特許 7500672 薬液供給ユニットとこれを適用した基板処理システム及び薬液供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】薬液供給ユニットとこれを適用した基板処理システム及び薬液供給方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240610BHJP

   G01N 21/359 20140101ALI20240610BHJP

   G01N 21/3577 20140101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 648K

H01L21/304 648F

H01L21/304 647A

G01N21/359

G01N21/3577

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2022141342

(22)【出願日】2022-09-06

(65)【公開番号】P2023089921

(43)【公開日】2023-06-28

【審査請求日】2022-09-06

(31)【優先権主張番号】10-2021-0181000

(32)【優先日】2021-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【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】ヤン、ソン テ

(72)【発明者】

【氏名】パク、サン ウ

(72)【発明者】

【氏名】ハン、ヨン チュン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、キ フン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ムン ソン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ソン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チョン、プ ヨン

【審査官】今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１３１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１６２３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３５４０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１３１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２２０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２２０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５１９６８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｇ０１Ｎ ２１／３５９

Ｇ０１Ｎ ２１／３５７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薬液を保管する薬液保管部と、
前記薬液が流動する経路を提供する薬液供給ラインと、
前記薬液供給ライン上に流れる薬液に対して、分光検査法を介して、化学反応により生成された不純物を検出する薬液検査手段と、を含み、
前記薬液供給ラインは、両端が前記薬液保管部に連結される循環ラインと、前記循環ラインから基板処理装置に連結される分岐点を有し、
前記薬液供給ライン上において前記分岐点と前記薬液検査手段との間に配置され、前記薬液供給ライン上に流れる薬液を排出するドレインラインと、
前記薬液供給ライン上の前記ドレインラインとの連結部位の後段に配置され、前記薬液供給ラインを選択的に開閉させる第１バルブと、をさらに含むことを特徴とする、薬液供給ユニット。

【請求項2】

前記薬液検査手段は、
フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薬液供給ユニット。

【請求項3】

前記薬液保管部は、ＩＰＡを保管し、
前記薬液供給ラインは、前記薬液保管部に保管されたＩＰＡを供給することを特徴とする、請求項１に記載の薬液供給ユニット。

【請求項4】

前記薬液検査手段は、
前記薬液供給ライン上のＩＰＡ誘導体を検出することを特徴とする、請求項３に記載の薬液供給ユニット。

【請求項5】

前記薬液検査手段は、
分光スペクトル上で設定された波数（ｗａｖｅ ｎｕｍｂｅｒ）のピークの存在に基づいてＩＰＡ誘導体を検出することを特徴とする、請求項４に記載の薬液供給ユニット。

【請求項6】

前記薬液検査手段は、
前記薬液供給ライン上に配置され、前記薬液供給ラインに流れる薬液に対して赤外線又は近赤外線を放出し、前記薬液を透過した光を検出する測定プローブと、
前記測定プローブで検出された光から分光スペクトルを取得するフーリエ変換器と、
前記分光スペクトルに基づいて不純物を判断する分析器と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の薬液供給ユニット。

【請求項7】

前記薬液供給ライン上に配置されたフィルターをさらに含み、
前記測定プローブは、前記薬液供給ライン上の前記フィルターの後段に配置されたことを特徴とする、請求項６に記載の薬液供給ユニット。

【請求項8】

前記ドレインラインに配置され、前記ドレインラインを選択的に開閉させる第２バルブと、
前記第１バルブと前記第２バルブを制御する制御部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の薬液供給ユニット。

【請求項9】

前記制御部は、
前記薬液検査手段の検査結果に基づいて、前記第１バルブと前記第２バルブを選択的に制御することを特徴とする、請求項８に記載の薬液供給ユニット。

【請求項10】

請求項１に記載の薬液供給ユニット、及び
前記薬液供給ユニットから薬液の供給を受けて基板を処理する前記基板処理装置を含むことを特徴とする、基板処理システム。

【請求項11】

薬液保管部に保管された薬液を薬液供給ラインへ供給する薬液供給段階と、
前記薬液供給ライン上に流れる薬液に対して、薬液検査手段による分光検査法を介して、化学反応により生成された不純物を検出する不純物検出段階と、
不純物検出結果に基づいて基板処理装置へ薬液を供給するか或いは薬液を外部へ排出させる薬液供給判断段階と、を含み、
前記薬液供給ラインは、両端が前記薬液保管部に連結される循環ラインと、前記循環ラインから前記基板処理装置に連結される分岐点を有し、
前記薬液供給判断段階は、
設定された時間又は設定された容量に基づいて、前記薬液供給ライン上において前記分岐点と前記薬液検査手段との間に配置されるドレインラインを開放させる排出調節段階と、
不純物検出の際に、前記薬液供給ライン上の前記ドレインラインとの連結部位の後段に配置される第１バルブを介して前記薬液供給ラインを閉鎖させる薬液供給ライン閉鎖段階と、を含むことを特徴とする、薬液供給方法。

