KR20140089668A - 사용량을 반영한 약액 혼합 공급 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약액 혼합 공급 방법에 관한 것으로, 기판 1매당 소비되는 1회 약액사용량과 그에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 산출하는 단계; 제1혼합탱크로부터 공정챔버로 약액을 공급하고, 기판 1매 처리시마다 제1혼합탱크의 약액 잔량에서 상기 1회 약액사용량을 가감하는 단계; 1회 약액사용량과 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 근거로 제2혼합탱크의 약액 잔량으로 처리할 수 있는 사용유효 시간을 산출하여, 제2혼합탱크에서의 약액 준비 시간과 비교하는 단계; 및 약액 준비 시간이 사용유효 시간과 같거나 작은 경우에는 제2혼합탱크에서 약액 혼합을 시작하여 약액이 준비되면 제1혼합탱크에서 제2혼합탱크로 공급탱크를 교체하는 단계를 포함한다.

Description

사용량을 반영한 약액 혼합 공급 방법{liquid mxing supply method for reflecting amount used}
본 발명은 약액 혼합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에 사용되는 복수의 처리액들을 혼합하여 약액을 혼합 공급하는 방법에 관한 것이다.
반도체 및 평판디스플레이 제조 공정에는 다양한 종류의 약액(chemical)들이 사용된다. 예컨대, 반도체 제조 공정에서는 다양한 종류의 식각액, 현상액, 세정액, 유기 용제 등이 사용된다. 이러한 약액들 중 일부는 약액 혼합 장치(chemical mixing apparatus)가 복수의 처리액들을 기설정된 농도 및 온도 등의 공정 조건을 만족하도록 혼합함으로써 생성된다.
일반적인 약액 혼합 장치는 제1 혼합탱크, 제2 혼합탱크, 그리고 회수탱크, 상기 제1 혼합탱크 및 상기 제2 혼합탱크로 약액의 제조를 위한 복수의 처리액들을 공급하는 복수의 공급라인들, 상기 제1 혼합탱크 및 상기 제2혼합탱크 내 처리액들을 순환시키면서 기설정된 농도를 만족하는 약액을 생성시키는 순환 라인, 상기 제1 혼합탱크 및 상기 제2 혼합탱크 내 약액을 기판 처리 공정을 수행하는 공정 챔버로 공급하는 약액 공급라인, 상기 공정 챔버로부터 상기 회수탱크로 사용된 약액을 회수하는 약액 회수라인, 그리고 상기 회수탱크로부터 상기 제1 혼합탱크 및 제2 혼합탱크로 재생이 완료된 약액을 공급하는 재생액 공급라인을 포함한다.
상술한 구조를 하는 약액 혼합 장치는 공정시 상기 제1 혼합탱크가 상기 공정 챔버로 약액을 공급하면, 상기 제2 혼합탱크는 상기 제1 혼합탱크가 약액을 공급하는 동안 상기 공급라인들로부터 처리액들을 공급받아, 공급받은 처리액들을 상기 순환 라인을 따라 순환시키면서 기설정된 공정 농도를 만족하는 약액을 생성한 후 대기하게 된다. 그 후 상기 제1 혼합탱크 내 약액의 수위가 기설정된 수위 이하호 내려가면, 상기 제1 혼합탱크의 약액 공급이 중단되고, 상기 제2 혼합탱크의 약액의 공급이 이루어진다.
이처럼, 기존 약액 혼합 장치는 제1 혼합탱크에서 약액을 공급하는 동안 제2 혼합탱크에서는 처리액들을 공급받아 혼합한 후 제1 혼합탱크의 약액이 소진될 때까지 대기하기 때문에 불필요한 에너지 소모가 발생된다.
본 발명의 실시예들은 약액 준비 시간과 사용량을 참고하여 에너지 소비량을 최소화할 수 있는 사용량을 반영한 약액 혼합 공급 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 1매당 소비되는 1회 약액사용량과 그에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 산출하는 단계; 제1혼합탱크로부터 공정챔버로 약액을 공급하고, 기판 1매 처리시마다 상기 제1혼합탱크의 약액 잔량에서 상기 1회 약액사용량을 가감하는 단계; 상기 1회 약액사용량과 상기 1회 처리시간 또는 상기 시간당 약액사용량을 근거로 상기 제2혼합탱크의 약액 잔량으로 처리할 수 있는 사용유효 시간을 산출하여, 제2혼합탱크에서의 약액 준비 시간과 비교하는 단계; 및 상기 약액 준비 시간이 상기 사용유효 시간과 같거나 작은 경우에는 상기 제2혼합탱크에서 약액 혼합을 시작하여 약액이 준비되면 상기 제1혼합탱크에서 상기 제2혼합탱크로 공급탱크를 교체하는 단계를 포함하는 약액 혼합 공급 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 약액 준비 시간은 상기 제2혼합탱크에서 설정된 농도와 온도로 약액을 혼합하기 위한 시간과 사용자에 의해 추가되는 예비시간을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 처리량에 따른 약액 사용량에 따라 약액 혼합 운영을 변경함으로써 약액 준비 시간을 사용량에 맞추어 자동 조절함으로써 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 혼합 공급 장치가 구비되는 기판 처리 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 약액 혼합 방법을 보여주는 순서도이다.
