KR100450446B1 - 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치 - Google Patents

반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 공정용액 분사노즐의 일부에 잔류 공정용액 방울을 자동으로 흡입·배출할 수 있는 시스템을 배치하고, 이를 통해, 일련의 필요 공정이 완료되는 즉시, 가이스 피스의 종단턱에 상존하는 잔류 공정용액이 신속히 제거될 수 있도록 함으로써, 공정 완료 후, 분사노즐이 이동하더라도, 웨이퍼로 잔류 공정용액 방울이 불필요하게 드리핑(Dripping)되지 않도록 미리 방지한다.
이러한 본 발명이 달성되는 경우, "공정용액 방울 드리핑 불량"이 최소화되기 때문에, 웨이퍼는 예측하지 못한 물리적/화학적 충격을 손쉽게 피할 수 있으며, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 있게 된다.

Description

반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치{Apparatus for sucking a residual solution of a semiconductor process-chemical spray nozzle}
본 발명은 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치에 관한 것으로 좀더 상세하게는 일련의 반도체 공정용액 분사공정이 마무리되는 시점마다, 벤추리 효과(Venturi effect)를 기반으로 생성되는 진공을 이용하여, 가이드 피스(Guide piece)의 종단 턱에 맺혀지는 잔류 공정용액 방울을 흡입·제거시킴으로써, 이를 원인으로 발생되는 반도체 소자의 불량을 최소화시킬 수 있도록 하는 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치에 관한 것이다.
통상, 반도체 소자를 제조하기 위해서는 다양한 종류의 공정용액이 사용되는것이 일반적이며, 이 공정용액은 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같은 분사노즐(1)에 의해 웨이퍼(3)로 폭 넓게 뿌려져, 자신에게 부여된 역할, 예컨대, 반도체 레이어 식각, 반도체 레이어 클리닝 등의 역할을 수행하게 된다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 공정용액 공급라인(2)을 통해 공급된 공정용액(S)은 분사노즐(1)의 가이드 피스(5)쪽으로 강하게 분사되어 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 충돌한 후, 그 충돌력에 의해 부채꼴 형상으로 퍼져 웨이퍼(3) 방향으로 뿌려지게 된다.
이후, 공정이 완료되면, 분사노즐(1)은 홈 스테이션(Home-station)으로 이동하거나, 차기 공정의 진행을 위해, 다른 웨이퍼의 상부로 이동하게 되는 바, 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에는 별도의 공정용액 배출장치가 갖추어져 있지 않기 때문에, 이전공정에 사용되었던 잔여 공정용액은 일련의 필요 공정이 모두 종료되었음에도 불구하고, 완전히 제거되지 못한 상태로, 잔류할 수밖에 없게 되며, 결국, 이 잔여 공정용액 방울(B)은 분사노즐(1)의 이동 시, 웨이퍼(3)로 떨어져, 기 형성되어 있는 반도체 레이어에 물리적/화학적 충격을 가함으로써, 해당 반도체 소자에 불량이 발생하는 원인으로 작용할 수밖에 없게 된다.
만약, 이에 대한 별도의 보완조처가 취해지지 않은 상태에서, 일련의 반도체 소자 제조 공정이 그대로 강행되는 경우, 최종 완성되는 반도체 소자는 그 품질이 일정 수준 이하로 저하될 수밖에 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정용액 분사노즐의 일부에 잔류 공정용액 방울을 자동으로 흡입·배출할 수 있는 시스템을 배치하고, 이를 통해, 일련의 필요 공정이 완료되는 즉시, 가이스 피스의 종단턱에 상존하는 잔류 공정용액이 신속히 제거될 수 있도록 함으로써, 공정 완료 후, 분사노즐이 이동하더라도, 웨이퍼로 잔류 공정용액 방울이 불필요하게 드리핑(Dripping)되지 않도록 미리 방지시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 잔류 공정용액 방울에 의한 공정 불량요인을 제거함으로써, 최종 완성되는 반도체 소자의 품질향상을 유도하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 반도체 공정용액 분사노즐의 동작상태를 개념적으로 도시한 예시도.
도 3는 본 발명이 채용된 반도체 공정용액 분사노즐을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치를 개념적으로 도시한 블록도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 반도체 공정용액 분사노즐에 장착되며, 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액의 흡입경로를 제공하는 흡입라인과, 이 흡입라인과 연통되며, 일련의 진공상태를 필요에 따라 조성하여, 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액이 흡입라인을 따라 선택적으로 흡입되도록 유도하는 흡입 제어모듈의 조합으로 이루어지는 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치를 개시한다.
