KR101071272B1 - 약액 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

약액 공급 장치는 약액이 흐르는 약액 공급 라인, 상기 약액 공급 라인으로부터 공급되는 상기 약액을 복수의 영역으로 각각 공급하는 복수의 분기 라인들, 상기 약액 공급 라인 및 상기 분기 라인들을 상호 연결시키는 매니폴드 및 상기 매니폴드 및 상기 약액 공급 라인 사이에 체결되며, 상기 매니폴드 내부의 상기 약액의 압력에 따라 상기 약액 공급 라인으로부터 상기 매니폴드로 흐르는 상기 약액의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 포함한다. 따라서, 공급 난조(Hunting)가 억제될 수 있다.

Description

약액 공급 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING A CHEMICAL SOLUTION}
본 발명은 약액 공급 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 하나의 약액 공급 라인으로부터 복수의 분기 라인으로 약액을 공급하는 약액 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 실리콘웨이퍼와 같은 기판 상에 회로 소자를 형성하기 위하여 상기 기판 상에 대하여 증착 공정, 식각 공정, 포토리소그래피 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 수행하여 제조된다.
상기와 같은 공정들 중 식각 공정 및 세정 공정에서는 공정 챔버 내에 상기 기판을 배치시킨 다음, 상기 공정 챔버에 상기 식각 공정 또는 상기 세정 공정을 위한 약액을 공급함으로써 수행된다.
여기서, 상기 약액은 상기 공정 챔버와 인접하게 설치된 탱크에 임시 보관되어 상기 공정 챔버로 공급된다. 또한, 상기 공정 챔버에서 상기 기판을 처리한 상기 약액은 재사용을 위하여 상기 탱크에 임시 보관될 수 있다.
상기 탱크에 임시 보관된 상기 약액을 각 챔버에 공급하기 위하여 상기 탱크를 저장된 약액을 펌핑하는 펌프와 연결된 공급 라인 및 상기 공급 라인으로부터 복수로 분기되어 각 공정 챔버에 상기 약액을 공급하기 위한 유로가 형성된 분기 라인 및 상기 공급 라인과 상기 분기 라인을 상호 연결시키는 매니폴드를 포함한다. 상기 분기 라인을 통하여 흐르는 유량이 상호 다름에 따라 상기 매니폴드 내부에 유체 압력이 요동침에 따라 각 분기 라인을 통하여 공급되는 상기 약액에 공급 난조(hunting) 현상이 발생되게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 매니폴드에 유량 조절용 밸브를 설치함으로써 상기 매니폴드 내부의 유압이 변경될 때 상기 변경된 유압을 보상할 수 있도록 하여 상기 매니폴드를 통하여 공급되는 약액의 유압을 일정하게 조절할 수 있는 약액 공급 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 약액 공급 장치는 약액이 흐르는 약액 공급 라인, 상기 약액 공급 라인으로부터 공급되는 상기 약액을 복수의 영역으로 각각 공급하는 복수의 분기 라인들, 상기 약액 공급 라인 및 상기 분기 라인들을 상호 연결시키는 매니폴드 및 상기 매니폴드 및 상기 약액 공급 라인 사이에 체결되며, 상기 매니폴드 내부의 상기 약액의 압력에 따라 상기 약액 공급 라인으로부터 상기 매니폴드로 흐르는 상기 약액의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 포함한다. 여기서, 상기 유량 조절 밸브는 다이아프램 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 상기 다이아프램 밸브는, 상기 약액 공급 라인 및 상기 매니폴드 사이와 연결되며 제1 개구를 갖는 하우징, 상기 하우징 내부 중 하부에 배치되며, 탄성력을 갖는 탄성부, 상기 하우징 내의 상기 탄성부 상에 배치되어 상기 탄성부로부터 탄성력을 인가 받으며 상방으로 갈수록 외경이 작아지는 외주부를 갖는 밸브 몸체, 상기 하우징 내에 상기 밸브 몸체를 둘러싸고 상기 외주부와의 이격 거리를 통하여 상기 약액의 유량을 제어하며, 상기 밸브 몸체가 승강하도록 제2 개구를 갖는 밸브 시트, 상기 제1 개구를 통하여 상기 매니폴드 내부에 일정한 공압을 제공하는 에어 공급부 및 상기 밸브 몸체 상에 배치되며, 상기 탄성부의 탄성력, 상기 메니 폴드 내부의 유압 및 상기 공압 사이의 평행에 의하여 상기 밸브 몸체를 승강시키는 다이아프램부를 포함할 수 있다.
