KR100203398B1 - 반도체 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약품처리된 웨이퍼의 세정공정에 사용된 세정액을 회수하여 재사용하는 반도체 세정 장치에 관한 것으로, 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조와, 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인과, 상기 세정액폐수라인상에 설치되어 상기 세정액폐수라인을 개폐시키는 제1 조절밸브와, 상기 세정액폐수라인으로부터 분기되어 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인과, 상기 세정액회수라인상에 설치되어 상기 세정액회수라인을 개폐시키는 제2 조절밸브와, 상기 세정조내에 설치되어 세정공정에 사용된 세정액의 성분을 측정하는 센서와 상기 제1 및 제2 조절

밸브와 상기 센서의 사이에 연결되어 상기 센서로부터 세정액 성분 측정치를 전송받고, 이 성분 측정치와 이미 설정된 설정치를 비교하여 상기 제1 및 제2 조절밸브의 개폐를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수하는 것을 포함한다.

이와같은 장치에 의해서, 종래의 반도체 세정 장치에서는 1차 세정액을 재사용하지 못하고 폐수 처리하였던 것을, 자동 검출장치와 분류 기준값에의한 제어장치 및 세정액의 자동분류장치를 사용하여 1차 세정액을 회수하여 사용할 수 있게 되었다. 따라서 화학물질를 포함한 폐수의 감소, 세정액의 재 사용 등으로 비용감소의 효과를 거둘 수 있다.

Description

반도체 세정 장치(a cleaning apparatus of a semiconductor device)

본 발명은 반도체 소자의 세정 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 약품처리된 웨이퍼의 세정공정에 사용된 세정액을 회수하여 재사용하는 반도체 세정 장치에 관한 것이다.

반도체 소자가 점점 고집적화되어 감에 따라 화학 약품처리된 웨이퍼를 세정하는 세정 공정은 반도체 장치의 수율을 결정하는데 있어서, 매우 중요한 공정으로 대두되고 있다. 특히, 유기물과 무기물 그리고 금속 등과 같은 파티클(particles)에 의한 웨이퍼의 미세 오염에 대한, 세정 관리 기준은 더욱 엄격해지고 있다.

도 1에는 종래 반도체 세정 장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에서, 참조번호 10은 약품조를 나타내고, 참조번호 12은 1차 세정조를 나타내고, 참조번호 14은 1차 세정조의 세정액공급라인을 나타내고, 참조번호 16은 세정액배수라인을 나타내며, 참조번호 18은 2차 세정조를 나타내고, 참조번호 20은 2차 세정조의 세정액공급라인을 나타내고, 참조번호 22은 2차 세정조의 세정액회수라인이고, 참조번호 24은 수조를 나타내고 있다. 여기에서 상기 2차 세정조의 세정액은 전량 회수되어 다시 사용되지만, 상기 1차 세정조의 세정액은 전량 폐수된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 반도체 세정장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 상기 약품조(10)에서 웨이퍼는 화학약품으로 처리되고, 화학약품 처리된 웨이퍼가 상기 1차 세정조(12)로 이송된다. 이어서, 상기 세정액공급라인(14)으로부터 세정액이 상기 1차 세정조로부터 로딩된 웨이퍼에 묻어있는 화학약품 및 파티클을 씻어내고, 세정조(12)를 넘쳐 흐른 세정액은 수조(24)를 거쳐, 세정액배수라인(16)을 통하여 외부로 방류된다.

다음, 상기 1차 세정조(12)의 작업을 끝낸 웨이퍼가 2차 세정조(18)로 옮겨지면, 상기 2차 세정액공급라인(20)으로부터 세정액이 공급되어, 상기 1차 세정공정과 마찬가지의 웨이퍼 세정공정이 수행된다. 이때, 상기 2차 세정공정에서 사용된 세정액은 1차 세정공정에서 사용되어 전량 배수된, 세정액에 비해 불순물 함유량이 상대적으로 적기 때문에 상기 세정액회수라인(22)을 통해 전량 회수되어 재사용된다.

그러나, 상술한 바와 같은 반도체 세정 장치에 의하면, 상기 1차 세정공정에서세정액에는 묻어있던 불순물둘이 다량 함유되어 있기 때문에 전량 폐수로서 배수되고, 이에따라 새로운 세정액이 지속적으로 공급되어야 한다.

