KR20040098513A

KR20040098513A - 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20040098513A
Application number: KR1020040015533A
Authority: KR
Inventors: 김일호; 김용식; 이동호; 이경수
Original assignee: 참엔지니어링(주)
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2004-11-20
Also published as: KR100614114B1

Abstract

본 발명은, 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 중 기판 세정용 용액 희석시스템에 있어서는, 소정의 첨가제가 함유되어 있는 원액탱크와; 믹싱탱크와; 일단은 상기 원액탱크와 연결되고 타단은 상기 믹싱탱크에 연통되어 상기 원액탱크 내의 첨가제를 상기 믹싱탱크로 공급하는 원액라인과; 상기 믹싱탱크로 워터를 공급하는 워터라인과; 상기 믹싱탱크 내에서 믹싱 완료된 상기 워터 및 원액의 혼합액을 송출하는 혼합액라인과; 상기 혼합액라인으로부터 제공되는 혼합액을 저장하는 혼합액탱크와; 상기 혼합액탱크 내의 혼합액을 기판 세정 공정으로 공급하는 혼합액공급라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 기판 세정용 워터에 별도의 첨가제를 일정 비율로 희석시켜 기판을 세정함으로써 기판의 계면을 활성화시켜 계면에 정전기가 발생되는 것을 저지할 수 있도록 한 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법이 제공된다.

Description

기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법{Dilute system for wafer washing and dilute method thereof}

본 발명은, 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 세정용 워터에 별도의 첨가제를 희석시켜 기판을 세정함으로써 기판의 계면을 활성화하여 기판 계면에 정전기가 발생되는 것을 저지할 수 있도록 한 반도체 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법에 관한 것이다.

기판이라 함은, 소위 반도체 기판을 칭하는 것이지만, 한편으로는 그 제조 공정이 반도체와 유사한 LCD, PDP 및 유기 EL 역시 기판이라 불리 수도 있다. 이러한 분류들 중에서 반도체 기판에 대해 설명하면 다음과 같다.

반도체란 전기전도가 전자와 정공에 의해 이루어지는 물질로서 그의 전기저항률, 즉 비저항이 도체와 절연체 비저항값의 중간값을 취하는 것을 말하며, 이러한 성질을 이용한 반도체 기판은 각종 첨단 산업의 제품에 적용되고 있다.

이러한 반도체 기판에 전극을 형성하는 과정은, 통상적으로 성막, PR Coating, 포토마스크(Photomask)를 배치, 노광, 현상, 세정 및 에칭 공정의 순서에 의해 이루어진다. 특히 세정 공정에서는 통상의 워터(소위, "DI Water"라 함)를 이용하여 세정하게 된다. 물론, 에칭의 전전공정에서 세정하는 이유는, 에칭의 효율을 높이기 위함이다.

종래의 기판을 세정하기 위해 원액과 워터를 일정 비율로 희석할 경우에는, 우선, 중량센서(소위, "Load Cell"이라고도 함)를 사용하여 원액의 공급량과 워터의 공급량을 조절하여 비율을 정한다.

그리고, 정해진 비율대로 믹싱탱크로 공급된 액을 일정 시간 기구적 도구에 의해 믹싱한 후, 완전히 혼합된 액은 혼합액탱크로 저장된다. 이 일련의 공정은 믹싱탱크에서 하나의 배치(Batch)로 이루어지며 한 Batch 완료 후, 혼합액탱크로 저장된다.

그런데, 종래의 방법으로 반도체 기판에 전극을 형성하다 보면, 반도체 기판을 현상한 다음에는 통상적인 워터를 이용하여 반도체 기판을 세정하는 것이 전부였기 때문에 반도체 기판에 정전기 등이 발생되는 것을 극복하기가 실제로 곤란하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 기판 세정용 워터에 별도의 첨가제를 일정 비율로 희석시켜 기판을 세정함으로써 기판의 계면을 활성화시켜 계면에 정전기가 발생되는 것을 저지할 수 있도록 한 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 세정용 용액 희석시스템의 구성도,

도 2는 중량센서의 배치에 따른 실시예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 기판 세정용 용액 희석시스템의 다른 실시예를 보인 도면,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 희석시스템 22 : 원액탱크

