KR100529441B1 - 케미컬 공급 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정 진행 중에 리서큘레이션되어 저장 탱크로 유입되는 케미컬을 이용하여 저장 탱크의 내부 외벽에 부착된 이물질을 자동 제거할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 공정 챔버로 공급할 액상 케미컬을 저장하는 저장 탱크의 내부 외벽에 부착되는 폴리머 등의 이물질을 작업자가 수작업으로 제거하는 종래 기술과는 달리, 공정 진행 중에 리서큘레이션되어 저장 탱크로 유입되는 케미컬을 자유낙하 시키지 않고 탱크의 외벽을 타고 전체적으로 흘러내리도록 유도하고, 이와 같이 외벽을 타고 흘러내리는 케미컬을 이용하여 저장 탱크의 내부 외벽에 부착된 폴리머 등의 이물질을 자동으로 제거하기 때문에, 작업자가 직접 탱크 내부 외벽의 부착된 폴리머 등의 이물질을 수작업으로 제거할 필요가 없어 케미컬 공급을 위한 작업성을 대폭적으로 증진시킬 수 있으며, 또한 탱크 내부의 외벽에 부착되는 폴리머 등의 불순물 덩어리 등에 기인하는 파티클 등의 발생을 효과적으로 억제할 수 있어 반도체 소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

케미컬 공급 시스템 및 그 방법{CHEMICAL SUPPLY SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 케미컬을 공급하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상 케미컬을 공정 챔버로 공급하고 이를 리서큘레이션시켜 공정 프로세스에 적용하는 스프레이 솔벤트 툴(Spray Solvent Tool)에 적용하는데 적합한 케미컬 공급 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는 데는 여러 가지 공정들을 필요로 하며, 이러한 공정들 중 특히 습식 세정, 식각 공정 등에는 공정 챔버에 케미컬을 공급하는 시스템을 필요로 한다.

도 4는 종래 케미컬 공급 시스템의 개략 구성도로서, 크게 구분해 볼 때, 케미컬을 저장하는 저장 탱크(402), 도시 생략된 공정 챔버에 케미컬을 공급하는 메니폴드(도시 생략)로 케미컬을 전달하는 공급 라인(404), 재사용을 위해 회수되는 케미컬을 저장 탱크(402)로 전달하는 리서큘레이션 라인(412), 필터에서 발생하는 압을 제거하는 에어 배출 라인(416) 및 케미컬 교체시에 저장 탱크(402)에 들어 있는 케미컬을 외부로 배출하는 배출 라인(420)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 저장 탱크(402)에 들어 있는 케미컬을 메니폴드로 전달하는 공급 라인(404)에는 펌프(406), 유량 메터(408) 및 필터(410)가 구비되어 있는데, 펌프(406)는 저장 탱크(402)에 들어 있는 케미컬의 펌핑하기 위한 것이고, 유량 메터(408)는 공급 라인(404)을 통해 흐르는 케미컬의 유량을 체크하는 것이며, 필터(410)는 공급 라인(404)을 통해 흐르는 케미컬에 들어 있는 이물질 등을 제거하기 위한 것이다. 따라서, 공급 라인(404)을 통해 도시 생략된 메니폴드로 케미컬을 공급해 줌으로서, 공정 챔버에서 케미컬을 필요로 하는 공정을 진행하게 될 것이다.

한편, 스프레이 솔벤트 툴(Spray Solvent Tool) 장비의 경우 공정 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션(Recirculation)시켜 저장 탱크(402)로 다시 보내 재사용하게 되는데, 이를 위하여 리서큘레이션 라인(412)이 구비된다. 여기에서, 케미컬을 리서큘레이션시켜 재사용하는 것은 케미컬의 종류에 따라 다른데, 예를 들면 8 시간, 12 시간, 24 시간 등과 같이 재사용하게 된다.

이를 위하여 리서큘레이션 라인(412)에는 리서큘레이션 장치(414)가 구비되어 있으며, 이러한 리서큘레이션 장치(414)를 통해 리서큘레이션되는 케미컬은 저장 탱크(402)로 공급되는데, 이때 저장 탱크(402)로 흘러 들어가는 케미컬은 자유낙하하게 된다.

또한, 케미컬 공급 시스템에는 리서큘레이션 라인(412)과 공급 라인(404) 내의 필터(410)에 연결되는 구조를 갖는 에어 배출 라인(416)이 구비되며, 이러한 에어 배출 라인(416)은 필터 벤트(418)를 구비하여 필터(410)에 압이 찰 때 이를 제거하는 기능, 즉 필터압을 적절하게 유지 및 제거하는 기능을 수행한다. 또한, 케미컬 공급 시스템에는 저장 탱크(402)에 들어 있는 케미컬을 교체하기 위한 배출 라인(420)이 구비되어 있다.

