KR100639674B1 - 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치와 이를 이용한에어공급방법 - Google Patents

반도체 소자 제조설비의 에어공급장치와 이를 이용한에어공급방법 Download PDF

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Abstract

유체공급장치는 적어도 두 개로 된 유체공급원과, 유체공급원으로부터 가스를 공급받아 작용하는 유체작용부와, 유체공급원과 유체작용부를 연결하는 유체라인 및 유체라인 사이에 설치되어 어느 한쪽의 압력이 떨어졌을 때 다른 쪽의 가스를 공급시키는 연결수단을 포함한다.

Description

반도체 소자 제조설비의 에어공급장치와 이를 이용한 에어공급방법{A FLUID SUPPLY DEVICE OF SEMICONDUCT MANUFACTURING EQUIPMENT AND A FLUID SUPPLY METHOD OF USING THE SAME}
도 1은 종래의 반도체 제조설비의 에어공급장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 유체공급장치의 유체공급을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 유체공급장치의 유체공급을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 에어공급장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 에어공급을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 에어공급을 도시한 순서도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
21 : 제1유체공급원 21' : 에어공급원
23 : 유체작용부 25 : 압력측정기
29 : 제2유체공급원 30 : 체크밸브
31 :내부클린배스 33 : 외부클린배스용
35 : 도어부 40 : 로봇척
51 : N₂가스공급원 70 : 체크밸브
W : 웨이퍼 C : 카세트
본 발명은 에어공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어에 의해 구동되는 에어구동부를 구동시키도록 에어를 공급하는 에어공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정에서 집적 회로를 구성하는 단위 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 사진, 확산, 식각, 증착 등의 공정이 반복적으로 이루어져 반도체소자로 제조된다.
상기와 같은 공정을 진행하는 반도체 제조설비는 에어에 의해 구동되는 에어구동부를 갖는다.
예를 들면, 웨이퍼를 세정하는 습식세정설비는 케미컬세정액을 채운 세정배스 속에 웨이퍼를 담근 채 세정한 후, 케미컬로 세정된 웨이퍼를 린스하는 클린배스 등을 거쳐 웨이퍼를 건조시키는 과정을 거친 후, 다음 공정으로 이송된다.
도 1은 종래의 반도체용 세정설비를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 케미컬 세정액을 이용하여 웨이퍼(W)를 세정하는 케미컬 배스(10)는 웨이퍼(W)가 적재된 카세트(C)가 수납되는 공간을 갖는 제1배스(1)와 제1배스(1)의 외측에 설치된 제2배스(3), 제2배스(3)의 상측에 설치되어 제2배스(3)를 개폐하는 도어(5) 및 웨이퍼(W)를 수납하는 로봇척(7)으로 구성된다.
케미컬배스(10)는 하측에는 N₂가스가 공급되어 케미컬세정액이 공급되는 제1배스(1)에 버블을 발생시키는 N₂가스노즐(9)이 설치된다.
이러한 구성에 의하여 로봇척(7)에 의해 카세트(C)에 웨이퍼(W)가 적재되면, 도어(5)가 닫힌다. 도어(5)가 닫힌 후, 제1배스(1)에 케미컬세정액이 공급되면 N₂가스공급부(9a)에서 N₂가스노즐(9)을 통해 N₂가스를 공급하여 케미컬세정액에 버블을 발생시켜 웨이퍼(W)를 세정시킨다.
이때, 도어(5)와 로봇척(7)을 구동시키거나 케미컬세정액을 공급하는 밸브 등은 에어에 의해 구동된다.
즉, 도어(5)와 로봇척(7) 등에는 에어실린더와 같은 에어구동부(5a,7a)가 설치되어 에어구동부(5a,7a)에 에어를 공급하는 에어공급부(11)가 구비된다.
그런데, 이러한 에어공급부(11)는 장치의 고장이나 오류에 의해 에어의 공급이 중단되면, 도어(5)가 닫히지 않아 세정이 진행되는 케미컬배스(10)의 상측으로 파티클이 유입되거나, 로봇척(7)에 안착된 웨이퍼(W)의 처킹이 중단되어 웨이퍼(W)가 로봇척(7)을 이탈하여 브로큰되는 문제점이 발생된다.
이에 따라, 제품의 생산성이 저하되는 문제점이 발생된다.