【請求項12】

前記不純物検出段階は、
フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を介して前記薬液供給ライン上の不純物を検出することを特徴とする、請求項１１に記載の薬液供給方法。

【請求項13】

前記薬液供給段階は、
前記薬液保管部に保管されたＩＰＡを前記薬液供給ラインに供給し、
前記不純物検出段階は、
前記薬液供給ライン上のＩＰＡ誘導体を検出することを特徴とする、請求項１１に記載の薬液供給方法。

【請求項14】

前記不純物検出段階は、
分光スペクトル上で設定された波数（ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）のピークの存在に基づいてＩＰＡ誘導体を検出することを特徴とする、請求項１３に記載の薬液供給方法。

【請求項15】

前記薬液供給判断段階は、
前記ドレインライン上の第２バルブを介して、前記薬液供給ラインに流れる薬液を排出させるドレインライン開放段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の薬液供給方法。

【請求項16】

前記薬液供給判断段階は、
前記不純物検出段階を再実行し、不純物検出結果に基づいて薬液供給ライン閉鎖段階ないし排出調節段階を実行することを特徴とする、請求項１１に記載の薬液供給方法。

【請求項17】

ＩＰＡ薬液を保管する薬液保管部と、
ＩＰＡ薬液が流動する経路を提供する薬液供給ラインと、
前記薬液供給ライン上に配置されたフィルターと、
前記薬液供給ライン上に流れる薬液を排出するドレインラインと、
前記薬液供給ライン上に前記ドレインラインの連結部位の後段に配置され、前記薬液供給ラインを選択的に開閉させる第１バルブと、
前記ドレインラインに配置され、前記ドレインラインを選択的に開閉させる第２バルブと、
前記薬液供給ライン上に配置され、前記薬液供給ラインに流れる薬液に対して赤外線又は近赤外線を放出し、前記薬液を透過した光を検出する測定プローブと、
前記測定プローブで検出された光から分光スペクトルを取得するフーリエ変換器と、
前記分光スペクトルに基づいてＩＰＡ誘導体を検出する分析器と、
前記分析器の分析結果に基づいて前記第１バルブと前記第２バルブを制御する制御部と、を含み、
前記薬液供給ラインは、両端が前記薬液保管部に連結される循環ラインと、前記循環ラインから基板処理装置に連結される分岐点を有し、
前記ドレインラインは、前記薬液供給ライン上において分岐点と前記測定プローブとの間に配置される、ことを特徴とする、薬液供給ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薬液供給ユニットとこれを適用した基板処理システム及び薬液供給方法に関し、より詳細には、薬液供給ユニットを介して薬液を供給する際に化学反応により生成される不純物を感知して除去することにより、工程実行の信頼性と安定性を確保することができる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な半導体素子製造工程及びフラットパネルディスプレイ製造工程では、様々な種類の薬液が使用できる。例えば、基板を洗浄する工程では、基板の洗浄のための様々な種類の薬液（例えば、ＩＰＡ）が使用でき、これらの薬液で基板を処理して、基板の表面に残留する異物などを除去することができる。

【0003】

基板処理のために薬液を供給する際に、様々な要因により、供給される薬液が化学反応を起こして不要な不純物に変化することがある。このような不純物により工程収率が低下して不良品を発生させ、さらには工程事故が発生する危険性が高まるという問題点がある。

【0004】

したがって、供給される薬液に対する様々な検査によって不純物を把握する方案が提示されている。

【0005】

しかしながら、これらの従来技術による薬液検査方案は、薬液分析に多くの時間がかかり、実質的に工程の実行中に即時検査を行うことができないという問題点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために案出されたもので、薬液供給の際に化学反応により生成される不純物を分光検査法によってリアルタイムで検査し、その検査結果に応じた即時措置を介して、不純物の含有された薬液が工程処理に流入する問題を解消しようとする。

【0007】

特に、ＩＰＡ薬液の供給の際に発生するアセトン（Ａｃｅｔｏｎｅ）などのＩＰＡ誘導体の発生を監視してＩＰＡ誘導体による大量の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）の発生を防止しようとする。

【0008】

また、基板処理のために供給される薬液が様々な要因により化学反応を起こして不要な不純物に変化するため工程収率を低下させ且つ不良品を発生させるという問題を解決しようとする。

【0009】

さらに、薬液の化学反応による不純物により工程事故が発生する危険性を解消しようとする。

【0010】

しかも、薬液分析に多くの時間がかかるので実質的に工程の実行中に即時検査を行うことができないという従来の薬液検査方案の問題を解決しようとする。

【0011】

本発明の目的は、上述したところに限定されず、上述していない本発明の別の目的及び利点は、以降の説明によって理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するために、本発明による薬液供給ユニットの一実施形態は、薬液を保管する薬液保管部と、前記薬液が流動する経路を提供する薬液供給ラインと、前記薬液供給ライン上に流れる薬液に対して、分光検査法を介して、化学反応により生成された不純物を検出する薬液検査手段と、を含むことができる。

