KR102357784B1 - 세정 약액 공급장치 및 세정 약액 공급 방법 - Google Patents

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KR102357784B1
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Abstract

본 발명의 과제는, 희석 비율의 변경에 유연하게 대응할 수 있고, 또한 장치 사이즈의 대형화를 억제할 수 있는, 세정 약액 공급 장치, 세정 약액의 공급 방법 및 세정 유닛을 제공하는 것이다.
세정 약액 공급 장치는, 제1 세정 약액을 세정 장치(200)에 공급하기 위한 제1 인라인 혼합기(72)와, 제2 세정 약액을 기판 세정 장치(200)에 공급하기 위한 제2 인라인 혼합기(73)와, 제1 인라인 혼합기(72)에 공급되는 제1 약액의 유량을 제어하기 위한 제1 약액 CLC 박스(120)와, 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 제2 약액의 유량을 제어하기 위한 제2 약액 CLC 박스(130)와, 제1 인라인 혼합기(72) 또는 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 희석수의 유량을 제어하기 위한 DIWCLC 박스(110)를 갖고, 희석수의 공급처를 제1 인라인 혼합기(72)에서 제2 인라인 혼합기(73)로, 또는 제2 인라인 혼합기(73)에서 제1 인라인 혼합기(72)로 전환하도록 구성된다.

Description

세정 약액 공급장치 및 세정 약액 공급 방법 {CLEANING CHEMICAL SUPPLY APPARATUS, AND CLEANING CHEMICAL SUPPLY METHOD}
본 발명은, 세정 약액 공급 장치, 세정 약액 공급 방법 및 세정 유닛에 관한 것이다.
CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치는, 반도체 칩이 형성된 반도체 기판의 표면을 연마하기 위한 연마 장치와, 연마 장치로 연마된 반도체 기판에 대하여 세정 약액을 공급하면서 세정하기 위한 세정 장치를 갖는다. 이 세정 장치는, 약액에 대하여 DIW(De-Ionized Water) 등의 희석수를 혼합함으로써, 세정 약액(희석된 약액)을 제작하고, 세정 약액을 사용해서 반도체 기판의 세정을 행한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
세정 약액을 사용하는 세정 장치에 있어서는, 종래, 약액의 유량계와 DIW의 유량계를 한 쌍으로 나란히 구성된 인라인식의 유량계를 갖는 세정 약액 공급 장치가 사용되고 있었다. 이들 약액의 유량계와 DIW의 유량계는 CLC(Closed Loop Controller)를 포함하고, 약액 유량과 DIW 유량이 일정한 비율이 되도록, 각각의 유량을 피드백 제어한다. 이에 의해, 일정 비율로 희석된 약액이 세정 장치의 세정조에 공급된다.
종래의 약액 공급 장치에서는, 약액의 유량계와, DIW의 유량계와, 유량이 제어된 약액과 DIW를 혼합하는 인라인 믹서가 1개의 박스 내에 수납되어 있었다. 즉, 1개의 DIW의 유량계는 1개의 약액의 유량계와 조합되도록 설계되고, 1개의 박스의 크기는, 2개의 유량계만이 수용되는 크기로 설계되어 있었다.
최근 들어, CMP 장치에 설치되는 세정 장치에 있어서, 산성의 약액과 알칼리성의 약액을 교대로 사용해서 반도체 기판을 세정하는 프로세스가 요구되고 있다. 상술한 바와 같이, 종래의 세정 장치는, 박스가 2개의 유량계만이 수용되는 크기로 설계되어 있으므로, 상기 박스 내에는 2종류의 약액의 유량계만을 수납할 수 있고, DIW의 유량계를 상기 박스 내에 추가적으로 설치할 수 없었다. 이로 인해, 종래의 약액 공급 장치에서는, 박스 내에 약액용의 2개의 유량계를 배치함과 함께, 미리 희석된 2종류의 세정 약액을 각각의 유량계를 통하여 공급하고 있었다.
그러나, 미리 희석된 2종류의 세정 약액을 사용하는 약액 공급 장치에 있어서, 프로세스 레시피의 변경에 따라 세정 약액의 희석 비율이 변경되면, 상이한 희석 비율의 세정 약액을 준비해야 한다. 즉, 이 약액 공급 장치는, 프로세스 레시피의 변경에 유연하게 대응할 수 없었다.
한편, 상술한 인라인식의 유량계를 사용하면, 약액의 유량계와 DIW의 유량계의 유량 설정값을 변경하는 것만으로, 프로세스 레시피의 변경에 수반하는 희석 비율의 변경에 대응할 수 있다. 그러나, 2종류의 약액을 세정 장치에 공급하기 위해서는, 2개의 인라인식의 유량계를 준비할 필요가 있다. 이 경우, 2개의 인라인식 유량계에 각각 DIW의 유량계가 설치되므로, 약액 공급 장치가 대형화된다는 문제가 있다.
그런데, 약액의 유량계 및 DIW의 유량계로서는, 일반적으로 차압식 유량계(오리피스 유량계)가 사용되고 있다. 차압식 유량계는, 유체가 통과하는 경로 상에 오리피스를 배치하고, 차압에 기초해서 그 유체의 체적 유량(유속)을 측정하는 것이다. 차압식 유량계의 측정 범위, 즉 CLC로 제어 가능한 유량 범위는, 구조상, 오리피스의 직경으로 결정된다. 즉, 오리피스 유량계의 측정 범위는, 일반적으로는, 예를 들어 30ml/min부터 300ml/min까지처럼, 최대 최소 유량비가 1:9 정도가 된다. 따라서, 약액의 유량계 및 DIW의 유량계로 제어 가능한 유량 범위는, 구조상, 미리 정해진 범위가 된다.
종래의 세정 약액 공급 장치에서는, 프로세스 레시피의 변경에 의해, 세정 약액의 희석 비율이 변경되거나, 세정 약액의 공급 유량이 변경되거나 한 때, 필요해지는 약액 및 DIW의 유량이, 현재 선정된 약액 유량계 및 DIW 유량계로 제어 가능한 유량 범위를 벗어나는 경우가 있다. 그 경우에는, 약액 유량계 및 DIW 유량계를 재선정하고, 제어 가능한 유량 범위의 유량계로 교환함으로써, 프로세스 레시피의 변경에 대응하고 있었다. 이로 인해, 변경된 프로세스 레시피에서 필요해지는 약액 및 DIW의 유량이 약액 유량계 및 DIW 유량계의 유량 범위를 벗어날 경우에는, 프로세스 레시피의 변경이 있을 때마다 약액 유량계 및 DIW 유량계를 교환할 필요가 있어, 손이 많이 갔었다.
CMP 장치의 세정 장치에 있어서는, 세정 약액은, 기판의 세정에 사용될뿐만 아니라, 세정을 대기하는 기판(다음으로 세정되는 기판)에 대하여 기판의 산화를 방지하기 위해서도 사용된다. 종래의 CMP 장치의 세정 프로세스에서는, 기판의 세정과, 세정의 대기는 동시에는 행하여지지 않고 있었다. 즉, 기판이 세정되고 있는 동안에는, 기판은 대기 장소에 반송되어 있지 않았다. 그러나, 최근, 세정 프로세스의 스루풋을 향상시키기 위해서, 기판의 세정과 세정의 대기를 동시에 행하는 프로세스가 요구되고 있다. 기판의 세정과 세정의 대기를 동시에 행할 경우, 각각에 세정 약액이 사용되므로, 지금까지보다도 많은 유량의 약액 및 DIW가 필요해진다. 또한, 작은 유량의 약액 및 DIW를 공급 가능한 프로세스에도 대응하는 것이 요구된다. 종래의 약액의 유량계 및 DIW의 유량계로 제어 가능한 유량 범위에서는 다양한 프로세스에 대응할 수 없었다.
일본 특허 공개 제2009-54959호 공보
본 발명은 상기 과제 중 적어도 1개를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적 중 하나는, 희석 비율의 변경에 유연하게 대응할 수 있고, 또한 장치 사이즈의 대형화를 억제할 수 있는, 세정 약액 공급 장치 및 세정 약액 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 중 하나는, 유량계를 교환하지 않고, 넓은 유량 범위에서 약액 및 DIW를 공급하는 것이다.
본 발명의 일형태에 의하면, 세정 약액 공급 장치가 제공된다. 이 세정 약액 공급 장치는, 세정 약액을 기판 세정 장치에 공급하기 위한 세정 약액 공급 장치이며, 제1 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 제1 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하기 위한 제1 혼합부와, 제2 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 제2 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하기 위한 제2 혼합부와, 상기 제1 혼합부에 공급되는 상기 제1 약액의 유량을 제어하기 위한 제1 약액 제어부와, 상기 제2 혼합부에 공급되는 상기 제2 약액의 유량을 제어하기 위한 제2 약액 제어부와, 상기 제1 혼합부 또는 상기 제2 혼합부에 공급되는 상기 희석수의 유량을 제어하기 위한 희석수 제어부와, 상기 희석수의 공급처를 상기 제1 혼합부로부터 상기 제2 혼합부로, 또는 상기 제2 혼합부로부터 상기 제1 혼합부로 전환하기 위한 희석수 공급 전환부를 갖는다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 장치에 있어서, 상기 제1 약액 제어부는, 상기 제2 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제1 약액의 공급을 정지하도록 구성되고, 상기 제2 약액 제어부는, 상기 제1 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제2 약액의 공급을 정지하도록 구성된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 장치에 있어서, 상기 희석수 공급 전환부는, 상기 제1 약액 제어부가 상기 제1 약액을 상기 제1 혼합부에 공급하고 있는 동안에 상기 희석수를 제1 혼합부에 공급하고, 상기 제2 약액 제어부가 상기 제2 약액을 상기 제2 혼합부에 공급하고 있는 동안에, 상기 희석수를 제2 혼합부에 공급하도록 구성된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 장치는, 상기 제1 약액 제어부에 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급원과, 상기 제2 약액 제어부에 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급원과, 상기 제1 약액 공급원과 상기 제1 약액 제어부를 접속하는 관로 상에 설치된 제1 약액 입구 밸브와, 상기 제2 약액 공급원과 상기 제2 약액 제어부를 접속하는 관로 상에 설치된 제2 약액 입구 밸브를 갖는다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 장치에 있어서, 상기 제1 약액 및 상기 제2 약액 중, 한쪽은 알칼리성의 약액이며, 다른 쪽은 산성의 약액이다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 세정 약액 공급 방법이 제공된다. 이 세정 약액 공급 방법은, 세정 약액을 기판 세정 장치에 공급하기 위한 세정 약액 공급 방법이며, 제1 약액의 유량을 제어하는 공정과, 희석수의 유량을 제어하는 공정과, 상기 제1 약액과 상기 희석수를 제1 혼합부에 공급하여, 상기 제1 약액과 상기 희석수를 혼합시키는 공정과, 상기 희석수와 상기 제1 약액을 혼합해서 얻어진 제1 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하는 제1 공급 공정과, 제2 약액의 유량을 제어하는 공정과, 상기 희석수의 공급처를, 상기 제1 혼합부로부터 제2 혼합부로 전환하는 공정과, 상기 제2 약액과 상기 희석수를 상기 제2 혼합부에 공급하여, 상기 제2 약액과 상기 희석수를 혼합시키는 공정과, 상기 희석수와 혼합해서 얻어진 제2 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하는 제2 공급 공정을 갖는다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 방법에 있어서, 상기 제1 공급 공정은, 상기 제2 공급 공정에서 상기 제2 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되어 있는 동안에, 상기 제1 세정 약액의 공급을 정지하는 공정을 갖고, 상기 제2 공급 공정은, 상기 제1 공급 공정에서 상기 제1 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되어 있는 동안에, 상기 제2 세정 약액의 공급을 정지하는 공정을 갖는다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 약액 공급 방법에 있어서, 상기 제1 약액 및 상기 제2 약액 중, 한쪽은 알칼리성의 약액이며, 다른 쪽은 산성의 약액이다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 세정 유닛이 제공된다. 이 세정 유닛은, 기판을 세정하는 기판 세정 장치와, 상기 기판 세정 장치에 세정 약액을 공급하는 세정 약액 공급 장치를 갖는 세정 유닛이며, 상기 기판 세정 장치는, 상기 기판에 세정 약액을 공급하기 위한 노즐과, 상기 기판에 공급되는 상기 세정 약액의 유량을 측정하는 제1 초음파 유량계를 갖고, 상기 제1 초음파 유량계는, 상기 노즐의 위치보다도 낮은 위치에 배치된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 유닛에 있어서, 상기 제1 초음파 유량계를 통과하는 세정 약액의 흐름 방향이 연직 방향을 향하도록, 상기 제1 초음파 유량계가 구성된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 유닛에 있어서, 상기 세정 약액 공급 장치는, 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하기 위한 혼합부와, 상기 약액의 유량을 제어하여, 상기 혼합부에 상기 약액을 공급하는 약액 유량 제어부와, 상기 희석수의 유량을 제어하여, 상기 혼합부에 상기 희석수를 공급하는 희석수 유량 제어부를 갖고, 상기 약액 유량 제어부 및 상기 희석수 유량 제어부는, 각각 제2 초음파 유량계 및 제3 초음파 유량계를 갖고, 상기 제2 초음파 유량계 및 상기 제3 초음파 유량계는, 상기 노즐의 위치보다도 낮은 위치에 배치된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 유닛에 있어서, 상기 제2 초음파 유량계를 흐르는 희석수의 흐름 방향과 상기 제3 초음파 유량계를 통과하는 약액의 흐름 방향이, 연직 방향을 향하도록, 상기 제2 초음파 유량계 및 상기 제3 초음파 유량계가 배치된다.
