15에 기재된 기판 처리 장치를 구비한, 연마 장치.
- 처리 모듈에서 기판을 액체로 처리하는 것,
상기 처리 모듈로부터의 배기를 기액 분리조에 도입하는 것,
상기 기액 분리조에서, 상기 배기를 열교환기, 및 에어 노즐로부터의 에어에 접촉시켜 상기 배기로부터 액체를 분리함과 아울러 상기 배기의 온도 및 습도를 낮추는 것,
상기 기액 분리조를 통과한 상기 배기를 배기 덕트로 방출하는 것을 포함한 기판 처리 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022174942A JP2024065869A (ja) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 基板処理装置、基板処理方法 |
| JPJP-P-2022-174942 | 2022-10-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240062931A true KR20240062931A (ko) | 2024-05-09 |
Family
ID=90795014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230116158A KR20240062931A (ko) | 2022-10-31 | 2023-09-01 | 기판 처리 장치, 연마 장치, 및 기판 처리 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240139782A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024065869A (ko) |
| KR (1) | KR20240062931A (ko) |
| CN (1) | CN117954348A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020043267A (ko) | 2000-12-01 | 2002-06-10 | 이구택 | 후강판 이동수단이 구비된 표면검사용 뒤집기장치 |
| JP2003124180A (ja) | 2001-10-16 | 2003-04-25 | Ebara Corp | 基板処理装置 |
| KR20100074191A (ko) | 2007-09-27 | 2010-07-01 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 헤르페스 바이러스의 잠복 감염에 관여하는 인자 및 그 이용 |
-
2022
- 2022-10-31 JP JP2022174942A patent/JP2024065869A/ja active Pending
-
2023
- 2023-09-01 KR KR1020230116158A patent/KR20240062931A/ko unknown
- 2023-09-04 CN CN202311129015.3A patent/CN117954348A/zh active Pending
- 2023-10-19 US US18/490,727 patent/US20240139782A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020043267A (ko) | 2000-12-01 | 2002-06-10 | 이구택 | 후강판 이동수단이 구비된 표면검사용 뒤집기장치 |
| JP2003124180A (ja) | 2001-10-16 | 2003-04-25 | Ebara Corp | 基板処理装置 |
| KR20100074191A (ko) | 2007-09-27 | 2010-07-01 | 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 | 헤르페스 바이러스의 잠복 감염에 관여하는 인자 및 그 이용 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117954348A (zh) | 2024-04-30 |
| JP2024065869A (ja) | 2024-05-15 |
| US20240139782A1 (en) | 2024-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW503458B (en) | Cleaning method and cleaning apparatus for substrate | |
| TWI643284B (zh) | 基板處理裝置 | |
| CN102856162B (zh) | 处理基板的设备和排放超临界流体的方法 | |
| US10618140B2 (en) | Substrate processing system and substrate processing method | |
| KR102354361B1 (ko) | 기판 액처리 장치, 탱크 세정 방법 및 기억 매체 | |
| JP5146522B2 (ja) | 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 | |
| JP5644219B2 (ja) | 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 | |
| US20170320188A1 (en) | Substrate processing system | |
| KR101596064B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
| US20170084470A1 (en) | Substrate processing apparatus and cleaning method of processing chamber | |
| KR20110042014A (ko) | 액처리 장치, 액처리 방법 및 기억 매체 | |
| JP2000114233A (ja) | 半導体湿式エッチング装置 | |
| US6895979B2 (en) | Processing apparatus and processing method | |
| KR101696194B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
| JP7128099B2 (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
| TW202013491A (zh) | 基板處理裝置及基板處理方法 | |
| JP2019161107A (ja) | 基板洗浄装置、及び基板洗浄方法 | |
| JP4037179B2 (ja) | 洗浄方法、洗浄装置 | |
| US20230023260A1 (en) | Substrate cleaning system and substrate cleaning method | |
| JP6373796B2 (ja) | 基板研磨装置 | |
| KR20240062931A (ko) | 기판 처리 장치, 연마 장치, 및 기판 처리 방법 | |
| KR20190077920A (ko) | 기판 처리용 챔버 | |
| US20210074557A1 (en) | Apparatus for processing substrate and method of cleaning same | |
| TW202203314A (zh) | 液處理裝置及液處理方法 | |
| JPH1174168A (ja) | 処理システム |