KR20090040782A - 습식세정장치 및 그 운용방법 - Google Patents

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Abstract

세정액의 물리적 특성 또는 화학적 특성을 측정하기 위한 측정수단의 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있는 습식세정장치 및 그 운용방법이 개시된다. 습식세정장치는 세정액이 수용되는 세정조, 세정조에 연결되어 세정액을 순환시키는 순환라인, 순환라인에 연결되어 순환라인을 통해 순환되는 세정액 중 일부를 세정조로 바이패스시키는 바이패스라인, 바이패스라인 상에 장착되어 바이패스라인을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정하는 측정수단, 측정수단의 입구측에 배치되도록 바이패스라인에 연결되어 선택적으로 희석액을 공급하는 희석액 공급부를 포함한다.
세정조, 순환라인, 바이패스라인, 측정수단, 희석액 공급부

Description

습식세정장치 및 그 운용방법{WET STATION AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 습식세정장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 세정액의 물리적 특성 또는 화학적 특성을 측정하기 위한 측정수단의 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있는 습식세정장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 리소그래피, 증착 및 에칭 등의 공정을 반복적으로 수행한다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼) 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기물 등이 잔존하게 된다. 이와 같은 오염 물질은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 기판에 잔존된 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행되고, 세정 공정 후에는 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행된다.
이와 같이 기판을 세정하는 방식은 처리 방식에 따라 크게 건식(Dry)세정방식과, 습식(Wet)세정방식으로 구분될 수 있다. 그 중 습식세정방식은 여러 가지 약액이 일정 비율로 혼합된 세정액이 수용된 세정조 내부에 기판을 일정시간 침지시켜 기판을 세정하는 방식을 말한다.
한편, 습식세정장치에 사용되는 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성은 기 판의 세정 효율에 많은 영향을 미친다. 일반적으로 습식세정장치에는 세정 공정 중 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성을 측정하기 위한 측정수단이 구비되어 있으며, 측정수단을 통해 실시간으로 측정된 측정값에 의해 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성을 조절하기 위한 조치가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 세정액의 농도는 기판의 세정 효율에 많은 영향을 미친다. 따라서, 세정 공정 중에는 세정액의 농도 변화가 실시간으로 측정될 수 있으며, 세정액의 농도 변화에 따라 약액의 추가적인 공급이 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 측정수단의 측정 신뢰성을 유지하기 위해서는 일정 주기로 측정수단이 유지 및 관리될 수 있어야 한다. 그런데, 종래에는 측정수단의 유지 및 관리가 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있다.
즉, 상기 측정수단을 통해서는 강한 약액을 포함하는 세정액이 통과되기 때문에 측정수단은 세정장치로부터 분리되기 전에 먼저 희석액에 의해 희석될 수 있어야 한다. 그러나, 종래에는 측정수단의 희석에 필요한 희석액을 별도로 공급하기 위한 별도의 공급수단 없이 단순히 세정 처리가 이루어지는 세정조에 공급되는 희석액에 의해 측정수단이 희석되도록 구성됨에 따라, 불가피하게 세정조에 여러 차례 반복적으로 희석액이 공급 및 배출되어야 했다. 이에 따라 측정수단의 희석에 필요한 처리 시간이 길어지는 문제점이 있으며, 측정수단의 유지 및 관리가 매우 번거롭고 불편한 문제점이 있다.
