KR20020062433A - 습식세정장비에서 폐황산을 배출하는 방법 및 장치 - Google Patents

습식세정장비에서 폐황산을 배출하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 습식세정장비에서 웨이퍼를 세정하고 오염된 고온의 폐황산을 배출하는 방법에 관한 것으로, 고온의 폐황산을 냉각탱크로 배출하는 단계와, 폐황산을 소정 온도 이하까지 냉각탱크에서 냉각시키는 단계와, 폐황산이 소정 온도 이하까지 냉각되면, 펌프를 이용하여 냉각된 폐황산을 폐액탱크로 강제적으로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 습식세정장비에서 폐황산을 배출하는 시간과 세정액을 교환하는 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

습식세정장비에서 폐황산을 배출하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRAINING USED SULFATE IN WET CLEANING EQUIPMENT}
본 발명은 습식세정장비에서 폐황산을 배출하는 방법에 관한 것으로, 특히습식세정장비에서 웨이퍼를 세정하고 오염된 고온의 폐황산을 배출하는 방법에 관한 것이다.
집적회로의 성능과 신뢰성 및 생산수율은 제작시 사용된 웨이퍼나 제작후 소자 표면에 존재하는 불필요한 물리적·화학적 불순물들에 의하여 많은 제한을 받는다. 웨이퍼 표면에 존재하는 불순물들은 필름, 개별 입자 혹은 입자 덩어리, 흡착된 가스 등으로 이루어져 있으며, 이들은 원자, 이온, 분자 등과 같은 물질 특성을 갖고 있다. 소자의 최소 선폭이 점점 작아져 서브마이크론 영역에 이르게 되면, 산화(oxidation)와 패터닝(patterning) 등의 전에 웨이퍼 표면을 청결하게 세정하는 기술에 대한 중요성은 더욱 커진다. 반도체 웨이퍼 표면을 세정하는 기술은 크게 습식화학방법, 건식방법, 증기(vapor phase)방법 등으로 나눌 수 있다.
세정은 단순한 물리적 분리를 통해서나 화학 반응을 통해서 일어나게 되는데, 이 중에서 화학 반응을 통해서 어떤 용매에 녹을 수 있는 물질로 변화시킴으로써 세정하는 과정을 습식화학방법이라고 한다.
한편 세정에서 사용되는 세정액의 온도 변화는 여러 가지 중요한 효과들을 일으킨다. 온도가 증가되면 화학물질들의 반응률이 증가하여, 온도가 10℃ 증가할 때마다 약 2배 정도의 반응률 상승이 나타난다. 뿐만 아니라 온도 증가는 일반적으로 오염물질들의 물에 녹는 용해도를 증가시켜 세정이 빨리 이루어지게 한다. 따라서 세정액이 황산인 경우 통상 120 내지 150℃의 고온을 유지한다.
종래의 습식세정장비에서는 웨이퍼를 세정하고 오염된 고온의 폐액을 냉각탱크로 배출하고 냉각수를 통해 소정 온도(예를 들어, 60℃) 이하까지 냉각시킨 후에, 옥외에 설치된 폐액탱크로 중력을 이용하여 배출하였다. 그러나 많은 양의 폐황산을 중력을 이용하여 배출하는데는 시간이 많이 소요되므로, 설정된 시간내에 충분히 배출하지 못하였다. 따라서 폐액탱크로의 배출 중에 세정조(cleaning bath)의 세정액 교환신호가 온(ON)되면, 폐액탱크로의 배출을 중지하고 세정조의 폐황산을 다시 냉각탱크로 저장하므로, 냉각탱크가 가득차게 되어, 세정조의 액교환시간이 지연되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 습식세정장비에서 폐황산을 배출시키는 시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 습식세정장비에서 세정조의 액교환시간을 단축시키는 것을 다른 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐황산 배출방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 도 1의 펌프를 이용한 폐황산 배출 단계(105)의 상세한 과정을 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐황산 배출장치의 구성도.
