KR100727851B1 - Chemical mixing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 약액 혼합 장치가 구비되는 반도체 제조 설비를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a semiconductor manufacturing equipment equipped with a chemical liquid mixing apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 약액 혼합 방법을 보여주는 순서도이다.2 is a flow chart showing a method of mixing the chemical liquid according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 약액 혼합 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.3A to 3D are views for explaining a process of the chemical liquid mixing apparatus according to the present invention.
*도면에 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of the symbols for the main parts in the drawings *
1 : 반도체 제조 설비1: semiconductor manufacturing equipment
10 : 약액 공급부10: chemical supply unit
20 : 기판 처리부20: substrate processing unit
100 : 약액 혼합 장치100: chemical liquid mixing device
110 : 혼합 용기110: mixing vessel
120 : 순환 부재120: circulation member
130 : 처리액 공급부재130: treatment liquid supply member
본 발명은 약액을 혼합하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에 사용되는 DSP약액(DSP:Diluted Sulfate Peroxide chemical, 이하 '디에스피'라 함)을 혼합하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for mixing a chemical liquid, and more particularly, to a device and a method for mixing a DSP chemical liquid (DSP: Diluted Sulfate Peroxide chemical, which is used in a semiconductor and flat panel display manufacturing process). It is about.
일반적인 반도체 소자는 금속 배선의 재료로 알루미늄 및 구리 등을 사용한다. 따라서, 반도체 제조 공정에는 금속 배선의 제조를 위해 웨이퍼 상에 금속 박막을 형성하는 공정 및 형성된 금속 박막 중 불필요한 부분을 제거하는 건식 식각(dry etching) 공정이 수행된다. 이때, 건식 식각 공정을 마친 웨이퍼 상에는 금속 배선의 형성시 발생되는 반응 부산물로서 폴리머(polymer)가 잔류한다.A general semiconductor device uses aluminum, copper, or the like as the material of the metal wiring. Accordingly, in the semiconductor manufacturing process, a process of forming a metal thin film on a wafer and a dry etching process of removing an unnecessary portion of the formed metal thin film are performed to manufacture a metal wiring. In this case, a polymer remains on the wafer after the dry etching process as a reaction by-product generated when the metal wiring is formed.
이러한 폴리머는 보통 솔벤트(solvent) 계열의 화학약품이나 소위 디에스피와 같은 식각액에 의해 제거된다. 이 중 디에스피는 황산(H3SO4), 과산화수소(H2O2), 그리고 불산(HF)을 적정 비율로 혼합한 식각액(etchant)이다.These polymers are usually removed by solvent-based chemicals or by etching solutions such as DSP. Among these, DS is an etchant in which sulfuric acid (H 3 SO 4), hydrogen peroxide (H 2 O 2), and hydrofluoric acid (HF) are mixed in an appropriate ratio.
디에스피는 약액 혼합 장치(chemical mixing apparatus)에 의해 제조된다. 일반적인 디에스피 제조를 위한 약액 혼합 장치는 혼합 용기, 순환 부재, 그리고 처리액 공급부재를 구비한다. 혼합 용기는 처리액 공급부재로부터 황산, 과산화수소, 불산, 그리고 초순수를 공급받는다. 순환 부재는 혼합 용기 내 처리액들을 순환시켜 기설정된 농도 및 온도 조건을 만족하는 디에스피를 생성한다. DS is manufactured by a chemical mixing apparatus. The chemical liquid mixing apparatus for manufacturing a general DS includes a mixing vessel, a circulation member, and a treatment liquid supply member. The mixing vessel receives sulfuric acid, hydrogen peroxide, hydrofluoric acid, and ultrapure water from the treatment liquid supply member. The circulation member circulates the treatment liquids in the mixing vessel to produce a die that satisfies the predetermined concentration and temperature conditions.
