KR101141147B1

KR101141147B1 - 기포없는 약액을 공급하는 약액 공급 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101141147B1
Application number: KR1020120008168A
Authority: KR
Inventors: 조강일
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2012-05-02
Also published as: KR20120031484A

Abstract

본 발명은 약액 공급 장치 및 그 공급 방법에 관한 것으로, 약액이 충진된 가요성 재질의 카트리지를 수용하는 캐니스터와; 상기 캐니스터로부터 약액을 공급받아 반도체 장비 측으로 보내는 약액 공급관이 하부에 설치되고, 상기 약액에 포함된 기포를 외부로 방출시키는 기포 배출관이 상부에 설치되며, 상기 캐니스터로부터 분리되어 설치되는 버퍼와; 상기 카트리지와 상기 버퍼 사이를 연결하여 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 보내되, 상기 버퍼의 내부의 상단부에 근접하게 뻗은 약액 이송관을; 포함하여, 버퍼의 상단부에 근접하게 약액 이송관이 뻗어 형성됨에 따라, 캐니스터로부터 공급되는 약액에 미세한 기포가 포함되어 있더라도, 버퍼의 내부에서 기포를 버퍼의 상측에만 위치하도록 유도하여 기포 배출관을 통해 배출시킬 수 있게 되어, 버퍼의 하부에 설치된 약액 공급관을 통해 기판 코터 장치 등의 반도체 장치에 공급되는 약액에는 기포가 없도록 하면서, 캐니스터 내부에 수용된 카트리지의 약액을 모두 사용할 수 있는 약액 공급장치 및 그 공급 방법을 제공한다.

Description

기포없는 약액을 공급하는 약액 공급 장치 및 그 방법 {APPARATUS OF SUPPLYING CHEMICALS WITHOUT BUBBLES AND METHOD THEREOF}

본 발명은 약액 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 캐니스터에 충진된 약액의 일부를 버리지 않고 모든 약액을 기포없이 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 약액으로부터 기포를 제거하는 것을 용이하게 제어할 수 있는 약액 공급 장치 및 그 공급 방법에 관한 것이다.

LCD 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정에서는 유리 등으로 제작된 피처리 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅 공정이 수반된다. 기판의 표면에 약액을 도포하는 과정에서 기포가 함유된 약액을 공급하면, 진공감압 건조 공정중에 기포가 터지면서 도포된 약액의 두께에 편차가 발생되어 LCD 기판의 불량이 발생되는 문제가 있었다.

이에 따라, 피처리 기판의 표면에 기포가 없는 약액을 공급하기 위한 다양한 방법이 그 동안 제시되어 왔다.

도1은 종래의 약액 공급 장치의 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 약액 공급 장치(1)는 약액(52)을 불활성 가스인 질소 가스(51)와 함께 충진되어 비닐백 형태에 포장된 카트리지(50)를 수용하는 캐니스터(10)와, 캐니스터(10) 내의 카트리지(50)로부터 버퍼로 약액(52)을 이송하는 약액 이송관(20)과, 약액 이송관(20)을 통해 이송된 약액으로부터 기포를 기포 배출관(32)을 통해 제거하고 기판 코터 장치의 노즐에 기포없는 약액을 공급하는 약액 공급관(31)을 구비한 버퍼(30)로 구성된다.

상기 캐니스터(10)에는 가압 펌프에 의해 공기가 주입되는 고압공기 주입구(11)가 형성되어, 고압공기 주입구(11)를 통해 외부로부터 공기가 흡입되어 카트리지(50)의 주변에 압력을 가하면, 카트리지(50)가 오무라들면서 카트리지(50) 내의 약액(52)이 약액 이송관(20)을 통해 버퍼(30)로 이동하게 된다.

상기 버퍼(30)는 기판 코터 장비와 같은 반도체 장치로 약액을 공급하도록 하부에 약액 공급관(31)이 배치되고, 카트리지(50)로부터 약액 이송관(20)을 통해 약액(52)을 공급하면서 발생된 기포를 외부에 배출하도록 상부에 기포 배출관(32)이 배치된다. 이 때, 약액 공급관(31)과 기포 배출관(32)에는 각각 밸브(31a, 32a)가 설치된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 약액 공급 장치(1)는 캐니스터(10) 측에 보관된 약액(52)의 잔량이 100cc 내지 500cc정도로 일부가 남으면, 캐니스터(10)의 고압공기 주입구(11)를 통해 고압공기가 유입됨에 따라 약액 이송관(20)을 통해 버퍼(30)로 이동하는 약액의 속도가 갑자기 빨라지면서, 약액(52) 내의 불활성 가스(51)가 미립자의 기포 상태로 섞이게 되어 약액(52) 내에 기포가 다량으로 함유한 상태로 버퍼에 공급되는 문제점이 발생된다.

