JP2006074027A - 薬液混合供給装置及びその方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、半導体製造工程において２種類以上の薬液を混合割合に適合するように流量がリアルタイムで調節されて混合／供給される半導体製造工程での薬液混合供給装置及びその方法に関する。
【解決手段】本発明の薬液混合供給装置は、少なくとも二つの薬液ソース部と、前記少なくとも二つの薬液ソース部の各々に連結される移送ラインと、前記移送ラインと連結され、前記移送ラインから移送された薬液が混合して前記処理装置に移送されるメイン移送ラインと、前記移送ラインの各々に移送される薬液流量を検出する検出部と、前記検出部から供給された流量データと、既設定された薬液の混合割合を相互比較して、薬液の流量を調節する調節部材とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造工程において２種以上の薬液を混合割合に適合してリアルタイムで混合して供給することができる半導体製造工程での薬液混合装置及びその方法に関する。
一般的に半導体製造工程のうちで基板表面の膜を除去する湿式エッチング工程及び洗浄工程では薬液と純水（ＤＩ水）または少なくとも２種の薬液を一定の混合割合で混合した混合液を使用する。
薬液と純水を一定の割合で混合して処理装置に供給するための一般的な薬液供給装置において、薬液は定量だけミキシングタンクに各々供給される。この際、薬液供給は移送ラインに設置された積算流量計、制御部、および制御部によってｏｎ／ｏｆｆされる遮断バルブによって行われる。すなわち、Ａ薬液とＢ薬液の混合比が１:２であり、３００Ｌの混合液が必要であると仮定すれば、積算流量計を使用してＡ薬液は１００Ｌ、Ｂ薬液は２００Ｌを各々積算する方式によってミキシングタンクに供給する。そしてミキシングタンクで混合した混合液はバッファタンクに移送されて処理装置に供給される。
このように、既存の薬液混合及び供給方式はリアルタイムで供給するのではなく、時間が多く必要とされた。それだけでなく、既存の薬液供給装置は二つのタンクと、それによる循環ラインなどが複雑に構成されており、薬液混合及び供給手順が複雑で多くの設置空間が必要になる短所があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、その目的は、２種以上の薬液をリアルタイムで混合して供給することができる新しい形態の半導体製造工程での薬液混合装置及びその方法を提供することにある。また他の目的は、構成が単純であり、薬液の混合及び供給過程が単純な新しい形態の半導体製造工程での薬液混合装置及びその方法を提供することにある。
上述の課題を達成するために、本発明の薬液混合供給装置は、少なくとも二つの薬液ソース部と、前記少なくとも二つの薬液ソース部の各々に連結される移送ラインと、前記移送ラインと連結され、前記移送ラインから移送された薬液が混合して前記処理装置に移送されるメイン移送ラインと、前記移送ラインの各々へ移送される薬液流量を検出する検出部と、前記検出部から供給された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して、薬液の流量を調節する調節部材とを含む。
本発明の実施形態によると、前記部材は、前記移送ラインの各々に設置され、前記検出部より上流に配置される流量制御バルブと、前記検出部から流量データが供給され、いずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの間の混合割合を算出し、この算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断して、前記流量制御バルブの開度を調節する制御信号を出力する制御部とを具備する。
本発明の実施形態によると、前記薬液混合供給装置は、前記移送ラインの各々に連結され、初期に流れる不規則な流量の薬液をドレインするドレインラインをさらに含む。
本発明の実施形態によると、前記制御部はＰＩＤ自動制御方式のコントローラである。
上述の課題を達成するために、本発明の薬液混合供給方法は、少なくとも二つの薬液の混合割合を設定する段階と、前記薬液ソース部と連結された各々の移送ラインを通じて薬液を前記処理装置に移送する段階と、前記移送ラインの各々へ移送される薬液流量を検出する段階と、前記検出された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して、薬液の流量を調節する段階とを含む。
本発明の実施形態によると、前記調節段階は、前記検出された流量データのうちのいずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの混合割合を算出する段階と、その算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断する段階と、その比較判断に従って前記移送ラインの各々に設置された流量制御バルブの開度を調節する段階とを含む。
