KR100847590B1 - 반도체 장비용 약액 공급 장치, 이를 위한 모니터링 제어장치 및 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치 - Google Patents

반도체 장비용 약액 공급 장치, 이를 위한 모니터링 제어장치 및 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 장비용 약액 공급 장치, 이를 위한 모니터링 제어 장치 및 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치가 개시된다.
본 발명은 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브, 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브, 상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계, 상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계, 상기 약액 공급용 파이프의 말단부와 상기 초순수 공급용 파이프의 말단부와 연결되어 상기 약액 및 초순수의 혼합액이 흐르는 혼합액 공급용 파이프 및 상기 혼합액 공급용 파이프의 일 부분을 가열하는 히터 블록을 포함한다.
본 발명에 의하면, 세정공정에 사용되는 약액 공급 장치를 인라인 시스템화함으로써, 공정시간을 현저히 감소 시킬 수 있고, 불필요 하게 낭비되는 세정액을 감소시키며, 다수의 약액 공급 장치를 효과적으로 모니터링 할 수 있고, 무선기술의 접목을 통해 클린룸 부피를 감소시킬 수 있으며, 세정공정의 운영을 종래의 탱커방식에 비해 효율적이게 할 수 있고, 불필요한 약액의 낭비를 줄여 반도체 제조 원가를 절약 할 수 있으며, 궁극적으로 환경 오염을 줄일 수 있다.

Description

반도체 장비용 약액 공급 장치, 이를 위한 모니터링 제어 장치 및 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치 {Appratus for supplying chemical for semiconductor equipments, monitoring chemical supply and supplying chemical with monitoring capabilities}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1의 상세 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 구성도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)의 열 전도에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다.
도 6은 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)에 적용되는 단열재를 도시한 것이다.
도 7은 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)에 적용되는 파이프를 도시한 것이다.
도 8는 도 6의 단열재와 도 7의 파이프의 조립도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 적용되는 히터 블록을 중심으로 한 반도체 장비용 약액 공급 장치의 외관도를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 메뉴(Main Menu) 화면 구성을 도시한 것이다.
도 12a 내지 도 12g는 도 11의 화면 구성의 각 부를 도시한 것이다.
도 13a 및 도 13b는 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다.
도 14a는 도 11의 밸브(HICV)를 도시한 것이다.
도 14b는 도 11의 유량계(Flow Meter, FM)을 도시한 것이다.
도 14c 및 도 14d는 도 14a 및 도 14b와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다.
도 14e는 도 11의 혼합률 출력(Mixing Rate output)를 도시한 것이다.
도 14f는 도 14e와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다.
도 14g는 도 11의 히터(Heater)를 도시한 것이다.
도 14h는 도 14e와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다.
도 14i는 도 11의 온/오프 밸브(OnOff Valve)를 도시한 것이다.
도 14j는 도 11의 상태창(Status)을 도시한 것이다.
본 발명은 반도체 제조공정에 관한 것으로, 특히, 반도체 장비용 약액 공급 장치에 관한 것이다.
반도체 산업이 진보를 거듭하면서 반도체 제조공정의 하나인 세정공정도 이물질에 의한 임계치수의 변화를 억제하기 위해서 점차 복잡해지고 있다. 소자설계와 배선층은 FEOL/BEOL 공정에서 웨이퍼가 거쳐야 할 다수의 세정공정을 결정한다.
한편 세정공정에서 웨이퍼 표면의 레지스트, 복잡한 식각 후 잔사(postetch residue) 및 기타 이동성 금속이온 및 미립자 등의 이물질을 제거해야 하기 때문에 새로운 세정 화학액의 필요성이 점차 대두되고 있다. 이러한 새로운 세정액은 특히 구리나 저유전절연막(lowk dielectric) 등 새로운 재료와 호환성을 지녀야 한다.
반도체 제조공정에서 배치식 세정방식을 오랜 기간 적용해 왔지만 지금은 싱글 웨이퍼 공정이 점차적으로 적용기반을 넓혀 가고 있다. 웨이퍼 세정은 공정 제어와 균일한 웨이퍼 면내(across-the-wafer), 웨이퍼 투 웨이퍼(wafer-to-wafer)를 실현함으로써 궁극적으로 수율 향상에 기여한다. 현재 싱글 웨이퍼 공정 여건을 조성하는데 장애가 많아 웨이퍼 처리량(throughput)이 상대적으로 낮고 코스트는 높은 실정이다. 싱글 웨이퍼 공정이 배치식 시스템(throughput≒시간당 웨이퍼 200 매)과 어깨를 겨루려면 세정과 린싱 측면의 쓰루풋이 상온에서 웨이퍼 1 장당 1 분 이내가 되어야 한다.
현재 웨이퍼 fab 은 첨단 디바이스 기술의 요구사항에 대응하면서 자원을 보 존하고 환경, 보건 및 안전성(EHS) 요구사항에 부응하기 위하여 저마다 상당한 노력을 기울이고 있다. 그러나, 습식세정, 습식식각 및 이의 후속 린스 공정에서 사용하는 화학액과 물의 양은 지나치게 많다.
따라서, 종래의 약액 공급 장치는 사용하는 화학액과 물의 낭비를 최소화할 수 없고, 이에 따라 반도체 제조 원가가 증가되며, 약액 공급 장치가 갖는 고도의 비선형 특성상 선형 제어기법의 일환인 PID 제어 기법에 의해서는 만족할 만한 제어가 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 공정시간을 현저히 감소 시킬 수 있고, 불필요 하게 낭비되는 세정액을 감소시키며, 다수의 약액 공급 장치를 효과적으로 모니터링 할 수 있고, 무선기술의 접목을 통해 클린룸 부피를 감소시킬 수 있으며, 세정공정의 운영을 종래의 탱커방식에 비해 효율적이게 할 수 있고, 불필요한 약액의 낭비를 줄여 반도체 제조 원가를 절약 할 수 있으며, 세정 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 상기의 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제어하고 모니터링할 수 있는 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 세번째 기술적 과제는 상기의 반도체 장비용 약액 공급 장치와 상기의 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치를 포함하는 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제공하는데 있다.
