KR20090059747A - 혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을사용하여 기판을 처리하는 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼합액을 공급하는 장치 및 이를 구비하여 기판을 처리하는 설비에 관한 것이다. 본 발명에 따른 혼합액 공급장치는 처리액 및 오존을 공급받아 이를 혼합시켜 기설정된 농도를 만족하는 오존수혼합액을 생성하는 혼합라인, 생성된 오존수혼합액을 공정유닛으로 분배시키는 복수의 분배라인들, 분배라인들로부터 분기되는 농도검사라인들, 농도검사라인을 따라 흐르는 오존수혼합액의 농도를 측정하는 농도계측기, 그리고 기설정된 농도를 벗어나는 오존수혼합액을 분배라인들 및 농도검사라인들로부터 배출시키는 배출라인을 가진다. 본 발명은 인라인 혼합 방식으로 오존수혼합액을 생성하고, 생성된 오존수혼합액의 농도 관리를 정밀하게 수행할 수 있다.
Figure P1020070126767
반도체, 웨이퍼, 세정, 오존, 오존수, 기능수, 혼합

Description

혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비{MIXTURE LIQUID SUPPLY APPARATUS, AND FACILITY FOR TREATING SUBSTRATE UNSED IN OZONATED WATER MIXTURE WITH THE APPARATUS}
본 발명은 혼합액을 공급하는 장치, 그리고 상기 장치로부터 혼합액을 공급받아 기판을 처리하는 설비에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 세정 공정은 웨이퍼 상에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정이다. 이러한 세정 공정은 습식 세정 공정은 다양한 종류의 처리액을 사용하여 웨이퍼 표면에 잔류하는 이물질을 세정한다. 예컨대, 습식 세정 공정 중 오존 세정(Ozone Cleaning) 공정은 오존과 초순수 또는 처리액을 혼합한 용액(이하, '오존수혼합액'라 함)(ozonated water mixture)을 사용하여 웨이퍼 표면에 잔류하는 감광액 및 유기 오염물질을 제거하는 공정이다.
이러한 오존 세정 공정을 수행하는 장치는 혼합 용기, 버퍼 용기, 그리고 순환 라인을 가진다. 혼합 용기는 내부에 처리액과 오존을 공급받아 이를 혼합하여 오존수혼합액을 생성하는 공간을 제공한다. 처리액으로는 초순수 또는 다양한 종류의 산알칼리성 약액이 사용될 수 있다. 혼합 용기로는 믹싱 탱크(mixing tank)가 사용된다. 버퍼 용기는 혼합 용기로부터 오존수혼합액을 공급받아 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼를 세정하는 공정유닛으로 공급한다. 순환라인은 혼합 용기 내 오존 및 처리액을 순환시켜, 순환시켜 기설정된 공정 농도를 만족하는 오존수혼합액을 생성시킨다. 순환라인에는 농도계측기가 설치된다.
그러나, 상술한 오존 세정 장치는 오존수혼합액의 농도 관리가 어렵다. 즉, 오존(O₃)은 산소가스(O, O₂)로 쉽게 환원되므로, 상술한 오존 세정 장치는 혼합 용기에서 생성된 후 혼합 용기에 저장되는 오존수혼합액은 오존의 농도가 점차 감소하게 되므로, 오존수혼합액의 농도 관리가 용이하지 않다. 또한, 공정이 수행되는 유닛으로의 오존수혼합액 공급 시간이 증가되면, 장치 내 공급 대기 상태에 있는 오존수혼합액의 농도가 변화하므로, 오존수혼합액의 농도를 유지시키기 어렵다. 보통 농도를 만족하지 않는 오존수혼합액 사용시 세정 효율이 저하된다.
또한, 버퍼 용기에서 각각의 공정챔버까지의 오존수혼합액을 공급하는 라인의 길이가 상이하므로, 각각의 라인들에 의해 공급되는 오존수혼합액의 농도가 일정하지 않아, 각각의 공정챔버의 웨이퍼 세정률이 상이할 수 있다.
본 발명은 기판 표면의 이물질을 제거하는 공정의 효율을 향상시키는 혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비를 제공한다.
본 발명은 오존수혼합액의 농도 관리를 효과적으로 수행하는 혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비를 제공한다.
