KR102845349B1 - Processing Liquid Mixing Supply System While Flowing for Substrate Treatment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템에 관한 것으로서, 제1 베이스 원료액이 유동하며 상기 제1 베이스 원료액을 가열하기 위한 히터부가 설치되는 고온부 베이스 원료액 공급라인, 상기 제1 베이스 원료액과 동일한 성분의 제2 베이스 원료액이 유동하며 상기 히터부를 지난 제1 베이스 원료액과 혼합될 수 있도록 고온부 베이스 원료액 공급라인과 연결되는 저온부 베이스 원료액 공급라인, 작용 원료액이 유동하며 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인의 합류 라인과 연결되는 1개 이상의 작용 원료액 공급라인, 상기 작용 원료액 공급라인의 출구단과 연결되어 혼합된 베이스 원료액과 작용 원료액을 혼합하는 믹서 및, 상기 믹서로부터 나온 혼합 약액을 분사 노즐까지 공급하는 배출라인을 포함하여 구성되며, 상기 히터부를 지난 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 유량조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 하므로, 원료 성분이 이송되는 과정에서 실시간으로 농도와 온도가 조절되어 공정 시간이 절감되고 재료 낭비를 방지할 수 있다.The present invention relates to a fluid mixing and supply system for substrate processing, comprising: a high-temperature base raw material supply line in which a first base raw material flows and a heater for heating the first base raw material is installed; a low-temperature base raw material supply line in which a second base raw material having the same composition as the first base raw material flows and is connected to the high-temperature base raw material supply line so as to be mixed with the first base raw material that has passed the heater; at least one working raw material supply line in which a working raw material flows and is connected to a confluence line of the high-temperature base raw material supply line and the low-temperature base raw material supply line; a mixer connected to an outlet of the working raw material supply line for mixing the mixed base raw material and the working raw material; and a discharge line for supplying the mixed chemical from the mixer to a spray nozzle, wherein the high-temperature base raw material supply line, the low-temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line in which the heater is installed are each equipped with a flow rate control valve, so that the concentration and temperature can be controlled in real time during the process in which the raw material components are transported, thereby reducing the process time and preventing waste of materials.
Description
본 발명은 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 처리하기 위한 약액을 제조하기 위해 혼합될 이종의 원료액을 유동시키면서 공급하는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized mixing supply system for substrate processing, and more specifically, to a fluidized mixing supply system for substrate processing that supplies while flowing heterogeneous raw material solutions to be mixed to produce a fluid for substrate processing.
반도체를 제조하기 위한 기판 처리 공정은 증착 공정, 포토리소그래프 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등으로 이루어진다.The substrate processing process for manufacturing semiconductors consists of a deposition process, a photolithography process, an etching process, a cleaning process, and a drying process.
기판 처리의 대표적인 예로서 상기 기판 상에 존재하는 이물질이나 파티클 등을 제거하기 위해, 기판을 스핀 헤드(척 베이스) 상에 지지한 상태에서 고속으로 회전시키면서 기판의 표면이나 이면에 약액(처리액)을 공급하는 공정을 들 수 있다.As a representative example of substrate treatment, a process of supplying a chemical solution (treatment solution) to the surface or back surface of the substrate while rotating the substrate at high speed while supporting it on a spin head (chuck base) to remove foreign substances or particles existing on the substrate can be mentioned.
상기 약액으로는 각종 케미컬이나 유기용제 또는 린스액, 또는 이들의 조합일 수 있다.The above-mentioned liquid may be any type of chemical, organic solvent, rinse liquid, or a combination thereof.
상기 케미컬은 산성 또는 염기성의 액체일 수 있으며, 린스액은 DIW(초순수)일 수 있고, 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있으나, 그 외의 다양한 공지의 약액이 채택될 수 있다.The above chemical may be an acidic or basic liquid, the rinse liquid may be DIW (ultra-pure water), and the organic solvent may be isopropyl alcohol (IPA), but various other known chemical liquids may be adopted.
예컨대, 기판에 분사되는 약액은 소정의 기능을 수행하기 위해 상기 케미컬과 DIW 등의 원료를 혼합하여 정해진 농도와 온도로 제조하는 경우가 있다.For example, the chemical liquid sprayed onto the substrate is sometimes manufactured by mixing the chemical and raw materials such as DIW at a set concentration and temperature to perform a given function.
이를 위해, 종래에는 혼합될 원료액을 버퍼탱크에 수용하여 교반(Mixing)함으로써 농도를 맞추고, 이렇게 농도가 유지된 약액을 배출하면서 히터에 의해 설정된 온도로 맞추는 것이 일반적이었다.To this end, it was common practice to adjust the concentration by mixing the raw material solution to be mixed in a buffer tank, and then discharge the chemical solution with the concentration maintained while adjusting the temperature to the set temperature by a heater.
