KR101289398B1 - 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 - Google Patents

반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 Download PDF

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박호성
류희대
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(주)티에스피에스
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 또는 반도체 다이에 구비된 도전성 패드의 변색을 방지하고, 표면에 잔존하는 실리콘 파티클를 효율적으로 제거하는 계면 활성제 배합액 공급 장치를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 계면 활성제를 보관하는 계면 활성제 탱크; 상기 계면 활성제 탱크로부터 계면 활성제를 미리 정해진 용량만큼 공급하는 계면 활성제 공급부; 미리 정해진 용량의 순수를 공급받고, 상기 계면 활성제 공급부로부터 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급받은 후, 제1수중 펌프를 이용하여 순수 및 계면 활성제를 1차로 배합한 배합액을 제공하는 배합 탱크; 상기 배합 탱크의 용량보다 더 크며, 상기 배합 탱크로부터 배합액을 공급받은 후, 제2수중 펌프를 이용하여 2차로 배합하는 동시에 상기 배합액을 외부로 공급하는 공급 탱크; 및 상기 공급 탱크에 설치되어 다수의 소잉 장비에 배합액을 나눠 공급하는 다수의 액상 펌프를 포함하는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치를 개시한다.

Description

반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치{Surface active agent mixing solution dispensing device}
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 소잉 공정은 웨이퍼 상에서 반도체 회로의 형성이 모두 완료된 이후, 웨이퍼로부터 낱개의 반도체 다이를 분리하는 공정을 의미한다. 이러한 소잉 공정은 통상 다이아몬드 블레이드 등에 의해 웨이퍼에 바둑판 라인 형태로 형성된 스크라이브 라인을 절단하여 이루어진다.
이러한 소잉 공정에서는 웨이퍼에 고열이 발생할 뿐만 아니라 다량의 실리콘 파티클(particle) 또는 더스트(dust)가 형성됨으로써, 웨이퍼를 냉각하고 실리콘 파티클 또는 더스트 등을 제거하기 위해 순수(Deionized water)를 공급하고 있다.
그러나, 이러한 순수는 웨이퍼와의 젖음성이 낮고 응집 현상이 발생함으로써, 웨이퍼 또는 반도체 다이 위의 실리콘 파티클 또는 더스트의 세정 효율이 낮은 문제가 있다.
일본특허공개공보 2005-533376 (공개일 2005.11.04)
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조 공정 중 소잉 공정에서 순수 및 계면 활성제를 미리 일정 비율로 배합한 배합액을 준비하고, 상기 배합액을 소잉 장비에 직접 공급하는 계면 활성제 배합액 공급 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 웨이퍼 또는 반도체 다이에 구비된 도전성 패드의 변색 및 부식을 방지하고, 표면에 잔존하는 실리콘 파티클 또는 더스트 등을 효율적으로 제거하는 계면 활성제 배합액 공급 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치는 계면 활성제를 주액받는 계면 활성제 탱크; 상기 계면 활성제 탱크로부터 계면 활성제를 미리 정해진 용량만큼 공급하는 계면 활성제 공급부; 미리 정해진 용량의 순수를 공급받고, 상기 계면 활성제 공급부로부터 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급받은 후, 제1수중 펌프를 이용하여 순수 및 계면 활성제를 1차로 배합한 배합액을 제공하는 배합 탱크; 상기 배합 탱크의 용량보다 더 크며, 상기 배합 탱크로부터 배합액을 공급받은 후, 제2수중 펌프를 이용하여 2차로 배합하는 동시에 상기 배합액을 외부로 공급하는 공급 탱크; 및 상기 공급 탱크에 설치되어 다수의 소잉 장비에 배합액을 나눠 공급하는 다수의 액상 펌프를 포함한다.
상기 계면 활성제 공급부는 상기 계면 활성제 탱크에 연결되어 미리 정해진 용량만큼 상기 계면 활성제를 흡입하는 흡입기; 상기 흡입기에 설치되어 미리 정해진 용량만큼 상기 계면 활성제가 이송되도록 하는 스토퍼; 및 상기 흡입기에 결합되어 상기 흡입된 계면 활성제를 상기 배합 탱크로 이송하는 이송 실린더를 포함할 수 있다. 상기 계면 활성제 공급부는 상기 이송 실린더의 이송 사이클 횟수에 의해 상기 계면 활성제 탱크로부터 상기 배합 탱크로 공급되는 계면 활성제의 용량이 결정될 수 있다.