그러나, 상술한 약액 혼합 장치는 황산, 과산화수소, 불산, 그리고 초순수를 동시에 혼합 용기로 공급한 후 순환 부재가 이들 처리액들을 순환시켜 혼합하므로, 처리액들의 혼합에 따른 발열 현상으로 인해 고온의 디에스피가 생성된다. 이는 디에스피의 제조에 사용되는 황산 및 과산화수소, 그리고 불산은 물과 반응하면 폭발적으로 발열하기 때문이다. 보통 폴리머의 제거시에는 상온(25℃)의 디에스피를 사용하므로, 일반적인 처리액 혼합 장치는 고온의 디에스피를 냉각하기 위한 시간이 부가되므로 디에스피의 제조 시간이 길다.However, the above-described chemical liquid mixing apparatus supplies sulfuric acid, hydrogen peroxide, hydrofluoric acid, and ultrapure water to the mixing vessel at the same time, and then the circulation member circulates and mixes the treatment liquids. Is generated. This is because sulfuric acid, hydrogen peroxide, and hydrofluoric acid, which are used to make DSP, generate an explosive heat when reacted with water. In general, since the dies at room temperature (25 ° C.) are used to remove the polymer, a general treatment liquid mixing device adds time for cooling the high temperature dies, and thus the manufacturing time of the dies is long.
이를 개선하기 위해, 현재 약액 혼합 장치에는 생성된 고온의 디에스피를 냉각하기 위한 쿨링 트랩(cooling trap)과 같은 냉각 부재가 부가된다. 그러나, 냉각 부재는 고온의 디에스피를 빠른 시간내에 냉각하기에는 한계가 있어, 디에스피를 냉각하기 위한 시간이 증가하여 공정 온도를 만족하는 디에스피의 생성에 많은 시간이 소모된다. In order to improve this, a cooling member such as a cooling trap for cooling the hot dies generated at present is added to the chemical liquid mixing apparatus. However, since the cooling member has a limitation in cooling the high temperature dies in a short time, the time for cooling the dies is increased, and a lot of time is consumed in producing the dies satisfying the process temperature.
또한, 약액 혼합 장치에 부가되는 냉각 부재는 보통 쿨링 트랩(cooling trap) 및 상기 쿨링 트랩으로 냉각수(cooling water)를 공급하기 위한 냉각수 라인(cooling-water line) 및 대용량의 냉각수 저장 탱크(storage tank) 등의 고가의 부속장치들이 요구되므로, 약액 혼합 장치의 제작 비용이 증가한다.In addition, the cooling member added to the chemical liquid mixing apparatus is usually a cooling trap and a cooling-water line for supplying cooling water to the cooling trap and a large-capacity storage tank. Since expensive accessories such as the back are required, the manufacturing cost of the chemical liquid mixing apparatus increases.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 효율적으로 약액을 제조하는 약액 혼합 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 반도체 기판에 잔류하는 폴리머를 제거하기 위한 디에스피 약액을 효율적으로 제조하는 약액 혼합 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a chemical liquid mixing apparatus and method for producing a chemical liquid efficiently. In particular, it is an object of the present invention to provide a chemical liquid mixing apparatus and method for efficiently producing a DS chemical liquid for removing a polymer remaining on a semiconductor substrate.
또한, 본 발명은 디에스피의 제조 시간을 단축시키는 약액 혼합 장치 및 방 법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a chemical liquid mixing apparatus and method for shortening the manufacturing time of DS.
또한, 본 발명은 디에스피 제조시 발생되는 발열 현상을 최소화하는 약액 혼합 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a chemical liquid mixing apparatus and method for minimizing the exothermic phenomenon generated during the manufacturing of the DS.
