KR101901781B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 장치는, 제 1 및 제 2 소스의 처리용액으로 기판 처리 공정을 수행하는 기판 처리부와, 상기 제 1 및 상기 제 2 소스를 상기 기판 처리부에 제공하는 소스 공급부와, 상기 처리용액 내의 상기 제 2 소스의 농도 또는 상기 처리용액의 PH를 검출하고, 표준용액으로 상기 제 2 소스의 측정 기준 값을 교정하는 분석기들과, 상기 소스 공급부로부터 상기 제 1 및 상기 제 2 소스를 제공받아 상기 표준용액을 제조하고 상기 표준용액을 상기 분석기에 제공하는 표준용액 공급부를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{substrate processing apparatus and method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판의 전기 도금 및 식각을 위한 기판 처리 장치 및 그의 기판 처리 방법에 관한 것이다.
전자 산업의 발달로 전자부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다. 최근, 반도체 실장 기술은 하나의 기판에 여러 반도체 칩들을 적층하여 실장하는 방법이 사용되고 있다. 그 중에서 관통 전극(Through Silicon Via)는 기판과 반도체 칩 간에, 그리고 서로 적층된 반도체 칩들 간을 최소의 거리로 연결할 수 있다. 관통 전극은 주로 전기 도금 방법으로 형성된 구리로 이루어질 수 있다.
본 발명은 분석기의 실시간 교정을 수행할 수 있는 기판 처리 장치 및 그의 기판 처리 방법을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개시한다. 그의 장치는, 제 1 소스 및 제 2 소스가 혼합된 처리용액으로 기판 처리 공정을 수행하는 기판 처리부; 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스를 상기 기판 처리부에 제공하는 소스 공급부; 상기 처리용액 내의 상기 제 2 소스의 농도 또는 상기 처리용액의 PH를 검출하고, 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스가 설정된 농도 또는 PH로 혼합된 표준용액으로 상기 처리용액 내의 상기 제 2 소스의 측정 기준 값을 교정하는 분석기들; 및 상기 농도 측정 기준 값의 교정 시에 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스를 상기 소스 공급부로부터 각각 개별적으로 제공받아 상기 표준용액을 제조하고, 상기 표준용액을 상기 분석기에 제공하는 표준용액 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 표준용액 공급부는, 상기 표준용액을 저장하는 표준용액 조; 및 상기 표준용액 조와 상기 소스 공급부 사이를 연결하는 복수개의 표준용액 공급 라인들을 포함할 수 있다. 상기 표준용액 공급부는 상기 표준용액 공급 라인들에 각각 제공되고, 상기 표준용액 조에 공급되는 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스의 유량을 각각 제어하는 표준 질량 유량 제어기들을 더 포함할 수 있다. 상기 소스 공급부는, 상기 제 1 소스를 상기 기판 처리부 및 상기 표준용액 공급부에 각각 제공하는 제 1 소스 공급부; 및 상기 제 2 소스를 상기 기판 처리부 및 상기 표준용액 공급부에 각각 제공하는 제 2 소스 공급부를 포함할 수 있다. 상기 표준용액 공급 라인들은, 상기 제 1 소스 공급부 및 상기 제 2 소스 공급부에 각각 연결된 표준 소스 공급 라인들; 및 상기 표준 소스 공급 라인들과 상기 표준용액 조를 연결하고, 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스를 혼합하는 표준 소스 혼합 라인을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 기판 처리부, 소스 공급부 분석기, 및 표준용액 공급부를 포함할 수 있다. 분석기는 기판 처리부 내의 처리용액 내의 적어도 하나 이상의 소스의 농도 또는 상기 처리용액의 PH를 측정할 수 있다. 표준용액 공급부는 분석기의 측정 기준 값 교정을 위한 표준용액을 분석기에 제공할 수 있다. 분석기는 처리용액의 소스의 농도 또는 상기 처리용액의 PH 측정 전에 실시간으로 교정될 수 있다.
본 발명의 효과는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 칩 다이를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선상을 절취하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 도금 조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4의 광학 분석기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 검출기의 원리를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 표준용액과 도금액의 HPLC 측정 그래프들이다.
도 9는 도 4의 전기 분석기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 전기 분석기에서 검출된 표준용액의 제 1 첨가제 농도와, 도금액의 제 1 첨가제 농도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
이하, 본 발명에 의한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하, 도 1 내지 도 3 각각 처리 기판의 다양한 예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판(10)의 일 예를 보여준다. 기판(10)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 기판(10)은 원 모양을 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 기판(10)은 다수개의 칩 다이들(12)을 포함할 수 있다. 칩 다이들(12)은 사각형 모양을 가질 수 있다. 칩 다이들(12)은 반도체 소자들(도 3의 18)의 형성 영역일 수 있다. 반도체 소자(18)의 형성 공정이 완료되면, 칩 다이들(12)은 기판(10)로부터 분리되어 반도체 칩으로 가공될 수 있다. 기판(10) 내의 칩 다이들(12)의 개수가 많을수록 생산성은 증가할 수 있다.
도 2는 도 1의 칩 다이(12)를 보여준다. 칩 다이(12)는 관통 전극들 (14, TSV: Through Silicon Via)을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 관통 전극들(14)은 칩 다이(12)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 반도체 소자들은 주로 칩 다이(12)의 중심에 배치될 수 있다. 이와 달리, 관통 전극들(14)은 칩 다이(12)의 중앙에 배치될 수도 있다.
도 3은 도 2의 I-I' 선상을 절취하여 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 패드들(16)은 관통 전극들(14)의 아래에 배치될 수 있다. 패드들(16)은 관통 전극들(14)과 반도체 소자들(18)을 전기적으로 연결할 수 있다. 반도체 소자들(18)은 칩 다이(12)의 저면에 형성될 수 있다. 반도체 소자들(18)은 트랜지스터, 다이오드, 저항, 또는 커패시터를 포함할 수 있다. 이와 달리, 패드들(16)은 관통 전극들(14) 상에 배치될 수 있다. 반도체 소자들(18)은 칩 다이(12)의 상면에 형성될 수도 있다.