상기 배합 탱크에는 상기 계면 활성제가 공급되기 전에 순수의 용량 및 배합액의 용량을 센싱하는 제1센서부가 더 설치되고, 상기 제1센서부는 미리 정해진 용량만큼 순수가 공급되었는지 감지하는 용량 감지 센서; 미리 정해진 용량보다 많게 순수가 공급되었는지 감지하는 과잉 감지 센서; 및 상기 배합액의 이송이 완료되었는지 감지하는 이송 완료 감지 센서를 포함하고, 상기 배합 탱크에는 상기 용량 감지 센서로부터 미리 정해진 용량의 순수가 공급되었다고 판단될 경우 순수의 공급을 차단하는 순수 차단 밸브가 설치되고, 상기 이송 완료 감지 센서로부터 상기 배합액의 이송이 완료되었다고 판단될 경우 상기 배합액의 공급을 차단하는 배합액 차단 밸브가 설치될 수 있다.
상기 공급 탱크에는 상기 배합액의 용량을 센싱하는 제2센서부가 더 설치되고, 상기 제2센서부는 상기 배합액을 보충하여야 하는지 감지하는 보충 감지 센서; 상기 배합액이 상한치에 도달하였는지 감지하는 상한치 감지 센서; 및 상기 배합액이 하한치에 도달하였는지 감지하는 하한치 감지 센서를 포함하고, 상기 보충 감지 센서에 의해 배합액을 보충하여야 하는 것으로 판단될 경우상기 배합 탱크로부터 상기 공급 탱크로 배합액이 추가적으로 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 방법은 계면 활성제를 주액하는 단계; 미리 정해진 용량의 순수를 공급하고, 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급하는 단계; 상기 순수 및 계면 활성제를 제1수중 펌프를 이용하여 1차로 배합하는 단계; 상기 배합액을 제2수중 펌프를 이용하여 2차로 배합하는 단계; 및, 다수의 소잉 장비에 상기 배합액을 나눠 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조를 위한 최적화된 계면 활성제 배합액 공급 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 반도체 제조 공정 중 소잉 공정에서 순수 및 계면 활성제를 미리 일정 비율로 배합한 배합액을 준비하고, 상기 배합액을 소잉 장비에 직접 공급하는 계면 활성제 배합액 공급 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 웨이퍼 또는 반도체 다이에 구비된 도전성 패드의 변색 및 부식을 방지하고, 표면에 잔존하는 실리콘 파티클 또는 더스트 등을 효율적으로 제거하는 계면 활성제 배합액 공급 장치 및 그 방법을 제공한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치의 구성을 도시한 블럭도 및 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 제어 패널을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 계면 활성제 탱크 및 계면 활성제 공급부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 배합 탱크를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 공급 탱크를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 종래 기술 및 본 발명에 따른 설비 내의 젓음성 등을 도시한 사진이다.
도 8 및 도 9는 종래 기술에 따른 순수의 공급 및 본 발명에 따른 배합액의 공급에 따른 세정 차이를 도시한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치의 구성을 도시한 블럭도 및 사시도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치(100)는 계면 활성제 탱크(110), 계면 활성제 공급부(120), 배합 탱크(130), 공급 탱크(140) 및 다수의 액상 펌프(150)를 포함한다.
계면 활성제 탱크(110)는 장치의 상부 영역에 설치되며, 이는 일정 용량의 계면 활성제 원액(이하, 계면 활성제라 함)을 주액받아서 일정 시간동안 보관하는 역할을 한다. 이러한 계면 활성제 탱크(110)에는 수위 센서(111)가 설치되어 있으며, 수위 센서(111)에 의해 계면 활성제의 주액 여부를 결정할 수 있다. 일례로, 이러한 계면 활성제 탱크(110)는 용량이 대략 10 리터(L) 정도일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
계면 활성제 공급부(120)는 계면 활성제 탱크(110)로부터 계면 활성제를 공급받아서 배합 탱크(130)에 공급할 수 있도록, 계면 활성제 탱크(110)와 배합 탱크(130)의 사이에 관(119)으로 연결되어 있다. 이러한 계면 활성제 공급부(120)는 계면 활성제 탱크(110)로부터 계면 활성제를 미리 정해진 용량만큼만 배합 탱크(130)에 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 계면 활성제 공급부(120)는 흡입기(121), 스토퍼(122) 및 이송 실린더(124)로 이루어질 수 있는데, 이는 아래에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 계면 활성제 공급부(120)는 이송 실린더(124)의 한 사이클당 대략 20 미리리터(ml)씩 계면 활성제를 공급할 수 있으며, 또한 스토퍼(122)를 통하여 대략 0.5 미리리터씩 계면 활성제의 이송량을 조절할 수 있다. 그러나, 이러한 수치로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 더욱이, 이러한 계면 활성제 공급부(120)에는 이송 실린더(124)의 사이클 횟수를 세는 카운터(도시되지 않음)가 더 설치될 수 있다. 따라서, 이러한 카운터의 피드백 신호에 의해 이송 실린더(124)에 의한 정확한 이송량을 파악할 수 있다.