상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브, 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브, 상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계, 상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계, 상기 약액 공급용 파이프의 말단부와 상기 초순수 공급용 파이프의 말단부와 연결되어 상기 약액 및 초순수의 혼합액이 흐르는 혼합액 공급용 파이프 및 상기 혼합액 공급용 파이프의 일 부분을 가열하는 히터 블록을 포함하는 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제공한다.
상기의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브, 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브, 상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계, 상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계, 상기 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터, 상기 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터, 상기 디지털 제어신호를 생성하고, 상기 디지털 측정값을 수신하는 메인 제어부 및 상기 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 상기 디지털 측정값을 디스플레이하는 모니터링부를 포함하는 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치를 제공한다.
상기의 세번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브, 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브, 상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계, 상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계, 상기 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터, 상기 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터, 상기 디지털 제어신호를 생성하고, 상기 디지털 측정값을 수신하는 메인 제어부, 상기 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 상기 디지털 측정값을 디스플레이하는 모니터링부, 상기 약액 공급용 파이프의 말단부와 상기 초순수 공급용 파이프의 말단부와 연결되어 상기 약액 및 초순수의 혼합액이 흐르는 혼합액 공급용 파이프 및 상기 혼합액 공급용 파이프의 일 부분을 가열하는 히터 블록을 포함하는 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제공한다.
반도체 세정공정은 상술한 바와 같이 반도체 산업의 발전에 필수 공정이고 이 공정에 사용되는 세정 장비는 필수 장비가 된다.
본 발명에서는 인간의 지식과 자연현상을 모델링하여 최적 제어 조건을 구하는 지능제어 기법을 사용한다. 지능 제어기법은 요즘 고도의 비선형이며 시변 시스템의 제어에 있어서 매우 좋은 결과를 보이고 있는 첨단 제어 기법이다. 따라서 본 발명에서는 최적화된 약액공급 장치 설계와 지능제어 기법에 의한 제어기 설계 그리고 원격 진단 모니터링 시스템이 완비된 약액공급 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치는 종래의 약액 공급 장치의 단점인 대형 혼합탱크의 제거와 혼합된 약액을 모두 사용함에 있어서 다시 탱크에 혼합액을 채우는 시간동안 제조공정의 정지에 대한 문제점을 해결하고 실시간 인라인(In-line) 시스템을 구축함에 있다. 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치는 두 혼합액을 실시간으로 유량제어 하여 원하는 비율을 유지 하면서 정상적으로 고른 믹싱(Mixing)이 이루어 지며 원하는 온도로 혼합액을 공급 할 수 있는 방식의 반도체 장비용 약액 공급 장치이다.
반도체 장비용 스마트 약액 공급 장치를 개발하고 제작 하기 위한 기술 개발의 첫째는 최적화된 약액공급 장치 모델을 위한 수치 해석 모델링이다. 다음, 종래의 습식 세정장비용 약액공급 장치의 모델링을 통해 신개념의 공급 장치를 모델링 하고 시뮬레이션을 통한 특성 및 이득 결과를 구한다. 그리고 최적화 모델을 수치해석하여 실험을 통해 구한다.
다음으로, 지능형 제어 알고리즘을 이용한 스마트 제어기를 설계 하는 것이고 이를 위해 농도, 온도 제어를 위한 다변수 지능제어 알고리즘을 개발 하는것 이다. 마이크로 프로세서를 이용해 지능형 제어기를 설계한다. 이를 원격 모니터링 시스템에서 제어, 모니터 할 수 있게 한다. 인라인 믹싱(In-line Mixing) 시스템을 위한 인터페이스 하드웨어를 개발하고 네트웍 프로 토콜 설계 및 모델링을 한다.
마지막으로 반도체 장비용 약액 공급 장치의 파일롯 시스템을 제작 하고 실 제 세정 장비용으로 사용할 수 있는 약액공급 장치의 직전 모델을 제작 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치의 블럭도이다.
메인 제어부(110)는 약액 밸브(131) 및 초순수 밸브(132)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 생성하고, 아날로그 디지털 컨버터(150)의 디지털 측정값을 수신한다.
디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 121-122)는 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환한다.
약액 밸브(131)는 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절한다. 초순수 밸브(132)는 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다. 이때, 약액 밸브(131) 및 초순수 밸브(132)는 공압식 밸브를 사용할 수 있다.
약액 유량계(141)는 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(142)는 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 150)는 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환한다.
모니터링부(160)는 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 디지털 측정값을 디스플레이한다. 바람직하게는, 모니터링부(160)는 외부 입력을 수신하기 위한 복수의 키 입력 수단 및 디지털 측정값을 디스플레이하기 위한 모니터를 포함할 수 있다. 이때, 모니터는 I/O가 가능한 터치 모니터일 수 있다.
도 2는 도 1의 상세 블럭도이다.
메인 제어부(210)는 약액 밸브(231) 및 초순수 밸브(232)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 생성하고, 아날로그 디지털 컨버터(250)의 디지털 측정값을 수신한다.
메인 제어부(210)는 제어 메인 보드(211) 및 인터페이스(212)를 포함한다.
제어 메인 보드(211)는 외부 입력에 따라 디지털 제어 신호를 생성한다.
인터페이스(212)는 아날로그 디지털 컨버터(250)의 디지털 측정값을 수신하여 제어 메인 보드(211)에 송신하고, 디지 제어 신호를 제어 메인 보드(211)로부터 수신하여 디지털 아날로그 컨버터(221-222)에 출력한다.
