KR102346370B1 - 약액 가열 장치와 약액 가열 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 제조 과정 중 약액을 가열하여 고온의 약액을 기판에 공급함에 있어, 약액공급관과 가열부 사이에 열전도도가 높은 열전달부를 구비하여 약액공급관의 둘레를 골고루 가열하고 국부적인 과열로 인한 불균형과 기포의 발생을 막아 이로 인한 공정 사고를 방지하는 데 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관과, 상기 약액공급관의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부, 상기 열전달부의 외측면에 설치되는 가열부를 포함한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관과, 상기 약액공급관의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부, 상기 열전달부의 외측면에 설치되는 가열부를 포함한다.
Description
본 발명은 약액 가열 장치와 약액 가열 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판의 제조 과정에서 약액 가열 장치를 이용하여 안정적으로 가열된 고온의 약액을 기판에 분사하여 기판의 제조 효율을 높이고 공정 불량을 방지하는 약액 가열 장치 및 약액 가열 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조과정으로는 리소그래피(lithography), 증착(Deposition) 및 식각(etching), 감광제(Photoresist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 세정 및 건조공정이 있다. 상기 복수의 공정이 반복적으로 수행되며 여러 종류의 약액이 사용되는데, 약액의 온도가 높을수록 높아지는 에너지를 이용하기 위해 고온으로 가열된 약액을 주로 사용하고 있다. .
약액을 가열하는 방법으로는 약액이 저장되어 있는 약액공급부를 가열하는 방법과 약액공급부에 연결되어 기판에 약액을 공급하기 위한 유로인 약액공급관을 가열하는 방법이 있다. 이 중 약액공급부를 가열하여 약액의 온도를 높이는 방법에 의하면, 약액공급부에서 가열된 고온의 약액이 기판에 공급되기 위해 약액공급관을 따라 이동하는 동안 열손실이 일어날 수 있다는 문제가 있다. 상기 이동중의 열손실을 최소화하기 위해 약액공급관을 가열하여 약액의 온도를 높이는 방법을 주로 이용하는 추세에 있다.
도 1은 종래 기술에 의하여 약액공급관을 가열하는 약액 가열 장치의 구조를 나타낸 것이다.
상기 약액 가열 장치는, 약액을 공급하는 약액공급부(미도시)와, 상기 약액공급부(미도시)에 연결되어 기판에 상기 약액을 공급하기 위한 유로인 약액공급관(100), 상기 약액공급관(100)의 외측면에 위치하며 상기 약액공급관(100)을 가열하여 상기 약액의 온도를 높이기 위한 가열부(Heater,H1,H2,H3)를 포함한다.
상기 약액은, 일정 온도 이상으로 가열되는 경우 기화하여 상기 약액공급관(100) 내부에 기포가 발생할 수 있다. 발생한 기포는 상기 약액이 상기 기판상에 공급될 때까지 없어지지 않고 패턴무너짐 등 기판의 불량을 야기할 수 있으므로, 상기 약액공급관(100)을 통과하는 약액의 온도가 일정 온도 이상으로 가열되지 않도록 가열부(H1,H2,H3)의 가동을 조절할 필요가 있다.
또한 도 2에서 보이는 바와 같이, 상기 가열부(H)가 상기 약액공급관(100)의 일부 외측면에 접촉되어 있는 경우, 접촉되는 부위로부터 국부적으로 집중 가열될 수 있다. 이로 인해 상기 약액공급관(100)을 통과하는 약액 전체의 온도는 기포 발생 온도보다 낮더라도, 상기 가열부(H)가 상기 약액공급관(100)에 직접 접촉되는 부분의 약액은 과열되어 기포 발생 온도를 초과할 수 있다. 일례로, IPA의 증발 온도는 81℃ 이상이지만, 약액의 평균 온도가 76℃인 약액공급관(100) 내부에도 국부 과열로 인해 기포가 발생할 수 있다. 또한, 불균등하게 가열된 약액의 평균 온도가 최종 목표 온도에 달하지 못해 기판 제조 과정의 효율성이 떨어질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 약액공급관(100)을 통과하는 상기 약액이 골고루 고온으로 가열되어 기판의 제조 과정이 원활하게 이루어지도록 하는 방법이 다각적으로 모색되어지고 있다.
상기한 종래의 약액 가열 장치가 나타난 기술로는 대한민국 등록특허 10-0847590호가 공개되어 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 약액공급관의 둘레를 골고루 가열하여 고온의 약액을 안정적으로 기판에 공급하는 데 그 목적이 있다.
또한, 약액의 유로인 약액공급관의 둘레를 골고루 가열하여, 국부적인 과열로 인한 기포의 발생을 막고 이로 인한 공정 사고를 방지하는 데 그 목적이 있다.
또한, 약액공급관의 내부에서 약액의 온도를 측정할 수 있는 온도계를 설치하여, 약액이 적절한 온도로 가열되고 있는지 확인하는 데 그 목적이 있다.