또한, 본 발명은 제작 비용을 절감할 수 있는 약액 혼합 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a chemical liquid mixing apparatus and method that can reduce the production cost.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 약액 혼합 장치는 내부에 황산, 과산화수소, 불산, 그리고 초순수를 포함하는 처리액들을 혼합하여 약액을 생성하는 공간을 제공하는 혼합 용기, 상기 혼합 용기로 상기 처리액들을 공급하는 처리액 공급부재, 상기 혼합 용기 내 상기 처리액들을 순환시켜 혼합시키는 순환 라인, 그리고 상기 처리액 공급부재의 황산, 과산화수소, 불산, 그리고 초순수의 공급량을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 장치는 상기 처리액들의 혼합으로 인해 발생되는 열을 냉각하는 냉각 부재 없이 상기 약액을 생성한다.The chemical liquid mixing apparatus according to the present invention for achieving the above object is a mixing vessel for providing a space for producing a chemical liquid by mixing the treatment liquid containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, hydrofluoric acid, and ultrapure water therein, the treatment with the mixing vessel A processing liquid supply member for supplying liquids, a circulation line for circulating and mixing the processing liquids in the mixing vessel, and a controller for controlling supply of sulfuric acid, hydrogen peroxide, hydrofluoric acid, and ultrapure water of the processing liquid supply member, wherein The apparatus produces the chemical liquid without a cooling member for cooling the heat generated due to the mixing of the treatment liquids.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 약액 제조시, 상기 처리액 공급부재가 상기 혼합 용기로 상기 초순수 및 상기 과산화수소를 동시에 공급한 후, 상기 황산 및 상기 불산을 동시에 공급하도록 상기 처리액 공급부재를 제어한다.According to an embodiment of the present invention, the control unit supplies the treatment liquid such that the treatment liquid supply member simultaneously supplies the ultrapure water and the hydrogen peroxide to the mixing vessel, and simultaneously supplies the sulfuric acid and the hydrofluoric acid when the chemical liquid is manufactured. To control the member.
본 발명의 실시예에 따르면, 혼합된 상기 약액의 온도는 40℃이하이다.According to an embodiment of the present invention, the temperature of the mixed chemical liquid is 40 ° C or less.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 약액 혼합 방법은 초순수 및 과산화수소를 동시에 혼합 용기에 공급하고, 이후에 황산 및 불산을 동시에 상기 혼합 용기에 공급한 후, 상기 혼합 용기 내부로 공급된 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산을 혼합시켜 약액을 제조한다.The chemical liquid mixing method according to the present invention for achieving the above object is supplied with ultrapure water and hydrogen peroxide to the mixing vessel at the same time, and then supplying sulfuric acid and hydrofluoric acid to the mixing vessel at the same time, the ultrapure water supplied into the mixing vessel, A chemical solution is prepared by mixing hydrogen peroxide, sulfuric acid, and hydrofluoric acid.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 약액 혼합 방법은 상기 약액의 혼합시 상기 혼합 용기 내 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산을 순환 라인을 따라 순환시키면서 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the chemical liquid mixing method is performed while circulating the ultrapure water, hydrogen peroxide, sulfuric acid, and hydrofluoric acid in the mixing vessel along the circulation line when the chemical liquid is mixed.
