KR20030015197A - 과산화 방부제 - Google Patents

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Abstract

PVA 스폰지 브러쉬(12) 및 미리 포화된 와이퍼(32)와 같은 클린룸 세정물품이 약 0.05% 내지 1%의 과산화수소를 포함하는 탈이온수를 가진 밀봉된 용기(20)에 패키징된다.

Description

과산화 방부제{PEROXIDE PRESERVATION}
본 발명에 관한 출원은 "과산화 방부제"라는 명칭으로 2000년 6월 12일자로 출원된 가특허출원 시리얼번호 60/210,969로부터 우선권주장된 출원이다.
본 발명은 스폰지에 흡수된 과산화수소 및 탈이온수(de-ionized water)로 된 용액을 가진 밀봉된 패키지에서 미국특허번호 4,566,911에 있는 타입의 PVA "롤러"(스폰지)를 패키징하기 위한 방법을 포함한다.
여기서 논의되는 형태의 스폰지는 반도체 웨이퍼 표면 및 클린룸 환경에서 세정되어야 할 다른 민감한 표면을 세정하는데 사용된다.
일반적으로 상기 스폰지는 물을 머금은 상태; 즉 스폰지 재료가 플렉서블하게 유지되도록 하기 위해 스폰지 재료에 흡수된 순수(pure water)를 가지고 있다. 만약 스폰지가 젖은 상태로 유지되지 않는다면, 스폰지는 말라버려 매우 딱딱하게 된다. 이것은 스폰지가 사용되어 세정임무를 하는데 있어서 그 성능에 해로운 것이다.
전통적으로, 합성제는 민감한 물질, 특히 물을 포함하는 물질을 보존하기 위해 사용되어 왔고, 잔여 오염이 문제되지 않는 데서는 합성제가 효과적이었다. PVA(폴리비닐 알콜)의 제조에서부터 최종처리까지는 여러 달이 걸릴 수 있기 때문에 방부제는 연속되는 세정으로 완전히 제거하는 것이 어려운 세균 및 곰팡이 성장을 막기 위해 사용된다. 전형적인 합성 방부제는 또한 제거하는 것이 어려우며 세정공정에서 잠재된 오염원으로서 작용할 수 있다.
다른 살균 방법이 사용가능하다. 이 방법은 E-빔(전자 빔) 및 감마 방사를 포함한다.
E-빔은 각 패키지가 방사에 완전히 노출되지 않는 한 비효과적이다. 보통 박스 랏(boxed lot)은 브러시의 완전한 노출을 보장하기 위해 충분한 침투를 하지는 않는다. 감마 방사는 효과적이지만 훨씬 더 비싸고 살균을 위한 방사 레벨, 약 25KGY에서 제품의 질 저하가 일어날 수 있다.
약간의 미리 포화된 클린룸 와이퍼는 PVA 스폰지와 동일한 문제를 가진다. 만약 와이퍼에 흡수된 세정액이 충분히 살균하지 못한다면, 세균은 와이퍼가 포함된 패키지에서 살 수 있고 번식될 것이다.
클린룸 용도를 위한 PVA 스폰지(특히, 스폰지 브러쉬)와 와이퍼는 포함할 수 있는 불순물의 양에 대해서 어려운 제약이 있게 된다. 이러한 불순물은 금속이온, 염소, 불소, 포스페이트 및 브롬과 같은 음이온 물질 및 미립자를 포함한다.
반도체 디바이스를 제조하는데 있어서, 있어서는 안될 미립자는 세균을 포함하고, 세균은 종종 그러한 디바이스내의 전도체 공간과 동일한 정도의 크기이다.
본 발명은 PVA 스폰지 브러쉬 및 미리 포화된(presaturated) 클린룸 와이퍼와 같은 클린룸 세정 물품을 패키징하고 청결을 유지하기 위한 공정 및 구조에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 패키지된 PVA 스폰지의 부분적이고 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 미리 포화된 클린룸 와이퍼의 사시도.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 피하거나 해결할 수 있는 클린룸 세정물품, 패키징 방법 및 구조를 제공하고자 하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 세정물품이 저장되는 패키지에서 세균을 제거하고 그 성장을 막는데 매우 효과적인 상대적으로 간단하고 비용이 적게 드는 방법 및 구조를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 과산화수소는 다음 특징을 가진 장점을 얻기 위하여 살균제 및 방부제로서 사용된다.
