KR100221628B1 - 반도체 제조 장치의 측정 탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정 탱크 내에 일정한 압력을 유지하므로써 저장 용액의 양을 일정하게 하는 측정 탱크에 관한 것으로, 측정 탱크에 공급되는 용액의 양을 검출하기위한 수단으로 압력 센서를 구비하여 측정 탱크 내에 공급되는 물질의 고유의 압력을 계산하여 압력 센서를 통하여 검출된 압력의 크기와 비교하여 측정 탱크 내에 정확한 양의 물질이 공급될 수 있도록 하므로써, 혼합 탱크에서 생성되는 화학 물질의 비율을 정확히 제어하도록 하는 효과가 있으며, 이에 부가하여 공급되는 물질의 양을 근거로 하는 피스톤의 반복 운동을 통하여 제어되므로 일시적인 측정 탱크의 진동에는 영향을 받지 않으며, 과다한 양의 물질이 공급되어도 이를 다시 HF 공급 탱크로 배출하므로써 HF의 낭비가 발생하지 않는 효과가 있다.

Description

반도체 제조 장치의 측정 탱크

제1도는 종래의 전자 저울 방식 혼합 탱크를 나타낸 도면.

제2도는 종래의 광센서 방식의 측정 탱크를 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 압력 센스 방식의 측정 탱크를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 압력 센서의 동작을 나타낸 도면으로,

a도는 기준 압력 상태의 압력 센서를 나타낸 도면.

b도는 압력이 증가한 상태의 압력 센서를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100, 200, 300 : 측정 탱크 140 : 전자 저울

230 : 광센서 240, 331, 341, 351 : 밸브

310 : 펌프 320 : 압력 검출부

321 : 제어부 322 : 압력 센서

323 : 회전체 324 : 링크

본 발명은 반도체 제조 장치의 측정 탱크에 관한 것으로, 특히 측정 탱크 내에 일정한 압력을 유지하므로써 저장 용액의 양을 일정하게 하는 측정 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 열 산화막 필름 등을 세정하기 위한 수단으로 일정 비율의 불산(이하 HF라 칭함)과 순수(deionized water)를 혼합하여 사용한다.

이와같은 HF와 순수를 혼합하기 위하여 혼합 탱크에 HF와 순수를 일정 비율로 공급하여 혼합하게 된다.

이와 같은 HF 용액을 생성하기 위한 방법으로는 세정 대상이 위치하는 배쓰(bath)에 직접 HF와 순수를 공급하여 혼합하는 방법과, 혼합 탱크에 HF와 순수를 일정 비율로 공급하여 혼합한 다음 이와 같이 생성된 HF 용액을 세정 대상이 있는 배쓰에 공급하는 방법이 있다.

특히 혼합 탱크에 공급되는 HF는 목적하는 비율의 양을 측정 탱크에 미리 저장해 두고, 필요한 때에 이를 혼합 탱크에 공급하여 사용한다.

이때 혼합 탱크에 공급되는 HF의 양을 정확히 조절하는 것은 혼합 탱크에서 생성되는 화학 약품의 비율에 직접적으로 영향을 주기 때문에 반도체 제조공정의 매우 중요한 요소가 된다.

이와 같은 측정 탱크의 저장 용액의 양을 조절하기 위한 수단으로는 전자 저울을 이용한 장치와 광센서를 이용한 장치가 있다.

전자 저울을 이용한 장치와 광센서를 이용한 장치를 제1도와 제2도에 나타내었다.

제1도는 종래의 전자 저울 방식 혼합 탱크를 나타낸 도면이다.

제1도에 나타낸 바와 같이 혼합 탱크(100)의 상부에는 불소 공급관(120)과 순수 공급관(110)이 설치되어 있고, 혼합 탱크(100)의 하부에는 저장된 용액을 혼합 탱크에 공급하기 위한 배출관(130)이 형성되어 있다.

혼합 탱크(100)의 저면에는 혼합 탱크(100) 및 혼합 탱크(100)에 저장된 용액의 무게를 측정하기위한 전자 저울(140)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 전자 저울 방식 혼합 탱크(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 혼합 탱크(100)의 무게를 측정한 다음 이를 0으로 세팅하는 영점 조정을 실시한다.

다음으로 혼합 탱크(100)에 필요한 양의 순수를 공급하고, 순수의 공급이 완료되면 순수의 무게를 포함한 혼합 탱크(100)의 무게를 측정하여 이를 0으로 세팅하는 영점 조정을 다시 한번 실시한다.

영점 조정이 이루어지면 HF를 공급하며, 전자 저울(140)을 이용하여 공급된 HF의 양을 측정하여 정량의 HF가 공급되면 HF의 공급을 완료하고 공급된 HF와 순수를 혼합하여 사용한다.

