(57)【要約】【課題】薬液供給装置を提供すること。【解決手段】本発明は半導体製造装置において、希釈、混合して生成した薬液を、その薬液を使用する処理装置に連続的に供給する薬液供給装置に関するものであり、本発明の薬液供給装置は二つ以上の薬液が各々の供給槽から供給されて混合される第１タンクと、前記第１タンクの薬液を均一に混合するために、前記第１タンクの薬液を循環させるための循環手段と、前記第１タンクから前記混合液が供給されて貯蔵する第２タンクと、前記第２タンクから各々の処理装置に混合液を供給することができるように前記混合液を分配するための分配器と、前記第２タンクから前記分配器に混合液を供給するための供給ライン上に設けられ、かつ前記混合液を加熱させるための加熱部とを含む。【選択図】　図２
2004006858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液を使用して半導体ウェーハを処理する装置に、薬液を供給するための装置において、
二つ以上の薬液が各々の供給槽から供給されて混合される第１タンクと、
前記第１タンクの薬液を均一に混合するために前記第１タンクの薬液を循環させるための循環手段と、
前記第１タンクから前記混合液が供給されて貯蔵する第２タンクと、
前記第２タンクから各々の処理装置に混合液を供給することができるように前記混合液を分配するための分配器と、
前記第２タンクから前記分配器に混合液を供給するための供給ライン上に設けられ、かつ前記混合液を加熱するための加熱部とを含むことを特徴とする薬液供給装置。
【請求項２】
前記循環手段は循環ラインと、前記循環ラインに設けられる第１ポンプとを含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項３】
前記第１タンクの薬液濃度を実時間で測定する濃度計をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項４】
前記薬液供給装置は、
混合された状態の薬液が前記第１タンクに供給されるように前記薬液を混合させる混合器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項５】
前記混合器は、
側面に少なくとも一つ以上の薬液流入口を有する外桶と、
前記外桶の内部に設けられ、かつ前記薬液流入口から流入する薬液と混合されるように前記外桶の中央に薬液を注入する薬液注入桶とを含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項６】
前記薬液供給装置は、
前記分配器を通じて前記処理装置に供給される混合液の圧力が一定に維持されるように前記第２タンクと前記分配器との間に設けられる圧力維持装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項７】
前記薬液供給装置は、
前記処理装置に使用された薬液を回収して前記第１タンクに供給するために、
前記処理装置で使用された薬液を回収して貯蔵する第３タンクと、
前記第３タンクから前記第１タンクに回収された前記薬液を供給するための第２ポンプが設けられた回収液供給ラインを具備することを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項８】
前記加熱部は、
前記供給ラインと連結される流入口及び流出口を有する、ジグザグ形状に形成された熱交換ラインと、
前記熱交換ラインに沿って流れていく前記混合液を加熱するためのヒータと、
前記熱交換ラインの様々な地点に設けられて前記混合液の温度を測定する温度センサと、
前記混合液が設定温度以上に加熱された場合に、前記混合液の温度を低下させるための手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項９】
前記温度を低下させるための手段は、
前記供給ラインから分岐して、前記熱交換ラインの様々な地点に加熱されない混合液を選択的に供給するための多数の分岐ラインを含み、
前記混合液が加熱された場合に、前記分岐ラインを通じて熱交換ラインに加熱されない混合液を供給し、加熱された前記混合液の温度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【請求項１０】