이 때 발생된 기포는 입자가 매우 작으므로 버퍼(30) 내부에서 기포 배출관(32)이 위치한 상부로 떠오르지 못하고, 약액(52) 내에 섞인 채로 약액 공급관(31)을 통해 반도체 장치에 공급되어 약액 도포 오류를 야기하기도 하고, 미세 기포가 경화되어 배관 계통 등에 결함을 야기하는 심각한 문제점이 발생되었다.

이에 따라, 종래의 약액 공급 장치(1)는 카트리지(50)내의 약액(52)을 모두 반도체 장치에 공급하는 데 사용하지 못하고, 잔량이 대략 100cc 내지 500cc정도가 남으면 일괄 폐기하여, 약액의 낭비를 야기하고 약액의 후처리로 인한 환경 오염의 문제가 야기되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 캐니스터에 충진된 약액을 버리지 않고 모든 약액을 기포없이 공급할 수 있도록 하는 약액 공급 장치 및 그 공급 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 카트리지 내의 모든 약액을 기포없이 사용하도록 하는 제어를 보다 용이하게 하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 약액이 충진된 가요성 재질의 카트리지를 수용하는 캐니스터와; 상기 캐니스터로부터 약액을 공급받아 반도체 장비 측으로 보내는 약액 공급관이 하부에 설치되고, 상기 약액에 포함된 기포를 외부로 방출시키는 기포 배출관이 상부에 설치되며, 상기 캐니스터로부터 분리되어 설치되는 버퍼와; 상기 카트리지와 상기 버퍼 사이를 연결하여 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 보내되, 상기 버퍼의 내부의 상단부에 근접하게 뻗은 약액 이송관을; 포함하고, 상기 캐니스터 내의 상기 카트리지에 압력을 가하는 것에 의하여 상기 약액 이송관을 통해 상기 버퍼로 약액을 보내도록 구성된 약액 공급장치를 제공한다.

이는, 버퍼의 내부의 하부까지만 약액 이송관이 뻗어있던 종래의 구조와 달리, 버퍼의 상단부에 근접하여 약액의 수위의 상측 바깥까지 약액 이송관이 뻗어 형성됨에 따라, 캐니스터로부터 공급되는 약액에 미세한 기포가 포함되어 있더라도, 버퍼의 내부에서 기포를 버퍼의 상측에만 위치하도록 유도하여 기포 배출관을 통해 배출시킬 수 있게 되어, 버퍼의 하부에 설치된 약액 공급관을 통해 기판 코터 장치 등의 반도체 장치에 공급되는 약액에는 기포가 없도록 하면서, 캐니스터 내부에 수용된 카트리지의 약액을 모두 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때, 상기 약액 이송관에는 압력 센서가 설치되어, 캐니스터로부터 버퍼로 이송되는 약액의 압력을 실시간으로 계측한다. 이를 통해, 카트리지 내의 약액의 분량에 따른 이송되는 약액의 압력을 실시간으로 측정할 수 있다.

이와 관련하여, 본 발명은, 약액에 미세한 기포가 함유되기 시작하는 시점에서부터 상기 압력 센서에서 검출되는 압력 요동이 크다는 점을 이용하여, 압력 요동이 커지는 시점에서는 캐니스터에서 카트리지에 가하는 압력을 줄인다. 이를 통해, 약액 이송관을 통해 카트리지로부터 버퍼에 이송되는 약액의 이송 속도를 줄이도록 작용한다. 이에 의하여, 본 발명은 버퍼로 공급되는 약액의 내부에 다량의 미세 기포가 발생하는 것을 줄일 수 있는 유리한 효과가 얻어진다.

이는 종래에 기포를 감지하는 센서를 버퍼에 설치하여 약액 내에 미세한 기포가 감지되면 카트리지의 사용 종료 시점으로 간주하여 미세 기포가 함유된 약액을 버퍼로 이송하는 것을 중단하고자 하였지만, 버퍼에 기포감지센서를 설치하더라도 미세한 기포는 감지하기가 어려울 뿐만 아니라, 버퍼에 설치된 기포감지센서에 의해 미세 기포를 감지하는 시점에는 이미 버퍼에 미세 기포를 함유한 약액이 이송된 상태이어서 반도체 장치에 미세 기포가 이송되어 기판 코팅 공정에서 불량이 발생할 위험이 커지는 문제점을 해소하기 위한 것이다.

즉, 본 발명은 약액 내부에 미세 기포가 발생하는 시점을 압력 변동에 의해 정확히 감지하여, 이 시점부터 약액의 사용을 중단하여 반도체 장비에 기포가 함유된 약액을 공급하지 않도록 하는 것에 그치지 않고, 압력 요동이 커지는 시점에서는 캐니스터에서 카트리지에 가하는 압력을 줄임으로써, 카트리지 내부의 약액을 모두 사용할 수 있도록 하고, 동시에 약액 내부에 미세 기포가 발생하는 것을 근본적으로 방지한다는 점에서 종래 기술과 큰 차이가 있다.

