特開 2024-66385 工程流体処理器、これを含むウェーハ洗浄装置及び半導体製造設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024066385

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】工程流体処理器、これを含むウェーハ洗浄装置及び半導体製造設備

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240508BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648K

H01L21/304 643A

H01L21/304 647Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004326

(22)【出願日】2023-01-16

(31)【優先権主張番号】10-2022-0143989

(32)【優先日】2022-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】520236767

【氏名又は名称】サムス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ヨン ソプ

(72)【発明者】

【氏名】チョン、ミョン エー

(72)【発明者】

【氏名】リ、トン ウク

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、プ ソク

(72)【発明者】

【氏名】リ、ポク キュ

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AB02

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157CF04

5F157CF14

5F157CF16

5F157CF34

5F157CF60

5F157CF99

5F157DA15

5F157DC86

(57)【要約】

【課題】より効果的に工程流体中のオゾンを分解することが可能な工程流体処理器、及びこれを含むウェーハ洗浄装置及び半導体製造設備を提供する。
【解決手段】本発明による半導体製造設備におけるウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理するための工程流体処理器は、工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルを介して噴射される前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体製造設備におけるウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理するための工程流体処理器であって、
工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、
前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、
前記スプレーノズルを介して噴射される前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む、工程流体処理器。

【請求項2】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの内部流路に取り付けられた熱線として提供される、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項3】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外側に取り付けられた熱線として提供される、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項4】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外部を包むヒータージャケットとして提供される、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項5】

前記スプレーノズルは、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼素材で構成される、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項6】

前記ハウジングに収容された前記工程流体が循環するようにする経路を提供する循環ラインをさらに含み、
前記循環ラインに沿って循環した前記工程流体が前記スプレーノズルを介してミスト状に噴射される、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項7】

前記工程流体中のオゾン成分の分解を促進する分解ガスを供給するガス供給管をさらに含む、請求項１に記載の工程流体処理器。

【請求項8】

前記ガス供給管に取り付けられ、前記内部空間へ供給される前記分解ガスを加熱するガス加熱部材をさらに含む、請求項７に記載の工程流体処理器。

【請求項9】

半導体製造設備のウェーハ洗浄装置であって、
前記ウェーハの洗浄処理のための工程流体を供給する工程流体供給器と、
前記工程流体を前記ウェーハに供給することにより、前記ウェーハに対する洗浄処理を行う工程チャンバーと、
前記ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理する工程流体処理器と、を含み、
前記工程流体処理器は、
工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、
前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、
前記スプレーノズルを通過する前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む、ウェーハ洗浄装置。

【請求項10】

前記工程流体処理器は、第１排出管を介して前記工程チャンバーに連結され、
前記スプレーノズルは、前記第１排出管に連結され、前記第１排出管を介して流入した前記工程流体をミスト状に前記内部空間へ噴射する、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項11】

前記工程流体処理器は、第２排出管を介して前記工程流体処理器に連結され、
前記スプレーノズルは、前記第２排出管に連結され、前記第２排出管を介して流入した前記工程流体をミスト状に前記内部空間へ噴射する、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項12】

前記工程チャンバーは、複数設けられ、
前記工程流体供給器は、前記複数の工程チャンバーへ前記工程流体を供給し、
前記工程流体処理器は、前記複数の工程チャンバーから回収された前記工程流体を処理する、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項13】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの内部流路に取り付けられた熱線として提供される、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項14】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外側に取り付けられた熱線として提供される、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項15】

前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外部を包むヒータージャケットとして提供される、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項16】

前記スプレーノズルは、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼素材で構成される、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項17】

前記ハウジングに収容された前記工程流体が循環するようにする経路を提供する循環ラインをさらに含む、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項18】

前記工程流体中のオゾン成分の分解を促進する分解ガスを供給するガス供給管をさらに含む、請求項９に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項19】

