KR100278476B1 - 밸브의 세정방법 - Google Patents
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Abstract
밸브의 세정 방법이 개시되어 있다. 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 1차 탈이온수 세정을 수행한 다음 사용하는 1차 케미컬 세정을 수행한다. 이어서, 2차 탈이온수 세정을 수행한 다음 2차 케미컬 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb 이하가 되도록 제거한다. 이때 상기 2차 케미컬 세정에 사용한 제2 케미컬을 분석하여 상기 입자수가 0,1ppb 이하일 경우에는 3차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물을 포함하는 잔류물을 제거하고, 상기 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb 이상일 경우에는 상기 2차 탈이온수 세정 이하를 반복하여 수행한다. 따라서, 테프론 밸브 등의 밸브 내부에 존재하는 불순물을 용이하게 제거함으로써 상기 테프론 밸브가 반도체 장치 제조 설비 등에 장착되어 오염원으로 작용하는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 밸브의 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테프론밸브 등의 밸브를 용이하게 세정할 수 있는 밸브의 세정방법에 관한 것이다.
통상, 반도체장치 제조공정의 식각공정 및 세정공정에서는 산성, 부식성 등의 성질을 가지는 케미컬(Chemical)을 사용하여 공정이 진행된다.
그리고, 상기 식각공정 및 세정공정에 사용되는 케미컬은 케미컬공급원에서 외부로 방출되어 액체저장탱크에 일정기간 저장된 후, 상기 식각공정 및 세정공정이 진행되는 반도체 제조설비로 공급된다.
그리고, 상기 액체저장탱크로 공급 및 방출되는 케미컬은 액체저장탱크 일측에 설치된 다이어프램 밸브(Diaphram valve) 등과 같이 내부에 테프론 재질의 부품이 구비되는 테프론밸브를 통과하여 공급 및 방출된다. 상기 다이어프램 밸브 내부에는 질소(N2)가스의 공급압력에 의해서 개폐동작을 수행하는 테프론재질의 횡경막이 구비되어 있다.
그런데, 상기 식각공정 및 세정공정은 미세한 파티클(Particle)에 의해서도 공정의 불량이 발생하나 상기 액체저장탱크 일측에 설치되는 테프론밸브는 전혀 세정되지 않고 액체저장탱크에 장착된 후 상기 액체저장탱크에서 테프론밸브를 통하여 소정시간동안 외부로 방출되는 케미컬에 의해서 세정되었다.
그러나, 상기 케미컬에 의해서는 테프론밸브 내부의 테프론재질의 부품에 흡착된 금속성 불순물은 완전히 제거되지 않음으로 인해서 오랜 기간동안 상기 금속성 불순물이 케미컬에 의해서 용출되었다.
따라서, 상기 케미컬에 용출된 금속성 불순물이 식각공정 및 세정공정이 진행되는 웨이퍼와 직접 접촉하여 식각공정 및 세정공정의 불량원인으로 작용하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 테프론밸브 등의 밸브 내부에 흡착된 금속성 불순물의 입자수를 0.1ppb 이하로 관리할 수 있는 밸브의 세정방법을 제공하는 데 있다.
