KR0179837B1 - 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 벨브 후단의 메인 튜브에 부착되어, 튜브 내의 압력 변화를 검출하는 압력센서와; 벨브 턴 온시 초기 변동하는 압력을 제거해주는 신호조절기와; 신호에 따른 전압을 발생시켜 주는 휘스톤 브리지와; 신호를 증폭시키는 증폭기 및; 증폭기에서 검출된 신호와 측정시간으로 부터 유량을 환산하는 연산기를 구비하여 반도체 제조장치를 완료하므로써, 1) 유체 내에 계측을 위한 이물질이 없어 유체의 변질 및 이로 인한 오염을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 2) 라인 내에 플로우 미터 부착시 메인 튜브 내경의 변화가 없으므로 유체 플로우량의 변화가 없고, 3) 반도체 소자에 직접적으로 코팅되는 액상(liquid) 중 응고성이 강하거나 점도가 높은 유체의 플로우량 측정 또한 가능하게 되어 반도체 제조장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

Description

반도체 제조장치

제1도는 종래의 볼 플로우 미터 구조를 도시한 개략도.

제2도는 종래의 질량 플로우 컨터롤러 구조를 도시한 개략도.

제3도는 본 발명에 의한 반도체 장치의 배관 구조를 도시한 개략도.

제4도는 본 발명에 의한 반도체 장치의 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 휘스톤 브리지 102 : 증폭기

103 : 연산기 104 : 압력센서

105 : 메인 튜브 106 : 영점 위치 조정용 가변저항

107 : 세팅값 입력단 108 : 신호 조절기

109 : 밸브

본 발명은 유체의 변질 및 이물 등의 오염으로 인해 인 라인 모니터(in line monitor)가 어려운 유체의 플로우(flow)량을 압력 센서를 이용하여 유체 외부에서 모니터 하도록 이루어진 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 반도체 코팅(coating) 장비의 코팅액 플로우량을 모니터 하기에 적당하도록 설계된 반도체 제조장치에 관한 것이다.

종래 일반적으로 사용되어 오던 유체의 플로우량 검출 및 액체 유량의 컨트롤을 위한 반도체 제조장비로서, 제1도에 도시된 볼 플로우 미터(ball flow meter)는 유체가 유입되는 인 라인(1)과, 유체의 플로우량을 검출 및 지시하는 볼(2)과, 상기 볼(2)의 위치를 알려주는 플로우 미터의 눈금(3) 및, 유체가 나오는 아웃 라인(out line)(4)으로 구성되어 있어, 인 라인(1)으로 공급되는 유체가 플로우되는 힘에 의해 볼(2)을 상승시키면, 유체의 플로우 세기와 볼(2)의 중력이 일치하는 지점에서 볼(2)이 정지하게 되고, 이때의 볼(2) 위치를 눈금(3)을 통해 읽어들임으로써 유체의 플로우되는 유량을 알 수 있도록 되어 있다.

반면, 제2도에 도시된 질량 플로우 컨트롤러(mass flow controller:이하, MFC라 한다)는 코일 가열을 위한 가열(heating) 전원(11)과, 코일에서 감지한 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 휘스톤 브리지(wheston bridge)(12)와, 2개의 코일(13), (14)이 감겨져 있는 모세관(18)과, 증폭기(15)와, 차동증폭기(16), 비교기(17) 및 메인 튜브(main tube)(19)로 구성되어, 유체가 넓은 내경을 갖는 메인 튜브(19)와 모세관(18)으로 나뉘어져 흐르도록 되어 있다.

이때, 상기 모세관(18)으로는 전체 유량의 약 5% 정도에 해당하는 유체가 흐르며, 모세관(18)에 감겨진 2개의 코일인 업 스트림 코일(up stream coil)(13)과 다운 스트림 코일(down stream coil)(14)에서 모세관(18)에 열을 전달하고 동극에 상기 모세된(18)내 유체의 열을 감지한다.

따라서, 모세관(18) 내로 가스의 흐름이 있게 되면 업 스트림 코일(13)은 다운 스트림 코일(14) 보다 더 냉각되므로 두 코일(13), (14) 간에는 온도차가 발생하게 된다. 이때 각각의 코일은 휘스톤 브리지(12)의 저항 역할을 하며, 온도차에 의해 일정한 전압이 발생하게 되어 증폭기(5)에서 증폭이 이루어지게 되므로, 이 증폭된 신호와 선형회로를 거쳐 차동증폭기(16)에서 세팅(setting)한 값과의 차이에 대한 신호로 유체의 제어(control) 및 플로우량 검출이 이루어지게 된다.