【0013】

好ましくは、前記薬液検査手段は、フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を含むことができる。

【0014】

一例として、前記薬液保管部は、ＩＰＡを保管し、前記薬液供給ラインは、前記薬液保管部に保管されたＩＰＡを供給することができる。

【0015】

さらに、前記薬液検査手段は、前記薬液供給ライン上のＩＰＡ誘導体を検出することができる。

【0016】

ここで、前記薬液検査手段は、分光スペクトル上で設定された波数（ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）のピークの存在に基づいてＩＰＡ誘導体を検出することができる。

【0017】

一例として、前記薬液検査手段は、前記薬液供給ライン上に配置され、前記薬液供給ラインに流れる薬液に対して赤外線又は近赤外線を放出し、前記薬液を透過した光を検出する測定プローブと、前記測定プローブで検出された光から分光スペクトルを取得するフーリエ変換器と、前記分光スペクトルに基づいて不純物を判断する分析器と、を含むことができる。

【0018】

さらに、前記薬液供給ライン上に配置されたフィルターをさらに含み、前記測定プローブは、前記薬液供給ライン上の前記フィルターの後段に配置されることができる。

【0019】

好ましくは、前記薬液供給ライン上に流れる薬液を排出するドレインラインをさらに含むことができる。

【0020】

さらには、前記薬液供給ライン上に前記ドレインラインの連結部位の後段に配置され、前記薬液供給ラインを選択的に開閉させる第１バルブと、前記ドレインラインに配置され、前記ドレインラインを選択的に開閉させる第２バルブと、前記第１バルブと前記第２バルブを制御する制御部と、をさらに含むことができる。

【0021】

一例として、前記制御部は、前記薬液検査手段の検査結果に基づいて、前記第１バルブと前記第２バルブを選択的に制御することができる。

【0022】

また、本発明による基板処理システムは、前記薬液供給ユニット、及び前記薬液供給ユニットから薬液の供給を受けて基板を処理する基板処理装置を含むことができる。

【0023】

また、本発明による薬液供給方法の一実施形態は、薬液保管部に保管された薬液を液供給ラインに供給する薬液供給段階と、前記薬液供給ライン上に流れる薬液に対して、分光検査法を介して、化学反応により生成された不純物を検出する不純物検出段階と、不純物検出結果に基づいて基板処理装置へ薬液を供給するか或いは薬液を外部へ排出させる薬液供給判断段階と、を含むことができる。

【0024】

好ましくは、前記不純物検出段階は、フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を介して前記薬液供給ライン上の不純物を検出することができる。

【0025】

一例として、前記薬液供給段階は、前記薬液保管部に保管されたＩＰＡを前記薬液供給ラインに供給し、前記不純物検出段階は、前記薬液供給ライン上のＩＰＡ誘導体を検出することができる。

【0026】

ここで、前記不純物検出段階は、分光スペクトル上で設定された波数（ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）のピークの存在に基づいてＩＰＡ誘導体を検出することができる。

【0027】

また、前記薬液供給判断段階は、不純物検出の際に前記薬液供給ライン上の第１バルブを介して前記薬液供給ラインを閉鎖させる薬液供給ライン閉鎖段階を含むことができる。

【0028】

さらに、前記薬液供給判断段階は、ドレインライン上の第２バルブを介して前記薬液供給ラインに流れる薬液を排出させるドレインライン開放段階をさらに含むことができる。

【0029】

好ましくは、前記薬液供給判断段階は、設定された時間又は設定された容量に基づいて前記ドレインラインを開放させる排出調節段階をさらに含むことができる。

【0030】

また、前記薬液供給判断段階は、前記不純物検出段階を再実行し、不純物検出結果に基づいて薬液供給ライン閉鎖段階ないし排出調節段階を実行することができる。

【0031】

さらに、本発明による薬液供給ユニットの好適な一実施形態は、ＩＰＡ薬液を保管する薬液保管部と、ＩＰＡ薬液が流動する経路を提供する薬液供給ラインと、前記薬液供給ライン上に配置されたフィルターと、前記薬液供給ライン上に流れる薬液を排出するドレインラインと、前記薬液供給ライン上に前記ドレインラインの連結部位の後段に配置され、前記薬液供給ラインを選択的に開閉させる第１バルブと、前記ドレインラインに配置され、前記ドレインラインを選択的に開閉させる第２バルブと、前記薬液供給ライン上に配置され、前記薬液供給ラインに流れる薬液に対して赤外線又は近赤外線を放出し、前記薬液を透過した光を検出する測定プローブと、前記測定プローブで検出された光から分光スペクトルを取得するフーリエ変換器と、前記分光スペクトルに基づいてＩＰＡ誘導体を検出する分析器と、前記分析器の分析結果に基づいて前記第１バルブと前記第２バルブを制御する制御部と、を含むことができる。

【発明の効果】

【0032】

このような本発明によれば、薬液供給の際に化学反応により生成される不純物を分光検査法を介してリアルタイムで検査し、その検査結果に応じた即時措置を介して不純物の含有された薬液を外部へ排出させることにより、不純物が工程に及ぼす影響を取り除くことができる。

