KR100489652B1 - 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치 - Google Patents

반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 침지에 사용되는 화학물질을 순환시키면서 그에 포함된 효과적으로 이물질을 제거할 수 있는 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치에 관한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치는, 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합, 조절 및 순환시키는 혼합순환조(31), 공급라인(32)을 경유하여 상기 혼합순환조(31)에 연결된 다수의 액조(33, 34)들 및 상기 다수의 액조(33, 34)들과 상기 혼합순환조(31)를 재연결하는 제1회수라인(35)을 포함하여 구성된다.
따라서, 반도체장치의 제조를 위한 청정실 중에서 비교적 제한된 좁은 공간내에 설치되어도 효율적으로 침지공정을 수행할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 웨이퍼의 대구경화 및 반도체장치의 생산성을 위한 작업성 개선을 위한 복수의 액조(33, 34)의 설치 등의 현재 추세를 고려하여 볼 때 매우 효율적인 침지공정의 수행을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치
본 발명은 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 웨이퍼의 침지에 사용되는 화학물질을 순환시키면서 그에 포함된 효과적으로 이물질을 제거할 수 있는 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치에 관한 것이다.
반도체 산업에서는 목적물, 가령 웨이퍼의 표면의 세척, 포토레지스트의 제거 또는 습식식각 등과 같이 목적물을 화학물질 속에 침지시켜 화학물질로 처리하는 공정을 다수 포함하고 있으며, 여기에 사용되는 화학물질을 효과적으로 사용하기 위하여는 불량을 유발할 수 있는 이물질의 수준을 일정 수준 이하로 관리하여야 한다.
그러나, 공정이 진행될수록, 즉 처리 단위가 증가할수록 공정에 사용된 화학물질에는 이물질의 농도가 높아지게 된다.
한편, 최근에는 공정에 사용되는 화학물질 중에 포함되는 이물질을 계수할 수 있는 파티클카운터(Particle counter)가 개발되어 사용되면서 이들 화학물질 중의 이물질의 농도를 보다 정확하게 관리할 수 있게 되었다.
도 1에 나타낸 것과 같이 종래의 딥형 화학물질 침적장치는, 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합하고, 조절하는 혼합조(11)로부터 공급라인(12)을 경유하여 실질적으로 웨이퍼의 침지가 이루어지는 액조(13)로 공급되고, 공정의 수행 중 또는 수행 후, 방출라인(14)을 통하여 외부로 방출되도록 구성되며, 특히 혼합조(11)에서 액조(13)로 화학물질이 공급라인(12)을 경유하여 공급될 때, 화학물질은 상기 공급라인(12)에 취부된 필터(121)를 경유하여 공급되어 화학물질 중에 포함된 이물질을 여과하면서 액조(13)로 공급되도록 구성되어 있다. 이 경우 화학물질이 1회 사용되고 즉시로 방출되기 때문에 액조(13)내의 화학물질의 이물질 농도는 낮은 수준으로 관리될 수 있는 장점이 있기는 하나, 화학물질의 소모량이 심하여, 비효율적이며, 특히 대량의 폐기 화학물질을 발생시켜 환경적인 측면에서도 바람직하지 못하다는 단점이 있다.
한편, 이를 개선한 것으로서, 도 2에 도시한 바와 같은 순환형 웨이퍼 침지장치가 개발되어 현재 널리 사용되고 있다. 이는 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합하고, 조절하는 혼합조(21), 공급라인(22)을 경유하여 상기 혼합조(21)에 연결된 액조(23), 제1회수라인(24)을 경유하여 상기 액조(23)에 연결되어 액조(23)내의 화학물질을 수용하고, 순환시키면서 여과하는 순환조(25)를 포함하여 구성된다. 따라서, 상기 혼합조(21)내의 화학물질은 공급라인(22)을 경유하면서 상기 공급라인(22)에 취부된 제1펌프(221)와 제1필터(222)를 통하여 가압, 여과되어 실질적으로 공정이 수행되는 상기 액조(23)로 공급되고, 일단 액조(23)에 공급된 화학물질은 상기 액조(23)내에서 웨이퍼와 접촉하여 공정을 수행하고, 계속해서 오버플로우에 의하여 일부가 분리되어 배출부(231)와 그에 연결된 제1회수라인(24)을 통하여 순환조(25)로 회수된다. 순환조(25)에는 제2순환라인(251)이 형성되어 있으며, 이 제2순환라인(251)에 취부된 제2펌프(252)에 의하여 순환되고, 제2필터(253)에 의하여 여과되어 이물질이 제거된 후, 다시 순환조(25)로 공급되어 저장될 수 있으며, 순환조(25)내의 화학물질은 상기 제1펌프(221) 및 제1필터(222)를 경유하여 다시 상기 액조(23)로 공급되어 재사용될 수 있다.