본 발명의 실시예에 따르면, 혼합된 상기 약액의 온도는 40℃이하이다.According to an embodiment of the present invention, the temperature of the mixed chemical liquid is 40 ° C or less.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 약액 혼합 방법은 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산을 포함하는 처리액들을 혼합하여 약액을 생성하는 공간을 제공하는 혼합 용기, 상기 혼합 용기 내 처리액들을 순환시켜 혼합하는 순환 라인, 상기 혼합 용기로 상기 초순수를 공급하고 상기 초순수의 공급량을 제어하는 제1밸브가 설치되는 초순수 공급라인, 상기 혼합 용기로 상기 과산화수소를 공급하고 상기 과산화수소의 공급량을 제어하는 제2밸브가 설치되는 과산화수소 공급라인, 상기 혼합 용기로 상기 황산을 공급하고 상기 황산의 공급량을 제어하는 제3밸브가 설치되는 황산 공급라인, 상기 혼합 용기로 상기 불산을 공급하고 상기 불산의 공급량을 제어하는 제4밸브가 설치되는 불산 공급라인, 그리고 상기 밸브들을 제어하는 제어부를 구비하는 약액 혼합 장치의 약액 혼합 방법에 있어서, (a)상기 제어부가 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 오픈시켜, 기설정된 공급량 만큼의 상기 초순수 및 상기 과산화수소를 동시에 상기 혼합 용기로 공급하는 단계, (b)상기 제어부가 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브를 클로우즈하고, 상기 제3밸브 및 상기 제4밸브를 오픈시켜, 기설정된 공급량만큼의 상기 황산 및 상기 불산을 동시에 상기 혼합 용기로 공급하는 단계, 그리고 (c)상기 제어부가 상기 제3밸브 및 상기 제4밸브를 클로우즈하고, 상기 혼합 용기 내 처리액들을 상기 순환 라인을 따라 순환시키면서 혼합하여 상기 약액을 생성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a chemical liquid mixing method according to the present invention is a mixing vessel which provides a space for generating a chemical liquid by mixing treatment liquids including ultrapure water, hydrogen peroxide, sulfuric acid, and hydrofluoric acid, and circulating the treatment liquids in the mixing vessel. A circulating line for mixing the mixture, an ultrapure water supply line for supplying the ultrapure water to the mixing vessel and controlling a supply amount of the ultrapure water, a second for supplying the hydrogen peroxide to the mixing vessel and controlling the supply amount of hydrogen peroxide Hydrogen peroxide supply line is provided with a valve, sulfuric acid supply line is provided with a third valve for supplying the sulfuric acid to the mixing vessel and controls the amount of sulfuric acid, supplying the hydrofluoric acid to the mixing vessel and controlling the amount of hydrofluoric acid supply A hydrofluoric acid supply line in which a fourth valve is installed, and a control unit for controlling the valves In the chemical liquid mixing method of the chemical liquid mixing device, (a) the control unit by opening the first valve and the second valve, supplying the ultrapure water and the hydrogen peroxide by the predetermined amount of supply to the mixing vessel at the same time (b) the control unit closes the first valve and the second valve, opens the third valve and the fourth valve, and simultaneously supplies the sulfuric acid and the hydrofluoric acid in a predetermined amount by the predetermined amount to the mixing vessel. And (c) the control unit closing the third valve and the fourth valve and mixing the processing liquids in the mixing vessel while circulating along the circulation line to generate the chemical liquid.