【0033】

特に、ＩＰＡ薬液供給の際に発生するＩＰＡ誘導体の発生を感知して、アセトン（Ａｃｅｔｏｎｅ）、酢酸（Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ）、酢酸イソプロピル（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）などの不純物による大量の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）の発生を防止することができる。

【0034】

さらに、基板処理のために供給される薬液が様々な要因により化学反応を起こして不要な不純物に変化することにより工程収率を低下させ且つ不良品を発生させるという問題を解決するとともに、薬液の化学反応による不純物により工程事故が発生する危険性を解消することができる。

【0035】

本発明の効果は、上述したところに限定されず、上述していない別の効果は、以降の記載から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明らかに理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明が適用される基板処理システムの一実施形態を示す図である。

【図2】本発明による薬液供給ユニットの一実施形態を示す構成図である。

【図3】本発明による薬液供給ユニットを介して基板処理装置に薬液を供給する一例を示す図である。

【図4】本発明による薬液供給ユニットの薬液検査手段に対する一実施形態の構成図である。

【図5】本発明による薬液供給方法に対する一実施形態を示すフローチャートである。

【図6】本発明による薬液供給方法を介してＩＰＡ誘導体を検出して排出する過程に対する一実施形態を示すフローチャートである。

【図7】本発明による薬液供給方法を適用する分光スペクトルの一例を示す図である。

【図8】本発明による薬液供給方法を適用する分光スペクトルの一例を示す図である。

【図9】本発明による薬液供給方法を適用する分光スペクトルの一例を示す図である。

【図10】本発明による薬液供給方法を適用する分光スペクトルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。ところが、本発明はこれらの実施形態によって限定又は制限されるものではない。

【0038】

本発明、本発明の動作上の利点、及び本発明の実施によって達成される目的を説明するために、以下では、本発明の好適な実施形態を例示し、これを参照して考察する。

【0039】

まず、本出願で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味ではない限り、複数の表現を含むことができる。また、本出願において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするものであり、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらの組み合わせの存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

【0040】

本発明を説明するにあたり、関連する公知の構成又は機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明確にするおそれがあると判断された場合には、その詳細な説明は省略する。

【0041】

本発明は、薬液供給ユニットを介して薬液を供給する際に、化学反応により生成される不純物を感知して除去することにより、工程実行の信頼性と安定性を確保することができる技術を提示する。

【0042】

図１に示すように、本発明が適用される基板処理システム１は、インデックス部１０と工程処理部２０を含むことができる。インデックス部１０と工程処理部２０は、一列に配置されることができる。

【0043】

インデックス部１０は、ロードポート１２及び移送フレーム１４を含むことができる。

【0044】

ロードポート１２には、基板Ｗの収納されたキャリア１１がセットできる。ロードポート１２は、複数個が提供され、一列に配置されることができる。ロードポート１２の個数は、基板処理システム１の工程効率及びフットプリント条件などに応じて増加又は減少することもできる。

【0045】

キャリア１１としては、前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｅｄ Ｐｏｄ、ＦＯＵＰ）が使用できる。キャリア１１には、基板を地面に対して水平に配置した状態で収納するための多数のスロットが形成できる。

【0046】

移送フレーム１４は、ロードポート１２と隣り合って配置されることができ、好ましくは、ロードポート１２と工程処理部２０のバッファ部３０との間に配置されることができる。移送フレーム１４は、インデックスレール１５及びインデックスロボット１７を含むことができる。インデックスレール１５上にインデックスロボット１７がセットできる。インデックスロボット１７は、バッファ部３０とキャリア１１との間で基板Ｗを移送することができる。インデックスロボット１７は、インデックスレール１５に沿って直線移動するか或いは軸を基準に回転することができる。

【0047】

工程処理部２０は、インデックス部１０に隣り合って基板処理システム１の後側に配置できる。

【0048】

工程処理部２０は、バッファ部３０、移動通路４０、メイン移送ロボット５０、及び基板処理装置７０を含むことができる。

【0049】

バッファ部３０は、工程処理部２０の前側に配置されることができ、基板処理装置７０とキャリア１１との間で基板Ｗが搬送される前に、基板Ｗが一時的に収納されて待機する場所となることができる。バッファ部３０は、その内部に基板Ｗが置かれるスロット（図示せず）が提供され、スロット（図示せず）は、相互離隔して複数個が提供されることができる。

【0050】

移動通路４０は、バッファ部３０と対応して配置されることができる。メイン移送ロボット５０が移動する通路を提供することができる。移動通路４０の両側には、基板処理装置７０が向かい合って配置されることができる。移動通路４０には、メイン移送ロボット５０が移動し、基板処理装置７０の上下層、及びバッファ部３０の上下層へ昇降することが可能な移動レールが設置できる。

【0051】

メイン移送ロボット５０は、移動通路４０に設置され、基板処理装置７０及びバッファ部３０の間で或いは各基板処理装置７０の間で基板Ｗを移送することができる。メイン移送ロボット５０は、移動通路４０に沿って直線移動するか或いは軸を基準に回転することができる。

