KR20090036701A - 약액과 초순수를 동시에 사용하는 기판 처리 장치 - Google Patents

약액과 초순수를 동시에 사용하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 개의 약액들과 초순수를 동시에 사용하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 기판 처리 장치는 복수 개의 약액들과 함께 쿨 초순수 및/또는 핫 초순수를 처리조로 공급하고, 이들의 혼합액을 이용하여 공정을 처리한다. 기판 처리 장치는 복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급 라인들과, 쿨 초순수 또는 핫 초순수를 공급하는 초순수 공급 라인 각각에 적산 유량계를 설치하고, 적산 유량계를 이용하여 약액 또는 초순수의 공급량을 실시간으로 측정함으로써, 동시에 약액들과 쿨 초순수 또는 핫 초순수를 공급한다. 따라서 본 발명에 의하면, 약액들 및 초순수의 혼합에 따른 소요 시간을 줄일 수 있으며, 이로 인해 약액 교환 시간을 단축시킨다.
기판 처리 장치, 약액, 초순수, 동시 공급, 유량 제어, 적산 유량계

Description

약액과 초순수를 동시에 사용하는 기판 처리 장치{SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS FOR USING CHEMICAL AND DEIONIZED WATER IN THE SAME}
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수 개의 약액들과 핫 초순수 또는 쿨 초순수를 동시에 사용하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 평판 디스플레이 제조 공정은 다양한 약액들 및 초순수를 이용하여 화학적 반응을 통해 반도체 기판을 처리한다. 예를 들어, 세정 공정은 반도체 기판 상에 잔존하는 파티클, 폴리머 등을 제거하거나, 불필요한 막질 등을 제거하기 위한 세정, 식각, 린스 및 건조 공정 등의 단위 공정들을 처리한다. 이러한 세정 공정은 SC-1(Standard Clean-1), DHF(Dilute Hydrofluoric Acid), BOE(LAL) 및, DSP(Diluted Sulfate Peroxide) 약액 등과 같은 혼합액을 처리조로 공급하여 공정을 처리한다. 이를 위해 세정 공정을 처리하는 기판 처리 장치는 복수 개의 약액 공급원들을 통해 단위 공정들을 처리하는 복수 개의 처리조들로 다양한 약액들을 공급받아서 처리조 내부에서 혼합한다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 복수 개의 약액 공급원(12, 14)들 과, 쿨 초순수(Cool DIW) 공급원(20)과 핫 초순수(Hot DIW) 공급원(22)들로부터 각각의 약액 공급 라인(30) 및 초순수 공급 라인(32)들을 통해 복수 개의 약액들과, 쿨 및 핫 초순수를 공급받아서 이들을 혼합하는 처리조(6)와, 처리조(6)의 혼합된 약액을 공정 조건(예를 들어, 온도 등)을 만족할 때까지 순환시키는 순환 라인(8)을 포함한다.
처리조(6)는 내조(2)와 외조(4)로 구비되고, 복수 개의 약액 공급 라인(30)과 초순수 공급 라인(32)들을 통해 내조(2)로 약액들과, 쿨 초순수 및, 핫 초순수를 공급받는다. 또 기판 처리 장치(10)는 내조(2)에서 혼합된 약액이 외조(4)로 오버플로우(overflow)되어 저장되고, 약액들의 온도를 일정하게 유지하고, 약액에 포함되는 불순물을 제거하기 위하여, 순환 라인(8)을 통해 외조(4)로부터 내조(2)로 약액을 순환시킨다. 이를 위해 순환 라인(8)은 약액을 순환시키는 펌프(24)와, 혼합된 약액의 온도를 조절하는 히터(26) 및, 약액에 포함된 불순물을 제거하는 필터(28) 등이 설치된다.
또 기판 처리 장치(10)는 약액 공급 라인(30)들 각각에 유량계(예를 들어, 적산 유량계)(16, 18)를 설치하여 공급되는 약액들의 용량을 측정한다. 그러나 초순수 공급 라인(32)들은 처리조(6)의 레벨을 측정하여 공급 용량을 관리한다.
즉, 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 처리조(6)로 복수 개의 약액들과 초순수를 공급하여 공정을 처리한다. 이를 위해 기판 처리 장치(10)는 단계 S50에서 먼저 핫 초순수를 처리조로 공급하고, 단계 S52에서 핫 초순수가 공급 완료되면, 단계 S54 로 진행하여 쿨 초순수를 공급한다. 이 때, 초순수의 공급 용량은 처 리조(6)에 공급된 초순수의 레벨을 측정하여 초순수의 전체 공급 용량을 판별한다.
