KR100772825B1 - Cleaning solution recycling system and cleaning solution recycling method - Google Patents
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Abstract
세정액 재활용 시스템 및 세정액 재활용 방법이 개시되어 있다. 이 중 세정액 재활용 방법은 화학 약액이 포함된 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정하고, 세정액을 배출하는 드레인을 포함하는 제 1습식 세정 장치, 습식 세정 장치의 드레인과 연결되어 배출된 세정액을 수집하고, 수집된 세정액을 재활용 가능하도록 제조하며, 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 저장하는 세정액 재활용 장치, 세정액 재활용 장치와 연결되어 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 공급받아 웨이퍼를 세정하는 제 2습식 세정 장치, 제 1 및 제 2습식 세정 장치 및 세정액 재활용 장치를 전반적으로 제어하는 중앙 처리 장치를 포함한다. A cleaning liquid recycling system and a cleaning liquid recycling method are disclosed. Among them, the cleaning solution recycling method uses a cleaning solution containing a chemical liquid to clean the wafer, collects the cleaning liquid discharged in connection with the first wet cleaning device including a drain for discharging the cleaning solution, and the drain of the wet cleaning device. A cleaning liquid recycling apparatus for manufacturing the used cleaning liquid for recyclability and storing the cleaning liquid manufactured to be recyclable, a second wet cleaning apparatus for supplying the cleaning liquid manufactured to be recycled in connection with the cleaning liquid recycling apparatus, and cleaning the wafer; And a central processing unit for overall control of the second wet cleaning apparatus and the cleaning liquid recycling apparatus.
Description
도 1은 본 발명에 의한 세정액 재활용 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically showing a cleaning liquid recycling system according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 세정액 재활용 장치를 구체적으로 나타낸 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail the apparatus for recycling cleaning solution shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 세정액 재활용 시스템에서 세정액이 재활용되는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of recycling the cleaning liquid in the cleaning liquid recycling system shown in FIG. 1.
본 발명은 세정액 재활용 시스템 및 세정액 재활용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판을 세정하는 세정액을 재활용하여 반도체 제조 비용을 절감한 세정액 재활용 장치 및 세정액 재활용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning solution recycling system and a cleaning solution recycling method, and more particularly, to a cleaning solution recycling apparatus and a cleaning solution recycling method for reducing the semiconductor manufacturing cost by recycling the cleaning solution for cleaning the semiconductor substrate.
반도체 소자는 일반적으로, 반도체 기판, 즉 웨이퍼에 증착 공정, 이온 주입 공정, 사진 공정 및 식각 공정 등을 반복적으로 수행하여 이루어진다. 이와 같은 공정을 거쳐 제조되는 반도체 소자의 패턴들은 미세화와 고집적화가 되어감에 따라 각 공정 중에 발생하는 불순 파티클이나 각종 오염물이 제품의 수율이나 신뢰성에 상당히 영향을 미치므로, 각 공정들이 진행되는 중에는 모든 웨이퍼는 항상 청결한 상태로 유지되어야 한다.Generally, a semiconductor device is formed by repeatedly performing a deposition process, an ion implantation process, a photographic process, and an etching process on a semiconductor substrate, that is, a wafer. As the patterns of semiconductor devices manufactured through such processes become finer and more highly integrated, impurities or contaminants generated during each process significantly affect the yield or reliability of the product. Wafers should always be kept clean.
따라서, 상술한 각 제조 공정들 사이에 웨이퍼 표면에 유기물이나 금속 이온 등과 같은 불순물들을 사전에 제거하여 웨이퍼 불량이 발생하지 않도록 하는 세정 공정이 반드시 진행된다. Therefore, a cleaning process must be performed between the aforementioned manufacturing processes to remove impurities such as organic matter and metal ions on the surface of the wafer in advance to prevent wafer defects from occurring.
