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KR20190024722A - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

액처리 장치 및 액처리 방법 Download PDF

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KR20190024722A
KR20190024722A KR1020180098037A KR20180098037A KR20190024722A KR 20190024722 A KR20190024722 A KR 20190024722A KR 1020180098037 A KR1020180098037 A KR 1020180098037A KR 20180098037 A KR20180098037 A KR 20180098037A KR 20190024722 A KR20190024722 A KR 20190024722A
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circulation line
circulation
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가즈히로 데라오카
다카시 우노
후미히로 가미무라
마사토시 가사하라
이쿠오 스나카
다카시 나카자와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 처리액의 순환을 시작한 직후에, 순환 라인 내의 처리액이 오염되는 것을 억제하는 것을 과제로 한다.
실시형태에 따른 액처리 장치는, 탱크와, 순환 라인과, 펌프와, 필터와, 배압 밸브와, 제어부를 구비한다. 탱크는 처리액을 저류한다. 순환 라인은, 탱크로부터 보내는 처리액을 탱크로 복귀시킨다. 펌프는, 순환 라인에서의 처리액의 순환류를 형성한다. 필터는, 순환 라인에서의 펌프의 하류측에 마련된다. 배압 밸브는, 순환 라인에서의 필터의 하류측에 마련된다. 제어부는, 펌프 및 배압 밸브를 제어한다. 그리고, 제어부는, 순환 라인에서의 처리액의 순환을 시작할 때에, 펌프의 토출 압력이 미리 정해진 제1 압력으로 시동하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 펌프의 토출 압력이 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 증가하도록 펌프의 토출 압력을 제어한다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
개시한 실시형태는, 액처리 장치 및 액처리 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 칭함) 등의 기판용의 처리액을 순환 라인으로 순환시키고, 이러한 순환 라인으로부터 분기되는 분기 라인을 통해 처리부에 처리액을 공급하는 액처리 장치가 알려져 있다. 이러한 액처리 장치의 순환 라인에는, 처리액으로부터 이물질을 제거하는 필터가 마련되어 있다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2015-220318호 공보
그러나, 종래의 순환 라인에서는, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 펌프의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터를 빠져 나가는 것에 의해, 순환 라인 내의 처리액이 오염되어 버릴 우려가 있었다.
실시형태의 일양태는, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 순환 라인 내의 처리액이 오염되는 것을 억제할 수 있는 액처리 장치 및 액처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일양태에 따른 액처리 장치는, 탱크와, 순환 라인과, 펌프와, 필터와, 배압 밸브와, 제어부를 구비한다. 상기 탱크는 처리액을 저류한다. 상기 순환 라인은, 상기 탱크로부터 보내는 처리액을 상기 탱크로 복귀시킨다. 상기 펌프는, 상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환류를 형성한다. 상기 필터는, 상기 순환 라인에서의 상기 펌프의 하류측에 마련된다. 상기 배압 밸브는, 상기 순환 라인에서의 상기 필터의 하류측에 마련된다. 상기 제어부는, 상기 펌프 및 상기 배압 밸브를 제어한다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환을 시작할 때에, 상기 펌프의 토출 압력이 미리 정해진 제1 압력으로 시동하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 상기 펌프의 토출 압력이 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 증가하도록 상기 펌프의 토출 압력을 제어한다.
실시형태의 일양태에 의하면, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 순환 라인 내의 처리액이 오염되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 처리 유닛의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 처리 유닛의 구체적인 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 실시형태에서의 기판 세정 처리의 개요를 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시형태에 따른 처리 유체 공급원의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시형태에서의 펌프의 토출 압력과 배압 밸브의 밸브 개방도의 추이에 관해 나타내는 도면이다.
도 7은, 실시형태 및 참고예에서의 필터의 상류측과 하류측의 차압의 추이에 관해 나타내는 도면이다.
도 8은, 기판 처리 시스템이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 9는, 처리 유체 공급원이 실행하는 액처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원이 개시하는 액처리 장치 및 액처리 방법의 실시형태를 상세히 설명한다. 또, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
<기판 처리 시스템의 개요>
처음에, 도 1을 참조하면서, 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성에 관해 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 마련된다.
반입반출 스테이션(2)은, 캐리어 배치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 배치부(11)에는, 복수매의 기판, 실시형태에서는 반도체 웨이퍼[이하, 웨이퍼(W)로 지칭함]를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 배치된다.
반송부(12)는, 캐리어 배치부(11)에 인접하여 마련되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 마련된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 처리 유닛(16)을 구비한다. 복수의 처리 유닛(16)은, 반송부(15)의 양측에 배열되어 마련된다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(17)를 구비한다. 기판 반송 장치(17)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(17)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와 처리 유닛(16) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 미리 정해진 기판 처리를 행한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이며, 제어부(18)와 기억부(19)를 구비한다. 기억부(19)에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(18)는, 기억부(19)에 기억된 프로그램을 판독하여 실행함으로써 기판 처리 시스템(1)의 동작을 제어한다.