본 발명에 따른 혼합액 공급장치는 제1 처리액을 공급하는 제1 처리액 공급라인, 제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 공급라인, 상기 제1 처리액 공급라인 및 상기 제2 처리액 공급라인 각각으로부터 제1 처리액 및 제2 처리액을 공급받아 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액을 혼합시켜 혼합액을 생성하는 혼합라인, 상기 혼합라인에 의해 생성되는 혼합액을 공급받는 매니폴드, 상기 매니폴드로부터 기판 처리 공정이 수행되는 복수의 공정유닛들로 혼합액을 공급하는 복수의 분배라인들, 상기 분배라인으로부터 분기되는 농도검사라인, 그리고 상기 농도검사라인 상에 설치되어 상기 농도검사라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계측기를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 농도검사라인은 각각의 상기 분배라인으로부터 분기되는 복수의 검사라인들 및 상기 검사라인들을 하나로 통합하는 통합라인 을 가지고, 상기 농도계측기는 상기 통합라인에 설치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼합액 공급장치는 각각의 상기 검사라인으로부터 분기되어 상기 검사라인들 내 혼합액을 배출시키는 배출라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 검사라인은 상기 분배라인의 토출단과 인접하는 부분으로부터 분기된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배라인들은 서로 동일한 길이로 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배라인들 중 적어도 어느 하나의 분배라인은 코일형상의 라인을 가진다.
본 발명에 따른 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비는 기판 처리 공정을 수행하는 복수의 공정유닛들, 처리유체를 저장하는 처리유체 저장유닛, 상기 처리유체 저장유닛으로부터 처리유체를 공급받아 오존수혼합액을 생성하는 혼합액 생성유닛, 그리고 상기 혼합액 생성유닛에서 생성된 오존수혼합액을 상기 공정유닛으로 분배하는 혼합액 분배유닛을 포함하되, 상기 혼합액 생성유닛은 처리액을 공급하는 제1처리액 공급라인, 오존수를 공급하는 제2처리액 공급라인, 그리고 상기 제1처리액 공급라인 및 상기 제2처리액 공급라인 각각으로부터 처리액 및 오존수를 공급받아 상기 처리액 및 상기 오존수를 혼합시켜 오존수혼합액을 생성하는 혼합라인을 포함하고, 상기 혼합액 분배유닛은 상기 혼합라인에 의해 생성되는 오존수혼합액을 공급받는 매니폴드, 상기 매니폴드로부터 기판 처리 공정이 수행되는 복수 의 공정유닛들로 혼합액을 공급하는 복수의 분배라인들, 상기 분배라인으로부터 분기되는 농도검사라인, 그리고 상기 농도검사라인 상에 설치되어 상기 농도검사라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계측기를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 농도검사라인은 각각의 상기 분배라인으로부터 분기되는 복수의 검사라인들 및 상기 검사라인들을 하나로 통합하는 통합라인을 가지고, 상기 농도계측기는 상기 통합라인에 설치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼합액 공급장치는 각각의 상기 검사라인으로부터 분기되어 상기 검사라인들 내 혼합액을 배출시키는 배출라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 검사라인은 상기 분배라인의 토출단과 인접하는 부분으로부터 분기된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배라인들은 서로 동일한 길이로 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분배라인들 중 적어도 어느 하나의 분배라인은 코일형상의 라인을 가진다.
본 발명에 따른 혼합액 공급장치, 그리고 오존수 혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비는 정밀한 오존수혼합액의 농도 관리를 수행한다.
본 발명에 따른 혼합액 공급장치, 그리고 오존수 혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비는 오존수혼합액의 배수량을 감소시켜, 혼합액 공급장치의 유지 관리 비용을 절감한다.
본 발명에 따른 혼합액 공급장치, 그리고 오존수 혼합액을 사용하여 기판을 처리하는 설비는 각각의 공정챔버별로 균일한 농도의 오존수혼합액을 공급하여 세정균일도를 향상시킨다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을 사용하여 기판을 처리 설비 및 방법을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자, 즉 당업자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공된 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 오존수혼합액을 사용하여 반도체 기판 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 매엽식 세정 설비를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 다양한 종류의 혼합액을 사용하는 모든 장치에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정유닛 및 혼합액 공급유닛을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 공정챔버의 구성들을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(facility for treating substrate)(1)는 혼합액(mixture)을 사용하여 반도체 기판(이하, '웨이 퍼')(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 기판 처리 설비(1)는 공정유닛(process unit)(10), 혼합액 공급유닛(mixture supply unit)(20, 30, 40), 배수유닛(drain unit)(50), 그리고 제어유닛(control unit)(60)을 포함한다.
공정유닛(10)은 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 이물질을 제거하는 세정공정(cleaning process)를 수행한다. 혼합액 공급유닛(20, 30, 40)은 혼합액을 생성하여 공정유닛(10)으로 혼합액을 공급한다. 일 실시예로서, 혼합액은 오존수혼합액(ozonated water mixture)이다. 오존수혼합액은 오존수(ozonated water)와 처리액(treating liquid)의 혼합액이다. 처리액으로는 다양한 종류의 산성 또는 알칼리성 약액이 사용될 수 있다.