웨이퍼 세정 방법에는 세정조 내에 웨이퍼 또는 웨이퍼가 삽입된 카세트를 장착하고 순수나 계면활성제와 같은 화학 약액을 사용하여 웨이퍼를 세정하는 습식 세정 방법 및 자외선 오존이나 레이저 등을 이용한 웨이퍼를 세정하는 건식 세정 방법 등이 있다. 현재 가장 신뢰성 있게 사용하는 세정방법은 습식 세정 공정이다.The wafer cleaning method includes a wafer or a cassette in which a wafer is inserted in a cleaning tank, a wet cleaning method for cleaning a wafer using a chemical solution such as pure water or a surfactant, and a dry cleaning method for cleaning a wafer using ultraviolet ozone or a laser. Etc. At present, the most reliable cleaning method is a wet cleaning process.
종래의 습식 세정 공정에서는 정해진 기간 동안 세정액, 즉 화학 약액을 사용하면, 웨이퍼를 안정적으로 세정하고 반도체 소자의 수율을 높이기 위해 화학 약액이 포함된 세정액을 버리고 있다.In the conventional wet cleaning process, when a cleaning liquid, that is, a chemical liquid, is used for a predetermined period of time, the cleaning liquid containing the chemical liquid is discarded to stably clean the wafer and increase the yield of the semiconductor device.
상술한 바와 같이 각 제조 공정들 사이마다 세정 공정이 진행되기 때문에 세정 장치 또한 각 공정이 진행되는 반도체 제조 장치들 사이마다 배치되며, 이들 세정 장치들 중 화학 약액을 이용하여 웨이퍼를 세정하는 습식 세정 장치에 투입되는 화학 약액의 양이 상당히 많다. 따라서, 화학 약액이 포함된 세정액을 곧 바로 강이나 하천에 버리면 상당한 환경오염을 초래하기 때문에 버려진 세정액들은 종류별로 정수 처리장으로 보내지며, 정수 처리장에서 정류 작업을 거쳐 강이나 하천으로 방류된다.As described above, since the cleaning process is performed between the respective manufacturing processes, the cleaning apparatus is also disposed between the semiconductor manufacturing apparatuses where the respective processes are performed, and a wet cleaning apparatus for cleaning the wafer using chemical chemicals among these cleaning apparatuses. The amount of chemical added to the solution is quite large. Therefore, if the cleaning liquid containing chemical liquids are immediately thrown into rivers or rivers, they cause considerable environmental pollution. Therefore, the discarded cleaning liquids are sent to water treatment plants by type, and discharged to rivers or rivers through rectification at water treatment plants.
그러나, 각 습식 세정 장치에 투입되는 화학 약액은 반도체 소자의 제조 비 용에서 큰 비중을 차지하는데, 정해진 기간 동안 사용된 후 화학 약액이 버려짐으로써, 반도체 소자의 제조 비용 및 화학 액액 처리 비용이 상승되는 문제점이 있다.However, the chemicals put into each wet cleaning apparatus occupy a large proportion in the manufacturing cost of the semiconductor device. The chemicals are discarded after being used for a predetermined period of time, thereby increasing the manufacturing cost and chemical liquid processing cost of the semiconductor device. There is a problem.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 세정액에 포함된 화학 약액을 재활용하는 세정액 재활용 시스템 및 세정액 재활용 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a cleaning solution recycling system and cleaning solution recycling method for recycling the chemical contained in the cleaning solution.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 세정액 재활용 시스템은 화학 약액이 포함된 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정하고, 상기 세정액을 배출하는 드레인을 포함하는 제 1습식 세정 장치, 상기 습식 세정 장치의 드레인과 연결되어 배출된 세정액을 수집하고, 상기 수집된 세정액을 재활용 가능하도록 제조하며, 상기 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 저장하는 세정액 재활용 장치, 상기 세정액 재활용 장치와 연결되어 상기 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 공급받아 웨이퍼를 세정하는 제 2습식 세정 장치, 제 1 및 제 2습식 세정 장치 및 세정액 재활용 장치를 전반적으로 제어하는 중앙 처리 장치를 포함한다.Cleaning liquid recycling system for realizing an object of the present invention is a first wet cleaning device including a drain to clean the wafer by using a cleaning liquid containing a chemical liquid, the cleaning liquid is connected to the drain of the wet cleaning device A cleaning liquid recycling apparatus for collecting the discharged cleaning liquid, manufacturing the collected cleaning liquid to be recyclable, and storing the cleaning liquid manufactured to be recyclable, and receiving the cleaning liquid manufactured to be recycled in connection with the cleaning liquid recycling device. And a central processing unit for controlling overall control of the second wet cleaning apparatus, the first and second wet cleaning apparatuses, and the cleaning liquid recycling apparatus.
