KR20010110106A - 약액공급장치 - Google Patents

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KR20010110106A
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노지구니히로
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노지 구니히로
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Abstract

(과제) 안정하게 약액을 처리장치에 공급하는 것이 가능하고, 반도체장치의 제조공정에 있어서 제문제를 해결할 수 있는 약액공급장치를 제공한다.
(해결수단) 원액과 희석액을 혼합하는 등 하여 생성된 약액을 처리장치(12)에 공급하는 약액공급장치(1)에, 약액을 저장하는 복수의 약액저장수단(2)과, 복수의 약액저장수단(2)의 각각과 처리장치(12)의 사이를 접속하는 주배관(3)과, 복수의 약액저장수단(2)의 각각으로부터 주배관(3)을 통해서 처리장치(12)에 약액을 공급하는 약액공급수단(5)과, 복수의 약액저장수단(2)의 각각으로부터 추출된 약액을, 약액이 추출된 약액저장수단(2)으로 복귀시키는 제 1의 순환용 배관(6)과, 복수의 약액저장수단(2)의 각각으로부터 추출되고, 주배관(3)을 통해서 약액공급수단(5)에 의해 처리장치(12)의 직전까지 운송된 약액을, 이 약액이 추출된 약액저장수단(2)으로 복귀시키는 제 2의 순환용 배관(4)을 설치하였다.

Description

약액공급장치{CHEMICAL FEEDER}
본 발명은, 약액공급장치에 관한 것이고, 특히, 반도체제조공정에 있어서 원액을 희석하는 것 등으로 생성된 약액을 처리장치에 공급하는 약액공급장치에 관한 것이다.
종래, 반도체장치의 제조공정에 있어서, 원액을 순수한 물이나 과산화수소로 희석하거나, 복수의 원액을 혼합하여 약액을 생성하고, 생성된 약액을 처리장치에 공급하기 위해 여러종류의 약액공급장치가 사용되고 있다. 예를들면, 웨이퍼제조공정에서는, 동도금을 행하기 위해 도금액으로 처리하거나, 웨이퍼의 폴리싱공정에서는, 연마입자를 포함한 슬러리를 사용하고, 이들 도금액, 슬러리 등을 공급하기 위한 약액공급장치가 사용되고 있다.
이 약액공급장치는, 예를 들면, 원액을 희석하거나, 복수의 원액을 혼합하는 희석·혼합탱크와, 희석 후의 약액을 보관하는 공급탱크를 구비하고, 희석·혼합탱크에 있어서 원액을 순수한 물로 희석, 혼합하고, 생성된 약액을 공급탱크에 보관하고, 필요시에 소정량을 처리장치에 공급하도록 구성되어있다. 또한, 희석·혼합탱크와 공급탱크를 1개의 탱크로 처리하는 경우도 있다.
반도체장치의 제조공정에 있어서, 처리장치에 공급되는 약액의 조성이 변화하거나, 약액에 포함되는 파티클이 굳어서 파티클 사이즈가 크게 되면, 불량품이 발생하는 확률이 높게된다. 예를 들면, 도금액중의 황산동 등의 파티클의 존재에의해, 배선의 쇼트, 단선 등의 불량이 발생할 가능성이 높게 되고, 슬러리중의 연마입자의 파티클 사이즈가 크게 되면, 웨이퍼표면에 스크래치가 발생하는 등의 문제가 생긴다. 그 때문에, 안정되게 약액을 공급할 수 있는 약액공급장치가 요구되고 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 종래의 약액공급장치에 있어서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 안정되게 약액을 처리장치에 공급할 수 있고, 반도체장치의 제조공정에 있어서 제문제를 해결할 수 있는 약액공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 관한 약액공급장치의 1 실시예의 전체구성을 도시하는 도면.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1; 약액공급장치 2(2A,2B); 혼합탱크
3; 주배관 4(4A,4B); 제 2의 순환용 배관
5(5A-1,5A-2,5B-1,5B-2); 펌프 6(6A,6B); 제 1의 순환용 배관
7; 원액탱크 8; 희석액탱크
9(9A,9B); 왕래탱크 10(10A,10B); 펌프
11; 펌프 12; 처리장치
13; 핸드샤워 14(14A,14B); 유량계
15~34; 밸브 35; 순수한 물 공급구
36; 질소공급구 37; 드레인 배출구
38; 세정용 배관 41(41A,41B); 로드셀
42,43; 로드셀 44(44A,44B); 로드셀
51; 순환용 배관
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명은, 원액과 희석액을 혼합하여 생성한 약액, 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 처리장치에 공급하는 약액공급장치로서, 상기 약액을 저장하는 복수의 약액저장수단과, 상기 복수의 약액저장수단의 각각과 상기 처리장치 사이를 접속하는 주배관과, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에서 상기 주배관을 통해서 상기 처리장치로 상기 약액을 공급하는 약액공급수단과, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에서 추출된 상기 약액을, 이 약액이 추출된 약액저장수단으로 복귀시키는 제 1의 순환용 배관과, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에서 추출되고, 상기 주배관을 통해서 상기 약액공급수단에 의해 상기 처리장치의 직전까지 운송된 상기 약액을, 이 약액이 추출된 약액저장수단으로 복귀시키는 제 2의 순환용 배관을 구비한 것을 특징으로 한다.