혼합액 공급유닛(20, 30, 40)은 처리유체 저장유닛(treating-fluid storage unit)(20), 혼합액 생성유닛(mixture generating unit)(30), 그리고 혼합액 분배유닛(mixture distribution unit)(40)을 가진다. 배수유닛(50)은 혼합액 생성유닛(30) 및 혼합액 분배유닛(40) 내 오존수혼합액을 배수한다. 그리고, 제어유닛(60)은 상술한 공정유닛(10), 혼합액 공급유닛(20, 30, 40), 그리고 배수유닛(50)을 제어한다.
여기서, 혼합액 공급유닛(20, 30, 40)은 인라인(in-line) 혼합방식으로 오존수혼합액을 생성 및 공급한다. 인라인 혼합방식은 오존수 및 처리액의 혼합액이 탱크와 같은 저장용기에 저장되지 않고, 오존수와 처리액을 공정유닛(10)으로 공급하는 동안에 이들을 혼합하는 방식이다. 따라서, 혼합액 공급유닛(20, 30, 40)에는 오존수 및 처리액의 공급이 정체될 수 있는 구성(예컨대, 오존수 및 처리액을 공급 받아 이를 혼합하여 저장하는 믹싱탱크(mixing tank))이 구비되지 않는다.
공정유닛(10)은 복수의 공정챔버(process chamber)(100)들을 가진다. 도 2를 참조하면, 공정챔버(100)는 제1 내지 제4 공정챔버(100a, 100b, 100c, 100d)를 가진다. 각각의 공정챔버(100a, 100b, 100c, 100d)는 이송부(12)의 양측에 배치된다. 이송부(12)는 각각의 공정챔버(100a, 100b, 100c, 100d)로 웨이퍼(W)를 이송한다. 각각의 공정챔버(100)는 공정시 혼합액 공급유닛(20, 30, 40)으로부터 오존수혼합액을 공급받아 매엽식으로 웨이퍼(W)를 세정한다. 공정유닛(100)은 하우징(110), 스핀척(120), 그리고 노즐(130)을 가진다. 하우징(110)은 내부에 세정 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(110)은 상부가 개방된 컵(cup) 형상을 가진다. 하우징(110)의 개방된 상부는 웨이퍼(W) 출입을 위한 통로로 사용된다. 스핀척(120)은 공정시 하우징(110) 내부에서 웨이퍼(W)를 지지 및 회전시킨다. 그리고, 노즐(130)은 세정 공정시 혼합액 공급유닛(20, 30, 40)으로부터 오존수혼합액을 공급받아 스핀척(120)에 놓여진 웨이퍼(W)의 처리면으로 오존수혼합액을 분사한다.
처리유체 저장유닛(20)은 혼합액 생성을 위한 처리유체를 저장한다. 처리유체 저장유닛(20)은 제1 처리액 공급원(first treating liquid supply source)(22) 및 제2 처리액 공급원(second treating liquid supply source)(24)을 포함한다. 예컨대, 제1 처리액 공급원(22)은 제1 처리액을 저장하고, 제2 처리액 공급원(24)은 제2 처리액을 저장한다. 제1 처리액은 불산용액(HF)일 수 있고, 제2 처리액은 오존수일 수 있다. 본 실시예에서는 불산용액과 오존수를 혼합하여 일정 농도의 오존수 혼합액을 생성하는 경우를 예로 들었으나, 제1 및 제2 처리액의 종류는 다양하게 변경될 수 있다.
혼합액 생성유닛(30)은 처리유체 저장유닛(20)으로부터 처리유체를 공급받아 오존수혼합액을 생성한다. 혼합액 생성유닛(30)은 제1처리액 공급라인(first treating liquid supply line)(32), 제2처리액 공급라인(second treating liquid supply line)(34), 그리고 혼합라인(mixing line)(36)을 가진다.