따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 에어공급장치에 에어를 공급하는 에어공급부에 보조에어공급부를 추가로 구비하여 에어공급부에서 에어를 공급할 수 없을 때도 보조에어공급부를 통해 에어가 공급되는 에어공급장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어공급장치는 복수개의 유체공급원들과, 상기 유체공급원들으로부터 가스를 공급받아 작용하는 유체작용부와, 상기 유체공급원들과 상기 유체작용부를 연결하는 유체라인들과, 상기 유체라인들을 연결하는 연결라인과, 상기 유체라인들 상에 설치되어 가스의 압력을 감지하는 압력감지기와, 상기 연결라인 상에 설치되어 상기 연결라인의 유로를 개폐하는 밸브, 및 상기 압력감지기의 신호를 전달받아 어느 한 유체라인 내의 압력이 떨어질 경우 다른 유체라인에 흐르는 가스를 상기 밸브를 통해 공급하도록 개폐신호를 전달하는 제어부를 구비한다.
상기 연결라인에는 유체의 흐름을 한방향으로 제어하는 역류방지수단이 추가로 포함된다.
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상기 역류방지수단은 체크밸브인 것이 바람직하다.
소정의 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 클린배스와, 상기 공정처리를 위해 동작하는 작동기와, 상기 클린배스를 에어에 의해 구동하는 에어구동부와, 상기 에어구동부로 에어를 공급하는 에어공급원과, 상기 에어구동부 및 상기 에어공급원을 연결하는 에어라인과, 상기 반도체 소자 제조공정을 N₂를 통해 수행하는 N₂가스 작용부와, 상기 N₂가스 작용부로 N₂를 공급하는 N₂가스공급원과, 상기 N₂가스 작용부 및 상기 N₂가스 작용부를 연결하는 N₂가스라인과, 상기 에어라인을 통해 공급되는 에어의 압력이 낮을 경우 상기 N₂가스라인을 통해 공급되는 N₂가 상기 에어라인으로 공급되도록 하는 연결수단을 포함하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치를 제공한다.
상기 연결수단은 상기 에어라인과 상기 N₂가스라인을 연결하는 연결라인과, 상기 에어라인 상에 설치되어 에어의 압력을 감지하는 압력감지기와, 상기 연결라인 상에 설치되어 상기 연결라인의 유로를 개폐하는 밸브와, 상기 압력감지기의 신호를 전달받아 상기 밸브로 개폐신호를 전달하는 제어부를 포함한다.
상기 연결라인에는 에어가 N₂가스라인으로 흐르는 것을 차단하도록 유체의 흐름을 한방향으로 제어하는 역류방지수단이 추가로 포함된 것이 바람직하다.
상기 역류방지수단은 체크밸브인 것이 바람직하다.
상기 작동기는 웨이퍼를 이송하는 로봇척과, 상기 클린배스를 개폐시키는 도어부인 것을 특징으로 한다.
상기 공정은 습식세정공정이고, 상기 N₂가스작용부는 상기 클린배스의 내부에 버블을 발생시키는 노즐부와, 상기 클린배스의 파티클을 제거하는 퍼지부인 것을 특징으로 한다.
적어도 두개의 유체공급원과, 유체작용부 및 상기 유체공급원과 유체작용부를 연결하는 유체라인이 제공되고, 상기 유체라인 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 유체작용부로 유체가 공급되고, 상기 유체라인을 통해 흐르는 유체의 압력을 감지하고, 상기 유체의 압력이 감지되는 단계에서 압력이 기준압력보다 낮은 경우 다른 유체라인을 통해 공급되는 유체가 보충되는 것을 특징으로 하는 유체공급방법을 제공한다.
에어라인을 통해 에어공급부로 에어를 에어구동부로 공급하고, 상기 에어라인을 통해 흐르는 에어의 압력을 감지하고, 상기 에어라인을 통해 흐르는 에어의 압력이 기준압력보다 낮은 경우 N₂가스라인을 통해 공급되는 N₂가스가 상기 에어라인으로 보충되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급방법을 제공한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유체공급장치를 도시한 도면이다. 이 도면을 참조하면, 유체공급장치는 유체에 의해 작용되는 유체작용부(23)와 유체작용부(23)를 구동시키는 유체를 공급하는 적어도 두개의 제1,2유체공급원(21,29)과, 제1,2유체공급원(21,29)과 유체작용부(23)를 연결하는 제1,2유체라인(27a,28a)과, 제1,2유체라인(27a,28a) 상에 설치된 제 1,2유체밸브(27,28)와, 제1,2유체라인(27a,28a) 상에 추가로 설치된 연결수단으로 구성된다.