이와 같이, 종래에는 설정된 농도를 유지하기 위해 버퍼 탱크가 반드시 필요하였고 농도계로 농도를 측정하여 부족한 원료 성분을 보충하는 방식을 채택하였기 때문에 정확하게 농도를 맞출 때까지 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.In this way, in the past, a buffer tank was absolutely necessary to maintain the set concentration, and a method was adopted to measure the concentration with a concentration meter and supplement the insufficient raw material components, which had the disadvantage of taking a lot of time until the concentration was accurately adjusted.
또한, 일반적인 히터를 사용할 경우 히터의 잔열로 인해 약액 분사 후 설정된 온도에 다시 정확히 맞추지 못하는 경우도 있었으며, 이 경우 만족스러운 기판 처리가 이루어지지 못하는 단점도 있었다.In addition, when using a general heater, there were cases where the residual heat of the heater prevented the temperature from being accurately adjusted to the set temperature after spraying the liquid, and in this case, there was also the disadvantage of not being able to perform satisfactory substrate processing.
또한, 일단 측정된 농도가 설정치로부터 어긋나게 되면 추가로 보충하더라도 정확한 값으로 농도를 유지하기 어려워 전체를 드레인하여 비운 후 다시 버퍼탱크로 재공급해야 되므로 온료액의 낭비가 심해지는 단점도 있었다. In addition, once the measured concentration deviates from the set value, it is difficult to maintain the concentration at an accurate value even if additional supplementation is performed, so the entire solution must be drained and emptied before being resupplied to the buffer tank, which results in significant waste of the solution.
또한, 기판이 반입되어 하나의 공정이 종료된 후 후속 기판이 반입될 때까지 대기 시간 중에 농도 조건이 변경되는 경우 어느 일부 원료만을 보충하여 상대적인 농도를 맞추기 어려워 버퍼탱크 내의 약액을 모두 비워야 하므로 역시 시간이 많이 소요되고 재료 낭비가 크게 발생하는 단점이 있었다.In addition, when the concentration conditions change during the waiting time between the substrate being brought in and the completion of one process and the subsequent substrate being brought in, it is difficult to adjust the relative concentration by replenishing only some of the raw materials, so all of the chemical solution in the buffer tank must be emptied, which takes a lot of time and causes a lot of material waste.
또한, 상기 대기 시간 동안 히터를 가동하더라도 히터 위치까지의 배관의 냉각을 방지하기 어려워 온도 제어가 한층 어려워지는 단점도 있었다.In addition, even if the heater is operated during the above waiting time, there is a disadvantage in that it is difficult to prevent cooling of the pipe to the heater location, making temperature control even more difficult.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 약액을 제조하기 위해 혼합될 이종의 원료 성분을 버퍼 탱크에서 혼합하여 농도와 온도를 조절하는 대신 원료 성분이 이송되는 과정에서 실시간으로 농도와 온도가 조절되어 공정 시간이 절감되고 재료 낭비를 방지할 수 있는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and the purpose of the present invention is to provide a fluidized mixing and supply system for substrate processing, which reduces process time and prevents material waste by controlling the concentration and temperature in real time during the process of transporting the raw material components instead of mixing different raw material components to be mixed in a buffer tank to control the concentration and temperature to prepare the raw material.
또한 본 발명의 목적은, 혼합되는 2개 이상의 원료 성분 중 하나의 원료 성분을 고온부와 저온부로 분리하여 고온부와 저온부의 혼합비를 통해 온도를 조절하고 고온부는 간접 히팅 방식을 채택함으로써 온도 편차를 최소화할 수 있는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템을 제공하는데 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a fluidized mixing supply system for substrate processing, which can minimize temperature deviation by separating one of two or more mixed raw material components into a high-temperature part and a low-temperature part, controlling the temperature through the mixing ratio of the high-temperature part and the low-temperature part, and adopting an indirect heating method for the high-temperature part.
