KR20110099510A - 약액 순환 장치 및 기포 제거 장치 - Google Patents

약액 순환 장치 및 기포 제거 장치 Download PDF

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KR20110099510A
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    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Abstract

약액 순환 장치 및 기포 제거 장치가 개시된다. 약액 순환 장치는 약액을 수용하는 배스; 상기 제 1 배스로부터 유출되는 약액을 상기 배스로 순환하는 순환라인; 및 상기 순환라인에 구비되어, 상기 순환되는 약액에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함한다.

Description

약액 순환 장치 및 기포 제거 장치{CHEMICAL CIRCULATIN APPARATUS AND AIR BUBBLE ELIMINATING APPARATUS}
실시예는 약액 순환 장치 및 기포 제거 장치에 관한 것이다.
고품질의 웨이퍼를 제조하기 위해서, 세정공정에서 사용되는 약액 배스 및 린스 배스의 청정도가 매우 중요하다. 이때, 문제를 일으킬 수 있는 요인은 약액 배스에서 발생 및 존재하는 기포이다. 특히, 약액 배스에는 고온의 여러 가지 화학물질이 사용되므로, 화학반응에 의해 기포가 용이하게 발생하게 된다.
이와 같이, 발생된 기포는 약액 배스 수면에서 자연 소멸될 수 있으나, 일부는 순환라인을 통하여, 약액 배스 내의 웨이퍼들에 손상을 입힐 수 있다. 특히, 기포는 웨이퍼 표면에 부착되어 터짐으로 인해 웨이퍼에 군집성 파티클을 발생시켜, 웨이퍼 품질 악화 및 수율 저하를 초래할 수 있다. 또한, 순환라인에 구비되는 필터는 기포들에 의해서, 수명이 저하될 수 있다.
실시예는 웨이퍼의 손상을 방지하고, 웨이퍼를 효율적으로 세정하고, 향상된 수명을 가지는 약액 순환 장치 및 이에 포함되는 기포 제거 장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 약액 순환 장치는 약액을 수용하는 제 1 배스; 상기 제 1 배스로부터 유출되는 약액을 상기 제 1 배스로 순환하는 순환라인; 및 상기 순환라인에 구비되어, 상기 순환되는 약액에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함한다.
일 실시예에 따른 기포 제거 장치는 기포를 포함하는 약액이 유입되는 약액 유입부; 상기 약액 유입부 상에 배치되며, 상기 약액에 포함되는 기포를 선택적으로 통과시키는 기액 분리부; 및 상기 기액 분리부와 이격되며, 상기 기액 분리부 상에 배치되는 에어 필터를 포함한다.
실시예에 따른 약액 순환 장치는 기포 제거부에 의해서, 약액에 포함되는 기포를 용이하게 제거한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 약액 순환 장치는 기포에 의해서, 배스 내의 약액에 담겨진 웨이퍼들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 순환라인에 구비되어, 이물질을 필터링하는 필터에 유입되는 기포는 기포 제거부에 의해서, 용이하게 제거될 수 있다. 이에 따라서, 필터는 순환라인을 통하여 순환되는 약액을 용이하게 필터링할 수 있고, 필터의 수명이 향상된다.
따라서, 실시예에 따른 약액 순환장치는 향상된 수명을 가지고, 필터를 교체하는 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 약액 순환장치는 효율적으로 약액을 순환시킬 수 있고, 웨이퍼를 효율적으로 세정한다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 도시한 도면이다.
도 2는 기포 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 기액 분리부가 기포를 분리하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 4는 에어 필터를 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 부, 라인, 웨이퍼 및 배스 등이 각 각 부, 라인, 웨이퍼 및 배스 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 도시한 도면이다. 도 2는 기포 제거부를 도시한 도면이다. 도 3은 기액 분리부가 기포를 분리하는 과정을 도시한 도면들이다. 도 4는 에어 필터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 내부 배스(100), 외부 배스(200), 순환라인(300), 펌프(400), 히터부(500), 필터부(600) 및 기포 제거부(700)를 포함한다.
상기 내부 배스(100)는 약액(20)을 수용한다. 상기 약액(20)은 상기 내부 배스(100)에 가득 채워진다. 즉, 상기 약액(20)은 상기 내부 배스(100)에 오버플로우되도록 채워질 수 있다.
또한, 상기 내부 배스(100)는 상기 약액(20)에 담겨지는 다수 개의 웨이퍼(10)들을 수용한다. 상기 웨이퍼(10)들은 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(10)들은 상기 내부 배스(100)에 세워져서 수용될 수 있다. 상기 웨이퍼(10)들은 카세트 등에 수용되어, 상기 내부 배스(100) 내측에 배치될 수 있다.
