KR101612032B1 - 칩 크기의 실리콘의 세정 방법 및 이를 위한 세정장치 - Google Patents

칩 크기의 실리콘의 세정 방법 및 이를 위한 세정장치 Download PDF

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백수택
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Abstract

상하면의 중심에서 서로 반대방향으로 연장된 두 회전축과, 측면에 세정액이 드나들 수 있으나 칩폴리들은 빠져나가지 못하는 크기의 다수의 세정액 출입공이 형성되고, 상면에 개폐가능한 칩폴리 투입구가 마련된 세정통 안에 칩폴리를 담고 세정배스 내의 세정액에 반쯤 잠기게 한 상태에서, 모터를 구동하여 두 회전축을 통해 일정한 속도로 세정통을 회전시킨다. 회전 동안에, 칩폴리들은 세정통 내벽에 돌출된 다수의 미끄럼방지턱에 의해 이끌려 회전하면서 세정액 밖으로 나왔다가 다시 세정액 속으로 낙하한다. 이런 방식으로 세정할 수 있는 세정장치를 여러 대 인접하게 배치하고, 각 세정장치의 세정배스에는 다른 종류의 불순물을 제거할 케미컬 세정액들을 채우고, 맨 마지막 세정배스에는 잔류 케미컬을 세척할 초순수를 채운다. 세정통을 첫 번째 세정배스부터 마지막 세정배스로 차례로 옮겨가면서 모터를 이용한 회전식 세정을 반복 수행한다. 칩폴리들이 세정액 내에서 회전하고 세정액 밖에서 세정액 속으로 낙하하면서 세정액과의 접촉면적이 넓어지고 세정압력도 커져, 세정반응속도가 빨라지고 세정효율이 높아진다. 세정 품질도 좋아지고, 품질의 균일성도 좋아진다.

Description

칩 크기의 실리콘의 세정 방법 및 이를 위한 세정장치 {Chip-size Silicon Cleaning Method and Apparatus}
본 발명은 불순물로 오염된 칩폴리로부터 그 불순물을 효과적으로 제거하여 단결정 잉곳 제조가 가능한 초고순도 칩폴리로 세정하는 기술에 관한 것이다.
(1) 파티클, 메탈 성분, 유기물 및 산화막과 같은 불순물의 제거 필요성
태양광 단결정 잉곳을 성장시키기 위해 칩 크기(chip size, 대략 2~40mm 정도의 크기임)의 실리콘 조각(이를 간략히 '칩폴리(Chip poly)'라 함)이 원료로서 사용된다. 잉곳 생산의 고수율을 위해서는 오염되지 않은 고순도의 칩폴리를 사용할 필요가 있다.
칩폴리는 덩어리 형(Chunk type) 폴리실리콘(대략 50-130mm 정도의 크기임, 이를 간략히 '청크 폴리'라 함)이나 성장한 잉곳을 이용하여 웨이퍼를 제조할 때 생기는 불사용 부분(잉곳의 상단부(Top), 하단부(Tail), 및 측면부(Wing))인 잉곳 스크랩을 파쇄하여 얻을 수 있다. 그런데 청크 폴리나 잉곳 스크랩을 회수하고 이동, 보관 등의 취급 과정 중에 표면에 파티클이나 메탈 성분 및 유기물과 같은 불순물이 달라붙을 수 있고, 또한 이것들을 칩폴리로 파쇄하는 과정에서도 그러한 불순물이 부착될 수 있다. 그에 따라, 청크 폴리나 잉곳 스크랩의 파쇄공정을 통해 얻어지는 칩폴리의 표면은 불순물에 오염된다. 또한 대기 중에 노출된 청크 폴리나 잉곳 스크랩의 표면은 공기 중의 산소에 의해 산화막이 형성되기 쉬운데 이 또한 잉곳 품질에 방해 요소가 된다. 칩폴리를 단결정 잉곳의 생산에 재활용하기 위해서는, 그런 불순물을 깨끗이 제거하여야 한다.
(2) 반도체 세정 기술
반도체를 세정하는 종래의 대표적인 기술로는, 1970년대에 RCA사가 발표한 RCA 기판 세정공정(SC-1/SC-2 용액 사용)이 알려져 있다. 이 RCA 기판 세정공정은 습식 세정기술의 토대가 된 기술로서, 이 RCA 세정공정 기술을 응용한 다양한 세정방법들(대한민국 특허공개번호 제10-2008-0058097호, 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0117687호, 대한민국 특허공개번호 제10-2013-0050386호, 미국 특허번호 제7736439호 등)이 알려져 있다.
그런데 보통 RCA 세정공정과 이의 응용 세정공정은 주로 표면이 매끈하고 일정한 모양과 크기를 갖는 얇은 반도체 웨이퍼의 세정에 많이 사용되어온 기술이다. 그리고 반도체 웨이퍼의 세정공정에 효과적으로 적용하기 위한 세정장치는 많이 소개되고 있다.
RCA 세정공정은 칩폴리의 세정에도 적용할 수 있으나, 세정 대상인 칩폴리의 모양에 균일성이 없어 기존의 웨이퍼 세정장치로는 칩폴리를 세정할 수 없다. 불균일한 모양과 크기를 갖는 칩폴리의 형상 특징을 고려한 세정장치가 필요하다. 도 1은 칩폴리를 세정하기 위한 종래의 세정장치(10)를 도시한다. 이 칩폴리 세정장치(10)는 다수의 세정배스(cleaning bath)(12)와, 칩폴리를 담아서 각 세정배스(12)안에 담그기 위한 박스형태의 세정통(16)을 포함한다. 세정통(16)은 그 측면에 다수의 구멍(20)이 뚫려 있고, 상단에는 지지봉(18)이 관통하여 결합되어 있다. 세정배스(12)의 상단에는 지지봉을 걸기 위한 홈(14)이 마련되어 있다. 맨 마지막(우측)의 세정배스(12)에는 마지막 세척을 위한 초순수가 있고, 그 좌측의 다수의 세정배스(12)에는 보통 과산화수소, 염산, 황산, 혼산 등과 같은 케미컬을 초순수에 희석시킨 액상의 세정용 케미컬(22)이 액체 상태로 담겨 있다.
오염된 칩폴리를 담은 세정통(16)을 맨 좌측의 세정배스(12)에 일정시간 담근 후에 작업자가 빼내어서 우측 옆의 세정배스(12)로 순서대로 이동시키는 방식으로 세정을 한다. 세정통(16)을 우측의 세정배스(12)로 하나씩 이동할 때 마다, 칩폴리의 표면에 부착되어 있는 유기물, 메탈성분, 산화막 등이 각 세정배스(12) 내의 세정용 케미컬(22)과 화학 반응을 일으키면서 제거된다. 초순수가 담겨 있는 맨 우측의 세정배스(12)에서는 칩폴리의 표면에 있는 잔류 케미컬 성분이 제거된다.
