KR20180046312A - 알칼리 이온수를 이용한 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알칼리 이온수를 이용한 세정장치에 관한 것으로, 그 주된 목적은 반도체 웨이퍼 또는 LCD 기판 등의 세정 시, 고효율의 세정효과와 높은 생산성과 낮은 유지보수비용 및 친환경적인 요건을 충족시키는 세정장치를 제공함과 동시에 반도체 디바이스의 특성 및 수율에 치명적인 영향을 미치는 오염물을 효과적으로 제거하는 반도체 세정 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적으로 이루어진 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치는,
수용액을 공급하는 수용액 공급장치와;
상기 수용액 공급장치로부터 정량적으로 공급된 수용액을 분해시켜 전해이온수로 생성하는 알칼리 전해 이온수 생성장치와;
상기 알칼리 전해 이온수 생성장치에서 생성되어 공급된 알칼리 전해 이온수를 적정량으로 유지시키면서 저장하는 알칼리 전해 이온수 저장장치와;
상기 알칼리 전해 이온수 저장장치의 알칼리 전해 이온수를 각 공정별에 공급하는 알칼리 전해 이온수 공급장치로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치에 의하면, 반도체 웨이퍼 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판 등의 세정 시, 고효율의 세정효과와 높은 생산성과 낮은 유지보수비용 및 친환경적인 요건을 충족시키는 세정장치를 제공함과 동시에 반도체 디바이스의 특성 및 수율에 치명적인 영향을 미치는 오염물을 효과적으로 제거하는 반도체 세정 장치를 제공하는 이점이 있다.

Description

알칼리 이온수를 이용한 세정장치{A CLEANING EQUIPMENT USING IONIZED ALKALI WATER}
본 발명은 알칼리 이온수를 이용한 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 과정에서 웨이퍼 세정 공정은 전체 반도체 제조 공정의 약 30%를 차지하는 공정으로써, 반도체 소자(Device)의 미세화 및 고집적화가 급격히 진행됨에 따라 세정 공정이 전체 반도체 제조 과정에서의 수율에 미치는 영향이 날로 증가하고 있다.
그 중요성이 크게 부각되고 있어 반도체 세정 기술 및 장치도 이에 대응하기 위하여 종래 보다 높은 수준 및 높은 기능의 세정 효율을 낼 수 있는 세정 기술 및 장치의 개발이 시급하게 요구되어 지고 있다.
반도체 제조 과정에서 행하여지는 모든 웨이퍼 공정은 오염물들의 근원이고 이 오염물은 반도체 소자의 성능과 수율에 직접적인 영향을 미치게 된다.
각 공정 후, 웨이퍼 표면의 오염물은 기하급수적으로 늘어나게 되고 이 오염물에 의해 반도체 소자의 수율은 급격히 감소하게 된다.
실제로 웨이퍼 세정 공정은 리소그래피(Lithography), 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing:CMP)공정 등과 같은 각 공정 전, 후에 실시하여 기하 급수적으로 증가하는 오염물을 제거하는 것이 그 주된 목적이다.
하지만 세정 공정 후 완벽하게 오염물을 제거하지 못하는 것이 현실이며 국내외 연구기관 및 장비업체에서는 보다 진보적인 습식 세정(Wet cleaning) 장비 및 케미컬(Chemical)을 개발하고 있으나, 기존의 세정 장비는 저효율의 세정효과, 낮은 생산성, 환경오염 등의 문제로 인하여 본격적인 적용이 이루어 지고 있지 못한 실정이다.
관련 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0652364호(발명의 명칭: 전해이온수 세정장치 및 반도체 소자의 세정방법, 등록일자: 2006년 11월 24일)가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판 등의 세정 시, 고효율의 세정효과와 높은 생산성과 낮은 유지보수비용 및 친환경적인 요건을 충족시키는 세정장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반도체 디바이스의 특성 및 수율에 치명적인 영향을 미치는 오염물을 효과적으로 제거하는 반도체 세정 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적으로 이루어진 본 발명의 알칼리 이온수를 이용한 세정장치 는,
수용액을 공급하는 수용액 공급장치와;
상기 수용액 공급장치로부터 정량적으로 공급된 수용액을 분해시켜 전해이온수로 생성하는 이온수 생성장치와;
상기 이온수 생성장치에서 생성되어 공급된 알칼리 전해 이온수를 적정량으로 유지시키면서 저장하는 이온수 저장장치와;
상기 이온수 저장장치의 알칼리 전해 이온수를 각 공정별에 공급하는 이온수 공급장치로 이루어진다.
