KR100927300B1 - 세정기 배기관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정기 배기관리 시스템에 관한 것으로, 웨이퍼가 수납되는 복수의 세정조와, 상기 웨이퍼에 오염물질이 재부착되는 것을 방지하기 위해 상기 세정조 내부로 청정공기를 주입하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)을 구비하는 세정기; 상기 세정조에서 배출되는 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서; 및 상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 출력하고, 상기 센싱된 배기가스의 배기량 데이터와 기준 배기량 데이터를 비교하여 이상 발생 시 세정기의 동작을 정지시키는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 센서를 통해 각 세정조의 배기량을 체크하고, 이렇게 수집된 배기량 데이터를 통해 배기량과 웨이퍼의 품질 문제의 상관관계를 분석할 수 있다.
세정기, 센서, 웨이퍼, 배기가스, 터치스크린, SPC

Description

세정기 배기관리 시스템{Cleaner exhaust control system}
본 발명은 세정기 배기관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 품질을 개선할 수 있는 세정기 배기관리 시스템에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼는 웨이퍼 제조 공정이나, 소자 집적을 위한 반도체 공정이 진행되는 과정에서 각종 오염물에 의해 표면이 오염된다. 대표적인 오염물로는 미세 파티클, 유기 오염물, 금속 오염물 등을 들 수 있으며, 이러한 오염물은 반도체 소자의 생산 수율을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 세정 공정을 통해 이러한 오염물을 제거하게 되며, 오염물을 제거하는 방법으로는 산 또는 알칼리 에칭액을 이용하는 화학적인 방법과 브러쉬, 초음파 등을 이용하는 물리적인 방법 등이 있다.
또한, 세정중에 각종 첨가제를 이용하거나 세정기 내부를 극도의 고청정도 분위기로 만들어 웨이퍼 표면에 오염물의 재부착을 방지하게 된다. 예컨대, 고청정도 분위기를 형성하기 위해 세정기 내부로 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)을 이용하여 고청정 공기를 주입하고, 에칭액의 사용으로 인해 발생하는 화학 증기를 배기 라인을 통해 배출하게 된다.
이러한 세정기 내부의 고청정도 분위기의 형성은 고청정 공기의 공급과 배기 의 균형 유지가 매우 중요하다. 여기서, 팬 필터 유닛을 통한 고청정 공기의 주입은 일정하기 때문에 배기가스의 배기량의 변화가 고청정도 분위기 형성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 이러한 배기량의 변화는 풍속계와 같은 계측기를 통해 모니터링되며, 배기량의 변화에 따라 세정기의 고청정도 분위기가 관리된다.
그러나, 종래의 웨이퍼 세정기 배기관리에는 다음과 같은 문제점이 있어 왔다.
먼저, 배기가스 배기량의 측정 주기가 불규칙하기 때문에 경시변화에 따른 배기량 변화를 감지할 수 없으며, 품질에 문제가 발생했을 때 배기량과의 상관 관계 분석이 어렵다.
다음으로, 배기량은 주로 사용이 편리한 휴대용 풍속계를 이용하여 측정하게 되는데, 풍속이 배기 라인 내의 위치나 센서 방향에 대해 매우 민감하여 동일한 측정자가 측정하더라도 재현성을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 더욱이, 휴대용 풍속계로 측정한 풍속 데이터는 아날로그 데이터이기 때문에 데이터 신뢰성이 떨어진다는 문제점이 있다.