또한, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 세정액 재활용 방법은 제 1습식 세정 장치에서 배출된 세정액을 수집하고, 수집된 세정액을 분석하는 단계, 상기 분석된 세정액의 재활용이 가능한 지를 판단하는 단계, 상기 분석된 세정액의 재활용이 가능하면, 기 설정된 스팩 데이터에 만족하도록 상기 세정액을 제조하는 단계, 상기 스팩 데이터에 만족하는 세정액이 제조되었는 지를 판단하는 단계, 상기 스팩 데이터에 만족하도록 세정액이 제조되었으면, 재활용 가능하도록 제조된 상기 세정액을 저장 및 제 2습식 세정 장치로 상기 저장된 세정액을 공급하는 단계를 포함한다.In addition, the cleaning solution recycling method for implementing the object of the present invention comprises the steps of collecting the cleaning liquid discharged from the first wet cleaning apparatus, analyzing the collected cleaning liquid, determining whether the analysis of the cleaning solution is possible to recycle, the analysis If the cleaning solution can be recycled, preparing the cleaning solution to satisfy the predetermined specification data, determining whether the cleaning solution is satisfied to the specification data, and if the cleaning solution is prepared to satisfy the specification data, recycling is possible. Storing the cleaning solution and supplying the stored cleaning solution to a second wet cleaning device.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 세정액 재활용 시스템 및 세정액 재활용 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.Hereinafter, a cleaning liquid recycling system and a cleaning liquid recycling method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and the general knowledge in the art. Persons having the present invention may implement the present invention in various other forms without departing from the spirit of the present invention.
세정액 재활용 시스템Cleaning solution recycling system
도 1은 본 발명에 의한 세정액 재활용 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically showing a cleaning liquid recycling system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 세정액 재활용 시스템(100)은 제 1습식 세정 장치(10), 세정액 재활용 장치(20), 제 2습식 세정 장치(30) 및 이들을 전반적으로 제어하는 중앙 처리 장치(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the cleaning
제 1습식 세정 장치(10)는 한 종류 이상의 화학 약액이 포함된 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정한다. 도시되지는 않았지만 일반적인 습식 세정 장치는 세정액이 채워지고 공정이 진행되는 세정조, 세정조에 화학 약액들을 공급하는 화학 약액 공급부, 세정조에 순수를 공급하는 순수 공급부, 세정조에 연결되어 세정액을 순환시키는 세정액 순환부 및 세정조에 연결되어 사용하지 못하는 세정액을 배출시 키는 드레인을 포함한다.The first
바람직하게, 제 1습식 세정 장치(10)는 반도체 제품을 판매용으로 제조하는 메인 공정용 습식 세정 장치이다.Preferably, the first
도 2는 도 1에 도시된 세정액 재활용 장치를 구체적으로 나타낸 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail the apparatus for recycling cleaning solution shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 세정액 재활용 장치(20)는 제 1습식 세정 장치(10)의 드레인과 연결되고, 드레인을 통해 버러지는 세정액을 수집하는 세정액 수집 탱크(22), 세정액 수집 탱크(22)와 연결되고 세정액 수집 탱크(22)에서 전달한 세정액을 재활용 가능하도록 제조하는 세정액 제조부(24), 세정액 제조부(24)와 연결되고 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 저장하고 제 2습식 세정 장치(30)로 제조된 세정액을 공급하는 세정액 저장 탱크(26)를 포함한다.한다.1 and 2, the cleaning
