KR100904052B1 - 약액 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약액의 안정 공급을 가능하게 하면서, 그 초기 비용 및 유지 관리 비용을 저감시킬 수 있는 약액 공급 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
압송용 가스 배관으로부터 가압 용기로의 압송용 가스의 공급에 앞서, 예비 가압용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 상기 가압 용기에 공급하고, 예비 가압 후에 상기 압송용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 가압 용기에 공급하며, 상기 가스 유량계의 검출값에 의거하여 상기 압송용 가스를 공급하는 가압 용기를 교체한다.
약액, 안정 공급, 가스, 배관, 가압 용기, 압송, 예비 가압, 가압 용기.

Description

약액 공급 장치{CHEMICAL LIQUID FEEDING APPARATUS}
도 1은 약액(藥液) 공급 장치를 나타내는 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2a, 2b : 가압(加壓) 용기
3 : 가스 유량계
6a∼6c : 압송용(壓送用) 가스 배관
7a, 7b : 자동 개폐 밸브
8a∼8c : 예비 가압용 가스 배관
13a, 13b : 자동 개폐 밸브
12a, 12b : 약액(藥液) 이송 배관
15 : 제어부
본 발명은 반도체 장치 또는 액정 표시 장치의 제조 공정에서 사용하는 약액 공급 장치에 관한 것이다.
웨이퍼나 액정 기판의 세정 공정에서는, 고순도(高純度) 약액을 수용한 가압 용기에 고순도 질소 가스를 가압 유입시킴으로써, 고순도 약액을 웨이퍼나 액정 기판의 세정 장치에 압송(壓送)하고 있다. 이러한 약액 공급 장치에서는, 약액을 세정 장치에 안정되게 이송하는 것이 필요하게 되고 있다.
종래, 세정 장치에 약액을 이송하는 약액 공급 장치에서는, 세정 장치로의 약액 이송 배관 및 약액 압송용 가스 배관이 접속된 용기 내에 약액이 수용된다. 약액 이송 배관은 용기 내에서 약액의 액면(液面)으로부터 아래쪽까지 삽입되고, 압송용 가스 배관은 용기 내의 상부에 가스가 분출되도록 접속되어 있다.
그리고, 용기 내에 압송용 가스를 공급함으로써, 약액이 용기 내로부터 약액 이송 배관에 압출(壓出)되어, 세정 장치로 이송된다. 압송용 가스는 고순도 질소가 사용된다.
일반적인 약액 공급 장치에서는, 약액을 수용하는 용기는 복수 설치되고, 약액 이송 배관은 각 용기에 대하여 자동 개폐 밸브를 통하여 분기(分岐) 접속되어 있다. 또한, 압송용 가스 배관은 가스 공급원과 각 용기 사이에서 분기되고, 각 용기에 자동 개폐 밸브를 통하여 각각 공급된다.
그리고, 우선, 한쪽 용기에 연결되는 압송용 가스 배관의 자동 개폐 밸브가 개방되고, 또한, 그 용기에 연결되는 약액 이송 배관의 자동 개폐 밸브가 개방된다. 그리하면, 한쪽 용기로부터 약액이 세정 장치에 이송된다.
이 때, 다른쪽 용기에 연결되는 압송용 가스 배관 및 약액 이송 배관의 자동 개폐 밸브는 폐쇄되어 있다.
한쪽 용기 내의 약액이 없어지면, 그 용기에 연결되는 압송용 가스 배관 및 약액 이송 배관의 자동 개폐 밸브는 폐쇄되는 동시에, 다른쪽 용기에 연결되는 압송용 가스 배관 및 약액 이송 배관의 자동 개폐 밸브가 개방된다. 그 결과, 용기가 교체되어, 세정 장치로의 약액 공급이 계속된다.
상기와 같은 용기의 교체 동작에서, 용기 내의 약액이 없어진 것을 검지하기 위해, 약액 이송 배관의 일부가 투명 또는 반투명의 불소 수지로 형성되고, 그 배관 내를 약액이 흐르고 있는지의 여부를 광학식 약액 검지 센서로 검출하고 있다.
