KR20000021331A - 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템으로서, 상온의 탈이온수를 가열하기 위한 가열부를 별도로 설치하지 않고도 웨트 스테이션의 장비내에서 상온의 탈이온수를 고온으로 가열하여 고온의 탈이온수를 필요로 하는 세정조에 안정적으로 공급하기 위하여, 복수개의 화학조에서 방출되는 복사열을 활용하여 상온의 탈이온수를 고온으로 예열할 수 있는 예열부를 구비한 탈이온수 예열 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 예열부는 복수의 화학조 둘레에 설치된 예열 가이드와, 상온의 탈이온수가 공급되는 배관 중에서 예열 가이드 내에 설치되어 복수의 화학조 둘레를 복수회 선회하여 세정조로 연결되는 고온 배관으로 구성되며, 고온 배관으로 공급된 상온의 탈이온수는 화학조 둘레를 복수회 선회하면서 화학조에서 방출되는 복사열을 공급받아 간접적으로 가열된다.

Description

웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템(System for heating deionize water of wet station)
본 발명은 웨트 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학조에서 방출되는 복사열을 이용하여 상온의 탈이온수를 고온으로 예열하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템에 관한 것이다.
웨트 스테이션(wet station)은 웨이퍼 제조 공정에 필요한 식각 공정(etching step) 및 세정 공정(rinsing step)을 진행하는 장치로서, 화학조(chemical bath)에 복수개의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 케리어(wafer carrier)를 집어 넣고 습식 식각 공정을 진행하고, 다음으로 웨이퍼 케리어를 세정조(rinse Bath) 에서 집어넣어 세정 공정을 진행한 이후에 웨이퍼를 회전 건조기(spin dryer)에 집어 넣고 웨이퍼를 건조시키는 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 웨트 스테이션의 화학 물질 및 탈이온수의 공급 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 1에서 화살표는 웨이퍼의 이송 방향을 나타내며, 그 외의 라인은 연결관(78)을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 웨트 스테이션(100)은 석영(quartz)으로 제조된 두 개의 화학조(12, 22)와, 세 개의 세정조(32, 42, 52)가 일렬로 소정의 간격을 두고 차례로 설치되며, 각 화학조(12, 22)에는 화학 물질을 각 세정조(32, 42, 52)에는 탈이온수를 공급하기 위한 화학물질 및 탈이온수 공급 시스템(이하, "공급 시스템"이라 한다)이 설치된 구조를 갖는다. 이하, 차례로 설치된 화학조(12, 22)와 세정조(32, 42, 52)를 구분하기 위하여, 앞에서부터 제 1 화학조(12), 제 2 화학조(22), 제 1 세정조(32), 제 2 세정조(42) 및 제 3 세정조(52)라 한다. 한편, 도시되지는 않았지만, 제 1 화학조(12) 앞에는 공정을 진행할 웨이퍼를 공급하는 공급부가 설치되고, 제 3 세정조(52) 다음에는 회전 건조기 및 공정이 완료된 웨이퍼가 수납되는 수납부가 차례로 설치되어 있다.
공급 시스템은 화학조(12, 22)에 각기 연결되어 황산(H2SO4) 및 인산(H3PO4)을 공급하는 화학물질 공급부(14, 24)와, 세정조(32, 42, 52)에 각기 상온의 탈이온수를 공급하는 상온 탈이온수 공급부(36)로 구성되며, 제 1 세정조(32)로 고온의 탈이온수를 공급하기 위하여 상온 탈이온수 공급부(36)와 제 1 세정조(32) 사이에 설치된 가열부(34)를 더 포함한다. 그리고, 화학조(12, 22)와 세정조(32, 42, 52) 및 공급 시스템을 연결하는 연결관(78) 사이에는 각기 밸브(62)가 설치된다.