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기(c)단계는 상기 처리액들의 혼합으로 인해 발생되는 열이 40℃이하가 되도록 하여, 생성되는 상기 약액을 냉각하는 과정 없이 상기 약액의 생성을 완료한다.According to an embodiment of the present invention, the step (c) is such that the heat generated by the mixing of the treatment liquids is 40 ° C or less, thereby completing the generation of the chemical liquid without cooling the generated chemical liquid.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
또한, 본 발명의 실시예에서는 디에스피 식각액을 제조하는 약액 혼합 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 다양한 종류의 처리액들을 혼합하는 모든 장치에 적용이 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention will be described taking a chemical mixing device for producing a DS etching solution as an example. However, the present invention can be applied to any apparatus for mixing various kinds of treatment liquids.
(실시예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 약액 혼합 장치가 구비되는 반도체 제조 설비를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조 설비(1)는 기판 처리부(10) 및 처리액 공급부(20)를 가진다. 기판 처리부(10)는 처리액 공급부(20)로 부터 DSP약액(DSP:Diluted Sulfate Peroxide Chemical, 이하'디에스피'라 함)을 공급받아 반도체 기판(W)에 잔류하는 폴리머를 제거하는 공정을 수행한다. 디에스피는 황산(H3SO4), 과산화수소(H2O2), 그리고 불산(HF)을 적정 비율로 혼합한 식각액(etchant)으로, 보통 건식 식각 공정을 수행한 기판(W)상에 잔류하는 폴리머의 제거에 사용된다. 처리액 공급부(20)는 디에스피를 생성하여 기판 처리부(10)로 공급한다.1 is a view showing a semiconductor manufacturing equipment equipped with a chemical liquid mixing apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, the
기판 처리부(10)는 적어도 하나의 공정 챔버(12)를 구비한다. 공정 챔버(12)는 하우징(13), 지지부(14), 구동부(15), 노즐부(16), 그리고 배수부(17)를 포함한다. 하우징(13)은 내부에 기판(W) 상에 잔류하는 폴리머와 같은 반응 부산물을 제거하는 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 지지부(14)는 공정시 하우징(13) 내부에서 기판(W)을 지지 및 회전한다. 구동부(15)는 지지부(14)를 회전 및 승하강시킨다. 노즐부(16)는 처리액 공급부(20)로부터 디에스피를 공급받아 공정시 지지부(14)에 안착된 기판(W)의 처리면으로 디에스피를 공급한다. 그리고, 배수부(17)는 공정시 사용된 디에스피를 하우징(13) 외부로 배수한다.The
처리액 공급부(20)는 약액 혼합 장치(chemical mixing apparatus)를 가진다. 약액 혼합 장치는 복수의 처리액들을 혼합하여 디에스피를 제조한다. 약액 혼합 장치(100)는 혼합 용기(110), 순환 부재(120), 처리액 공급부재(130), 그리고 제어부(140)를 포함한다. The treatment
혼합 용기(110)는 내부에 복수의 처리액들을 혼합하는 공간을 제공한다. 즉, 혼합 용기(110)는 공정시 디에스피를 생성하기 위한 처리액들, 즉, 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2), 불산(HF), 그리고 초순수(DIW:Deionized Water)를 공급받아 저장한다. 혼합 용기(110)의 외부에는 내부에 저장된 처리액들의 수위를 감지하기 위한 복수의 레벨센서(level sensor)들이 설치된다. 각각의 레벨센서들은 기설정된 높이에서 혼합 용기(110) 내 처리액의 수위를 감지한다. 본 실시예에서는 복수의 레벨센서들을 구비하여 혼합 용기(110) 내 처리액의 수위를 감지하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 혼합 용기(110) 내 처리액의 수위를 감지하는 방식은 다양한 기술이 적용될 수 있다.The mixing
순환 부재(120)는 혼합 용기(110) 내 처리액들을 순환시킨다. 순환 부재(120)는 순환 라인(recycle line), 가압부재(123), 농도계(125), 필터부재(127), 그리고 온도조절부재(128)를 가진다. 순환 라인은 공급라인(121) 및 회수라인(122)을 포함한다. 공급라인(121)은 혼합 용기(110)로부터 기판 처리부(10)로 디에스피를 공급한다. 회수 라인(122)은 공급라인(121)으로부터 분기되며, 공급라인(121)으로 공급되는 디에스피를 혼합 용기(110)로 회수한다.The
가압부재(123)는 공급라인(121) 상에 설치되어 공급라인(121)에 유동압을 제공한다. 가압부재(123)로는 펌프(pump)가 사용될 수 있다. 농도계(125)는 공급라인(121) 상에 설치되어 공급라인(121)을 따라 이동되는 디에스피의 농도를 측정한다. 필터부재(127)는 공급라인(121) 상에 설치되어 공급라인(121)을 따라 이동되는 디에스피 내 이물질을 필터링(filtering)한다. 필터부재(127)로는 적어도 하나의 필터(filter)가 사용된다.The pressing
