KR20040031099A - 액체 유량 측정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 용액 및 적어도 제 2 용액을 형성하도록 적어도 제 2 액체와 함께 한 지점(24)에 송출되는 제 1 액체를 포함하는 액체 유량 측정 방법 및 관련 장치를 제공한다. 이 방법은, 적어도 제 2 액체의 유량을 측정하는 단계와, 용액의 전도율을 측정하는 전도율 측정 수단(38)으로 용액을 송출하는 단계와, 용액의 전도율에 기초하여 용액 내의 제 1 액체 및 적어도 제 2 액체간의 비를 측정하는 단계와, 적어도 제 2 액체의 유량 및 상기 비에 기초하여 제 1 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 유량은 제 1 액체의 유량을 조절하는 제 1 유량 조절기를 조정하는데 이용될 수 있다.

Description

액체 유량 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING LIQUID FLOW RATE}

액체 유량 조절기는, 예컨대 일반적으로 웨이퍼 세정 공구 및 습윤 세정 공구에 사용하기 위한 용액을 형성하도록 혼합되는 화학물질 및 희석제의 유량을 조절하기 위해 반도체 제조 산업에 일반적으로 사용되고 있다.

그러한 유량 조절기는 정확하게 조정되는 것이 중요하며, 이것을 달성하기 위해서는, 액체의 유량을 측정하는 정확한 방법 및 장치를 제공할 필요가 있다.

널리 알려진 유량 조절기는, 측정된 시간 간격동안 그것을 통과하는 액체를 샘플링하고 그 후에 용적 또는 중량을 상술한 샘플링 시간 간격으로 나누어 유량을 계산할 수 있도록 함으로써 조정된다.

특히, 반도체 장치의 제작 중에, 반도체 웨이퍼의 표면은 다양한 경우에 잠재적인 오염 성분에 노출된다. 반도체 웨이퍼 제조 공정 중에 낮은 기준 레벨의 오염을 유지하기 위해 일반적으로 습윤 세정 방법이 사용된다. 전형적인 습윤 세정 공정은, 예컨대 물 등의 희석제와 혼합된, 예컨대 암모니아, 과산화수소, 플루오르화수소산, 염화수소산, 황산 등의 하나 이상의 화학물질의 용액을 도입하는 순서를 포함한다.

그러한 습윤 세정 공정에 이용되는 대부분의 장치에서, 세정 용액은 상술한 화학물질 중 하나 이상을 희석제와 직렬 혼합함으로써 조제된다. 적절히 조정된 유량 조절기를 사용하여 혼합 점의 상류에서 분리된 화학물질 및 희석제의 유량을 제어한다.

일반적인 표현으로 상술한 바와 같이, 그러한 유량 조절기의 조정은, 측정된 시간 범위(time frame) 동안 화학물질 또는 적절한 경우 희석제가 불필요하고 그리고 그러한 시간 범위 동안 채집된 표본의 용적 또는 중량이 기록되며 용적 또는 중량의 기록된 값을 시간 범위 간격으로 나눔으로써 유량이 측정되는 과정을 포함한다. 2개의 센서 사이에서 발견되는 액체의 양이 알려져 있는 저 레벨의 액체 센서 및 고 레벨의 액체 센서를 수용하는 용기를 갖는 상업용 세정 공구를 제공하는 것이 널리 알려져 있다. 따라서, 이것은 알려진 용적을 전달하는데 걸린 시간을 용이하게 측정할 수 있고 그리고 그 후의 유량의 용이한 측정이 허용되는 부분적으로 자동화된 과정을 제공한다.

그러나, 습윤 세정 분야의 최근의 발달은, 비용, 세정 성능 및 환경적 요인을 고려하여 저 농축 레벨의 세정 용액을 이용하는 경향이 있었다.

그러한 요인에서 기인하는 새로운 요구에 부합하기 위해서, 저 유량 조절기가 필요하고, 그리고 현재 상업적으로 이용가능한 저 유량 조절기는 몇 ㎖/분 정도의 유량까지 액체 화학물질의 유량을 측정하는 것이 가능하다.