상기 발명의 일형태에 의하면, 세정 유닛이 제공된다. 이 세정 유닛은, 기판을 세정하는 기판 세정 장치와 상기 기판 세정 장치에 세정 약액을 공급하는 세정 약액 공급 장치를 갖는 세정 유닛이다. 상기 기판 세정 장치는, 기판을 세정하는 세정부와, 상기 세정부에서의 세정을 대기하는 기판이 배치되고, 대기중의 기판에 세정 약액을 공급하는 대기부를 갖는다. 상기 세정 약액 공급 장치는, 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 세정 약액을 상기 세정부 및 상기 대기부에 공급하기 위한 혼합부와, 상기 약액의 유량을 제어하여, 상기 혼합부에 상기 약액을 공급하는 약액 유량 제어부와, 상기 희석수의 유량을 제어하여, 상기 혼합부에 상기 희석수를 공급하는 희석수 유량 제어부를 갖는다. 상기 약액 유량 제어부는, 제1 약액 유량 제어부와 제2 약액 유량 제어부를 구비하고, 상기 제1 약액 유량 제어부 및／또는 상기 제2 약액 유량 제어부에 의해 유량이 제어된 약액을 상기 혼합부에 공급하도록 구성된다. 상기 제1 약액 유량 제어부는, 제1 범위에서 유량을 제어 가능하게 구성된다. 상기 제2 약액 유량 제어부는, 상기 제1 범위와 일부가 중복되는 제2 범위에서 유량을 제어 가능하게 구성된다. 상기 희석수 유량 제어부는, 제1 희석수 유량 제어부와 제2 희석수 유량 제어부를 구비하고, 상기 제1 희석수 유량 제어부 및／또는 상기 제2 희석수 유량 제어부에 의해 유량이 제어된 희석수를 상기 혼합부에 공급하도록 구성된다. 상기 제1 희석수 유량 제어부는, 제3 범위에서 유량을 제어 가능하게 구성되고, 상기 제2 희석수 유량 제어부는, 상기 제3 범위와 일부가 중복되는 제4 범위에서 유량을 제어 가능하게 구성된다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 유닛에 있어서, 상기 세정부에서의 기판의 세정과, 상기 대기부에서의 기판에의 세정 약액의 공급이 동시에 행하여진다.
본 발명의 다른 일형태에 의하면, 상기 세정 유닛에 있어서, 상기 세정부는, 기판의 상면에 세정 약액을 공급하도록 구성되는 상면 세정부와, 기판의 하면에 세정 약액을 공급하도록 구성되는 하면 세정부를 갖는다.
본 발명에 따르면, 희석 비율의 변경에 유연하게 대응할 수 있고, 또한 장치 사이즈의 대형화를 억제할 수 있는, 세정 약액 공급 장치 및 세정 약액 공급 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유량계를 교환하지 않고, 넓은 유량 범위에서 약액 및 DIW를 공급할 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치를 도시하는 개략 정면도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치의 약액 공급 흐름도이다.
도 3은, 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치의 약액 공급 흐름도이다.
도 4는, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛이 갖는 약액 공급 장치를 도시하는 개략 측면도이다.
도 5는, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛이 갖는 세정 장치를 도시하는 개략 사시도이다.
도 6은, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛의 개략도이다.
도 7은, 제4 실시 형태에 관한 세정 유닛이 갖는 약액 공급 장치를 도시하는 개략 측면도이다.
도 8은, 제4 실시 형태에 관한 세정 유닛의 개략도이다.
도 9는, 제4 실시 형태에 관한 세정 유닛의 DIW 및 약액의 공급 프로세스를 나타내는 차트 도면이다.
이하에, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 이하에서 설명하는 도면에 있어서, 동일한 또는 유사한 구성 요소에는, 동일 또는 유사한 부호를 붙여서 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 이하에 설명하는 개별의 구성 요소를 임의로 조합한 발명에 대해서도, 본 발명이 대상으로 하는 기술 사상에 포함되는 것이다.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치를 도시하는 개략 정면도이다. 본 실시 형태의 약액 공급 장치는, 예를 들어 알칼리성의 약액인 제1 약액과 예를 들어 산성의 약액인 제2 약액을, CMP 장치가 갖는 세정 장치에 공급 가능하게 구성된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, 케이스(101)와, DIWCLC 박스(110)(희석수 제어부)와, 제1 약액 CLC 박스(120)(제1 약액 제어부)와, 제2 약액 CLC 박스(130)(제2 약액 제어부)를 갖는다. DIWCLC 박스(110)는, DIW(희석수)의 공급을 제어한다. 제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액의 공급을 제어한다. 제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액의 공급을 제어한다.
약액 공급 장치(100)는, 제1 약액 공급원(20) 및 제2 약액 공급원(30)(도 2 및 도 3 참조)으로부터의 약액을 약액 공급 장치(100)에 도입하기 위한 복수의 약액 유틸리티 박스(50 또는 60)를 또한 구비하고 있다. 도시한 예에서는, 6개의 약액 유틸리티 박스(50 또는 60)가 약액 공급 장치(100)에 설치되어 있지만, 이것은 일례이며, 세정 장치의 사양에 따라서 약액 유틸리티 박스(50 또는 60)의 수는 적절히 변경된다.
DIWCLC 박스(110)와, 제1 약액 CLC 박스(120)와, 제2 약액 CLC 박스(130)와, 복수의 약액 유틸리티 박스(50 또는 60)는, 케이스(101) 내에 수납된다.
DIWCLC 박스(110)는, 후술하는 DIW 공급원(10)으로부터의 DIW를 후술하는 제1 인라인 혼합기(72 또는 72a) 또는 제2 인라인 혼합기(73 또는 73a)에 공급하도록 구성된다(도 2 및 도 3 참조). 또한, DIWCLC 박스(110)는, DIW의 유량을 피드백 제어에 의해 설정된 유량으로 제어할 수 있다.
제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터의 제1 약액을 후술하는 제1 인라인 혼합기(72 또는 72a)에 공급하도록 구성된다(도 2 및 도 3 참조). 또한, 제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액의 유량을 피드백 제어에 의해 설정된 유량으로 제어할 수 있다.
마찬가지로, 제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터의 제2 약액을 후술하는 제2 인라인 혼합기(73 또는 73a)에 공급하도록 구성된다(도 2 및 도 3 참조). 또한, 제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액의 유량을 피드백 제어에 의해 설정된 유량으로 제어할 수 있다.
약액 공급 장치(100)는, 도시되어 있지 않으나, DIW, 제1 약액 또는 제2 약액을 수송하기 위한 배관, 밸브, 압력계 등을 갖는다. 상세는 도 2 및 도 3에 있어서 설명한다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)의 약액 공급 흐름도이다. 도시한 바와 같이, 약액 공급 장치(100)는, DIW를 공급하기 위한 DIW 공급원(10), 제1 약액을 공급하기 위한 제1 약액 공급원(20) 및 제2 약액을 공급하기 위한 제2 약액 공급원(30)과, 각각 배관을 통하여 유체 연통되도록 구성되어 있다. 또한, 약액 공급 장치(100)는, 세정 장치(200)(기판 세정 장치)와 유체 연통되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 약액 공급 장치(100)는, DIW, 희석된 제1 약액(제1 세정 약액) 및 희석된 제2 약액(제2 세정 약액)을 세정 장치(200)에 공급할 수 있도록, 세정 장치(200)와 유체 연통되도록 구성되어 있다.
세정 장치(200)는, 연마 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 DIW를 사용해서 세정하는 DIW 세정부(210)와, 연마 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 희석된 약액(세정 약액)을 사용해서 세정하는 약액 세정부(220)를 갖는다. DIW 세정부(210)는, 예를 들어 초음파 물 세정부나 기타의 DIW 세정부 등으로 구성된다. 약액 세정부(220)는, 예를 들어 롤형 세정부 등으로 구성된다. 이 DIW 세정부(210)와 약액 세정부(220)는, 동일한 세정조(230) 내에 공존한다.
약액 공급 장치(100)는, 제1 인라인 혼합기(72)(제1 혼합부의 일례에 상당함)와, 제2 인라인 혼합기(73)(제2 혼합부의 일례에 상당함)와, 제1 약액 CLC 박스(120)와, 제2 약액 CLC 박스(130)와, DIWCLC 박스(110)를 구비하고 있다. 제1 인라인 혼합기(72)는, 제1 약액과 DIW를 혼합해서 제1 세정 약액을 생성한다. 제2 인라인 혼합기(73)는, 제2 약액과 DIW를 혼합해서 제2 세정 약액을 생성한다. 제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72)에 공급되는 제1 약액의 유량을 제어한다. 제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 제2 약액의 유량을 제어한다. DIWCLC 박스(110)는, DIW 공급원(10)으로부터 제1 인라인 혼합기(72) 또는 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 DIW의 유량을 제어한다.
제1 인라인 혼합기(72)는, 생성된 제1 세정 약액을 약액 세정부(220)에 공급하도록 구성된다. 마찬가지로, 제2 인라인 혼합기(73)는, 생성된 제2 세정 약액을 약액 세정부(220)에 공급하도록 구성된다.
DIWCLC 박스(110)는, 제1 DIW 공급 밸브(112)와, 제2 DIW 공급 밸브(113)와, CLC(Closed Loop Controller)(111)를 갖는다. 제1 DIW 공급 밸브(112)를 개방함으로써, DIW 공급원(10)으로부터 제1 인라인 혼합기(72)에 희석용 DIW가 공급된다. 제2 DIW 공급 밸브(113)를 개방함으로써, DIW 공급원(10)으로부터 제2 인라인 혼합기(73)에 희석용 DIW가 공급된다. CLC(111)는, 제1 DIW 공급 밸브(112) 및 제2 DIW 공급 밸브(113)에 공급하는 유량을 조절한다. 또한, CLC(111)는, CLC(111)에 흐르는 DIW의 유량을 측정한다. CLC(111)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(111) 내에 흐르는 DIW의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(111)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
DIWCLC 박스(110)는, 제2 DIW 공급 밸브(113)를 폐쇄해서 제1 DIW 공급 밸브(112)를 개방함으로써, DIW를 제1 인라인 혼합기(72)에 공급한다. 한편, DIWCLC 박스(110)는, 제1 DIW 공급 밸브(112)를 폐쇄해서 제2 DIW 공급 밸브(113)를 개방함으로써, DIW를 제2 인라인 혼합기(73)에 공급한다. 즉, DIWCLC 박스(110), 제1 DIW 공급 밸브(112) 및 제2 DIW 공급 밸브(113)는, DIW의 공급처를 제1 인라인 혼합기(72)와 제2 인라인 혼합기(73) 사이에서 전환하는 희석수 공급 전환부로서 기능한다.
제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72)에 제1 약액을 공급하기 위한 제1 약액 공급 밸브(122)와, 제1 약액 공급 밸브(122)를 흐르는 제1 약액의 유량을 측정하는 CLC(121)를 갖는다. CLC(121)는, CLC(121)에 흐르는 제1 약액의 유량을 측정한다. CLC(121)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(121) 내에 흐르는 제1 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(121)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73)에 제2 약액을 공급하기 위한 제2 약액 공급 밸브(132)와, 제2 약액 공급 밸브(132)를 흐르는 제2 약액의 유량을 측정하는 CLC(131)를 갖는다. CLC(131)는, CLC(131)에 흐르는 제2 약액의 유량을 측정한다. CLC(131)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(131) 내에 흐르는 제2 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(131)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
또한, 약액 공급 장치(100)는, 약액 유틸리티 박스(50)와, 약액 유틸리티 박스(60)를 구비한다. 약액 유틸리티 박스(50)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터의 제1 약액을 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121)에 도입한다. 약액 유틸리티 박스(60)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터의 제2 약액을 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131)에 도입한다.
