KR0167864B1

KR0167864B1 - 부품 세척 및 건조장치

Info

Publication number: KR0167864B1
Application number: KR1019960009194A
Authority: KR
Inventors: 조현기
Original assignee: 조현기; 주식회사태양테크
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970066479A

Abstract

본 발명은 오염된 부품을 하나의 장치내에서 세척하여 건조시키기에 적합한 부품 세척 및 건조장치에 관한 것이다. 이 장치는 상호 연통하는 하부 세척실, 상부 건조실 및 접근개구를 갖추고 있는 하우징(10)과, 세척액을 담을 수 있도록 상기 하부 세척실내에 고정적으로 설치되며 상단이 개방되어 있는 세척조(36)와, 상기 세척조내에 승강운동가능하게 설치되며 세척하고자 하는 부품을 지지하는 지지판(38)과, 상기 지지판을 세척위치와 건조위치사이에서 승강운동 시킬 수 있도록 상기 하우징에 고정적으로 설치된 승강구동수단(40)과, 상기 상부 건조실내로 열풍을 공급하여 세척후의 부품을 건조시키기 위한 열풍공급수단(59)으로 구성된다.

Description

부품 세척 및 건조장치

제1도는 본 발명에 따른 부품 세척 및 건조장치의 외관을 보여주는 일부절개 정면도이다.

제2도는 제1도에 나타낸 장치의 측단면도이다.

제3도는 제2도의 III-III선을 따라 절단해서 본 단면도이다.

제4도는 부품 세척동작을 제어하기 위한 제어시스템을 세척조와 함께 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 26 : 하부세척실

28 : 상부건조실 36 : 세척조

38 : 다공성 지지판 40 : 공압실린더

48 : 도어 60 : 흡기덕트

62 : 배기덕트 70 : 발열체

72 : 송풍팬 78 : 풍량조절댐퍼

80 : 기포발생기 82 : 샤워노즐

84 : 세척수 공급원 106 : 화학약제 공급원

114 : 질소가스 공급원 140 : 전자제어부

142 : 공압구동부 144 : 공압공급원

본 발명은 오염된 부품을 세척 및 건조하는데 사용하는 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 소성장치의 부품들을 하나의 장치내에서 세척 후 건조시킬수 있도록 설계된 부품 세척 및 건조장치에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 반도체 제조라인에는 웨이퍼를 가열하여 소성(燒成)하기 위한 웨이퍼 소성장치가 배치되어 있다. 이 웨이퍼 소성장치를 이용해서 소성공정을 행할 때에는 분위기 가스를 소성실내에 채우게 되는데, 소성공정을 다수회 반복하다보면 웨이퍼 소성장치의 부품들이 분위기 가스에 의해서 오염되기 마련이다. 오염된 부품들을 그대로 사용할 경우에는 반도체 웨이퍼의 품질을 저하시키고, 나아가서는 불량 반도체의 발생원인이 되므로, 이에 대한 대책을 수립하지 않으면 아니된다.