메인 제어부(210)는 제어 메인 보드와 O/S가 탑제된 HDD 그리고 I/O 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 메인 제어부(210)는 벨브 제어를 위한 I/O 인터페이스인 디바이스넷 카드(Device Net Card)를 내장하고, 디바이스넷 카드(Device Net Card)는 약액 밸브 및 초순수 벨브의 제어 수단인 레귤레이터와 연결 된다. 메인 제어 보드와 연결된 디바이스넷(Device Net) 통신 모듈과의 인터페이스 시스템은 디바이스넷 허브(Device Net Hub)이다.
디바이스넷 허브(Device Net Hub)는 링(Ring) 통신 방식으로 최종 말단에 터 미네이터(Terminator)를 부착하여 루프를 형성한 통신 방식이다.
디바이스넷 카드(Device Net Card)를 이용하여 양방향 데이터 송수신이 가능하며 각종 컴포넌트를 구동하거나 센서신호를 구분지어 인식 할 수 있고 별도의 터미네이터를 연결해야 통신이 이루어 질 수 있다.
디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 221-222)는 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환한다. 디지털 아날로그 컨버터(221-222)는 시스템 구동을 위한 명령 데이터를 수신하여 물리적인 엑츄에이터(ITV-2030 : 약액 및 초순수용 레귤레이터 2개)에 신호를 전달한다. 이는 실제 구동 되어지는 공압 제어용 벨브(예를 들어, HICV-065Ti4, HICV-065Ti5)에 연결 된다. HICV 벨브는 약액의 특성상 강산, 강염기 등의 특징이 있어 테프론으로 제작되어진 벨브로 전기제어로 제어가 이루어 지지 못하고 공압을 이용하여 제어가 가능하다.
제어 메인 보드로부터 출력된 디지털 제어 신호는 각종의 컴포넌트 구동을 위해 실제 구동 전원으로 변환 되어야 한다. 또한 이는 공압 제어를 위한 제어신호로도 변환 되어야 한다. 레귤레이터 즉, 공압 제어기는 인디케이터가 포함된 전공 레귤레이터(ITV-2030)일 수 있다. 이를 위해 디지털 아날로그 컨버터인 DRT-DA02를 이용하여 실제 신호로 변환 출력할 수 있다.
레귤레이터(223-224)는 아날로그 제어 신호에 따라 약액 밸브(231) 및 초순수 밸브(232)의 공압을 제어한다.
약액 밸브(231)는 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절한 다. 초순수 밸브(232)는 초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다. 이때, 약액 밸브(231) 및 초순수 밸브(232)는 공압식 밸브를 사용할 수 있다.
약액 유량계(241)는 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(242)는 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 250)는 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환한다. 아날로그 디지털 컨버터(250)는 시스템에 구성된 각종 센서와 제어기의 모니터링을 위한 데이터를 메인 제어 보드로 송신하는 기능을 한다. 예를 들어, 아날로그 디지털 컨버터(250)는 약액 및 초순수를 위한 유량계 중 하나인 FF-150 PEF 2개에 대해 인디케이터 역할을 하는 EM1000ET 2개(약액용, 초순수용 각각 1개씩)와 연결되어 약액의 흐름을 파악하여 아날로그 신호를 데이터화할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 디지털 컨버터(250)는 DRT1-AD04를 이용할 수 있다.
모니터링부(260)는 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 디지털 측정값을 디스플레이한다. 바람직하게는, 모니터링부(260)는 외부 입력을 수신하기 위한 복수의 키 입력 수단 및 디지털 측정값을 디스플레이하기 위한 모니터를 포함할 수 있다. 이때, 모니터는 I/O가 가능한 터치 모니터일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 구성도이다.
약액 밸브(331)는 약액 공급용 파이프(381)에 연결되어 약액의 공급량을 조절한다. 초순수 밸브(332)는 초순수 공급용 파이프(382)에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다.
약액 유량계(341)는 약액 공급용 파이프(381)를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(342)는 초순수 공급용 파이프(382)를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
혼합액 공급용 파이프(383)는 약액 공급용 파이프(381)의 말단부와 초순수 공급용 파이프(382)의 말단부와 연결되어 약액 및 초순수의 혼합액을 흐르게 한다. 바람직하게는, 당업자의 필요에 따라, 조인트(384)를 이용하여 혼합액 공급용 파이프(383), 약액 공급용 파이프(381)의 말단부 및 초순수 공급용 파이프(382)의 말단부를 연결할 수 있다.
히터 블록(370)은 혼합액 공급용 파이프(383)의 일 부분을 가열한다. 바람직하게는, 히터 블록(370)은 혼합액 공급용 파이프(383)를 감싸는 형태로 구성되고, 온도 조절용 스위치, 소정의 단열재 및 하우징을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 히터 블록(370)이 감싸는 혼합액 공급용 파이프(383)는 히터 블록과의 접촉 면적을 증가시키기 위해 복수의 만곡부를 구비하여 구불구불한 구조를 갖게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치는 메인 제어부(110), 디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 121-122), 약액 밸브(331), 초순수 밸브(332), 약액 유량계(341), 초순수 유량계(342), 약액 공급용 파이프(381), 초순수 공급용 파이프(382), 혼합액 공급용 파이프(383), 아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 150), 모니터링부(160) 및 히터 블록(370)을 포함한다.
메인 제어부(110)는 약액 밸브(331) 및 초순수 밸브(332)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 생성하고, 아날로그 디지털 컨버터(150)의 디지털 측정값을 수신한다.
디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 121-122)는 약액 밸브(331) 및 초순수 밸브(332)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환한다.
