KR100697047B1 - 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법 - Google Patents

웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세정조에서 사용된 세정액을 필터링한 후 재공급하는 세정액의 재활용을 위한 것으로, 사용된 세정액을 상기 세정조로부터 공급받아 저장하는 외조와; 상기 외조로부터 저장된 세정액을 공급받아 입자가 큰 이물질을 필터링하기 위한 분리기와; 상기 분리기로부터 필터링된 세정액을 공급받아 미세한 이물질을 재필터링한 후, 재필터링된 세정액을 세정조로 공급하는 여과기를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명은 여과기 유입구측에 분리기가 추가적으로 설치되어, 이 분리기로 하여금 세정액 내에 포함된 상대적으로 큰 입자의 이물질을 제거하고, 여과기의 수명을 연장함으로서, 장비의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 제1 및 제2 분리기를 병렬로 설치하고 방향제어밸브에 의해 제어 및 단속하여 두개의 분리기가 선택적으로 작동될 수 있도록 함으로서, 분리기에 의한 공정중단을 제거하여 향상된 공정수율을 제공할 수 있다.
여과기, 분리기, 방향제어밸브

Description

웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATING A DREG WHEN A WAFER OR BASE PLATE ARE CLEANED}
도 1은 종래 반도체 세정장비의 구조를 보인 배관도,
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치의 배관도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 세정조 2: 외조
3: 유출관 4: 펌프
5: 일측 제1 방향제어밸브 6: 타측 제1 방향제어밸브
7: 일측 제2 방향제어밸브 8: 타측 제2 방향제어밸브
9: 여과기 10: 압력센서
11: 유입관
본 발명은 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 다량의 이물질을 효율적으로 분리하고 이렇게 분리된 이물질을 외부로 유출함과 동시에 안정된 세정액을 유지 및 공급할 수 있도록 한 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼의 이물질제거가 이루어지는 세정장비가 도 1에 도시되어 있는데, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 반도체 세정장비의 구조를 보인 배관도로서, 종래의 반도체 세정장비는 세정액이 수납될 수 있도록 상측이 개구된 박스형상의 세정조(INNER BATH)(1)와, 그 세정조(1) 양 외측에 설치되며 세정조(1)에서 오버플로우(OVER FLOW)된 세정액이 넘칠 수 있는 외조(OUTER BATH)(2)와, 그 외조(2)와 세정조(1)가 연결되어 세정액이 순환할 수 있도록 설치되는 유출관(3), 유입관(12) 및 배출관(17-1)으로 구성된다.
그리고, 상기 유출관(3) 상에는 세정액을 유동시키기 위한 펌프(4)가 연통설치되며, 이 펌프(4)의 유입측 및 유출측에는 각각 밸브(11-1, 11-2)가 부설되어 유동의 개폐가 조절된다.
그리고 상기 펌프(4)의 유출측 밸브(11-2)에는 세정액 중의 이물질을 제거하기 위한 여과기(FILTER)(9)의 일측단이 연통되고 이 여과기(9)의 타측단은 상기 세정조(1)와 연통설치된다.
또한 상기 여과기(9)의 중간부에는 밸브(11)가 부설된 압력센서(10)가 연통설치된다.
상기와 같이 구성된 종래의 반도체 세정장비는 세정조(1)의 내측에 세정액을 수납한 상태에서 세정조(1)의 내측에 웨이퍼나 기판 등이 로딩된다.
이후, 펌프(4)에 의해 펌핑이 되면 세정액이 세정조(1)에서 외조(2)로 오버플로우되고, 그 오버플로우된 세정액이 유출관(3)의 라인 상을 흐름과 동시에 여과기(9)에 의해 이물질들이 제거된 상태로 다시 세정조(1)로 공급되며 일정시간 세정액이 순환되면서 웨이퍼나 또는 기판에 부착되어 있는 이물질이 제거된다.
또한, 장기간 사용으로 인하여 순환라인 상의 부품을 교체시에는 드레인라인(17-1)으로 세정액을 배출한 다음, 세정조(1)에 세척액을 넣고 펌프(4)로 펌핑하여 순환라인의 내측에 존재하는 세정액의 잔량을 완전히 제거한 다음, 드레인라인(17-1)으로 세척액을 배출하고 부품을 교체한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 이물질 제거기술은 다음과 같은 단점이 있었다.