약액 유틸리티 박스(50)는, 제1 약액 공급원(20)과 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121)를 접속하는 배관(91) 상에 설치되고, 배관(91)에 제1 약액을 공급하는 제1 약액 입구 밸브(51)와, 배관(91) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(52)를 구비하고 있다. 제1 약액 입구 밸브(51)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
마찬가지로, 약액 유틸리티 박스(60)는, 제2 약액 공급원(30)과 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131)를 접속하는 배관(92) 상에 설치되고, 배관(92)에 제2 약액을 공급하는 제2 약액 입구 밸브(61)와, 배관(92) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(62)를 구비하고 있다. 제2 약액 입구 밸브(61)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
약액 공급 장치(100)는, 일단부가 DIW 공급원(10)에 접속되고, 타단부가 세정 장치(200)의 DIW 세정부(210)에 접속된, DIW 공급 배관(81)을 구비하고 있다. DIW 공급 배관(81)에는, DIW 공급 밸브(86)와, DIW압 조절 레귤레이터(87)와, DIW 압력계(88)가 설치되어 있다. DIW 공급 밸브(86)는, 개폐됨으로써, DIW 공급원(10)으로부터 DIW 공급 배관(81)에의 DIW의 공급을 제어한다. DIW압 조절 레귤레이터(87)는, DIW 공급 배관(81)으로부터 DIW 세정부(210)에의 DIW의 공급 압력을 조절한다. DIW 압력계(88)는, DIW 공급 배관(81)의 내부를 통과하는 DIW의 압력을 계측한다.
DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)와 DIW압 조절 레귤레이터(87)의 사이에는, DIWCLC 박스(110)의 CLC(111)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(82)이 접속된다. CLC(111)에는, 제1 인라인 혼합기(72)에 유체 연통하는 제1 DIW 배관(83)과, 제2 인라인 혼합기(73)에 유체 연통하는 제2 DIW 배관(84)이 접속된다. 제1 DIW 공급 밸브(112)는 제1 DIW 배관(83) 상에 설치되고, 제1 인라인 혼합기(72)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제2 DIW 공급 밸브(113)는 제2 DIW 배관(84) 상에 설치되고, 제2 인라인 혼합기(73)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다.
제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121)에는, 제1 인라인 혼합기(72)에 유체 연통하는 제1 약액 배관(93)이 접속된다. 제1 약액 공급 밸브(122)는, 제1 약액 배관(93) 상에 설치되고, 제1 인라인 혼합기(72)에 제1 약액을 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제1 인라인 혼합기(72)에는, 약액 세정부(220)에 일단부가 접속된 제1 세정 약액 배관(96)이 접속된다.
제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131)에는, 제2 인라인 혼합기(73)에 유체 연통하는 제2 약액 배관(94)이 접속된다. 제2 약액 공급 밸브(132)는, 제2 약액 배관(94) 상에 설치되고, 제2 인라인 혼합기(73)에 제2 약액을 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제2 인라인 혼합기(73)에는, 약액 세정부(220)에 일단부가 접속된 제2 세정 약액 배관(97)이 접속된다.
DIWCLC 박스(110)의 CLC(111), 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121) 및 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131)는, 도시하지 않은 제어 장치로부터 소정의 유량값을 나타내는 신호를 수신 가능하게 구성된다. 이 유량값에 기초하여, CLC(111), CLC(121) 및 CLC(131)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도가 제어된다.
이어서, 도 2에 도시한 약액 공급 장치(100)에서의 약액 공급 프로세스에 대해서 설명한다. 제1 세정 약액을 세정 장치(200)의 약액 세정부(220)에 공급할 때는, 먼저, 약액 유틸리티 박스(50)의 제1 약액 입구 밸브(51)가 개방된다. 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121)에서 제1 약액의 유량이 조절되고, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72)에 소정 유량의 제1 약액이 공급된다.
DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)가 개방되면, DIW가 DIW 공급원(10)으로부터 DIWCLC 박스(110)의 CLC(111)에 공급된다. 제1 DIW 공급 밸브(112)를 개방함으로써, DIWCLC 박스(110)로부터 제1 인라인 혼합기(72)에 DIW가 공급된다. 이 때, 제2 DIW 공급 밸브(113)를 폐쇄해 둔다.
제1 인라인 혼합기(72)에 공급된 제1 약액과 DIW가 혼합된다. 이에 의해 생성된 제1 세정 약액은, 제1 세정 약액 배관(96)을 통하여 약액 세정부(220)에 공급된다.
제1 세정 약액이 약액 세정부(220)에 공급되는 동안에, 제2 약액의 제2 인라인 혼합기(73)에의 공급이 정지된다. 구체적으로는, 약액 유틸리티 박스(60)의 제2 약액 입구 밸브(61) 및／또는 제2 약액 CLC 박스(130)의 제2 약액 공급 밸브(132)가 폐쇄 정지된다. 이에 의해, 약액 세정부(220)에는 제2 세정 약액은 공급되지 않고, 제1 세정 약액만이 공급된다.
본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 제1 세정 약액과 제2 세정 약액을 교대로 공급할 수 있다. 제1 세정 약액에서 제2 세정 약액으로 전환할 때는, DIWCLC 박스(110)의 제1 DIW 공급 밸브(112)를 폐쇄함과 함께, 제2 DIW 공급 밸브(113)를 개방한다. 이에 의해, DIWCLC 박스(110)로부터 제2 인라인 혼합기(73)에 DIW가 공급된다. 계속해서, 약액 유틸리티 박스(60)의 제2 약액 입구 밸브(61)를 개방한다. 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131)에서 제2 약액의 유량을 조절하고, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73)에 소정 유량의 제2 약액이 공급된다. 제2 인라인 혼합기(73)에 공급된 제2 약액과 DIW가 혼합된다. 이에 의해 생성된 제2 세정 약액은, 제2 세정 약액 배관(97)을 통하여 약액 세정부(220)에 공급된다.
제2 세정 약액이 약액 세정부(220)에 공급되는 동안에, 제1 약액의 제1 인라인 혼합기(72)에의 공급이 정지된다. 구체적으로는, 약액 유틸리티 박스(50)의 제1 약액 입구 밸브(51) 및／또는 제1 약액 CLC 박스(120)의 제1 약액 공급 밸브(122)가 폐쇄 정지된다. 이에 의해, 약액 세정부(220)에는 제1 세정 약액은 공급되지 않고, 제2 세정 약액만이 공급된다.
또한, 제2 세정 약액에서 제1 세정 약액으로 전환할 때는, DIWCLC 박스(110)의 제2 DIW 공급 밸브(113)가 폐쇄되고, 제1 DIW 공급 밸브(112)가 개방된다. 또한, 약액 유틸리티 박스(50)의 제1 약액 입구 밸브(51)가 개방되고, 제1 약액 CLC 박스(120)의 제1 약액 공급 밸브(122)가 개방된다. 또한, 약액 유틸리티 박스(60)의 제2 약액 입구 밸브(61) 및／또는 제2 약액 공급 밸브(132)가 폐쇄된다. 이에 의해, 약액 세정부(220)에는 제2 세정 약액은 공급되지 않고, 제1 세정 약액만이 공급된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 약액 CLC 박스(120) 및 제2 약액 CLC 박스(130)로 유량 제어되는 제1 약액 및 제2 약액의 유량 범위는, 예를 들어 각각 30ml/min 이상 300ml/min 이하이다. 또한, DIWCLC 박스(110)로 유량 제어되는 DIW의 유량 범위는, 예를 들어 200ml/min 이상 2000ml/min 이하이다. 따라서, 제1 약액 또는 제2 약액과 DIW의 희석 비율은 1:1 이상 1:65 이하이다.
이상에서 설명한 것 같이, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, DIW 공급원(10)으로부터 제1 인라인 혼합기(72) 또는 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 DIW의 유량을 제어하는 DIWCLC 박스(110)를 갖는다. 또한, 약액 공급 장치(100)는, DIW의 공급처를 제1 인라인 혼합기(72)와 제2 인라인 혼합기(73)의 사이에서 전환한다. 따라서, 제1 인라인 혼합기(72) 및 제2 인라인 혼합기(73)에 공급되는 DIW의 유량을 제어함으로써, 제1 약액 및 제2 약액의 희석 비율의 변경에 유연하게 대응할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 약액과 제2 약액의 희석을 공통의 DIWCLC 박스(110)에서 행할 수 있으므로, 종래와 같이 2개의 DIW의 유량계를 설치할 필요가 없어, 약액 공급 장치(100)의 대형화를 억제할 수 있다. 바꿔 말하면, DIW의 유량계의 수를 종래에 비하여 저감시킬 수 있으므로, 장치 비용을 삭감할 수 있다.
종래와 같이 제1 약액과 제2 약액의 희석을 2개의 DIW의 유량계를 사용해서 행할 경우, 2개의 DIW의 유량계의 오차(기기 차이)가 상이하므로, 동일한 희석 비율을 설정해서 제1 약액과 제2 약액을 희석해도, 상기 기기 차이로 인해 동일한 희석 비율이 되지않을 우려가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 제1 약액과 제2 약액의 희석을 공통의 DIWCLC 박스(110)에서 행할 수 있으므로, DIWCLC 박스(110)의 기기 차이에 기인하는 제1 약액과 제2 약액의 희석 비율의 차를 해소할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 제1 세정 약액이 세정 장치(200)의 약액 세정부(220)에 공급되고 있는 동안에는 제2 약액의 공급이 정지되고, 제2 세정 약액이 약액 세정부(220)에 공급되고 있는 동안에는 제1 약액의 공급이 정지된다. 따라서, 알칼리성의 약액인 제1 약액과, 산성의 약액인 제2 약액이, 세정 장치(200)에서의 세정중에 혼합되는 것이 방지되어, 알칼리성 약액과 산성 약액의 혼합에 의한 유독 가스의 발생을 방지할 수 있다.
<제2 실시 형태>
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)의 약액 공급 흐름도이다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)의 개략 정면도는, 도 1에 도시한 약액 공급 장치(100)의 개략 정면도와 동일하므로, 설명을 생략한다.
제2 실시 형태는, 제1 실시 형태와 비교하여, 세정 장치(200)가 DIW 세정부와 약액 세정부를 각각 2개씩 구비하고 있는 점이 상이하다. 이에 수반하여 약액 공급 장치(100)의 DIWCLC 박스(110), 제1 약액 CLC 박스(120) 및 제2 약액 CLC 박스(130)가, 각각 CLC를 2개씩 구비하는 점도 제1 실시 형태와 상이하다. 그 밖에, 밸브 및 약액 유틸리티 박스의 수, 배관 구성도 제1 실시 형태와 상이하다. 이하, 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여해서 설명을 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 약액 공급 장치(100)는, DIW를 공급하기 위한 DIW 공급원(10a)과 배관을 통하여 유체 연통되도록 구성되어 있다. 세정 장치(200)는, 연마 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 DIW를 사용해서 세정하는 DIW 세정부(210a)와, 연마 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 희석된 약액(세정 약액)을 사용해서 세정하는 약액 세정부(220a)를 갖는다. DIW 세정부(210a)는, DIW 세정부(210)와 마찬가지로, 예를 들어 초음파 물 세정부나 기타의 DIW 세정부 등으로 구성된다. 약액 세정부(220a)는, 약액 세정부(220)와 마찬가지로, 예를 들어 롤형 세정부 등으로 구성된다. 이 DIW 세정부(210a)와 약액 세정부(220a)는, 동일한 세정조(230a) 내에서 공존한다.
약액 공급 장치(100)는, 제1 약액과 DIW를 혼합해서 제1 세정 약액을 생성하는 제1 인라인 혼합기(72a)(제1 혼합부)와, 제2 약액과 DIW를 혼합해서 제2 세정 약액을 생성하는 제2 인라인 혼합기(73a)(제2 혼합부)를 구비하고 있다. 제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72a)에 공급되는 제1 약액의 유량을 제어하도록 구성된다. 제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73a)에 공급되는 제2 약액의 유량을 제어하도록 구성된다. DIWCLC 박스(110)는, DIW 공급원(10a)으로부터 제1 인라인 혼합기(72a) 또는 제2 인라인 혼합기(73a)에 공급되는 DIW의 유량을 제어하도록 구성된다.
제1 인라인 혼합기(72a)는, 생성된 제1 세정 약액을 약액 세정부(220a)에 공급하도록 구성된다. 마찬가지로, 제2 인라인 혼합기(73a)는, 생성된 제2 세정 약액을 약액 세정부(220a)에 공급하도록 구성된다.
