KR100794585B1 - 습식 세정 장치 및 방법 - Google Patents

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이성진
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 소정의 세정액으로 세정하는 습식 세정 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 습식 세정 장치는 내부에 세정액이 채워지고 공정시 기판이 침지되어 기판의 세정이 이루어지는 공간이 제공되는 처리조, 상기 처리조 내 세정액을 순환시키는 순환라인 및 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 순환라인을 따라 순환되는 세정액을 가열하는 가열기를 가지는 순환부재, 그리고 상기 처리조 내 세정액의 교체시 상기 순환라인을 통해 상기 처리조로 공급되도록, 상기 순환라인 상에 상기 가열기의 전단에 연결되어 상기 순환라인으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 포함한다. 세정액의 기설정된 공정 조건, 즉, 농도 및 온도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등이 이루어지면서 세정액의 공급이 이루어진다. 본 발명에 따르면, 상술한 습식 세정 장치는 공정시 상기 처리조 내 세정액을 새로운 세정액으로 교체할 때, 상기 처리조로 공급되는 세정액이 상기 가열기에 의해 기설정된 공정 온도로 가열됨과 동시에 처리액들을 기설정된 농도값을 만족하도록 함으로써, 세정액의 교체 시간을 단축할 수 있어 장치의 설비 가동률을 상승시키고, 공정 수율을 향상시킨다.
반도체, 기판, 웨이퍼, 처리조, 외조, 내조, 베스, 침지, 세정, 습식 세정,

Description

습식 세정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR WET CLEANING}
도 1은 본 발명에 따른 습식 세정 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 혼합 부재의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼합 부재의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 처리액 공급 방법을 보여주는 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 습식 세정 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 혼합 부재의 처리액 혼합 과정을 보여주는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 습식 세정 장치
110 : 처리조
120 : 순환 부재
130 : 배수 부재
140 : 처리액 공급부재
본 발명은 습식 세정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판을 처리조에 침지시켜 기판 표면에 잔류하는 이물질을 세정하는 습식 세정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼 상의 미립자 금속 불순물, 유기 오염물, 표면 피막 등의 다양한 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다. 이러한 세정 공정을 수행하는 반도체 장치들 중 습식 세정 장치는 웨이퍼들을 세정액으로 채워지는 처리조에 침지시켜 웨이퍼 표면에 잔류하는 이물질들을 세정한다.
이러한 습식 세정 장치는 처리조, 순환 부재, 그리고 처리액 공급부재를 가진다. 처리조는 내부에 복수의 처리액들로 채워지는 공간을 가진다. 순환 부재는 처리조 내 처리액들을 지속적으로 순환시킨다. 이때, 순환 부재에 의해 순환되는 처리액들은 순환 부재에 구비되는 가열기(heater) 및 필터(filter)에 의해 가열 및 필터링(filtering)이 이루어지면서 기설정된 공정 조건을 만족하는 세정액으로 혼합된다. 그리고, 처리액 공급부재는 처리조로 복수의 처리액들을 공급한다.
상술한 습식 세정 장치는 일정 주기 동안 웨이퍼의 세정이 진행되면 기존의 세정액을 새로운 세정액으로 교체하는 과정이 수행된다. 세정액의 교체가 개시되면, 처리조 내 잔류하는 기존의 세정액은 모두 배수되고, 처리조에 새로운 처리액들을 공급한다. 처리조에 일정량의 처리액들이 채워지면, 순환 부재는 처리조 내 처리액들을 순환시키면서 처리액들을 가열 및 혼합하여 세정액을 생성한다. 기설정된 농도 및 온도 조건을 만족하는 세정액이 생성되면, 복수의 웨이퍼들을 처리조에 침지시켜 세정시킨다.