그런데, 이와 같은 세정 방법은 세정통(16)에 담긴 칩폴리들의 크기가 작고 서로 붙어 있기 때문에 칩폴리들 간에 접촉면이 넓고 액체 상태의 세정용 케미컬의 유동은 없다. 그렇기 때문에 칩폴리의 표면에 붙어있는 불순물이 세정용 액상 케미컬 성분과 효과적으로 반응하기 어려워 세정 효율이 그리 높지 않은 편이다.
이런 단점을 보완하기 위하여, 세정용 케미컬과 칩폴리 표면에 붙은 불순물 간의 반응속도를 높이기 위해 초음파를 액상 케미컬(22)에 가해하거나, 세정배스(12)에 히터를 설치해 온도를 올리거나, 박스형 세정통(16)을 흔드는 방법을 고려할 수 있다. 하지만, 이런 방법들이 칩폴리 표면에 붙은 불순물과 케미컬이나 초순수와 반응속도를 높일 수 있으나 효과적으로 불순물을 제거하는 데는 근본적인 한계가 있다.
그리고 세정용 케미컬(22)의 농도를 높이거나 세정시간을 길게 하는 방법도 고려할 수 있을 것이나, 케미컬(22)의 농도가 높은 경우 칩폴리의 식각이 많이 발생해 칩폴리 세정 손실이 커지는 문제가 있고, 세정 시간을 길게 하는 경우 칩폴리 생산성이 크게 줄어드는 문제가 새로 생긴다.
대한민국 특허공개번호 제10-2008-0058097호, 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0117687호, 대한민국 특허공개번호 제10-2013-0050386호, 미국 특허번호 제7736439호
본 발명은 세정배스 내의 세정액이 자유롭게 출입할 수 있고, 칩폴리를 담아 회전시키면서 세정액에 대한 세정 압력과 접촉면적을 증대시키는 방식으로 세정되게 하여, 세정효율의 향상, 세정 품질의 향상 및 균일화를 가능하게 하는 칩폴리 세정통 및 세정장치, 그리고 이를 사용한 칩폴리 세정방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 여러 종류의 세정액을 사용하는 다단계 칩폴리 세정공정을 연속적으로 수행할 수 있어, 세정시간의 단축을 통한 생산성 향상을 도모할 수 있는 다단계 칩폴리 세정장치 및 이를 사용한 다단계 칩폴리 세정방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 칩폴리 세정통이 제공된다. 그 칩폴리 세정통은 세정통 몸체부, 회전축부, 칩폴리 투입부, 그리고 한 개 이상의 미끄럼방지턱을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세정통 몸체부는, 세정대상인 칩폴리들을 담을 수 있는 수용공간을 제공하고, 세정액이 상기 수용공간 안으로 드나드는 것은 허용하되 소정 크기 이상의 칩폴리들은 빠져나가지 못하도록 하는 크기의 다수의 세정액 출입공이 형성되어 있다. 상기 회전축부는 상기 세정통 몸체부의 서로 마주보는 두 지점에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되어 상기 세정통 몸체부의 회전축으로 기능한다. 상기 칩폴리 투입부는 상기 세정통 몸체부의 일측에 개폐가능하게 마련되어, 상기 칩폴리들을 상기 수용공간 내부로 투입하거나 상기 수용공간 외부로 취출할 수 있는 통로로 기능한다. 또한, 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱은, 상기 세정통 몸체부 내벽에 돌출된 형태로 마련되어, 회전력에 의해 상기 세정통 몸체부가 상기 회전축부를 중심으로 회전할 때 함께 회전하면서, 상기 수용공간의 세정액 내의 칩폴리들의 적어도 일부를 미끄러지지 않게 받쳐서 상기 세정액 바깥으로 밀고 올라가다가 다시 세정액 속으로 낙하되게 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 세정통 몸체부는 원통형 또는 사각 이상의 다각통형의 통 부재이며, 상기 회전축부의 두 회전축 부재는 상기 통 부재의 나란히 마주보는 상면과 하면 각각의 중심에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되는 봉형 부재인 것이 바람직하다. 또한, 상기 두 회전축 부재 중 적어도 어느 하나의 말단부는 모터의 회전축과 인터록킹 되어 회전력을 손실없이 전달받을 수 있는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 칩폴리 투입부는 상기 통 부재의 상면과 하면 중 적어도 어느 하나에 마련되고, 상기 다수의 세정액 출입공은 상기 통 부재의 적어도 측면에 고르게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱은, 서로 간에 일정한 간격으로 나란히 이격되어 있고, 각각이 상기 세정통 몸체부의 내측면의 상단에서 하단까지 상기 회전축부와 나란히 연장된 복수개의 배플(baffle) 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 상기 칩폴리 투입부는, 상기 칩폴리들을 상기 수용공간에 넣거나 빼낼 수 있도록 상기 세정통 몸체부의 일측에 마련된 투입구; 상기 투입구를 덮어 폐쇄하기 위한 투입구 덮개; 상기 투입구를 폐쇄하기 위해 상기 투입구 덮개를 끼워 고정하거나 또는 상기 투입구를 개방하기 위해 상기 투입구 덮개를 빼낼 수 있도록 상기 투입구의 외곽에 마련된 덮개고정부; 상기 세정통 몸체부의 일측에 마련된 핀 락커; 및 일부가 상기 핀 락커에 삽입된 채, 상기 덮개고정부에 끼워진 상기 투입구 덮개가 상기 덮개고정부를 빠져나오지 못하게 막아주는 착탈식 고정핀을 포함하는 것일 수 있다.
상기 칩폴리 세정통은 케미컬 세정액과의 반응성이 없는 재료로 만드는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면, 적어도 상기 세정통 몸체부, 상기 칩폴리 투입부, 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱 각각은 폴리프로필렌 또는 테프론으로 만들어진 것일 수 있다. 상기 회전축부도 같은 재료로 만드는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 불순물에 오염된 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액을 담기 위한 세정배스; 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 기재된 칩폴리 세정통, 단 상기 칩폴리 세정통은 상기 회전축부가 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 지지된 채 일부분이 상기 세정액에 잠기며; 그리고 상기 회전축부에 회전력을 전달하여 상기 칩폴리 세정통을 회전시키는 모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정장치가 제공된다.
