KR100893109B1 - 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

1조의 슬러리 연속 공급장치에 문제가 발생하여 가동이 중단될 상황이 발생하더라도 슬러리의 공급 중단을 방지하고 공급 배관 내의 압력 및 유량의 변동을 최소화하여 웨이퍼에 불량을 발생시킬 수 있는 영향을 최소화할 수 있도록, 2개씩 짝을 지어 각각 운전조와 대기조를 이루며 설치되는 4개의 압력용기와, 슬러리 공급원으로부터 슬러리를 공급받아 CMP 공정과 압력용기로 순환시키며 유량변환기가 설치되는 슬러리순환관과, CMP 공정 전의 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 공급개폐밸브가 설치되는 4개의 공급연결관과, CMP 공정 후의 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 충진개폐밸브가 설치되는 4개의 충진연결관과, 가압원으로부터 압력을 각 압력용기로 전달하는 가압관과, 가압관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 가압개폐밸브가 설치되는 4개의 가압연결관과, 각 압력용기에 연결되어 압력을 배출하며 각각 배기개폐밸브가 설치되는 배기연결관을 포함하는 슬러리 연속 공급장치를 제공한다.
슬러리, CMP, 반도체, 공급, 스크래치, 압력, 밸브, 압력 용기, 대기조

Description

슬러리 연속 공급장치 및 그 방법 {Slurry Continuous Supply System and Method of The Same}
본 발명은 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4개의 압력용기를 2개씩 운전조와 대기조의 2조로 구성하여 1조에 문제가 발생하여 가동이 중단될 상황이 발생되더라도 슬러리의 공급 중단을 방지하고 공급 배관 내의 압력 및 유량의 변동을 최소화하여 웨이퍼에 불량을 발생시킬 수 있는 영향을 최소화할 수 있는 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화학기계적 연마(CMP;Chemical Mechanical Polishing) 공정(이하 "CMP 공정"이라 한다)은 화학적, 물리적인 반응을 통하여 웨이퍼(wafer) 표면을 평탄화하는 반도체 제조공정에 사용되는 기술이며, CMP 공정은 웨이퍼를 연마포(탄성패드) 표면 위에 접촉시킨 상태에서 슬러리(연마액)를 공급하여 웨이퍼의 표면을 화학적으로 반응시키면서 물리적으로 웨이퍼 표면의 요철을 평탄화하는 기술이다.
최근에는 반도체 소자의 고집적화가 이루어지면서 웨이퍼의 하부막을 보다 정밀하게 고평탄화하는 기술이 요구되고 있으며, CMP 공정의 경우 미세 연마입자를 포함한 화학 용액인 슬러리(slurry)를 이용해 웨이퍼 표면을 화학적 및 기계적인 방법을 사용하여 웨이퍼의 표면을 고평탄화하는 것이 가능하여 많이 사용된다.
종래 CMP 공정에 있어서 슬러리, DIW(de-ionized water), 약품 등을 혼합하여 공급하는 슬러리 공급장치로는 펌프방식과 질소가압방식을 사용한다.
종래 슬러리 공급장치의 경우에는 3개의 압력탱크(1개의 저장탱크와 2개의 공급탱크)가 1조로 되어 충진, 공급, 회수의 공정을 교대로 반복하면서 슬러리를 공급하며, 3개의 공정 중에서 하나에서 이상이 발생되면 슬러리 공급의 중단으로 이어진다.
상기에서 공급이 중단되는 요인으로는 밸브나 센서의 오작동, 질소 공급의 중단 등이 있으며, 이러한 요인들에 의한 중단을 대비하기 위하여 3개의 압력탱크를 포함한 모든 장치를 갖춘 동일한 장비 2대를 설치하고, 1대에 문제가 발생하면 다른 1대를 대체하여 사용하도록 구성하고 있다. 이 경우에 하나의 장비에서 다른 장비로의 대체 작동은 작업자가 수동으로 행하도록 이루어진다.
종래 슬러리 공급장치의 경우에는 동일한 2대의 장비가 설치되어 사용되므로, 고가의 설치비가 소요되며, 장치의 구동을 위한 비용 및 유지 보수를 위한 비용도 증가하고, 장비를 설치한 공간도 2배 이상이 필요하다는 문제가 있다.
나아가 슬러리 공급장치를 2대 설치하는 경우에도 하나의 장치에서 저장탱크와 관련한 부품에서 문제가 발생하게 되면, 이를 대체할 저장탱크가 없기 때문에 완전한 보완대책이 이루어지지 않는다는 문제가 있다. 즉 하나의 장치에서 저장탱크에 문제가 발생하면, 자동으로 다른 1대의 장치로 대체가 이루어지지 않으며, 슬러리 공급에 문제가 발생할 우려가 높다.
그리고 1대의 장비에서 다른 1대의 장비로 슬러리 공급원이 변경될 때, 유량 및 압력의 변화가 크게 발생하며, 이는 웨이퍼에 스크래치(scratch), 가공 불균일(과대 또는 과소) 등의 불량을 발생시키는 원인으로 작용하게 된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압력용기를 1조에 2개씩 2조를 구성하여 문제 발생시 서로 전환하여 사용하는 것에 의하여 슬러리의 공급 중단을 방지하고 압력 및 유량의 변동을 최소화하여 웨이퍼에 스크래치(scratch), 가공불균일(과대 또는 과소) 등의 불량이 발생될 원인 및 영향을 최소화할 수 있는 슬러리 연속 공급장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모두 동일한 압력원을 사용하도록 압력용기를 1조에 2개씩 2조(운전조와 대기조)를 구성하여 1개조씩 연동하여 슬러리를 공급하면서 슬 러리의 수위를 감지하여 압력용기 사이의 순차적인 전환을 행함은 물론 슬러리순환관의 압력차를 감지하여 운전조와 대기조의 순차적인 전환을 행하므로 슬러리의 공급 중단을 방지하고 압력 및 유량의 변동을 최소화하여 웨이퍼에 스크래치(scratch), 가공불균일(과대 또는 과소) 등의 불량이 발생될 원인 및 영향을 최소화할 수 있는 슬러리 연속 공급방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 슬러리 연속 공급장치는 2개씩 짝을 지어 각각 운전조와 대기조를 이루며 설치되는 4개의 압력용기(pressure vessel)와, 슬러리 공급원으로부터 슬러리를 CMP 공정과 상기 압력용기로 순환시키는 슬러리순환관과, CMP 공정 전의 상기 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 공급개폐밸브가 설치되는 4개의 공급연결관과, CMP 공정 후의 상기 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 충진개폐밸브가 설치되는 4개의 충진연결관과, 가압원으로부터 압력을 상기 각 압력용기로 전달하는 가압관과, 상기 가압관과 상기 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 가압개폐밸브가 설치되는 4개의 가압연결관과, 상기 각 압력용기에 연결되어 압력을 배출하며 각각 배기개폐밸브가 설치되는 배기연결관을 포함하여 이루어진다.
상기 슬러리순환관에는 유량변환기(flow transducer)가 설치된다.
상기 각 압력용기에는 복수의 레벨센서(level sensor)가 설치되어 충진된 슬러리의 양을 감지하도록 구성된다.
상기에서 각 개폐밸브는 오작동을 최소화하도록 이중구조로 구성한다.
