KR20010066377A - 초순수 강제오염 평가시스템 - Google Patents

Abstract

목적 : 경제적인 초순수 수질관리를 위해 오염원 종류에 대해 각기 서로 다른 오염원 농도를 갖는 초순수로 웨이퍼를 세정함으로써 그 영향성을 평가하여 미세화 공정 정도에 따른 불량 유발 수준을 규명할 수 있는 초순수 강제오염 평가시스템에 대해 개시한다.

구성 : 본 발명의 초순수 강제오염 평가시스템은, 웨이퍼를 세정하기 위해 초순수를 저장하는 습식조와; 습식조에 공급되는 산소공급량을 제어하는 레귤레이터와, 공급된 산소에서 용존산소량을 조절하여 일정하게 공급하는 용존산소량 조절부(MFC)를 포함하여 이루어진 산소공급관과; 습식조로 초순수를 공급하는 제1 초순수공급관과; 서로 다른 유기물을 선택적으로 공급할 수 있는 유기물공급관과; 제1 초순수공급관과 유기물공급관이 연결되며 공급된 초순수와 유기물을 균일하게 혼합하여 유기물 농도를 조절하는 유기물 농도조절장치와; 농도가 조절된 유기물을 묽히도록 초순수를 공급하며, 묽힌 유기물을 습식조로 공급하는 제2 초순수공급관과; 농도가 조절된 유기물의 유속을 제어할 수 있도록 유기물 농도조절장치와 제2 초순수공급관 사이에 설치된 정량펌프;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

효과 : 패턴 미세화 공정 정도에 따른 불량 유발 수준을 규명할 수 있으므로 세정공정에서 사용되는 초순수의 수질관리를 정량화시킬 수 있다. 이 정량화에 따라 경제적인 관리가 가능하다.

Description

초순수 강제오염 평가시스템{System for estimating ultra pure DI water by oppression contamination}

본 발명은 초순수 강제오염 평가시스템에 관한 것으로, 특히 경제적인 초순수 수질관리를 위해 오염원 종류에 대해 각기 서로 다른 오염원 농도를 갖는 초순수로 웨이퍼를 세정함으로써 그 영향성을 평가하여 미세화 공정 정도에 따른 불량 유발 수준을 규명할 수 있는 초순수 강제오염 평가시스템에 관한 것이다.

반도체 제조공정 환경에서 생산소자별로 요구되는 청정도를 유지하는 것이 가장 중요한 기반 기술로써 요구되어지고 있다. 이중에서 초순수의 청정도가 반도체 공정의 각 세정공정에서 차지하는 비중도 매우 크다고 볼 수 있다.

현재, 초순수 중의 오염원은 DO(Dissolved Oxygen ; 이하, 용존산소라 함), TOC(Total Organic Carbon ; 이하, 유기물이라 함), 무기이온, 메탈 및 실리카 등이 있으며, 이를 제어하기 위해 초순수 제조시스템의 발전과 그 근간을 이루는 단위 수처리 기술의 발전으로 초순수 중의 오염원의 제어는 완벽에 가깝게 이루어지고 있다.

그러나, 소자의 고집적화와 이에 따른 디자인 룰의 감소에 따른 오염원 제어기준 개정에는 더 많은 기술의 개발이 필요한 실정이다.