그리고, 약액 검지 센서의 출력 신호에 의거하여, 제어 장치에 의해 자동 개폐 밸브의 동작이 제어된다.
이와 같이, 광학식 약액 검출 센서에 의해 용기 내의 약액의 유무(有無)를 검출하는 구성은, 예를 들어, 일본국 특개소62-237324호 공보에 개시되어 있다.
또한, 일본국 특개2000-15082호 공보에서는, 약액의 공급 개시 시에, 용기 내의 기압이 대기압으로부터 소정의 약액 이송 기압에 도달할 때까지의 가스 유량을 적분(積分)하여, 용기 내의 초기 공간 용적을 산출하여 용기 내의 약액량을 산출한다. 이어서, 약액의 공급 시에는, 압송용 가스의 압력과 유량을 적산하여 약액의 이송량을 산출하고, 용기가 비기 전에 용기를 교체하는 구성이 개시되어 있다.
광학식 약액 검출 센서로 약액 이송 배관 내에 약액이 없어진 것을 검출하고 나서 용기를 교체하는 구성에서는, 약액 이송 배관 내에 압송용 가스가 혼입(混入)되기 때문에, 약액의 이송 압력이 변동하여, 세정 불균일이 발생하기 쉽다.
또한, 압송용 가스의 혼입에 의해 세정 장치의 약액 공급구에서 약액이 비산(飛散)된다. 이 때문에, 강산(强酸) 또는 강(强)알칼리 용액인 약액의 비산 액체방울에 의한 피해를 입을 우려가 있어, 그 피해를 방지하기 위해, 비산 방지용 커버를 구비할 필요가 있었다.
또한, 약액을 광학적으로 검출하는 센서를 사용하고 있기 때문에, 이송하는 약액의 물성(物性)이나 특성에 맞추어 제어 장치에서의 검출 레벨의 임계값을 조정할 필요가 있다. 또한, 센서 설치 위치의 불소 수지 배관이 약액에 의해 경년(經年) 열화(劣化)되어 투명도가 저하되기 때문에, 안정된 약액 검지를 행할 수 없다.
이 때문에, 약액 검출 센서의 검출 신호에 의거하여 용기를 교체하는 구성에서는, 약액의 안정된 공급을 기대할 수 없고, 그 결과, 세정 장치에서 안정된 세정 성능을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
일본국 특개2000-15082호 공보에 개시된 구성에서는, 약액 이송 배관 내에 압송용 가스가 혼입되지 않기 때문에, 상기와 같은 결점은 발생하지 않는다.
그런데, 용기마다 가스 유량 검출 수단 및 가스 압력 검출 수단이 필요하게 되는 동시에, 각 검출 수단으로부터 출력되는 검출 신호에 의거하여 이송 약액량의 산출을 행할 필요가 있기 때문에, 제어 장치에서의 연산 프로그램이 번잡해진다.
또한, 가스 유량 검출 수단 및 가스 압력 검출 수단에는 각각 개체차(個體差)가 존재하기 때문에, 그들을 보정하는 작업도 필요하게 되어, 그 보정 작업이 번잡하다.
또한, 약액의 공급을 정지한 용기 내의 가스압을 대기압으로 되돌릴 때에, 용기 내에 잔존(殘存)하는 기화(氣化)된 약액이 압송용 가스 배관에 역류(逆流)하여, 가스 유량 검출 수단 및 가스 압력 검출 수단까지 도달하고, 이들을 부식시켜 파손에 이르게 하는 경우가 있다.
이 때문에, 일본국 특개2000-15082호 공보에 기재된 구성에서는, 가스 유량 검출 수단 및 가스 압력 검출 수단을 각각 설치하는 것에 의한 비용의 상승과, 그 조정 및 유지 관리 비용이 상승한다. 따라서, 이러한 약액 공급 장치에 의해 제조되는 반도체 장치 또는 액정 표시 장치의 비용을 상승시킨다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 약액의 안정 공급을 가능하게 하면서, 그 초기 비용 및 유지 관리 비용을 저감시킬 수 있는 약액 공급 장치를 제공함에 있다.