그러한 공지된 유량 조절기는 그러한 저 유량을 용이하게 제공할 수 있지만, 이러한 저 유량 조절기를 조정하는 상술한 과정은 조절기를 조정하기에는 적합하지 않다. 그러한 조정 과정은 상업적으로 이용가능한 조정 용기의 비교적 큰 용적 때문에 시간이 극히 많이 걸리는 것으로 판명된다. 그러나, 그러한 용기의 치수가 감소되면 측정의 정확도가 감소하게 된다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 상술한 종류의 단점을 발생시키지 않고, 그리고 액체 유량 조절기의 조정 방법 및 장치에 용이하게 이용되는 액체 유량 측정 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 및 적어도 제 2 액체의 용액을 형성하도록 적어도 제 2 액체와 함께 어느 지점으로 송출되는 제 1 액체를 포함하며, 적어도 제 2 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는 액체 유량 측정 방법에 있어서,용액의 전도율을 측정하는 전도율 측정 수단으로 용액을 송출하는 단계와, 용액의 전도율을 기초로 하여 용액 중의 제 1 액체와 적어도 제 2 액체간의 비를 측정하는 단계와, 적어도 제 2 액체의 유량과 상기 비를 기초로 하여 제 1 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는, 액체 유량 측정 방법이 제공된다.

전도율 측정 수단을 이용함으로써, 유량의 측정을 일렬로 확실하고 정확하며 신속한 방법으로 유리하게 실행할 수 있는 것을 발견했다.

따라서, 액체 유량의 비교적 신속하고 정확한 측정을 달성할 수 있고, 그리고 예컨대, 세정 용액의 전도율의 측정에 의해서 웨이퍼 세정 공구 내에서 액체 유량 조절기의 정확한 조정이 허용된다.

또한, 용액의 전도율을 측정함으로써, 액체의 유량 측정 및 그 후의 액체 유량 조절기의 조정을 용이하게 자동화할 수 있다.

청구항 2의 특징은 액체 유량 측정의 정확도를 유지하는 점에서 유리하다.

청구항 3의 특징은, 적절한 용액 방출장치 내에 방법의 용이하게 자동화된 통합을 제공하는 점에서 특히 유리하다.

청구항 4의 특징은, 매우 정확한 유량을 필요로 하는 액체로 형성된 용액을 이용하는 세정 공구에 본 발명을 유리하게 관련시킨다.

청구항 5 내지 8의 특징은, 저 유량 조절기를 조정할 때 본 발명의 방법의 유리한 이용과 특별한 관련이 있다.

청구항 9 및 청구항 10의 특징은, 반도체 장치의 제작 중에 반도체 웨이퍼를 세정하기 위한 습윤 세정 공구 내에서의 사용에 본 발명의 방법을 관련시키는 점에있어서 특히 유리하다.

청구항 11 및 청구항 12의 특징은, 특히 반도체 장치에 한정되지 않는 전자 장치의 제작 중의 사용에 본 발명을 유리하게 관련시킨다.

청구항 13 내지 청구항 15의 특징은 본 발명의 방법을 바람직하게 이용하는 장치를 제공하는 점에 있어서 특히 유리하다.

본 명세서에 개시하는 액체 유량 측정 및 고정 과정은, 용이하게 자동화되고 그리고 예컨대 전도성 프로브를 거쳐 화학적 혼합물을 송출하도록 배열된 스프레이 공구 또는 습윤 세정 공구를 통합할 수 있지만, 본 발명은 습윤 세정 공구 및 액체 유량 조절기에도 일반적으로 적용 가능하다는 것을 이해하여야 한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 습윤 공구 용액 방출 시스템의 블록 다이아그램을 포함하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 추가로 설명한다.

본 발명은 액체의 유량 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 액체 유량 조절기를 조정하는데 사용하는 그러한 방법 및 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 그러한 액체 유량 측정방법을 포함하는 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 그러한 액체 유량 측정방법을 포함하는 전자 장치 형성방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 습윤 공구 용액 방출 시스템의 블록 다이아그램.

도면을 참조하면, 스프레이 공구 또는 실제로 변형예로 임의의 형태의 습윤 세정 공구의 송출 헤드(12)에 세정 용액을 송출하기 위한 액체 송출 시스템(10)이 도시되어 있다. 상기 송출 헤드(12)는 공급 배관(14)에 의해 세정 용액을 수용하도록 배열된다.