현재, 소자의 디자인 룰에 대한 초순수의 오염원 제어기준은 일반적으로 선폭의 미세화에 비례하여 감소하고 있다. 이미 대부분의 오염원의 제어기준은 최신 분석장비의 검출한계 이하로 관리되고 있는 실정이기 때문에 디자인 룰의 미세화에 따른 오염원의 제어기준의 극미량화에는 분석상의 한계와 수처리 기능상의 한계에 근접한 상황이다. 이에 따라 단순한 디자인 룰의 미세화에 따른 오염원의 제어기준의 극미량화를 지양하고 이미 반도체 세정 공정상 문제를 발생시키지 않는 수준으로 제어되는 오염원에 대해서는 경제적인 관리 수준을 제시하고, 신규 미세화 공정에 따른 불량 유발 수준을 규명하여 소자별 효과적 불량제어 체계를 구축할 필요가 있다. 이를 위해서는 실제 세정공정 과정을 통해서 웨이퍼에 접촉하는 초순수 오염원의 수준별 영향성 평가가 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 경제적인 초순수 수질관리를 위해 오염원 종류에 대해 각기 서로 다른 오염원 농도를 갖는 초순수로 웨이퍼를 세정함으로써 그 영향성을 평가하여 미세화 공정 정도에 따른 불량 유발 수준을 규명할 수 있는 초순수 강제오염 평가시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 초순수 강제오염 평가시스템에 적용된 습식 세정장치의 개략적인 구성도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 습식조 20 : 산소 공급용 레귤레이터

30 : 용존산소 MFC 40 : 제1 초순수공급관

50 : 유기물공급관 60 : 유기물 농도조절장치

70 : 정량펌프 80 : 드레인관

90 : 제2 초순수공급관

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 초순수 강제오염 평가시스템은, 웨이퍼를 세정하기 위해 초순수를 저장하는 습식조와; 상기 습식조에 공급되는 산소공급량을 제어하는 레귤레이터와, 상기 공급된 산소에서 용존산소량을 조절하여 일정하게 공급하는 용존산소량 조절부(MFC)를 포함하여 이루어진 산소공급관과; 상기 습식조로 초순수를 공급하는 제1 초순수공급관과; 서로 다른 유기물을 선택적으로 공급할 수 있는 유기물공급관과; 상기 제1 초순수공급관과 유기물공급관이 연결되며 공급된 초순수와 유기물을 균일하게 혼합하여 유기물 농도를 조절하는 유기물 농도조절장치와; 상기 농도가 조절된 유기물을 묽히도록 초순수를 공급하며, 상기 묽힌 유기물을 습식조로 공급하는 제2 초순수공급관과; 상기 농도가 조절된 유기물의 유속을 제어할 수 있도록 상기 유기물 농도조절장치와 제2 초순수공급관 사이에 설치된 정량펌프;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 습식조로 순수한 초순수만의 공급 및 상기 유기물 농도조절장치 세정시에 초순수 및 세정된 초순수를 드레인시킬 수 있도록 상기 유기물 농도조절장치와 제2 초순수공급관 사이에 드레인관을 더 설치하여 이루어진 것도 바람직하다.

또한, 상기 제1 초순수공급관에서 분당 10 ∼ 50ℓ범위내에서 초순수를 공급하는 것이 좋다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

본 실시예에서는 초순수를 습식 세정장치에 평가하고자 하는 오염원의 농도를 조절하여 세정과정을 통해서 웨이퍼에 접촉시킴으로써 영향성을 평가할 수 있도록 구성하였다. 물론 본 발명은 습식 세정장치에만 적용되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 초순수 강제오염 평가시스템에 적용된 습식 세정장치의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 참조번호 10은 습식조(wet bath), 참조번호 20은 산소 공급용 레귤레이터, 참조번호 30은 용존산소 MFC, 참조번호 40은 제1 초순수공급관, 참조번호 50은 유기물공급관, 참조번호 60은 유기물 농도조절장치, 참조번호 70은 정량펌프, 참조번호 80은 드레인관, 참조번호 90은 제2 초순수공급관을 각각 나타낸다.

상기 습식조(10)는 일반적인 습식조로써 케미컬 세정후 초순수로써 린스 개념의 세정과정을 진행한다. 이러한 실제 공정 진행용 습식조에서 웨이퍼를 세정한 후 다음 과정의 스핀 드라이어 등을 통해 수분을 증발시킨 후 초순수에 포함된 오염원에 의한 잔류 현상을 평가할 수 있도록 준비한다.

상기 산소 공급용 레귤레이터(20)는 제2 초순수공급관(90)에 일정량의 산소를 공급할 수 있도록 산소공급을 제어한다.