단계 S56에서 쿨 초순수의 공급이 완료되면, 단계 S58에서 복수 개의 약액들을 처리조로 공급하고, 이어서 단계 S60에서 약액들의 공급이 완료되면, 약액들과 초순수의 혼합 비율을 공정 조건에 적합하도록 조절한다. 이 때, 약액들의 공급 용량은 각각의 약액 공급 라인(30, 32)들에 설치된 유량계(16, 18)를 통해 실시간으로 측정된다.
그러나, 이러한 기판 처리 장치(10)는 약액들 및 초순수를 처리조(6)로 각각 공급하므로, 전체 공급하는데 소요되는 약액 공급 시간이 오래 걸리게 되고, 또한 약액들과 초순수를 혼합하는데 소요 시간이 증가될 뿐만 아니라, 혼합 효율도 저하되는 등의 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 복수 개의 약액들과 초순수를 동시에 공급하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 약액들과 초순수를 처리조로 동시에 공급할 때, 유량계를 이용하여 공급 용량을 조절하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 기판 처리 장치는 복수 개의 약액들과 초순수를 동시에 공급하도록 제어하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 기판 처리 장치는 약액들 및 초순수를 공급하는데 소요되는 공급 시간과, 약액들과 초순수를 혼합하는 혼합 시간을 단축시킨다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 처리조와; 복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급원과 연결되어 상기 처리조로 약액들을 각각 공급하는 약액 공급 라인들과; 핫 초순수 및 쿨 초순수를 각각 공급하는 초순수 공급원들과 연결되고, 상기 처리조로 핫 초순수를 공급하는 제 1 공급 라인과, 상기 처리조로 쿨 초순수들을 공급하는 제 2 공급 라인으로 분기되는 초순수 공급 라인과; 상기 약액 공급 라인들 각각에 설치되어 약액들의 공급 유량을 각각 측정하는 제 1의 유량계들과; 상기 초순수 공급 라인에 설치되어 초순수의 공급 유량을 측정하는 제 2의 유량계 및; 상기 약액 공급원과 상기 초순수 공급원으로부터 동시에 약액들과, 핫 초순수 및/또는 쿨 초 순수를 공급하도록 제어하고, 상기 제 1 및 상기 제 2의 유량계로부터 각각 측정된 약액들 및 초순수의 공급 용량을 판별하여 공정 조건에 적합한 혼합 비율로 조절하는 제어부를 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수 모두를 상기 처리조로 공급하는 경우, 혼합 효율을 높이기 위해 핫 초순수를 쿨 초순수 보다 먼저 공급하도록 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치는 유량계를 이용하여 복수 개의 약액들과 초순수를 동시에 공급하도록 제어함으로써, 약액들 및 초순수를 공급하는데 소요되는 공급 시간과, 약액들과 초순수를 혼합하는 혼합 시간을 단축시킬 수 있다.
또 본 발명의 기판 처리 장치는 복수 개의 약액들과 초순수를 동시에 공급하도록 제어함으로써, 약액들 및 초순수의 혼합 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 약액들과 초순수를 공급하는 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판 처리 장치는 복수 개의 약액 공급원(120, 122)들과, 쿨 초순수(Cool DIW) 공급원(128)과 핫 초순수(Hot DIW) 공급원(130)들로부터 각각의 약액 공급 라인(140)들 및 초순수 공급 라인(136)을 통해 복수 개의 약액들과, 쿨 및/또는 핫 초순수를 공급받아서 이들을 혼합하는 처리조(106)와, 처리조(106)의 혼합된 약액을 공정 조건(예를 들어, 온도 등)을 만족할 때까지 순환시키는 순환 라인(110)을 포함한다. 또 기판 처리 장치(100)는 각각의 약액 공급 라인(140)들과 초순수 공급 라인(136)에 설치되어 실시간으로 공급 용량을 측정하는 적산 유량계(124, 126, 138)들과, 각각의 적산 유량계(124, 126, 138)들로부터 측정된 공급 용량을 판별하여, 동시에 약액들 및 초순수를 공급하도록 제어하는 제어부(108)를 포함한다.