또한, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(19)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입반출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 배치부(11)에 배치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하고, 취출된 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 배치한다. 전달부(14)에 배치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(17)에 의해 전달부(14)로부터 취출되어, 처리 유닛(16)에 반입된다.
처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 처리 유닛(16)에 의해 처리된 후, 기판 반송 장치(17)에 의해 처리 유닛(16)으로부터 반출되어, 전달부(14)에 배치된다. 그리고, 전달부(14)에 배치된 처리가 끝난 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 배치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.
<처리 유닛의 개요>
다음으로, 처리 유닛(16)의 개요에 관해, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 처리 유닛(16)의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는, FFU(Fan Filter Unit)(21)가 마련된다. FFU(21)는, 챔버(20) 내에 다운 플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는, 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 연직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는, 지주부(32)를 연직축 둘레로 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 따라, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
처리 유체 공급부(40)는, 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는, 처리 유체 공급원(70)에 접속된다. 이러한 처리 유체 공급원(70)의 구성에 관해서는 후술한다.
회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는, 배액부(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액부(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부에 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부에 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
다음으로, 처리 유닛(16)의 구체적인 구성예에 관해, 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 처리 유닛(16)의 구체적인 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 기판 유지 기구(30)가 구비하는 유지부(31)의 상면에는, 웨이퍼(W)를 측면으로부터 유지하는 유지 부재(311)가 마련된다. 웨이퍼(W)는, 이러한 유지 부재(311)에 의해 유지부(31)의 상면으로부터 약간 이격된 상태로 수평 유지된다. 또, 웨이퍼(W)는, 기판 처리가 행해지는 표면을 상측으로 향하게 한 상태로 유지부(31)에 유지된다.
처리 유체 공급부(40)는, 복수(여기서는 4개)의 노즐(41a∼41d)과, 이러한 노즐(41a∼41d)을 수평으로 지지하는 아암(42)과, 아암(42)을 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구(43)를 구비한다.
노즐(41a)은, 밸브(44a)와 유량 조정기(45a)를 통해 HFC 공급원(46a)에 접속된다. HFC 공급원(46a)에는, 예를 들면 HFC(HydroFluoroCarbon) 등의 웨이퍼(W)를 처리하는 CF계 세정액이 저장된다. 또, 이러한 CF계 세정액은 HFC에 한정되지 않고, PFC(PerFluoroCarbon)나 HFO(HydroFluoroOlefins) 등을 이용해도 좋다.
노즐(41b)은, 밸브(44b)와 유량 조정기(45b)를 통해 DHF 공급원(46b)에 접속된다. DHF 공급원(46b)에는, 예를 들면 DHF(Diluted HydroFluoric acid : 희불산) 등의 웨이퍼(W)의 잔사를 세정하는 세정액이 저장된다. 또, 웨이퍼(W)의 잔사를 세정하는 세정액은 DHF에 한정되지 않고, 유기 박리액 등을 이용해도 좋다.
노즐(41c)은, 밸브(44c)와 유량 조정기(45c)를 통해 DIW 공급원(46c)에 접속된다. DIW(DeIonized Water : 탈이온수)은, 예를 들면 린스 처리에 이용된다. 또, 린스 처리에 이용하는 처리액은 DIW에 한정되지 않고, DHF를 웨이퍼(W) 상으로부터 제거할 수 있는 것이라면, 그 밖의 종류의 처리액을 이용해도 좋다.
노즐(41d)은, 밸브(44d)와 유량 조정기(45d)를 통해 IPA 공급원(46d)에 접속된다. IPA(IsoPropyl Alcohol)은, 예를 들면 치환 처리에 이용된다. 또, 치환 처리에 이용하는 처리액은 IPA에 한정되지 않고, DIW보다 표면장력이 낮은 용제라면, 그 밖의 종류의 용제를 이용해도 좋다.
노즐(41a)로부터는, HFC 공급원(46a)으로부터 공급되는 HFC가 토출된다. 노즐(41b)로부터는, DHF 공급원(46b)으로부터 공급되는 DHF가 토출된다. 노즐(41c)로부터는, DIW 공급원(46c)으로부터 공급되는 DIW가 토출된다. 노즐(41d)로부터는, IPA 공급원(46d)으로부터 공급되는 IPA가 토출된다.