이러한 세정액의 교체 과정이 수행되는 동안에는 웨이퍼의 세정 공정이 중단되므로, 세정액의 교체 시간은 최소한으로 단축하는 것이 바람직하다. 그러나, 상술한 습식 세정 장치는 세정액의 교체 시간이 길다. 즉, 일반적인 습식 세정 장치의 세정액의 교체는 기존의 오염된 세정액을 배수하는 시간, 각각의 처리액들을 공급하는 시간, 그리고 처리액들을 혼합하여 기설정된 공정 조건을 만족하는 세정액을 생성하는 시간 등이 소모되므로, 혼합액의 교체 시간의 증가에 따른 장치의 설비 가동률을 낮아 공정 수율이 낮다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 처리량을 향상시킨 습식 세정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 세정액의 교체 시간을 단축하는 습식 세정 장치 및 방법을 공급하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 설비 가동률을 향상시킬 수 있는 습식 세정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 습식 세정 장치는 내부에 세정액이 채워지는, 그리고 공정시 기판이 침지되어 기판의 세정이 이루어지는 공간이 제공되는 처리조, 상기 처리조 내 세정액을 순환시키는 순환라인 및 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 순환라인을 따라 순환되는 세정액을 가열하는 가열기를 가지는 순환부재, 그리고 상기 처리조 내 세정액의 교체시 상기 순환라인을 통해 상기 처리조로 공급되도록, 상기 순환라인 상에 상기 가열기의 전단에 연결되어 상기 순환라인으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 공급부재는 복수의 처리액들을 공급하는 처리액 공급부재 및 상기 처리액 공급부재로부터 공급받은 처리액들을 혼합시켜 세정액을 생성하는 혼합 부재를 포함하되, 상기 혼합 부재는 상기 처리액들 중 어느 하나를 유입시키는 유입 공간 및 상기 유입 공간으로 유입된 처리액을 추진시키는 추진 공간, 그리고 상기 추진 공간에 의해 추진되는 처리액에 의해 상기 처리액들 중 다른 처리액들을 강제 흡입시켜 상기 처리액들을 혼합시키는 혼합 공간을 구비하여, 상기 순환 라인으로 세정액을 공급하기 전에 상기 세정액의 농도를 기설정된 공정 온도를 만족하도록 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 습식 세정 방법은 내부에 세정액이 채워지고 공정시 기판이 침지되어 기판의 세정이 이루어지는 공간이 제공되는 처리조, 상기 처리조 내 세정액을 순환시키는 그리고 순환되는 세정액을 가열하는 가열기가 설치되는 순환라인, 그리고 상기 순환라인으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 구비하는 습식 세정 장치의 습식 세정 방법에 있어서, 상기 처리조 내 세정액을 새로운 세정액으로 교체시, 상기 세정액 공급부재는 세정액이 상기 처리조로 공급되기 전에 상기 가열기에 의해 공정 온도로 가열되도록 세정액을 공급한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액 공급부재는 상기 순환 라인으로 세 정액을 공급하기 전에 상기 처리액들을 기설정된 공정 온도로 혼합시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정액은 내부에 상기 처리액들을 혼합하는 혼합 공간이 제공되는 혼합 부재에 의해 생성되되, 상기 처리액들의 혼합은 상기 처리액들 중 어느 하나를 추진유체로 사용하고, 상기 처리액들 중 다른 처리액들은 상기 추진유체로 사용되는 처리액에 의해 상기 혼합 공간으로 강제 흡입되어 이루어진다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 웨이퍼를 세정액에 침지시켜 세정하는 반도체 제조 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 소정의 처리액으로 기판을 처리하는 모든 기판 처리 장치에 적용이 가능할 수 있다.
(실시예)
도 1은 본 발명에 따른 습식 세정 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 혼합 부재의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 습식 세정 장치(100)는 처리 조(110), 순환 부재(120), 배수 부재(130), 세정액 공급부재(cleaning-liquid supply member), 그리고 제어부(controller)(미도시됨)를 포함한다. 처리조(110)는 내부에 기판 처리 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 여기서, 상기 기판 처리 공정은 기판 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 공정이다. 처리조(110)는 내조(112) 및 외조(114)를 가진다. 내조(112)는 내부에 공정시 세정액이 채워지는 공간을 가진다. 상기 공간은 공정시 복수의 기판(W)들이 충분히 침지될 수 있는 용적을 가진다. 외조(114)는 내조(112) 외부에서 내조(112)를 감싸도록 설치된다. 외조(114)는 내부에 세정액이 채워지는 공간을 가진다. 외조(114)는 공정시 내조(112)로부터 넘쳐흐르는 세정액을 수용한다. 외조(114)는 상부가 개방되며, 개방된 상부는 공정시 기판(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다. 외조(114)의 개방된 상부는 개폐 부재(미도시됨)에 의해 개폐가 이루어질 수 있다.
