KR20040071853A - 케미컬 샘플링 장치 - Google Patents

Abstract

케미컬 샘플링 장치가 개시되어 있다. 케미컬 배스의 일측에 연결되어 상기 케미컬 배스 내로 제공되는 케미컬의 일부를 플로우시키는 샘플링 라인, 상기 샘플링 라인에 구비되고, 상기 샘플링 라인으로 플로우되는 케미컬을 제어하는 제1 제어 밸브, 상기 샘플링 라인을 통해 플로우되는 케미컬을 수집하는 수집부를 구비하는 케미컬 샘플링 장치를 제공한다. 케미컬의 오염이나 작업자의 안전상의 문제를 감소시키면서 케미컬을 샘플링할 수 있다.

Description

케미컬 샘플링 장치{Apparatus for sampling a chemical}

본 발명은 케미컬 샘플링 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 습식 식각 공정이나 세정 공정시에 사용되는 케미컬의 오염을 검사하기 위해 상기 케미컬을 샘플링하는 장치에 관한 것이다.

웨이퍼 제조 공정에 필요한 식각 공정 및 세정 공정을 진행하기 위한 장치인 웨트 스테이션(wet station)은 다수의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 케리어를 넣고 식각공정 및 세정을 진행하는 복수의 케미컬 배스를 포함한다.

상기 복수의 케미컬 배스에 각각 담지되어 있는 케미컬들은 웨이퍼의 표면 처리 공정이 진행됨에 따라 계속적으로 오염된다. 또한, 상기 웨이퍼의 표면 처리 공정 회수가 증가할수록 상기 케미컬 내에 오염물은 더욱 더 누적된다. 상기 케미컬내의 오염물에 의해 발생하는 공정 불량을 줄이기 위해서, 상기 케미컬 배스들에 담지되어 있는 케미컬들은 지정된 시간이나 사용 회수에 따라 교환하고 있다. 그러나, 상기 케미컬 배스 내의 케미컬 오염 분석을 수행하지 않고 상기 케미컬을 주기적으로 교환하는 것 만으로 상기 케미컬의 오염에 따른 공정 불량을 완전히 해소할 수 없다. 그리고, 상기 오염물이 포함된 케미컬을 사용하여 습식 식각 공정이나 세정 공정을 진행하는 경우에는, 진행되는 웨이퍼들에 계속하여 오염이 흡착되므로 반도체 장치의 제조 수율에 막대한 영향을 준다.

상기 케미컬 내에 발생하는 오염물에 대한 관리는 일반적으로 상기 케미컬 배스로부터 직접 케미컬을 샘플링하고 이를 분석하는 방법으로 수행한다. 구체적으로, 작업자가 직접 시료 체취용 비이커에 상기 케미컬 배스에 담지되어 있는 케미컬의 일부를 퍼담고, 상기 비이커에 담긴 케미컬을 다시 시약병으로 옮겨 담아 상기 케미컬을 샘플링한다. 그리고, 상기 샘플링된 케미컬을 분석 장치로 옮겨가 상기 케미컬에 오염 물질이 포함되어 있는지 여부를 분석한다.

그러나, 상기 방법으로 케미컬을 샘플링하는 경우에는 작업자의 신체가 상기 케미컬과 직접 접촉하거나 또는 케미컬에서 발생하는 흄(fume)에 작업자가 노출되는 등의 안전 사고가 발생하기 쉽다. 상기 케미컬을 샘플링하는 과정에서 상기 케미컬을 역오염시킬 소지가 있다. 또한, 상기 습식 식각 또는 세정 공정을 진행하는 도중에는 상기 케미컬을 샘플링할 수 없는 문제점이 있다.

