KR100325627B1 - 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치에 관한 것으로, 웨이퍼 용기에 장착되어 증기 소스의 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하는 증기온도센서와, 웨이퍼 용기에 장착되어 웨이퍼 용기내의 대기압을 측정하여 압력측정신호를 발생하는 압력측정센서와, 증기온도센서와 압력측정센서로부터 각각 출력되는 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부와, A/D 변환부로부터 출력되는 디지탈 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 미리 설정되어 저장된 온도와 압력정보와 비교하여 증기 소스의 오염여부를 판단하여 오염이 발생된 경우 경보발생장치를 구동시켜 경보를 발생하는 마이콤으로 구성하여 증기 소스의 오염 여부를 정확하게 감지할 수 있도록 하고 있다.

Description

반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치{Alarm apparatus of semiconductor wafer drier}
본 발명은 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 건조장치에서 웨이퍼를 건조시키기 위한 증기 소스가 오염된 경우 이를 감지하여 경보하기 위한 건조장치의 경보장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 이용하여 소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼를 습식 처리하는 공정이 있다. 습식 처리된 웨이퍼는 반드시 건조시켜야 되며 이를 별도의 반도체 웨이퍼 건조장치가 사용된다. 반도체 웨이퍼를 건조시키기 위한 건조장치의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 건조장치의 개략 구성도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 용기(1) 내측에는 지지부재(2)가 조립되며 지지부재(2)의 하측에는 사용된 폐 IPA를 담는 IPA 포집판(3)이 설치된다. IPA 포집판(3)의 하측에는 외부에서 공급된 IPA 용액을 가열시켜 증기로 만드는 가열장치(4)가 설치되며 웨이퍼 용기(1)의 상측에는 IPA 증기를 냉각시키기 위한 코일(coil) 배관(6)이 설치된다. 코일 배관(6)에 의해 냉각되어 액화된 폐 IPA 용액을 IPA 포집판(3)으로 모으기 위해 유도판(5)이 웨이퍼 용기(1)의 측벽에 설치된다.
IPA 용액을 증발시켜 발생된 증기 소스를 이용하여 웨이퍼를 건조시키는 건조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 지지부재(2)에 건조시킬 다수의 웨이퍼(W)를 장착한다. 웨이퍼(W) 장착과 함께 배관(3a)을 통해 소정량의 IPA 용액을웨이퍼 용기(1) 내부로 공급한 후 가열장치(4)로 가열한다. 웨이퍼 용기(1)로 공급된 IPA 용액 및 가열장치(4)의 온도를 측정하기 위해 온도센서(7a)(7b)가 장착된다. 소정 온도에서 가열된 IPA 용액은 증발되어 IPA 증기를 형성하고 IPA 증기는 웨이퍼(W)에 부착된 수분과 치환 작용을 하여 수분을 웨이퍼(W) 표면에서 분리시켜 건조하게 된다.
웨이퍼(W)를 건조시키기 위한 IPA 증기는 냉각수에 의해 냉각된다. 냉각수는 코일 배관(6)의 투입구(6a)를 통해 공급되어 코일 배관(6)을 따라 흐른 후 배출구(6b)를 통해 배출된다. 코일 배관(6)을 따라 흘러 순환되는 냉각수에 의해 냉각되어 응축된 IPA 용액은 유도판(5)을 따라 IPA 포집판(3)에 모아지고 IPA 포집판(3)에 모아진 폐 IPA 용액은 배관(3a)을 통해 외부로 배출된다.
IPA 증기를 이용한 건조장치는 밀폐되지 않는 상태에서 IPA 증기로 웨이퍼(W)를 건조시킨다. IPA 증기가 외부에 노출됨으로써 쉽게 오염될 수 있다. IPA 증기가 오염된 경우 IPA 증기를 이용하여 웨이퍼(W)를 건조시키는 과정에서 웨이퍼(W) 표면에 오염 물질이 부착될 수 있다. 웨이퍼(W) 표면에 오염 물질이 부착된 경우 다음 공정 진행시 오염 물질에 의해 공정 오류를 유발시킬 수 있다. IPA 증기 오염에 의한 웨이퍼(W) 오염을 방지하기 위해 IPA 증기가 오염되었는지 여부를 점검하게 된다.
종래의 IPA 오염 점검 방법은 IPA 증기 온도를 측정하여 오염 여부를 점검하였다. IPA 증기 온도를 측정하기 위해 웨이퍼 용기(1)의 내측에는 증기 온도 센서(7c)가 설치된다. 증기 온도 센서(7c)는 IPA 증기 온도의 변화를 감지한다. 증기 온도 센서(7c)에서 감지된 온도 변화에 따라 IPA 증기의 오염 정도를 판별하게 한다. 즉, IPA 증기가 오염되지 않는 상태에서의 온도를 미리 설정한 후 설정된 온도와 측정된 IPA 증기의 온도 차이를 산출하여 IPA 증기의 오염 정도를 판별하게 된다.