本発明の実施形態によると、前記調節段階は、前記検出された流量データのうちのいずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの混合割合を算出する段階と、算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断する段階と、その比較判断に従って前記基準になる薬液を除外した残りの薬液の流量を調節するように、それに該当する移送ラインに設置された流量制御バルブの開度を調節する段階とを含む。
本発明の実施形態によると、薬液混合供給方法は前記移送ラインを通じて初期に移送される薬液を一定期間の間ドレインする段階をさらに含む。
本発明の実施形態によると、前記薬液流量を検出する段階は前記薬液が移送される初期の以後から薬液の流量を検出する。
本発明によると、２種以上の薬液をリアルタイムで混合して供給することができる。薬液の定量供給のための構成が単純であり、薬液の混合及び供給過程が単純である。
以下、添付の図を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は、開示された内容が十分に完全なものとなるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。明細書の全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は同一の構成要素を示す。
図１を参照すると、本発明の実施形態による薬液混合供給装置１００は第１薬液と第２薬液とを一定の割合で混合して処理装置に供給するための装置である。この装置１００は、第１、２薬液ソース部１１２、１２２、第１、２移送ライン１１４、１２４、第１、２流量計１１６、１２６、部材１３０、およびメイン移送ライン１４０を含んでいる。
前記第１移送ライン１１４には遮断バルブＭ／Ｖ、Ａ／Ｖと第１流量計１１６が設置され、第２移送ライン１２４には遮断バルブＭ／Ｖ、Ａ／Ｖと流量調節バルブと第２流量計１２６が設置される。前記第１移送ライン１１４と第２移送ライン１２４はメイン移送ライン１４０と連結される。そして前記第１移送ライン１１４と第２移送ライン１２４の後段にはドレインライン１５０が連結される。
前記第１流量計１１６は第１移送ライン１１４へ流れる第１薬液の流量を検出し、第２流量計１２６は第２移送ライン１２４へ流れる第２薬液の流量を検出する。各流量計で検出された電気的信号は前記部材１３０の制御部１３２に供給される。本発明の望ましい実施形態に従って、流量計は任意タイプの非接触式測定装置でありうる。
前記部材１３０は、前記第１、２流量計１１６、１２６から供給された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して薬液の流量を調節する。この調節部材は流量制御バルブ１３４と制御部１３２とを含む。
前記流量制御バルブ１３４は前記第２移送ライン１２４上に前記第２流量計１２６より上流に設置される。前記流量制御バルブ１３４は第１移送ラインにも設置されることができる。前記制御部１３２は、前記第１、２流量計から検出された流量データが供給され、このうちの前記第１薬液の流量データを基準流量にして前記第２薬液との割合を算出する。そして、制御部１３２は、その算出された割合を既設定された混合割合と相互比較判断して、前記流量制御バルブ１３４の開度をリアルタイムで調節する制御信号を出力する。前記制御部１３２から出力された制御信号によってエア調節器（ａｉｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）１３６が制御され、そのエア調節器１３６によって前記流量制御バルブ１３４の開度が調節される。
一方、前記制御部１３２は、アラームを鳴らして、薬液供給工程を停止させるか、または他の適当な措置を取ることができる。例えば、前記制御部１３２は流量をフィードバック（Ｆｅｅｄ−ｂａｃｋ）して比例、比例積分または比例積分微分制御ＰＩＤを利用した制御方式が使用されることが望ましい。また、前記制御部１３２は処理工程の全体処理作動を制御するように構成された設備の制御コンピュータを含むこともできる。追加して、制御コンピュータは流量調節過程を作業者が観察することができるモニタと連結されることができる。
このように、本発明の構造的な特徴は、既設定された混合割合に適合するように調節された薬液をリアルタイムで混合して移送するように構成されたものである。
前記第１移送ライン１１４と第２移送ライン１２４の各々にはドレインライン１５０が連結される。一般的に、初期に移送される薬液はその流量が非常に不規則であるので、おおよそ３〜５秒程度ドレインライン１５０を通じてドレインされ、その後、安定化した流量だけが使用される。すなわち、本装置は、初期流量ハンティング（ｈｕｎｔｉｎｇ）時、ドレインするようにされており、このドレインラインは薬液ソース部に連結されることができる。
前記部材１３０によって既設定された混合割合に適合するように流量が調節された第１、２薬液はメイン移送ライン１４０を通じて処理装置１０に供給される。例えば、前記メイン移送ライン１４０には第１、２薬液をより効果的にリアルタイムで混合をするための混合装置（ミキシング装置）１４２が設置されることができる。