24 : 믹싱탱크 25 : 교반기

26 : 혼합액탱크 30 : 제어부

31 : 원액공급라인 32 : 원액라인

33 : 워터라인 34 : 혼합액라인

상기 목적은, 본 발명에 따라, 소정의 첨가제(Dopant)가 함유되어 있는 원액탱크와; 믹싱탱크와; 일단은 상기 원액탱크와 연결되고 타단은 상기 믹싱탱크에 연통되어 상기 원액탱크 내의 첨가제를 상기 믹싱탱크로 공급하는 원액라인과; 상기 믹싱탱크로 워터를 공급하는 워터라인과; 상기 믹싱탱크 내에서 믹싱 완료된 상기 워터 및 원액의 혼합액을 송출하는 혼합액라인과; 상기 혼합액라인으로부터 제공되는 혼합액을 저장하는 혼합액탱크와; 상기 혼합액탱크 내의 혼합액을 기판 세정 공정으로 공급하는 혼합액공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액희석시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 원액탱크로 소정의 첨가제가 기 혼합되어 있는 원액을 제공하는 원액공급라인이 포함된다.

상기 각 탱크에는 상기 각 탱크 내의 유체 중량을 측정하는 중량센서가 마련되어 있다.

상기 각 라인에는 해당하는 라인의 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브와, 라인을 따라 흐르는 유체를 펌핑하는 펌프 중 적어도 어느 하나가 마련되어 있다.

상기 중량센서의 신호에 기초하여 상기 개폐밸브 및 상기 펌프의 온오프(ON/OFF) 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 믹싱탱크 내에는 하나 또는 하나 이상의 교반기가 장착되어 있다.

상기 원액탱크, 상기 믹싱탱크 및 상기 혼합액탱크 중 어느 하나 혹은 하나 이상에는 중량센서에 의한 레벨 Detection이 가능하도록 설계되어 있다.

본 희석시스템은, 상기 원액탱크, 상기 믹싱탱크 및 상기 혼합액탱크 중 적어도 어느 하나에 마련되어 해당 탱크 내에 수용된 내용물의 농도나 점도 중 어느 하나 혹은 하나 이상을 검출하는 검출센서와; 검출된 상기 농도나 점도 중 어느 하나가 모니터링 되는 모니터부를 추가로 포함한다.

이 때, 상기 모니터부에 모니터링된 해당 내용물의 농도나 점도의 양부를 자동으로 판별하는 프로그램을 추가로 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은 본 발명에 따라, 원액을 공급하는 단계와; 워터를 공급하는 단계와; 상기 원액의 종류에 따라 상기 워터와 원액의 공급 중량이 결정된 상태에서 혼합된 상기 원액과 워터를 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석방법에 의해서도 달성된다.

상기 워터와 상기 원액이 믹싱 완료되어 형성된 혼합액을 저장하는 단계와;저장된 혼합액 중 소정량만큼 기판 세정공정으로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 세정용 용액 희석시스템의 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 기판 세정용 희석시스템(20)은, 크게 소정의 첨가제(Dopant)가 함유되어 있는 원액탱크(22)와, 믹싱탱크(24)와, 혼합액을 저장하는 혼합액탱크(26)를 가지고 있다.

각 원액탱크(22), 믹싱탱크(24), 혼합액탱크(26)에는 각 탱크(22,24,26) 내의 액체의 중량을 측정하는 제1 내지 제3중량센서(22a,24a,26a)가 마련되어 있다.

그리고, 각 원액탱크(22), 믹싱탱크(24), 혼합액탱크(26)에는 각 탱크(22,24,26) 내의 액체 수위를 측정하는 레벨센서 기능이 추가되며, 본 실시예에서는 혼합액탱크(26)는 레벨센서(27) 기능만을 구현하고 있다.

원액탱크(22)의 일측에는 원액탱크(22)로 소정의 원액 제공하는 원액공급라인(31)이 배치되어 있다.

원액공급라인(31)에는 원액이 원액탱크(22)로 원활하게 제공될 수 있도록 한 제1펌프(41)가 개재되어 있다. 만일, 원액탱크(22) 내부를 청소하거나 새로운 원액으로 교체하고자 할 경우에는, 원액(22)의 타측에 형성된 배출라인(31a)을 이용하여 원액탱크(22) 내에 잔존하는 기존 원액을 배출시키면 된다.