IPA 증기 오염 여부를 IPA 증기 온도를 이용하여 판별하는 경우 대기압이 일정하거나 IPA 용액의 끓는점이 항상 일정해야 하는 전제 조건이 있다. 따라서 대기압이 일정하지 않거나 IPA 용액의 끓는점이 변하는 경우 IPA 증기의 온도만으로 IPA가 오염되었는지 여부를 정확하게 판별할 수 없게 된다. 이로 인해 웨이퍼에 오염 물질이 부착되며 이 오염 물질의 부착으로 인해 웨이퍼를 이용한 반도체 소자의 제조 공정에 오류가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 증기 소스를 이용하여 웨이퍼를 건조하는 장치에서 증기 소스의 온도와 대기의 압력을 이용하여 증기 소스의 오염 여부를 정확하게 판별할 수 있는 건조장치의 경보장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 건조시키기 위한 증기 소스의 오염 정도를 정확하게 감지하여 경보함으로써 증기 소스의 오염 물질로 인한 웨이퍼 오염을 방지함에 있다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 건조장치의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 건조장치의 개략 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 압력 측정 센서를 이용한 오염 경보 장치의 제어 블럭도이다.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＊
1: 웨이퍼 용기 2: 지지부재
3: IPA 포집판 4: 가열장치
5: 유도판 6: 코일 배관
7c: 증기온도센서 11: 압력측정센서
본 발명의 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치는 웨이퍼 용기에 장착되어 증기 소스의 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하는 증기온도센서와, 웨이퍼 용기에 장착되어 웨이퍼 용기내의 대기압을 측정하여 압력측정신호를 발생하는 압력측정센서와, 증기온도센서와 압력측정센서로부터 각각 출력되는 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부와, A/D 변환부로부터 출력되는 디지탈 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 미리 설정되어 저장된 온도와 압력정보와 비교하여 증기 소스의 오염여부를 판단하여 오염이 발생된 경우 경보발생장치를 구동시켜 경보를 발생하는 마이콤으로 구성됨을 특징으로 한다.
증기온도센서는 서머커플(themocouple)이 사용되며 A/D 변환부는 증기온도센서로부터 출력되는 온도감지신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 제1A/D 변환기와 압력측정센서로부터 출력되는 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 제2A/D 변환기로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 건조장치의 개략 구성도이고, 도 3는 도 2에 도시된 압력 측정 센서를 이용한 오염 경보 장치의 제어 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 용기(1)에 장착되어 증기 소스의 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하는 증기온도센서(7c)와, 웨이퍼 용기(1)에 장착되어 웨이퍼 용기(1)내의 대기압을 측정하여 압력측정신호를 발생하는 압력측정센서(11)와, 증기온도센서(7c)와 압력측정센서(11)로부터 각각 출력되는 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 A/D변환부(12)와, A/D 변환부(12)로부터 출력되는 디지탈 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 미리 설정되어 저장된 온도와 압력정보와 비교하여 증기 소스의 오염여부를 판단하여 오염이 발생된 경우 경보발생장치(14)를 구동시켜 경보를 발생하는 마이콤(13)으로 구성된다.
본 발명을 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
웨이퍼 용기(1) 내측에는 지지부재(2)와 IPA 포집판(3)이 설치된다. IPA 포집판(3)의 하측에는 가열장치(4)가 설치되며 상측에는 코일 배관(6)이 설치된다. 코일 배관(6)의 일측에 유도판(5)이 설치된다. 웨이퍼 용기(1)의 일측에는 웨이퍼를 건조시키기 위해 사용되는 증기 소스의 온도를 측정하는 증기온도센서(7c)가 설치되며, 증기온도센서(7c)의 상측에는 웨이퍼 용기(1)의 내의 대기압을 측정하기 위한 압력측정센서(11)가 설치된다.
증기온도센서(7c)와 압력측정센서(11)에는 A/D 변환부(12)가 전기적으로 통하도록 접속되어 설치된다. A/D 변환부(12)는 제1A/D 변환기(12a)와 제2A/D 변환기(12b)로 구성되며 제1A/D 변환기(12a)는 증기온도센서(7c)와 접속되며 제2A/D 변환기(12b)는 압력측정센서(11)와 전기적으로 접속 설치된다. 제1A/D 변환기(12a)와 제2A/D 변환기(12b)는 각각 마이콤(13)에 접속되며 마이콤(13)은 스피커(14a)와 표시부(14b)로 구성된 경보발생장치(14)와 전기적으로 접속되도록 연결되어 설치된다.