상기 약액(20)은 상기 웨이퍼(10) 등을 세정하기 위한 화학물질로, 상기 약액으로 사용되는 물질의 예로서는 SC1(과산화 수소 및 수산화암모늄을 포함하는 수용액), SC2(염산 및 과산화 수소를 포함하는 수용액) 또는 불산 및 황산을 포함하는 수용액 등을 들 수 있다. 즉, 상기 약액(20)은 과산화 수소, 수산화암모늄, 염산, 불산 또는 황산을 포함할 수 있다.
상기 외부 배스(200)는 상기 내부 배스(100) 외측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 외부 배스(200)는 상기 내부 배스(100)를 둘러쌀 수 있다. 더 자세하게, 상기 외부 배스(200)는 상기 내부 배스(100)의 외측면을 따라서 배치될 수 있다.
상기 외부 배스(200)는 상기 내부 배스(100)로부터 약액(21)을 공급받는다. 더 자세하게, 상기 외부 배스(200)는 상기 내부 배스(100)로부터 오버플로우(overflow)되는 약액(21)을 받아서, 상기 순환라인(300)에 공급한다. 이에 따라서, 상기 외부 배스(200)의 약액(21)의 수면은 상기 내부 배스(100)의 약액(20)의 수면보다 더 낮을 수 있다.
또한, 상기 내부 배스(100) 및 상기 외부 배스(200)에는 약액(20, 21)의 수면을 감지하기 위한 센서 등이 구비될 수 있고, 약액(20, 21)의 수면을 일정하게 유지하도록 순환되는 약액(22) 및 외부로부터 새로 공급되는 약액의 양이 조절될 수 있다.
상기 순환라인(300)은 상기 외부 배스(200)와 연결된다. 더 자세하게, 상기 순환라인(300)은 상기 외부 배스(200)와 직접 연결될 수 있다. 또한, 상기 순환라인(300)은 상기 내부 배스(100)와 연결된다. 더 자세하게, 상기 순환라인(300)은 상기 내부 배스(100)와 직접 연결될 수 있다.
상기 순환라인(300)은 상기 약액(22)을 순환시킨다. 더 자세하게, 상기 순환라인(300)은 상기 외부 배스(200)로부터 약액(22)을 공급받아. 순환시켜서, 상기 내부 배스(100)에 공급한다. 상기 순환라인(300)은 다수 개의 파이프들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 순환라인(300)은 다수 개의 파이프들로 구성될 수 있다.
상기 펌프(400)는 상기 순환라인(300)에 배치된다. 즉, 상기 펌프(400)는 상기 순환라인(300)에 구비되어, 상기 외부 배스(200)로부터 공급된 약액(22)이 상기 순환라인(300)에서 순환되도록 펌핑한다.
즉, 상기 외부 배스(200)로부터 공급된 약액(22)은 상기 펌프(400)에 의해서, 상기 순환라인(300)에서 강제적으로 순환된다.
상기 펌프(400)의 용량은 상기 외부 배스(200) 및 상기 내부 배스(100)의 크기, 상기 순환라인(300)의 길이, 상기 순환라인(300)의 내경 및 상기 웨이퍼(10)들을 세정하기 위한 공정 조건 등 다양한 변수에 의해서 설정될 수 있다.
상기 히터부(500)는 상기 순환라인(300)에 구비된다. 상기 히터부(500)는 상기 펌프(400) 다음에 구비되거나, 상기 펌프(400) 전에 구비될 수 있다. 상기 히터부(500)는 상기 순환라인(300)에서 순환되는 약액(22)을 가열한다.
상기 히터부(500)는 상기 순환라인(300)에서 순환되는 약액(22)의 온도를 다양하게 증가시킨다. 즉, 상기 히터부(500)는 상기 웨이퍼(10)들을 세정하기 위한 공정 조건에 따라서, 통과하는 약액(22)의 온도를 조절할 수 있다. 궁극적으로, 상기 히터부(500)는 상기 내부 배스(100)의 약액(20)의 온도를 조절할 수 있다.
상기 히터부(500)는 상기 순환라인(300)의 외주면을 감싸는 히팅코일을 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 히터부(500)는 상기 순환라인(300) 내측에 배치되는 히팅코일을 포함할 수 있다.
상기 필터부(600)는 상기 순환라인(300)에 구비된다. 더 자세하게, 상기 필터부(600)는 상기 히터부(500) 다음에 구비될 수 있다. 상기 필터부(600)는 상기 순환라인(300)을 통하여 순환되는 약액(22)을 필터링한다. 즉, 상기 필터부(600)는 통과하는 약액(22)에 포함되는 이물질을 제거한다. 상기 필터부(600)는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다.
상기 기포 제거부(700)는 상기 순환라인(300)에 구비된다. 바람직하게, 상기 기포 제거부(700)는 상기 필터부(600) 전에 구비된다. 더 자세하게, 상기 기포 제거부(700)는 상기 히터부(500) 및 상기 필터부(600) 사이에 배치된다.