또한 본 발명은, 약액에 미세한 기포가 함유되기 시작하는 시점에서부터 상기 압력 센서에서 검출되는 압력 요동이 크다는 점을 이용하여, 압력 요동이 커지는 시점에서 기포 배출관이 개방되어, 카트리지로부터 미세한 기포를 포함하는 약액이 버퍼의 상측으로 이송되자마자, 기포 배출관을 통해 곧바로 미세한 기포를 배출함에 따라, 버퍼로 이송되는 미세 기포는 배출하고 약액은 반도체 장치에 공급할 수 있으므로, 약액의 전부를 사용할 수 있게 되는 유리한 효과가 얻어진다.

한편, 본 발명은 약액에 미세한 기포가 함유되기 시작하는 시점에서부터 상기 압력 센서에서 검출되는 압력 요동이 크다는 점을 이용하여, 압력 요동이 커지는 시점에서 약액의 공급을 캐니스터로부터 버퍼에 공급하는 것을 중단하여, 카트리지로부터 미세한 기포를 포함하는 약액이 버퍼로 이송되는 것 자체를 완전히 방지할 수도 있다.

그리고, 상기 버퍼의 내부에는 약액이 일정 수위의 아래로 내려가는 것을 감지하는 수위하한 감지센서가 구비되어, 버퍼 내부의 약액이 미리 정해진 잔량보다 적으면 반도체 장치로 약액을 공급하는 것을 중단한다. 이를 통해, 버퍼의 상측에 위치하는 기포가 약액과 함께 반도체 장치에 공급되는 것을 방지한다.

한편, 상기 기포 배출관은 진공 펌프에 연통되어 상기 버퍼 내부의 기포를 강제 배출되는 것이 효과적이다. 이 때, 진공 펌프에 의한 강제 배출로 인해 약액이 함께 배출되지 않도록 버퍼의 내부에는 약액이 가득 채워지지 않고, 상기 기포 배출관은 약액의 수위보다 높은 지점과 연통되게 설치된다. 이를 통해, 기포 배출관을 통해 강재 배출되는 버퍼 내부의 기포에는 약액이 배출되지 않고 기포만 선택적으로 배출될 수 있게 된다.

한편, 상기 버퍼는 종횡비(H/L)가 1.5 내지 10으로 상하로 길쭉하게 형성된 다. 이를 통해, 반도체 장치로 약액을 공급하는 버퍼의 하부와 카트리지로부터 이송되는 약액의 거리가 멀어져, 카트리지로부터 이송되는 약액의 내부에 기포가 포함되어 있더라도, 반도체 장치에 공급하는 약액에는 기포가 포함되지 않도록 한다.

그리고, 하나의 버퍼가 하나의 반도체 장치로 공급될 수도 있지만, 전술한 바와 같이 종횡비를 크게 하여 버퍼의 체적에 한계가 있는 경우에는, 상기 버퍼는 다수로 형성되고, 상기 다수의 버퍼는 하나의 반도체 장치로 상기 약액 공급관을 통해 약액을 공급하도록 구성될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 약액이 충진된 카트리지를 수용하는 캐니스터로부터 버퍼 내부의 상단에 근접하게 뻗은 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼에 이송하는 약액 이송 단계와; 상기 버퍼의 하단에 형성된 약액 공급관을 통해 약액을 공급하는 약액 공급 단계와; 상기 약액 이송관에 설치된 압력 센서를 통해 압력을 계측하는 압력 계측 단계와; 상기 압력 센서로부터의 압력에 요동이 발생되면, 상기 버퍼의 상단에 설치된 기포 배기 통로를 통해 상기 버퍼 내부의 기포를 배출시키는 기포 배출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법을 제공한다.

이 때, 상기 약액 이송 단계는 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 이송하여 상기 버퍼의 일부만을 채우는 것이 기포 배출 단계에서 기포만 배출시킬 수 있도록 하므로 바람직하다.

상기와 같이, 캐니스터로부터 버퍼로 공급되는 약액에 미세 기포가 다량으로 함유되는 순간을 압력 센서에 의해 요동이 발생되는 시점으로 실시간으로 감지할 수 있게 됨에 따라, 캐니스터의 카트리지에 담긴 약액을 잔량 없이 모두 사용할 수 있게 된다. 따라서, 상기 압력 센서로부터 감지되는 압력이 0이 되면 상기 캐니스터 내부의 약액 카트리지를 교환한다.

