KR20100061028A

KR20100061028A - 세정액 혼합 장치

Info

Publication number: KR20100061028A
Application number: KR1020080119898A
Authority: KR
Inventors: 유재혁
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-07

Abstract

본 발명은 세정액 혼합 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 세정에 필요한 세정액을 소정 농도로 혼합하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 세정액 혼합 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 혼합 장치는, 외부로부터 별도의 배관을 통해 공급되는 IPA와 초순수가 저장되는 혼합탱크, 및 외부로부터 공급받은 질소 가스를 상기 혼합탱크 내부로 분사하여 기포가 생성되도록 함으로써, 상기 기포에 의해 상기 혼합탱크 내의 IPA와 초순수가 원활하게 혼합될 수 있도록 하는 기포발생기를 포함한다.

세정액, IPA, DIW, 혼합

Description

세정액 혼합 장치{Chemical mixing apparatus}

본 발명은 세정액 혼합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼를 세정하는데 필요한 세정액을 혼합할 때, 세정액이 혼합되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 세정액의 혼합 효과를 향상시킬 수 있는 세정액 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 그 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로써 제조된다. 상기 패턴은 막 형성, 포토리소그래피, 식각, 이온 주입, 연마 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다. 전술한 공정이 진행되는 동안에 웨이퍼 표면에는 화합물 또는 분진 등과 같은 이물질이 남게 되는데, 이러한 이물질은 반도체 소자의 오동작을 유발하거나 다른 여러 문제들을 발생시킨다.

따라서, 반도체 소자의 품질을 향상시키기 위해서는 반드시 세정 공정을 거쳐야 한다. 종래의 세정 방법은 약액을 사용하는 습식 세정법(Wet scrubbing), 기체를 사용하는 건식 세정법(Dry scrubbing), 미립자를 이용하는 기계적 세정법 등으로 분류될 수 있다. 이들 중 습식 세정법에는 IPA(Iso Propyl Alcohol)와 초순수(DIW: Deionized Water)를 소정 농도로 혼합한 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정 하는 IPA 혼합액에 의한 방법도 있다.

일반적으로, IPA와 초순수를 혼합하는 혼합 장치는 외부로부터 공급된 IPA 및 초순수가 혼재하는 제1 혼합탱크 및 제2 혼합탱크, 순환부, 제1 혼합탱크의 약액 및 제2 혼합탱크의 약액을 노즐에 공급하는 공급부 등을 포함할 수 있다.

제1 혼합탱크 및 제2 혼합탱크에는 IPA 및 초순수가 각각 공급되며, 하나의 혼합탱크에서 노즐로 세정액이 공급되고 있는 동안 다른 하나의 혼합탱크는 세정액 교환을 위해 준비 상태에 있게 된다.

순환부는 제1 혼합탱크의 세정액과 제2 혼합탱크의 세정액을 서로 순환시키거나, 각 혼합탱크 내의 세정액을 순환시킴으로써, 혼합탱크 내에 있는 IPA와 초순수가 원활하게 혼합될 수 있게 한다. 이를 위해 순환부는 펌프를 포함할 수 있는데, 종래와 같이 펌프를 이용하여 IPA와 초순수를 혼합하는 경우에는 세정액을 혼합하는데 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 소자를 세정하기 위한 세정액을 혼합할 때, 세정액이 혼합되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 세정액의 혼합 효과를 향상시킬 수 있는 세정액 혼합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 혼합 장치는 외부로부터 별도의 배관을 통해 공급되는 IPA와 초순수가 저장되는 혼합탱크, 및 외부로부터 공급받은 질소 가스를 상기 혼합탱크 내부로 분사하여 기포가 생성되도록 함으로써, 상기 기포에 의해 상기 혼합탱크 내의 IPA와 초순수가 원활하게 혼합될 수 있도록 하는 기포발생기를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 의한 세정액 혼합 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 세정액이 혼합되는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

둘째, 세정액의 혼합 효과를 향상시킬 수 있으며, 이로써 반도체 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 세정액 혼합 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 혼합 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세정액 혼합 장치는 IPA와 초순수를 혼합하여 소정 농도의 세정액을 생성하는 세정액 혼합부(40), 및 세정액 혼합부(40)에 의해 혼합된 세정액을 노즐(90)로 공급하는 세정액 공급부(80)를 포함할 수 있다.