배합 탱크(130)는 순수 공급관(133a)으로부터 순수를 공급받고, 계면 활성제 공급부(120)로부터 계면 활성제를 공급받은 후, 이들을 1차로 배합하고, 이어서 순수와 계면 활성제의 배합액을 공급 탱크(140)로 전달한다. 이를 위해 배합 탱크(130)는 계면 활성제 공급부(120)와 공급 탱크(140)의 사이에 계면 활성제 공급관(129) 및 배합액 공급관(139)으로 연결되어 있다.
또한, 배합 탱크(130)의 내부에는 순수와 계면 활성제의 배합 효율을 높이기 위해 제1수중 펌프(131)가 더 설치되어 있다. 이러한 제1수중 펌프(131)는 배합 탱크(130) 내부의 계면 활성제 및 순수를 일정 시간동안 순환시킴으로써, 계면 활성제 및 순수의 배합 효율이 향상되도록 한다.
또한, 배합 탱크(130)의 내부에는 용량 감지 센서(132a), 과잉 감지 센서(132b) 및 이송 완료 감지 센서(132c)로 이루어진 제1센서부(132)가 더 설치되어 있다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 용량 감지 센서(132a)는 미리 정해진 용량만큼 순수가 공급되었는지의 여부를 감지한다. 과잉 감지 센서(132b)는 미리 정해진 용량보다 많게 순수가 공급되었는지의 여부를 감지한다. 또한, 이송 완료 감지 센서(132c)는 배합액이 모두 공급 탱크(140)로 이송 완료되었는지의 여부를 감지한다.
또한, 배합 탱크(130)에는 순수 공급관(133a)이 연결되어 있으며, 이러한 순수 공급관(133a)에는 수동으로 조작하는 순수 차단 밸브(134a), 자동으로 조작되는 제1차단 밸브(134b) 및 제2차단 밸브(134c)가 연결되어 있다. 기본적으로 순수 차단 밸브(134a)는 항상 개방되어 있으며, 또한 제1차단 밸브(134b) 역시 항상 개방되어 있다. 더불어, 제2차단 밸브(134c)는 용량 감지 센서(132a)로부터 순수가 미리 정해진 용량에 도달되었다고 판단될 경우 개방 상태에서 차단 상태로 바뀐다.
또한, 배합 탱크(130)와 공급 탱크(140)를 연결하는 배합액 공급관(139)에도 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b)가 연결되어 있다. 기본적으로 제4차단 밸브(135b)는 항상 개방되어 있다. 더불어, 제3차단 밸브(135a)는 이송 완료 감지 센서(132c)에 의해 배합 탱크(130) 내의 배합액이 모두 공급 탱크(140)로 이송 완료되었다고 판단될 경우 개방 상태에서 차단 상태로 바뀐다.
더불어, 이러한 배합 탱크(130)는 용량이 대략 30 리터 정도일 수 있으나, 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
공급 탱크(140)는 배합 탱크(130)로부터 배합액을 공급받은 후, 이들을 2차로 배합하고, 이어서 배합액을 다수의 액상 펌프(150)로 배합액 공급관(149)을 통하여 전달한다. 이를 위해 공급 탱크(140)는 배합 탱크(130)와 액상 펌프(150)의 사이에 배합액 공급관(139,149)으로 연결되어 있다.
또한, 공급 탱크(140)의 내부에는 순수와 계면 활성제의 배합 효율을 더욱 높이기 위해 제2수중 펌프(141)가 더 설치되어 있다. 이러한 제2수중 펌프(141)는 공급 탱크(140) 내부의 계면 활성제 및 순수를 일정 시간동안 순환시킴으로써, 계면 활성제 및 순수의 배합 효율이 더욱 향상되도록 한다.
또한, 공급 탱크(140)의 내부에는 보충 감지 센서(142a), 상한치 감지 센서(142b) 및 하한치 감지 센서(142a)로 이루어진 제2센서부(142)가 더 설치되어 있다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 보충 감지 센서(142a)는 배합액이 미리 정해진 보충치에 도달하였는지 감지한다. 상한치 감지 센서(142b)는 배합액이 미리 정해진 상한치에 도달하였는지 감지한다. 또한, 하한치 감지 센서(142a)는 배합액이 미리 정해진 하한치에 도달하였는지 감지한다.
보충 감지 센서(142a)가 공급 탱크(140) 내의 배합액이 대략 10 리터 정도 남은 것으로 감지하면, 상술한 제3차단 밸브(135a)를 차단 상태에서 개방 상태로 바꿔 배합 탱크(130)로부터의 배합액이 공급 탱크(140)로 전달되도록 한다. 이러한 공급은 상한치 감지 센서(142b)가 배합액을 감지할때 까지 이루어지며, 상한치 감지 센서(142b)가 이를 감지하면 다시 상술한 제3차단 밸브(135a)를 개방 상태에서 차단 상태로 바꾼다.