그리고 본 발명의 슬러리 연속 공급장치는 상기 배기연결관에 연결되어 설치되며 압력용기 내부의 압력을 일정하게 유지하도록 배기량을 조절하는 압력조절밸브가 설치되는 배기관과, CMP 공정 후의 슬러리순환관에 설치되어 슬러리의 압력을 측정하는 압력계를 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명의 슬러리 연속 공급방법은 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 공급하는 초기공급단계와, 운전조의 압력용기 중 제1압력용기에 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 충진하는 충진단계와, 제1압력용기의 슬러리를 CMP 공정쪽으로 공급하면서 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 운전조의 압력용기 중 제2압력용기에 충진하는 1차공급단계와, 제1압력용기 슬러리의 양이 부족하면 제2압력용기의 슬러리를 CMP 공정쪽으로 공급하면서 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 제1압력용기에 충진하는 2차공급단계와, 1차공급단계와 2차공급단계를 반복하여 수행하다가 1차공급단계 또는 2차공급단계에서 제2압력용기 또는 제1압력용기에 충진되는 슬러리의 양이 설정값보다 적으면 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 순환시키면서 제2압력용기 또는 제1압력용기에 슬러리의 충진을 계속 진행하는 재충진단계와, 상기 1차공급단계와 2차공급단계 및 재충진단계를 반복하여 수행하다가 운전조에 문제가 발생하면 운전조로부터의 슬러리 공급을 중단하고 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 공급하는 연결공급단계와, 대기조를 운전조로 전환하여 대기조의 압력용기 중 제1압력용기에 슬러리를 충진한 다음 이를 공급하면서 제2압력용기에 슬러리를 충진하는 상기 충진단계부터 재충진단계를 반복하여 수행하는 전환단계를 포함하여 이루어진다.
상기 충진단계 및 재충진단계는 제1압력용기 또는 제2압력용기에 연결되는 각 충진연결관 및 배기연결관에 설치된 각 충진개폐밸브와 배기개폐밸브를 개방하고 각 공급연결관 및 가압연결관에 설치된 공급개폐밸브와 가압개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 슬러리순환관을 이동하는 슬러리를 제1압력용기 또는 제2압력용기에 충진하도록 이루어진다.
상기 1차공급단계는 제1압력용기에 연결되는 제1공급연결관에 설치된 제1공급개폐밸브 및 제1가압연결관에 설치된 제1가압개폐밸브를 개방하고 제1충진연결관에 설치된 제1충진개폐밸브 및 제1배기연결관에 설치된 제1배기개폐밸브를 폐쇄하고, 제2압력용기에 연결되는 제2공급연결관에 설치된 제2공급개폐밸브 및 제2가압연결관에 설치된 제2가압개폐밸브를 폐쇄하고 제2충진연결관에 설치된 제2충진개폐밸브 및 제2배기연결관에 설치된 제2배기개폐밸브를 개방하고, 대기조의 모든 개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 이루어진다.
상기 2차공급단계는 제2압력용기에 연결되는 제2공급연결관에 설치된 제2공급개폐밸브 및 제2가압연결관에 설치된 제2가압개폐밸브를 개방하고 제2충진연결관에 설치된 제2충진개폐밸브 및 제2배기연결관에 설치된 제2배기개폐밸브를 폐쇄하고, 제1압력용기에 연결되는 제1공급연결관에 설치된 제1공급개폐밸브 및 제1가압연결관에 설치된 제1가압개폐밸브를 폐쇄하고 제1충진연결관에 설치된 제1충진개폐밸브 및 제1배기연결관에 설치된 제1배기개폐밸브를 개방하고, 대기조의 모든 개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 이루어진다.
상기에서 1차공급단계와 2차공급단계 사이의 전환은 각 압력용기에 설치된 레벨센서의 감지에 따라 대응하여 이루어진다. 즉 해당되는 압력용기의 레벨센서에서 감지되는 신호가 설정값 이하이면 다른 압력용기로의 전환이 이루어지도록 구성한다.
상기 운전조와 대기조 사이의 전환은 상기 슬러리순환관에 설치된 유량변환기의 감지에 따라 대응하여 이루어진다. 즉 유량변환기로부터 감지되는 공급량과 충진량의 유량을 확인하여 일정 시간동안 유량이 설정값보다 적으면 다른 조로 전환이 이루어지도록 구성한다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 의하면, 1대의 장비에서 2개의 압력용기만 추가하는 구성이므로, 2대의 장비를 설치하는 종래 기술에 비하여 설치공간이 적게 소요되고, 설치비도 절감되며, 장비의 구동을 위한 비용 및 유지 보수를 위한 비용도 절감하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 의하면, 1대의 장비에 2조의 압력용기가 구성되므로, 압력용기와 관련한 부품에서 문제가 발생하는 경우에도 슬러리의 공급을 중단시키지 않은 상태에서 수리가 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 의하면, 압력용기의 전환이 이루어지는 경우에도 유량 및 압력의 변화가 미세하게 유지되며, 공급 배관 내의 압력 및 유량의 변화를 최소화하는 것이 가능하므로, 웨이퍼에 스크래치, 가공불균일(과대 또는 과소) 등의 불량을 발생시킬 원인 및 영향을 최소화하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법에 의하면, 2개씩 이루어지는 2개조의 압력용기를 통하여 한쪽에서 문제가 발생하여 가동이 중단될 상황이 발생하더라도 슬러리의 공급을 중단하지 않고 연속적으로 공급하는 것이 가능하다.
나아가 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치에 의하면, CMP 공정 후의 슬러리순환관에 설치된 압력계에서 측정되는 압력에 따라 배기관에 설치되는 압력조절밸브의 개도를 조절하여 압력용기의 압력을 일정하게 유지하는 것이 가능하므로, 슬러리순환관을 통하여 공급되는 유량 및 압력을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 2개씩 짝이 되어 한조를 이루며 2조로 설치되는 4개의 압력용기(10), (20), (30), (40)와, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리를 공급받아 CMP 공정(4)과 각 압력용기(10), (20), (30), (40)쪽으로 순환시키는 슬러리순환관(50)과, 가압원(6)으로부터 압력을 상기 각 압력용기(10), (20), (30), (40)로 전달하는 가압관(70)을 포함하여 이루어진다.
상기 슬러리순환관(50)에는 유량변환기(54), (56)가 설치된다.
상기 유량변환기(54), (56)는 슬러리순환관(50)의 CMP 공정 전 및 후 지점에 각각 하나씩 설치하는 것도 가능하고, 어느 한지점에 하나만 설치하는 것도 가능하다.
상기 유량변환기(54), (56)는 슬러리순환관(50)을 흐르는 슬러리의 유량을 측정하기 위한 것으로, 유량계 등을 이용하는 것도 가능하다.
그리고 상기 슬러리순환관(50)에는 내부에 흐르는 슬러리의 압력을 측정하기 위한 압력계(55), (57)를 CMP 공정(4)의 전과 후에 각각 설치하는 것도 가능하다.
예를 들면, 상기 슬러리순환관(50)에 설치되는 유량변환기(54), (56)의 슬러리 흐름방향 앞쪽에 압력계(55), (57)를 각각 설치한다.
상기와 같이 유량변환기(54), (56)와 압력계(55), (57)를 쌍으로 맞추어 설치하게 되면, 일정 지점에서의 유량과 압력을 함께 측정하여 분석하는 것이 가능하므로, 슬러리의 흐름에 대한 보다 정확한 판단과 대응이 가능하다.
