KR101343275B1 - 공정 유체 재순환을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

공정 유체 재순환을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 공정 장치의 배출구로부터 공정 유체를 재순환하기 위한 방법 및 장치. 공정 유체는 구리 상호접속부에서 전자이동을 방지하기 위해 반도체 공정 단계에서 사용되는 산성 코발트 용액 또는 비전착성 코발트 용액일 수 있다. 사용된 공정 유체를 장치 배출구로부터 수거하고 유체의 상태가 소정 범위 내일 경우 장치 입구로 다시 재순환시킨다. 그렇지 않으면, 사용된 공정 유체를 시스템에서 배출시킨다. 상기 시스템은 사용된 공정 유체의 일부가 시스템으로부터 주기적으로 배출되는 배출 및 공급 (bleed and feed) 방식으로 작동될 수도 있다.
반도체, 공정 유체, 재순환

Description

공정 유체 재순환을 위한 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Recycling Process Fluids}
관련 출원(들)의 상호-인용
본 출원은 2006년 4월 4일 출원된 미국 임시 특허 출원 일련 번호 제 60/789,404 호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 반도체 공정 장치로부터 공정 유체를 재순환하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 본 발명은 사용된 공정 유체의 상태를 기준으로 반도체 공정 장치로부터 사용된 공정 유체를 재순환 또는 배출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조는 200여 개 공정 단계를 수반할 수 있는 복잡한 공정이다. 각 단계가 궁극적으로 높은 수율의 반도체 장치를 수득하기 위한 적정 조건을 필요로 한다. 다수의 공정 단계는 특히, 제조 도중 장치의 표면 층을 부식, 세정, 노출, 피복 및 연마하기 위해 유체의 사용을 필요로 한다. 고순도의 유체 적용에서, 상기 유체(예, 플루오르화수소산, 황산, 수산화 암모늄, 과산화 수소 등)는 완성된 장치에서 결함을 방지하도록 미립자 및 금속 오염물이 실질적으로 없어야 한 다. 화학-기계적 연마 슬러리 응용에서, 슬러리(예, Semi-Sperse(R)-12, iCue(R) 5001, Klebosol(R) 1501, Cab-O-Sperse(R) SC-112 등)는 장치의 표면에 긁힘을 줄 수 있는 큰 입자가 없어야 한다. 더욱이, 제조 도중, 공정 변수 및 제조 중단시간을 최소화하기 위해 각종 단계를 수행하는 공정 장치에 안정하고 충분한 유체 공급이 있어야 한다.
반도체 제조자들이 더 작고 빠르며 신뢰성 있는 장치를 제조하기 위해 반도체를 위한 국제 기술 지침(ITRS, International Technology Roadmap for Semiconductors)과 연계하여 새로운 장치를 고안하면서, 새로운 제작의 문제점들이 나타나고 있다. 이러한 문제의 해결책은 종종 제작 공정에서 신규 또는 통상적이지 않은 유체의 사용을 필요로 한다. 그러한 문제의 한 예는 구리 상호접속부에서의 전자이동이다. 전자 이동은 전자가 전류의 방향에서 전류 밀도에 의해 결정된 속도로 금속 원자를 밀어 움직일 경우에 나타난다. 전자이동은 상호접속부의 약화, 높은 저항, 또는 라인 파열을 초래할 수 있다 (P. Singer, "The Advantages of Capping Copper with Cobalt," Semiconductor International, October 2005 참조).
구리 상호접속부에서 전자이동을 제거하기 위한 2 가지 공지 방법이 존재한다. 하나의 방법은 구리 표면에 먼저 팔라듐 활성화 층을 침착시킨 다음, 팔라듐과 반응하도록 비전착성 코발트 용액을 도입하여 팔라듐과 반응하여 팔라듐 상에 비전착성 코발트 텅스텐 포스파이드(CoWP) 층을 형성하는 것이다. 또 하나의 방법은 자가-활성화 공정을 이용하는 것으로, 이는 팔라듐의 침착을 필요로 하지 않는 다. 상기 방법에서는, 특히 코발트 및 산을 함유하는 복잡하고 불안정한 침착 유체를 구리에 직접 적용하여 구리 상에 코발트 덮개 층을 형성한다 (P. Singer, "The Advantages of Capping Copper with Cobalt," Semiconductor International, October 2005 참조). 상기 공정은 구리 상호접속부에서 전자이동의 문제 해결의 가망성을 보여주지만, 이들이 사용하는 코발트 용액은 특히 상기 용액을 매번 사용 후 폐기할 경우 고비용이다.
반도체 제조자들은 전통적으로, 주로 입자, 금속 및/또는 유체의 분해로부터 결과되는 재순환 유체 중 오염을 우려하여, 반도체 공정 유체를 회수하고 재순환하는 것에 소극적이었다. 더욱이, 어떤 유체는 반도체 장치에 의해 회수되도록 준비되기 전에 수행되어야 할 복잡한 일련의 작업(예, 증류, 흡착, 탄소 여과 등)을 필요로 한다. 이는 스펙을 벗어난 재순환된 유체로부터 결과되는 회수 및 재순환 장비 비용 및 잠재적인 제조 중단시간을 상기 공정 유체의 회수 및 재순환에 의해 얻는 이득에 비해 지나치게 중시한 것일 수 있다. 그러나, 고가의 통상적이지 않은 용액을 사용하게 됨에 따라 (예, 상기 언급된 코발트 용액), 반도체 공정 유체의 회수 및 재순환을 위한 방법과 장치에 대한 요구가 존재한다.
요약
하나의 국면에서, 본 발명은, 사용된 공정 유체가 배출구로부터 회수 라인으로 흐르도록, 반도체 공정 장치의 배출구로부터 사용된 공정 유체를 회수하고; 상기 회수 라인에 접속된 유체 센서를 이용하여 상기 사용된 공정 유체의 상태를 측정하고; 유체 센서로부터 상기 상태를 나타내는 신호를 제어기로 보내어 상기 신호 가 소정 범위 내에 있는지 결정하고; 상기 신호가 소정 범위 내일 경우 상기 사용된 공정 유체를 반도체 공정 장치로 재순환하거나, 상기 신호가 소정 범위 외에 있을 경우 상기 사용된 공정 유체의 적어도 일부를 시스템의 배출구로 전환하는 단계를 포함하는, 공정 유체의 재순환 방법을 제공한다.