여기서, 공급 탱크(140)의 용량은 대략 42 리터로서 배합 탱크(130)의 용량 대략 30 리터보다 크게 설계되어 있다. 따라서, 공급 탱크(140)에 대략 10 리터 정도의 배합액이 남은 상태에서 배합 탱크(130)로부터 30 리터의 배합액을 전달받는다고 해도, 공급 탱크(140)는 이를 충분히 수용할 수 있으며, 배합액이 넘치지 않는다. 더욱이, 공급 탱크(140)에는 중단되지 않고 연속적으로 배합액이 전달됨으로써, 본 발명에서는 중단없이 연속적으로 배합액을 소잉 장비(190)에 공급할 수 있다.
여기서, 상부에서 하부 방향으로 배합 탱크(130) 및 공급 탱크(140)가 순차적으로 위치되어 있기 때문에, 상부의 배합 탱크(130)에서 하부의 공급 탱크(140)로 배합액을 강제로 이송하기 위한 이송 펌프 등은 필요하지 않다. 물론, 계면 활성제 탱크(110)로부터 배합 탱크(130)로의 계면 활성제 이송은 계면 활성제 공급부(120)의 이송 실린더 구동에 의해 이루어진다.
다수의 액상 펌프(150)는 공급 탱크(140)에 배합액 공급관(149)으로 연결되어 각각의 소잉 장비(190)에 배합액을 나눠 공급한다. 일례로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 소잉 장비(190)가 4대라면 액상 펌프(150)도 4대가 구비될 수 있다. 물론, 이러한 수치는 본 발명의 이해를 일례일 뿐이며 이로서 본 발명이 한정되지 않는다.
이러한 액상 펌프(150)는 개별적으로 제어될 수 있으며, 사용하지 않을 경우에는 턴오프될 수 있다. 일례로, 각 소잉 장비(190)마다 그것에 탑재된 웨이퍼의 종류가 상이하고, 이에 따라 요구되는 배합액의 유량이 상이할 수 있다. 따라서, 이때에는 각 소잉 장비(190)에 연결된 각각의 액상 펌프(150)를 통해 공급되는 배합액의 시간당 유량이 상이하게 조절될 수 있다. 이를 위해, 각 액상 펌프(150)의 시간당 턴온/턴오프 시간이 상이하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 첫번째 액상 펌프(150)는 초당 0.5초간 턴온 상태를 유지할 수 있고, 두번째 액상 펌프(150)는 초당 0.7초간 턴온 상태를 유지할 수 있다. 물론, 이러한 수치는 본 발명의 이해를 위한 일례일 뿐이며, 이로서 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이와 같이 하여, 본 발명은 각 소잉 장비(190)에 탑재된 웨이퍼의 개별 특성에 따라 각 액상 펌프(150)를 통한 배합액의 시간당 공급량이 조절될 수 있고, 이에 따라 하나의 배합액 공급 장치(100)를 통해서도 각 소잉 장비(190)에 최적화된 유량의 배합액 공급이 가능해진다.
또한, 액상 펌프(150)와 소잉 장비(190)의 사이에는 추가적으로 배합액을 배합시키는 소형 라인 믹서(160)가 더 설치될 수 있으며, 이는 관의 내부에 회전 가능하게 스크류가 설치된 형태일 수 있다. 그러나, 이러한 형태로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
한편, 순수 차단 밸브(134a)로부터 소잉 장비(190)에 직접 순수를 공급하는 순수 공급관(133b)이 더 구비되며, 이러한 순수 공급관(133b)은 소잉 장비(190)의 다이아몬드 블레이드 및 웨이퍼에 직접 순수를 공급하는 역할을 한다. 더불어, 도 1b에서 미설명 부호 170은 제어 패널이고, 180은 각종 전기적 제어를 위한 전장 부품이며, 178은 비상 경고등이다. 이러한 제어 패널(170) 및 전장 부품(180)은 상술한 제1센서부(132), 제2센서부(142), 제1차단 밸브(134b), 제2차단 밸브(134c), 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b) 등을 미리 정해진 알고리즘 또는 프로그램에 따라 제어하는 역할을 하며, 비상 경고등(178)은 사용자에게 비상 상황을 즉각적으로 알리는 역할을 한다.
또한, 미설명 부호 199는 각종 구조물 등을 지지하는 프레임이며, 이러한 프레임은 도시되지 않은 샤시로 마감처리될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 제어 패널을 도시한 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어 패널(170)은 경첩(171)을 통하여 장치(100)에 결합되고, 일측에 손잡이(172)가 설치되어 있다. 또한, 대략 중앙에 각종 설정 상태 및 동작 상태를 표시하는 터치 스크린(173)이 구비되어 있고, 그 상측에 비상 스위치(174), 파워 온 스위치(175), 파워 오프 스위치(176) 및 부저(177) 등이 구비되어 있다.