관통 전극들(14)은 칩 다이(12)를 관통할 수 있다. 예를 들어, 관통 전극들(14)은 구리를 포함할 수 있다. 관통 전극들(14)은 기판 처리 장치에서 형성될 수 있다. 일 예에 따르면, 기판 처리 장치는 전기 도금 장치를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 칩 다이들(12)은 인쇄회로기판(미도시) 상에 실장(mounted)될 수 있다. 칩 다이들(12)은 적층 구조(stacked structure)를 가질 수 있다. 칩 다이들(12)은 전기적으로 연결될 수 있다. 패드들(16) 및 관통 전극들(14)은 칩 다이들(12) 사이의 전기적 연결 길이를 최소화할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 기판 처리 장치의 실시 예를 설명하기로 한다.
(제 1 실시 예)
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(111)를 보여준다. 기판 처리 장치(111)는 처리 조(processing bath, 110), 금속 판(120), 전원 공급부(130), 처리원액(processing source solution) 공급부(140), 첨가제 공급부(150), 분석기들(160), 표준용액 공급부(190), 및 제어부(200)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 4의 처리 조(110)를 보여준다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 처리 조(110)는 처리용액(112)을 저장할 수 있다. 일 예에 따르면, 처리 조(110)는 도금 조일 수 있다. 처리용액(112)은 도금액(plating solution)일 수 있다. 기판(10)은 처리용액(112)에 침지될 수 있다. 처리 조(110)는 기판 처리부 이다. 기판(10) 상의 금속 박막(미도시)은 전기 도금 방법으로 형성될 수 있다. 금속 박막은 구리를 포함할 수 있다.
처리용액(112)은 처리원액(148)과 첨가제들(addition agent, 158)의 혼합물일 수 있다. 처리원액(148)은 도금 원액(plating source solution)일 수 있다. 처리원액(148)은 기판(10) 상에 도금하려는 금속 성분을 가질 수 있다. 처리원액(148)은 제 1 소스이다. 일 예에 따르면, 처리원액(148)은 황산 구리를 포함할 수 있다. 첨가제들(158)은 처리원액(148)의 반응을 보조하는 역할을 한다. 첨가제들(158)은 제 2 소스들이다. 첨가제들(158)은 전기 도금 방법으로 형성될 구리의 광택(lustering), 레벨링, 결정 그레인, 및 구리박막의 두께 균일성을 개선할 수 있다. 첨가제들(158)은 유기물을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 첨가제들(158)은 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 첨가제(158a)는 광택제를 포함할 수 있다. 광택제는 SPS(Bis(3-sulfopropyl) disulfide를 포함할 수 있다. 제 2 첨가제(158b)는 레벨러를 포함할 수 있다. 레벨러는 JGB(야누스그린 B)를 포함할 수 있다. 제 3 첨가제(158c)는 계면 활성제를 포함할 수 있다. 계면 활성제는 염소기(Cl-)와 포리옥시에틸렌계 또는 포리옥시프로필렌계 화합물을 포함할 수 있다. 이와 달리, 첨가제들(158)은 억제제 또는 촉진제를 더 포함할 수 있다.
금속 판(120)은 처리 조(110) 내의 처리용액(112) 내에 침지될 수 있다. 기판(10)과 금속 판(120)은 처리 조(110) 내에 나란히 배치될 수 있다. 금속 판(120)은 처리용액(112)에 녹는(melt)다. 금속 판(120)은 처리용액(112)에 금속 성분을 지속적으로 제공할 수 있다. 즉, 금속 판(120)은 기판(10)에 석출되는 금속 성분의 소스일 수 있다. 금속 판(120)은 동판을 포함할 수 있다.
전원 공급부(130)는 처리 조(110) 내의 기판(10) 및 금속 판(120)에 직류 전압을 제공할 수 있다. 직류 전압은 금속 판(120)과 처리용액(112)의 반응을 가속시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 기판(10)은 음극으로 대전되고, 금속 판(120)은 양극으로 대전될 수 있다. 처리용액(112)은 전류를 흘릴 수 있다. 기판(10)의 표면에는 금속이 석출될 수 있다. 금속의 석출량은 전류에 비례하여 증가할 수 있다. 더불어, 금속 판(120)의 녹는 량은 전류에 비례하여 증가할 수 있다. 제어부(200)는 전원 공급부(130)의 전류를 제어할 수 있다.
처리원액 공급부(140)는 처리원액(148)을 처리 조(110) 및 표준용액 공급부(190)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 처리원액 공급부(140)는 처리원액 탱크(tank 142), 처리원액 공급 라인(144), 및 처리원액 질량 유량 제어기(146)를 포함할 수 있다. 처리원액 탱크(142)는 처리원액(148)을 저장할 수 있다. 처리원액 탱크(142)는 플라스틱 또는 세라믹으로 제공될 수 있다. 처리원액 공급 라인(144)은 처리원액 탱크(142)와 처리 조(110)를 연결할 수 있다. 처리원액 질량 유량 제어기(146)는 처리원액 공급 라인(144)에 제공될 수 있다. 처리원액 질량 유량 제어기(146)는 처리 조(110)에 공급되는 처리원액(148)의 유량을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 처리원액 질량 유량 제어기(146)를 제어할 수 있다.
첨가제 공급부(150)는 첨가제들(158)을 처리 조(110) 및 표준용액 공급부(190)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 첨가제 공급부(150)는 제 1 내지 제 3 첨가제 공급부(152, 154, 156)를 포함할 수 있다. 첨가제 공급부(150)는 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)을 처리 조(110) 내에 각각 제공할 수 있다.
제 1 첨가제 공급부(152)는 제 1 첨가제(158a)를 처리 조(110) 내에 제공할 수 있다. 제 1 첨가제 공급부(152)는 제 1 첨가제 탱크(152a), 제 1 첨가제 공급 라인(152b), 제 1 첨가제 질량 유량 제어기(152c)를 포함할 수 있다. 제 1 첨가제 탱크(152a)는 제 1 첨가제(158a)를 저장할 수 있다. 제 1 첨가제 공급 라인(152b)은 제 1 첨가제 탱크(152a)와 처리 조(110)를 연결할 수 있다. 제 1 첨가제 질량 유량 제어기(152c)는 제 1 첨가제 공급 라인(152b)에 제공될 수 있다. 제 1 첨가제 질량 유량 제어기(152c)는 제 1 첨가제(158a)의 공급 유량을 제어할 수 있다.
