KR20080034277A

KR20080034277A - 습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한대전방지방법

Info

Publication number: KR20080034277A
Application number: KR1020060100283A
Authority: KR
Inventors: 김세호; 박종수; 윤철남
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-04-21

Abstract

본 발명은 습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한 대전방지방법에 관한 것으로, 세정수를 분사모듈로 이송하는 제1라인과, 상기 제1라인으로 연결되어 비저항 조절된 처리수를 상기 제1라인으로 합류시키는 제2라인과, 상기 제2라인상에 설치되어 상기 제2라인을 따라 상기 제1라인으로 이송되는 세정수의 비저항을 조절하는 처리부와, 상기 처리부로 이산화탄소가스를 공급하는 가스공급부를 포함하는 습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한 대전방지방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 기판 분사될 세정수의 비저항값을 저하시켜 정전기 발생을 방지하는 것은 물론 비저항값이 균일하므로 세정효율을 극대화하는 효과가 있다.

습식세정, 정전기, 대전방지, 세정수, 이산화탄소

Description

습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한 대전방지방법{Device for supplying cleaning solution in wet station and method to prevente static thereof}

도 1은 종래 습식세정장비의 세정수 공급장치의 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 습식세정장비의 세정수 공급장치에 대한 개략적인 일실시 구성도이다.

도 3은 도 2에 도시된 습식세정장비의 세정수 공급장치에서 'A'부 확대 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 제1라인 110 : 비저항계

200 : 제2라인 221 : 절곡관로

300 : 처리부 400 : 가스공급부

410 : 레귤레이터 420 : 유량계

500 : 분사모듈

본 발명은 습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한 대전방지방법에 관한 것으로, 특히 분사모듈로 공급되는 세정수의 비저항을 저하시켜 정전기 발생을 방지하는 습식세정장비의 세정수 공급장치 및 이를 이용한 대전방지방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스 또는 평판 디스플레이(FPD; flat panel display)는 피처리 기판(실리콘 웨이퍼 또는 유리 기판)에 다양한 제조공정을 수행하여 제조되고, 이러한 제조공정 중 표면처리공정은 기판의 표면에 대하여 세정수, 에칭액 또는 현상액 등의 처리액을 처리하여 기판을 세정(cleaning), 에칭(etching), 현상(developing) 또는 스트립핑(stripping)하는 공정이다.

그리고 기판이 상기 표면처리공정을 포함하여 다양한 제조공정을 거치다 보면 그 표면이 파티클 및 오염물질에 의해 오염되므로 이를 제거하기 위하여 일부 제조공정의 전/후로 상기 세정공정이 수행된다.

이와 같이, 세정공정은 기판 표면의 청정화를 위한 공정으로 기판 표면의 파티클 및 오염물질의 제거를 위하여 기판 표면에 세정수를 처리하는 공정을 포함한다. 이와 같이 세정공정에 사용되는 세정수는 탈이온수(deionized water) 또는 초순수(ultrapure water)가 될 수 있다.

한편 세정수로 사용되는 탈이온수 또는 초순수는 그의 비저항이 약 18 MΩㆍcm으로 매우 높은 수치의 고저항 물질이다. 이러한 세정수를 이용하여 기판 표면을 세정하는 경우에 분사압력 및 분사속도에 의해 세정수와 기판 사이에서 마찰이 발생하며 이로 인해 세정수와 기판 사이에 정전기가 발생한다.

이와 같이, 비저항값이 높은 세정수에 의해 기판 표면에 정전기가 발생되면 기판 표면상에 기형성된 박막 또는 패턴이 정전기에 의해 손상을 입게 되며, 기판 표면에 예기치 않은 오염물질이 부착될 수 있다. 이러한 정전기 발생현상을 방지하고자 기판에 분사될 세정수에 이산화탄소가스(CO₂)를 용해시켜 비저항을 저하시키는 방법이 제안된 바 있다.

즉, 세정수에 이산화탄소가 용해되면 쉽게 이온화되어 그 혼합물은 비저항값이 저하되고, 기판에 분사시에도 정전기 발생이 최소화 또는 방지된다. 이처럼 세정수에 이산화탄소가스를 용해시키면 하기의 <식 1>과 같이 세정수가 이온화되어 그의 비저항값이 월등히 저하된다.