상기 압력계(55), (57)는 일반적으로 유체의 압력을 측정하기 위하여 많이 사용하는 압력센서 등의 다양한 압력측정기기를 이용하여 구성하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 4개의 압력용기(10), (20), (30), (40)는 병렬로 설치되며, 1조를 이루는 제1압력용기(10)와 제2압력용기(20)가 운전조를 구성하고, 다른 1조를 이루는 제1압력용기(30)와 제2압력용기(40)가 대기조를 구성한다.
상기 각 압력용기(10), (20), (30), (40)에는 충진된 슬러리의 양을 감지하도록 복수의 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)가 설치된다.
상기 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)는 각 압력용기(10), (20), (30), (40)의 서로 다른 위치에 설치되어 각 위치에서 슬러리의 충진량을 감지하도록 이루어진다.
예를 들면 각 압력용기(10), (20), (30), (40)의 하단부에 최저량 레벨센서(91)를 설치하고, 상기 최저량 레벨센서(91)보다 조금 높은 위치에 저량 레벨센서(92)를 설치하고, 중간부분에 중간 레벨센서(93)를 설치하고, 상단부에 최고량 레벨센서(95)를 설치하고, 상기 최고량 레벨센서(95)보다 조금 낮은 위치에 고량 레벨센서(94)를 설치한다.
상기와 같이 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)를 구성하여 설치하면, 각 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)의 감도가 저하되어 정확한 신호를 보내지 못하는 고장이 발생하는 경우 이를 용이하게 확인하는 것이 가능하다. 예를 들면, 저량 레벨센서(92)와 고량 레벨센서(94)에서 신호를 감지하였는데, 중간 레벨센서(93)에서 신호를 감지하지 못하면, 중간 레벨센서(93)의 고장으로 인식하는 것이 가능하다.
상기와 같이 각 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)의 고장을 확인하는 경우에는 모니터 상에 알람(alarm)을 표시하도록 구성하면, 적시에 고장의 수리가 가능해진다.
상기 슬러리순환관(50)으로는 슬러리 공급원(2)으로부터 혼합(mixing)이 완료된 슬러리가 유입된다.
예를 들면, 슬러리 공급원(2)은 상기 압력용기(10), (20), (30), (40)와 같은 용량의 압력용기에 혼합이 완료된 슬러리를 충진한 다음, 질소 가스 등의 가압 원(6)으로 가압하여 슬러리가 슬러리순환관(50)쪽으로 공급되도록 구성하는 것도 가능하다. 여기에서 슬러리 공급원(2)인 압력용기에 1회 충진된 슬러리는 모두 동시에 슬러리순환관(50)을 통하여 공급되도록 구성하는 것이, 각 성분의 혼합비에 미세한 차이가 발생하는 경우에 효과적으로 대응하는 것이 가능하므로 바람직하다.
상기 슬러리순환관(50)은 슬러리가 이동하여 순환하는 하나의 메인루프(main loop)를 형성한다.
상기 CMP 공정(4)에서는 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리를 필요에 따라 빼내어 사용하도록 이루어진다.
상기 슬러리순환관(50)과 각 압력용기(10), (20), (30), (40)는 4개의 공급연결관(12), (22), (32), (42)을 통하여 병렬로 연결된다.
상기 각 공급연결관(12), (22), (32), (42)에는 각각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (44)가 설치된다.
상기 공급개폐밸브(13), (23), (33), (44)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 오작동을 최소화하도록 이중구조로 구성한다. 즉 상기 공급개폐밸브(13), (23), (33), (44)는 각각 듀얼타입의 솔레노이드밸브를 이용하여 구성한다.
예를 들면, 상기 듀얼타입의 솔레노이드밸브는 도 2에 나타낸 바와 같이, 일정 압력의 공기가 양쪽 솔레노이드밸브(62), (64)로 유입되며, 각 압력센서(63), (65)에서 압력을 감지하고, 셔틀밸브(66)에 의하여 한쪽의 공기만 선택적으로 유입되어 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)를 작동시키도록 구성한다.
상기와 같이 구성하게 되면, 한쪽 솔레노이드밸브(62)에서 고장이 발생하면 다른 한쪽의 솔레노이드밸브(64)에 의한 압력이 높아서 셔틀밸브(66)는 압력이 높은 쪽으로 개방되어 유효하게 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (44)를 구동시키게 된다.
상기에서 어느 한쪽의 솔레노이드밸브(62), (64)에서 고장이 발생하면, 압력센서(63), (65)에서 압력의 변화를 감지하여 모니터 상에 알람(alarm)을 표시하도록 구성하면, 적시에 고장의 수리가 가능해진다.
상기 솔레노이드밸브(62), (64)는 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)에 각각 듀얼타입으로 설치되며, 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)에 대응한 4쌍의 솔레노이드밸브(62), (64)를 병렬로 배치되도록 하나의 밸브블럭(도면에 나타내지 않음)으로 구성하여 설치하게 되면, 전체적인 시스템이 보다 단순하게 구성되는 장점이 있다.
상기와 같이 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)를 듀얼타입으로 구성하게 되면, 보다 안정적으로 슬러리를 공급하는 것이 가능해진다.
상기 슬러리순환관(50)과 각 압력용기(10), (20), (30), (40)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 4개의 충진연결관(14), (24), (34), (44)을 통하여 병렬로 연결된다.
상기 각 충진연결관(14), (24), (34), (44)에는 각각 충진개폐밸브(15), (25), (35), (45)가 설치된다.
상기 충진개폐밸브(15), (25), (35), (45)의 경우에도 상기 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)와 마찬가지로 오작동을 최소화하도록 이중구조의 듀얼타 입으로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 가압원(6)으로는 액화질소(N2) 등이 사용된다. 상기에서 가압원(6)으로 사용하는 가스로는 슬러리에 포함된 성분과 반응하지 않는 안정된 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가압관(70)과 상기 각 압력용기(10), (20), (30), (40)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 4개의 가압연결관(16), (26), (36), (46)을 통하여 병렬로 연결된다.
상기 각 가압연결관(16), (26), (36), (46)에는 각각 가압개폐밸브(17), (27), (37), (47)가 설치된다.
상기 가압개폐밸브(17), (27), (37), (47)의 경우에도 상기 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)와 마찬가지로 오작동을 최소화하도록 이중구조의 듀얼타입으로 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 각 압력용기(10), (20), (30), (40)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 압력을 배출하기 위한 배기연결관(18), (28), (38), (48)이 각각 연결된다.
상기 각 배기연결관(18), (28), (38), (48)에는 각각 배기개폐밸브(19), (29), (39), (49)가 설치된다.
상기 배기개폐밸브(19), (29), (39), (49)의 경우에도 상기 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)와 마찬가지로 오작동을 최소화하도록 이중구조의 듀얼타입으로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 배기연결관(18), (28), (38), (48) 중에서 운전조를 구성하는 제1압력 용기(10)에 연결된 배기연결관(18) 및 제2압력용기(20)에 연결된 배기연결관(28)은 합기되어 하나의 배기관(80)을 통하여 압력을 배출하도록 구성한다.