제 2 첨가제 공급부(154)는 제 2 첨가제(158b)를 처리 조(110) 내에 제공할 수 있다. 제 2 첨가제 공급부(154)는 제 2 첨가제 탱크(154a), 제 2 첨가제 공급 라인(154b), 및 제 2 첨가제 질량 유량 제어기(154c)를 포함할 수 있다. 제 2 첨가제 탱크(154a)는 제 2 첨가제(158b)를 저장할 수 있다. 제 2 첨가제 공급 라인(154b)은 제 2 첨가제 탱크(154a)와 처리 조(110)를 연결할 수 있다. 제 2 첨가제 질량 유량 제어기(154c)는 제 2 첨가제 공급 라인(154b)에 제공될 수 있다. 제 2 첨가제 질량 유량 제어기(154c)는 제 2 첨가제(158b)의 공급 유량을 제어할 수 있다.
제 3 첨가제 공급부(156)는 제 3 첨가제(158c)를 처리 조(110) 내에 제공할 수 있다. 제 3 첨가제 공급부(156)는 제 3 첨가제 탱크(156a), 제 3 첨가제 공급 라인(156b), 및 제 3 첨가제 질량 유량 제어기(156c)를 포함할 수 있다. 제3 첨가제 탱크(156a)는 제 3 첨가제(158c)를 저장할 수 있다. 제 3 첨가제 공급 라인(156b)은 제 3 첨가제 탱크(156a)와 처리 조(110)를 연결할 수 있다. 제 3 첨가제 질량 유량 제어기(156c)는 제 3 첨가제 공급 라인(156b)에 제공될 수 있다. 제 3 첨가제 질량 유량 제어기(156c)는 제 3 첨가제(158c)의 공급 유량을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 제 1 내지 제 3 첨가제 유량 제어기들(156a, 156b, 156c)를 제어할 수 있다.
한편, 전기 도금 공정은 최적 농도의 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)을 갖는 처리용액(112)으로 수행될 수 있다. 일 예에 따르면, 처리 조(110) 내의 처리용액(112)의 처리원액(148)과 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)은 다른 비율로 소진될 수 있다. 예를 들어, 처리원액(148)은 상시 대기 중으로 비상할 수 있다. 반면, 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)의 일부는 처리원액(148)과 금속 판(120)의 반응에 관여하고, 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)의 나머지는 처리원액(148)과 반응하여 소진될 수 있다. 대체로 제 1 내지 제 3 첨가제들(158a, 158b, 158c)은 처리원액(148)보다 짧은 수명을 가질 수 있다. 때문에, 전기 도금 공정의 누적 시간이 증가함에 따라 첨가제들(158)의 농도가 변화될 수 있다. 첨가제들(158)은 적절한 시점에서 처리용액(112) 내에 보충되어야 한다. 그때마다 첨가제 공급부(150)는 첨가제들(158)을 처리 조(110) 내에 제공할 수 있다.
첨가제들(158)의 농도 측정 시에 처리 조(110) 내의 처리용액(112)은 처리용액 수집 라인(162)을 통해 분석기들(160)에 제공될 수 있다. 처리용액 수집 라인(162)은 처리 조(110)와 분석기들(160)를 연결할 수 있다.
분석기들(160)은 처리 조(110) 내의 처리원액(148)과 첨가제들(158)이 일정한 혼합 비를 검출할 수 있다. 일 예에 따르면, 분석기들(160)은 처리용액(112) 내에서의 첨가제들(158)의 농도를 검출할 수 있다. 분석기들(160)은 첨가제들(158)의 농도를 광학적 또는 전기적으로 분석할 수 있다. 분석기들(160)은 광학 분석기(170) 및 전기 분석기(180)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 분석기(170)는 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)를 포함할 수 있다. 전기 분석기(180)는 CVS(Cyclic Voltammetric Stripping) 분석기를 포함할 수 있다.
도 6은 도 4의 광학 분석기(170)의 일 예를 보여준다. 광학 분석기(170)는 탈기 장치(172), 펌프(174), 인젝터(176), 컬럼(178), 및 검출기(179)를 포함할 수 있다.
탈기 장치(172)는 처리용액(112) 및 표준용액(197) 내의 용존 산소, 질소와 같은 기포를 제거할 수 있다. 일 예에 따르면, 탈기 장치(172)는 처리용액 수집 라인(162)과 표준용액 분배라인들(195)에 각각 연결될 수 있다. 처리용액 수집 라인(162)은 탈기 장치(172)와 처리 조(110)를 연결할 수 있다. 처리용액 수집 라인(162)은 탈기 장치(172)에 처리용액(112)을 제공할 수 있다. 표준용액 분배라인들(195)은 표준용액을 제공할 수 있다. 탈기 장치(172)는 온라인 탈기 장치일 수 있다. 탈기 장치(172)는 멤브레인 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 멤브레인 필터는 처리용액(112) 및 표준용액(197) 내에 기체를 제거할 수 있다.
펌프(174)는 탈기 장치(172)에 연결될 수 있다. 펌프(174)는 처리용액(112) 또는 표준용액(197)의 송액 압력을 제공할 수 있다. 펌프(174)는 처리용액(112) 또는 표준용액(197)에 대해 내식성을 가질 수 있다.
인젝터(176)는 펌프(174)의 후단에 연결될 수 있다. 인젝터(176)는 처리용액(112) 또는 표준용액(197)을 컬럼(178)에 제공할 수 있다.
컬럼(178)은 인젝터(176)에 연결될 수 있다. 탈기 장치(172)와 컬럼(178)은 인라인으로 연결될 수 있다. 컬럼(178)은 관 모양의 용기와, 상기 용기 내의 충진제를 포함할 수 있다. 컬럼(178)은 수 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 처리용액(112) 및 표준용액(197)은 컬럼(178) 내에서 일정시간이 경과하면, 처리원액(148)과 첨가제들(158)로 분리될 수 있다. 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도에 따라 처리원액(148)과 첨가제들(158)이 분리되는 시간이 다를 수 있다. 또한, 첨가제들(158)의 농도에 따라 컬럼(178)을 투과하는 광의 세기(intensity)가 변화될 수 있다.
검출기(179)는 빛의 세기를 검출할 수 있다. 나아가, 검출기(179)는 컬럼(178) 내의 처리원액(148)과 첨가제들(158)의 이미지를 검출할 수 있다. 검출기(179)는 처리원액(148)와 첨가제들(158)를 투과하는 빛을 감지할 수 있다. 일 예에 따르면, 검출기(179)는 자외선 센서 또는 가시광 센서를 포함할 수 있다.