제1도는 본 발명에 따른 밸브세정장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
제2도는 본 발명에 따른 밸브세정장치의 구동방법 및 밸브의 세정방법의 실 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 탈이온수공급원 11 : 탈이온수공급라인
12 : 공급라인 14 : 제1단속밸브
16 : 에어펌프 18 : 제3단속밸브
20 : 제1피세정밸브 조합체 22 : 연결라인
24 : 제2피세정밸브 조합체 26 : 방출라인
28 : 제2단속밸브 30 : 탈이온수방출라인
32 : 방출밸브 34 : 제4단속밸브
36 : 케미컬공급라인 37 : 케미컬회수라인
38 : 케미컬 밸브 40 : 케미컬공급원
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸브 세정 방법은, 세정하기를 소망하는 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 1차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 피세정밸브내에 존재하는 파티클을 제거하는 단계와, 상기 피세정 밸브를 제1 케미컬을 사용하는 1차 케미컬 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 유기물을 제거하는 단계와, 상기 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 2차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 1차 케미컬 세정에 의하여 상기 피세정 밸브에 잔류하는 상기 제1 케미컬을 제거하는 단계와, 상기 피세정 밸브를 제2 케미컬을 사용하는 2차 케미컬 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb이하가 되도록 제거하는 단계와, 상기 2차 케미컬 세정에 사용한 제2 케미컬을 분석하여 상기 입자수가 0.1ppb 이하일 경우에는 상기 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 3차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물을 포함하는 잔류물을 제거하고, 상기 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb 이상일 경우에는 상기 2차 탈이온수 세정 이하의 단계를 반복하여 수행한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 밸브세정장치에는 도1에 도시된 바와 같이 일정량의 탈이온수가 저장된 탈이온수공급원(10)과 질소가스의 공급압력에 의해서 개폐동작을 수행하는 에어펌프(16)가 탈이온수공급라인(11)에 의해서 연결되어 있다. 상기 에어펌프(16)와 탈이온수공급원(10) 사이의 탈이온수공급라인(11) 상에는 제3단속밸브(18)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 에어펌프(16)와 공급라인(12)이 연결된 후, 분기되어 다수의 분기라인을 형성하고 있고, 상기 공급라인(12)의 분기라인의 각 단부에는 동일한 크기를 가지는 복수의 피세정밸브가 서로 직렬연결된 복수의 제1피세정밸브 조합체(20)가 각각 연결되어 있다. 상기 공급라인(12)의 각 분기라인과 연결된 특정 제1피세정밸브 조합체(20)의 피세정밸브와 다른 특정 제1피세정밸브 조합체(20)의 피세정밸브의 크기는 서로 상이하며, 상기 피세정밸브는 내부에 테프론재질의 부품이 구비되는 다이어프램 밸브 등의 테프론밸브일 수 있다.
또한, 상기 공급라인(12)의 각 분기라인 상에는 제1단속밸브(14)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 각 제1피세정밸브 조합체(20)와 동일한 크기를 가지는 복수의 피세정밸브가 서로 직렬연결된 복수의 제2피세정밸브 조합체(24)가 복수의 연결라인(22)에 의해서 서로 연결되어 있다. 상기 특정 제2피세정밸브 조합체(24)의 피세정밸브와 다른 특정 제2피세정밸브 조합체(24)의 피세정밸브의 크기는 서로 상이하며, 상기 피세정밸브는 내부에 태프론재질의 부품이 구비되는 다이어프램 밸브 등의 테프론밸브일 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제2피세정밸브 조합체(24)와 다수의 분기라인이 구비되는 방출라인(26)의 상기 분기라인이 서로 연결되어 있다. 상기 방출라인(26)의 분기라인 상에는 제2단속밸브(28)가 각각 설치되어 있다.
또한, 상기 방출라인(26)과 케미컬회수라인(37)이 연결되어 있고, 상기 케미컬회수라인(37)과 케미컬공급원(40)이 연결되어 있다. 상기 케미컬회수라인(37) 상에는 제4단속밸브(34)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 케미컬공급원(40)에서는 25 내지 35 중량%, 바람직하게는 30중량%의 이소프로필알콜과 7내지 13 중량%, 바람직하게는 10중량%의 아세톤과 잔량으로 탈이온수가 혼합된 일정량의 제1케미컬을 공급할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 케미컬공급원(40)에서는 65 내지 75%농도, 바람직하게는 70%농도의 질산(HNO3)과 28 내지 34%농도, 바람직하게는 31%농도의 과산화수소(H2O2)가 동일한 비율로 혼합된 제2케미컬을 공급할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 상기 방출라인(26)과 케미컬회수라인(37)이 연결되는 지점에서 탈이온수방출라인(30)이 분기형성되어 있다. 상기 탈이온수방출라인(30) 상에는 방출밸브(32)가 설치되어 있다.