그러나, 유체의 플로우량 검출 및 액체 유량의 컨트롤을 위하여 기 언급된 볼 플로우 미터를 사용할 경우에는 유체의 플로우량을 검출하고 지시하는 볼이 유체내에 존재하는 관계로 인하여 이물질 오염 및 이로 인한 유체의 성질 변화 등의 문제가 야기되며, 반면 MFC를 사용할 경우에는 흡착성이 강한 기체나 응고성이 강한 액체 유량을 제어하고자 할 때 모세관에서 고형화가 진행되어 막히게 되므로 유량 검출 및 제어에 있어서의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 압력 센서를 이용하여 유체의 플로우량을 유체외부에서 모니터하므로써, 유체의 변질이나 이물질 등에 의한 오염이 발생되지 않을 뿐 아니라 응고성이 강하거나 점도가 높은 유체의 플로우량 또한 측정이 가능하도록 이루어진 반도체 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 밸브 후단의 메인 튜브에 부착되어, 튜브 내에 흐르는 유량에 따른 압력 변화를 전기적신호로 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서의 출력신호 중 밸브가 오픈되는 초기의 압력 변화에 따른 압력센서의 출력신호를 제거하는 신호조절기와; 상기 신호조절기의 출력신호에 따른 전압을 발생시켜 주는 휘스톤 브리지와; 상기 휘스톤 브리지의 출력전압을 증폭시키는 증폭기와; 상기 증폭기에서 검출된 신호와 세팅된 유량시간 신호로 부터 유량을 환산하는 연산기로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 구성 결과, 소자에 집적적으로 코팅되는 액체중 응고성이 강하거나 점도가 높은 유체의 플로우량 측정이 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 반도체 제조장치는 제3도에 도시된 배관도에서 알 수 있듯이, 메인 튜브(105)내를 흐르는 유량에 선형적으로 비례하는 압력을 전기적신호로 검출하는 압력센서(104)와, 그 압력센서(104)의 출력신호 중 밸브(109)가 오픈되는 초기의 압력 변화에 따른 압력센서(104)의 출력신호를 제거하는 신호조절기(108)와, 그 신호조절기(108)를 통한 압력센서(104)의 출력신호로 전압차를 발생시키는 휘스톤 브리지(100)와, 상기 휘스톤 브리지(100)의 전압차를 증폭하는 증폭기(102)와, 그 증폭기(102)에서 검출된 신호와 세팅 및 유량시간 신호로 부터 유량을 환산하는 연산기(103)로 구성되어, 메인 튜브(105) 내를 흐르는 유체의 압력이 압력센서(104) 전단의 밸브(109)가 닫히면 특정한 값을 가지게 되는 반면, 밸브(109)가 오픈(open)되어 유체가 흐르게 되면 밸브(109) 후단의 메인 튜브(105) 내에 압력변화가 생기도록 되어있다.

이때, 압력이 변화되는 형태는 메인 튜브(105) 내를 흐르는 유량에 대해 선형적으로 비례하여 변화하되, 밸브(109)의 턴 온 초기 시점에서 압력 변동이 있은 뒤 일정시간 경과 후 안정되는 형태를 취하며, 상기 압력센서(104) 표면에는 유체의 변질을 방지하기 위하여 테프론 박막 코팅 처리가 되어 있다.

따라서, 밸브(109)가 오픈되면 압력센서(104)에서는 메인 튜브(105) 내의 유체의 압력을 감지하여 전기적인 신호로 만들고, 신호조절기(108)에서는 상기 압력센서(104)에서 만들어진 전기적 신호 중 초기 압력 변동 신호를 제거한 다음, 안정된 신호만을 휘스톤 브리지(100)로 보내 전압차를 발생시킨다.

이때, 초기 압력 변동 유지시간은 유체에 따라 차이가 있으므로 상기 신호조절기(108)에서는 제4도에 도시된 회로도의 가변저항(106)을 이용하여 신호 제거시간을 조정해 주어야 한다.

이후, 증폭기(102)에서 상기 휘스톤 브리지(100)를 통해 나온 신호를 증폭하고, 연산기(103)에서 상기 증폭기(102)에서 증폭된 신호와 세팅(setting)된 유량시간(flow time) 신호를 연산하여 유량으로 환산한 다음, 모니터로 보내 수치로 디스플레이 함으로써 유체의 플로우량을 측정할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유체 내에 계측을 위한 이물질이 없어 유체의 변질 및 이로 인한 오염을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 라인 내에 플로우 미터 부착시 메인 튜브 내경의 변화가 없으므로 유체 플로우량의 변화가 없고, 반도체 소자에 직접적으로 코팅되는 액상(liquid) 중 응고성이 강하거나 점도가 높은 유체의 플로우량 측정 또한 가능하게 되어 반도체 제조장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 밸브 후단의 메인 튜브에 부착되어, 튜브 내에 흐르는 유량에 따른 압력 변화를 전기적신호로 검출하는 압력센서와; 상기 압력센서의 출력신호 중 밸브가 오픈되는 초기의 압력 변화에 따른 압력센서의 출력신호를 제거하는 신호조절기와; 상기 신호조절기의 출력신호에 따른 전압을 발생시켜 주는 휘스톤 브리지와; 상기 휘스톤 브리지의 출력전압을 증폭시키는 증폭기와; 상기 증폭기에서 검출된 신호와 세팅된 유량시간 신호로 부터 유량을 환산하는 연산기로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력센서는 그 표면이 테프론 박막 코팅처리된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.