약액 밸브(331)는 약액 공급용 파이프(381)에 연결되어 약액의 공급량을 조절한다. 초순수 밸브(332)는 초순수 공급용 파이프(382)에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다. 이때, 약액 밸브(331) 및 초순수 밸브(332)는 공압식 밸브를 사용할 수 있다. 약액 유량계(341)는 약액 공급용 파이프(381)를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(342)는 초순수 공급용 파이프(382)를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 150)는 약액 유량계(341) 및 초순수 유량계(342)의 측정값을 디지털 측정값으로 변환한다.
모니터링부(160)는 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 디지털 측정값을 디스플레이한다.
혼합액 공급용 파이프(383)는 약액 공급용 파이프(381)의 말단부와 초순수 공급용 파이프(382)의 말단부와 연결되어 약액 및 초순수의 혼합액을 흐르게 한다.
히터 블록(370)은 혼합액 공급용 파이프(383)의 일 부분을 가열한다. 바람직하게는, 메인 제어부(110)는 히터 블록(370)의 목표 온도를 설정하기 위한 온도 제 어 신호를 생성하고, 히터 블록(370)은 내부 온도가 온도 제어 신호에 따라 설정된 목표 온도를 유지하도록 혼합액 공급용 파이프(383)를 가열시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 구성도이다.
약액 밸브(431)는 약액 공급용 파이프(481)에 연결되어 약액의 공급량을 조절한다. 초순수 밸브(432)는 초순수 공급용 파이프(482)에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다.
약액 유량계(441)는 약액 공급용 파이프(481)를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(442)는 초순수 공급용 파이프(482)를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
혼합액 공급용 파이프(483)는 약액 공급용 파이프(481)의 말단부와 초순수 공급용 파이프(482)의 말단부와 연결되어 약액 및 초순수의 혼합액을 흐르게 한다. 바람직하게는, 당업자의 필요에 따라, 조인트(484)를 이용하여 혼합액 공급용 파이프(483), 약액 공급용 파이프(481)의 말단부 및 초순수 공급용 파이프(482)의 말단부를 연결할 수 있다.
히터 블록(470)은 혼합액 공급용 파이프(483)의 일 부분을 가열한다. 바람직하게는, 히터 블록(470)은 혼합액 공급용 파이프(483)를 감싸는 형태로 구성되고, 온도 조절용 스위치, 소정의 단열재 및 하우징을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 히터 블록(470)이 감싸는 혼합액 공급용 파이프(483)는 히터 블록과의 접촉 면적을 증가시키기 위해 구불구불한 구조를 갖게 할 수 있다.
초순수 히터(490)는 초순수 공급용 파이프(482)의 말단부를 가열한다. 바람직하게는, 초순수 히터(490)는 초순수 공급용 파이프(482)를 감싸는 형태로 구성되고, 온도 조절용 스위치, 소정의 단열재 및 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치는 메인 제어부(110), 디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 121-122), 약액 밸브(431), 초순수 밸브(432), 약액 유량계(441), 초순수 유량계(442), 약액 공급용 파이프(481), 초순수 공급용 파이프(482), 혼합액 공급용 파이프(483), 아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 150), 모니터링부(160), 히터 블록(470) 및 초순수 히터(490)를 포함한다.
메인 제어부(110)는 약액 밸브(431) 및 초순수 밸브(432)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 생성하고, 아날로그 디지털 컨버터(150)의 디지털 측정값을 수신한다.
디지털 아날로그 컨버터(D/A 컨버터, 121-122)는 약액 밸브(431) 및 초순수 밸브(432)를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환한다.
약액 밸브(431)는 약액 공급용 파이프(481)에 연결되어 약액의 공급량을 조절한다. 초순수 밸브(432)는 초순수 공급용 파이프(482)에 연결되어 초순수의 공급량을 조절한다. 이때, 약액 밸브(431) 및 초순수 밸브(432)는 공압식 밸브를 사용할 수 있다. 약액 유량계(441)는 약액 공급용 파이프(481)를 흐르는 약액의 공급량을 측정한다. 초순수 유량계(442)는 초순수 공급용 파이프(482)를 흐르는 초순수의 공급량을 측정한다.
아날로그 디지털 컨버터(A/D 컨버터, 150)는 약액 유량계(441) 및 초순수 유량계(442)의 측정값을 디지털 측정값으로 변환한다.
모니터링부(160)는 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 디지털 측정값을 디스플레이한다.
혼합액 공급용 파이프(483)는 약액 공급용 파이프(481)의 말단부와 초순수 공급용 파이프(482)의 말단부와 연결되어 약액 및 초순수의 혼합액을 흐르게 한다.
히터 블록(470)은 혼합액 공급용 파이프(483)의 일 부분을 가열한다. 바람직하게는, 메인 제어부(110)는 히터 블록(470)의 목표 온도를 설정하기 위한 온도 제어 신호를 생성하고, 히터 블록(470)은 내부 온도가 온도 제어 신호에 따라 설정된 목표 온도를 유지하도록 혼합액 공급용 파이프(483)를 가열시킬 수 있다.
초순수 히터(490)는 초순수 공급용 파이프(482)의 말단부를 가열한다.
본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치는 먼저 유체 해석을 통해 얻은 데이터를 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시 하고, 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 바탕으로 각 라인의 최적 상태 파라메타 (Line의 굵기, 길이, 조인트(Joint)의 형태, 수압, 벨브의 크기, 제어용 공압의 압력, 오리피스의 설정)를 이용하여 제작 한다.
본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 인라인(In-line) 시스템은 설계된 데이터를 기반으로 밸브(HICV)와 유량계(Flow Meter), 오리피스, 조인트(Joint)를 포함할 수 있다. 이때, 공압용 호스와 유량계(Flow Meter)의 데이터 전송선 이 외에는 모두 인라인(In-line)으로 연결된다.
