KR20030045268A - 습식 식각 설비의 약액 순환 장치 - Google Patents

습식 식각 설비의 약액 순환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼(반도체 웨이퍼, LCD기판 등)에 형성된 막질 중 필요 없는 부위를 식각하기 위한 습식 식각 설비의 약액 순환 장치(Process solution circulation apparatus)에 관한 것으로, 본 장치는 내조와 외조가 순환라인으로 연결되어 있고, 그 순환라인상에 펌프, 필터가 설치되며, 순환라인 상에는 기포를 제거하기 위한 수단을 갖는다.

Description

습식 식각 설비의 약액 순환 장치{PROCESS SOLUTION CIRCULATION APPARATUS FOR CHEMICAL ETCHING APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼(반도체 웨이퍼, LCD기판 등)에 약액을 공급하는 약액 공급장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면, 웨이퍼에 형성된 막질 중 필요 없는 부위를 식각하기 위한 습식 식각 설비의 약액 순환 장치(Process solution circulation apparatus)에 관한 것이다.
웨이퍼에 형성된 막질을 식각하기 위한 공정에는 가스를 이용한 플라즈마(혹은 건식) 식각과 용액을 이용한 습식 식각, 이온빔을 쓰는 이온 빔 식각, 상기 플라즈마 식각과 이온빔 식각을 결합한 반응성 이온 식각 방법 등이 있다.
도 1은 용액을 이용한 습식 식각 장비의 구성을 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 습식 식각 장비(10)는 약액이 수용되는 내조(12)와 상기 내조(12)로부터 오버 플로워되는 약액이 수용되는 외조(14)로 구성되어 있다.
약액은 공급 라인(미도시됨)을 통해 상기 내조(12)로 공급되고, 상기 외조로 오버플로워 된 약액은 순환 라인(16)을 통하여 외조(14)에서 내조(12)로 순환 동작을 행하며, 이때 약액이 혼합된다.
현재 약액 순환 장치에서 사용되어지는 맥동 제거탱크(18;일본 IWAKI社의 제품)는 순환라인을 따라 순환중인 약액속의 기포를 제거하기 위한 기능이 전혀 구현되어 있지 않다.
따라서, 순환 라인(16)내의 기포를 포함한 약액이 그대로 내조로 유입되게 되고, 이것으로 인해 약액중 파티클이 발생할 수 있는 가능성이 상존하게 된다.
또한, 웨이퍼를 처리하는 내조(12)에서 약액속에 포함된 기포가 내조(12)내에서 처리중인 웨이퍼를 부상시키게 되어 공정에 악 영향을 끼치게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 약액 순환 동작을 유지하면서 순환 라인내 기포를 제거할 수 있는 새로운 형태의 습식 식각 설비의 약액 순환 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 용액을 이용한 습식 식각 장비의 구성을 개략적으로 보여주는 개략도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 설비를 개략적으로 보여주는 도면;
도 3 내지 도 6은 약액 순환부의 버퍼 탱크에서 약액 공급 및 배출과정을 설명하기 위한 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
130 : 버퍼 탱크
132 : 보틀
134 : 유입구
136 : 유출구
138 : 배기구
139 : 드레인 라인
140 : 차단 밸브
142 : 하이 센서
144 : 로우 센서
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 내조와 외조가 순환라인으로 연결되어 있고, 그 순환라인 상에 펌프, 필터가 설치되어 있는 반도체 설비의 약액 순환 장치는 순환라인 상에 기포를 제거하기 위한 수단을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기포 제거 수단은 순환되는 약액이 저장되는 탱크와; 상기 탱크의 하단 일측에 형성되는 약액 유입구와; 상기 탱크의 상단에 형성되는 약액 유출구와; 상기 탱크의 상단 일측에 형성되고 상기 버퍼 탱크 내부에 채워진 기포를 빼내기 위한 배기구과; 상기 배기구에 연결되는 드레인 라인과, 상기 드레인 라인상에 설치되는 차단 밸브와, 상기 탱크의 수위를 감지하기 위한 로우 센서 및 하이 센서를 포함한다.