원액탱크(22)와 믹싱탱크(24) 사이에는 원액을 믹싱탱크(24)로 제공하는 원액라인(32)이 배치되어 있다. 원액라인(32)은 그 일단이 원액탱크(22)와 연결되고타단은 믹싱탱크(24)에 연통되어 원액탱크(22) 내의 원액을 믹싱탱크(24)로 공급한다. 이러한 원액라인(32)에는 제1개폐밸브(51)가 장착되어 있다.

믹싱탱크(24)의 일측에는 워터라인(33)이 배치되어 있다. 워터라인(33)은 그 일단이 수돗물과 같은 물공급원에 연결되고 타단은 믹싱탱크(24) 내에 마련되어 있다. 이러한 워터라인(33)에도 역시, 원액라인(32)과 마찬가지로 제2개폐밸브(52)가 장착되어 있다.

이 때, 워터는 워터라인(33)을 통해 믹싱탱크(24)나 혹은 원액탱크(22)로 제공될 수도 있다. 따라서, 워터라인(33)은 두 갈래로 분기되어 있으며 원액탱크(22) 측을 향한 라인에는 별도의 개폐밸브(52a)가 더 형성되어 있다.

워터라인(33)을 통해 워터가 믹싱탱크(24) 내로 제공되고 원액탱크(22) 내의 원액이 믹싱탱크(24)로 제공되면, 워터와 원액이 믹싱탱크(24) 내에서 믹싱된다. 이를 위해, 믹싱탱크(24) 내에는, 교반기(25)가 장착되어 있다. 교반기(25)는 교반축(25a)과, 교반축(25a)의 하단에 마련되는 교반날개(25b)로 이루어져 있다.

믹싱탱크(24)와 혼합액탱크(26) 사이에는 믹싱탱크(24) 내에서 믹싱 완료된 워터 및 원액의 혼합액을 송출하는 혼합액라인(34)이 마련되어 있다. 혼합액라인(34)에는 제3개폐밸브(53)가 마련되어 있다.

그리고, 혼합액탱크(26)의 외측에는 혼합액탱크(26) 내의 혼합액을 반도체 기판(10) 세정 공정으로 공급하는 혼합액공급라인(35)이 설치되어 있다. 혼합액공급라인(35)에는 제2펌프(42)가 마련되어 있다.

이러한 구성에 의해, 반도체 기판(10)의 현상(17) 공정이 완료되어 세정 공정에 이르면, 제어부(30)에 의해 제1펌프(41)가 작동하여 원액을 원액탱크(22) 내로 제공되도록 한다.

일정량만큼의 원액이 제공되면 제1중량센서(22a)가 이를 감지하여 제어부(30)로 송신하고, 제어부(30)는 제1펌프(41)의 작동을 중지시킴과 동시에 제1개폐밸브(51)를 열어 원액을 믹싱탱크(24)로 유입되도록 한다.

이어, 제2개폐밸브(52)가 작동되어 워터라인(33)을 통해 워터가 믹싱탱크(24) 내로 유입된다. 어느 정도의 양만큼 워터가 믹싱탱크(24) 내로 유입되면 이를 제2중량센서(24a)가 감지하여 제어부(30)를 통해 제2개폐밸브(52)가 워터라인(33)의 유로를 단속하도록 한다.

믹싱탱크(24) 내에 워터와 원액이 일정량 유입되면, 제어부(30)에 의해 교반기(25)가 작동하여, 교반날개(25b)에 의해 워터와 원액을 믹싱하기 시작한다. 이 때, 워터와 원액의 믹싱 비율은 원액에 포함된 첨가제의 종류에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 워터와 원액의 믹싱 비율이 0:0 ~ 50 : 50 까지 선택적으로 조정 가능하다.

믹싱이 완료되면, 제어부(30)에 의해 제3개폐밸브(53)가 작동하여 믹싱탱크(24) 내에 워터와 원액이 혼합된 혼합액을 혼합액탱크(26)로 제공한다.