케미컬 샘플링 장치의 일 예는 길버트에게 허여된 미 합중국 특허 제6,338,282 호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 케미컬 샘플링 장치는 케미컬을 펌핑에 의해 진공이 형성되는 챔버 내로 직접 수집하기 때문에 공정을 진행하는 도중에는 상기 케미컬을 샘플링할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 케미컬의 오염이나 작업자의 안전상의 문제를 감소시키면서 케미컬을 샘플링하는 샘플링 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 샘플링 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 샘플링 장치를 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

102, 202 : 제1 샘플링 라인 102a, 202a : 제1 제어 밸브

104, 204 : 제2 샘플링 라인 104a, 204a : 제2 제어 밸브

106, 206 : 제3 샘플링 라인 106a, 206a : 제3 제어 밸브

110 : 저장 탱크 120 : 초순수 공급 라인

130 : 제1 드레인 라인 150 : 케미컬 수집부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 케미컬 배스의 일측에 연결되어 상기 케미컬 배스 내로 제공되는 케미컬의 일부를 플로우시키는 샘플링 라인, 상기 샘플링 라인에 구비되고, 상기 샘플링 라인으로 플로우되는 케미컬을 제어하는 제1 제어 밸브, 상기 샘플링 라인을 통해 플로우되는 케미컬을 수집하는 수집부를 구비하는 케미컬 샘플링 장치를 제공한다.

상기 수집부는 상기 케미컬을 내부에 샘플링하는 시약병 및 상기 시약병을 수납하는 밀폐된 샘플링 부스를 포함한다. 상기 샘플링 라인에는 상기 케미컬 배스로 제공되는 케미컬을 상기 샘플링 라인으로 펌핑하기 위한 펌프가 구비된다. 상기 샘플링 부스 내에는 상기 샘플링 부스를 세정하는 샤워부가 구비된다. 상기 케미컬 배스는 다수개를 구비하고 상기 케미컬 배스들에 각각 상기 샘플링 라인들을 연결한다. 상기 각각의 샘플링 라인들의 각 단부와 연결되고, 상기 각각의 샘플링 라인으로부터 플로우되는 케미컬들을 임시 저장하는 저장 탱크를 더 구비한다. 상기 저장 탱크와 연결되고 상기 저장 탱크와 샘플링 라인을 세정하기 위한 초순수를 충전하는 초순수 공급 라인을 더 구비한다.

상기 샘플링 장치는 상기 케미컬 배스 내에서 공정이 진행중일 경우나 공정 대기 상태일 경우에도 상기 케미컬 배스에 제공되는 케미컬을 샘플링할 수 있다. 또한 상기 샘플링 장치를 사용하면, 상기 케미컬 샘플링 중에 상기 케미컬의 역오염 및 작업자의 안전상의 문제를 최소화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 샘플링 장치를 나타내는 개략도이다.

제1 실시예에 따른 샘플링 장치는 습식 식각 공정 또는 세정 공정을 수행하는 웨트 스테이션(10)에 장착되어 상기 공정을 수행하는데 사용하는 케미컬들을 샘플링한다. 상기 웨트 스테이션(10)은 상기 공정을 수행하는데 사용되는 케미컬들을 담지하는 케미컬 배스들(12, 14, 16)과 상기 케미컬 배스들(12, 14, 16)로 케미컬들을 공급하는 각각의 공급 라인(도시 안함)과 상기 케미컬 배스들(12, 14, 16)내에 담지된 케미컬들을 순환시키는 각각의 순환 라인들(18, 20, 22)을 포함한다. 그리고, 상기 순환 라인들(18, 20, 22)에는 상기 케미컬을 순환시키기 위한 펌프(18a, 20a, 22a), 상기 케미컬의 온도를 조절하는 히터(18b, 20b, 22b) 및 상기 케미컬들 내에 포함된 오염물들을 필터링하기 위한 필터(18c, 20c, 22c)가 각각구비된다. 이하에서는, 상기 케미컬 배스들(12, 14, 16)을 각각 제1 내지 제3 케미컬 배스로, 상기 순환 라인들(18a, 20a, 22a)을 각각 제1 내지 제3 순환 라인으로, 상기 필터들(18c, 20c, 22c)을 각각 제1 내지 제3 필터로 한정하여 설명한다.

