KR100766462B1

KR100766462B1 - 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치및 방법

Info

Publication number: KR100766462B1
Application number: KR1020010078300A
Authority: KR
Inventors: 김범수
Original assignee: 씨앤지하이테크 주식회사
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2007-10-15
Also published as: KR20020022636A

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 식각하거나 세정하기 위해 필요한 케미컬을 서로 혼합하거나 물과 균일하게 혼합하여 공급하기 위한 케미컬 혼합액 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명은 교반조와, 상기 교반조 내에 물을 공급하는 물공급수단과, 상기 교반조 내에 케미컬을 공급하는 케미컬공급수단과, 상기 교반조 내에 물과 케미컬이 공급되면, 공급된 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위해, 상기 교반조 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 와류를 발생시키는 와류발생용가스공급수단과, 상기 교반조 내에 공급된 상기 불활성가스를 외부로 배기하는 배기수단과, 상기 교반조에서 균일하게 혼합된 상기 물과 케미컬의 혼합액을 식각 또는 세정장비로 공급하는 혼합액공급수단을 포함하여 구성되어, 상기와 같이 간단한 구성으로 인해 설치부피를 대폭 줄일 수 있으므로, 케미컬 혼합액을 필요로 하는 각각의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 개별적으로 설치되어 각각의 장비가 요구하는 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬 혼합액을 용이하게 공급할 수 있게 된다.

반도체, 웨이퍼, 공급장치

Description

반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치 및 방법{A chemicals mixed liquid supply apparatus for etching or cleaning semiconductor wafer}

도 1은 종래의 케미컬 혼합액 공급장치를 도시한 구성도.

도 2a는 본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치를 도시한 구성도.

도 2b는 도 2a의 변형 실시예를 도시한 구성도.

도 3a는 본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급방법을 보여주는 개략적인 구성도.

도 3b는 본 발명의 두종류의 케미컬 혼합액을 공급하기 위한 방법을 보여주는 개략적인 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 교반조 3 : 물공급배관

5 : 물공급밸브 7a,7b : 체크밸브

9 : 케미컬양측정기 11 : 케미컬공급밸브

13 : 이송용가스가스공급배관 15 : 이송용가스공급밸브

17 : 와류발생용가스공급배관 19 : 와류발생용가스공급밸브

21 : 혼합액공급배관 23 : 혼합액공급밸브

25 : 배수배관 27 : 배수밸브

29 : 배기배관 31 : 배기밸브

본 발명은 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 구성이 간단하고 부피가 작아 케미컬 혼합액을 필요로 하는 웨이퍼 세정장치 내에 개별적으로 용이하게 설치할 수 있고, 1종류 이상의 케미컬과 물을 다양한 조성으로 균일하게 혼합하여, 이를 식각 또는 세정장비로 공급하는 데 적당하도록 한 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 반도체 웨이퍼 위에 존재하는 불필요한 산화막을 제거하기 위하여 식각하거나, 웨이퍼에 소정 형상의 패턴을 형성하기 위하여 식각 공정의 결과로 발생되는 불순물 입자, 반응 부산물 그리고 외부에서 유입된 불순물을 제거하기 위해 웨이퍼의 세정을 하게 된다.

이때, 불소, 염산, 황산, 과산화수소와 암모니아수 등으로 이루어진 케미컬을 정확한 농도로 균일하게 물에 희석 또는 서로 혼합하여 사용하기 때문에 상기 케미컬과 물을 균일하게 혼합하고, 이를 식각 또는 세정장비로 공급하기 위하여 케미컬 혼합액 공급장치가 사용된다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치를 도시한 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 케미컬 혼합액 공급장치는 물과 케미컬을 담을 수 있는 대용량의 교반조(101)와, 상기 교반조(101) 내에서 공급받은 물과 케미컬을 혼합시키는 펜 형태의 교반기(103)와, 상기 교반조(101)로 공급되는 케미컬의 양을 정확히 측정하기 위한 케미컬양측정기(105)와, 상기 물과 케미컬의 순환 및 공급을 위한 다수의 펌프들(107a,107b,107c)로 구성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 우선, 상기 교반조(101)에 많은 양의 물과 케미컬을 소정비율로 담은 후에, 상기 교반기(103)를 회전시켜 상기 교반조(101) 내에 와류를 발생시키면 상기 물과 케미컬이 균일하게 혼합된다.

이후, 균일하게 혼합된 상기 물과 케미컬의 혼합액을 이를 필요로 하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비로 공급할 수 있었다.

그러나, 일시에 많은 양의 혼합케미컬이 필요한 종래의 반도체 웨이퍼 세정장비와 식각장비를 위한 종래의 케미컬 혼합액 공급장치는 교반조(101) 내에 위치한 교반기(103)와 물과 케미컬의 순환 및 공급을 위한 여러 대의 펌프(107a,107b, 107c)가 필수적으로 설치되므로 그 구성이 복잡하고 부피가 상당히 커지는 것이 불가피하였다.

상기와 같은 이유로, 종래의 케미컬 혼합액 공급장치는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비와 함께 설치하지 못하고 원거리에 설치할 수밖에 없었다.

따라서, 많은 양의 물과 케미컬을 한꺼번에 혼합한 후, 이 케미컬 혼합액을 배관을 통하여 원거리에 위치한 상기 웨이퍼 식각 또는 세정장비로 공급해야 하였다.

이와 같은 종래의 방식은 여러장의 웨이퍼를 한 조에서 식각하고 세정하는 회분식 장비에서는 큰 문제가 되지 않았다.

