KR101695204B1

KR101695204B1 - 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치

Info

Publication number: KR101695204B1
Application number: KR1020150050809A
Authority: KR
Inventors: 나용환; 송창호; 박정현; 조민석; 박치권
Original assignee: 주식회사 레이크머티리얼즈
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2017-01-12
Also published as: WO2016163578A1; KR20160121710A

Abstract

본 개시(Disclosure)는, 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 관한 것으로서, 본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치는, 소스물질이 저장되는 소스물질 저장조; 상기 소스물질 저장조로부터 상기 소스물질이 공급되어 저장되고, 상단에 개구(opening)를 가지며, 설정된 저장용량을 가지는 계량용기; 상기 계량용기의 개구를 통하여 넘치는 상기 소스물질이 수용되며, 상기 소스물질을 감지하는 소스물질 감지부; 및 상기 계량용기로부터 설정된 저장용량의 소스물질을 공급받는 소스 공급용 캔;을 포함한다.

Description

반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치{APPARATUS FOR METERING AND SUPPLYING SOURCE MATERIAL FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS}

본 개시(Disclosure)는, 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 공정용 소스물질이 수용되는 소스 공급용 캔에 정량의 소스물질을 공급하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

반도체 제조공정에는 다양한 종류의 소스물질이 사용되며, 이들은 각각 소스공급용 캔에 수용된 상태로 반도체 제조공정에 이용된다.

소스 공급용 캔은, 수용된 소스물질의 양이 외부에 표시되고 있으나, 수용된 양이 표시된 양보다 많은 것이 일반적이다.

소스물질의 공급량은 LMFC(Liquid Mass Flowrate Controller)에 의해 제어하는데, 이 경우 소스물질의 비중으로 인한 공급량 제어에 오차가 발생한다.

따라서, 소스물질이 저장된 소스 공급용 캔을 제조하는 제조사는 이러한 오차를 보상하기 위해 표시된 양보다 많은 양의 소스물질을 소스 공급용 캔에 저장하여 반도체 제조사에 공급한다.

이러한 소스물질의 추가 공급은 소스 공급용 캔을 제조하는 제조사에 손실이 되고 있으며, 반도체 제조사의 입장에서도 표시된 양의 소스물질을 사용한 후 소스 공급용 캔을 교체하므로 소스물질의 낭비가 발생하게 된다.

이러한 이유로, 소스 공급용 캔에 공급되는 소스물질의 양을 정확히 계량하여 정량 공급하는 장치의 개발이 요구된다.

이와 관련하여, 기술분야를 서로 달리하나 참고할 만한 기술은 아래와 같다.

국제공개특허 WO2006/051017호는, 엔진으로부터 배기 가스의 후처리를 위한 요소 수용액의 계량 공급을 위한 것으로서, 액체의 계량 공급을 위한 계량 공급 수단(12,30)을 구비한 계량 공급 시스템에 관한 것이며, 상기 액체는 정상 작동-공급 방향(24)에서 저장 탱크(10)로부터 계량 공급 수단(12,30)을 통해 배기 가스 트레인 내로 계량 공급될 수 있다. 액체로 작동되는 적어도 하나의 영역(14)은 계량 공급 위치(33)와 저장 탱크(10) 사이에서 액체의 정상 작동-공급 방향(24)에 반대로 비워질 수 있는 것을 제안하고 있다(도 1 참조).