세척과정에서 발생한 상대적으로 체적이 큰 이물질로 인하여 여과기의 폐쇄현상이 발생되고 이러한 폐쇄현상에 의하여 상기 여과기의 여과효율 저하는 물론 여과기 자체의 수명이 단축되어, 이를 빈번하게 교체를 해야하는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 여과기 교체시에는 세정공정을 중단하여야 하므로 공정수율이 낮아진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 여과기 유입구측에 분리기가 설치되어 이 분리기로 하여금 먼저 상대적으로 체적이 큰 이물질을 제거하여 여과기의 수명을 연장함은 물론 안정된 공정에 의해 진행됨으로 세정장비의 신뢰성 및 공정수율을 향상할 수 있 도록 한 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상술한 목적은 세정조에서 사용된 세정액을 필터링한 후 재공급하는 세정액의 재활용을 위한 것으로, 사용된 세정액을 상기 세정조로부터 공급받아 저장하는 외조와; 상기 외조로부터 저장된 세정액을 공급받아 입자가 큰 이물질을 필터링하기 위한 분리기와; 상기 분리기로부터 필터링된 세정액을 공급받아 미세한 이물질을 재필터링한 후, 재필터링된 세정액을 세정조로 공급하는 여과기를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 또는 기판 세정시 발생되는 이물질 분리장치의 구성이 도시된 배관도로서, 세정조(1)의 외측에 외조(2)가 설치되고 이 외조(2)에는 펌프(4)가 개재된 유출관(3)의 일측이 연결되고 이 유출관(3)의 타측은 분기되어 각각 일측 제1 방향제어밸브(5)와 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제1 포트(5-1), 제4 포트(6-1)에 연결된다.
상기 일측 제1 방향제어밸브(5) 및 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제3 포트(5-3), 제6 포트(6-3) 각각은 연통되어 배출관(17)으로 형성되고 이 일측 제1 방향제어밸브(5) 및 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제2 포트(5-2), 제5 포트(6-2)는 각각 제1 분리기(18)와 제2 분리기(19)의 유입구측과 연통설치된다.
상기 제1 분리기(18) 및 제2 분리기(19)의 유출구측은 각각 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제7 포트(7-1)와 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제10 포트(8-1)에 연통설치되며, 이 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제8 포트(7-2)와 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제11 포트(8-2)는 연통설치된다.
상기 일측 제2 방향제어밸브(7)와 타측 제2 방향제어밸브(8)의 사이를 연결하는 관의 중간부는 여과기(9)의 유입구측과 연결되고 이 여과기(9)의 유출구측은 상기 세정조(1)와 유입관(12)으로 연통설되되며 상기 여과기(9)에는 밸브(11)가 개재된 압력센서(10)가 부설된다.
상기 일측 제2 방향제어밸브(7) 및 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제9 포트(7-3), 제12 포트(8-3)에는 공기공급밸브(14-1, 16-1)와 세척액공급밸브(13-1, 15-1)가 공기공급라인(14-2, 16-2)과 세척액공급라인(13-2, 15-2) 각각에 개재되어 상호 연통되어 연결된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작동된다.
세정조(1)의 내측에 세정액이 수납된 세정조(1)에 웨이퍼 또는 기판 등이 이 세정조(1) 내측에 로딩되여 세정이 실시된 후 세정액은 외조(2)로 오버플로우 되고 펌프(4)의 펌핑에 의해 유출관(3)으로 이송된다.
이때 일측 제1 방향제어밸브(5)의 제1 포트(5-1)와 제2 포트(5-2)는 개방되고 제3 포트(5-3)는 폐쇄되며 동시에 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제8 포트(7-2)와 제7 포트(7-1)는 개방되고 제9 포트(7-3)는 폐쇄된다.
또한 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제4 포트(6-1), 제6 포트(6-3) 및 제5 포 트(6-2)와 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제11 포트(8-2), 제10 포트(8-1) 및 제12 포트(8-3)는 모두 폐쇄된 상태로 유지된다.
이러한 상태에서 상기 펌프(4)에 의해 이송되어 온 이물질을 포함하는 세정액은 일측 제1 방향제어밸브(5)의 제1 포트(5-1)와 제2 포트(5-2)를 경유하여 제1 분리기(18)에 투입된다.
여기서 이물질이 포함된 세정액은 1차로, 상대적으로 체적이 큰, 예컨대 직경이 수밀리미터에서 수센티미터 정도인 이물질이 걸러지고 입자가 작은 나머지는 관통하여 상기 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제7 포트(7-1)와 제8 포트(7-2)를 경유하여 여과기(9)로 이송된다.
이송된 세정액은 상기 여과기(9) 내부에서 상대적으로 작은, 예컨대 직경이 0.1에서 70마이크로미터 정도인 체적의 이물질이 걸러지게 되며 이후, 이 여과기(9)를 통과한 세정액은 상기 세정조(1)에 투입되어 채워지게 되고 이것에 의하여 로딩된 웨이퍼 또는 기판 등이 다시 세정된다.