DIWCLC 박스(110)은, 제1 DIW 공급 밸브(112a)와, 제2 DIW 공급 밸브(113a)와, CLC(111a)를 갖는다. 제1 DIW 공급 밸브(112a)는, DIW 공급원(10a)으로부터 제1 인라인 혼합기(72a)에 희석용 DIW를 공급한다. 제2 DIW 공급 밸브(113a)는, DIW 공급원(10a)으로부터 제2 인라인 혼합기(73a)에 희석용 DIW를 공급한다. CLC(111a)는, 제1 DIW 공급 밸브(112a) 및 제2 DIW 공급 밸브(113a)에 공급하는 유량을 조절한다. CLC(111a)는, CLC(111a)에 흐르는 DIW의 유량을 측정한다. CLC(111a)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(111a) 내에 흐르는 DIW의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(111a)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
DIWCLC 박스(110)는, 제2 DIW 공급 밸브(113a)를 폐쇄해서 제1 DIW 공급 밸브(112a)를 개방함으로써, DIW를 제1 인라인 혼합기(72a)에 공급한다. 한편, DIWCLC 박스(110)는, 제1 DIW 공급 밸브(112a)를 폐쇄해서 제2 DIW 공급 밸브(113a)를 개방함으로써, DIW를 제2 인라인 혼합기(73a)에 공급한다. 즉, DIWCLC 박스(110), 제1 DIW 공급 밸브(112a) 및 제2 DIW 공급 밸브(113a)는, DIW의 공급처를 제1 인라인 혼합기(72a)와 제2 인라인 혼합기(73a)의 사이에서 전환하는 희석수 공급 전환부로서 기능한다.
제1 약액 CLC 박스(120)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72a)에 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급 밸브(122a)와, 제1 약액 공급 밸브(122a)를 흐르는 제1 약액의 유량을 측정하는 CLC(121a)를 갖는다. CLC(121a)는, CLC(121a)에 흐르는 제1 약액의 유량을 측정한다. CLC(121a)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(121a) 내에 흐르는 제1 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(121a)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
제2 약액 CLC 박스(130)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73a)에 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급 밸브(132a)와, 제2 약액 공급 밸브(132a)를 흐르는 제2 약액의 유량을 측정하는 CLC(131a)를 갖는다. CLC(131a)는, CLC(131a)에 흐르는 제2 약액의 유량을 측정한다. CLC(131a)는, 이 측정 결과에 기초하여, CLC(131a) 내에 흐르는 제2 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, CLC(131a)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
또한, 약액 공급 장치(100)는, 약액 유틸리티 박스(50a)와, 약액 유틸리티 박스(60a)를 구비한다. 약액 유틸리티 박스(50a)는, 제1 약액 공급원(20)으로부터의 제1 약액을 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121a)에 도입한다. 약액 유틸리티 박스(60a)는, 제2 약액 공급원(30)으로부터의 제2 약액을 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131a)에 도입한다.
약액 유틸리티 박스(50a)는, 제1 약액 공급원(20)과 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121a)를 접속하는 배관(91a) 상에 설치되는 제1 약액 입구 밸브(51a)와, 배관(91) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(52a)를 구비하고 있다. 제1 약액 입구 밸브(51a)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어되고, 배관(91a)에 제1 약액을 공급한다.
마찬가지로, 약액 유틸리티 박스(60a)는, 제2 약액 공급원(30)과 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131a)를 접속하는 배관(92a) 상에 설치되는 제2 약액 입구 밸브(61a)와, 배관(92a) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(62a)를 구비하고 있다. 제2 약액 입구 밸브(61a)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어되고, 배관(92a)에 제2 약액을 공급한다.
약액 공급 장치(100)는, 일단부가 DIW 공급원(10a)에 접속되고, 타단부가 세정 장치(200)의 DIW 세정부(210a)에 접속된, DIW 공급 배관(81a)을 구비하고 있다. DIW 공급 배관(81a)에는, DIW 공급 밸브(86a)와, DIW압 조절 레귤레이터(87a)와, DIW 압력계(88a)가 설치되어 있다. DIW 공급 밸브(86a)는, 개폐됨으로써, DIW 공급원(10a)으로부터 DIW 공급 배관(81a)에의 DIW의 공급을 제어한다. DIW압 조절 레귤레이터(87a)는, DIW 공급 배관(81a)으로부터 DIW 세정부(210a)에의 DIW의 공급 압력을 조절한다. DIW 압력계(88a)는, DIW 공급 배관(81a)의 내부를 통과하는 DIW의 압력을 계측한다.
DIW 공급 배관(81a) 상의 DIW 공급 밸브(86a)와 DIW압 조절 레귤레이터(87a)의 사이에는, DIWCLC 박스(110)의 CLC(111a)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(82a)이 접속된다. CLC(111a)에는, 제1 인라인 혼합기(72a)에 유체 연통하는 제1 DIW 배관(83a)과, 제2 인라인 혼합기(73a)에 유체 연통하는 제2 DIW 배관(84a)이 접속된다. 제1 DIW 공급 밸브(112a)는 제1 DIW 배관(83a) 상에 설치되고, 제1 인라인 혼합기(72a)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제2 DIW 공급 밸브(113a)는 제2 DIW 배관(84a) 상에 설치되고, 제2 인라인 혼합기(73a)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다.
제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121a)에는, 제1 인라인 혼합기(72a)에 유체 연통하는 제1 약액 배관(93a)이 접속된다. 제1 약액 공급 밸브(122a)는, 제1 약액 배관(93a) 상에 설치되고, 제1 인라인 혼합기(72a)에 제1 약액을 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제1 인라인 혼합기(72a)에는, 약액 세정부(220a)에 일단부가 접속된 제1 세정 약액 배관(96a)이 접속된다.
제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131a)에는, 제2 인라인 혼합기(73a)에 유체 연통하는 제2 약액 배관(94a)이 접속된다. 제2 약액 공급 밸브(132a)는, 제2 약액 배관(94a) 상에 설치되고, 제2 인라인 혼합기(73a)에 제2 약액을 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 제2 인라인 혼합기(73a)에는, 약액 세정부(220)에 일단부가 접속된 제2 세정 약액 배관(97a)이 접속된다.
DIWCLC 박스(110)의 CLC(111a), 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121a) 및 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131a)는, 도시하지 않은 제어 장치로부터 소정의 유량값을 나타내는 신호를 수신 가능하게 구성된다. 이 유량값에 기초하여, CLC(111a), CLC(121a), CLC(131a)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도가 제어된다.
이어서, 도 3에 도시한 약액 공급 장치(100)에서의 약액 공급 프로세스에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 약액 세정부(220)에 제1 세정 약액 또는 제2 세정 약액을 공급할 수 있음과 함께, 약액 세정부(220a)에도 제1 세정 약액 또는 제2 세정 약액을 공급할 수 있도록 구성된다. 약액 세정부(220)에 제1 세정 약액 또는 제2 세정 약액을 공급하는 프로세스는 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략하고, 약액 세정부(220a)에 제1 세정 약액 또는 제2 세정 약액을 공급하는 프로세스에 대해서 설명한다.
제1 세정 약액을 세정 장치(200)의 약액 세정부(220a)에 공급할 때는, 먼저, 약액 유틸리티 박스(50a)의 제1 약액 입구 밸브(51a)가 개방된다. 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121a)에서 제1 약액의 유량을 조절하고, 제1 약액 공급원(20)으로부터 제1 인라인 혼합기(72a)에 소정 유량의 제1 약액이 공급된다.
DIW 공급 배관(81a) 상의 DIW 공급 밸브(86a)가 개방되고, DIW가 DIW 공급원(10a)으로부터 DIWCLC 박스(110)의 CLC(111a)에 공급된다. 제1 DIW 공급 밸브(112a)를 개방함으로써, DIWCLC 박스(110)로부터 제1 인라인 혼합기(72a)에 DIW가 공급된다. 이 때, 제2 DIW 공급 밸브(113a)를 폐쇄해 둔다.
제1 인라인 혼합기(72a)에 공급된 제1 약액과 DIW가 혼합된다. 이에 의해 생성된 제1 세정 약액은, 제1 세정 약액 배관(96a)을 통하여 약액 세정부(220a)에 공급된다.
제1 세정 약액이 약액 세정부(220a)에 공급되는 동안에, 제2 약액의 제2 인라인 혼합기(73a)에의 공급이 정지된다. 구체적으로는, 약액 유틸리티 박스(60a)의 제2 약액 입구 밸브(61a) 및／또는 제2 약액 CLC 박스(130)의 제2 약액 공급 밸브(132a)가 폐쇄 정지된다. 이에 의해, 약액 세정부(220a)에는 제2 세정 약액은 공급되지 않고, 제1 세정 약액만이 공급된다.
제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 약액 세정부(220)뿐만 아니라, 약액 세정부(220a)에도 제1 세정 약액과 제2 세정 약액을 교대로 공급할 수 있다. 제1 세정 약액에서 제2 세정 약액으로 전환할 때는, DIWCLC 박스(110)가, 제1 DIW 공급 밸브(112a)를 폐쇄함과 함께, 제2 DIW 공급 밸브(113a)를 개방한다. 이에 의해, DIWCLC 박스(110)로부터 제2 인라인 혼합기(73a)에 DIW가 공급된다.
또한, 약액 유틸리티 박스(60a)의 제2 약액 입구 밸브(61a)가 개방된다. 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131a)에서 제2 약액의 유량을 조절하고, 제2 약액 공급원(30)으로부터 제2 인라인 혼합기(73a)에 소정 유량의 제2 약액이 공급된다.
제2 인라인 혼합기(73a)에 공급된 제2 약액과 DIW가 혼합된다. 이에 의해, 생성된 제2 세정 약액은, 제2 세정 약액 배관(97a)을 통하여 약액 세정부(220a)에 공급된다.
제2 세정 약액이 약액 세정부(220a)에 공급되는 동안에, 제1 약액의 제1 인라인 혼합기(72a)에의 공급이 정지된다. 구체적으로는, 약액 유틸리티 박스(50a)의 제1 약액 입구 밸브(51a) 및／또는 제1 약액 CLC 박스(120)의 제1 약액 공급 밸브(122a)가 폐쇄 정지된다. 이에 의해, 약액 세정부(220a)에는 제1 세정 약액은 공급되지 않고, 제2 세정 약액만이 공급된다.
또한, 제2 세정 약액에서 제1 세정 약액으로 전환할 때는, DIWCLC 박스(110)의 제2 DIW 공급 밸브(113a)가 폐쇄되고, 제1 DIW 공급 밸브(112a)가 개방된다. 또한, 약액 유틸리티 박스(50a)의 제1 약액 입구 밸브(51a)가 개방되고, 제1 약액 CLC 박스(120)의 제1 약액 공급 밸브(122a)가 개방된다. 또한, 약액 유틸리티 박스(60a)의 제2 약액 입구 밸브(61a) 및／또는 제2 약액 공급 밸브(132a)가 폐쇄된다. 이에 의해, 약액 세정부(220a)에는 제2 세정 약액은 공급되지 않고, 제1 세정 약액만이 공급된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 약액 CLC 박스(120)의 CLC(121, 121a) 및 제2 약액 CLC 박스(130)의 CLC(131, 131a)로 유량 제어되는 제1 약액 및 제2 약액의 유량 범위는, 예를 들어 각각 30ml/min 이상 300ml/min 이하이다. 또한, DIWCLC 박스(110)의 CLC(111, 111a)로 유량 제어되는 DIW의 유량 범위는, 예를 들어 각각 200ml/min 이상 2000ml/min 이하이다. 따라서, 제1 약액 또는 제2 약액과 DIW의 희석 비율은 1:1 이상 1:65 이하이다.
제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, 제1 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)와 동일한 장점을 갖는다. 이것에 추가하여, 제2 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, 2개의 약액 세정부(220, 220a)에 제1 세정 약액과 제2 세정 약액을 교대로 공급할 수 있다.
제2 실시 형태에서는 2개의 약액 세정부(220, 220a)에 제1 세정 약액 및 제2 세정 약액을 공급하는 것으로서 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 3개 이상의 약액 세정부에 제1 세정 약액 및 제2 세정 약액을 공급하도록 구성할 수도 있다. 그 경우, 약액 세정부에 대응하는 수의 CLC를 DIWCLC 박스(110), 제1 약액 CLC 박스(120) 및 제2 약액 CLC 박스(130)에 추가하면 된다.
또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 약액을 알칼리성의 약액으로 하고, 제2 약액을 산성의 약액으로 하여 설명했지만, 이것과는 반대로 제1 약액을 산성의 약액으로 하고, 제2 약액을 알칼리성의 약액으로 해도 된다.