본 개시는, 반도체 공정용 소스물질이 수용되는 소스 공급용 캔에 정량의 소스물질을 공급하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치는, 소스물질이 저장되는 소스물질 저장조; 상기 소스물질 저장조로부터 상기 소스물질이 공급되어 저장되고, 상단에 개구(opening)를 가지며, 설정된 저장용량을 가지는 계량용기; 상기 계량용기의 개구를 통하여 넘치는 상기 소스물질이 수용되며, 상기 소스물질을 감지하는 소스물질 감지부; 및 상기 계량용기로부터 설정된 저장용량의 소스물질을 공급받는 소스 공급용 캔;을 포함한다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치는, 상기 소스물질 저장조와 상기 계량용기를 연통하는 제1 배관; 상기 제1 배관에 구비되어, 상기 제1 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제1 밸브; 상기 계량용기의 하면과 상기 소스 공급용 캔을 연통하는 제2 배관; 상기 제2 배관에 구비되어, 상기 제2 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제2 밸브; 상기 소스물질 감지부와 상기 소스물질 저장조를 연통하는 제3 배관; 상기 제3 배관에 구비되어, 상기 제3 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제3 밸브; 및 상기 소스물질 감지부에 의해 상기 소스물질이 감지되는 경우, 상기 제1 밸브를 차단하고, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 있어서, 상기 소스물질 감지부는, 상기 계량용기의 상기 개구가 수평이 유지되도록 결합 되어 고정되며, 상기 개구와 연통 되는 소스물질 수용부; 및 상기 소스물질 수용부의 일측에 구비되며, 상기 소스물질 수용부에 상기 소스물질의 수용 여부를 감지하는 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 있어서, 상기 소스물질 수용부는, 상기 개구가 중앙에 위치되는 원통형으로 구비되며, 둘레를 향하여 하향경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 있어서, 상기 계량용기의 둘레에 원형의 띠 형상으로 결합 되어 구비되며, 유연한 부재로 구비되고, 상기 계량용기가 상기 소스물질 수용부에 고정 시 상기 소스물질 수용부에 밀착되는 누설 방지판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 다른 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치는, 상기 소스물질 저장조와 상기 계량용기를 연통하는 제1 배관; 상기 제1 배관에 구비되어, 상기 제1 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제1 밸브; 상기 계량용기의 하면과 상기 소스 공급용 캔을 연통하는 제2 배관; 상기 제2 배관에 구비되어, 상기 제2 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제2 밸브; 상기 소스물질 감지부와 상기 소스물질 저장조를 연통하는 제3 배관; 및 상기 소스물질 감지부에 의해 상기 소스물질이 감지되는 경우, 상기 제1 밸브를 차단하고, 상기 제2 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 소스물질 감지부는, 상기 계량용기의 상기 개구가 수평이 유지되도록 결합 되어 고정되고, 상기 개구와 연통 되며, 상기 개구가 중앙에 위치되는 원통형으로 구비되고, 그 둘레를 향하여 하향경사지게 형성되는 하향경사부와, 상기 하향경사부의 끝단에 계단형상으로 형성되는 계단부를 가지는 소스물질 수용부; 및 상기 소스물질 수용부의 상기 하향경사부 일측에 구비되며, 상기 소스물질 수용부에 상기 소스물질의 수용 여부를 감지하는 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 의하면, 계량용기에 최대로 수용된 소스물질이 소스 공급용 캔에 공급되므로 정량의 소스물질 공급이 가능하게 된다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 의하면, 계량용기로부터 흘러 넘치는 소스물질을 감지하여 계량용기로 소스공급을 차단하므로 하나의 센서로 정량의 소스물질을 계량할 수 있으며, 흘러 넘치는 소스물질의 양을 최소화할 수 있게 된다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 의하면, 계량용기로부터 흘러 넘친 소스물질을 소스 저장조에 회수함으로써 소스물질의 낭비를 최소화할 수 있게 된다.

본 개시의 일 태양에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치에 의하면, 계량용기의 간단한 교체를 통하여 소스 공급용 캔에 공급되어야 하는 소스의 정량을 조절할 수 있게 된다.