또 하나의 국면에서, 본 발명은, 사용된 공정 유체를 회수하기 위해 반도체 공정 장치의 배출구에 접속된 회수 라인; 사용된 공정 유체의 상태를 측정하기 위해 상기 회수 라인에 접속된 유체 센서; 상기 회수 라인으로부터 상기 반도체 공정 장치의 입구로 상기 사용된 공정 유체를 재순환하기 위한 재순환 라인; 상기 회수 라인으로부터 상기 사용된 공정 유체를 수용하기 위한 입구를 갖는, 상기 재순환 라인에 위치한 탱크; 상기 유체 센서로부터 상태를 나타내는 신호를 수용하여 그 신호가 소정의 범위 내에 있는지 결정하도록 구성된 제어기 (상기 신호가 설정점 범위 내에 있을 경우 상기 제어기는 신호를 밸브에 보내어 상기 사용된 공정 유체를 탱크로 보내도록 구성되고, 상기 신호가 설정점 범위 외에 있을 경우 상기 제어기는 밸브에 신호를 보내어 상기 사용된 공정 유체를 상기 시스템 배출구로 보내도록 구성됨); 및 상기 탱크 및 상기 반도체 공정 장치의 입구에 접속된 유체 분배 수단을 포함하는, 반도체 공정 장치로부터 공정 유체를 재순환하기 위한 장치를 제공한다.
또 다른 국면에서, 산성 코발트 용액을 구리 상호접속부에 적용하여 구리 상호접속부에서 전자이동을 방지하도록 구성된 반도체 공정 장치; 및
사용된 산성 코발트 용액을 회수하기 위해 반도체 공정 장치의 배출구에 접속된 회수 라인; 사용된 산성 코발트 용액의 전도성을 측정하기 위해 상기 회수 라인에 접속된 전도성 프로브; 상기 회수 라인으로부터 상기 반도체 공정 장치의 입구로 상기 사용된 산성 코발트 용액을 재순환하기 위한 재순환 라인; 상기 회수 라인으로부터 상기 사용된 산성 코발트 용액을 수용하기 위한 입구를 갖는, 상기 재순환 라인에 위치한 탱크; 전도성을 나타내는 신호를 수용하고, 그 신호가 소정의 전도성 범위 내에 있는지 결정하도록 구성된 제어기 (상기 신호가 전도성 범위 내에 있을 경우 상기 제어기는 신호를 밸브에 보내어 상기 사용된 산성 코발트 용액을 탱크로 보내도록 구성되고, 상기 신호가 전도성 범위 외에 있을 경우 상기 제어기는 밸브에 신호를 보내어 상기 사용된 산성 코발트 용액을 상기 시스템 배출구로 보내도록 구성됨); 및 상기 탱크 및 상기 반도체 공정 장치의 입구에 접속된 유체 분배 수단을 포함하는 재순환 시스템을 포함하는,
산성 코발트 용액을 재순환하기 위한 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또 하나의 구현예의 개략도이다.
본 발명의 구현예를 도 1 및 도 2에 나타낸다. 본 발명은 반도체 공정 장치의 배출구로부터 회수된 사용된 공정 유체를 재순환하기 위한 시스템에 관한 것이다. 회수된 공정 유체는 상기 사용된 공정 유체의 상태가 소정의 범위 내에 있을 경우 상기 공정 장치의 입구로 다시 재순환되거나, 그렇지 않으면 상기 시스템으로부터 배출된다. 하나의 구현예에서, 본 발명은 사용된 공정 유체를 사용 지점(예, 반도체 공정 장치)로 공급하는 배합 및 분배 및 재순환 및 회수 시스템을 제공한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 적어도 2종의 유체를 배합하여 반도체 공정 유체를 형성하고, 상기 혼합물을 반도체 공정을 위해 충분한 압력으로 반도체 공정 장치에 분배하고, 상기 혼합물을 회수하고, 특정 변수에 근거하여, 상기 혼합물을 회수 또는 배출시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따르는 재순환 시스템(100)의 구현예를 나타낸다. 사용된 공정 유체는 하나 이상의 배출 라인(117a 및 117b)을 통해 장치(115)를 빠져나간다. 상기 유체는 중력에 의해 상기 장치를 빠져나가거나, 상기 장치(115)는 사용된 공정 유체를 하나 이상의 배출 라인(117a 및 117b)으로 보내기 위한 배출 펌프(sump pump)를 포함할 수 있다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 각각의 배출 라인은 밸브(129a 및 129b)에서 2 개의 별도 유동 경로(119 및 121)로 갈라진다. 그렇지 않으면, 상기 배출 라인(117a 및 117b)은 티자로 한데 접속되고, 이러한 형태로, 하나의 밸브(129a 또는 129b)만이 사용될 수도 있다; 상기 시스템의 작동은 2개 밸브 형태와 실질적으로 동일할 것이다. 사용된 공정 유체는 유동 경로(119)("회수 라인")를 통해 탱크(103)로 다시 흐름으로써 회수된다. 그러나, (후술하는 바와 같이) 특정의 조건이 존재할 경우에, 사용된 공정 유체는 배출 라인(121)으로 전환되어, 산-염기 중화 시스템과 같은 배출 시스템(123) 내로 흘러 들어갈 것이다. 상기 3-방향 밸브(129a 및 129b)는 상기 회수 라인(119) 또는 배출 라인(121)을 통한 사용된 공정 유체의 흐름을 선택적으로 전환하기 위해 사용될 수 있다.
도 1에 나타낸 것과 같이, 회수 라인(119)은 상기 회수 라인(119) 중 사용된 공정 유체의 상태를 모니터링하기 위해 센서(125)를 포함한다. 그렇지 않으면, 센서가 밸브(129a 및 129b)의 상류에서 각각의 배출 라인(117a 및 117b)에 위치할 수도 있다. 센서(125)는 바람직하게는 상기 사용된 공정 유체의 전도성을 모니터링하는 전도성 프로브이다. 그러나, pH 프로브, ORP 프로브, 농도계, 자동적정기 또는 굴절율 센서와 같은 여타 센서들이 사용될 수도 있다. 특히, 사용된 공정 유체를 모니터링하기 위해 회수 라인(119)에 센서의 조합이 설치될 수 있으며; 예를 들면, 전도성 프로브 및 농도계가 회수 라인(119)(또는 배출 라인 117a 및 117b)에 설치될 수 있다. 센서(125)는 상기 센서(125)로부터 신호 출력을 모니터링하는 제어기(127)(예, 프로그램가능한 논리 제어기)에 전기적으로 또는 무선으로 접속될 수 있다. 제어기(127)는 유동 제어기(109, 111), 펌프(113), 밸브(129a, 129b, 131)를 포함하는 시스템의 다른 요소들에 전기적으로, 무선으로 또는 압축공기에 의해 접속될 수도 있다.
펌프(113)(예, 왕복 펌프, 양의 변위 (positive displacement) 펌프, 풀무 펌프, 원심 펌프 등)는 공정 유체를 탱크(103)로부터 끌어내어 상기 공정 유체를 특정 압력에서 반도체 공정 장치(115)로 전달하도록 상기 재순환 라인(112)에 위치할 수 있다. 특히, 상기 탱크 내의 공정 유체는 상기 배출 라인(117)로부터의 사용된 공정 유체 및 라인(110)으로부터의 새로운 공정 유체의 혼합물일 수 있다. 장치(115)는 하나 이상의 분무 헤드를 포함할 수 있고, 시스템(100)의 재순환 라인(112)이 하나 이상의 장치에 공급하도록 구성될 수 있다. 상기 장치의 압력 요건은 약 5 내지 약 60 psi의 범위이다.