前記第１タンクと前記第２タンクは、タンク内の薬液レベルを検出するための水面検出センサをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薬液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造工程において、希釈、混合して生成した薬液を、その薬液を使用する処理装置に連続的に供給する薬液供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、半導体装置の製造工程において、多様な薬液供給装置が利用されている。薬液供給装置は原液を純水で希釈して生成した薬液、複数の原液を混合して作成した薬液を、その薬液を使用して半導体装置を処理する処理装置に供給する。
【０００３】
薬液供給装置の薬液を供給する過程において、薬液が組成変化または温度変化などにより不安定になると、その薬液を使用する処理装置で処理される半導体装置に不良が生じる。したがって、半導体製造工程では安定した薬液を供給する薬液供給装置が要求される。
【０００４】
図１は一般的に枚葉式洗浄及びエッチング装置で洗浄及びエッチング液を供給するための薬液供給装置１０を概略的に示す構成図である。
【０００５】
図１を参照すると、薬液は流量計１２を通じて計量された比率に応じて混合タンク１４に供給される。ヒータ１６は前記混合タンク１４に供給された薬液を加熱する。循環ポンプ１８は混合タンク１４の薬液を混合して温度分布が均一になるように混合タンク１４の薬液を循環させる。前記薬液の温度及び濃度が設定値以内に入ると、前記薬液はノズル（または工程槽）に供給される。例えば、３００ｍｍウェーハの場合には、チャンバ別薬液使用量が０．５Ｌ〜１Ｌ／ｍｉｎであるため、４５Ｌ容量の薬液タンクは、損失量まで勘案すれば、４０〜８０枚のウェーハを処理することができる。
【０００６】
一方、前記混合タンク１４の薬液水位が危険水準以下に低下すると、薬液供給を中断し、前記混合タンク１４に薬液を再充填する。薬液再充填は薬液を混合タンク１４に供給する段階と、工程に必要な薬液温度及び薬液濃度になるように、薬液を加熱及び混合する段階とを備え、薬液再充填には約３０〜６０分の時間がかかる。このように、既存の薬液供給装置１０は薬液再充填（交換）にかかる時間の間、薬液を処理装置に供給できないという短所を有している。また、既存の薬液供給装置の一つのシステムには少数のノズルしか設けることができず、多数のチャンバに供給するためにはチャンバ数と同数の供給装置を必要とした。また、既存の薬液供給装置では、処理装置で使用された薬液を回収して再使用できないという短所がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、薬液を再充填する時間を必要とせずに、薬液を連続的に処理装置に供給することができる新しい形態の薬液供給装置を提供することである。また、本発明の他の目的は処理装置で使用された薬液を再使用することができる薬液供給装置を提供することである。また本発明のさらに他の目的は、薬液を迅速に、かつ正確に加熱させることができ、かつ薬液が加熱されても容易に温度を低下させることができる新しい形態の薬液供給装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の薬液供給装置は、二つ以上の薬液が各々の供給槽から供給されて混合される第１タンクと、前記第１タンクの薬液を均一に混合するために前記第１タンクの薬液を循環させるための循環手段と、前記第１タンクから前記混合液が供給されて貯蔵する第２タンクと、前記第２タンクから各々の処理装置に混合液を供給することができるように前記混合液を分配するための分配器と、前記第２タンクから前記分配器に混合液を供給するための供給ライン上に設けられ、かつ前記混合液を加熱するための加熱部とを含む。
【０００９】
本発明の実施形態によると、前記循環手段は循環ラインと、前記循環ラインに設けられる第１ポンプを含むことができる。
【００１０】
本発明の実施形態によると、前記薬液供給装置は前記第１タンクの薬液濃度を実時間で測定する濃度計をさらに含むことができる。
【００１１】
本発明の実施形態によると、前記薬液供給装置は前記薬液が混合された状態で前記第１タンクに供給されることができるように前記薬液を混合させる混合器をさらに含むことができる。
【００１２】