한편, 본 발명은, 약액이 충진된 카트리지를 수용하는 캐니스터로부터 버퍼 내부의 상단에 근접하게 뻗은 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼에 이송하는 약액 이송 단계와; 상기 버퍼의 하단에 형성된 약액 공급관을 통해 약액을 공급하는 약액 공급 단계와; 상기 약액 이송관에 설치된 압력 센서를 통해 압력을 계측하는 압력 계측 단계와; 상기 압력 센서로부터의 압력에 요동이 발생되면, 상기 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼로 공급하는 것을 중단시키는 약액이송 중단단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법을 제공한다.

이는, 종래에 캐니스터로부터 버퍼로 약액을 이송하는 중에 카트리지 내의 약액의 잔량이 100cc 내지 500cc정도 남아, 이송되는 약액 내에 미세 기포가 함유되는 시점에서, 약액 이송관이 버퍼의 상단에 근접하게 뻗어 형성됨에 따라 약액내의 미세 기포가 약액 공급관을 통해 반도체 장치로 공급되는 약액 내부에 함유될 가능성이 거의 없다고 하더라도, 약액 이송관을 통해 이송되는 약액에 미세 기포가 발생되는 즉시 미세 기포를 함유한 약액을 버퍼로 이송하는 것을 곧바로 중단시킴으로써, 반도체 장치로 공급되는 약액에 미세 기포가 함유되는 것을 정확하게 차단하기 위함이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 약액이 충진된 가요성 재질의 카트리지를 수용하는 캐니스터와; 상기 캐니스터로부터 약액을 공급받아 반도체 장비 측으로 보내는 약액 공급관이 하부에 설치되고, 상기 약액에 포함된 기포를 외부로 방출시키는 기포 배출관이 상부에 설치되며, 상기 캐니스터로부터 분리되어 설치되는 버퍼와; 상기 카트리지와 상기 버퍼 사이를 연결하여 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 보내되, 상기 버퍼의 내부의 상단부에 근접하게 뻗은 약액 이송관을; 포함하여, 버퍼의 상단부에 근접하게 약액 이송관이 뻗어 형성됨에 따라, 캐니스터로부터 공급되는 약액에 미세한 기포가 포함되어 있더라도, 버퍼의 내부에서 기포를 버퍼의 상측에만 위치하도록 유도하여 기포 배출관을 통해 배출시킬 수 있게 되어, 버퍼의 하부에 설치된 약액 공급관을 통해 기판 코터 장치 등의 반도체 장치에 공급되는 약액에는 기포가 없도록 하면서, 캐니스터 내부에 수용된 카트리지의 약액을 모두 사용할 수 있는 약액 공급장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 캐니스터로부터 버퍼로 이송되는 약액에 미세기포가 발생되는 시점을 약액 이송관의 압력을 측정하여 그 압력이 요동하기 시작하는 시점으로 감지함에 따라, 미세 기포를 함유한 약액의 이송 시점을 종래보다 정확하고 즉시 감지할 수 있는 유리한 효과가 있다.

이를 통해, 본 발명은 캐니스터 내부에 수용된 카트리지 약액을 모두 사용하도록 제어할 수도 있고, 반도체 장치로 공급되는 약액에 미세 기포가 함유되는 것을 근본적으로 방지하도록 제어할 수도 있도록 한다.

또한, 본 발명은 버퍼의 종횡비가 1.5 내지 10으로 길쭉한 형상으로 형성됨에 따라, 캐니스터로부터 이송되는 약액 내의 기포가 모이는 버퍼의 상측과 반도체 장치에 공급하는 약액이 모이는 버퍼의 하측으로 멀리 나뉘도록 함으로써, 반도체 장치에는 기포가 함유된 약액이 공급되는 것을 최소화할 수 있는 유리한 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 버퍼 내부의 기포를 배출하는 기포 배출관이 진공 펌프에 연통되도록 설치되고, 버퍼의 내부에는 약액이 가득 채워지지 않으면서 기포 배출관이 약액의 수위보다 높은 지점과 연통되게 설치되어, 진공 펌프에 의하여 버퍼 내부의 기포를 강제 배출하는 과정에서 버퍼 내부의 약액이 함께 배출되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

도1은 종래의 액약 공급 장치의 구성을 도시한 개략도
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치의 구성을 도시한 도면
도3은 도2의 'A'부분의 종단면도
도4는 도2의 압력 센서에서 측정한 계측압력의 변동 그래프
도5는 도3의 약액 공급 장치의 약액 공급 방법을 도시한 순서도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(100) 및 그 공급 방법을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치의 구성을 도시한 도면, 도3은 도2의 'A'부분의 종단면도, 도4는 도2의 압력 센서에서 측정한 계측압력의 변동 그래프, 도5는 도3의 약액 공급 장치의 약액 공급 방법을 도시한 순서도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(100)는 약액(55)이 충진된 가요성 재질의 카트리지(도1의 50)를 수용하는 캐니스터(110, 110')와, 캐니스터(110, 110')로부터 약액(55)을 공급받아 기포를 분리하여 반도체 장치(예를 들어, 기판 코터 장치의 노즐을 고정하는 갠츄리, 10, 10')로 약액을 공급하는 버퍼(120)와, 캐니스터(110,110')로부터 버퍼(120)에 약액을 이송하는 약액 이송관(77)에 설치된 압력 센서(130)로 구성된다.