이러한 제어 패널(170)을 통하여 계면 활성제 배합액 공급 장치(100)에 구비된 각종 센서부 및 차단 밸브가 제어되며, 또한 사용자에게 각종 비상 상황, 설정 상태 및 동작 상태를 시청각적으로 표시하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 계면 활성제 탱크 및 계면 활성제 공급부를 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 계면 활성제 탱크(110)는 수위 센서(111)와, 수위 센서(111)가 위치되며 내부가 대부분 비어 있는 대략 육면체 형태의 몸체(116)를 포함한다. 이러한 수위 센서(111)는 계면 활성제의 용량이 미리 정해진 용량보다 작게 되면 경고등 또는 부져를 통하여 사용자에게 계면 활성제를 보충하도록 시청각적으로 경고하는 역할을 한다. 또한, 몸체(116)의 일측에는 외부에서 육안으로 계면 활성제의 용량을 확인할 수 있는 식별 튜브(117)가 더 설치될 수 있다.
더불어, 몸체(116)의 상부 일측에는 계면 활성제를 주액하기 위한 손잡이가 달린 커버(112)가 더 설치되고, 또한 하부 일측에는 계면 활성제를 완전히 외부로 방출하게 위한 드레인 밸브(115)가 구비되어 있다.
또한, 계면 활성제 탱크(110)의 하부 일측에도 배출 연결구(118)가 설치되어 있으며, 이러한 배출 연결구(118)는 관을 통하여 계면 활성제 공급부(120)의 하단에 연결된다.
한편, 계면 활성제 공급부(120)는 흡입기(121), 흡입기(121)의 표면에 설치되어 수직 위치 조절이 가능한 스토퍼(122), 흡입기(121)의 내부에 피스톤(123)이 결합된 이송 실린더(124)를 포함한다. 여기서, 계면 활성제 탱크(110)의 배출 밸브(118)는 흡입기(121)의 하단에 연결된다. 또한, 흡입기(121)의 하단에는 역류 방지부(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 이러한 역류 방지부에 의해, 흡입기(121)에 결합된 피스톤(123)이 상승할 때에는 계면 활성제 탱크(110)의 계면 활성제가 계면 활성제 공급부(120)로 이송되지만 관(129)을 통하여 배합 탱크(130)로 이송되지 않고, 피스톤(123)이 하강할 때에는 계면 활성제가 계면 활성제 탱크(110)로 이송되지 않지만 관(129)을 통하여 배합 탱크(130)로 이송된다. 이러한 역류 방지부는 본원 발명의 명세서를 읽어본 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
흡입기(121)는 속이 비어 있는 대략 원통 형태로 형성되어 있으며, 그 내부에 피스톤(123)의 동작에 의해 일정량이 계면 활성제가 흡입될 수 있다. 스토퍼(122)는 흡입기(121)의 내부에 수직 방향으로 위치 조절이 가능하게 결합되어 있는데, 이러한 스토퍼(122)는 그 수직 위치에 따라 내부에 결합된 피스톤(123)의 하강 위치가 제한된다. 이러한 스토퍼(122) 역시 본원 발명의 명세서를 읽어본 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
이송 실린더(124)는 흡입기(121)의 길이 방향에 대하여 대략 평행하게 설치되며, 일단에는 피스톤(123)이 설치되고, 피스톤(123)은 흡입기(121)에 결합되어 있다. 따라서, 이송 실린더(124)의 동작에 따라 피스톤(123)이 흡입기(121) 내에서 수직 왕복 운동을 하게 되고, 이에 따라 계면 활성제 탱크(110)로부터 계면 활성제를 공급받아서 배합 탱크(130)에 이송하게 된다. 이때, 피스톤(123)의 하강 높이는 흡입기(121)에 설치된 스토퍼(122)의 높이까지만 하강하고, 더 이상 하강하지 않음으로써, 이송 실린더(124)의 1 사이클당 정해진 용량의 계면 활성제가 이송된다. 일례로 계면 활성제 공급부(120)는 1 사이클당 최대 20 미리리터를 이송할 수 있으며, 스토퍼(122)에 의해 대략 0.5 미리리터씩 이송 용량 조절이 가능하다. 그러나, 이러한 수치로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
더불어, 상술한 바와 같이 계면 활성제 공급부(120)에는 카운터가 설치되어 있으며, 이는 피스톤(123)의 왕복 운동 횟수를 카운팅하여 제어 패널(170)에 피드백함으로써, 제어 패널(170)에 설치된 제어부(하드웨어 또는 소프트웨어)가 계면 활성제 공급부(120)를 통해 이송된 계면 활성제의 용량을 정확히 인식하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 배합 탱크를 도시한 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 배합 탱크(130)는 제1수중 펌프(131) 및 제1센서부(132)를 가지며, 내부가 대부분 비어 있는 대략 육면체 형태의 몸체(136)를 포함한다. 여기서, 제1센서부(132)는 상술한 바와 같이 용량 감지 센서(132a), 과잉 감지 센서(132b) 및 이송 완료 감지 센서(132c)를 포함한다.
