KR0161442B1 - 석영히터 모니터링 시스템을 구비한 웨트 스테이션 장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 웨이퍼의 세정 또는 습식식각 작업에 사용되는 웨트스테이션 장치가 개시되었다. 본 발명은 화학약품을 담는 약액조, 상기 화학약품의 온도를 감지하는 온도감지수단, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 온도를 소정의 설정된 기준 온도와 비교하여 그 결과를 제어신호로 출력하는 온도제어수단, 상기 화학약품을 가열하는 석영히터, 상기 제어신호를 제공받아 상기 석영히터로 인가되는 전원공급량을 조절하는 전원공급제어수단 및 상기 전원공급제어수단에 연결되어 외부로부터 입력되는 가열시발신호를 입력신호로하여 전원의 개폐역할을 하는 인가전원 개폐기를 구비한 웨터 스테이션 장치에 있어서, 상기 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태를 판단하여 사용자에게 알려주는 히터 모니터링 시스템을 더 구비한 것을 특징으로 하는 웨트스테이션 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면 공정 진행속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 대형 공정사고를 방지할 수 있다 .
Description
제1도는 종래의 웨트 스테이션 장치를 구비한 개략도이다.
제2도는 인산 약액조에 있어서 석영관의 내부에 화학약품이 침투되었을 경우에 시간에 따라 석영히터에 흐르는 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
제3도는 본 발명의 석영히터 모니터링 시스템을 구비한 웨트 스테이션 장치를 도시한 개략도이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 세정 또는 식각작업에 사용되는 웨트 스테이션(Wet Station) 장치에 관한 것으로 특히, 석영히터 모니터링 시스템을 구비한 웨트 스테이션 장치에 과한 것이다.
세정 또는 습식식각 작업을 하기 위하여 웨트 스테이션 장치의 약액조(chemical bath)에 담겨져 있는 화학약품을 적정한 온도까지 가열할 필요가 있다. 이 때 가열을 위하여 히터선이 사용되어지고 있다. 그러나 상기 히터선이 화학약품에 직접 닿으면 화학약품에 의해 쉽게 부식되어 파손된다. 또한 히터선에 존재하는 원하지 않는 불순물에 의하여 화학약품이 오염될 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 히터선을 밀봉된 석영관 안에 넣어서 사용하고 있다. 상기와 같이 밀봉된 석영관 내에 히터선이 구비된 것을 석영히터라 한다.
제1도는 종래의 웨트 스테이션 장치를 도시한 개략도이다. 구체적으로, 참조번호 10은 반도체 웨이퍼의 세정 또는 습식식각 작업에 사용되는 화학약품, 20은 상기 화학약품(10)을 담는 약액조, 30은 상기 화학약품(10)의 온도를 감지하기 위하여 상기 화학약품(20)에 몸체의 일부가 담겨져 있는 온도감지수단, 40은 상기 온도감지수단(30)으로부터 감지된 온도를 소정의 설정된 기준 온도와 비교하여 그 결과를 제어신호(N1)로 출력하는 온도제어수단, 50은 상기 화학약품(10)을 가열하기 위하여 화학약품에 담겨져 있는 석영히터, 60은 상기 제어신호(N1)를 입력신호로하여 상기 석영히터(50)로 인가되는 전원공급량을 조절하는 전원공급제어수단, 70은 상기 전원공급제어수단(60)에 연결되어 전원의 개폐역할을 하는 인가전원 개폐기, 80은 세정 또는 습식식각 공정을 거칠 반도체 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 카세트가 직접 상기 석영히터(50)에 닿지 않도록 지지하기 위하여 상기 화학약품(10)에 담겨져 있는 테프론(Teflon) 덮개를 각각 나타낸다. 여기서 상기 석영히터(50)는 상기 화학약품(10)에 담겨져 있으므로 종래의 웨트 스테이션 장치는 다음과 같은 문제가 발생한다.
첫째, 상기 석영히터(50)를 상기 화학약품(10) 내에서 장시간 사용하게 되면 상기 석영히터(50)의 석영관과 상기 화학약품(10)이 화학반응을 일으킨다. 따라서 상기 석영관의 표면에 핀-호울(pin-hole)이 생기거나 외부의 작은 충격에 의해서도 상기 석영관이 깨지기 쉽다. 이로 인하여 상기 히터선이 상기 화학약품(10)에 노출되어 쉽게 부식될 뿐만 아니라 상기 히터선에 존재하는 원하지 않는 불순물에 의하여 상기 화학약품(10)이 오염된다. 한편, 상기 화학약품(10) 내에서 상기 테프론덮개(80)가 장착되어 있어서 상기 석영관이 훼손된 것을 육안으로 확인하기가 어렵다. 또한 종래의 웨트 스테이션 장치는 상기 석영관이 훼손된 경우에 이를 자동적으로 감지할 수 있는 수단이 없어서 대형 공정사고를 유발시킨다.