순환 부재(120)는 처리조(110) 내 세정액을 순환시킨다. 순환 부재(120)는 순환라인(recycle line), 가압부재(125), 가열기(126), 필터 부재(127), 그리고 농도계(128)를 포함한다. 순환 라인은 메인 순환라인(121), 제 1 라인(122), 제 2 라인(123), 그리고 우회라인(124)을 포함한다. 메인 순환라인(121)은 처리조(110) 내 세정액을 순환시킨다. 메인 순환라인(121)은 외조(114)로부터 내조(112)로, 또는 내조(112) 및 외조(114)로부터 내조(112)로 세정액을 순환시킨다. 제 1 라인(122)은 내조(112)로부터 메인 순환라인(121)으로 세정액을 공급하고, 제 2 라인(123)은 외조(114)로부터 메인 순환라인(121)으로 세정액을 공급한다. 그리고, 우회라인(124)은 메인 순환라인(121)을 따라 순환되는 세정액이 메인 순환라인(121)에 설 치된 필터부재(127)를 우회하도록 제공된다. 즉, 우회라인(124)의 일단은 필터부재(127)의 전단으로부터 분기되고, 타단은 필터부재(127)의 후단에 연결된다.
가압 부재(125), 가열기(126), 그리고 필터부재(127)는 메인 순환라인(121) 상에 설치된다. 가압 부재(125)는 순환라인에 유동압을 제공한다. 가압 부재(125)로는 펌프(pump)가 사용될 수 있다. 가열기(126)는 순환 라인을 따라 순환되는 세정액을 가열한다. 가열기(126)로는 적어도 하나의 히터(heater)가 사용된다. 필터부재(127)는 순환라인을 따라 흐르는 세정액 내 잔류하는 파티클(particle)과 같은 오염물질들을 필터링(filtering)한다. 필터부재(127)로는 적어도 하나의 필터(filter)가 사용된다. 그리고, 농도계(128)는 메인 순환라인(121) 상에 설치되며, 메인 순환라인(121)을 따라 이동되는 세정액의 농도를 측정한다.
배수 부재(130)는 처리조(110) 내 세정액을 배수한다. 배수 부재(130)는 배수통(132), 배수라인(134), 그리고 배출관(136)을 가진다. 배수통(132)은 공정시 처리조(110) 내 오염된 세정액을 수용한다. 배수라인(134)은 순환 라인(121)으로부터 분기되어, 처리조(110) 내 오염된 세정액을 배수통(132)으로 배수(drain)시킨다. 배출관(136)은 배수통(132)으로 배수된 세정액을 장치(100) 외부로 배출시킨다.
세정액 공급부재는 세정액을 생성한 후 생성된 세정액을 순환 부재(120)로 공급한다. 세정액 공급부재는 처리액 공급부재(140) 및 혼합 부재(150)를 포함한다. 처리액 공급부재(140)는 혼합부재(150)로 복수의 처리액들을 공급한다. 처리액 공급부재(140)는 제1약액 공급부재(142), 제2약액 공급부재(144), 그리고 초순수 공급부재(146)를 포함한다. 제1약액 공급부재(142)는 제1약액 공급원(142a) 및 제1약액 공급라인(142b)을 가진다. 제1약액 공급원(142a)은 제 1 약액을 수용하고, 제1약액 공급라인(142b)은 제1약액 공급원(142a)으로부터 혼합부재(150)로 제 1 약액을 공급한다. 제2약액 공급부재(144)는 제2약액 공급원(144a) 및 제2약액 공급라인(144b)을 가진다. 제2약액 공급원(144a)은 제 2 약액을 수용하고, 제2약액 공급라인(144b)은 제2약액 공급원(144a)으로부터 혼합부재(150)로 제 2 약액을 공급한다. 그리고, 초순수 공급부재(146)는 초순수 공급원(146a) 및 초순수 공급라인(146b)을 가진다. 초순수 공급원(146a)은 초순수(DIW:Deionized Water)를 수용하고, 초순수 공급라인(146b)은 초순수 공급원(146a)으로부터 혼합 부재(150)로 초순수를 공급한다.