한편, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 케미컬 공급 시스템은, 케미컬 공급 및 리서큘레이션을 진행하는 동안에, 저장 탱크(402) 내부의 용액 상단 높이에 해당하는 외벽 부분에 이물질(즉, 폴리머 등)이 부착되어 층을 이루게 되는데, 종래에는 케미컬의 원활한 공급 등을 위해 케미컬 공급 시스템을 정지시킨 상태에서 작업자가 외벽의 이물질을 수시로 제거해 주어야만 했었다.

따라서, 종래의 케미컬 공급 시스템의 경우, 작업자가 직접 탱크 내부 외벽의 부착된 폴리머 등의 이물질을 수작업으로 제거해야만 하기 케미컬 공급을 위한 작업성이 떨어진다는 문제가 있으며, 또한 큰 불순물 덩어리 등이 용액(케미컬)에 섞여 공정으로 투입됨으로서 공정에서의 파티클 발생을 유발시키는 요인으로 작용하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 진행 중에 리서큘레이션되어 저장 탱크로 유입되는 케미컬을 이용하여 저장 탱크의 내부 외벽에 부착된 이물질을 자동 제거할 수 있는 케미컬 공급 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 반도체 소자의 제조를 위한 공정 챔버에 케미컬을 공급하는 시스템에 있어서, 공정 챔버에 공급하고자 하는 케미컬을 저장하는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 상기 공정 챔버로 전달하는 케미컬 공급 라인과, 공정 진행 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션시켜 상기 저장 탱크로 전달하는 리서큘레이터 라인과, 상기 케미컬 공급 라인에서의 필터압을 유지 및 제거하는 에어 배출 라인과, 상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 외부로 배출시키는 케미컬 배출 라인과, 상기 리서큘레이터 라인을 통해 전달되는 케미컬이 상기 저장 탱크 내부의 외벽을 타고 흘러내리도록 유도하는 케미컬 분배 수단을 포함하는 케미컬 공급 시스템을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 저장 탱크에 저장된 케미컬을 케미컬 공급 라인을 통해 유도하여 공정 챔버로 전달하고, 공정 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션시켜 상기 저장 탱크로 전달하는 케미컬 공급 방법에 있어서, 상기 리서큘레이션되어 상기 저장 탱크로 전달되는 케미컬을 탱크 내부의 외벽 측으로 유도하여 외벽을 타고 흘러내리도록 하여 저장하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 핵심 기술요지는, 공정 챔버로 공급할 액상 케미컬을 저장하는 저장 탱크의 내부 외벽에 부착되는 폴리머 등의 이물질을 작업자가 수작업으로 제거하는 전술한 종래 기술과는 달리, 공정 진행 중에 리서큘레이션되어 저장 탱크로 유입되는 케미컬을 자유낙하 시키지 않고 탱크의 외벽을 타고 흘러내리도록 유도함으로써 저장 탱크의 내부 외벽에 부착된 이물질을 자동 제거한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케미컬 공급 시스템의 개략 구성도로서, 크게 구분해 볼 때, 케미컬을 저장하는 저장 탱크(102), 케미컬 분배기(104), 케미컬 공급 라인(106), 케미컬 리서큘레이션 라인(114), 에어 배출 라인(118) 및 케미컬 배출 라인(122)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 케미컬 공급 라인(106)은, 라인 상에 펌프(108), 유량 메터(110) 및 필터(112)를 구비하여, 도시 생략된 공정 챔버에 케미컬을 전달하는 메니폴드(도시 생략)로 케미컬을 공급하는 라인인 것으로, 여기에서 펌프(108)는 저장 탱크(102)에 들어 있는 케미컬을 펌핑하는 것이고, 유량 메터(110)는 케미컬 공급 라인(106)을 통해 흐르는 케미컬의 유량을 체크하는 것이며, 필터(112)는 케미컬 공급 라인(106)을 통해 흐르는 케미컬에 들어 있는 이물질 등을 제거하기 위한 것이다.

여기에서, 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 필터 벤트(120)를 구비한 에어 배출 라인(118)과 케미컬 배출 라인(122)은 그 구조 및 기능 면에서 볼 때, 전술한 종래 시스템에 채용된 대응하는 라인들과 실질적으로 거의 동일 내지 유사하므로, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 스프레이 솔벤트 툴(Spray Solvent Tool) 장비의 경우 공정 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션(Recirculation)시켜 저장 탱크(102)로 다시 보내 재사용하게 되는데, 이를 위하여 리서큘레이션 라인(114)이 구비된다. 여기에서, 케미컬을 리서큘레이션시켜 재사용하는 것은 케미컬의 종류에 따라 다른데, 예를 들면 8 시간, 12 시간, 24 시간 등과 같이 재사용하게 된다.