[참조부호에 대한 설명]
301 : 세정조303 : 웨이퍼
305 : 세정액307, 317, 323 : 연결관
309 : 밸브311 : 냉각탱크
313 : 온도센서315 : 수위센서
319 : 배출용 밸브321 : 펌프
325 : 폐액탱크
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 방법에 있어서, 고온의 폐황산을 냉각탱크로 배출하는 단계와, 폐황산을 소정 온도 이하까지 냉각탱크에서 냉각시키는 단계와, 폐황산이 소정 온도까지 냉각되면, 펌프를 이용하여 냉각된 폐황산을 폐액탱크로 강제적으로 배출하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 본 발명은 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 장치에 있어서, 고온의 폐황산을 습식세정장비로부터 받아 저장하고 소정 온도 이하로 냉각시키는 냉각탱크―여기서, 냉각탱크는 폐황산 온도감지용 센서와, 폐황산 온도감지용 센서를 통해 폐황산이 소정 온도 이하로 냉각된 것이 감지되면 개방되는 배출용 공기밸브 및 펌프구동용 공기밸브를 구비함―와, 폐황산을 저장하는 폐액탱크와, 폐황산 온도감지용 센서를 통해 폐황산이 소정 온도 이하로 냉각된 것이 감지되면 냉각탱크로부터 냉각된 폐황산을 폐액탱크로 강제적으로 배출시키는 펌프를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다. 여기서 설명되는 것은 본 발명의 실시예에 해당될 뿐이며, 본 발명의 요지는 후술하는 특허청구범위에 의해 정하여짐을 주목하라.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐황산 배출방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 방법은 고온의 폐황산을 냉각탱크로 배출하는 단계(101)와, 폐황산을 소정 온도 이하까지 냉각탱크에서 냉각시키는 단계(103)와, 폐황산이 소정 온도 이하까지 냉각되면, 펌프를 이용하여 폐황산을 강제적으로 폐액탱크로 배출하는 단계(105)를 포함한다.
도 2는 도 1의 펌프를 이용한 폐황산 배출 단계(105)의 상세한 과정을 나타내는 흐름도이다. 먼저 고온의 폐황산이 소정 온도, 예를 들어 50℃ 이하로 냉각(201)되면, 배출용 공기밸브와 펌프구동용 공기밸브를 동시에 개방(203)한다. 공기밸브가 개방되면 펌프를 구동하여 냉각탱크 내의 폐황산을 강제적으로 폐액탱크로 배출(205)한다. 그후 배출이 종료(207)되면, 배출용 공기밸브와 펌프구동용공기밸브를 폐쇄(209)하고 펌프를 중단(211)시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐황산 배출장치의 구성도이다. 도 3에는 웨이퍼(303)가 세정조(301) 내의 세정액(305)에 의해 세정되는 것이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 장치는 고온의 폐황산을 습식세정장비, 구체적으로 세정조(301)로부터 받아 저장하고 소정 온도 이하로 냉각시키는 냉각탱크(311)와, 냉각탱크(311)로부터 냉각된 폐황산을 저장하는 폐액탱크(325)와, 폐황산을 냉각탱크(311)로부터 폐액탱크(325)로 강제 배출시키는 펌프(321)를 구비하고 있다. 상기 세정조(301)와 냉각탱크(311)는 연결관(307)에 의해, 냉각탱크(311)와 펌프(321)은 연결관(317)에 의해, 펌프(321)와 폐액탱크(325)는 연결관(323)에 의해 연결되어 있다.
한편 냉각탱크(311)에는 폐황산의 온도를 감지하기 위한 온도센서(313)와, 폐황산의 수위를 감지하기 위한 수위센서(315)와, 폐황산을 냉각시키는 냉각수 라인(cooling water line : 도시되어 있지 않음)이 설치되어 있다.
온도센서(313)를 통해 폐황산이 소정 온도, 예를 들어 50℃ 이하로 냉각된 것이 감지되면 배출용 공기밸브(319)와 펌프구동용 공기밸브(도시되지 않음)를 동시에 개방한다. 도 3에서 배출용 공기밸브(319)는 냉각탱크(311)와 펌프(321)를 연결하는 연결관(317) 도중에 설치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 연결관(317)이 설치된 냉각탱크(311) 부위에 냉각탱크(311)와 일체로 설치될 수 있다.
펌프구동용 공기밸브가 개방되면 펌프(321)가 구동되며, 냉각탱크(311)에서 충분히 냉각된 폐황산이 옥외 등에 설치된 폐액탱크(325)로 강제적으로 배출된다.펌프(321)로는 다이어프램 펌프(diaphragm motor)가 바람직하다. 다이어프램 펌프가 구동되기 위해서는 공기가 공급되어야 하는데, 이때 공급되는 공기는 항시 스탠바이(standby) 상태인 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 냉각탱크(311)에는 폐황산의 수위를 감지하는 수위센서(315)가 설치되어 있는데, 수위센서(315)를 통해 냉각탱크(311)내 폐황산의 배출이 종료되었다는 것이 감지되면 배출용 공기밸브(319)와 펌프구동용 공기밸브(도시되지 않음)는 폐쇄되고, 펌프(321)의 동작은 중단된다. 이 경우 다이어프램 펌프는 다음의 배출신호가 온(ON)될 때까지 스탠바이(standby) 상태로 항시 대기한다.