또 상기 배기연결관(18), (28), (38), (48) 중에서 대기조를 구성하는 제1압력용기(30)에 연결된 배기연결관(38) 및 제2압력용기(40)에 연결된 배기연결관(48)은 합기되어 다른 하나의 배기관(80)을 통하여 압력을 배출하도록 구성한다.
다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치를 이용하여 CMP 공정에 슬러리를 공급하는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법을 설명한다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 슬러리를 공급하는 초기공급단계(S10)와, 운전조의 제1압력용기(10)에 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리를 충진하는 충진단계(S20)와, 제1압력용기(10)의 슬러리를 공급하면서 제2압력용기(20)에 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리를 충진하는 1차공급단계(S30)와, 제2압력용기(20)의 슬러리를 공급하면서 제1압력용기(10)에 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리를 충진하는 2차공급단계(S40)를 포함하여 이루어진다.
상기 충진단계(S20)는 제1압력용기(10)에 연결되는 제1충진연결관(14) 및 제1배기연결관(18)에 설치된 제1충진개폐밸브(15)와 제1배기개폐밸브(19)를 개방하고, 제1공급연결관(12) 및 제1가압연결관(16)에 설치된 제1공급개폐밸브(13)와 제1가압개폐밸브(17)를 폐쇄한 상태에서 슬러리순환관(50)을 순환하는 슬러리를 제1압 력용기(10)에 충진하도록 이루어진다.
상기 1차공급단계(S30)에서는 제1압력용기(10)에 연결되는 제1공급연결관(12)에 설치된 제1공급개폐밸브(13) 및 제1가압연결관(16)에 설치된 제1가압개폐밸브(17)를 개방한다. 또 상기 제1충진연결관(14)에 설치된 제1충진개폐밸브(15) 및 제1배기연결관(18)에 설치된 제1배기개폐밸브(19)를 폐쇄한다.
상기와 같이 각 개폐밸브(13), (15), (17), (19)를 개폐하는 것에 의하여, 상기 제1압력용기(10)로는 가압원(6)으로부터 공급되는 압력이 공급되며, 이에 따라 내부에 채워진 슬러리가 제1공급연결관(12)을 통하여 유출되고, 상기 슬러리순환관(50)을 따라 CMP 공정(4)쪽으로 슬러리가 이동하여 공급된다.
그리고 상기 1차공급단계(S30)에서는 제2압력용기(20)에 연결되는 제2공급연결관(22)에 설치된 제2공급개폐밸브(23) 및 제2가압연결관(26)에 설치된 제2가압개폐밸브(27)를 폐쇄한다. 또 제2충진연결관(24)에 설치된 제2충진개폐밸브(25) 및 제2배기연결관(28)에 설치된 제2배기개폐밸브(29)를 개방한다.
상기와 같이 각 개폐밸브(23), (25), (27), (29)를 개폐하는 것에 의하여, 상기 CMP 공정(4)쪽으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리는 제2충진연결관(24)을 통하여 제2압력용기(20)로 충진되고, 슬러리가 충진됨에 따라 내부의 압력은 상기 제2배기연결관(26) 및 배기관(80)을 통하여 외부로 배출된다.
상기한 1차공급단계(S30)에서는 대기조의 제1압력용기(30) 및 제2압력용기(40)의 모든 개폐밸브(33), (35), (37), (39), (43), (45), (47), (49)를 폐쇄한 상태에서 이루어진다.
상기 1차공급단계(S30)는 제1압력용기(10)에 남아있는 슬러리의 양이 저량 이상일 경우 계속 진행되도록 구성한다. 즉 상기 제1압력용기(10)의 최저량 레벨센서(91)에 슬러리의 양이 감지되고 중간 레벨센서(93), 고량 감지센서(94)에서 슬러리의 양이 감지되지 않는 상태에서, 저량 레벨센서(92)에서 슬러리의 양이 감지되다가 감지되지 않게 되는 시점까지 1차공급단계(S30)가 진행되도록 구성한다.
상기 2차공급단계(S40)에서는 제1압력용기(10)에 충진된 슬러리의 양이 부족하면 제2압력용기(20)의 슬러리를 제2공급연결관(22) 및 슬러리순환관(50)을 통하여 CMP 공정(4)쪽으로 공급하면서 CMP 공정(4)쪽으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리를 제1충진연결관(14)을 통하여 제1압력용기(10)에 충진하도록 이루어진다.
상기 2차공급단계(S40)에서는 제2압력용기(20)에 연결되는 제2공급연결관(22)에 설치된 제2공급개폐밸브(23) 및 제2가압연결관(26)에 설치된 제2가압개폐밸브(27)를 개방한다. 또 상기 제2충진연결관(24)에 설치된 제2충진개폐밸브(25) 및 제2배기연결관(28)에 설치된 제2배기개폐밸브(29)를 폐쇄한다.
상기와 같이 각 개폐밸브(23), (25), (27), (29)를 개폐하는 것에 의하여, 상기 제2압력용기(20)로는 가압원(6)으로부터 공급되는 압력이 공급되며, 이에 따라 내부에 채워진 슬러리가 제2공급연결관(22)을 통하여 유출되고, 상기 슬러리순환관(50)을 따라 CMP 공정(4)쪽으로 슬러리가 이동하여 공급된다.
그리고 상기 2차공급단계(S40)에서는 제1압력용기(10)에 연결되는 제1공급연결관(12)에 설치된 제1공급개폐밸브(13) 및 제1가압연결관(16)에 설치된 제1가압개 폐밸브(17)를 폐쇄한다. 또 제1충진연결관(14)에 설치된 제1충진개폐밸브(15) 및 제1배기연결관(18)에 설치된 제1배기개폐밸브(19)를 개방한다.
상기와 같이 각 개폐밸브(13), (15), (17), (19)를 개폐하는 것에 의하여, 상기 CMP 공정(4)쪽으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 순환되는 슬러리는 제1충진연결관(14)을 통하여 제1압력용기(10)로 충진되고, 슬러리가 충진됨에 따라 내부의 압력은 상기 제1배기연결관(16) 및 배기관(80)을 통하여 외부로 배출된다.
상기한 2차공급단계(S40)도 대기조의 제1압력용기(30) 및 제2압력용기(40)의 모든 개폐밸브(33), (35), (37), (39), (43), (45), (47), (49)를 폐쇄한 상태에서 이루어진다.
상기 2차공급단계(S40)는 제2압력용기(20)에 남아있는 슬러리의 양이 저량 이상일 경우 계속 진행되도록 구성한다. 즉 상기 제2압력용기(20)의 최저량 레벨센서(91)에 슬러리의 양이 감지되고 중간 레벨센서(93), 고량 감지센서(94)에서 슬러리의 양이 감지되지 않는 상태에서, 저량 레벨센서(92)에서 슬러리의 양이 감지되다가 감지되지 않게 되는 시점까지 2차공급단계(S40)가 진행되도록 구성한다.
상기에서 1차공급단계(S30)와 2차공급단계(S40)는 반복하여 수행하도록 이루어진다.
상기 1차공급단계(S30)와 2차공급단계(S40) 사이의 전환은 제1압력용기(10) 및 제2압력용기(20)에 설치된 레벨센서(91), (92), (93), (94), (95)의 감지에 따라 대응하여 이루어진다.