이를 위하여, 케미컬 리서큘레이션 라인(114)에서는, 라인 상에 리서큘레이션 장치(116)를 구비하여, 재사용을 위해 회수되는 케미컬을 저장 탱크로 전달하며, 이 라인을 통해 유입되는 케미컬은, 종래의 공급 시스템에서와 같이 저장 탱크로 바로 자유낙하 하는 것이 아니라, 케미컬 분배기(104)를 통해 탱크의 내부 외벽을 타고 고르게 흘러내린다.

즉, 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 저장 탱크(102)의 내측 상단 부분(즉, 재사용을 위해 리서큘레이션 라인(114)을 통해 케미컬이 유입되는 부분)에는 리서큘레이션 라인(114)을 통해 유입되는 케미컬을 탱크의 내부 외벽 측으로 고르게 분산시켜 외벽을 타고 흘러내리도록 기능하는 구조를 갖는 케미컬 분배기(104)가 설치되어 있다.

도 2는 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 일 실시 예에 따른 케미컬 분배기의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 다른 실시 예에 따른 케미컬 분배기의 측면도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예의 케미컬 분배기(104)는 중앙 부분(204a)을 볼록하게 하고 가장자리 부분(204b)을 중앙 부분보다 적어도 낮게 형성하며, 가장자리 부분(204b)의 종단 부분(204c)을 위로 살짝 올라가게 형성한다. 여기에서, 케미컬 분배기(104)의 크기 및 형태는 돌기형의 종단 부분(204c)이 탱크 내부 외벽의 거의 맞닿도록 형성한다.

따라서, 이러한 구조의 케미컬 분배기(104)에서는 중앙 부분에서 화살표 A의 방향으로 유입되는 케미컬(즉, 리서큘레이션 라인(114)을 통해 들어오는 케미컬)이 사방의 가장자리 부분(204b)으로 퍼지면서 돌기형의 종단 부분(204c)으로 흐르게 되고, 시간이 지남에 따라 케미컬 분배기(104)로 유입된 케미컬의 양이 증가하여 종단 부분(204c)을 넘치게 됨으로써 종단 부분(204c)에서 화살표 B의 방향으로 넘치게 되는 케미컬이 탱크 내부 외벽을 타고 고르게 흐르게 되며, 이와 같이 탱크 내부의 외벽을 타고 흐르는 케미컬들이 외벽에 부착되어 있는 폴리머 등의 이물질을 자연스럽게 제거하게 된다.

다시 도 3을 참조하면, 다른 실시 예의 케미컬 분배기(104)는 전체적으로 평탄하게 구성하여 가장자리 부분에 소정 높이의 차단 돌기(304a)를 전체적으로 둘러싸는 형태로 형성하고, 차단 돌기(304a)의 소정 부분에 케미컬이 배출될 수 있는 다수의 미세홀(304b)들을 일정한(또는 균일한) 간격으로 형성한다. 여기에서, 케미컬 분배기(104)의 크기 및 형태는 미세홀(304b)들이 탱크 내부 외벽에 거의 맞닿도록 형성하며, 또한 미세홀(304b)의 홀 직경은, 탱크 내부의 외벽에 부착되어 있는 폴리머 등의 이물질이 잘 제거될 수 있도록, 소정의 압력으로 케미컬이 배출될 수 있는 크기로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 이러한 구조의 케미컬 분배기(104)에서는 중앙 부분에서 화살표 A의 방향으로 유입되는 케미컬(즉, 리서큘레이션 라인(114)을 통해 들어오는 케미컬)이 분배기 내부로 채워지고, 이와 같이 내부에 채워진 케미컬들이 가장자리를 따라 둘러싸는 형태로 형성된 차단 돌기(304)의 소정 부분에 형성된 다수의 미세홀(304b)들을 통해 화살표 B의 방향으로 배출되어 탱크 내부 외벽을 타고 흐르게 되며, 이와 같이 탱크 내부의 외벽을 타고 흐르는 케미컬들이 외벽에 부착되어 있는 폴리머 등의 이물질을 자연스럽게 제거하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 케미컬 공급 시스템은 리서큘레이션 라인(114)을 통해 저장 탱크(102)로 유입되는 케미컬(재사용을 위한 케미컬)들을 탱크 내부의 외벽 측으로 분산시켜 외벽을 타고 흘러내리도록 하며, 이와 같이 외벽을 타고 흘러내리는 케미컬을 이용하여 외벽에 부착되어 있는 폴리머 등의 이물질을 자연스럽게 제거한다. 따라서, 반도체 소자의 제조를 위한 케미컬의 공급 과정 중에 탱크 내부의 외벽에는 폴리머 등의 이물질이 거의 생기지 않게 되므로, 외벽에 부착되는 폴리머 등의 이물질에 기인하는 파티클 등의 생성을 효과적으로 억제할 수 있다.