이때, 앞서 언급한 흡입 제어모듈은 흡입 제어 콘트롤러와, 이 흡입 제어 콘트롤러에 의해 제어되며, 흡입 제어 콘트롤러의 요청에 따라, 외부 에어의 공급상태를 선택적으로 조절하는 에어공급 조절부와, 앞의 흡입 제어 콘트롤러에 의해 제어되며, 에어공급 조절부의 에어공급 상태에 따라, 선택적으로 오픈 되어, 에어의 공급경로 일부에 일련의 진공이 생성되도록 유도하는 진공연결 밸브와, 앞의 흡입라인과 연통되며, 진공연결 밸브의 오픈에 의해 에어의 공급경로 일부에 진공이 형성되고, 해당 진공에 의해 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액이 흡입되는 경우, 해당 공정용액을 수거하여 일정 기간 저장하는 공정용액 저장용기의 조합으로 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치는 크게, 흡입라인(101) 및 이 흡입라인(101)과 연통되는 흡입 제어모듈(100)의 조합으로 이루어진다. 이 경우, 흡입 제어모듈(100)은 흡입라인(101) 뿐만 아니라, 임의의 에어 공급장치(200)와도 일련의 연결관계를 형성한다.
이때, 흡입라인(101)은 반도체 공정용액 분사노즐(1)에 장착된 상태에서, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 잔류하는 공정용액 방울(B)의 흡입경로를 제공하는 역할을 수행하며, 흡입 제어모듈(100)은 앞의 에어 공급장치(200)로부터 공급되는 에어를 활용하여, 자신의 내부에 일련의 진공상태를 필요에 따라 조성하고, 이 진공을 이용하여, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 잔류하는 공정용액 방울(B)을 흡입라인(101)을 따라 선택적으로 흡입하는 역할을 수행한다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흡입 제어모듈(100)은 크게, 흡입 제어 콘트롤러(110), 에어공급 조절부(160), 진공연결 밸브(120), 공정용액저장용기(130) 등의 조합으로 이루어진다.
이때, 흡입 제어 콘트롤러(110)는 에어 공급 조절부(160), 진공연결 밸브(120) 등과 일련의 신호 연결관계를 형성한 상태에서, 이들의 동작을 총괄·관리하는 역할을 수행하며, 에어 공급 조절부(160)는 흡입 제어 콘트롤러(110)의 제어 하에, 에어 공급장치(200)로부터 공급되는 에어의 유입상태를 선택적으로 조절하는 역할을 수행하고, 진공연결 밸브(120)는 흡입 제어 콘트롤러(110)의 제어 하에서, 에어공급 조절부(160)의 에어공급 상태에 따라, 선택적으로 오픈 되어, 에어의 공급경로 일부에 일련의 진공이 생성되도록 유도하는 역할을 수행한다. 이 경우, 에어 공급 조절부(160)와 연통된 라인(171) 및 진공연결 밸브(120)와 연통된 라인(172)이 교차하는 영역에는 앞의 진공 생성공간을 정의하는 진공 형성 탱크(150)가 더 배치된다.
앞서 언급한 공정용액 저장용기(130)는 라인(175)을 매개로, 상술한 흡입라인(101)과 연통되는 구조를 갖추는데, 이 상태에서, 공정용액 저장용기(130)는 진공연결 밸브(174)의 오픈에 의해 에어의 공급경로 일부에 진공이 형성되고, 해당 진공에 의해 가이드 피스(5)의 종단 턱(6)에 잔류하는 공정용액 방울(B)이 흡입되는 경우, 해당 공정용액 방울(B)을 수거하여 일정 기간 저장하는 역할을 수행한다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 공정용액 저장용기(130)에는 공정용액 저수량 체크부(131)가 더 배치되는 바, 이 공정용액 저수량 체크부(131)는 저수량 센서를 매개로 하여, 공정용액 저장용기(130)에 저장되어 있는 공정용액의 저수량을 지속적으로 센싱하고, 그 센싱결과를 앞의 흡입 제어 콘트롤러(110)로 전달하는 역할을 수행한다.
여기서, 흡입 제어모듈(110)에는 앞의 에어공급 조절부(160), 진공연결 밸브(120), 공정용액 저장용기(130) 이외에도, 공정용액 배출 밸브(140)가 더 배치된다. 이 경우, 공정용액 배출 밸브(140)는 공정용액 저장용기(130)의 공정용액 저수량에 따라, 선택적으로 오픈되어, 공정용액 저장용기(130)에 저장되어 있던 공정용액이 외부로 배출되도록 유도하는 역할을 수행한다. 물론, 이 공정용액 배출 밸브(140)의 동작 또한 앞의 진공연결 밸브(120)와 마찬가지로 흡입 제어 콘트롤러(110)에 의해 제어된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 잔류액 흡입장치가 구비된 상태에서, 본격적인 반도체 공정용액 분사공정이 진행되면, 분사노즐(1)은 공정용액 공급라인(2)을 통해 공급된 공정용액을 자신의 가이드 피스(5) 쪽으로 강하게 출력시켜, 해당 공정용액을 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 충돌시킨 후, 그 충돌력을 통해 공정용액이 웨이퍼(3) 방향으로 펴져 분사될 수 있도록 한다. 이러한 일련의 공정용액 분사공정이 마무리되면, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에는 일련의 공정용액 방울(B)이 잔류하게 된다.