제1처리액 공급라인(32)은 처리액 공급원(22)으로부터 혼합라인(36)으로 불산용액을 공급하고, 제2처리액 공급라인(34)은 제2처리액 공급원(24)으로부터 혼합라인(36)으로 오존수를 공급한다. 제1처리액 공급라인(32) 상에는 제1 압력측정기(32a), 제1 정압밸브(32b), 제1 유량기(32c), 제1 역압밸브(32d)가 설치된다. 제1 압력측정기(32a)는 제1처리액 공급라인(32)의 불산용액 공급압력을 측정한다. 제1 정압밸브(32b)는 제1처리액 공급라인(32)을 통해 공급되는 불산용액의 유량이 기설정된 유량을 만족하도록 제1처리액 공급라인(32)의 공급압력을 조절할 수 밸브이다. 제1 유량기(32c)는 제1처리액 공급라인(32)을 통해 공급되는 불산용액의 유량을 측정한다. 그리고, 제1 역압밸브(32d)는 혼합라인(36)의 공급 압력이 제1처리액 공급라인(32)의 공급 압력보다 큰 경우에, 혼합라인(36)으로부터 제1처리액 공급라인(32)으로 불산용액이 역류하는 것을 방지한다.
제2처리액 공급라인(34)에는 제1처리액 공급라인(32)에 설치되는 구성들과 동일한 구성들이 설치된다. 즉, 제2처리액 공급라인(34) 상에는 제2 압력측정기(34a), 제2 정압밸브(34b), 제2 유량기(34c), 그리고 제2 역압밸브(34d)가 설치 된다. 제2 압력측정기(34a)는 제2처리액 공급라인(34)의 오존수 공급압력을 측정한다. 제2 정압밸브(34b)는 제2처리액 공급라인(34)을 통해 공급되는 오존수의 유량이 기설정된 유량을 만족하도록 제2처리액 공급라인(34)의 공급압력을 조절할 수 있는 밸브이다. 제2 유량기(34c)는 제2처리액 공급라인(34)을 통해 공급되는 오존수의 유량을 측정한다. 그리고, 제2 역압밸브(34d)는 혼합라인(36)으로부터 제2처리액 공급라인(34)으로의 오존수 역류를 방지한다.
혼합라인(36)은 제1처리액 공급라인(32) 및 제2처리액 공급라인(34)으로부터 불산용액 및 오존수를 공급받아 이를 혼합시킨다. 혼합라인(36) 상에는 혼합밸브(mixing valve)(36a), 스테이틱 믹서(static mixer)(36b), 그리고 제3 압력측정기(36c)가 설치된다. 혼합밸브(36a)는 제1처리액 공급라인(32) 및 제2 처리액 공급라인(34)의 개폐를 효과적으로 수행하도록, 제1처리액 공급라인(32) 및 제2처리액 공급라인(34)의 오픈시에 불산용액 및 오존수의 공급량을 정밀하게 수행할 수 있는 밸브이다. 스테이틱 믹서(36b)는 혼합라인(36)을 흐르는 불산용액 및 오존수가 서로 효과적으로 혼합되도록 한다. 그리고, 제3 압력측정기(36c)는 혼합라인(36)의 오존수 공급압력을 측정하여, 측정된 압력데이터를 제어유닛(60)으로 전송한다.
혼합액 분배유닛(40)은 혼합액 생성유닛(30)에 의해 생성되는 오존수혼합액을 공정유닛(10)의 공급챔버(100)들로 분배한다. 혼합액 분배유닛(40)은 매니폴드(manifold)(42), 분배라인(distribution line)(44), 그리고 농도검사부재(concentration detecting member)를 가진다. 농도검사부재는 농도검사라인(concentration check line)(46) 및 농도계측기(concentration meter)(48)를 가 진다. 매니폴드(42)는 혼합라인(36)에 의해 생성되는 오존수혼합액을 공급받아 이를 수용한다. 매니폴드(42)에는 제4 압력측정기(42a)가 설치된다. 제4 압력측정기(42a)는 매니폴드(42) 내 압력을 측정하여, 측정된 압력데이터를 제어유닛(60)으로 전송한다.
분배라인(44)은 매니폴드(42)로부터 공정유닛(100)으로 오존수혼합액을 공급한다. 분배라인(44)은 제1 내지 제4 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)을 가진다. 제1 내지 제4 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)은 각각 제1 내지 제4 공정챔버(100a, 100b, 100c, 100d)로 오존수혼합액을 공급한다. 여기서, 분배라인(44)들의 길이는 모두 동일하도록 제공된다. 즉, 오존수혼합액 내 오존은 산소가스로 용이하게 환원되므로, 분배라인(44)들 길이가 서로 상이하면, 각각의 공정유닛(100)에 따라 오존수혼합액에서 오존의 농도가 상이하게 된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 매니폴드(42)와 제1 및 제4 공정유닛(100a, 100d)의 거리는 매니폴드(42)와 제2 및 제3 공정유닛(100b, 100c)의 거리보다 멀다. 따라서, 제2 및 제3 분배라인(44b, 44c)에는 길이보상라인(44b-1, 44c-1)이 제공된다. 길이보상라인(44b-1, 44c-1)은 제2 및 제3 분배라인(44b, 44c)의 길이가 제1 및 제4 분배라인(44a, 44d)의 길이와 동일하도록, 제2 및 제3 분배라인(44b, 44c) 상에 설치되는 라인이다. 길이보상라인(44b-1, 44c-1)은 복수회 감겨지는 코일(coil) 형상으로 제공될 수 있다.