一方、前記第１、２移送ラインを通じて移送される薬液の移送圧力の差によって薬液が逆流する現象が発生することを防止するために、前記第１、２移送ライン１１４、１２４とメイン移送ライン１４０との間にはバッファタンク１６０が設置されることもできる（図３参照）。
図１に示した本発明の薬液混合供給装置１００は２種類の薬液を混合供給するように構成されているが、これは一つの例に過ぎず、本発明の薬液混合供給装置は最小２種類以上の薬液を混合供給することができるものである。また、薬液の移送は通常Ｎ２加圧方式またはポンプ方式などにより行われる。
上述の本発明の望ましい実施形態による薬液混合供給装置による供給方法は次のとおりである。
図２には本実施形態による薬液混合供給方法に対するフローチャートが示されている。図２を参考すると、まず第１薬液と第２薬液の混合割合１:２が設定される（Ｓ１２）。そして第１移送ライン１１４と第２移送ライン１２４などに設置された遮断バルブがオープンされる（Ｓ１４）。第１、２移送ラインに移送される流量は流量計１１６、１２６によって検出される（Ｓ１６）。初めの一定時間の間、そして薬液の流量の割合が既設定された混合割合に調節される前まで薬液はドレインライン１５０を通じてドレインされる（Ｓ１８）。薬液の安定化は第１、２流量計から検出された流量データを通じて確認することができる。
前記第１移送ラインと第２移送ラインに移送される流量が安定化されれば、調節部材の制御部１３２は第１、２流量計１１６、１２６で検出された流量データのうちの第１薬液の流量データ（例、１０ｍ３／s）を基準にして第２薬液の流量データ（例、３０ｍ３／s）との流量割合を算出するようになる（Ｓ２０）。制御部１３２はその算出された第１薬液と第２薬液の流量の割合（１:３）と既設定された混合割合（１:２）とを相互比較判断し（Ｓ２２）、その比較判断によって第２移送ライン１２４に設置された流量制御バルブ１３４の開度を調節する信号を出力する（Ｓ２４）。前記流量制御バルブ１３４は前記第２移送ラインへ流れる第２薬液の流量が２０ｍ３／sになるまで調節される。
このように、前記第１薬液と第２薬液の流量の割合が、この既設定された混合割合と一致すれば、ドレインライン１５０への移送を遮断し、メイン移送ライン１４０への薬液移送を進行する（Ｓ２６）。
第１、２薬液は前記メイン移送ライン１４０へ移送されながら混合して、特に、混合装置１４２を通じて混合した後、処理装置に供給される（Ｓ２８）。
以上では、本発明による薬液混合供給装置の構成及び作用を上述の説明及び図に従って示したが、これは例をあげて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能であることは勿論である。
本発明の望ましい実施形態による薬液混合供給装置の概略的な構成図である。 本実施形態による薬液混合供給方法に対するフローチャートである。 図１の装置でバッファタンクが追加設置された例を示す構成図である。
符号の説明
１１２ 第１薬液ソース部
１１４ 第１移送ライン
１１６ 第１流量計
１２２ 第２薬液ソース部
１２４ 第２移送ライン
１２６ 第２流量計
１３０ 調節部材
１３２ 制御部
１３４ 流量調節バルブ
１４０ メイン移送ライン

Claims (14)

  1. 混合液を使用して基板を処理する装置に少なくとも２種の薬液を混合供給する装置において、
    少なくとも二つの薬液ソース部と、
    前記少なくとも二つの薬液ソース部の各々に連結される移送ラインと、
    前記移送ラインと連結され、前記移送ラインから移送された薬液が混合して前記処理装置に移送されるメイン移送ラインと、
    前記移送ラインの各々へ移送される薬液流量を検出する検出部と、
    前記検出部から供給された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して、薬液の流量を調節する部材とを含むことを特徴とする半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  2. 前記部材は、
    前記移送ラインの各々に設置され、前記検出部より上流に配置される流量制御バルブと、
    前記検出部から流量データが供給され、いずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの間の混合割合を算出し、この算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断して、前記流量制御バルブの開度を調節する制御信号を出力する制御部とを具備することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  3. 前記薬液混合供給装置は、
    前記移送ラインの各々に連結され、初期に流れる不規則な流量の薬液をドレインするドレインラインをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  4. 前記制御部はＰＩＤ自動制御方式のコントローラであることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  5. 混合液を使用して基板を処理する装置に少なくとも２種の薬液を混合供給する装置において、