세정액 혼합부(40)는 혼합탱크를 포함할 수 있다. 혼합탱크는 IPA를 공급하는 IPA 공급부(2)와 IPA 공급 배관(20)을 통해 연결될 수 있으며, 초순수를 공급하는 초순수 공급부(3)와 초순수 공급 배관(30)을 통해 연결될 수 있다. 도 1은 세정액 혼합부(40)가 두 개의 혼합탱크 즉, 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)를 포함하는 경우를 도시하고 있는데, 이와 같은 경우, 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)는 병렬로 구성될 수 있으며, IPA 공급 배관(20)은 두 개로 분기되어 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)에 각각 연결될 수 있다. IPA 공급 배관(20) 상에는 IPA 공급 밸브(21)가 구비되며, 이 IPA 공급 밸브(21)를 개폐함으로써 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60) 내로 IPA를 공급하거나 차단할 수 있다.

초순수 공급 배관(30)도 IPA 공급 배관(20)과 마찬가지로 두 개로 분기되어 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)에 각각 연결될 수 있다. 초순수 공급 배관(30) 상에는 초순수 공급 밸브(31)가 구비되는데, 이 초순수 공급 밸브(31)를 개폐함으로써 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60) 내로 초순수를 공급하거나 차단할 수 있다. IPA 공급 밸브(21) 또는 초순수 공급 밸브(31)는 IPA 공급 배관(20) 또는 초순수 공급 배관(30)이 두 개로 분기되기 이전의 지점에 위치할 수도 있고, IPA 공급 배관(20) 또는 초순수 공급 배관(30)이 두 개로 분기된 이후의 지점에 각각 위치할 수도 있다. 도 1은 IPA 공급 배관(20)이 두 개로 분기되기 이전의 지점 에 IPA 공급 밸브(21)가 위치하며, 초순수 공급 배관(30)이 두 개로 분기되기 이전의 지점에 초순수 공급 밸브(31)가 위치한 것을 보여주고 있다.

제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)에는 각각 하나 이상의 레벨 센서(51, 61)가 구비될 수 있다. 상기 레벨 센서(51, 61)는 각 혼합탱크 내에 공급되는 초순수의 유량을 감지하여 원하는 만큼의 초순수가 혼합탱크로 공급될 수 있게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 각 혼합탱크는 질소 가스 공급 배관(10)을 통해 질소 가스 공급부(1)와 연결된다. 질소 가스 공급 배관(10)은 각 혼합탱크 내로 질소 가스(N₂)를 공급하기 위한 배관으로서, 각 혼합탱크의 하부에 연결될 수 있다. 질소 가스 공급 배관(10) 상에는 질소 가스 공급 밸브(11)가 구비되며, 이 질소 가스 공급 밸브(11)를 개폐함으로써, 혼합탱크 내로 질소 가스를 공급하거나 차단할 수 있다. 혼합탱크 내로 질소 가스를 공급하는 것은 예를 들어, IPA와 초순수가 혼합탱크로 공급된 이후에 이루어질 수 있다.

한편, 질소 가스 공급 배관(10)은 각각의 혼합탱크에 포함된 기포발생기(52, 62)와 연결될 수 있다. 각 기포발생기(52, 62)는 각 혼합탱크(50, 60) 내부의 하측에 위치할 수도 있고, 각 혼합탱크(50, 60) 외부의 하측에 연결되는 형태로 구현될 수도 있다. 각 혼합탱크(50, 60)의 하부에 위치한 기포발생기(52, 62)는 질소 가스 공급 배관(10)을 통해 공급된 질소 가스를 각 혼합탱크(50, 60) 내부로 분사하여, 질소 가스에 의한 기포가 생성될 수 있도록 한다.

구체적으로, 각 혼합탱크(50, 60)에 IPA와 초순수가 공급된 상태에서 질소 가스 공급 밸브(11)를 개방하면, 외부로부터 공급되는 질소 가스가 질소 가스 공급 배관(10)을 따라 이동하여 각 혼합탱크(50, 60)로 공급되는데, 이처럼 각 혼합탱크(50, 60) 내에 IPA와 초순수가 혼재되어 있는 상태에서 각 혼합탱크(50, 60) 내부로 질소 가스를 공급하게 되면, 질소 가스로 인해 기포가 발생하게 되고, 발생된 기포로 인하여 각 혼합탱크(50, 60) 내에 혼재하고 이는 IPA와 초순수를 혼합시킬 수 있는 것이다. 이와 같이, 질소 가스에 의해 생성된 기포를 이용하면, 펌프(81)를 이용하여 각 혼합탱크(50, 60) 내의 IPA 및 초순수를 순환시켜 일정 농도로 혼합하는 경우에 비하여 혼합 시간을 단축시킬 수 있다.