또한, 케미컬공급원(40) 일측과 연결된 케미컬공급라인(36)이 상기 탈이온수공급라인(11) 상의 제3단속밸브(18)와 에어펌프(16) 사이의 탈이온수공급라인(11)과 연결되어 있다. 상기 케미컬공급라인(36) 상에는 케미컬밸브(38)가 설치되어 있다.
따라서, 탈이온수공급원(10)의 일정량의 탈이온수는 에어펌프(16)의 펌핑동작에 의해서 탈이온수공급라인(11)상에 설치된 제 3 단속밸브(18)를 통과한 후, 에어펌프(16)를 통과한다.
그리고, 에어펌프(16)를 통과한 탈이온수는 공급라인(12)의 다수의 분기라인상에 설치된 다수의 제 1 단속밸브(14)를 통과하여 다수의 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한다. 상기 제 1 단속밸브(14)는 선택적으로 개방될 수 있으며, 상기 탈이온수가 선택적으로 개방된 제 1 단속밸브(14)를 통과하여 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과함에 따라 제1피세정밸브 조합체(20) 내부에 존재하는 일정량의 파티클은 제거된다.
그리고, 상기 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한 탈이온수는 연결라인(22)을 통과하여 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한다. 상기 탈이온수가 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과함에 다라 제 2 피세정밸브 조합체(24) 내부에 존재하는 일정량의 파티클은 탈이온수에 의해서 제거된다.
또한, 상기 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한 탈이온수는 방출라인(26)의 분기라인 상에 설치된 제 2 단속밸브(28)를 통과하여 탈이온수방출라인(30) 상에 설치된 방출밸브(32)를 통과하여 외부로 방출된다.
이어서, 탈이온수공급라인(11) 상에 설치된 제 3 단속밸브(18) 및 탈이온수 방출라인(30) 상에 설치된 배기밸브(32)를 폐쇄하고, 케미컬공급라인(38) 상에 설치된 케미컬 밸브(38) 및 케미컬회수라인(37) 상에 설치된 제 4 단속밸브(34)를 개방한다.
다음으로, 에어펌프(16)가 펌핑동작을 수행함에 다라 에어펌프(16)의 펌핑력이 케미컬공급원(40)의 제 1 케미컬에 전달됨에 따라 케미컬공급원(40)의 제 1 케미컬은 케미컬공급라인(36) 상에 설치된 케미컬 밸브(38)를 통과한 후, 에어펌프(16) 및 공급라인(12)의 제 1 단속밸브(14)를 통과하여 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한다. 상기 제 1 단속밸브(14)는 선택적으로 개방될 수 있으며, 선택적으로 개방된 상기 제 1 단속밸브(14)를 통과한 제 1 케미컬은 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과함에 다라 제 1 피세정밸브 조합체(20) 내부에 존재하는 유기물 및 파티클이 제거된다.
그리고, 상기 제 1 케미컬은 연결라인(22)을 통과하여 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한다. 상기 제 1 케미컬이 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과함에 따라 제 2 피세정밸브 조합체(24) 내부에 존재하는 유기물 및 파티클이 제거된다.
또한, 상기 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한 제 1 케미컬은 방출라인(26) 상에 설치된 제 2 단속밸브(28)를 통과한 후, 케미컬회수라인(37) 상에 설치된 제 4 단속밸브(34)를 통과하여 케미컬공급원(40)으로 순환한다.
이어서, 탈이온수공급라인(11) 상에 설치된 제 3 단속밸브(18) 및 탈이온수 방출라인(30) 상에 설치된 배기밸브(32)를 개방하고, 케미컬공급라인(38) 상에 설치된 케미컬 밸브(38) 및 케미컬회수라인(37) 상에 설치된 제 4 단속밸브(34)를 폐쇄한다.
다음으로, 에어펌프(16)의 펌핑력이 탈이온수공급원(10)에 전달됨에 따라 상기 탈이온수공급원(10)의 일정량의 탈이온수는 탈이온수공급라인(11) 상에 설치된 제 3 단속밸브(18)를 통과한 후, 에어펌프(16)를 통과한다.