구체적으로, 약액 공급 라인(140)들은 복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급원(120, 122)과 연결되어 처리조(106)로 약액들을 각각 공급한다. 각각의 약액 공급 라인(120, 122)들은 약액들의 공급 유량을 각각 측정하는 적산 유량계(124, 126)들이 설치된다.
초순수 공급 라인(136)은 핫 초순수를 공급하는 핫 초순수 공급원(130)과 연결되고, 처리조로 핫 초순수를 공급하는 제 1 공급 라인(134)과, 쿨 초순수를 공급하는 쿨 초순수 공급원(128)과 연결되고, 처리조(106)로 쿨 초순수들을 공급하는 제 2 공급 라인(132)으로 분기된다. 따라서 초순수 공급 라인(136)은 하나의 적산 유량계(138)를 설치하고 교대로 핫 초순수 또는 쿨 초순수를 처리조(106)로 공급한다.
처리조(106)는 내조(102)와 외조(104)로 구비되고, 복수 개의 약액 공급 라인(140)과, 초순수 공급 라인(136)들을 통해 내조(2)로 약액들과, 쿨 초순수 및/또는 핫 초순수를 공급받는다. 이 때, 처리조(106)는 쿨 초순수와 핫 초순수를 모두 사용하는 경우, 혼합 효율을 높이기 위해 먼저 핫 초순수를 공급하고, 이어서 쿨 초순수를 공급한다.
그리고 제어부(108)는 약액 공급원(120, 122)들과 초순수 공급원(128, 130)들으로부터 동시에 약액들과, 핫 초순수 및/또는 쿨 초순수를 공급하도록 제어하고, 각각의 적산 유량계(124, 126, 138)들로부터 각각 측정된 약액들 및 초순수의 공급 용량을 판별하여 약액의 공급을 제어함으로써, 공정 조건에 적합한 혼합 비율로 조절한다. 또 제어부(108)는 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수 모두를 처리조로 공급하는 경우, 혼합 효율을 높이기 위해 핫 초순수를 쿨 초순수 보다 먼저 공급하도록 제어한다.
이러한 기판 처리 장치(100)는 내조(102)에서 혼합된 약액이 외조(104)로 오버플로우(overflow)되어 저장되고, 약액들의 온도를 일정하게 유지하고, 약액에 포함되는 불순물을 제거하기 위하여, 순환 라인(110)을 통해 외조(104)로부터 내조(102)로 약액을 순환시킨다. 이를 위해 순환 라인(110)은 약액을 순환시키는 펌프(112)와, 혼합된 약액의 온도를 조절하는 히터(114) 및, 약액에 포함된 불순물을 제거하는 필터(116) 등이 설치된다.
또 기판 처리 장치(100)는 약액 공급 라인(140)들 각각에 유량계(예를 들어, 적산 유량계)(124, 126)를 설치하여 공급되는 약액들의 공급 용량을 측정하고, 초순수 공급 라인(136)에 유량계(예를 들어, 적산 유량계)(138)을 설치하여 공급되는 쿨 초순수 또는 핫 초순수의 공급 용량을 측정한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)는 복수 개의 약액들을 공급하는데 소요되는 시간이 초순수를 공급하는데 소요되는 시간보다 크다. 따라서, 쿨 초순수 또는 핫 초순수를 공급하는 초순수 공급 라인은 하나의 적산 유량계(138)를 설치하여 교대로 초순수를 공급할 수 있도록 하여 제조 단가를 줄일 수 있다.
그러므로 기판 처리 장치(100)는 기존의 복수 개의 약액들을 순차적으로 공급하는 방식에서 약액들의 혼합에 따른 소요 시간 및 약액 교환 시간을 단축하기 위하여, 각각의 약액 공급 라인(140)들에 적산 유량계(124, 126)를 각각 설치하여 약액들을 공급한다. 또 기판 처리 장치(100)는 쿨 초순수 또는 핫 초순수를 공급하는 초순수 공급 라인(136)에도 적산 유량계(138)를 설치하여, 약액들의 공급 시, 동시에 초순수의 공급량을 실시간으로 측정하여 초순수를 공급함으로써, 기존의 처리조 레벨을 측정하여 초순수를 공급하는 방식보다 약액들의 혼합 및 교환 시간을 단축시킬 수 있다.