농도검사라인(46)은 분배라인(44)들 내 오존수혼합액의 농도를 검사하기 위한 라인이다. 농도검사라인(46)은 제1 내지 제4 검사라인(46a, 46b, 46c, 46d) 및 통합라인(46e)를 가진다. 제1 내지 제4 검사라인(46a, 46b, 46c, 46d)의 일단은 제 1 내지 제4 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)과 연결되고, 타단은 통합라인(46e)과 연결된다. 통합라인(46e)은 제1 내지 제4 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)을 하나의 라인으로 통합하는 라인이다. 통합라인(46e)은 제1 내지 제4 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d) 각각으로부터 오존수혼합액을 유입받는다. 농도계측기(48)는 통합라인(46e) 상에 설치되어, 통합라인(46e)을 흐르르 오존수혼합액의 농도를 측정한다. 농도계측기(48)가 측정한 농도데이터는 제어유닛(60)으로 전송된다. 여기서, 제1 내지 제4 검사라인(46a, 46b, 46c, 46d)의 일단은 분배라인(44)의 토출단(분사노즐(130)과 연결되는 부분)과 최대한 인접하는 부분에 연결되는 것이 바람직하다. 이는 검사라인(46)이 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)의 토출단으로부터 오존수혼합액의 농도샘플을 채취하도록 함으로써, 농도계측기(48)가 공정유닛(100)으로 공급되는 오존수혼합액의 농도를 정밀하게 측정하도록 하기 위함이다.
배출라인(49)은 분배라인(44) 및 농도검사라인(46) 내 오존수혼합액을 분배라인(44) 및 농도검사라인(46)으로부터 배출시킨다. 배출라인(49)은 제1 내지 제4 배출라인(49a, 49b, 49c, 49d)를 가진다. 제1 내지 제4 배출라인(49a, 49b, 49c, 49d)의 일단은 각각 제1 내지 제4 농도검사라인(46a, 46b, 46c, 46d)과 연결되고, 타단은 각각 배수용기(56)와 연결된다. 이때, 제1 내지 제4 배출라인(49a, 49b, 49c, 49d)의 일단은 각각 제1 내지 제4 농도검사라인(46a, 46b, 46c, 46d)에 설치되는 밸브(46a', 46b', 46c', 46d')의 전단에 설치되는 것이 바람직하다.
배수유닛(50)은 혼합액 생성유닛(30) 및 혼합액 분배유닛(40) 내 오존수혼합액을 배수한다. 배수유닛(50)은 제1 배수라인(first drain line)(52), 제2 배수라 인(second drain line)(54), 그리고 배수용기(drain vessel)(56)를 가진다. 제1 배수라인(52)의 일단은 혼합라인(36)과 연결되고, 타단은 배수용기(56)와 연결된다. 따라서, 제1 배수라인(52)은 혼합라인(52) 내 압력이 기설정된 압력범위를 벗어나면, 혼합라인(52) 내 오존수혼합액을 배출한다. 오존수혼합액의 신속한 배출을 위해, 제1 배수라인(52)에 설치되는 밸브(52a)는 릴리프 밸브(relief valve)가 사용될 수 있다. 따라서, 혼합라인(52) 내 압력이 기설정된 압력범위를 벗어나면, 밸브(52a)는 자동으로 개방되어 제1 배수라인(52)이 혼합라인(52) 내 오존수혼합액을 배출하도록 한다.
제2 배수라인(54)의 일단은 매니폴드(42)와 연결되고, 타단은 배수용기(56)와 연결된다. 따라서, 제2 배수라인(54)은 매니폴드(42) 내 오존수혼합액을 배수용기(56)로 배출시킨다. 여기서, 제2 배수라인(54)에 설치되는 밸브(54a)는 유량조절밸브가 사용될 수 있다. 즉, 밸브(54a)는 매니폴드(42) 내 오존수혼합액의 배수량의 조절이 가능하도록 제공되어, 제2 배수라인(54)의 오존수혼합액 배수량을 조절할 수 있다. 또는, 밸브(54a)로는 제1 배수라인(52)에 설치되는 밸브(52a)와 동일한 기능을 수행하는 릴리프 밸브가 사용될 수 있다. 배수용기(56)는 제1 및 제2 배수라인(52, 54)을 통해 유입되는 오존수혼합액을 저장한다. 배수용기(56)에 수용되는 오존수혼합액은 배출라인(56a)에 의해 설비(1) 외부로 배출된다.