여기서, 가열부(34)는 히터가 내장된 탱크로서, 상온 탈이온수 공급부(36)에서 상온의 탈이온수를 공급받아 내장된 히터로 상온의 탈이온수를 약 50℃이상의 고온으로 예열시키는 부분이다. 그리고, 제 1 세정조(32)에서의 세정 공정을 진행할 경우, 밸브(62)를 열어 가열부(34)에서 제 1 세정조(32)로 고온의 탈이온수를 공급하거나 상온 탈이온수 공급부(36)로부터 직접 상온의 탈이온수를 공급받아 세정 공정을 진행한다. 통상적으로 제 1 세정조(32)는 신속한 제거 세정(Quick Dumped Rinse; Q.D.R) 공정이 이루어지는 세정조이다.
Q.D.R 공정은 제 2 화학조(22)에서의 습식 식각 공정이 완료된 웨이퍼가 제 1 세정조(32)로 공급되면, 가열부(34)의 히터에 의해 예열된 고온의 탈이온수가 제 1 세정조(32)의 바닥면에서 상부로 버블링(bubbling)되면서 제 1 세정조(32)로 공급되어 웨이퍼에 대한 첫 번째 버블링 세정 공정이 약 60초 진행되고, 다음으로 고온의 탈이온수를 배수하면서 제 1 세정조(32)의 상부에서 분사되는 상온의 탈이온수에 의해 첫 번째 분사 세정 공정이 진행된다. 다음으로, 전술된 공정이 한 번 더 진행된다. 그리고, 상온의 탈이온수에 의한 3차례 정도의 분사 세정 공정을 포함한다.
다음으로, 제 2 세정조(42) 및 제 3 세정조(52)로 웨이퍼가 이동하여 상온의 탈이온수를 이용한 세정 공정을 진행한다.
이와 같은 종래의 공급 시스템은 상온의 탈이온수를 고온으로 가열시키기 위한 가열부(34)를 별도로 갖추고 있기 때문에 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
첫째, 상온의 탈이온수를 가열시키는 히터는 주기적으로 교체해 주어야 하는 소모품이다. 그런데, 사용되고 있는 히터의 교체 주기전에 히터가 깨지거나 오동작할 경우, 오염물질이 가열부의 탱크내로 유입되어 고온의 탈이온수와 함께 제 1 세정조로 공급되어 제 1 세정조로 이송된 웨이퍼를 오염시키거나 예열 능력이 떨어지는 문제점을 발생시킬 수 있다. 그리고, 히터는 소모품이기 때문에, 히터 구입에 따른 비용 부담을 안고 있다.
둘째, 가열부의 탱크에 상온의 탈이온수를 공급하여 예열시키기 때문에, 예열을 위한 공정 시간의 확보가 필요하다. 따라서, 공정 시간이 길어질 수 있다.
셋째, 가열부의 탱크에 채워둔 상온의 탈이온수가 공급에 필요한 온도로 예열되지 못하면 제 1 세정 공정을 진행할 수 없기 때문에, 제 1 세정조 앞의 제 2 화학조에서 웨이퍼가 정체하는 현상이 발생될 수 있으며, 이는 웨이퍼가 과다하게 습식되는 등의 공정 상의 문제를 야기할 수 있다.