예를 들면, 1차공급단계(S30)에서 상기 제1압력용기(10)의 슬러리가 저량 레 벨센서(92)의 위치보다 낮게 남아 있는 것으로 감지되면, 2차공급단계(S40)로의 전환이 이루어지도록 구성한다. 또한 2차공급단계(S40)에서 상기 제2압력용기(20)의 슬러리가 저량 레벨센서(92)의 위치보다 낮게 남아 있는 것으로 감지되면, 1차공급단계(S30)로의 전환이 이루어지도록 구성한다.
그리고 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 1차공급단계(S30)에서 제2압력용기(20)에 충진된 슬러리의 양이 부족하거나 상기 2차공급단계(S40)에서 제1압력용기(10)에 충진된 슬러리의 양이 부족하면 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 슬러리를 공급 순환시키면서 제2압력용기(20) 또는 제1압력용기(10)에 대한 충진을 진행하는 재충진단계(S50)를 더 포함하여 이루어진다.
예를 들면, 상기 1차공급단계(S30)에서 제1압력용기(10)에 남아있는 슬러리의 양이 저량 이하인 상태에서 제2압력용기(20)에 충진된 슬러리의 양이 저량이상이 아닌 경우(저량 이하인 경우)에는 2차공급단계(S40)로 전환할 수 없으므로, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 슬러리를 공급하면서 순환되는 슬러리를 제2압력용기(20)에 계속하여 충진하도록 재충진단계(S50)를 구성한다.
상기에서 재충진단계(S50)는 제2압력용기(20)에 연결되는 제2충진연결관(24) 및 제2배기연결관(28)에 설치된 제2충진개폐밸브(25)와 제2배기개폐밸브(29)를 개방하고, 제2공급연결관(22) 및 제2가압연결관(26)에 설치된 제2공급개폐밸브(23)와 제2가압개폐밸브(27)를 폐쇄한 상태에서 슬러리순환관(50)을 순환하는 슬러리를 제2압력용기(20)에 충진하도록 이루어진다.
또 상기 2차공급단계(S40)에서 제2압력용기(20)에 남아있는 슬러리의 양이 저량 이하인 상태에서 제1압력용기(10)에 충진된 슬러리의 양이 저량이상이 아닌 경우(저량 이하인 경우)에는 1차공급단계(S30)로 전환할 수 없으므로, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 슬러리를 공급하면서 순환되는 슬러리를 제1압력용기(10)에 계속하여 충진하도록 재충진단계(S50)를 구성한다. 이 경우에는 재충진단계(S50)가 상기한 충진단계(S20)와 동일한 상태에서 이루어진다.
상기 재충진단계(S50)는 제1압력용기(10) 및 제2압력용기(20) 양쪽에 각각 설치된 최저량 레벨센서(91)에서 슬러리의 양을 감지하고 중간 레벨센서(93), 고량 레벨센서(94)에서 슬러리의 양을 감지하지 않는 상태에서, 저량 레벨센서(92)에서 슬러리의 양을 감지하지 못하는 경우에 진행하도록 구성한다.
그리고 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 운전조에 문제가 발생하면 운전조로부터의 슬러리 공급을 중단하고 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리순환관(50)을 통하여 슬러리를 공급하면서 대기조의 작동을 시작하는 전환단계(S60)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 전환단계(S60)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 운전조의 제1압력용기(10) 및 제2압력용기(20)의 슬러리 양이 모두 부족한 경우에 상기한 재충진단계(S50)를 진행하지 않고, 대기조의 제1압력용기(30)에 대한 충진단계(S10)로 진행하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한 대기조의 1차공급단계(S30)와 2차공급단계(S40)를 반복하여 수행하다가 제1압력용기(30) 및 제2압력용기(40)에 충진된 슬러리의 양이 모두 부족하면, 운전조의 제1압력용기(10)에 대한 충진단계(S10)로 진행하도록 구 성하는 것도 가능하다.
예를 들면, 운전조가 작동하고 대기조가 정지된 상태에서 상기 충진단계(S20), 1차공급단계(S30), 2차공급단계(S40)를 순환하며 진행하다가, 운전조의 제1압력용기(10) 및 제2압력용기(20)에 충진된 슬러리의 양이 모두 저량이하로 감지되면, 도 4의 재충진단계(S50)로 진행하지 않고, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리를 슬러리순환관(50)으로 공급하면서 운전조를 정지시키고 대기조를 작동시키는 전환단계(S60)로 진행하도록 구성한다.
마찬가지로 대기조가 작동하고 운전조가 정지된 상태에서, 상기 충진단계(S20), 1차공급단계(S30), 2차공급단계(S40)를 순환하며 진행하다가, 대기조의 제1압력용기(10) 및 제2압력용기(20)에 충진된 슬러리의 양이 모두 저량이하로 감지되면, 도 4의 재충진단계(S50)로 진행하지 않고, 슬러리 공급원(2)으로부터 슬러리를 슬러리순환관(50)으로 공급하면서 대기조를 정지시키고 운전조를 작동시키는 전환단계(S60)로 진행하도록 구성한다.
상기와 같이 전환단계(S60)를 구성하면, 슬러리 공급원(2)으로부터 1회 공급되어 충진된 슬러리가 운전조 또는 대기조에서 모두 사용되는 경우 다른 조로 전환이 이루어지므로, 운전조와 대기조를 1회씩 순차적으로 반복하여 고르게 사용하는 것이 가능하다.
그리고 상기 전환단계(S60)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 슬러리순환관(50)에 설치된 유량변환기(54), (56)의 감지에 따라 대응하여 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다.
예를 들면, 상기 유량변환기(54), (56)로부터 감지되는 공급량과 순환량의 유량을 확인하여 일정 시간동안의 유량이 설정값보다 적으면 다른 조(운전조에서 대기조로 또는 대기조에서 운전조)로의 전환이 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다. 즉 운전조의 상기한 충진단계(S20), 1차공급단계(S30), 2차공급단계(S40), 재충진단계(S50)를 진행하던 중에 상기 제1압력용기(10) 또는 제2압력용기(20)에 남아있는 슬러리가 저량 레벨센서(92)보다 많음에도 불구하고 다른 이상이 발생하여 상기 유량변환기(54), (56)로부터 감지되는 공급량과 순환량의 유량이 설정값보다 적으면 전환단계(S60)로 진행하여 대기조의 작동을 시작하도록 구성하는 것도 가능하다. 또 대기조의 상기한 충진단계(S20), 1차공급단계(S30), 2차공급단계(S40), 재충진단계(S50)를 진행하던 중에 상기 제1압력용기(30) 또는 제2압력용기(40)에 남아있는 슬러리가 저량 레벨센서(92)보다 많음에도 불구하고 다른 이상이 발생하여 상기 유량변환기(54), (56)로부터 감지되는 공급량과 순환량의 유량이 설정값보다 적으면 전환단계(S60)로 진행하여 운전조의 작동을 시작하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 1차공급단계(S30)에서 2차공급단계(S40)로 전환될 때에 있어서, 운전조의 제1압력용기(10)에 연결된 제1공급연결관(12)의 제1공급개폐밸브(13)에 이상이 발생하여 항상 개방된 상태가 유지되면, 제2압력용기(20)로부터 제2공급연결관(22)을 통하여 유출되는 슬러리가 모두 슬러리순환관(50)을 통하여 CMP 공정(4)쪽으로 공급되지 않고 일부가 제1공급연결관(12)을 통하여 제1압력용기(10)로 바로 충진되는 현상이 발생하고, 슬러리순환관(50)에 설치된 유량변환기(54), (56)에서 감지되 는 유량이 적게 감지된다.