탱크(103)의 유체 수준이 낮을 경우, 제1 유동 제어기(109)는 제1 유체를 공급하고 제2 유동 제어기(111)는 제2 유체를 탱크(103)에 공급한다. 상기 제1 유동 제어기(109)는 제1 유체 공급 라인(101)에 접속된 한편, 상기 제2 유동 제어기(111)는 제2 유체 공급 라인(105)에 접속되어 있다. 상기 제1 유체는, 예를 들면 현장의 정수 플랜트에 의해 공급된, 가압된 탈이온수일 수 있다. 제1 유체는 또한 수산화 암모늄, 과산화 수소, 또는 임의의 가압된 원천에 의해 공급된 첨가제 또는 희석제일 수 있다. 제2 유체는 반도체 분무-헤드 장치에서 공정 단계를 위해 사용된 임의의 유체일 수 있다. 제2 유체는, 예를 들면 비오씨 에드워즈 사(BOC Edward™, Inc. Chemical Management Division (Chanhassen, MN))에 의해 제조되는 것들과 같은 벌크 유체 배합 및/또는 분배 시스템(107)에 의해 공급된 산성 코발트 용액일 수 있다. 상기 제2 유체는 또한 플루오르화 수소산, 황산, 수산화 암모늄, 과산화 수소 등, 또는 세미-스퍼스(Semi-Sperse)-12 ("SS-12"), 아이큐(iCue) 5001, 클레보솔 (Klebosol) 1501 ("K-1501"), 카보스퍼스(Cab-O-Sperse) SC-112 ("SC-112") 등의 유체일 수도 있다.
제1 및 제2 유체는 중량-근거 배합, 부피-근거 배합 및 유동 제어기 배합을 포함하는 여러 배합 기술의 하나를 이용하여 한데 배합될 수 있다. 중량-근거 배합의 예는 미국 특허 제 6,098,843 호; 6,269,975 호; 6,340,098 호 및 6,675,987 호에 기재되어 있다. 부피-근거 배합의 예는 미국 특허 제 5,632,960 호; 5,370,269 호; 5,490,611 호 및 5,803,599 호에 기재되어 있다. 도 1은 유동 제어기 배합을 이용하는 본 발명의 구현예를 나타내지만; 위에 나열된 중량-근거 또는 부피-근거 배합 기술이 여기에 기재된 유동 제어기 배합 기술을 대체할 수 있음에 주목해야 한다. 도 1은 제1 및 제2 유체의 유량이 유동 제어기(109 및 111)에 의해 각각 제어됨을 보여준다. 적합한 유동 제어기의 예는 비오씨 에드워즈 사에 의해 제조된 리퀴시스(LiquiSys™), 또는 엔티 인터내셔널 피엘씨 (NT International, PLC) 또는 엔테그리스 사(Entegris(R), Inc.)에 의해 제조된 여타 유동 제어기를 포함한다. 각 유체의 유량은 연동 펌프, 계량 밸브, 총체적 유량계 등에 의해 제어될 수도 있다. 탱크(103)는 예를 들면 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리비닐리딘 디플루오라이드 (PVDF) 또는 폴리에틸렌(PE)과 같은 비활성의 습윤 재료로 바람직하게 구성되며, 용량, 광학적, 또는 디지털 센서 또는 부하 셀과 같은 하나 이상의 수준 센서를 포함할 수 있다.
작동 도중, 시스템(100)은 유동 제어기(109 및 111)를 이용하여 각 유체의 유량을 제어함으로써 제1 유체 및 제2 유체의 혼합물을 형성한다. 예를 들면, 제2 유체는 상기 장치(115)에서의 반도체 공정에 앞서 탈이온수(즉, 본 실시예에서 제1 유체)로 10%까지 희석이 요구되는 진한 산성 코발트 용액일 수 있다. 따라서, 유동 제어기(111)는 코발트 용액의 유량을 10 ml/분으로 제어하는 한편, 유동 제어기(109)는 탈이온수의 유량을 100 ml/분으로 제어하여, 원하는 농도 또는 혼합비를 수득할 수 있다. 특히, 유체 혼합물이 언제나 상기 장치(115)를 위해 사용가능하도록, 상기 배합 속도는 펌프주입 속도를 능가해야 한다. 즉, 상기 제1 및 제2 유체의 유량은 장치(115)의 유량 요구량에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다.
바람직한 구현예에서는, 도 1에서와 같이, 유체 라인(101 및 105)이 탱크(103)의 상류에서 접속되어, 제1 및 제2 유체가 탱크에 개별적인 성분으로서 들어가는게 아니라, 탱크(103)로 들어갈 때 이미 조합되도록 한다. 시스템(100)은, 탱크(103)로 들어가기 전에 상기 두 유체가 충분히 혼합되는 것을 보장하기 위해 티(T)자의 하류에서 인-라인 정적 혼합물과 같은 혼합 장치를 포함할 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 상기 유체 라인(101 및 105)는 탱크(103)에 개별적으로 접속될 수 있고, 상기 유체의 혼합은 이 때 교반기 같은 혼합 장치를 통해서, 또는 교란을 통해 탱크에서 일어날 것이다.
더욱이, 또 다른 센서(예, 전도성 프로브, pH 프로브, ORP 프로브, 자동적정기 또는 굴절율 센서)가 탱크(103)에서 유체 혼합물의 특성을 모니터링하고, 신호를 제어기(127)로 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 자동적정기가 사용될 경우, 펌프가 시료를 탱크(103)로부터 (또는 탱크(103) 또는 펌프(112)로부터 바로 하류의 지점에서) 주기적으로 꺼내어 상기 자동적정기에 넣을 수 있다. 자동적정기는 이 때 상기 시료에 적정을 수행하여 유체 혼합물 중 성분(예, 과산화 수소)의 농도를 결정할 것이다. 상기 성분의 농도가 소정 범위 외에 있을 경우, 제어기(127)는 그 성분을 위한 공급 라인(101 또는 105) 상의 유동 제어기(109 또는 111)를 활성화하여 추가 부피의 상기 성분을 유체 혼합물에 가할 것이다. 시스템(100)은 또한 제어기(127)가 공급 라인(101 또는 105) 외의 가압된 라인으로부터 탱크 (103) 내로 상기 성분을 투입하기 위해 또 다른 장치에 신호를 보내도록 구성될 수 있다. 상기 구성에서, 가압된 라인은 배합 및/또는 분배 시스템에 의해서, 또는 유체를 드럼으로부터 꺼내는 소량 투여 또는 계량 펌프에 의해 공급될 수 있다.