혼합액탱크(26) 내로 혼합액이 일정량만큼 유입되면, 제3중량센서(26a)와 레벨센서(27)가 이를 각각 감지하여, 그 신호를 제어부(30)로 보내고 제어부(30)는 이 신호에 기초하여 제2펌프(42)를 작동시킴으로써, 혼합액공급라인(35)을 통해 혼합액을 반도체 기판(10) 세정공정으로 공급한다.

이로써, 현상(17) 공정이 완료된 반도체 기판(10)은 워터와 원액의 혼합액을 통해 적절하게 세정될 수 있다. 따라서, 반도체 기판(10)에 정전기 등이 발생하는 것을 저지할 수 있게 된다.

한편, 도 1을 보면, 제1 내지 제3중량센서(22a,24a,26a)가 각 탱크(22,24,26)의 하부에 마련되어 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3중량센서(22'a,24'a,26'a)는 각 탱크(22,24,26)의 플랜지부(22',24',26') 하단에 마련될 수도 있는 것이다.

이처럼 일정 비율로 희석하는 방법으로 중량센서를 사용함으로써 비율의 조정을 보다 정밀하고 신뢰성 있게 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 시스템(20)은 하단에 휠(21a)을 갖는 별도의 시스템본체(21)에 일체로 장착되어 원하는 곳으로 쉽게 위치이동될 수도 있는 것이다.

한편, 전술한 실시예에서는 원액탱크(22)의 일측에 원액탱크(22)로 소정의 원액 제공하는 원액공급라인(31)이 배치되어 있다는 정도로 도면 및 설명을 하였다.

그러나, 원액을 공급하는 원액공급라인(31)의 공급단 영역에는 도 3에 도시된 바와 같이, 별도의 원액공급부(60)가 추가로 설치될 수 있다.

이 때, 원액공급부(60)를 서랍식으로 구성한다면 원액이 소실될 경우, 충전하기가 용이하다는 이점이 있다. 즉, 본 시스템을 중단하지 않더라도 공정 가동중에, 소정량의 원액을 공급할 수 있는 이점이 있다.

서랍식 구성을 간략하게 보면, 소정량의 원액을 수용하는 원액공급부(60)가 원액공급부(60)를 지지하는 슬라이딩 레일부(61)에 결합되어 있다. 이에, 사용자가 슬라이딩 레일부(61)에 대해 원액공급부(60)를 슬라이딩 이동시키면서 필요에 따라 원액을 충전하거나 혹은 반대로 취출할 수도 있고, 공정 중에도 쉽게 원액을 교체할 수 있는 이점이 있는 것이다. 서랍식 구성이란 일반화된 것이므로 그에 대한 구체적인 도면은 생략하도록 한다.

한편, 전술한 실시예에 의하면, 원액탱크(22), 믹싱탱크(24), 혼합액탱크(26)에는 각 탱크(22,24,26) 내의 액체의 중량을 측정하는 제1 내지 제3중량센서(22a,24a,26a)가 마련되어 있다라고 되어 있다. 이럴 경우, 장착된 제1 내지 제3중량센서(22a,24a,26a)로 인해 해당 탱크 내의 내용물의 양은 원하는 데로 측정될 수 있다.

그러나, 이러한 경우, 원하는 양은 정확하게 측정되기는 하되, 해당 탱크 내에 들어있거나 혹은 유입되어 교반되어 형성된 내용물 등의 농도나 점도를 정확하게 산출하기는 어렵다. 특히, 제일 마지막 공정을 거치는 혼합액탱크(26) 내에 수용된 내용물인 혼합액에 대한 농도나 점도를 정확하게 파악하기가 어렵기에 측정자가 간헐적으로 일정량을 발췌하여 그에 따른 농도나 점도를 파악하였다.

이에, 본 출원인은 이러한 단점을 해소하기 위해 원액탱크(22),믹싱탱크(24), 혼합액탱크(26) 중 적어도 어느 하나 혹은 모두에 해당 탱크 내에 수용된 내용물의 농도나 점도 중 어느 하나 혹은 하나 이상을 검출하는 검출센서(미도시)를 두고 있다.