즉, 이와 같은 문제점은 근본적으로 상온의 탈이온수를 예열하기 위한 별도의 가열부를 갖기 때문에 발생되는 문제임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가열부를 별도로 설치하지 않고도 웨트 스테이션의 장비내에서 상온의 탈이온수를 고온으로 예열할 수 있는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고온의 탈이온수를 안정적으로 공급할 수 있는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 웨트 스테이션의 화학 물질 및 탈이온수의 공급 시스템을 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨트 스테이션의 탈이온수의 예열 시스템을 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템의 예열부를 나타내는 부분 절개 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 화학조의 외측에 설치된 탈이온수 예열 시스템의 예열부를 나타내는 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
112, 122 : 화학조 114, 124 : 화학 물질 공급부
132, 142, 152 : 세정조 136 : 상온 탈이온수 공급부
162 : 밸브 170 : 탈이온수 예열 시스템
172 : 고온 배관 173 : 예열부
174 : 예열 가이드 175 : 설치 공간
176 : 홈 라인 178 : 연결관
200 : 웨트 스테이션
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 화학조와 복수의 세정조가 차례로 설치되어 습식 식각 공정 및 세정 공정이 진행되는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템으로, 상온의 탈이온수를 공급하는 상온 탈이온수 공급부와; 복수의 화학조가 각기 설치될 수 있는 복수의 설치 공간이 형성되어 있으며, 설치 공간의 내측면에 대하여 소정의 간격으로 이격되게 화학조가 설치되는 예열 가이드; 및 일단은 탈이온수 공급부와 연결되고, 타단은 고온의 탈이온수의 공급이 필요한 특정 세정조에 연결된 고온 배관으로, 고온 배관의 중심 부분은 복수의 설치 공간의 내측면에 복수회 선회하도록 설치되며, 설치 공간에 설치될 화학조의 외측면에서 소정의 간격으로 이격되게 설치된 고온 배관;을 포함하며, 탈이온수 공급부에서 고온 배관으로 공급된 상온의 탈이온수는 설치 공간의 내측면의 고온 배관을 통과하면서 화학조에서 설치 공간 쪽으로 방출되는 복사열에 의해 간접적으로 예열되어 특정 세정조에 공급되는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 예열 가이드의 설치 공간의 내측면에 홈 라인을 형성하고, 그 곳에 고온 배관이 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 예열 가이드와 고온 배관은 테플론 재질로 제조하는 것이 바람직하다.
고온의 탈이온수가 공급되는 특정 세정조는 복수의 화학조 다음의 세정조이며, 이곳에서 Q.D.R 공정이 진행된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨트 스테이션의 탈이온수의 예열 시스템(170)을 나타내는 개략도이다. 도 2에서 화살표는 웨이퍼의 이송 방향을 나타내며, 그 외의 라인은 연결관(172, 178)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 탈이온수 예열 시스템(170)이 설치된 웨트 스테이션(200)은 석영으로 제조된 두 개의 화학조(112, 122)와, 세 개의 세정조(132, 142, 152)가 일렬로 소정의 간격을 두고 차례로 설치되며, 각 화학조(112, 122)에는 화학 물질을 각 세정조(132, 142, 152)에는 탈이온수를 공급하기 위한 공급 시스템이 설치된 구조를 갖는다. 한편, 도시되지는 않았지만, 제 1 화학조(112) 앞에는 공정을 진행할 웨이퍼를 공급하는 공급부가 설치되고, 제 3 세정조(152) 다음에는 회전 건조기 및 공정이 완료된 웨이퍼가 수납되는 수납부가 차례로 설치되어 있다.
공급 시스템은 화학조(112, 122)에 각기 연결되어 황산 및 인산 용액의 혼합액을 공급하는 화학물질 공급부(114, 124)와, 세정조(132, 142, 152)에 각기 상온의 탈이온수를 공급하는 상온 탈이온수 공급부(136)로 구성되며, 본 발명에서는 제 1 세정조(132)로 고온의 탈이온수를 공급 위한 예열 시스템(170)을 구비한다. 예열 시스템(170)은 전술된 상온 탈이온수 공급부(136)와, 화학조(112, 122)에 설치된 예열부(173)로 구성된다. 그리고, 화학조(112, 122)와 세정조(132, 142, 152) 및 공급 시스템을 연결하는 연결관(172, 178) 사이에는 각기 밸브(162)가 설치된다.