시스템(100)은 또한 탱크(103)가 상기 탱크(103)에 충분한 부피의 유체 혼합물을 유지하고 상기 탱크(103)가 넘치거나 과압되는 것을 방지하기 위해 수준 센서(104)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 탱크(103)는 상기 탱크의 매우-낮은, 낮은, 높은 및 매우-높은 수준을 모니터링하기 위해 4 개의 용량 센서를 포함할 수 있다. 작동 도중, 상기 유체 혼합물은 펌프(113)에 의해 탱크(103)로부터 회수되고 상기 탱크는 1종 또는 2종의 원천으로부터 다시 채워진다. 탱크(103)는 라인(110)으로부터 새로운 유체 혼합물, 또는 라인(120)으로부터 사용된 공정 유체를 수용할 수 있다. 이후에 논의하는 바와 같이, 사용된 공정 유체는 회수 라인(119)을 통해 정상적으로 흘러 다시 탱크(103)로 들어갈 것이다. 그러나, 사용된 공정 유체는 또한 배출 라인(121)을 통해 시스템(100)으로부터 주기적으로 배출될 것이다. 즉, 탱크(103)의 유체 수준은 시간에 따라 감소할 것이다. 탱크(103)의 유체 수준이 낮은 설정점(예, 낮은 센서 또는 소정의 중량에 의해 결정된)에 도달할 때, 제어기(127)는 유동 제어기(109 및 111)를 활성화하여 새로운 유체 혼합물로 탱크(103)를 높은 설정점(예, 높은 센서 또는 소정의 중량에 의해 결정된)까지 다시 채울 것이다.
하나의 구현예에서는, 펌프(113)가 탱크(103)로부터 유체 혼합물을 회수하여, 반도체 공정 장치(115)와 같은 하나 이상의 사용 지점에, 소정의 압력(예, 전형적으로 약 5 내지 약 60 psi)으로 그것을 분배한다. 공정 후, 사용된 공정 유체는 장치 배출 라인(117a 또는 117b)을 통해 흐른다. 시스템(100)이 회수 방식으로 작동될 경우, 유체는 밸브(129a 또는 129b) 및 지나간 센서(125)의 통상적으로 개방된 포트를 통해 흐른다. 센서(125)는 사용된 공정 유체의 상태(예, 전도성, pH 등)를 모니터링하여 제어기(127)로 신호를 보낸다. 상기 신호가 소정의 범위 내일 경우, 상기 제어기는 밸브(131)를 그의 통상적으로 개방된 위치로 유지함으로써 상기 사용된 공정 유체가 탱크(103) 내로 흘러 들어가게 한다. 그러나, 상기 신호가 소정 범위 외에 있을 경우, 상기 사용된 공정 유체는 배출 라인(121) 및 제조 플랜트의 배출 시스템으로 전환된다. 유체가 회수될 경우, 이는 탱크(103) 내로 흘러들어가고 새로운 배합된 및/또는 사용-전 유체의 혼합물과 조합된다. 상기 혼합물은 그 후 펌프(113)를 통해 재순환되고 추가의 공정을 위해 장치(115)로 되돌려진다.
시스템이 배출 방식으로 작동될 경우, 사용된 공정 유체는 배출 라인(117a 또는 117b)을 통해서 및 밸브(129a 또는 129b)의 통상적으로 폐쇄된 포트를 통해서 배출 시스템(123)으로 흘러 들어갈 것이다. 이러한 방식은 장치 작업자가 상기 시스템(100)을 배출시키고 모든 회수된 유체를 제거하고자 할 경우에 유용할 수 있다. 뿐만 아니라, 시스템(100)은 탱크 (103) 내 유체 혼합물의 수준이 높은 수준에 도달해서 탱크(103)가 더 이상의 유체를 받아들일 수 없을 경우 배출 방식으로 들어갈 수 있다.
시스템(100)은 또한 배출 및 공급(bleed and feed) 방식으로 작동될 수도 있다. 이러한 방식의 도중, 제어기(127)는 주기적인 시간 간격을 두고 하나 이상의 밸브(129a, 129b 또는 131)를 활성화하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 제어기는 5 분마다 30 초 동안 밸브(129a 및 129b)를 활성화함으로써 사용된 공정 유체의 일부를 배출구(123)로 전환시키도록 구성될 수 있다. 유사하게는, 상기 제어기(127)는 밸브(131)를 주기적으로 활성화하여 시스템(100)으로부터 사용된 공정 유체를 배출시키도록 구성될 수도 있다. 시스템(100)은 또한 기계적 배출 및 공급을 갖도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 도 1에서, 후류 라인(예, 1/4 인치 관)이 사용된 공정 유체의 일부를 상기 배출 시스템(123)까지 연속적으로 흐르게 하는 오리피스(예, 0.100 인치 오리피스)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 배출 및 공급 작동은 또한 센서(125)로부터 수용된 신호에 근거하여, 유체의 측정된 상태(센서(125)에 의해 측정된)가 소정 범위 외에 있을 경우, 상기 제어기(127)는 밸브(131)(또는 밸브 129a 및 129b)를 활성화하여 사용된 공정 유체를 소정의 기간 동안 또는 상기 측정된 상태가 소정의 범위 내로 돌아올 때까지 배출 시스템(123)으로 전환시키도록 할 것이다.
시스템(100)은 온-라인 또는 필요-의존 방식으로 작동될 수 있다. 온-라인 방식으로 작동하는 경우, 펌프가 탱크(103)로부터 하나 이상의 사용 지점으로 유체 혼합물을 공급하고, 전술한 방식: 회수 방식, 배출 방식 및/또는 배출 및 공급 방식:의 하나를 이용하여 사용된 공정 유체를 연속적으로 회수 또는 배출시킨다. 필요-의존 방식에서, 상기 제어기(127)는 하나 이상의 사용 지점으로부터 필요 신호를 받아 펌프(113)를 활성화하여 상기 필요 신호를 받으면 유체 혼합물을 사용 지점으로 공급하도록 구성된다.
시스템(100)은 사용자 구성가능한 것임에 주목해야 한다. 제어기(127)는 사용자 또는 작업자가 원하는 작동 방식을 선택할 수 있는 사람-기계 인터페이스(HMI)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 하나의 구현예를 도 2에 나타낸다. 사용된 공정 유체는 하나 이상의 배출 라인(217a 및 217b)을 통해 장치(215)를 빠져나온다. 상기 유체는 중력에 의해 배출 라인(217a 및 217b)으로 들어가거나 장치(215)는 사용된 공정 유체를 배출 라인(217a 및 217b) 내로 보내기 위한 하나 이상의 배출 펌프를 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 구현예에서, 배출 라인(217a 및 217b)은 밸브(229a 및 229b)에서 2 개의 유동 경로(219 및 221)로 갈라진다. 그렇지 않으면, 배출 라인(217a 및 217b)는 티자로 되고, 이러한 형태로, 하나의 밸브(229a 또는 229b)만이 사용될 것이다; 시스템(200)의 작동은 2개 밸브 형태와 실질적으로 동일할 것이다. 사용된 공정 유체는 유동 경로(219)("회수 라인")를 통해 탱크(203)로 다시 흐름으로써 회수될 수 있다. 그러나, 특정의 조건이 존재할 경우에, 사용된 공정 유체는 배출 라인(221)으로 전환되어, 산-염기 중화 시스템과 같은 배출 시스템(223) 내로 흘러 들어갈 것이다. 상기 3-방향 밸브(229a 및 229b)는 상기 회수 라인(219) 또는 배출 라인(221)을 통해 사용된 공정 유체를 선택적으로 전환하도록 사용될 수 있다. 또 하나의 필터(226)가 상기 회수 라인(219)에 설치되어 공정으로부터 또는 공정 장치(215)를 통한 흐름으로부터 결과된 임의의 입자를 여과해낼 수 있다.