그리고, 에어펌프(16)를 통과한 탈이온수는 공급라인(12) 상에 설치된 다수의 제 1 단속밸브(14)를 통과하여 다수의 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한다. 상기 제 1 단속밸브(14)는 선택적으로 개방될 수 있으며, 선택적으로 개방된 제 1 단속밸브(14)를 통과한 탈이온수는 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과함에 다라 제 1 피세정밸브 조합체(20) 내부에 존재하는 제 1 케미컬 성분은 제거된다.
그리고, 상기 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한 탈이온수는 연결라인(22)을 통과하여 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한다. 상기 탈이온수가 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과함에 따라 제 2 피세정밸브 조합체(24) 내부에 존재하는 제 1 케미컬 성분은 제거된다.
또한, 상기 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한 탈이온수는 방출라인(26)의 분기라인 상에 설치된 제 2 단속밸브(28)를 통과하여 탈이온수방출라인(30) 상에 설치된 방출밸브(32)를 통과하여 외부로 방출된다.
이어서, 탈이온수공급라인(11) 상에 설치된 제 3 단속밸브(18) 및 탈이온수방출라인(30) 상에 설치된 배기밸브(32)를 폐쇄하고, 케미컬공급라인(38) 상에 설치된 케미컬 밸브(38) 및 케미컬회수라인(37) 상에 설치된 제 4 단속밸브(34)를 개방한다.
다음으로, 에어펌프(16)가 펌핑동작을 수행함에 따라 에어펌프(16)의 펌핑력이 케미컬공급원(40)의 제 2 케미컬에 전달됨에 다라 케미컬공급원(40)의 제 2 케미컬은 케미컬공급라인(36) 상에 설치된 케미컬 밸브(38)를 통과한 후, 에어펌프(16) 및 공급라인(12)의 제 1 단속밸브(14)를 통과하여 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과한다. 상기 제 1 단속밸브(14)는 선택적으로 개방될 수 있으며, 선택적으로 개방된 제 1 단속밸브(14)를 통과한 제 2 케미컬은 제 1 피세정밸브 조합체(20)를 통과함에 따라 제 1 피세정밸브 조합체(20) 내부에 존재하는 금속성 불순물은 제거된다.
그리고, 상기 제 2 케미컬은 연결라인(22)을 통과하여 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한다. 상기 제 2 케미컬이 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과함에 따라 제 2 피세정밸브 조합체(24) 내부에 존재하는 금속성 불순물은 제거된다.
또한, 상기 제 2 피세정밸브 조합체(24)를 통과한 제 2 케미컬은 방출라인(26) 상에 설치된 제 2 단속밸브(28)를 통과한 후, 케미컬회수라인(37) 상에 설치된 제 4 단속밸브(34)를 통과하여 케미컬공급원(40)으로 순환한다.
이하, 본 발명에 따른 밸브의 세정방법을 도2을 참조하여 상세히 설명한다.
도2를 참조하면, 먼저, S2단계에서 내부에 테프론재질의 부품이 구비되는 다이이프램 밸브 등의 테프론밸브 즉 피세정밸브를 탈이온수를 사용하여 1차 탈이온 수세정 공정을 진행한다. 상기 1차 탈이온수세정 공정은 24시간 이상 진행될 수 있다.
그리고, S4단계에서 25 내지 35 중량%, 바람직하게는 30중량%의 이소프로필 알콜과 7 내지 13 중량%, 바람직하게는 10중량%의 아세톤과 잔량으로 탈이온수가 혼합된 제 1 케미컬을 사용하여 상기 1차 탈이온수세정 공정이 진행된 상기 피세정밸브를 1차 케미컬 세정함으로서 상기 1차 탈이온수세정에 의해서 제거되지 않고 피세정밸브에 잔류하는 파티클과 유기물을 제거한다. 상기 1차 케미컬 세정은 24시간 이상 진행될 수 있다.
다음으로, S6단계에서 상기 1차 케미컬 세정에 의해서 피세정밸브에 잔류하는 상기 제 1 케미컬을 탈이온수를 사용하여 제거하는 2차 탈이온수세정 공정을 진행한다. 상기 2차 탈이온수세정 공정은 24시간 이상 진행될 수 있다.