도 7은 도 6의 검출기(179)의 원리를 개략적으로 보여준다. 검출기(179)는 컬럼(178)의 검출 셀(177)에서의 투과 광을 검출할 수 있다. 광원(171)은 검출 셀(177)에 자외선 또는 가시광을 제공할 수 있다. 예를 들어 광원(171)은 자외선 램프 또는 가시광 램프를 포함할 수 있다. 검출 셀(177)의 흡광도(A)는 몰 흡광도(ε), 광경로의 길이(b), 및 시료의 농도(c)에 비례할 수 있다(A= εbc). 몰 흡광도(ε)는 확률 1에서 투과도를 차감한 값에 대응될 수 있다. 투과도는 광원(171)에서의 입사광의 세기(I0)에 대한 투과 광의 세기(I)로 정의될 수 있다(t=I/I0). 몰 흡광도(ε)는 "1-I/I0"일 수 있다. 흡광도(A), 몰 흡광도(ε), 및 광경로의 길이(b)가 결정되면, 처리용액(112) 또는 표준용액(197)의 농도(c)가 검출될 수 있다.
이와 달리, 처리용액(112)와 표준용액(197)의 리텐션 시간을 비교하여 상기 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도가 계산될 수 있다. 여기서, 리텐션 시간은 처리용액(112)와 표준용액(197)의 처리원액(148)과 첨가제들(158)이 분리되는 시간이다. 일 예에 따르면, 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도는 표준용액(197)의 처리원액(148)과 첨가제들(158)이 분리되는 리텐션 시간을 기준으로 검출될 수 있다. 처리용액(112)에서의 리텐션 시간이 표준용액(197)에서의 리텐션 시간보다 길면, 처리용액(112)의 첨가제들(158)의 농도는 표준용액(197)의 첨가제들(158)보다 작은 농도를 가질 수 있다. 표준용액(197)과 처리용액(112) 각각 내에서의 첨가제들(158)의 리텐션 시간이 일치하면, 표준용액(197)과 처리용액(112)에서의 첨가제들(158)은 동일한 농도를 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 표준용액(197)과 처리용액(112)의 HPLC 측정 그래프들을 각각 보여준다. 약 5분과 6분 사이의 두 개의 피크는 제 1 및 제 2 첨가제들(158a, 158b)에 각각 대응될 수 있다. 약 7분에 검출된 피크는 제 3 첨가제(158c)에 대응될 수 있다. 표준용액(197) 및 처리용액(112)의 제 1 첨가제(158a)에 대응되는 피크는 동일한 시점에서 나타난다. 또한, 표준용액(197) 및 처리용액(112)의 제 3 첨가제(158c)에 대응되는 피크는 동일한 시점에서 나타난다. 제 1 및 제 3 첨가제들(158a, 158c)은 표준용액(197)과 처리용액(112)에서 동일한 농도를 가질 수 있다.
반면, 표준용액(197)의 제 2 첨가제(158b)에 대응되는 피크는 처리용액(112)의 제 2 첨가제(158b)에 대응되는 피크보다 빠르게 나타난다. 제 2 첨가제(158b)는 표준용액(197)에서보다 처리용액(112)에서 낮은 농도를 가질 수 있다. 제 2 첨가제 공급부(154)는 낮아진 농도만큼의 제 2 첨가제(158b)를 처리 조(110)에 공급할 수 있다. 제 2 첨가제 질량 유량 제어기(154c)는 제 2 첨가제(158b)의 공급 유량을 조절할 수 있다.
도 9는 도 4의 전기 분석기(180)의 일 예를 보여준다. 전기 분석기(180)는 약액 조(182), 워킹 전극(184), 카운터 전극(186), 및 레퍼런스 전극(188)을 포함할 수 있다.
약액 조(182)는 처리용액(112) 및 표준용액(197)을 수용할 수 있다. 약액 조(182)는 처리용액 수집 라인(162) 및 표준용액 분배라인(195)에 연결될 수 있다. 처리용액 수집 라인(162) 및 표준용액 분배라인(195)은 처리용액(112)과 표준용액(197)을 약액 조(182)에 제공할 수 있다. 약액 조(182)는 배출구(181)에 연결될 수 있다. 처리용액(112) 및 표준용액(197)은 배출구(181)를 통해 약액 조(182)로부터 제거될 수 있다. 배출구(181)는 처리용액 수집 라인(162) 및 표준용액 분배라인(195) 아래에 배치될 수 있다. 약액 조(182)의 일측 내에 워킹 전극(184)이 배치될 수 있다. 카운터 전극(186)은 워킹 전극(184)에 대향하여 약액 조(182)의 타측 내에 배치될 수 있다. 레퍼런스 전극(188)은 워킹 전극(184) 및 카운터 전극(186) 사이에 배치될 수 있다.
레퍼런스 전극(188)과 워킹 전극(184) 사이의 전압이 스위칭되면, 상기 워킹 전극(184)의 표면에 금속의 도금과 박리가 반복될 수 있다. 이때, 워킹 전극(184)과 카운터 전극(186) 사이에 흐르는 전류를 측정함으로서 첨가제들(158)의 농도가 검출될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전기 분석기(180)는 첨가제들(158)의 농도를 직접적으로 측정할 수 없다. 전기 분석기(180)는 표준용액(197)의 첨가제들(158) 농도를 기준으로 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도를 상대적으로 검출할 수 있다.
도 10은 도 9의 전기 분석기(180)에서 검출된 표준용액(197)의 제 1 첨가제 (158a) 농도와, 처리용액(112)의 제 1 첨가제(158a) 농도를 보여준다. 표준용액(197)의 제 1 피크(199)가 처리용액(112)의 제 2 피크(198)보다 높으면, 처리용액(112)의 제 1 첨가제(158a) 농도는 표준용액(197)의 제 1 첨가제 (158a) 농도보다 낮다. 제 1 첨가제 공급부(152)는 처리용액(112)의 제 1 첨가제(158a) 농도와 표준용액(197)의 제 1 첨가제 (158a) 농도가 같아지도록 처리 조(110) 내에 제 1 첨가제(158a)를 제공할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 처리용액(112)와 표준용액(197)의 제 1 첨가제(158a) 농도가 각각 동일하면, 처리용액(112)의 제 2 피크(198)와 표준용액의 제 1 피크(199)가 동일하게 나타날 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 표준용액 공급부(190)는 표준용액(197)을 분석기들(160)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 표준용액 공급부(190)는 표준용액 공급 라인들(192), 표준 질량 유량 제어기들(194), 및 표준용액 조(196)를 포함할 수 있다.