상기 칩폴리 세정장치는, 상기 세정배스의 마주보는 두 측면의 상단에서 상방으로 연장되어, 상기 칩폴리 세정통이 상기 세정액에 잠기지 않게 상기 회전축부를 지지하는 세정통 거치대를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 모터부는, 상기 칩폴리 세정통 내의 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 세정액 안으로 낙하할 수 있는 속도로 상기 칩폴리 세정통을 회전시키기 위한 모터; 및 상기 칩폴리 세정통의 상기 회전축부와 인터록되어 상기 회전력을 전달하는 모터 회전축을 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인접 배치된 N개(단, N은 2 이상의 자연수)의 칩폴리 세정장치를 포함하여 구성되는 다단계 칩폴리 세정장치가 제공된다. 상기 N개의 칩폴리 세정장치 각각은, 불순물에 오염된 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액 또는 세척액을 담기 위한 세정배스; 위에서 언급된 칩폴리 세정통, 다만 상기 칩폴리 세정통은 상기 회전축부가 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 지지된 채 일부분이 상기 세정액에 잠기며; 그리고 상기 회전축에 회전력을 전달하여 상기 칩폴리 세정통을 회전시키는 모터부를 포함한다. 그리고 제1 내지 제N-1 칩폴리 세정장치의 각 세정배스에 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액을 각각 담고, 맨 마지막의 제N 칩폴리 세정장치의 세정배스에는 초순수를 담은 상태에서, 칩폴리들이 담긴 상기 칩폴리 세정통을 상기 제1 칩폴리 세정장치부터 제N-1 칩폴리 세정장치의 각 세정배스로 순차적으로 이동시키면서 상기 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액으로 상기 칩폴리들을 단계적으로 세정한 다음, 상기 제N 칩폴리 세정장치의 세정배스로 이동시켜 상기 초순수로 세척할 수 있게 구성된다. 여기서, 상기 N개의 칩폴리 세정장치 각각에서는, 상기 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 케미컬 세정액 또는 초순수에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 세정액 또는 상기 초순수 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 상기 칩폴리들을 세정 또는 세척하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 칩폴리 세정방법이 제공된다. 그 칩폴리 세정방법은, 세정대상인 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액을 세정배스에 담는 단계; 위에서 언급한 칩폴리 세정통 안에 상기 칩폴리들을 넣은 상태로, 상기 회전축부를 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 걸쳐 지지되게 함과 동시에 모터부의 회전축과도 인터록킹되게 하는 단계; 및 상기 다수의 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 상기 세정액에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 세정액 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 상기 칩폴리들을 세정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다단계 칩폴리 세정방법이 제공된다. 그 다단계 칩폴리 세정방법은, 제1 내지 제N-1 세정배스(단, N은 2이상의 자연수)에 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액을 각각 담고, 맨 마지막의 제N 세정배스에 초순수를 담는 단계; 앞에서 언급된 칩폴리 세정통 안에 세정대상인 칩폴리들을 넣은 상태로, 상기 칩폴리 세정통을 상기 제1 세정배스부터 제N-1 세정배스까지 순차적으로 이동시키면서, 상기 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액으로 상기 칩폴리들을 단계적으로 세정하되, 제k 세정배스(단, k는 1부터 N-1까지의 자연수)에서의 칩폴리 세정은, 상기 칩폴리 세정통의 상기 회전축부를 상기 제k 세정배스의 상부에 회전가능하게 걸쳐 지지되게 함과 동시에 상기 제k 세정배스에 부속된 모터부의 회전축과도 인터록킹되게 하고, 상기 다수의 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 제k 케미컬 세정액에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 제k 케미컬 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 제k 케미컬 세정액 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 이루어지는 단계; 및 상기 칩폴리 세정통을 초순수가 담긴 상기 제N 세정배스로 이동시켜 상기 제k 세정배스에서의 세정과 같은 방식으로 상기 초순수로 상기 칩폴리들에 묻어 있는 잔류 케미컬을 세척하는 단계를 포함한다.
상기 다단계 칩폴리 세정방법은, 상기 제k 세정배스에서 세정을 마친 상기 칩폴리 세정통을, 다음번의 제k+1 세정배스로 이동하기 전에, 상기 제k 세정배스에 부속된 세정통 거치대에 거치시켜 상기 칩폴리 세정통 안에 있는 제k 케미컬 세정액이 밖으로 다 빠져나가도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 모터 구동에 의해 칩폴리들이 세정액으로 대략 반쯤 채워진 세정통과 함께 회전하면서 세정액 밖으로 끌려 나가는 과정에서 세정액과의 접촉면적과 마찰 압력이 증가한다. 또한, 세정액 밖으로 끌려 나갔다가 높은 위치에서 세정액 속으로 낙하하는 것도 칩폴리들의 세정액과의 압력 및 접촉면적을 크게 높여주는 효과가 있다. 이런 일련의 과정에서, 칩폴리들은 계속적으로 움직이게 된다. 이런 효과들로 인해, 칩폴리 표면에 묻은 불순물들과 세정액 간의 반응속도가 증가하여 세정공정의 생산성을 높일 수 있고 또한 세정 효과를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 세정액이 담긴 세정배스 내에서 세정통을 모터를 이용하여 최적의 시간 동안 최적의 속도로 회전시키는 것이 가능하므로, 세정 품질의 향상은 물론 세정 품질의 균일성도 확보할 수 있고, 작업자의 수작업을 최소화 할 수 있다.
여러 대의 세정장치를 인접하게 배치하고 칩폴리 세정에 필요한 여러 가지 세정액과 세척용 초순수를 이용하여 단계적 세정작업을 연속적으로 수행할 수 있고, 하나의 세정 단계에서 다음의 세정 단계로 넘어가는 과정에서의 작업 공백을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 수동식 다단계 칩폴리 세정장치의 구성을 개략적으로 도시하고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단계 칩폴리 세정장치의 구성을 예시적으로 도시하고,
도 3과 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칩폴리 세정통의 투입구 개방상태 및 투입구 폐쇄상태를 각각 예시적으로 도시하며,
도 5는 도 4의 절단선 A-A'를 따라서 보았을 때의 칩폴리 세정통의 내부 구조 및 세정 원리를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 3의 칩폴리 세정통과 이를 회전시키기 위한 모터부의 결합관계를 예시적으로 도시하며,
도 7은 도 2의 다단계 칩폴리 세정장치를 이용하여 칩폴리를 여러 가지 케미컬 세정액과 초순수로 세정 및 세척하는 공정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시를 위하여 필요한 사항들에 관해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 이하에서 용어 '세정액'은 유기물, 파티클, 금속불순물 등을 제거하기 위한 케미컬 세정액만을 지칭하는 의미로 사용되거나 또는 칩폴리 표면의 잔류 케미컬 세척을 위한 초순수까지 포함하는 광의적 의미로 사용된다. 또한, 초순수를 케미컬 세정액과 구별하는 의미로는 '세척액'이라는 용어를 사용된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단계 칩폴리 세정장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한다.