본 발명의 다른 목적에 의하면, 반도체 웨이퍼 습식 식각 장치는 약액이 수용되는 내조와; 상기 내조로부터 오버 플로워되는 약액이 수용되는 외조와; 상기 외조에서 상기 내조로 약액을 순환시키기 위한 약액 순환부를 포함하되; 상기 약액 순환부는 내부에 채워지는 기포를 빼내기 위한 배기구를 갖는 버퍼 탱크와; 상기 외조의 하부와 내조를 연결하는 그리고 상기 버퍼 탱크가 설치되는 순환라인과; 상기 순환라인상에는 순환라인으로 흐르는 약액을 펌핑(PUMPING)하기 위한 펌프(PUMP); 이물질을 제거하기 위한 필터(FILTER)를 구비한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 버퍼 탱크는 상기 탱크의 하단 일측에 형성되는 유입구와; 상기 탱크의 상단에 형성되는 유출구와; 상기 배기구에 연결되는 드레인 라인과; 상기 탱크의 수위를 감지하기 위한 로우 센서 및 하이 센서와; 상기 드레인 라인상에 설치되는 그리고 상기 로우 및 하이센서의 검출신호에 따라 on/off 되는 차단 밸브를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 6을 참조하면서 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3 내지 도 6은 약액 순환부의 버퍼 탱크에서 약액 공급 및 배출 과정을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 습식 식각 장치(100)는 약액이 수용되는 내조(112)와, 상기 내조(112)로부터 오버 플로워되는 약액이 수용되는 외조(114)와, 상기 외조(114)에서 상기 내조(112)로 약액을 교반이나 항온을 위한순환부(120)를 포함한다.
상기 순환부(120)는 상기 외조(114)와 상기 내조(112)를 연결하는 순환라인(122), 내부에 채워지는 기포를 빼내기 위한 배기구를 갖는 버퍼 탱크(130) 그리고 상기 순환라인(122)상에는 순환라인으로 흐르는 약액을 펌핑(PUMPING)하기 위한 펌프(PUMP;124) 그리고 이물질을 제거하기 위한 필터(FILTER;126)로 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 탱크(130)는 순환 라인(122)상에 설치되며, 약액의 흐름에 영향을 주지 않으면서도 순환 라인속에 기포를 효율적으로 제거할 수 있게 되어 있다. 상기 버퍼 탱크(130)는 보틀(132)의 하단 일측에 형성된 유입구(134)로부터 약액이 유입된다. 유입된 약액은 약액 유출구(136)를 통해 상기 내조(112)로 공급된다 배기구(138)는 상기 보틀(132)의 상단 일측에 형성되며, 이 배기구(138)에는 드레인 라인(139)이 연결된다. 이 드레인 라인(139)에는 차단밸브(140)가 설치된다.
상기 보틀(132) 내부에 채워진 기포는 상기 배기구(138)를 통해 드레인 라인(139)으로 배기되며, 상기 드레인 라인(139)상에 설치되는 차단 밸브(140)는 상기 보틀(132)의 수위를 감지하기 위한 하이 센서(142) 및 로우 센서(144)의 검출신호에 따라 on/off 된다.
여기서, 가장 구조적인 특징은 보틀에 기포가 빠져나가는 배기구가 설치되는데 있다.
상기 버퍼 탱크에서의 약액 유입과정을 도 3 내지 도 6을 참고하면서 설명하면, 도 3은 상기 유입구(134)를 통해 약액이 유입되는 과정으로 보틀(132)내에 약액이 차오르기 시작한다. 이때 드레인 라인(139)에 설치된 차단 밸브(140)는 open상태를 유지시켜 보틀(132)내부 기체를 외부로 배출시켜 약액의 유입이 원활히 진행되도록 돕는다. 이때부터 약액내의 기포는 약액 밖으로 부상하며 배기구를(138) 통해서 외부로 배출되기 시작한다.
도 4는 상기 보틀(132)내에 채워진 기포가 제거된 약액이 배출구(136)를 통해서 배출되기 시작되는 과정으로써 이후부터는 반복동작이 이루어지는 부분으로 단계별 설명을 하도록 한다.
도 3에 설명된 과정을 거쳐 차 오르던 약액이 하이 센서(142)에 의해서 액 유면이 검출되면 상기 차단 밸브(140)를 close상태가 되도록 한다. 이렇게 되면 보틀(132)내의 기체는 외부로 배출되지 못하게 되므로 보틀(132)내의 압력이 상승하게 되고 이러한 상태에서 약액은 도 5의 모습처럼 압력이 낮은 배출구(136)를 통해서 보틀(132) 외부(내조)로 배출되게 된다.
여기에서 중요한 부분은 상기 유입구(134)를 통해서 유입되는 약액내의 기포는 배출구(136)를 통해서 나가지 못하고 보틀(132)의 상부로 부상하게 되어 본 발명의 목적인 약액내의 기포를 제거하는 동작이 이루어진다.
다음은 어떻게 약액의 맥동이 상쇄되는지에 대해서 설명한다.
