KR100509446B1 - 반도체 제조 공정에서 사용되는 약액 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약액을 사용하는 처리 장치에 지속적으로 공급하는 약액 공급 장치에 관한 것으로, 본 발명의 약액 공급 장치는 약액 공급원으로부터 약액을 공급받아 저장하는 버퍼 탱크; 상기 버퍼탱크로부터 약액을 공급받는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 다수의 통로들을 통해 연결되는 제2챔버 그리고 상기 통로들을 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐부를 포함하는 유량 정량 공급부를 포함한다. 여기서, 유량 정량 공급부는 제2챔버가 중앙에 형성되고, 제1챔버가 제2챔버를 둘러싸도록 형성되며, 통로들은 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 벽면에 관통되어 형성된 실린더를 포함한다.

Description

반도체 제조 공정에서 사용되는 약액 공급 장치{A CHEMICAL SOLUTION SUPPLY APPARATUS IN USE THE PROCESS OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 제조 공정에 있어서 희석, 혼합하여 생성한 약액을 그 약액을 사용하는 처리 장치에 지속적으로 공급하는 약액 공급 장치에 관한 것이다.

근래, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 다양한 약액 공급 장치가 이용되고 있다. 약액 공급 장치는 원액을 순수로 희석하여 생성한 약액, 복수의 원액을 혼합하여 작성한 약액을 그 약액을 사용하여 반도체 장치를 처리하는 처리 장치에 공급한다.

약액 공급 장치는 약액을 공급하는 과정에서 약액의 조성 변화 또는 온도 변화 등으로 불안정해지면, 그 약액을 사용하는 처리 장치에서 처리되는 반도체 장치의 불량으로 이어지게 된다. 따라서, 반도체 제조 공정에서는 안정된 약액을 공급하는 약액 공급 장치가 요구되고 있다.

그러나, 기존의 약액 공급 장치는 정량펌프와 에어 밸브의 동작에 의해 약액의 혼합비가 결정되면, 혼합된 약액은 혼합 탱크에서 펌프에 의해 순환하며 농도계의 농도값 정상 여부 판단에 의해 하부에 위치한 버퍼 탱크로 공급되어 진다. 버퍼 탱크로 공급된 약액은 펌프에 의해 순환하며, 히터를 통과하여 일정한 온도를 유지한 상태로 각종 밸브 조작에 의해 처리 장치로 공급되어 진다.

이처럼 기존의 약액 공급 장치는 안정적인 약액 공급을 위해 혼합 탱크와 버퍼 탱크, 정량펌프, 플로미터, 그리고 순환 라인들을 사용하기 때문에, 전체적인 점유 면적이 증가되는 단점이 있다.

특히, 기존의 약액 공급 장치는 정량 공급을 위해 장착된 정량펌프(또는 플로미터)가 고가이고, 정유량 밸브 또한 고가이기 때문에 전체적인 제작 단가가 높다는 단점이 있다.

또한, 약액 공급을 위한 펌프 사용으로 맥동에 의한 공정 불량이 발생될 수 있기 때문에 이 맥동을 제거하기 위한 부품을 추가로 설치해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 약액을 연속적으로 처리 장치에 공급할 수 있는 새로운 형태의 약액 공급 장치를 제공하는데 있다. 또 다른 목적은 일정한 약액 혼합으로 농도 안전성을 유지시킬 수 있는 약액 공급 장치를 제공하는데 있다. 또 다른 목적은 설비 사이즈를 축소시킬 수 있는 새로운 형태의 약액 공급 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 약액 공급 장치는 약액 공급원으로부터 약액을 공급받아 저장하는 버퍼 탱크; 상기 버퍼탱크로부터 약액을 공급받는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 다수의 통로들을 통해 연결되는 제2챔버 그리고 상기 통로들을 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐부를 포함하는 유량 정량 공급부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 유량 정량 공급부는 상기 제2챔버가 중앙에 형성되고, 상기 제1챔버가 상기 제2챔버를 둘러싸도록 형성되며, 상기 통로들은 상기 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 벽면에 관통되어 형성된 실린더를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 개폐부는 상기 제2챔버상에서 상하 운동에 따라 상기 통로들의 유체 흐름을 조정하는 피스톤 및 상기 피스톤을 상하 이동시키기 위한 구동부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 피스톤을 단계적으로 상하 이동시키기 위한 모터를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통로들은 상기 벽면에 나선형으로 배치된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 약액 공급 장치는 상기 버퍼 탱크에 압력을 가하기 위한 가압 라인을 더 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치를 설명하기 위한 도면으로, 본 실시예에 따르면, 약액 공급 장치(100)는 버퍼 탱크(110), 약액 정량 공급부(130) 그리고 공급라인(150)을 포함한다.

