KR100880697B1 - 약액 공급 장치 및 그의 온도 조절 방법, 그리고 이를구비하는 반도체 제조 설비 - Google Patents

약액 공급 장치 및 그의 온도 조절 방법, 그리고 이를구비하는 반도체 제조 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하여 처리조로 혼합액을 공급하는 약액 공급 장치 및 그의 온도 조절 방법, 그리고 이를 구비하는 반도체 제조 설비에 관한 것이다. 약액 공급 장치는 약액들의 혼합 시, 열이 발생되는 예를 들어, 세정, 식각 공정에 사용되는 디에스피(DSP : Diluted Sulfate Peroxide) 약액의 온도를 조절하기 위하여, 혼합 탱크의 순환 라인에 상호 병렬로 배치되는 열교환기와 냉각기를 구비한다. 디에스피 약액은 복수 개의 약액들 예를 들어, 황산, 과산화수소수 및, 불산이 포함된 초순수가 혼합된다. 혼합액은 복수 개의 약액들이 혼합될 때, 발열되어 온도 조절에 따른 소요 시간이 증가된다. 따라서 본 발명의 약액 공급 장치는 저온의 디에스피 약액을 사용하기 위하여, 냉각기와 열교환기를 동시에 제어하여 혼합액의 온도를 조절함으로써, 온도 보정 시간을 단축시킬 수 있다.
Figure R1020070095169
반도체 제조 설비, 약액 공급 장치, DSP 약액, 열교환기, 냉각기, 혼합액

Description

약액 공급 장치 및 그의 온도 조절 방법, 그리고 이를 구비하는 반도체 제조 설비{CHEMICAL SUPPLY APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE THEREOF, AND SEMICONDUCTOR MANAUFACTURING EQUIPMENT WITH THE SAME}
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수 개의 약액들을 받아서 혼합하고, 발열되는 혼합액의 온도를 조절하여 처리조로 공급하는 약액 공급 장치 및 그의 온도 조절 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 복수 개의 약액들이 혼합되어 생성된 혼합액의 온도 조절을 위해 열교환기(heat exchanger) 및 냉각기(cooler)를 동시에 제어 가능한 약액 공급 장치를 구비하는 반도체 제조 설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 평판 디스플레이 제조 공정에서 반도체 기판 상에 잔존하는 파티클, 폴리머 등을 제거하거나, 불필요한 막질 등을 제거하기 위한 세정 공정, 식각 공정을 처리한다. 이러한 세정 공정, 식각 공정은 보통 솔벤트(solvent) 계열의 화학약품이나 SC-1(Standard Clean-1), DHF(Dilute Hydrofluoric Acid), BOE(LAL) 및, DSP(Diluted Sulfate Peroxide) 약액과 같은 혼합액 등을 이용한다. 이 중 디에스피(DSP) 약액은 예컨대, 황산(H2SO4), 과산화수 소수(H2O2), 그리고 불산(HF)이 혼합된 초순수(DIW)가 적정 비율로 혼합된다. 예를 들어, DSP 약액은 황산(H2SO4), 과산화수소수(H2O2) 및 초순수(DIW+HF)를 3 : 7 : 50의 비율로 혼합된다.
일반적으로 세정 공정, 식각 공정을 처리하는 반도체 제조 설비는 약액 공급 장치(Chemical Supply System unit: CSS)를 통해 공정을 처리하는 처리조로 다양한 약액들을 공급받는다. 이러한 약액 공급 장치는 복수 개의 약액들이 혼합된 혼합액의 원액을 공급하거나, 또는 복수 개의 약액 공급원으로 약액들을 공급받아서 혼합하고, 약액들의 혼합액을 공급한다. 후자의 경우, 약액 공급 장치는 적어도 하나의 혼합 탱크(mixing tank)를 이용하여, 복수 개의 약액들을 공급받고, 이들을 혼합하여 혼합액을 생성한다. 그러나 혼합 탱크에서 복수 개의 약액들이 혼합되어 혼합액이 생성될 때, 화학 반응에 의해 열이 발생되는 경우가 있다.