이는, 상기 회분식 장비의 경우 식각 또는 세정을 위하여 몇가지의 상당히 많은 양의 케미컬 혼합액을 몇개의 대형 세정욕조에 채우고, 수십장의 웨이퍼가 적층된 카세트를 상기 케미컬 혼합액에 한꺼번에 차례로 침적하여 세정 또는 식각하는 방식을 취하였기 때문이다.

하지만, 최근의 기술적 동향에 따르면, 반도체 웨이퍼를 낱장씩 세정하는 소형의 매엽식 장비가 널리 사용되고 있으며, 상기 매엽식 세정장비는 종래의 회분식 장비에 비하여 상당히 소형화되었고, 이에 따라 사용되는 케미컬 혼합액의 소요량이 종래의 회분식 장비보다 1/50 ∼ 1/100로 감소되는 특징을 가지고 있다.

또한, 상기 세정장비에 사용되는 케미컬의 혼합비율과 종류는 각 공정에 따라 달라질 수 있으므로 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬을 공급하는 것이 필수적이다.

따라서, 부피가 크고, 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬을 공급하는 데 제한적일 수밖에 없는 종래의 케미컬 혼합액 공급장치는 상기 매엽식과 같은 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 사용하기에는 곤란한 문제점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것 으로, 본 발명의 목적은 순환 및 공급용의 여러 개의 펌프나 교반조 내의 교반기와 교반기를 구동하는 모터가 없는 간단한 구성으로 부피를 대폭 줄여서, 케미컬 혼합액을 필요로 하는 각각의 반도체 웨이퍼 세정장비 내에 개별적으로 설치 가능한 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 각각의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비가 요구하는 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬 혼합액을 용이하게 공급하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치는, 교반조와, 상기 교반조 내에 물을 공급하는 물공급수단과, 상기 교반조 내에 케미컬을 공급하는 케미컬공급수단과, 상기 교반조 내에 물과 케미컬이 공급되면, 공급된 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위해, 상기 교반조 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 와류를 발생시키는 와류발생용가스공급수단과, 상기 교반조 내에 공급된 상기 불활성가스를 외부로 배기하는 배기수단과, 상기 교반조에서 균일하게 혼합된 상기 물과 케미컬의 혼합액을 식각 또는 세정장비로 공급하는 혼합액공급수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 케미컬공급수단은, 상기 교반조 내에 공급되는 케미컬의 양을 측정하는 케미컬양측정기와, 상기 케미컬양측정기와 외부의 케미컬공급처와 상기 교반조와 3방향 연결되어, 상기 케미컬공급처로부터 상기 케미컬양측정기로 케미컬을 공급하거나 상기 케미컬양측정기로부터 상기 교반조로 케미컬을 공급할 수 있도 록, 전달되는 개폐신호에 의해 선택적으로 개폐되는 3방향밸브로 구성된 케미컬공급밸브를 포함하는 케미컬공급부와, 상기 케미컬양측정기와 외부의 이송용가스공급처와 배기구와 3방향 연결되어, 상기 케미컬양측정기로부터 배출되는 가스를 상기 배기구로 배기하거나 상기 이송용가스공급처로부터 상기 케미컬양측정기로 불활성가스를 주입할 수 있도록, 전달되는 개폐신호에 의해 선택적으로 개폐되는 3방향밸브로 구성된 이송용가스공급밸브를 구비하여 상기 케미컬양측정기에 소정량의 케미컬이 채워지면 상기 케미컬을 상기 교반조 내로 가압이송하는 이송용가스공급부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 케미컬양측정기는 서로 다른 종류의 케미컬의 양을 측정할 수 있도록 2개 이상 구비하고, 상기 케미컬공급부는 상기 케미컬양측정기에 각각 연결되는 2개 이상의 케미컬공급밸브를 포함하며, 상기 이송용가스공급부는 상기 케미컬양측정기에 각각 연결되는 2개 이상의 이송용가스공급밸브를 구비하여, 상기 교반조 내에 2종류 이상의 케미컬을 소정의 혼합비율로 공급 가능하게 될 수 있다.

한편, 반도체 웨이퍼의 식각과 세정을 위해, 물과 케미컬을 혼합하고, 이를 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급방법으로서, 교반조 내로 소정량의 물을 공급하여 채우는 물공급단계와, 외부의 케미컬공급처로부터 소정량의 케미컬을 케미컬양측정기에 공급하는 케미컬공급단계와, 상기 케미컬공급단계 후, 이송용가스공급부가 상기 케미컬양측정기에 불활성가스를 주입하여 상기 케미컬을 교반조 내로 가압이송하는 케미컬이송단계와, 상기 케미컬이송단계 후, 상기 교반조의 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 교반조 내에 공급된 상기 물과 케미컬에 와류를 발생시켜 균일하게 혼합하는 케미컬혼합단계와, 상기 케미컬혼합단계 후, 상기 이송용가스공급부가 상기 교반조 내로 불활성가스를 주입하여, 상기 교반조 내에서 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액을 외부에 위치한 식각 또는 세정장비로 가압이송하는 혼합액공급단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 케미컬공급단계는, 2개 이상의 케미컬공급처로부터 서로 다른 종류의 케미컬을 2개 이상의 케미컬양측정기에 각각 공급하고, 상기 케미컬이송단계는, 상기 2개 이상의 케미컬양측정기에 불활성 가스를 주입하여 서로 다른 종류의 케미컬을 교반조 내로 가압이송하여 서로 다른 종류의 케미컬을 소정의 혼합비율로 혼합 가능하게 될 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 일실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2a은 본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 종래와는 달리 여러개의 펌프나 교반기를 구비하지 않고서도, 물과 케미컬을 다양한 비율로 혼합하여, 이를 필요로 하는 장비에 공급할 수 있게 된다. (단, 여기서 케미컬이라 함은 불산, 염산, 황산, 과산화수소, 암모니아수 등 여러 화학약품들을 의미하며, 본 발명에 사용되는 케미컬은 통상적으로 액상이다.)