또한 본 발명의 목적은, 상기 고온부와 저온부에 가격이 저렴한 원료 성분을 적용하여 고온부의 원료 성분을 흘려 보내어 대기 시간 중의 배관 냉각을 방지함으로써 온도조절을 한층 용이하게 할 수 있는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템을 제공하는데 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a fluidized mixing supply system for substrate processing, which can prevent cooling of the pipe during the waiting time by applying inexpensive raw material components to the high temperature section and the low temperature section and flowing the raw material components of the high temperature section, thereby making temperature control much easier.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템은,In order to achieve the above-mentioned purpose, the fluidized bed mixing supply system for substrate processing according to the present invention is
제1 베이스 원료액이 유동하며 상기 제1 베이스 원료액을 가열하기 위한 히터부가 설치되는 고온부 베이스 원료액 공급라인;A high temperature base raw material supply line in which a first base raw material flows and a heater unit for heating the first base raw material is installed;
상기 제1 베이스 원료액과 동일한 성분의 제2 베이스 원료액이 유동하며 상기 히터부를 지난 제1 베이스 원료액과 혼합될 수 있도록 고온부 베이스 원료액 공급라인과 연결되는 저온부 베이스 원료액 공급라인;A low-temperature base raw material supply line connected to a high-temperature base raw material supply line so that a second base raw material having the same composition as the first base raw material flows and can be mixed with the first base raw material past the heater section;
작용 원료액이 유동하며 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인의 합류 라인과 연결되는 1개 이상의 작용 원료액 공급라인;At least one working raw material supply line through which the working raw material flows and which is connected to the confluence line of the high-temperature base raw material supply line and the low-temperature base raw material supply line;
상기 작용 원료액 공급라인의 출구단과 연결되어 혼합된 베이스 원료액과 작용 원료액을 혼합하는 믹서; 및A mixer connected to the outlet of the above-mentioned raw material supply line and mixing the mixed base raw material and the raw material; and
상기 믹서로부터 나온 혼합 약액을 분사 노즐까지 공급하는 배출라인;A discharge line that supplies the mixed solution from the above mixer to the spray nozzle;
을 포함하여 구성되며,It consists of, including,
상기 히터부를 지난 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 유량조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a flow control valve is installed in each of the high-temperature base raw material supply line, the low-temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line passing through the above heater section.
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인에 설치되는 히터부는 열교환 매체를 통한 간접 가열 방식을 채택하는 것을 특징으로 한다.The heater unit installed in the high temperature base raw material supply line is characterized by adopting an indirect heating method using a heat exchange medium.
상기 히터부는,The above heater part,
상기 열교환 매체를 가열하는 보일러;A boiler for heating the above heat exchange medium;
가열된 상기 열교환 매체를 수용하는 가열 수조;A heating tank for accommodating the heated heat exchange medium;
상기 보일러와 가열 수조를 폐쇄식으로 연결하는 순환 라인; 및A circulation line connecting the above boiler and the heating tank in a closed manner; and
상기 순환 라인에 설치되는 제1 펌프;A first pump installed in the above circulation line;
를 포함하여 구성되며,It consists of, including,
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인은 상기 가열 수조를 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The above high temperature base raw material supply line is characterized in that it is configured to pass through the heating tank.
상기 배출라인에는 배출조절밸브가 설치되고, 상기 배출조절밸브와 믹서 사이에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서와 배출조절밸브 사이에서 드레인 라인이 분기되는 것을 특징으로 한다.The above discharge line is characterized in that a discharge control valve is installed, a temperature sensor is installed between the discharge control valve and the mixer, and a drain line is branched between the temperature sensor and the discharge control valve.
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인에는 각각 DIW가 유동하고,DIW flows through the high temperature base raw material supply line and the low temperature base raw material supply line, respectively.
상기 작용 원료액 공급라인은 2개로 구성되며, 작용 원료액 공급라인의 각각에는 암모니아수와 과산화수소수가 유동하는 것을 특징으로 한다.The above-mentioned working raw material supply line is composed of two, and is characterized in that ammonia water and hydrogen peroxide water flow through each of the working raw material supply lines.