따라서, 세정액의 낭비가 초래되고, 배수되는 세정액의 증가에따른 폐수 정화비용 등의 상승하는 문제점이 발생된다. 뿐만아니라, 근래에는 페수총량규제 등의 환경법규가 강화되고 있어, 이와 같은 세정액의 배수량 절감 등이 시급한 해결과제로 대두되고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 화학약품 처리된 웨이퍼의 세정공정에 사용된 세정액을 회수하여 재사용할 수 있는 반도체 세정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 반도체 세정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;

도 3은 도 2 반도체 세정 장치에서 세정액의 전도도 측정치를 보여주는 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 약품조 12, 18 : 세정조

14, 20 : 세정액공급라인 16 : 세정액배수라인

22, 40 : 세정액회수라인 24 : 수조

30, 32 : 센서 34 : 콘트롤러

36 : 세정액폐수라인 38 : 제1 조절밸브

42 : 제2 조절밸브

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조와, 상기 세정조에 세정액을 공급하는 세정액공급라인과, 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액배수라인을 구비한 반도체 세정장치에 있어서, 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인과, 상기 세정액폐수라인상에 설치되어 상기 세정액폐수라인을 개폐시키는 제1 조절밸브와, 상기 세정액폐수라인으로부터 분기되어 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인과, 상기 세정액회수라인상에 설치되어 상기 세정액회수라인을 개폐시키는 제2 조절밸브와, 상기 제1 및 제2 조절밸브와 연결되어 상기 제1 및 제2 조절밸브의 개폐를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정이 시작된 후, 소정의 시간이 경과되면 상기 제1 조절밸브를 오프시키고, 상기 제2 조절밸브를 온시켜 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수한다.

이 장치에 있어서, 상기 소정의 시간은 약 1분 30초 범위내이다.

이 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 조절밸브는 공압밸브이다.

이 장치에 있어서, 상기 세정조는 1차 세정조이다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조와, 상기 세정조에 세정액을 공급하는 세정액공급라인과, 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액배수라인을 구비한 반도체 세정장치에 있어서, 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인과, 상기 세정액폐수라인상에 설치되어 상기 세정액폐수라인을 개폐시키는 제1 조절밸브와, 상기 세정액폐수라인으로부터 분기되어 상기 세정조로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인과, 상기 세정액회수라인상에 설치되어 상기 세정액회수라인을 개폐시키는 제2 조절밸브와, 상기 세정조내에 설치되어 세정공정에 사용된 세정액의 성분을 측정하는 센서와, 상기 제1 및 제2 조절밸브와 상기 센서의 사이에 연결되어 상기 센서로부터 세정액 성분 측정치를 전송받고, 이 성분 측정치와 이미 설정된 설정치를 비교하여 상기 제1 및 제2 조절밸브의 개폐를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수한다.

이 장치에 있어서, 상기 센서는 전도도측정센서, TOC레벨측정센서, 그리고 순도측정센서 중, 어느 하나를 사용한다.

이 장치에 있어서, 상기 세정조는 1차 세정조이다.

이 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 조절밸브는 공압밸브이다.

본 발명에 의하면, 세정조에서 사용된 세정액을 분류하기 위한 측정치를 센서로 얻을 수 있다. 그리고 세정액을 분리하기 위한 기준이 순도 또는 전도도 그리고 TOC레벨 등 다양하므로 정확한 분리가 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 자동조절밸브가 회수라인 및 폐수라인에 부착되어 자유로운 콘트롤이 가능하다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면 도 2 및 도 3에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 세정장치는, 세정액의 전도도를 측정는 센서(30, 32)와, 콘트롤러(34) 그리고 세정액을 배수 처리하는 폐수라인(36)과 제1 조절밸브(38) 및 세정액을 회수하는 회수라인(40)과 제2 조절밸브(42)를 포함하고 있다.

이러한 장치에 의해서, 화학약품 처리된 웨이퍼의 세정공정에 사용된 세정액을 회수하여 재사용할 수 있다.

도 2에 있어서, 도 1에 도시된 반도체 세정장치의 구성 요소와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정 장치의 구성을 보여주고 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정장치는, 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조(12)와, 상기 세정조(12)에 세정액을 공급하는 세정액공급라인(20)과, 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인(36)과, 상기 세정액폐수라인(36)상에 설치되어 상기 세정액폐수라인(36)을 개폐시키는 제1 조절밸브(38)와, 상기 세정액폐수라인(36)으로부터 분기되어 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인(40)과, 상기 세정액회수라인(40)상에 설치되어 상기 세정액회수라인(40)을 개폐시키는 제2 조절밸브(42)와, 상기 세정조(12)내에 설치되어 세정공정에 사용된 세정액의 성분을 측정하는 센서(30, 32)와 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)와 상기 센서(30, 32)의 사이에 연결되어 상기 센서(30, 32)로부터 세정액 성분 측정치를 전송받고, 이 성분 측정치와 이미 설정된 설정치를 비교하여 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)의 개폐를 제어하는 콘트롤러(34)를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수하는 것을 갖는다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는, 반도체 세정장치의 동작은 다음과 같다.

반도체 웨이퍼가 상기 약품조(10)에서 화학처리를 끝내고, 상기 1차 세정조(12)로 이동되었을 때, 세정액공급라인(20)에서 세정액이 상기 1차 세정조(12)의 밑으로부터 위 방향으로 분사되어 웨이퍼를 세정하게 된다.