본 발명은 케미컬과 물을 혼합하기 위해 필요한 공간을 제공하는 교반조(1) 가 설치된다.

또한, 상기 교반조(1) 내로 케미컬과 혼합하기 위한 물을 공급하는 물공급수단(10)이 물공급배관(3)과 물공급밸브(5)와 체크밸브(7a)를 포함하여 상기 교반조 (1)의 일측에 연결되어 설치된다.

여기서, 상기 물공급수단(10)은 도시되지 않은 물공급처와 상기 교반조(1)와 연결되는 물공급배관(3)과, 물의 공급량을 조절하기 위한 물공급밸브(5)를 포함하여 구성된다.

또한, 바람직하게는 공급되는 물의 역류를 방지할 있도록 상기 물공급배관 (3)에 체크밸브(7a)가 설치될 수 있다.

또한, 도시되지 않은 외부의 케미컬공급처로부터 상기 교반조(1) 내로 케미컬을 공급하는 케미컬공급수단(20A)이, 케미컬양측정기(9)와, 3방향밸브인 케미컬공급밸브(11)를 포함하는 케미컬공급부와, 이송용가스공급밸브(15)를 포함하는 이송용가스공급부(20B)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 케미컬공급수단(20A)에는, 작업자가 원하는 소정량의 케미컬을 상기 교반조(1)로 공급하기 위하여 상기 케미컬의 정확한 양을 측정하는 케미컬양측정기(9)가 설치되고, 상기 케미컬양측정기(9)는 도시되지 않은 케미컬공급처로부터 이송되는 케미컬을 공급받게 된다.

또한, 상기 케미컬공급처와 상기 케미컬양측정기(9)와 상기 교반조(1)와 3방향으로 연결되는 배관 분기점에 3방향밸브(3way valve)인 케미컬공급밸브(11)를 포함하는 케미컬공급부가 설치된다.

여기서, 이하 언급되는 3방향밸브로는 케미컬공급밸브(11), 이송용가스공급밸브(15), 배수밸브(27), 제 1케미컬공급밸브(11a), 제 2케미컬공급밸브(11b), 제 1이송용가스공급밸브(15a), 제 2이송용가스공급밸브(15b)가 있으며, 이들은 각각 3방향으로 연결되는 배관의 분기점에 설치된다.

또한, 상기한 모든 3방향밸브(11,15,11a,11b,15a,15b,27)는 평상시에는 화살표로 도시된 1번방향이 닫혀 있는 상태에 있다가, 전달되는 개폐신호에 의해 1번방향은 열고 2번방향을 닫는 식으로 1번과 2번방향을 선택적으로 개폐하게 된다.

이로써, 상기 3방향밸브(11,15,11a,11b,15a,15b,27)는 유체의 유동을 차단하거나 유체의 유동방향을 전환하는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 케미컬양측정기(9)에 공급된 케미컬을 상기 교반조(1)로 가압이송하기 위해 가압이송용의 불활성가스를 주입하는 이송용가스공급부(20B)가 구비된다.

여기서, 상기 이송용가스공급부(20B)는 도시되지 않은 외부의 이송용가스공급처와 상기 케미컬양측정기(9)와 연결되는 이송용가스공급배관(13)을 포함한다.

또한, 상기 배관 상에는 케미컬을 케미컬양측정기(9)에 채울 때 압력을 감소시키고, 상기 케미컬양측정기(9) 내의 케미컬을 상기 교반조(1)로 가압이송하기 위한 3방향밸브인 이송용가스공급밸브(15)가 설치된다.

즉, 상기 케미컬공급밸브(11)의 1번방향이 열려 상기 케미컬양측정기(9)가 케미컬을 공급받을 때, 상기 이송용가스공급밸브(15)가 2번방향에서 열린 상태에 있기 때문에 상기 케미컬양측정기(9) 내부의 기체가 상기 이송용가스공급밸브(15) 의 2번방향으로 빠져나가면서 상기 케미컬양측정기(9) 내부의 압력이 감소된다.

이와 같이, 상기 이송용가스공급밸브(15)의 2번방향이 평상시에 열려 있기 때문에 공급되는 케미컬이 상기 케미컬양측정기(9)에 원활하게 채워질 수 있게 된다.

한편, 평상시에 닫혀 있던 상기 이송용가스공급밸브(15)의 1번방향을 열게 되면 2번방향이 닫히고, 상기 이송용가스공급배관(13)을 통하여 상기 케미컬양측정기(9)로 불활성가스가 공급된다.

이렇게 되면, 상기 케미컬양측정기(9)의 내부압력이 증가하여 상기 케미컬양측정기(9)에 채워져 있던 케미컬이 상기 교반조(1)로 가압이송된다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 케미컬을 상기 교반조(1)에 이송 공급하기 위한 수단으로 종래에 사용되던 여러개의 이송용 펌프는 설치할 필요가 없게 된다.