이 다단계 칩폴리 세정장치(100)는 인접하여 배치된 4개의 칩폴리 세정장치(100-1 내지 100-4)를 포함한다. 이 4개의 칩폴리 세정장치(100-1 내지 100-4) 각각은 동일한 구성을 갖는다. 예를 들어, 제1 칩폴리 세정장치(100-1)는 불순물에 오염된 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액(또는 세척액)을 담기 위한 세정배스(40-1), 칩폴리 세정통(50), 그리고 이 칩폴리 세정통(50)의 회전축부(52a, 52b)에 회전력을 전달하여 칩폴리 세정통(50)을 회전시키기 위한 모터부(90)를 포함한다. 칩폴리 세정통(50)은 회전축부(52a, 52b)가 세정배스(40-1)의 상부에, 예컨대 걸침홈(46)에, 회전가능하게 지지된 채 일부분이 세정액(80-1)에 잠긴다.
제2 내지 제4 칩폴리 세정장치(100-2 내지 100-4)도 제1 칩폴리 세정장치(100-1)와 같은 구성을 갖는다.
칩폴리 세정통(50)의 구성은 도 3 내지 도 5에 예시되어 있듯이, 세정통 몸체부(51)와, 회전축부(52a, 52b), 칩폴리 투입부(62)를 포함한다. 세정통 몸체부(51)는 원통형으로서, 세정대상인 칩폴리들을 담을 수 있는 수용공간(65)을 제공한다. 또한, 세정통 몸체부(51)의 측면에는 세정액(80)이 수용공간(65) 안으로 매우 자유롭게 드나드는 것은 허용하되 소정 크기(예컨대 약 2mm) 이상의 칩폴리들은 빠져나가지 못하도록 하는 크기의 다수의 세정액 출입공(54)들이 형성되어 있다. 물론, 그 소정 크기(약 2mm)보다 작은 칩폴리 미분도 세정통 몸체부(51)에서 빠져나갈 수 있다. 도면에는 세정통 몸체부(51)가 원통형으로 도시되어 있지만, 그것은 예시적인 것에 불과하다. 세정통 몸체부(51)는 사각 이상의 다각통형의 통 부재로 만들 수도 있다. 그 세정액 출입공(54)들은 그 통부재의 적어도 측면에 고르게 형성된다.
회전축부(52a, 52b)는 세정통 몸체부(51)의 서로 마주보는 두 지점 예컨대 원통형의 경우 원형의 상면과 하면 각각의 중심에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되는 두 개의 회전축 부재(52a, 52b)를 포함한다. 이것은 세정통 몸체부(51)의 회전축으로 기능한다. 그 두 회전축 부재(52a, 52b)는 세정통 몸체부(51)의 나란히 마주보는 상면과 하면 각각의 중심에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되는 봉형 부재로 구성할 수도 있다. 이 봉형 부재는 각 세정배스(40-1 내지 40-4) 상단에 마련된 세정통 거치홈(46)에 거치되어 회전하므로, 원활한 회전이 가능하도록 단면 모양이 원형인 것이 바람직하다. 그리고 두 회전축 부재(52a, 52b) 중 적어도 어느 하나의 말단부는 모터(92)의 회전축(93)의 말단부(95)와 인터록킹 되어 회전력을 손실없이 전달받을 수 있는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 도 6에 도시된 것처럼 회전축 부재(52a)의 말단부(53)는 단면 모양이 사각형으로 만들어지고, 이에 대응하여 모터 회전축(93)의 말단부(95)에는 그 사각형 말단부(53)가 삽입되어 회전력이 손실없이 전달될 수 있도록 서로 인터록킹되는 회전축단부 삽입홈(96)이 마련된다.
칩폴리 투입부(62)는 세정통 몸체부(51)의 일측 예를 들어 도시된 것처럼 원통형 세정통 몸체부(51)의 원형의 상면과 하면 중 적어도 어느 하나에 개폐가능하게 마련된다. 이 칩폴리 투입부(62)는 칩폴리(70)들을 수용공간(65) 안으로 투입하거나 그 수용공간(65) 외부로 취출할 수 있는 통로로 기능한다.
일 실시예에 따르면, 칩폴리 투입부(62)는 투입구(56), 투입구 덮개(58), 덮개고정부(57), 핀 락커(55), 그리고 착탈식 고정핀(60)을 포함한다. 투입구(56)는 칩폴리(70)들을 칩폴리 세정통(50)의 수용공간(65) 속으로 넣거나 그 수용공간(65)에 있는 칩폴리(70)들을 빼낼 수 있는 통로로서, 이것은 세정통 몸체부(51)의 상면의 일부를 뚫은 형태로 마련된다.
투입구 덮개(58)는 그 투입구(56)를 덮어 수용공간(65) 안에 있는 칩폴리들이 밖으로 나오지 못하도록 막기 위한 것이다. 투입구 덮개(58)는 투입구(56)의 폐쇄를 위해 덮개고정부(57)에 끼워 고정하거나 또는 투입구(56)를 개방하기 위해 덮개고정부(57)로부터 빼낼 수 있다. 덮개고정부(57)는 투입구(56)를 폐쇄하기 위해 투입구 덮개(58)를 끼워 고정하거나 또는 투입구(56)를 개방하기 위해 투입구 덮개(58)를 빼낼 수 있도록 투입구(56)의 외곽, 예를 들어 투입구(56)의 밑변과 좌우측변 일부를 둘러싸는 형태로 마련된다. 핀 락커(55)는 세정통 몸체부(51)의 일측에 마련된다. 투입구 덮개(58)에는 고정핀 통공(59)이 마련되어 있다. 착탈식 고정핀(60)은 그 통공(59)을 통해 핀 락커(55)에 일부가 삽입된 채, 덮개고정부(57)에 끼워진 투입구 덮개(58)가 덮개고정부(57)를 빠져나오지 못하게 막아준다.