또한, 습식세정장치에 사용되는 세정액은 일정 시간 사용 후 교체될 수 있어야 한다. 그러나, 종래에는 세정액이 새로 교체될 경우 측정수단 내에 잔존된 세정 액이 새로 교체된 세정액과 섞이게 되는 문제점이 있으며, 이에 따라 새로 교체된 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성을 정확하게 측정하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 세정액의 물리적 특성 또는 화학적 특성을 측정하기 위한 측정수단의 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있는 습식세정장치 및 그 운용방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 측정수단의 측정 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 습식세정장치 및 그 운용방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 습식세정장치는 세정액이 수용되는 세정조, 세정조에 연결되어 세정액을 순환시키는 순환라인, 순환라인에 연결되어 순환라인을 통해 순환되는 세정액 중 일부를 세정조로 바이패스시키는 바이패스라인, 바이패스라인 상에 장착되어 바이패스라인을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정하는 측정수단, 측정수단의 입구측에 배치되도록 바이패스라인에 연결되어 선택적으로 희석액을 공급하는 희석액 공급부를 포함한다.
세정조의 형태 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로 세정조는 내조 및 외조를 포함하여 구성될 수 있다. 내조에는 세정액이 수용되며 실질적으로 세정 작업이 수행될 수 있고, 외조는 내조로부터 오 버플로우된 세정액을 수용한다. 또한, 순환라인은 세정조의 외측에서 내조와 외조를 연결하며 외조의 세정액이 내조로 순환될 수 있게 한다.
바이패스라인은 순환라인을 따라 순환되는 세정액 중 일부가 외조로 바이패스될 수 있게 하는 바, 바이패스라인의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 아울러, 순환라인에 연결되는 바이패스라인의 연결 지점은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
측정수단은 바이패스라인 상에 장착되어 바이패스라인을 따라 유동되는 세정액의 물리적 특성 또는 화학적 특성을 측정할 수 있다. 일 예로, 상기 측정수단은 세정액의 농도를 측정하기 위한 농도계(concentration meter)를 포함할 수 있다.
희석액 공급부는 희석액의 공급량 및 희석액의 공급 여부를 조절하기 위한 희석액 조절밸브를 포함할 수 있으며, 이러한 희석액 공급부의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
바이패스라인 상에는 선택적으로 가스를 공급하기 위한 가스공급부가 연결될 수 있으며, 가스공급부를 통해 공급된 가스는 측정수단을 통과하며 측정수단 및 그 연결부위를 통과하며 건조시킨 후 배출될 수 있다. 또한, 가스공급부는 가스의 공급량 및 가스의 공급 여부를 조절하기 위한 가스조절밸브를 포함할 수 있으며, 이러한 가스공급부의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 습식세정장치 및 그 운용방법에 의하면, 측정수단의 희석에 필요한 처리 시간을 단축할 수 있으며, 측정수단의 유지 및 관리를 보다 용이하게 할 수 있게 한다.
더욱이 본 발명에 의하면, 측정수단이 희석된 후 가스공급부로부터 공급되는 가스에 의해 건조될 수 있기 때문에 측정수단이 분리될 시 내부에 잔존된 희석액이 외부로 유출됨을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 세정액이 교체되기 전에 측정수단이 먼저 희석 및 건조될 수 있게 하며, 측정수단이 새로 교체된 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있게 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 고안이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 습식세정장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식세정장치는 세정조(110), 순환라인(200), 바이패스라인(300), 측정수단(310), 희석액 공급부(410)를 포함한다.
상기 세정조(110)는 세정액이 수용되는 용기로서 세정하기 위한 기판을 수용 가능한 크기로 형성되며, 세정조(110)의 형태 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사 양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 세정조(110)는 세정액과 반응하지 않는 재질로 형성되며, 이러한 세정조(110)의 재질은 요구되는 조건에 따라 적절히 변경될 수 있다. 예를 들어 상기 세정조(110)는 통상의 석영(quartz)으로 형성될 수 있으며, 그외 다른 재질이 사용될 수 있다.
본 발명에서 세정액이라 함은 기판에 잔존하는 오염물질을 세정하기 위한 화학 용액으로서 단일 또는 복수개의 화학 용액을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 상기 세정조(110)가 내조(120) 및 외조(130)를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 내조(120)에는 세정액이 수용되며, 상기 내조(120)에서는 실질적으로 세정 작업이 수행된다. 상기 외조(130)는 내조(120)로부터 오버플로우(overflow)된 세정액이 수용될 수 있도록 내조(120)의 둘레를 따라 형성된다.