예열부(173)는 제 1 화학조(112)와 제 2 화학조(122)의 둘레에 설치된 예열 가이드(174)와, 상온 탈이온수 공급부(136)에 연결된 연결관 중에서 예열 가이드(174) 내에 설치되어 제 1 화학조(112)와 제 2 화학조(122)를 복수회 선회하여 제 1 세정조(132)로 연결되는 고온 배관(172)으로 구성된다. 이와 같이 화학조(112, 122)에 예열 가이드(174) 및 고온 배선(172)을 설치한 이유는, 공정을 진행할 때 화학조(112, 122)에서 방출되는 복사열을 이용하여 고온 배관(172)을 통과하는 상온의 탈이온수를 50℃ 이상의 고온의 탈이온수로 예열시키기 위해서이다.
예열부(173)를 도 3 및 도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하겠다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온수 예열 시스템의 예열부(173)를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학조(112, 122)에 탈이온수 예열 시스템의 예열부(173) 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 예열 가이드(174)는 두 개의 화학조(112, 122)에서 외부로 방출되는 복사열의 유출을 방지하는 보호막의 역할과, 고온 배관(172)이 설치될 수 있는 기본 골조의 역할을 하는 부분으로서, 테플론(teflon)과 같은 열에 강한 플라스틱 수지로 제조되며, 두 개의 화학조(112, 122)가 소정의 간격을 두고 설치될 수 있는 움푹 파여진 두 개의 설치 공간(175)이 형성되어 있다. 화학조(112, 122)를 설치 공간(175)에 설치할 때, 화학조(112, 122)는 설치 공간(175)의 내측면에서 소정의 간격으로 이격되게 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 설치한 이유는, 비록 예열 가이드(174)가 열에 강한 플라스틱 수지로 제조되었지만, 화학조(112, 122)는 공정이 진행될 때 120℃ 내지 173℃의 온도로 가열된 화학 물질을 담고 있기 때문에, 화학조(112, 122) 또한 화학 물질의 온도와 비슷한 온도로 가열되어 화학조(112, 122)의 외측면에 플라스틱 재질의 예열 가이드(174)가 접촉되면 예열 가이드의 형태가 변형되거나, 예열 가이드가 화학조에 붙는 불량이 발생될 수 있기 때문이다.
고온 배관(172)의 일단은 상온 탈이온수 공급부(도 2의 136)와 연결되고, 타단은 고온의 탈이온수의 공급이 필요한 세정조 즉, 제 1 세정조(132)에 연결되고, 중심 부분은 두 개의 설치 공간(175)의 내측면에 복수회 선회하도록 설치된다. 이때, 설치 공간(175)에 설치된 고온 배관(172)은 화학조(112, 122)의 외측면에서 소정의 간격으로 이격되게 설치된다. 이유는 예열 가이드(174)를 화학조(112, 122)에서 이격되게 설치한 이유와 동일하다. 고온 배관(172) 또한 테플론으로 제조된다.
설치 공간(175)의 내측면에 고온 배관(172)의 설치에 있어서, 설치 공간(175)에 고온 배관(172)을 안정적으로 설치하고, 설치 공간(175)의 내측면과 화학조(112, 122) 사이의 간격을 줄일 수 있도록, 설치 공간(175)의 내측면에 고온 배관(172)이 설치될 수 있는 홈 라인(176)을 형성하는 것이 바람직하며, 홈 라인(176)은 고온 배선(172)의 반 정도가 삽입될 수 있는 홈으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 그 외에 설치 공간의 내측면 상에 고온 배선을 설치할 도 있으나, 설치 공간의 내측면과 화학조 사이의 간격이 멀어지는 단점이 있다. 그러나, 화학조에서 방출되는 복사열을 이용하여 고온 배선을 통과하는 탈이온수를 고온으로 예열시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탈이온수 예열 시스템(170)을 이용한 웨트 스테이션의 화학조(112, 122) 및 세정조(132, 142, 152)에서 진행되는 습식 식각 공정 및 세정 공정을 설명하면, 먼저 화학 물질 공급부(114, 124)에서 화학조(112, 122)에 각기 황산 및 인산 용액과 같은 화학 물질을 공급한다. 그리고, 화학조(112, 122)에 내장된 히터(116)는 공급된 화학 물질을 습식 식각 공정에 필요한 온도로 가열한다. 통상적으로 120℃ 내지 173℃로 가열한 상태에서, 공급부에서 습식 식각 공정을 진행할 복수개의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트를 화학조(112, 122)에 담구어 소정의 시간 동안 습식 식각 공정을 진행한다.
