KR100626349B1 - 반도체설비의 수증기 발생장치 - Google Patents

Abstract

반도체설비에 수증기를 공급하는 수증기 발생장치에 관한 것이다.

순수를 담는 밀폐가능한 용기, 상기 용기에 연결되며 상기 용기의 상면 근처에 일 단부가 있는 순수 공급라인과 수증기 공급라인, 상기 용기에 연결되며 상기 용기의 하면 근처에 일 단부가 있는 순수 배출라인 및 가열장치를 구비하고, 상기 용기는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

용기의 재질을 변경, 보강하여 외부 충격 기타 외력에 의한 파손, 크랙을 줄일 수 있고, 특히 내부 압력에 의해 파손 가능성이 늘어나는 것도 막을 수 있다. 따라서 파손으로 인한 잦은 교체를 방지할 수 있는 효과가 있다.

증기, 공급, quartz, 용기(vessel)

Description

반도체설비의 수증기 발생장치 {An apparatus for suppling steam in a semiconductor fabricating machine}

도1은 종래의 수증기 발생장치의 개략적 구조를 나타내는 측단면도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 측단면도이다.

도3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.

※도면 주요부분의 부호에 대한 설명

11,21: 용기 13,23: 순수 공급라인

15,25: 수증기 공급라인 17,27: 순수 배출라인

18,28: 히팅 자켓 19,29: 레벨 센서

22: 내벽 24: 에어 공급라인

26: 보온 패드

본 발명은 반도체설비에서 사용되는 EHS(Evaporized H₂O System)라고 불리는 수증기 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구적 구성을 가지는 수증기 발생장치에 관한 것이다.

반도체장치의 제조에 있어서 각 소자등을 형성한 다음 소자의 전극에 외부의 전압을 인가하기 위한 전기 단자와 이들 단자들을 연결하는 전기선로를 형성하게 된다. 이러한 전기선로와 단자는 소자 위에 형성한 절연막에 콘택을 뚫고 그 위로 메탈막을 적층한 다음 이 메탈막을 에칭하여 이루어지는 것이 보통이다.

메탈 배선을 에칭으로 형성할 때 배선 패턴을 가진 마스크를 이용하는 포토리소그라피법을 사용한다. 이 방법은 우선 메탈막 위에 포토레지스트를 도포하고 패턴 마스크를 통해 노광을 한 다음 현상으로 포토레지스트 패턴을 만들고 이 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 메탈막을 에칭하여 메탈 배선을 형성하는 방법이다.

메탈 배선을 식각 형성하면 포토레지스트 패턴은 제거하여야 한다. 포토레지스트 패턴을 제거하는 과정을 포토레지스트 스트립핑( Photoresist stripping)이라 하며 산소 원소를 공급하면서 플라즈마를 형성하여 포토레지스트와 반응하게 하여 제거하는 건식 스트리핑 혹은 애싱(ashing)과 포토레지스트를 녹이는 용제를 사용하는 습식 스트리핑으로 나눌 수 있다. 습식 스트리핑에 사용되는 용제를 스트립퍼라고 한다. 그리고 애싱 후 습식 스트리핑 공정을 배치하여 완전한 스트리핑이 되도록 하기도 한다.

포토레지스트 스트립 챔버는 일종의 에칭 챔버이며 여기서 메탈 배선 위의 포토레지스트를 제거할 때 메탈 배선도 함께 부식(corrosion)되는 현상이 발생되어 문제를 일으킬 수 있다. 부식이 발생되는 원인은 메탈 에칭 단계에서의 주된 에천트(etchant)인 염소가 메탈 배선의 측벽이나 포토레지스트에 잔류하고 있다가 대기중의 습기와 결합하여 산을 만들고 이 산이 메탈을 부식시키는 것이다. 현재 이러한 현상을 방지하기 위해서 미리 순수를 기화시킨 수증기를 스트립 챔버에 유입시키고 플라즈마를 형성시켜 H⁺를 발생시키고 부식발생의 주된 요인이 되는 염소이온(Cl^-)과 반응하도록 하는 방법을 사용하고 있다. 즉, 수증기가 염소이온과 반응하면 염화수소(HCl) 화합물을 형성하게 되고 챔버에 설치된 진공펌프의 작용으로 즉시 외부로 배출된다.