그리고 연속된 세정액의 순환에 의해 제1 분리기(18)에 이물질이 적층되면 여과기(9)에서 압력강하가 일어나게 되고 이것은 여과기(9)에 부설된 압력센서(10)에 의해 검지되어 제어반(미도시)에 전기적 신호를 전달하게 된다.
상기 전기신호를 전달받은 제어반은 일측 제1 방향제어밸브(5)의 제1 포트(5-1)를 폐쇄시키고 제2 포트(5-2), 제3 포트(5-3)를 개방시키며 동시에 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제8 포트(7-2)를 폐쇄시키고 제7 포트(7-1), 제9 포트(7-3)를 개방시킴과 동시에 세척액공급라인(13-2)에 개재된 세척액공급밸브(13-1)를 개 방시켜 세척액이 상기 제1 분리기(18)에 공급된다.
그러면 상기 제1 분리기(18) 내부에 적층되어 있는 이물질은 배출관(17)을 통하여 외부로 배출된다.
상기 제1 분리기(18)의 이물질이 배출된 후 세척액공급밸브(13-1)는 폐쇄되고 공기공급라인(14-2)에 개재된 공기공급밸브(14-1)를 개방시켜 공기가 상기 제1 분리기(18)에 공급되어 이 제1 분리기(18)의 수분을 제거하게 된다.
상기 일련의 과정에 의해 제1 분리기(18)에 세정액이 유입되는 것이 정지될 때 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제4 포트(6-1), 제5 포트(6-2)는 제어반의 신호에 의해 개방되고 제6 포트(6-3)는 폐쇄상태를 유지하며, 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제10 포트(8-1), 제11 포트(8-2)는 제어반의 신호에 의해 개방되고 제12 포트(8-3)는 폐쇄상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 세정조(1)에서 외조(2)로 오버플로우된 세정액은 펌프(4)의 펌핑에 의해 타측 제1 방향제어밸브(6)를 통하여 제2 분리기(19)에 유입되어 일차로 체적이 큰 이물질이 걸러지고 이를 통과한 세정액은 타측 제2 방향제어밸브(8)를 경유하여 여과기(9)에서 체적이 작은 이물질이 2차로 걸러지며 이 여과기(9)를 통과한 세정액은 유입관(12)을 통하여 상기 세정조(1)에 회류된다.
상기 세정액이 제2 분리기(19)를 순환하는 동안 제2 분리기(19)에 이물질이 적층되면 여과기(9)에서 압력강하가 일어나게 되고 이것은 여과기(9)에 부설된 압력센서(10)에 의해 검지되어 제어반에 전기적 신호를 전달하게 된다.
상기 전기신호를 전달받은 제어반은 타측 제1 방향제어밸브(6)의 제4 포트(6-1)를 폐쇄시키고 제5 포트(6-2), 제6 포트(6-3)를 개방시키며 동시에 타측 제2 방향제어밸브(8)의 제11 포트(8-2)를 폐쇄시키고 제10 포트(8-1), 제12 포트(8-3)를 개방시킴과 동시에 세척액공급라인(15-2)에 개재된 세척액공급밸브(15-1)를 개방시켜 세척액이 상기 제2 분리기(19)에 공급된다.
그러면 상기 제2 분리기(19) 내부에 적층되어 있는 이물질은 배출관(17)을 통하여 외부로 배출된다.
상기 제2 분리기(19)의 이물질이 배출된 후 세척액공급밸브(15-1)는 폐쇄되고 공기공급라인(16-2)에 개재된 공기공급밸브(16-1)를 개방시켜 공기가 상기 제2 분리기(19)에 공급되어 이 제2 분리기(19)의 수분을 제거하게 된다.
상기 일련의 과정에 의해 제2 분리기(19)에 세정액이 유입되는 것이 정지될 때 일측 제1 방향제어밸브(5) 제1 포트(5-1), 제2 포트(5-2)는 제어반의 신호에 의해 개방되고 제3 포트(5-3)는 페쇄되며, 일측 제2 방향제어밸브(7)의 제7 포트(7-1), 제8 포트(7-2)는 제어반의 신호에 의해 개방되고 제9 포트(7-3)는 폐쇄된다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 여과기가 하나만이 설치되어 있지만, 분리기와 같이 복수개의 여과기가 병렬로 설치되어 선택적으로 작동할 수 있음을 당업자는 인지 할 수 있을 것이다.