그리고, 상기 교반조(1) 내에 물과 케미컬이 공급되면, 공급된 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위해, 상기 교반조(1) 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 와류를 발생시키는 와류발생용가스공급수단(30)이 와류발생용가스공급배관(17)과 와류발생용공급밸브(19)와 체크밸브(7b)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 와류발생용가스공급수단(30)은 상기 교반조(1)의 하부와 도시되지 않은 불활성가스의 공급처와 연결되는 와류발생용가스공급배관(17)을 구비한다.

또한, 상기 와류발생용가스공급배관(17) 상에는 와류발생용가스공급밸브(19)가 설치되며, 이로써 상기 불활성가스 공급처로부터 공급되는 불활성가스의 양을 조절할 수 있게 된다.

또한, 공급되는 상기 불활성가스의 역류를 방지하기 위해 상기 와류발생용가스공급배관(17)에는 체크밸브(7b)가 설치될 수 있다.

이와 같이 구성되는 경우, 상기 와류발생용가스공급수단(30)에 의해 상기 교반조(1)의 하부에서 내부로 불활성가스를 1, 2회 강하게 주입하면 와류가 발생되어 일부 혼합되어 있던 물과 케미컬이 순식간에 균일하게 혼합된다.

따라서, 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위하여 종래와 같이 교반기와 교반기를 구동하는 구동모터를 설치하지 않아도 되는 간단한 구성을 취할 수 있게 된다.

여기서, 상기 와류발생용가스공급수단(30)은 상기 교반조(1) 내의 하부에서 교반조(1) 내의 물과 케미컬 속으로 불활성가스를 분사하여 와류를 효과적으로 발생시키기 위하여, 도시되지 않았지만 구경이 작은 다수개의 분사노즐이 형성된 살수장치(distributor)를 설치할 수 있으며, 상기 분사노즐을 통하여 상기 불활성가스를 1, 2회 상방향으로 강하게 분사하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 교반조(1) 내로 공급된 불활성가스를 외부로 배기하는 배기수단 (50)이 배기배관(29)과 배기밸브(31)를 포함하여 구비된다.

상기 배기수단(50)에는 상기 교반조(1) 상부에 연결되어 상기 교반조(1) 내에 공급된 불활성가스를 외부로 배기하는 배기배관(29)이 포함된다.

또한, 상기 배기배관(29) 상에는 배기되는 불활성가스의 양을 조절하기 위한 배기밸브(31)가 설치된다.

이와 같은 구성에 의하여, 케미컬을 공급하기 위해 상기 교반조(1) 내로 공급된 이송용의 불활성가스와 교반조(1) 내에 와류를 발생시키기 위해 상기 교반조(1) 내로 주입된 불활성가스는 상기 배기밸브(31)가 열린 상태에서 상기 배기배관(29)을 통하여 배출된다.

여기서, 상기 배기수단(50)은 이송용의 불활성가스가 상기 케미컬을 케미컬양측정기(9)에서 교반조(1)로의 이송을 위해 상기 교반조(1)에 함께 공급될 때, 교반조 내의 가스를 배기시킴으로 상기 교반조(1) 내의 압력을 감소시켜 상기 케미컬의 가압이송을 원활하게 한다.

또한, 상기 교반조(1)에서 균일하게 혼합된 상기 물과 케미컬의 혼합액을 도시되지 않은 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비로 공급하는 혼합액공급수단(40)이 혼합액공급배관(21)과 혼합액공급밸브(23)와 배수밸브(27)를 포함하여 구비된다.

여기서, 상기 혼합액공급수단(40)으로는 상기 교반조(1)와 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비와 연결되는 혼합액공급배관(21)이 설치된다.

또한, 상기 혼합액공급배관(21) 상에는 상기 혼합액공급배관(21)을 통해 공급되는 상기 케미컬 혼합액의 공급량을 조절하는 혼합액공급밸브(23)가 설치된다.

이와 같은 구성에 의하여, 상기 이송용가스공급부(20B)가 상기 교반조(1) 내로 이송용의 불활성가스를 주입하게 되면, 상기 교반조(1) 내의 압력이 증가되어 상기 케미컬 혼합액이 상기 혼합액공급배관(21)을 통해 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 가압이송된다.

이때, 상기 혼합액공급밸브(23)는 열린 상태에 있고, 상기 배기수단(50)의 배기밸브(31)는 닫혀 있는 상태에 있어야 상기 케미컬 혼합액의 가압이송이 이루어진다.

또한, 상기 혼합액공급수단(40)은 상기 혼합액공급배관(21)에서 분기되는 배수배관(25)을 구비하는 것이 바람직하며, 이때 상기 혼합액공급배관(21)과 배수배관(25)과의 분기점에 3방향밸브인 배수밸브(27)를 설치할 수 있다.

이와 같이, 상기 배수밸브(27)가 설치되면, 필요한 경우에 상기 교반조(1)에 담긴 혼합액 또는 액체를 선택적으로 반도체 웨이퍼 세정장비로 공급하거나 외부로 배출할 수 있게 된다.

한편, 케미컬 또는 케미컬 혼합액을 이송하기 위해 사용되는 이송용의 불활성가스나 상기 교반조(1) 내에서 와류발생을 위해 사용되는 불활성가스는 질소인 것이 바람직하다.

상기 질소의 경우 화학적으로 안정하여 상온에서 상기 케미컬과 불필요한 반응을 일으키지 않고, 상기 교반조(1)에 공급되는 물에 잘 녹지 않는 특성을 가지고 있다.