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 압력센서 및 레귤레이터가 설치되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a pressure sensor and a regulator are installed in the high-temperature base raw material supply line, the low-temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line, respectively.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 제1 베이스 원료액이 유동하며 상기 제1 베이스 원료액을 가열하기 위한 히터부가 설치되는 고온부 베이스 원료액 공급라인, 상기 제1 베이스 원료액과 동일한 성분의 제2 베이스 원료액이 유동하며 상기 히터부를 지난 제1 베이스 원료액과 혼합될 수 있도록 고온부 베이스 원료액 공급라인과 연결되는 저온부 베이스 원료액 공급라인, 작용 원료액이 유동하며 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인의 합류 라인과 연결되는 1개 이상의 작용 원료액 공급라인, 상기 작용 원료액 공급라인의 출구단과 연결되어 혼합된 베이스 원료액과 작용 원료액을 혼합하는 믹서 및, 상기 믹서로부터 나온 혼합 약액을 분사 노즐까지 공급하는 배출라인을 포함하여 구성되며, 상기 히터부를 지난 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 유량조절밸브가 설치되는 것을 특징으로 하므로, 원료 성분이 이송되는 과정에서 실시간으로 농도와 온도가 조절되어 공정 시간이 절감되고 재료 낭비를 방지할 수 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the present invention comprises a high-temperature base raw material supply line in which a first base raw material liquid flows and a heater for heating the first base raw material liquid is installed, a low-temperature base raw material supply line in which a second base raw material liquid having the same composition as the first base raw material liquid flows and is connected to the high-temperature base raw material supply line so as to be mixed with the first base raw material liquid passing through the heater, at least one working raw material supply line in which a working raw material liquid flows and is connected to a confluence line of the high-temperature base raw material supply line and the low-temperature base raw material supply line, a mixer connected to an outlet of the working raw material supply line to mix the mixed base raw material liquid and the working raw material liquid, and a discharge line for supplying the mixed chemical liquid from the mixer to a spray nozzle, wherein the high-temperature base raw material supply line, the low-temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line passing through the heater are each characterized in that a flow rate control valve is installed, so that the concentration and temperature are controlled in real time during the process in which the raw material components are transported, thereby reducing the process time and preventing waste of materials.
또한 본 발명에 따르면, 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인에 설치되는 히터부는 열교환 매체를 통한 간접 가열 방식을 채택하므로 공급온도를 항상 일정하게 유지할 수 있고 한층 미세하게 조절할 수 있어 목표 온도값 대비 온도 편차를 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, the heater unit installed in the high-temperature base raw material supply line adopts an indirect heating method using a heat exchange medium, so that the supply temperature can always be kept constant and can be adjusted more finely, thereby minimizing the temperature deviation compared to the target temperature value.
또한 본 발명에 따르면, 상기 배출라인에는 배출조절밸브가 설치되고, 상기 배출조절밸브와 믹서 사이에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서와 배출조절밸브 사이에서 드레인 라인이 분기되어 있어 온도센서가 감지한 온도가 목표치와 차이가 있을 경우 각 라인 내의 원료액을 드레인한 후 새로운 원료액을 신속하게 재공급하여 온도나 유량을 조정할 수 있어 시간과 원료의 낭비를 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, a discharge control valve is installed in the discharge line, a temperature sensor is installed between the discharge control valve and the mixer, and a drain line is branched between the temperature sensor and the discharge control valve, so that when the temperature detected by the temperature sensor is different from the target value, the raw material liquid in each line is drained and then new raw material liquid is quickly resupplied to adjust the temperature or flow rate, thereby minimizing waste of time and raw material.
또한 본 발명에 따르면, 기판이 교체되는 대기 시간 중에 히터부를 통과한 고온의 제1 베이스 원료액만을 공급하여 배관의 냉각을 방지함으로써 온도조절을 한층 용이하게 할 수 있으면서도 원료액의 낭비를 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, by supplying only the high-temperature first base raw material liquid that has passed through the heater section during the waiting time for the substrate to be replaced, thereby preventing cooling of the pipe, temperature control can be made easier while also preventing waste of the raw material liquid.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템을 나타내는 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a fluid mixing supply system for substrate processing according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템(1000)은, 제1 베이스 원료액(111)이 유동하며 상기 제1 베이스 원료액(111)을 가열하기 위한 히터부(600)가 설치되는 고온부 베이스 원료액 공급라인(110), 상기 제1 베이스 원료액(111)과 동일한 성분의 제2 베이스 원료액(121)이 유동하며 상기 히터부(600)를 지난 제1 베이스 원료액(111)과 혼합될 수 있도록 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)과 연결되는 저온부 베이스 원료액 공급라인(120), 작용 원료액(211)(221)이 유동하며 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)과 저온부 베이스 원료액 공급라인(120)의 합류 라인(150)과 연결되는 1개 이상의 작용 원료액 공급라인(210)(220), 상기 작용 원료액 공급라인(210)(220)의 출구단(290)과 연결되어 혼합된 베이스 원료액과 작용 원료액을 혼합하는 믹서(300) 및, 상기 믹서(300)로부터 나온 혼합 약액을 분사 노즐(500)까지 공급하는 배출라인(400)을 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 1, the fluid mixing supply system (1000) for substrate processing according to the present invention comprises: a high-temperature base raw material supply line (110) in which a first base raw material (111) flows and a heater (600) for heating the first base raw material (111) is installed; a low-temperature base raw material supply line (120) in which a second base raw material (121) having the same composition as the first base raw material (111) flows and is connected to the high-temperature base raw material supply line (110) so that it can be mixed with the first base raw material (111) that has passed the heater (600); one or more working raw material supply lines (210)(220) in which working raw material (211)(221) flows and is connected to the confluence line (150) of the high-temperature base raw material supply line (110) and the low-temperature base raw material supply line (120); and the working raw material It is configured to include a mixer (300) that mixes the mixed base raw material solution and the working raw material solution by being connected to the outlet end (290) of the supply line (210) (220), and a discharge line (400) that supplies the mixed chemical solution from the mixer (300) to the spray nozzle (500).