그리고, 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 복수의 약액저장수단의 각각에서추출된 약액을 제 1의 순환용 배관을 통해서, 순환시키고, 복수의 약액저장수단의 각각에서 추출되고, 주배관을 통해서 약액공급수단에 의해 처리장치의 직전까지 운송된 약액을 제 2의 순환용 배관을 통해서 순환시킬 수 있고, 약액을 체류시키는 일이 없기 때문에, 약액의 조성이 변화하거나, 약액에 포함되는 파티클이 굳어서 파티클 사이즈가 크게 되는 일없이, 안정되게 약액을 공급할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 약액공급장치에 있어서, 상기 약액저장수단에 상기 원액과 상기 희석액을 따로따로 공급하는 공급수단, 또는 상기 복수의 원액의 각각을 별도로 공급하는 공급수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 약액저장수단에는, 원액과 희석액을 따로따로 공급하거나, 복수의 원액의 각각을 따로따로 공급할 수 있기 때문에, 이 약액저장수단과 상기 제 1의 순환용 배관을 이용하여, 원액과 희석액의 혼합, 또는 복수의 원액의 혼합을 행할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은, 상기 약액공급수단은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 약액공급장치에 있어서, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에 설치된 복수의 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 복수의 펌프가 설치되어 있기 때문에, 1개의 펌프가 고장나도, 다른 펌프에 의해 처리장치에 약액을 공급할 수 있고, 약액의 공급정지를 회피할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 ,2 또는 3에 기재된 약액공급장치에 있어서, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에 저장된 상기 약액을 계량하는 계량수단을 구비하고, 상기 처리장치에 상기 약액을 공급하고 있는 상기 약액저장수단에 저장되어 있는 상기 약액의 양이 소정량 이하로 된 때에, 다른 약액저장수단에 상기 약액을 보충, 또는 다른 약액저장수단에 상기 원액과 상기 희석액을 따로따로 공급, 또는 상기 복수의 원액의 각각을 따로따로 공급하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 처리장치로의 약액을 공급하는 약액저장수단에 저장되어 있는 상기 약액의 양이 소정량 이하로 된 것이 계량수단에 의해 판정되면, 다른 약액저장수단에 상기 약액을 보충 등 할 수 있기 때문에, 처리장치로의 약액의 공급을 연속하여 행할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4중 어느 한항에 기재된 약액공급장치에 있어서, 상기 약액저장수단과, 상기 제 1의 순환용 배관과, 상기 제 2의 순환용 배관을 세정하는 세정수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 처방약액 저장수단과, 제 1의 순환용 배관과, 제 2의 순환용 배관을 세정수단에 의해 세정함으로써, 약액의 체류를 방지하여, 약액의 조성의 변화나, 약액에 포함되는 파티클 사이즈의 증가를 확실히 방지할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 약액공급장치에 상기 약액을 공급하고 있는 상기 약액저장수단으로부터 상기 약액이 완전히 추출될 때마다, 상기 제 1의 순환용 배관을 통해서 상기 세정수단에 의해 상기 약액저장수단이 세정되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 처리장치에 약액을 공급하고 있는 약액공급수단에서 약액이 완전히 추출될 때마다, 제 1의 순환용 배관을 통해서 세정수단에 의해 약액저장수단을 세정함으로써, 더 확실히 약액의 조성의 변화나, 약액에 포함되는 파티클 사이즈의 증가를 방지할 수 있다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 6중 어느 한항에 기재된 약액공급장치에 있어서, 상기 처리장치는, 반도체장치의 제조장치의 일부를 구성하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 반도체장치의 제조공정에 있어서, 처리장치에 공급되는 약액의 조성이 변화하거나, 약액에 포함되는 파티클이 굳어서 파티클 사이즈가 크게 되는 것을 방지할 수 있고, 배선의 쇼트, 단선 등의 불량, 웨이퍼표면에 있어서 스크래치가 발생 하는 등의 제문제를 해결할 수 있다.