또한, 질소는 일반적으로 무색, 무미, 무취의 기체로 인체에 해롭지 않으며, 양이 풍부해서 구하기 쉽기 때문에 케미컬 또는 케미컬 혼합액을 이송하기 위해 또는 와류발생을 위해 사용되는 불활성가스로 적당하다.

여기서, 상기 이송용, 와류발생용의 불활성가스는 상기에 언급된 특성들을 갖는 것이라면 반드시 질소가 아니어도 무방하다.

도 3a는 본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급방법 을 보여주는 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 각 단계들을 통해 물과 케미컬을 균일하게 혼합하고, 이를 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하게 된다.

이하, 도 2a와 도 3a를 참조하여, 반도체 웨이퍼의 식각과 세정을 위해 물과 케미컬을 혼합하고, 이를 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하는 케미컬 혼합액 공급방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급방법은 우선, 교반조 내로 소정량의 물을 공급하여 채우는 물공급단계(ST100)가 진행된다.

상기 물공급단계(ST100)가 진행되면, 소용량의 교반조(1) 내에서 케미컬을 혼합하기 위해 필요한 소정량의 물을 도시되지 않은 물공급처로부터 공급받아 상기 교반조(1)를 채우게 된다.

이를 위해서는, 닫혀 있는 물공급밸브(5)를 열어 상기 교반조(1)에 소정량의 물이 채워지면 상기 물공급밸브(5)를 닫는다.

계속해서, 도시되지 않은 외부의 케미컬공급처로부터 소정량의 케미컬을 케미컬양측정기(9)에 공급하는 케미컬공급단계(ST200)가 진행된다.

상기 케미컬공급단계(ST200)는 도시되지 않은 외부의 케미컬공급처로부터 케미컬을 공급받아 이를 상기 케미컬양측정기(9)에 공급하여 작업자가 원하는 정확한 양의 케미컬을 채우는 단계이다.

이를 위해서는, 닫혀 있던 케미컬공급밸브(11)의 화살표 1번방향을 소정시간 열어 케미컬이 상기 케미컬양측정기(9)에 소정량 채워지게 한다.

이후, 상기 케미컬공급밸브(11)는 원래대로 1번방향을 닫아 케미컬 공급을 중단한다.

또한, 상기 케미컬공급단계(ST200) 후, 이송용가스공급부(20B)가 상기 케미컬양측정기(9)에 불활성가스를 주입하여 상기 케미컬을 교반조 내로 가압이송하는 케미컬이송단계(ST300)가 진행된다.

이를 위해서, 3방향밸브인 이송용가스공급밸브(15)의 1번방향을 열면, 도시되지 않은 이송용가스공급처로부터 상기 케미컬양측정기(9)에 불활성가스가 공급된다.

이에 따라, 상기 케미컬양측정기(9)에 주입되는 상기 불활성가스의 압력으로 상기 케미컬양측정기에 채워져 있던 상기 케미컬이 밀려 상기 교반조(1) 내로 공급된다.

이때, 상기 교반조(1) 상부에 연결되어 설치된 배기수단(50)의 배기밸브(31)가 열려 있어야만 이송되는 케미컬과 함께 상기 교반조(1) 내로 공급되는 불활성가스가 배기되면서 상기 케미컬 전후에 압력차가 발생하여 상기 케미컬의 이송이 원활하게 이루어지게 된다.

이와 같이, 상기 케미컬이 상기 교반조(1)로 원활하게 이송되면, 이후, 상기 이송용가스공급밸브(15)의 1번방향은 원래대로 닫힌다.

또한, 상기 물공급단계(ST100)와 상기 케미컬이송단계(ST300) 후, 상기 교반조(1)의 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 교반조(1) 내에 공급된 상기 물과 케미컬을 균일하게 혼합하는 케미컬혼합단계(ST400)가 진행된다.

이를 위해서, 상기 교반조(1) 하부에 위치한 와류발생용가스공급밸브(19)를 1,2회 여닫으면, 불활성가스가 상기 교반조(1) 내의 하부에서 분사되고, 상승하는 불활성가스가 일부만 혼합된 상태에 있는 물과 케미컬에 강하게 와류를 발생시킨다.

이로써, 상기 물과 케미컬이 순간적으로 균일하게 혼합된다.

한편, 이때 와류를 발생시키기 위해 상기 교반조(1) 내로 공급된 불활성가스는 상기 배기밸브(31)가 열려 있는 상태에서 상기 배기배관(29)을 통하여 배기된다.

또한, 상기 케미컬혼합단계(ST400) 후, 상기 이송용가스공급부(20B)가 상기 교반조(1) 내로 불활성가스를 주입하여, 상기 교반조(1) 내에서 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액을 외부에 위치한 도시되지 않은 식각 또는 세정장비로 가압이송하는 혼합액공급단계(ST500)가 진행된다.

이를 위해서는, 열려있는 상기 배기밸브(31)를 닫는다.

또한, 1번방향에서 닫혀 있는 이송용가스공급부(20B)의 상기 이송용가스공급밸브(15)와 혼합액공급수단(40)의 혼합액공급밸브(23)를 각각 연다.

이렇게 되면, 상기 이송용가스공급부(20B)로부터 상기 교반조(1)로 불활성가스가 공급되면서, 상기 교반조(1)에서 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액이 상기 불활성가스에 의해 가압이송되어 상기 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급되는 것이다.