또한, 가열부가 가열되는 정도를 조절할 수 있는 온도조절장치를 설치하여, 약액이 적절한 온도로 가열되도록 하는 데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 약액 가열 장치는, 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관과, 상기 약액공급관의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부, 상기 열전달부의 외측면에 설치되는 가열부를 포함할 수 있다.
상기 열전달부는 금속으로 이루어진 중공튜브로, 상기 약액공급관의 외측면과 상기 열전달부의 내측면이 접촉하도록 구성될 수 있다.
상기 금속은 SUS일 수 있다.
상기 약액공급관이 내부에 삽입되는 튜브와 상기 튜브의 내측면과 상기 약액공급관의 내측면 사이에 수용된 유체로 이루어질 수 있다.
상기 유체는 교체 가능할 수 있다.
상기 튜브의 일측에 상기 유체의 교체를 위한 유체유입구와 유체배출구가 구비될 수 있다.
상기 유체는 DI일 수 있다.
상기 약액 가열 장치에는, 상기 약액공급관 내부에서 상기 약액의 온도를 측정할 수 있는 온도계가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 가열부가 가열되는 세기를 조절할 수 있는 온도조절장치가 더 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 약액 가열 방법은, 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관과, 상기 약액공급관의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부, 상기 열전달부의 외측면에 설치되는 가열부를 포함하는 약액 가열 장치에서, 상기 가열부를 가열시켜 상기 가열부로부터 상기 열전달부를 통해 상기 약액공급관으로 열이 전도됨으로써 상기 약액의 가열이 이루어지는 약액 가열 방법일 수 있다.
상기 약액 가열 방법에는, 상기 약액공급관 내부에 연결된 온도계를 통해 상기 약액공급관 내부의 상기 약액의 온도를 측정하는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 약액공급관 내부의 상기 약액의 최종 목표 온도를 지정하고 온도조절장치를 이용하여 상기 가열부가 가열되는 정도를 조절하는 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 약액 가열 방법에서 사용하는 상기 약액은 IPA일 수 있다.
상기 약액 가열 방법에서 사용하는 상기 약액이 IPA인 경우, 상기 약액의 최종 목표 온도는 80℃로 할 수 있다
본 발명에 따른 약액 가열 장치 및 약액 가열 방법에 의하면, 약액공급관의 둘레를 골고루 가열하여 고온의 약액을 안정적으로 기판에 공급할 수 있다.
또한, 약액의 유로인 약액공급관의 둘레를 골고루 가열하여, 국부적인 과열로 인한 기포의 발생을 막고 이로 인한 공정 사고를 방지할 수 있다.
또한, 약액공급관의 내부에서 약액의 온도를 측정할 수 있는 온도계를 설치하여, 약액이 적절한 온도로 가열되고 있는지 확인할 수 있다.
또한, 가열부가 가열되는 정도를 조절할 수 있는 온도조절장치를 설치하여, 약액이 적절한 온도로 가열되도록 할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 약액 가열 장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도다.
도 2는 종래기술에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 약액 가열 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 종래기술에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 약액 가열 장치의 구성을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 약액 가열 방법을 나타내는 순서도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 약액 가열 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 약액 가열 장치는, 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관(100)과, 상기 약액공급관(100)의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부(110), 상기 열전달부(110)의 외측면에 설치되는 가열부(200)를 포함한다.
상기 약액은 기판(미도시)의 제조 과정에서 여러 종류가 반복적으로 사용된다. 사용되는 약액의 종류는, 처리 대상과 목적에 따라 금속을 제거하기 위한 불화수소(HF), 질산, 황산, 염산 등의 강한 부식성을 가진 고순도의 화학약품과, 레지스트를 제거하기 위한 유기용제, 실리카(SiO)를 제거하기 위한 초순수(DI) 또는 이소프로필 알코올(IPA)등이 있을 수 있다.
상기 약액공급관(100)은, 약액공급부(미도시)에 연결되어 상기 기판(미도시)에 약액을 공급하기 위한 유로이다.
상기 가열부(200)는, 전원장치(미도시)에 연결되어 상기 약액공급관(100) 내부에 흐르는 상기 약액을 가열하기 위한 열을 발생시킨다.
상기 열전달부(110)는 열전도도가 높은 물질로 이루어져, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 가열부(200)와의 접촉면으로부터 국부적으로 가열되는 경우에도 빠른속도로 상기 열전달부(110) 전체에 열이 전도되도록 할 수 있다. 또한 상기 열전달부(110)는, 상기 약액공급관(100)의 둘레에 상기 약액공급관(110)을 감싸듯이 위치하여, 상기 열전달부(110) 전체에 전도된 열이 상기 약액공급관(100)에 골고루 전도되도록 할 수 있다.
상기 열전달부(110)는, 도4에 나타난 바와 같이, 금속으로 이루어져 중공부에 약액공급관(100)을 삽입하는 중공튜브일 수 있으며, 특히 SUS로 이루어질 수 있다. 이때 상기 중공튜브의 내주면은 상기 약액공급관(100)의 외측면에 접촉하도록 한다.