여기서, 캐니스터(110, 110')와 버퍼(120)를 상호 연결하는 약액 이송관(77)이 형성되어 캐니스터(110, 110') 내의 약액(55)을 버퍼(120)로 이송시키며, 버퍼(120)의 하단부와 기판 코터 장치 등과 같은 반도체 장치(10, 10')를 상호 연결하는 약액 공급관(88)이 형성되어 버퍼(120) 내의 약액(55)을 반도체 장치(10, 10')에 공급하고, 버퍼(12)의 상단부와 진공 펌프(미도시)를 연결하는 기포 배출관(99)이 형성되어 버퍼(120)내에서 상측에 위치하게 되는 기포를 외기로 배출한다.

이 때, 약액 이송관(77), 약액 공급관(88) 및 기포 배출관(99)에는 각각 선택적으로 개폐하도록 약액이송 조절밸브(121), 약액공급 조절밸브(122), 기포배출 조절밸브(123)가 설치된다.

상기 캐니스터(110, 110')는 도1에 도시된 종래의 캐니스터(10)와 유사하게 구성된다. 즉, 약액(52)을 불활성 가스인 질소 가스(51)와 함께 충진되어 비닐백 형태에 포장된 카트리지(50)를 수용한다. 그리고, 캐니스터(110, 110')에는 가압 펌프에 의해 공기가 주입되는 고압공기 주입구(11)가 형성되어, 고압공기 주입구(11)를 통해 외부로부터 공기가 흡입되어 카트리지(50)의 주변에 압력을 가하면, 카트리지(50)가 오무라들면서 카트리지(50) 내의 약액이 약액 이송관(77)을 통해 버퍼(120)로 이동한다.

상기 버퍼(120)는 캐니스터(110, 110')내의 카트리지(50)로부터 약액 이송관(77)을 통해 이송되는 약액을 수용하는 중공 탱크 형태로 형성되며, 약액 이송관(77)의 끝단(77x)이 버퍼(120) 내부의 상단부까지 뻗도록 연결됨으로써, 약액 이송관(77)을 통해 캐니스터(110, 110')로부터 공급되는 약액에 포함된 기포를 곧바로 기포 배출관(99)을 통해 버퍼(120)의 내부로부터 분리 배출시킨다.

그리고, 버퍼(120)에는 버퍼(120)로 이송되어 담겨진 약액(55)의 수위가 미리 정해진 값보다 항상 높게 유지하는지를 감지하는 수위하한 감지센서(124)가 설치되어, 미리 정해진 수위하한 감지센서(124)의 설치 위치보다 버퍼(120)에 담겨진 약액(55)의 수위가 더 낮아지면 신호선(124a)을 통해 작업자에게 알림으로써, 약액(55)의 수위가 미리 정해진 높이 이상이 되도록 유지한다. 이는, 버퍼(120) 내부의 약액(55)의 수위가 낮아지면, 버퍼(120)에 담긴 약액(55)의 상측에 위치하는 기포가 포함된 상태로 반도체 장치(10, 10')에 약액 공급관(88)을 통해 공급될 수 있기 때문이다. 따라서, 수위하한 감지센서(124)는 이와 같은 문제를 해소하기 위한 안전 장치의 역할을 한다.

이와 함께, 버퍼(120)에는 버퍼(120)로 이송되어 담겨진 약액(55)의 수위가 미리 정해진 값보다 항상 낮게 유지하는지를 감지하는 수위상한 감지센서(125)가 설치되어, 수위상한 감지센서(125)의 설치 위치보다 버퍼(120)에 담겨진 약액(55)의 수위가 더 높아지면 신호선(125a)을 통해 작업자에게 알림으로써, 약액(55)의 수위가 미리 정해진 상한 높이보다 낮게 유지한다.

이는, 버퍼(120) 내부의 약액(55)의 수위가 매우 높아지면, 기포 배출관(99)을 통해 기포만 배출되지 않고 약액(55)도 함께 배출될 수 있으므로, 약액(55)이 반도체 장치(10, 10')에 공급되지 못하고 배출되어 버려지는 것을 방지하기 위한 것이다. 이 때, 수위상한 감지센서는 약액 이송관(77)의 끝단(77x)보다 낮은 위치로 설정되어, 약액 이송관(77)을 통해 공급되는 약액 내의 기포는 버퍼(120)에 담겨지는 약액의 상측에만 위치할 뿐, 약액(55) 내부로 이동하는 것을 근본적으로 방지한다.