이후, 상기 혼합액이 상기 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 모두 공급되 면, 닫혀 있는 상기 배기밸브(31)를 원래대로 열고, 상기 이송용가스공급밸브(15)는 1번방향에서 닫고, 2번방향에서 연다.

또한, 혼합액공급수단(40)의 혼합액공급밸브(23)를 닫는다.

한편, 물과 케미컬의 혼합에 이상이 발생된 경우와 같이 상기 교반조(1) 내의 액체를 외부로 배출할 필요가 있는 경우, 상기 혼합액공급단계(ST500)에서, 닫혀 있는 상기 혼합액공급밸브(23)를 여는 대신 배수밸브(27)의 1번방향을 열면 상기 교반조(1) 내부의 액체가 외부로 배출된다.

한편, 도 2b는 본 발명의 변형 실시예를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 변형실시예에서는 케미컬의 양을 측정하는 케미컬양측정기(33,35)가 하나 더 구비된다.

이와 같이, 하나의 케미컬양측정기(33,35)가 더욱 구비되면 물과 케미컬을 혼합할 때, 2종류의 케미컬을 교반조(1)에 공급하여 혼합할 수 있게 된다.

따라서, 각각의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비가 요구하는 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬 혼합액을 공급할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 2개의 케미컬양측정기(33,35)를 구비하면, 이에 따라 형성되는 배관의 분기점에는 적절한 3방향밸브(11a,11b,15a,15b)를 설치하는 구성을 가지게 된다.

상기 구성에 의하면, 제 1케미컬양측정기(33)와 제 2케미컬양측정기(35) 중 하나는 케미컬의 양을 측정하여 상기 교반조(1)로 이송하는 역할을 분담하게 되고, 나머지 케미컬양측정기는 상기 케미컬과 함께 상기 교반조(1) 내로 공급된 불활성 가스를 외부로 배기하는 배기배관(29)의 일부로서 역할을 하도록 사용될 수 있다.

그리고, 두개의 케미컬양측정기(33,35)는 상기 설명된 역할을 분담하고, 교대로 역할을 바꾸면서 1종류의 케미컬은 물론 서로 다른 2종류의 케미컬을 상기 교반조(1)로 공급할 수 있게 된다.

도 3b는 본 발명의 두종류의 케미컬 혼합액 공급하기 위한 방법을 보여주는 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 종류의 케미컬을 다양한 혼합비율로 혼합하여 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하기 위하여 각 단계들을 갖는다.

도 2b와 도 3b를 참조하여, 서로 다른 종류의 케미컬을 다양한 혼합비율로 혼합하여 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하는 구체적인 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상술된 제 1실시예의 물공급단계(ST100)와 동일한 방법으로 교반조(1) 내에 소정량의 물을 공급하여 채우는 물공급단계(ST100)가 진행된다.

또한 계속해서, 도시되지 않은 외부의 제 1케미컬공급처로부터 소정량의 제 1케미컬을 제 1케미컬양측정기(33)에 공급하는 제 1케미컬공급단계(ST200a)가 진행된다.

상기 제 1케미컬공급단계(ST200a)를 위해서는, 제 1케미컬공급밸브(11a)의 화살표 1번방향을 소정시간 열어 제 1케미컬이 상기 제 1케미컬양측정기(33)에 소정량 채워지게 한다.

이후, 상기 제 1케미컬공급밸브(11a)는 원래대로 1번방향을 닫아 제 1케미컬의 공급을 중단한다.

또한, 상기 제 1케미컬공급단계(ST200a) 후, 상기 제 1케미컬양측정기(33)에 불활성가스를 주입하여 상기 제 1케미컬을 교반조(1) 내로 가압이송하는 제 1케미컬이송단계(ST300a)가 진행된다.

이를 위해서, 제 1이송용가스공급밸브(15a)에서 닫혀 있는 1번방향을 열면, 도시되지 않은 이송용가스공급처로부터 상기 제 1케미컬양측정기(33)로 불활성가스가 공급된다.

이에 따라, 상기 제 1케미컬양측정기(33)에 공급되는 상기 불활성가스의 압력으로 상기 제 1케미컬양측정기(33)에 채워져 있던 상기 제 1케미컬이 이송되어 상기 교반조(1) 내로 공급된다.

이때, 상기 교반조(1) 내에 상기 제 1케미컬과 함께 주입되는 불활성가스는 제 2케미컬공급밸브(11b)와 제 2이송용가스공급밸브(15b)가 2번방향으로 열려 있는 상태에서 배기배관(29b)을 통해 배기된다.

이와 같이, 상기 제 1케미컬이 상기 교반조(1)로 원활하게 이송되면, 이후, 상기 제 1이송용가스공급밸브(15a)에서 1번방향을 닫아 이송을 위한 불활성가스의 공급을 중단한다.

계속해서, 상기 제 1케미컬공급단계(ST200a)와 제 1케미컬이송단계(ST300a) 후, 도시되지 않은 외부의 제 2케미컬공급처로부터 소정량의 제 2케미컬을 제 2케미컬양측정기(35)에 공급하는 제 2케미컬공급단계(ST200b)가 진행된다.

상기 제 2케미컬공급단계(ST200b)를 위해서는, 제 2케미컬공급밸브(11b)의 화살표 1번방향을 소정시간 열어 제 2케미컬이 상기 제 2케미컬양측정기(35)에 소정량 채워지게 한다.

이후, 상기 제 2케미컬공급밸브(11b)는 원래대로 1번방향을 닫아서 제 2케미컬공급을 중단한다.