상기 샘플링 장치(100)는 제1 내지 제3 케미컬 배스들(12, 14, 16)과 각각 연결되고 상기 제1 내지 제3 케미컬 배스들(12, 14, 16) 내에 담지된 케미컬들의 일부를 제공하는 제1 내지 제3 샘플링 라인들(102, 104, 106)을 구비한다. 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인들(102, 104, 106)은 상기 제1 내지 제3 필터(18a, 20a, 22a) 아웃단쪽의 제1 내지 제3 순환 라인(18, 20, 22)으로부터 분기된 라인들로 각각 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 필터(18a, 20a, 22a)를 거쳐 상기 제1 내지 제3 케미컬 배스들(18a, 20a, 22a) 내로 플로우하는 케미컬들의 일부를 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)들로 각각 제공받을 수 있다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)에 각각 구비되고, 상기 각각의 샘플링 라인(102, 104, 106)으로 케미컬을 펌핑하기 위한 제1 내지 제3 펌프(102b, 104b, 106b)를 구비한다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)에 각각 구비되고, 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)으로 제공되는 케미컬을 제어하는 제1 내지 제3 제어 밸브(102a, 104a, 106a)를 구비한다. 예컨대, 상기 제1 케미컬 배스(12) 내에 담지된 케미컬을 샘플링할 시에는 상기 제1 제어 밸브(102a)를 오픈시켜 상기 케미컬의 일부를 상기 제1 샘플링 라인(102)으로 플로우할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)의 각 단부와 연결되어 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)으로 플로우하는 케미컬을 임시 저장하는 저장 탱크(110)를 구비한다. 상기 저장 탱크(110)는 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)으로 플로우되는 케미컬을 샘플링할 시에 상기 케미컬에 오염이 발생하는 것을 감소시키기 위해 제공된다.

상기 저장 탱크(110)와 연결되고, 상기 저장 탱크(110)내에 저장된 케미컬을 드레인하는 제1 드레인 라인(130)을 구비한다. 상기 제1 드레인 라인(130)에는 상기 제4 제어 밸브(103a)가 구비되어 상기 케미컬의 배출을 컨트롤한다.

또한, 상기 제4 제어 밸브(130a) 선단의 제1 드레인 라인(130)으로부터 분기되고 상기 저장 탱크(110)에 저장된 케미컬을 수집하기 위한 케미컬 라인(140)을 더 구비한다. 상기 케미컬 라인(140)에는 플로우되는 케미컬을 제어하기 위한 제5 제어 밸브(140a)를 더 구비한다.

상기 저장 탱크(110)와 연결되는 초순수 공급 라인(120)을 더 구비한다. 상기 초순수 공급 라인(120)은 초순수 공급원(122)으로부터 제공되는 초순수를 상기 저장 탱크(110)를 통해 상기 저장 탱크(110)와 연결된 각 라인들로 제공한다. 상기 초순수 공급 라인(120)에는 상기 초순수의 플로우를 제어하기 위한 제6 제어 밸브(120a)를 더 구비한다.

상기 초순수 공급 라인(120)으로부터 제공되는 초순수는 상기 저장 탱크(110) 및 상기 저장 탱크(110) 후단에 연결되는 케미컬 라인(140)을 세정한다. 즉, 상기 케미컬을 샘플링하기 이전에 상기 초순수 공급 라인(120)으로 초순수를상기 저장 탱크(110) 및 상기 저장 탱크(110) 후단에 연결되는 케미컬 라인(140)으로 일정 시간동안 플로우해줌으로서 상기 저장 탱크(110) 및 상기 케미컬 라인(140) 내에 남아있는 케미컬들을 완전히 세정할 수 있다.

상기 케미컬 라인(140)과 연결되고, 상기 케미컬 라인(140)을 통해 제공되는 케미컬을 수집하는 케미컬 수집부(150)를 구비한다. 상기 케미컬 수집부(150)는 상기 케미컬 라인(140)을 통해 제공되는 케미컬을 내부에 담지하기 위한 시약병(150a)과 상기 시약병(150a)을 수납하는 밀폐된 샘플링 부스(sampling booth, 150b)를 포함한다. 이 때, 상기 시약병(150a)은 상기 케미컬을 샘플링할 때에 한해 상기 샘플링 부스(150b)내에 인입한다. 상기 샘플링 부스(150b)에는 제2 드레인 라인(154)이 더 구비된다. 또한, 도시하지는 않았지만 상기 샘플링 부스(150b)에는 상기 샘플링 부스(150b) 내부를 세정하기 위한 별도의 초순수 샤워기 (도시 안함)및 배기 시스템(156)을 더 구비할 수도 있다.

이하에서는, 상기 구성을 갖는 샘플링 장치를 사용하여 제1 케미컬 배스 내에 담지된 케미컬을 샘플링하는 방법을 예를 들어 설명한다.