상기 용존산소 MFC(30)는 습식조(10)에 공급되는 초순수중의 용존산소의 영향성을 평가하고자 하는 임의의 농도대로 일정하게 공급할 수 있도록 미량의 산소를 제2 초순수공급관(90)으로 공급한다.

상기 제1 초순수공급관(40)은 습식조(10)로 세정용 초순수를 일정량 공급하며, 세정시 분당 30ℓ의 초순수를 공급할 수 있다.

상기 유기물공급관(50)은 유기물을 영향성을 평가하고자 하는 종류별로 임의의 농도로 공급할 수 있다.

상기 유기물 농도조절장치(60)는 평가하고자 하는 유기물을 종류별로 임의의 농도로 제1 초순수공급관(40)을 통해 공급되는 초순수로 묽힘과 동시에 균일하게 섞이게 한다.

상기 정량펌프(70)는 유기물 농도조절장치(60)에서 준비된 유기물용액을 제2 초순수공급관(90)으로 최적의 유속으로 일정량을 공급한다.

상기 드레인관(80)은 순수한 초순수만을 습식조로 공급할 때, 유기물 농도조절장치(60)를 세정할 때에 각각 발생한 초순수를 드레인시킨다.

상기 제2 초순수공급관(90)은 유기물 농도조절장치(60)에서 평가하고자 하는유기물 종류별로 임의의 농도로 묽힌 후 공급한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 초순수 강제오염 평가시스템은, 초순수중에 오염원의 농도 및 종류를 조절하여 습식조로 공급한다. 이후, 웨이퍼를 사용자가 정의한 농도 및 종류의 오염원이 함유된 초순수에 세정한다. 다음에 드라이어 등을 통해 수분을 증발시킨 후 초순수에 포함된 오염원에 의한 잔류 현상을 평가할 수 있도록 준비한다. 이후 평가에 의해 오염원의 농도 및 종류와 미세패턴의 불량상태에 관한 상관관계를 정량화시킨다. 이 정량화된 데이터베이스를 가지고 초순수의 수질상태를 관리한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초순수 강제오염 평가시스템은, 패턴 미세화 공정 정도에 따른 불량 유발 수준을 규명할 수 있으므로 세정공정에서 사용되는 초순수의 수질관리를 정량화시킬 수 있다. 이 정량화에 따라 경제적인 관리가 가능하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (3)

1. 웨이퍼를 세정하기 위해 초순수를 저장하는 습식조와;

   상기 습식조에 공급되는 산소공급량을 제어하는 레귤레이터와, 상기 공급된 산소에서 용존산소량을 조절하여 일정하게 공급하는 용존산소량 조절부(MFC)를 포함하여 이루어진 산소공급관과;

   상기 습식조로 초순수를 공급하는 제1 초순수공급관과;

   서로 다른 유기물을 선택적으로 공급할 수 있는 유기물공급관과;

   상기 제1 초순수공급관과 유기물공급관이 연결되며 공급된 초순수와 유기물을 균일하게 혼합하여 유기물 농도를 조절하는 유기물 농도조절장치와;

   상기 농도가 조절된 유기물을 묽히도록 초순수를 공급하며, 상기 묽힌 유기물을 습식조로 공급하는 제2 초순수공급관과;

   상기 농도가 조절된 유기물의 유속을 제어할 수 있도록 상기 유기물 농도조절장치와 제2 초순수공급관 사이에 설치된 정량펌프;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초순수 강제오염 평가시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 습식조로 순수한 초순수만의 공급 및 상기 유기물 농도조절장치 세정시에 초순수 및 세정된 초순수를 드레인시킬 수 있도록 상기 유기물 농도조절장치와 제2 초순수공급관 사이에 드레인관을 더 설치하여 이루어진것을 특징으로 하는 초순수 강제오염 평가시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 초순수공급관에서 분당 10 ∼ 50ℓ범위내에서 초순수를 공급하는 것을 특징으로 하는 초순수 강제오염 평가시스템.