또한, 상기 제 2케미컬공급단계(ST200b) 후, 상기 제 2케미컬양측정기(35)에 불활성가스를 주입하여 상기 제 2케미컬을 교반조(1) 내로 가압이송하는 제 2케미컬이송단계(ST300b)가 진행된다.

이를 위해서, 제 2이송용가스공급밸브(15b)를 닫혀 있는 1번방향에서 열면, 도시되지 않은 이송용가스공급처로부터 상기 제 2케미컬양측정기(35)로 불활성가스가 공급된다.

이에 따라, 상기 제 2케미컬양측정기(35)에 공급되는 상기 불활성가스의 압력으로 상기 제 2케미컬양측정기(35)에 채워져 있던 상기 제 2케미컬이 이송되어 상기 교반조(1) 내로 공급된다.

이때, 상기 교반조(1) 내에 상기 제 2케미컬과 함께 공급되는 불활성가스는 제 1케미컬공급밸브(11a)와 제 1이송용가스공급밸브(15a)가 2번방향으로 열려 있는 상태에서 배기배관(29a)을 통해 배기된다.

이와 같이, 상기 제 2케미컬이 상기 교반조(1)로 원활하게 이송되면, 이후, 상기 제 2이송용가스공급밸브(15b)에서 1번방향을 닫아 이송을 위한 불활성가스의 공급을 중단한다.

이와 같은 단계들을 진행하여, 상기 교반조(1)에 공급되는 상기 물과 제 1케미컬과 제 2케미컬의 양을 조절하여 다양한 비율로 상기 교반조(1)에 공급할 수 있게 된다.

이후, 상기 교반조(1)의 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 교반조(1) 내에 공급된 상기 물과 제 1케미컬과 제 2케미컬을 균일하게 혼합하는 케미컬혼합단계(ST400)가 진행된다.

이를 위해서, 상술된 실시예에서와 마찬가지로 상기 교반조(1) 하부에 위치한 와류발생용가스공급밸브(19)를 1, 2회 여닫으면, 불활성가스가 상기 교반조(1) 내의 하부에서 분사되고, 액체 속에서 상승하는 불활성가스가 일부만 혼합된 상태에 있는 물과 2종류의 케미컬에 강하게 와류를 발생시킨다.

이로써, 상기 물과 2종류의 케미컬이 순간적으로 균일하게 혼합된다.

한편 이때, 와류발생을 위해 상기 교반조(1)로 공급된 불활성가스는 2번방향에서 열려 있는 상기 제 1이송용가스공급밸브(15a)와 제 2이송용가스공급밸브(15b)를 거쳐서 상기 배기배관(29a,29b)을 통하여 배기된다.

또한, 상기 케미컬혼합단계(ST400) 후, 상기 상기 교반조(1) 내로 이송용의 불활성가스를 주입하여, 상기 교반조(1) 내에서 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액을 외부에 위치한 도시되지 않은 식각 또는 세정장비로 가압이송하는 혼합액공급단계(ST500)가 진행된다.

이를 위해서는, 상기 제 1이송용가스공급밸브(15a)와 제 2이송용가스공급밸브(15b)를 닫혀 있는 1번방향에서 동시에 연다.

이와 동시에, 닫혀 있는 혼합액공급밸브(23)를 연다.

이렇게 되면, 상기 교반조(1)로 불활성가스가 공급되면서, 상기 교반조(1) 내부의 압력이 증가하여 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액이 혼합액공급배관 (21)을 통해 외부에 위치한 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비로 가압이송된다.

이후, 상기 케미컬 혼합액이 상기 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 모두 공급되면, 혼합액공급수단(40)의 혼합액공급밸브(23)를 닫고, 상기 제 1이송용가스공급밸브(15a)와 제 2이송용가스공급밸브(15b)의 1번방향에서 닫아 불활성가스의 공급을 중단한다.

한편, 상기 교반조(1) 내의 액체를 외부로 배출할 필요가 있는 경우, 상기 혼합액공급단계(ST500)에서, 닫혀 있는 상기 혼합액공급밸브(23)를 여는 대신 배수밸브(27)의 1번방향에서 열면 상기 교반조(1) 내부의 액체가 외부로 배출된다.

상기와 같은 단계로써, 서로 다른 2종류의 케미컬을 균일하게 혼합하고, 이를 필요로 하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 방식에 의하면, 상기 케미컬의 공급처와 케미컬의 종류와 케미컬양측정기를 단지 2개로 한정하지 않고, 더욱 다양한 종류의 케미컬을 혼합하여 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급할 수 있다.

이를 위해서는, 상기 변형실시예와 마찬가지로 케미컬공급단계(ST200)와 케미컬이송단계(ST300)를 케미컬의 종류만큼 반복수행하면 된다.

물론 이경우에, 작업자가 원하는 여러 종류의 케미컬을 케미컬공급처로부터 공급받고, 상기 케미컬의 종류에 맞추어 케미컬양측정기를 더욱 구비하며, 이에 따 라 배관과 3방향밸브를 부가적으로 설치하면 된다.

이에 대해서는, 2종류의 케미컬을 혼합하여 공급하는 변형실시예의 장치 및 방법과 대동소이하므로 자세한 설명은 생략하겠다.

이와 같이, 본 발명은 케미컬을 케미컬양측정기와 교반조에 공급하고, 이후, 교반조의 케미컬 혼합액을 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하는 데 가압이송용의 불활성가스를 사용하기 때문에 여러 개의 순환 및 이송용 펌프를 필요로 하지 않는다.