    第１薬液ソース部と、
    第２薬液ソース部と、
    前記第１薬液ソース部に連結される第１移送ラインと、
    前記第２薬液ソース部に連結される第２移送ラインと、
    前記第１、２移送ラインと連結され、前記第１、２移送ラインから移送された薬液が混合して前記処理装置に移送されるメイン移送ラインと、
    前記第１移送ラインと第２移送ラインの各々に連結され、不規則な流量の薬液が前記メイン移送ラインへ流れないように不規則な流量の薬液が排出される排出ラインと、
    前記第１、２移送ラインの各々へ移送される薬液流量を検出する第１、２流量計と、
    前記第１、２流量計から供給された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して、薬液の流量を調節する調節部材とを含むことを特徴とする半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  6. 前記部材は、
    前記第２移送ラインに設置され、前記第２流量計より上流に配置される流量制御バルブと、
    前記第１、２流量計によって検出された流量データが供給され、前記第１薬液の流量データを基準にして前記第２薬液との割合を算出し、その算出された割合を既設定された混合割合と相互比較判断して、前記流量制御バルブの開度を調節する制御信号を出力する制御部とを具備することを特徴とする請求項５に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  7. 前記制御部はＰＩＤ自動制御方式のコントローラであることを特徴とする請求項６に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  8. 前記薬液供給装置は、
    前記１、２移送ラインと前記メイン移送ラインに設置され、前記第１、２移送ラインから移送された薬液が一時的に貯蔵されて混合する混合タンクをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  9. 前記薬液供給装置は、
    前記メイン移送ライン上に設置されて移送される薬液を混合する混合器をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体製造工程の薬液混合供給装置。
  10. 少なくとも二つのの薬液ソース部から移送ラインとメイン移送ラインとを通じて処理装置に薬液を混合して供給する方法において、
    少なくとも二つの薬液の混合割合を設定する段階と、
    前記薬液ソース部と連結された各々の移送ラインを通じて薬液を前記処理装置に移送する段階と、
    前記移送ラインの各々へ移送される薬液流量を検出する段階と、
    前記検出された流量データと既設定された薬液の混合割合とを相互比較して、薬液の流量を調節する段階とを含むことを特徴とする半導体製造工程の薬液混合供給方法。
  11. 前記調節段階は、
    前記検出された流量データのうちのいずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの混合割合を算出する段階と、
    その算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断する段階と、
    その比較判断に従って前記移送ラインの各々に設置された流量制御バルブの開度を調節する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体製造工程の薬液混合供給方法。
  12. 前記調節段階は、
    前記検出された流量データのうちのいずれか一つの薬液流量データを基準にして残りの薬液流量データとの混合割合を算出する段階と、
    算出された混合割合を既設定された混合割合と相互比較判断する段階と、
    その比較判断に従って前記基準になる薬液を除外した残りの薬液の流量を調節するように、それに該当する移送ラインに設置された流量制御バルブの開度を調節する段階とを含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体製造工程の薬液混合供給方法。
  13. 薬液混合供給方法は、
    前記移送ラインを通じて初期に移送される薬液を一定期間の間ドレインする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体製造工程の薬液混合供給方法。
  14. 前記薬液流量を検出する段階は、
    前記薬液が移送される初期の以後から薬液の流量を検出することを特徴とする請求項１３に記載の半導体製造工程の薬液混合供給方法。
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