<식 1>

H₂O(세정수) + CO₂(이산화탄소) <=> H₂CO₃

=> H₂CO₃ <=> H⁺ + HCO₃ ^-

=> HCO₃ ^- <=> H⁺ + CO₃ ^-

이처럼 세정수에 이산화탄소를 용해시켜 이온화하고 비저항을 저하시키는 방식으로 세정수가 기판에 분사될 시 발생되는 정전기를 방지하여 기판 표면의 박막 또는 패턴의 손상과 오염물질의 부착을 방지한다.

한편 종래 습식세정장비의 세정수 공급장치는 세정수가 저장된 저장탱크에 이산화탄소가스를 유입 및 용해시켜 상기 저장탱크에 저장된 세정수의 비저항값을 저하시킨다.

도 1을 참조하면, 종래 습식세정장비는 기판에 대하여 세정수를 분사하는 분사모듈(10)과, 기판에 분사될 세정수를 저장하는 저장부(20)와, 상기 저장탱크(20)의 세정수를 상기 분사모듈(10)로 공급하는 공급라인(30)과, 상기 저장탱크(20)에 이산화탄소가스를 공급하여 세정수의 비저항을 조절하는 가스공급부(40)를 포함한다.

그러나 종래 세정수 공급장치는 저장탱크(20)에 이산화탄소가스를 유입시켜 기저장된 세정수에 이산화탄소가스를 용해시키는 방식이므로, 저장탱크(20) 내에 이산화탄소가스가 유입되는 지점에서 근접하는 부위와 이산화탄소가스가 유입되는 지점에서 먼 부위가 존재하고, 이로 인해 저장탱크(20)내의 각 부위에서 이산화탄소가스 용존농도가 부위별로 동일하지 못하므로 공급라인(30)을 통하여 분사모듈(10)로 공급되어 기판에 분사되는 세정수의 비저항값이 항시 균일하지 못하여 기판 세정효율을 현저히 저하시키는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 기판에 분사될 세정수의 비저항값을 균일하게 저하시켜 공급하는 습식세정장비의 세정수 공급장치를 제공함에 그 목 적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 세정수의 비저항값을 균일하게 저하시켜 공급하는 것이 가능한 습식세정장비의 세정수 공급장치를 이용한 대전방지방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 세정수를 분사모듈로 이송하는 제1라인과, 상기 제1라인으로 연결되어 비저항 조절된 처리수를 상기 제1라인으로 합류시키는 제2라인과, 상기 제2라인상에 설치되어 상기 제2라인을 따라 상기 제1라인으로 이송되는 세정수의 비저항을 조절하는 처리부와, 상기 처리부로 이산화탄소가스를 공급하는 가스공급부를 포함한다.

또한 본 발명은, (a) 제1라인을 따라 기판에 분사될 세정수를 이송하는 단계와, (b) 제2라인을 따라 이송되는 세정수에 이산화탄소가스를 주입하여 비저항 조절된 처리수를 이송하는 단계와, (c) 상기 제2라인을 따라 이송되는 처리수를 상기 제1라인을 따라 이송되는 세정수에 합류시키는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 습식세정장비의 세정수 공급장치에 대한 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 습식세정장비의 세정수 공급장치에서 'A'부 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 습식세정장비의 세정수 공급장치는 세정수를 분사모듈(500)로 이송하는 제1라인(100)과, 상기 제1라인(100)으로 연결되어 비저항 조절된 처리수를 상기 제1라인(100)으로 합류시키는 제2라인(200)과, 상기 제2라인(200)상에 설치되어 제2라인(200)을 따라 제1라인(100)으로 이송되는 세정수를 이온화하여 비저항 조절하는 처리부(300)와, 상기 처리부(300)로 세정수의 이온화를 위한 이산화탄소가스를 공급하는 가스공급부(400)를 포함한다.

상기 제1라인(100)은 일단이 세정수 공급원(미도시)과 연결되고 타단이 분사모듈(500)과 연결되어 분사모듈(500)로 세정수를 이송공급한다. 상기 분사모듈(500)은 기판에 대하여 세정수를 분사하는 노즐 등이 될 수 있는데, 예컨데 슬릿제트노즐(slit jet nozzle)일 수 있다.

상기에서, 세정수는 탈이온수(deionized water) 또는 초순수(ultra pure water) 등이 될 수 있으며, 일반적으로 약 18 MΩㆍcm의 높은 비저항값을 갖는 고저항 물질이다.