本発明の実施形態によると、前記混合器は側面に少なくとも一つ以上の薬液流入口を有する外桶と、前記外桶の内部に設けられ、かつ前記薬液流入口から流入される薬液と混合されるように前記外桶の中央に薬液を注入する薬液注入桶とを含むことができる。
【００１３】
本発明の実施形態によると、前記薬液供給装置は、前記分配器を通じて前記処理装置に供給される混合液の圧力が一定に維持されるように、前記第２タンクと前記分配器との間に設けられる圧力維持装置をさらに含むことをできる。本発明の実施形態によると、前記薬液供給装置は前記処理装置で使用された薬液を回収して前記第１タンクに供給するために、前記処理装置で使用された薬液を回収して貯蔵する第３タンクと、前記第３タンクから前記第１タンクに回収した前記薬液を供給するための第２ポンプが設けられた回収液供給ラインを具備することができる。
【００１４】
本発明の実施形態によると、前記加熱部は前記供給ラインと連結される流入口及び流出口を有するジグザグ形状に形成された熱交換ラインと、前記熱交換ラインに沿って流れる前記混合液を加熱するためのヒータと、前記熱交換ラインの様々な地点に設けられて前記混合液の温度を測定する温度センサと、前記混合液が設定温度以上に加熱された場合に、前記混合液の温度を低下させるための手段とを含む。
【００１５】
本発明の実施形態によると、前記温度を低下させるための手段は前記供給ラインから分岐され、前記熱交換ラインの様々な地点に加熱されない混合液を選択的に供給するための多数の分岐ラインを含む。
【本発明の実施の形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化することができる。むしろ、ここで紹介する実施形態は開示された内容が徹底して完全になるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供される。明細書の全体に亘る同一の参照符号は同一の構成要素を示す。
【００１７】
図２は本発明の望ましい実施形態による薬液供給装置を説明するための図面であり、本実施形態によると、薬液供給装置１００は混合タンク１１０、循環手段、貯蔵タンク１２０、分配器１７０、加熱部１３０及び薬液再使用手段１４０を有する。
【００１８】
前記混合タンク１１０には第１、２、３薬液供給槽２０２、２０４、２０６と連結された供給ライン２０２ａ、２０４ａ、２０６ａから薬液が供給される。前記混合タンク１１０に充填された薬液は循環ライン１１４を通じて循環しながら混合される。前記循環ライン１１４には前記薬液の強制循環のための循環ポンプ１１６が設けられることはもちろんである。図３を参照すると、前記混合タンク１１０には前記薬液をより効率的に混合させるための混合器１５０が設けられる。この混合器１５０は側面に供給ライン２０２ａ、２０４ａと連結されて前記第１薬液及び第２薬液が流入される薬液流入口１５２ａ、１５２ｂを有する外桶１５２と、この外桶１５２の内部に設けられる薬液注入桶１５４からなる。前記薬液注入桶１５４には前記第３薬液供給槽２０６と連結された供給ライン２０６ａが連結される。前記薬液注入桶１５４には前記薬液流入口１５２ａ、１５２ｂから流入される第１、２薬液と混合するための第３薬液が供給される。このように、本発明では、薬液を前記混合器１５０を通じて前記混合タンク１１０に供給することによって、より迅速に薬液を混合させることができる格別の効果がある。
【００１９】
再び図２に戻ると、本発明で前記混合タンク１１０には新規薬液だけではなく、処理装置３００で使用された薬液（回収薬液という）も供給される。前記処理装置３００で使用された薬液は前記薬液再使用手段の回収タンク１４２に貯蔵され、回収タンク１４２に貯蔵されている回収薬液は回収液供給ライン１４４を通じて前記混合タンク１１０に提供される。一方、本発明では濃度が一定ではない回収薬液を混合タンク１１０に供給して混合するので、実時間で濃度を計測する濃度計１６０を設けた。
【００２０】
前記混合タンク１１０で混合された混合液は処理装置に供給されず、前記貯蔵タンク１２０に貯蔵される。前記貯蔵タンク１２０は処理装置に供給する前に、混合液を一時的に貯蔵するバッファ空間である。前記貯蔵タンク１２０に貯蔵されている混合液は分配器１７０を通じて必要な処理装置に提供される。このように、本発明の薬液供給装置１００は薬液再充填時間にも関係なしに、連続的に薬液を処理装置に供給することができる。