압송용 가스 배관으로부터 가압 용기로의 압송용 가스의 공급에 앞서, 예비 가압용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 상기 가압 용기에 공급하고, 예비 가압 후에 상기 압송용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 가압 용기에 공급하며, 상기 가스 유량계의 검출값에 의거하여 상기 압송용 가스를 공급하는 가압 용기를 교체한다.
이하, 본 발명을 구체화한 약액 공급 장치의 일 실시예를 도 1에 따라 설명한다.
가스 공급원(1)으로부터 2개의 가압 용기(2a, 2b)에 약액 압송용 가스를 공급하는 압송용 가스 배관은 가스 유량계(3)와, 가스 정제(精製) 필터(4a)와, 역지(逆止) 밸브(5a)가 개재되는 제 1 압송용 가스 배관(6a)과, 제 1 압송용 가스 배관(6a)으로부터 분기되는 제 2 및 제 3 압송용 가스 배관(6b, 6c)으로 구성된다.
그리고, 가압 용기(2a)에는 제 1 압송용 가스 배관(6a) 및 제 2 압송용 가스 배관(6b)을 통하여 압송용 가스가 공급되고, 가압 용기(2b)에는 제 1 압송용 가스 배관(6a) 및 제 3 압송용 가스 배관(6c)을 통하여 압송용 가스가 공급된다.
상기 제 2 및 제 3 압송용 가스 배관(6b, 6c)에는 각각 자동 개폐 밸브(7a, 7b)가 개재된다.
상기 가스 공급원(1)과 가압 용기(2a, 2b) 사이에는, 상기 제 1 및 제 2 압송용 가스 배관(6a, 6b)과, 제 1 및 제 3 압송용 가스 배관(6a, 6c)에 대하여 각각 병렬로 예비 가압용 가스 배관이 배열 설치된다.
그 예비 가압용 가스 배관은 가스 정제 필터(4b)와, 역지 밸브(5b)가 개재되는 제 1 예비 가압용 가스 배관(8a)과, 제 1 예비 가압용 가스 배관(8a)으로부터 분기되는 제 2 및 제 3 예비 가압용 가스 배관(8b, 8c)으로 구성된다.
그리고, 제 1 및 제 2 예비 가압용 가스 배관(8a, 8b)이 상기 제 1 및 제 2 압송용 가스 배관(6a, 6b)에 병렬로 접속되고, 제 1 및 제 3 예비 가압용 가스 배관(8a, 8c)이 상기 제 1 및 제 3 압송용 가스 배관(6a, 6c)에 병렬로 접속된다.
상기 제 2 및 제 3 예비 가압용 가스 배관(8b, 8c)에는 각각 자동 개폐 밸브(9a, 9b)가 개재된다.
상기 가압 용기(2a)는 상기 제 2 압송용 가스 배관(6b)으로부터 분기되는 대기 개방용 배관(10a)을 통하여 대기압에 개방되고, 상기 가압 용기(2b)는 상기 제 3 압송용 가스 배관(6c)으로부터 분기되는 대기 개방용 배관(10b)을 통하여 대기압 에 개방된다.
또한, 상기 대기 개방용 배관(10a, 10b)에는 자동 개폐 밸브(11a, 11b)가 각각 개재되어 있다.
상기 가압 용기(2a, 2b)에는, 약액 이송 배관(12a, 12b)의 한쪽 단부가 상기 용기(2a, 2b)의 저부(底部) 근방까지 삽입되어 있다. 상기 약액 이송 배관(12a, 12b)의 다른쪽 단부는 자동 개폐 밸브(13a, 13b)를 통하여 공통의 약액 공급 배관(14)에 접속되고, 그 약액 공급 배관(14)으로부터 약액 공급처인 세정 장치에 약액이 공급된다.