<제3 실시 형태>
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛에 대해서 설명한다. 도 4는, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛이 갖는 약액 공급 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 약액 공급 장치는, 예를 들어 불산이나 암모니아 등의 약액을, CMP 장치의 각 부를 세정하기 위한 세정 장치에 공급 가능하게 구성된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, 프레임(102)과, 약액을 DIW(희석수)로 희석하고, 희석된 약액(세정 약액)을 공급하기 위한 약액 희석 박스(140)를 갖는다. 도시한 예에서는, 4개의 약액 희석 박스(140)가 약액 공급 장치(100)에 설치되어 있지만, 이것은 일례이며, 세정 장치의 사양에 따라서 약액 희석 박스(140)의 수는 적절히 변경된다. 도시한 바와 같이 , 약액 희석 박스(140)는, 프레임(102) 내에 수납된다. 약액 희석 박스(140)는, 후술하는 DIW 공급원(10)으로부터의 DIW와, 약액 공급원(40)으로부터의 약액을 혼합하여, 세정 약액을 세정 장치(200)에 공급 가능하게 구성된다(도 6 참조). 약액 공급 장치(100)는, 도시되어 있지 않으나, DIW 또는 약액을 수송하기 위한 배관, 밸브, 압력계 등을 갖는다. 이들의 상세는 도 6에서 설명한다.
도 5는, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛이 갖는 세정 장치를 도시하는 개략 사시도이다. 세정 장치는, 도 4에 도시한 약액 공급 장치(100)로부터 공급된 세정 약액을 사용하여, 반도체 기판 및 CMP 장치의 각 부를 세정하기 위한 장치이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 세정 장치(200)는, 프레임(201)과, 세정 약액을 사용해서 반도체 기판 등을 세정하는 약액 세정부(220)와, 약액 세정부(220)에 세정 약액을 공급하는 복수의 약액 공급 박스(250)를 갖는다. 도시한 예에서는, 세정 장치(200)는, 4개의 약액 세정부(220)와, 2개의 약액 공급 박스(250)가 도시되어 있지만, 이것은 일례이며, 세정 장치(200)의 사양에 따라서 이들의 수는 적절히 변경된다.
세정 장치(200)는, 도시되어 있지 않으나, DIW 또는 약액을 수송하기 위한 배관, 밸브, 압력계 등을 갖는다. 이들의 상세는 도 6에서 설명한다. 약액 공급 박스(250)는, 약액 세정부(220)에 공급하는 세정 약액의 유량을 측정하기 위한 플로우 미터를 갖는다(도 6 참조). 이 플로우 미터로서는, 종래는 유체의 차압으로부터 유량을 측정하는 오리피스 유량계가 사용되고 있었다. 그러나, 최근에는, 세정 약액의 유량을 측정할 수 있는 초음파 유량계가 개발되고 있다. 초음파 유량계는, 오리피스 유량계에 비하여 유량의 측정 범위가 넓으므로, 본 실시 형태에서는, 약액 공급 박스(250)가 갖는 플로우 미터로서, 초음파 유량계를 채용하고 있다.
한편, 초음파 유량계는, 배관 내를 전반하는 초음파에 기초하여 유량을 측정하므로, 배관 내에 기포가 존재하면 초음파가 산란되어, 정확한 측정을 하는 것이 어려워진다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 약액 세정부(220)에 세정 약액을 공급하는 노즐의 위치보다도, 약액 공급 박스(250)가 갖는 플로우 미터의 위치를 낮게 하고 있다. 이에 의해, 플로우 미터의 배관 내의 기포가 노즐을 향해서 쉽게 이동하게 되어, 배관 내의 기포가 플로우 미터 내에 체류하는 것을 억제하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 약액 공급 박스(250)가 갖는 플로우 미터를 통과하는 세정 약액의 흐름 방향이 연직 방향을 향하도록, 플로우 미터가 구성된다. 또한, 플로우 미터를 통과하는 세정 약액은, 아래에서 위를 향하여 흐르도록, 플로우 미터가 구성된다. 이에 의해, 플로우 미터의 배관 내의 기포가 상방으로 이동하므로, 배관 내의 기포가 플로우 미터 내에 체류하는 것을 더욱 억제하고 있다.
이어서, 본 실시 형태에 관한 세정 유닛에 대해서 설명한다. 도 6은, 제3 실시 형태에 관한 세정 유닛의 개략도이다. 도시한 바와 같이 세정 유닛은, 도 4에 도시한 약액 공급 장치(100)(세정 약액 공급 장치의 일례에 상당함)와, 도 5에 도시한 세정 장치(200)(기판 세정 장치의 일례에 상당함)를 갖는다. 또한, 도 6에 있어서는, 도 4에 도시한 4개의 약액 희석 박스(140) 중 1개가 도시되고, 도 5에 도시한 2개의 약액 공급 박스(250) 중 1개 및 4개의 약액 세정부(220) 중 1개가 도시되어 있다.
약액 공급 장치(100)는, DIW를 공급하기 위한 DIW 공급원(10)과, 예를 들어 불산이나 암모니아 등의 약액을 공급하기 위한 약액 공급원(40)과, 각각 배관을 통하여 유체 연통되도록 구성되어 있다. 또한, 약액 공급 장치(100)는, 세정 장치(200)와 유체 연통되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 약액 공급 장치(100)는, DIW 및 희석된 약액을 세정 장치(200)에 공급할 수 있도록, 세정 장치(200)와 유체 연통한다.
세정 장치(200)는, DIW를 사용해서 대상물을 세정하기 위한 DIW 세정부(210)와, 세정 대상물을 희석된 약액(세정 약액)을 사용해서 세정하는 약액 세정부(220)를 갖는다. DIW 세정부(210)는, 예를 들어 초음파 물 세정부나 기타의 DIW 세정부 등으로 구성되고, CMP 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물 및 CMP 장치의 각 부를, DIW를 사용해서 세정한다. 약액 세정부(220)는, 예를 들어 롤형 세정부 또는 펜형 세정부로 구성되고, CMP 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 세정한다.
약액 공급 장치(100)는, 약액을 DIW(희석수)로 희석하고, 희석된 약액(세정 약액)을 세정 장치(200)의 약액 세정부(220)에 공급하기 위한 약액 희석 박스(140)를 구비한다.
약액 희석 박스(140)은, 인라인 혼합기(115)(혼합부의 일례에 상당함)와, DIWCLC(111c)(희석수 유량 제어부의 일례에 상당함)와, 약액 CLC(113c)(약액 유량 제어부의 일례에 상당함)를 구비한다. 인라인 혼합기(115)는, 약액과 DIW를 혼합해서 세정 약액을 생성한다. DIWCLC(111c)는, DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(115)에 공급되는 DIW의 유량을 조절한다. 약액 CLC(113c)는, 약액 공급원(40)으로부터 인라인 혼합기(115)에 공급되는 약액의 유량을 조절한다. 인라인 혼합기(115)는, 생성된 세정 약액을 약액 세정부(220)에 공급하도록 구성된다.
약액 희석 박스(140)는, DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(115)에 희석용 DIW를 공급하기 위한 DIW 공급 밸브(112c)를 또한 갖는다. DIWCLC(111c)는, DIWCLC(111c)에 흐르는 DIW의 유량을 측정하기 위한 초음파 유량계(제3 초음파 유량계의 일례에 상당함)를 포함한다. DIWCLC(111c)는, 유량의 측정 결과에 기초하여, DIWCLC(111c) 내에 흐르는 DIW의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
약액 희석 박스(140)는, 약액 공급원(40)으로부터 인라인 혼합기(115)에 약액을 공급하기 위한 약액 공급 밸브(114c)를 또한 갖는다. 약액 CLC(113c)는, 약액 CLC(113c)에 흐르는 약액의 유량을 측정하기 위한 초음파 유량계(제2 초음파 유량계의 일례에 상당함)를 포함한다. 약액 CLC(113c)는, 유량의 측정 결과에 기초하여, 약액 CLC(113c) 내로 흐르는 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
또한, 약액 희석 박스(140)는, 약액 공급원(40)과 약액 CLC(113c)를 접속하는 배관(91c) 상에 설치되는 약액 입구 밸브(51c)와, 배관(91c) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(52c)를 구비하고 있다. 약액 입구 밸브(51c)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
약액 공급 장치(100)는, 일단부가 DIW 공급원(10)에 접속되고, 타단부가 세정 장치(200)의 DIW 세정부(210)에 접속된, DIW 공급 배관(81b)을 구비하고 있다. DIW 공급 배관(81b)에는, DIW 공급 밸브(86b)와, DIW압 조절 레귤레이터(87b)와, DIW압력계(88b)가 설치되어 있다. DIW 공급 밸브(86b)는, 개폐됨으로써, DIW 공급원(10)으로부터 DIW 공급 배관(81b)에의 DIW의 공급을 제어한다. DIW압 조절 레귤레이터(87b)는, DIW 공급 배관(81b)으로부터 DIW 세정부(210)에의 DIW의 공급 압력을 조절한다. DIW 압력계(88b)는, DIW 공급 배관(81)의 내부 압력을 계측한다.
DIW 공급 배관(81b) 상의 DIW 공급 밸브(86b)와 DIW압 조절 레귤레이터(87b)의 사이에는, DIWCLC(111c)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(82c)이 접속된다. DIWCLC(111c)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 DIW 배관(83c)이 접속된다. DIW 공급 밸브(112c)는 DIW 배관(83c) 상에 설치되고, 인라인 혼합기(115)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다.
약액 희석 박스(140)의 약액 CLC(113c)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 약액 배관(84c)이 접속된다. 약액 공급 밸브(114c)는, 약액 배관(84c) 상에 설치되고, 약액 배관(84c) 내에 약액을 공급한다. 인라인 혼합기(115)에는, 세정 장치(200)에 일단부가 접속된 세정 약액 배관(96b)이 접속된다.
약액 희석 박스(140)의 DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)는, 도시하지 않은 제어 장치로부터 소정의 유량값을 나타내는 신호를 수신 가능하게 구성된다. 이 유량값에 기초하여, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도가 제어된다.
세정 장치(200)의 약액 세정부(220)는, 연마된 기판의 상면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 상면 세정부(222)와, 연마된 기판의 하면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 하면 세정부(223)를 구비한다. 이에 추가하여, 약액 세정부(220)는, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)에서의 세정을 대기하는 기판이 배치되는 대기부(221)를 구비한다. 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)는, 1장의 기판 상면과 하면을 동시에 세정하는 기판 세정부로서 기능한다. 대기부(221)는, 대기중의 기판이 산화되는 것을 방지하기 위해서, 대기중의 기판에 대하여 세정 약액을 공급한다.
세정 장치(200)는, 세정 약액 공급 배관(231)과, 세정 약액 공급 배관(232)과, 세정 약액 공급 배관(233)을 구비한다. 세정 약액 공급 배관(231)은, 세정 약액 배관(96c)과 대기부(221)를 유체 연통시킨다. 세정 약액 공급 배관(232)은, 세정 약액 배관(96c)과 상면 세정부(222)를 유체 연통시킨다. 세정 약액 공급 배관(233)은, 세정 약액 배관(96c)과 하면 세정부(223)를 유체 연통시킨다.
세정 약액 공급 배관(231) 상에는, 세정 약액을 대기부(221)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(224)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(225)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(232) 상에는, 세정 약액을 상면 세정부(222)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(226)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(227)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(233) 상에는, 세정 약액을 하면 세정부(223)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(228)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(229)가 설치된다. 플로우 미터(225, 227, 229) 및 세정 약액 공급 밸브(224, 226, 228)는, 약액 공급 박스(250) 내에 수납된다. 세정 약액 공급 밸브(224), 세정 약액 공급 밸브(226) 및 세정 약액 공급 밸브(228)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
세정 약액 공급 배관(231)의 하류 측단부는, 대기부(221)에 세정 약액을 공급하기 위한 노즐(231a)을 갖는다. 또한, 세정 약액 공급 배관(232)의 하류측 단부는, 상면 세정부(222)에 세정 약액을 공급하기 위한 노즐(232a)을 갖는다. 또한, 세정 약액 공급 배관(233)의 하류측 단부는, 하면 세정부(223)에 세정 약액을 공급하기 위한 노즐(233a)을 갖는다.
도 5에서 설명한 바와 같이, 약액 공급 박스(250) 내의 플로우 미터(225, 227, 229)는, 각각 초음파 유량계(제1 초음파 유량계의 일례에 상당함)이다. 이들 플로우 미터(225, 227, 229)가, 세정 약액의 유량을 보다 정확하게 측정하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 노즐(231a, 232a, 233a) 각각의 위치보다도, 대응하는 플로우 미터(225, 227, 229)의 위치를 낮게 하고 있다. 이에 의해, 플로우 미터(225, 227, 229)의 배관 내의 기포가 노즐(231a, 232a, 233a)을 향해서 쉽게 이동하게 되어, 배관 내의 기포가 플로우 미터(225, 227, 229) 내에 체류하는 것을 억제하고 있다.