상기 웨트 스테이션(10)에서 케미컬을 샘플링하지 않는 경우에는, 상기 제1 내지 제3 제어 밸브(102a, 104a, 106a)를 클로즈하여 상기 케미컬 배스(12, 14, 16) 내에 담지된 케미컬이 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(102, 104, 106)으로 제공되지 않도록 한다.

상기 제1 케미컬 배스(12) 내에 담지된 케미컬을 샘플링하기 이전에, 샘플링한 케미컬을 임시 저장하는 저장 탱크(110)와 상기 저장 탱크(110) 후단의 케미컬라인(140)을 초순수를 사용하여 세정한다. 이를 위해, 상기 제1 내지 제3 제어 밸브(102a, 104a, 106a) 및 상기 제4 제어 밸브(130a)를 클로오즈하고, 상기 제5 제어 밸브(140a)를 오픈한다. 이어서, 상기 제6 제어 밸브(120a)를 오픈하여 상기 초순수 공급 라인(120)으로부터 초순수를 약 5~10분간 계속하여 플로우한다. 상기 초순수는 상기 저장 탱크(110) 및 케미컬 라인(140)으로 흐르면서 상기 저장 탱크(110) 및 케미컬 라인(140)을 세정한다.

일정 시간동안 상기 초순수를 플로우하여 상기 저장 탱크(110) 및 케미컬 라인(140)이 충분히 세정되면, 상기 제6 제어 밸브(120a)를 클로오즈하여 상기 초순수의 제공을 중단한다. 상기 제4 제어 밸브(130a)를 오픈하여 상기 저장 탱크(110) 및 케미컬 라인(140) 내에 남아있는 초순수를 완전히 드레인한다.

이어서, 상기 제4 제어 밸브(130a)가 오픈된 상태에서 상기 제1 제어 밸브(102a)를 오픈하고, 상기 제1 케미컬 배스(12)에 담지되는 케미컬의 일부를 상기 샘플링 라인(102)으로 제공한다. 이 때, 상기 제4 제어 밸브(130a)가 오픈되어 있으므로 상기 샘플링 라인(102)으로 제공되는 케미컬은 외부로 드레인된다. 일정량의 케미컬이 외부로 드레인된 이 후에 상기 제1 및 제4 제어 밸브(102a, 130a)를 클로오즈 한다.

이어서, 상기 샘플링 부스(150a)를 열고 상기 샘플링 부스(150a) 내에 샘플링한 케미컬을 담지하는 시약병(150b)을 넣어 상기 케미컬 라인(140)의 단부와 연결시킨 후에 상기 샘플링 부스(150a)를 닫는다. 상기 제1 제어 밸브(102a) 및 제6 제어 밸브(120a)를 오픈하여 상기 제1 케미컬 배스(12)에 담지되는 케미컬의 일부가 상기 샘플링 라인(102)을 통해 상기 시약병(150a)내에 담지된다.

상기 케미컬을 샘플링하지 않는 평상시에는, 상기 케미컬의 샘플링 시에 사용되는 라인들 내에 초순수가 충전된 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 충전된 초순수를 정기적으로 교체함으로서 상기 라인들 내의 오염을 방지하여 상기 케미컬 샘플링 오차를 최소화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 샘플링 장치를 나타내는 개략도이다.

제2 실시예에 따른 샘플링 장치는 상기 제1 실시예의 장치에서 저장 탱크 및 초순수 공급 라인이 생략된 간단한 구조로 되어 있다.

제2 실시예에 따른 샘플링 장치는 습식 식각 공정 또는 세정 공정을 수행하는 웨트 스테이션(10)에 장착되어 상기 공정을 수행하는데 사용하는 케미컬들을 샘플링한다. 상기 웨트 스테이션(10)의 구성은 상기 제1 실시예의 설명과 동일하다.

이하에서는, 상기 웨트 스테이션(10)에 장착된 케미컬 배스들(12, 14, 16)을 제1 내지 제3 케미컬 배스로, 순환 라인들(18, 20, 22)을 제1 내지 제3 순환 라인으로, 필터(18c, 20c, 22c)를 제1 내지 제3 필터로 한정하여 설명한다.