제어유닛(60)은 상술한 유닛들(10, 20, 30, 40, 50)의 공정을 제어한다. 제어유닛(60)의 상술한 유닛들(10, 20, 30, 40, 50)을 제어하는 상세한 과정은 후술하겠다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 기판 처리 설비(1)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 오존수혼합액 공급 방법을 보여주는 도면이고, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 오존수혼합액 공급 과정을 보여주는 도면들이다.
제1 처리액 공급라인(32) 및 제2 처리액 공급라인(34) 각각은 혼합라인(36)으로 처리액 및 오존수를 공급한다(S110). 즉, 도 5a를 참조하면, 제어유닛(60)은 혼합밸브(36)를 오픈시킨다. 제1처리액 공급라인(32)은 제1처리액 공급원(22)으로부터 혼합라인(36)으로 처리액(불산용액)을 공급하고, 제2처리액 공급라인(34)은 제2처리액 공급원(24)으로부터 혼합라인(36)으로 오존수를 공급한다. 이때, 제어유닛(60)은 제1 및 제2 압력측정기(32a, 34a)가 측정한 압력이 기설정된 압력을 벗어나는지 여부를 판단한다(S120). 만약, 제1 내지 제3 압력측정기(32a, 34a, 34c)가 측정한 압력값이 기설정된 압력범위를 작업자가 이를 인지할 수 있도록 장치(1) 외부에 표시한다(S130). 즉, 제어유닛(60)은 제1처리액 공급라인(32) 및 제2처리액 공급라인(34) 내 공급압력이 기설정된 압력을 벗어나는지 여부를 판단한다. 이는 제1처리액 공급라인(32) 및 제2처리액 공급라인(34)의 공급압력이 변화하면, 제1 및 제2 유량기(32c, 34c)의 유량 측정 효율이 저하되어, 혼합라인(36)에 의해 생성되는 오존수혼합액의 농도가 변화할 수 있기 때문이다.
또한, 제어유닛(60)은 제1 및 제2 유량기(32c, 34c)가 측정한 제1처리액 공급라인(32)의 불산용액 공급유량 및 제2처리액 공급라인(34)의 오존수 공급유량이 기설정된 유량을 벗어나는지 여부를 판단한다. 만약, 제1 및 제2 유량기(32c, 34c)가 측정한 불산용액 및 오존수의 공급유량이 기설정된 공급유량을 벗어나면, 작업자가 이를 인지할 수 있도록 설비(1) 외부에 표시한다. 작업자는 제1 및 제2 정압밸브(32b, 34b)를 조절하여, 불산용액 및 오존수의 공급유량을 조절한다.
혼합라인(36)으로 유입되는 불산용액 및 오존수는 혼합라인(36)을 따라 흐르면서 혼합된 후 매니폴드(42)로 공급된다(S140). 즉, 혼합라인(36)을 따라 흐르는 처리액 및 오존수는 스테이틱 믹서(36b)에 의해 혼합되어 기설정된 농도를 만족하는 오존수혼합액로 생성된 후 매니폴드(42)로 공급된다. 매니폴드(42)로 공급되는 오존수혼합액은 각각의 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)으로 분배된다. 이때, 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)으로 공급되는 오존수혼합액이 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d) 내부에서 정체되는 것을 방지하기 위해, 배출라인(49a, 49b, 49c, 49d)는 분배라인(44a, 44b, 44c, 44d)으로부터 지속적으로 오존수혼합액을 배수용기(56)로 배출시킨다. 배수용기(56)로 배출된 오존수혼합액은 오존수혼합액의 재사용을 위한 재생설비(미도시됨)으로 회수될 수 있다.
혼합라인(36)에 의해 오존수혼합액이 생성되는 동안, 제어유닛(60)은 혼합라인(36) 및 매니폴드(42) 내 압력이 기설정된 압력을 벗어나는지 여부를 판단한다(S150). 즉, 혼합라인(36) 및 매니폴드(42) 내 압력이 기설정된 압력범위를 벗어나면(예컨대, 기설정된 압력범위를 초과하면), 불산용액과 오존수의 혼합 효율이 저하되어 기설정된 농도를 만족하는 오존수혼합액을 효과적으로 생성하기 어렵다. 따라서, 제어유닛(60)은 혼합라인(36) 및 매니폴드(42) 내 압력이 기설정된 압력을 벗어나면, 혼합라인(36) 및 매니폴드(42) 내 압력을 기설정된 압력으로 조절한다.