실제 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치를 제작하면서 몇가지 문제점이 나타날 수 있는데 인라인(In-line) 시스템을 구성할 때 실험실에서는 불가능한 제작이 많아 각종 파라메타의 값이 시뮬레이션 결과와 많이 다른경우가 있다. 그중 특히 인라인(In-line)의 수압과 수량의 떨림이 실제 반도체 제조공정의 유틸리티 시스템과는 달라 안정도가 떨어져 약액이 공급되는 상황이였고 밸브(HICV) 컴포넌트의 앞쪽에 오리피스를 이용하여 수동으로 세팅한다. 메인 제어 프로그램을 이용하여 통합 제어되는 모든 파라메터 값은 반도체 장비용 약액 공급 장치에 공급되는 약액의 유틸리티 상황에 따라 변하게 된다. 이때, 최적화된 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치의 동작이 이루어지기 어렵다고 보여지는 현상이 나타난다. 따라서 이 문제를 오리피스의 초기 세팅을 통해 해결 할 수 있다. 오리피스의 값은 본 발명에 따른 반도체 장비용 약액 공급 장치가 설치된 환경의 유틸리티에 따라 달라진다.
도 5는 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)의 열 전도에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다.
히터 설계 및 제작시 고려사항은 다음과 같다. ①유량과 유속을 (분당2L~4L) 유지한다. ②입력(In-put) 쪽의 온도를 기준으로 가열시 출력(Out-put)의 온도변화를 측정한다. ③출력(Out-put)의 온도 목표치를 정하고, 목표 온도를 유지하면서 유체를 계속 배출한다. ④결과물의 온도편차는
Figure 112006071354314-pat00001
로 한다. ⑤히터는 220V일반 벽 전원 에서도 충분한 성능을 유지해야 한다. ⑥최소의 전기용량과 흐르는 유체의 열 손실을 고려하여, 최대한 밀폐된 공간 내에서 파이프와 히터선의 접합면을 최대화해야 한다. ⑦파이프와 단열재는 가능하면 내열성과, 보온성을 가져야 한다. ⑧히터 PART의 전체 외형(크기) 는 350x400x210 이내로 약액 공급 장치 내부에 장착되어야 한다. ⑨유체가 지나가는 파이프는 산성과 고온을 잘 견뎌야 하며, 열전도성도 좋아야 한다.
Fluent를 이용한 알고리즘 및 결과는 다음과 같다.
질량보존 방정식은 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112006071354314-pat00002
위의 수학식 1은 압축성 유동 뿐만 아니라 비압축성 유동에 대하여도 적용되는 일반적인 질량 보존 방정식의 형태이다. 생성한 Sm은 2차적인 기인한 상으로부터 연속체에 더해지는 질량이다. 여기서 Sm=0 으로 계산한다. 직교 좌표계의 경우를 사용하여 관성기준계에서 운동량 방정식은 다음의 수학식 2와 같이 표현되어진다.
Figure 112006071354314-pat00003
Figure 112006071354314-pat00004
위의 운동량 보존 방정식에서, p는 정압 τij는 stress tensor 이다. 오른쪽 3번째와 4번째항은 체적력에 해당하며 본 발명에서는 그 영향이 크지 않으므로 계산에 포함되지 않았다. 우변의 두 번째에서 나타나는 stress tensor τij 는 다음 의 수학식 3과 같다.
Figure 112006071354314-pat00005
여기서, μ는 분자 점성이고 오른쪽항의 2번째는 부피 팽창의 효과이다.
에너지보존 방정식은 열역학 1법칙에서 얻어지며, Fluent에서는 엔탈피의 항으로 다음의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006071354314-pat00006
Figure 112006071354314-pat00007
여기서, E는 엔탈피이며 그 값은 다음의 수학식 5와 같이 표현되고 우변의 두번째 항은 species에 의한 엔탈피 수송과 관련되며, 본 발명에서는 단성분 유체이므로 고려하지 않았다.
Figure 112006071354314-pat00008
고체 영역의 전도에 대하여 Fluent는, 고체 내에서 Volumetric heat sources와 전도에 의한 heat flux를 포함하고 있는 다음의 수학식 6과 같은 간단한 전도 방정식을 계산한다.
Figure 112006071354314-pat00009
여기서,
Figure 112006071354314-pat00010
=고체 밀도,
Figure 112006071354314-pat00011
는 고체의 엔탈피 즉,
Figure 112006071354314-pat00012
이고,
Figure 112006071354314-pat00013
는 고체의 열전도계수, T는 고체의 온도, S'는 Volumetric heat source 이다.
여러 가지 난류 모델(Turbulence Model) 중, 평균유동과 확산에 의한 난류특성의 수송효과와 난류의 발생 및 소멸에 대한 것을 고려한 k-ε난류 모델을 본 발명에서는 사용한다. 표준 k-ε 모델에서는 k와 ε을 위한 두 개의 방정식을 갖으며, 그 식은 다음의 수학식 7 및 수학식 8과 같이 표현되어진다.
Figure 112006071354314-pat00014
Figure 112006071354314-pat00015
여기서,
Figure 112006071354314-pat00016
,
Figure 112006071354314-pat00017
,
Figure 112006071354314-pat00018
,
Figure 112006071354314-pat00019
이다.
경계 조건은 다음과 같다. Inlet 의 경우 속도는 4l/min 이고, 파이프의 크 기는 8Φ X 1.1m 이고, Outlet의 경우 속도는 Inlet 와 동일 하므로 Zero Grandient 를 부과 한다. 이는 Outlet에서는 속도, 난류 특성값 및 온도 등의 특별한 값을 부여할 필요가 없음을 의미한다.