여기서, 제1약액 공급부재(142), 제2약액 공급부재(144), 그리고 초순수 공급부재(146) 각각은 공정시 기설정된 농도를 가지는 세정액의 제조를 위한 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수의 혼합 비율만큼 제 1 및 제 2 약액, 그리고 초순수를 혼합부재(150)로 공급한다. 예컨대, 제 1 약액이 암모니아(NH4OH) 용액이고, 제 2 약액은 과산화수소(H2O2)가 사용되어, 표준 세정액-1(SC-1:standard clean-1)을 생성하는 경우에 있어서는, 일반적으로 암모니아 용액과 과산화수소 용액, 그리고 초순수를 1:1:5의 비율로 혼합한다. 따라서, 세정액 교체시, 제1약액 공급부재(142), 제2약액 공급부재(144), 그리고 초순수 공급부재(146) 각각은 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수의 공급비율이 1:1:5가 되도록 제 1 및 제 2 약액, 그리고 초순수를 혼합부재(150)로 공급한다.
본 실시예에서는 습식 세정 장치(100)가 표준 세정액-1(SC-1)을 사용하여 기판(W)을 세정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 기판(W)을 세정하는 세정액은 다양한 약액이 사용될 수 있으며, 이때 처리액 공급부재(140)는 기판(W)을 세정하고자 하는 세정액의 생성하기 위한 다양한 처리액들을 기설정된 공급 비율로 공급이 이루어지도록 적용된다.
혼합 부재(150)는 공급받은 처리액들을 일차적으로 혼합한다. 혼합 부재(150)는 내부에 몸체(152), 혼합 라인(154), 제1약액 유입라인(155), 그리고 제2약액 유입라인(156), 그리고 세정액 공급라인(158)을 가진다. 몸체(152)는 내부에 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수가 혼합되는 공간을 제공한다. 혼합 라인(154)은 몸체(152) 내부에 형성된다. 혼합 라인(154)은 내부에 유입공간(a), 추진공간(b), 그리고 혼합 공간(c)을 가진다. 유입공간(a)은 초순수 공급라인(146b)으로부터 초순수가 유입받아 이를 추진공간(b)으로 이동시킨다. 이때, 유입공간(a)은 초순수를 유입받는 유입부로부터 추진공간(b)으로 갈수록 점차 좁아지는 직경을 가진다. 추진공간(b)은 유입공간(a)으로부터 초순수를 유입받아 이를 추진시킨 후 혼합 공간(c)으로 분출시킨다. 추진공간(b)은 유입공간(a) 및 혼합 공간(c) 보다 좁은 내경을 가진다. 혼합 공간(c)은 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수가 서로 혼합되는 공간이다. 혼합 공간(c)은 추진 공간(b)으로부터 혼합 공간(c)으로 갈수록 넓은 내경을 가진다.
제1약액 유입라인(155)은 제1약액 공급부재(142)로부터 혼합 공간(c)으로 제 1 약액을 이동시킨다. 제1약액 유입라인(155)의 일단은 제1약액 공급라인(142b)과 연결되고, 타단은 혼합공간(c)에 연결된다. 그리고, 제2약액 유입라인(156)은 제2약액 공급부재(144)로부터 혼합 공간(c)으로 제 2 약액을 이동시킨다. 제2약액 유입라인(156)의 일단은 제2약액 공급라인(144b)과 연결되고, 타단은 혼합공간(c)에 연결된다. 그리고, 세정액 공급라인(158)은 혼합 부재(150)로부터 순환부재(120)로 세정액을 공급한다. 이때, 세정액 공급라인(158)은 메인 순환라인(121)에 설치된 가열기(126)의 전단에 연결된다. 따라서, 세정액 공급라인(158)을 통해 순환부재(120)로 공급되는 세정액은 가열기(126)에 의해 가열된 후 처리조(110)로 공급된다.