이러한 약액 저장 장치에 따르면, 약액 공급 라인 및 분기 라인들을 상호 연결시키는 매니폴드에 유량 조절 장치를 설치함으로써 상기 분기 라인들에 각 공급되는 유량에 차이가 있을 경우 상기 유량 조절 장치가 상기 약액 공급 라인으로부터 상기 매니폴드 내부에 공급되는 유량을 조절함으로써, 상기 분기 라인을 통하여 공급되는 약액의 유압을 조절할 수 있다. 따라서, 상기 약액 공급시 발생하는 약액의 요동이 억제될 수 있으므로 각 분기 라인을 통하여 공급되는 상기 약액에 공급 난조(hunting) 현상이 억제될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하부서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명 확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 A 부분을 확대하여 밸브의 동작을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(100)는 약액 공급 라인(110), 분기 라인들(140), 매니폴드(120) 및 유량 조절 밸브(130)를 포함한다.
상기 약액 공급 라인(110)은 상기 약액을 저장하는 저장 탱크(미도시)와 연통된다. 따라서, 상기 저장 탱크로부터 상기 약액을 흐를 수 있도록 상기 약액 공급 라인(110)이 유로를 제공한다. 상기 약액의 예로는, 탈이온수와 같은 세정액 또는 기판 상에 형성된 막을 식각하기 위한, 플루오르화수소 등과 같은 식각액을 들 수 있다. 나아가, 상기 약액은 상기 세정액과 식각액을 포함하는 혼합액을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 약액 공급 라인(110) 상에는 펌프가 설치될 수 있다. 상기 펌프는 상기 저장 탱크로부터 일정 압력으로 상기 약액 공급 라인(110)을 통하여 상기 약액이 흐를 수 있도록 한다.
상기 분기 라인들(140)은 상기 약액 공급 라인(110)으로부터 상기 약액을 복수의 영역으로 각각 공급하도록 배치될 수 있다. 상기 분기 라인들(140)은 복수의 영역, 예를 들면 복수의 챔버에 상기 약액을 공급할 수 있다. 이때 상기 분기 라인들(140)은 상기 약액의 유량 또는 유압이 서로 다르게 상기 복수의 영역에 제공할 수 있다. 상기 분기 라인들(140)은 제1 내지 제3 분기 라인들(141, 142, 143)을 포함할 수 있다.
상기 매니폴드(120)는 상기 약액 공급 라인(110)과 상기 분기 라인들(140)을 상호 연통시킨다. 상기 매니폴드(120)는 그 내부에 상기 약액의 일정량을 보유할 수 있는 공간이 형성된다. 상기 매니폴드(120)는 상기 약액 공급 라인(110)과 연통된 유입구 및 상기 복수의 분기 라인들(140)과 연통된 복수의 유출구들을 포함한다. 상기 매니폴드(120) 내부의 상기 공간에는 상기 약액의 유압이 일정하게 유지 될 수 있다.
상기 유량 조절 밸브(130)는 상기 매니폴드(120) 및 상기 약액 공급 라인(110) 사이에 체결된다. 상기 유량 조절 밸브(130)는 상기 매니폴드(120) 내부의 상기 약액의 압력에 따라 상기 약액 공급 라인(110)으로부터 상기 매니폴드(120) 내부로 흐르는 상기 약액이 유량을 자동적으로 조절할 수 있다. 상기 유량 조절 밸브(130)는 예를 들면 그 내부에 흐르는 약액의 유량을 조절하기 위하여 그 내부에 오리피스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유량 조절 밸브(130)는 다이아프램 밸브(130)를 포함할 수 있다. 상기 유량 조절 밸브(130) 및 다이아프램 밸브(130)에 대하여 동일한 참조 번호 130이 적용된다.