온도조절부재(128)는 공급라인(121)을 따라 이동되는 디에스피 식각액의 온 도를 조절한다. 온도조절부재(128)는 공급라인(121)을 감싸도록 설치되는 몸체(미도시됨)와 상기 몸체 내부에서 항온수가 흐르도록 제공되는 항온수 라인(미도시됨)을 포함한다. 온도조절부재(128)는 항온수 라인을 따라 흐르는 항온수에 의해 공급라인(121)을 따라 이동되는 디에스피가 상온으로 유지되도록 한다.The
처리액 공급부재(130)는 혼합 용기(110)로 복수의 처리액들을 공급한다. 처리액 공급부재(130)는 초순수 공급기(132), 과산화수소 공급기(134), 불산 공급기(136), 그리고 황산 공급기(138)를 가진다. 초순수 공급기(132)는 초순수 공급원(132a) 및 초순수 공급라인(132b)을 가진다. 초순수 공급원(132a)은 초순수를 수용하고, 초순수 공급라인(132b)은 초순수 공급원(132a)으로부터 혼합 용기(110)로 초순수를 공급한다. 과산화수소 공급기(134)는 과산화수고 공급원(134a) 및 과산화수소 공급라인(134b)을 가진다. 과산화수소 공급원(134a)은 과산화수소를 수용하고, 과산화수소 공급라인(134b)은 과산화수소 공급원(134a)으로부터 혼합 용기(110)로 과산화수소를 공급한다. 불산 공급기(136)는 불산 공급원(136a) 및 불산 공급라인(136b)을 가진다. 불산 공급원(136a)은 불산을 수용하고, 불산 공급라인(136b)은 불산 공급원(136a)으로부터 혼합 용기(110)로 불산을 공급한다. 그리고, 황산 공급기(138)는 황산 공급원(138a) 및 황산 공급라인(138b)을 가진다. 황산 공급원(138a)은 황산을 수용하고, 황산 공급라인(138b)은 황산 공급원(138a)으로부터 혼합 용기(110)로 황산을 공급한다.The treatment
여기서, 초순수 공급기(132), 과산화수소 공급기(134), 황산 공급기(136), 그리고 불산 공급기(138) 각각은 공정시 기설정된 농도를 가지는 디에스피의 제조 를 위한 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산의 혼합 비율만큼 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산을 혼합 용기(110)로 공급한다. 예컨대, 일반적인 디에스피 식각액은 질량 퍼센트(weight percent)의 단위로 12%의 황산, 5.4%의 과산화수소, 그리고 0.01ppm의 불산을 혼합비율로 하여 제조된다. 따라서, 각각의 초순수 공급기(132), 과산화수소 공급기(134), 황산 공급기(136), 그리고 불산 공급기(138)는 공정시 상기 혼합비율만큼 초순수, 과산화수소, 황산, 그리고 불산을 혼합 용기(110)로 공급한다.Here, each of the
제어부(140)는 상술한 반도체 제조 설비(1)를 제어한다. 즉, 제어부(140)는 공정 진행시 처리액 혼합 장치에 구비되는 밸브들(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7)을 개폐하고, 가압부재(123)를 구동시킨다. 또한, 제어부(140)는 기판 처리부(10)의 기판(W) 처리 공정을 제어한다.The
이하, 상술한 반도체 제조 설비(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들의 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략하겠다.Hereinafter, the process of the
도 2는 본 발명에 따른 처리액 혼합 방법을 보여주는 순서도이다. 그리고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 처리액 혼합 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.2 is a flow chart showing a treatment liquid mixing method according to the present invention. 3A to 3D are views for explaining a process of the treatment liquid mixing apparatus according to the present invention.
도 2를 참조하면, 반도체 제조 설비(1)의 공정이 개시되면, 처리액 공급부재(130)는 혼합 용기(110)로 초순수 및 과산화수소를 동시에 공급한다(S110). 즉, 도 3a를 참조하면, 제어부(140)는 밸브(V4, V5)를 오픈시킨다. 따라서, 초순수 공 급라인(132b)은 초순수 공급원(132a)으로부터 혼합 용기(110)로 초순수를 공급하고, 이와 동시에 과산화수소 공급라인(134b)은 과산화수소 공급원(134a)으로부터 혼합 용기(110)로 과산화수소를 공급한다. 이때, 제어부(140)는 밸브(V4, V5)를 기설정된 시간만큼 오픈시켜, 초순수 공급기(132) 및 과산화수소 공급기(134)가 기설정된 공급량만큼 초순수 및 과산화수소를 공급하도록 한다.Referring to FIG. 2, when the process of the
초순수 및 과산화수소의 공급이 완료되면, 처리액 공급부재(130)는 혼합 용기(110)로 황산 및 불산을 동시에 공급한다(S120). 즉, 도 3b를 참조하면, 제어부(140)는 밸브(V4, V5)를 클로우즈하고, 밸브(V6, V7)를 오픈한다. 따라서, 황산 공급라인(136b)은 황산 공급원(136a)으로부터 혼합 용기(110)로 황산을 공급하고, 불산 공급라인(138b)은 불산 공급원(138a)으로부터 혼합 용기(110)로 불산을 공급한다. 이때, 제어부(140)는 밸브(V6, V7)의 개폐 시간을 조절하여, 황산 공급기(136) 및 불산 공급기(138)가 기설정된 공급량만큼 황산 및 불산을 공급하도록 한다.When the supply of ultrapure water and hydrogen peroxide is completed, the treatment