둘째 하나의 약액조에 여러개의 석영히터가 장착된 경우에는 그 중 하나의 석영히터의 히터선이 화학약품에 의해 부식되어 단선이 되더라도 공정이 정상적으로 진행된다. 따라서 정해진 온도까지의 가열시간이 지연되어 공정진행속도가 감소된다.
셋째, 상기 전원공급제어수단(60)에 이상이 있을 경우에 이를 즉각 감지할 수 있는 장치가 없고 상기 석영히터(50)가 과열이 되고 나서야 경고신호를 나타낸다.
한편, 제1도에서 상술한 종래의 웨트 스테이션 장치에 있어서 상기 석영히터(50)의 석영관 내부에 상기 화학약품(10)이 침투된 순간의 전류 변화를 서로 다른 약액조에서 측정한 결과를 표. 1에서 나타내었다.
상기의 표. 1를 참조하면, 정상전류라 함은 석영관에 약액조 내의 화학약품이 침투되지 않은 경우에 석영히터에 흐르는 전류이다. 또한 인산 약액조의 경우에 정상전류가 19.7 A에서 석영관이 깨진 순간에 석영히터에 흐르는 전류는 21 A로 증가한다. 이는 석영관 내부로 침투한 인산 약액조 내의 화학약품에 의해 히터선에 대하여 병렬저항이 부가적으로 발생되었기 때문이다. 여기서 석영관 내에 화학약춤이 침투한 순간의 전류의 증가량이 약액조마다 다른 이유는 석영관 내로 침투한 화학약품의 종류에 따라 부가적으로 발생되는 병렬저항의 크기가 다르기 때문이다. 표. 2는 상기 표. 1의 인산 약액조에 있어서 석영관의 내부에 화학약품이 침투되었을 경우에 시간에 따라 석영히터에 흐르는 전류의 변화를 나타낸 것이다. 여기서, 결과의 신뢰성을 위하여 동일한 조건의 제1 약액조와 제2 약액조에서 측정하였다.
제2도는 상기 표. 2의 결과를 나타낸 그래프로서, 참조번호 100은 제1 약액조에 있는 석영히터의 정상전류, 200은 상기 제1 약액조에 있는 석영관 내부에 화학약품이 침투되었을 때에 석영히터에 흐르는 전류, 300은 제2 약액조에 있는 석영히터의 정상전류, 400은 상기 제2 약액조에 있는 석영관 내부에 화학약품이 침투되었을 때에 석영히터에 흐르는 전류를 각각 나타낸 것이다. 여기서 경과시간이 0초라 함은 석영관이 깨져 석영관 안으로 침투한 화학약품에 의하여 석영히터의 저항이 가장 낮아지는 순간을 말한다. 그러나 시간이 경과할수록 히터선이 화학약품에 의하여 부식되어 석영히터의 저항이 다시 증가한다. 여기서 제1 약액조에 있는 석영히터의 히터선은 약 210초 후에 단선되고, 제2 약액조에 있는 석영히터의 히터선은 약 220초 후에 단선된다. 따라서 처음에는 석영히터에 과전류가 흐르다가 시간의 경과에 따라 전류가 감소하게 되고 결국 히터선이 끊어진다.
상술한 바와 같이 종래의 반도체 웨이퍼의 세정 또는 습식식각작업에 사용되는 웨트 스테이션 장치는 석영히터의 석영관이 훼손되었을 경우나 전원공급제어수단에 이상이 있을 경우 이를 즉각 감지할 수 있는 장치가 없어 대형 공정사고가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 석영히터 또는 전원공급제어수단에 이상이 있을 경우에 이를 즉각 감지하여 알려줄 수 있는 석영히터 모니터링 시스템을 구비한 웨트 스테이션 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화학약품을 담는 약액조, 상기 화학약품의 온도를 감지하는 온도감지수단, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 온도를 소정의 설정된 기준 온도와 비교하여 그 결과를 제어신호로 출력하는 온도제어수단, 상기 화학약품을 가열하는 석영히터, 상기 제어신호를 제공받아 상기 석영히터로 인가되는 전원공급량을 조절하는 전원공급제어수단 및 상기 전원공급제어수단에 연결되어 외부로부터 입력되는 가열시발신호를 입력신호로하여 전원의 개폐역할을 하는 인가전원 개폐기를 구비한 웨트 스테이션 장치에 있어서, 상기 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태를 판단하여 사용자에게 알려주는 히터 모니터링 시스템을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션 장치를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.