또한, 상기 수용액 공급장치는,
수용액을 저장할 수 있는 탱크 본체와, 상기 탱크본체에 구비되어 상기 이온수 생성장치에 수용액을 공급할 수 있도록 연결된 공급펌프로 이루어진다.
또한, 상기 공급펌프는,
상기 이온수 생성장치의 양극실이 비어있을 때, 수용액을 공급하는 제 1펌프와, 상기 공급펌프의 일측에 구비되어 양극실에 수용액이 충만해 있을 때, 정량적으로 필요한 만큼만 공급하는 제 2펌프로 이루어진다.
또한, 상기 이온수 생성장치는,
상기 수용액 공급장치에서 공급된 수용액을 전기적으로 분해하는 양극실과, 상기 양극실에서 분해된 수용액을 용매인 순수 물과 혼합하여 저장하는 이온수 순환탱크와, 상기 이온수 순환탱크의 이온수를 상기 이온수 저장장치로 공급하는 공급펌프로 이루어진다.
또한, 상기 이온수 생성장치는,
상기 순환탱크의 이온수를 양극실로 순환시키는 순환펌프를 더 포함한다,
또한, 상기 이온수 생성장치는,
상기 순환탱크의 수위를 감지하는 모니터링 장치와, 상기 모니터링장치에 의한 알람시, 적량의 이온수를 공급하거나 차단할 수 있도록 구비되는 자동밸브를 더 포함한다.
또한, 상기 이온수 저장장치는,
상기 이온수 생성장치로부터 공급된 이온수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 공급되는 이온수를 각 라인으로 공급 또는 차단하는 차폐장치를 포함한다.
또한, 상기 차폐장치는,
배관의 압력에 따라 온/ 오프되는 자동 펌프와, 상기 자동 펌프와 연결되어 각 라인으로 공급되는 이온수를 여과하도록 구비되는 필터로 이루어진다.
또한, 상기 이온수 공급장치는,
상기 이온수 저장장치로부터 공급된 알칼리 전해 이온수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 알칼리 전해 이온수를 분사할 수 있도록 공급하는 공급펌프와, 상기 공급펌프에 희석용 물을 공급하도록 구비되는 오토펌프로 이루어진다.
또한, 상기 이온수 공급장치는,
상기 공급펌프와 오토펌프 사이에 필터가 더 구비된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치에 의하면, 반도체 웨이퍼 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판 등의 세정 시, 고효율의 세정효과와 높은 생산성과 낮은 유지보수비용 및 친환경적인 요건을 충족시키는 세정장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 반도체 디바이스의 특성 및 수율에 치명적인 영향을 미치는 오염물을 효과적으로 제거하는 반도체 세정 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치의 구성을 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치의 구성 중 수용액 공급장치에 대해 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치의 구성 중 이온수 생성장치에 대해 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치의 구성 중 이온수 저장장치에 대해 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 알칼리 이온수를 이용한 세정장치의 구성 중 이온수 공급장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 세정용 알칼리 전해 이온수 세정장치 (10)(이하, "세정장치"라 칭한다)는 수용액 공급장치(100)와 이온수 생성장치(200)와 이온수 저장장치(300)와 이온수 공급장치(400)로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 수용액 공급장치(100)는, 수용액(K2CO3)을 저장할 수 있도록 탱크 본체(110)가 구비되고, 이 탱크본체(110)에 후술하는 이온수 생성장치(200)에 수용액을 공급할 수 있도록 연결된 공급펌프(130)가 구비된다.
공급펌프(130)는, 제 1, 2펌프(131)(133)로 이루어지는데, 제 1펌프(131)는, 이온수 생성장치(200)의 양극실(210)이 비어있을 때, 수용액을 최대한 공급하는 용도이며, 제 2펌프(133)는, 상기한 양극실(210)에 수용액이 충만해 있을 때, 정량적으로 필요한 만큼만 공급하는 용도이다.
또한, 상기한 탱크본체(110)의 내부에는 최저수위와 최고수위에 해당하는 위치에 수위센서(111)(113)가 구비되는데, 이는 각각의 수위에 도달했을 때, 알람을 발생시켜 수용액의 공급을 중단하거나, 지속하도록 하는 것이다.
도 3을 참조하면, 이온수 생성장치(200)는, 양극실(210)과 순환탱크(230)와 공급펌프(250)와 순환펌프(270)와 모니터링 장치(280)와 자동밸브(290)와 순수물 공급펌프(295)로 이루어진다.