본 실시예에서는 제어부(140)가 밸브의 개폐 시간을 조절하여 처리액들의 공급량을 조절하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 처리액들의 공급량을 조절하는 방식은 다양한 기술이 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 혼합 용기(110) 내부로 공급된 처리액들의 하중을 감지하는 로드셀(load-cell)을 구비하여, 혼합 용기(110) 내 처리액들의 하중에 따라 처리액들의 공급량을 조절할 수 있다. 또는, 혼합 용기(110)에 구비되는 레벨센서들을 사용하여 레벨센서들이 감지하는 혼합 용기(110) 내부로 공급된 처리액의 수위에 따라 처리액들의 공급량 을 조절할 수 있다. 이러한 처리액의 공급량 조절 기술은 반도체 산업에서 당업자가 일반적으로 이해할 수 있는 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.In the present exemplary embodiment, the
황산 및 불산의 공급이 완료되면, 순환 부재(120)는 혼합 용기(110) 내 처리액들을 혼합한다(S130). 도 3c를 참조하면, 제어부(140)는 밸브(V6, V7)를 클로우즈하고, 밸브(V1, V2)를 오픈시키며, 가압 부재(123)를 가동시킨다. 따라서, 혼합 용기(110) 내 처리액들은 공급 라인(121) 및 회수 라인(122)을 따라 순환되면서 기설정된 농도를 가지는 디에스피로 혼합된다. 또한, 공급 라인(121) 및 회수 라인(122)을 따라 순환되는 처리액들은 온도조절부재(128)에 의해 상온으로 조절되고, 필터부재(127)에 의해 처리액들 내 오염물질이 제거된다.When the supply of sulfuric acid and hydrofluoric acid is completed, the
혼합 용기(110) 내 처리액들이 일정시간 혼합되면, 농도계(125)는 순환되는 순환되는 디에스피의 농도를 측정한다. 그리고, 제어부(140)는 농도계(125)가 측정한 디에스피의 농도가 기설정된 농도 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S140). 만약, 농도계(125)가 측정한 디에스피 식각액의 농도가 기설정된 농도 조건을 벗어나면, 제어부(140)는 밸브(V4, V5, V6, V7)를 선택적으로 개폐하여 농도 조절에 필요한 처리액들을 혼합 용기(110)로 추가로 공급한다.When the treatment liquids in the mixing
만약, 농도계(125)가 측정한 디에스피의 농도가 기설정된 농도 조건을 만족하면, 제어부는 처리액 공급부(20)를 디에스피의 공급 대기 상태로 제어한다(S140). 즉, 제어부는 밸브(V1, V2)를 오픈시킨 상태에서 가압 부재(123)를 지속적 또는 주기적으로 가동시켜, 혼합 용기(110) 내 디에스피를 순환시킨다. 이때, 기판 처리부(10)에서 기판 처리 공정이 수행되면, 공정 챔버(11)의 지지부(13)에 안착되어 회전되면, 제어부는 밸브(V3)를 오픈시키고, 공급라인(121)은 혼합 용기(110)로부터 노즐부(16)로 디에스피를 공급한다. 노즐부(16)는 공급받은 디에스피를 기판(W)의 처리면으로 분사하고, 분사된 디에스피는 기판(W) 표면에 잔류하는 폴리머(polymer)를 제거한다. 사용된 디에스피는 배수부(17)를 통해 공정 챔버(12)의 외부로 배수된다. 또는, 사용된 디에스피는 별도의 회수관(미도시됨)을 통해 혼합 용기(110)로 회수되어 재사용된다.If the concentration of the DS measured by the
상술한 약액 혼합 장치 및 방법은 디에스피 제조를 위해 초순수, 과산화수소, 황산, 불산을 혼합할 때 발생되는 열을 최소화한다. 즉, 실험에 의하면, 본 발명에 따른 디에스피의 제조 방법은 혼합이 완료된 디에스피의 온도가 40℃이하이고, 동일한 조건에서 종래의 각각의 처리액들을 동시에 공급하는 방식은 혼합이 완료된 디에스피의 온도가 60℃이상이다. 따라서, 본 발명에 따른 약액 혼합 장치 및 방법은 종래의 60℃이상의 디에스피를 냉각하는 과정이 없이, 항온수에 의한 온도조절만으로 디에스피를 공정 온도로 조절할 수 있다.The above-mentioned chemical liquid mixing apparatus and method minimize the heat generated when mixing ultrapure water, hydrogen peroxide, sulfuric acid, and hydrofluoric acid for manufacturing DS. That is, according to the experiment, the manufacturing method of the DS in accordance with the present invention, the temperature of the mixed DS is less than 40 ℃, the method of simultaneously supplying each of the conventional treatment liquids under the same conditions, the temperature of the mixed DS is 60 More than Therefore, the chemical liquid mixing apparatus and method according to the present invention can control the DS to the process temperature only by controlling the temperature by constant temperature water without the process of cooling the conventional DS more than 60 ℃.