본 실시예에서는 혼합 부재(150)가 산업상 일반적으로 사용되는 아스피레이터(aspirator)의 구조를 응용하여 처리액들을 혼합하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 혼합 부재(150)가 처리액들을 혼합하는 방식은 다양하게 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 혼합 부재(150')는 혼합 탱크(152')(mixing tank) 및 혼합 탱크(152') 내 처리액들을 혼합하는 혼합 수단(154')(mixing method)을 구비한다. 혼합 탱크(152')는 처리액 공급부재(140)로부터 내부에 일정량의 제 1 및 제 2 세정액, 그리고 초순수를 공급받으며, 혼합 수단(154')은 혼합 탱크 내 혼합액을 혼합시킨다. 여기서, 혼합 탱크(152')에는 혼합 탱크(152') 내 세정액들의 수위를 감지하기 위한 레벨센서들이 설치된다. 그리고, 혼합 수단(154')으로는 혼한 탱크 내 처리액들을 순환시키는 순환 라인(recycle line)이 사용된다. 또는, 혼합 수단(154')으로는 혼합 탱크(152') 내 처리액들을 교반시키는 교반기(agitator)가 사용될 수 있다.
제어부(미도시됨)은 습식 세정 장치(100)를 제어한다. 제어부는 처리조(110) 내 세정액의 수위를 판단하고, 처리조(110) 내 세정액의 오염 정도를 파악한다. 또한, 제어부는 습식 세정 장치(100)에 구비되는 밸브들(121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 122a, 122b, 124a, 134a, 136a, 142b', 144b', 146b')들을 개폐하고, 가압 부재(125)의 구동을 제어한다.
이하, 상술한 습식 세정 장치(100)의 공정 과정을 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 구성들과 동일한 구성들에 대한 참조번호는 동일하게 병기하고, 그 구성들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4은 본 발명에 따른 처리액 공급 방법을 보여주는 순서도이다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 습식 세정 장치의 공정 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 혼합 부재의 처리액 혼합 과정을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 습식 세정 장치(100)의 공정이 개시되면, 처리조(110) 내부에는 기설정된 농도 및 온도 조건을 만족하는 세정액이 채워지고, 복수의 기판(W)을 장착하는 침지 부재(미도시됨)가 기판(W)들을 처리조(110) 내부에 침지시켜, 기판(W)을 세정하는 공정을 수행한다(S110). 이러한 기판 처리 공정은 반복적으로 수행된다. 이때, 처리조(110) 내 세정액은 순환 부재(120)에 의해 처리조(110)를 순환하면서 농도 및 온도 조절, 그리고 오염물질 제거되어 기설정된 농도 및 온도 조건 등이 유지된다.
상술한 기판의 세정 공정이 반복적으로 수행되면, 습식 세정 장치(100) 내 세정액의 오염도가 증가한다. 따라서, 제어부는 일정 시간 또는 일정 횟수만큼 세정 공정이 수행되었는지를 판단한다(S120). 만약, 처리조(110) 내 세정액이 기설정된 시간 또는 기설정된 횟수 이상으로 사용되면, 종래의 오염된 세정액을 새로운 세정액으로의 교체를 수행한다(S130). 세정액이 교체되는 과정은 다음과 같다.
세정액의 교체가 개시되면, 도 5a를 참조하면, 제어부는 밸브(122a, 122b, 124a, 126a, 134a, 136)를 오픈시킨 후 가압부재(125)를 작동시켜 처리조(110) 내 세정액을 펌핑(pumping)에 의해 강제로 배수시킨다(S131). 본 실시예에서는 펌핑(pumping)에 의한 강제 배수 방식을 예로 들어 설명하였으나, 밸브(121c, 124a, 134a, 136a)를 오픈시켜 처리조(110) 내 세정액을 모두 배수시킬 수 있다. 또는, 처리조(110) 내 세정액을 배출시킬 수 있는 별도의 배출라인(미도시됨)이 구비되어, 처리조(110) 내 세정액을 배출시킬 수 있다.
처리조(110) 내 세정액이 모두 배수되면, 처리액 공급부재(140)는 혼합 부재(150)로 처리액들을 공급하고, 혼합 부재(150)는 공급받은 처리액들을 혼합시켜 처리조(110)로 공급한다(S133). 도 5b를 참조하면, 제어부는 밸브(121a, 122a, 123a)을 클로우즈하고, 밸브(121b, 121c, 124a, 142b', 144b', 146b')를 오픈시킨다. 따라서, 제1약액 공급라인(142b), 제2약액 공급라인(144b), 그리고 초순수 공급라인(146b) 각각은 혼합 부재(150)로 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수를 공급한다. 혼합 부재(150)는 공급받은 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수를 일차적으로 혼합한다.