양극실(210)은 상기한 수용액 공급장치(100)로부터 정량적으로 공급된 수용액을 (+)(-)양극으로 분해시켜 전해이온수로 생성하는 구성으로서, 상기한 수용액 공급장치(100)로부터 공급된 수용액이 과다할 경우, 자동으로 빠져 나가도록 드레인밸브(211)가 상측에 구비된다.
순환탱크(230)는, 상기한 양극실(210)에서 분해된 수용액을 용매인 순수 물(DI:De-lonized Water)과 혼합하여 저장하는 구성이다.
공급펌프(250)는 상기한 순환탱크(230)에 저장된 이온수를 후술하는 이온수 저장장치(300)로 공급하는 구성이며, 순환펌프(270)는, 상기한 순환탱크(230)의 이온수를 양극실(210)로 순환시키는 구성이다.
이 이온수 생성장치(200)는, 자동밸브(290)와 DI 공급펌프(295)가 더 포함된다.
자동밸브(290)는 상술한 양극실(210)의 이온수를 순환탱크(230)에 공급하거나 차단하도록 개폐되는 구성이며, DI공급펌프(295)는 순수 물을 순환탱크에 공급하는 구성이다.
모니터링 장치(280)는, 상기한 순환탱크(230)의 수위를 감지하도록 구비되는 구성으로써, 감지수단(281)과 모니터(283)로 이루어진다.
감지수단(281)은 정량센서(281a)와 저수위센서(281b) 그리고, 최고수위센서(281c)와 최저수위센서(281d)로 이루어진다.
정량센서(281a)는 가장 적절한 수위를 감지하는 센서로서, 이 센서(281a)가 작동할 때는 적정한 수위가 유지되었으므로, 이온수를 공급하는 자동밸브(290)와 순수 물을 공급하는 DI 공급펌프(295)가 차단된다.
또한, 저수위센서(281b)가 작동하면, DI 공급펌프(295)가 작동하여 순수 물을 공급한다.
이외에도 부가적으로 최고수위센서(281c)와 최저수위센서(281d)를 추가하여 상기한 정량센서(281a)와 저수위센서(281b) 이상 발생시 보조적인 역할을 하도록 하였다.
상기한 바와 같은, 각 센서들의 작동은 외부에 구비된 모니터(283)를 통해서 확인할 수 있다.
이와 같은 이온수 생성장치(200)에서 공급된 이온수는 이온수 저장장치(300)에서 적정량을 유지하면서 저장되는데, 이 이온수 저장장치(300)는 저장탱크(310)와 차폐장치(330)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 저장탱크(310)는 상술한 이온수 생성장치(200)의 순환탱크(230)와 마찬가지로 내부에 정량센서(311a)와 저수위센서(311b) 그리고, 최고수위센서(311c)와 최저수위센서(311d)로 이루어진 감지수단(311)이 구비된다.
정량센서(311a)는 가장 적절한 수위를 감지하는 센서로서, 이 센서(311a)가 작동할 때는 적정한 수위가 유지되었으므로, 상술한 이온수 생성장치(200)에서 이온수의 공급이 중단되고, 반대로, 저수위센서(311b)가 작동하면, 이온수 생성장치(200)에서 이온수가 공급된다.
이외에도 부가적으로 최고수위센서(311c)와 최저수위센서(311d)를 추가하여 상기한 정량센서(311a)와 저수위센서(311b) 이상 발생시 보조적인 역할을 하도록 하였다.
차폐장치(330)는 자동펌프의 일종으로서, 상기한 저장탱크(310)에서 공급되는 이온수를 각 라인으로 공급 또는 차단하는 구성으로서, 배관내의 압력이 1.2Kgf/㎠보다 작으면 작동하고, 반대로 배관내의 압력이 1.2Kgf/㎠보다 크면 작동을 멈춰 이온수의 공급이 차단되도록 하였다.
한편, 이와 같은 이온수는 이온수 공급장치(400)로 공급되어 각 공정에 공급되는데, 이 이온수 공급장치(400)는, 저장탱크(410)와 공급펌프(430)와 오토펌프(450)로 이루어진다.
도 5를 참조하면, 저장탱크(410)는 상술한 이온수 저장장치(300)에서 적량적으로 공급된 이온수를 보관하는 구성으로서, 그 내부에 감지수단(411)이 구비된다. ,
감지수단(411)은 고수위센서(411a)와 저수위센서(411b) 그리고, 최고수위센서(411c)와 최저수위센서(411d)로 이루어진다.
고수위센서(411a)는 가장 적절한 수위를 감지하는 센서로서, 이 고수위센서(411a)가 작동할 때는 적정한 수위가 유지되었으므로, 상술한 이온수 저장장치(300)에서 이온수의 공급이 중단되고, 반대로, 저수위센서(411b)가 작동하면, 이온수 저장장치(300)에서 이온수가 공급된다.