즉, 본 발명에 따른 약액 공급 장치는 수위하한 감지센서(124)와 수위상한 감지센서(125)를 통해 버퍼(120) 내부의 약액(55)의 수위가 미리 정해진 범위를 유지하여, 반도체 장치(10, 10')로 공급되는 약액 공급관(88)에 기포가 포함되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 외기로 배출되는 기포에 약액(55)이 포함되지 않도록 하여, 카트리지(50)를 통해 공급하고자 하는 약액(55)의 전량을 사용할 수 있도록 보조한다. 이를 위하여, 수위하한 감지센서(124)와 수위상한 감지센서(125)의 감지 여부에 따라, 약액 이송관(77)의 약액이송 조절밸브(121)가 자동으로 개폐조절되어, 버퍼(120) 내부의 약액(55)의 수위를 일정 범위로 유지시킨다.

또한, 버퍼(120)는 도3에 도시된 종횡비(H/L)가 1.5 내지 10이 되도록 길쭉한 형상으로 형성된다. 이를 통해, 비중이 낮아 버퍼(120)의 상측으로 이동하는 기포와 비중이 높아 버퍼(120)의 하측으로 이동하는 약액(55)을 분리하는 것이 보다 용이해지고, 이에 따라, 약액 공급관(88)을 통해 반도체 장치 등에 기포가 포함되지 않은 약액을 공급하는 것을 보조한다.

한편, 하나의 버퍼로부터 하나의 반도체 장치(10)로 약액을 공급하는 종래와 달리, 본 발명에 따른 약액 공급 장치(100)는 다수의 버퍼(120)로부터 하나의 반도체 장치(10; 10')에 약액을 공급한다. 즉, 다수의 캐니스터(111, 112; 111', 112')로부터 하나의 반도체 장치(10; 10')로 약액을 공급하도록 구성된다. 이와 같이, 다수의 버퍼(120)로부터 하나의 반도체 장치(10; 10')로 약액을 공급함에 따라, 카트리지(50)를 교환하는 동안에도 공정의 중단없이 약액(55)을 반도체 장치(10; 10')에 공급할 수 있으며, 또한 버퍼(120)의 크기를 줄여 보다 길쭉한 형상으로 제작하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(100)는 캐니스터(110, 110')와 버퍼(120)가 분리형으로 제작되어, 개별 부품을 경량화할 수 있고 설치 공간의 제약을 개선할 수 있는 장점도 얻어진다.

상기 압력 센서(130)는 캐니스터(110, 110')로부터 버퍼(120)로 약액을 이송하는 동안의 압력을 실시간으로 계측한다. 약액을 이송하는 동안에 약액 이송관(88)에서 압력을 계측하면, 도4에 도시된 바와 같이, 카트리지(50) 내부의 약액이 공급되는 동안(~t1)에 일정하게 유지되다가, 약액의 소모량이 많아질수록 압력이 다소 감소하는 기간(t1~t2)을 거쳐, 약액의 잔량이 대략 100cc 내지 500cc정도로 적은 양이 남게 되면, 약액 이송관(77)을 통해 흐르는 약액의 유속이 급격히 빨라지면서 약액 내부에 미세 기포가 발생하고 급격히 압력의 요동이 발생된다.

따라서, 압력 센서(130)에 의해 계측되는 압력값이 요동치기 시작하는 순간을 약액 내부에 미세 기포가 발생하는 시점으로 감지하여, 캐니스터(110, 110')의 고압공기 주입구(11)를 통해 주입되는 공기의 압력을 줄여 캐니스터(110, 110')로부터 버퍼(120)로 약액이 이송하더라도 미세 기포의 발생을 최소화하도록 제어한다. 이를 통해, 버퍼(120)에 이송되는 약액(55)에는 미세 기포의 양이 최소화되며, 약액 이송관(77)의 끝단(77x)에서 이송되어 버퍼(120)에 담길 때에 약액(55)이 모두 채워지지 않은 버퍼(120)의 상측에 미세 기포가 모이게 됨에 따라, 기포 배출관(99)에 진공 펌프(미도시)로 부압을 작용시켜 버퍼(120)의 상측에 모인 미세 기포를 외부로 모두 배출시킬 수 있게 된다. 따라서, 카트리지(50) 내부의 약액을 전량 사용하면서도 미세 기포를 함유하지 않은 약액을 반도체 장치(10, 10')로 공급하는 것이 가능해진다.