<세정 처리의 상세>
다음으로, 처리 유닛(16)에서의 웨이퍼(W)의 세정 처리의 상세에 관해, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4는, 실시형태에서의 기판 세정 처리의 개요를 나타내는 도면이다. 또, 이러한 기판 세정 처리가 행해지는 이전의 공정에서, 웨이퍼(W)에는 드라이 에칭 처리가 행해지고 있는 것으로 한다.
우선, 기판 반송 장치(17)에 의해, 웨이퍼(W)가 처리 유닛(16)의 챔버(20) 내에 반입된다. 그리고, 웨이퍼(W)는, 기판 처리되는 표면을 상측을 향하게 한 상태로 유지 부재(311)에 유지된다. 그 후, 구동부(33)에 의해, 기판 유지 기구(30)가 웨이퍼(W)와 함께 정해진 회전수로 회전한다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, HFC에 의한 제1 세정 처리가 행해진다. 이러한 제1 세정 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41a)이 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동한다. 그 후, 밸브(44a)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 CF계 세정액인 HFC이 공급된다. 이러한 제1 세정 처리에 의해, 웨이퍼(W)에 대한 드라이 에칭시에 웨이퍼(W)에 부착되는 불소계 폴리머를 제거할 수 있다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, DHF에 의한 제2 세정 처리가 행해진다. 이러한 제2 세정 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41b)이 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동한다. 그 후, 밸브(44b)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 세정액인 DHF가 공급된다.
이러한 제2 세정 처리에 의해, 웨이퍼(W)에 대한 드라이 에칭시에 웨이퍼(W)에 부착되어, 제1 세정 처리에서는 제거되기 어려운 불소계 폴리머 이외의 잔사를 제거할 수 있다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는, DIW에 의한 린스 처리가 행해진다. 이러한 린스 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41c)이 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동하고, 밸브(44c)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 린스액인 DIW가 공급된다. 이 린스 처리에 의해, 웨이퍼(W) 상에 잔존하는 DHF를 제거한다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는, IPA에 의한 치환 처리가 행해진다. 이러한 치환 처리에서는, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41d)이 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동하고, 밸브(44d)가 미리 정해진 시간 개방됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 IPA가 공급된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 DIW가 IPA로 치환된다.
계속해서, 처리 유닛(16)에서는, 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리가 행해진다. 이러한 건조 처리에서는, 예를 들면, 구동부(33)에 의해 기판 유지 기구(30)를 고속 회전시킴으로써, 유지 부재(311)에 유지되는 웨이퍼(W) 상의 IPA를 털어낸다.
그 후, 처리 유닛(16)에서는, 반출 처리가 행해진다. 반출 처리에서는, 웨이퍼(W)의 회전을 정지시킨 후, 기판 반송 장치(17)에 의해, 웨이퍼(W)가 처리 유닛(16)으로부터 반출된다. 이러한 반출 처리가 완료되면, 1장의 웨이퍼(W)에 관한 일련의 기판 처리가 완료된다.
여기까지 설명한 바와 같이, 실시형태에서는, CF계 세정액(예를 들면, HFC)에 의한 제1 세정 처리와, 잔사 제거용의 세정액(예를 들면, DHF)에 의한 제2 세정 처리를 연속하여 행한다. 이에 따라, 실시형태에 의하면, 드라이 에칭 처리시에 부착되는 불소계 폴리머와, 불소계 폴리머 이외의 잔사를, 웨이퍼(W)로부터 양호하게 제거할 수 있다.
또, 실시형태에서는, 불소계 폴리머를 제거하는 제1 세정 처리를 CF계의 세정액에 의해 실시한 경우에 관해 나타냈지만, 제1 세정 처리는 세정액을 이용하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 세정 처리를, CF계의 용제를 이용한 베이퍼 세정이나 고온 고압 세정, 초임계 세정 등에 의해 행해도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 제1 세정 처리의 후에, 잔사를 제거하는 제2 세정 처리를 행하는 경우에 관해 나타냈지만, 제1 세정 처리에 의해 잔사도 제거할 수 있는 경우에는, 반드시 제2 세정 처리를 행할 필요는 없다.
<처리 유체 공급원의 개요>
다음으로, 기판 처리 시스템(1)이 구비하는 처리 유체 공급원(70)의 개략 구성에 관해, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5는, 실시형태에 따른 처리 유체 공급원(70)의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)이 구비하는 처리 유체 공급원(70)은, 복수의 처리 유닛(16)에 처리액을 공급한다. 또, 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 HFC 공급원(46a)과, DHF 공급원(46b)과, DIW 공급원(46c)과, IPA 공급원(46d)을, 도 5에 나타내는 처리 유체 공급원(70)으로 각각 개별적으로 구성한다.