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 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 약액 혼합 공급 장치가 구비되는 기판 처리 설비를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 설비(1)는 기판 처리부(10) 및 약액 공급부(20)를 가진다.
기판 처리부(10)는 약액 공급부(20)로부터 약액을 공급받아, 반도체 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 기판처리부(10)는 적어도 하나의 공정 챔버(process chamber)(11)를 포함한다.
공정 챔버(11)는 하우징(12), 스핀척(13), 구동부(14), 그리고 노즐부(15)를 포함한다. 하우징(12)은 내부에 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공한다. 스핀척(13)은 공정시 기판(W)을 안착시켜 지지 및 회전시킨다. 구동부(14)는 스핀척(13)을 구동한다. 그리고, 노즐부(15)는 약액 공급부(10)로부터 약액을 공급받아 공정시 스핀척(13)에 안착되어 회전되는 기판(W)의 처리면으로 약액을 공급한다.
약액 공급부(20)는 약액을 생성 및 공급한다. 즉, 약액공급부(20)는 복수의 처리액들을 혼합하여 약액을 생성하고, 생성된 약액을 기판 처리부(10)로 공급한다.
약액 공급부(20)는 제1 혼합탱크(first mixing tank)(110), 제2 혼합탱크(second mixing tank)(120), 처리액 공급부재(treating-liquid supply member)(130), 순환 부재(recycling member)(140), 약액 공급부재(chemical supply member)(150), 그리고 제어부(controller)(160)를 포함한다.
제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)는 내부에 복수의 처리액들을 공급받아, 공급받은 처리액들을 혼합시켜 약액을 생성하는 공간을 제공한다.
제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)에는 탱크 내 약액의 수위를 감지하
는 복수의 레벨센서들(level sensor)(S1, S2, S3, S4, S5, S1', S2', S3', S4', S5')이 설치된다.
각각의 레벨 센서들은 기설정된 높이에서 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120) 내 약액의 수위를 감지한다. 이러한 레벨 센터들은 보통 탱크의 외부에 노출되는 레벨링 라인(leveling line)(미도시됨) 상에 상하로 설치된다. 상술한 레벨센서들을 사용하여 탱크 내 처리액의 수위를 감지하는 기술은 반도체 및 평판디스플레이 분야의 일반적인 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 기술이므로, 레벨센서의 수위 감지 방법 및 방식에 대한 구체적인 설명은 생략하겠다.
처리액 공급부재(130)는 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)로 복수의 처리액들을 공급한다. 일 실시예로서, 처리액 공급부재(130)는 제1 처리액 공급라인(132,134) 및 제2 처리액 공급라인(136,138)을 가진다.
제1 처리액 공급라인(132)은 제1 혼합탱크(110)로 처리액을 공급하고, 또 다른 제1 처리액 공급라인(134)은 제2 혼합탱크(120)로 처리액을 공급한다. 또한, 제2 처리액 공급라인(136)은 제1 혼합탱크(110)로 처리액을 공급하고, 또 다른 제2 처리액 공급라인(138)은 제2 혼합탱크(120)로 처리액을 공급한다.
순환 부재(140)는 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120) 내 처리액들을 순환시키면서 혼합(mixing)한다. 순환 부재(140)는 제1 순환라인(142), 제2 순환라인(144)을 포함한다.
제1 순환 라인(142)은 제1 혼합탱크(110) 내 처리액들을 순환시키면서 혼합하여 약액을 생성하고, 제2 순환라인(144)은 제2 혼합탱크(120) 내 처리액들을 순환시키면서 혼합하여 약액을 생성한다.
그리고, 제1 순환라인(142)과 제2 순환라인(144)에는 순환하는 약액의 농도 및 온도를 측정하는 구성들이 동일하게 제공된다. 일 예로, 제1 순환라인(142)에는 제1 가압부재(146a), 제1 농도계(146b), 제1 가열기(146c), 제1 필터부재(146d), 그리고 온도감지부재(미도시됨)가 설치된다.