前記ガス供給管に取り付けられ、前記内部空間へ供給される前記分解ガスを加熱するガス加熱部材をさらに含む、請求項１８に記載のウェーハ洗浄装置。

【請求項20】

半導体製造設備であって、
前記半導体製造設備に投入されたウェーハをハンドリングするインデックスモジュールと、
前記ウェーハに対する洗浄処理を行うウェーハ洗浄装置を備える工程処理モジュールと、を含み、
前記ウェーハ洗浄装置は、
前記ウェーハの洗浄処理のための工程流体を供給する工程流体供給器と、
前記工程流体を前記ウェーハに供給することにより、前記ウェーハに対する洗浄処理を行う工程チャンバーと、
前記ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理する工程流体処理器と、を含み、
前記工程流体処理器は、
工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、
前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、
前記スプレーノズルに取り付けられ、前記スプレーノズルを通過する前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む、半導体製造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理するための工程流体処理器、これを含むウェーハ洗浄装置及び半導体製造設備に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は、電気信号を処理することが可能な半導体製品を製造する工程であって、ウェーハ上に酸化、露光、エッチング、イオン注入、蒸着などの処理過程を介してパターンを形成する処理工程（前工程）と、パターンの形成されたウェーハに対するダイシング、ダイボンディング、配線、モールディング、マーキング、テストなどの過程を介して完成品形態の半導体パッケージを製造するパッケージング工程（後工程）と、を含む。

【0003】

特に、基板上には様々な有機及び無機異物が存在する。よって、製造歩留まりを向上させるためには、基板上の異物を効果的に除去することが非常に重要である。異物除去のために、工程流体を用いた洗浄工程が主に用いられる。洗浄工程は、基板を支持したスピンチャックを回転させながら基板の上面又は後面に処理液（工程流体）を供給することにより行われ、洗浄処理後には、リンス液を用いたリンス工程、乾燥気体を用いた乾燥工程が行われる。

【0004】

一方、工程流体にはオゾンを含むことができるが、工程流体を排出するときはオゾンを分離しなければならない。韓国登録特許第１０－２０２０２３０号には、打撃プレートへ工程流体を噴射することにより、工程流体が打撃プレートに衝突するようにし、循環ラインのヒーターを用いて工程流体の温度を高めることにより、工程流体からオゾンを分離する方法が提示されている。しかし、工程流体を主に構成する水は、比熱が高いため、温度上昇効果が微々たるものであり、結果的にオゾン分解効果が低いという問題点があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、より効果的に工程流体中のオゾンを分解することが可能な工程流体処理器、及びこれを含むウェーハ洗浄装置及び半導体製造設備を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による半導体製造設備におけるウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理するための工程流体処理器は、工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルを介して噴射される前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む。

【0007】

本発明の実施形態によれば、前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの内部流路に取り付けられた熱線として提供できる。

【0008】

本発明の実施形態によれば、前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外側に取り付けられた熱線として提供できる。

【0009】

本発明の実施形態によれば、前記ノズル加熱部材は、前記スプレーノズルの外部を包むヒータージャケットとして提供できる。

【0010】

本発明の実施形態によれば、前記スプレーノズルは、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼素材で構成できる。

【0011】

本発明の実施形態によれば、前記工程流体処理器は、前記ハウジングに収容された前記工程流体が循環するようにする経路を提供する循環ラインをさらに含み、前記循環ラインに沿って循環した前記工程流体が前記スプレーノズルを介してミスト状に噴射できる。

【0012】

本発明の実施形態によれば、前記工程流体処理器は、前記工程流体中のオゾン成分の分解を促進する分解ガスを供給するガス供給管をさらに含むことができる。

【0013】

本発明の実施形態によれば、前記ガス供給管に取り付けられ、前記内部空間へ供給される前記分解ガスを加熱するガス加熱部材をさらに含むことができる。

【0014】

本発明による半導体製造設備のウェーハ洗浄装置は、前記ウェーハの洗浄処理のための工程流体を供給する工程流体供給器と、前記工程流体を前記ウェーハに供給することにより、前記ウェーハに対する洗浄処理を行う工程チャンバーと、前記ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理する工程流体処理器と、を含む。前記工程流体処理器は、工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルを介して噴射される前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む。

【0015】

本発明の実施形態によれば、前記工程流体処理器は、排出管を介して前記工程チャンバーに連結され、前記スプレーノズルは、前記排出管に連結され、前記排出管を介して流入した前記工程流体をミスト状に前記内部空間へ噴射することができる。

【0016】

本発明の実施形態によれば、前記工程チャンバーは、前記工程流体を前記ウェーハへ供給する供給ノズルと、前記ウェーハに供給された前記工程流体を回収する回収カップと、を含むことができる。