제1,2유체라인(27a,28a)의 일측에는 제1,2유체공급원(21,29)로부터 공급되는 유체의 압력을 측정하는 제1,2압력측정기(25a,25b)가 설치된다.
제어부(70)는 제1,2유체공급원(21,29) 중 어느 하나에서 유체가 공급될 때 공급되는 측에 설치된 제1,2압력측정기(25a,25b)의 압력을 전송받아 전송된 압력이 기준압력보다 낮을 경우 다른 쪽이 작동되도록 한다.
연결수단은 제1유체라인(27a)과 제2유체라인(28a)을 연결하는 유체연결라인(30a)과, 유체연결라인(30a) 상에 설치된 개폐밸브(30)로 구성된다.
밸브는 유체의 역류가 방지되는 역류방지수단으로서, 체크밸브인 것이 바람직하다.
이에 따라, 도 3을 참조하면, 제1유체공급원(21)는 제1유체라인(27a)을 통해 유체작용부(23)로 유체를 공급한다.(S100)
제1유체라인(27a)으로 유체가 공급되면, 제1유체라인(27a)상에 설치된 제1압력측정기(25a)는 제1유체라인(27a)을 통과하는 유체의 압력을 측정하여 제어부(70)로 전송하고, 제어부(70)에서는 미리 입력된 기준압력과 측정된 압력을 비교한다.(S110)
측정된 압력이 기준압력보다 낮지 않으면, 제어부(70)는 제1유체밸브(27)를 개방시킨다. 이에 유체는 유체작용부(23)로 공급되고, 유체작용부(23)는 작동된다.(S120)
그러나, 제1유체라인(27a) 상에 설치된 제1압력측정기(25a)에서 제어부(70)로 전송된 압력이 제어부(70)에 미리 입력된 기준압력보다 낮을 경우, 제어부(70)는 제2유체공급원(29)으로 공급신호를 전송하고, 제2유체공급원(29)은 제1유체라인(27a)과 제2유체라인(28a)을 연결하는 유체연결라인(30a)으로 유체를 공급한다.(S130)
다음, 제2유체공라인(28a)과 제2유체라인(27a)을 연결하는 유체연결라인(30a) 상에 설치된 개폐밸브(30)를 개방하여 제2유체공급원(29)에 저장된 유체를 제1유체라인(27a)으로 공급한다.(S140)
제1유체라인(27a)으로 공급된 제2유체공급원(29)의 유체는 제1유체라인(27a)으로 공급되어 유체작용부(23)를 작동시킨다.
여기서, 개폐밸브(30)는 제1유체라인(27a)측으로만 개방되되는 체크밸브이므로 역류가 방지되고, 제1압력측정기(25a)는 유체연결라인(30a)과 제1유체라인(27a) 이 연통된 위치에 설치되므로 제1유체라인(27a) 상에서는 제2유체공급원(29)에서 유입되는 유체의 압력을 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 에어공급장치를 도시한 도면으로서, 반도체 제조설비의 습식세정설비는 내부클린배스(31)와 로봇 척(29)과, 노즐(53)과, 외부세정배스(33)와 도어부(35)로 구성된다.
내부클린배스(31)는 내부에 웨이퍼(W)가 적재된 카세트(C)가 안착되며, 카세트(C)에 안착된 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액이 공급되고, 카세트(C)에 웨이퍼(W)를 적재하는 로봇척(40)이 구비된다. 로봇척(40)은 에어에 의해 구동되는 제1에어구동부(23a)로 작동된다.
내부클린배스(31)는 하측에 N₂가스가 공급되는 노즐(53)을 설치하여 세정액에 버블을 발생시킨다. 내부클린배스(31)의 외측에는 내부클린배스(31)의 세정액이 오버플로우 되면 오버플로우 된 세정액을 수용하도록 외부클린배스(33)가 구비된다.
외부클린배스(33)의 상측에는 제2에어구동부(23b)가 설치되어 제2에어구동부(23b)에 의해 구동되는 도어부(35)가 설치된다.
에어공급원(21')은 제1,2에어구동부(23a,23b)로 에어를 공급하도록 제1,2에어라인(24a,24b)으로 연결되며, 제1,2에어라인(24a,24b) 상에는 제1,2압력측정기(25a,25b)가 설치된다. 그리고, 제1,2에어라인(24a,24b)을 통과한 에어는 제1,2압력측정기(25a,25b)를 통과하면 제1,2에어밸브(27a,27b)의 개폐유무에 따라 제1,2에어구동부(23a,23b)로 공급된다.