【0052】

基板処理装置７０は、複数個が配置でき、移動通路４０を中心として両側に配置できる。基板処理装置７０の一部は、移動通路４０の長さ方向に沿って配置でき、基板処理装置７０の一部は、互いに積層されるように配置できる。基板処理装置７０の配置位置又は個数は必要に応じて変更できる。一例として、基板処理装置７０は、移動通路４０の片側にのみ提供されてもよく、基板処理装置７０は、移動通路４０の片側及び両側に単層として提供されてもよい。

【0053】

基板処理装置７０は、基板Ｗに対して洗浄工程を行うことができる。基板処理装置７０は、行う洗浄工程の種類によって異なる構造を持ってもよく、それぞれの基板処理装置７０は、同じ構造を持ってもよい。さらに、選択的に、基板処理装置７０は複数個のグループに区分され、同じグループに属する基板処理装置７０は互いに同一であり、互いに異なるグループに属する基板処理装置７０の構造は互いに異なるように提供できる。基板処理装置７０は、それぞれ使用されるケミカルの種類や洗浄方式の種類によって区分できる。或いは、それぞれのグループごとに、基板処理装置７０は、一つの基板Ｗに対して順次工程を行うように提供されてもよい。

【0054】

また、基板処理システム１は、基板処理装置７０へ当該処理工程に対応する薬液を供給する薬液供給ユニット（図示せず）を含むことができる。

【0055】

本発明では、前記基板処理システム１に後述の薬液供給ユニットを適用して薬液を供給する際に、化学反応により生成できる不純物を検出し、不純物の含有された薬液を外部へ排出させることにより、不純物が工程に及ぼす影響を取り除くことができる基板処理システムを提示する。

【0056】

本発明は、上述した基板処理システム１に備えられた各基板処理装置７０へ薬液を供給する薬液供給ユニットを提示する。

【0057】

図２は、本発明による薬液供給ユニットの一実施形態を示す構成図である。

【0058】

薬液供給ユニット１００は、薬液を基板処理装置７０へ供給することができる。

【0059】

薬液供給ユニット１００は、薬液保管部１１０、薬液供給ライン１３０、薬液検査手段１５０、ドレインライン１７０、制御部１９０などを含むことができる。

【0060】

薬液保管部１１０は、基板処理工程に用いられる各種薬液を保管し、必要に応じて、保管された薬液を基板処理装置７０へ供給することができる。薬液保管部１１０は、薬液流入ライン（図示せず）を介して薬液の供給を受けて一時的に保管することができる。

【0061】

薬液供給ライン１３０は、薬液保管部１１０に保管された薬液を基板処理装置７０へ供給することができる。薬液供給ライン１３０は、薬液が流動する経路を提供することができる。工程処理条件に合わせて薬液を調節することがきるように、薬液供給ライン１３０上にはバルブ、ヒーター、ポンプ、流量計、フィルターなどの各種構成が配置され、薬液の供給量、密度、温度などを調節したり不純物を除去したりすることができる。

【0062】

一例として、薬液保管部１１０は、基板処理工程のための有機溶剤としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ：ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）の供給を受けて保管することができ、薬液供給ライン１３０は、ＩＰＡを基板処理装置７０へ供給することができる。

【0063】

薬液保管部１１０と薬液供給ライン１３０とは、基板処理工程に応じた供給薬液の種類を考慮してその個数と形態が変形することができる。

【0064】

薬液検査手段１５０は、薬液供給ライン１３０上に流れる薬液に含有されている不純物を検出することができる。好ましくは、薬液検査手段１５０は、分光検査法を介して、化学反応により生成された不純物を検査することができる。

【0065】

一例として、薬液供給ライン１３０を介してＩＰＡを供給する際にＩＰＡ誘導体が発生する可能性があり、このような不要なＩＰＡ誘導体により工程処理の際に製品に欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）が発生する。本発明では、フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を適用して、薬液供給ライン１３０上に流れる薬液の分光スペクトルを取得し、分光スペクトルにおけるＩＰＡ誘導体に対応する波数（ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ）のピークの存否に基づいてＩＰＡ誘導体の含有を判断することができる。

【0066】

ドレインライン１７０は、薬液供給ライン１３０の中間に連結され、薬液供給ライン１３０上に流れる薬液を外部へ排出させることができる。

【0067】

制御部１９０は、基板処理装置７０に対する薬液供給ライン１３０を介した薬液供給を選択的に調節することができる。制御部１９０は、薬液検査手段１５０の検査結果に基づいて、薬液供給ライン１３０を介した基板処理装置７０への薬液供給を中断し、ドレインライン１７０を介して外部へ排出させることができる。

【0068】

図３は、本発明による薬液供給ユニットを介して基板処理装置へ薬液を供給する一例を示す。

【0069】

図３は、薬液供給ユニット１００が基板処理装置７０へＩＰＡを供給する一例である。

【0070】

一般的に、洗浄工程は、薬液を基板に供給して基板上の異物を除去するケミカル処理、純水を基板に供給して、基板上に残留するケミカルを除去するリンス処理、及び基板上に残留する純水を除去する乾燥処理などの工程を含むことができる。

