KR100623174B1

KR100623174B1 - 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치

Info

Publication number: KR100623174B1
Application number: KR1019980027791A
Authority: KR
Inventors: 고세종; 곽규환; 윤영환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2006-12-04
Also published as: KR20000008109A

Abstract

반도체 장치 제조설비에 공급되는 케미컬을 혼합공급시키는 싱글배스(Single Bath) 형태의 설비에 사용된 케미컬을 재순환시켜 사용가능하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 둘 이상의 케미컬이 각각의 공급조로부터 공급되어 혼합이 이루어지는 혼합탱크, 상기 혼합탱크에 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단, 상기 펌핑수단으로부터 펌핑된 상기 케미컬이 소정 온도를 유지하도록 하는 히팅수단, 상기 히팅수단으로부터 소정 온도의 케미컬이 공급되어 제조공정이 이루어지는 공정부 및 상기 공정부에서 사용된 상기 케미컬이 재충전되어 상기 펌핑수단으로 공급하는 버퍼탱크를 구비하여 이루어진다.

따라서, 본 발명에 의하면 버퍼탱크를 설치함으로써 케미컬 혼합장치의 효용성을 높이고, 양호한 상태의 케미컬을 재사용하게 되어 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치

본 발명은 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 장치 제조설비에 공급되는 케미컬을 혼합공급시키는 싱글배스(Single Bath) 형태의 설비에 사용된 케미컬을 재순환시켜 사용가능하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치에 관한 것이다.

통상, 반도체 장치 제조공정 중 주로 습식식각 공정에서 다양한 케미컬이 혼합 또는 단독으로 공급되어 사용되고 있다. 상기 습식식각 공정은 120℃ ∼ 150℃ 정도의 암모니아(NH₄OH), 과산화수소(H₂O₂)와 황산(H₂SO₄) 등의 케미컬이 담긴 케미컬 저장조 내부에 소정의 반도체 장치 제조공정이 진행된 웨이퍼를 소정 시간 투입함으로써 이루어진다.

상기 습식식각 공정에서는 서로 다른 케미컬 저장조로부터 케미컬이 혼합용기에 투입되어 혼합되고, 소정 온도를 유지한 상태에서 실제 공정이 이루어지는 설비에 투입되어 사용된다.

이러한 케미컬 공급장치 중 종래의 싱글배스 형태의 케미컬 공급장치는, 도1에서 보는 바와 같이, 혼합탱크(10)에 서로 다른 케미컬을 공급하기 위한 케미컬공급조(12, 14)가 각각 레벨센서(16)를 구비한 채 연결되고, 혼합펌프(38)가 케미컬을 펌핑하여 삼중필터(20)로 공급한다.

필터(20)는 세 개의 필터(20a, 20b, 20c)를 구비하고 있고, 필터(20)의 후단에는 히터(22)가 연결되어 있다. 히터(22)를 통과한 케미컬은 분기되어 있는 관에 설치된 밸브(V1)를 통해 제조설비(24)로 공급되거나, 밸브(V2)를 통해 혼합탱크(10)로 순환된다.

그리고, 제조설비(24)에서 사용된 케미컬은 밸브(V3)를 통해 배출되도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 종래의 케미컬 공급장치는, 서로 다른 케미컬이 혼합탱크(10)에 유입되면 혼합탱크(10) 내부에서 서로 섞이고, 혼합탱크(10)의 동작으로 케미컬에 포함될 수 있는 각종 파티클이 삼중필터(20)를 통하면서 걸러진다.

그리고, 히터(22)로 유입되어서 사용하기에 적당한 온도를 유지하게 되고, 제조설비(24)로 공급되거나, 제조설비(24)가 작동중 또는 케미컬 공급이 필요치 않을 경우에는 혼합탱크(10)로 순환되도록 이루어지는 것이다.

사용되는 케미컬은 1배치(Batch)에 35리터 정도가 사용된다. 이들 케미컬은 전술한 바와 같이 제조설비(24)에서 사용되고 나면 10분을 주기로 하여 배출되어 폐액으로 처리된다. 통상적인 형태의 공급장치는 4배치로 이루어지는데 이들 각각에 35리터의 케미컬이 공급되어 사용된다.

반도체 장치가 고집적화됨에 따라 케미컬의 순도도 고순도의 것을 사용하게 되면서 그에 따른 제조비용에 있어서 상당한 비율을 차지하게 된다. 그런데, 제조설비(24)에서 사용되어 배출되는 케미컬은 어느 정도 오염되어 있는데, 이 상태로 배출되어 폐액처리 하기에는 아쉬운 점이 있었다. 케미컬의 수명이 다하지 않은 것으로 판단될 수 있다.