한편, 반도체 공정용액 분사공정을 전반적으로 관리하는 메인 콘트롤러(도시안됨)는 일련의 반도체 공정용액 분사공정이 마무리되는 즉시, 이를 흡입 제어모듈(100)의 흡입 제어 콘트롤러(110)로 전달한다.
상술한 과정을 통해 메인 콘트롤러로부터 공정용액 분사공정 마무리 통지가 전달되면, 흡입 제어 콘트롤러(110)는 그 즉시, 진공 연결 밸브(120)를 제어하여,이를 오픈시킴과 아울러, 에어 공급 조절부(160)를 제어함으로써, 앞서 언급한 에어 공급장치(200)로부터 공급되는 에어가 라인(171,173)을 통해 빠르게 흘러나갈 수 있도록 한다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 진공 연결 밸브(120)와 연결된 라인(172)은 진공 형성 탱크(150)를 매개로, 라인(171.173)과 연통되어 있기 때문에, 진공 연결 밸브(120)가 오픈된 상태에서, 에어가 라인(171,173)을 통해 급속하게 흘러나가는 경우, 진공 형성 탱크(150)에는 통상의 벤추리 효과(Venturi effect)가 작용하게 되며, 이에 의해, 진공 형성 탱크(150)에는 일정 크기의 진공이 형성될 수 있게 된다.
여기서, 공정용액 저장용기(130)는 라인(174)을 통해 진공연결 밸브(120)와 연결되어 있기 때문에, 진공연결 밸브(120)가 오픈 되는 경우, 공정용액 저장용기(130)는 라인(174) 및 라인(172)을 통해 진공 형성 탱크(150)와 연통되는 구조를 이루게 되며, 이 상태에서, 상술한 진공이 형성되는 경우, 공정용액 저장용기(130)는 일련의 흡입력을 갖출 수 있게 되고, 결국, 라인(175)에 상존하는 공기를 빨아들일 수 있게 된다.
이때, 상술한 바와 같이, 라인(175)은 반도체 공정용액 분사노즐(1)에 장착된 흡입라인(101)과 연통되어 있기 때문에, 공정용액 저장용기(130)가 진공 형성 탱크(150)에 생성된 진공을 이용하여, 라인(175)에 상존하는 공기를 빨아들이는 경우, 흡인라인(101)은 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 맺혀 있는 공정용액 방울(B)을 신속하게 흡입할 수 있게 되며, 결국, 공정용액 방울(B)은 일련의 공정용액 분사공정이 마무리되는 즉시, 흡입 제어모듈(100)의 공정용액 저장용기(130)로 빨려 들어가 제거될 수 있게 된다.
종래의 경우, 가이드 피스의 종단 턱에는 별도의 공정용액 배출장치가 갖추어져 있지 않기 때문에, 잔여 공정용액은 일련의 필요 공정이 모두 종료되었음에도 불구하고, 완전히 제거되지 못한 상태로, 잔류할 수밖에 없었으며, 결국, 이 잔여 공정용액 방울은 분사노즐의 이동 시, 웨이퍼로 떨어져, 기 형성되어 있는 반도체 레이어에 물리적/화학적 충격을 가함으로써, 해당 반도체 소자에 불량이 발생하는 원인으로 작용할 수밖에 없었다.
그러나, 본 발명의 경우, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에는 일련의 진공효과를 통해 잔여 공정용액을 신속히 흡입·제거할 수 있는 흡입라인(101) 및 흡입 제어 모듈(110)이 기 설치되기 때문에, 잔여 공정용액은 일련의 필요 공정이 모두 마무리되는 즉시 소멸하게 되며, 결국, 본 발명이 구현되는 경우, 반도체 공정용액 분사노즐(1)은 일련의 "공정용액 방울 드리핑 불량"의 발생 없이, 필요한 영역으로 신속하게 이동할 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 실시에 의해 "공정용액 방울 드리핑 불량"이 최소화되는 경우, 기 형성된 반도체 레이어는 예측하지 못한 물리적/화학적 충격을 피할 수 있게 되며, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 있게 된다.