한편, 습식세정설비는 N₂가스작용부가 설치된다. N₂가스작용부는 내부클린배스(31)에 버블을 형성하는 노즐(53)로써, 노즐(53)은 N₂가스라인(57)으로 연결된 N₂가스공급원(51)이 설치된다.
N₂가스공급원(51)은 습식세정설비의 일측에 설치된 퍼지부(미도시)에 N₂가스를 공급한다.
N₂가스공급원(51)은 타측에 제1,2에어라인(24a,24b)와 연결되는 연결라인(59)이 설치되고, 연결라인(59) 상에는 제1,2에어라인(24a,24b)와 연결라인을 연결하도록 유로를 개폐하는 개폐밸브(30)가 설치된다.
개폐밸브는 제1,2에어라인(24a,24b)의 에어가 N₂가스라인(57)으로 유입되지 못하도록 에어의 역류를 방지하는 체크밸브가 설치된다.
제어부(70)는 제1,2압력측정기(25a,25b)를 통해 제1,2에어라인(24a,24b)을 지나는 에어의 압력을 전송받아 기준압력보다 낮을 경우 연결라인(59) 상에 설치된 개폐밸브(30)를 개방시키도록 한다.
외부클린배스(33)의 상측에는 다수개의 세정노즐(39)이 설치되고, 세정노즐(39)과 전면과 배면에는 세정액을 공급하는 세정라인(37a,37b,37c)이 설치된다. 외부클린배스(33)의 배면에는 세정한 후 오염된 세정액을 드레인 시키는 드레인라인(33a)이 설치된다.
이하에서는 상술한 바와 같은 반도체 제조설비의 에어공급장치를 통해 그 작용을 설명한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 웨이퍼(W)가 처킹된 로봇척(40)의 제1에어구동부 (23a)에 의해 내부클린배스(31)의 카세트(C)에 웨이퍼(W)가 적재되면, 도어부(35)는 제2에어구동부(23b)에 의해 닫혀진다.
이것은 먼저, 에어공급원(21')의 에어가 제1,2에어라인(24a,24b)로 공급된다. (S200)
다음, 공급되는 에어의 압력이 제1,2압력측정기(25a,25b)에 의해 측정되어 제어부(70)로 전송되면, 제어부(70)는 전송된 압력과 기준압력을 비교한다. (S210)
전송된 압력이 기준압력보다 낮지 않으면, 제1,2에어라인(24a,24b)을 통해 흐르는 에어는 정상적인 압력을 유지하며, 제1,2에어구동부(23a,23b)로 공급되어 제1,2에어구동부(23a,23b)를 구동시킨다.(S220)
도어부(23b)가 닫혀지면, 세정액이 세정라인(37a,37b,37c)를 통해 내부클린배스(31)로 공급되고, N₂가스공급원(51)은 N₂가스밸브(55)를 개방시켜 N₂가스라인(57)을 통해 노즐(53)로 N₂가스를 공급하여 내부클린배스(31)에 버블을 발생시킨다.
발생된 버블은 세정액과 함께 웨이퍼(W)에 접촉되어 웨이퍼(W)를 세정하고, 세정액은 내부클린배스(31)에서 오버플로우되어 외부클린배스(33)로 이동된 후 드레인 라인(33a)을 통해 외부로 배출된다.
세정이 끝난 웨이퍼(W)는 도어부(35)가 열린 후, 로봇 척(29)에 의해 내부클린배스(31)의 외부로 이동된다.