이외에도 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)에는 각각 세정액 공급 배관(70)이 연결된다. 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)에 각각 연결되어 있는 세정액 공급 배관(70)은 하나의 배관으로 합쳐질 수 있다. 하나로 합쳐진 세정액 공급 배관(70)은 세정액 공급부(80)와 연결될 수 있다. 각 세정액 공급 배관(70) 상에는 세정액 공급 밸브(71, 72)가 구비될 수 있는데, 이 세정액 공급 밸브(71, 72)를 개폐함으로써, 각 혼합탱크(50, 60) 내의 세정액을 세정액 공급부(80)로 공급하거나 차단할 수 있다. 각각의 세정액 공급 밸브(71, 72)는 교대로 개폐될 수 있다. 즉, 제1 혼합탱크(50)의 세정액 공급 밸브(71)가 개방되면 제2 혼합탱크(60)의 세정액 공급 밸브(72)는 차단되고, 제2 혼합탱크(60)의 세정액 공급 밸브(72)가 개방되면, 제1 세정액 공급 밸브(71)가 차단될 수 있다.

세정액 공급부(80)는 제1 혼합탱크(50) 또는 제2 혼합탱크(60)로부터 공급받은 세정액을 노즐(90)로 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 세정액 공급부(80)는 펌프(81), 필터(82), 및 IPA 농도계(83)를 포함할 수 있다.

펌프(81)는 세정액 공급 배관(70)을 통해 제1 혼합탱크(50) 및 제2 혼합탱크(60)와 연결된다. 펌프(81)는 혼합탱크 내의 세정액을 펌핑하여, 필터(82)로 제공한다.

필터(82)는 펌프(81)에 의해 이동된 세정액을 정화한다. 즉, 필터(82)는 세정액에 섞여 있는 분순물을 걸러내어 세정액을 최대한 오랫동안 사용할 수 있도록 한다.

IPA 농도계(83)는 필터(82)와 연결되며, 세정액 내의 IPA 농도를 체크한다. IPA는 휘발성 물질이기 때문에 세정액을 사용하는 과정에서 세정액 내의 IPA 농도가 변할 수 있다. 따라서 IPA 농도계(83)를 사용하여 세정액 내의 IPA 농도가 적정 수준인지를 체크하고, 만약 세정액 내의 IPA 농도가 지정된 수준 이하라면, 혼합탱크로 IPA가 추가적으로 공급될 수 있도록 IPA 공급 밸브(21)를 조절하여 세정액 내의 IPA 농도가 적정 수준을 유지할 수 있도록 한다.

노즐(90)은 세정액 공급부(80)로부터 공급받은 세정액을 웨이퍼 상에 토출하기 위한 것으로서, 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

상술한 예에서는 세정액 혼합 장치가 두 개의 혼합탱크(50, 60)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 혼합탱크(60)를 포함하는 세정액 혼합 장치에도 적용될 수 있으며, 도면에 도시되지는 않았지만 둘 이상의 혼합탱크를 포함하는 세정액 혼합 장치에도 적용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정액 혼합 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 질소 가스 공급 배관 11: 질소 가스 공급 밸브

20: IPA 공급 배관 21: IPA 공급 밸브

50: 제1 혼합탱크 51, 61: 레벨 센서

52, 62: 기포발생기 60: 제2 혼합탱크

70: 세정액 공급 배관 71, 72: 세정액 공급 밸브

80: 세정액 공급부 81: 펌프

82: 필터 83: IPA 농도계

90: 노즐

Claims

외부로부터 별도의 배관을 통해 공급되는 IPA와 초순수가 저장되는 혼합탱크; 및

외부로부터 공급받은 질소 가스를 상기 혼합탱크 내부로 분사하여 기포가 생성되도록 함으로써, 상기 기포에 의해 상기 혼합탱크 내의 IPA와 초순수가 원활하게 혼합될 수 있도록 하는 기포발생기를 포함하는, 세정액 혼합 장치.
제1 항에 있어서,

상기 기포 발생기는 상기 혼합탱크의 하부에 위치하며, 상기 기포 발생기는 상기 질소 가스가 공급되는 질소 가스 공급 배관과 연결되는, 세정액 혼합 장치.
제2 항에 있어서,

상기 질소 가스 공급 배관에 위치되어 상기 혼합탱크 내부로 공급되는 질소 가스의 양을 조절하기 위한 질소 가스 공급 밸브를 더 포함하는, 세정액 혼합 장치.
제1 항에 있어서,

상기 IPA와 상기 초순수가 혼합된 세정액을 상기 혼합탱크에 연결된 세정액 공급 배관을 통해 공급받아 노즐로 제공하는 세정액 공급부를 더 포함하는, 세정액 혼합 장치.