상기 기포 제거부(700)는 상기 순환라인(300)에 의해서 순환되는 약액(22)에 포함된 기포를 제거한다. 즉, 상기 기포 제거부(700)는 유입되는 약액(23)에 포함된 기포를 선별적으로 외부로 방출한다.
상기 기포 제거부(700)는 상기 순환라인(300)에 직접 연결된다. 더 자세하게, 상기 기포 제거부(700)는 상기 순환라인(300)과 일체로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기포 제거부(700)는 약액 유입부(710), 기액 분리부(720), 에어 필터(730) 및 블로킹부(740)를 포함한다.
상기 약액 유입부(710)는 상기 순환라인(300)과 연결된다. 상기 약액 유입부(710)에는 상기 순환라인(300)으로부터 직접 약액(23)이 유입된다. 상기 약액 유입부(710)는 상기 순환라인(300)으로부터 유입된 약액(23)을 둘러싸는 외벽(711)을 포함한다.
상기 외벽(711)은 상방으로 연장되어, 상기 기액 분리부(720) 및 상기 에어 필터(730)를 둘러싼다. 즉, 상기 약액 유입부(710)는 약액(23)이 상방으로 유입될 수 있도록 하방으로 오픈되어, 약액(23)을 수용할 수 있는 공간이다.
상기 외벽(711)은 상기 순환라인(300)과 일체로 형성될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 외벽(711)은 상기 순환라인(300)에 체결될 수 있다.
상기 약액 유입부(710)의 높이(H)는 상기 순환라인(300)을 통하여 순환되는 약액(22)의 유속에 따라서 다양하게 조절될 수 있다. 또한, 상기 약액 유입부(710)의 직경도 상기 유속에 따라서 다양하게 조절될 수 있다.
상기 기액 분리부(720)는 상기 약액 유입부(710) 상에 배치된다. 상기 기액 분리부(720)는 상기 약액 유입부(710)에 유입된 약액(23)과 직접 접촉될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 약액 유입부(710)에 유입되는 약액(23)에는 기포(30)가 포함되고, 상기 기액 분리부(720)는 약액(23)에 포함된 기포(30)만을 통과시킨다.
즉, 상기 약액 유입부(710)에 유입된 기포(30)는 상승하고, 상기 기액 분리부(720)에 닿으면, 상기 기포(30)에 포함된 기체가 상기 기액 분리부(720)를 통하여 빠져나간다. 이와 같은 과정에 의해서, 상기 약액 유입부(710)에 유입된 기포(30)가 제거된다.
상기 기액 분리부(720)는 미세한 통로들이 형성된 멤브레인이다. 상기 멤브레인에 형성된 통로들은 액체를 통과시키지 않고, 기체를 통과시킨다. 상기 멤브레인으로 사용되는 물질의 예로서는 폴리테트라플로로에틸렌(polytetrafluoroethylene;PTFE) 등을 들 수 있다. 상기 멤브레인의 두께는 약 10㎛ 내지 약 1㎜일 수 있다.
상기 에어 필터(730)는 상기 기액 분리부(720) 상에 배치된다. 상기 에어 필터(730)는 상기 기액 분리부(720)와 이격된다. 이에 따라서, 상기 에어 필터(730) 및 상기 기액 분리부(720) 사이에 일정한 공간이 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에어 필터(730)는 기체가 원활히 통과될 수 있도록 그물망 구조를 가진다. 상기 에어 필터(730)는 외부로부터의 이물질(40)이 상기 기액 분리부(720)를 오염시키는 것을 방지한다. 즉, 상기 에어 필터(730)는 상기 이물질(40)에 의한 상기 기액 분리부(720)의 기체의 흐름의 방해를 예방한다.
상기 에어 필터(730)로 사용되는 물질의 예로서는 폴리에틸렌 또는 폴리테트라플로로에틸렌 등을 들 수 있다.
상기 에어 필터(730) 및 상기 기액 분리부(720)는 상기 외벽(711)에 의해서, 수용된다. 상기 외벽(711)의 상부에는 기체가 배출되도록 오픈 영역이 형성될 수 있다.
상기 블로킹부(740)는 상기 외벽(711)으로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 블로킹부(740)는 상기 외벽(711)으로부터 중력을 기준으로 하방으로 연장될 수 있다. 상기 블로킹부(740)는 상기 순환라인(300)의 직경 방향으로 연장될 수 있다. 상기 블로킹부(740)는 상기 외벽(711)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 블로킹부(740)는 상기 순환라인(300) 내측에 배치된다. 상기 블로킹부(740)는 상기 순환라인(300)을 통하여 흐르는 약액(22)의 흐름을 일부 방해한다. 즉, 상기 블로킹부(740)는 상기 순환라인(300)을 통하여 흐르는 약액(22)의 일부를 상기 약액 유입부(710)로 유입시킨다.