종래에는 반도체 웨이퍼와 직접적으로 접촉하게 되는 소성장치의 부품을 별도로 마련된 세척장치로 깨끗하게 세척한 후 이를 다시 건조장치로 옮겨서 완전히 건조시킨 다음 재사용하는 것이 일반적인 관행이었다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 종래의 방식으로 부품을 세척함에 있어서는, 먼저 화학약제를 사용해서 부품의 표면에 고착된 이물질을 제거하고, 이어서 질소가스 분사기로 각각의 부품을 수작업에 의해 하나씩 1차 건조시킨 다음, 가열오븐내에서 약 70℃의 온도로 2차 건조를 실시하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 세척방식에 의하면, 부품을 서로 다른 스테이션으로 옮기면서, 세척, 1차건조 및 2차건조를 해야하기 때문에 공정시간이 길어지고 이는 반도체의 생산성에 악영향을 미치게 된다. 또한, 세척장치와 겉조장치를 별도로 설치해야 하므로 장비구입비용이 증가할 뿐만 아니라 많은 설치공간을 필요로 하고, 반도체 생산라인을 복잡화하는 원인이 된다.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 오염된 부품을 단시간내에 세척하여 건조시킬수 있고 세척공정과 건조공정을 하나의 장치내에서 수행할 수 있는 부품 세척 및 건조장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은, 오염된 부품을 세척하여 건조시키기에 적합한 부품 세턱 및 건조장치에 있어서, 상호 연통하는 하부 세척실, 상부 건조실 및 접근개구를 갖추고 있는 하우징과, 세척액을 담을 수 있도록 상기 하부 세척실내에 고정적으로 설치되며 상단이 개방되어 있는 세척조와, 상기 세척조내에 승강운동가능하게 설치되며 세척하고자 하는 부품을 지지하는 지지판과, 상기 지지판을 세척위치와 건조위치사이에서 승강운동 시킬 수 있도록 상기 하우징에 고정적으로 설치된 승강구동수단과, 상기 상부 건조실내로 열풍를 공급하여 세척후의 부품을 건조시키기 위한 열풍공급수단을 구비하는 부품 세척 및 건조장치에 의해서 달성할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도 내지 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 부품세척 및 건조장치는 이동이 자유롭도록 바퀴(12)가 달린 캐비넷형의 하우징(10)을 구비하며, 이 하우징(10)은 전방벽(14), 후방벽(16), 양측벽(18), 천정벽(20), 바닥벽(22) 및 격벽(24)으로 이루어진다. 상기 하우징(10)의 내부는 하부 세척실(26)과 상부 건조실(28)로 구분되고, 이들 하부 세척실(26)과 상부 건조실(28)은 서로 연통해 있다. 상기 하부 세척실(26)의 전방부를 형성하는 전방벽(14)에는 각종 스위치가 배열된 조작판넬(30)이 부착되어 있고, 상기 상부 건조실(28)에 대응하는 전방벽(14)에는 세척하고자하는 부품을 반입하거나 취출하기 위한 접근개구(32)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 하우징(10)의 천정벽(20)에는 하부 세척실(26)과 상부 건조실(28)을 밝혀주는 조명등(34)이 설치된다.

상기 하부 세척실(26)내에는 상단이 개방된 세척조(36)가 배치되어서 세척공정중 각종 세척액, 예를 들면, 불산(HF), 이온화되지 않은 순수한 물(DI) 또는 이들의 혼합물을 담고 있게 된다. 이러한 세척조(36)에는 세척액을 공급하기 위한 각종 파이프가 접속됨과 아울러 세척액의 수위를 검출하기 위한 센서가 설치되는데, 이에 관해서는 제4도를 참조하여 후술하기로 한다. 한편, 상기 세척조(36)의 내부에는 세척대상 물품, 예를 들면, 반도체 제조용 웨이퍼 소성장치의 부품을 지지하는 다공성 지지판(38)이 승강운동 가능하게 설치된다. 이 다공성 지지판(38)은 상기 하우징(10)의 격벽(24)에 설치된 한쌍의 승강구동수단(40)에 의해서 제2도에 실선으로 나타낸 세척위치와 제2도에 가상선으로 나타낸 건조위치 사이에서 승강운동하게 된다. 상기 각각의 승강구동수단(40)은 예컨대 공압실린더형으로 형성될 수 있으며, 이는 외부의 공압공급원에 연결된 실린더하우징(42)과, 일단부가 이 실린더하우징(42)에 신축가능하게 결합되고 타단부가 상기 다공성 지지판(38)을 떠받치고 있는 피스톤 로드(44)로 구성된다. 피스톤 로드(44)의 둘레에는 세척액의 누설을 방지하기 위한 시일부재(46)가 끼워져 있다.

상기 하우징(10)의 전방벽(14)에 형성된 접근개구(32)는 상하로 여닫을 수 있도록 설치된 개폐수단(47)에 의해서 개폐된다. 상기 개폐수단(47)은 도어(48)를 포함하며, 그 도어(48)는 전방으로 약간 돌출해 있는 손잡이(50)와 하부 세척실(26) 및 상부 건조실(28)의 내부를 관찰하는데 이용되는 투명창(52)을 갖는다. 상기 하우징(10)의 양측벽(18)에는 한쌍의 스프로킷(54)이 전후방향으로 나란히 설치되고, 이들 스프로킷(54)에는 체인(56)이 걸려있다. 상기 체인(56)의 선단은 도어(48)의 측면에 고정되는 반면, 그 후단에는 균형추(58)가 달려있다. 상기 도어(48)의 개폐동작이 쉽게 이루어지도록 하려면 균형추(58)의 무게를 도어(48)의 무게와 같게 또는 그 보다 약간 가볍게 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 변형예로서, 상기 스프로킷(54)과 체인(56)을 대신해서 풀리와 로프를 사용하는 것도 가능할 것이다.