제3도는 본 발명의 석영히터 모니터링 시스템을 구비한 웨트 스테이션 장치를 도시한 개략도이다. 구체적으로, 참조번호 11은 반도체 웨이퍼의 세정 또는 습식식각 작업에 사용되는 화학약품, 21은 상기 화학약품(11)을 담는 약액조, 31은 상기 화학약품(11)의 온도를 감지하기 위하여 상기 화학약품(11)에 몸체의 일부가 담겨져 있는 온도감지수단, 41은 상기 온도감지수단(31)으로부터 감지된 온도를 소정의 설정된 기준 온도와 비교하여 그 결과를 제어신호(N3)로 출력하는 온도제어수단, 51은 상기 화학약품(11)을 가열하는 석영히터, 61은 상기 제어신호(N3)를 입력신호로하여 상기 석영히터(51)로 인가되는 전원공급량을 조절하는 전원공급제어수단, 71은 상기 전원공급제어수단(60)에 연결되어 외부로부터 입력되는 가열시발신호(N2)를 입력신호로하여 전원의 개폐역할을 하는 인가전원 개폐기, 81은 세정 또는 습식식각 공정을 거칠 반도체 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 카세트가 직접 상기 석영히터(51)에 닿지 않도록 지지하기 위하여 상기 화학약품(11)에 담겨져 있는 테프론 덮개를 각각 나타낸다. 또한 참조번호 91은 상기 온도제어수단(41)에서 출력되는 상기의 제어신호(N3)를 제공받아, 이 제어신호(N3)가 현재 상기 석영히터(51)로 전원을 더 인가하라는 제1신호인지 또는 전원의 인가를 감소시키라는 제2 신호인지를 판단하는 제1 비교/판단수단, 101은 상기의 석영히터(51)와 상기 인가전원개폐기(71) 사이에 설치되어 상기 석영히터(51)에 흐르는 전류의 변화량을 전압으로 변환시켜주는 전류/전압 변환기, 201은 상기 전류/전압 변환기(101)에서 제공되는 전압신호를 소정의 기준치와 비교하여 상기 석영히터(51)에 흐르는 전류의 변화량이 상기 소정의 기준치에 대응하는 전류의 변화량보다 작으면 제3 신호를 출력하고, 상기 소정의 기준치에 대응하는 전류의 변화량보다 크면 제4 신호를 출력하는 제2 비교/판단수단, 301은 상기 제1 비교/판단수단(91) 및 제2 비교/판단수단(201)의 출력신호를 입력신호로하여 상기 석영히터(51) 및 전원공급제어수단(61)의 동작상태를 판단하는 제3 비교/판단수단, 401은 상기 제3 비교/판단수단(301)에서 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태가 이상이 있다고 판단하였을 때 이를 사용자에게 알려주는 알림수단을 각각 나타낸다 여기서, 상기 제3 비교/판단수단(301)은 제1 비교/판단수단(91)이 제1 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단(201)이 제3 신호를 출력하는 경우 또는 상기의 제1 비교/판단수단(91)이 제2 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단(201)이 제4 신호를 출력하는 경우는 정상상태를 나타내는 제5 신호, 상기의 제1 비교/판단수단(91)이 제1 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단(201)이 제4 신호를 출력하는 경우는 상기 석영히터에 이상이 있는 상태를 나타내는 제6 신호, 상기의 제1 비교/판단수단(91)이 제2 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단(201)이 제3 신호를 출력하는 경우는 상기 전원공급제어수단에 이상이 있는 상태를 나타내는 제7 신호를 각각 나타내는 제1 비교분석기; 상기 석영히터 및 전원공급제어수단에 이상이 있다고 판단하였을 때 상기 가열시발신호를 차단하여 전원공급을 중단하도록 하는 신호차단기; 상기 가열시발신호가 차단되었을 경우에는 상기의 제1감지수단 및 제2감지수단에서 제공되는 신호에 관계없이 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태에 이상이 없다고 판단하는 제2 비교분석기를 포함한다. 한편, 상기 알림수단(401)은 사용자에게 청각적으로 경고하는 알람(alarm)을 사용하거나 시각적으로 경고하는 램프(lamp)를 사용할 수도 있다. 그리고, 상기 전원공급제어수단(61)이 무접전 계전기 장치(Solid State Relay Unit; SSR unit)인 경우는 상기 제어신호(N3)가 직류 0∼5V, 0∼10V, 0∼24V 중에서 선택된 어느 하나의 제어신호를 사용할 수 있다. 또한, 상기 전류/전압 변환기(101)는 상기 석영히터(51)에 흐르는 전류의 변화량을 0∼5V의 전압범위로 변환시켜주는 것을 사용할 수 있다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면 웨트 스테이션 장치에 있어서 석영히터 또는 전원공급제어수단에 이상이 있을 경우에 이를 즉각 감지하여 알려줄 수 있는 히터 모니터링 시스템을 더 구비함으로써 공정 진행속도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 대형 공정사고를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 속한 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 명백하다.