【0017】

本発明の実施形態によれば、前記工程チャンバーは、複数設けられ、前記工程流体供給器は、前記複数の工程チャンバーへ前記工程流体を供給し、前記工程流体処理器は、前記複数の工程チャンバーから回収された前記工程流体を処理することができる。

【0018】

本発明による半導体製造設備は、前記半導体製造設備に投入されたウェーハをハンドリングするインデックスモジュールと、前記ウェーハに対する洗浄処理を行うウェーハ洗浄装置を備える工程処理モジュールと、を含む。前記ウェーハ洗浄装置は、前記ウェーハの洗浄処理のための工程流体を供給する工程流体供給器と、前記工程流体を前記ウェーハに供給することにより、前記ウェーハに対する洗浄処理を行う工程チャンバーと、前記ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理する工程流体処理器と、を含む。前記工程流体処理器は、工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジングと、前記内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルと、前記スプレーノズルに取り付けられ、前記スプレーノズルを介して噴射される前記工程流体を加熱するノズル加熱部材と、を含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズルにノズル加熱部材を装着することにより、オゾン成分を含む工程流体を高温のミスト状に噴射することができ、それにより工程流体のオゾン成分が効果的に分解できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明による半導体製造設備のレイアウトを示す。

【図2】本発明によるウェーハ洗浄装置の構成を示す。

【図3】本発明によるウェーハ洗浄装置の構成を示す。

【図4】本発明による工程流体処理器を示す。

【図5】本発明による工程流体処理器においてノズル加熱部材が取り付けられたスプレーノズルの例を示す。

【図6】本発明による工程流体処理器においてノズル加熱部材が取り付けられたスプレーノズルの例を示す。

【図7】本発明による工程流体処理器においてノズル加熱部材が取り付けられたスプレーノズルの例を示す。

【図8】ヒータージャケットからなるノズル加熱部材の例を示す。

【図9a】従来技術による工程流体処理器のオゾン分解性能を示す。

【図9b】本発明の工程流体処理器のオゾン成分分解性能を示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。本発明は、種々の異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

【0022】

本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたり、同一又は類似の構成要素に対しては同一の参照符号を付す。

【0023】

また、幾つかの実施形態において、同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を用いて代表的な実施形態でのみ説明し、それ以外の他の実施形態では、代表的な実施形態とは異なる構成についてのみ説明する。

【0024】

明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結（又は結合）」されているとするとき、これは、「直接的に連結（又は結合）」されている場合だけでなく、別の部材を挟んで「間接的に連結（又は結合）」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0025】

他に定義されない限り、技術的又は科学的用語を含めてここで使用されるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般に理解されるのと同じ意味を持っている。一般的に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明確に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解釈されない。

【0026】

図１は、本発明による半導体製造設備１のレイアウトを示す。本発明による半導体製造設備１は、半導体製造設備１に投入されたウェーハをハンドリングするインデックスモジュール１０と、ウェーハに対する洗浄処理を行うウェーハ洗浄装置３０を備える工程処理モジュール２０と、を含む。

【0027】

インデックスモジュール１０は、ロードポート１１及び移送フレーム１４を有する。ロードポート１１、移送フレーム１４及び工程処理モジュール２０は順次一列に配列される。以下、ロードポート１１、移送フレーム１４及び工程処理モジュール２０が配列された方向を第１方向２とする。そして、上方から見たとき、第１方向２に対して垂直な方向を第２方向３とし、第１方向２と第２方向３を含む平面に対して垂直な方向を第３方向４とする。

【0028】

ロードポート１１には、ウェーハの収納されたキャリア１３が装着される。ロードポート１１は、複数設けられ、これらは、第２方向３に沿って一列に配置される。図１では、４つのロードポート１１が設けられていることを示している。しかし、ロードポート１１の個数は、工程処理モジュール２０の工程効率及びフットプリントなどの条件に応じて増加又は減少してもよい。キャリア１３には、ウェーハの縁を支持するようにスロット（図示せず）が設けられる。スロットは、第３方向４に沿って複数設けられ、ウェーハは、第３方向４に沿って互いに離間した状態で積層されるようにキャリア１３内に位置する。キャリア１３としては、前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ、ＦＯＵＰ）が使用できる。