또한, 앞에서 기재된 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상세히 설명하지 않았지만, 본 발명의 사상과 범주내에서 세척액 공급밸브 및 공기공급밸브는 제어밸브를 거치지 않고 분리기에 직접 연결될 수 있음을 당업자는 인지할 수 있을 것이다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 실시예에만 한정되는 것이 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시 할 수 있을 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 여과기 유입구측에 분리기가 추가적으로 설치되어, 이 분리기로 하여금 세정액 내에 포함된 상대적으로 큰 입자의 이물질을 제거하고, 여과기의 수명을 연장함으로서, 장비의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론, 제1 및 제2 분리기를 병렬로 설치하고 방향제어밸브에 의해 제어 및 단속하여 두개의 분리기가 선택적으로 작동될 수 있도록 함으로서, 분리기에 의한 공정중단을 제거하여 향상된 공정수율을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 세정조에서 사용된 세정액을 필터링한 후 재공급하는 세정액의 재활용을 위한 것으로,
    사용된 세정액을 상기 세정조로부터 공급받아 저장하는 외조와;
    상기 외조로부터 저장된 세정액을 공급받아 입자가 큰 이물질을 필터링하기 위한 분리기와;
    상기 분리기로부터 필터링된 세정액을 공급받아 미세한 이물질을 재필터링한 후, 재필터링된 세정액을 세정조로 공급하는 여과기;를 포함하며,
    상기 분리기는 복수개가 병렬로 설치되고, 상기 외조와 각각의 분리기 사이에 제1 제어밸브가 추가적으로 포함되어 각각의 분리기가 선택적으로 작동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 여과기에 설치되는 압력센서와;
    상기 분리기에 연결되는 필터 세척 시스템 및 배출관과;
    상기 외조의 사용된 세정액을 분리기에 공급하기 위한 펌프가 추가적으로 포함됨으로써,
    상기 압력센서의 신호에 따라 상기 펌프의 작동이 차단되고, 동시에 필터 세척 시스템은 세척액 및 기체를 분리기에 공급하여 분리기의 필터를 세척하고 배출관을 통하여 외부로 배출할 수 있는 것을 특징으로 하는 세정액 순환장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 필터 세척 시스템은 세척액 공급 밸브와 공기 공급 밸브로 구성되어, 상기 필터 세척 시스템은 상기 세척액 공급밸브로부터 세척액을 분리기에 공급하여 분리기의 필터를 세척한 후에, 상기 공기 공급밸브에서 기체를 분리기에 공급하여 분리기의 필터를 건조시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 각각의 제1 제어밸브에 연결되는 배기부와, 상기 각각의 분리기와 여과기 사이에 추가적으로 연결되는 제2 제어밸브와, 상기 각각의 제2 제어밸브에 연결되는 필터세척장치와, 상기 여과기에 설치되는 압력센서 등이 추가적으로 포함되고;
    여기에서 상기 압력센서의 신호에 따라 선택된 분리기에 대응하는 제1 제어밸브는 상기 외조와 선택된 분리기 사이에 유체흐름이 가능토록 하면서 배기부로의 유체흐름은 차단하고, 또한 선택된 분리기에 대응하는 제2 제어밸브는 상기 선택된 분리기와 여과기 사이에 유체흐름이 가능토록 하면서 필터세척장치로부터의 유체흐름을 차단함과 동시에, 남겨진 분리기에 대응하는 각각의 제2 제어밸브는 분리기와 필터세척장치 사이에 유체흐름이 가능토록 하면서 여과기로의 유체흐름은 차단하고, 또한 남겨진 분리기에 대응하는 각각의 제1 제어밸브는 분리기와 배기부 사이에 유체흐름이 가능토록 하면서 외조로부터의 유체흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 필터세척장치는 세척액 공급 밸브와 공기 공급 밸브로 구성되어, 상기 필터세척장치는 세척액 공급밸브에서 분리기에 세척액을 공급하여 분리기의 필터를 세척한 후에, 공기 공급밸브로에서 분리기에 기체를 공급하여 분리기의 필터를 건조시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환장치.
  7. 세정조로부터 흘러넘친 세정액으로부터 이물질을 분리하는 방법으로,
    분리기와 여과기를 통해 입자가 큰 이물질 및 입자가 작은 이물질을 각각 세정액으로부터 제거하는 단계;
    여과기로 유입되는 세정액의 압력을 검출하고, 이 검출된 압력에 의하여 분리기의 출구로부터 분리기로 세척액을 역류시켜 분리기에 걸러진 이물질을 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 분리기에 걸러진 이물질을 제거하는 단계는 이물질의 배출이 완료된 다음 분리기를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정액 순환방법.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서, 두 개의 분리기를 이용하여 일측 분리기에서 이물질 배출단계를 진행하는 동안 타측 분리기를 통해 세정액의 이물질을 제거 하 는 단계를 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 하는 세정액 순환방법.
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