일 실시예에 따르면, 칩폴리 세정통(50)은 도 5에 예시되어 있듯이 한 개 이상의 미끄럼방지턱(75)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 미끄럼방지턱(75)들은 세정통 몸체부(51)의 내벽에 돌출된 형태로 마련된다. 예컨대, 도시된 것처럼 다수 개의 미끄럼방지턱(75)은, 서로 간에 일정한 간격으로 나란히 이격되어 있고, 각각이 세정통 몸체부(51)의 내측면의 상단에서 하단까지 회전축부(52a, 52b)와 나란히 연장된 복수개의 배플(baffle) 형태로 마련될 수 있다. 예컨대 미끄럼방지턱(75)은 칩폴리(70)들이 잘 미끄러지지 않게 밀고올라가는 데 유리하도록 대략 7~20mm 정도의 턱높이를 갖는 사각형 막대 모양의 배플(baffle) 형태로 만들고, 전체 개수는 대략 4~12개 정도로 할 수 있다. 이 다수의 미끄럼방지턱(75)은 모터부(90)가 제공하는 회전력에 의해 세정통 몸체부(51)가 회전축(52a)을 중심으로 회전할 때 함께 회전하면서, 수용공간(65)의 세정액(80) 내의 칩폴리(70)들을 퍼올렸다가 낙하시키는 작용을 한다. 즉, 각 미끄럼방지턱(75)은 세정액(80) 속에 잠겨 있는 칩폴리(70)들의 적어도 일부를 미끄러지지 않게 받쳐서 그 세정액(80) 바깥으로 밀고 올라가다가 대략 10시 내지 11시 방향에서(세정통(50)이 시계방향으로 회전 시) 또는 1시 내지 2시 방향에서(세정통(50)이 반시계방향으로 회전 시) 미끄럼방지턱(75)에서 벗어나서 다시 세정액 속으로 낙하되게 한다.
칩폴리 세정장치(100-1 내지 100-4)에서, 칩폴리(70)와 접촉되는 부분의 재질은 모두 케미컬 세정액(80-1 내지 80-4)에 변형 또는 용해되지 않는 재질 예컨대 테프론이나 폴리프로필렌(Polypropylene)으로 만드는 것이 바람직하다. 또한, 금속 성분이 접촉되지 않도록 한다. 예컨대 세정 동안에 케미컬 세정액(80)과 접촉하게 되는 적어도 세정통 몸체부(51), 칩폴리 투입부(62), 한 개 이상의 미끄럼방지턱(75)은 폴리프로필렌 또는 테프론으로 만들 필요가 있다. 가급적이면, 회전축부(52a, 52b)까지도 같은 재료로 만드는 것이 바람직하다.
칩폴리 세정장치(100-1 내지 100-4)는 세정통 거치대(42)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 세정통 거치대(42)는 대략 Y자 형상의 거치대로서, 세정배스(40-1 내지 40-4)의 마주보는 두 측면의 상단에서 상방으로 연장된 형태로 마련된다. 이 세정통 거치대(42)의 I자형 하부 다리는 세정배스에 고정되고, V자형으로 벌어진 상부 팔에는 칩폴리 세정통(50)의 회전축부(52a, 52b)가 올려져 지지된다. 세정통 거치대(42)는 칩폴리 세정통(50)이 세정통 거치대(42)에 거치되었을 때, 그 칩폴리 세정통(50)이 세정배스(40-1 내지 40-4) 내의 세정액(80-1 내지 80-4)에 잠기지 않게 받쳐주는 정도의 높이를 갖는다.
모터부(90)는 모터(92)와 모터회전축(93), 그리고 그 모터회전축(93)의 말단에 마련된 회전력전달부(95)를 포함한다. 앞서 언급했듯이, 회전력전달부(95)는 회전축부(52a)의 단부(53)의 구조에 대응하여, 그 회전축부(52)의 단부(53)와 모터 회전력의 전달손실이 일어나지 않도록 인터록킹될 수 있는 구조를 갖는다. 예로서 도시된 것처럼, 회전축부(52)의 단부(53)를 단면 모양이 사각형인 사각형 단부로 만들고, 이에 대응하여 회전력전달부(95)는 그 사각형 단부(53)가 수직방향으로 끼움 삽입될 수 있는 공간을 제공하는 삽입홈(96)을 갖는 구조로 만들 수 있다. 이렇게 함으로써 세정통(50)에 담긴 칩폴리들의 세정이 끝난 다음, 모터부(90)에서 세정통(50)을 위로 들어올려 쉽게 분리하여 Y자형 세정통 거치대(42)로 이동하는 것이 용이하다. 모터부(90)는 각 세정배스(40-1 내지 40-4)의 일측면의 상부에 고착될 수 있다. 모터부(90)는 회전력전달부(95)가 세정배스의 두 세정통 거치홈(46) 중 어느 하나와 정렬을 이루도록 설치할 필요가 있다.
다음으로, 도 2에 도시된 다단계 칩폴리 세정장치(100)를 이용하여 칩폴리들을 세정하는 방법을 도 7의 흐름도를 참조하면서 설명하기로 한다.
먼저, 제1 내지 제3 세정장치(100-1, 100-2, 100-3)의 3개의 세정배스(40-1, 40-2, 40-3) 안에 서로 다른 제1 내지 제3 케미컬 세정액(80-1, 80-2, 80-3)을 채운다. 그리고 맨 마지막 제4 세정장치(100-4)의 세정배스(40-4)에는 칩폴리에 잔류하는 세정용 케미컬을 세척하기 위한 초순수를 채운다 (S10 단계). 예컨대, 제1 내지 제4 세정배스(40-1 내지 40-4)에는 각각 다음과 같은 세정액을 채운다. 물론, 아래 세정액은 예시적인 것에 불과하며, 필요에 따라 다른 종류를 사용할 수 있으며, 세정장치(100)의 설치대수를 늘려 사용하는 세정액을 추가할 수도 있다. 또한, 세정액의 순서로 예시된 것과 다르게 할 수도 있다.