따라서 세정수가 분사모듈(500)에 의해 기판 표면에 분사될 경우 세정수 자체가 높은 비저항 물질이므로 기판 표면에 정전기를 발생하여 기판 표면의 박막 또는 패턴을 손상시킬 수 있고, 더욱이 세정수가 상기의 슬릿제트노즐 등에 의해 가 속분사될 경우 이러한 정전기 발생현상이 더욱 심화될 수 있다.

한편 종래 기술에서 상술한 바와 같이, 세정수는 이산화탄소가스가 용해되면 이온화되는데, 종래 기술의 <식 1>과 같이 이온화되어 비저항값이 월등히 저하된다.

이에 본 일실시예에서는 제1라인(100)을 통하여 분사모듈(500)로 이송되는 세정수를 상기의 <식 1>과 같이 이온화하여 비저항값을 저하시키고, 이로 인해 기판에 분사되는 세정수에 의한 정전기 발생현상을 방지하고자 한다.

상기 제2라인(200)은 제1라인(100)으로 비저항 조절된 처리수를 합류시키기 위한 구성부품으로, 예컨데 제1라인(100)의 관로보다 훨씬 작은 직경의 소구경 관로일 수 있고, 제1라인(100)을 통하여 이송되는 세정수의 양보다 훨씬 적은 양의 세정수를 이송통과시켜도 무방하다.

이러한 제2라인(200)은 그 관로상에 세정수의 비저항을 조절하는 처리부(300)를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 처리부(300)는 이산화탄소가스를 공급받아 세정수에 용해시키는 방식으로 세정수를 이온화하여 세정수의 비저항값을 현격하게 저하시킨다.

즉, 본 일실시예에 따르면 비저항 조절된 처리수를 제2라인(200)을 통하여 제1라인(100)으로 합류시키는 방식으로, 최종적으로 분사모듈(500)에 의해 기판에 분사될 세정수의 비저항값을 저하시킬 수 있다.

일례로 제1라인(100)은 분사모듈(500)을 통하여 기판에 분사될 세정수를 이송하는 대구경 관로이고, 제2라인(200)은 상기한 바와 같이 기판에 분사될 세정수 의 비저항을 저하시킬 목적으로 비저항 조절된 처리수를 제1라인(100)으로 합류시키는 소구경 관로이다.

또한 제2라인(200)은 세정수를 처리부(300)로 이송시키는 구간(210)과, 처리부(300)를 통과하여 비저항 조절된 처리수를 제1라인(100)으로 합류시키는 구간(220)을 포함한다.

상기 처리부(300)는 예컨데 리저브탱크(reserve tank) 등이 될 수 있고, 그 내부로 세정수와 이산화탄소가스를 유입받아 이산화탄소가스를 세정수에 균일하게 용해시키되, 이산화탄소가스가 세정수에 용해되는 비율이 증가되도록 투과막(membrane; 미도시) 등을 포함할 수 있다.

상기 가스공급부(400)는 예컨데 이산화탄소가스를 대량으로 저장한 가스봄베(gas bomb) 등이 될 수 있고, 처리부(300)로 이산화탄소가스를 안정적으로 공급하도록 가스공급경로상에 이산화탄소가스의 압력을 조절하는 레귤레이터(410)와 이산화탄소가스의 유량을 조절하는 유량계(420)를 더 포함할 수 있다.

상기에서, 제2라인(200)은 제1라인(100) 내부로 인입되어 제1라인(100)을 이송통과하는 세정수의 이송방향을 따라 절곡된 절곡관로(221)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 제2라인(200)을 통하여 제1라인(100)으로 합류되는 비저항 조절된 처리수는 제1라인(100)을 통하여 기이송되고 있는 세정수의 이송방향과 동일한 방향을 따라 유입되므로 유입저항없이 원활하게 합류될 수 있는 장점이 있다.

즉, 소구경 관로인 제2라인(200)을 통과하는 처리수는 수위차, 수압차 및 별 도의 유입장치 등이 없이도 원활하게 대구경 관로인 제1라인(100)을 통과하는 세정수와 합류될 수 있다.

상기에서, 상기 절곡관로(221)는 그 내경부에 노즐목(221a; nozzle throat)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 제2라인(200)을 통하여 제1라인(100)으로 합류되는 비저항 조절된 처리수는 절곡관로(221)에 형성된 노즐목(221a)을 통과하며 가속하여 제1라인(100)으로 유입되므로 유입저항이 더욱 방지되는 것은 물론 더욱 원활하게 합류될 수 있는 장점이 있다.