상기와 달리 1차공급단계(S30)에서 2차공급단계(S40)로 전환될 때에 있어서, 운전조의 제2압력용기(20)에 연결된 제2공급연결관(22)의 제2공급개폐밸브(23)에 이상이 발생하여 항상 폐쇄된 상태가 유지되면, 제2압력용기(20)로부터 슬러리가 슬러리순환관(50)으로 유출되지 않으므로, 슬러리순환관(50)에 설치된 유량변환기(54), (56)에서 감지되는 유량이 적어지는 것으로 감지된다.
그리고 2차공급단계(S40)에서 1차공급단계(S30)로 전환할 때에도 상기와 같은 현상이 발생할 수 있다.
상기와 같이 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43)에 이상이 발생하여 유량변환기(54), (56)에서 감지되는 유량이 설정된 값보다 작아지면, 자동으로 운전조에서 대기조로 또는 대기조에서 운전조로의 전환이 이루어지도록 전환단계(S60)를 구성한다.
상기와 마찬가지로 충진개폐밸브(15), (25), (35), (45), 가압개폐밸브(17), (27), (37), (47), 배기개폐밸브(19), (29), (39), (49)의 이상여부를 유량변환기(54), (56)에서 감지되는 유량의 변화로 판단하는 것도 가능하고, 자동으로 다른 조로의 전환을 행하는 것이 가능하다.
상기와 같이 이상이 발생하여 전환단계(S60)를 진행하는 경우에는 모니터 상에 알람(alarm)을 표시하도록 구성하면, 적시에 고장의 수리가 가능해진다.
상기 전환단계(S60)는 자동으로 전환이 진행되도록 구성하는 것도 가능하고, 이상이 발생한 경우 작업자가 직접 수동으로 전환을 행하도록 구성하는 것도 가능 하다.
그리고 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 다른 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 배기관(80)에 배출되는 배기량을 조절하도록 압력조절밸브(82)를 각각 설치한다.
또 상기 배기관(80)에는 상기 압력조절밸브(82)와 각각 병렬로 제1압력용기(10), (30)와 제2압력용기(20), (40) 사이의 차압을 빠른 시간내에 형성하기 위한 차압배기밸브(84)를 설치한다.
그리고 상기 슬러리순환관(50)의 CMP 공정(4) 직후의 지점에는 상기 압력조절밸브(82)와 전기적으로 연결되는 압력계(58)를 설치한다.
상기 각 압력조절밸브(82)와 압력계(58) 사이에는 압력지시조절계(86) 및 전공비례밸브(88)를 각각 직렬로 설치한다.
상기 압력지시조절계(86)에서는 설정된 값과 상기 압력계(58)에서 측정된 압력을 비교하여 제어출력을 결정하고, 상기 전공비례밸브(88)에서는 상기 압력지시조절계(86)에서 결정한 제어출력량을 공기압으로 변환하여 상기 압력조절밸브(82)로 전달한다.
상기 압력조절밸브(82)는 상기 전공비례밸브(88)를 통하여 가해진 공기압만큼 유로를 열거나 닫도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 다른 실시예의 작동방법을 설명한다.
상기 운전조 또는 대기조의 제1압력용기(10), (30)나 제2압력용기(20), (40) 로부터 슬러리가 공급되어 슬러리순환관(50)을 따라 순환하는 과정에서, 슬러리순환관(50)의 압력 및 각 압력용기(10), (20), (30), (40) 내부의 압력은 변동하게 된다.
예를 들면, CMP 공정(4)에서 사용되는 장비인 폴리셔(Polisher)의 사용대수의 변화(1대 사용시, 다수대 사용시, 사용하는 대수가 변화시)에 따라, 슬러리순환관(50)으로부터 인출해가는 슬러리의 양이 크게 변동되므로, 자연스럽게 압력의 변동이 발생한다.
또 각 압력용기(10), (20), (30), (40)에 있어서, 비압축성인 슬러리의 양과 압축성인 상기 가압원(6)으로부터 공급되는 액화질소나 기체의 양 사이의 비율이 계속하여 변화하므로, 동일한 압력으로 가압원(6)으로부터 압력이 공급되는 경우에도 압력의 변동이 발생한다.
그리고 제1압력용기(10), (30) 및 제2압력용기(20), (40) 사이에 슬러리 공급과 충진(회수) 역할의 교대(전환)가 이루어질 때에 일시적으로 압력이 변동되는 현상이 발생한다.
본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 다른 실시예에 있어서는, CMP 공정(4)에서 슬러리를 사용하는지의 유무에 따라 슬러리순환관(50)에서 압력이 변화하게 되고, 상기 CMP 공정(4) 후의 지점(CMP 공정 끝단 지점)에 설치된 압력계(58)에서 슬러리순환관(50)을 통과하는 압력을 측정하고, 측정된 압력은 상기 압력지시조절계(86)로 전달되고, 상기 압력지시조절계(86)에서는 미리 설정된 압력값과 측정된 압력값을 비교하여 제어출력량을 결정하여 상기 전공비례밸브(88)로 전달하 고, 상기 전공비례밸브(88)는 제어출력량을 대응하는 공기압으로 변환하여 상기 압력조절밸브(82)로 전달하고, 상기 압력조절밸브(82)는 가해진 공기압에 대응하여 유로를 열거나 닫는 작동(개도 조절)을 수행하는 과정으로 작동된다.
예를 들면, 슬러리순환관(50)의 압력이 설정된 압력값보다 낮은 경우(예를 들면 CMP 공정(4)에서 많은 양의 슬러리를 사용하거나 슬러리의 사용량이 증가한 경우)에는 압력조절밸브(82)의 유로(개도)를 작게 하여 배기관(80)을 통하여 배출되는 압력을 적게 유지하도록 작동한다. 이와 같이 작동하면, 배기량이 적어지므로 슬러리가 회수되어 충진되는 특정 압력용기의 내부 압력이 상승(충진되는 슬러리의 양이 감소)하게 되고, 이 상승된 압력이 슬러리순환관(50)으로 전달되어 슬러리순환관(50) 내부의 압력이 높아지며, CMP 공정(4)에 보다 많은 양의 슬러리를 공급할 수 있는 환경이 조성되며, 슬러리순환관(50)의 압력이 일정하게 유지되도록 조절이 이루어진다.
또 슬러리순환관(50)의 압력이 설정된 압력값보다 높은 경우(예를 들면 CMP 공정(4)에서 적은 양의 슬러리를 사용하거나 슬러리의 사용량이 감소한 경우)에는 압력조절밸브(82)의 유로(개도)를 크게 하여 배기관(80)을 통하여 배출되는 압력을 크게 유지하도록 작동한다. 이와 같이 작동하면, 배기량이 많아지므로 슬러리가 회수되어 충진되는 특정 압력용기의 내부 압력이 감소(충진되는 슬러리의 양이 증가)하게 되고, 이 감소된 압력이 슬러리순환관(50)으로 전달되어 슬러리순환관(50) 내부의 압력이 낮아지며, CMP 공정(4)에서 적은 양의 슬러리를 사용하더라도 슬러리순환관(50)의 압력이 일정하게 유지되도록 조절이 이루어진다.