또한 상기 열전달부(110)는, 도 5에 나타난 바와 같이, 내부에 약액공급관(100)이 삽입되는 튜브(111)와, 상기 약액공급관(100)과 상기 튜브(111) 사이에 채워지는 유체(112)로 구성될 수 있다. 상기 유체는 초순수(DI)일 수 있다.
상기 약액공급관(100)과 상기 튜브(111) 사이에 채워지는 유체(112)는 교체될 수 있으며, 이를 위해 상기 튜브(111)에 유체배출구(미도시)와 유체유입구(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 유체배출구(미도시)와 상기 유체유입구(미도시)에는 상기 유체의 출입을 제어하기 위한 밸브(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 약액 가열 장치에는 온도계(300)가 더 구비될 수 있다. 상기 온도계(300)는 상기 약액공급관(100) 내부에 설치되어 상기 약액의 온도를 측정할 수 있으며, 측정된 수치는 상기 약액공급관(100)의 외부에 위치하는 디스플레이장치(500) 등에서 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.
또한 상기 약액 가열 장치에는 온도조절장치(400)가 더 구비될 수 있다. 상기 온도조절장치(400)는 상기 전원장치(미도시)와 상기 가열부(200)에 연결되어 상기 가열부(200)를 가열하는 정도를 조절할 수 있다.
도 6을 참조하여 본 발명의 약액 가열 방법에 대해 설명한다.
단계 S10은, 가열부(200)를 가열하는 단계이다. 상기 가열부(200)의 열은 상기 가열부(200)와 상기 열전달부(110)의 접촉면으로부터 국부적으로 상기 열전달부(110)에 전도되어 열전도도가 높은 상기 열전달부(110) 전체에 빠른 속도로 퍼지게 된다. 상기 열전달부(110)의 열은 상기 약액공급관(100)에 전도되는데, 상기 열전달부(110)는 상기 약액공급관(100)의 둘레를 감싸듯이 위치하므로 상기 약액공급관(100) 내부에 흐르는 약액에 열을 골고루 전도할 수 있다.
단계 S20은, 온도계(300)를 통해 상기 약액공급관(100) 내부에 흐르는 약액의 온도를 측정하여 확인하는 단계이다.
단계 S30은, 온도계(300)를 통해 측정된 온도가 설정온도인지 여부를 확인하고 온도조절장치(400)를 조절해 상기 가열부(200)를 가열하는 정도를 조절하는 단계이다.
단계 S40은, 상기 약액공급관(100)에 연결된 약액방출부(미도시)를 통해 기판(미도시)에 약액을 공급하여 기판의 제조 과정을 수행하는 단계이다.
상기 단계 S10 내지 S40의 약액 가열 방법은 IPA를 약액으로 사용하는 방법일 수 있다.
상기 약액이 IPA인 경우, IPA의 기포 발생 온도는 81℃이므로, 단계 S30은, 상기 약액의 최종 목표 온도를 80℃로 설정하여 진행할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100 : 약액공급관 110 : 열전달부
111 : 튜브 1 12 : 약액
200 : 가열부 300 : 온도계
400 : 온도조절장치 500 : 디스플레이장치
111 : 튜브 1 12 : 약액
200 : 가열부 300 : 온도계
400 : 온도조절장치 500 : 디스플레이장치
Claims (14)
- 약액이 공급되는 유로를 제공하는 약액공급관;
상기 약액공급관의 외측면 둘레에 구비되는 열전달부;
상기 열전달부의 외측면에 설치되는 가열부;
를 포함하되,
상기 열전달부는,
상기 약액공급관이 내부에 삽입되는 튜브와;
상기 튜브의 내측면과 상기 약액공급관의 외측면 사이에 수용된 유체;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유체는 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 제5항에 있어서,
상기 튜브의 일측에 상기 유체의 교체를 위한 유체유입구와 유체배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 제1항에 있어서,
상기 유체는 DI인 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 제1항에 있어서,
상기 약액공급관 내부에서 상기 약액의 온도를 측정할 수 있는 온도계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 제1항에 있어서,
상기 가열부가 가열되는 세기를 조절할 수 있는 온도조절장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 약액 가열 장치. - 청구항 1에 기재된 약액 가열 장치에서;
상기 가열부를 가열시켜 상기 가열부로부터 상기 열전달부를 통해 상기 약액공급관으로 열이 전도됨으로써 상기 약액의 가열이 이루어지는 약액 가열 방법. - 제10항에 있어서,
상기 약액공급관 내부에 연결된 온도계를 통해 상기 약액공급관 내부의 상기 약액의 온도를 측정하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 가열 방법. - 제11항에 있어서,
상기 약액공급관 내부의 상기 약액의 최종 목표 온도를 지정하고 온도조절장치를 이용하여 상기 가열부가 가열되는 정도를 조절하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 가열 방법. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 약액은 IPA인 것을 특징으로 하는 약액 가열 방법. - 제12항에 있어서,
상기 약액은 IPA이고;
상기 약액의 최종 목표 온도는 80℃인 것을 특징으로 하는 약액 가열 방법.
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| KR1020170058751A KR102346370B1 (ko) | 2017-05-11 | 2017-05-11 | 약액 가열 장치와 약액 가열 방법 |
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