도 1은 국제공개특허 WO2006/051017호에 개시된 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치를 보인 도면,
도 3은 도 2에서 계량용기와 소스물질 감지부를 보인 도면,
도 4는 도 3의 일 변형예를 보인 도면,
도 5는 도 3의 다른 일 변형예를 보인 도면 및
도 6은 본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치를 보인 도면이다.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

다만, 이하에서 개시되는 기술적 사상의 명료한 이해를 위해 제한된 실시형태를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하고, 개시되는 기술적 사상이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 개시로부터 유추할 수 있는 다양한 실시형태도 포함됨을 밝혀둔다.

또한, 본 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 개념으로, 그 의미를 파악함에 있어서 사전적 의미에 한정되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되도록 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치를 보인 도면, 도 3은 도 2에서 계량용기와 소스물질 감지부를 보인 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(100)는, 소스물질 저장조(110), 계량용기(120), 소스물질 감지부(130), 소스 공급용 캔(140)을 포함한다.

또한 이들 사이의 소스물질의 이동이 가능하도록 연결하는 3개의 배관(101,102,103), 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 3개의 밸브(101v,102v,103v) 및 제어부(C)를 포함한다.

소스물질 저장조(110)는, 다량의 소스물질이 저장되는 것이다.

소스물질 저장조(110)로부터 배출되는 소스물질은 계량용기(120)에 의해 정량으로 계량되어 소스 공급용 캔(140)으로 공급된다.

계량용기(120)는, 상단에 개구(121)를 가지는 용기로 구비된다.

개구(121)를 형성하는 외연은 수평하게 구비된다.

계량용기(120)는, 소스물질 저장조(110)와 제1 배관(101)을 통해 연통 된다.

제1 배관(101)에는 계량용기(120)와 소스물질 저장조(110) 사이의 소스물질 이동을 선택적으로 조절하는 제1 밸브(101v)가 구비된다.

제1 밸브(101v)의 개폐동작은 제어부(C)에 의해 제어된다.

제1 배관(101)은 일 단이 계량용기(120)의 하면과 연통되도록 구비된다.

계량용기(120)의 하면을 통해 소스물질이 공급되므로, 소스물질의 공급과정에서 소스물질의 최상면에 너울이 발생 되는 것이 방지된다. 따라서 계량용기(120)에 의한 계량 오차를 최소화할 수 있게 된다.

계량용기(120)는 상부가 하부에 비해 좁아지는 형상, 예를 들어 주둥이를 가지는 형상으로 구비된다. 이 또한 소스물질의 공급과정에서 소스물질의 최상 면에 너울이 발생 되는 것이 방지하기 위함이다.

또한 이에 의하면 정량 계량된 소스물질이 계량용기(120)로부터 소스 공급용 캔(140)으로 공급되는 시간을 절약하는 효과도 가진다. 물론 이러한 효과를 위해서는 소스물질이 계량용기(120)의 하면으로 배출되어 소스 공급용 캔(140)으로 공급되는 것이 요구된다.

소스물질 감지부(130)는, 계량용기(120)의 개구(121)를 통하여 넘치는 소스물질이 수용되는 소스물질 수용부(131)를 포함한다. 소스물질 수용부(131)는 소스물질의 수용을 위해 저면과 측면이 요구되나, 상면의 개폐 여부는 중요하지 않다.

소스물질 감지부(130)는, 소스물질 수용부(131)의 일 측에 구비되며, 용기 내부에 소스물질이 존재하는지 여부를 감지하는 감지센서(133)를 포함한다.

감지센서(133)는, 소스물질과 접촉을 통해 감지하는 방식 또는 적외선과 같은 빛의 발광과 수광을 통하여 소스물질 수용부(131)의 바닥면의 높이 변화를 감지하는 방식이 적용될 수 있다. 수위감지센서를 예로 들 수 있다.

소스물질 감지부(130)는, 계량용기(120)의 개구(121)를 통하여 넘치는 소스물질의 존부를 판단하는 것이므로, 소스물질이 계량용기(120)의 개구(121)를 통하는 넘치는 것과 동시에 감지가 이루어지는 것이 바람직하다.