이어서, S8단계에서 65 내지 75%농도, 바람직하게는 70%농도의 질산과 28 내지 34%농도, 바람직하게는 31%농도의 과산화수소가 동일한 비율로 혼합된 제 2 케미컬을 사용하여 상기 2차 탈이온수세정 공정이 진행된 상기 피세정밸브에 존재하는 금속성 불순물을 제거하는 2차 케미컬 세정공정을 진행한다. 상기 2차 케미컬 세정공정은 24시간 이상 진행될 수 있다.
다음으로, S10단계에서 상기 2차 케미컬 세정공정이 진행된 상기 제 2 케미컬에서 일정량의 시료를 샘플링한다.
이어서, S12단계에서 상기 시료를 원자흡수분석기(Atomic absorbtion spectroscopy) 또는 원자방출분석기(Atomic emission spectroscopy)를 사용하여 분석함으로서 상기 시료 내부에 존재하는 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 칼슘(Ca), 아연(Zn), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 나트륨(Na) 등의 금속성 불순물의 양을 분석할 수 있다.
다음으로, S14단계에서 상기 분석의 결과에 의해서 상기 시료 내부에 금속성 불순물의 양이 0.5 내지 1.5ppb , 바람직하게는 0.1 ppb 이하 또는 이상인지를 판단한다.
이어서, 상기 S14단계의 수행에 의해서 시료 내부에 0.1 ppb 이하의 금속성 불순물이 존재하며면, S16단계에서 상기 피세정밸브를 탈이온수를 사용하여 3차 탈이온수세정하는 단계를 수행함으로서 세정공정을 종료한다.
그리고, 상기 S14단계의 수행에 의해서 시료 내부에 0.1 ppb 이상의 금속성 불순물이 존재하면, 상기 S6단계의 2차 탈이온수세정 공정 이후의 단계를 반복하여 수행한다.
따라서, 본 발명에 의하면 반도체장치 제조설비 등에 장착되는 테프론밸브 등의 밸브 내부에 존재하는 유기물, 파티클, 금속성 불순물 등을 용이하게 제거할 수 있으므로서 상기 밸브가 반도체장치 제조설비 등에 장착되어 오염원으로 작용하는 것을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (7)
- 세정하기를 소망하는 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 1차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 파티클을 제거하는 단계; 상기 피세정 밸브를 제1 케미컬을 사용하는 1차 케미컬 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 유기물을 제거하는 단계; 상기 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 2차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 1차 케미컬 세정에 의하여 상기 피세정 밸브에 잔류하는 상기 제1 케미컬을 제거하는 단계; 상기 피세정 밸브를 제2 케미컬을 사용하는 2차 케미컬 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb 이하가 되도록 제거하는 단계; 및 상기 2차 케미컬 세정에 사용한 제2 케미컬을 분석하여 상기 입자수가 0.1ppb 이하일 경우에는 상기 피세정 밸브를 탈이온수를 사용하는 3차 탈이온수 세정을 수행하여 상기 피세정 밸브내에 존재하는 금속성 불순물을 포함하는 잔류물을 제거하고, 상기 금속성 불순물의 입자수가 0.1ppb 이상일 경우에는 상기 2차 탈이온수 세정 이하의 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 피세정 밸브는 내부에 테프론 재질의 부품이 구비되는 테프론 밸브인 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 케미컬은 25 내지 35 중량%의 이소프로필알콜과 7 내지 13 중량%의 아세톤과 잔량의 탈이온수가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 케미컬은 65 내지 75%의 농도를 갖는 질산과 28 내지 34%의 농도를 갖는 수소가 동일한 비율로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 입자수는 원자 흡수 분석기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 입자수는 원자 방출 분석기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속성 불순물은 철, 알루미늄, 구리, 칼슘, 아연, 크롬, 니켈 및 나트륨 가운데 하나인 것을 특징으로 하는 밸브의 세정 방법.
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