예를 들어, 약액 공급 장치는 DSP 약액을 생성하기 위하여, 복수 개의 약액들 즉, 황산(H2SO4), 과산화수소수(H2O2) 및, 불산(HF)이 혼합된 초순수(DIW)를 동시에 혼합 탱크로 공급하여 혼합한다. 이 때, 혼합 탱크에는 약액들의 혼합 시, 발열 현상으로 인해 고온의 DSP 약액이 생성된다. 그러나 세정 공정, 식각 공정에서는 상온(약 25 ℃)보다 낮은 온도(약 23 ℃)의 DSP 약액을 사용하므로, 약액들의 혼합에 의해 생성된 고온의 DSP 약액을 저온으로 냉각시켜야 한다.
이를 위해 약액 공급 장치는 일반적으로 혼합액의 온도 및 농도 등을 조절하기 위해 혼합액을 순환시키는 순환 라인에 열교환기를 구비한다. 열교환기는 가열 또는 냉각 처리가 가능한 고가의 제품이므로 약액 공급 장치의 제조 비용을 증가시 키고, 또한 혼합액의 온도를 조절하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 종래기술의 약액 공급 장치는 저온의 DSP 약액을 생성하기 위한 온도 보정 시간이 길어져서 약액 교환 등의 공정에 영향을 끼치게 되므로, 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 신속한 약액 교환이 가능하도록 열교환기와 냉각기를 동시에 제어하여 혼합액의 온도를 보정하는 약액 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 약액들이 혼합되어 생성되는 혼합액의 온도를 조절하는 약액 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 약액들이 혼합되어 생성되는 혼합액의 온도를 조절하는 적어도 하나의 약액 공급 장치를 구비하는 반도체 제조 설비를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 약액 공급 장치는 복수 개의 약액들을 혼합하여 생성된 혼합액을 처리조로 공급할 때, 발생되는 열에 의한 고온의 혼합액을 저온의 혼합액으로 온도 조절하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 약액 공급 장치는 혼합액의 온도 보정에 따른 소요 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 약액 공급 장치는, 복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 처리조로 공급하는 적어도 하나의 혼합 탱크와; 상기 혼합 탱크의 상기 혼합액을 순환시키는 순환 라인과; 상기 순환 라인에 설치되어 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 열교환기와; 상기 순환 라인에 분기되어 상기 열교환기와 병렬로 배치되고, 상기 혼합액을 냉각시키는 냉각기 및; 공정 처리에 적합한 온도의 상기 혼 합액을 상기 처리조로 공급하도록 상기 열교환기 및 상기 냉각기를 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 제어부를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 제어부는; 상기 약액들이 혼합될 때, 상기 혼합액이 발열되면, 상기 냉각기 및 상기 열교환기를 동시에 제어하여 상기 혼합액을 저온으로 조절한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 디에스피 약액이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 혼합 탱크로 복수 개의 약액들을 공급하여 상기 혼합 탱크로부터 처리조로 혼합액을 공급하는 약액 공급 장치에서, 상기 혼합액의 온도 조절 방법이 제공된다. 이 방법에 의하면, 상기 혼합액을 공정에 적합한 온도로 가열 또는 냉각시켜서 상기 혼합 탱크로 순환하되, 상기 약액들이 혼합될 때, 상기 혼합액이 발열되면, 상기 혼합 탱크의 순환 라인에 상호 병렬로 배치된 냉각기 및 열교환기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절한다.
한 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 방법은; 상기 혼합액이 발열되지 않는 경우이면, 상기 열교환기를 이용하여 상기 혼합액의 온도를 조절한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 온도 조절 방법은; 상기 혼합액을 가열하는 경우, 상기 열교환기를 이용하여 상기 혼합액의 온도를 조절한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 발열되는 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 디에스피 약액이다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 복수 개의 약액들이 혼합되어 생성되는 혼합액의 온도를 조절하는 적어도 하나의 약액 공급 장치를 구비하는 반도체 제조 설비가 제공된다.