1. 과산화 수소는 넓은 범위의 유기체에 걸쳐 매우 효과적이다.
2. 과산화 수소는 사용된 농도에서 안전하다.
3. 과산화수소의 붕괴물질은 위험하지 않고 오염을 일으키지 않으며, 공정 오염물이 아니다.
4. 과산화수소는 반응 약품으로서 사용되는 포름알데히드를 가수분해하고, 이러한 위험한 화합물의 어떠한 나머지도 없애버린다.
과산화수소는 그의 강한 산화시키는 특성으로 인해 1800년대 이래로 소독약 및 살균제로 사용되어 왔다. 과산화수소는 효과적이고 안전하다. 흔히 사용되는 염소와 비교해볼 때, 과산화수소는 28% 더 큰 산화가능성을 가지고 있다. 염소, 이산화염소 및 불소와 같은 다른 화합물에 의해 생성되는 위험한 분해물질과 비교해볼때, 산화가능한 물질과 과산화수소의 반응은 과산화수소를 물과 산소(2H2O2→2H2O+ O2)로 전환시킨다. 이러한 이유로 과산화수소가 수처리 및 의학적인 적용에 널리 사용되고 있는 것을 알 수 있다. 과산화수소는 대부분의 유기체의 자연적인 대사산물(metabolite)이기 때문에 물과 산소로의 분해는 유기체들이 일으키는 자연적인 반응이다. 게다가 물에 조사되는 자외선 광은 자연적인 정화시스템으로 작용하는 자연에서 과산화수소를 또한 형성한다.
테스트 결과, 과산화수소는 최종 제조 이전에 살균 제품을 공급하기 위하여또는 완성 상태에서 공급하기 위하여, 살균레벨에서 해로운 물리적인 영향을 갖는 방사없이 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.
과산화수소를 적재 이전에 스폰지를 적시기 위해 사용되는 탈이온수와 혼합함으로써 세균 성장이 억제된다는 것이 발견되었다.
비록 과산화수소가 살균제로 알려져 있다할 지라도, 과산화수소의 사용은 기대하지 못한 장점을 가진다. 이것은 과산화수소-물 용액이 상당히 급속하게 열화되는 경향이 있다는 사실에 기인한 것이다. 그렇게 되면 과산화수소-물 용액은 매우 양성의 조성물, 즉 물과 산소로 변한다. 게다가, 열화(deterioration)는 어떠한 금속이온이나 초세정(ultra-clean) 스폰지의 청결을 손상시킬 수 있는 어떠한 종류의 부스러기를 생산하지 않지만, 세균이 성장하는 것을 허용하지 않는다.
따라서, 소비자가 그 제품을 사용할 때 과산화수소는 그의 양성의 조성물로 분해될 것이고, 그럼으로써 그의 의도된 세정과정에서 스폰지의 사용을 방해하는 화학약품이 없을 것이다.; 스폰지는 순수하고 세균이 없는 물로 적셔진다.
의학적인 사용 또는 반도체 웨이퍼 스크러빙(scrubbing) 또는 다른 초청정의적용에 사용하기 위한 PVA 스폰지을 패키징하는 실제 사용에서, 스폰지 재료는 매우 순수한 탈이온수 및 부피로 작은 퍼센트의 과산화수소의 혼합물로 채워진다. 과산화수소의 양은 패키지가 재료의 사용을 위해 제거되도록 열려져 있는 시간에 따라 실질적으로 그의 조성물로 분해될 것이라는 것을 타당하게 보장할 수 있도록 충분히 낮게 되도록 선택된다.
바람직하게는 패키지는 미리 포화된 클린룸 와이퍼가 채워지는 타입의 밀봉된 플라스틱 패키지일 수 있다.