또한, 몸체(136)의 일측에는 외부에서 육안으로 계면 활성제의 용량을 확인할 수 있는 식별 튜브(137)가 더 설치될 수 있다.
더불어, 몸체(136)의 상측에는 계면 활성제 공급부(120)와 관(129)으로 연결되는 연결구(138a)가 설치되고, 몸체(136)의 하측에는 공급 탱크(140)와 관(139)으로 연결되는 연결구(138b)가 설치된다.
더불어, 몸체(136)의 후방(도면에서는 도시되지 않아 별도로 표시함)에는 수동으로 순수 공급을 조절할 수 있는 순수 차단 밸브(134a), 그리고 전기 전자적으로 개폐 상태를 조절할 수 있는 제1차단 밸브(134b) 및 제2차단 밸브(134c)가 설치된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치 중에서 공급 탱크를 도시한 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 공급 탱크(140) 역시 제2수중 펌프(141) 및 제2센서부(142)를 가지며, 내부가 대부분 비어 있는 대략 육면체 형태의 몸체(146)를 포함한다. 여기서, 제2센서부(142)는 상술한 바와 같이 보충 감지 센서(142a), 상한치 감지 센서(142b) 및 하한치 감지 센서(142a)를 포함한다. 또한, 상기 공급 탱크(140)의 하측에는 다수의 액상 펌프(150)가 관(149, 도 1a 참조)으로 연결된다. 도면 중 액상 펌프(150)는 별도로 도시되어 있다.
또한, 몸체(146)의 일측에는 외부에서 육안으로 계면 활성제의 용량을 확인할 수 있는 식별 튜브(147)가 더 설치될 수 있다.
더불어, 몸체(146)의 상측에는 배합액을 공급하거나 차단하는 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b)가 설치된다. 또한, 몸체(146)의 하측에는 배합액을 완전히 배출하는 배출 밸브(148)가 더 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 방법을 도시한 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 계면 활성제 배합액 공급 방법은 계면 활성제를 주액하는 단계(S1), 미리 정해진 용량의 순수를 공급하고, 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급하는 단계(S2), 상기 순수 및 계면 활성제를 제1수중 펌프를 이용하여 1차로 배합하는 단계(S3), 상기 배합액을 제2수중 펌프를 이용하여 2차로 배합하는 단계(S4), 다수의 소잉 장비에 상기 배합액을 나눠 공급하는 단계(S5)를 포함한다.
이러한 본 발명에 따른 방법을 도 1a, 도 1b, 도 2 내지 도 5를 함께 참조하여 설명한다. 여기서, 제어의 주체는 제어 패널 및 전장 부품이다.
계면 활성제를 주액하는 단계(S1)에서는, 계면 활성제 탱크(110)에 일정량의 계면 활성제를 주액한다. 이러한 계면 활성제의 주액은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서 이를 한정하지 않는다. 다만, 수위 센서(111)에 의해 계면 활성제의 용량이 부족할 경우, 부저(177)나 경고등(178)을 통해 경고 신호를 출력한다.
미리 정해진 용량의 순수를 공급하고, 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급하는 단계(S2)에서는, 배합 탱크(130)에 연결된 순수 공급관(133a)을 통하여 일정량의 순수를 공급한다. 즉, 순수 차단 밸브(134a)가 개방된 상태에서, 제1차단 밸브(134b) 및 제2차단 밸브(134c)를 개방함으로써, 일정량의 순수를 배합 탱크(130)에 미리 공급한다. 더불어, 제1센서부(132) 중에서 용량 감지 센서(132a)에 의해 미리 정해진 용량만큼 순수가 배합 탱크(130)에 공급되었다고 판단되면, 제2차단 밸브(134c)를 차단함으로써, 순수의 공급을 중지한다. 더불어, 과잉 감지 센서(132b)에 의해 미리 정해진 용량 이상으로 순수가 배합 탱크(130)에 공급되었다고 판단되면, 부저(177)나 경고등(178)을 통하여 경고 신호를 출력한다. 더욱이, 이송 완료 감지 센서(132c)에 의해 배합 탱크(130) 내의 모든 배합액이 공급 탱크(140)로 이송되었다고 판단되면, 제3차단 밸브(135a)를 차단함으로써, 배합액의 공급을 중지한다.
이와 같이 일정 용량의 순수를 공급한 이후에, 계면 활성제 공급부(120)를 통하여 미리 정해진 일정량의 계면 활성제를 배합 탱크(130)에 이송한다. 여기서, 배합 탱크(130)에 이송되는 계면 활성제의 용량은 계면 활성제 공급부(120)를 이루는 이송 실린더(124)의 왕복 사이클 횟수로 결정할 수 있다. 일례로, 한 사이클당 대략 20 미리리터의 계면 활성제를 이송할 수 있다면, 100 미리리터의 계면 활성제 이송을 위해 다섯 사이클동안 이송 실린더(124)를 왕복 운동시킨다.