표준용액 공급 라인들(192)은 처리원액(148) 및 첨가제들(158)을 표준용액 조(196)에 전달할 수 있다. 표준용액 공급 라인들(192)은 처리원액 공급부(140)의 처리원액 탱크(142)와 분석기들(160) 사이를 연결할 수 있다. 표준용액 공급 라인들(192)은 첨가제 공급부(150)의 제 1 내지 제 3 첨가제 탱크들(152a, 154a, 156a)과 분석기들(160) 사이를 연결할 수 있다. 일 예에 따르면, 표준용액 공급 라인들(192)은 표준 소스 라인들(191), 표준 소스 혼합 라인(193), 및 표준용액 분배라인들(195)을 포함할 수 있다. 표준 소스 라인들(191)은 표준 처리원액 공급 라인(191a)과, 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 공급 라인들(191b, 191c, 191d)을 포함할 수 있다. 표준 처리원액 공급 라인(191a)은 처리원액 탱크(142)와 표준 소스 혼합 라인(193)을 연결할 수 있다. 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 공급 라인들(191b, 191c, 191d)은 제 1 내지 제 3 첨가제 탱크들(152a, 154a, 156a)과 표준 소스 혼합 라인(193)을 연결할 수 있다. 표준 소스 혼합 라인(193)은 처리원액(148)과 첨가제들(158)을 혼합할 수 있다. 표준 소스 혼합 라인(193)은 표준 처리원액 공급 라인(191a), 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 공급 라인들(191b, 191c, 191d), 및 표준용액 조(196)를 연결할 수 있다. 표준용액 분배라인들(195)은 표준용액 조(196)와 분석기들(160)을 연결할 수 있다. 표준용액 분배라인들(195)은 광학 분석기(170) 및 전기 분석기(180)에 분기(branched off)될 수 있다.
표준 질량 유량 제어기들(194)은 표준 처리원액 공급 라인(191a)과, 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 공급 라인들(191b, 191c, 191d)에 각각 배치될 수 있다. 표준 질량 유량 제어기들(194)은 처리원액(148)과 첨가제들(158)의 공급 유량을 제어할 수 있다. 표준 질량 유량 제어기들(194)은 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a), 및 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)을 포함할 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a)는 표준 처리원액 공급 라인(191a)에 제공될 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a)는 처리원액(148)의 공급 유량을 제어할 수 있다. 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)은 표준 첨가제 공급 라인들(191b, 191c, 191d)에 제공될 수 있다. 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)은 첨가제들(158)의 공급 유량을 제어할 수 있다.
제어부(200)는 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a)와 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)을 제어할 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a)와 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)은 연동될 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(194a)와 제 1 내지 제 3 표준 첨가제 질량 유량 제어기들(194b, 194c, 194d)은 표준용액(197)에서의 혼합 비에 대응되는 처리원액(148) 및 첨가제들(158) 각각의 공급 유량을 제어할 수 있다.
표준용액 조(196)는 표준 소스 혼합 라인(193) 및 표준용액 분배라인들(195)사이에 배치될 수 있다. 표준용액 조(196)는 표준용액(197)을 저장할 수 있다. 표준용액은 표준용액 조(196) 내에서 거의 대부분 균일하게 혼합될 수 있다.
한편, 일반적인 전기 도금 장치는 공급 업체에서 수작업으로 제조된 표준용액(197)으로 분석기들(160)의 측정 기준 값이 교정될 수 있었다. 수작업으로 제조된 표준용액의 경우, 신뢰성이 떨어질 수 있다. 왜냐하면, 표준용액(197) 내의 첨가제들(158)의 농도가 객관적이지 못하고, 상기 표준용액(197)의 보관 및 운반 과정에서의 오염이 발생될 수 있기 때문이다.
표준용액 공급부(190)는 분석기들(160)의 교정 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 표준용액 공급부(190)는 표준용액의 보관 및 이동시간을 제거할 수 있다. 표준용액 공급부(190)는 표준용액을 분석기들(160) 내에 실시간으로 공급할 수 있다. 따라서, 분석기들(160)은 표준용액 공급부(190)로부터 신뢰성이 우수한 표준용액(197)으로 교정될 수 있다.
제어부(200)는 처리 조(110), 전원 공급부(130), 처리원액 공급부(140), 첨가제 공급부(150), 분석기들(160), 및 표준용액 공급부(190)을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 처리 조(110)에서의 기판 처리를 모니터링할 수 있다. 제어부(200)는 표준용액(197)으로 측정 기준 값을 자동으로 교정토록 분석기들(160)을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 분석기들(160)을 통해 처리용액(112)의 농도를 파악하고, 첨가제들(158)을 처리 조(110) 내에 자동으로 보충토록 첨가제 공급부(150)를 제어할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(111)의 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여준다.
먼저, 기판 처리를 수행한다(S10). 일 예에 따르면, 기판 처리 단계(S10)는 기판(10)의 도금 공정 단계일 수 있다. 기판 처리 단계(S10)는 기판(10)마다 약 수 분에서 수십 분씩 소요될 수 있다. 기판(10)은 처리용액(112) 내에서 도금될 수 있다. 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도는 기판(10)의 누적 도금 시간에 따라 변화될 수 있다.
다음, 제어부(200)는 첨가제들(158)의 농도를 검출할 것인지를 판단한다(S20). 첨가제들(158)의 농도 측정은 주기적으로 확인될 수 있다. 예를 들어, 첨가제들(158)의 농도는 약 24시간 내지 48시간 정도의 도금 공정의 누적 시간마다 측정될 수 있다. 이때, 첨가제들(158)의 종류마다 각각 농도 측정 주기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 제 1 첨가제(158a), 제 2 첨가제(158b), 및 제 3 첨가제들(158c)의 농도 측정 주기는 각각 다를 수 있다.