상기 샘플링 장치는 제1 내지 제3 케미컬 배스들(12, 14, 16)과 각각 연결되고 상기 제1 내지 제3 케미컬 배스들(12, 14, 16) 내에 담지된 케미컬들의 일부를 제공하는 제1 내지 제3 샘플링 라인들(202, 204, 206)을 구비한다. 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인들(202, 204, 206)은 상기 제1 내지 제3 필터(18c, 20c, 22c) 아웃단쪽의 제1 내지 제3 순환 라인(18, 20, 22)으로부터 분기된 라인들로 각각 설치하는 것이 바람직하다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)에 각각 구비되고, 상기 각각의 샘플링 라인(202, 204, 206)으로 케미컬을 펌핑하기 위한 제1 내지 제3 펌프(202b, 204b, 206b)를 구비한다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)에 각각 구비되고, 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)으로 제공되는 케미컬을 제어하는 제1 내지 제3 제어 밸브(202a, 204a, 206a)를 구비한다. 예컨대, 상기 제1 케미컬 배스(12) 내에 담지된 케미컬을 샘플링할 시에는 상기 제1 제어 밸브(202a)를 오픈시켜 상기 케미컬의 일부를 상기 제1 샘플링 라인(202)으로 플로우할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)의 단부와 연결되고, 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)을 통해 제공되는 케미컬을 수집하는 케미컬 수집부(210)를 구비한다. 상기 케미컬 수집부(210)는 상기 제1 내지 제3 샘플링 라인(202, 204, 206)을 통해 제공되는 각각 케미컬을 내부에 담지하기 위한 시약병(210a)과 상기 시약병(210a)을 수납하는 밀폐된 샘플링 부스(210b)를 포함한다. 상기 시약병(210)은 상기 케미컬을 샘플링할 때에 한하여 상기 샘플링 부스(210b) 내에 인입된다.

상기 샘플링 부스(210b)와 연결되어 상기 샘플링 부스(210b) 내에 인입되는 케미컬이나 초순수를 배출하는 드레인 라인(220)이 구비된다. 상기 샘플링 부스(210b) 내에는 상기 샘플링 부스(210b) 내부를 세정하는 초순수 샤워기(212)가 구비된다. 또한, 상기 샘플링 부스(210b)에는 흄(Fume)등을 배기하는 별도의 배기 시스템(214)을 더 구비한다.

상기 구성을 갖는 샘플링 장치를 사용하는 경우 작업자가 직접 상기 케미컬 배스에서 케미컬을 체취하지 않아도 된다. 따라서, 작업자에 발생할 수 있는 안전 사고와 케미컬 체취중에 케미컬 오염 등을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 케미컬 배스에 담지되어 있는 케미컬을 오염 없이 안전하게 샘플링할 수 있다. 또한, 상기 웨트 스테이션에서 습식 식각 또는 세정 공정 등이 진행되고 있는 중이라도 원하는 케미컬을 샘플링할 수 있다. 따라서, 상기 케미컬의 오염을 신속하게 분석할 수 있으므로 상기 케미컬의 오염에 의해 발생하는 반도체 장치의 공정 불량 발생을 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 케미컬 배스의 일측에 연결되어 상기 케미컬 배스 내의 케미컬의 일부를 제공하는 샘플링 라인;

   상기 샘플링 라인에 구비되고, 상기 샘플링 라인으로 제공하는 케미컬을 제어하는 제1 제어 밸브;

   상기 샘플링 라인을 통해 제공되는 케미컬을 수집하는 수집부를 구비하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수집부는 상기 케미컬을 내부에 샘플링하는 시약병 및 상기 시약병을 수납하는 밀폐된 샘플링 부스를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 라인에 구비되고, 상기 케미컬 배스 내의 케미컬을 상기 샘플링 라인으로 펌핑하는 펌프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 부스 내에 구비되고, 상기 샘플링 부스를 세정하는 샤워부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 케미컬 배스는 다수개를 구비하고 상기 케미컬 배스들에 각각 상기 샘플링 라인들을 연결하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 샘플링 라인들의 각 단부와 연결되고, 상기 각각의 샘플링 라인으로부터 제공되는 케미컬들을 임시 저장하는 저장 탱크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 저장 탱크와 연결되고 상기 저장 탱크롸 샘플링 라인을 세정하기 위한 초순수를 충전하는 초순수 공급 라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 케미컬 샘플링 장치.