이와 같이 미리 배합 탱크(130)에 정해진 용량의 순수가 공급된 이후, 미리 정해진 용량의 계면 활성제가 공급됨으로써, 정확한 비율의 배합액을 얻을 수 있게 된다.
순수 및 계면 활성제를 제1수중 펌프(131)를 이용하여 1차로 배합하는 단계(S3)에서는, 배합 탱크(130)의 내부에 설치된 제1수중 펌프(131)를 동작시킴으로써, 배합 탱크(130)의 내부에서 순수와 계면 활성제가 적절하게 배합되도록 한다.
상기 배합액을 제2수중 펌프(141)를 이용하여 2차로 배합하는 단계(S4)에서는, 공급 탱크(140)의 내부에 설치된 제2수중 펌프(141)를 동작시킴으로써, 공급 탱크(140)의 내부에서 배합액의 배합 효율이 더욱 우수해지도록 한다.
여기서, 배합 탱크(130)는 상부에 설치되고, 공급 탱크(140)는 하부에 설치되어 있음으로써, 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b)가 개방되어 있다면, 배합 탱크(130)로부터 공급 탱크(140)로 배합액은 자연스럽게 공급된다.
한편, 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b)가 차단된 상태에서, 제2센서부(142)의 보충 감지 센서(142a)에 의해 미리 정해진 용량 이하로 배합액이 줄어 들어 배합액을 보충하여야 하는 것으로 감지 및 판단되면, 제3차단 밸브(135a) 및 제4차단 밸브(135b)를 모두 개방함으로써, 배합 탱크(130)로부터의 배합액이 공급 탱크(140)로 일정 용량만큼 전달되도록 한다. 또한, 상한치 감지 센서(142b)에 의해 배합액이 미리 정해진 상한치에 도달하였다고 판단되면, 제3차단 밸브(135a)를 차단하고, 또한 경우에 따라 부저(177) 및 경고등(178)을 이용하여 이를 사용자에게 알린다. 더욱이, 하한치 감지 센서(142a)에 의해 배합액이 미리 정해진 하한치에 도달하였다고 판단되면, 부저(177) 및 경고등(178)을 이용하여 이를 사용자에게 알린다.
다수의 소잉 장비(190)에 상기 배합액을 나눠 공급하는 단계(S5)에서는, 다수의 액상 펌프(150)를 이용하여 각각의 소잉 장비(190)에 순수와 계면 활성제의 배합 비율이 최적화된 배합액을 공급한다. 즉, 소잉 장비(190)에 탑재된 웨이퍼 위에 배합 비율이 최적화된 배합액을 일정량씩 공급한다. 물론, 이때 순수 공급관을 통하여 소잉 장비(190)의 다이아몬드 블레이드 등에 순수를 지속적으로 공급할 수 있다.
도 7은 종래 기술 및 본 발명에 따른 설비 내의 젓음성 등을 도시한 사진이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 종래 기술에서 순수만을 웨이퍼에 분사하였을 경우 웨이퍼와 순수 사이의 젓음성이 낮음으로써, 웨이퍼의 표면에서 순수가 응집되는 문제가 발생하였다. 따라서, 이러한 상태에서 웨이퍼 소잉 공정을 진행할 경우, 실리콘 파티클의 효율적인 제거가 이루어지지 않을 뿐만 아니라 패드 변색 및 부식을 방지하기 어렵다. 그러나, 본 발명에서와 같이 순수에 일정량의 계면 활성제를 배합한 배합액을 분사하였을 경우 웨이퍼와 배합액 사이의 젓음성이 큼으로써, 웨이퍼의 표면에 배합액이 균일하게 분산되었다. 따라서, 이러한 상태에서 웨이퍼 소잉 공정을 진행할 경우, 실리콘 파티클이 효율적으로 제거될 뿐만 아니라, 패드 변색 및 부식도 효율적으로 방지할 수 있다.
도 8 및 도 9는 종래 기술에 따른 순수의 공급 및 본 발명에 따른 배합액의 공급에 따른 세정 차이를 도시한 사진이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 순수만을 사용하였을 경우에 대비하여, 본 발명에와 같이 순수 및 계면 활성제의 배합액을 사용하였을 경우, 패드 내의 실리콘 파티클 잔존량이 감소함으로써, 패드의 변색이나 부식없이 밝기가 우수함을 볼 수 있다.