센서(225)가 회수 라인(219)에 설치되어 상기 라인(219) 중 사용된 공정 유체의 상태를 모니터링한다. 그렇지 않으면, 밸브(229a 및 229b)의 상류에 있는 각각의 배출 라인(217a 및 217b)에 센서가 설치될 수 있다. 센서(225)는 바람직하게는 전도성 프로브이나, pH 프로브, ORP 프로브, 농도계, 자동적정기 또는 굴절율 센서일 수도 있다. 특히, 유체의 상태를 모니터링하기 위해 회수 라인(219)에 다수의 센서가 설치될 수 있으며; 예를 들면, 전도성 프로브 및 농도계가 상기 회수 라인(219)에 설치될 수 있다. 센서(225)는 상기 센서(225)로부터의 출력 신호를 모니터링하는 제어기(227)(예, 프로그램가능한 논리 제어기)에 전기적으로 또는 무선으로 접속될 수 있다. 제어기(227)는 유동 제어기(209, 211), 펌프(213), 밸브(229a, 229b, 231 및 233)를 포함하는 시스템의 다른 요소들에 전기적으로, 무선으로 또는 압축공기에 의해 접속될 수도 있다.
시스템(200)은 유체를 탱크(203)로부터 끌어내어 상기 유체를 소정 압력에서 반도체 공정 장치(215)와 같은 하나 이상의 사용 지점에 전달하도록 펌프(113)(예, 왕복 펌프, 양의 변위 (positive displacement) 펌프, 풀무 펌프, 원심 펌프 등)를 포함한다. 특히, 장치(215)는 하나 이상의 분무 헤드를 포함하고, 시스템(200)의 펌프 분배 라인(212)이 하나 이상의 장치에 공급하도록 구성될 수 있다. 공정에 앞서 유체 혼합물을 여과하기 위해 필터(214)가 펌프 분배 라인(212)에 설치될 수 있다.
제1 및 제2 유체 공급 라인(201 및 205)이 탱크(203)에 제1 및 제2 유체를 각각 공급한다. 제1 유체(예, 가압된 탈이온수, 수산화 암모늄, 과산화 수소, 임의의 첨가제, 임의의 희석제 등)가 현장의 플랜트에 의해, 또는 임의의 가압된 원천에 의해 공급될 수 있다. 제2 유체(예, 산성 코발트 용액, 플루오르화 수소산, 황산, 수산화 암모늄, 과산화 수소 등, 또는 SS-12, 아이큐 5001, K-1501, SC-112 등의 유체)가 벌크 유체 배합 및/또는 분배 시스템에 의해 또는 임의의 가압된 원천에 의해 공급될 수 있다.
첫 번째 구현예에 관하여 언급된 것과 같이, 제1 및 제2 유체는 중량-근거 배합, 부피-근거 배합 및 유동 제어기 배합을 이용하여 배합될 수 있다. 이들 기술의 임의의 하나가 시스템(200)에 사용될 수 있지만, 도 2는 유동 제어기 배합을 이용하는 본 발명의 구현예를 나타낸다. 유동 제어기(209 및 211)가 공급 라인(201 및 205)에 각각 설치되어 제1 및 제2 유체의 유량을 제어한다. 그러나, 시스템(100)에 관하여 언급된 바와 같이, 유량 제어기 대신 연동 펌프, 계량 밸브, 총체적 유량계 등이 사용될 수도 있다. 탱크(203)는 비활성의 습윤 재료(예, PFA, PTFE, PVC, PVDF 또는 PE)로 바람직하게 구성되고, 용량, 광학적 또는 디지털 센서 또는 부하 셀과 같은 하나 이상의 수준 센서(204)를 포함할 수 있다.
작동 도중, 시스템(200)은 유동 제어기(209 및 211)를 이용하여 각 유체의 유량을 제어함으로써 제1 유체 및 제2 유체의 혼합물을 형성한다. 예를 들면, 제2 유체(예, 진한 산성 코발트 용액)는 상기 장치(215)에서의 반도체 공정에 앞서 제1 유체(예, 탈이온수)로 10%까지 희석이 요구될 수 있다. 따라서, 유동 제어기(211)는 상기 제2 유체의 유량을 10 ml/분으로 제어하는 한편, 유동 제어기(209)는 상기 제1 유체의 유량을 100 ml/분으로 제어하여, 원하는 농도 또는 혼합비를 수득할 수 있다. 특히, 유체 혼합물이 언제나 상기 장치를 위해 사용가능하도록, 상기 배합 속도는 펌프주입 속도를 능가해야 한다. 즉, 상기 제1 및 제2 유체의 유량은 장치(215)의 유량 요구량에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다.
바람직한 구현예에서는, 도 2에서와 같이, 유체 라인(201 및 205)이 탱크(203)의 상류에서 접속되어, 제1 및 제2 유체가 탱크(203)에 들어가기 전에 조합되도록 한다. 시스템(200)은, 탱크(203)로 들어가기 전에 상기 두 유체가 충분히 혼합되는 것을 보장하기 위해 티(T)자의 하류에서 인-라인 정적 혼합물과 같은 혼합 장치를 포함할 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 상기 유체 라인(201 및 205)은 탱크(203)에 개별적으로 접속되어, 상기 유체의 혼합이 교반기 같은 혼합 장치를 통해서, 또는 교란을 통해 탱크에서 일어나도록 할 수 있다.
더욱이, 또 다른 센서(예, 전도성 프로브, pH 프로브, ORP 프로브, 자동적정기 또는 굴절율 센서)가 탱크(203) 내부에서 유체 혼합물의 특성을 모니터링하여, 제어기(227)로 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 자동적정기가 사용될 경우, 펌프가 시료를 탱크(203)로부터 (또는 탱크(203) 또는 펌프(213)로부터 바로 하류의 지점에서) 주기적으로 꺼내어 상기 자동적정기에 넣을 수 있다. 자동적정기는 이 때 상기 시료에 적정을 수행하여 유체 혼합물 중 성분(예, 과산화 수소)의 농도를 결정할 것이다. 상기 성분의 농도가 소정 범위 외에 있을 경우, 제어기(227)는 그 성분을 위한 공급 라인(201 또는 205) 상의 유동 제어기(209 또는 211)를 활성화하여 추가 부피의 상기 성분을 유체 혼합물에 가할 것이다. 상기 제어기(227)는 또한 공급 라인(201 또는 205) 외의 가압된 라인으로부터 탱크 (203) 내로 원하는 성분을 투입하기 위해 또 다른 장치에 신호를 보내도록 구성될 수도 있다. 이러한 구성에서, 가압된 라인은 배합 및/또는 분배 시스템에 의해서, 또는 유체를 드럼으로부터 꺼내는 소량 투여 또는 계량 펌프에 의해 공급될 수 있다.