이러한 구성을 통해, 고온부 베이스 원료액 공급라인(110), 저온부 베이스 원료액 공급라인(120) 및 히터부(600)를 이용하여 공정에 필요한 베이스 원료액의 온도를 용이하게 제어할 수 있다.Through this configuration, the temperature of the base raw material required for the process can be easily controlled using the high-temperature base raw material supply line (110), the low-temperature base raw material supply line (120), and the heater section (600).
즉, 상기 제2 베이스 원료액(121)과 작용 원료액(211)(221)의 온도가 감지되면 배출라인(400)을 통하여 분사 노즐(500)로 공급되는 목표 약액 온도에 이를 수 있도록 하는 상기 제1 베이스 원료액(111)의 온도가 결정될 수 있고, 이에 따라 히터부(600)가 상기 제1 베이스 원료액(111)을 소정의 온도까지 승온시키게 된다.That is, when the temperatures of the second base raw material solution (121) and the working raw material solution (211) (221) are detected, the temperature of the first base raw material solution (111) can be determined so as to reach the target liquid temperature supplied to the injection nozzle (500) through the discharge line (400), and accordingly, the heater unit (600) raises the temperature of the first base raw material solution (111) to a predetermined temperature.
이 경우, 설정된 농도도 유지해야 하므로, 상기 히터부(600)를 지난 고온부 베이스 원료액 공급라인(110), 저온부 베이스 원료액 공급라인(120) 및 작용 원료액 공급라인(210)(220)에는 각각 유량조절밸브(700-1)(700-2)(700-3)(700-4)가 설치된다.In this case, since the set concentration must also be maintained, flow control valves (700-1) (700-2) (700-3) (700-4) are installed in the high-temperature base raw material supply line (110), the low-temperature base raw material supply line (120) and the working raw material supply line (210) (220) passing through the heater section (600), respectively.
이에 따라, 상기 유량조절밸브(700-3)(700-4)에 의해 상대적인 농도에 맞도록 작용 원료액(211)(221)의 유량이 조절되어 배출된다.Accordingly, the flow rate of the working raw material solution (211)(221) is adjusted to match the relative concentration by the flow control valve (700-3)(700-4) and discharged.
물론, 작용 원료액이 단일한 경우에는 소정의 유량으로 조절되어 배출될 수 있다.Of course, if the working raw material liquid is single, it can be discharged by controlling it to a certain flow rate.
이와 같이 하면, 상기 작용 원료액(211)(221)과 혼합되어야 하는 상기 제1 베이스 원료액(111)과 제2 베이스 원료액(121)의 총합 유량이 결정된다.In this way, the total flow rate of the first base raw material solution (111) and the second base raw material solution (121) that must be mixed with the working raw material solution (211)(221) is determined.
상기 유량조절밸브(700)는 정압밸브로서 유량계(710)와 전공 레귤레이터(ER, 720)가 조합된 LFC(Liquid Flow Controller)가 채택될 수 있다.The above flow control valve (700) is a pressure valve, and an LFC (Liquid Flow Controller) that combines a flow meter (710) and an electro-pneumatic regulator (ER, 720) can be adopted.
이 상태에서 상기 제1 베이스 원료액(111)과 제2 베이스 원료액(121)의 각각의 유량은 상기 제2 베이스 원료액(121)의 유량과 온도를 기초로 상기 제1 베이스 원료액(111)의 유량과 온도를 결정하는 것에 의해 이루어진다.In this state, the flow rates of the first base raw material solution (111) and the second base raw material solution (121) are determined by determining the flow rate and temperature of the first base raw material solution (111) based on the flow rate and temperature of the second base raw material solution (121).
즉, 상기 제1 베이스 원료액(111)의 유량은 상기 총합 유량에서 상기 제2 베이스 원료액(121)의 유량을 차감한 값을 가지며, 그러한 상대적 유량을 기초로 현재의 제2 베이스 원료액(121)의 온도에 대한 제1 베이스 원료액(111)의 온도가 결정되고, 이는 상기 히터부(600)에 의해 실현된다.That is, the flow rate of the first base raw material liquid (111) has a value obtained by subtracting the flow rate of the second base raw material liquid (121) from the total flow rate, and based on such relative flow rate, the temperature of the first base raw material liquid (111) with respect to the current temperature of the second base raw material liquid (121) is determined, and this is realized by the heater unit (600).