따라서, 본 실시 예에 따른 케미컬 분배기는 차단 돌기에 일정하게 형성된 미세홀들을 통해 소정의 압력을 발생시켜 케미컬을 탱크 내부의 외벽 측으로 유도할 수 있기 때문에 전술한 일 실시 예에 따른 케미컬 분배기에 비해 상대적으로 향상된 이물질 제거력을 기대할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공정 챔버로 공급할 액상 케미컬을 저장하는 저장 탱크의 내부 외벽에 부착되는 폴리머 등의 이물질을 작업자가 수작업으로 제거하는 전술한 종래 기술과는 달리, 공정 진행 중에 리서큘레이션되어 저장 탱크로 유입되는 케미컬을 자유낙하 시키지 않고 탱크의 외벽을 타고 전체적으로 흘러내리도록 유도하고, 이와 같이 외벽을 타고 흘러내리는 케미컬을 이용하여 저장 탱크의 내부 외벽에 부착된 폴리머 등의 이물질을 자동으로 제거하기 때문에, 작업자가 직접 탱크 내부 외벽의 부착된 폴리머 등의 이물질을 수작업으로 제거할 필요가 없어 케미컬 공급을 위한 작업성을 대폭적으로 증진시킬 수 있으며, 또한 탱크 내부의 외벽에 부착되는 폴리머 등의 불순물 덩어리 등에 기인하는 파티클 등의 발생을 효과적으로 억제할 수 있어 반도체 소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케미컬 공급 시스템의 개략 구성도,

도 2는 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 일 실시 예에 따른 케미컬 분배기의 측면도,

도 3은 본 발명의 케미컬 공급 시스템에 채용되는 다른 실시 예에 따른 케미컬 분배기의 측면도,

도 4는 종래 케미컬 공급 시스템의 개략 구성도.

Claims (6)

1. 삭제
2. 반도체 소자의 제조를 위한 공정 챔버에 케미컬을 공급하는 시스템에 있어서,

   공정 챔버에 공급하고자 하는 케미컬을 저장하는 저장 탱크와,

   상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 상기 공정 챔버로 전달하는 케미컬 공급 라인과,

   공정 진행 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션시켜 상기 저장 탱크로 전달하는 리서큘레이터 라인과,

   상기 케미컬 공급 라인에서의 필터압을 유지 및 제거하는 에어 배출 라인과,

   상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 외부로 배출시키는 케미컬 배출 라인과,

   중앙 부분을 볼록하게 형성하여 상기 리서큘레이션 라인을 통해 전달되는 케미컬이 사방의 가장자리 부분을 통해 상기 저장 탱크 내부의 외벽 측으로 고르게 전달되어 흘러내리도록 유도하는 케미컬 분배 수단

   을 포함하는 케미컬 공급 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 케미컬 분배 수단은, 상기 가장자리 부분의 전면에 걸쳐 상기 중앙 부분의 높이보다 적어도 낮은 높이를 갖는 돌기형 종단 부분이 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 시스템.
4. 반도체 소자의 제조를 위한 공정 챔버에 케미컬을 공급하는 시스템에 있어서,

   공정 챔버에 공급하고자 하는 케미컬을 저장하는 저장 탱크와,

   상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 상기 공정 챔버로 전달하는 케미컬 공급 라인과,

   공정 진행 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션시켜 상기 저장 탱크로 전달하는 리서큘레이터 라인과,

   상기 케미컬 공급 라인에서의 필터압을 유지 및 제거하는 에어 배출 라인과,

   상기 저장 탱크에 저장된 케미컬을 외부로 배출시키는 케미컬 배출 라인과,

   상기 리서큘레이터 라인을 통해 전달되는 케미컬이 상기 저장 탱크 내부의 외벽을 타고 흘러내리도록 유도하며, 중앙 부분이 평평하고 가장자리 부분 전체에 걸쳐 소정 높이의 차단 돌기가 형성되고, 차단 돌기의 소정 부분에 일정한 간격으로 다수의 미세홀들이 형성되는 구조를 갖는 케미컬 분배 수단

   을 포함하는 케미컬 공급 시스템.
5. 저장 탱크에 저장된 케미컬을 케미컬 공급 라인을 통해 유도하여 공정 챔버로 전달하고, 공정 중에 사용된 케미컬을 리서큘레이션시켜 상기 저장 탱크로 전달하는 케미컬 공급 방법에 있어서,

   상기 리서큘레이션되어 상기 저장 탱크로 전달되는 케미컬을 탱크 내부의 외벽 측으로 유도하여 외벽을 타고 흘러내리도록 하여 저장하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 탱크 내부의 외벽 측으로 유도되는 케미컬은, 소정의 압력으로 유도되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.