탱크(203)는 상기 탱크가 충분한 부피의 유체 혼합물을 유지하는 것을 보장하고 상기 탱크(203)가 넘치거나 과압되는 것을 방지하기 위해 수준 센서(204)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 탱크(203)는 상기 낮은 중량 및 높은 중량을 측정하기 위한 2 개의 부하 셀을 포함할 수 있다. 작동 도중, 상기 유체 혼합물은 펌프(213)에 의해 탱크(203)로부터 회수되고 상기 탱크는 3 가지 원천 중 하나로부터 다시 채워진다. 탱크(203)는 라인(210)으로부터 새로운 유체 혼합물, 또는 라인(220)으로부터 사용된 공정 유체, 또는 라인(235)으로부터 재순환된 유체 혼합물을 수용할 수 있다. 이후에 논의하는 바와 같이, 사용된 공정 유체는 회수 라인(219)을 통해 정상적으로 흘러 탱크(203)로 되돌아갈 것이다. 그러나, 사용된 공정 유체는 또한 배출 라인(221)을 통해 시스템(200)으로부터 주기적으로 배출될 것이다. 즉, 탱크(203)의 유체 수준은 시간에 따라 감소할 것이다. 탱크(203)의 유체 수준이 낮은 설정점(예, 낮은 센서 또는 소정의 중량에 의해 결정된)에 도달할 때, 제어기(227)는 유동 제어기(209 및 211)를 활성화하여 새로운 유체 혼합물로 탱크(203)를 높은 설정점(예, 높은 센서 또는 소정의 중량에 의해 결정된)까지 다시 채울 것이다.
작동 도중 펌프(213)는 탱크(203)로부터 유체 혼합물을 회수하고 이를 소정의 압력(예, 전형적으로 약 5 내지 약 60 psi)에서 하나 이상의 사용 지점, 예를 들면 반도체 공정 장치(215)로 분배한다. 사용된 공정 유체는 배출 라인(217a 및 217b)의 하나 또는 양자 및 각각의 밸브(229a 및 229b)를 통해 흐른다. 시스템(200)이 회수 방식으로 작동될 경우, 사용된 공정 유체는 밸브(229a 또는 229b) 및 지나간 센서(225)의 통상적으로 개방된 포트를 통해 흐른다. 센서(225)는 사용된 공정 유체의 상태를 모니터링하여 신호를 제어기(227)로 보낸다. 상기 신호가 소정의 범위 내일 경우, 상기 제어기는 밸브(231)를 그의 통상적으로 개방된 위치로 유지함으로써 상기 사용된 공정 유체가 탱크(203) 내로 흘러 들어가게 한다. 그러나, 상기 신호가 소정 범위 외에 있을 경우, 상기 사용된 공정 유체는 배출 라인(221) 및 제조 플랜트의 폐기물 중화 시스템으로 전환된다. 상기 사용된 공정 유체가 회수될 경우, 이는 탱크(203) 내로 흘러 들어가고 새로운 배합된 및/또는 사용-전 유체의 혼합물과 조합된다. 상기 혼합물은 그 후 펌프(213)를 통해 재순환되고 추가의 공정을 위해 장치(215)로 되돌려진다.
시스템이 배출 방식으로 작동될 경우, 사용된 공정 유체는 배출 라인(217a 또는 217b)을 통해서 및 밸브(229a 또는 229b)의 통상적으로 폐쇄된 포트를 통해서 배출 시스템(123)으로 흘러 들어갈 것이다. 이러한 방식은 장치 작업자가 상기 시스템(200)을 배출시키고 모든 회수된 유체를 제거하고자 할 경우에 유용할 수 있다. 뿐만 아니라, 시스템(200)은 탱크 (203) 내 유체 혼합물의 수준이 높은 수준에 도달해서 탱크(203)가 더 이상의 유체를 받아들일 수 없을 경우 배출 방식으로 들어갈 수 있다.
시스템(200)은 또한 배출 및 공급(bleed and feed) 방식으로 작동될 수도 있다. 이러한 방식의 도중, 제어기(227)는 주기적인 시간 간격을 두고 하나 이상의 밸브(229a, 229b 또는 231)를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어기는 5 분마다 30 초 동안 밸브(229a 및 229b)를 활성화함으로써 사용된 공정 유체의 일부를 배출구(223)로 전환시키도록 구성될 수 있다. 시스템(200)은 또한 기계적 배출 및 공급을 갖도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 후류 라인(예, 1/4 인치 관)이 밸브(231)로부터 하류에 설치되고 상기 후류 라인이 배출 라인(221) 내로 티자 형태를 가질 수 있다. 상기 후류 라인은 사용된 공정 유체의 일부를 상기 배출 시스템(223)까지 연속적으로 흐르게 하는 오리피스(예, 0.013" 오리피스)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 배출 및 공급 작동은 또한 센서(225)로부터 수용된 신호에 근거하여, 유체의 측정된 상태(센서(225)에 의해 측정된)가 소정 범위 외에 있을 경우, 상기 제어기(227)는 밸브(231)(또는 밸브 229a 및 229b)를 활성화하여 사용된 공정 유체를 소정의 기간 동안 또는 상기 측정된 상태가 소정의 범위 내로 돌아올 때까지 배출 시스템(223)으로 전환시키도록 할 수도 있다.
시스템(200)은 온-라인 방식으로 작동되어, 펌프(213)가 탱크(203)로부터 하나 이상의 사용 지점으로 유체 혼합물을 공급하고, 상기 유체 혼합물을 탱크(203)로 다시 재순환하도록 연속적으로 작동되게 한다. 제어기(227)가 사용 지점으로부터 필요 신호를 받으면, 상기 제어기(227)는 밸브(233)를 활성화하여 유체 혼합물을 밸브(233)의 통상적으로 폐쇄된 포트를 통해 사용 지점으로 흐르도록 한다. 동시에, 상기 시스템(200)은 전술한 방식: 회수 방식, 배출 방식 및/또는 배출 및 공급 방식:의 하나를 이용하여 사용된 공정 유체를 회수 또는 배출한다. 장치 필요가 존재하지 않을 경우, 밸브(233)는 비활성화되고, 유체는 밸브(233)의 통상적으로 개방된 포트를 통해서 탱크(203) 내로 다시 흐른다. 탱크(203)로 되돌려진 재순환은 입자의 농도를 낮은 수준으로 유지하도록 필터(214)의 적정 성능을 보장한다.