이와 같은 본 발명의 반도체 제조 설비는, 공정을 처리하는 처리조와; 복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하고, 상기 약액들의 혼합액을 순환하는 제 1 순환 라인에 상호 병렬로 배치되는 제 1 열교환기 및 냉각기를 구비하여, 상기 혼합액의 온도를 조절하여 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 1 약액 공급 장치 및; 상기 혼합액들 중 약액들의 혼합시 열이 발생되는 경우, 상기 처리조에서 상기 혼합액을 저온으로 사용하면, 상기 제 1 열교환기 및 상기 냉각기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 제어부를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 반도체 제조 설비는; 복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하고, 상기 약액들의 혼합액을 순환하는 제 2 순환 라인에 제 2 열교환기를 구비하여, 상기 혼합액의 온도를 조절하여 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 2 약액 공급 장치를 더 포함하되; 상기 제어부는 상기 제 2 열교환기를 제어하여 상기 혼합액을 가열 또는 냉각시킨다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 약액 공급 장치는; 복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 1의 혼합 탱크와; 밸브를 구비하는 제 1 분기 라인과 상기 제 1 분기 라인에 병렬로 연결되는 제 2 분기 라인을 포함하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 분기 라인 또는 상기 제 2 분기 라인을 통해 상기 제 1의 혼합 탱크들 각각으로 상기 혼합액을 순환시키 는 상기 제 1 순환 라인과; 상기 제 1 분기 라인에 설치되고 상기 혼합액을 냉각시키는 상기 냉각기 및; 상기 냉각기와 병렬로 배치되도록 상기 제 2 분기 라인에 설치되고, 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 상기 제 1 열교환기를 포함하되; 상기 제어부는 상기 약액들의 혼합시 생성되는 상기 혼합액이 열을 발생하는 경우이면, 상기 밸브를 개방시켜서 상기 제 1 및 상기 제 2 분기 라인으로 상기 혼합액을 동시에 흐르도록 하고, 상기 제 1 열교환기 및 상기 냉각기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제 2 약액 공급 장치는; 복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 2의 혼합 탱크와; 상기 제 2의 혼합 탱크들로 상기 혼합액을 순환시키는 상기 제 2 순환 라인과; 상기 제 2 순환 라인에 설치되고 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 상기 제 2 열교환기를 포함하되; 상기 제어부는 상기 제 2 열교환기를 제어하여 상기 혼합액을 가열 또는 냉각시킨다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 발열되는 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 디에스피 약액이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 약액 공급 장치는 혼합액의 순환 라인에 열교환기와 냉각기를 병렬로 배치하고 동시에 제어함으로써, 복수 개의 약액들에 의해 생성된 혼합액의 온도 조절이 신속하게 처리 가능하다.
따라서 본 발명의 약액 공급 장치는 복수 개의 약액들이 혼합될 때 생성되는 고온의 혼합액을 온도 보정하기 위한 소요 시간을 단축시킴으로써, 약액 교환에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 약액 공급 장치를 구비하는 반도체 제조 설비는 복수 개의 약액들의 혼합에 의해 생성된 혼합액의 온도를 신속하게 조절하여 처리조로 공급함으로써, 설비의 생산성이 증가될 수 있다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 설비(100)는 반도체 기판(W)이 로딩되어 예컨대, 세정 공정, 식각 공정 등을 처리하는 적어도 하나의 처리조(104)와, 복수 개의 약액들을 공급받아서 처리조(104)로 약액들의 혼합액을 공급하는 적어도 하나의 약액 공급 장치(110, 150) 및, 처리조(104)로 공급되는 약액의 온도를 조절하기 위해 약액 공급 장치들을 제어하는 제어부(102)를 포함한다.