상기 다이아프램 밸브(130)는 상기 매니폴드(120)의 유입구에 인접하여 배치된다. 상기 다이아프램 밸브(130)는 상기 매니폴드(120) 내부의 유압에 따라 상기 약액 공급 라인(110)으로부터 상기 매니폴드(120) 사이에 흐르는 상기 약액의 유량을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 다이아프램 밸브(130)는 하우징(131), 탄성부(133), 밸브 몸체(135), 밸브 시트(137), 에어 공급부(138) 및 다이아프램부(139)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(131)은 내부에 약액이 흐를 수 있도록 공간을 제공한다. 상기 하우징(131)은 상기 약액 공급 라인(110) 및 상기 매니폴드(120) 사이에 배치된다. 상기 하우징(131)의 상부에는 상기 에어 공급부(138)로부터 공기가 유입될 수 있는 제1 개구(132)가 형성된다.
상기 탄성부(133)는 상기 하우징(131)의 하부에 배치된다. 상기 탄성부(133)는 후술하는 밸브 몸체(135)에 탄성력을 제공한다. 상기 탄성부(133)의 예로는 탄성 코일을 들 수 있다. 이와 다르게, 상기 탄성부(133)는 고무 물질을 포함할 수 있다.
상기 밸브 몸체(135)는 상기 하우징(131) 내부에 상기 탄성부(133) 상에 배치된다. 상기 탄성부(133)가 상기 밸브 몸체(135)에 인가하는 탄성력과 상기 밸브 몸체(135)와 연결된 다이아프램부(139)에 인가되는 공압력 사이의 힘의 균형 관계에 상기 밸브 몸체(135)는 승강할 수 있다. 상기 밸브 몸체(135)는 상방으로 갈수록 좁아지는 외경을 갖는 외주부(135a)를 포함할 수 있다.
상기 밸브 시트(137)는 상기 하우징(131) 내부에 고정된다. 상기 밸브 시트(137)는 상기 밸브 몸체(135)가 관통하도록 제2 개구(136)가 형성된다. 상기 제2 개구에 인접하는 상기 밸브 시트(137)의 측벽과 상기 밸브 몸체(135)의 외주부(135a)와의 이격 거리(d)에 따라 흐르는 약액의 유량을 조절할 수 있다.
상기 에어 공급부(138)는 상기 하우징(131) 내부에 에어를 공급한다. 특히, 상기 에어 공급부(138)는 상기 다이아프램부(139) 상부에서 에어를 공급함으로써 상기 다이아프램부(139)에 대하여 하방으로 공압을 제공한다. 따라서, 상기 에어 공급부(138)로부터 발생한 공압력과 상기 탄성부(133)의 탄성력 및 상기 하우징(131) 내부의 흐르는 유압간의 균형에 의하여 상기 밸브 몸체(135)와 상기 밸브 시트(137)간의 거리가 조정된다.
상기 다이아프램부(139)는 상기 하우징(131) 내부에서 상기 밸브 몸체(135) 상에 배치된다. 상기 다이아프램부(139)는 상기 에어 공급부(138)에 제공되는 유압에 의하여 일정한 높이를 유지한다.
상기 약액 공급 라인(110)으로부터 제공되는 약액은 상기 밸브 시트(137) 하부를 통하여 상기 밸브 몸체(135)와 밸브 시트(137) 사이의 이격 공간을 통하여 상기 매니폴드(120) 내부로 유동할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 분기 라인(140)으로부터 유출되는 상기 약액의 유량이 상대적으로 낮아져서 상기 매니폴드(120) 내부의 압력(P)이 기준 압력(Po)보다 커질 경우, 상기 하우징(131) 내부에 흐르는 유체의 압력 및 상기 탄성부(133)의 탄성력의 합이 상기 에어 공급부(138)가 상기 다이아프램부(139)에 대한 유압보다 높아 상기 다이아프램부(139) 및 상기 밸브 몸체(135)가 상승하게 된다. 따라서, 상기 밸브 시트(137)의 제2 개구를 이루는 측벽 및 상기 밸브 몸체(135)의 외주면(135a)의 간격(d1)이 좁아진다. 따라서, 상기 약액 공급 라인(110)으로부터 상기 다이아프램 밸브(130)를 통하여 상기 매니폴드(120) 내부로 공급되는 상기 약액의 유량이 작아짐에 따라 상기 매니폴드(120) 내부의 유압이 작아질 수 있다. 이에 의하여 상기 매니폴드 내부의 압력(P)이 기준 압력(Po)으로 회복될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 분기 라인들(140)로부터 유출되는 상기 약액의 유량이 상대적으로 커져서 상기 매니폴드(120) 내부의 압력(P)이 기준 압력(Po)보다 작아질 경우, 상기 다이아프램부(139) 및 밸브 시트(137)에 흐르는 유체의 압력 및 상기 탄성부(133)의 탄성력이 상기 에어 공급부(138)의 유압보다 작아 상기 다이아 프램부(139) 및 상기 밸브 몸체(135)가 하강하게 된다. 따라서, 상기 밸브 시트(137)의 제2 개구(136)를 이루는 측벽 및 상기 밸브 몸체(135)의 외주면의 간격(d2)이 커진다. 따라서, 상기 약액 공급라인(110)으로부터 상기 다이아프램 밸브(130)를 통하여 상기 매니폴드(120) 내부로 공급되는 상기 약액의 유량이 커짐에 따라 상기 매니폴드 (120)내부의 유압이 높아질 수 있다. 이에 의하여 상기 매니폴드(120) 내부의 압력(P)이 기준 압력(Po)으로 회복될 수 있다.