전술한 바와 같이 배출장치를 구성하면, 예를 들어 냉각탱크의 용량이 200ℓ 이고, 배출을 위한 연결관이 3/4"이며, 사용된 펌프의 사양이 다음의 [표 1]과 같은 경우, 중력에 의한 배출은 30 내지 40분을 필요로 하는 데 비해 본 발명에 의한 배출은 10 내지 15분밖에 필요로 하지 않았다.
본체재질 PVDF 작동음 72 dB
내부재질 PTFE 무게 1.7 Kg
최대토출량 10 ℓ/min 길이 155 mm
사용온도 액체 : 0∼60 ℃기체 : 0∼70 ℃ 높이 147 mm
펌프구동압 0.2∼0.5 MPa 단가 1,061,000 원
본 발명에 의하면 습식세정장비에서 폐황산을 배출시키는 시간을 단축시킬수 있는 이점이 있다. 또한 습식세정장비에서 세정조의 액교환시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 방법에 있어서,
    상기 고온의 폐황산을 냉각탱크로 배출하는 단계와,
    상기 폐황산을 소정 온도 이하까지 상기 냉각탱크에서 냉각시키는 단계와,
    상기 폐황산이 소정 온도 이하까지 냉각되면, 펌프를 이용하여 상기 냉각된 폐황산을 폐액탱크로 강제적으로 배출하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 폐황산 배출방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각탱크에는 폐황산 온도감지용 센서와, 배출용 공기밸브 및 펌프구동용 공기밸브가 구비되어 있으며, 상기 폐황산 온도감지용 센서를 통해 폐황산이 소정 온도 이하로 냉각된 것이 감지되면 상기 배출용 공기밸브와 상기 펌프구동용 공기밸브를 개방하고, 상기 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 폐황산 배출방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각탱크는 상기 냉각탱크내 폐황산의 배출이 종료되었는지 여부를 감지하는 배출감지센서를 구비하고 있고, 상기 배출감지센서가 배출이 종료되었음을 감지하면 상기 배출용 공기밸브와 상기 펌프구동용 공기밸브를 폐쇄하고, 상기 펌프의 동작을 중단시키는 것을 특징으로 하는 폐황산 배출방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프는 다이어프램 펌프(diaphragm motor)인 것을 특징으로 하는 폐황산 배출방법.
  5. 습식세정장비에서 고온의 폐황산을 배출하는 장치에 있어서,
    ① 상기 고온의 폐황산을 상기 습식세정장비로부터 받아 저장하고 소정 온도 이하로 냉각시키는 냉각탱크―여기서, 상기 냉각탱크는
    ⓐ 폐황산 온도감지용 센서와,
    ⓑ 상기 폐황산 온도감지용 센서를 통해 폐황산이 소정 온도 이하로 냉각된 것이 감지되면 개방되는 배출용 공기밸브 및 펌프구동용 공기밸브를
    구비함―와,
    ② 상기 폐황산을 저장하는 폐액탱크와,
    ③ 상기 폐황산 온도감지용 센서를 통해 폐황산이 소정 온도 이하로 냉각된 것이 감지되면 상기 냉각탱크로부터 냉각된 폐황산을 상기 폐액탱크로 강제적으로 배출시키는 펌프를
    포함하는 것을 특징으로 하는 폐황산 배출장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 펌프는 다이어프램 펌프(diaphragm motor)인 것을 특징으로 하는 폐황산 배출장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다이어프램 펌프에 공급되는 공기는 항시 스탠바이(standby) 상태인 것을 특징으로 하는 폐황산 배출장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각탱크는 상기 냉각탱크내 폐황산의 배출이 종료되었는지 여부를 감지하는 배출감지센서를 더 구비하고 있고, 상기 배출감지센서가 배출이 종료되었음을 감지하면 상기 배출용 공기밸브와 상기 펌프구동용 공기밸브를 폐쇄하고, 상기 펌프의 동작을 중단시키는 것을 특징으로 하는 폐황산 배출장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200452020Y1 (ko) * 2008-10-02 2011-01-25 김시완 다용도 머리빗
KR101043977B1 (ko) * 2009-05-07 2011-06-24 전은희 새치별 염색이 가능한 염색도구
KR102338583B1 (ko) * 2021-09-01 2021-12-13 씨에스이(주) 반도체 제조공정에 사용된 폐황산 냉각냉크

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