상기 액조(23)와 상기 순환조(25) 사이에는 제2회수라인(26)이 더 연결되어 상기 액조(23)내의 화학물질을 일시에 제거하여 상기 순환조(25)로 회수할 수도 있다.
또한, 상기 혼합조(21)에도 자체적으로 순환여과가 가능하도록 제1순환라인(211)이 더 연결되며, 이 제1순환라인(211)에는 상기 혼합조(21)내의 화학물질의 순환과 여과를 위한 제2펌프(212)와 제2필터(213)이 취부된다.
상기 액조(23)와 상기 순환조(25) 사이에는 제2회수라인(26)이 더 연결되어 상기 액조(23)내의 화학물질을 일시에 제거하여 순환조(25)로 회수할 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 종래의 순환형 웨이퍼 침지장치는, 도 2에도 나타난 바와 같이, 실질적으로 공정이 수행되는 매 액조(23)마다 그에 직결되는 혼합조(21)와 순환조(25) 및 이들을 서로 연결하는 라인들 그리고 그 라인들에 취부되는 다수의 펌프 및 필터들을 포함하기 때문에 대량생산을 위하여 다수의 액조(23)가 필요한 경우, 상당히 넓은 공간을 차지하여야만 소정의 이물질 농도를 유지하면서 침지공정을 수행할 수 있으며, 이를 위하여는 그 설치 및 유지에 많은 노력과 시간 및 비용이 소요되는 청정실의 상당한 공간을 차지하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 다수의 액조들에 사용되는 화학물질을 공급하고, 여과를 위하여 순환시키는 데 필요한 각종 조들을 하나의 혼합순환조에 연결하여 청정실내에서 차지하는 공간을 줄이면서도 화학물질 중의 이물질의 농도를 충분히 낮은 수준으로 유지할 수 있도록 한 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치는, 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합, 조절 및 순환시키는 혼합순환조, 공급라인을 경유하여 상기 혼합순환조에 연결된 다수의 액조들 및 상기 다수의 액조들과 상기 혼합순환조를 재연결하는 제1회수라인을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치는, 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합, 조절 및 순환시키는 혼합순환조(31), 공급라인(32)을 경유하여 상기 혼합순환조(31)에 연결된 다수의 액조(33, 34)들 및 상기 다수의 액조(33, 34)들과 상기 혼합순환조(31)를 재연결하는 제1회수라인(35)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
따라서, 우선 상기 혼합순환조(31)로 원료가 되는 화학물질들이 유량제어밸브(301)가 취부되어 그 속을 통과하는 화학물질의 통과량을 조절할 수 있는 화학물질공급라인(30)을 경유하여 상기 혼합순환조(31)로 공급되면 여기에서 침지공정에 적절한 조성 및 농도로 혼합 및 조절이 이루어진다. 혼합된 화학물질은 공급라인(32)에 취부된 제1펌프(321)에 의하여 공급라인(32)을 경유하여 제1액조(33) 및 제2액조(34) 등으로 표시된 다수의 액조들에 공급된다. 액조(33, 34)에 공급된 화학물질은 상기 액조(33, 34)내에서 웨이퍼와 접촉하여 공정을 수행하고, 계속해서 오버플로우에 의하여 일부가 분리되어 제1액조(33)의 제1배출부(331) 및 제2액조(34)의 제2배출부(341)에 연결된 제1회수라인(35)을 통하여 상기 혼합순환조(31)로 회수된다. 따라서, 재차 공급라인(32)을 통하여 상기 제1액조(33) 또는 제2액조(34)로 화학물질을 재공급할 때 상기 공급라인(32)에 취부된 제1필터(322)에 의하여 여과되어 이물질이 제거되면서 상기 다수의 액조(33, 34)들로 화학물질을 공급하는 과정에서 자동적으로 이물질이 여과에 의하여 제거되면서 공급될 수 있으며, 또한 상기 혼합순환조(31)로는 사용하지 않은 새로운 화학물질들이 공급되기 때문에 여과 및 희석효과에 의하여 이물질의 농도가 낮은 상태로 유지할 수 있다.