여기서, 도 6을 참조하면, 혼합 부재(150)의 유입 공간(a)으로 공급된 초순 수는 추진 공간(b)을 따라 이동하면서 유속이 급격히 증가한다. 초순수가 추진 공간(b)을 이동하면서 추진됨에 따라 혼합 라인(154) 내부 압력은 감압된다. 혼합 라인(154)의 내부가 감압되면, 혼합 라인(154)은 제1약액 유입라인(155) 및 제2약액 유입라인(156)을 통해 제 1 약액 및 제 2 약액을 강제로 빨아들여 혼합 공간(c)으로 유입시킨다. 혼합 공간(c)으로 유입된 제 1 약액, 제 2 약액, 그리고 초순수는 기설정된 농도로 혼합되어 세정액을 생성한다. 이때, 혼합 공간(c)에서 일차적으로 생성되는 세정액의 농도 허용범위는 기판(W) 처리 공정시 사용되는 처리조(110) 내 세정액의 농도 허용 범위보다 다소 완만하게 설정되는 것이 바람직하다. 이는 혼합 부재(150)는 처리액들을 처리조(110)에 공급할 때 일차적으로 혼합하여 공급하기 위한 것으로, 정밀한 농도의 조절은 순환 부재(120)에 의해 수행된다. 그러나, 혼합 부재(150)는 되도록 기설정된 농도 조건을 최대한 만족하도록 제 1 및 제 2 약액, 그리고 초순수를 혼합시키는 것이 세정액의 교체 시간 단축에 유리하다.
본 실시예에서는 혼합 부재(150)가 초순수를 추진유체로 사용하고, 제 1 약액 및 제 2 약액을 초순수에 의해 강제 흡입되는 방식을 예로 들어 설명하였으나, 추진유체로 사용되는 처리액은 세정액의 생성에 사용되는 처리액들 중 선택적으로 사용할 수 있다.
혼합 부재(150)에서 생성된 세정액은 세정액 공급라인(158)을 통해 메인 순환라인(121)으로 공급된다. 이때, 세정액 공급라인(158)은 가열기(126)의 전단으로 세정액을 공급한다. 따라서, 메인 순환라인(121)으로 공급되는 세정액은 가열기(126)에 의해 기설정된 공정 온도로 가열되면서 메인 순환라인(121) 및 우회라 인(124)을 통해 처리조(110)로 공급된다. 처리조(110)로 공급되는 세정액은 처리조(110)의 내조(112)로 공급된 후 내조(112)로부터 넘쳐흘러 외조(114)에 유입된다.
그리고, 제어부(미도시됨)은 처리조(110) 내 세정액이 기설정된 수위에 도달되었는지를 판단한다(S135). 이때, 도 5c를 참조하면, 처리조(110) 내 세정액이 기설정된 수위에 도달하면, 제어부는 밸브(124a, 142b', 144b', 146b', 158a)를 클로우즈하고, 밸브(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)를 오픈시키며, 가압부재(125)를 작동시킨다. 따라서, 처리조(110) 내 세정액은 메인 순환라인(121)을 따라 순환된다. 메인 순환라인(121)을 따라 순환되는 세정액은 가열기(126)에 의해 기설정된 공정 온도로 가열되고, 필터부재(127)에 의해 오염물질이 제거된다. 이때, 농도계(128)는 메인 순환라인(121)을 따라 이동되는 세정액의 농도를 측정한다.
그리고, 제어부는 순환 부재(120)에 의해 순환되는 세정액이 공정 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S139). 즉, 제어부는 농도계(128)가 측정한 세정액의 농도가 기설정된 허용 범위를 만족하는지 여부를 판단하고, 세정액의 온도가 기설정된 공정 온도를 만족하는지 여부를 판단한다. 이때, 도 5d를 참조하면, 세정액의 농도 및 온도가 기설정된 허용 범위를 만족하면, 제어부는 밸브(121a)를 클로우즈한다. 따라서, 순환 부재(120)는 외조(114)로부터 내조(112)로 세정액을 순환시키면서 기판(W)의 세정 공정을 진행한다(S110).