따라서, 종래에는 전술한 바와 같이 배출되는 케미컬의 수명이 다하지 않았음에도 불구하고 폐액처리되어 사용되지 않게 되는 케미컬량이 증가하여 원가절감 효과가 상쇄하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 설비에서 사용된 폐액의 상태에 따라 배출여부를 판단하여 케미컬을 재사용하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치은, 둘 이상의 케미컬이 각각의 공급조로부터 공급되어 혼합이 이루어지는 혼합탱크, 상기 혼합탱크에 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단, 상기 펌핑수단으로부터 펌핑된 상기 케미컬이 소정 온도를 유지하도록 하는 히팅수단, 상기 히팅수단으로부터 소정 온도의 케미컬이 공급되어 제조공정이 이루어지는 공정부 및 상기 공정부에서 사용된 상기 케미컬이 재충전되어 상기 펌핑수단으로 공급하는 버퍼탱크를 구비하여 이루어진다.

그리고, 상기 케미컬은 표준케미컬(SC1)과 순수의 혼합물, 플루오르화수소(HF)와 순수의 혼합물, 암모니아(NH₄OH)와 과산화수소(H₂O₂)의 혼합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 펌핑수단과 상기 온도유지수단 사이에는 상기 케미컬에 포함될 수 있는 파티클을 거르기 위한 필터가 더 연결되어 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 히팅수단의 케미컬이 배출되는 관에는 상기 공정부로 공급되는 것과 별도로 상기 혼합펌프로 순환되도록 순환관이 설치될 수 있다.

그리고, 상기 공정부는 습식세정이 이루어지는 공정일 수 있다.

또한, 상기 버퍼탱크에는 상기 펌핑수단과 연결되는 것과 별도로 상기 케미컬을 폐기하기 위한 별도의 배출라인이 설치되어 이루어질 수 있고, 상기 케미컬에 포함되는 파티클을 파악하는 파티클카운터가 내장되어 상기 파티클의 상태에 따라 배출/재순환됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치의 실시예는, 도2를 참조하면, 케미컬을 혼합하는 혼합탱크(30)에는 두 개의 케미컬공급조(32, 34)와 혼합펌프(38)가 연결되어 있고, 일측에 재순환을 위한 순환관(48)이 연결되어 있다. 혼합펌프(38)에는 삼중필터(40)가 연결되고, 삼중필터(40)의 후단에는 히터(42)가 연결되어 있다.

히터(42)의 후단에는 분기된 순환관(48)에 설치된 밸브(V4)를 통해 제조설비(44)가 연결되고, 밸브(V5)를 통해서는 혼합탱크(30)로 순환되도록 설치되어 있다.

그리고, 제조설비(44)의 후단에는 케미컬이 밸브(V6)를 통해서는 배출되고, 밸브(V7)를 통해서는 버퍼탱크(50)가 연결되어 재순환되도록 이루어지며, 버퍼탱크(50)는 다시 혼합펌프(38)에 연결되어 있다. 또한 버퍼탱크(50)에는 밸브(V8)가 설치되어 케미컬을 배출하도록 이루어진다.

전술한 바와 같은 구성에 의하여 케미컬이 혼합되고, 소정 온도로 유지되어서 제조설비(44)에서 사용된다. 그후 사용된 케미컬은 배출되거나, 버퍼탱크(50)로 유입되어 케미컬의 상태가 파악된 다음 배출 또는 혼합펌프(38)로 공급되어 이루어진다. 이들 밸브들(V4 ∼ V8)은 제어부(도시하지 않음)의 제어동작에 의해 전자식으로 제어되도록 이루어진다.

구체적으로, 습식식각 공정과 같은 케미컬이 요구되는 설비에는 공정에 따라 다양한 케미컬이 사용되는데, 예로써 0.26㎛ 디자인룰(Design Rule) 이하의 DRAM과 같은 공정에서는 플루오르화수소(HF)와 순수의 혼합, 표준케미컬(Standard Chemical 1) 등과 같은 케미컬이 공급되어 웨이퍼가 세정된다. 이때의 케미컬의 온도는 23℃ ∼ 75℃로 유지되어 설비에 공급된다.