더욱이, 상기 혼합순환조(31)에는 상기 제1회수라인(35)과 공급라인(32)에 의한 상기 액조(33, 34)를 경유하는 순환 이외에도 별도의 순환라인(37)이 더 연결될 수 있으며, 이 순환라인(37)에는 화학물질의 순환을 위한 제2펌프(371)와 순환 중의 화학물질의 여과를 위한 제2필터(372)가 취부된다. 따라서, 침지공정 중 또는 공정 중단 중에도 상기 순환라인(37)에 의한 화학물질의 순환과 순환 중의 상기 제2필터(372)에 의한 이물질의 여과가 가능하며, 그에 따라 항상 상기 혼합순환조(31)내의 화학물질의 이물질 농도를 소정의 수준으로 유지할 수 있다.
상기 다수의 액조(33, 34)들과 상기 혼합순환조(31) 사이에는 제2회수라인(36)이 더 연결되어 상기 액조(33, 34)내의 화학물질을 일시에 제거하여 상기 혼합순환조(31)로 회수할 수도 있다.
상기 순환라인(37)에는 적절한 이물질의 농도의 관리와 화학물질의 적절한 농도유지를 위하여 파티클카운터(40) 및 농도측정기(41)가 더 취부될 수 있다.
상기 파티클카운터(40) 및 농도측정기(41)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것들이다.
상기 혼합순환조(31)에는 상한수위센서(311)와 하한수위센서(312)가 취부될 수 있으며, 이들 상한수위센서(311)와 하한수위센서(312)에 의하여 상기 혼합순환조(31)의 내부에는 일정한 양의 화학물질이 유지될 수 있도록 한다.
상기 혼합순환조(31)에는 상기한 수위센서들 이외에도 통상의 온도센서(313)들이 취부될 수 있으며, 또한 화학물질의 완전한 배출을 위한 방출라인(38) 및 혼합순환조(31)내로 과다한 양의 화학물질이 유입되는 경우 이를 적절히 배출할 수 있는 오버플로우관(39)이 더 연결될 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치는 반도체장치의 제조를 위한 청정실 중에서 비교적 제한된 좁은 공간내에 설치되어도 효율적으로 침지공정을 수행할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 웨이퍼의 대구경화 및 반도체장치의 생산성을 위한 작업성 개선을 위한 복수의 액조들의 설치 등의 현재 추세를 고려하여 볼 때 매우 효율적인 침지공정의 수행을 가능하게 하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래의 반도체장치 제조용 딥형 웨이퍼 침지장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 반도체장치 제조용 순환형 웨이퍼 침지장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 혼합조 12 : 공급라인
13 : 액조 14 : 방출라인
21 : 혼합조 22 : 공급라인
23 : 액조 24 : 제1회수라인
25 : 순환조 26 : 제2회수라인
30 : 화학물질공급라인 31 : 혼합순환조
32 : 공급라인 33 : 제1액조
34 : 제2액조 35 : 제1회수라인
36 : 제2회수라인 37 : 순환라인
38 : 방출라인 39 : 오버플로우관
40 : 파티클카운터 41 : 농도측정기
121 : 필터 211 : 제1순환라인
212 : 제2펌프 213 : 제2필터
221 : 제1펌프 222 : 제1필터
231 : 배출부 251 : 제2순환라인
252 : 제3펌프 253 : 제3필터
301 : 유량제어밸브 311 : 상한수위센서
312 : 하한수위센서 313 : 온도센서
321 : 제1펌프 322 : 제1필터
331 : 제1배출부 341 : 제2배출부
371 : 제2펌프 372 : 제2필터

Claims (6)

  1. 화학물질을 소정의 조성 및 농도로 혼합, 조절 및 순환시키는 혼합순환조, 공급라인을 경유하여 상기 혼합순환조에 연결된 다수의 액조들 및 상기 다수의 액조들과 상기 혼합순환조를 재연결하는 제1회수라인을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제2펌프와 제2필터가 취부된 순환라인이 상기 혼합순환조에 더 연결됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 순환라인에 파티클카운터 및 농도측정기가 더 취부됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합순환조에 상한수위센서와 하한수위센서가 더 취부됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합순환조에 2개의 액조가 연결됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 액조들과 상기 혼합순환조 사이에 제2회수라인이 더 연결됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 혼합형 웨이퍼 침지장치.
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