용액은 희석제, 예컨대 저수통(16)에 저장된 물과, 화학물질 통(18)에 저장된 적어도 하나의 세정용 화학물질으로 형성된다.

물은 저수통(16)으로부터 공급 배관(20)을 거쳐 지점(24)에 송출되고, 그리고 화학물질은 화학물질 통(18)으로부터 공급 배관(22)을 거쳐 지점(24)에 각각 송출되며, 이 지점(24)은 물과 화학물질을 혼합시켜 공급 채널(26)에 의해 2방향 밸브(28)로 송출되는 용액을 형성한다. 공급 배관(26)으로부터 이어지는 2방향 밸브(28)의 출구는, 스프레이 공구의 송출 헤드(12)에 이르는 공급 배관(14)의 입구(30)에 또는 용액을 방출 통(dump reservoir)(36)으로 송출하는 방출 배관(34)의 개구(32)에 접속되도록 전환된다.

방출 배관(34)에 의해 방출 통(36)으로 송출된 용액은 용액의 전도율을 측정하기 위한 수단(38)을 지나간다. 도시된 예에서, 그러한 수단(38)은 방출 배관(34)에 효과적으로 배치되는 전도성 프로브를 포함한다.

또한, 도면은 저수통(16)으로부터 혼합점(34)에 이르는 공급 배관(20)에 설치된 유량 조절기(40)와, 화학물질 통(18)으로부터 혼합점(34)에 이르는 공급 배관(22)에 설치된 유량 조절기(42)를 도시하고 있다.

방출 배관(34), 전도성 프로브(38) 및 방출 통(36)에 의해 형성되는 시스템(10)의 부분은, 공급 배관(22)을 통한 용액의 유량을 측정하고, 그리고 밸브(28)가 개구(30)쪽으로 적절히 전환되면, 공급 배관(14)을 통해 스프레이 공구의 송출 헤드(12)쪽으로의 용액의 유량을 측정한다.

본 발명의 특정 실시예에 따르면, 공급 배관(26)을 통한 용액의 유량을 바람직하게 정확하게 측정하는 것이 달성되고, 이것은 유량 조절기(42)를 통해 화학물질 통(18)으로부터 화학물질의 유량을 정확하게 측정하는 역할을 한다.

본 발명은, 현재의 요구에 따라, 스프레이 공구의 송출 헤드(12)에 의해 실질적으로 송출된 용액 내의 화학물질의 비율이 이전에 필요한 것보다 더 낮은 경우에도 유량 조절기(42)의 용이하고 정확한 조정을 가능하게 한다.

그러나, 저수통(16)으로부터 송출 배관(20)을 거쳐 혼합점(24)까지의 물의 유량은 감소될 필요가 없기 때문에, 유량 조절기(40)는, 소정의 주기동안 유량 조절기를 통해 송출되는 물의 양을 측정하는 현행의 방법에 따라 조정될 수 있고, 그에 따라서 조절기(40)를 통하여 유량을 측정할 수 있고 그에 의해 조절기(40)를 정확히 조정할 수 있다.

또한, 화학물질 통(18)으로부터 공급 배관(22)을 따라 공급 배관(26)을 거쳐 송출된 용액 내로의 액체 화학물질의 유량의 측정에 관해서, 본 발명에 따라 공급 배관(20)을 따르는 물의 유량의 정확한 측정이 필요하다.

본 발명의 도시된 실시예에 따라, 화학물질 통(18)으로부터 유체 화학물질을 송출하는 유량 조절기(42)를 조정하는 것이 필요하게 되면, 밸브(28)가 전환되어 용액을 방출 배관(34)의 개구(32)로 송출하여, 전도성 프로브(38)이 용액의 전도율의 측정을 통해 희석제에 대한 용액 중의 화학물질의 비를 측정할 수 있도록 한다.

유량 조절기(40)를 통한 희석제의 유량이 이미 정확하게 측정되었기 때문에, 유량 조절기(42)를 통한 화학물질의 유량을, 희석제의 알려진 유량과 전도성 프로브(38)에 의해 측정된 화학물질/희석제의 비에 기초한 계산에 의해 용이하게 측정할 수 있다.