처리 유체 공급원(70)은, 처리액을 저류하는 탱크(102)와, 이러한 탱크(102)로부터 나와 탱크(102)로 복귀하는 순환 라인(104)을 갖는다. 이러한 순환 라인(104)에는, 탱크(102)를 기준으로 하여, 상류측으로부터 순서대로 펌프(106)와, 필터(108)와, 접속부(110)와, 배압 밸브(114)가 마련된다.
펌프(106)는, 탱크(102)로부터 나와, 순환 라인(104)을 통과하여, 탱크(102)로 복귀하는 처리액의 순환류를 형성한다. 또, 실시형태에 있어서, 펌프(106)의 토출 압력은, 제어부(18)에 의해 제어 가능하다.
필터(108)는, 순환 라인(104) 내를 순환하는 처리액에 포함되는 파티클 등의 오염 물질을 제거한다.
접속부(110)에는, 하나 또는 복수의 분기 라인(112)이 접속된다. 각 분기 라인(112)은, 순환 라인(104)을 흐르는 처리액을 대응하는 각 처리 유닛(16)에 공급한다. 또, 각 분기 라인(112)에는, 필요에 따라서, 유량 제어 밸브 등의 유량 조정 기구나 필터 등을 마련할 수 있다.
배압 밸브(114)는, 이러한 배압 밸브(114)의 상류측에서의 처리액의 압력이 원하는 압력보다 큰 경우에는 밸브 개방도를 크게 하고, 상류측에서의 처리액의 압력이 원하는 압력보다 작은 경우에는 밸브 개방도를 작게 함으로써, 상류측에서의 처리액의 압력을 원하는 압력으로 유지하는 기능을 갖는다. 또, 실시형태에 있어서, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도는 제어부(18)에 의해 제어 가능하다.
또, 순환 라인(104)에는, 여기까지 설명한 각 구성 부재 외에, 필요에 따라서 보조 기계류(예를 들면, 히터나 플로우미터 등)가 더 마련되어 있어도 좋다.
또한, 탱크(102)는, 탱크액 보충부(116)와, 드레인부(118)를 갖는다. 탱크액 보충부(116)는, 탱크(102)에 처리액 또는 처리액 구성 성분을 보충한다. 드레인부(118)는, 탱크(102) 내의 처리액을 교환할 때 등에, 탱크(102) 내의 처리액을 배출한다.
여기까지 설명한 처리 유체 공급원(70)에서는, 분기 라인(112)이 접속되는 접속부(110)의 압력을, 배압 밸브(114)를 이용하여 원하는 압력으로 유지함으로써, 처리 유체 공급원(70)으로부터 각 처리 유닛(16)으로의 처리액의 공급을 원활하게 행할 수 있다.
한편, 순환 라인(104)에서는, 처리액의 교환 작업이나 트러블로부터의 복귀 작업 등의 후에, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 펌프(106)의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것에 의해, 순환 라인(104) 내의 처리액이 오염되는 경우가 있었다. 이와 같이 처리액이 순환 라인(104) 내에서 오염된 경우, 다시 장기간의 순환을 행함으로써, 필터(108)로 처리액 내의 이물질을 제거할 필요가 있기 때문에, 기판 처리 시스템(1)의 복귀에 시간이 걸리는 경우가 있었다.
따라서, 실시형태에서는, 펌프(106)의 토출 압력과, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도를 적절하게 제어함으로써, 처리액의 순환을 시작한 직후에 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 억제하는 것으로 했다. 이어서, 이러한 제어의 상세에 관해, 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 6은, 실시형태에서의 펌프(106)의 토출 압력과 배압 밸브(114)의 밸브 개방도의 추이에 관해 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 처리 유체 공급원(70)에서는, 펌프(106)가 시동하는 시간 T1보다 전에, 밸브 개방도 유지 처리가 행해진다(단계 S1).
이러한 밸브 개방도 유지 처리에서는, 배압 밸브(114)를 제어함으로써, 이러한 배압 밸브(114)의 밸브 개방도를 미리 정해진 밸브 개방도 V1로 일정하게 유지한다. 환언하면, 밸브 개방도 유지 처리에서는, 배압 밸브(114)의 상류측에서의 처리액의 압력치에 관계없이, 배압 밸브(114)에서의 통상의 밸브 개방도의 제어는 행하지 않는다.
밸브 개방도 유지 처리에서는, 예를 들면, 배압 밸브(114)가 완전 개방으로 일정해지도록 유지된다. 그리고, 이러한 밸브 개방도의 유지 상태가, 펌프(106)를 시동할 때에도 유지된다.
밸브 개방도 유지 처리에 이어서, 처리 유체 공급원(70)에서는 순환 시작 처리가 행해진다(단계 S2). 이러한 순환 시작 처리에서는, 펌프(106)를 제어함으로써 시간 T1에 펌프(106)를 시동한다.