이때 수증기를 발생시키기 위해 사용되는 장치가 앞서 언급된 수증기 발생장치이다. 도1은 종래의 수증기 발생장치의 개략적 구조를 나타내는 측단면도이다. 외부와 차폐된 용기(vessel)의 상면에 순수(deionized water)를 공급할 수 있는 순수 공급라인, 순수를 외부로 배출시킬 수 있도록 형성된 순수 배출라인, 용기를 가열하여 순수를 수증기로 기화시키고 이 수증기를 스트립 챔버로 공급할 수 있도록 형성된 수증기 공급라인이 설치되어 있다. 용기(11) 자체는 석영(quartz)재질로 이루어지며 순수 공급라인(13)은 용기내로 상면 근처까지만 연장되어 있고 수증기 공급라인(15)도 상면 근처까지만 연장되어 있지만 순수 배출라인(17)은 필요시 아래쪽의 잔여 순수까지 배출할 수 있도록 용기내로 저면까지 연장되어 있다. 순수 공급라인을 통해 순수를 공급한 다음 구비된 히팅 자켓(heating jaket:18)같은 가열장치로 가열하면 순수는 기화되어 수증기가 되고 발생한 수증기는 수증기 공급라인을 통해 스트립 챔버로 공급된다. 순수를 용기에서 제거할 때는 용기 내부의 기압을 높이고 순수 배출라인에 설치된 밸브를 열면 내부 압력에 밀려 순수 배출라인을 따라 배출된다.

그리고 대개는 도1과 같이 수위를 감지하여 순수의 수위가 너무 낮으면 순수가 공급되도록 하고 너무 높으면 순수의 공급을 중단시키거나 순수를 배출시킬 수 있도록 레벨 센서(level sensor:18)가 설치된다.

그런데 기존의 수증기 공급장치는 용기의 재질이 충격이나 인장력에 약한 석영(quartz) 재질로 이루어지므로 작업자가 정기점검을 위하여 혹은 문제가 생겨 용기를 분해하고 조립할 때, 그리고 내부의 압력을 높일 때 결합부 주위가 파손되거나 크랙(crack)이 생기기 쉽다. 그리고 파손이나 크랙이 발생할 경우 공정 환경을 오염시켜 파티클 불량을 유발시킬 수 있고 용기가 밀폐되지 않아 적량의 수증기를 스트립 챔버에 공급하기 어렵고 따라서 부식의 원인인 염소이온을 충분히 제거할 수 없게 된다.

결국 용기 파손시 용기를 교체해야 하는데 잦은 교체로 비용과 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 수증기 발생장치에서 이러한 용기의 잦은 파손과 이에 따라 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제를 해결하기 위해 내구적인 구조를 가지는 반도체설비의 수증기 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수증기 발생장치는 순수를 담는 밀펴가능한 용기, 상기 용기에 연결되며 상기 용기의 상면 근처에 일 단부가 있는 순수 공급라인과 수증기 공급라인, 상기 용기에 연결되며 상기 용기의 하면 근처에 일 단부가 있는 순수 배출라인 및 가열장치를 구비하고, 상기 용기는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 용기에 내부 석영(quartz) 재질의 벽면을 설치하여 사용할 수도 있다.

또한 본 발명에서 금속재질로는 주로 부식과 외부 충격 및 내부 압력에 강한 스테인레스 강을 사용하게 되며, 석영(quartz) 재질의 벽면은 일종의 코팅으로 생각할 수 있다.

또한 수증기 발생을 위해 순수를 최소 55℃ 정도로 가열해야 하는데 스테인레스 강의 경우 열전도율이 높아 주위의 전기 케이블이나 에어 공급라인을 열화시킬 수 있으므로 열전도율이 낮은 패드(pad)로 감싸는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 측단면도이다.