그러나 이와 같은 전자 저울 방식은 혼합 탱크가 외부의 충격이나 기타의 영향으로 인하여 진동하게 되면, 전자 저울에서 측정되는 값의 오차가 심해져서 정확한 양의 HF의 공급이 이루어지지 않게 되는 문제가 있다.

제2도는 종래의 광센서 방식의 측정 탱크를 나타낸 도면이다.

제2도에 나타낸 바와 같이 측정 탱크(200)의 상부에는 HF 공급관(210)이 설치되어 있고, 측정 탱크(200)의 하부에는 저장된 HF를 배출하기 위한 배출관(220)이 설치되어 있다.

배출관(220)의 하단에는 배출관(220)을 통하여 흐르는 HF를 검출하기 위한 광센서(230)가 설치되어 있으며, 광센서(230)의 하부에는 배출관(220)의 HF의 흐름을 제어하기 위한 밸브(240)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 광센서 방식의 측정 탱크의 동작은 다음과 같다.

공급관(210)을 통하여 HF의 공급이 이루어져, 공급된 HF가 배출관(220)의 상부에 형성된 개구부에 도달하여 HF가 배출관(220)을 통하여 흘러내려가게 된다.

측정 탱크(200) 내부에 설치되는 배출관(220)의 길이는 측정 탱크(200)에 저장하고자 하는 HF의 양과 측정 탱크(200)의 내부 용적을 계산하여 결정한다.

배출관(220)에 설치된 광센서(230)는 배출관(200)을 통하여 흘러내리는 HF를 감지하여 공급관(210)을 차단하므로써 HF의 공급이 완료된다.

그러나 이와 같은 광센서 방식의 측정 탱크는 광센서가 외부의 작은 영향에도 민감하게 반응하여 오동작하는 경우가 빈번하여 혼합하고자 하는 화학물질의 비율을 정확히 제어하는데 문제가 있다.

따라서 본 발명은 측정 탱크에 공급되는 용액의 양을 검출하기 위한 수단으로 압력 센서를 구비하여 측정 탱크 내에 공급되는 물질의 고유의 압력을 계산하여 압력 센서를 통하여 검출된 압력의 크기와 비교하여 측정 탱크 내에 정확한 양의 물질이 공급될 수 있도록 하므로써, 혼합 탱크에서 생성되는 화학 물질의 비율을 정확히 제어하도록 하는 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명은 측정 수단을 구비하고, 상기 측정 수단을 이용하여 정확한 양의 용액을 저장 및 공급하는 측정 탱크에 용액을 공급하기 위하여 측정 탱크의 측면에 설치된 공급관과, 상기 측정 탱크의 상부에서 상기 측정 탱크 내에 삽입된 피스톤과, 상기 피스톤을 통하여 전달되는 측정 탱크 내의 압력을 검출하도록 상기 피스톤의 상부에 설치된 압력 검출부와, 상기 압력 검출부를 통하여 검출되는 상기 측정 탱크의 압력이 상기 압력 검출부에 설정되어 있는 기준 압력과 다른 경우에 상기 측정 탱크 내의 압력을 조절하도록 상기 피스톤을 구동하기 위한 피스톤 구동 수단과, 상기 측정 탱크의 압력이 기준 압력보다 높은 경우에 상기 피스톤의 동작에 따라 역류하는 용액을 배출시키기 위한 배출관을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 일실시예를 제3도와 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 압력 센서 방식의 측정 탱크를 나타낸 도면이다.

제3도에 나타낸 바와 같이, 측정 탱크(300)의 상부에는 피스톤(360)이 내삽되어 있고, 피스톤(360)의 상부에는 피스톤(360)을 통해 전달되는 측정 탱크(300) 내부의 압력을 검출하는 압력 검출부(320)가 설치되어 있으며, 피스톤(360)의 상단에는 피스톤을 구동하기 위한 펌프가 설치되어 있다.

측정 탱크(300)의 측면에는 HF를 공급하기 위한 공급관(340)이 설치되어 있으며, 공급관(340)에는 밸브가 설치되어 있다.

또한 측정 탱크(300)의 측면에는 피스톤의 상승 작용에 의하여 측정 탱크(300)내에서 상부 쪽으로 역류하는 물질을 배출하기 위한 배출구(330)가 설치되어 있다.

측정 탱크(300)의 하단에는 혼합 탱크(도시하지 않았음)에 HF를 공급하기 위하여 측정 탱크(300)) 내에 저장되어 있는 물질을 배출하기 위한 배출관(350)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

압력 검출부(320)에 기준 전압이 설정되어 있는 상태에서 공급관(340)을 통하여 HF가 공급된다.