또한, 도 5에서도 설명한 바와 같이, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 세정 약액의 흐름 방향이 연직 방향을 향하도록, 플로우 미터(225, 227, 229)가 구성된다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 배관이, 연직 방향을 향하도록 상하 방향에 배열된다. 또한, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 세정 약액은, 아래에서 위를 향해서 흐르도록, 플로우 미터(225, 227, 229) 및 세정 약액 공급 배관(231, 232, 233)이 구성된다. 이에 의해, 플로우 미터(225, 227, 229) 내의 기포가 상방에 이동하므로, 기포가 플로우 미터(225, 227, 229) 내에 체류하는 것을 더욱 억제하고 있다.
또한, 여기에서의 「연직 방향」이란, 완전한 연직 방향뿐만 아니라, 연직 방향에 대하여 다소의 각도를 갖는 방향도 포함한다. 바꿔 말하면, 「연직 방향」은, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 기포가 머물지 않고 상방에 이동할 수 있을 정도로, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 세정 약액의 흐름 방향이, 연직 방향에 대하여 다소의 각도를 갖는 경우도 포함한다.
본 실시 형태에서는, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)의 위치는, 약액 공급 박스(250)의 플로우 미터(225, 227, 229)와 마찬가지로, 노즐(231a, 232a, 233a) 각각의 위치보다도 낮아져 있다. 이에 의해, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)가 갖는 초음파 유량계 내의 기포가 노즐(231a, 232a, 233a)을 향해서 쉽게 이동하게 되어, 기포가 초음파 유량계 내에 체류하는 것을 억제하고 있다.
또한, 도 6의 예에서는, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)를 흐르는 DIW 및 약액의 흐름 방향이 가로 방향(수평 방향)이도록 기재되어 있다. 그러나, 이들 흐름 방향이 연직 방향을 향하도록, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)를 구성할 수도 있다. 이 경우, DIWCLC(111c) 및 약액 CLC(113c)의 초음파 유량계 내의 기포가 상방으로 이동하므로, 기포가 초음파 유량계 내에 체류하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
이상에서 설명한 것 같이, 플로우 미터(225, 227, 229)가 초음파 유량계이므로, 이것을 포함하는 약액 공급 박스(250)를 종래보다도 소형화할 수 있다. 또한, 플로우 미터(225, 227, 229)를 통과하는 세정 약액의 흐름 방향이 연직 방향이므로, 플로우 미터(225, 227, 229)를 포함하는 약액 공급 박스(250)를 세정 장치(200)의 도 5에 도시하는 위치에 배치할 수 있다. 또한, 약액 공급 박스(250)의 위치가, 노즐(231a, 232a, 233a) 각각의 위치보다도 낮다. 따라서, 장치 사이즈를 대형화하지 않고, 기포에 의한 측정 오차를 억제한 유량 측정이 가능해진다.
이상, 본 발명의 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상술한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하지 않는다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
구체적으로는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태의 각각의 특징 부분을 치환 또는 조합하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 실시 형태의 CLC(111, 121, 131)(도 2 참조)의 유량계로서 초음파 유량계를 채용한 경우, CLC(111, 121, 131)의 위치를 약액 세정부(220)에 세정 약액을 공급하는 노즐의 위치보다도 낮게 할 수도 있다. 또한, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 세정 장치(200)(도 2 및 도 3 참조) 대신에, 제3 실시 형태의 세정 장치(200)(도 6 참조)를 채용할 수도 있다. 또한, 예를 들어 제3 실시 형태의 약액 공급 장치(100)(도 6 참조) 대신에, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 약액 공급 장치(100)(도 2 및 도 3 참조)를 채용할 수도 있다.
<제4 실시 형태>
이하, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 7은, 본 실시 형태의 세정 유닛이 갖는 약액 공급 장치를 도시하는 개략 측면도이다. 약액 공급 장치는, 예를 들어 불산이나 암모니아 등의 약액을, CMP 장치의 각 부를 세정하기 위한 세정 장치에 공급 가능하게 구성된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)는, 케이스(101)와, 약액을 DIW(희석수)로 희석하고, 희석된 약액(희석 약액)을 공급하기 위한 복수의 약액 희석 박스(150 또는 160)를 갖는다. 도시한 예에서는, 4개의 약액 희석 박스(150 또는 160)가 약액 공급 장치(100)에 설치되어 있지만, 이것은 일례이며, 세정 장치의 사양에 따라서 약액 희석 박스(150 또는 160)의 수는 적절히 변경된다. 도시한 바와 같이, 약액 희석 박스(150 또는 160)는, 케이스(101) 내에 수납된다.
약액 희석 박스(150 또는 160)는, 후술하는 DIW 공급원(10)으로부터의 DIW와, 약액 공급원(20) 또는 약액 공급원(30)으로부터의 약액을 혼합하여, 희석 약액을 세정 장치(200)에 공급 가능하게 구성된다(도 8 참조).
약액 공급 장치(100)는, 도시되어 있지 않으나, DIW 또는 약액을 수송하기 위한 배관, 밸브, 압력계 등을 갖는다. 상세는 도 8에서 설명한다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태에 관한 세정 유닛의 개략도이다. 도시한 바와 같이 세정 유닛은, 도 7에 도시한 약액 공급 장치(100)(세정 약액 공급 장치)와, 약액 공급 장치(100)로부터 공급된 세정 약액을 사용하여, 기판 및 CMP 장치의 각 부를 세정하기 위한 세정 장치(200)(기판 세정 장치)를 갖는다.
약액 공급 장치(100)는, DIW를 공급하기 위한 DIW 공급원(10), 예를 들어 불산이나 암모니아 등의 약액을 공급하기 위한 약액 공급원(20) 및 동일한 약액을 공급하기 위한 약액 공급원(30)과, 각각 배관을 통해서 유체 연통되도록 구성되어 있다. 또한, 약액 공급 장치(100)는, 세정 장치(200)와 유체 연통되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 약액 공급 장치(100)는, DIW 및 희석된 약액을 세정 장치(200)에 공급할 수 있도록, 세정 장치(200)와 유체 연통되도록 구성되어 있다.
세정 장치(200)는, CMP 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물 및 CMP 장치의 각 부를 DIW를 사용해서 세정하는 DIW 세정부(210)와, CMP 장치로 연마된 반도체 기판 등의 세정 대상물을 희석된 약액(세정 약액)을 사용해서 세정하는 제1 약액 세정부(220) 및 제2 약액 세정부(240)를 갖는다. DIW 세정부(210)는, 예를 들어 초음파 물 세정부나 기타의 DIW 세정부 등으로 구성된다. 제1 약액 세정부(220)는, 예를 들어 롤형 세정부로 구성되고, 제2 약액 세정부(240)는, 예를 들어 펜형 세정부로 구성된다.
약액 공급 장치(100)는, 약액을 DIW(희석수)로 희석하고, 희석된 약액(희석 약액)을 세정 장치(200)의 제1 약액 세정부(220)에 공급하기 위한 제1 약액 희석 박스(150) 및 약액을 DIW(희석수)로 희석하고, 희석된 약액을 세정 장치(200)의 제2 약액 세정부(240)에 공급하기 위한 제2 약액 희석 박스(160)를 구비한다.
제1 약액 희석 박스(150)는, 약액과 DIW를 혼합해서 세정 약액을 생성하는 인라인 혼합기(115)(혼합부)와, DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(115)에 공급되는 DIW의 유량을 조절하는 DIWCLC(Closed Loop Controller)(111a)(제1 희석수 유량 제어부) 및 DIWCLC(111b)(제2 희석수 유량 제어부)와, 약액 공급원(20)으로부터 인라인 혼합기(115)에 공급되는 약액의 유량을 조절하는 약액 CLC(113a)(제1 약액 유량 제어부) 및 약액 CLC(113b)(제2 약액 유량 제어부)을 구비한다. 인라인 혼합기(115)는, 생성된 세정 약액을 제1 약액 세정부(220)에 공급하도록 구성된다.
제1 약액 희석 박스(150)는, DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(115)에 희석용 DIW를 각각 공급하기 위한 2개의 DIW 공급 밸브(112a, 112b)를 또한 갖는다. DIWCLC(111a, 111b)는, 각각, DIWCLC(111a, 111b)에 흐르는 DIW의 유량을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, DIWCLC(111a, 111b) 내에 흐르는 DIW의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
제1 약액 희석 박스(150)는, 또한 약액 공급원(20)으로부터 인라인 혼합기(115)에 약액을 각각 공급하기 위한 약액 공급 밸브(114a, 114b)를 갖는다. 약액 CLC(113a, 113b)는, 각각, 약액 CLC(113a, 113b)에 흐르는 약액의 유량을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 약액 CLC(113a, 113b) 내에 흐르는 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
또한, 제1 약액 희석 박스(150)는, 약액 공급원(20)과 약액 CLC(113a)를 접속하는 배관(91a) 상에 설치되고, 배관(91a)에 약액을 공급하는 약액 입구 밸브(51a)와, 배관(91a) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(52a)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 제1 약액 희석 박스(150)는, 약액 공급원(20)과 약액 CLC(113b)를 접속하는 배관(91b) 상에 설치되고, 배관(91b)에 약액을 공급하는 약액 입구 밸브(51b)와, 배관(91) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(52b)를 구비하고 있다. 약액 입구 밸브(51a, 51b)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
제2 약액 희석 박스(160)는, 제1 약액 희석 박스(150)와 유사한 구성을 갖고 있다. 즉, 제2 약액 희석 박스(160)는, 약액과 DIW를 혼합해서 세정 약액을 생성하는 인라인 혼합기(116)(혼합부)와, DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(116)에 공급되는 DIW의 유량을 조절하는 2개의 DIWCLC(Closed Loop Controller)(121a, 121b)와, 약액 공급원(30)으로부터 인라인 혼합기(116)에 공급되는 약액의 유량을 조절하는 2개의 약액 CLC(123a, 123b)를 구비한다. 인라인 혼합기(116)는, 생성된 세정 약액을 제2 약액 세정부(240)에 공급하도록 구성된다.
제2 약액 희석 박스(160)는, 또한 DIW 공급원(10)으로부터 인라인 혼합기(116)에 희석용 DIW를 각각 공급하기 위한 2개의 DIW 공급 밸브(122a, 122b)를 갖는다. DIWCLC(121a, 121b)는, 각각, DIWCLC(121a, 121b)에 흐르는 DIW의 유량을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, DIWCLC(121a, 121b) 내에 흐르는 DIW의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
제2 약액 희석 박스(160)는, 또한 약액 공급원(30)으로부터 인라인 혼합기(116)에 약액을 각각 공급하기 위한 약액 공급 밸브(124a, 124b)를 갖는다. 약액 CLC(123a, 123b)는, 각각, 약액 CLC(123a, 123b)에 흐르는 약액의 유량을 측정하고, 측정 결과에 기초하여, 약액 CLC(123a, 123b) 내에 흐르는 약액의 유량이 원하는 유량이 되도록, 내부의 컨트롤 밸브 개방도를 조절(피드백 제어)한다.
또한, 제2 약액 희석 박스(160)는, 약액 공급원(30)과 약액 CLC(123a)를 접속하는 배관(92a) 상에 설치되고, 배관(92a)에 약액을 공급하는 약액 입구 밸브(61a)와, 배관(92a) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(62a)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 제2 약액 희석 박스(160)는, 약액 공급원(30)과 약액 CLC(123b)를 접속하는 배관(92b) 상에 설치되고, 배관(92b)에 약액을 공급하는 약액 입구 밸브(61b)와, 배관(92) 내의 유체 압력을 계측하는 압력계(62b)를 구비하고 있다. 약액 입구 밸브(61a, 61b)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
약액 공급 장치(100)는, 일단부가 DIW 공급원(10)에 접속되고, 타단부가 세정 장치(200)의 DIW 세정부(210)에 접속된, DIW 공급 배관(81)을 구비하고 있다. DIW 공급 배관(81)에는, DIW 공급원(10)으로부터 DIW 공급 배관(81)에 DIW를 공급하기 위한 DIW 공급 밸브(86)와, DIW 공급 배관(81)으로부터 DIW 세정부(210)에의 DIW의 공급 압력을 조절하기 위한 DIW압 조절 레귤레이터(87)와, DIW 공급 배관(81)의 내부를 통과하는 DIW의 압력을 계측하는 DIW 압력계(88)가 설치되어 있다.
DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)와 DIW압 조절 레귤레이터(87)의 사이에는, DIWCLC(111a)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(82a)이 접속된다. DIWCLC(111a)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 DIW 배관(83a)이 접속된다. DIW 공급 밸브(112a)는 DIW 배관(83a) 상에 설치되고, 인라인 혼합기(115)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 마찬가지로, DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)와 DIW압 조절 레귤레이터(87)의 사이에는, DIWCLC(111b)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(82b)이 접속된다. DIWCLC(111b)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 DIW 배관(83b)이 접속된다. DIW 공급 밸브(112b)는 DIW 배관(83b) 상에 설치되고, 인라인 혼합기(115)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. DIWCLC(111b) 및 DIW 공급 밸브(112b)는, DIWCLC(111a) 및 DIW 공급 밸브(112a)에 대하여 병렬의 관계가 되도록 DIW 공급원(10)과 인라인 혼합기(115)의 사이에 배치된다.
제1 약액 희석 박스(150)의 약액 CLC(113a)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 약액 배관(85a)이 접속된다. 약액 공급 밸브(114a)는, 약액 배관(85a) 상에 설치되고, 약액 배관(85a) 내에 약액을 공급한다. 인라인 혼합기(115)에는, 세정 장치(200)에 일단부가 접속된 세정 약액 배관(96)이 접속된다. 제1 약액 희석 박스(150)의 약액 CLC(113b)에는, 인라인 혼합기(115)에 유체 연통하는 약액 배관(85b)이 접속된다. 약액 공급 밸브(114b)는, 약액 배관(85b) 상에 설치되고, 약액 배관(85b) 내에 약액을 공급한다. 약액 입구 밸브(51b), 압력계(52b), 약액 CLC(113b) 및 약액 공급 밸브(114b)는, 약액 입구 밸브(51a), 압력계(52a), 약액 CLC(113a) 및 약액 공급 밸브(114a)에 대하여 병렬의 관계가 되도록 약액 공급원(20)과 인라인 혼합기(115)의 사이에 배치된다.
또한, DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)와 DIW압 조절 레귤레이터(87)의 사이에는, DIWCLC(121a)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(75a)이 접속된다. DIWCLC(121a)에는, 인라인 혼합기(116)에 유체 연통하는 DIW 배관(76a)이 접속된다. DIW 공급 밸브(122a)는 DIW 배관(76a) 상에 설치되고, 인라인 혼합기(116)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. 마찬가지로, DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)와 DIW압 조절 레귤레이터(87)의 사이에는, DIWCLC(121b)에 일단부가 접속된 DIW 분기 배관(75b)이 접속된다. DIWCLC(121b)에는, 인라인 혼합기(116)에 유체 연통하는 DIW 배관(76b)이 접속된다. DIW 공급 밸브(122b)는 DIW 배관(76b) 상에 설치되고, 인라인 혼합기(116)에 DIW를 공급하는 경우에 개폐 제어된다. DIWCLC(121b) 및 DIW 공급 밸브(122b)는, DIWCLC(121a) 및 DIW 공급 밸브(122a)에 대하여 병렬의 관계가 되도록 DIW 공급원(10)과 인라인 혼합기(116)의 사이에 배치된다.
제2 약액 희석 박스(160)의 약액 CLC(123a)에는, 인라인 혼합기(116)에 유체 연통하는 약액 배관(74a)이 접속된다. 약액 공급 밸브(124a)는, 약액 배관(74a) 상에 설치되고, 약액 배관(74a) 내에 약액을 공급한다. 인라인 혼합기(116)에는, 세정 장치(200)에 일단부가 접속된 세정 약액 배관(97)이 접속된다. 제2 약액 희석 박스(160)의 약액 CLC(123b)에는, 인라인 혼합기(116)에 유체 연통하는 약액 배관(74b)이 접속된다. 약액 공급 밸브(124b)는, 약액 배관(74b) 상에 설치되고, 약액 배관(74b) 내에 약액을 공급한다. 약액 입구 밸브(61b), 압력계(62b), 약액 CLC(123b) 및 약액 공급 밸브(124b)는, 약액 입구 밸브(61a), 압력계(62a), 약액 CLC(123a) 및 약액 공급 밸브(124a)에 대하여 병렬의 관계가 되도록 약액 공급원(30)과 인라인 혼합기(116)의 사이에 배치된다.
제1 약액 희석 박스(150)의 DIWCLC(111a, 111b) 및 약액 CLC(113a, 113b), 및 제2 약액 희석 박스(160)의 DIWCLC(121a, 121b) 및 약액 CLC(123a, 123b)는, 도시하지 않은 제어 장치로부터 소정의 유량값을 나타내는 신호를 수신 가능하게 구성된다. 이 유량값에 기초하여, DIWCLC(111a, 111b) 및 약액 CLC(113a, 113b) 및 DIWCLC(121a, 121b) 및 약액 CLC(123a, 123b)의 내부 컨트롤 밸브의 개방도가 제어된다.
세정 장치(200)의 제1 약액 세정부(220)는, 연마된 기판의 상면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 상면 세정부(222)(세정부)와, 연마된 기판의 하면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 하면 세정부(223)(세정부)와, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)에서의 세정을 대기하는 기판이 배치되는 대기부(221)를 구비한다. 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)는, 1장의 기판 상면과 하면을 동시에 세정하는 기판 세정부로서 기능한다. 대기부(221)는, 대기중의 기판이 산화되는 것을 방지하기 위해서, 대기중의 기판에 대하여 세정 약액을 공급한다.
세정 장치(200)는, 세정 약액 배관(96)과 대기부(221)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(231)과, 세정 약액 배관(96)과 상면 세정부(222)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(232)과, 세정 약액 배관(96)과 하면 세정부(223)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(233)을 구비한다.
세정 약액 공급 배관(231) 상에는, 세정 약액을 대기부(221)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(224)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(225)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(232) 상에는, 세정 약액을 상면 세정부(222)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(226)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(227)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(233) 상에는, 세정 약액을 하면 세정부(223)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(228)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(229)가 설치된다. 세정 약액 공급 밸브(224), 세정 약액 공급 밸브(226) 및 세정 약액 공급 밸브(228)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
세정 장치(200)의 제2 약액 세정부(240)는, 연마된 기판의 상면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 상면 세정부(242)(세정부)와, 연마된 기판의 하면에 세정 약액을 공급해서 세정하는 하면 세정부(243)(세정부)와, 상면 세정부(242) 및 하면 세정부(243)에서의 세정을 대기하는 기판이 배치되는 대기부(241)를 구비하고 있다. 상면 세정부(242) 및 하면 세정부(243)는, 1장의 기판 상면과 하면을 동시에 세정하는 기판 세정부로서 기능한다. 대기부(241)는, 대기중의 기판이 산화되는 것을 방지하기 위해서, 대기중의 기판에 대하여 세정 약액을 공급한다.
세정 장치(200)는, 세정 약액 배관(97)과 대기부(241)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(251)과, 세정 약액 배관(97)과 상면 세정부(242)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(252)과, 세정 약액 배관(97)과 하면 세정부(243)를 유체 연통시키는 세정 약액 공급 배관(253)을 구비한다.
세정 약액 공급 배관(251) 상에는, 세정 약액을 대기부(241)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(244)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(245)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(252) 상에는, 세정 약액을 상면 세정부(242)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(246)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(247)가 설치된다. 세정 약액 공급 배관(253) 상에는, 세정 약액을 하면 세정부(243)에 공급하기 위한 세정 약액 공급 밸브(248)와, 공급되는 세정 약액의 유량을 계측하는 플로우 미터(249)가 설치된다. 세정 약액 공급 밸브(244), 세정 약액 공급 밸브(246) 및 세정 약액 공급 밸브(248)는, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 개폐 제어된다.
본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 넓은 유량 범위에서 약액을 공급하기 위해서, 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(123a)에 의해 제어 가능한 약액의 유량 범위가, 약액 CLC(113b) 및 약액 CLC(123b)에 의해 제어 가능한 약액의 유량 범위와 상이하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(123a)가 비교적 저유량의 유량 범위(제1 범위)에서 약액 유량을 제어 가능하게 구성되고, 약액 CLC(113b) 및 약액 CLC(123b)가 비교적 고유량의 유량 범위(제2 범위)에서 약액 유량을 제어 가능하게 구성되고, 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(123a)가 제어 가능한 유량 범위와 약액 CLC(113b) 및 약액 CLC(123b)가 제어 가능한 유량 범위가 일부 중복되도록 구성된다.
본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(123a)가 제어 가능한 유량 범위는 30mL/min 이상 300mL/min 이하이고, 약액 CLC(113b) 및 약액 CLC(123b)가 제어 가능한 유량 범위는 250mL/min 이상 2500mL/min 이하이다. 따라서, 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)를 사용해서 인라인 혼합기(115)에 공급 가능한 약액의 유량 범위는, 30mL/min 이상 2800mL/min 이하가 된다. 마찬가지로, 약액 CLC(123a) 및 약액 CLC(123b)를 사용해서 인라인 혼합기(116)에 공급 가능한 약액의 유량 범위는, 30mL/min 이상 2800mL/min 이하가 된다.
또한, 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 넓은 유량 범위에서 DIW를 공급하기 위해서, DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(121a)에 의해 제어 가능한 DIW의 유량 범위가, DIWCLC(111b) 및 DIWCLC(121b)에 의해 제어 가능한 DIW의 유량 범위와 상이하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(121a)가 비교적 저유량의 유량 범위(제3 범위)에서 DIW 유량을 제어 가능하게 구성되고, DIWCLC(111b) 및 DIWCLC(121b)가 비교적 고유량의 유량 범위(제4 범위)에서 DIW 유량을 제어 가능하게 구성되고, DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(121a)가 제어 가능한 유량 범위와 DIWCLC(111b) 및 DIWCLC(121b)가 제어 가능한 유량 범위가 일부 중복되도록 구성된다.
본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(121a)가 제어 가능한 유량 범위는 200mL/min 이상 2000mL/min 이하이고, DIWCLC(111b) 및 DIWCLC(121b)가 제어 가능한 유량 범위는 400mL/min 이상 4000mL/min 이하이다. 따라서, DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)를 사용해서 인라인 혼합기(115)에 공급 가능한 DIW의 유량 범위는, 200mL/min 이상 6000mL/min 이하가 된다. 마찬가지로, DIWCLC(121a) 및 DIWCLC(121b)를 사용해서 인라인 혼합기(116)에 공급 가능한 DIW의 유량 범위는, 200mL/min 이상 6000mL/min 이하가 된다.
본 실시 형태에서는 약액의 유량 범위가 30mL/min 이상 2800mL/min 이하이고, DIW의 유량 범위가 200mL/min 이상 6000mL/min 이하이므로, 약액과 DIW의 희석율의 범위는 1:1 이상 1:200 이하(약액:DIW)가 된다.
약액이나 DIW의 CLC에 있어서는, 일반적으로 차압식 유량계(오리피스 유량계)가 사용된다. 오리피스 유량계가 사용되는 CLC에서는, 제어 범위의 유량이 작을수록 오리피스의 직경이 작아지므로, 유량에 대한 압력 손실이 커지고, 한편, 제어 범위의 유량이 작을수록 제어 정밀도가 좋은 것이 알려져 있다. 마찬가지로, 제어 범위의 유량이 클수록 오리피스의 직경이 커지므로, 유량에 대한 압력 손실이 작아지고, 한편, 제어 범위의 유량이 클수록 제어 정밀도가 나쁜 것이 알려져 있다.
이로 인해, 본 실시 형태의 약액 공급 장치(100)에서는, 비교적 낮은 유량의 약액 또는 DIW를 세정 장치(200)에 공급할 때는, 비교적 저유량의 유량 범위에서 제어 가능한 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(123a) 또는 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(121a)를 사용한다. 이에 의해, 높은 제어 정밀도로 저유량의 약액 또는 DIW를 공급할 수 있다. 한편, 비교적 높은 유량의 약액 또는 DIW를 세정 장치(200)에 공급할 때는, 비교적 고유량의 유량 범위에서 제어 가능한 약액 CLC(113b) 및 약액 CLC(123b) 또는 DIWCLC(111b) 및 DIWCLC(121b)를 사용한다. 이에 의해, 압력 손실을 저감시켜서 고유량의 약액 또는 DIW를 공급할 수 있다. 또한, 이 경우에는 제어 정밀도가 다소 나빠지지만, 공급되는 약액 또는 DIW가 고유량이므로, 그 영향은 저유량인 경우에 비하여 작다.