(발명의 실시형태)
다음에, 본 발명에 관한 약액공급장치의 실시의 형태의 구체예를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 원액으로서의 슬러리를 희석액으로서의 과산화수소에 의해 희석해서 얻은 약액을 반도체장치의 제조공정에 있어서 처리장치(폴리싱장치)에 공급하는 경우에 대하여 설명하는데, 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 처리장치에 공급하는 경우도 동일하게 본 발명에 관한 약액공급장치를 사용할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 약액공급장치(1)는, 약액을 저장하는 복수의 약액저장수단으로서의 혼합탱크(2(2A,2B))와, 이들 혼합탱크(2)와 처리장치와의 사이를 접속하는 주배관(3)과, 약액공급수단으로서의 펌프(5(5A-1,5A-2,5B-1,5B-2))와, 제 1의 순환용 배관(6(6A,6B))과, 처리장치(12)의 직전까지 운송된 약액을 혼합탱크(2)에 복귀시키는 제 2의 순환용 배관(4(4A,4B))과 슬러리를 일시적으로 저장하는 원액탱크(7)와, 과산화수소를 일시적으로 저장하는 희석액탱크(8) 등으로 구성된다.
혼합탱크(2A)에는, 후술하는 바와같이, 원액탱크(7) 및 희석액탱크(8)로부터 슬러리 및 과산화수소가 공급되고, 혼합탱크(2A)내의 약액의 양을 계량하기 위하여 로드셀(41A)이 구비되어있다. 혼합탱크(2A)로부터 처리장치(12)에 약액을 공급하기 위해 2기의 펌프(5A-1,5A-2)가 배치되고, 이들의 하류측에 유량계(14A)가 구비되어 있다. 펌프를 2기 배치한 것은, 운전중에 한쪽의 펌프가 고장난 경우에도, 다른 쪽 펌프를 기동하여 연속해서 약액의 공급을 행하기 위해서이다. 이 때문에 유량계(14A)를 배치하고, 펌프(5A-1 또는 5A-2)의 토출량을 계측하고 있다.
혼합탱크(2A)와 처리장치(12) 사이에는, 상기 펌프(5A-1,5A-2) 및 유량계(14A) 외에, 밸브(17,18,19,20)가 배치되어 있다. 또한, 혼합탱크(2A)로부터 추출된 약액을 펌프(5A-1 또는 5A-2)를 통해서 다시 혼합탱크(2A)로 복귀시키기 위한 제 1의 순환용 배관(6A)이 구비되어 있다. 더욱이, 주배관(3)을 통해서 처리장치(12)의 직전까지 운송된 약액을 다시 혼합탱크(2A)로 복귀하는 제 2의 순환용 배관(4A)이 설치되어 있다. 제 2의 순환용 배관(4A)에는, 밸브(21,22,23)가 배치되어 있다.
혼합탱크(2B)도 혼합탱크(2A)와 동일하게 구성되고, 원액탱크(7) 및 희석액탱크(8)로부터 슬러리 및 과산화수소가 공급되고, 혼합탱크(2B)내의 약액의 양을계량하기 위하여 로드셀(41B)이 구비되어 있다. 혼합탱크(2B)로부터 처리장치(12)로 약액을 공급하기 위해 2기의 펌프(5B-1,5B-2)가 배치되고, 이들의 하류측에 유량계(14B)가 구비되어 있다. 또한, 2기의 펌프(5B-1,5B-2)와, 유량계(14B)를 설치한 이유는, 혼합탱크(2A)의 경우와 동일하다.
더욱이, 혼합탱크(2B)와 주배관(3)의 밸브(19) 사이에는, 밸브(26,27)가 배치되어있다. 또한, 혼합탱크(2B)로부터 추출된 약액을 펌프(5B-1 또는 5B-2)를 통해서 다시 혼합탱크(2B)로 복귀시키기 위한 제 1의 순환용 배관(6B)과, 주배관(3)을 통해서 처리장치(12)의 직전까지 운송된 약액을 다시 혼합탱크(2B)로 복귀시키는 제 2의 순환용 배관(4B)이 설치되고, 제 2의 순환용 배관(4B)에는, 밸브(24,25)가 배치되어 있다.