본 발명의 더 나은 양상에 따르면, 과산화수소(예를 들어, 1% 내지 5%)의 이전 사용자에 의해 제안된 범위내의 과산화수소 농도의 사용은 금속이온과 같은 원하지 않는 불순물을 만듬으로써 해로운 효과를 가질 수 있다는 것이 발견되었다. 그러므로 실질적으로 더 낮은 약 0.05% 내지 1%, 바람직하게는 약 0.1%의 농도가 사용됨으로써 더 높은 농도로 인한 해로운 영향을 피할 수 있다.
PVA 스폰지(롤러, 디스크 등) 및 미리 포화된 와이퍼는 바람직하게 PVA 스폰지를 포화시키기에 충분한 것보다 훨씬 더 많고 보통 와이퍼에서 포화레벨보다 적은 적당한 액체의 양을 가진 플라스틱 백에 위치되고 밀봉된다.
본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적과 장점은 다음의 도면 및 다음의 상세한 설명에 의해 나타나고 명백해 질 것이다.
도 1은 원 형상의 PVA 스폰지 브러쉬(12) 및 스폰지 브러쉬(12)를 둘러싸는 액체용액(bath of liquid)(도시되지 않지만 24로 지시됨)를 포함하는 패키지(10)를 나타낸다. 백(20)은 바람직하게는 폴리에틸렌으로 만들어지고, 하나의 에지(22)를 따라 가열밀봉되어 닫힌다.
스폰지 브러쉬(12)는 몸체(14)로부터 아래로 연장되는 복수의 스폰지 핑거 또는 마디(knob)(16)를 가진 몸체(14)를 가진다. 스폰지 브러쉬(12)는 반도체 웨이퍼 스크러빙 기계상에 구동부재를 받기 위한 중앙홀(18)을 가진다.
상기 액체(24)는 매우 순수한 탈이온수 및 약 0.1 부피%의 양으로 된 초순수 반도체 그레이드 과산화수소의 혼합물이다.
사용할 수 있는 과산화수소 농도는 약 0.05%라고 추정되는 세균을 살균하기에 충분한 낮은 값으로부터 약 1% 또는 그 이하라고 추정되는 높은 값의 범위를 갖는다. 높은 값은 발생되는 금속이온이나 다른 불순물이 견딜수 없는 레벨에 있는 값이다. PVA 스폰지에 대해 약 0.1%의 농도가 바람직하다.
스폰지 브러쉬(12)의 모양은 매우 다양할 수 있다는 것이 이해될 필요가 있다. 예를 들어, 표면으로부터 연장되는 마디를 가진 실린더형일 수 있거나 다른 많은 형태중의 하나를 가질 수 있다.
상술한 범위의 값 내의 농도에서 적용될 때 과산화수소는 세정물품이 사용을 위해 패키지로부터 제거되기 전에 물과 산소로 바로 분해되는 것이 발견되었다. 따라서, 과산화수소가 사용될 때 PVA 스폰지에는 과산화수소가 존재하지 않을 것이고모든 오염물질에 대한 스폰지는 명세서내에 있을 것이다.
도 2는 하나의 에지(36)을 따라 가열 밀봉된 폴리에틸렌 백(34)내에 있는 미리 포화된 와이퍼(32)로 된 패키지(30)을 나타낸다. 중앙 개구부(38)는 제거가능하고 대체가능한 접착커버(40)으로 덮여지는데, 커버(40)는 패키지로터 와이퍼를 빼기 위해 제거될 수 있으며 나머지 와이퍼(32)가 말라버리는 것을 방지하기 위하여 대체될 수 있다.
다량의 세정액이 와이퍼에 흡수된다. 액체는 솔벤트이거나 다른 세정액일 수 있거나 탈이온수일 수 있다. 만약 액체가 세균을 없애는 고 농도의 알코올 또는 다른 물질을 포함한다면, 추가적인 살균제는 필요하지 않다. 그러나 만약 액체가 순수 탈이온수 또는 다른 비살균제(non-bactericide)라면, 상술한 PVA 스폰지를 사용한 것과 같은 방법으로 0.05% 내지 1%, 바람직하게는 0.1%의 과산화수소를 추가하는 것이 세균을 없애고 세균의 성장을 억제하는데 효과적이다.