상기에서, 제2라인(200)의 합류지점과 분사모듈(500)의 사이 구간에 세정수의 비저항을 측정하는 비저항계(110)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 본 일실시예에 따르면, 비저항계(110)에서 측정된 측정값과 기설정된 설정값을 비교하여 이산화탄소가스의 공급량을 결정함으로써, 세정수의 비저항값을 설정값에 따라 항시 균일하게 유지시켜 지속적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

즉, 본 일실시예에 따르면 비저항계(110)에서 측정되는 측정값에 따라 피드백(feedback) 방식으로 이산화탄소가스의 공급량을 제어하여 최종 분사모듈(500)로 공급될 세정수의 비저항값을 기설정된 설정값에 따라 조절한다.

일례로 본 출원인의 실험에 따르면 기판 세정을 수행할 경우 분사모듈(500)에서 기판에 분사되는 세정수가 3kgf/cm²이내의 압력으로 고압분사될 시에 세정수의 비저항값이 0.05~0.2 MΩㆍcm 이내의 범위에 들어오면 정전기 발생이 억제 또는 방지되며 안정적인 습식세정이 달성되는 것을 확인하였다.

예컨데, 상기의 설정값은 0.05~0.2 MΩㆍcm 범위 내에서 셋팅될 수 있고, 측정값이 상기의 설정값을 초과 또는 미만일 경우 이에 대응하여 측정값이 설정값의 범위 내에 들어오도록 처리부(300)로 유입되는 이산화탄소가스의 공급량을 가감제어하여야 할 것이다.

한편, 미설명된 부호 310은 처리부(300)에서 배출되는 세정수 또는 이산화탄소가스의 드레인포트이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 기판에 분사될 세정수의 비저항값을 저하시켜 정전기 발생을 방지하는 것은 물론 비저항값이 균일하게 저하되어 공급되므로 세정효율을 극대화하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 세정수의 비저항값을 설정값에 따라 항시 균일하게 유지시켜 지속적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 제2라인을 이송통과하는 처리수가 제1라인을 이송통과하는 세정수에 유입저항없이 원활하게 합류될 수 있는 효과가 있다.

Claims

세정수를 분사모듈로 이송하는 제1라인;

상기 제1라인으로 연결되어 비저항 조절된 처리수를 상기 제1라인으로 합류시키는 제2라인;

상기 제2라인상에 설치되어 상기 제2라인을 따라 상기 제1라인으로 이송되는 세정수의 비저항을 조절하는 처리부; 및

상기 처리부로 이산화탄소가스를 공급하는 가스공급부를 포함하는 습식세정장비의 세정수 공급장치.
제1항에 있어서,

상기 제2라인은,

상기 제1라인 내부로 인입되어 상기 제1라인을 통과하는 세정수의 이송방향을 따라 절곡된 절곡관로를 더 포함하는 습식세정장비의 세정수 공급장치.
제2항에 있어서,

상기 절곡관로는,

그 내경부에 노즐목을 더 포함하는 습식세정장비의 세정수 공급장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 제1라인에는,

상기 제2라인의 합류지점과 상기 분사모듈의 사이 구간에 세정수의 비저항을 측정하는 비저항계를 더 포함하는 습식세정장비의 세정수 공급장치.
(a) 제1라인을 따라 기판에 분사될 세정수를 이송하는 단계;

(b) 제2라인을 따라 이송되는 세정수에 이산화탄소가스를 주입하여 비저항 조절된 처리수를 이송하는 단계;

(c) 상기 제2라인을 따라 이송되는 처리수를 상기 제1라인을 따라 이송되는 세정수에 합류시키는 단계를 포함하는 제1항의 습식세정장비의 세정수 공급장치를 이용한 대전방지방법.
제5항에 있어서,

(d) 상기 (c)단계에서 상기 제1라인을 따라 이송되는 합류된 세정수의 비저항값을 측정하는 단계; 및

(e) 상기 (d)단계에서의 측정값과 기설정된 설정값을 비교하여 이산화탄소가스의 공급량을 결정하는 단계를 포함하는 제1항의 습식세정장비의 세정수 공급장치를 이용한 대전방지방법.