아울러, 상기 세정조(110) 상에는 세정액공급라인(미도시) 및 세정액배출라인(미도시)이 연결될 수 있으며, 이 세정액공급라인 및 세정액배출라인을 통해 선택적으로 세정액이 세정조로 공급되거나 세정조 외부로 배출될 수 있다.
상기 순환라인(200)은 세정조(110)의 외측에서 내조(120)와 외조(130)를 연결하며 외조(130)의 세정액이 내조(120)로 순환될 수 있게 한다. 이러한 순환라인(200)은 통상의 순환유로(210) 및 순환펌프(220)를 포함하여 구성될 수 있으며, 순환라인(200)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 아울러 상기 순환라인(200) 상에는 필터(230) 및 히터(240) 등과 같은 각종 부가 장치가 제공될 수 있으며, 이와 같은 부가 장치를 통해 순환라인(200)을 따라 순환되는 세정액은 혼합, 여과 및 가열될 수 있다.
상기 바이패스라인(300)은 일단은 순환라인(200)에 연결되고 다른 일단은 외조(130)에 연결되어 순환라인(200)을 따라 순환되는 세정액 중 일부가 외조(130)로 바이패스될 수 있게 한다. 이러한 바이패스라인(300)은 통상의 바이패스유로를 포함하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 별도의 펌프가 함께 제공될 수도 있다. 여기서, 상기 순환라인(200)에 연결되는 바이패스라인(300)의 연결 지점은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 측정수단(310)은 바이패스라인(300) 상에 장착되어 바이패스라인(300)을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정할 수 있다. 즉, 상기 측정수단(310)은 바이패스라인(300)을 따라 유동되는 세정액의 물리적 특성 또는 화학적 특성을 측정할 수 있다. 일 예로, 상기 측정수단(310)은 세정액의 농도를 측정하기 위한 농도계(concentration meter)를 포함할 수 있다.
상기 희석액 공급부(410)는 측정수단(310)의 입구측에 배치되도록 바이패스라인(300)에 연결되어 선택적으로 희석액을 공급한다. 이때, 상기 희석액 공급부(410)는 순환라인(200)을 통해 순환되는 세정액이 측정수단(310)으로 유입되지 않도록 바이패스라인(300)이 차단밸브(302)에 의해 차단된 상태에서 희석액을 공급한다.
이와 같이 희석액 공급부(410)를 통해 공급된 희석액은 측정수단(310)을 통과하며 측정수단(310)을 희석시킨 후 바이패스라인(300)을 거쳐 외조(130)로 배출될 수 있다.
상기 희석액으로서는 세정 조건에 따라 다양한 종류의 희석액이 사용될 수 있다. 이하에서는 희석액으로서 순수(DIW : Deionized Water)가 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러 상기 희석액 공급부(410)는 희석액의 공급량 및 희석액의 공급 여부를 조절하기 위한 희석액 조절밸브(412)를 포함할 수 있으며, 이러한 희석액 공급부(410)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 상기 바이패스라인(300) 상에는 선택적으로 가스를 공급하기 위한 가스공급부(420)가 연결될 수 있다. 즉, 상기 가스공급부(420)는 배치되도록 상기 바이패스라인(300)에 연결되어 선택적으로 가스를 공급할 수 있다. 이와 같이 상기 가스공급부(420)를 통해 공급된 가스는 측정수단(310)을 통과하며 측정수단(310) 및 그 연결부위를 건조시킨 후 바이패스라인(300)을 거쳐 배출될 수 있다. 경우에 따라서는 희석액 공급부(410)를 통해 희석액이 공급됨과 동시에 가스공급부(420)를 통해 가스가 함께 공급될 수도 있다.