(i) 제1 세정장치(100-1): 유기물 제거용 세정액. 예컨대 황산과 과산화수소의 혼합물을 초순수에 희석한 제1 세정액(80-1)
(ii) 제2 세정장치(100-2): 파티클 제거용 세정액. 예컨대 암모니아수와 과산화수소의 혼합물을 초순수에 희석한 제2 세정액(80-2)
(iii) 제3 세정장치(100-3): 금속불순물 제거용 세정액. 예컨대 염산과 과산화수소의 혼합물을 초순수에 희석한 제3 세정액(80-3)
(iv) 제4 세정장치(100-4): 잔류 케미컬 제거용 세척액. 예컨대 초순수로 된 제4 세척액(80-4)
세정액의 준비와는 별도로, 칩폴리 세정통(50) 속에는 세정할 칩폴리들을 담는다(S12 단계). 도 3에 도시되어 있듯이, 고정핀(60)을 뽑은 상태에서 투입구 덮개(58)를 덮개 고정부(57) 위쪽으로 빼내면 투입구(56)가 열리게 된다. 그 투입구(56)를 통해 세정할 칩폴리들을 세정통(50) 안으로 집어넣으면 된다. 그런 다음, 투입구 덮개(58)를 덮개 고정부(57)로 밀어 넣어 투입구(56)를 닫고, 그 상태에서 고정핀(60)을 고정핀 통공(59)을 통해 핀 락커(55)의 구멍에 끼움삽입한다. 이에 의해, 투입구(56)는 안정적으로 폐쇄된다. 이렇게 칩폴리(70)들을 담은 세정통(50)이 준비되면, 세정통(50)의 회전축부(52a, 52b)를 세정배스(40-1)의 상단에 마련된 세정통 거치홈(46)에 거치한다. 이와 동시에, 하나의 회전축(52a)의 단부(53)가 모터부(90)의 회전력 전달부(95)의 회전축단부 삽입홈(96)에 삽입되도록 한다. 이에 의해, 세정통(50)은 세정통 거치홈(46)에 회전가능하게 지지됨과 동시에 모터부(90)와도 회전력을 손실없이 전달받을 수 있도록 인터록킹된다.
이와 같은 준비가 완료되면, 이제 칩폴리 세정공정이 진행될 수 있다. 칩폴리 세정공정은 칩폴리들이 담긴 칩폴리 세정통(50)을 제1 칩폴리 세정장치(100-1)부터 제3 칩폴리 세정장치(100-3)까지의 세 개의 세정배스(40-1, 40-2, 40-3)에 순차적으로 이동시키면서 세 가지 케미컬 세정액(80-1, 80-2, 80-3)으로 칩폴리들을 단계적으로 세정한다. 그런 다음, 칩폴리 세정통(50)을 맨 마지막 세정배스(40-4)로 옮겨 초순수로 잔류 케미컬을 세척하는 과정으로 진행된다.
칩폴리 세정공정을 구체적으로 설명하면, 먼저 칩폴리 세정통(50)을 제1 세정배스(40-1)내의 세정액(80-1)에 대략 반쯤 잠기도록 한 상태에서 회전시켜 칩폴리(70)들의 표면에 부착된 유기물을 제거한다(S14 단계). 칩폴리 세정통(50)은 수동으로 회전시키는 것도 가능하나 모터(92)로 회전시키는 것이 바람직하다. 모터(92)를 이용하여 최적의 회전속도로 일정하게 회전시키는 것이 세정 품질을 좋게 하고 품질의 균일성 확보에도 유리하다.
제1 세정배스(40-1)에서 제1 케미컬 세정액(80-1)에 의한 유기물 제거 세정 반응식은 다음과 같다.
- 세정액 : H2SO4, H2O2,H2O
- 반응식 : H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H2O
H2SO5 + 탄화수소 → CO2 + H2O + H2SO4
칩폴리(70)의 세정원리를 도 5를 참조하면서 자세하게 설명하면, 칩폴리 세정통(50)의 내측면에 마련된 다수의 미끄럼방지턱(75)에 의해, 세정통(50)의 회전 시 칩폴리(70)들이 미끄러지지 않고 세정통(50)과 함께 회전한다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼, 칩폴리(70)들을 세정공간(65)의 절반 이하 정도로 채우고 세정통 몸체부(51)를 세정액(80)에 대략 반쯤 잠기게 한다. 그러면 수용공간(65) 안으로 세정액(80)이 유입되어 같은 높이만큼 채워져 칩폴리(70)들이 세정액(80)의 수면 아래에 잠긴 상태가 된다. 그 상태에서 모터(92)를 소정 시간 동안 일정한 속도로 회전하도록 구동한다. 모터(92)의 회전력이 회전축부(52a, 52b)에 전달되어, 칩폴리 세정통(50)도 함께 같은 속도로 회전하게 된다. 칩폴리 세정통(50)이 회전할 때, 세정대상인 칩폴리(70)들도 미끄럼방지턱(75)에 얹혀 세정액(80) 바깥으로 이끌려 나왔다가 12시 방향에 이르기 전에 미끄럼방지턱(75)에서 미끄러져 내려오면서 세정액(80)으로 떨어진다. 이와 같이 낙하하는 칩폴리(70)들은 세정액(80)과의 접촉 면적이 커지고 물리적 충격효과가 더해져 세정효과가 크게 높아진다. 또한, 칩폴리(70)들이 세정액(80) 내에서도 가만히 정지해 있지 않고 미끄럼방지턱(75)에 이끌려 세정액(80) 속을 일정한 속도로 회전운동을 하므로, 세정액에 대한 세정 압력이 정지 상태에 비해 훨씬 크고 세정액(80)과의 접촉 면적 확대효과도 나타난다. 이러한 점들 때문에, 칩폴리(70)들의 세정 속도를 매우 빠르게 할 수 있음은 물론 세정 품질도 매우 양호하게 얻을 수 있다. 또한, 모터를 이용하여 일정한 속도로 회전하게 하는 등 세정 공정의 조건이 균일하게 유지될 수 있어서 세정 품질의 균일성 확보도 효과적으로 이루어진다.
이와 같은 세정공정을 통해 제1 세정배스(40-1)에서는 칩폴리(70)들에 부착된 유기물들이 제1 케미컬 세정액(80-1)과 반응하여 제거된다. 그리고 제1 세정배스(40-1)에서의 예정된 세정공정이 완료되면, 세정통(50)을 제1 세정배스(40-1)에서 꺼내어 제2 세정배스(40-2)로 옮긴다. 이 때, 세정통(50)을 제1 세정배스(40-1)에서 꺼내자마자 바로 제2 세정배스(40-2)로 옮기면 세정통(50)에 남아 있는 제1 케미컬 세정액(80-1)이 제2 케미컬 세정액(80-2)과 혼합되므로 좋지 않다. 제1 세정배스(40-1)에서 꺼낸 세정통(50)을 세정통 거치대(42)에 소정 시간 거치시켜서 제1 케미컬 세정액(80-1)이 다 빠져나가게 한 다음, 제2 세정배스(40-2)로 투입하는 것이 바람직하다.
세정통(50)을 제2 세정배스(40-2)로 담근 후, 수행하는 세정공정은 제1 세정배스(40-2)에서의 세정공정과 똑같은 방식으로 이루어진다. 즉, 세정통(50)을 제2 케미컬 세정액(80-2)에 대략 반쯤 담근 상태에서 모터부(90)로 세정통(50)을 소정 시간 회전시켜 세정한다. 이에 의해, 칩폴리(70)에 붙어있는 파티클들이 효과적으로 제거된다(S16 단계).
제2 세정배스(40-2)에서의 파티클 세정 공정의 반응식은 다음과 같다.