이때의 기준 전압은 측정 탱크(300) 내에 목적하는 양의 HF가 공급되었을 때의 압력을 시험을 통하여 측정하여 설정한다.

공급되는 HF에 의하여 피스톤(360)에 소정의 압력이 전달되고, 압력 검출부(320)에서는 피스톤(360)으로 전달되는 압력을 통하여 측정 탱크(300) 내의 압력을 검출하게 된다.

이때 검출된 압력이 기준 압력보다 낮은 경우, 즉 측정 탱크(300) 내에 공급된 HF의 양이 목적하는 양보다 적은 경우에는 계속 HF의 공급이 이루어지도록 한다.

계속되는 HF의 공급으로 측정 탱크(300) 내의 압력이 기준 전압보다 높아지면 압력 검출부(320)에서는 이를 검출하여 피스톤(360)의 상단에 설치되어 있는 펌프(310)를 구동시켜 피스톤(360) 상승시켜 기준전압 보다 초과된 만큼의 물질을 배출구(330)를 통하여 배출하게 된다.

이와 같은 과정이 2-3회 반복되어 압력 검출부에 설정되어 있는 기준 전압과 공급되는 HF의 압력과 균형이 이루어지면, 공급관(340)에 설치되어 있는 밸브(341)가 동작하여 공급관(340)을 차단하게 된다.

상기의 압력 검출부(320)의 동작을 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명의 압력 검출부(320)의 동작을 나타낸 도면으로, (a)도는 기준 압력 상태의 압력 검출부를 나타낸 도면이고, (b)도는 압력이 증가한 상태의 압력 검출부를 나타낸 도면이다.

제4도에 나타낸 바와 같이, 피스톤(360)의 측면에는 2절 링크(324)가 설치되고, 2절 링크(324)의 단부에는 반원형의 회전체(323)가 연결되어 있으며, 회전체(323)가 링크(324)와 연결된 타단은 제어부(321)에 설치된 압력 센서(322)와 접촉하여 피스톤(360)의 운동에 따라 압압되도록 이루어지고, 제어부(321)는 압력 센서(322)를 통하여 검출된 압력을 통하여 피스톤 구동 펌프(310)와 공급관(340)의 밸브(341)등을 제어한다.

따라서 본 발명은 측정 탱크에 공급되는 용액의 양을 검출하기 위한 수단으로 압력 센서를 구비하여 측정 탱크 내에 공급되는 물질의 고유의 압력을 계산하여 압력 센서를 통하여 검출된 압력의 크기와 비교하여 측정 탱크 내에 정확한 양의 물질이 공급될 수 있도록 하므로써, 혼합 탱크에서 생성되는 화학 물질의 비율을 정확히 제어하도록 하는 효과가 있으며, 이에 부가하여 공급되는 물질의 양을 근거로 하는 피스톤의 반복 운동을 통하여 제어되므로 일시적인 측정 탱크의 진동에는 영향을 받지 않으며, 과다한 양의 물질이 공급되어도 이를 다시 HF 공급 탱크로 배출하므로써 HF의 낭비가 발생하지 않는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 측정 수단을 구비하고, 상기 측정 수단을 이용하여 정확한 양의 용액을 저장 및 공급하는 측정 탱크에 있어서, 상기 측정 탱크에 용액을 공급하기 위하여 측정 탱크의 측면에 설치된 공급관과; 상기 측정 탱크의 상부에서 상기 측정 탱크 내에 삽입된 피스톤과; 상기 피스톤을 통하여 전달되는 측정 탱크 내의 압력을 검출하도록 상기 피스톤의 상부에 설치된 압력 검출부와; 상기 압력 검출부를 통하여 검출되는 상기 측정 탱크의 압력이 상기 압력 검출부에 설정되어 있는 기준 압력과 다른 경우에 상기 측정 탱크 내의 압력을 조절하도록 상기 피스톤을 구동하기 위한 피스톤 구동 수단과; 상기 측정 탱크의 압력이 기준 압력보다 높은 경우에 상기 피스톤의 동작에 따라 역류하는 용액을 배출시키기 위한 배출관을 포함하는 측정 탱크.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력 검출부는, 상기 피스톤의 측면에 부착되어 피스톤의 상하 운동에 따라 동작하는 링크와; 상기 링크의 동작에 따라 소정의 각도로 회전하는 회전체와; 상기 회전체의 회전에 의하여 전달되는 압력을 검출하는 압력 센서와; 상기 압력 센서를 통해 압력의 크기를 전달받아 상기 피스톤을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
3. 제1항에 있어서, 상기 피스톤 구동 수단이 압력 펌프인 것이 특징인 측정 탱크.