또한, 통상적으로 세정기의 메인 배기 라인은 여러 개의 세정조로부터 배출된 배기가스를 하나의 배기 라인을 통해 배출하게 되는데, 종래의 세정기 배기관리에서는 이러한 메인 배기 밖에 측정이 불가능하다. 따라서, 전체적인 배기량이 일정하면 개별 세정조의 배기량이 달라져도 개별 세정조의 배기량 이상 유무를 알 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 디지털 센서를 통해 각 세정조들의 배기가스 배기량을 체크하고, 이렇게 수집된 배기가스 배기량 데이터를 통해 배기량과 웨이퍼의 품질 문제의 상관관계를 분석함으로써, 웨이퍼의 품질을 개선할 수 있는 세정기 배기관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템은 세정조 각각의 배기 라인에 센서를 설치하여 배기가스 배기량을 센싱하고, 센싱된 데이터를 분석하는 시스템을 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템은 웨이퍼가 수납되는 복수의 세정조와, 상기 웨이퍼에 오염물질이 재부착되는 것을 방지하기 위해 상기 세정조 내부로 청정공기를 주입하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)을 구비하는 세정기; 상기 세정조에서 배출되는 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서; 및 상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 출력하고, 상기 센싱된 배기가스의 배기량 데이터와 기준 배기량 데이터를 비교하여 이상 발생 시 세정기의 동작을 정지시키는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서는 상기 복수의 세정조 각각의 배기 라인에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 세정조가 적외선 세정조인 경우에는 상기 센서가 세정조로부터 1.5m이상 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제어장치는, 상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 수신하는 수신부; 상기 수신부 수신된 배기량 데이터를 기준 배기량 데이터와 비교하여 이상 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 판단부; 및 상기 수신부에서 수신된 배기량 데이터 또는 상기 판단부에서 출력되는 판단 신호를 화면 또는 음성으로 출력하는 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제어장치는, 상기 수신부에서 수신된 배기량 데이터를 평균한 평균 데이터를 출력하는 연산부를 더 포함하며, 상기 평균 데이터는 상기 출력부로 출력되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 출력부는 터치스크린(Touch Screen)인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 세정기 배기관리 시스템은 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서가 설치된 세정기 및 상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 이용하여 세정기의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하는 세정기 배기관리 시스템으로서, 상기 제어장치에서 전송된 배기량 데이터를 통신 데이터로 변환하는 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 서버; 및 상기 CIM 서버에서 전송된 데이터를 데이터 베이스에 저장하고, 상기 데이터 베이스에 저장된 데이터를 이용하여 통계 처리하는 MES(Manufacturing Execution System)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 세정조의 각 배기 라인에 설치된 센서를 통해 배기가스의 배기량을 실시간 모니터링하고 저장함으로써, 배기가스의 배기량과 웨이퍼의 품질 문제에 대한 상관관계 분석이 가능해지고, 이러한 상관관계의 분석을 통해 웨이퍼의 품질을 개선할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템의 구성을 나타내는 블럭도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세정조의 개략적인 구성을 도시한 단면도, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정조의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템은 수납된 웨이퍼를 세정하는 세정기(100), 세정기(100)에서 배출되는 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서(130), 센서에서 센싱된 배기량 데이터를 이용하여 세정기(100)의 동작을 제어하는 제어장치(200), 배기량 데이터를 통신 데이터로 변환하는 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 서버(300) 및 배기량 데이터를 이용하여 통계 처리하는 MES(Manufacturing Execution System)(500)를 포함한다.
세정기(100)는 다수개의 웨이퍼가 수납되는 복수의 세정조(110)와 세정조(110) 내부로 청정공기를 주입하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)(120)을 포함한다. 이러한 세정기(100)는 비록 도면에는 상세하게 도시되지 않았으나, 웨이퍼를 세정하기 위해 웨이퍼에 초순수나 오존수와 같은 세정액을 분사하는 분사장치 등과 같은 웨이퍼를 세정하기 위한 공지의 구성요소들을 포함한다.
여기서, 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템은 세정조(110) 각각의 배기 라인(140)에 디지털 풍속 센서(130)가 설치되어 세정조(110) 각각의 배기량을 체크 할 수 있다. 이와 같이, 메인 배기 라인이 아닌 세정조(110) 개별 배기 라인(140)에 센서(130)를 설치하여 개별 세정조(110)의 배기량 변화를 모니터링함으로써, 각각의 세정조(110) 별로 고청정도 분위기의 관리가 가능해 진다.