예컨대, 도 5b를 참조하면, 제3 압력측정기(36c)가 측정한 혼합라인(36)의 오존수혼합액 공급압력이 기설정된 압력을 초과하면, 밸브(52a)가 자동으로 오픈되어, 제1 배수라인(52)을 통해 혼합라인(36) 내 오존수혼합액이 배수용기(56)로 배출된다(S160). 혼합라인(36) 내 오존수혼합액이 혼합라인(36)으로부터 배출되면, 혼합라인(36)의 공급압력이 감소한다. 제어유닛(60)은 혼합라인(36)의 압력이 기설정된 압력을 만족하면, 밸브(52a)가 클로우즈되어 제1 배수라인(52)의 오존수혼합액 배수가 중지된다.
또는, 도 5c를 참조하면, 제4 압력측정기(42a)가 측정한 매니폴드(42) 내 압력이 기설정된 압력을 초과하면, 제어유닛(60)은 밸브(52b)를 오픈시켜 제2 배수라인(54)이 매니폴드(42) 내 오존수혼합액을 배수용기(56)로 배출하도록 한다(S160). 매니폴드(42) 내 오존수혼합액이 매니폴드(42)로부터 배출되면, 매니폴드(42) 내 압력이 감소한다. 매니폴드(42)의 압력이 기설정된 압력을 만족하면, 제어유닛(60)은 밸브(52b)를 클로우즈하여 제2 배수라인(54)의 매니폴드(42) 내 오존수혼합액 배수를 중지한다.
매니폴드(42)에 생성된 오존수혼합액이 수용되면, 혼합액 분배유닛(40)은 매니폴드(42)로부터 공정챔버(100)들 중 공정상 요구되는 공정챔버로 오존수혼합액을 공급한다. 이때, 제어유닛(60)은 분배라인(44a,44b,44c,44d)들 중 공정챔버(100)로 오존수혼합액을 공급하고자 하는 분배라인(본 실시예에서는 제1 분배라인)(44a) 내 오존수혼합액의 농도가 기설정된 농도를 벗어나는지 여부를 판단한다(S170).
예컨대, 도 5d를 참조하면, 제어유닛(60)은 제1 분배라인(44a)과 연결되는 제1 검사라인(46a)에 설치되는 밸브(46a')를 오픈시킨다. 농도계측기(48)는 제1 검사라인(46a)을 따라 흐르는 오존수혼합액의 농도가 기설정된 농도범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S180). 만약, 농도계측기(48)가 측정한 오존수혼합액의 농도가 기설정된 농도를 벗어나면, 제어유닛(60)은 제1 분배라인(46a)의 오존수혼합액 공급을 중단하고, 작업자가 이를 인지할 수 있도록 설비(1) 외부에 표시할 수 있다(S190).
만약, 농도계측기(48)가 측정한 오존수혼합액의 농도가 기설정된 농도를 만족하면, 분배라인(44)은 공정유닛(100)으로 오존수혼합액을 공급하고, 공정유닛(100)은 오존수혼합액을 공급받아 세정공정을 수행한다(S200). 즉, 도 5e를 참조하면, 제어유닛(60)은 밸브(44a')를 오픈시키고, 제1 분배라인(44a)은 공정유닛(100)으로 기설정된 농도를 만족하는 오존수혼합액을 공급한다. 공정유닛(100)은 공급받은 오존수혼합액을 웨이퍼(W) 상에 분사한다. 분사된 오존수혼합액은 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거한 후 공정유닛(100) 외부로 배수된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 인라인 혼합방식으로 기설정된 오존수혼합액을 효과적으로 생성하여 공정유닛으로 공급함으로써, 기판 처리 공정의 효율을 향상시킨다. 특히, 본 발명은 종래의 믹싱 탱크(mixing tank)와 같은 혼합 용기의 구비 없이, 기설정된 농도를 만족하는 오존수혼합액의 생성 및 공급, 그리고 농과 관리 등을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 혼합액 공급장치 내 오존수혼합액의 정체 구간을 최소화하여, 종래의 혼합 용기에서 오존수혼합액을 생성하는 경우에, 혼합 용기 내 오존수혼합액 내 오존이 분해되어 오존수혼합액의 농도가 낮아지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 공정유닛들로 오존수혼합액을 분배시키는 분배라인들 각각의 오존수혼합액 농도를 측정하여, 기설정된 농도를 벗어나는 오존수혼합액이 잔류하는 분배라인 내 오존수혼합액만을 선택적으로 배수처리함으로써, 오존수혼합액의 배수량을 최소화한다.