백(20 및 34)을 위한 바람직한 재료는 폴리에틸렌이지만, 대신에 어떠한 다은 플렉서블하고 비 반응성의 내구적이고 상대적으로 싼 재료가 사용될 수 있다.
와이퍼(32)는 폴리프로필렌 또는 다른 적절한 합성재료 또는 천연재료로 만들어질 수 있다.
본 발명의 상술한 설명은 예시적이지만 제한적으로 의도된 것은 아니다. 당업자는 기술된 실시예에서 여러 변화와 변경을 일으킬 수 있다. 이들은 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 만들어질 수 있다.
본 발명은 현저한 오염의 증가없이, 종래에 알려진 다른 기술 및 물질의 단점없이 또는 감마 및 다른 방사의 비용이 없이, 오랜 저장수명(예를 들어, 6월, 1년 및 그보다 더 긴)을 갖는 클린룸 세정 물품 젖은 스토리지를 제공한다.

Claims (14)

  1. 반도체 웨이퍼를 세정하는데 사용하기 위한 PVA 스폰지를 패키징하는 방법으로서,
    (a) 용기에 상기 스폰지를 놓는 단계와,
    (b) 약 0.05 부피% 내지 1 부피% 의 과산화수소를 가진 일정량의 탈이온수를 상기 용기에 놓는 단계와,
    (c) 상기 용기를 밀봉하는 단계로 이루어진, PVA 스폰지를 패키징하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용기는, 과산화수소와 접촉으로 인한 열화(deterioration)에 내성을 갖는 물질, 바람직하게는 폴리에틸렌으로 만들어진 플렉서블한 플라스틱 백인, PVA 스폰지를 패키징하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 일정량은 상기 스폰지를 포화시키는 데 필요한 양과 적어도 동일한, PVA 스폰지를 패키징하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 과산화수소의 양은 약 0.1%인, PVA 스폰지를 패키징하는 방법.
  5. 세정 물품을 패키징하는 방법으로서,
    상기 세정 물품을 용기에 놓는 단계와,
    상기 용기에 다량의 탈이온수를 놓는 단계로서, 상기 탈이온수는 상기 세정 물품에 있는 세균을 없애고 그 성장을 억제하기에 충분한 양이지만 상기 용기의 금속이온의 현저한 양을 발현시키기에 충분한 양보다는 적은 과산화수소를 포함하는 단계와,
    상기 용기를 밀봉하는 단계를 포함하는, 세정 물품을 패키징하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 세정 물품은 PVA 스폰지 브러쉬인, 세정 물품을 패키징하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 세정 물품은 클린 룸 와이퍼인, 세정 물품을 패키징하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 과산화수소의 양은 약 0.05 내지 1%인, 세정 물품을 패키징하는 방법.
  9. 클린룸에 사용하기 위한 패키지화된 세정 물품으로서,
    상기 세정물품은 클린룸에 대해 특정된 값 또는 그 이하의 미립자, 금속 이온 및 음이온 수(count)를 가지고,
    상기 패키지는 상기 세정물품이 위치되는 밀봉된 용기 및 상기 용기내의 다량의 탈이온수를 포함하며,
    상기 탈이온수는 상기 세정 물품에 있는 세균을 없애고 그 성장을 억제하기에 충분한 양이지만 상기 용기의 금속이온의 현저한 양을 발현시키기에 충분한 양보다는 적은 과산화수소를 포함하는, 패키지화된 세정 물품.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 과산화수소의 양은 약 0.05 부피% 내지 1부피%인, 패키지화된 세정 물품.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 일정량은 상기 세정 물품을 적시기에 충분한 양 내지 상기 세정 물품을 훨씬 더 포화시키기에 충분한 양 사이에 있는, 패키지화된 세정 물품.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 세정 물품은 반도체 웨이퍼 표면을 세정하기 위한 PVA 스폰지이고 상기 과산화수소의 양은 약 0.1%인, 패키지화된 세정 물품.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 세정 물품은 미리 적셔진 클린룸 와이퍼인, 패키지화된 세정 물품.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 용기는 플렉서블한 플라스틱 백인, 패키지화된 세정 물품.
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