반도체 제조 설비(100)는 제 1 및 제 2 약액 공급 장치(110, 150)들을 포함한다. 예컨대, 제 1 약액 공급 장치(110)는 복수 개의 약액들을 공급받아서 약액들이 혼합될 때, 열이 발생되는 경우의 혼합액을 제 1 공급 라인(106)을 통해 처리조(104)로 공급하고, 제 2 약액 공급 장치(150)는 발열되지 않는 경우의 혼합액을 제 2 공급 라인(108)을 통해 처리조로 공급한다. 이를 위해 제 1 약액 공급 장치(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 순환 라인(132)에 제 1 열교환기(144)와 냉각기(140)를 병렬로 배치하고 동시에 이들을 제어하여 신속히 혼합액의 온도를 조절한다. 이 실시예에서는 제 1 및 제 2 약액 공급 장치(110, 150)를 각각 하나씩 구비하고 있으나, 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 적어도 하나의 제 1 약액 공급 장치(110)만을 구비하거나, 제 1 및 제 2 약액 공급 장치(110, 150) 각각을 복수 개로 구비하는 등 다양하게 변형 가능하다. 또 반도체 제조 설비(100)는 제 1 약액 공급 장치(110)를 이용하여 복수 개의 약액들의 혼합시 열이 발생되지 않는 경우에도 혼합액의 온도를 조절하여 처리조(104)로 공급하는 것은 자명하다.
그리고 제어부(102)는 예를 들어, 컨트롤러(controller), 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC) 또는 퍼스널 컴퓨터(PC) 등으로 구비되어 반도체 제조 설비(100)의 제반 동작을 제어한다. 제어부(102)는 제 1 및 제 2 약액 공급 장치(110, 150)들의 구성 요소(예를 들어, 밸브, 펌프, 냉각기 및 열교환기 등)들과 전기적으로 연결되어, 공정 처리에 대응하여 구성 요소들의 동작을 제어한다. 또, 제어부(102)는 제 1 약액 공급 장치(110)가 약액들의 혼합 시, 발생되는 열에 의해 혼합액의 온도가 상승되므로, 제 1 열교환기(144) 및 냉각기(140)를 동시에 제어하여 신속히 혼합액 의 온도를 하강시킨다.
따라서 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 적어도 하나의 약액 공급 장치(110, 150)를 구비하여, 복수 개의 약액들이 혼합될 때, 열이 발생되는 경우, 열교환기(144) 및 냉각기(140)를 동시에 제어하여 고온의 혼합액의 온도를 신속하게 조절한다.
구체적으로, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 제 1 및 제 2 약액 공급 장치의 구성을 각각 도시한 도면들이다.
도 2를 참조하면, 제 1 약액 공급 장치(110)는 복수 개의 약액 공급원(미도시됨)과 적어도 하나의 처리조(도 1의 104) 사이에 배치되어, 세정, 식각 공정을 처리하는 처리조(104)로 디에스피(DSP : Diluted Sulfate Peroxide) 약액을 공급한다. 이를 위해, 제 1 약액 공급 장치(110)는 복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하고, 약액들의 혼합액 예를 들어, DSP 약액을 처리조(104)로 공급하는 복수 개의 혼합 탱크(120, 130)와, 각각의 혼합 탱크(120, 130)와 공유되도록 연결되고, 각각의 혼합 탱크(120, 130)의 혼합액을 순환하는 제 1 순환 라인(132) 및, 혼합 탱크(120, 130)들과 연결되어 처리조(104)로 온도 조절된 혼합액을 공급하는 제 1 공급 라인(106)을 포함한다. 이러한 제 1 약액 공급 장치(110)는 각각의 혼합 탱크(120, 130)로 복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급 라인(112, 122)들과, 혼합 탱크(120, 130)들과 처리조(104) 사이에 설치되어 각각의 혼합 탱크(120, 130)로 혼합액을 회수하는 회수 라인(미도시됨) 및, 약액 공급 라인(112, 122)들에 설치되어 약액들의 유량을 조절하는 복수 개의 밸브(114 ~ 118, 124 ~ 128)들을 포함한다.