상기 하우징(10)의 후방벽(16)에는 열풍공급수단(59)이 설치되며, 이 열풍공급수단(59)에는 흡기덕트(60)와 배기덕트(62)가 상하로 제공되어 있다. 흡기덕트(60)는 입구(64)와 출구(66)를 가지며, 입구(64)는 하우징(10)의 천정벽(20)에서 상부 건조실(28)내로 개방되어 있고, 출구(66)는 히터 케이싱(68)에 이어져 있다. 상기 히터 케이싱(68)내에는, 예를 들면, 전기를 열로 변환시키는 발열체(70)와 외부의 공기를 이 발열체(70)를 경유해서 흡기덕트(60)내로, 나아가서는 상부 건조실(28)내로 압입하는 송풍팬(72)이 수납되어 있다. 한편, 상기 배기덕트(62)는 하우징(10)의 후방벽(16)을 통해서 상부 건조실(28)내로 돌출하는 입구(74)와 하우징(10)의 외부에서 아래를 향하도록 배향되어 있는 출구(76)를 구비한다. 배기덕트(62)의 입구(74)에는 건조공정중 실내공기의 배기량을 조절하는 풍량조절수단(78)이 설치되어 있으며, 이 풍량조절수단(78)은 풍량조절댐퍼로 형성되는 것이 바람직하다.

제4도를 참조하면, 부품세척동작을 제어하기 위한 제어시스템과 세척조내로 각종 세척제를 공급하기 위한 세척제 공급원이 상술한 세척조(36)와 함께 도시되어 있는 것을 알 수 있다. 위에서도 설명한 바와 같이, 하부 세척실(26)의 내부에는 세척조(36)가 설치되고, 이 세척조(36)내에는 세척대상물품, 즉 피세척물을 지지할 수 있도록 다공성 지지판(38)이 놓여져 있다. 이 다공성 지지판(38)은 실린더하우징(42)과 피스톤 로드(44)로 이루어진 한쌍의 공압실린더로 이루어진 승강구동수단(40)에 의해서 하부의 세척위치와 상부의 건조위치사이에서 승강할 수 있다. 상기 다공성 지지판(38)의 아래에는 기포발생기(80)가 배치되고, 상기 세척조(36)의 상단에는 샤워노즐(82)이 부착되어 있다.

상기 세척조(36)는 세척수 공급원(84)으로 부터 고청정 세척수, 예를 들면, 이온화되지 않은 순수한 물을 공급받게 된다. 세척수 공급원(84)은 주공급라인(86), 제1브랜치라인(88) 및 제2브랜치라인(90)을 통해서 세척조(36)에 연결되어 있다. 상기 제1브랜치라인(88)은 세척조(36)의 내부까지 연장되어 있고, 상기 제2브랜치라인(90)은 세척조(36)의 상단의 샤워노즐(82)에 접속되어 있다. 상기 주공급라인(86), 제1브랜치라인(88) 및 제2브랜치라인(90)은 리턴라인(92)과 연통하고 있다. 또한, 상기 주공급라인(86)에는 세척수의 공급을 허용하거나 차단하는 수동잠금밸브(94)가 설치되고, 상기 제1브랜치라인(88)에는 세척수의 흐름량을 조절하는 수동유량조절밸브(96)와 공압에 의해 작동되어 세척수의 공급을 허용하거나 차단하는 공압잠금밸브(98)가 각각 설치된다. 마찬가지로, 상기 제2브랜치라인(90)에도 수동유량조절밸브(100)와 공압잠금밸브(102)가 설치되어 있다.

상기 리턴라인(92)의 끝부분에는 리턴밸브(104)가 설치되는데, 이 리턴밸브(104)는 세척공정의 종료시 개방되어 상기 주공급라인(86)내에 잔류하는 세척수를 완전히 배출시키는 역할을 수행한다.

화학약제 공급원(106)은 공급라인(108)을 통해서 상기 세척조(36)에 연결되며, 상기 공급라인(108)에는 수동유량조절밸브(110)와 공압잠금밸브(112)가 직렬로 설치되어 있다. 질소가스 공급원(114)은 공급라인(116)을 통해서 세척조(36)내의 기포발생기(80)에 연결되며, 상기 공급라인(116)에는 유량조절밸브(118)와 공압잠금밸브(120)가 직렬로 설치되어 있다. 상기 세척조(36)의 바닥에는 필요에 따라 세척조(36)내의 세척액을 배출시킬 수 있도록 주 배수라인(122)이 연결되고, 상기 하부 세척실(26)의 바닥에는 세척조(36)에서 넘쳐흐른 세척액을 배출하기 위한 보조 배수라인(124)이 연결되어 있다. 상기 주배수라인(122)에는 배수시에만 개방되는 공압잠금밸브(126)가 설치되어 있다.