상기 자동 개폐 밸브(7a, 7b, 9a, 9b, 11a, 11b, 13a, 13b)의 동작은 제어부(15)에 의해 제어되고, 상기 가스 유량계(3)의 검출값은 제어부(15)에 출력된다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 약액 공급 장치의 동작을 설명한다. 가압 용기(2a, 2b)에 약액을 채운 상태에서, 우선, 자동 개폐 밸브(9a)를 개방하여, 예비 가압용 가스 배관(8a, 8b)을 통하여 가압 용기(2a)에 가압 가스를 공급하고, 가압 용기(2a)에 대하여 예비 가압을 행한다. 이 때, 그 이외의 자동 개폐 밸브는 모두 폐쇄한다.
자동 개폐 밸브(9a)를 소정 시간 개방하여 가압 용기(2a)에 예비 가압을 행한 후, 자동 개폐 밸브(9a)를 폐쇄하며, 제 2 압송용 가스 배관(6b)의 자동 개폐 밸브(7a)를 개방하고, 또한, 약액 이송 배관(12a)의 자동 개폐 밸브(13a)를 개방한다.
그리하면, 가압 용기(2a) 내의 약액이 약액 이송 배관(12a)을 거쳐, 세정 장치에 이송된다.
이 때, 가압 용기(2a)에 공급되는 압송용 가스의 유량이 가스 유량계(3)에 의해 검출되고, 그 검출값이 제어부(15)에 출력된다. 제어부(15)에서는 가스 유량계(3)의 검출값을 적산함으로써, 가압 용기(2a) 내에 압송된 가스의 부피값을 산출한다. 이 부피값은 가압 용기(2a)로부터 세정 장치에 압송되는 약액의 양과 거의 일치한다.
또한, 상기 동작과 병행하여, 제 3 예비 가압용 가스 배관(8c)의 자동 개폐 밸브(9b)가 개방되고, 가압 용기(2b)가 예비 가압된다.
가압 용기(2a) 내에 압송된 가스의 부피값이 미리 설정되어 있는 설정값을 초과했을 때, 즉, 가압 용기(2a) 내의 약액이 일정량 이하로 되었을 때, 약액 이송 배관(12a)의 자동 개폐 밸브(13a) 및 제 2 압송용 가스 배관(6b)의 자동 개폐 밸브(7a)가 폐쇄된다.
또한, 제 3 압송용 가스 배관(6c)의 자동 개폐 밸브(7b)가 개방되고, 약액 이송 배관(12b)의 자동 개폐 밸브(13b)가 개방된다.
그리하면, 가압 용기(2a)로부터의 약액 이송이 정지되고, 이어서 가압 용기(2b)로부터 세정 장치로의 약액 이송이 개시된다.
이 때, 대기 개방용 배관(10a)의 자동 개폐 밸브(11a)가 개방되어, 가압 용기(2a) 내의 압력은 대기압까지 감압(減壓)된다.
그리고, 가스 유량계(3) 검출값의 적산값이 일정 값을 초과하면, 제 3 압송 용 가스 배관(6c)의 자동 개폐 밸브(7b)가 폐쇄되고, 약액 이송 배관(12b)의 자동 개폐 밸브(13b)가 폐쇄되어, 가압 용기(2b)로부터 세정 장치로의 약액 이송이 정지된다.
이 때, 대기 개방용 배관(10b)의 자동 개폐 밸브(11b)가 개방되어, 가압 용기(2b) 내의 압력은 대기압까지 감압된다.
또한, 역지 밸브(5a)에 의해 기화 약액이 가스 정제 필터(4a, 4b) 및 가스 유량계(3)에 역류하지 않는다.
상기와 같이 구성된 것에서는, 다음에 나타내는 작용 효과를 얻을 수 있다.