이를 위해, 감지센서(133)는 소스물질 수용부(131)의 저면에 접하여 배치된다.

소스 공급용 캔(140)은, 계량용기(120)로부터 계량된 설정된 저장용량의 소스물질이 공급되어 저장되는 용기이다.

한편, 본 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(100)는, 앞서 설명한 제1 배관(101) 및 제1 밸브(101v)에 더하여, 계량용기(120)의 하면과 소스 공급용 캔(140)을 연통하는 제2 배관(102)과 제2 배관(102)을 통한 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제2 밸브(102v)를 더 포함한다.

또한, 소스물질 감지부(130)와 소스물질 저장조(110)를 연통하는 제3 배관(103)과 제3 배관(103)을 통한 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제3 밸브(103v)를 더 포함한다.

더하여, 제어부(C)는, 소스물질 감지부(130)에 의해 소스물질이 감지되는 경우, 제1 밸브(101v)를 차단하고, 제2 밸브(102v) 및 제3 밸브(103v)를 개방하도록 제어한다.

이에 의해, 제2 배관(102)을 통해 계량용기(120) 내의 소스물질은 소스 공급용 캔(140)으로 공급되고, 제3 배관(103)을 통해 소스물질 감지부(130)의 소스물질 수용부(131)에 수용된 소스물질은 소스물질 저장조(110)로 회수된다.

이 과정에서, 제1 배관(101)을 통해 계량용기(120)로 소스물질이 공급되는 것은 차단된다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 계량용기(120)는 그 개구(121)가 소스물질 수용부(131)의 내부에 연통 되도록 소스물질 수용부(131)의 저면을 관통하여 결합된다. 또한 결합된 상태에서 개구(121)는 수평이 유지되도록 고정된다.

도 4는 도 3의 일 변형예를 보인 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 개시에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(100)에 있어서, 소스물질 수용부(131)는, 개구(121)가 중앙에 위치되는 원통형으로 구비되며, 저면이 둘레를 향하여 하향경사지게 형성된다.

개구(121)를 통하여 넘치는 소스물질이 저면에 형성된 하향경사를 따라 저면의 둘레에 모이게 되므로, 소스물질을 감지하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있고, 소스물질의 양이 적어 감지하지 못하는 문제를 방지할 수 있게 된다.

도 5는 도 3의 다른 일 변형예를 보인 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(100)에 있어서, 계량용기(120)의 둘레에 원형의 띠 형상으로 결합 되어 구비되며, 유연한 부재로 구비되고, 계량용기(120)가 소스물질 수용부(131)에 고정 시 소스물질 수용부(131)에 밀착되는 누설 방지판(123)을 더 포함한다.

이는 개구(121)를 통하여 넘치는 소스물질이 소스물질 수용부(131)와 계량용기(120)의 결합면을 따라 누설되는 것을 방지하기 위함이다.

도 6은 본 개시의 다른 일 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치를 보인 도면이다

도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(200)는, 다른 구성에 있어서는 앞서 설명한 실시형태와 대동소이하나, 소스물질 수용부(231)의 형상을 변경함으로써 앞선 실시형태의 제3 밸브(103v)를 제거한 점에서 차이가 있다.

이하에서 앞서 설명한 실시형태와 차이점에 대해서만 자세히 설명하고, 중복되는 설명은 앞선 설명으로 갈음한다.

본 실시형태에 따른 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치(200)에 있어서, 소스물질 감지부(230)는, 소스물질 수용부(231)와 그 내부에 소스물질의 존부를 감지하는 감지센서(233)를 포함한다.

소스물질 수용부(231)는, 소스물질이 수용되도록 저면과 측면을 가진다.

소스물질 수용부(231)는 원통형으로 구비된다.

소스물질 수용부(231)는, 저면 중앙에 계량용기(120)의 개구(221)가 수평이 유지되도록 결합 되어 고정되고, 개구(221)와 연통 된다.