또한, 이러한 센서(130)는 세정기(110) 배기 라인(140)의 특정 위치에 고정하여 배기 라인(140)의 위치 및 센서(130)의 방향 변동으로 인해 센싱되는 배기량 데이터의 변동을 방지할 수 있다. 아울러, 아날로그 타입의 풍속계를 디지털 타입의 센서(130)로 변환하여 배기량 데이터의 출력을 일정기간 동안 평균화할 수 있어 배기량 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 적외선 세정조(110)의 경우에는 세정조(110) 내부의 온도가 50℃ 이상이기 때문에 배기가스의 온도도 40℃가 넘게 된 다. 이러한 배기가스의 높은 온도로 인해 센서(130)가 오동작할 수 있기 때문에 적외선 세정조(110)의 경우, 세정조(110) 하부에 1.5m 이상 이격된 위치에 센서(130)를 설치하는 것이 정확한 배기량 데이터를 얻을 수 있다.
제어장치(200)는 세정조(110) 각각의 배기 라인(140)에 설치된 센서(130)로부터 센싱된 배기량 데이터를 수신하는 수신부, 수신부에서 수신된 배기량 데이터를 기준 배기량 데이터와 비교하여 이상 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 판단부 및 수신부에서 수신된 배기량 데이터 또는 판단부에서 출력되는 판단 신호를 출력하는 출력부를 포함한다.
여기서, 판단부는 센서(130)에서 센싱된 배기량 데이터를 수신부로부터 입력받고, 입력받은 배기량 데이터를 예를 들어, 관리 상한값(Upper Control Limit, UCL)과 관리 하한값(Lower Control Limit, LCL)과 같은 기준 배기량 데이터와 비교하여 배기량의 이상 유무를 판단하는 판단 신호를 출력한다. 이러한, 기준 배기량 데이터는 고청정도 분위기를 유지할 수 있는 범위로 설정될 수 있으며, 목적에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.
좀더 구체적으로, 판단부는 수신부로부터 입력된 배기량 데이터 값이 관리 상한값과 하한값 범위 안의 값인 경우에는 정상이라는 판단 신호를 출력하게 되고, 관리 상한값과 하한값의 범위 밖의 값인 경우에는 관리 상한값과 하한값의 범위 즉, 기준 배기량 데이터 값을 벗어났다는 판단 신호를 출력하게 된다.
이와 같이, 판단부가 배기량 이상 유무에 대한 판단 신호를 출력하게 되면 출력부는 판단부에서 출력된 판단 신호에 근거하여 화면 또는 스피커와 같은 음성 을 통해 사용자에게 알려주게 된다. 특히, 판단부에서 기준 배기량 데이터 값을 벗어났다는 판단 신호를 출력하는 경우에는 스피커를 통해 경보음을 발생하여 사용자에 알려줌과 동시에 세정기(100)내에 설치되는 PLC(Programmable Logic Controller)를 통해 세정기의 작동을 정지시킬 수 있다.
여기서, 화면은 배기량 데이터의 상한값과 하한값과 같은 제어장치(200)의 설정값 또는 여러 가지 인터페이스를 화면상에서 직접 조작할 수 있는 터치스크린(Touch Screen)이 될 수 있다.
또한, 제어장치(200)는 수신부에서 수신된 배기량 데이터를 예를 들어, 사용자가 설정한 시간 동안 평균한 평균 데이터를 출력하는 연산부를 더 포함할 수 있으며, 연산부에서 출력되는 평균 데이터는 출력부를 통해 출력될 수 있다.
상술한 바와 같이, 센서(130)에서 센싱된 배기량 데이터는 제어장치(200)로 전송되어 제어장치(200)의 출력부를 통해 사용자에게 디스플레이되고, 배기량 데이터를 통신 데이터로 변환하는 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 서버(300)로 전송될 수 있다.
CIM 서버(300)는 제어장치(200)로부터 전송된 배기량 데이터를 통신 데이터로 변환하여 장비 서버(400)로 전송하게 되고, 장비 서버(400)는 이러한 통신 데이터를 MES(Manufacturing Execution System)(500)로 전송하게 된다.
MES(500)는 CIM 서버(300)에서 전송된 데이터를 데이터 베이스(510)에 저장하고, 데이터 베이스(510)에 저장된 데이터를 이용하여 통계 처리하게 된다.
이러한 배기량 데이터를 이용한 통계 처리는 도 4에 도시된 바와 같이, 사용 자들이 PC 등을 통해 세정기(100)에서 출력되는 배기량을 확인할 수 있도록 지원해주는 통계적 공정 제어(Statistical Process Control, SPC) 프로그램이 될 수 있다.