【0029】

工程処理モジュール２０は、バッファユニット２２、移送チャンバー２５及び工程チャンバー２６を有する。移送チャンバー２５は、その長手方向が第１方向２と平行に配置される。第２方向３に沿って移送チャンバー２５の一側及び他側にはそれぞれ工程チャンバー２６が配置される。移送チャンバー２５の一側に位置した工程チャンバー２６と、移送チャンバー２５の他側に位置した工程チャンバー２６とは、移送チャンバー２５を基準として互いに対称となるように設けられる。工程チャンバー２６の一部は、移送チャンバー２５の長手方向に沿って配置される。また、工程チャンバー２６の一部は、互いに積層されるように配置される。すなわち、移送チャンバー２５の一側には、工程チャンバー２６がＡ×Ｂ（ＡとＢはそれぞれ１以上の自然数）の配列で配置できる。ここで、Ａは、第１方向２に沿って一列に設けられた工程チャンバー２６の数であり、Ｂは、第３方向４に沿って一列に設けられた工程チャンバー２６の数である。移送チャンバー２５の一側に４つ又は６つの工程チャンバー２６が設けられる場合、工程チャンバー２６は、２×２又は３×２の配列で配置できる。工程チャンバー２６の数は増加又は減少してもよい。上述したのとは異なり、工程チャンバー２６は、移送チャンバー２５の一側にのみ設けられてもよい。また、上述したのとは異なり、工程チャンバー２６は、移送チャンバー２５の一側及び両側に単層で設けられてもよい。

【0030】

バッファユニット２２は、移送フレーム１４と移送チャンバー２５との間に配置される。バッファユニット２２は、移送チャンバー２５と移送フレーム１４との間でウェーハが搬送される前にウェーハが留まる空間を提供する。バッファユニット２２は、その内部にウェーハが置かれるスロット（図示せず）が設けられ、スロット（図示せず）は、互いに第３方向４に沿って離間するように複数設けられる。バッファユニット２２における、移送フレーム１４に対向する面と移送チャンバー２５に対向する面のそれぞれが開放される。

【0031】

移送フレーム１４は、ロードポート１１に装着されたたキャリア１３とバッファユニット２２との間でウェーハを搬送する。移送フレーム１４には、インデックスレール１７とインデックスロボット１６が設けられる。インデックスレール１７は、その長手方向が第２方向３と並ぶように設けられる。インデックスロボット１６はインデックスレール１７上に設置され、インデックスレール１７に沿って第２方向３に直線移動する。インデックスロボット１６は、ベース１６ａ、胴体１６ｂ及びインデックスアーム１６ｃを有する。ベース１６ａは、インデックスレール１７に沿って移動可能に設置される。胴体１６ｂは、ベース１６ａに結合する。胴体１６ｂは、ベース１６ａ上で第３方向４に沿って移動可能に設けられる。また、胴体１６ｂは、ベース１６ａ上で回転可能に設けられる。インデックスアーム１６ｃは、胴体１６ｂに結合し、胴体１６ｂに対して前進及び後退移動可能に設けられる。インデックスアーム１６ｃは、複数設けられ、それぞれ個別に駆動されるように設けられる。インデックスアーム１６ｃは、第３方向４に沿って互いに離間した状態で積層されるように配置される。インデックスアーム１６ｃは、一部は工程処理モジュール２０からキャリア１３へウェーハを搬送するときに使用され、他の一部はキャリア１３から工程処理モジュール２０へウェーハを搬送するときに使用されることが可能である。これは、インデックスロボット１６がウェーハを搬入及び搬出する過程で、工程処理前のウェーハから発生したパーティクルが工程処理後のウェーハに付着することを防止することができる。

【0032】

移送チャンバー２５は、バッファユニット２２と工程チャンバー２６との間、及び工程チャンバー２６同士の間でウェーハを搬送する。移送チャンバー２５には、ガイドレール２９とメインロボット２４が設けられる。ガイドレール２９は、その長手方向が第１方向２と並ぶように配置される。メインロボット２４は、ガイドレール２９上に設置され、ガイドレール２９上で第１方向２に沿って直線移動する。メインロボット２４は、ベース２４ａ、胴体２４ｂ及びメインアーム２４ｃを有する。ベース２４ａは、ガイドレール２９に沿って移動可能に設置される。胴体２４ｂはベース２４ａに結合する。胴体２４ｂは、ベース２４ａ上で第３方向４に沿って移動可能に設けられる。また、胴体２４ｂは、ベース２４ａ上で回転可能に設けられる。メインアーム２４ｃは胴体２４ｂに結合し、これは胴体２４ｂに対して前進及び後退移動可能に設けられる。メインアーム２４ｃは、複数備えられ、それぞれ個別に駆動されるように設けられる。メインアーム２４ｃは、第３方向４に沿って互いに離間した状態で積層されるように配置される。バッファユニット２２から工程チャンバー２６へウェーハを搬送するときに用いられるメインアーム２４ｃと、工程チャンバー２６からバッファユニット２２へウェーハを搬送するときに用いられるメインアーム２４ｃは、互いに異なってもよい。