일단, 유량 조절기(42)가 이러한 방법으로 정확하게 조정되면, 밸브(28)는 공급 배관(14)의 개구(30)로 용액을 송출하도록 다시 전환되어, 그에 따라 공급 배관에 의해서 스프레이 공구의 송출 헤드(12)내로 송출된 용액을 유량 조절기(40, 42)에 의해서 정확하게 조절할 수 있다.

상술한 측면은 전도율 측정 공구의 정확도에 따른다는 것을 이해해야 한다. 이 공구 자체는, 보조 송출 시스템(도시 안됨)에 의해 필요에 따라 송출될 수 있고 그리고 방출 배관(34)의 입구(32)에 연결할 수 있는 희석제 중의 화학물질의 상이한 정확한 희석을 이용하여 용이하게 조정될 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예의 세부사항에 한정되지 않는다. 예컨대, 용액이 방출 장치(12)로 송출될 때 빈번하거나 또는 심지어 연속적인 용액 측정을 향상시키기 위해 측정 장치가 배관(14) 내에 포함될 수 있다. 그렇게 하면, 밸브(28) 및 방출 통(36)이 필요하지 않다.

Claims (15)

1. 적어도 제 2 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하며, 제 1 액체 및 적어도 제 2 액체의 용액을 형성하도록 적어도 제 2 액체와 함께 소정 지점으로 송출되는 제 1 액체를 포함하는 액체의 유량을 측정하는 방법에 있어서,

   용액의 전도율을 측정하는 전도율 측정 수단으로 용액을 송출하는 단계와,

   용액의 전도율에 기초하여 용액 중의 제 1 액체와 적어도 제 2 액체간의 비를 측정하는 단계와,

   적어도 제 2 액체의 유량 및 상기 비에 기초하여 제 1 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

   액체 유량 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   적어도 제 2 액체 내의 제 1 액체의 상이한 정확한 희석의 적용을 통해 전도율 측정 수단을 조정하는 단계를 더 포함하는

   액체 유량 측정 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   용액의 전도율의 측정이 용액 송출 시스템내의 원위치에서 실행되는

   액체 유량 측정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   세정 공구 내의 액체의 유량을 측정하기 위해 이용되는

   액체 유량 측정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   제 1 액체의 흐름이, 혼합 점 쪽으로의 제 1 액체의 유량을 조절하기 위한 제 1 액체 유량 조절기를 통과하는

   액체 유량 측정 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 액체 유량 조절기의 조정에 이용되는

   액체 유량 측정 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 적어도 제 2 액체의 유량은 제 2 액체 유량 조절기에 의해 측정되는

   액체 유량 측정 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 2 액체 유량 조절기는 알려진 시간 범위에 송출된 상기 제 2 액체의 용적에 관하여 조정되는

   액체 유량 측정 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   습윤 세정 공구에 이용되는

   액체 유량 측정 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 적어도 제 2 액체는 희석제를 포함하는

    액체 유량 측정 방법.
11. 웨이퍼를 수용하는 챔버에 용액을 송출하는 단계와, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따른 용액의 적어도 일부를 형성하는 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정 방법.
12. 전자 장치의 적어도 일부에 용액을 노출시키는 단계와, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따른 용액의 적어도 일부를 형성하는 액체의 유량을 측정하는 단계를 포함하는, 특별히 반도체 장치에 한정되지 않는 전자 장치 형성 방법.
13. 제 1 액체와 적어도 제 2 액체의 용액을 형성하도록 제 2 액체 송출 수단에 의해 송출된 적어도 제 2 액체와의 혼합 지점에 제 1 액체를 송출하는 제 1 액체 송출 수단과, 적어도 제 2 액체의 유량을 측정하는 수단을 포함하는 액체 유량 측정 장치에 있어서,

    용액의 전도율을 측정하기 위해 용액의 유로 내에 배치된 전도율 측정 수단과,

    용액의 전도율에 기초하여 용액 내의 제 1 액체와 적어도 제 2 액체간의 비를 측정하는 수단과,

    적어도 제 2 액체의 유량의 측정값과 상기 비의 측정값에 기초하여 제 1 액체의 유량을 측정하는 수단을 포함하는

    액체 유량 측정 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계를 수행하도록 배열되는

    액체 유량 측정 장치.
15. 제 13 항 또는 제 14 항의 장치를 포함하는 습윤 세정 장치.