한편, 압력 센서(130)에 의해 계측되는 압력값이 요동치기 시작하는 순간을 약액 내부에 미세 기포가 발생하는 시점으로 감지한 후, 버퍼(120)에 미세 기포가 이송되는 것 자체를 막기 위하여 필요에 따라 약액의 공급을 중단하고 새로운 카트리지로 교체할 수도 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(100)를 이용한 약액 공급 방법을 도5를 참조하여 상술한다.

단계 1: 종래와 마찬가지로, 캐니스터(110, 110')의 고압공기 주입구(11)를 통해 고압 공기를 주입하여, 캐니스터(110, 110')의 내부에 수용된 가요성 비닐백으로 형성된 카트리지(50)를 수축시켜, 카트리지(50) 내부의 약액을 약액 이송관(77)을 통해 버퍼(120)로 이송한다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(110)는 버퍼(120) 내에 수위하한 감지센서(124)와 수위상한 감지센서(125)에 의해 감지된 약액의 수위에 따라 약액이송 조절밸브(121)를 자동 개폐하여, 버퍼(120) 내의 약액이 수위하한 감지센서(124)가 위치한 높이와 수위상한 감지센서(125)가 위치한 높이의 사이를 유지시킨다(S110). 그리고, 카트리지(50)에 약액이 모두 소진되어 버퍼(120) 내의 약액의 수위가 수위하한 감지센서(124)에 의해 정해진 위치보다 낮아지는 경우가 발생되면, 기포가 함유된 약액이 반도체 장치(10, 10')에 공급되는 것을 방지하기 위하여, 약액공급 조절밸브(122)는 자동적으로 약액 공급관(88)을 폐쇄시킨다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 공급 장치(110)는 약액 이송관(77)의 끝단(77x)이 버퍼(120)의 상단에 근접하도록 수위상한 감지센서(125)보다 높게 연장됨에 따라, 약액 이송관(77)을 통해 캐니스터(110, 110')로부터 이송되는 약액(55) 내에 기포가 있더라도, 기포는 약액에 상측에 떠 있는 상태로 유지된다. 그리고, 간헐적으로 기포 배출관(99)의 기포배출 조절밸브(123)가 개방되고, 기포 배출관(99)에 설치된 진공 펌프(미도시)가 작동하여, 버퍼(120) 내부의 기포를 외기로 배출시킨다.

또한, 반도체 장치(10, 10')의 필요에 따라 약액 공급관(88)의 약액공급 조절밸브(122)가 개폐되어, 기포가 위치하지 못하는 버퍼(120)의 하단부로부터 약액을 반도체 장치(10, 10')에 공급한다.

단계 2: 단계 1에 의하여 카트리지(50) 내부의 약액이 충분히 소진되면, 약액 이송관(77)에 설치된 압력 센서(130)에 의해 계측되는 압력값은 도4의 t1~t2의 사이 영역에서 이전보다 서서히 감소하는 추세의 압력으로 검출된다. 이를 통해, 작업자는 일일이 캐니스터(110, 110') 내부의 카트리지(50)의 잔량을 살펴보지 않더라도, 카트리지(50) 내의 약액이 거의 소진되어가는 추세에 있다는 것을 알 수 있다.

*그리고 나서, t1~t2 영역의 시간이 경과하면, 갑자기 약액 이송관(77)에서의 압력이 요동치는 현상이 발생된다. 이는, 카트리지(50) 내의 약액이 100cc 내지 500cc의 양이 남은 것으로서, 캐니스터(110,110')의 고압공기 주입구(11)에 의해 주입되는 압력에 비하여 카트리지(50)가 내부 약액에 의해 지탱하는 압력이 작고, 카트리지(50) 내부에 약액에 대한 가스 함량이 높아졌기 때문에 발생되는 것이다. 따라서, 급격히 약액을 버퍼(120)에 공급하면 약액 내에 미세 기포가 다수 함유되므로, 캐니스터(110, 110')의 고압공기 주입구(11)에 가하는 공기 압력을 줄여, 약액 이송관(77)을 통해 주입되는 약액의 이송 속도를 줄인다(S120).

이를 통해, 약액 내에 발생되는 미세 기포의 양을 최소화할 수 있다.

단계 3: 단계 2와 동시에, 기포 배출관(99)의 기포배출 조절밸브(123)를 개방하여 버퍼(120) 상측의 약액(55)이 채워지지 않고 기포가 모인 영역의 가스를 외기로 배출시킨다. 이를 위하여, 도3에 도시된 바와 같이, 약액 이송관(77)의 끝단(77x)은 기포 배출관(99)의 입구와 멀리 떨어진 상태로 유지된다.