그 다음, 제어부(200)는 첨가제들(158)의 농도를 측정을 위한 분석기들(160)의 측정 기준 값을 교정할지를 판단한다(S30). 분석기들(160)의 측정 기준 값은 주기적으로 교정될 수 있다. 예를 들어, 측정 기준 값은 약 1주일 내지 약 1개월 단위로 교정될 수 있다. 이와 달리, 분석기들(160)의 측정 기준 값은 도금 단계(S10)의 불량이 발생될 경우에 교정될 수 있다. 해당 분석기들(160)의 측정 기준 값의 교정이 필요치 않으면, 상기 분석기들(160)은 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도를 측정한다(S50).
이후, 측정 기준 값의 교정이 결정되면, 분석기들(160)의 측정 기준 값을 교정한다(S40). 일 예에 따르면, 측정 기준 값의 교정 단계(S40)는 처리원액(148) 및 첨가제들(158)의 공급단계(S42), 표준용액(197)의 제조단계(S44), 표준용액(197)의 제공단계(S46), 및 표준용액(197) 내의 첨가제들(158)의 농도 검출 단계(S48)를 포함할 수 있다.
처리원액(148) 및 첨가제들(158)의 공급단계(S42)는 처리원액(148) 및 첨가제들(158)을 표준용액 공급부(190)에 각각 설정된 유량으로 제공하는 단계이다. 처리원액(148) 및 첨가제들(158) 각각의 공급 유량은 표준 질량 유량 제어기들(194)에 의해 제어될 수 있다.
표준용액(197)의 제조단계(S44)는 처리원액(148)과 첨가제들(158)을 혼합하는 단계이다. 처리원액(148)과 첨가제들(158)은 표준 소스 혼합 라인(193) 내에서 혼합될 수 있다. 처리원액(148)과 첨가제들(158)은 표준용액 조(196) 내에서 다시 균일하게 혼합될 수 있다.
표준용액(197)의 제공단계(S36)는 표준용액 분배라인(195)을 통해 표준용액(197)을 분석기들(160)에 공급하는 단계이다. 예를 들어, 표준용액(197)은 분석기들(160)의 탈기 장치(172) 및 약액 조(182)에 공급될 수 있다.
표준용액(197) 내의 첨가제들(158)의 농도 검출 단계(S48)는 상기 첨가제들(158)의 농도를 광학적 및 전기적으로 검출하는 단계일 수 있다. 분석기들(160)은 표준용액(197) 내의 첨가제들(158)의 농도를 측정할 수 있다. 표준용액(197)의 첨가제들(158)의 농도는 처리용액(112)의 첨가제들(158)의 농도를 측정하기 위한 분석기들(160)의 측정 기준 값이 될 수 있다. 분석기들(160)은 미리 설정된 측정 기준 값을 새로운 측정 기준 값으로 교정할 수 있다. 따라서, 분석기들(160)의 측정 기준 값 교정은 완료될 수 있다. 분석기들(160) 내의 표준용액(197)은 제거될 수 있다.
다음, 분석기들(160)은 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도를 검출한다(S50). 처리용액(112)은 처리용액 수집 라인(162)를 통해 분석기들(160)에 제공될 수 있다. 분석기들(160)은 표준용액(197)의 측정 기준 값을 바탕으로 처리용액(112) 내의 첨가제들(158)의 농도를 상대적으로 분석할 수 있다.
그 다음, 제어부(200)는 측정된 첨가제들(158)의 농도를 바탕으로 처리 조(110) 내의 첨가제들(158)의 보충을 판단한다(S60). 처리용액(112)의 첨가제들(158)의 농도가 표준용액(197)의 첨가제들(158)의 농도와 유사할 경우, 첨가제들(158)의 보충 없이 기판처리를 수행할 수 있다(S10).
처리용액(112)의 첨가제들(158)의 농도가 표준용액(197)의 첨가제들(158)의 농도보다 현저히 낮을 경우, 처리용액(112) 내에 첨가제들(158)을 보충한다(S70). 첨가제들(158)은 처리용액(112)의 첨가제들(158)의 농도와 표준용액(197)의 첨가제들(158)의 농도가 유사해질 때까지 상기 처리용액(112) 내에 보충될 수 있다.
마지막으로, 기판 처리의 정지 유무를 판단하고(S80), 상기 기판 처리를 종료한다(S80).
(제 2 실시 예)
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1111)를 보여준다. 기판 처리 장치(1111)는 처리 조(1110)와, 처리원액 공급부(1140), 탈이온수 공급부(1150), 분석기(1160), 및 표준용액 공급부(1190)를 포함할 수 있다.
처리 조(1110)는 기판(100)의 처리를 수행한다. 처리 조(1110)는 처리용액(1112)을 저장할 수 있다. 일 예에 따르면, 처리 조(1110)는 식각 조일 수 있다. 처리용액(1112)은 식각액일 수 있다. 기판(100)은 처리 조(1110) 내의 처리용액(1112)에 침지될 수 있다. 처리용액(1112)은 기판(100) 또는 상기 기판(100) 상의 박막(미도시)을 식각할 수 있다. 처리용액(1112)은 처리원액(1148)과 탈이온수(1158)를 포함할 수 있다. 처리원액(1148)은 식각 원액일 수 있다. 예를 들어, 처리원액(1148)은 황산, 염산, 불산, 또는 질산의 강산 용액을 포함할 수 있다.
처리원액 공급부(1140)는 처리 조(1110) 내에 처리원액(1148)을 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 처리원액 공급부(1140)는 처리원액 탱크(1142), 처리원액 공급 배관(1144), 및 처리원액 질량 유량 제어기(1146)를 포함할 수 있다. 처리원액 탱크(1142)는 처리원액(1148)을 저장할 수 있다. 처리원액 공급 배관(1144)은 처리원액 탱크(1142)와 처리 조(1110)를 연결할 수 있다. 처리원액 질량 유량 제어기(1146)는 처리원액 공급 배관(1144)에 배치될 수 있다. 처리원액 질량 유량 제어기(1146)는 처리원액(1148)의 공급 유량을 제어할 수 있다.
탈이온수 공급부(1150)는 처리 조(1110) 내에 탈이온수를 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 탈이온수 공급부(1150)는 탈이온수 탱크(1152), 탈이온수 공급 배관(1154), 및 탈이온수 유량 제어기(1156)를 포함할 수 있다.