또 제 1 약액 공급 장치(110)는 복수 개의 혼합 탱크(120, 130)를 상호 교대로 사용하여 혼합액을 처리조(104)로 공급하거나 대기하여 혼합액의 공급을 원할하게 한다. 또 제 1 약액 공급 장치(110)는 제 1 순환 라인(132)의 일측에 농도계(미도시됨)를 설치하여 혼합액의 농도를 조절할 수 있다.
구체적으로 각각의 혼합 탱크(120, 130)는 DSP 약액을 처리조(104)로 공급하기 위하여, 복수 개의 약액들 예컨대, 황산(H2SO4), 과산화수소수(H2O2) 및, 불산(HF)이 포함된 초순수(DIW)를 공급받아서 혼합한다. 이 때, 약액들을 각각 공급하는 약액 공급 라인(112, 122)들 각각은 밸브(114 ~ 118, 124 ~ 128)가 설치되고, 밸브(114 ~ 118, 124 ~ 128)들은 제어부(102)의 제어를 받아서 약액의 공급량을 각각 조절한다.
제 1 순환 라인(132)은 혼합 탱크(120, 130)의 혼합액을 순환시키는 펌프(134)와 각각의 혼합 탱크(120, 130)들에 대응되어 설치되는 밸브(146, 148)들 사이에서 상호 병렬로 분기되는 제 1 및 제 2 분기 라인(136, 138)들을 포함한다. 제 1 분기 라인(136)은 제어부(102)의 제어를 받아서 개방되어 혼합액을 흐르도록 조절하는 밸브(142)와, 순환되는 혼합액의 온도 보정 시간을 단축시키기 위하여 혼합액을 신속히 냉각시키는 냉각기(cooler)(140)가 설치되고, 제 2 분기 라인(138)은 혼합액을 가열 또는 냉각시키는 제 1 열교환기(heat exchanger)(144)가 설치된다.
그리고 제어부(102)는 제 1 분기 라인(136) 및/또는 제 2 분기 라인(138)으 로 혼합액을 흐르도록 밸브(142)의 개폐를 제어하고, 냉각기(140) 및/또는 제 1 열교환기(144)를 제어하여 혼합액의 온도를 조절한다. 예컨대, 제어부(102)는 혼합액이 생성될 때, 열이 발생되지 않는 경우, 밸브(142)를 폐쇄시켜서 제 2 분기 라인(138)으로 혼합액을 순환시키고, 제 1 열교환기(144)를 이용하여 혼합액의 온도를 조절한다. 또 제어부(102)는 혼합액이 생성될 때, 열이 발생되는 경우, 혼합액을 저온으로 온도를 조절하기 위하여, 제 1 열교환기(144) 및 냉각기(140)를 동시에 제어하여 온도를 조절한다. 예를 들어, 혼합액이 DSP 약액인 경우, 밸브(142)를 개방시켜서 동시에 제 1 및 제 2 분기 라인(136, 138)으로 혼합액을 순환시키고, 제 1 열교환기(144) 및 냉각기(140)를 동시에 제어하여 혼합액을 신속히 냉각시킨다. 이는 냉각기(140)가 제 1 열교환기(144)보다 가격이 저렴하고, 급속으로 냉각 가능하므로, 온도 보정에 따른 소요 시간이 단축되고, 이로 인해 약액 교환시 소요 시간이 단축된다.
따라서 제 1 약액 공급 장치(110)는 복수 개의 약액들 예를 들어, 황산, 과산화수소수 및, 불산이 포함된 초순수를 혼합한 DSP 약액과 같이, 혼합 시 열이 발생되는 혼합액을 처리조(104)로 공급하는 경우, 혼합액의 온도를 조절하기 위하여 제 1 순환 라인(132)의 제 1 및 제 2 분기 라인(136, 138)의 냉각기(140)와 제 1 열교환기(144)를 동시에 사용하도록 제어한다.