수치계산은 다음과 같다. Finite Volume Methed(FVM)를 근간으로 하여 개발된 상업용 코드인 "Fluent"를 사용하여 계산한다. 이를 통하여 Water 입구와 출구의 온도차가 10℃이상이려면 700W 필요하다는 것을 알게 된다.
도 5를 보면 700W의 열량을 가했을때 중앙부근의 H1, H2, H3를 거치면서 열의 전도가 점점 가해져 Water 입구 20℃에서 Water 출구 30℃로 온도가 변한 것을 알 수 있다.
도 6은 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)에 적용되는 단열재를 도시한 것이다.
히터 블록은 상하로 분리되며, 자체가 파이프의 역할도 할 수 있다. 단지 외부와의 연결을 원할히 하기 위해 동파이프를 입구와 출구 쪽에 연결 하며, 하우징은 외부는 서스 패널(sus panel)을 절곡하며, 내부는 화이바 소제로 열에 강하며, 전기적 절연성이 우수하여, 외부로의 전기 누전을 방지하며, 테프론 단열재의 고정을 시키는 데도 사용될 수 있다.
도 7은 도 3 및 도 4의 히터 블록(370, 470)에 적용되는 파이프를 도시한 것이다.
히터 블록의 선정은 다음과 같다. 저항의 주요소인 탄소의 두께나, 길이에 따라 저항값이 달라진다. 저항치는 길이에 비례하고, 두께에 반비하며, 즉, 두껍 고, 짧으면, 저항값이 낮은 것이고, 얇은 두께에 길이가 길면 저항 값이 높다. 결론적으로 응답속도에 차이가 발생 한다.
히터 블록(370, 470)은 종래의 기성 제품으로 출시되는 제품 특성 및 열선으로 테스트한 결과에 따라 파이프 히터로 결정할 수 있다.
동관의 선정은 설계시 유량속도와 유량, 전체크기를 고려 8
Figure 112006071354314-pat00020
, 10
Figure 112006071354314-pat00021
, 12
Figure 112006071354314-pat00022
의 관 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 또한, 유량, 유속, 열전도성에 관해 시뮬레이션 한 결과에 따라 적절한 직경의 파이프를 선택할 수 있다.
히터 블록(370, 470)에 적용되는 파이프는 열전도율 K 값이 좋고, 무엇보다 가공하기 좋은 재료로 선정한다. 열전도율을 좋게 하기위해 동관 8
Figure 112006071354314-pat00023
의 면적과 동일하게 형상을 C 타입에서 SQ 타입으로 열이 닫는 면적을 최대화 하면서 유량과 유속을 유지 하게끔 변경 한다. 산성에 대해서는 취약하나 추후 재질의 변경과 열전도율의 약 5%내의 오차내에서 K값이 일정한 재료로 교채 하면, 산성에 대해서도 가능하다.
도 8는 도 6의 단열재와 도 7의 파이프의 조립도이다.
히터의 경우는 파이프에 열선을 감으면 공간적으로 히터선과 파이프가 닫는 면적의 빈공간의 많아 효율성이 극히 저하되므로 빈 공간 없이 파이프자체를 히터 개념으로 열효율을 극대 화 하기 위해 입력부와 출력부만 동 파이프로 연결하고 히터블록 자체를 파이프로 제작할 수 있다. 여러 재료중 가공성과 열전달률을 고려하여, 알루미늄과 동파이프를 선정할 수 있으며, 부식에 대한 내구성을 강화하기 위 해 서스(SUS)로 케이스를 만들고 그안의 단열재는 산에 강한 테프론 재질을 사용하여, 히터 성능 향상과 약액 공급 장치 내의 컴퓨터와 기기들을 열로부터 보호 하도록 한다. 도 8에서 보는 바와 같이, 파이프 히터 즉, 히터 블록의 파이프(883)는 구불구불한 형태를 갖고 단열재(870)로 둘러 싸이게 된다.
온도 조절기 선정은 다음과 같다. 입력 부위의 온도와는 별개로 출력 쪽의 온도만을 제어하면 된다는 측면에서 출력 쪽의 센서로부터 들어오는 신호에 따라 히터를 ON/OFF 할수 있는 단순 비례 제어를 선택 하게 된다. 물론 히터 파트의 전체 크기를 고려한 면도 있다.
단열재의 선정은 다음과 같다. 산에도 강하며, 내열성도 우수한 테프론 재질로 선정할 수 있다.
하우징(Housing) 선정은 다음과 같다. 열의 대기중 확산을 막고, 밀폐된 공간을 가지므로서 히터에서 발산되는 열에 의해 전자 기기및, 컴퓨터를 보호하고, 내부 열전달 효율성을 극대화 하기위해 서스(SUS) 재질로 선정 한다.
본 발명에 적용되는 히터 블록의 설계는 다음과 같다. 먼저, 최적화 약액 공급 장치 모델을 위한 수치 해석 모델링을 한다.
종래의 습식 세정장비용 약액 공급 장치의 모델링을 통한 신개념 공급 장치모델을 시뮬레이션 한다. 이중 초기 열유동 해석을 위한 기본개념을 설정 하고 초기 모델링 데이터를 획득 한다. 다음, 획득한 모델링 데이터를 기반으로 실제 열 유동 시스템을 구축 하고 실제 구축된 시스템과 시뮬레이션 데이터를 비교하여 오류를 수정하고 현실 구현 가능한 시스템을 구성 한다. 실제 시뮬레이션을 통해 얻 어진 최적화 파라메터를 이용하여 실제 시스템을 구성한다.