제1 가압부재(146a)는 제1 혼합탱크(110) 내 처리액들이 제1 순환라인(142)을 따라 순환되도록 제1 순환라인(142) 내 약액에 유동압을 제공한다. 제1 가압부재(146a)로는 펌프(pump)가 사용된다. 제1 농도계(146b)는 제1 순환라인(142)을 따라 이동되는 약액의 농도를 측정한다. 제1 가열기(146c)는 제1 순환라인(142)을 따라 이동되는 약액을 기설정된 공정 온도로 가열한다. 제1가열기(146c)로는 적어도 하나의 히터(heater)가 사용된다. 제1 필터부재(146d)는 제1 순환라인(142)을 따라 이동되는 약액 내 오염물질을 필터링(filtering)한다. 제1 필터부재(146d)로는 적어도 하나의 필터(filter)가 사용된다. 그리고, 온도감지부재(미도시됨)는 혼합된 약액의 온도를 측정한다. 온도감지부재로는 적어도 하나의 온도감지센서가 사용될 수 있다.
약액 공급부재(150)는 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120) 내 약액을 기판 처리부(10)로 공급한다. 약액 공급부재(150)는 약액 공급라인(151), 제2 가압부재(153), 제2 가열기(154), 제2 농도계(155), 그리고 제2 필터부재(156)를 포함한다.
약액 공급라인(151)은 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)로부터 공정 챔버(11)의 노즐부(15)로 약액을 공급한다. 제2 가압부재(153)는 약액 공급라인(151)에 설치된다. 제2 가압부재(153)는 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120) 내 약액이 공정 챔버(11)로 공급되도록 약액 공급라인(151) 내 약액에 유동압을 제공한다. 제2 가압부재(153)로는 펌프(pump)가 사용된다. 제2 가열기(154)는 약액 공급라인(151)에 설치되고, 약액 공급라인(151)을 따라 이동되는 약액의 온도를 기설정된 공정 온도로 가열한다. 제2 가열기(154)로는 적어도 하나의 히터(heater)가 사용된다. 제2 농도계(155)는 약액 공급라인(151)에 설치되어, 약액 공급라인(151)을 따라 이동되는 약액의 농도를 측정한다. 그리고, 제2 필터부재(156)는 약액 공급라인(151)에 설치되어, 약액 공급라인(151)을 따라 이동되는 약액 내 오염물질을 필터링(filtering)한다.
제어부(160)는 상술한 공정 챔버(11) 및 약액 혼합 장치(100)를 제어한다. 즉, 제어부(160)는 약액 혼합 장치(100)에 제공되는 밸브들(V1, V2, V3, V4)의 개폐를 제어하여, 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)로의 처리액들의 공급을 제어한다. 제어부(160)는 밸브들(V5, V6, V7)의 개폐를 제어하여, 기판 처리부(10) 및 약액 공급부(20) 상호간에 약액의 공급을 제어한다. 제어부(160)는 밸브들(V10, V11, V12,V13)의 개폐를 제어하여 제1 혼합탱크(110) 및 제2 혼합탱크(120)의 약액 생성을 제어한다. 그리고, 제어부(160)는 공정 챔버(11)의 기판 처리 공정을 제어한다.
특히, 제어부(160)는 기판 1매당 소비되는 1회 약액 사용량과 그에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 산출한다. 그리고, 제어부(160)는 1회 약액 사용량에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 근거로 현재 약액을 공급하는 혼합 탱크(일 예로, 제1 혼합탱크;110)의 약액 잔량으로부터 사용유효시간을 산출한다. 그리고, 사용유효시간과 약액 준비 시간을 비교하여 대기중인 제2 혼합탱크(120)의 약액 생성 시작 타이밍을 컨트롤한다.
이하, 상술한 구성을 가지는 약액 혼합 장치(100)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들에 대한 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략하겠다.
도 2는 본 발명에 따른 약액 혼합 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조 설비(1)의 약액 공급부(20)는 기판 처리부(10)로 생성된 약액을 공급하고, 기판 처리부(10)는 공급받은 약액으로 기판 처리 공정을 수행한다. 제1 혼합탱크(110)가 공정 챔버(11)로 약액을 공급하여 기판 처리 공정을 수행하는 동안, 제2 혼합탱크(120)는 특정 조건이 만족되기 전까지 약액 생성을 진행하지 않고 대기하며, 상기 특정 조건이 만족되는 경우에만 기설정된 농도 및 온도 조건의 약액을 생성하게 된다.
기판 처리 공정이 수행되는 동안 제1혼합탱크(110)에서 제2혼합탱크(120)로의 교체는 다음과 같다.