여기서, 순환 시작 처리시에는, 펌프(106)의 토출 압력이 미리 정해진 제1 압력 P1이 되도록 제어하여, 펌프(106)를 시동한다. 또, 이러한 제1 압력 P1은, 펌프(106)에서의 최대 토출 압력인 제2 압력 P2보다 작다. 또, 최대 토출 압력(제2 압력 P2)보다 작은 제1 압력 P1로 펌프(106)를 동작시키는 수단으로는, 예를 들면, 펌프(106)에 레귤레이터를 추가하여, 이러한 레귤레이터에 의해 토출 압력을 저압(제1 압력 P1)과 고압(제2 압력 P2)으로 전환하면 된다.
도 7은, 실시형태 및 참고예에서의 필터(108)의 상류측과 하류측의 차압의 추이에 관해 나타내는 도면이다. 또, 도 7에 나타내는 참고예에서는, 실시형태와 달리, 시간 T1에 있어서, 펌프(106)를 최대 토출 압력인 제2 압력 P2으로 시동한다. 또한, 펌프(106)를 시동하기 전에는, 배압 밸브(114)의 상류측에는 펌프(106)의 토출 압력이 인가되어 있지 않기 때문에, 배압 밸브(114)의 제어는 작동하고 있지 않은 상태이다.
따라서, 참고예에서는, 펌프(106)가 제2 압력 P2으로 시동하고, 배압 밸브(114)의 상류측에 토출 압력이 인가되고 나서, 배압 밸브(114)의 제어가 시작된다. 그러나, 이러한 제어가 안정적으로 동작할 때까지는 미리 정해진 타임래그가 있기 때문에, 제어가 안정되는 시간 Ta까지 배압 밸브(114)는 제어되지 않은 상태이다.
즉, 필터(108)의 상류측에서는 펌프(106)로부터 최대 토출 압력으로 처리액이 토출되고, 필터(108)의 하류측에서는 배압 밸브(114)가 제어되지 않은 상태이다. 이에 따라, 도 7에 나타낸 바와 같이, 펌프(106)가 시동하는 시간 T1로부터, 배압 밸브(114)의 제어가 작용하는 시간 Ta까지는, 필터(108)의 상류측과 하류측 사이에서 필터(108)의 내차압을 초과하는 큰 차압 Dc이 가해져 버린다. 따라서, 참고예에서는, 이러한 큰 차압 Dc에 의해, 이물질이 필터(108)를 빠져 나갈 우려가 있었다.
한편, 실시형태에서는, 펌프(106)의 토출 압력이 최대 토출 압력(제2 압력 P2)보다 작은 제1 압력 P1이 되도록 제어하면서, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 순환을 시작한다. 이에 따라, 펌프(106)를 시동했을 때에, 필터(108)의 상류측에 인가되는 압력을 낮게 억제할 수 있다.
즉, 펌프(106)의 토출 압력이 제1 압력 P1이 되도록 제어하여 처리액의 순환을 시작함으로써, 필터(108)의 상류측과 하류측 사이에 가해지는 차압을, 참고예에서의 차압 Dc보다 작은 차압 Da로 억제할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 펌프(106)의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에서는, 밸브 개방도 유지 처리에 의해, 펌프(106)를 시동했을 때에, 배압 밸브(114)가 완전 개방으로 일정해지도록 제어되어 있다. 이에 따라, 펌프(106)로부터 토출되는 처리액이 최대 토출 압력보다 작은 제1 압력 P1로 토출되고 있는 경우에도, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 유량을 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라, 펌프(106)에 에어가 혼입되었다 하더라도 펌프(106) 내에 에어가 머무르는 것을 방지할 수 있어, 펌프(106)에 에어가 혼입되는 것에 의한 문제를 방지할 수 있다.
또, 밸브 개방도 유지 처리에서는, 배압 밸브(114)는 완전 개방이 아니어도 좋으며, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 유량을 확보할 수 있는 밸브 개방도 V1로 일정하면 된다. 이에 따라, 제1 압력 P1로 토출되고 있는 경우에도, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 유량을 충분히 확보할 수 있다.
도 6의 설명으로 되돌아간다. 순환 시작 처리에 이어서, 처리 유체 공급원(70)에서는 밸브 개방도 제어 처리가 행해진다(단계 S3). 이러한 밸브 개방도 제어 처리에서는, 시간 T2에 배압 밸브(114)에서의 밸브 개방도의 제어를 시작한다.
또, 이러한 「밸브 개방도의 제어」란, 배압 밸브(114)의 상류측에서의 처리액의 압력이 원하는 압력보다 큰 경우에는 밸브 개방도를 크게 하고, 상류측에서의 처리액의 압력이 원하는 압력보다 작은 경우에는 밸브 개방도를 작게 하여, 배압 밸브(114)의 상류측에서의 압력을 원하는 압력으로 일정하게 하는 제어를 말한다.