(1) 가압 용기(2a, 2b)를 교체할 때, 약액 이송 배관(12a)에 가압 가스가 혼입되기 전에, 가압 용기(2a)로부터 상기 가압 용기(2b)로 교체한다. 따라서, 약액 공급 배관(14) 내에 가압 가스가 혼입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 세정 장치에서의 약액 비산 및 세정 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
(2) 약액을 광학적으로 검출하는 센서를 사용하고 있지 않기 때문에, 이송하는 약액의 물성이나 특성에 맞추어 제어부(15)에서의 검출 레벨의 임계값을 조정할 필요가 없다.
(3) 세정 장치로의 약액 공급량은, 가압 용기(2a, 2b)에 예비 가압을 행함으로써, 가스 유량계(3)만으로 검출할 수 있다. 따라서, 제어부(15)에서 이송 약액량을 산출하기 위한 프로그램을 간략화할 수 있다.
(4) 1개의 가스 유량계(3)를 사용할 뿐이기 때문에, 그 가스 유량계(3)의 검출값의 보정 작업은 거의 불필요하다.
(5) 역지 밸브(5a, 5b)에 의해 가압 용기(2a, 2b) 내의 기화 약액의 가스 정제 필터(4a, 4b) 또는 가스 유량계(3)로의 역류를 방지할 수 있다. 따라서, 가스 정제 필터(4a, 4b) 또는 가스 유량계(3)의 부식을 미연에 방지할 수 있다.
(6) 상기 (3), (4), (5)의 작용 효과에 의해, 약액 공급 장치의 초기 비용 및 유지 관리(maintenance) 비용을 저감시킬 수 있다.
상기 실시예는 다음에 나타낸 바와 같이 변경할 수도 있다.
·가압 용기는 3개 이상이어도 동일하게 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 약액의 안정 공급을 가능하게 하면서, 그 초기 비용 및 유지 관리 비용을 저감시킬 수 있는 약액 공급 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 약액(藥液)을 저장 가능하게 한 복수의 가압 용기와,
    상기 각 가압 용기에 압송용(壓送用) 가스를 각각 공급하는 압송용 가스 배관과,
    상기 가압 용기로부터 상기 압송용 가스에 의거하여 압출(壓出)되는 약액을 공급처에 이송하는 약액 이송 배관과,
    상기 압송용 가스 배관에 개재되는 자동 개폐 밸브와,
    상기 약액 이송 배관에 개재되는 자동 개폐 밸브와,
    상기 가압 용기를 예비 가압하기 위한 압송용 가스를 상기 가압 용기에 공급하는 예비 가압용 가스 배관과,
    상기 압송용 가스 배관에 흐르는 압송용 가스의 유량을 계측하는 가스 유량계와,
    상기 자동 개폐 밸브의 동작을 제어하여, 상기 공급처에 약액을 공급하는 가압 용기를 교체하는 제어부를 갖고,
    상기 제어부는, 상기 압송용 가스 배관으로부터 가압 용기로의 압송용 가스의 공급에 앞서, 상기 예비 가압용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 상기 가압 용기에 공급하고, 예비 가압 후에 상기 압송용 가스 배관으로부터 압송용 가스를 가압 용기에 공급하며, 상기 가스 유량계의 검출값에 의거하여 상기 압송용 가스를 공급하는 가압 용기를 교체하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압송용 가스 배관과 상기 예비 가압용 가스 배관을 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압송용 가스 배관과 상기 예비 가압용 가스 배관에는, 상기 가압 용기로부터의 약액의 역류를 방지하는 역지(逆止) 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 역지 밸브와 상기 압송용 가스의 공급원 사이에서, 상기 압송용 가스 배관에는 상기 가스 유량계와 가스 정제 필터를 개재시키고, 상기 예비 가압용 가스 배관에는 가스 정제 필터를 개재시킨 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가스 유량계의 검출값을 적산하고, 그 적산값이 미리 설정된 소정 값에 도달했을 때, 압송용 가스를 공급하는 가압 용기를 교체하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 한쪽 가압 용기로부터의 약액의 압송과, 다른쪽 가압 용기에 대한 예비 가압을 병행하여 행하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
KR1020030071309A 2002-10-16 2003-10-14 약액 공급 장치 KR100904052B1 (ko)

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