그리고 도 3을 참조하면, 제 2 약액 공급 장치(150)는 제 1 약액 공급 장치(110)와는 다른 구성의 제 2 순환 라인(172)을 포함한다. 그리고 제 2 약액 공급 장치(150)는 다른 구성 요소들은 제 1 약액 공급 장치(110)와 동일하다.
즉, 제 2 약액 공급 장치(150)는 복수 개의 혼합 탱크(160, 170)들을 구비한다. 제 2 약액 공급 장치(150)는 각각의 혼합 탱크(160, 170)에 복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급 라인(152, 162)들과, 혼합 탱크(160, 170)들 각각의 혼합액을 순환하여 온도를 조절하는 제 2 순환 라인(172)과, 혼합 탱크(160, 170)들과 처리조(104) 사이에서 혼합 탱크(160, 170)들로 혼합액을 회수하는 회수 라인(미도시됨)과, 혼합 탱크(160, 170)들과 연결되어 처리조(104)로 혼합액을 공급하는 제 2 공급 라인(108) 및, 각 라인(152, 162, 172)들에 설치되는 복수 개의 밸브(154 ~ 158, 164 ~ 168, 180, 182)들을 포함한다.
각각의 혼합 탱크(160, 170)는 복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합한다. 이 때, 열이 발생되지 않는 혼합액을 생성하여 제 2 공급 라인(108)을 통해 처리조(104)로 공급한다. 제 2 순환 라인(172)은 각각의 혼합 탱크(160, 170) 내의 혼합액을 순환시키고, 제어부(102)의 제어를 받아서 공정 레시피에 설정된 온도 조건을 만족하는 혼합액을 생성한다. 예컨대, 제 2 순환 라인(172)은 혼합 탱크(160, 170)들에 공유되도록 배치되고, 각 혼합 탱크(160, 170)의 혼합액을 순환시키는 펌프(174)와, 제어부(102)의 제어를 받아서 혼합액을 가열 또는 냉각시키는 제 2 열교환기(176) 및, 각 혼합 탱크(160, 170)에 대응하는 혼합액을 순환하도록 개폐되는 복수 개의 밸브(180, 182)들을 구비한다.
따라서 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 복수 개의 약액들을 받아서 혼합할 때, 발열 현상으로 인하여 생성된 혼합액의 온도를 조절하기 위하여 제 1 열교환기(144) 및 냉각기(140)를 동시에 제어함으로써, 온도 보정 및 약액 교환 시간을 단축시킨다.
계속해서 도 4는 본 발명에 따른 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 수순을 도시한 흐름도이고, 도 5는 도 4에 도시된 혼합액의 온도 조절 루틴의 처리 수순을 도시한 흐름도이다. 여기서 공정에 사용되는 저온의 혼합액은 세정, 식각 공정을 처리하기 위한 DSP 약액으로, 황산(H2SO4), 과산화수소수(H2O2) 및, 불산(HF)이 희석된 초순수(DIW)의 혼합에 의해 생성된다.
도 4를 참조하면, 단계 S200에서 밸브(114 ~ 118, 124 ~ 128)가 설치된 복수 개의 약액 공급 라인(112, 122)을 통해 적어도 하나의 혼합 탱크(120, 130)로 약액들을 공급한다.
단계 S210에서 혼합 탱크(120, 130)에서 약액들을 혼합하고, 약액들의 혼합액을 제 1 순환 라인(132)을 통해 순환한다. 단계 S220에서 혼합액을 공정 조건에 적합한 온도로 조절하는 온도 조절 루틴을 처리한다.