특히, 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)에 설치되는 히터부(600)는 열교환 매체(610)를 통한 간접 가열 방식을 채택함으로써 원료액의 공급온도를 항상 일정하게 유지할 수 있고 한층 미세하게 조절할 수 있어 목표 온도값 대비 온도 편차를 최소화할 수 있다.In particular, the heater unit (600) installed in the high temperature base raw material supply line (110) adopts an indirect heating method through a heat exchange medium (610), thereby being able to always keep the supply temperature of the raw material constant and to control it more finely, thereby minimizing the temperature deviation compared to the target temperature value.
상기 히터부(600)는, 상기 열교환 매체(610)를 가열하는 보일러(620), 가열된 상기 열교환 매체(610)를 수용하는 가열 수조(630), 상기 보일러(620)와 가열 수조(630)를 폐쇄식으로 연결하는 순환 라인(640) 및, 상기 순환 라인(640)에 설치되는 제1 펌프(650)를 포함할 수 있으며, 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)은 상기 가열 수조(630)를 통과하도록 구성될 수 있다.The above heater unit (600) may include a boiler (620) that heats the heat exchange medium (610), a heating tank (630) that receives the heated heat exchange medium (610), a circulation line (640) that connects the boiler (620) and the heating tank (630) in a closed manner, and a first pump (650) installed in the circulation line (640), and the high-temperature base raw material supply line (110) may be configured to pass through the heating tank (630).
이 경우, 상기 가열 수조(630) 내에 수용되는 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)의 일부는 가능한 한 길게 형성되어 승온효과를 높이는 것이 바람직하며, 바람직하게는 코일 형상으로 구성되어 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)이 가열 수조(630) 내에 오래 머무르도록 하는 것이 좋다.In this case, it is desirable that a portion of the high-temperature base raw material supply line (110) accommodated in the heating tank (630) be formed as long as possible to increase the heating effect, and it is desirable that it be formed in a coil shape so that the high-temperature base raw material supply line (110) remains in the heating tank (630) for a long time.
상기 열교환 매체(610)는 제1 베이스 원료액(111)과 동일한 성분으로 구성될 수도 있고, 제1 베이스 원료액(111)를 가열시킬 수 있는 다른 일반적인 열전달용 액상 매체가 채택될 수 있다.
도 1에서, 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)은, 상기 가열 수조(630) 내부를 지나 상기 유량조절밸브(700-1)에 연결되는 주 라인(115)과, 상기 주 라인(115)으로부터 분기되어 상기 가열 수조(630)에 연통되는 바이패스 라인(116)으로 구성됨으로써, 상기 열교환 매체(610)와 제1 베이스 원료액(111)은 동일한 액체로 이루어지는 구성이 되시되어 있다.The above heat exchange medium (610) may be composed of the same components as the first base raw material liquid (111), or another general heat transfer liquid medium capable of heating the first base raw material liquid (111) may be adopted.
In Fig. 1, the high temperature base raw material supply line (110) is configured with a main line (115) that passes through the inside of the heating tank (630) and is connected to the flow rate control valve (700-1), and a bypass line (116) that branches off from the main line (115) and is connected to the heating tank (630), so that the heat exchange medium (610) and the first base raw material (111) are configured to be made of the same liquid.
상기 히터부(600)에 의한 승온 효과를 높이기 위해 상기 제1 베이스 원료액(111)은 미리 어느 정도 가열된 상태를 유지하는 것이 좋다.In order to increase the temperature raising effect by the above heater unit (600), it is recommended that the first base raw material solution (111) be maintained in a heated state to a certain extent in advance.
구성부호 660은 상기 가열 수조(630) 내의 가열 매체(610)의 온도를 측정하기 위한 온도계이다.The component code 660 is a thermometer for measuring the temperature of the heating medium (610) in the heating tank (630).
상기 배출라인(400)에는 배출조절밸브(410)가 설치되고, 상기 배출조절밸브(410)와 믹서(300) 사이에는 온도센서(420)가 설치되고, 상기 온도센서(420)와 배출조절밸브(410) 사이에서 드레인 라인(800)이 분기되어 상기 온도센서(420)가 감지한 온도가 목표치와 차이가 있을 경우 상기 드레인 라인(800)을 통해 드레인한 후 히터부(600)를 조정하거나 유량조절밸브(700-1)(700-2)로 제1 베이스 원료액(111)과 제2 베이스 원료액(121)의 상대적 유량을 조절할 수 있다.A discharge control valve (410) is installed in the discharge line (400), a temperature sensor (420) is installed between the discharge control valve (410) and the mixer (300), and a drain line (800) is branched between the temperature sensor (420) and the discharge control valve (410). When the temperature detected by the temperature sensor (420) is different from the target value, the temperature is drained through the drain line (800), and the heater unit (600) is adjusted or the relative flow rates of the first base raw material solution (111) and the second base raw material solution (121) can be controlled by the flow control valve (700-1) (700-2).