- 세정액: NH4OH, H2O2, H2O
- 반응식: 2H2O2 + C → CO2 + 2H2
M + H2O2 → MO + H2O, MO + 4NH4OH → M(NH4)4+H2O
제2 세정배스(40-2)에서 세정이 끝나면, 마찬가지로 세정통(50)을 세정통 거치대(42)에 소정 시간 거치시켜 제2 케미컬 세정액(80-2)이 모두 빠져나가도록 한 다음, 제3 세정배스(40-3)로 옮겨 이전 단계의 세정배스(40-1, 40-2)에서 행한 것과 똑같은 방식으로 제3 케미컬 세정액(80-3)으로 칩폴리(70)들을 세정한다. 이에 의해, 칩폴리(70)들에 부착된 금속불순물들이 주로 제거된다(S18 단계).
제3 세정배스(40-3)에서의 금속불순물 세정공정의 반응식은 아래와 같다.
- 세정액: HCl, H2O2, H2O
- 반응식: 이혼 교환 : Na + HCl → NaCl + H+
복합체(Complex) : M + H2O2 → MO + H2O
MO + 2HCl → MCl2 + H2O
이와 같이 세 가지 종류의 케미컬 세정액(80-1 내지 80-3)을 이용하여 단계적으로 세정한 다음, 세정통(50)을 초순수(80-4)가 담겨있는 제4 세정배스(40-4)로 옮겨, 위와 마찬가지 방식으로, 그 초순수(80-4)에 대략 반쯤 담근 상태에서 모터부(90)로 세정통(50)을 회전시킨다. 이에 의해, 선행 세정 공정을 거치면서 칩폴리(70)들의 표면에 남아 있을 수 있는 잔여 케미컬을 제거하게 된다(S20 단계).
초순수(80-4)에 의한 세척까지 마치면 칩폴리(70)들은 원하는 순도를 만족시키는 상태로 세정된다. 세정통(50)에서 세정 완료된 그런 고순도의 칩폴리(70)들을 회수하여 오염되지 않게 건조하고 포장한다(S22 단계).
칩폴리들의 세정액에 대한 세정반응 속도를 결정하는 인자는 압력, 접촉면적, 온도, 진동 등이다. 종래의 박스형 세정통 방식은 반응속도를 높이기 위해, 작업자가 세정액에 잠긴 세정통을 흔들기, 세정액의 온도 올리기, 세정액에 초음파 진동을 발생하기 등의 방식을 사용하였지만, 비효율적이거나 세정 효과가 원하는 만큼 크지 않았다. 이에 비해, 본 발명에 따른 원통형 세정통을 모터 구동에 의해 회전하는 방식으로 세정하면, 칩폴리들을 세정액 내에서 항상 회전운동을 하게 할 뿐만 아니라 세정액 위로 끌어냈다가 다시 낙하시키므로써, 칩폴리들은 세정액과의 접촉면적 증대, 회전운동 및 낙하운동에 따른 진동증가 및 세정압력 증가로 세정 반응속도가 매우 빨라지고, 세정 품질도 훨씬 좋아진다. 또한, 원통형 세정통은 기존의 박스형 세정통에 비해 모터 등 기계에 의한 조작이 용이하여 공정비용을 절감할 수 있고 세정 품질의 균일성 확보에도 유리하며, 더 좋은 세정 효율을 얻을 수 있는 등의 장점이 있다.
위에서는 유기물제거 -> 파트클제거 -> 금속불순물제거 -> 초순수에 의한 잔여케미컬 제거라는 4단계 칩폴리 세정공정을 예로 하여 설명하였다. 이는 예시적인 것이고 세정액의 종류를 더 많이 또는 더 적게 사용하여 세정하는 것도 가능함은 물론이다.
이상에서 칩폴리를 세정하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 칩폴리의 세정에만 제한적으로 적용되는 것은 아니다. 칩폴리와 비슷한 크기의 고체 덩어리들을 액상 세정액으로 세정 또는 세척하는 경우에 널리 적용될 수 있다.
40-1 ~ 40-4: 세정 배스 42: 세정통 거치대
46: 세정통 거치홈 50, 50-1 ~ 50-4: 칩폴리 세정통
51: 세정통 몸체부 52a, 52b: 회전축 부재
53: 인터록가능 단부 54: 세정액 출입공
55: 핀 락커 56: 투입구
57: 덮개 고정부 58: 투입구 덮개
59: 고정핀 통공 60: 고정핀
62: 칩폴리 투입부 65: 수용공간
70: 칩폴리 75: 미끄럼방지턱
80: 세정액 80-1 ~ 80-4: 제1 내지 제4 세정액
90: 모터부 92: 모터
93: 모터 회전축 95: 회전력전달부
96: 회전축단부 삽입홈 100: 다단계 칩폴리 세정장치

Claims (14)

  1. 세정대상인 칩폴리들을 담을 수 있는 수용공간을 제공하고, 세정액이 상기 수용공간 안으로 드나드는 것은 허용하되 소정 크기 이상의 칩폴리들은 빠져나가지 못하도록 하는 크기의 다수의 세정액 출입공이 형성되어 있는 세정통 몸체부;
    상기 세정통 몸체부의 서로 마주보는 두 지점에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되어 상기 세정통 몸체부의 회전축으로 기능하는 회전축부;
    상기 세정통 몸체부의 일측에 개폐가능하게 마련되어, 상기 칩폴리들을 상기 수용공간 내부로 투입하거나 상기 수용공간 외부로 취출할 수 있는 통로로 기능하는 칩폴리 투입부; 및
    상기 세정통 몸체부 내벽에 돌출된 형태로 마련되어, 회전력에 의해 상기 세정통 몸체부가 상기 회전축부를 중심으로 회전할 때 함께 회전하면서, 상기 수용공간의 세정액 내의 칩폴리들의 적어도 일부를 미끄러지지 않게 받쳐서 상기 세정액 바깥으로 밀고 올라가다가 다시 세정액 속으로 낙하되게 하는 한 개 이상의 미끄럼방지턱을 구비하고,
    상기 칩폴리 투입부는, 상기 칩폴리들을 상기 수용공간에 넣거나 빼낼 수 있도록 상기 세정통 몸체부의 일측에 마련된 투입구; 상기 투입구를 덮어 폐쇄하기 위한 투입구 덮개; 상기 투입구를 폐쇄하기 위해 상기 투입구 덮개를 끼워 고정하거나 또는 상기 투입구를 개방하기 위해 상기 투입구 덮개를 빼낼 수 있도록 상기 투입구의 외곽에 마련된 덮개고정부; 상기 세정통 몸체부의 일측에 마련된 핀 락커; 및 일부가 상기 핀 락커에 삽입된 채, 상기 덮개고정부에 끼워진 상기 투입구 덮개가 상기 덮개고정부를 빠져나오지 못하게 막아주는 착탈식 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정통.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정통 몸체부는 원통형 또는 사각 이상의 다각통형의 통 부재이며, 상기 회전축부의 두 회전축 부재는 상기 세정통 몸체부의 나란히 마주보는 상면과 하면 각각의 중심에서 서로 반대방향의 일직선상으로 연장되는 봉형 부재인 것을 특징으로 하는 세정통.