또한, 이러한 밸브 개방도 제어 처리의 후(즉, 시간 T2보다 후)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도가 작아지도록 제어된다. 이것은, 펌프(106)의 토출 압력이 최대 토출 압력보다 작은 제1 압력 P1이기 때문에, 배압 밸브(114)의 상류측에서의 압력을 원하는 압력으로 승압하기 위해, 배압 밸브(114)를 통과하는 처리액을 조절할 필요가 있기 때문이다.
이러한 밸브 개방도 제어 처리에 이어서, 처리 유체 공급원(70)에서는 승압 처리가 행해진다(단계 S4). 이러한 승압 처리에서는, 시간 T1로부터 미리 정해진 시간이 경과하고, 차압이 안정되는 시간 T3에, 펌프(106)의 토출 압력을 제1 압력 P1로부터 최대 토출 압력인 제2 압력 P2으로 승압시킨다. 또, 도 6에 나타낸 바와 같이, 시간 T3의 시점에서는, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도는 밸브 개방도 유지 처리에서의 밸브 개방도 V1보다 작은 밸브 개방도 V2로 감소하고 있다.
이러한 승압 처리에 의해, 필터(108)의 상류측에서의 압력이 증가한다. 그러나, 실시형태에서는, 밸브 개방도 제어 처리에 의해, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도가 밸브 개방도 V2로 감소하고 있기 때문에, 배압 밸브(114)의 상류측(즉, 필터(108)의 하류측)에서의 압력도 증가하고 있다.
이에 따라, 도 7에 나타낸 바와 같이, 최대 토출 압력에서의 토출이 시작된 직후(즉, 시간 T3의 직후)에, 필터(108)의 상류측과 하류측 사이에 가해지는 차압 Db가 크게 증가하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 승압 처리의 직후에 있어서, 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 억제할 수 있다.
<처리의 순서>
이어서, 실시형태에 따른 각종 처리의 순서에 관해, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 8은, 기판 처리 시스템(1)이 실행하는 기판 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 처리 유닛(16)에서는 우선, 반입 처리가 행해진다(단계 S101). 반입 처리에서는, 제어부(18)가 기판 반송 장치(17)를 제어하여, 처리 유닛(16)의 챔버(20) 내에 웨이퍼(W)를 반입시킨다. 웨이퍼(W)는, 기판 처리되는 표면을 상측을 향하게 한 상태로 유지 부재(311)에 유지된다. 그 후, 제어부(18)는, 구동부(33)를 제어하여, 기판 유지 기구(30)를 미리 정해진 회전수로 회전시킨다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는 제1 세정 처리가 행해진다(단계 S102). 제1 세정 처리에서는, 제어부(18)가 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41a)을 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동시킨다. 그 후, 제어부(18)가 밸브(44a)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 CF계 세정액인 HFC을 공급한다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 HFC는, 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)에 부착된 불소계 폴리머가 HFC에 의해 제거된다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는 제2 세정 처리가 행해진다(단계 S103). 제2 세정 처리에서는, 제어부(18)가 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41b)을 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동시킨다. 그 후, 제어부(18)가 밸브(44b)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 잔사용의 세정액인 DHF를 공급한다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 DHF는, 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)에 부착된 잔사가 DHF에 의해 제거된다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는 린스 처리가 행해진다(단계 S104). 린스 처리에서는, 제어부(18)가, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41c)을 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동시키고, 밸브(44c)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 린스액인 DIW를 공급한다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 DIW는, 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 DHF가 DIW에 의해 제거된다.
다음으로, 처리 유닛(16)에서는 치환 처리가 행해진다(단계 S105). 치환 처리에서는, 제어부(18)가, 처리 유체 공급부(40)의 노즐(41d)을 웨이퍼(W)의 중앙 상측으로 이동시키고, 밸브(44d)를 미리 정해진 시간 개방함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 용제인 IPA를 공급한다.
웨이퍼(W)의 표면에 공급된 IPA는, 웨이퍼(W)의 회전에 따르는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면 전체에 확산된다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 DIW가 IPA로 치환된다.
계속해서, 처리 유닛(16)에서는 웨이퍼(W)를 건조시키는 건조 처리가 행해진다(단계 S106). 건조 처리에서는, 예를 들면, 제어부(18)가 구동부(33)를 제어하여 기판 유지 기구(30)를 고속 회전시킴으로써, 유지 부재(311)에 유지되는 웨이퍼(W) 상의 IPA를 털어낸다.