또한 소스물질 수용부(231)의 저면은, 개구(221)와 결합되는 중앙부로부터 둘레를 향하여 하향경사지게 형성되는 하향경사부(231a)와, 하향경사부(231a)의 끝단에 계단형상으로 형성되는 계단부(231b)를 가진다.

감지센서(233)는, 소스물질 수용부(231)의 하향경사부(231a) 일측에 구비되며, 소스물질 수용부(231)에 소스물질의 수용 여부를 감지한다.

이에 의하면, 개구(221)를 통하여 넘친 소스물질은 소스물질 수용부(231)의 저면에 형성되는 하향경사부(231a)를 따라 이동되면서 감지센서(233)에 의해 감지되고, 계단부(231b)에 모여지게 된다.

한편, 소스물질 감지부(230)와 소스물질 저장조(210)를 연통하는 제3 배관(203)은 계단부(231b)의 저면과 연통되도록 구비된다.

이 경우, 제3 배관(203)을 통한 소스물질의 이동을 제한할 필요성이 사라지므로, 추가적인 밸브가 필요하지 않게 된다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 제1,2 배관(201,202), 제1,2 밸브(201v,202v) 및 제어부(C)가 구비되는 점은 앞선 실시형태와 같다.

Claims

소스물질이 저장되는 소스물질 저장조;
상기 소스물질 저장조로부터 상기 소스물질이 공급되어 저장되고, 상단에 개구(opening)를 가지며, 설정된 저장용량을 가지는 계량용기;
상기 계량용기의 개구를 통하여 넘치는 상기 소스물질이 수용되며, 상기 소스물질을 감지하는 소스물질 감지부;
상기 계량용기로부터 설정된 저장용량의 소스물질을 공급받는 소스 공급용 캔;
상기 소스물질 저장조와 상기 계량용기를 연통하는 제1 배관;
상기 제1 배관에 구비되어, 상기 제1 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제1 밸브;
상기 계량용기의 하면과 상기 소스 공급용 캔을 연통하는 제2 배관;
상기 제2 배관에 구비되어, 상기 제2 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제2 밸브;
상기 소스물질 감지부와 상기 소스물질 저장조를 연통하는 제3 배관;
상기 제3 배관에 구비되어, 상기 제3 배관을 통한 상기 소스물질의 이동을 선택적으로 제한하는 제3 밸브; 및
상기 소스물질 감지부에 의해 상기 소스물질이 감지되는 경우, 상기 제1 밸브를 차단하고, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 소스물질 감지부는,
상기 계량용기의 상기 개구가 수평이 유지되도록 결합 되어 고정되며, 상기 개구와 연통 되는 소스물질 수용부; 및
상기 소스물질 수용부의 일측에 구비되며, 상기 소스물질 수용부에 상기 소스물질의 수용 여부를 감지하는 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 소스물질 수용부는, 상기 개구가 중앙에 위치되는 원통형으로 구비되며, 둘레를 향하여 하향경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 소스물질 감지부는,
상기 계량용기의 상기 개구가 수평이 유지되도록 결합 되어 고정되고, 상기 개구와 연통 되며, 상기 개구가 중앙에 위치되는 원통형으로 구비되고, 그 둘레를 향하여 하향경사지게 형성되는 하향경사부와, 상기 하향경사부의 끝단에 계단형상으로 형성되는 계단부를 가지는 소스물질 수용부; 및
상기 소스물질 수용부의 상기 하향경사부 일측에 구비되며, 상기 소스물질 수용부에 상기 소스물질의 수용 여부를 감지하는 감지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치.
청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 계량용기의 둘레에 원형의 띠 형상으로 결합 되어 구비되며, 유연한 부재로 구비되고, 상기 계량용기가 상기 소스물질 수용부에 고정 시 상기 소스물질 수용부에 밀착되는 누설 방지판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조공정용 소스물질의 계량 공급 장치.