상술한 습식 세정 장치 및 방법은 처리조(110) 내 세정액의 교체시, 처리조(110)로 새로운 세정액을 공급할 때, 세정액의 기설정된 공정 조건, 즉, 농도 및 온도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등이 이루어지면서 세정액의 공급이 이루어진다. 따라서, 종래의 농도 및 온도 조절, 그리고 오염물질의 제거 등이 이루어지지 않은 상태로 처리조(110)로 처리액들을 공급한 후 처리조(110)에서 세정액을 생성하는 방식에 비해, 기설정된 농도 및 온도를 만족하는 세정액을 신속하게 처리조 내부에 충진시킬 수 있어 세정액의 교체 시간을 크게 단축한다. 따라서, 장치의 설비 가동률을 향상시킬 수 있어 기판 처리 공정의 수율을 증가시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 세정 장치 및 방법은 세정액이 채워진 처리조에 기판을 침지시켜 기판을 세정하는 장치에 있어서, 오염된 세정액을 새로운 세정액으로 교체하는 과정을 효율적으로 수행한다. 특히, 본 발명에 따른 습 식 세정 장치 및 방법은 세정액의 교체 시간을 단축시켜 장치의 설비 가동률 및 공정 수율을 향상시킨다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 습식 세정 장치에 있어서,
    내부에 세정액이 채워지는, 그리고 공정시 기판이 침지되어 기판의 세정이 이루어지는 공간이 제공되는 처리조와,
    상기 처리조 내 세정액을 순환시키는 순환라인 및 상기 순환라인 상에 설치되어 상기 순환라인을 따라 순환되는 세정액을 가열하는 가열기를 가지는 순환부재, 그리고
    상기 처리조 내 세정액의 교체시 상기 순환라인을 통해 상기 처리조로 공급되도록, 상기 순환라인 상에 상기 가열기의 전단에 연결되어 상기 순환라인으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 포함하되,
    상기 세정액 공급부재는,
    복수의 처리액들을 공급하는 처리액 공급부재와,
    상기 처리액 공급부재로부터 공급받은 처리액들을 혼합시켜 세정액을 생성하는 혼합 부재를 포함하되,
    상기 혼합 부재는,
    상기 처리액들 중 어느 하나를 유입시키는 유입 공간 및 상기 유입 공간으로 유입된 처리액을 추진시키는 추진 공간, 그리고 상기 추진 공간에 의해 추진되는 처리액에 의해 상기 처리액들 중 다른 처리액들을 강제 흡입시켜 상기 처리액들을 혼합시키는 혼합 공간을 구비하여, 상기 순환 라인으로 세정액을 공급하기 전에 상기 세정액의 농도를 기설정된 공정 온도를 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 습식 세정 장치.
  3. 내부에 세정액이 채워지고 공정시 기판이 침지되어 기판의 세정이 이루어지는 공간이 제공되는 처리조, 상기 처리조 내 세정액을 순환시키는 그리고 순환되는 세정액을 가열하는 가열기가 설치되는 순환라인, 그리고 상기 순환라인으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 구비하는 습식 세정 장치의 습식 세정 방법에 있어서,
    상기 처리조 내 세정액을 새로운 세정액으로 교체시, 상기 세정액 공급부재는 세정액이 상기 처리조로 공급되기 전에 상기 가열기에 의해 공정 온도로 가열되도록 세정액을 공급하고,
    상기 세정액은,
    내부에 상기 처리액들을 혼합하는 혼합 공간이 제공되는 혼합 부재에 의해 생성되되,
    상기 처리액들의 혼합은,
    상기 처리액들 중 어느 하나를 추진유체로 사용하고, 상기 처리액들 중 다른 처리액들은 상기 추진유체로 사용되는 처리액에 의해 상기 혼합 공간으로 강제 흡입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 습식 세정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세정액 공급부재는,
    상기 순환 라인으로 세정액을 공급하기 전에 상기 처리액들을 기설정된 공정 온도로 혼합시키는 것을 특징으로 하는 습식 세정 방법.
  5. 삭제
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