종래의 예와 같이 순수의 공급라인(23) 및 배출라인(27), 수증기 공급라인(25), 레벨 센서(29), 가열장치로서 히팅 자켓(28)이 구비되어 있다. 용기(21)는 스테인레스 재질을 사용하며 히팅 자켓의 바깥으로는 열 손실은 줄이고 주변 열에 약한 케이블이나 에어 튜브의 열화를 막기 위한 열전도 방지용 보온 패드(26)가 설치되어 있다. 종래에는 용기(21)의 재질이 석영(quartz)인 관계로 내부를 볼 수 있으나 본 실시예에서는 내부를 볼 수 없으므로 레벨 센서(29)의 역할이 더욱 중요하다. 열전도 방지용 보온 패드(26)는 열전도율이 낮고 내열성이 우수한 재질을 사용한다.

용기와 연결된 각 라인에는 조절 혹은 개폐의 목적으로 밸브가 설치될 것이며, 용기 내부의 압력을 공급하기 위해 별도의 에어 공급라인을 설치할 수도 있다.

도3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.

도2의 구성과 유사하게 설치된다. 즉 밀폐가능한 용기에 순수, 에어, 수증기 공급라인(23,24,25)과 순수 배출라인(27)이 설치된다. 각 라인에는 도시되지 않은 밸브들이 설치된다. 스테인레스 재질의 용기(21)의 하측 외부를 감싸는 히팅 자켓(28)이 있고 용기 전체를 감싸는 보온 패드(26)가 있다. 용기 내부에는 레벨 센서(29)가 설치된다. 레벨 센서는 상위 레벨센서와 하위 레벨센서가 한 조로 설치되면 센서의 신호는 신호선을 타고 장비의 인터록 시스템이나 경보 시스템으로 연결된다. 용기의 내벽(22)은 석영(quartz) 재질로 코팅되어 있다. 이러한 내벽 코팅은 대개 스테인레스 자체가 부식에 강한 물질이나 순수가 장기간 계속적으로 저장되므로 부식이나 박테리아 기타 불순물이 표면에 생기는 것을 방지하기 위해 설치할 수 있는 것이다. 순수의 배출을 위해서 내부의 압력을 높이는 방법은 내부 순수를 가열시키고 스트립 챔버 쪽으로의 수증기 공급라인(25)의 밸브를 막아 수증기압으로 높이는 방법이 있을 수 있으나 별도로 본 실시예와 같이 에어 공급라인(24)을 설치하여 내부 압력을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 스트립 챔버에 수증기를 공급하는 수증기 공급장치에서 용기의 재질을 변경, 보강하여 외부 충격 기타 외력에 의한 파손, 크랙을 줄일 수 있고, 특히 내부 압력에 의해 파손 가능성이 늘어나는 것도 막을 수 있다. 따라서 파손으로 인한 잦은 교체를 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 순수를 담는 밀폐가능한 용기;

   상기 용기에 연결되며 상기 용기의 상면 근처에 일 단부가 있는 순수 공급라인과 수증기 공급라인;

   상기 용기에 연결되며 상기 용기의 하면 근처에 일 단부가 있는 순수 배출라인;

   상기 용기의 외벽 일부를 감싸는 히팅 자켓; 및

   상기 히팅 자켓을 포함하는 상기 용기를 감싸는 보온 패드를 구비하되,

   상기 용기는 스테인리스 재질로 이루어지고, 상기 용기의 내벽은 석영(quartz) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 수증기 발생장치.
3. 순수를 담는 밀폐가능한 용기;

   상기 용기에 연결되며 상기 용기의 상면 근처에 일 단부가 있는 순수 공급라인과 수증기 공급라인;

   상기 용기에 연결되며 상기 용기의 하면 근처에 일 단부가 있는 순수 배출라인;

   상기 용기의 외벽 일부를 감싸는 히팅 자켓;

   상기 히팅 자켓을 포함하는 상기 용기를 감싸는 보온 패드; 및

   상기 용기 내부에 설치되며, 순수의 수위를 감지하는 레벨 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 수증기 발생장치.

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