Claims (4)
- 화학약품을 담는 약액조, 상기 화학약품의 온도를 감지하는 온도감지수단, 상기 온도감지수단으로부터 감지된 온도를 소정의 설정된 기준 온도와 비교하여 그 결과를 제어신호로 출력하는 온도제어수단, 상기 화학약품을 가열하는 석영히터, 상기 제어신호를 제공받아 상기 석영히터로 인가되는 전원공급량을 조절하는 전원공급제어수단 및 상기 전원공급제어수단에 연결되어 외부로부터 입력되는 가열시발신호를 입력신호로하여 전원의 개폐역할을 하는 인가전원 개폐기를 구비한 웨트 스테이션 장치에 있어서, 상기 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태를 판단하여 사용자에게 알려주는 히터 모니터링 시스템을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 히터 모니터링 시스템은 상기 온도제어수단에서 출력되는 제어신호를 제공받아, 이 제어신호를 판단하여 현재 상기 석영히터로 전원을 더 인가하라는 제1 신호 또는 전원의 인가를 감소시키라는 제2 신호를 선택적으로 출력하는 제1 비교/판단수단; 상기 석영히터와 상기 인가전원개폐기 사이에 설치되어 상기 석영히터에 흐르는 전류의 변화량을 전압으로 변환시켜주는 전류/전압 변환기; 상기 전류/전압 변환기에서 제공되는 전압신호를 소정의 기준치와 비교하여 상기 석영히터에 흐르는 전류의 변화량이 상기 소정의 기준치에 대응하는 전류의 변화량보다 작으면 제3 신호를 출력하고, 상기 소정의 기준치에 대응하는 전류의 변화량보다 크면 제4 신호를 출력하는 제2 비교/판단수단; 상기 제1 비교/판단수단의 및 제2 비교/판단수단의 출력신호를 입력신호로하여 상기 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태를 판단하는 제3 비교/판단수단; 및 상기 제3 비교/판단수단에서 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태가 이상이 있다고 판단하였을 때 이를 사용자에게 알려주는 알림수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제3 비교/판단수단은 제1 비교/판단수단이 제1 신호를 나타내고 상기의 제2 비교/판단수단이 제3 신호를 나타내는 경우 또는 상기의 제1 비교/판단수단이 제2 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단이 제4 신호를 출력하는 경우는 정상상태를 나타내는 제5 신호, 상기의 제1 비교/판단수단이 제1 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단이 제4 신호를 출력하는 경우는 상기 석영히터에 이상이 있는 상태를 나타내는 제6 신호, 상기의 제1 비교/판단수단이 제2 신호를 출력하고 상기의 제2 비교/판단수단이 제3 신호를 출력하는 경우는 상기 전원공급제어수단에 이상이 있는 상태를 나타내는 제7 신호를 각각 나타내는 제1 비교분석기; 상기 석영히터 및 전원공급제어수단에 이상이 있다고 판단하였을 때 상기 가열시발신호를 차단하여 전원공급을 중단하도록 하는 신호차단기; 상기 가열시발신호가 차단되었을 경우에는 상기의 제1감지수단 및 제2감지수단에서 제공되는 신호에 관계없이 석영히터 및 전원공급제어수단의 동작상태에 이상이 없다고 판단하는 제2 비교분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 알림수단은 알람을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨트 스테이션 장치.
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