바람직하게, 세정액 수집 탱크(22)는 2대 이상의 제 1습식 세정 장치(10)의 드레인과 연결된다. 이 경우, 각각의 제 1습식 세정 장치(10)는 동일한 종류의 화학 약액들이 포함된 세정액을 사용해야 한다. 더욱 바람직하게는, 동일한 종류의 금속이 증착된 웨이퍼를 세정하고, 동일한 종류의 화학 약액들이 동일한 비율로 혼합된 세정액을 사용하는 제 1습식 세정 장치(10)들이 세정액 수집 탱크(22)에 연결된다.Preferably, the cleaning
다시 도 1을 참조하면, 제 2습식 세정 장치(30)는 세정액 저장 탱크(26)와 연결되어 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 세정액 저장 탱크(26)로부터 공급 받는다.Referring back to FIG. 1, the second
바람직하게, 제 2습식 세정 장치(30)는 메인 공정에서 제조되는 반도체 소자 의 테스트를 위해 더미 웨이퍼 상에 제조되는 더미 습식 세정 장치이다. 이와 같이 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 제 1습식 세정 장치(10), 즉 메인 공정용 습식 세정 장치에 사용하지 더미 습식 세정 장치에 사용하는 이유는 세정 불량으로 반도체 소자에 불량이 발생되는 것을 방지하기 위해서이다.Preferably, the second
재활용 가능하도록 제조된 세정액은 상술한 더미 습식 세정 장치뿐만 아니라 더미 공정용 현상 장치에 사용되어도 무방하다. The cleaning solution manufactured to be recyclable may be used not only for the above-described dummy wet cleaning apparatus but also for the developing apparatus for a dummy process.
중앙 처리 장치(40)는 제 1습식 세정 장치(10)들, 세정액 재활용 장치(20) 및 제 2습식 세정 장치(30)들과 전기적으로 연결된다. 중앙 처리 장치(40)는 수집된 세정액을 분석한 후 재활용이 가능한지를 판단하고, 세정액 제조부에서 설정된 스팩 데이터에 만족하는 세정액을 제조하였는지를 판단하는 기능을 포함한다.The
세정액 재활용 방법Cleaning solution recycling method
도 3은 도 1에 도시된 세정액 재활용 시스템에서 세정액이 재활용되는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of recycling the cleaning liquid in the cleaning liquid recycling system shown in FIG. 1.
도 1 내지 도 3를 참조하여 세정액 재활용 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 1 to 3 the cleaning solution recycling method will be described.
각각의 제 1습식 세정 장치(10)에서는 설정된 주기가 되면 세정조에 채워진 세정액은 버리고 새로운 세정액을 채워 다시 세정 공정을 진행하게 된다. 이때, 버려진 세정액은 드레인을 통해 세정액 재활용 장치(20)의 세정액 수집 탱크(22)에 모두 모이게 된다.In each of the first
세정액 수집 탱크(22)에 일정 용량의 세정액이 모이면, 중앙 처리 장치(40) 는 세정액 수집 탱크(22)에 수집된 세정액의 종류, 즉 수집된 세정액에 포함된 화학 약액 종류 및 화학 약액의 혼합 비율, 수집된 세정액의 오염 여부를 분석한다. 또한, 웨이퍼에 형성된 금속막, 예를 들어 FEOL, BEOL, CU등의 금속막 중 어떤 금속막을 세정 또는 현상하기 적합한지 분석하고 화학 약액들이 혼합 비율이 선택된 금속막을 세정 또는 현상 가능한 허용범위를 갖는지를 분석한다(S200).When a certain amount of cleaning liquid is collected in the cleaning
S200에서 분석한 결과를 토대로 중앙 처리 장치(40)는 수집된 세정액이 재활용 가능한지를 판단한다(S210).Based on the results analyzed in S200, the
판단 결과 수집된 세정액의 재활용이 가능하면, 중앙 처리 장치(40)는 세정액 수집 탱크(22)에 배출 신호를 전달하여 세정액 제조부(24)에 수집된 세정액을 전달하고, 세정액 제조부(24)는 미리 설정된 스팩 데이터에 만족하도록 수집된 세정액을 재활용 가능하게 제조한다(S220).As a result of the determination, if the collected cleaning solution is recyclable, the
예를 들어, 수집된 세정액이 H2SO4 및 H2O2가 혼합된 세정액이고, 수집된 세정액을 재활용하기 위한 스팩 데이터가 H2SO4:H2O2의 비율을 6:1일 경우, 세정액 제조부(24)는 중앙 처리 장치(40)에서 분석한 세정액의 H2SO4 농도 및 H2O2 농도를 토대로 부족한 화학 액약을 보충하여 기 설정된 스펙 데이터에 만족하는 세정액을 제조한다.For example, when the collected cleaning solution is a mixture of H 2 SO 4 and H 2 O 2 , and the specification data for recycling the collected cleaning solution has a ratio of H 2 SO 4 : H 2 O 2 of 6: 1. The cleaning