케미컬공급조(32, 34)로부터 적정량의 케미컬이 혼합탱크(30)로 공급되면, 혼합탱크(30)에서 케미컬이 혼합되고, 혼합펌프(38)를 통해 삼중필터(40)로 유입되어 케미컬에 잔존하는 파티클등 불순물이 각각의 필터를 통하게 되면서 걸러진다. 삼중필터(40)를 통과한 케미컬은 제조설비(44)로 공급되기 전에 소정 온도로 유지되도록 히터(42)에 제공되는데, 히터(42)에는 도시하지는 않았지만 온도센서가 내장되어서 케미컬이 적정온도를 유지하도록 소정 제어부에서 제어동작이 수행된다.

히터(42)를 통과한 케미컬은 밸브(V4)를 통해 세정을 위한 제조설비(44)로 공급되어 사용되거나, 제조설비(44)에서 케미컬이 필요하지 않으면 밸브(V5)가 열리면서 순환관(48)을 통해 혼합탱크(30)로 순환되도록 이루어진다.

케미컬이 제조설비(44)로 공급되어서 사용된 케미컬은 제조설비(44) 자체에 설치되어 있는 파티클카운터(도시하지 않음) 등과 같은 계측기에 의해 재사용 가능여부가 판단된다. 판단된 바에 따라 폐액처리가 요구되면 밸브(V6)를 통해 배출되고, 그렇지 않고 재사용이 가능한 것으로 판정되면 밸브(V7)를 통해 버퍼탱크(50)로 공급된다.

버퍼탱크(50)에서도 전술한 제조설비(44)에 있는 파타클카운터(도시하지 않음)와 같은 계측수단에 의해 다시 한 번 재사용 여부를 판단하게 되는데 폐액처리가 요구되면 밸브(V8)를 통해 배출되어 폐액처리되고, 재사용 가능한 케미컬로 판정되면 소정 시간 동안 보관된 다음, 버퍼탱크(50)로 공급되어 전술한 순환과정을 거쳐서 재순환이 이루어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예에 의하면, 케미컬이 사용되고 난 후에 무차별적으로 배출되는 것을 막고, 선별적으로 재사용하기 위한 재순환 과정을 거침으로써 케미컬의 과다사용을 사전에 방지하여 케미컬 혼합장치의 효율적인 운용 및 원가절감에 일조하게 되는 이점이 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.

도1은 종래의 케미컬 순환 장치를 나타내는 도면이다.

도2는 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 30 : 혼합탱크 12, 14, 32, 34 : 케미컬공급조

16, 36 : 레벨센서 18, 38 : 혼합펌프

20, 40 : 삼중필터 22, 42 : 히터(Heater)

24, 44 : 제조설비 26, 46 : 배출관

28, 48 : 순환관 50 : 버퍼탱크(Buffer Tank)

V1 ∼ V7 : 밸브

Claims

둘 이상의 케미컬이 각각의 공급조로부터 공급되어 혼합이 이루어지는 혼합탱크;

상기 혼합탱크에 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단;

상기 펌핑수단으로부터 펌핑된 상기 케미컬이 소정 온도를 유지하도록 하는 히팅수단;

상기 히팅수단으로부터 소정 온도의 케미컬이 공급되어 제조공정이 이루어지는 공정부;

상기 공정부에 설치되어 상기 제조 공정에서 사용된 케미컬의 재사용 여부를 일차 판단하기 위한 제1 파티클 카운더; 및

상기 제조 공정이 완료된 후, 상기 공정부에서 사용된 케미컬의 재사용을 위해 상기 케미컬을 저장하며, 상기 저장된 케미컬에 포함된 파티클을 파악하여 상기 케미컬의 재사용 여부를 이차 판단하기 위한 제2 파티클 카운터를 내장하고, 상기 제2 파티클 카운터에 의해 파악된 상기 케미컬의 상태에 따라 상기 케미컬을 폐기하기 위한 배출라인을 통해 배출하거나 또는 상기 케미컬을 상기 펌핑수단으로 공급하기 위한 버퍼 탱크를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치.
제1항에 있어서, 상기 케미컬은, 표준케미컬(SC1)과 순수의 혼합물, 플로오르화수소(HF)와 순수의 혼합물, 암모니아(NH₄OH)와 과산화수소(H₂O₂)의 혼합물 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치.
제1항에 있어서, 상기 펌핑수단과 상기 온도유지수단 사이에는 상기 케미컬에 포함될 수 있는 파티클을 거르기 위한 필터가 더 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치.
제1항에 있어서, 상기 히팅수단의 케미컬이 배출되는 관에는 상기 공정부로 공급되는 것과 별도로 상기 혼합탱크로 순환되도록 순환관이 설치됨을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치.
제1항에 있어서, 상기 공정부는 습식세정이 이루어지는 공정임을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 재순환 장치.