원액탱크(7)는, 원액으로서의 슬러리를 일시적으로 저장하기 위하여 구비되고, 원액탱크(7)에 저장된 슬러리를 혼합탱크(2A) 및 혼합탱크(2B)에 공급하기 위해서, 펌프(11)가 배치되어 있다. 또한, 원액탱크(7)와 혼합탱크(2A) 및 혼합탱크(2B)를 접속하는 배관에는, 밸브(31,30,28)가 설치되어있다. 원액탱크(7)내의 슬러리의 양을 계측하기 위하여 로드셀(42)이 배치되고, 원액탱크(7)내의 슬러리를 순환시키기 위한 순환용 배관(51)이 구비되어 있다.
원액탱크(7)의 상류측에는, 외부로부터 받이들인 슬러리가 수용되어 있는 왕래탱크(9A)가 배치되고, 왕래탱크(9A)와 원액탱크(7) 사이에는, 왕래탱크(9A)내의 슬러리를 원액탱크(7)에 수송하기 위한 펌프(10A)가 구비되고, 왕래탱크(9A)와 원액탱크(7)를 접속하는 배관에 밸브(32)가 배치되어 있다.
한편, 희석액탱크(8)는, 희석액으로서의 과산화수소를 일시적으로 저장하기 위하여 구비되어 있고, 희석액탱크(8)내의 과산화수소의 양을 계측하기 위하여 로드셀(43)이 배치되어 있다. 또한, 희석액에 대해서는, 순환루트가 불필요하기 때문에, 펌프를 구비할 필요는 없고, 밸브(34,29)의 조작에 의해 희석액을 자중에 의해 혼합탱크(2A) 및 혼합탱크(2B)에 공급하도록 구성되어 있다.
희석액탱크(8)의 상류측에는, 외부로부터 받이들인 과산화수소가 수용되어 있는 왕래탱크(9B)가 배치되고, 왕래탱크(9B)와 희석액탱크(8) 사이에는, 왕래탱크(9B)내의 슬러리를 희석액탱크(8)에 수송하기 위한 펌프(10B)가 구비되어 있고, 왕래탱크(9B)와 희석액탱크(8)를 접속하는 배관에 밸브(33)가 배치되어 있다.
제 1의 순환용 배관(6A,6B)과, 제 2의 순환용 배관(4A,4B) 등을 세정하는 세정수단으로서, 순수한 물 공급구(35), 질소공급구(36)를 구비함과 동시에, 순수한 물 또는 질소를 공급하기 위한 세정용 배관(38), 및 각 배관으로부터의 드레인을 빼기위한 드레인 배출구(37)가 배치되어 있다. 질소는 순수한 물로 세정한 배관내의 수분을 날려서 내벽을 건조시키기 위해서 공급된다. 또한, 각 탱크나 배관의 외측표면 등을 세정하기 위한 핸드샤워(13)도 구비되어 있다.
다음에, 상기 구성을 갖는 약액공급장치(1)의 동작에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
먼저, 외부로부터 받아들인 왕래탱크(9A,9B)로부터 펌프(10A,10B)를 통해서 원액탱크(7) 및 희석액탱크(8)에 각각 슬러리 및 과산화수소를 공급한다. 원액탱크(7), 희석액탱크(8)내의 슬러리 및 과산화수소가 소정중량 이상으로 된 것이 로드셀(42,43)에 의해 검출되면, 펌프(10A,10B)를 정지시킨다. 또한, 로드셀(44A,44B)에 의한 계측치에 의해 왕래탱크(9A,9B)가 비어있는 것이 확인되면, 왕래탱크(9A,9B)를 새로운 것으로 교체한다.
원액탱크(7)에 공급된 슬러리를, 펌프(11), 순환용 배관(51)을 통해서 순환하고, 슬러리의 체류를 방지하여 슬러리중의 연마입자의 파티클 사이즈가 크게 되는 것을 방지한다. 이 슬러리의 순환은, 혼합탱크(2A,2B)로의 공급시 이외는 항상 행한다.
다음에, 혼합탱크(2A,2B)에 원액탱크(7) 및 희석액탱크(8)로부터 슬러리 및 과산화수소를 공급한다. 원액탱크(7)의 슬러리는, 밸브(31)를 전환하여 펌프(11)를 운전하여 수송하고, 희석액탱크(8)내의 과산화수소는, 밸브(34,29)를 조작하여 자중을 이용하여 공급한다.
혼합탱크(2A)로부터 처리장치(12)로의 약액의 공급은, 펌프(5A-1) 또는 펌프(5A-2)를 운전하여 행한다. 또한, 처리장치(12)로의 약액의 공급을 정지시키는 데에는, 밸브(20)를 닫아서 순환용 배관(4A), 밸브(21,22,23)을 통해서 약액을 혼합탱크(2A)에 복귀시키면 된다. 이 때, 펌프(5A-1) 또는 펌프(5A-2)를 정지시킬 필요는 없다.