이후, 중앙 처리 장치(40)는 기 설정된 스팩 데이터에 만족하는 세정액이 제조되었는지를 판단한다(S230).Thereafter, the
여기서, 스팩 데이터에 만족하는 세정액이 제조되었는 지의 판단은 중앙 처 리 장치(40)에 미리 설정해둔 시간 내에 스팩 데이터에 만족하는 세정액을 제조하였는지의 여부에 따라 결정된다. Here, the determination of whether or not the cleaning liquid satisfies the specification data has been made depends on whether or not the cleaning liquid satisfies the specification data has been produced within the time set in advance in the
또는, 중앙 처리 장치(40)에 미리 설정해둔 제조 횟수의 범위 내에서 스팩 데이터에 만족하는 세정액을 제조하였는지의 여부에 따라 결정한다.Or it determines according to whether the washing | cleaning liquid which satisfy | fills specification data was manufactured within the range of the manufacturing frequency set previously in the
판단 결과, 세정액이 스팩 데이터에 만족하도록 제조되었으면, 중앙 처리 장치(40)는 세정액 제조부(24)에 배출 신호를 전달하여 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 세정액 저장 탱크(26)에 저장한다(S240). As a result, when the cleaning liquid is manufactured to satisfy the specification data, the
이후, 중앙 처리 장치(40)는 제 2습식 세정 장치(30)에서 세정액 공급 요청 신호가 전달되었는 지의 여부를 계속적으로 확인한다(S250). Thereafter, the
그리고, 제 2습식 세정 장치(30)에서 세정액 공급 요청 신호가 전달되면, 중앙 처리 장치(40)는 세정액 저장 탱크(26)에 배출 신호를 전달하여 제 2습식 세정 장치(30)에서 요청한 양만큼의 재활용된 세정액을 제 2습식 세정 장치(30)에 공급하도록 한다.(S260) When the cleaning liquid supply request signal is transmitted from the second
한편, S210에서 판단한 결과 수집된 세정액의 재활용이 불가능하거나, S230에서 판단 결과 스팩 데이터에 만족하는 세정액이 제조되지 않았으면, 세정액을 세정액 재활용 장치에서 배출시킨다(S300).On the other hand, if the cleaning liquid collected as a result of the determination in S210 is not possible or the cleaning liquid that satisfies the specification data is not produced in the determination in S230, the cleaning liquid is discharged from the cleaning liquid recycling apparatus (S300).
세정액 재활용 장치에서 배출된 세정액은 정수 처리 과정(S310)을 통해 강이나 하천으로 방류된다(S320).The cleaning liquid discharged from the cleaning liquid recycling apparatus is discharged to the river or the river through the water treatment process (S310) (S320).
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 메인 공정용 습식 세정 장치에서 버려 지는 세정액을 모아 세정액을 재활용 가능하도록 제조한 후 원하는 설비에 재활용 가능하도록 제조된 세정액을 공급하면, 반도체 소자를 제조하는데 사용되는 비용 및 세정액을 처리하는데 사용되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, when the cleaning solution discarded in the wet cleaning device for the main process is collected and manufactured to be recyclable, the cleaning solution prepared for recycling to a desired facility is supplied. There is an effect that can reduce the cost used to handle this.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the detailed description of the present invention has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art will have the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the art.
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