또한, 본 발명은 매니폴드로부터 공정챔버로 오존수혼합액을 공급하는 복수의 분배라인들의 길이를 서로 동일하도록 하여, 공정시 분배라인들의 길이가 서로 상이하여 공급되는 오존수혼합액의 농도가 분배라인들마다 상이하게 변화되는 현상을 방지한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 공정유닛 및 혼합액 공급유닛을 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공정챔버의 구성들을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 오존수혼합액 공급 방법을 보여주는 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 오존수혼합액 공급 과정을 보여주는 도면들이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
1 : 기판 처리 설비
10 : 공정유닛
20 : 처리유체 공급유닛
30 : 혼합액 생성유닛
40 : 혼합액 분배유닛
50 : 배수유닛
60 : 제어유닛

Claims (12)

  1. 제1 처리액을 공급하는 제1 처리액 공급라인과,
    제2 처리액을 공급하는 제2 처리액 공급라인과,
    상기 제1 처리액 공급라인 및 상기 제2 처리액 공급라인 각각으로부터 제1 처리액 및 제2 처리액을 공급받아 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액을 혼합시켜 혼합액을 생성하는 혼합라인과,
    상기 혼합라인에 의해 생성되는 혼합액을 공급받는 매니폴드와,
    상기 매니폴드로부터 기판 처리 공정이 수행되는 복수의 공정유닛들로 혼합액을 공급하는 복수의 분배라인들과,
    상기 분배라인으로부터 분기되는 농도검사라인, 그리고
    상기 농도검사라인 상에 설치되어 상기 농도검사라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 농도검사라인은,
    각각의 상기 분배라인으로부터 분기되는 복수의 검사라인들 및 상기 검사라인들을 하나로 통합하는 통합라인을 가지고,
    상기 농도계측기는,
    상기 통합라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합액 공급장치는,
    각각의 상기 검사라인으로부터 분기되어 상기 검사라인들 내 혼합액을 배출시키는 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사라인은,
    상기 분배라인의 토출단과 인접하는 부분으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배라인들은,
    서로 동일한 길이로 제공되는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분배라인들 중 적어도 어느 하나의 분배라인은,
    코일형상의 라인을 가지는 것을 특징으로 하는 혼합액 공급장치.
  7. 기판 처리 공정을 수행하는 복수의 공정유닛들과,
    처리유체를 저장하는 처리유체 저장유닛과,
    상기 처리유체 저장유닛으로부터 처리유체를 공급받아 오존수혼합액을 생성하는 혼합액 생성유닛, 그리고
    상기 혼합액 생성유닛에서 생성된 오존수혼합액을 상기 공정유닛으로 분배하는 혼합액 분배유닛을 포함하되,
    상기 혼합액 생성유닛은,
    처리액을 공급하는 제1처리액 공급라인과,
    오존수를 공급하는 제2처리액 공급라인, 그리고
    상기 제1처리액 공급라인 및 상기 제2처리액 공급라인 각각으로부터 처리액 및 오존수를 공급받아 상기 처리액 및 상기 오존수를 혼합시켜 오존수혼합액을 생성하는 혼합라인을 포함하고,
    상기 혼합액 분배유닛은,
    상기 혼합라인에 의해 생성되는 오존수혼합액을 공급받는 매니폴드와,
    상기 매니폴드로부터 기판 처리 공정이 수행되는 복수의 공정유닛들로 혼합액을 공급하는 복수의 분배라인들과,
    상기 분배라인으로부터 분기되는 농도검사라인, 그리고
    상기 농도검사라인 상에 설치되어 상기 농도검사라인을 따라 흐르는 혼합액의 농도를 측정하는 농도계측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 농도검사라인은,
    각각의 상기 분배라인으로부터 분기되는 복수의 검사라인들 및 상기 검사라인들을 하나로 통합하는 통합라인을 가지고,
    상기 농도계측기는,
    상기 통합라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 혼합액 공급장치는,
    각각의 상기 검사라인으로부터 분기되어 상기 검사라인들 내 혼합액을 배출시키는 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 검사라인은,
    상기 분배라인의 토출단과 인접하는 부분으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 세정수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배라인들은,
    서로 동일한 길이로 제공되는 것을 특징으로 하는 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분배라인들 중 적어도 어느 하나의 분배라인은,
    코일형상의 라인을 가지는 것을 특징으로 하는 오존수혼합액을 사용하는 기판 처리 설비.
KR1020070126767A 2007-12-07 2007-12-07 혼합액 공급장치, 그리고 이를 구비하는 오존수혼합액을사용하여 기판을 처리하는 설비 KR100904461B1 (ko)

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