다음으로, 습식 식각 공정이 완료된 웨이퍼 카세트를 화학조(112, 122)에서 집어 내어 제 1 세정조(132)에 집어 넣고 웨이퍼에 묻어 있는 화학 물질 및 습식 식각 공정에서 제거된 찌꺼기를 세정하기 위한 세정 공정이 진행된다. 이때, 제 1 세정조(132)에서는 Q.D.R 공정이 진행되며, Q.D.R 공정을 진행하기 위해 고온의 탈이온수가 세 1 세정조(132)로 공급되는데, 고온의 탈이온수의 공급은 탈이온수 예열 시스템(170)이 담당한다. 즉, 화학조(112, 122)에 공급된 화학 물질에 대한 가열 및 습식 식각 공정 진행시간 동안 설치 공간(175)의 내측면에 설치된 고온 배관(172) 내를 통과하는 상온의 탈이온수는 화학 물질의 가열에 따라서 달구어진 화학조(112, 122)에서 방출되는 복사열에 의해 50℃ 이상의 고온의 탈이온수로 예열되어 제 1 세정조(132)로 공급되어 Q.D.R 공정이 진행된다.
다음으로, 제 1 세정조(132)에서 세정 공정이 완료된 웨이퍼는 제 2 세정조(142) 및 제 3 세정조(152)로 이송되어 상온 탈이온수 공급부(136)에서 공급된 상온의 탈이온수를 이용한 세정 공정이 진행된다.
이와 같이 복수개의 화학조(112, 122)에서 방출되는 복사열을 활용하기 위해서 화학조(112, 122)를 선회하는 형태의 고온 배관(172) 구조를 활용하여 상온의 탈이온수를 고온의 탈이온수로 예열하는 발명은 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속한다.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 별도의 히터와 같은 예열 수단이 없이 화학조에서 방출되는 복사열을 이용하여 상온의 탈이온수를 고온의 탈이온수로 예열시킬 수 있다.
그리고, 종래에 필요했던 가열부가 제거되기 때문에, 가열부에 따른 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (5)

  1. 복수의 화학조와 복수의 세정조가 차례로 설치되어 습식 식각 공정 및 세정 공정이 진행되는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템으로,
    상온의 탈이온수를 공급하는 상온 탈이온수 공급부와;
    상기 복수의 화학조가 각기 설치될 수 있는 복수의 설치 공간이 형성되어 있으며, 상기 설치 공간의 내측면에 대하여 소정의 간격으로 이격되게 상기 화학조가 설치되는 예열 가이드; 및
    일단은 상기 탈이온수 공급부와 연결되고, 타단은 고온의 탈이온수의 공급이 필요한 특정 세정조에 연결된 고온 배관으로, 상기 고온 배관의 중심 부분은 복수의 상기 설치 공간의 내측면에 복수회 선회하도록 설치되며, 상기 설치 공간에 설치될 상기 화학조의 외측면에서 소정의 간격으로 이격되게 설치된 고온 배관;을 포함하며,
    상기 탈이온수 공급부에서 상기 고온 배관으로 공급된 상온의 탈이온수는 상기 설치 공간의 내측면의 고온 배관을 통과하면서 상기 화학조에서 상기 설치 공간 쪽으로 방출되는 복사열에 의해 간접적으로 예열되어 상기 특정 세정조에 공급되는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 설치 공간의 내측면에 상기 고온 배관이 설치될 수 홈 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 고온 배관은 테플론(teflon) 재질인 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 예열 가이드는 테플론 재질인 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 특정 세정조는 복수의 상기 화학조 다음의 세정조인 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션의 탈이온수 예열 시스템.
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