한편, 기판(10)의 식각 반응은 처리용액(1112)의 발열을 필수적으로 수반한다. 처리용액(1112)은 상온 이상의 고온으로 가열될 수 있다. 탈이온수는 증발될 수 있다. 처리용액(1112)의 산성도가 높아질 수 있다. 다시 말해서, 처리용액(1112)의 수소이온지수(이하, PH로 칭함)는 낮아질 수 있다. 때문에, 탈이온수(1158)는 설정된 PH에 근거하여 처리용액(1112) 내에 적절히 보충되어야 한다. 처리 조(1110) 내의 처리용액(1112)의 PH는 분석기(1160)로부터 측정될 수 있다.
분석기(1160)는 처리용액(1112) 및 표준용액(1197)의 PH를 측정할 수 있다. 일 예에 따르면, 분석기(1160)는 PH 미터를 포함할 수 있다. 분석기(1160)는 처리 용액(1112) 또는 표준용액(1197)의 수소이온을 검출하여 그들의 PH를 측정할 수 있다. 분석기(1160)의 유리 전극(glass electrode)은 처리 용액(1112) 및 표준용액(1197)의 수소이온의 농도에 비례하는 크기의 전위차를 검출할 수 있다. PH 미터에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
분석기(1160)는 처리용액(1112)의 PH 측정 전에 PH 측정 기준 값이 교정되어야 한다. 분석기(1160)을 표준용액(1197)에 의해 미리 정해진 PH 값을 표시하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 표준용액(1197)은 일반적으로 PH 4를 가질 수 있다. 분석기(1160)는 표준용액(1197)에 대해 PH 3.8을 검출할 경우, PH 4.0을 검출하도록 교정될 수 있다.
표준용액 공급부(1190)는 분석기(1160)에 표준용액(1197)을 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 표준용액 공급부(1190)는 표준용액 공급 라인들(1192), 표준 질량 유량 제어기들(1194), 및 표준용액 조(1196)를 포함할 수 있다.
표준용액(1197)의 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)는 표준용액 공급 라인들(1192)을 통해 표준용액 조(1196)에 제공될 수 있다. 일 예에 따르면, 표준용액 공급 라인들(1192)은 표준 소스 라인들(1191)과, 표준 소스 혼합 라인(1193)을 포함할 수 있다. 표준 소스 라인들(1191)은 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)를 각각 표준 소스 혼합 라인(1193)에 제공할 수 있다. 표준 소스 혼합 라인(1193)은 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)를 혼합하여 표준용액 조(1196)에 제공할 수 있다. 표준 소스 라인들(1191)은 표준 처리원액 공급 라인(1191a)과 표준 탈이온수 공급 라인(1191b)을 포함할 수 있다. 표준 처리원액 공급 라인(1191a)은 처리원액 탱크(1142)와 표준 소스 혼합 라인(1193) 사이에 연결될 수 있다. 표준 탈이온수 공급 라인(1191b)은 탈이온수 탱크(1152)와 표준 소스 혼합 라인(1193)을 연결할 수 있다. 표준 소스 혼합 라인은 표준 소스 라인들(1191)과 표준용액 조(1196)를 연결할 수 있다.
표준 질량 유량 제어기들(1194)은 표준 소스 라인들(1191)에 각각 제공될 수 있다. 표준 질량 유량 제어기들(1194)은 처리원액(1148)과 탈이온수(1158)의 공급 유량을 제어할 수 있다. 표준 질량 유량 제어기들(1194)은 표준 처리원액 질량 유량 제어기(1194a)와 표준 탈이온수 질량 유량 제어기(1194b)를 포함할 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(1194a)는 표준 처리원액 공급 라인(1191a)에 제공될 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(1194a)는 처리원액(1148)의 공급 유량을 제어할 수 있다. 표준 탈이온수 질량 유량 제어기(1194b)는 표준 탈이온수 공급 라인(1191b)에 제공될 수 있다. 표준 탈이온수 질량 유량 제어기(1194b)는 탈이온수의 공급 유량을 제어할 수 있다.
표준 처리원액 질량 유량 제어기(1194a)와 표준 탈이온수 질량 유량 제어기(1194b)는 연동될 수 있다. 표준 처리원액 질량 유량 제어기(1194a)와 표준 탈이온수 질량 유량 제어기(1194b)는 표준용액(1197)에서의 혼합 비에 대응되는 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158) 각각의 공급 유량을 제어할 수 있다.
표준용액 조(1196)는 표준용액(1197)을 저장할 수 있다. 분석기(1160)는 표준용액 조(1196) 내의 표준용액(1197)을 통해 PH 측정 기준 값이 교정될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 기판 처리 장치(11110는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 처리 조(1110), 처리원액 공급부(1140), 탈이온수 공급부(1150), 분석기(1160), 및 표준용액 공급부(1190)를 제어할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치(1111)의 기판 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 처리 방법을 보여준다.
먼저, 기판 처리를 수행한다(S100). 일 예에 따르면, 기판 처리 단계(S110)는 기판(10)의 기판(100)의 식각 공정 단계일 수 있다. 기판 처리 단계(S10)는 처리 조(1110) 내의 기판들(100)에 대해 약 수 분에서 수십 분씩 소요될 수 있다. 기판들(100)의 누적 식각 시간에 따라 처리용액(1112)의 PH가 변화될 수 있다.
다음, 처리용액(1112)의 PH를 검출할 것인지를 판단한다(S200). 처리용액(1112)의 PH는 주기적으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 첨가제들(158)의 농도는 약 12시간 내지 48시간 정도의 도금 공정의 누적 시간마다 측정될 수 있다.
그 다음, 분석기(1160)의 측정 기준 값을 교정한다(S300). 일 예에 따르면, 측정 기준 값의 교정 단계(S300)는 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)의 공급단계(S310), 표준용액(1197)의 제조단계(S320), 및 표준용액(1197)의 PH 검출 단계(S330)를 포함할 수 있다.
처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)의 공급단계(S310)는 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)를 처리원액 공급부(1140) 및 탈이온수 공급부(1150)로부터 표준용액 공급부(1190)에 각각 설정된 유량으로 제공하는 단계이다. 처리원액(1148) 및 탈이온수(1158)의 공급 유량은 표준 질량 유량 제어기들(1194)에 의해 제어될 수 있다.
표준용액(1197)의 제조단계(S320)는 처리원액(1148)과 탈이온수(1158)를 혼합하는 단계이다. 처리원액(1148)과 탈이온수(1158)는 표준 소스 혼합 라인(1193) 내에서 혼합될 수 있다. 처리원액(1148)과 탈이온수(1158)는 표준용액 조(1196) 내에서 균일하게 혼합될 수 있다.