【0033】

工程処理モジュール２０には、ウェーハに対して洗浄工程を行うウェーハ洗浄装置３０が設けられる。ウェーハ洗浄装置３０は、工程チャンバー２６を始めとして、工程チャンバー２６へ提供される工程流体の保管、工程チャンバー２６に使用された後に回収された工程流体に対する処理、処理済みの工程流体の排出を行う構成を含む。以下、図２及び図３を参照して、本発明によるウェーハ洗浄装置３０の構成について説明する。

【0034】

ウェーハ洗浄装置３０は、ウェーハの洗浄処理のための工程流体を供給する工程流体供給器３１と、工程流体をウェーハに供給することにより、ウェーハに対する洗浄処理を行う工程チャンバー２６と、ウェーハの洗浄に用いられた工程流体を処理する工程流体処理器３２と、を含む。図２を参照すると、工程チャンバー２６は、工程流体供給器３１及び工程流体処理器３２に連結される。工程流体は、オゾン水、又はオゾン水と薬液との混合液である。工程流体供給器３１は、供給管１１０を介して供給ノズル１００へ工程流体を供給する。工程流体処理器３２は、第１排出管２１０を介して工程チャンバー２６に連結される。また、工程流体処理器３２は、第２排出管２２０を介して工程流体供給器３１に連結される。

【0035】

工程チャンバー２６は、工程流体をウェーハへ供給する供給ノズル１００と、ウェーハに供給された工程流体を回収する回収カップ２００と、を含む。図２では、工程流体供給器３１が１つの工程チャンバー２６に連結されていることを示しているが、図３に示すように、工程流体供給器３１は、２つ以上の工程チャンバー２６に連結されてもよい。すなわち、工程チャンバー２６は、複数設けられ、工程流体供給器３１は、複数の工程チャンバー２６へ工程流体を供給し、工程流体処理器３２は、複数の工程チャンバーから回収された工程流体を処理することができる。

【0036】

供給ノズル１００を介して基板に供給されて工程を行った工程流体は、回収カップ２００に収去された後、回収カップ２００に連結された第１排出管２１０を介して排出される。第１排出管２１０と工程流体供給器３１には別途の回収管が連結され、回収カップ２００を介して収去された工程流体を工程流体供給器３１へ供給することができる。

【0037】

図４は、本発明による工程流体処理器３２を示す。図５～図７は、本発明による工程流体処理器３２においてノズル加熱部材３３０が取り付けられたスプレーノズル３２０の例を示す。

【0038】

本発明による工程流体処理器３２は、工程流体を収容するための内部空間を形成するハウジング３１０と、内部空間へ、オゾン成分を含む工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズル３２０と、スプレーノズル３２０に取り付けられ、スプレーノズル３２０を介して噴射される工程流体を加熱するノズル加熱部材３３０と、を含む。

【0039】

工程流体処理器３２は、第１排出管２１０を介して工程チャンバー２６に連結されるが、スプレーノズル３２０は、第１排出管２１０に連結され、第１排出管２１０を介して流入した工程流体をミスト状に内部空間へ噴射することができる。スプレーノズル３２０は、内部流路３２２に工程流体が高圧の状態で流れるようにし、工程流体が外部へ排出されるときに小さな粒子（ミスト）の形状に複数の方向に流れるようにする。

【0040】

また、工程流体処理器３２は、第２排出管２２０を介して工程流体供給器３１に連結され、スプレーノズル３２０は、第２排出管２２０に連結され、第２排出管２２０を介し流入した工程流体をミスト状にハウジング３１０の内部空間へ噴射することができる。