상기 가스공급부(420)를 통해 공급되는 가스로서는 요구되는 조건에 따라 다양한 종류의 가스가 사용될 수 있다. 이하에서는 가스로서 질소(N2)가 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러 상기 가스공급부(420)는 가스의 공급량 및 가스의 공급 여부를 조절하기 위한 가스조절밸브(422)를 포함할 수 있으며, 이러한 가스공급부(420)의 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 희석액 공급부(410) 및 가스공급부(420)로부터 공급 되는 희석액 및 가스가 통합된 하나의 유로를 통해 측정수단(310)의 입구측에 유입되도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 희석액 및 가스가 각각 독립적인 유로를 통해 유입되도록 구성할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 습식처리장치의 기판운용방법을 설명하기로 한다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 습식처리장치의 기판운용방법은 세정액이 수용되는 세정조(110), 상기 세정조(110)에 연결되어 세정액을 순환시키는 순환라인(200), 상기 순환라인(200)에 연결되어 순환라인(200)을 통해 순환되는 세정액 중 일부를 세정조(110)로 바이패스시키는 바이패스라인(300), 상기 바이패스라인(300) 상에 장착되어 바이패스라인(300)을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정하는 측정수단(310)을 포함하는 습식세정장치의 운영방법으로서, 상기 순환라인(200)을 통해 순환되는 세정액이 측정수단(310)으로 유입되지 않도록 바이패스라인(300)을 차단하는 단계, 상기 측정수단(310)의 입구측에 해당되는 바이패스라인(300) 상에 희석액을 공급하여 측정수단(310)을 희석하는 단계, 희석된 측정수단(310)을 바이패스라인(300)으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
상기 세정조(110)는 세정 작업을 수행하는 내조(120) 및 상기 내조(120)로부터 오버플로우된 세정액을 수용하는 외조(130)를 포함하여 구성될 수 있으며, 외조(130)의 세정액은 순환라인(200)을 통해 내조(120)로 순환될 수 있다.
측정수단(310)을 유지 및 관리하기 위해서는 먼저, 순환라인(200)을 통해 순 환되는 세정액이 측정수단(310)으로 유입되지 않도록 바이패스라인(300)을 차단한다. 이 단계에서, 상기 바이패스라인(300)은 차단밸브(302)에 의해 차단될 수 있다.
다음, 측정수단(310)의 입구측에 해당되는 바이패스라인(300) 상에 희석액을 공급하여 측정수단(310)을 희석한다. 이 단계에서는 측정수단(310)의 입구측에 배치되도록 바이패스라인(300)에 연결되는 희석액 공급부(410)를 통해 희석액이 공급될 수 있으며, 공급된 희석액은 측정수단(310)을 통과하며 측정수단(310)을 희석시킨 후 바이패스라인(300)을 거쳐 외조(130)로 배출될 수 있다.
그 후, 희석된 측정수단(310)을 바이패스라인(300)으로부터 분리할 수 있으며, 분리된 측정수단(310)의 이상 유무를 확인할 수 있다. 필요에 따라서는 분리된 측정수단(310) 대신 새로운 측정수단을 교체 장착할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 측정수단(310)은 희석된 상태로 바이패스라인(300)으로부터 분리될 수 있으나, 상기 측정수단(310)이 바이패스라인(300)으로부터 분리될 시 내부에 잔존된 희석액이 외부로 유출될 수 있다. 이를 방지할 수 있도록 상기 측정수단(310)을 분리하기 전에는 측정수단(310)의 입구측에 해당되는 바이패스라인(300) 상에 가스를 공급하는 단계가 추가될 수 있다.