구체적으로 도 5를 참조하면, 온도 조절 루틴(S220)은 단계 S222에서 혼합액을 가열 또는 냉각시킬지를 판별한다. 판별 결과, 혼합액을 가열하는 경우에는 단계 S230으로 진행하여 밸브(142)를 폐쇄시켜서 제 2 분기 라인(138)으로 혼합액을 흐르도록 하고 제 1 열교환기(144)로 혼합액을 가열한 후, 단계 S228로 진행한다. 그리고 혼합액을 냉각하는 경우에는 단계 S224로 진행한다.
즉, 단계 S224에서 냉각될 혼합액이 혼합시 열이 발생되는 혼합액 예컨대, DSP 약액인지를 판별한다. 혼합액이 DSP 약액이면 단계 S226으로 진행하여 밸브(142)를 개방시켜서 제 1 및 제 2 분기 라인(136, 138)으로 혼합액이 동시에 흐르도록 하고, 냉각기(140) 및 제 1 열교환기(144)를 동시에 제어하여 혼합액을 냉각시킨 후, 단계 S228로 진행한다. 그리고 혼합액이 DSP 약액이 아니면, 단계 S232로 진행하여 밸브(142)를 폐쇄시켜서 제 2 분기 라인(138)으로 혼합액을 흐르도록 하고, 제 1 열교환기(144)로 혼합액을 냉각시키고 단계 S228로 진행한다.
이어서 단계 S228에서 온도 보정된 혼합액을 해당 혼합 탱크(120, 130)로 순환시킨다.
다시 도 4를 참조하면, 단계 S220에서 온도 조절 루틴이 처리 완료되면, 단계 S240에서 공정에 적합한 온도로 보정되었는지를 판별하고, 공정에 적합한 온도이면 단계 S250으로 진행하여 처리조(104)로 혼합액을 공급하고, 그렇지 않으면 단계 S220으로 진행하여 혼합액의 온도를 재보정한다.
이 실시예의 반도체 제조 설비(100)는 약액들의 혼합 시 발열된 혼합액을 처리조(104)로 공급하기 위하여, 제 1 약액 공급 장치(110)의 처리 수순을 이용하여 설명하였으나, 약액들의 혼합시 열이 발생되지 않거나, 고온의 혼합액을 사용하는 경우에는 제 1 및 제 2 약액 공급 장치(110, 150)를 각각 이용하여 혼합액의 온도를 조절 가능하다.
이상에서, 본 발명에 따른 약액 공급 장치 및 이를 구비하는 반도체 제조 설비의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 제 1 약액 공급 장치의 구성을 도시한 도면;
도 3은 도 1에 도시된 제 2 약액 공급 장치의 구성을 도시한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 수순을 도시한 흐름도; 그리고
도 5는 도 4에 도시된 온도 조절 루틴의 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 설비 102 : 제어부
104 : 처리조 106, 108 : 혼합액 공급 라인
110, 150 : 약액 공급 장치 112, 122, 152, 162 : 약액 공급 라인
114 ~ 118, 124 ~ 128, 154 ~ 158, 164 ~ 168 : 밸브
120, 130, 160, 170 : 혼합 탱크 132, 172 : 순환 라인
134, 174 : 펌프 136, 138 : 분기 라인
140 : 냉각기 142, 146, 148, 180, 182 : 밸브
144, 176 : 열교환기

Claims (12)

  1. 약액 공급 장치에 있어서:
    복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 처리조로 공급하는 적어도 하나의 혼합 탱크와;
    상기 혼합 탱크의 상기 혼합액을 순환시키는 순환 라인과;
    상기 순환 라인에 설치되어 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 열교환기와;
    상기 순환 라인에 분기되어 상기 열교환기와 병렬로 배치되고, 상기 혼합액을 냉각시키는 냉각기 및;
    상기 혼합액을 상기 처리조로 공급하도록 상기 열교환기 및 상기 냉각기 중 적어도 하나를 선택적으로 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는;
    상기 약액들이 혼합될 때, 상기 혼합액이 발열되면, 상기 냉각기 및 상기 열교환기를 동시에 제어하여 상기 혼합액을 저온으로 조절하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 DSP(Diluted Sulfate Peroxide) 약액인 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  4. 적어도 하나의 혼합 탱크로 복수 개의 약액들을 공급하여 상기 혼합 탱크로부터 처리조로 상기 약액들의 혼합액을 공급하는 약액 공급 장치에서, 상기 혼합액의 온도 조절 방법에 있어서:
    상기 혼합 탱크의 순환 라인에 상호 병렬로 배치된 열교환기 및 냉각기를 구비하고, 상기 열교환기 및 상기 냉각기 중 적어도 하나를 선택하여 상기 혼합액을 의 온도를 조절하여 상기 혼합 탱크로 순환하되, 상기 약액들이 혼합될 때, 상기 혼합액이 발열되면, 상기 열교환기 및 상기 냉각기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 조절 방법은;
    상기 혼합액이 발열되지 않는 경우이면, 상기 열교환기를 이용하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 온도 조절 방법은;
    상기 혼합액을 가열하는 경우, 상기 열교환기를 이용하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 발열되는 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 DSP(Diluted Sulfate Peroxide) 약액인 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치의 혼합액 온도 조절 방법.