그 후, 처리 유닛(16)에서는 반출 처리가 행해진다(단계 S107). 반출 처리에서는, 제어부(18)가 구동부(33)를 제어하여 웨이퍼(W)의 회전을 정지시킨 후, 기판 반송 장치(17)를 제어하여 웨이퍼(W)를 처리 유닛(16)으로부터 반출시킨다. 이러한 반출 처리가 완료되면, 1장의 웨이퍼(W)에 관한 일련의 기판 처리가 완료된다.
도 9는, 처리 유체 공급원(70)이 실행하는 액처리의 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 처리는, 처리액의 교환 작업이나 트러블로부터의 복귀 작업 등의 후에 행해진다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 처리 유체 공급원(70)에서는 우선, 밸브 개방도 유지 처리가 행해진다(단계 S111). 밸브 개방도 유지 처리에서는, 제어부(18)가 배압 밸브(114)를 제어하여, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도가 미리 정해진 밸브 개방도 V1로 일정해지도록 유지한다. 이러한 밸브 개방도 유지 처리에서는, 예를 들면, 배압 밸브(114)가 완전 개방으로 일정해지도록 유지된다.
다음으로, 처리 유체 공급원(70)에서는 순환 시작 처리가 행해진다(단계 S112). 순환 시작 처리에서는, 제어부(18)가 펌프(106)를 제어하여, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 순환을 시작한다. 또, 순환 시작 처리에 있어서 펌프(106)를 시동할 때의 토출 압력은, 최대 토출 압력(제2 압력 P2)보다 작은 제1 압력 P1로 제어된다.
다음으로, 처리 유체 공급원(70)에서는 밸브 개방도 제어 처리가 행해진다(단계 S113). 밸브 개방도 제어 처리에서는, 제어부(18)가 배압 밸브(114)를 제어하여, 이러한 배압 밸브(114)의 상류측에서의 압력을 원하는 압력으로 일정해지도록, 밸브 개방도의 제어를 행한다. 또, 실시형태에서는, 펌프(106)의 토출 압력이 최대 토출 압력보다 작은 제1 압력 P1이기 때문에, 배압 밸브(114)의 밸브 개방도가 작아지도록 제어된다.
그 후, 처리 유체 공급원(70)에서는 승압 처리가 행해진다(단계 S114). 승압 처리에서는, 제어부(18)가 펌프(106)를 제어하여, 펌프(106)의 토출 압력을, 제1 압력 P1로부터 최대 토출 압력인 제2 압력 P2로 승압한다. 이러한 승압 처리가 완료되면, 처리 유체 공급원(70)에서의 일련의 액처리가 완료된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 한 여러가지 변경이 가능하다. 예를 들면, 실시형태에서는, 승압 처리에 있어서, 펌프(106)의 토출 압력을 최대 토출 압력인 제2 압력 P2로 승압하는 예에 관해 나타냈지만, 제2 압력 P2는 반드시 펌프(106)의 최대 토출 압력이 아니어도 좋다.
실시형태에 따른 액처리 장치는, 탱크(102)와, 순환 라인(104)과, 펌프(106)와, 필터(108)와, 배압 밸브(114)와, 제어부(18)를 구비한다. 탱크(102)는, 처리액을 저류한다. 순환 라인(104)은, 탱크(102)로부터 보내는 처리액을 탱크(102)로 복귀시킨다. 펌프(106)는, 순환 라인(104)에서의 처리액의 순환류를 형성한다. 필터(108)는, 순환 라인(104)에서의 펌프(106)의 하류측에 마련된다. 배압 밸브(114)는, 순환 라인(104)에서의 필터(108)의 하류측에 마련된다. 제어부(18)는, 펌프(106) 및 배압 밸브(114)를 제어한다. 그리고, 제어부(18)는, 순환 라인(104)에서의 처리액의 순환을 시작할 때에, 펌프(106)의 토출 압력이 미리 정해진 제1 압력 P1로 시동하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 펌프(106)의 토출 압력이 제1 압력 P1보다 큰 제2 압력 P2로 증가하도록 펌프(106)의 토출 압력을 제어한다. 이에 따라, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 펌프(106)의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 액처리 장치에 있어서, 제어부(18)는, 순환 라인(104)에서의 처리액의 순환을 시작할 때에, 배압 밸브(114)가 미리 정해진 밸브 개방도 V1로 일정해지도록 배압 밸브(114)를 제어한다. 이에 따라, 펌프(106)로부터 토출되는 처리액이 최대 토출 압력보다 작은 제1 압력 P1로 토출되고 있는 경우에도, 순환 라인(104) 내에서의 처리액의 유량을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 액처리 장치에 있어서, 제어부(18)는, 순환 라인(104)에서의 처리액의 순환을 시작할 때에, 배압 밸브(114)가 완전 개방으로 일정해지도록 배압 밸브(114)를 제어한다. 이에 따라, 펌프(106)에 에어가 혼입되었다 하더라도 펌프(106) 내에 에어가 머무르는 것을 방지할 수 있어, 펌프(106)에 에어가 혼입되는 것에 의한 문제를 방지할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 액처리 장치에 있어서, 제어부(18)는, 펌프(106)의 토출 압력이 제1 압력 P1로부터 제2 압력 P2로 증가하기 전에, 밸브 개방도가 미리 정해진 밸브 개방도 V1로부터 서서히 작아지도록 배압 밸브(114)를 제어한다. 이에 따라, 승압 처리의 직후에 있어서, 필터(108)의 상류측과 하류측 사이에 가해지는 차압이 지나치게 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 액처리 장치는, 순환 라인(104)에서의 필터(108)와 배압 밸브(114) 사이에 마련되고, 기판(웨이퍼(W))을 처리하는 처리부(처리 유닛(16))에 처리액을 공급하는 분기 라인(112)이 접속되는 접속부(110)를 더 구비한다. 이에 따라, 처리 유체 공급원(70)으로부터 처리 유닛(16)으로의 처리액의 공급을 원활하게 행할 수 있다.