【0071】

基板の乾燥処理のために超臨界流体が使用できる。一例として、基板上の純水を有機溶剤で置換した後、基板処理装置７０の高圧チャンバー内で超臨界流体を基板の上面に供給して、基板上に残っている有機溶剤を超臨界流体に溶解させることにより、基板から除去することができる。このとき、有機溶剤としてＩＰＡが使用でき、超臨界流体としては、しきい値温度及びしきい値圧力が相対的に低く、ＩＰＡがよく溶解する二酸化炭素（ＣＯ_２）が使用できる。

【0072】

薬液保管部１１０は、薬液を一時的に保管する貯蔵タンクであって、ＩＰＡソースからソースライン９０を介してＩＰＡの供給を受けて保管することができる。ソースライン９０上にはフィルター９１、流量計９３、バルブ９５などが配置されることにより、ＩＰＡの供給が調節できる。

【0073】

薬液保管部１１０に保管されたＩＰＡは、薬液供給ライン１３０を介して基板処理装置７０へ提供できる。

【0074】

薬液供給ライン１３０にはポンプ１３１、ダンパー１３２、ヒーター１３３、温度計１３４、フィルター１３５、流量計１３７などが配置されることにより、基板処理装置７０へ供給されるＩＰＡに対する温度、流量などが調節できる。

【0075】

また、薬液供給ライン１３０には圧力計１３８と流量制御バルブ（定圧バルブ１３９）などが配置されることにより、薬液供給ライン１３０を介して供給されるＩＰＡ圧力などが調節できる。薬液供給ライン１３０は、フィルター１３５と流量制御バルブ１３９との間から基板処理装置７０へＩＰＡを供給することができる。薬液供給ライン１３０が基板処理装置７０に連結される前段に、薬液供給ライン１３０を選択的に開閉させてＩＰＡの供給を調節する第１バルブ１６１が配置できる。

【0076】

さらに、薬液供給ライン１３０は循環ラインを含むことができ、循環ラインの末端が薬液保管部１１０に連結され、その前段に流量制御バルブ１３９が配置されることにより、基板処理装置７０へ供給されていない薬液を薬液保管部１１０へさらに回収することができる。

【0077】

薬液供給ライン１３０には薬液検査手段１５０が配置できる。好ましくは、薬液検査手段１５０の測定プローブが薬液供給ライン１３０上に配置できる。

【0078】

薬液検査手段１５０の測定プローブは、薬液供給ライン１３０上の適切な位置に配置でき。好ましくは、薬液検査手段１５０の測定プローブは、薬液供給ライン１３０上に配置されたフィルター１３５と流量制御バルブ１３９との間に配置できる。これは、ＩＰＡがフィルター１３５を通過した後、フィルター１３５から誘発されるアセトンなどの不純物が相対的に多く含有されるからである。

【0079】

薬液検査手段１５０は、測定プローブを介して、薬液供給ライン１３０上に流れるＩＰＡに対する検査を行い、ＩＰＡ誘導体の含有有無を判断することができる。

【0080】

薬液供給ライン１３０上の第１バルブ１６１の前段にドレインライン１７０が連結できる。

【0081】

ドレインライン１７０は、薬液供給ライン１３０に流れるＩＰＡを外部へ排出させることができる。ドレインライン１７０には、ドレインラインを選択的に開閉させる第２バルブ１６５、排出流量を精密に調節するニードルバルブ１７１、及び排出流量を測定する流量計１７５が配置できる。

【0082】

制御部（図示せず）は、薬液検査手段１５０の検査結果に基づいて第１バルブ１６１、第２バルブ１６５を制御することにより、選択的に基板処理装置７０へＩＰＡを供給するか或いはドレインライン１７０を介してＩＰＡを排出させることができる。

【0083】

このような本発明による薬液供給ユニット１００を介してＩＰＡを供給する際にＩＰＡ誘導体の含有をリアルタイムで検査し、ＩＰＡ誘導体を含有した場合には、すぐに薬液供給ライン１３０上に流れるＩＰＡをドレインライン１７０を介して排出させることにより、ＩＰＡ誘導体を含有したＩＰＡ供給により工程処理の際に発生する欠陥を除去することができる。

【0084】

本発明において、薬液検査手段１５０は、フーリエ変換赤外分光方式（ＦＴ－ＩＲ）を介して、薬液に含有されている不純物を把握することができるが、薬液検査手段１５０に関連して、図４は、本発明による薬液供給ユニットの薬液検査手段に対する一実施形態の構成図を示す。

【0085】

薬液検査手段１５０は、フーリエ変換赤外分光器（ＦＴ－ＩＲ）又はフーリエ変換近赤外分光器（ＦＴ－ＮＩＲ）を含むことができるが、一例として、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ、Ｆｏｕｒｉｅｒ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）は、干渉計を介して位相変調した赤外線領域の白色光を用いて赤外分光学の一種であって、試料に赤外線を照射して双極子モーメントが変化する分子骨格の振動と回転に対応するエネルギーの吸収を測定する分析法をいう。