상기 세척조(36)의 내부에는 세척액의 수위를 검출하기 위한 제1 내지 제3센서(128,130,132)가 서로 다른 높이로 설치되는 바, 가장 낮게 위치한 제1센서는 화학약제의 수위를 검출하게 되고, 중간에 위치한 제2센서는 화학약제/세척수 혼합물의 수위를 검출하며, 가장 높게 설치된 제3센서(132)는 비상용이다. 이들 각각의 센서(128,130,132)는 그에 대응하는 신호라인(134,136,138)을 통해서 전자제어부(140)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 전자제어부(140)는 공압구동부(142)를 적절히 제어함으로써 공압공급원(144)의 압축공기가 공압라인(146)을 거쳐서 승강구동수단(40) 또는 일련의 공압잠금밸브(98,102,112,120,126)로 공급되도록 한다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 부품 세척 및 건조장치의 작동을 제2도와 제4도를 참조하여 상세히 설명한다.

세척대상물을 다공성 지지판(38)에 올려놓은 상태에서 조작판넬(30)의 세척 개시 스위치(도시하지 않음)를 누르면, 전자제어부(140)는 공압구동부(142)를 제어하여 압축공기가 공압공급원(144)으로부터 공압잠금밸브(112)로 공급되도록 한다. 이에 따라 공압잠금밸브(112)가 열리고, 화학약제, 예를 들면, 불산이 화학약제 공급원(106)으로부터 공급라인(108)을 통해서 세척조(36)내로 공급되기 시작한다. 화학약제가 세척조(36)내에 소정의 수위까지 채워지면 제1센서(128)가 이를 감지하여 전자제어부(140)로 검출신호를 보내고, 전자제어부(140)는 이 신호에 응답하여 공압구동부(142)로 하여금 공압잠금밸브(112)를 닫고 다른 공압잠금밸브(98)를 열도록 지령을 내린다. 그리하여 화학약제의 공급은 중단되고, 세척수, 예를 들면, 이온화되지 않은 순수한 물이 세척수 공급원(84)으로부터 주공급라인(86) 및 제1의 브랜치라인(88)을 통해서 세척조(36)내로 공급되어 이미 공급된 화학약제와 혼합된다.

화학약제/세척수 혼합물의 수위가 소정의 높이에 도달하면, 제2센서(130)가 이를 감지하여 전자제어부(140)로 검출신호를 보내고, 전자제어부(140)는 이 신호에 응답하여 공압구동부(142)로 하여금 공압잠금밸브(98)를 닫고 다른 공압잠금밸브(120)를 열도록 한다. 이 결과, 질소가스가 질소가스 공급원(114)으로부터 공급라인(116)을 통해 기포발생기(80)로 공급되고 기포발생기(80)는 강력한 기포를 발생하여 다공성 지지판(38)상에 놓인 세척대상물의 표면을 세척한다. 세척시간은 임의로 설정할 수 있으나, 반도체 소성장치의 부품을 세척할 경우에는 약 1시간 정도로 하는 것이 일반적이다. 세척효과를 높이기 위해서는 세척액의 온도를 높여서 사용할 수도 있다.

미리 정해 놓은 시간동안 세척을 행하고 나면, 공압잠금밸브(120)를 닫아서 질소가스의 공급을 차단하고, 주 배수라인(122)의 공압잠금밸브(126)를 열어서 세척액을 배출시킨다. 세척과정중 세척조(36)의 밖으로 넘쳐흐른 세척액은 보조 배수라인(124)을 통해서 배출하게 된다. 세척액의 배출과 동시에 또는 세척액의 배출이 완료된 후에는 제2브랜치라인(90)의 공압잠금밸브(102)를 열어서 샤워노즐(82)로 세척수를 공급한다. 샤워노즐(82)에서 분출되는 세척수는 세척대상물의 표면이나 세척조의 내부에 잔류하는 이물질 또는 화학성분을 깨끗이 씻어내는 이른바 린싱(Rinsing)작용을 하게 된다. 이와 같은 린싱에 의해서 세척공정이 끝나면, 제2브랜치라인(90)의 공압잠금밸브(102)를 달아서 샤워노즐(82)로 세척수가 더 이상 공급되지 않도록 하고, 주 공급라인(86)의 수동잠금밸브(94)를 폐쇄함과 동시에 리턴라인(92)의 리턴밸브(104)를 개방시켜 잔류세척수를 완전히 배출시킨다.