또한, 실시형태에 따른 액처리 방법은, 순환 시작 공정(단계 S112)과, 승압 공정(단계 S114)을 포함한다. 순환 시작 공정(단계 S112)은, 탱크(102)로부터 보내는 처리액을 탱크(102)로 복귀시키는 순환 라인(104)에 있어서, 처리액의 순환을 시작할 때에, 순환 라인(104)에서의 처리액의 순환류를 형성하는 펌프(106)의 토출 압력을 미리 정해진 제1 압력 P1로 시동한다. 승압 공정(단계 S114)은, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 펌프(106)의 토출 압력을 제1 압력 P1보다 큰 제2 압력 P2로 증가시킨다. 이에 따라, 처리액의 순환을 시작한 직후에, 펌프(106)의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 억제할 수 있다. 펌프(106)의 토출 압력을 제1 압력 P1까지 시동할 때에, 또는 제1 압력 P1로부터 제2 압력 P2로 증가시킬 때에, 서서히 증가시켜도 좋다. 이에 따라, 펌프(106)의 토출 압력에 기인하여 이물질이 필터(108)를 빠져 나가는 것을 더욱 억제할 수 있다.
또 다른 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 양태는, 이상과 같이 나타내고 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 첨부한 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위에서 일탈하지 않고, 여러가지 변경이 가능하다.
W : 웨이퍼 1 : 기판 처리 시스템
16 : 처리 유닛 18 : 제어부
70 : 처리 유체 공급원 102 : 탱크
104 : 순환 라인 106 : 펌프
108 : 필터 110 : 접속부
114 : 배압 밸브

Claims (6)

  1. 처리액을 저류하는 탱크와,
    상기 탱크로부터 보내는 처리액을 상기 탱크로 복귀시키는 순환 라인과,
    상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환류를 형성하는 펌프와,
    상기 순환 라인에서의 상기 펌프의 하류측에 마련되는 필터와,
    상기 순환 라인에서의 상기 필터의 하류측에 마련되는 배압 밸브와,
    상기 펌프 및 상기 배압 밸브를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환을 시작할 때에, 상기 펌프의 토출 압력이 미리 정해진 제1 압력으로 시동하고, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 상기 펌프의 토출 압력이 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 증가하도록 상기 펌프의 토출 압력을 제어하는 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환을 시작할 때에, 상기 배압 밸브가 미리 정해진 밸브 개방도로 일정해지도록 상기 배압 밸브를 제어하는 것인 액처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환을 시작할 때에, 상기 배압 밸브가 완전 개방으로 일정해지도록 상기 배압 밸브를 제어하는 것인 액처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 펌프의 토출 압력이 제1 압력으로부터 제2 압력으로 증가하기 전에, 상기 밸브 개방도가 미리 정해진 밸브 개방도로부터 서서히 작아지도록 상기 배압 밸브를 제어하는 것인 액처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환 라인에서의 상기 필터와 상기 배압 밸브 사이에 마련되고, 기판을 처리하는 처리부에 상기 처리액을 공급하는 분기 라인이 접속되는 접속부를 더 구비하는 액처리 장치.
  6. 탱크로부터 보내는 처리액을 상기 탱크로 복귀시키는 순환 라인에 있어서, 상기 처리액의 순환을 시작할 때에, 상기 순환 라인에서의 상기 처리액의 순환류를 형성하는 펌프의 토출 압력을 미리 정해진 제1 압력으로 시동하는 순환 시작 공정과,
    미리 정해진 시간이 경과한 후에 상기 펌프의 토출 압력을 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 증가시키는 승압 공정
    을 포함하는 액처리 방법.
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