상기 버퍼 탱크(110)는 제1 약액 공급원(112)와 연결된 공급라인(114)으로부터 약액을 공급받는다.

상기 버퍼 탱크(110)에는 가압 라인(116)이 연결된다. 상기 버퍼 탱크(110)에 담겨진 약액을 상기 약액 정량 공급부(130)로 이동시키기 위하여, 상기 버퍼탱크(110)에는 가압 라인(116)을 통해 질소가스가 공급된다. 상기 가압 라인(116)에는 밸브가 설치되어 있다.

상기 버퍼 탱크(110)에 채워진 약액은 질소 가압에 의해 상기 약액 정량 공급부(130)의 제1챔버(134)로 공급된다. 기존에는 탱크(110)들 각각에 대응되는 펌프를 설치하여 약액을 이동시켰지만, 본 발명에서는 가압 라인(116)으로 버퍼 탱크(110)를 가압하여, 가압된 버퍼 탱크(110)들의 진공압으로 약액을 이동시키는 기술로 완전히 다른 메커니즘이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 약액 정량 공급부(130)는 실린더(132)와 피스톤(138) 그리고 구동모터(140)를 포함한다.

상기 실린더(132)는 원통형의 몸체로 이루어지는데, 이 몸체의 중앙에는 원통형의 제1챔버(136)가 형성되고, 상기 제1챔버(136)의 외곽으로 상기 제1챔버(136)를 둘러싸도록 제2챔버(134)가 형성된다. 상기 제1챔버(136)와 제2챔버(134)는 이들 사이의 벽면(133)으로 복수의 통로(137)들이 관통되어 형성됨으로써, 서로 연통된다. 상기 통로(137)들은 상기 벽면(133)에 나선형을 이루면서 형성된다. 이처럼, 상기 약액 정량 공급부(130)는 단일 통로를 크게 형성하지 않고 작은 사이즈의 통로들을 나선형으로 복수개 형성시킴으로써 보다 정확한 유량 조절이 가능해진다.

상기 실린더는 몸체 측면에 상기 제2챔버(134)로 약액이 유입되는 유입포트(134a)를 갖으며, 저면에 상기 제1챔버(136)로부터 약액이 유출되는 유출포트(136a)를 갖는다. 상기 유입포트(134a)에는 상기 버퍼 탱크(110)와 연결되는 배관(119)이 연결된다. 상기 유출포트(136a)에는 약액 처리장치로 약액을 공급하기 위한 약액 공급라인(150)이 연결된다.

상기 피스톤(138)은 상기 구동모터(140)에 의해 단계적으로 승강될 수 있다. 상기 피스톤(138)은 상하 이동에 따라 상기 벽면(133)에 형성된 통로(137)들을 선택적으로 개폐하여 상기 약액의 흐름량을 조정할 수 있게 된다. 즉, 상기 피스톤(138)의 승강 위치에 따라 단위시간당 약액의 공급량이 결정된다.

이와 같이, 본 발명의 약액 공급 장치(100)는 값비싼 그리고 오동작 가능성이 높은 전자적 계기(플로미터)를 사용하는 것이 아니라, 전자적 계기에 비해 상대적으로 제작비용이 적게 들고 오동작 가능성이 적은 기계적 구동으로 동작되는 약액 정량 공급부(130)를 사용한다는데 그 특징이 있다. 이러한 약액 정량 공급부를 약액 공급 장치에 적용함으로써 약액을 안정적으로 정량 공급하는 것이 가능해졌다.

특히. 본 발명은 약액 공급을 위해 펌프를 사용하던 기존 방식에서 벗어나, 질소 가압을 이용하여 약액을 공급함으로써, 펌프 맥동에 의한 공정 불량 가능성을 완전히 배제시켰다.

상기 피스톤(138)에 의해 개방된 통로(137)들을 통과한 약액은 제1챔버(136)에서 약액 공급라인(150)으로 이동된다. 상기 약액의 흐름은 밸브에 의해 제어되며, 약액이 역류하지 않도록 역류방지부(152)가 설치되어 있다.