우선, 제어부(160)는 기판 1매당 소비되는 1회 약액사용량과 그에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 산출한다(S110). 그리고, 약액은 제1혼합탱크(110)로부터 공정챔버(11)로 공급되며, 제어부(160)는 기판 1매 처리시마다 제1혼합탱크(110)의 약액 잔량에서 1회 약액사용량을 가감처리하거나 또는 시간당 약액사용량을 근거로 일정시간(예를 들면, 분 단위)마다 제1혼합탱크(110)의 약액 잔량에서 1회 약액사용량을 가감처리한다(S120).
제어부(160)는 1회 약액사용량과 1회 처리시간을 근거로 제1혼합탱크(110)의 약액 잔량으로 처리할 수 있는 사용유효 시간을 산출하고, 제2혼합탱크(120)에서의 약액 준비 시간과 비교한다(S130). 여기서, 약액 준비 시간은 제2혼합탱크(120)에서 설정된 농도와 온도로 약액을 혼합하기 위해 필요한 소요시간과 사용자에 의해 추가되는 예비시간을 포함할 수 있다. 사용자에 의해 추가되는 예비시간은 약액 혼합을 위한 소요시간을 고려하여 추가될 수 있으며, 예를 들면 기판 1회 처리시마다 소요되는 처리시간일 수 있다.
만약, 사용유효 시간이 약액 준비 시간과 같거나 약액 준비시간에 가까워지면 제2혼합탱크(120)에서 약액을 생성하게 되며(S140), 약액이 준비되면 제1혼합탱크(110)에서 제2혼합탱크(120)로 공급탱크를 교체한다(S150).
일 예로, 제1 혼합탱크(110)의 약액 용량이 100L, 기판 1매당 소비되는 1회 약액 사용량이 2L, 그에 따른 1회 처리 시간이 5분, 제2혼합탱크(120)에서 약액을 준비하는데 필요한 시간이 15분으로 책정되어 있는 경우, 제1혼합탱크(110)의 약액 잔량이 6L가 되었을 때 제2혼합탱크(120)에서 약액 생성을 시작하게 된다. 제2혼합탱크(120)에서 약액 생성을 준비하는 동안, 약액은 제1혼합탱크(110)로부터 공정챔버(11)로 제공된다. 그리고, 제1혼합탱크(110)의 약액 잔량이 소진될 쯤 제2혼합탱크(120)에서의 약액 생성이 완료되고, 제1 혼합탱크(110)로부터 제2 혼합탱크(120)로의 약액 공급의 교체가 이루어진다.
상술한 약액 혼합 장치(100) 및 방법은 약액의 공급이 이루어지는 탱크로부터 약액의 공급을 대기하던 탱크로 약액의 공급을 교체할 때, 약액 공급이 이루어지는 탱크에서의 약액 사용량에 맞추어 약액 준비를 위한 탱크에서의 약액 생성 시간을 자동 조절함으로써, 약액 공급을 대기하는 탱크에서의 불필요한 에너지 소비를 막을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 기판 처리 설비 10 : 처리액 공급부
20 : 기판 처리부 110 : 제 1 탱크
120 : 제 2 탱크 130 : 공급라인
160 : 제어부

Claims (2)

  1. 약액 혼합 공급 방법에 있어서:
    기판 1매당 소비되는 1회 약액사용량과 그에 따른 1회 처리시간 또는 시간당 약액사용량을 산출하는 단계;
    제1혼합탱크로부터 공정챔버로 약액을 공급하고, 기판 1매 처리시마다 상기 제1혼합탱크의 약액 잔량에서 상기 1회 약액사용량을 가감하는 단계;
    상기 1회 약액사용량과 상기 1회 처리시간 또는 상기 시간당 약액사용량을 근거로 상기 제2혼합탱크의 약액 잔량으로 처리할 수 있는 사용유효 시간을 산출하여, 제2혼합탱크에서의 약액 준비 시간과 비교하는 단계; 및
    상기 약액 준비 시간이 상기 사용유효 시간과 같거나 작은 경우에는 상기 제2혼합탱크에서 약액 혼합을 시작하여 약액이 준비되면 상기 제1혼합탱크에서 상기 제2혼합탱크로 공급탱크를 교체하는 단계를 특징으로 하는 약액 혼합 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 약액 준비 시간은
    상기 제2혼합탱크에서 설정된 농도와 온도로 약액을 혼합하기 위한 시간과 사용자에 의해 추가되는 예비시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합 공급 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080011910A (ko) * 2006-08-01 2008-02-11 세메스 주식회사 약액 혼합 장치 및 방법
KR100878011B1 (ko) * 2007-08-02 2009-01-12 세메스 주식회사 약액 공급 장치

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