상기 유입구(134)를 통해서 유입되는 약액은 주기성을 띤 압력이 가해져 유입되게 되는데 보틀(132)내로 일단 유입된 약액에 의한 압력은 보틀 상부에 형성된 기체층이 보틀 역할 작용을 하며 상쇄되게 된다. 이러한 작용은 약액과 기체가압축되어 지는 면적(용적)이 다르다는 원리로 설명할 수 있다. 이 원리로 인해서 유면이 보틀(132) 내에서 상하로 움직이는 것을 관찰할 수 있다. 따라서 배출구(136)를 통해서 나온 약액은 기포 제거는 물론 맥동이 상쇄된 약액이 외부(내조)로 배출되게 되는 것이다.
다음은 위와 같은 동작에서 보틀 상부의 기체층을 일정하게 유지하는 동작에 대해서 설명한다.
도 6은 상기 유입구(134)를 통해서 지속적으로 유입된 약액내의 기포가 보틀(132)내에 누적되면 기체층이 증가하며 유면이 하향하게 된다. 이 때 로우 센서(144)에 유면이 검출되지 않으면 상기 차단 밸브(139)를 open시켜 보틀(132) 내부의 기체를 배기구(138)를 통해 외부로 배출시킨다. 그러면 다시 유면은 서서히 상승 하게되고 하이 센서(142)에 유면이 검출되면 배기구(138)에 설치된 차단 밸브(140)를 close하여 도 5에 나타낸 상태로 복귀된다. 위와 같은 일련의 동작이 반복적으로 이루어져 보틀(132) 상부의 기체층을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 순환 장치는 습식 세정 공정 또는 습식 식각 공정에서 모두 유용하게 사용될 수 있는 것이다.
이상에서, 본 발명에 따른 습식 식각 설비의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 습식 식각 설비의 약액 순환 장치에 의하면, 순환 장치 내에 연결된 본 버퍼 탱크가 순환배관 내의 기포를 효율적으로 제거함과 동시에 맥동상쇄 기능 또한 구현되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 내조와 외조가 순환라인으로 연결되어 있고, 그 순환라인 상에 펌프, 필터가 설치되어 있는 반도체 설비의 약액 순환 장치에 있어서:
    상기 순환라인 상에 기포를 제거하기 위한 수단을 설치하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기포 제거 수단은
    순환되는 약액이 저장되는 탱크와;
    상기 탱크의 하단 일측에 형성되는 약액 유입구와;
    상기 탱크의 상단에 형성되는 약액 유출구와;
    상기 탱크의 상단 일측에 형성되고 상기 버퍼 탱크 내부에 채워진 기포를 빼내기 위한 배기구 및;
    상기 배기구에 연결되는 드레인 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 드레인 라인상에 설치되는 차단 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 탱크의 수위를 감지하기 위한 로우 센서 및 하이 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 드레인 라인상에 설치되는 차단 밸브와;
    상기 탱크의 수위를 감지하기 위한 로우 센서 및 하이 센서를 더 포함하되;
    상기 차단 밸브는 상기 로우 및 하이센서에서의 검출신호에 따라 on/off 되는 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액은 습식 식각액 또는 습식 세정액인 것을 특징으로 하는 반도체 설비의 약액 순환장치.
  7. 반도체 웨이퍼 습식 식각 장치는:
    약액이 수용되는 내조와;
    상기 내조로부터 오버 플로워되는 약액이 수용되는 외조와;
    상기 외조에서 상기 내조로 약액을 순환시키기 위한 약액 순환부를 포함하되;
    상기 약액 순환부는
    내부에 채워지는 기포를 빼내기 위한 배기구를 갖는 버퍼 탱크와;
    상기 외조의 하부와 내조를 연결하는 그리고 상기 버퍼 탱크가 설치되는 순환라인과;
    상기 순환라인상에는 순환라인으로 흐르는 약액을 펌핑(PUMPING)하기 위한 펌프(PUMP);
    이물질을 제거하기 위한 필터(FILTER)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 식각 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼 탱크는
    상기 탱크의 하단 일측에 형성되는 유입구와;
    상기 탱크의 상단에 형성되는 유출구와;
    상기 배기구에 연결되는 드레인 라인과;
    상기 탱크의 수위를 감지하기 위한 로우 센서 및 하이 센서와;
    상기 드레인 라인상에 설치되는 그리고 상기 로우 및 하이센서의 검출신호에 따라 on/off 되는 차단 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 식각 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101141147B1 (ko) * 2012-01-27 2012-05-02 주식회사 케이씨텍 기포없는 약액을 공급하는 약액 공급 장치 및 그 방법
KR101294975B1 (ko) * 2007-03-30 2013-08-16 주식회사 케이씨텍 기포 제거 장치 및 약액 순환 시스템

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