한편, 상기 공급라인(150)에는 상기 약액을 가열시키기 위한 가열부(154)와 상기 약액이 혼합된 상태로 처리장치로 공급될 수 있도록 상기 약액을 혼합시켜주는 혼합기(156)가 설치된다.

본 발명은 실시예에서와 같이 2개 이상의 공급 장치 조합하면, 일정 비율의 약액을 정량 연속 공급할 수 있다는 특징이 있다.

예컨대, 본 발명에서 각각의 밸브 가열부 등은 도면에 도시되지는 않았지만, 약액 제어기에 연결되어서 제어됨은 물론이다.

이상에서, 본 발명에 따른 약액 공급 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고가의 전자적 계기들을 사용하지 않고도 약액을 정량 공급할 수 있다. 또한, 단일 통로를 크게 형성한 경우보다 약액의 유량을 보다 정확하게 단계적으로 조절하여 공급할 수 있기 때문에 일정 비율의 약액 혼합으로 농도 안전성을 유지시킬 수 있다. 기존 공급장치와 대비해보면 설비의 점유면적을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치를 설명하기 위한 구성도;

도 2는 도 1에 도시된 약액 정량 공급부를 설명하기 위한 도면;

도 3은 도 1에 도시된 약액 정량 공급부의 부분 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 버퍼 탱크

130 : 약액 정량 공급부

132 : 실린더

134 : 제1챔버

136 : 제2챔버

137 : 통로

138 : 피스톤

Claims (9)

1. 약액을 사용하여 반도체 장치를 처리하는 처리 장치에 약액을 공급하기 위한 장치에 있어서:

   약액 공급원으로부터 약액을 공급받아 저장하는 버퍼 탱크와;

   상기 버퍼탱크로부터 약액을 공급받는 제1챔버와, 상기 제1챔버로부터 약액을 공급받는 제2챔버와, 상기 제1챔버와 상기 제2챔버 사이에 위치한 벽면에 상하방향으로 나란하게 형성되며 약액이 흐르는 다수의 통로들과, 상기 제1챔버에서 상기 제2챔버로 공급되는 약액의 유량을 조절하기 위하여 위아래로 수직이동함으로써 상기 통로들을 선택적으로 개폐하는 하나의 개폐부를 포함하는 유량 정량 공급부;

   상기 제2챔버로부터 약액 처리장치로 약액을 공급하는 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
2. 약액을 사용하여 반도체 장치를 처리하는 처리 장치에 약액을 공급하기 위한 장치에 있어서:

   약액 공급원으로부터 약액을 공급받아 저장하는 버퍼 탱크와;

   상기 버퍼탱크로부터 약액을 공급받는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 다수의 통로들을 통해 연결되는 제2챔버 그리고 상기 통로들을 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐부를 포함하는 유량 정량 공급부와; 그리고

   상기 유량 정량 공급부로부터 약액 처리장치로 약액을 공급하는 공급라인을 포함하되,

   상기 유량 정량 공급부는 상기 제2챔버가 중앙에 형성되고, 상기 제1챔버가 상기 제2챔버를 둘러싸도록 형성되며, 상기 통로들은 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 구획하는 벽면에 관통되어 형성된 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 개폐부는 상기 제2챔버상에서 상하 운동에 따라 상기 통로들의 유체 흐름을 조정하는 피스톤 및 상기 피스톤을 상하 이동시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유량 정량 공급부는

   상기 제2챔버가 중앙에 형성되고, 상기 제1챔버가 상기 제2챔버를 둘러싸도록 형성되며, 상기 제1챔버와 제2챔버 사이의 벽면에 상기 통로가 관통되어 형성된 실린더를 포함하고,

   상기 개폐부는 상기 제2챔버상에서 상하 운동에 따라 상기 유로들의 유체 흐름을 조정하는 피스톤 및 상기 피스톤을 상하 이동시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 구동부는 상기 피스톤을 단계적으로 상하 이동시키기 위한 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
6. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 통로들은 상기 벽면에 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 공급라인에는 상기 약액을 가열시키기 위한 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 약액 공급 장치는

   상기 약액이 혼합된 상태로 처리장치로 공급될 수 있도록 상기 약액을 혼합시켜주는 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 약액 공급 장치는

   상기 버퍼 탱크에 압력을 가하기 위한 가압 라인을 더 포함하여, 상기 버퍼 탱크에 담겨진 약액은 가압에 의해 상기 약액정량부로 이동되는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.