시제품을 실험한 조건 및 결과는 다음과 같다. ⓛ 시뮬레이션을 토대로 최적화된 스팩으로 구성하였으며, 콘트롤은 일정한 온도 유지를 위해 비례제어 방식으로 선정한다. ②히터의 저항은 가능하면, 길이가 짧고, 단면적이 작은 선을 6개로하여, 온도조절의 응답성을 빠르게 한다. ③ 실험은 시뮬레이션과 동일한 대기 중에서 한다. ④ 입력부의 온도를 수동으로 체크 하고 온도조절기에 10℃높은 온도로 세팅하고 출력쪽의 온도를 제어하는 방식으로 온도차 10℃일때 On/Off 컨트롤 을 하도록 설정한다. ⑤전원은 일반 220V 벽 전원 사용한다. ⑥결과는 10
Figure 112006071354314-pat00024
이상의 온도조절이 가능하고, 히터(Heater) 저항은 270~280Ω, Heat block Flow는 분당 2L~4L이다.
히터 블록의 사양의 일 예는 다음의 표 1과 같다.
부품 규격 비고
Heat block Al
Water_channel 동관 외경8φ Flat(5mm)
온도 조절기 HY-72D 한영전자
단열재 테프론
히터(Heater) 8φ, 200mm, 180W
도 9 및 도 10은 본 발명에 적용되는 히터 블록을 중심으로 한 반도체 장비용 약액 공급 장치의 외관도를 도시한 것이다.
먼저, 워터 채널(Water chanel)의 입출력(IN/OUT)에 온도센서 부착을 확인한다. 입력(INPUT)에서 온도센서 (별도 체크), 출력(Out-put)에서 온도조절기의 센서선 부착을 확인한다.
메인 파워 온(Main Power ON)은 온도 엽 램프 뒤쪽에 있는 스위치이며, 장기간 사용 하지 않을 때에 오프(off) 시킨다. 컨트롤 소프트웨어 온(Control S/W ON)은 온도조절기 좌측에 위치한 스위치이고, 온도 조절기에 목표온도 설정은 아날로그 방식으로 써있는 숫자 위와 아래에 스위치로 조절 한다.
약액 공급 장치의 한 파트로서 모듈화 개념으로 히터 블록은 약액 공급 장치의 내부에 설치가 되어야 하는 크기상의 제약을 고려함과 동시에 차후 히터 블록의 유지 보수를 위해 각 부품의 교환 및 수리가 용이하게 분리형으로 설계할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 메인 메뉴(Main Menu) 화면 구성을 도시한 것이다.
도 11의 화면 구성은 모니터링부(160, 260)에 디스플레이되는 화면 구성을 나타낸다.
인라인 믹싱(In-line Mixing) 시스템의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하기 위해서는 Main창에서 Run을 시키면 device net 을 통하여 전달된 데이터를 이용하여 현재의 운전상황 등을 표시하고 필요할 경우, 직접 데이터를 입력하여 시스템을 제어 할 수 있다.
도 12a는 도 11의 Top 화면 구성을 도시한 것이다. 도 12b는 도 11의 화면 전환 메뉴를 도시한 것이다. 공정의 Flow chart와 시스템 동작을 담당하는 메인 메뉴(Main Menu)와 경고(Warning)과 에러(Error)의 리스트를 보여줄 Alarm 상태창(Status) Menu로 구성된다.
도 12c는 도 11의 알람 메뉴를 도시한 것이다. 시스템이 RUN 되고, STOP 될 경우나 통신 상태 등의 이벤트와 알람 발생시 Edit 창에 발생시간과 함께 관련 정보를 실시간으로 출력한다.
도 12d는 도 11의 Time Menu를 도시한 것이다. Time Menu는 시스템의 현재 시간을 보여준다.
도 12e는 도 11의 혼합율 입력(Mixing Rate Input)을 도시한 것이다. Mixing Rate 비율을 결정하는 메뉴로 약액(Chemical)은 1로 고정하고 CHE:DIW의 혼합 비율을 1:1 ~ 1:5까지 선택할 수 있다. 초순수(DIW)의 비율은 콤보 박스(Combo box)에서 터치스크린으로 클릭하여 선택 할 수 있게 한다.
도 12f는 도 11의 RUN/STOP을 도시한 것이다.
RUN은 인라인 시스템(Inline System)의 운전을 개시한다. PC로부터 RUN 동기 신호를 받아 화학액(약액(Chemical))과 초순수 (초순수(DIW))의 밸브가 설정된 비율의 공압값에 따라 열리고, 농도의 오차와 오차의 변화율을 받아 초순수의 공급양이 미세하게 조절되며, 혼합 파트에서 나온 용액을 온도 오차에 따라 히터로 가열 하게 된다. RUN 버튼을 누르게 되면 RUN은 동작 되므로 STOP 버튼이 활성화 된다.
STOP은 Inline System의 운전을 정지한다. PC로부터 STOP 동기 신호를 받아 모든 밸브가 닫는다. STOP 버튼을 누르게 되면 RUN 버튼이 활성화 된다.
도 12g는 도 11의 ER(Electronic Regulator)을 도시한 것이다. ER에 나타나는 공압 값(kgf/cm2)을 device net을 통해 읽어 들여 옆의 edit창에 값을 보여준다.
도 13a 및 도 13b는 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다. CHE_ER나 DIW_ER의 버튼을 클릭하면 현재의 데이터 값을 팝업 창 그래프로 확인할 수 있다.
도 14a는 도 11의 밸브(HICV)를 도시한 것이다. 밸브(HICV)는 ER에서 제어하는 공압 만큼 밸브를 열거나 닫아줌으로써 약액의 흐름을 조절한다.
도 14b는 도 11의 유량계(Flow Meter, FM)를 도시한 것이다. FM에 나타나는 유량 값(L/min)을 device net을 이용하여 읽어 edit창에 해당 값을 출력한다.
도 14c 및 도 14d는 도 14a 및 도 14b와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다. CHE_FM과 초순수(DIW)_FM의 버튼을 클릭하면 현재의 데이터 값을 팝업 창 그래프로 확인 할 수 있다.