그후, 전자제어부(140)는 공압구동부(142)로 하여금 승강구동수단(40)의 실린더하우징(42)으로 압축공기를 공급하여 피스톤 로드(44)를 신장시키도록 한다. 피스톤 로드(44)의 신장에 따라 다공성 지지판(38)은 제2도에 실선으로 나타낸 세척위치로부터 가상선으로 나타낸 건조위치로 상승하여 세척대상물을 건조대기상태에 두게 된다. 조작판넬(30)의 건조 개시 스위치(도시하지 않음)를 누르면 발열체(70)가 열을 발산함과 동시에 송풍팬(72)이 외부공기를 흡입하여 열풍을 생성시키고, 이 열풍은 흡기덕트(60)를 경유해서 상부 건조실(28)의 내부로 압입된다. 상부 건조실(28)의 온도는 약 70℃로 설정하는 것이 바람직하나, 필요에 따라서 더 높은 온도나 더 낮은 온도로 건조공정을 수행할 수도 있다. 상부 건조실(28)의 내부로 도입된 열풍은 배기덕트(62)를 통해 외부로 빠져나가게 되는데, 이때 내부공기의 배출량은 조절댐퍼(78)를 이용해서 조절할 수 있다. 건조공정의 종료후에는 도어(48)를 열고 다공성 지지판(38)상의 세척대상물을 취출한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 부품 세척 및 건조장치에 의하며, 부품의 세척공정과 건조공정을 하나의 장치내에서 통합해서 실행할 수 있으므로, 공정시간이 크게 단축되고, 장비구입비용이 절감될 뿐만 아니라 장비의 설치공간을 대폭 감소시킬수 있다고 하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

Claims

오염된 부품을 세척하여 건조시키기에 적합한 부품 세척 및 건조장치에 있어서, 상호 연통하는 하부 세척실(26), 상부 건조실(28) 및 접근개구(32)를 갖추고 있는 하우징(10)과, 세척액을 담을 수 있도록 상기 하부 세척실(26)내에 고정적으로 설치되며 상단이 개방되어 있는 세척조(36)와, 상기 세척조(36)내에 승강운동가능하게 설치되며 세척하고자 하는 부품을 지지하는 지지판(38)과, 상기 지지판(38)을 세척위치와 건조위치사이에서 승강운동 시킬 수 있도록 상기 하우징(10)에 고정적으로 설치된 승강구동수단(40)과, 상기 상부 건조실(28)내로 열풍을 공급하여 세척후의 부품을 건조시키기 위한 열풍공급수단(59)을 구비하는 부품 세척 및 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(10)의 접근개구(32)를 개폐하기 위한 개폐수단(47)을 추가로 구비하는 부품 세척 및 건조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승강구동수단(40)이, 상기 하우징에 고정적으로 부착되는 실린더하우징(42)과, 일단부가 상기 실린더하우징(42)에 신축가능하게 결합되고 타단부가 상기 지지판(38)에 연결되어 있는 피스톤 로드(44)로 구성된 부품 세척 및 건조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열풍공급수단(59)이 외부로 노출된 입구(64) 및 상부 건조실(28)내로 개방된 출구(66)를 갖는 흡기덕트(60)와, 이 흡기덕트(60)의 입구에 설치된 발열체(70)와, 외부공기를 상기 발열체(70)를 경유해서 흡기덕트(72)내로 압입하기 위한 송풍팬으로 이루어진 부품 세척 및 건조장치.
제4항에 있어서, 상기 상부 건조실(28)내의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기덕트(62)와, 이 배기덕트(62)를 통해 배출되는 공기의 양을 조절할 수 있도록 배기덕트의 입구에 설치된 풍량 조절수단(78)을 추가로 구비하는 부품 세척 및 건조장치.
제2항에 있어서, 상기 개폐수단(47)이, 개방위치와 폐쇄위치사이에서 상하로 슬라이딩할 수 있도록 상기 하우징(10)에 설치된 도어(48)와, 일단부가 상기 도어(48)에 연결되고 타단부에는 균형추(58)가 달려 있는 체인(56)과, 이 체인(56)을 하우징(10)에 지지하는 스프로킷(54)으로 구성된 부품 세척 및 건조장치.