또한, 교반조 내에서 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위하여 상기 교반조의 하부에서 불활성가스를 주입하여 와류를 발생시키기 때문에 교반기를 필요로 하지 않는다.

그러므로, 본 발명은 상기와 같은 간단한 구성으로 부피를 대폭 축소하여 각각의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비 내에 바로 설치하여 사용할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은, 여러 종류의 케미컬을 상기 교반조 내로 공급하여 혼합할 수 있도록 구성되었기 때문에 반도체 웨이퍼 세정장비가 요구하는 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬 혼합액을 매우 용이하게 공급할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허등록청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치는 공급 및 순환용의 여러개의 펌프나 교반조 내에 설치되는 교반기와 교반기를 구동하는 모터가 없는 간단한 구성으로 부피를 대폭 줄일 수 있어서, 케미컬 혼합액을 필요로 하는 각각의 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비 내에 개별적으로 설치할 수 있게 된다.

또한, 교반조 내에 여러 종류의 케미컬을 용이하게 공급하고 다양한 비율로 혼합할 수 있기 때문에, 각기 다른 다양한 혼합비율과 종류의 케미컬 혼합액을 요구하는 각각의 반도체 식각 또는 세정장비에 신속하게 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

교반조와;

상기 교반조 내에 물을 공급하는 물공급수단과;

상기 교반조 내에 케미컬을 공급하는 케미컬공급수단과;

상기 교반조 내에 물과 케미컬이 공급되면, 공급된 물과 케미컬을 균일하게 혼합하기 위해, 상기 교반조 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 와류를 발생시키는 와류발생용가스공급수단과;

상기 교반조 내에 공급된 상기 불활성가스를 외부로 배기하는 배기수단과;

상기 교반조에서 균일하게 혼합된 상기 물과 케미컬의 혼합액을 식각 또는 세정장비로 공급하는 혼합액공급수단을 포함하여 구성되는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 케미컬공급수단은,

상기 교반조 내에 공급되는 케미컬의 양을 측정하는 케미컬양측정기와;

상기 케미컬양측정기와 외부의 케미컬공급처와 상기 교반조와 3방향 연결되어, 상기 케미컬공급처로부터 상기 케미컬양측정기로 케미컬을 공급하거나 상기 케미컬양측정기로부터 상기 교반조로 케미컬을 공급할 수 있도록, 전달되는 개폐신호에 의해 선택적으로 개폐되는 3방향밸브로 구성된 케미컬공급밸브를 포함하는 케미컬공급부와;

상기 케미컬양측정기와 외부의 이송용가스공급처와 배기구와 3방향 연결되어, 상기 케미컬양측정기로부터 배출되는 가스를 상기 배기구로 배기하거나 상기 이송용가스공급처로부터 상기 케미컬양측정기로 불활성가스를 주입할 수 있도록, 전달되는 개폐신호에 의해 선택적으로 개폐되는 3방향밸브로 구성된 이송용가스공급밸브를 구비하여 상기 케미컬양측정기에 소정량의 케미컬이 채워지면 상기 케미컬을 상기 교반조 내로 가압이송하는 이송용가스공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치
제 2항에 있어서,

상기 케미컬양측정기는 서로 다른 종류의 케미컬의 양을 측정할 수 있도록 2개 이상 구비하고,

상기 케미컬공급부는 상기 케미컬양측정기에 각각 연결되는 2개 이상의 케미컬공급밸브를 포함하며,

상기 이송용가스공급부는 상기 케미컬양측정기에 각각 연결되는 2개 이상의 이송용가스공급밸브를 구비하는 것을 특징으로 하여, 상기 교반조 내에 2종류 이상의 케미컬을 소정의 혼합비율로 공급 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급장치.
반도체 웨이퍼의 식각과 세정을 위해, 물과 케미컬을 혼합하고, 이를 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정장비에 공급하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼 합액 공급방법으로서,

교반조 내로 소정량의 물을 공급하여 채우는 물공급단계와;

외부의 케미컬공급처로부터 소정량의 케미컬을 케미컬양측정기에 공급하는 케미컬공급단계와;

상기 케미컬공급단계 후, 이송용가스공급부가 상기 케미컬양측정기에 불활성가스를 주입하여 상기 케미컬을 교반조 내로 가압이송하는 케미컬이송단계와;

상기 케미컬이송단계 후, 상기 교반조의 하부에서 내부로 불활성가스를 주입하여 교반조 내에 공급된 상기 물과 케미컬에 와류를 발생시켜 균일하게 혼합하는 케미컬혼합단계와;

상기 케미컬혼합단계 후, 상기 이송용가스공급부가 상기 교반조 내로 불활성가스를 주입하여, 상기 교반조 내에서 균일하게 혼합된 물과 케미컬의 혼합액을 외부에 위치한 식각 또는 세정장비로 가압이송하는 혼합액공급단계를 포함하여 구성되는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 혼합액 공급방법.
제 4항에 있어서,

상기 케미컬공급단계는, 2개 이상의 케미컬공급처로부터 서로 다른 종류의 케미컬을 2개 이상의 케미컬양측정기에 각각 공급하고,

상기 케미컬이송단계는, 상기 2개 이상의 케미컬양측정기에 불활성 가스를 주입하여 서로 다른 종류의 케미컬을 교반조 내로 가압이송하여 서로 다른 종류의 케미컬을 소정의 혼합비율로 혼합 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각 또는 세정용 케미컬 공급방법.