또한, 본 발명에 따른 약액 혼합 장치 및 방법은 혼합이 완료된 디에스피를 40℃이하의 온도로 제조할 수 있어, 고온의 디에스피를 냉각하기 위한 수단, 예컨대, 쿨링 트랩(cooling trap) 및 상기 쿨링 트랩으로 냉각수를 공급하는 냉각수 라인, 그리고 대용량의 냉각수 탱크 등이 부가되지 않는다. 따라서, 본 발명은 장치의 제작 비용을 절감할 수 있다.In addition, the chemical liquid mixing apparatus and method according to the present invention can produce a mixture of the DS to be mixed at a temperature of 40 ℃ or less, such as a means for cooling a high temperature DS, such as a cooling trap (cooling trap) and the cooling trap No cooling water line for supplying cooling water, and a large cooling water tank are added. Therefore, the present invention can reduce the manufacturing cost of the device.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
예컨대, 본 실시예에서는 초순수와 과산화수소를 동시에 공급한 후 황산과 불산을 동시에 공급하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 초순수와 과산화수소의 공급 및 황산과 불산의 공급은 순차적 또는 주기적으로 이루어질 수 있으며, 이러한 초순수와 과산화수소의 공급 순서 및 황산과 불산의 공급 순서의 단순한 변경은 본 발명의 범주에 포함된다.For example, the present embodiment has been described by supplying ultrapure water and hydrogen peroxide at the same time and then supplying sulfuric acid and hydrofluoric acid at the same time, the supply of ultrapure water and hydrogen peroxide and the supply of sulfuric acid and hydrofluoric acid may be sequentially or periodically, such ultra pure water and Simple changes in the order of feeding hydrogen peroxide and the order of feeding sulfuric acid and hydrofluoric acid are included within the scope of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 약액 혼합 장치 및 방법은 디에스피 약액을 제조시 발생되는 열을 공정 온도로 냉각시키는 과정이 요구되지 않는다. 따라서, 온도 및 농도 등의 공정 조건을 만족하는 디에스피 약액의 제조 시간을 단축한다. 즉, 본 발명에 따른 약액 혼합 장치 및 방법은 혼합이 완료된 디에스피의 온도를 40℃이하로 감소시킨다. 따라서, 종래의 60℃이상의 고온으로 디에스피가 생성되는 것이 비해, 혼합된 디에스피를 냉각시키는 과정이 부가되지 않아 디에스피의 제조 시간을 단축한다.As described above, the chemical liquid mixing apparatus and method according to the present invention does not require a process of cooling the heat generated during the manufacture of the DS chemical liquid to the process temperature. Therefore, the manufacturing time of the DS chemical liquid which satisfy | fills process conditions, such as temperature and a concentration, is shortened. That is, the chemical liquid mixing apparatus and method according to the present invention reduces the temperature of the DS to be mixed below 40 ° C. Therefore, in contrast to the conventional DSP produced at a high temperature of 60 ℃ or more, the process of cooling the mixed DSP is not added to shorten the manufacturing time of the DSP.
또한, 본 발명에 따른 약액 혼합 장치 및 방법은 혼합이 완료된 디에스피의 온도를 40℃이하로 감소시킬 수 있어, 혼합된 디에스피를 공정 온도로 냉각하기 위한 장치가 부가되지 않아, 장치의 제작 비용을 절감한다.In addition, the chemical liquid mixing apparatus and method according to the present invention can reduce the temperature of the mixed DS to less than 40 ℃, there is no added device for cooling the mixed DS to the process temperature, reducing the manufacturing cost of the device do.
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