이에 따라서, 상기 블로킹부(740)는 상기 약액(22)에 포함된 기포를 효율적으로 상기 약액 유입부(710)로 유도할 수 있다. 즉, 상기 약액(22)에 포함된 기포는 주로 중력을 기준으로 상기 순환라인(300)의 상부에 위치하게 되고, 상기 블로킹부(740)는 상기 외벽(711)으로부터 하방으로 연장되어, 상기 순환라인(300)의 상부에 배치된다. 이에 따라서, 상기 블로킹부(740)는 보다 많은 기포를 가지는 약액을 상기 약액 유입부(710)로 유도할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 상기 기포 제거부(700)를 상기 순환라인(300)에 구비한다. 이에 따라서, 상기 순환라인(300)을 통하여 순환되는 약액(22)에 포함되는 기포가 용이하게 제거될 수 있다.
이에 따라서, 상기 순환라인(300)을 통하여, 기포가 거의 제거된 약액이 상기 내부 배스(100)에 공급된다. 따라서, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 기포에 의해서 발생되는 웨이퍼(10)의 손상을 방지할 수 있고, 웨이퍼(10)의 품질을 향상시킬 수 있다. 특히, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 기포에 의한 군집성 파티클의 형성을 억제할 수 있고, 효율적으로 웨이퍼(10)를 세정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 상기 기포 제거부(700)를 상기 필터부(600) 전에 배치시킨다. 이에 따라서, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 상기 필터부(600)에 기포가 유입 및 기포에 의한 상기 필터부(600)에 포함된 필터의 손상을 억제할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 상기 필터의 수명을 향상시키고, 상기 필터의 교체에 따른 세정 지연시간을 감소시킬 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 웨이퍼(10) 세정장치는 효율적으로 웨이퍼(10)를 세정할 수 있다.
특히, 상기 기포 제거부(700)는 상기 히터부(500) 및 상기 필터부(600) 사이에 배치되기 때문에, 상기 히터부(500)에 의한 약액의 가열에 따라서 발생되는 기포를 효율적으로 차단한다.
본 실시예에서 웨이퍼(10) 세정장치는 약액을 순환시키는 약액 순환 장치이기도 하다. 즉, 본 실시예에서의 약액 순환 장치는 웨이퍼(10)를 세정하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 이에 한정되지 않고, 약액을 순환시키는 세정, 식각 또는 화학 반응 등의 다양한 공정에 적용될 수 있다.
또한, 상기 기포 제거부(700)는 본 실시예에서의 약액 순환 장치 뿐만 아니라, 다양한 장치들에 적용되어, 기포를 제거하는 기포 제거 장치이다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 약액을 수용하는 제 1 배스;
    상기 제 1 배스로부터 유출되는 약액을 상기 제 1 배스로 순환하는 순환라인; 및
    상기 순환라인에 구비되어, 상기 순환되는 약액에 포함된 기포를 제거하는 기포 제거부를 포함하는 약액 순환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 순환되는 약액을 가열하는 히터부 및 상기 가열된 약액을 필터링하는 필터부를 포함하고,
    상기 기포 제거부는 상기 히터부 및 상기 필터부 사이에 구비되는 약액 순환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기포 제거부는
    상기 순환라인에 연결되는 약액 유입부;
    상기 약액 유입부 상에 배치되며, 상기 약액 유입부에 유입되는 약액에 포함된 기포를 분리하는 기액 분리부; 및
    상기 기액 분리부와 이격되며, 상기 기액 분리부 상에 배치되는 에어필터를 포함하는 약액 순환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 약액 유입부는 유입되는 약액을 둘러싸는 외벽을 포함하고,
    상기 기포 제거부는 상기 외벽으로부터 하방으로 연장되는 블로킹부를 포함하는 약액 순환 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 기액 분리부는 상기 약액 유입부에 유입되는 약액에 포함된 기포를 선택적으로 통과시키는 약액 순환 장치.
  6. 기포를 포함하는 약액이 유입되는 약액 유입부;
    상기 약액 유입부 상에 배치되며, 상기 약액에 포함되는 기포를 선택적으로 통과시키는 기액 분리부; 및
    상기 기액 분리부와 이격되며, 상기 기액 분리부 상에 배치되는 에어 필터를 포함하는 기포 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 약액 유입부는 상기 약액을 둘러싸는 외벽을 포함하는 기포 제거 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외벽으로부터 연장되는 블로킹부를 포함하는 기포 제거 장치.
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KR1020100018577A KR20110099510A (ko) 2010-03-02 2010-03-02 약액 순환 장치 및 기포 제거 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200067995A (ko) * 2017-09-05 2020-06-15 사이언테크 코포레이션 유체 수송 장치

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