이외에도 부가적으로 최고수위센서(411c)와 최저수위센서(411d)를 추가하여 상기한 고수위센서(411a)와 저수위센서(411b) 이상 발생시 보조적인 역할을 하도록 하였다.
공급펌프(430)는 상기한 저장탱크(410)에 저장된 이온수를 분사할 수 있도록 공급하는 하는 구성이며, 오토펌프(450)는 공급펌프(430)에 희석용 물을 공급하도록 적어도 하나 이상 구비되는 구성이다.
한편, 이온수 공급장치(400)는, 상기 공급펌프(430)와 오토펌프(450) 사이에 필터(470)가 더 구비된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 세정용 알칼리 전해 이온수 세정장치(10)에 의하면, 반도체 웨이퍼 또는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판 등의 세정 시, 고효율의 세정효과와 높은 생산성과 낮은 유지보수비용 및 친환경적인 요건을 충족시키는 세정장치를 제공하였다.
또한, 반도체 디바이스의 특성 및 수율에 치명적인 영향을 미치는 오염물을 효과적으로 제거하는 반도체 세정 장치를 제공하였다.
본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자 라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명 청구범위의 기재 범위 내에 있게 된다
10 : 알칼리 전해 이온수 세정장치
100 : 수용액 공급장치 110 : 탱크 본체
130 : 수용액 공급펌프 131,133 : 제 1, 2펌프
200 : 이온수 생성장치 210 : 양극실
230 : 순환탱크 250 : 공급펌프
270 : 순환펌프 280 : 모니터링 장치
290 : 자동밸브 300 : 이온수 저장장치
310 : 저장탱크 330 : 차폐장치
331 : 자동 펌프 333 : 필터
400 : 이온수 공급장치 410 : 저장탱크
430 : 공급펌프 450 : 오토펌프
470 : 필터

Claims (9)

  1. 수용액을 공급하는 수용액 공급장치와;
    상기 수용액 공급장치로부터 정량적으로 공급된 수용액을 분해시켜 전해이온수로 생성하는 이온수 생성장치와;
    상기 이온수 생성장치에서 생성되어 공급된 알칼리 전해 이온수를 적정량으로 유지시키면서 저장하는 이온수 저장장치와;
    상기 이온수 저장장치의 알칼리 전해 이온수를 각 공정별에 공급하는 이온수 공급장치로 이루어지는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수용액 공급장치는,
    수용액을 저장하는 탱크 본체와, 상기 탱크본체에 구비되어 상기 이온수 생성장치에 수용액을 공급할 수 있도록 연결된 공급펌프로 이루어지는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수용액 공급펌프는,
    상기 이온수 생성장치의 양극실이 비어있을 때, 수용액을 공급하는 공급펌프와, 상기 공급펌프의 일측에 구비되어 양극실에 수용액이 충만해 있을 때, 정량적으로 필요한 만큼만 공급하는 정량공급펌프로 이루어지는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이온수 생성장치는,
    상기 수용액 공급장치에서 공급된 수용액을 전기적으로 분해하는 양극실과, 상기 양극실에서 분해된 수용액을 용매인 순수 물과 혼합하여 저장하는 순환탱크와, 상기 순환탱크의 이온수를 상기 이온수 저장장치로 공급하는 공급펌프로 이루어진 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이온수 생성장치는,
    상기 순환탱크의 이온수를 양극실로 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이온수 생성장치는,
    상기 순환탱크의 수위를 감지하는 모니터링 장치와, 상기 모니터링장치에 의한 알람시, 적량의 이온수를 공급하거나 차단할 수 있도록 구비되는 자동밸브를 더 포함하는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이온수 저장장치는,
    상기 이온수 생성장치로부터 공굽된 이온수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 공급되는 이온수를 각 라인으로 공급 또는 차단하는 차폐장치를 포함하는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이온수 공급장치는,
    상기 이온수 저장장치로부터 공급된 알칼리 전해 이온수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 알칼리 전해 이온수를 분사할 수 있도록 공급하는 공급펌프와, 상기 공급펌프에 희석용 물을 공급하도록 구비되는 오토펌프로 이루어지는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 이온수 공급장치는,
    상기 공급펌프와 오토펌프 사이에 필터가 더 구비되는 알칼리 이온수를 이용한 세정장치.

KR1020160141400A 2016-10-27 2016-10-27 알칼리 이온수를 이용한 세정장치 KR101886925B1 (ko)

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