그리고 상기 전도도센서(30, 32)는 웨이퍼를 세정하고 흐르는 세정액의 전도도를 측정한다. 상기 측정된 전도도는 상기 콘트롤러(34)에 상기 전도도센서(30, 32)로부터 전달되고, 상기 콘트롤러(34)는 상기 전도도센서(30, 32)로부터 받은 전도도값을 세정액 분리기준과 비교하고, 상기 전도도의 값이 회수 대상이면, 상기 콘트롤러(34)는 상기 제2 조절밸브(42)를 열도록 제어하여, 세정액을 상기 세정액회수라인(40)을 통하여 회수되도록 하고, 상기 전도도의 값이 폐수 대상이면, 상기 콘트롤러(34)는 상기 제1 조절밸브(38)를 열도록 제어하여, 세정액을 상기 세정액폐수라인(36)을 통하여 폐수되도록 한다.

상기에서 분류기준으로 사용한 세정액의 전도도는, 세정액을 재사용할 수 있는 600μS이하이다. 상기와 같은 기준치를 세우기 위하여, 도 3와 같이, 1차 세정조에 대하여 세로변에 전도도를 가로변에는 시간을 나타내어, 시간에 따른 전도도의 변화를 그래프로 나타내었다. 3종류의 각각 다른 세정액을 예로하여 측정한 그래프인 도 3에서 세정액은 참조번호 50a, 52b, 54c로 도시된 바와 같이 각각 다른 시간에 세정액의 전도도 관리 기준인 600μS이하로 됨을 알 수 있다.

세정시 세정액의 전도도 관리 기준은 600μS이하이어야 한다. 그러므로 제3 도의 그래프에서와 같이 시간 및 전도도를 검출하여, 세정액을 분류할 수 있다. 이때 전도도 외에도 세정액의 순도, TOC(total organic carbon level) 레벨 등을 분리기준으로 사용한다.

종래의 반도체 세정장치에 의하면, 1차 세정액을 재사용하지 못하고 폐수 처리하였던 것을, 본 발명은, 자동 검출장치와 분류 기준값에의한 제어장치 및 세정액의 자동분류장치를 사용하여 1차 세정액을 회수하여 사용할 수 있게 한다.

따라서 화학물질를 포함한 폐수의 감소, 세정액의 재 사용 등으로 비용감소의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (8)

1. 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조(12)와, 상기 세정조(12)에 세정액을 공급하는 세정액공급라인(14)과, 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액배수라인(16)을 구비한 반도체 세정장치에 있어서, 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인(36)과; 상기 세정액폐수라인(36)상에 설치되어 상기 세정액폐수라인(36)을 개폐시키는 제1 조절밸브(38)와; 상기 세정액폐수라인(36)으로부터 분기되어 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인(40)과; 상기 세정액회수라인(40)상에 설치되어 상기 세정액회수라인(40)을 개폐시키는 제2 조절밸브(42)와; 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)와 연결되어 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)의 개폐를 제어하는 콘트롤러를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정이 시작된 후, 소정의 시간이 경과되면 상기 제1 조절밸브(38)를 오프시키고, 상기 제2 조절밸브(42)를 온시켜 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 시간은 약 1분 30초 범위내인 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)는 공압밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 세정조(12)는 1차 세정조인 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
5. 약품처리된 웨이퍼의 세정공정이 수행되는 세정조(12)와, 상기 세정조(12)에 세정액을 공급하는 세정액공급라인(14)과, 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액배수라인(16)을 구비한 반도체 세정장치에 있어서, 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 배수하는 세정액폐수라인(36)과; 상기 세정액폐수라인(36)상에 설치되어 상기 세정액폐수라인(36)을 개폐시키는 제1 조절밸브(38)와; 상기 세정액폐수라인(36)으로부터 분기되어 상기 세정조(12)로부터 배수된 세정액을 회수하는 세정액회수라인(40)과; 상기 세정액회수라인(40)상에 설치되어 상기 세정액회수라인(40)을 개폐시키는 제2 조절밸브(42)와; 상기 세정조(12)내에 설치되어 세정공정에 사용된 세정액의 성분을 측정하는 센서(30, 32)와; 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)와 상기 센서(30, 32)의 사이에 연결되어 상기 센서(30, 32)로부터 세정액 성분 측정치를 전송받고, 이 성분 측정치와 이미 설정된 설정치를 비교하여 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)의 개폐를 제어하는 콘트롤러(34)를 포함하여 상기 웨이퍼의 세정에 사용된 세정액을 회수하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 센서(30, 32)는 전도도측정센서, TOC레벨측정센서, 그리고 순도측정센서 중, 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 세정조(12)는 1차 세정조인 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 조절밸브(38, 42)는 공압밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 세정장치.