따라서, 상기 분기 라인들(140)을 통하여 유출되는 상기 약액이 서로 다른 유량을 가질 경우 상기 매니폴드(120) 내부에 상기 약액의 유압을 일정하게 유지할 수 있음으로써 상기 약액의 공급시 발생하는 헌팅(hunting)을 억제할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명은 상기 약액 공급 라인 및 상기 매니폴드 사이에 유량 조절 밸브를 구비함으로써 분기 라인들 사이에 서로 다른 유량을 갖는 약액이 흐를 경우에도 상기 매니폴드 내부의 유압을 일정하게 유지시킬 수 있음으로 인하여 상기 약액의 공급시 발생하는 헌팅(hunting)을 억제할 수 있다. 상기 약액 공급 장치는 액체를 이용하여 기판을 처리하는 세정 장치 및 식각 장치들에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 A 부분에 대하여 유량 조절 밸브의 동작을 설명하기 위한 확대 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 약액 공급 장치 110 : 약액 공급 라인
140 : 분기 라인들 120 : 매니폴드
130 : 유량 조절 밸브 131 : 하우징
133 : 탄성부 135 : 밸브 몸체
137 : 밸브 시트 138 : 에어 공급부
139 : 다이아프램부

Claims (3)

  1. 약액이 흐르는 약액 공급 라인;
    상기 약액 공급 라인으로부터 공급되는 상기 약액을 복수의 영역으로 각각 공급하는 복수의 분기 라인;
    상기 약액 공급 라인 및 상기 분기 라인들을 상호 연결시키는 매니폴드; 및
    상기 매니폴드 및 상기 약액 공급 라인 사이에 체결되며, 상기 매니폴드 내부의 상기 약액의 압력에 따라 상기 약액 공급 라인으로부터 상기 매니폴드로 흐르는 상기 약액의 유량을 조절하는 다이어프램 밸브를 포함하며,
    상기 다이어프램 밸브는,
    상기 약액 공급 라인 및 상기 매니폴드 사이와 연결되며 제1 개구를 갖는 하우징;
    상기 하우징 내부 중 하부에 배치되며, 탄성력을 갖는 탄성부;
    상기 하우징 내의 상기 탄성부 상에 배치되어 상기 탄성부로부터 탄성력을 인가받으며 상방으로 갈수록 외경이 작아지는 외주부를 갖는 밸브 몸체;
    상기 하우징 내에 상기 밸브 몸체를 둘러싸고 상기 외주부와의 이격 거리를 통하여 상기 약액의 유량을 제어하며, 상기 밸브 몸체가 승강하도록 제2 개구를 갖는 밸브 시트;
    상기 제1 개구를 통하여 상기 매니폴드 내부에 일정한 공압을 제공하는 에어 공급부; 및
    상기 밸브 몸체 상에 배치되며, 상기 탄성부의 탄성력, 상기 메니 폴드 내부의 유압 및 상기 공압 사이의 평행에 의하여 상기 밸브 몸체를 승강시키는 다이아프램부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007123393A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置

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