도 14e는 도 11의 혼합률 출력(Mixing Rate output)을 도시한 것이다. 도 14e에서 출력되는 약액(Chemical)의 유량 값과 초순수(DIW) 유량 값의 비를 계산하여 보여줌으로써 도 12e에서 입력한 비율에 따라 제어가 잘 수행되고 있는지를 확인할 수 있다.
도 14f는 도 14e와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다. "CHEM.: DIW"의 버튼을 클릭하면 현재의 데이터 값을 팝업 창 그래프로 확인 할 수 있다.
도 14g는 도 11의 히터(Heater)를 도시한 것이다. 믹서(Mixer)를 지나온 혼합물을 챔버(Chamber)로 공급하기위해 50˚C로 맞추어 열을 가열한다.
도 14h는 도 14e와 관련하여 현재의 데이터 값을 나타내는 팝업 창 그래프이다. 히터(Heater) 버튼을 클릭하면 현재의 데이터 값을 팝업 창 그래프로 확인 할 수 있다.
도 14i는 도 11의 온/오프 밸브(OnOff Valve)를 도시한 것이다. 밸브를 닫으면 챔버(Chamber)로 화합물이 나가지 않게 강제로 막을 수 있고, 밸브를 열어두면 화합물이챔버(Chamber)에 공급된다.
도 14j는 도 11의 상태창(Status)를 도시한 것이다.
상태창(Status)는 시스템의 동작 상황을 보여준다. 약액(Chemical)이 공급되면 약액 공급(Chemical Supply)을 활성화 시키고, 초순수(DIW)가 공급되면 초순수(DIW) 공급(Supply)을 활성화 시켜줌으로서 현재 시스템 동작 상태를 표출한다. 각 상태에 따라 상태창은 밝게 혹은 어둡게 표시하여 시스템의 현재 동작 상태를 알기 쉽게 나타낸다. 도 14j는 RUN을 수행하여 챔버(Chamber)에 약액이 정상적으로 공급되고 있음을 나타낸 것이다.
인라인 믹싱(Inline Mixing) 시스템에서는 시스템의 이상 발생을 확인하면, 시스템을 중지시키며 이상 관련 메시지를 ALARM 창과 하단의 LED 표시창에 출력한다.
본 발명은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 테이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 세정공정에 사용되는 약액 공급 장치를 인라인 시스템화함으로써, 공정시간을 현저히 감소 시킬 수 있고, 불필요 하게 낭비되는 세정액을 감소시키며, 다수의 약액 공급 장치를 효과적으로 모니터링 할 수 있고, 무선기술의 접목을 통해 클린룸 부피를 감소시킬 수 있으며, 세정공정의 운영을 종래의 탱커방식에 비해 효율적이게 할 수 있고, 불필요한 약액의 낭비를 줄여 반도체 제조 원가를 절약 할 수 있으며, 세정 공정에 소요되는 시간을 단축시키고 궁극적으로 환경 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

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  8. 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브;
    초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브;
    상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계;
    상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계;
    상기 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터;
    상기 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 디지털 제어신호를 생성하고, 상기 디지털 측정값을 수신하는 메인 제어부;
    상기 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 상기 디지털 측정값을 디스플레이하는 모니터링부; 및
    상기 아날로그 제어 신호에 따라 상기 약액 밸브 및 초순수 밸브의 공압을 제어하는 레귤레이터를 포함하고,
    상기 메인 제어부는 상기 외부 입력에 따라 디지털 제어 신호를 생성하는 제어 메인 보드; 및 상기 아날로그 디지털 컨버터의 디지털 측정값을 수신하여 상기 제어 메인 보드에 송신하고, 상기 디지털 제어 신호를 상기 제어 메인 보드로부터 수신하여 디지털 아날로그 컨버터에 출력하는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 약액 공급 장치를 위한 모니터링 제어 장치.
  9. 약액 공급용 파이프에 연결되어 약액의 공급량을 조절하는 약액 밸브;
    초순수 공급용 파이프에 연결되어 초순수의 공급량을 조절하는 초순수 밸브;
    상기 약액 공급용 파이프를 흐르는 약액의 공급량을 측정하는 약액 유량계;
    상기 초순수 공급용 파이프를 흐르는 초순수의 공급량을 측정하는 초순수 유량계;
    상기 약액 공급용 파이프의 말단부와 상기 초순수 공급용 파이프의 말단부와 연결되어 상기 약액 및 초순수의 혼합액이 흐르는 혼합액 공급용 파이프;
    상기 혼합액 공급용 파이프의 일 부분을 가열하며, 내부 온도가 설정된 목표 온도를 유지하도록 상기 혼합액 공급용 파이프를 가열시키는 히터 블록;
    상기 약액 밸브 및 초순수 밸브를 제어하기 위한 디지털 제어신호를 아날로그 제어신호로 변환하는 디지털 아날로그 컨버터;
    상기 약액 유량계 및 초순수 유량계의 측정값을 디지털 측정값으로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터;
    상기 디지털 제어신호를 생성하고, 상기 디지털 측정값을 수신하며, 상기 히터 블록의 목표 온도를 유지하기 위한 온도 제어 신호를 생성하는 메인 제어부;
    상기 디지털 제어신호를 생성하기 위한 외부 입력을 수신하고, 상기 디지털 측정값을 디스플레이하는 모니터링부;
    를 포함하는 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 초순수 공급용 파이프의 말단부를 가열하는 초순수 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 초순수 히터는
    상기 초순수 공급용 파이프를 감싸는 형태로 구성되고, 온도 조절용 스위치, 소정의 단열재 및 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링이 가능한 반도체 장비용 약액 공급 장치.
  12. 삭제
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