【0086】

薬液検査手段１５０は、測定プローブ１５１、フーリエ変換器１５３、分析器１５５などを含むことができる。

【0087】

測定プローブ１５１は、薬液供給ライン１３０上に配置され、薬液供給ライン１３０上に流れる薬液に赤外線光又は近赤外線光を照射し、薬液を透過した光を検出することができる。

【0088】

フーリエ変換器１５３は、測定プローブ１５１で検出された光から分光スペクトルを取得することができる。つまり、フーリエ変換器１５３は、検出された光をフーリエ変換を介して周波数領域に変換して、薬液の赤外線又は近赤外線に対するエネルギー吸収分布図に対する分光スペクトルを得ることができる。

【0089】

そして、分析器１５５は、取得された分光スペクトルに基づいて薬液の不純物を判断することができる。

【0090】

輻射線が固体、液体又は気体層を通過するときに、原子、分子又はイオンを構成している電子が輻射線を吸収する場合、その輻射線の光子エネルギー（Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）ほど高いエネルギー準位に移行する。これらの電子エネルギー電位差は、各化学種に応じて固有値を持っており、吸収される輻射線の周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を照射して試料中の成分物質を知ることができる。前記周波数は、波動の伝播速度（ｖ）及び波長（λ）によって表現され、分光スペクトルは、波長の逆数である波数によって表現され得る。

【0091】

分析器１５５は、分光スペクトルにおいて特定の波数に存在するピークを介して当該物質を把握することができる。

【0092】

一例として、ＩＰＡを薬液として供給する場合、薬液供給ライン１３０上に流れるＩＰＡのＩＰＡ誘導体の含有有無を分光スペクトルによって把握することができるが、主要ＩＰＡ誘導体は、ＣとＯの二重結合を有し、この場合、分光スペクトル上で１７００～１７３０ｃｍ^－１の波数にピークが現れうる。より正確には、１７１５ｃｍ^－１付近の波数にピークが現れる。

【0093】

これにより、分析器１５５は、主要ＩＰＡ誘導体の含有有無を判断することができる。

【0094】

本発明では、上記の薬液検査手段を適用することにより、薬液を供給しながらリアルタイムで不純物の含有を把握することができる。

【0095】

また、本発明では、上述した本発明による薬液供給ユニットを介して薬液を供給する方法を提示するが、以下では、本発明による薬液供給方法について実施形態を介して説明する。本発明による薬液供給方法は、上述した本発明による薬液供給ユニットを介して実現されるので、前記薬液供給ユニットに対する実施形態を一緒に参照する。

【0096】

図５は、本発明による薬液供給方法に対する一実施形態のフローチャートを示す。

【0097】

薬液保管部１１０に保管された薬液を薬液供給ライン１３０を介して供給（Ｓ１１０）しながら、薬液検査手段１５０を介して分光検査法を適用して、薬液供給ライン１３０に流れる薬液に対する検査（Ｓ１３０）を行うことができる。

【0098】

薬液検査手段１５０は、検査結果に基づいて不純物の含有を判断し、薬液検査手段１５０の検査結果、不純物がない或いは基準値以下で含有された場合、制御部１９０は、薬液供給ライン１３０を介して基板処理装置７０へ薬液を供給（Ｓ１７０）させることができる。

【0099】

もし、薬液検査手段１５０の検査結果、不純物が存在するか或いは基準値以上で存在する場合、制御部１９０は、薬液供給ライン１３０を介して供給される薬液をドレインライン１７０へ排出させることができる。

【0100】

ドレインライン１７０を介した薬液の排出は、設定された時間又は設定された流量で行われることができる。制御部１９０は、上記の過程を再び行って薬液供給ライン１３０を介して基板処理装置７０へ薬液を供給するか、それともドレインライン１７０を介して薬液を排出させるかを決定することができる。

【0101】

次に、本発明による薬液供給方法をＩＰＡの供給に適用させてより具体的に説明する。

【0102】

図６は、本発明による薬液供給方法によるＩＰＡ誘導体を検出して排出する過程に対する一実施形態のフローチャートを示す。

【0103】

本実施形態を説明するにあたり、前述した薬液供給ユニットを介してＩＰＡを供給する図３の実施形態を一緒に参照する。

【0104】

制御部１９０は、薬液保管部１１０に保管されたＩＰＡを薬液供給ライン１３０へ供給させる。このとき、薬液供給ライン１３０に流動するＩＰＡがドレインライン１７０へ排出されないように、制御部１９０は、薬液供給ライン１３０の第１バルブ１６１は開放し、ドレインライン１７０の第２バルブ１６５は閉鎖（Ｓ２１１）させる。