마찬가지로, 도 9에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 순수만을 사용하였을 경우에 대비하여, 본 발명에와 같이 순수 및 계면 활성제의 배합액을 사용하였을 경우, 패드의 변색 및 부식 예방이 가능함을 볼 수 있다. 도 9에서 적색 사각형 내의 영역이 부식된 영역을 도시한 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 본 발명에 따른 계면 활성제 배합액 공급 장치
110; 계면 활성제 탱크 111; 수위 센서
112; 커버 115; 드레인 밸브
116; 몸체 117; 식별튜브
118; 배출 연결구 120; 계면 활성제 공급부
121; 흡입기 122; 스토퍼
123; 피스톤 124; 이송 실린더
130; 배합 탱크 131; 제1수중 펌프
132; 제1센서부 132a; 용량 감지 센서
132b; 과잉 감지 센서 132c; 이송 완료 감지 센서
133a,133b; 순수 공급관 134a; 순수 차단 밸브
134b; 제1차단 밸브 134c; 제2차단 밸브
135; 배합액 공급관 135a; 제3차단 밸브
135b; 제4차단 밸브 136; 몸체
137; 식별 튜브 138a,138b; 연결구
140; 공급 탱크 141; 제2수중 펌프
142; 제2센서부 142a; 보충 감지 센서
142b; 상한치 감지 센서 142c; 하한치 감지 센서
146; 몸체 147; 식별 튜브
148a,148b; 연결구 148; 배출 밸브
150; 액상 펌프 160; 라인 믹서
170; 제어 패널 180; 전장 부품
190; 소잉 장비

Claims (6)

  1. 계면 활성제를 주액받는 계면 활성제 탱크;
    상기 계면 활성제 탱크로부터 계면 활성제를 미리 정해진 용량만큼 공급하는 계면 활성제 공급부;
    미리 정해진 용량의 순수를 공급받고, 상기 계면 활성제 공급부로부터 미리 정해진 용량의 계면 활성제를 공급받은 후, 제1수중 펌프를 이용하여 순수 및 계면 활성제를 1차로 배합한 배합액을 제공하는 배합 탱크;
    상기 배합 탱크의 용량보다 더 크며, 상기 배합 탱크로부터 배합액을 공급받은 후, 제2수중 펌프를 이용하여 2차로 배합하는 동시에 상기 배합액을 외부로 공급하는 공급 탱크; 및
    상기 공급 탱크에 설치되어 다수의 소잉 장비에 배합액을 나눠 공급하는 다수의 액상 펌프를 포함하고,
    상기 계면 활성제 공급부는
    상기 계면 활성제 탱크에 연결되어 미리 정해진 용량만큼 상기 계면 활성제를 흡입하는 흡입기;
    상기 흡입기에 설치되어 미리 정해진 용량만큼 상기 계면 활성제가 이송되도록 하는 스토퍼; 및
    상기 흡입기에 결합되어 상기 흡입된 계면 활성제를 상기 배합 탱크로 이송하는 이송 실린더를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 계면 활성제 공급부는
    상기 이송 실린더의 이송 사이클 횟수에 의해 상기 계면 활성제 탱크로부터 상기 배합 탱크로 공급되는 계면 활성제의 용량이 결정됨을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배합 탱크에는 상기 계면 활성제가 공급되기 전에 순수의 용량 및 배합액의 용량을 센싱하는 제1센서부가 더 설치되고,
    상기 제1센서부는
    미리 정해진 용량만큼 순수가 공급되었는지 감지하는 용량 감지 센서;
    미리 정해진 용량보다 많게 순수가 공급되었는지 감지하는 과잉 감지 센서; 및
    상기 배합액의 이송이 완료되었는지 감지하는 이송 완료 감지 센서를 포함하고,
    상기 배합 탱크에는 상기 용량 감지 센서로부터 미리 정해진 용량의 순수가 공급되었다고 판단될 경우 순수의 공급을 차단하는 순수 차단 밸브가 설치되고, 상기 이송 완료 감지 센서로부터 상기 배합액의 이송이 완료되었다고 판단될 경우 상기 배합액의 공급을 차단하는 배합액 차단 밸브가 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 탱크에는 상기 배합액의 용량을 센싱하는 제2센서부가 더 설치되고,
    상기 제2센서부는
    상기 배합액을 보충하여야 하는지 감지하는 보충 감지 센서;
    상기 배합액이 상한치에 도달하였는지 감지하는 상한치 감지 센서; 및
    상기 배합액이 하한치에 도달하였는지 감지하는 하한치 감지 센서를 포함하고,
    상기 보충 감지 센서에 의해 배합액을 보충하여야 하는 것으로 판단될 경우상기 배합 탱크로부터 상기 공급 탱크로 배합액이 추가적으로 공급되도록 함을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 계면 활성제 배합액 공급 장치.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030043393A (ko) * 2001-11-28 2003-06-02 삼성전자주식회사 슬러리 저장 유니트 및 사용점에서의 혼합 유니트를 갖는슬러리 공급장치
KR20070074060A (ko) * 2006-01-06 2007-07-12 하아나반도체장비 주식회사 계면활성제 공급장치

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