그리고 도 4는 도 3에 도시된 기판 처리 장치의 복수 개의 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수를 동시에 공급하는 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 복수 개의 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수를 동시에 공급하는 실시예를 이용하여, 약액들과 함께 핫 초순수 및 쿨 초순수를 순차적으로 공급하는 것을 설명한다. 그러나 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 핫 초순수 또는 쿨 초순수를 공급하는 경우에도 약액들과 함께 핫 초순수 또는 쿨 초순수를 동시에 공급하는 것은 자명하다 하겠다.
도 4를 참조하면, 단계 150에서 핫 초순수를 공급하는 동시에, 단계 S152에서 복수 개의 약액들 즉, 제 1 약액 및 제 2 약액을 각각 공급한다.
단계 S154 및 단계 S160에서 핫 초순수와 복수 개의 약액들 각각이 공급 완료되는지를 판별한다. 이를 위해 기판 처리 장치(100)는 약액 공급 라인(140)들과 초순수 공급 라인(136)에 설치된 적산 유량계(124, 126, 138)를 이용하여 실시간으로 공급 용량을 판별한다. 즉, 단계 S154에서 핫 초순수의 공급이 완료되면, 이 수순은 단계 S156으로 진행하여 쿨 초순수를 공급한다. 동시에 단계 S160에서 복수 개의 약액들이 공급 완료되었는지를 판별한다.
이어서 단계 S158 및 단계 S160에서 쿨 초순수 및 복수 개의 약액들의 공급이 완료되면, 핫 초순수와, 쿨 초순수 및 복수 개의 약액들 각각이 공급 완료되었으므로, 별도의 혼합 시간의 소요됨 없이 이들의 혼합액을 이용하여 후속 공정을 처리한다.
이러한 기판 처리 장치(100)는 적산 유량계(124, 126, 138)를 사용하여 동시에 복수 개의 약액들과 핫 초순수 및/또는 쿨 초순수를 공급한다. 이 때, 기판 처리 장치(100)는 처리조(106)로 복수 개의 약액들이 공급될 때, 핫 초순수를 공급한 후, 쿨 초순수를 공급하여 약액 및 초순수의 공급 시간을 단축시킨다. 따라서 동시에 약액들과 초순수를 공급하므로 혼합 효율이 향상된다. 또, 기판 처리 장치(100) 는 핫 초순수와 쿨 초순수를 모두 사용하는 경우, 높은 온도에서 약액들과의 혼합 반응이 좋기 때문에 핫 초순수를 먼저 공급한다.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 복수 개의 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수를 공급하는 수순을 도시한 흐름도;
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 약액들과 초순수를 공급하는 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면; 그리고
도 4는 도 3에 도시된 기판 처리 장치의 복수 개의 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수를 동시에 공급하는 수순을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 기판 처리 장치 102 : 내조
104 : 외조 106 : 처리조
108 : 제어부 110 : 순환 라인
112 : 펌프 114 : 히터
116 : 필터 120, 122 : 약액 공급원
124, 126, 138 : 유량계 128, 130 : 초순수 공급원
132, 134 : 분기 공급 라인 136 : 초순수 공급 라인
140 : 약액 공급 라인들

Claims (2)

  1. 기판 처리 장치에 있어서:
    처리조와;
    복수 개의 약액들을 공급하는 약액 공급원과 연결되어 상기 처리조로 약액들을 각각 공급하는 약액 공급 라인들과;
    핫 초순수 및 쿨 초순수를 각각 공급하는 초순수 공급원들과 연결되고, 상기 처리조로 핫 초순수를 공급하는 제 1 공급 라인과, 상기 처리조로 쿨 초순수들을 공급하는 제 2 공급 라인으로 분기되는 초순수 공급 라인과;
    상기 약액 공급 라인들 각각에 설치되어 약액들의 공급 유량을 각각 측정하는 제 1의 유량계들과;
    상기 초순수 공급 라인에 설치되어 초순수의 공급 유량을 측정하는 제 2의 유량계 및;
    상기 약액 공급원과 상기 초순수 공급원으로부터 동시에 약액들과, 핫 초순수 및/또는 쿨 초순수를 공급하도록 제어하고, 상기 제 1 및 상기 제 2의 유량계로부터 각각 측정된 약액들 및 초순수의 공급 용량을 판별하여 공정 조건에 적합한 혼합 비율로 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 약액들과 핫 초순수 및 쿨 초순수 모두를 상기 처리조로 공급 하는 경우, 혼합 효율을 높이기 위해 핫 초순수를 쿨 초순수 보다 먼저 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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