  8. 반도체 제조 설비에 있어서:
    공정을 처리하는 처리조와;
    복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하고, 상기 약액들의 혼합액을 순환하는 제 1 순환 라인에 상호 병렬로 배치되는 제 1 열교환기 및 냉각기를 구비하여, 상기 혼합액의 온도를 조절하여 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 1 약액 공급 장치 및;
    상기 혼합액들 중 약액들의 혼합시 열이 발생되는 경우, 상기 처리조에서 상기 혼합액을 저온으로 사용하면, 상기 제 1 열교환기 및 상기 냉각기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체 제조 설비는;
    복수 개의 약액들을 공급받아서 혼합하고, 상기 약액들의 혼합액을 순환하는 제 2 순환 라인에 제 2 열교환기를 구비하여, 상기 혼합액의 온도를 조절하여 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 2 약액 공급 장치를 더 포함하되;
    상기 제어부는 상기 제 2 열교환기를 제어하여 상기 혼합액을 가열 또는 냉각시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 약액 공급 장치는;
    복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 1의 혼합 탱크와;
    밸브를 구비하는 제 1 분기 라인과 상기 제 1 분기 라인에 병렬로 연결되는 제 2 분기 라인을 포함하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 분기 라인 또는 상기 제 2 분기 라인을 통해 상기 제 1의 혼합 탱크들 각각으로 상기 혼합액을 순환시키는 상기 제 1 순환 라인과;
    상기 제 1 분기 라인에 설치되고 상기 혼합액을 냉각시키는 상기 냉각기 및;
    상기 냉각기와 병렬로 배치되도록 상기 제 2 분기 라인에 설치되고, 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 상기 제 1 열교환기를 포함하되;
    상기 제어부는 상기 약액들의 혼합시 생성되는 상기 혼합액이 열을 발생하는 경우이면, 상기 밸브를 개방시켜서 상기 제 1 및 상기 제 2 분기 라인으로 상기 혼 합액을 동시에 흐르도록 하고, 상기 제 1 열교환기 및 상기 냉각기를 동시에 제어하여 상기 혼합액의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 약액 공급 장치는;
    복수 개의 약액들을 공급받아서 상기 약액들의 혼합액을 상기 처리조로 공급하는 적어도 하나의 제 2의 혼합 탱크와;
    상기 제 2의 혼합 탱크들로 상기 혼합액을 순환시키는 상기 제 2 순환 라인과;
    상기 제 2 순환 라인에 설치되고 상기 혼합액을 가열 및 냉각시키는 상기 제 2 열교환기를 포함하되;
    상기 제어부는 상기 제 2 열교환기를 제어하여 상기 혼합액을 가열 또는 냉각시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 발열되는 혼합액은 세정 또는 식각 공정을 처리하는 DSP(Diluted Sulfate Peroxide) 약액인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
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