로드셀(41A)에 의해 혼합탱크(2A)내의 약액을 완전히 사용하기 직전의 상태를 검지하면, 펌프(5A-1 또는 5A-2)를 정지하고, 혼합탱크(2B)로부터 처리장치(12)로 펌프(5B-1) 또는 펌프(5B-2)를 운전하여 약액을 공급한다.
한편, 빈 혼합탱크(2A)에는, 세정용 배관(38) 및 밸브(16)를 통해서 순수한 물 공급구(35)로부터 순수한 물을 공급하고, 혼합탱크(2A)내 및 제 1의 순환용 배관(6A)내를 순수한 물에 의해 세정한다. 세정에 사용된 후의 탁수는, 밸브(18,19,27)를 통해서 드레인 배출구(37)로부터 배출된다. 더욱이, 질소공급구(36)에서 질소를 공급하여 순수한 물을 날려서 배관내 등을 건조한다. 이와 같이, 본 발명에서는, 혼합탱크(2)가 비게 될 때마다 세정을 행하기 때문에, 슬러리를 혼합탱크(2)내나 제 1의 순환용 배관(6)에 체류하거나, 고착되는 일이 없다.
세정후의 혼합탱크(2A)에, 전술의 요령으로 원액탱크(7) 및 희석액탱크(8)로부터 다시 슬러리와 과산화수소를 공급하고, 다음의 처리장치(12)로의 약액의 공급에 대비한다.
또한, 제 2의 순환용 배관(4A,4B)의 루트에 대하여도, 처리장치(12)로의 약액의 공급을 행하고 있지 않는 사이에, 순수한 물 공급구(35) 및 질소공급구(36)에 의해 적절히 순수한 물 및 질소를 공급하여 세정할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 혼합탱크(2)를 2기 설치한 경우에 대하여 설명하였는데, 혼합탱크(2)를 3기 이상 설치하여도 되고, 처리장치(12) 등도 1기에 한정되지않고 복수개 설치할 수 있는 것은 물론이다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 안정되게 약액을 처리장치에 공급할 수 있고, 반도체장치의 제조공정에 있어서 제문제를 해결할 수 있는 약액공급장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 원액과 희석액을 혼합하여 생성한 약액, 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 처리장치에 공급하는 약액공급장치로서,
    상기 약액을 저장하는 복수의 약액저장수단과,
    상기 복수의 약액저장수단의 각각과 상기 처리장치 사이를 접속하는 주배관과,
    상기 복수의 약액저장수단의 각각으로부터 상기 주배관을 통해서 상기 처리장치에 상기 약액을 공급하는 약액공급수단과,
    상기 복수의 약액저장수단의 각각으로부터 추출된 상기 약액을, 이 약액이 추출된 약액저장수단으로 복귀시키는 제 1의 순환용 배관과,
    상기 복수의 약액저장수단의 각각으로부터 추출되고, 상기 주배관을 통해서 상기 약액공급수단에 의해 상기 처리장치의 직전까지 운송된 상기 약액을, 이 약액이 추출된 약액저장수단으로 복귀시키는 제 2의 순환용 배관을 구비한 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 약액저장수단에 상기 원액과 상기 희석액을 따로따로 공급하는 공급수단, 또는 상기 복수의 원액의 각각을 따로따로 공급하는 공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 약액공급수단은, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에 설치된 복수의 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 복수의 약액저장수단의 각각에 저장된 상기 약액을 계량하는 계량수단을 구비하고, 상기 처리장치에 상기 약액을 공급하고 있는 상기 약액저장수단에 저장되어 있는 상기 약액의 양이 소정량 이하로 된 때에, 다른 약액저장수단에 상기 약액을 보충, 또는 다른 약액저장수단에 상기 원액과 상기 희석액을 따로따로 공급, 또는 상기 복수의 원액의 각각을 따로따로 공급하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 약액저장수단과, 상기 제 1의 순환용 배관과, 상기 제 2의 순환용 배관을 세정하는 세정수단을 설치한 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 처리장치에 상기 약액을 공급하고 있는 상기 약액저장수단으로부터 상기 약액이 완전히 추출될 때마다, 상기 제 1의 순환용 배관을 통해서 상기 세정수단에 의해 상기 약액저장수단이 세정되는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 상기 처리장치는, 반도체장치의 제조장치의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 약액공급장치.
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