인라인 혼합기(115, 116)로부터 공급되는 세정 약액은, 상면 세정부(222, 242) 및 하면 세정부(223, 243)에서 기판의 세정에 사용될뿐만 아니라, 대기부(221, 241)에서 세정을 대기하는 기판(다음으로 세정되는 기판)에 대하여 기판의 산화를 방지하기 위해서도 사용된다. 본 실시 형태에 관한 약액 공급 장치(100)에서는, 기판의 세정과 세정의 대기를 동시에 행함으로써, 세정 프로세스의 스루풋을 향상시킨다. 기판의 세정과 세정의 대기를 동시에 행할 경우, 각각의 프로세스에 세정 약액이 사용되므로, 고유량의 약액 및 DIW가 필요해진다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 제어 가능한 유량 범위가 일부 중복된 2개의 CLC를 사용해서 약액 또는 DIW를 세정 장치(200)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 여기서, 제어 가능한 유량 범위가 일부 중복된 2개의 CLC의 유량 범위는, 한쪽이 비교적 저유량이며 다른 쪽이 비교적 고유량이다. 따라서, 저유량의 유량 범위의 CLC를 사용함으로써, 저유량의 약액 또는 DIW의 공급 프로세스에 대응할 수 있다. 또한, 고유량의 유량 범위의 CLC를 사용함으로써 고유량의 약액 또는 DIW의 공급 프로세스에 대응할 수 있다. 또한, 2개의 CLC를 동시에 사용함으로써, 2개의 CLC로 제어 가능한 유량을 적산한 유량을 세정 장치(200)에 공급할 수 있으므로, 기판의 세정과 세정의 대기를 동시에 행하는 프로세스와 같은, 특히 고유량의 세정 약액을 필요로 하는 프로세스에 대응할 수도 있다.
이하, 도 8에 도시한 세정 유닛의 DIW 및 약액의 공급 프로세스를 설명한다. 도 9는, 도 8에 도시한 세정 유닛의 DIW 및 약액의 공급 프로세스를 나타내는 차트 도면이다. 또한, 도 8에 도시하는 제2 약액 희석 박스(160)로부터 제2 약액 세정부(240)에 공급되는 DIW 및 약액의 공급 프로세스는, 제1 약액 희석 박스(150)로부터 제1 약액 세정부(220)에 공급되는 DIW 및 약액의 공급 프로세스와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
약액을 도 8에 도시한 세정 장치(200)의 제1 약액 세정부(220)에 공급할 때는, 먼저, 제1 약액 희석 박스(150)의 약액 입구 밸브(51a) 및 약액 입구 밸브(51b)가 개방된다. 제1 약액 희석 박스(150)의 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)에서, 각각 약액의 유량을 조절하고, 약액 공급원(20)으로부터 인라인 혼합기(115)에 소정 유량의 약액이 공급된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, Step1에서 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)는 400mL/min의 유량의 약액을 공급한다.
마찬가지로, DIW 공급 배관(81) 상의 DIW 공급 밸브(86)가 개방되고, DIW가 DIW 공급원(10)으로부터 제1 약액 희석 박스(150)의 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)에 공급된다. DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)는, 각각 DIW의 유량을 조절한다. DIW 공급 밸브(112a, 112b)를 개방함으로써, DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)로부터 인라인 혼합기(115)에 소정 유량의 DIW가 공급된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, Step1에서 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)는 2100mL/min의 유량의 DIW를 공급한다.
인라인 혼합기(115)에 공급된 약액과 DIW는 혼합된다. 이에 의해 생성된 세정 약액은, 세정 약액 배관(96)을 통하여 제1 약액 세정부(220)에 공급된다.
제1 약액 세정부(220)에서는, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)에 세정 약액을 공급하기 위해서, 세정 약액 공급 밸브(226) 및 세정 약액 공급 밸브(228)가 개방된다. 이에 의해, 도 9의 Step1에 나타낸 바와 같이, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)가 기판에 세정 약액을 공급하고, 기판의 상면 및 하면이 세정된다.
대기부(221)에서 세정을 대기하고 있는 별도의 기판이 산화되는 것을 방지하기 위해서, 제1 약액 세정부(220)는 대기부(221)에도 세정 약액을 공급할 필요가 있다. 이로 인해, 세정 약액 공급 밸브(224)가 개방된다. 이에 의해, 도 9의 Step1에 나타낸 바와 같이, 대기부(221)가 기판에 세정 약액을 공급한다. 기판에 세정 약액이 공급됨으로써, 기판 표면이 젖어서 공기와 접촉하지 않게 되므로, 기판 표면의 산화가 방지된다.
도 9의 Step2에 나타낸 바와 같이, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)는 Step1에 계속해서 기판에 세정 약액을 공급한다. 한편, 대기부(221)에 있어서는, 대기하고 있는 기판의 표면이 충분히 젖은 경우, Step2에 나타낸 바와 같이, 세정 약액의 공급이 정지된다. 즉, 제1 약액 세정부(220)의 세정 약액 공급 밸브(224)가 폐쇄된다.
동시에, Step2에 있어서, 제1 약액 희석 박스(150)의 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)에서, 각각 약액의 유량을 조절한다. 즉, 대기부(221)에서의 공급이 정지되는 세정 약액분만큼, 약액의 유량을 저감시킨다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, Step2에서 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)는 50mL/min의 유량의 약액을 공급한다.
마찬가지로, Step2에 있어서, 제1 약액 희석 박스(150)의 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)에서, 각각의 DIW의 유량을 조절한다. 즉, 대기부(221)에서의 공급이 정지되는 세정 약액분만큼, DIW의 유량을 저감시킨다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는, Step2에서 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)는 1350mL/min의 유량의 DIW를 공급한다.
도 9에 나타내는 Step3 및 Step4에 있어서는, 세정된 기판의 반송 동작 및 세정된 기판의 DIW 린스 동작 등을 행한다.
이어서, Step5 내지 Step8에 있어서, Step1 내지 Step4와 동일한 공정이 행하여진다. 구체적으로는, 다른 기판을 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)에서 세정함과 함께, 다음으로 세정되는 다른 기판을 대기부(221)에서 대기시킨다(Step5). 대기부(221)에서의 세정 약액의 공급을 정지시켜서, DIW 및 약액의 유량이 감소된다(Step6). 세정된 기판을 반송하고, DIW의 린스 동작 등을 행한다(Step7 및 Step8).
이상에서 설명한 것 같이, 본 실시 형태에 관한 세정 유닛에서는, 제어 가능한 유량 범위가 서로 일부 중복되는 DIWCLC(111a) 및 DIWCLC(111b)와, 제어 가능한 유량 범위가 서로 일부 중복되는 약액 CLC(113a) 및 약액 CLC(113b)을 가지므로, 제어 가능한 유량 범위를 광범위하게 할 수 있다. 이로 인해, 기판을 세정하는 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)와, 세정하는 기판을 대기시켜 두는 대기부(221)를 갖는 세정 장치(200)에 있어서는, 상면 세정부(222) 및 하면 세정부(223)에서의 기판의 세정과, 대기부(221)에서의 대기 기판에의 세정 약액의 공급을 동시에 행할 수 있고, 종래에 비하여 세정 프로세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 세정 유닛이라면, 저유량을 필요로 하는 프로세스에도 대응할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 세정 유닛의 약액 공급 장치(100)는, 제1 약액 희석 박스(150)와 제2 약액 희석 박스(160)를 갖도록 구성되어 있으나, 세정 장치(200)의 구성에 따라, 제1 약액 희석 박스(150)만을 갖도록 해도 되고, 다른 약액 희석 박스를 더 갖도록 해도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상술한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하지 않는다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
51, 51a : 제1 약액 입구 밸브
61, 61a : 제2 약액 입구 밸브
72, 72a : 제1 인라인 혼합기
73, 73a : 제2 인라인 혼합기
100 : 약액 공급 장치
110 : DIWCLC 박스
120 : 제1 약액 CLC 박스
130 : 제2 약액 CLC 박스
100 : 약액 공급 장치
111a, 111b, 121a, 121b : DIWCLC
113a, 113b, 123a, 123b : 약액 CLC
115, 116 : 인라인 혼합기
200 : 세정 장치
221, 241 : 대기부
222, 242 : 상면 세정부
223, 243 : 하면 세정부
225, 227, 229 : 플로우 미터
231a, 232a, 233a : 노즐

Claims (15)

  1. 세정 약액을 기판 세정 장치에 공급하기 위한 세정 약액 공급 장치이며,
    제1 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 제1 세정 약액을, 제1 배관을 통하여 상기 기판 세정 장치에 공급하기 위한 제1 혼합부와,
    제2 약액과 희석수를 혼합해서 얻어진 제2 세정 약액을, 제2 배관을 통하여 상기 기판 세정 장치에 공급하기 위한 제2 혼합부와,
    제1 약액 제어부이며, 적어도 제1 약액 CLC를 포함하고, 상기 제1 약액 CLC는, 상기 제1 약액 CLC를 통과하는 상기 제1 약액의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 제1 약액의 유량을 조정하는 제1 제어 밸브를 제어하기 위한 제1 약액 제어부와,
    제2 약액 제어부이며, 적어도 제2 약액 CLC를 포함하고, 상기 제2 약액 CLC는, 상기 제2 약액 CLC를 통과하는 상기 제2 약액의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 제2 약액의 유량을 조정하는 제2 제어 밸브를 제어하기 위한 제2 약액 제어부와,
    희석수 제어부이며, 적어도 DIWCLC를 포함하고, 상기 DIWCLC는, DIWCLC 내부 제어 밸브를 포함하고, 상기 DIWCLC는, 상기 DIWCLC를 통과하는 상기 희석수의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 DIWCLC 내부 제어 밸브를 제어함과 동시에, 적어도 상기 희석수의 공급처를 상기 제1 혼합부로부터 상기 제2 혼합부로, 또는 상기 제2 혼합부로부터 상기 제1 혼합부로 전환하기 위한 희석수 공급 전환부를 포함하는 희석수 제어부를 갖는 세정 약액 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 약액 제어부는, 상기 제2 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제1 약액의 공급을 정지하도록 구성되고,
    상기 제2 약액 제어부는, 상기 제1 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제2 약액의 공급을 정지하도록 구성되는, 세정 약액 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 희석수 공급 전환부는, 상기 제1 약액 제어부가 상기 제1 약액을 상기 제1 혼합부에 공급하고 있는 동안에 상기 희석수를 제1 혼합부에 공급하고, 상기 제2 약액 제어부가 상기 제2 약액을 상기 제2 혼합부에 공급하고 있는 동안에, 상기 희석수를 제2 혼합부에 공급하도록 구성되는, 세정 약액 공급 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 약액 제어부에 제1 약액을 공급하는 제1 약액 공급원과,
    상기 제2 약액 제어부에 제2 약액을 공급하는 제2 약액 공급원과,
    상기 제1 약액 공급원과 상기 제1 약액 제어부를 접속하는 관로 상에 설치된 제1 약액 입구 밸브와,
    상기 제2 약액 공급원과 상기 제2 약액 제어부를 접속하는 관로 상에 설치된 제2 약액 입구 밸브를 갖는, 세정 약액 공급 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 약액 및 상기 제2 약액 중, 한쪽은 알칼리성의 약액이며, 다른 쪽은 산성의 약액인, 세정 약액 공급 장치.
  6. 세정 약액을 기판 세정 장치에 공급하기 위한 세정 약액 공급 방법이며,
    제1 약액 CLC를 흐르는 제1 약액의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 제1 약액의 유량을 제어하는 공정과,
    DIWCLC를 흐르는 희석수의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 희석수의 유량을 제어하는 공정과,
    상기 제1 약액 CLC에서 유량이 제어된 상기 제1 약액과 상기 DIWCLC에서 유량이 제어된 상기 희석수를 제1 혼합부에 공급하여, 상기 제1 약액과 상기 희석수를 혼합시키는 공정과,
    상기 희석수와 상기 제1 약액을 혼합해서 얻어진 제1 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하는 제1 공급 공정과,
    제2 약액 CLC를 흐르는 제2 약액의 유량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 상기 제2 약액의 유량을 제어하는 공정과,
    상기 DIWCLC에서 유량이 제어된 상기 희석수의 공급처를, 상기 제1 혼합부로부터 제2 혼합부로 전환하는 공정과,
    상기 제2 약액 CLC에서 유량이 제어된 상기 제2 약액과 상기 DIWCLC에서 유량이 제어된 상기 희석수를 상기 제2 혼합부에 공급하여, 상기 제2 약액과 상기 희석수를 혼합시키는 공정과,
    상기 희석수와 상기 제2 약액을 혼합해서 얻어진 제2 세정 약액을 상기 기판 세정 장치에 공급하는 제2 공급 공정
    을 갖는 세정 약액 공급 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 공급 공정은, 상기 제2 공급 공정에서 상기 제2 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제1 세정 약액의 공급을 정지하는 공정을 갖고,
    상기 제2 공급 공정은, 상기 제1 공급 공정에서 상기 제1 세정 약액이 상기 기판 세정 장치에 공급되고 있는 동안에, 상기 제2 세정 약액의 공급을 정지하는 공정을 갖는, 세정 약액 공급 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 약액 및 상기 제2 약액 중, 한쪽은 알칼리성의 약액이며, 다른 쪽은 산성의 약액인, 세정 약액 공급 방법.
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