이와 같이 드레인을 하더라도 기존의 버퍼탱크에서 혼합액 전체를 드레인하는 것에 비하면 그 양을 크게 줄일 수 있어 원료액이 낭비되는 것을 최소화할 수 있으며 신속한 원료액 재공급을 통해 온도조절이 한층 빨라지는 효과가 있다.Even if draining is done in this way, the amount can be greatly reduced compared to draining the entire mixed solution from a conventional buffer tank, thereby minimizing waste of raw material solution and enabling faster temperature control through rapid resupply of raw material solution.
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110), 저온부 베이스 원료액 공급라인(120) 및 작용 원료액 공급라인(210)(220)에는 각각 압력센서(910)와 레귤레이터(920)가 설치되어 일정한 압력으로 원료액이 공급되도록 함으로써 온도조절에 악영향을 미치는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 히터부(600)는 상기 레귤레이터(920)와 유량조절밸브(700-1) 사이에 배치된다.It is preferable that a pressure sensor (910) and a regulator (920) be installed in the high temperature base raw material supply line (110), the low temperature base raw material supply line (120), and the working raw material supply line (210) (220), respectively, to ensure that the raw material is supplied at a constant pressure, thereby preventing a negative effect on temperature control.
In this case, the heater unit (600) is placed between the regulator (920) and the flow control valve (700-1).
한편, 원료액의 일 예로서, 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인(110)과 저온부 베이스 원료액 공급라인(120)을 유동하는 베이스 용액(111)(121)은 DIW(DeIonized Water, 초순수)일 수 있으며, 작용 원료액(211)(221)은 각각 암모니아수와 과산화수소수일 수 있다.Meanwhile, as an example of the raw material solution, the base solution (111)(121) flowing through the high-temperature base raw material solution supply line (110) and the low-temperature base raw material solution supply line (120) may be DIW (Deionized Water, ultrapure water), and the working raw material solution (211)(221) may be ammonia water and hydrogen peroxide water, respectively.
그러나, 기판 처리에 사용되는 원료액의 다른 다양한 조합이 가능할 것이다.However, many other combinations of raw material solutions used in substrate treatment may be possible.
또한, 하나의 기판(W) 처리가 완료되어 상기 기판(W)이 반출된 후 후속 기판이 반입될 때까지 대기 시간 동안 상기 히터부(600)를 가동하면 가열된 제1 베이스 용액(111)이 유동 및 드레인하면서 배관을 가열하게 되어 열손실이 거의 없게 되므로 온도 제어가 한층 용이해질 수 있으며 작용 원료액(211)(221)의 드레인에 따른 낭비를 최소화할 수 있다.In addition, when the heater unit (600) is operated during the waiting time until the next substrate is brought in after the processing of one substrate (W) is completed and the substrate (W) is taken out, the heated first base solution (111) flows and drains, thereby heating the pipe, so that heat loss is almost eliminated, making temperature control much easier and minimizing waste due to draining of the working raw material solution (211)(221).
본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The embodiments of the present invention are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible within the scope of the following claims.