즉, 측정수단(310)의 입구측에 배치되도록 바이패스라인(300)에 연결되는 가스공급부(420)를 통해 가스가 공급될 수 있으며, 공급된 가스는 측정수단(310)을 통과하며 측정수단(310) 및 그 연결부위를 건조시킨 후 바이패스라인(300)을 거쳐 배출될 수 있다. 전술한 본 발명의 실시예에서는 측정수단(310)의 건조를 위해 가 스가 공급되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 측정수단(310)의 희석이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 희석액이 공급됨과 동시에 가스가 함께 공급될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 세정조(110)에 순수를 공급한 후, 순환라인(200)을 거쳐 바이패스라인(300)으로 바이패스되는 순수를 통해 측정수단(310)을 희석시켜야 하는 번거로움 없이, 측정수단(310)의 희석에 필요한 처리 시간을 현저하게 단축할 수 있으며, 측정수단(310)의 유지 및 관리를 보다 용이하게 할 수 있게 한다.
더욱이 본 발명에 의하면, 측정수단(310)이 희석된 후 가스공급부(420)로부터 공급되는 가스에 의해 건조될 수 있기 때문에 측정수단(310)이 바이패스라인(300)으로부터 분리될 시 내부에 잔존된 희석액이 외부로 유출됨을 미연에 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 교체 주기를 따라 세정액이 새로 교체될 경우에도 세정액이 교체되기 전에 측정수단(310)이 먼저 희석 및 건조될 수 있게 하며, 측정수단(310)이 새로 교체된 세정액의 물리적 특성 및 화학적 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 습식세정장치를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 세정조 120 : 내조
130 : 외조 200 : 순환라인
300 : 바이패스라인 310 : 측정수단
410 : 희석액 공급부 420 : 가스공급부

Claims (9)

  1. 세정액이 수용되는 세정조;
    상기 세정조에 연결되어 상기 세정액을 순환시키는 순환라인;
    상기 순환라인에 연결되어 상기 순환라인을 통해 순환되는 세정액 중 일부를 상기 세정조로 바이패스시키는 바이패스라인;
    상기 바이패스라인 상에 장착되어 상기 바이패스라인을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정하는 측정수단; 및
    상기 측정수단의 입구측에 배치되도록 상기 바이패스라인에 연결되어 선택적으로 희석액을 공급하는 희석액 공급부;
    를 포함하는 습식세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정수단의 입구측에 배치되도록 상기 바이패스라인에 연결되어 선택적으로 가스를 공급하는 가스공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스공급부는 상기 가스의 공급을 조절하기 위한 가스조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 희석액 공급부는 상기 희석액의 공급을 조절하기 위한 희석액 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정수단은 상기 세정액의 농도를 측정하는 농도계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정조는 내조 및 상기 내조로부터 오버플로우된 세정액을 수용하는 외조를 포함하고,
    상기 순환라인은 내조 및 외조를 연결하며 상기 외조의 세정액을 상기 내조로 순환시키는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 바이패스라인은 상기 순환라인과 상기 외조를 연결하며 상기 순환라인으로부터의 세정액을 상기 외조로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  8. 세정액이 수용되는 세정조, 상기 세정조에 연결되어 상기 세정액을 순환시키는 순환라인, 상기 순환라인에 연결되어 상기 순환라인을 통해 순환되는 세정액 중 일부를 상기 세정조로 바이패스시키는 바이패스라인, 상기 바이패스라인 상에 장착되어 상기 바이패스라인을 따라 유동되는 세정액의 특성을 측정하는 측정수단을 포함하는 습식세정장치의 운영방법으로서,
    상기 순환라인을 통해 순환되는 세정액이 상기 측정수단으로 유입되지 않도록 상기 바이패스라인을 차단하는 단계;
    상기 측정수단의 입구측에 해당되는 바이패스라인 상에 희석액을 공급하여 상기 측정수단을 희석하는 단계; 및
    희석된 상기 측정수단을 상기 바이패스라인으로부터 분리하는 단계;
    를 포함하는 습식세정장치의 운영방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측정수단을 분리하기 전에 상기 측정수단의 입구측에 해당되는 바이패스라인 상에 가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식세정장치의 운영방법.
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