  3. 제2항에 있어서, 상기 두 회전축 부재 중 적어도 어느 하나의 말단부는 모터의 회전축과 인터록킹 되어 회전력을 손실없이 전달받을 수 있는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 세정통.
  4. 제2항에 있어서, 상기 칩폴리 투입부는 상기 통 부재의 상면과 하면 중 적어도 어느 하나에 마련되고, 상기 다수의 세정액 출입공은 상기 통 부재의 적어도 측면에 고르게 형성되는 것을 특징으로 하는 세정통.
  5. 제2항에 있어서, 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱은, 서로 간에 일정한 간격으로 나란히 이격되어 있고, 각각이 상기 세정통 몸체부의 내측면의 상단에서 하단까지 상기 회전축부와 나란히 연장된 복수개의 배플(baffle) 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 세정통.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 적어도 상기 세정통 몸체부, 상기 칩폴리 투입부, 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱 각각은 폴리프로필렌 또는 테프론으로 만들어진 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정통.
  8. 불순물에 오염된 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액을 담기 위한 세정배스;
    제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 하나에 기재된 칩폴리 세정통, 단 상기 칩폴리 세정통은 상기 회전축부가 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 지지된 채 일부분이 상기 세정액에 잠기며; 그리고
    상기 회전축에 회전력을 전달하여 상기 칩폴리 세정통을 회전시키는 모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 세정배스의 마주보는 두 측면의 상단에서 상방으로 연장되어, 상기 칩폴리 세정통이 상기 세정액에 잠기지 않게 상기 회전축부를 지지하는 세정통 거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 모터부는, 상기 칩폴리 세정통 내의 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 세정액 안으로 낙하할 수 있는 속도로 상기 칩폴리 세정통을 회전시키기 위한 모터, 및 상기 칩폴리 세정통의 상기 회전축부와 인터록되어 상기 회전력을 전달하는 모터 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정장치.
  11. 인접 배치된 N개(단, N은 2 이상의 자연수)의 칩폴리 세정장치를 포함하여 구성되며,
    상기 N개의 칩폴리 세정장치 각각은, 불순물에 오염된 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액 또는 세척액을 담기 위한 세정배스; 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 하나에 기재된 칩폴리 세정통, 단 상기 칩폴리 세정통은 상기 회전축부가 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 지지된 채 일부분이 상기 세정액에 잠기며; 그리고 상기 회전축부에 회전력을 전달하여 상기 칩폴리 세정통을 회전시키는 모터부를 포함하며,
    제1 내지 제N-1 칩폴리 세정장치의 각 세정배스에 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액을 각각 담고, 맨 마지막의 제N 칩폴리 세정장치의 세정배스에는 초순수를 담은 상태에서, 칩폴리들이 담긴 상기 칩폴리 세정통을 상기 제1 칩폴리 세정장치부터 제N-1 칩폴리 세정장치의 각 세정배스로 순차적으로 이동시키면서 상기 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액으로 상기 칩폴리들을 단계적으로 세정한 다음, 상기 제N 칩폴리 세정장치의 세정배스로 이동시켜 상기 초순수로 세척하되,
    상기 N개의 칩폴리 세정장치 각각에서는, 상기 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 케미컬 세정액 또는 초순수에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 세정액 또는 상기 초순수 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 상기 칩폴리들을 세정 또는 세척하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다단계 칩폴리 세정장치.
  12. 세정대상인 칩폴리들을 세정하기 위한 세정액을 세정배스에 담는 단계;
    제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 하나에 기재된 칩폴리 세정통 안에 상기 칩폴리들을 넣은 상태로, 상기 회전축부를 상기 세정배스의 상부에 회전가능하게 걸쳐 지지되게 함과 동시에 모터부의 회전축과도 인터록킹되게 하는 단계; 및
    상기 다수의 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 상기 세정액에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 세정액 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 상기 칩폴리들을 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩폴리 세정방법.
  13. 제1 내지 제N-1 세정배스(단, N은 2이상의 자연수)에 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액을 각각 담고, 맨 마지막의 제N 세정배스에 초순수를 담는 단계;
    제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 하나에 기재된 칩폴리 세정통 안에 세정대상인 칩폴리들을 넣은 상태로, 상기 칩폴리 세정통을 상기 제1 세정배스부터 제N-1 세정배스까지 순차적으로 이동시키면서, 상기 제1 내지 제N-1 케미컬 세정액으로 상기 칩폴리들을 단계적으로 세정하되, 제k 세정배스(단, k는 1부터 N-1까지의 자연수)에서의 칩폴리 세정은, 상기 칩폴리 세정통의 상기 회전축부를 상기 제k 세정배스의 상부에 회전가능하게 걸쳐 지지되게 함과 동시에 상기 제k 세정배스에 부속된 모터부의 회전축과도 인터록킹되게 하고, 상기 다수의 세정액 출입공을 통해 상기 수용공간 안으로 들어온 제k 케미컬 세정액에 상기 칩폴리들의 적어도 일부가 잠긴 상태에서, 상기 모터부를 소정 시간 동안 구동시켜 상기 칩폴리들이 상기 한 개 이상의 미끄럼방지턱에 얹혀 상기 제k 케미컬 세정액 밖으로 끌려나왔다가 다시 상기 제k 케미컬 세정액 안으로 낙하되도록 하는 방식으로 이루어지는 단계; 및
    상기 칩폴리 세정통을 초순수가 담긴 상기 제N 세정배스로 이동시켜 상기 제k 세정배스에서의 세정과 같은 방식으로 상기 초순수로 상기 칩폴리들에 묻어 있는 잔류 케미컬을 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 칩폴리 세정방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제k 세정배스에서 세정을 마친 상기 칩폴리 세정통을, 다음번의 제k+1 세정배스로 이동하기 전에, 상기 제k 세정배스에 부속된 세정통 거치대에 거치시켜 상기 칩폴리 세정통 안에 있는 제k 케미컬 세정액이 밖으로 다 빠져나가도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 다단계 칩폴리 세정방법.
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