이때, 에어공급원(21')에 오류가 발생되어 제1,2에어라인(24a,24b)로 공급되는 에어의 압력이 기준압력보다 낮을 경우 즉, 압력비교단계(S210)에서 기준압력보 다 낮게 체크된 경우, 제어부(70)는 N₂가스공급원(51)과 제1,2에어라인(24a,24b)을 연결하는 연결라인(59) 상에 설치된 개폐밸브(30)을 개방시킨다. (S230)
다음, N₂가스는 연결라인(59)을 통해 제1,2에어라인(24a,24b)로 공급된다. (S240)
제1,2에어라인(24a,24b)으로 공급된 N₂가스는 제1,2에어라인(24a,24b)상에 설치된 제1,2압력측정기(25a,25b)에 의해 압력이 측정되고, N₂가스가 기준압력보다 낮지 않으면 열결라인(59) 상에 설치된 체크밸브(30)를 개방시킨다. (S220)
체크밸브(30)가 개방되면 N₂가스는 제1,2에어구동부(23a,23b)로 공급되어 제1,2에어구동부(23a,23b)를 구동시킨다. (S230)
세정이 끝나면, 로봇척(40)은 웨이퍼(W)를 습식세정설비 외부로 이동시키고, 퍼지부에 N₂가스를 공급하여 습식세정설비의 파티클을 제거한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어공급장치는 에어공급부에서 에어가 공급되지 않을 때, 보조에어공급부에서 에어를 공급하도록 하므로, 에어구동부가 작동중에 멈추는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 반도체 제조설비의 에어공급장치는 에어 대신 N₂가스를 사용할 수 있도록 함에 따라 웨이퍼가 로봇암에 장착된 채로 멈추어 웨이퍼가 브로큰 되거나, 클린배스의 도어부가 열린 상태에서 세정이 진행되어 웨이퍼에 파티클이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였 으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 복수개의 유체공급원들;
    상기 유체공급원들으로부터 가스를 공급받아 작용하는 유체작용부;
    상기 유체공급원들과 상기 유체작용부를 연결하는 유체라인들;
    상기 유체라인들을 연결하는 연결라인;
    상기 유체라인들 상에 설치되어 가스의 압력을 감지하는 압력감지기;
    상기 연결라인 상에 설치되어 상기 연결라인의 유로를 개폐하는 밸브; 및
    상기 압력감지기의 신호를 전달받아 상기 유체라인들 중 어느 한 유체라인 내의 압력이 떨어질 경우 다른 유체라인에 흐르는 가스를 상기 밸브를 통해 공급하도록 개폐신호를 전달하는 제어부를 포함하는 유체공급장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연결라인에는 유체의 흐름을 한방향으로 제어하는 역류방지수단이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 유체공급장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 역류방지수단은 체크밸브인 것을 특징으로 하는 유체공급장치.
  5. 소정의 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 클린배스;
    상기 공정처리를 위해 동작하는 작동기;
    상기 클린배스를 에어에 의해 구동하는 에어구동부;
    상기 에어구동부로 에어를 공급하는 에어공급원;
    상기 에어구동부 및 상기 에어공급원을 연결하는 에어라인;
    상기 반도체 소자 제조공정을 N₂를 통해 수행하는 N₂가스 작용부;
    상기 N₂가스 작용부로 N₂를 공급하는 N₂가스공급원;
    상기 N₂가스 작용부 및 상기 N₂가스 작용부를 연결하는 N₂가스라인;
    상기 에어라인을 통해 공급되는 에어의 압력이 낮을 경우 상기 N₂가스라인을 통해 공급되는 N₂가 상기 에어라인으로 공급되도록 하는 연결수단;을 포함하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 에어라인과 상기 N₂가스라인을 연결하는 연결라인;과,
    상기 에어라인 상에 설치되어 에어의 압력을 감지하는 압력감지기;와,
    상기 연결라인 상에 설치되어 상기 연결라인의 유로를 개폐하는 밸브;와,
    상기 압력감지기의 신호를 전달받아 상기 밸브로 개폐신호를 전달하는 제어 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 연결라인에는 에어가 N₂가스라인으로 흐르는 것을 차단하도록 유체의 흐름을 한방향으로 제어하는 역류방지수단이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 역류방지수단은 체크밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 작동기는 웨이퍼를 이송하는 로봇척과, 상기 클린배스를 개폐시키는 도어부인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 공정은 습식세정공정이고, 상기 N₂가스작용부는 상기 클린배스의 내부에 버블을 발생시키는 노즐부와, 상기 클린배스의 파티클을 제거하는 퍼지부인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 에어공급장치.
  11. 복수개의 유체공급원들과, 유체작용부 및 상기 유체공급원들과 상기 유체작용부를 연결하는 유체라인들이 제공되고;
    상기 유체라인들 중 어느 하나를 통해 상기 유체작용부로 유체가 공급되고;
    상기 유체라인을 통해 흐르는 유체의 압력을 감지하고;
    상기 유체의 압력이 감지되는 단계에서 압력이 기준압력보다 낮은 경우 다른 유체라인을 통해 공급되는 유체가 보충되는 것을 특징으로 하는 유체공급방법.
  12. 에어라인을 통해 에어공급부로 에어를 에어구동부로 공급하고;
    상기 에어라인을 통해 흐르는 에어의 압력을 감지하고;
    상기 에어라인을 통해 흐르는 에어의 압력이 기준압력보다 낮은 경우 N₂가스라인을 통해 공급되는 N₂가스가 상기 에어라인으로 보충되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조설비의 에어공급방법.
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