【００２１】
ここで、前記混合液は前記貯蔵タンク１２０で加熱後に、前記分配器１７０に供給されずに、前記貯蔵タンク１２０から前記分配器１７０に移送される過程で前記加熱部１３０により加熱される。
【００２２】
前記加熱部１３０は前記貯蔵タンク１２０と分配器１７０を連結する供給ライン１２２に設けられる。図４を参照すると、前記加熱部１３０は熱交換ライン１３２、ヒータ１３４、温度センサ１３６及び温度低下手段からなる。
【００２３】
前記熱交換ライン１３２は前記供給ライン１２２と連結される流入口１３２ａ及び流出口１３２ｂを有する。前記熱交換ライン１３２は多数のターニング部１３２ｃを有する多数のジグザグ形状の構造をしている。前記熱交換ライン１３２は前記ヒータ１３４により囲まれている。ここで、前記ヒータ１３４は瞬間的に５〜１５Ｌ／ｍｉｎの薬液を加熱することができる容量（２０〜３０ＫＷ）を有することが望ましい。前記混合液は前記熱交換ライン１３２を通過しながら前記ヒータ１３４により加熱される。前記温度センサ１３６は前記熱交換ライン１３２の各区間別に温度をチェックするために前記熱交換ラインのターニング部１３２ｃに設けられる。
【００２４】
一方、前記温度低下手段は、前記熱交換ライン１３２で設定温度以上に加熱された混合液の温度を低下させるためのものであり、前記温度低下手段はバルブが設けられた分岐ライン１３８を具備する。前記分岐ライン１３８は加熱されない混合液が流れる前記供給ライン１２２から分岐されて前記熱交換ライン１３２のターニング部１３２ｃに連結される。このように、前記温度低下手段は前記分岐ライン１３８を通じて加熱されない混合液を前記熱交換ライン１３２の加熱区間に供給することによって、加熱された混合液の温度を低めることができる。前記加熱部１３０を通過する混合液は分配器１７０に移動して各々の処理装置に供給され、一部は圧力維持装置１８０を通じて前記貯蔵タンク１２０に戻る。
【００２５】
前記分配器１７０は多数の処理装置（ノズル、槽）に薬液を供給することができるように構成されており、各処理装置に供給される圧力が常に設定値を維持するように調節される。このために、前記貯蔵タンク１２０と前記分配器１７０との間には圧力維持装置１８０が設けられる。図５に示したように、この圧力維持装置は、前記分配器の圧力が設定値に維持されるようにタンク１８２と、多数のバルブまたは圧力スイッチなどが設けられた圧力調整ライン１８４とで構成されて前記分配器の圧力を維持させる。
【００２６】
前記混合タンク、前記貯蔵タンク及び回収タンクにはレベルをチェックするためのレベルセンサ１９０が設けられる。例えば、本発明では各々のバルブ、ポンプ及びヒータは図面に示さないが、薬液制御器に連結されて制御されることはもちろんである。
【００２７】
以上、本発明による薬液供給装置の構成及び作用を前記した説明及び図面に従って図示したが、これは例をあげて説明したことにすぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能であることはもちろんである。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によると、薬液を再充填する時間とは関係なしに、薬液を連続的に処理装置に供給することができる効果がある。また、処理装置で使用された薬液を再使用することができる。そして、薬液を迅速に、かつ正確に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な薬液供給装装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による薬液供給装置を説明するための構成図である。
【図３】図２に示した混合器を説明するための概略的な構成図である。
【図４】図２に示した加熱部を説明するための概略的な構成図である。
【図５】圧力維持装置の概略的な構成図である。
【符号の説明】
１１０　混合タンク
１２０　貯蔵タンク
１３０　加熱部
１４０　薬液再使用手段
【図１】
2004006858.tif 000003
【図２】
2004006858.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004006858.tif 000006
【図５】
2004006858.tif 000007