종래에는 중량센서(22a,24a,26a)를 통해 원하는 비율에 따라 원액과 첨가제(Dopant) 혹은, DI를 혼합했지만 그 비율(농도)이 정확한지 알 수 없었기에 본 발명에서는 이를 검출하기 위한 수단으로써 검출센서를 마련하고 있는 것이다. 물론, 검출된 결과값에 따라 만일, 첨가제(Dopant)의 양이 모자란다면 해당 물질의 양을 정확하게 산출하여 공정에 더 투입하면 될 것이다.

이와 같은, 구조를 더 장치하여 기판 세정용 용액 희석시스템을 갖춘다면, 물질의 정확한 양 외에도 해당 물질에 대한 농도나 점도 역시 정확하게 검출하여 사용할 수 있는 이점이 있게 된다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 실시예에서는 반도체 기판을 그 예로 하여 본 발명에 대해 설명하고 있지만, 반도체 기판과 그 제조 공정이 유사한 LCD, PDP 및 유기 EL 등에도 본 발명의 사상이 충분히 적용될 수 있는 것이다.

한편, 전술한 실시예에서 각 탱크에는 소위, "로드셀(Load Cell)"이라는 중량센서가 마련되어 있다고 설명하고 있으나, 이러한 센서 외에도 레벨센서 등을 채용할 수도 있음은 두 말할 여지가 없는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기판 세정용 워터에 별도의 첨가제를 희석시켜 기판을 세정함으로써 기판의 계면을 활성화하여 기판 계면에 정전기가 발생되는 것을 저지할 수 있도록 한 반도체 기판 세정용 용액 희석시스템 및 방법이 제공된다.

또한, 일정 비율로 희석하는 방법으로 중량센서를 사용함으로써 비율의 조정을 보다 정밀하고 신뢰성 있게 행할 수 있다.

Claims

소정의 첨가제(Dopant)가 함유되어 있는 원액탱크와;

믹싱탱크와;

일단은 상기 원액탱크와 연결되고 타단은 상기 믹싱탱크에 연통되어 상기 원액을 상기 믹싱탱크로 공급하는 원액라인과;

상기 믹싱탱크로 워터를 공급하는 워터라인과;

상기 믹싱탱크 내에서 믹싱 완료된 상기 워터 및 원액의 혼합액을 송출하는 혼합액라인과;

상기 혼합액라인으로부터 제공되는 혼합액을 저장하는 혼합액탱크와;

상기 혼합액탱크 내의 혼합액을 기판 세정공정으로 공급하는 혼합액공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항에 있어서,

상기 원액탱크로 소정의 원액을 제공하는 원액공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항에 있어서,

상기 각 탱크에는 상기 각 탱크 내의 유체 중량을 측정하는 중량센서가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 라인에는 해당하는 라인의 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브와, 라인을 따라 흐르는 유체를 펌핑하는 펌프 중 적어도 어느 하나가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제4항에 있어서,

상기 중량센서의 신호에 기초하여 상기 개폐밸브 및 상기 펌프의 온오프(ON/OFF) 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항에 있어서,

상기 믹싱탱크 내에는 하나 또는 하나 이상의 교반기가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 원액탱크, 상기 믹싱탱크 및 상기 혼합액탱크 중 어느 하나 혹은 하나 이상에는 레벨센서 기능이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항에 있어서,

상기 원액공급라인의 공급단 영역에 배치되는 원액공급부를 추가로 포함하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제8항에 있어서,

상기 원액공급부는 서랍식인 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
제1항에 있어서,

상기 원액탱크, 상기 믹싱탱크 및 상기 혼합액탱크 중 적어도 어느 하나에 마련되어 해당 탱크 내에 수용된 내용물의 농도나 점도 중 어느 하나 혹은 하나 이상을 검출하는 검출센서를 추가로 포함하는 기판 세정용 용액 희석시스템.
원액을 공급하는 단계와;

워터를 공급하는 단계와;

상기 원액의 종류에 따라 상기 워터와 원액의 공급 중량이 결정된 상태에서 혼합된 상기 원액과 워터를 믹싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석방법.
제11항에 있어서,

상기 워터와 상기 원액이 믹싱 완료되어 형성된 혼합액을 저장하는 단계와;

저장된 혼합액 중 소정량만큼 기판 세정공정으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정용 용액 희석방법.