시스템(100)과 마찬가지로, 시스템(200)도 사용자 구성가능하다. 제어기(227)는 사용자 또는 작업자가 원하는 작동 방식을 선택할 수 있는 사람-기계 인터페이스(HMI)를 포함할 수 있다.
특히, 또 다른 구현예에서, 시스템(100 및 200)은 2 개의 탱크를 포함할 수 있다. 하나의 탱크가 온-라인 방식이고 유체 혼합물을 재순환 또는 분배하는 동안, 다른 탱크는 배합 및 검수 방식일 수 있다. 배합 및 검수 방식 도중, 제어기(127 또는 227)는 배합 순서를 개시하여 오프-라인 탱크를 채우고, 이어서, 전도성 프로브, pH 프로브, ORP 프로브, 자동적정기 또는 굴절율 센서를 이용한 오프-라인 탱크 내 유체 혼합물의 상태를 측정하는 것을 포함하는 검수 순서를 개시한다. 그 상태가 소정 범위 외에 있을 경우, 제어기(127 또는 227)는 유동 제어기(109, 111 또는 209, 211) 중 하나 또는 또 다른 가압된 원천을 활성화하여 상기 오프-라인 탱크에 추가의 유체를 가한 다음, 상기 제어기(127 또는 227)가 상기 오프-라인 탱크 내 유체의 상태를 다시 측정할 것이다. 상기 오프-라인 탱크가 스펙을 벗어난 경우, 상기 제어기(127 또는 227)는 또한 에러 메시지를 제공하도록 구성될 수도 있다. 일단 검수되면, 상기 오프-라인 탱크는 상기 온-라인 탱크 내 유체의 수준이 그 낮은 수준에 도달하고 이어서 탱크가 작동 모드로 시작할 때까지 정지 상태로 대기할 것이다.
또한, 필터의 사용이 시스템(200)에 관해서만 기재되었지만, 필터는 또한 도 1에 나타낸 본 발명의 구현예에도 설치될 수 있을 것이다. 더욱이, 두 구현예가 모두 가압된 라인 (101 및 105 또는 201 및 205)에 의해 공급되는 두 유체를 배합하는 것으로 기재되었지만, 시스템(100) 또는 (200)의 어느 하나는 탱크(103 또는 203) 또는 탱크(103 또는 203)의 상류에 있는 2 개 이상의 공급 라인에 의해 공급된 2종 이상의 가압된 유체를 배합하도록 구성될 수 있다. 뿐만 아니라, 시스템(100) 또는 시스템(200)은 펌프 분배 라인(112 도는 212)에 있는 시스템 배출 라인을 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 3-방향 밸브가 재순환 라인(112 또는 212)에 설치될 것이고, 제어기(127 또는 227)는 상기 밸브를 주기적으로 활성화하여 시스템(100 또는 200)으로부터 배출 시스템(123 또는 223)으로 유체 혼합물을 배출시킬 것이다.
더 나아가서, 시스템(100 및 200)은 장치(115 또는 215) 또는 유체 배합 및/또는 분배 시스템(107)과는 다른 수준의 반도체 제조 플랜트 상에 위치할 수 있음에 주목해야 한다. 예를 들어, 유체 분배 시스템은 바닥에 위치할 수 있고, "서브-팹(sub-fab)"에서 바닥 위에 위치한 시스템(100 또는 200)에 가압된 유체를 공급할 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 장치는 "팹(fab)"에서 시스템(100 또는 200) 위에 위치할 수도 있다.
전술하고 도 1 및 2의 구현예에 나타낸 본 발명은 반도체 공정 유체를 재순환하기 위한 비용 효과적인 해결책을 제공한다. 본 발명은 또한 반도체 공정 유체를 배합 및 분배 및 회수 및 재순환하기 위한 시스템을 제공한다. 본 발명의 다른 구현예 및 변형은 전술한 상세한 설명 및 실시예를 볼 때 당업자에게 바로 명백해질 것으로 예상되며, 그러한 구현예 및 마찬가지 변형은 이하의 청구항에 기재된 것과 같은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (34)

  1. 사용된 산성 코발트 용액이 배출구로부터 회수 라인으로 흐르도록, 반도체 공정 장치의 배출구로부터 사용된 산성 코발트 용액을 회수하는 단계;
    상기 회수 라인에 접속된 전도성 프로브를 이용하여 상기 사용된 산성 코발트 용액의 전도성을 측정하는 단계;
    상기 전도성을 나타내는 신호를 제어기로 보내어 상기 전도성이 소정의 전도성 범위 내에 있는지 결정하는 단계;
    상기 전도성이 소정의 전도성 범위 내일 경우 사용된 산성 코발트 용액을 반도체 공정 장치로 재순환하고, 상기 전도성이 소정의 전도성 범위 외에 있을 경우 상기 사용된 산성 코발트 용액의 적어도 일부를 배출 시스템으로 보내는 단계; 및
    탱크 중 산성 코발트 용액의 수준이 낮은 설정점에 도달할 경우 상기 탱크에 새로운 산성 코발트 용액을 가하는 단계를 포함하며;
    상기 사용된 산성 코발트 용액을 재순환하는 단계는 상기 사용된 산성 코발트 용액을 탱크로 옮기고 상기 산성 코발트 용액을 탱크로부터 상기 반도체 공정 장치의 입구로 펌프 주입하는 것을 포함하고;
    새로운 산성 코발트 용액을 탱크에 가하는 단계는 제1 유체와 제2 유체를 조합하여 새로운 산성 코발트 용액을 형성하는 것을 포함하고;
    상기 제1 및 제2 유체를 조합하는 단계는, 제1 유량 제어기를 사용하여 제1 유체의 유량을 제어하고, 제2 유량 제어기를 사용하여 제2 유체의 유량을 제어하는 것을 포함하는, 반도체 공정 장치로부터 산성 코발트 용액의 재순환 방법.