통계적 공정 제어(SPC) 프로그램은 도시된 바와 같이, 관리 상한값(UCL)과 관리 하한값(LCL)이 설정되어 시간의 변화에 따른 각 세정조(110)의 배기가스 배기량의 변화를 확인할 수 있으며, 이러한 배기량의 변화에 따른 웨이퍼의 품질 변화를 확인할 수 있다.
현재까지 세정기에서 유발된 웨이퍼의 파티클 오염문제 중 30% 이상이 배기가스의 변화로 인해 발생한 것이었으나, 배기가스 배기량을 관리하는 체계적인 시스템이 개발되지 못해 지속적으로 재발하였다. 또한, 배기가스에 의한 문제가 아님에도 불구하고 배기가스의 변화에 따른 웨이퍼의 품질 문제의 관계를 정확하게 찾을 수 없어 웨이퍼의 품질 개선에 많은 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템은 세정조의 각 배기 라인에 설치된 센서를 통해 배기가스의 배기량을 실시간 모니터링하고 저장함으로써, 배기가스의 배기량과 웨이퍼 품질 문제의 상관관계 분석이 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 상관관계의 분석을 통해 웨이퍼의 품질을 개선할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나,본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 세정기 배기관리 시스템의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세정조의 개략적인 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정조의 개략적인 구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 배기가스의 배기량 데이터를 이용한 통계적 공정 제어(SPC) 프로그램의 화면을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 세정기 110 : 세정조
120 : 팬 필터 유닛 130 : 센서
140 : 배기 라인 200 : 제어장치
300 : CIM 서버 400 : 장비 서버
500 : MES 510 : 데이터 베이스

Claims (7)

  1. 웨이퍼가 수납되는 복수의 세정조와, 상기 웨이퍼에 오염물질이 재부착되는 것을 방지하기 위해 상기 세정조 내부로 청정공기를 주입하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)을 구비하는 세정기;
    상기 세정조에서 배출되는 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서; 및
    상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 출력하고, 상기 센싱된 배기가스의 배기량 데이터와 기준 배기량 데이터를 비교하여 이상 발생 시 세정기의 동작을 정지시키는 제어장치;를 포함하고,
    상기 센서는 복수 개 마련되어 상기 복수의 세정조 각각의 배기라인에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세정조가 적외선 세정조인 경우에는 상기 센서가 세정조로부터 1.5m이상 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 수신부에서 수신된 배기량 데이터를 기준 배기량 데이터와 비교하여 이상 유무에 대한 판단 신호를 출력하는 판단부; 및
    상기 수신부에서 수신된 배기량 데이터 또는 상기 판단부에서 출력되는 판단 신호를 화면 또는 음성으로 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 수신부에서 수신된 배기량 데이터를 평균한 평균 데이터를 출력하는 연산부를 더 포함하며,
    상기 평균 데이터는 상기 출력부로 출력되는 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 출력부는 터치스크린(Touch Screen)인 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
  7. 배기가스의 배기량을 센싱하는 센서가 설치된 세정기 및 상기 센서에서 센싱된 배기가스의 배기량 데이터를 이용하여 세정기의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하는 세정기 배기관리 시스템으로서,
    상기 제어장치에서 전송된 배기량 데이터를 통신 데이터로 변환하는 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 서버; 및
    상기 CIM 서버에서 전송된 데이터를 데이터 베이스에 저장하고, 상기 데이터 베이스에 저장된 데이터를 이용하여 통계 처리하는 MES(Manufacturing Execution System)를 포함하고,
    상기 세정기는 복수의 세정조를 포함하고, 상기 센서는 복수 개 마련되어 상기 복수의 세정조 각각의 배기라인에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 세정기 배기관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100786398B1 (ko) * 2005-03-31 2007-12-17 동경 엘렉트론 주식회사 처리 장치, 팬 필터 유닛 감시 제어 시스템 및 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체

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KR100786398B1 (ko) * 2005-03-31 2007-12-17 동경 엘렉트론 주식회사 처리 장치, 팬 필터 유닛 감시 제어 시스템 및 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체

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