이를 통해, 카트리지(50)의 약액의 잔량이 100cc 내지 500cc정도 남은 미량이더라도, 약액 이송관(77)을 통해 이송되는 약액 내의 최소한 함유된 미세 기포를 약액으로부터 분리하여 외기로 배출시켜, 반도체 장비(10, 10')에는 미세 기포나 큰 기포를 함유하지 않는 약액만을 공급할 수 있게 된다.

단계 4: 카트리지(50)의 약액이 모두 소진되는 t3 시점은 약액 이송관(77)에 설치된 압력 센서(130)에 의해 압력이 '0'으로 감지된다. 이 때, 캐니스터(110, 110') 내부의 약액 카트리지를 교체한다(S140).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

100: 약액 공급 장치 110: 캐니스터
120: 버퍼 141: 약액이송 조절밸브
142: 약액공급 조절밸브 123: 기포배출 조절밸브
124: 수위하한 감지센서 125: 수위상한 센서
130: 압력 센서 10, 10': 반도체 장치
77: 약액 이송관 88: 약액 공급관
99: 기포 배출관

Claims

약액이 충진된 카트리지를 수용하는 캐니스터로부터 버퍼 내부로 뻗어 형성되되, 상기 약액의 수위의 상측 바깥까지 뻗어 있는 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼에 이송하는 약액 이송 단계와;
상기 버퍼의 하단에 형성된 약액 공급관을 통해 약액을 공급하는 약액 공급 단계와;
상기 약액 이송관에서 압력을 계측하는 압력 센서에 의해 상기 약액 이송관 의 압력을 계측하는 압력 계측 단계와;
상기 압력 센서로부터의 압력에 요동이 발생되면, 상기 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼로 공급하는 것을 중단시키고, 상기 버퍼의 상단에 설치된 기포 배기 통로를 통해 상기 버퍼 내부의 기포를 배출시키는 단계를;
포함하는 약액 공급 방법.
제 1항에 있어서,
상기 약액 이송 단계는 상기 버퍼의 일부만을 채우도록 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 이송하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법.
제 1항에 있어서,
상기 압력 센서로부터 감지되는 압력이 0이 되면 상기 캐니스터 내부의 약액 카트리지를 교환하는 단계를;
추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 약액 공급 방법에 사용되는 장치로서,
약액이 충진된 가요성 재질의 카트리지를 수용하는 상기 캐니스터와;
상기 캐니스터로부터 약액을 공급받아 반도체 장비 측으로 보내는 약액 공급관이 하부에 설치되고, 상기 약액에 포함된 기포를 외부로 방출시키는 기포 배출관이 상부에 설치된 상기 버퍼와;
상기 카트리지와 상기 버퍼 사이를 연결하여 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 약액을 보내되, 상기 버퍼 내부의 상기 약액의 수위의 상측 바깥까지 뻗은 상기 약액 이송관과;
상기 약액 이송관에 설치되어 압력의 요동이 발생하는지 여부를 감지하는 압력 센서를;
포함하여 구성되어, 상기 압력 센서에 의해 압력 요동이 감지되면, 상기 약액 이송관을 통해 약액을 상기 버퍼로 공급하는 것을 중단시키고, 상기 버퍼의 상단에 설치된 기포 배출관을 통해 상기 버퍼 내부의 기포를 배출시키는 것을 특징으로 하는 약액 공급장치.
제 4항에 있어서,
상기 압력 센서에서 검출되는 압력의 요동이 기준치보다 크면 상기 캐니스터로부터 상기 버퍼로 공급하는 약액 이송을 중단시키는 약액 이송 조절 밸브를;
추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 버퍼의 내부에는 약액이 일정 수위의 아래로 내려가는 것을 감지하는 수위하한 감지센서를 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 버퍼의 내부에는 약액이 일정 수위의 위로 올라가는 것을 감지하는 수위상한 감지센서를 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 6항에 있어서,
상기 수위하한 감지센서에 의해 상기 버퍼 내부의 약액이 미리 정해진 잔량보다 적으면 반도체 장치에 약액을 공급하는 상기 약액 공급관을 통해 약액을 공급하는 것을 중단시키는 약액 공급 조절 밸브를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 기포 배출관을 통해 상기 버퍼 내부의 기포를 강제 배출하는 펌프를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 9항에 있어서,
상기 펌프에 의한 강제 배출로 인해 약액이 함께 배출되지 않도록 버퍼의 내부에는 약액이 가득 채워지지 않고, 상기 기포 배출관은 약액의 수위보다 높은 지점과 연통되게 설치된 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 버퍼는 상기 버퍼는 종횡비(H/L)가 1.5 내지 10으로 상하로 길쭉하게 형성된 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 버퍼는 다수로 형성되고, 상기 다수의 버퍼는 하나의 반도체 장치로 상기 약액 공급관을 통해 약액을 공급하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
제 4항에 있어서,
상기 버퍼는 상기 캐니스터로부터 분리된 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치