  2. 산성 코발트 용액을 구리 상호접속부에 적용하여 구리 상호접속부에서 전자 이동을 방지하도록 구성된 반도체 공정 장치; 및
    사용된 산성 코발트 용액을 회수하기 위해 반도체 공정 장치의 배출구에 접속된 회수 라인;
    사용된 산성 코발트 용액의 전도성을 측정하기 위해 상기 회수 라인에 접속된 전도성 프로브;
    상기 회수 라인으로부터 상기 반도체 공정 장치의 입구로 상기 사용된 산성 코발트 용액을 재순환하기 위한 재순환 라인;
    상기 회수 라인으로부터 상기 사용된 산성 코발트 용액을 수용하기 위한 입구를 갖는, 상기 재순환 라인에 위치한 탱크;
    전도성을 나타내는 신호를 수용하고, 그 신호가 소정의 전도성 범위 내에 있는지 결정하도록 구성되며, 상기 신호가 전도성 범위 내에 있을 경우 밸브에 신호를 보내어 상기 사용된 산성 코발트 용액을 탱크로 보내도록 구성되고, 상기 신호가 전도성 범위 외에 있을 경우 밸브에 신호를 보내어 상기 사용된 산성 코발트 용액을 배출 시스템으로 보내도록 구성된 제어기;
    상기 탱크 및 상기 반도체 공정 장치의 입구에 접속된 유체 분배 수단; 및
    제1 유체의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어기 및 제2 유체의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어기를 포함하며, 상기 제1 및 제2 유체는 조합되어 새로운 산성 코발트 용액의 스트림을 형성하도록 구성되고, 상기 탱크는 새로운 산성 코발트 용액의 스트림을 위한 유체 입구를 포함하는 재순환 시스템
    을 포함하는, 산성 코발트 용액을 재순환하기 위한 시스템.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110048542A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Weinstock Motty system for wafer manufacture
US10472730B2 (en) * 2009-10-12 2019-11-12 Novellus Systems, Inc. Electrolyte concentration control system for high rate electroplating
DE102010004966A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 ancosys GmbH, 72138 Bleed-und-Feed-Vorrichtung und -Verfahren
US20120238075A1 (en) * 2011-03-09 2012-09-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Coating apparatus and coating method
JP5780810B2 (ja) * 2011-04-06 2015-09-16 オルガノ株式会社 液体管理システム
JP5791939B2 (ja) * 2011-04-06 2015-10-07 オルガノ株式会社 液体管理システム
JP2012250229A (ja) * 2011-06-02 2012-12-20 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 塗布装置及び塗布方法
JP6095887B2 (ja) * 2011-12-20 2017-03-15 オルガノ株式会社 液体管理システム
US9469913B2 (en) * 2013-12-05 2016-10-18 Applied Materials, Inc. Closed loop electrolyte analyzer
US10155208B2 (en) * 2014-09-30 2018-12-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Liquid mixing system for semiconductor fabrication
US10011919B2 (en) 2015-05-29 2018-07-03 Lam Research Corporation Electrolyte delivery and generation equipment
TWI706054B (zh) * 2015-07-15 2020-10-01 美商諾發系統有限公司 用於高速率電鍍之電解液濃度控制系統
JP6124981B2 (ja) * 2015-12-14 2017-05-10 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理方法及び基板処理システム
KR101693328B1 (ko) * 2016-01-11 2017-01-05 (주) 세아그린텍 자가 세정 폐가스 처리 장치
US20160296902A1 (en) 2016-06-17 2016-10-13 Air Liquide Electronics U.S. Lp Deterministic feedback blender
US9824970B1 (en) * 2016-06-27 2017-11-21 Globalfoundries Inc. Methods that use at least a dual damascene process and, optionally, a single damascene process to form interconnects with hybrid metallization and the resulting structures
JP6292694B2 (ja) * 2017-01-23 2018-03-14 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理方法及び基板処理システム
US10692735B2 (en) 2017-07-28 2020-06-23 Lam Research Corporation Electro-oxidative metal removal in through mask interconnect fabrication
JP7122140B2 (ja) * 2018-04-02 2022-08-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法、及び記憶媒体
CN112601720A (zh) 2018-08-29 2021-04-02 Mks仪器公司 臭氧水输送系统及其使用方法
US11772234B2 (en) 2019-10-25 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Small batch polishing fluid delivery for CMP

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0651914B2 (ja) * 1989-07-07 1994-07-06 キヤノン株式会社 薄膜エッチング装置
US5370269A (en) 1990-09-17 1994-12-06 Applied Chemical Solutions Process and apparatus for precise volumetric diluting/mixing of chemicals
US5803599A (en) 1990-09-17 1998-09-08 Applied Chemical Solutions Apparatus and method for mixing chemicals to be used in chemical-mechanical polishing procedures
KR100250692B1 (ko) * 1991-09-13 2000-04-01 후쿠하라 요시하루 바이오틴 오페론
US5632866A (en) 1994-01-12 1997-05-27 Fsi International, Inc. Point-of-use recycling of wafer cleaning substances
US5522660A (en) 1994-12-14 1996-06-04 Fsi International, Inc. Apparatus for blending and controlling the concentration of a liquid chemical in a diluent liquid
US5924794A (en) 1995-02-21 1999-07-20 Fsi International, Inc. Chemical blending system with titrator control
US5632960A (en) 1995-11-07 1997-05-27 Applied Chemical Solutions, Inc. Two-stage chemical mixing system
WO1998013149A1 (fr) * 1996-09-25 1998-04-02 Shuzurifuresher Kaihatsukyodokumiai Systeme de lavage utilisant un gaz liquefie de haute densite
US6026837A (en) * 1997-05-14 2000-02-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Automated chemical drain system
US5855792A (en) * 1997-05-14 1999-01-05 Integrated Process Equipment Corp. Rinse water recycling method for semiconductor wafer processing equipment
US6379538B1 (en) * 1997-06-05 2002-04-30 Lucid Treatment Systems, Inc. Apparatus for separation and recovery of liquid and slurry abrasives used for polishing
JPH11277434A (ja) * 1998-03-30 1999-10-12 Speedfam Co Ltd Cmp装置のスラリリサイクルシステム及びその方法
JP2002513178A (ja) 1998-04-30 2002-05-08 エフエスアイ インターナショナル インコーポレイテッド スラリー調合における伝導度フィードバック制御システム
JP3123986B2 (ja) * 1998-09-07 2001-01-15 九州日本電気株式会社 噴流式ウェットエッチング方法とその装置
US6098843A (en) 1998-12-31 2000-08-08 Silicon Valley Group, Inc. Chemical delivery systems and methods of delivery
ATE252516T1 (de) 1998-12-30 2003-11-15 Semco Corp Anlage und verfahren zur abgabe von chemikalien
US6622745B1 (en) * 2002-01-07 2003-09-23 Projex Ims, Inc. Fluid waster diversion system
JP2004273984A (ja) * 2003-03-12 2004-09-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理方法および基板処理装置
JP2004304167A (ja) * 2003-03-20 2004-10-28 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 配線、表示装置及び、これらの形成方法
US7078796B2 (en) * 2003-07-01 2006-07-18 Freescale Semiconductor, Inc. Corrosion-resistant copper bond pad and integrated device
JP4401912B2 (ja) * 2003-10-17 2010-01-20 学校法人早稲田大学 半導体多層配線板の形成方法
EP1704586A1 (en) * 2003-12-30 2006-09-27 Akrion Llc System and method for selective etching of silicon nitride during substrate processing
US20050181226A1 (en) * 2004-01-26 2005-08-18 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for selectively changing thin film composition during electroless deposition in a single chamber
TWI235425B (en) * 2004-05-26 2005-07-01 Promos Technologies Inc Etching system and method for treating the etching solution thereof

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