본 발명의 구성에 따른 경보장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
건조장치 내에 설치된 지지부재(2)에 다수의 웨이퍼(W)가 장착되면 증기 소스인 IPA 용액을 웨이퍼 용기(1) 내부로 공급한 후 가열장치(4)로 가열한다. 가열장치(4)에 의해 가열된 IPA 용액은 증발되어 웨이퍼(W)로 이동하여 웨이퍼(W) 표면에 부착된 수분을 제거하게 된다. 웨이퍼(W)를 건조하는 과정에서 IPA 증기의 오염 여부를 판별하기 위해 IPA 증기의 온도와 웨이퍼 용기(1)의 대기압을 측정하게 된다.
IPA 증기의 온도와 웨이퍼 용기(1) 내의 대기압은 각각 증기온도센서(7c)와 압력측정센서(11)로 측정하며 증기온도센서(7c)로는 서머커플이 사용된다. 각각의 증기온도센서(7c)와 압력측정센서(11)는 감지된 증기 온도와 대기압에 따른 온도감지신호와 압력측정신호를 발생한다. 온도감지신호와 압력측정신호는 A/D 변환부(12)에서 수신받는다. 온도감지신호는 A/D 변환부(12)의 제1A/D 변환기(12a)에서 수신받으며 압력측정신호는 제2A/D 변환기(12b)에서 수신받는다.
온도감지신호와 압력측정신호를 각각 수신받은 제1A/D 변환기(12a)와 제2A/D 변환기(12b)는 수신된 아나로그 온도감지신호와 압력측정신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력한다. 디지탈신호로 변환된 온도감지신호와 압력측정신호는 마이콤(13)에서 수신받는다. 마이콤(13)은 수신된 디지탈 온도감지신호와 압력측정신호와 미리 저장된 온도 및 압력 정보와 비교한다. 온도 및 압력정보는 IPA 증기 내에 불순물이나 오염 물질이 포함되지 않는 순수한 상태에서 온도 및 대기압을 측정하여 저장한다.
수신된 디지탈 온도감지 및 압력측정신호가 미리 저장된 온도 및 압력 정보가 다르게 되면 마이콤(13)은 경보제어신호를 발생하여 출력한다. 마이콤(13)에서발생된 경보제어신호는 경보발생장치(14)에서 수신받는다. 경보발생장치(14)는 마이콤(13)에서 발생된 경보제어신호에 따라 스피커(14a)를 통해 경보음을 발생하고, 표시부(14b)를 통해 사용자가 시각적으로 인지할 수 있도록 표시부(14b)를 구동시키게 된다.
경보발생장치(14)에서 발생된 경보음이나 표시부(14b)를 통해 표시된 신호를 이용하여 경보함으로써 IPA 증기 소스가 현재 오염되었음을 사용자에게 인식시킬 수 있게 된다. 이와 같이 IPA 증기 소스의 오염 여부를 IPA 증기 소스의 온도 및 대기압을 이용하여 판단함으로써 건조장치의 주변 환경에 영향을 받지 않고 정확하게 증기 소스의 오염 여부를 판단하여 경보할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 반도체 웨이퍼 건조장치에서 웨이퍼를 건조시키기 위해 사용되는 증기 소스의 오염 여부를 증기 소스의 온도와 웨이퍼 용기 내의 대기압을 측정하여 판단함으로써 보다 정확하게 증기 소스의 오염 여부를 판단할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 반도체 웨이퍼를 건조시키는 장치에 있어서,
    웨이퍼 용기에 장착되어 증기 소스의 온도를 측정하여 온도감지신호를 발생하는 증기온도센서;
    웨이퍼 용기에 장착되어 웨이퍼 용기내의 대기압을 측정하여 압력측정신호를 발생하는 압력측정센서;
    상기 증기온도센서와 상기 압력측정센서로부터 각각 출력되는 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부; 및
    상기 A/D 변환부로부터 출력되는 디지탈 온도감지신호와 압력측정신호를 수신받아 미리 설정되어 저장된 온도와 압력정보와 비교하여 증기 소스의 오염여부를 판단하여 오염이 발생된 경우 경보발생장치를 구동시켜 경보를 발생하는 마이콤으로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 증기온도센서는 서머커플(themocouple)이 사용됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 A/D 변환부는 상기 증기온도센서로부터 출력되는 온도감지신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 제1A/D 변환기; 및
    상기 압력측정센서로부터 출력되는 압력측정신호를 수신받아 아나로그신호를 디지탈신호로 변환시켜 출력하는 제2A/D 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조장치의 경보장치.
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