【0105】

薬液供給ライン１３０を介してＩＰＡを供給（Ｓ２１５）しながら、薬液検査手段１５０の測定プローブ１５１で、薬液供給ライン１３０上に流れる薬液に赤外線光又は近赤外線光を放出し、透過光を検出（Ｓ２２１）する。

【0106】

薬液検査手段１５０のフーリエ変換器１５３が検出された光をフーリエ変換を介して周波数領域に変換して、薬液の赤外線又は近赤外線に対するエネルギー吸収分布図に対する分光スペクトルを取得（Ｓ２２３）する。

【0107】

そして、薬液検査手段１５０の分析器１５５は、取得された分光スペクトル上でピークが存在する波数を把握して分光スペクトルを分析（Ｓ２２５）する。分析器１５５は、分析結果を介して、ＩＰＡ誘導体の含有有無を判断（Ｓ２２７）することができる。

【0108】

主要なＩＰＡ誘導体は、ＣとＯの二重結合を有し、ＣとＯの二重結合は、分光スペクトル上で１７００～１７３０ｃｍ^－１の波数にピークが現れうる。より正確には、１７１５ｃｍ^－１付近の波数にピークが現れる。

【0109】

一例として、図７は、ＩＰＡ誘導体を含有していないＩＰＡに対する分光スペクトルを示す。

【0110】

ＩＰＡは、分子構造がＯＨ基とＣとの間に単結合２１０を有し、これにより、分光スペクトル２２０上で１７００～１７３０ｃｍ^－１の波数２２１にピークが存在しない。

【0111】

図８はアセトン含有時の分光スペクトルを示す。

【0112】

アセトンの分子構造は、ＯとＣとの間に二重結合２３０を有し、これにより分光スペクトル２４０上で１７３０～１７００ｃｍ^－１の波数２４１にピークが現れる。

【0113】

図９は酢酸（Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ）含有時の分光スペクトルを示す。

【0114】

酢酸の分子構造は、ＯＨ基とＣとの間に単結合を有するが、これに連結されるＯとＣが二重結合２５０を有し、これにより分光スペクトル２６０上で１７１０ｃｍ^－１付近の波数２６１にピークが現れる。

【0115】

図１０は酢酸イソプロピル含有時の分光スペクトルを示す。

【0116】

酢酸イソプロピルの分子構造も、ＯとＣとの間に二重結合２７０を有し、これにより分光スペクトル２８０上で１７２０ｃｍ^－１付近の波数２８１にピークが現れる。

【0117】

このように主要なＩＰＡ誘導体は、分光スペクトルを分析して把握することができる。

【0118】

もし、薬液検査手段１５０の分析結果、ＩＰＡ誘導体が検出されないか或いは設定値以下と微小な場合、制御部１９０は、薬液供給ライン１３０の第１バルブ１６１の開放及びドレインライン１７０の第２バルブ１６５の閉鎖を維持させ、薬液供給ライン１３０を介して基板処理装置７０へＩＰＡを供給し続ける。

【0119】

これとは逆に、薬液検査手段１５０の分析結果、ＩＰＡ誘導体が検出される場合、制御部１９０は、薬液供給ライン１３０の第１バルブ１６１を閉鎖し、ドレインライン１７０の第２バルブ１６５を開放（Ｓ２３１）させて薬液供給ライン１３０を介した基板処理装置７０へのＩＰＡの供給を中断しながら、ドレインライン１７０を介して薬液供給ライン１３０に流れるＩＰＡを排出（Ｓ２３３）させる。

【0120】

制御部１９０は、ドレインライン１７０を介したＩＰＡ排出を設定された時間又は設定された流量まで行い、設定時間又は設定流量に達するか否かを判断（Ｓ２３５）する。

【0121】

ＩＰＡ排出が設定時間又は設定流量に達する場合、再び薬液検査手段１５０を介して薬液供給ライン１３０上に流れるＩＰＡに対してＩＰＡ誘導体が含有されたか否かを検査し、検査結果に応じて上記の過程を繰り返し行うことができる。

【0122】

上述した本発明によって、薬液供給の際に化学反応により生成される不純物を分光検査法を介してリアルタイムで検査し、その検査結果に応じた即時措置を介して不純物の含有された薬液を外部へ排出させることにより、不純物が工程に及ぼす影響を取り除くことができる。

【0123】

特に、ＩＰＡ薬液供給の際に発生するＩＰＡ誘導体の発生を感知して、アセトン、酢酸、酢酸イソプロピルなどの不純物による大量の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）の発生を防止することができる。

【0124】

さらに、基板処理のために供給される薬液が様々な要因により化学反応を起こして不要な不純物に変化することにより工程収率を低下させ且つ不良品を発生させる問題を解決し、薬液の化学反応による不純物により工程事故が発生する危険性を解消することができる。

【0125】

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、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であれば、本発明の本質的な特性から逸脱することなく多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明に記載されている実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0126】

１０ 基板処理システム
７０ 基板処理装置
１００ 薬液供給ユニット
１１０ 薬液保管部
１３０ 薬液供給ライン
１５０ 薬液検査手段
１７０ ドレインライン
１９０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】