그리고 각 압력용기(10), (20), (30), (40)에서 슬러리의 양과 액화질소나 기체의 양 사이의 비율이 변화함에 따라 각 압력용기(10), (20), (30), (40) 내부의 압력이 변화하게 되면, 이 압력의 변화가 슬러리순환관(50)으로 전달되고, 슬러리순환관(50)에서 압력계(58)를 통하여 감지되는 압력의 변화에 대응하여 압력조절밸브(82)의 개도를 조절하는 것에 의하여, 배기관(80)을 통하여 배기되는 압력을 조절하는 것이 가능하고, 이에 따라 각 압력용기(10), (20), (30), (40) 내부의 압력을 일정하게 유지하도록 조절하는 것이 가능하다.
또한 상기 제1압력용기(10), (30) 및 제2압력용기(20), (40) 사이에 슬러리 공급과 충진(회수) 역할의 교대(전환)가 이루어질 때에 일시적으로 압력이 변동되는 현상이 발생하는 경우에도, 상기와 동일한 과정으로 압력계(58)에서 측정되는 압력에 따라 압력조절밸브(82)의 개도를 조절하는 것에 의하여, 슬러리순환관(50)의 압력이 일시 상승하더라도 최단시간(빠른 시간) 내에 설정된 일정 압력을 유지하게 된다.
나아가 작동 초기에 슬러리를 공급하는 압력용기(예를 들면 제1압력용기(10), (30))와 슬러리순환관(50), 슬러리가 회수(충진)되는 압력용기(예를 들면 제2압력용기(20), (40))가 동일한 압력을 형성하여 유량이 0에 가까운 상태가 되는 현상(압력계(58)에서 측정되는 압력은 설정된 값과 같지만 유량변환기(56)에서 측정되는 유량은 0인 상태)이 발생하면, 유량변환기(56)에서 유량을 감지하여 일정 시간 동안 유량이 없는 경우 상기 차압배기밸브(84)를 일정시간 개방하여 슬러리가 공급되는 압력용기와 슬러리가 회수(충진)되는 압력용기 사이의 차압을 형성한다.
상기와 같이 차압이 발생하면, 슬러리순환관(50)에는 압력의 흐름이 크게 발생하고 슬러리의 순환량(유량)이 증가하게 되고, 슬러리가 공급되는 압력용기로부터의 슬러리 공급이 원활하게 이루어지는 것은 물론, 다른 압력용기에 슬러리의 충진도 원활하게 이루어진다.
상기 차압배기밸브(84)는 일정시간 개방된 후에 다시 폐쇄되고, 이후에는 압력조절밸브(82)만 작동하여 배기관(80)을 통한 배기량을 제어하도록 구성한다.
상기 압력조절밸브(82)의 개도를 조절하는 것에 의한 배기량은 제한적이므로, 안전상의 이유로 급속하게 배기를 행할 필요가 있을 경우에는 상기 차압배기밸브(84)를 개방하도록 구성한다. 즉 상기 차압배기밸브(84)가 안전밸브의 기능을 담당하도록 구성한다.
그리고 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 다른 실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 각 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43) 및 충진개폐밸브(15), (25), (35), (45)와 직렬로 각각 수동공급밸브(113), (123), (133), (143) 및 수동충진밸브(115), (125), (135), (145)를 설치하는 것도 가능하다.
상기 수동공급밸브(113), (123), (133), (143) 및 수동충진밸브(115), (125), (135), (145)는 상기한 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 일실시예에 적용하는 것도 가능하다.
상기와 같이 수동공급밸브(113), (123), (133), (143) 및 수동충진밸브(115), (125), (135), (145)를 설치하면, 운전조 또는 대기조의 공급용기가 슬러리를 공급할 수 없는 상태(공급불능상태)가 되는 경우, 작업자가 수동으로 해당되 는 공급용기에 연결된 수동공급밸브(113), (123), (133), (143) 및 수동충진밸브(115), (125), (135), (145)를 폐쇄하고, 자동으로 작동되는 공급개폐밸브(13), (23), (33), (43) 및 충진개폐밸브(15), (25), (35), (45)의 수리 등을 행하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 일실시예에 있어서 공급개폐밸브를 듀얼타입 솔레노이드밸브로 구성한 예를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예에 있어서 전환단계의 일예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급방법의 일실시예에 있어서 전환단계의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 슬러리 연속 공급장치의 다른 실시예를 나타내는 블럭도이다.

Claims (14)

  1. 2개씩 짝을 지어 각각 운전조와 대기조의 2조를 이루며 구간을 나누어 복수의 레벨센서가 각각 설치되는 4개의 압력용기와,
    슬러리 공급원으로부터 공급되는 슬러리를 CMP 공정과 상기 압력용기로 순환시키며 유량변환기가 설치되는 슬러리순환관과,
    CMP 공정 전의 상기 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 공급개폐밸브가 설치되는 4개의 공급연결관과,
    CMP 공정 후의 상기 슬러리순환관과 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 충진개폐밸브가 설치되는 4개의 충진연결관과,
    가압원으로부터 압력을 상기 각 압력용기로 전달하는 가압관과,
    상기 가압관과 상기 각 압력용기를 병렬로 연결하며 각각 가압개폐밸브가 설치되는 4개의 가압연결관과,
    상기 각 압력용기에 연결되어 압력을 배출하며 각각 배기개폐밸브가 설치되는 배기연결관과,
    상기 배기연결관에 연결되어 설치되며 배출되는 압력의 배기량을 조절하는 압력조절밸브가 설치되는 배기관과,
    CMP 공정 후의 슬러리순환관에 설치되어 슬러리의 압력을 측정하는 압력계와,
    상기 배기관에 상기 압력조절밸브와 병렬로 설치되는 차압배기밸브와,
    상기 압력조절밸브와 압력계 사이에 설치되고 압력계에서 측정된 값과 설정된 값을 비교하여 제어출력량을 결정하는 압력지시조절계와,
    상기 압력지시조절계와 압력조절밸브 사이에 설치되고 상기 압력지시조절계에서 결정한 제어출력량을 공기압으로 변환하여 상기 압력조절밸브로 전달하는 전공비례밸브를 포함하는 슬러리 연속 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레벨센서는 각 압력용기의 하단부에 설치하는 최저량 레벨센서와, 상기 최저량 레벨센서보다 조금 높은 위치에 설치하는 저량 레벨센서와, 각 압력용기의 중간부분에 설치하는 중간 레벨센서와, 각 압력용기의 상단부에 설치하는 최고량 레벨센서와, 상기 최고량 레벨센서보다 조금 낮은 위치에 설치하는 고량 레벨센서를 포함하는 슬러리 연속 공급장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 개폐밸브는 듀얼타입의 솔레노이드밸브를 이용하여 구성되고,
    상기 듀얼타입의 솔레노이드밸브는 일정 압력의 공기가 양쪽 솔레노이드밸브로 유입되며, 각 솔레노이드밸브에 연결된 압력센서에서 압력을 감지하고, 셔틀밸브에 의하여 한쪽의 공기만 선택적으로 유입되어 각 개폐밸브를 작동시키도록 구성되는 슬러리 연속 공급장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유량변환기는 슬러리순환관의 CMP 공정을 통과하기 전의 지점과 통과한 후의 지점에 각각 설치하는 슬러리 연속 공급장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한항의 슬러리 연속 공급장치를 사용하여 슬러리를 연속으로 공급하는 슬러리 연속 공급방법에 있어서,
    슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 공급하는 초기공급단계와,