한편, 일정 시간이 경과하면, 공정용액 저장용기(130)에는 다량의 공정용액이 저수된다. 이때, 공정용액 저장용기(130)에 배치된 공정용액 저수량체크부(131)는 저수량 센서(132)를 매개로 하여, 공정용액 저장용기(130)에 저장되어 있는 공정용액의 저수량을 지속적으로 센싱하고, 그 센싱결과를 앞의 흡입 제어 콘트롤러(110)로 전달하고 있기 때문에, 흡입 제어 콘트롤러(110)는 공정용액 저장용기(130)의 공정용액 저수상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
여기서, 공정용액 저수량이 공정용액 저장용기(130)의 용량을 초과하였다고 판단되는 경우, 흡입 제어 콘트롤러(110)는 그 즉시, 공정용액 배출 밸브(140)를 제어하여, 이를 오픈 시키게 되며, 결국, 공정용액 저장용기(130)에 저장되어 있던 공정용액은 라인(176) 및 라인(177)을 통하여 외부로 신속하게 배출될 수 있게 되고, 그 결과, 공정용액이 범람하는 문제점은 미리 방지된다.
이후, 본 발명의 잔류액 흡입장치는 일련의 반도체 공정용액 분사공정이 마무리되는 시점마다, 벤추리 효과를 기반으로 생성되는 진공을 이용하여, 가이드 피스(5)의 종단 턱(4)에 맺혀지는 잔류 공정용액 방울(B)을 흡입·제거시킴으로써, 이를 원인으로 발생되는 반도체 소자의 불량을 최소화시킨다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 공정용액 분사노즐의 일부에 잔류 공정용액 방울을 자동으로 흡입·배출할 수 있는 시스템을 배치하고, 이를 통해, 일련의 필요 공정이 완료되는 즉시, 가이스 피스의 종단턱에 상존하는 잔류 공정용액이 신속히 제거될 수 있도록 함으로써, 공정 완료 후, 분사노즐이 이동하더라도, 웨이퍼로 잔류 공정용액 방울이 불필요하게 드리핑(Dripping)되지 않도록 미리 방지한다.
이러한 본 발명이 달성되는 경우, "공정용액 방울 드리핑 불량"이 최소화되기 때문에, 웨이퍼는 예측하지 못한 물리적/화학적 충격을 손쉽게 피할 수 있으며, 결국, 최종 완성되는 반도체 소자는 일정 수준 이상의 품질을 유지할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 앞서 언급한 형태의 분사노즐 뿐만 아니라, 이와 유사한 기능을 수행하는 다양한 기종의 공정용액 분사노즐에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 임의의 공정용액이 가이드 피스의 종단턱에 충돌하도록 유도하여, 상기 공정용액을 웨이퍼로 분사하는 반도체 공정용액 분사노즐에 장착되며, 상기 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액의 흡입경로를 제공하는 흡입라인과;
    상기 흡입라인과 연통되며, 일련의 진공상태를 필요에 따라 조성하여, 상기 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액이 상기 흡입라인을 따라 선택적으로 흡입되도록 유도하는 흡입 제어모듈을 포함하고,
    상기 흡입 제어모듈은 흡입 제어 콘트롤러와;
    상기 흡입 제어 콘트롤러에 의해 제어되며, 상기 흡입 제어 콘트롤러의 제어에 따라, 외부 에어의 공급상태를 선택적으로 조절하는 에어공급 조절부와;
    상기 흡입 제어 콘트롤러에 의해 제어되며, 상기 에어공급 조절부의 에어공급 상태에 따라, 선택적으로 오픈 되어, 상기 에어의 공급경로 일부에 일련의 진공이 생성되도록 유도하는 진공연결 밸브와;
    상기 흡입라인과 연통되며, 상기 진공연결 밸브의 오픈에 의해 상기 에어의 공급경로 일부에 진공이 형성되고, 해당 진공에 의해 상기 가이드 피스의 종단턱에 잔류하는 공정용액이 흡입되는 경우, 해당 공정용액을 수거하여 일정 기간 저장하는 공정용액 저장용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입 제어모듈에는 상기 흡입 제어 콘트롤러에 의해 제어되며, 상기 공정용액 저장용기의 공정용액 저수량에 따라, 선택적으로 오픈되어, 상기 공정용액 저장용기에 저장되어 있던 공정용액이 외부로 배출되도록 유도하는 공정용액 배출밸브가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용액 분사노즐용 잔류액 흡입장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공정용액 저장용기에는 상기 공정용액의 저수량을 지속적으로 센싱하여, 해당 센싱 결과를 상기 흡입 제어 콘트롤러로 전달하는 공정용액 저수량 체크부가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정용액 분사 노즐용 잔류액 흡입장치.
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