【0041】

本発明によれば、工程流体をミスト状に噴射するスプレーノズル３２０にノズル加熱部材３３０を装着することにより、オゾン成分を含む工程流体を高温のミスト状に噴射することができ、それにより工程流体のオゾン成分が効果的に分解できる。本発明によれば、多孔管に代えてスプレーノズル３２０を用いることにより、オゾン成分を含む処理流体がミスト状に噴射されるので、空気と接触する表面積を高めることができるため、オゾン水分解反応が促進される。ただし、温度が高いほどオゾン水の分解が促進されるが、スプレーノズル３２０を用いると、気化熱の放出により温度が下降する。したがって、本発明は、ノズル加熱部材３３０を用いてスプレーノズル３２０を加熱しながらオゾン水をミスト状に噴射するため、迅速に工程流体中のオゾン成分を分解することができる。

【0042】

本発明の実施形態によれば、ノズル加熱部材３３０は、スプレーノズル３２０の内部流路に取り付けられた熱線３３２として提供できる。図５を参照すると、スプレーノズル３２０の内部で工程流体が通過する内部流路に熱線３３２が巻かれた形態でノズル加熱部材３３０が構成できる。ノズル加熱部材３３０は、スプレーノズル３２０、及びスプレーノズル３２０を介して噴射される工程流体を加熱することができ、ノズル加熱部材３３０によって加熱された工程流体がミスト状に噴射される。ここで、工程流体は、高温の状態でミスト状に噴射されるので、気化熱の損失にも拘らず高い温度を維持するため、オゾン水分解反応が促進され、工程流体中のオゾン成分を効果的に分解することができる。スプレーノズル３２０の内部流路に取り付けられた熱線３３２が直接工程流体を加熱するため、熱伝達効率の面で利点がある。一方、熱線３３２は、スプレーノズル３２０に埋め込まれてもよい。

【0043】

本発明の他の実施形態によれば、ノズル加熱部材３３０は、スプレーノズル３２０の外側に取り付けられた熱線３３２として提供できる。図６を参照すると、スプレーノズル３２０の外部に沿って熱線３３２が巻かれることができる。熱線３３２は、スプレーノズル３２０を介して間接的に工程流体を加熱することができる。図６に示すように、熱線３３２をスプレーノズル３２０の外側に取り付ける場合、熱線３３２が工程流体に直接接触しないので、熱線３３２の寿命の面で有利である。

【0044】

本発明の他の実施形態によれば、ノズル加熱部材３３０は、スプレーノズル３２０の外部を包むヒータージャケット３３４として提供できる。図７に示すように、ヒータージャケット３３４は、スプレーノズル３２０の外側に取り付けられる円筒状に設けられ、内部に熱線３３２が備えられることができる。図８を参照すると、スプレーノズル３２０に固定できるようにヒータージャケット３３４が構成され、ヒータージャケット３３４の内部に熱線３３２が取り付けられた状態で外部の電源に連結されることができる。ヒータージャケット３３４の内部に備えられた熱線３３２によってスプレーノズル３２０が加熱され、スプレーノズル３２０を介して工程流体が加熱されることができる。図８に示すような形態のヒータージャケット３３４でノズル加熱部材３３０を構成する場合、作業者の立場でより容易にノズル加熱部材３３０をスプレーノズル３２０に対して着脱することができる。

【0045】

本発明の実施形態によれば、スプレーノズル３２０は、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼素材で構成できる。スプレーノズル３２０は、４０度～５０度で加熱できるが、工程流体への熱伝達効率が高く且つオゾンに対する耐化学性が高い素材で構成される必要がある。ＳＵＳ３１６ステンレス鋼は、このような条件を満たす素材であって、本発明によるスプレーノズル３２０の素材として好適であるといえる。

【0046】

本発明の実施形態によれば、工程流体処理器３２は、ハウジング３１０に収容された工程流体が循環するようにする経路を提供する循環ライン３７０をさらに含む。循環ライン３７０に沿って循環した工程流体は、スプレーノズル３２０を介してミスト状に噴射できる。循環ライン３７０には、工程流体の循環のための動力を提供するポンプ３７５が備えられる。ポンプ３７５は、循環ライン３７０に工程流体が流入する流入口の周りに位置することができる。ポンプ３７５は、工程流体が流れうる圧力を形成し、工程流体が乱流を形成しながら効果的に流れるようにする。ポンプ３７５の圧力によって、工程流体に含まれたオゾン成分の分解が促進できる。一方、循環ライン３７０にはヒーター（図示せず）が構成されてもよいが、省略されてもよい。