표준용액(1197)의 PH 검출 단계(S330)는 표준용액(1197)의 PH를 측정하고, 분석기(1160)의 측정 값을 표준용액(1197)의 측정 기준 값으로 교정하는 단계일 수 있다. 분석기(1160)는 표준용액(1197)에 투입될 수 있다. 분석기(1160)는 표준용액(1197) 내에 약 5분 이상 침지될 수 있다. 분석기(1160)는 표준용액(1197)의 PH 값을 측정할 수 있다. 분석기(1160)는 측정된 PH 값이 표준용액(1197)을 미리 정해진 PH 값과 동일하도록 교정될 수 있다.
다음, 처리용액(1112)의 PH 값을 측정한다(S500). 교정된 분석기(1160)는 처리용액(1112)에 침지될 수 있다. 분석기(1160)는 처리용액(1112)의 PH를 측정할 수 있다.
그 다음, 측정된 처리용액(1112)의 PH 값을 바탕으로 처리 조(1110) 내의 탈이온수(1158)의 보충을 판단한다(S60). 처리용액(1112)의 PH 값이 정해진 PH 값과 유사할 경우, 탈이온수(1158)의 보충 없이 기판 처리를 수행한다(S100).
처리용액(1112)의 PH 값이 정해진 PH 값과 다를 경우, 처리용액(1112) 내에 탈이온수(1158)를 보충한다(S70). 탈이온수(1158)는 처리용액(1112)의 PH 값과 정해진 PH 값이 동일해질 때까지 상기 처리 조(1110) 내에 보충될 수 있다.
마지막으로, 기판 처리의 정지 유무를 판단하여(S700), 상기 기판 처리를 종료한다.
상술한 실시 예들의 기판 처리 장치(111)의 표준용액 공급부(190)는 표준용액 탱크(196)를 가지는 것으로 설명하였다. 그러나, 표준용액 탱크(196)는 표준용액 공급 라인들(192)과 독립적으로 가 제공되지 않는다. 표준용액(197)은 표준용액 공급 라인들(192)을 통해 표준용액 탱크(196) 내에 제공될 수 있다.
상술한 예에서 기판은 반도체 웨이퍼로 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판은 인쇄회로기판일 수 있다. 또한, 상술한 예에서 기판은 칩 다이들을 가지는 것으로 설명하였다. 그러나, 칩다이들은 단위 기판일 수 있다. 단위 기판은 반도체 칩들이 탑재된 메모리 모듈, 그래픽 카드, 오디오 카드, 랜 카드, 또는 모바일 기기 등의 보드 등일 수 있다.
10: 기판 12: 칩 다이
14: 관통 전극들 16: 패드
18: 반도체 소자들 110: 처리 조
112: 처리용액 120: 금속 판
130: 전원 공급부 140: 처리원액 공급부
150: 첨가제 공급부 160: 분석기들
190: 표준 용액 공급부 200: 제어부

Claims (10)

  1. 제 1 및 제 2 소스들이 혼합된 처리용액으로 기판의 제조 공정을 수행하는 기판 처리부;
    상기 기판 처리부로 연결되는 소스 공급부;
    상기 기판 처리부에 연결되어 상기 처리용액을 수집하는 처리용액 수집라인을 갖고, 상기 기판 처리부의 상기 처리용액 내의 상기 제 2 소스의 농도 또는 상기 처리용액의 PH를 검출하고, 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스가 설정된 농도 또는 PH로 혼합된 표준용액을 사용하여 상기 처리용액 내의 상기 제 2 소스의 농도측정 기준값을 교정하는 분석기들; 및
    상기 분석기들에 연결되어 상기 농도측정 기준값의 교정 시에 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스를 상기 소스 공급부로부터 각각 개별적으로 제공받아 상기 표준용액을 제조하고, 상기 표준용액을 상기 분석기에 제공하는 표준용액 공급부를 포함하되,
    상기 소스 공급부는:
    상기 제 1 및 제 2 소스들을 저장하는 제 1 및 제 2 탱크들; 및
    상기 제 1 및 제 2 탱크들을 상기 기판 처리부에 연결하는 제 1 및 제 2 소스라인들을 포함하되,
    상기 표준용액 공급 부는:
    상기 분석기에 연결되고, 상기 표준용액을 상기 분석기에 제공하는 표준용액 조: 및
    상기 제 1 및 제 2 탱크들을 상기 표준용액 조로 연결하고, 상기 제 1 및 제 2 탱크들 내의 상기 제 1 및 제 2 소스들을 상기 표준용액 조에 제공하는 표준용액 공급라인들을 포함하되,
    상기 표준용액 공급라인들은:
    상기 제 1 및 제 2 탱크들에 연결된 제 1 및 제 2 라인들; 및
    상기 제 1 및 제 2 라인들을 상기 표준용액 조로 연결하고, 상기 제 1 및 제 2 라인들 내의 제 1 및 제 2 소스들을 혼합하여 상기 표준용액을 생성하는 혼합라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표준용액 공급부는 상기 표준용액 공급 라인들에 각각 제공되고, 상기 표준용액 조에 공급되는 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스의 유량을 각각 제어하는 표준 질량 유량 제어기들을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 표준 질량 유량 제어기들은:
    상기 제 1 라인에 제공되고 상기 제 1 소스의 공급 유량을 제어하는 제 1 표준 질량 유량 제어기; 및
    상기 제 2 라인에 제공되고, 상기 제 2 소스의 공급 유량을 제어하는 제 2 표준 질량 유량 제어기를 포함하되,
    제 1 표준 질량 유량 제어기 및 제 2 표준 질량 유량 제어기는 상기 제 1 소스 및 상기 제 2 소스를 상기 표준용액의 혼합 비로 상기 표준용액 조에 제공하도록 연동되는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 표준용액 공급 라인들은 상기 표준용액 조와 상기 분석기들 사이의 표준용액 분배 라인들을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분석기들은:
    상기 표준용액 내의 상기 제 2 소스의 농도를 광학적으로 검출하는 광학 분석기; 및
    상기 제 2 소스의 농도를 전기적으로 검출하는 전기 분석기를 포함하되,
    상기 표준용액 분배 라인들은 상기 표준용액 조와 상기 광학 분석기 사이 및 상기 표준용액 조와 상기 광학 분석기 사이에 각각 연결되는 기판 처리 장치.
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