    운전조의 압력용기 중 제1압력용기에 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 충진하는 충진단계와,
    제1압력용기의 슬러리를 CMP 공정쪽으로 공급하면서 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 운전조의 압력용기 중 제2압력용기에 충진하는 1차공급단계와,
    제1압력용기 슬러리의 양이 부족하면 제2압력용기의 슬러리를 CMP 공정쪽으로 공급하면서 슬러리순환관을 통하여 순환되는 슬러리를 제1압력용기에 충진하는 2차공급단계와,
    1차공급단계와 2차공급단계를 반복하여 수행하다가 1차공급단계 또는 2차공급단계에서 제2압력용기 또는 제1압력용기에 충진되는 슬러리의 양이 설정값보다 적으면 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 순환시키면서 제2압력용기 또는 제1압력용기에 슬러리의 충진을 계속 진행하는 재충진단계와,
    상기 1차공급단계와 2차공급단계 및 재충진단계를 반복하여 수행하다가 운전조에 문제가 발생하면 운전조로부터의 슬러리 공급을 중단하고 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 공급하는 연결공급단계와,
    상기 연결공급단계에서 대기조를 운전조로 전환하여 대기조의 압력용기 중 제1압력용기에 슬러리를 충진한 다음 이를 공급하면서 제2압력용기에 슬러리를 충진하는 상기 충진단계부터 재충진단계를 반복하여 수행하는 전환단계를 포함하는 슬러리 연속 공급방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 충진단계 및 재충진단계는 제1압력용기 또는 제2압력용기에 연결되는 각 충진연결관 및 배기연결관에 설치된 각 충진개폐밸브와 배기개폐밸브를 개방하고, 각 공급연결관 및 가압연결관에 설치된 공급개폐밸브와 가압개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 슬러리순환관을 순환하는 슬러리를 제1압력용기 또는 제2압력용기에 충진하도록 이루어지는 슬러리 연속 공급방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 1차공급단계는 제1압력용기에 연결되는 제1공급연결관에 설치된 제1공급개폐밸브 및 제1가압연결관에 설치된 제1가압개폐밸브를 개방하고 제1충진연결관에 설치된 제1충진개폐밸브 및 제1배기연결관에 설치된 제1배기개폐밸브를 폐쇄하며, 제2압력용기에 연결되는 제2공급연결관에 설치된 제2공급개폐밸브 및 제2가압 연결관에 설치된 제2가압개폐밸브를 폐쇄하고 제2충진연결관에 설치된 제2충진개폐밸브 및 제2배기연결관에 설치된 제2배기개폐밸브를 개방하며, 대기조의 모든 개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 이루어지는 슬러리 연속 공급방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 2차공급단계는 제2압력용기에 연결되는 제2공급연결관에 설치된 제2공급개폐밸브 및 제2가압연결관에 설치된 제2가압개폐밸브를 개방하고 제2충진연결관에 설치된 제2충진개폐밸브 및 제2배기연결관에 설치된 제2배기개폐밸브를 폐쇄하며, 제1압력용기에 연결되는 제1공급연결관에 설치된 제1공급개폐밸브 및 제1가압연결관에 설치된 제1가압개폐밸브를 폐쇄하고 제1충진연결관에 설치된 제1충진개폐밸브 및 제1배기연결관에 설치된 제1배기개폐밸브를 개방하며, 대기조의 모든 개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 이루어지는 슬러리 연속 공급방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기에서 1차공급단계와 2차공급단계 사이의 전환은 각 압력용기에 설치된 레벨센서의 감지에 따라 대응하여 이루어지는 슬러리 연속 공급방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 1차공급단계는 상기 제1압력용기의 최저량 레벨센서에 슬러리의 양이 감지되고 중간 레벨센서, 고량 감지센서에서 슬러리의 양이 감지되지 않는 상태에 서, 저량 레벨센서에서 슬러리의 양이 감지되다가 감지되지 않게 되는 시점까지 진행되도록 구성하고,
    상기 2차공급단계는 상기 제2압력용기의 최저량 레벨센서에 슬러리의 양이 감지되고 중간 레벨센서, 고량 감지센서에서 슬러리의 양이 감지되지 않는 상태에서, 저량 레벨센서에서 슬러리의 양이 감지되다가 감지되지 않게 되는 시점까지 진행되도록 구성하고,
    상기 1차공급단계에서 상기 제1압력용기의 슬러리가 저량 레벨센서의 위치보다 낮게 남아 있는 것으로 감지되면 2차공급단계로의 전환이 이루어지도록 구성하고,
    상기 2차공급단계에서 상기 제2압력용기의 슬러리가 저량 레벨센서의 위치보다 낮게 남아 있는 것으로 감지되면 1차공급단계로의 전환이 이루어지도록 구성하는 슬러리 연속 공급방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 전환단계는 운전조 또는 대기조에 대한 1차공급단계와 2차공급단계를 진행하던 중에 해당 조의 제1압력용기 및 제2압력용기의 슬러리 양이 모두 부족한 경우에 상기한 재충진단계를 진행하지 않고, 슬러리 공급원으로부터 슬러리순환관을 통하여 슬러리를 공급하면서 다른 조의 제1압력용기에 대한 충진단계로 진행하도록 구성하는 슬러리 연속 공급방법.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 운전조와 대기조 사이의 전환은 상기 슬러리순환관에 설치된 유량변환기의 감지에 따라 대응하여 이루어지는 슬러리 연속 공급방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 전환단계는 운전조 또는 대기조의 1차공급단계와 2차공급단계를 진행하던 중에 상기 제1압력용기와 제2압력용기에 남아있는 슬러리가 저량 레벨센서보다 많음에도 불구하고 다른 이상이 발생하여 상기 유량변환기로부터 감지되는 공급량과 순환량의 유량이 설정값보다 적으면 다른 조로의 전환이 이루어지도록 구성하는 슬러리 연속 공급방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11126764A (ja) * 1997-08-21 1999-05-11 Fujitsu Ltd 薬液供給装置
JP2004096013A (ja) 2002-09-03 2004-03-25 M Fsi Kk スラリー供給方法及びスラリー供給装置
KR20070013590A (ko) * 2005-07-26 2007-01-31 비아이 이엠티 주식회사 슬러리 공급장치를 위한 보완 장치 및 방법
KR20080011910A (ko) * 2006-08-01 2008-02-11 세메스 주식회사 약액 혼합 장치 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3538042B2 (ja) * 1998-11-24 2004-06-14 松下電器産業株式会社 スラリー供給装置及びスラリー供給方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11126764A (ja) * 1997-08-21 1999-05-11 Fujitsu Ltd 薬液供給装置
JP2004096013A (ja) 2002-09-03 2004-03-25 M Fsi Kk スラリー供給方法及びスラリー供給装置
KR20070013590A (ko) * 2005-07-26 2007-01-31 비아이 이엠티 주식회사 슬러리 공급장치를 위한 보완 장치 및 방법
KR20080011910A (ko) * 2006-08-01 2008-02-11 세메스 주식회사 약액 혼합 장치 및 방법

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