【0047】

設定時間が経過して、工程流体に含まれたオゾンが分解すると、ハウジング３１０の下部に連結された工程流体排出ライン３６０上の排出弁３６５が開放されるので、工程流体はハウジング３１０から排出される。ハウジング３１０内側のガスは、ガス排出ライン３５０上のガス排出弁３５５を開放して、ガス排出ライン３５０を介して排出できる。ハウジング３１０内側のガス排出は、オゾンが分解する間に行われてもよい。

【0048】

本発明の実施形態によれば、工程流体処理器３２は、工程流体中のオゾン成分の分解を促進する分解ガスを供給するガス供給管３４０をさらに含むことができる。さらに、工程流体処理器３２は、ガス供給管３４０に取り付けられ、内部空間へ供給される分解ガスを加熱するガス加熱部材３４５をさらに含むことができる。ガス供給管３４０は、内部空間へ、工程流体のオゾン成分と反応してオゾン成分の分解を促進する分解ガスを供給する。分解ガスは、酸素を含む空気であってもよい。また、本発明によれば、ガス加熱部材３４５を用いて分解ガスを加熱することにより、分解ガスと工程流体との反応温度を上げることができ、それによりオゾン成分の分解が促進できる。

【0049】

図９ａは、従来技術による工程流体処理器のオゾン分解性能を示し、図９ｂは、本発明の工程流体処理器のオゾン成分分解性能を示す。

【0050】

図９ａは、従来方式（打撃プレートへ工程流体を吐出した後、循環ラインに備えられたヒーターを用いて工程流体を加熱する方式）を適用したときの工程流体内のオゾン濃度を示し、図９ｂは、本発明のようにノズル加熱部材３３０が取り付けられたスプレーノズル３２０を用いて工程流体をミスト状に噴射したときの工程流体内のオゾン濃度を示す。図９ａを参照すると、初期に第１排出管２１０を介して流入した工程流体に含まれているオゾンの濃度は約１００ｐｐｍであり、従来の方式を適用した場合、循環ライン３７０のオゾン水濃度は約２４ｐｐｍ、工程流体排出ラインのオゾン水濃度は約１８ｐｐｍである。図９ｂを参照すると、初期に第１排出管２１０を介して流入した工程流体に含まれているオゾンの濃度は同様に約１００ｐｐｍであり、本発明のようにノズル加熱部材３３０が取り付けられたスプレーノズル３２０を用いて工程流体をミスト状に噴射した場合、ヒーターのない循環ライン３７０のオゾン水濃度は約１９ｐｐｍであり、工程流体排出ライン３６０のオゾン水濃度は約９ｐｐｍである。これにより、本発明のようにノズル加熱部材３３０が取り付けられたスプレーノズル３２０を用いて工程流体をミスト状に噴射したとき、工程流体中のオゾン成分の分解効率が高いことが確認される。

【0051】

本実施形態及び本明細書に添付された図面は、本発明に含まれる技術的思想の一部を明確に示しているものに過ぎず、本発明の明細書及び図面に含まれている技術的思想の範囲内で当業者が容易に類推することが可能な変形例及び具体的な実施形態はいずれも、本発明の権利範囲に含まれることが自明であるといえる。

【0052】

したがって、本発明の思想は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等又は等価的な変形がある全てのものは、本発明の思想の範疇に属するというべきである。

【符号の説明】

【0053】

１ 半導体製造設備
１０ インデックスモジュール
２０ 工程処理モジュール
２６ 工程チャンバー
３０ ウェーハ洗浄装置
３１ 工程流体供給器
３２ 工程流体処理器
１００ 供給ノズル
２００ 回収カップ
１１０ 供給管
２１０ 第１排出管
２２０ 第２排出管
３１０ ハウジング
３２０ スプレーノズル
３３０ ノズル加熱部材
３３２ 熱線
３３４ ヒータージャケット
３４０ ガス供給管
３４５ ガス加熱部材
３５０ ガス排出ライン
３５５ ガス排出弁
３６０ 工程流体排出ライン
３６５ 排出弁
３７０ 循環ライン
３７５ ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】