110... 고온부 베이스 원료액 공급라인
111... 제1 베이스 원료액
120... 저온부 베이스 원료액 공급라인
121... 제2 베이스 원료액
210,220... 작용 원료액 공급라인
211,221... 작용 원료액
300... 믹서(Mixer)
400... 배출라인
410,.. 배출조절밸브
420... 온도센서
500... 분사 노즐
600... 히터부
610... 열교환 매체
620... 보일러
630... 가열 수조
640... 순환 라인
650... 제1 펌프
700-1, 700-2, 700-3, 700-4... 유량조절밸브
710... 유량계
720... 전공 레귤레이터
800... 드레인 밸브
1000... 판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템110... High temperature base raw material supply line
111... 1st base raw material
120... Low-temperature base raw material supply line
121... Second base raw material
210,220... working raw material supply line
211,221... working raw material
300... Mixer
400... exhaust line
410,.. exhaust control valve
420... temperature sensor
500... injection nozzle
600... heater part
610... heat exchange medium
620... boiler
630... heating tank
640... Circular line
650... 1st pump
700-1, 700-2, 700-3, 700-4... flow control valve
710... flow meter
720... Major Regulator
800... drain valve
1000... Flow-through chemical mixing supply system for plate processing
Claims (6)
상기 제1 베이스 원료액과 동일한 성분의 제2 베이스 원료액이 유동하며 상기 히터부를 지난 제1 베이스 원료액과 혼합될 수 있도록 고온부 베이스 원료액 공급라인과 연결되는 저온부 베이스 원료액 공급라인;
작용 원료액이 유동하며 상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인의 합류 라인과 연결되는 1개 이상의 작용 원료액 공급라인;
상기 작용 원료액 공급라인의 출구단과 연결되어 혼합된 베이스 원료액과 작용 원료액을 혼합하는 믹서; 및
상기 믹서로부터 나온 혼합 약액을 분사 노즐까지 공급하는 배출라인;
을 포함하여 구성되되,
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 압력센서 및 레귤레이터가 설치되고,
상기 히터부를 지난 고온부 베이스 원료액 공급라인, 저온부 베이스 원료액 공급라인 및 작용 원료액 공급라인에는 각각 유량계와 전공 레귤레이터가 조합된 유량조절밸브가 설치되며,
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인에 설치되는 히터부는 상기 레귤레이터와 유량조절밸브 사이에 배치되고 열교환 매체를 통한 간접 가열 방식을 채택하되,
상기 히터부는, 상기 열교환 매체를 가열하는 보일러, 가열된 상기 열교환 매체를 수용하는 가열 수조, 상기 보일러와 가열 수조를 폐쇄식으로 연결하는 순환 라인 및, 상기 순환 라인에 설치되는 제1 펌프를 포함하여 구성되며,
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인은, 상기 가열 수조 내부를 지나 상기 유량조절밸브에 연결되는 주 라인과, 상기 주 라인으로부터 분기되어 상기 가열 수조에 연통되는 바이패스 라인으로 구성됨으로써, 상기 열교환 매체와 제1 베이스 원료액은 동일한 액체로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템.A high temperature base raw material supply line in which a first base raw material flows and a heater unit for heating the first base raw material is installed;
A low-temperature base raw material supply line connected to a high-temperature base raw material supply line so that a second base raw material having the same composition as the first base raw material flows and can be mixed with the first base raw material past the heater section;
At least one working raw material supply line through which the working raw material flows and which is connected to the confluence line of the high-temperature base raw material supply line and the low-temperature base raw material supply line;
A mixer connected to the outlet of the above-mentioned raw material supply line and mixing the mixed base raw material and the raw material; and
A discharge line that supplies the mixed solution from the above mixer to the spray nozzle;
Consists of, including,
A pressure sensor and a regulator are installed in the high temperature base raw material supply line, the low temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line, respectively.
A flow control valve incorporating a flow meter and an electro-pneumatic regulator is installed in each of the high-temperature base raw material supply line, the low-temperature base raw material supply line, and the working raw material supply line passing through the above heater section.
The heater unit installed in the high temperature base raw material supply line is placed between the regulator and the flow control valve and adopts an indirect heating method using a heat exchange medium.
The above heater unit comprises a boiler for heating the heat exchange medium, a heating tank for accommodating the heated heat exchange medium, a circulation line for connecting the boiler and the heating tank in a closed manner, and a first pump installed in the circulation line.
A substrate processing fluid mixing supply system characterized in that the high temperature base raw material supply line is composed of a main line passing through the inside of the heating tank and connected to the flow rate control valve, and a bypass line branching from the main line and communicating with the heating tank, so that the heat exchange medium and the first base raw material are composed of the same liquid.
상기 배출라인에는 배출조절밸브가 설치되고, 상기 배출조절밸브와 믹서 사이에는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서와 배출조절밸브 사이에서 드레인 라인이 분기되는 것을 특징으로 하는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템.In the first paragraph,
A fluid-flow mixing supply system for substrate processing, characterized in that a discharge control valve is installed in the discharge line, a temperature sensor is installed between the discharge control valve and the mixer, and a drain line branches between the temperature sensor and the discharge control valve.
상기 고온부 베이스 원료액 공급라인과 저온부 베이스 원료액 공급라인에는 각각 DIW가 유동하고,
상기 작용 원료액 공급라인은 2개로 구성되며, 작용 원료액 공급라인의 각각에는 암모니아수와 과산화수소수가 유동하는 것을 특징으로 하는 기판 처리용 유동중 약액 혼합 공급 시스템.In paragraph 1 or 4,
DIW flows through the high temperature base raw material supply line and the low temperature base raw material supply line, respectively.
A fluidized bed mixing supply system for substrate processing, characterized in that the above-mentioned working raw material supply lines are composed of two, and ammonia water and hydrogen peroxide water flow through each of the working raw material supply lines.
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