KR102302154B1 - 배관 드라이 장치 및 기판 처리 장치 - Google Patents

배관 드라이 장치 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관 드라이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 드라이 장치는 상온의 드라이 기체가 유입되는 제1포트; 설비 내부 배관과 연결되고, 고온의 드라이 기체가 배출되는 제2포트; 상기 제1포트와 상기 제2포트를 연결하는 라인; 및 상기 드라이 기체를 소정 온도로 가열하기 위해 상기 라인 상에 설치되는 열교환 수단을 포함할 수 있다.

Description

배관 드라이 장치 및 기판 처리 장치{apparatus for drying a pipe and Apparatus for treating substrate}
본 발명은 기판 처리 설비의 배관 건조 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 등과 같은 집적회로 소자의 제조 공정은 공정 중 발생하는 파티클 뿐 아니라, 장비로부터의 오염, 공정진행 중의 반응물 또는 생성물에 의한 오염 등 다양한 오염원에 의해 생성된 불순물들을 제거하는 세정 공정을 포함한다. 특히, 집적회로가 미세화되고 소자가 초고집적화하면서 과거에는 중요하게 생각하지 않았던 0.1㎛ 정도의 매우 작은 오염원들도 제품의 성능에 커다란 영향을 미치게 되고 따라서 오염원의 제거를 위한 세정 공정의 중요성은 계속 증가하고 있다.
따라서, 다수의 공정이 진행되는 기판의 표면을 깨끗한 상태로 유지하기 위하여 각 공정의 전 단계 및/또는 후 단계에 세정 공정이 수행된다. 이에 집적회로 소자를 완성하기 위하여 세정 공정이 반복해서 진행되고, 이에 전체 제조 공정의 30 내지 40 퍼센트 정도를 세정 공정이 차지한다. 또한, 디자인룰이 미세화됨에 따라 전체 공정에서 차지하는 세정 공정의 비율은 점점 더 증가하고 있다.
한편, 세정 공정에 사용되는 세정 설비는 케미컬을 분사하여 기판 상에 잔재하는 불순물들을 제거하는 세정 공정과 세정 공정에 사용된 케미컬을 제거하기 위하여 고정 노즐을 사용해 린스액(초순수)을 분사하여 케미컬을 제거하는 린스 공정이 이루어진다.
이러한 기판 세정 설비는 설비 조립 후 테스트 과정을 거치며, 테스트를 통과한 설비는 출하전에 처리유체 공급 배관 내의 잔류물(테스트 과정에서 사용된 후 공급 배관 내에 잔류하는 처리유체)을 제거하는 작업이 요구된다.
본 발명의 일 과제는, 반도체 설비 조립 후 출하 전에 설비 내 배관을 효과적으로 건조시킬 수 있는 기판 처리 설비의 배관 건조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상온의 드라이 기체가 유입되는 제1포트; 설비 내부 배관과 연결되고, 고온의 드라이 기체가 배출되는 제2포트; 상기 제1포트와 상기 제2포트를 연결하는 라인; 및 상기 드라이 기체를 소정 온도로 가열하기 위해 상기 라인 상에 설치되는 열교환 수단을 포함하는 배관 드라이 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열교환 수단은 드라이 기체가 통과하면서 고온의 드라이 기체로 변환되도록 복수의 유로들을 갖는 히팅 블록들이 다단으로 형성된 바디를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열교환 수단은 상기 바디의 외주면을 둘러싸도록 설치되어 상기 히팅 블록들을 가열하는 자켓 형태의 히터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 히팅 블록들 각각은 자체 발열을 위한 열선들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 히팅 블록들은 적층 형태로 분리 가능하게 상호 체결 고정될 수 있다.
또한, 상기 블록들 사이에는 버퍼 공간이 제공될 수 있다.
또한, 상기 마주하는 히팅 블록들 상의 유로들은 서로 엇갈리게 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디는 드라이 기체가 유입되는 유입구 및 고온의 드라이 기체가 빠져나가는 배출구를 포함하고, 상기 블록들 중에서 상기 유입구와 마주하는 상기 블록은 드라이 기체의 흐름을 분산시키기 위한 기류 분산 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 라인상에 설치되고, 상기 설비 내부 배관으로 공급될 드라이 기체의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및 상기 라인상에 설치되고, 상기 드라이 기체를 필터링하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버; 상기 처리 공간에 연결되며, 상기 처리 공간으로 유체를 공급하거나 상기 처리 공간으로부터 유체를 배출하는 배관; 및 상기 배관 내부를 건조시키는 건조 부재를 포함하되, 상기 건조 부재는, 상기 배관과 연결 가능하게 제공되고 상기 배관으로 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 및 상기 가스 공급 라인에 설치되어 상기 가스를 가열하는 가열 부재를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 가열 부재는, 상기 가스가 유입되는 유입구 및 상기 가스가 유출되는 유출구가 형성되고, 그 내부에 가스가 흐르는 통공들이 형성된 격판들을 갖는 바디; 및 상기 바디를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 격판은, 복수의 제1통공이 형성된 제1판; 복수의 제2통공이 형성되고, 상기 제1판과 마주보는 제2판을 포함하고, 상기 제1통공과 상기 제2통공은 서로 간에 정렬 상태에서 어긋나게 위치될 수 있다.
또한, 상기 배관 상에 설치된 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 건조 부재에서 상기 배관으로 가스가 공급될 때 주기적으로 가스 흐름이 차단되도록 상기 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 유입구와 마주하는 상기 격판에는 가스의 흐름을 분산시키기 위한 기류 분산 플레이트가 설치될 수 있다.
또한, 상기 가스는 청정건조공기(CDA;Clean Dried Air)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터는 상기 케이스를 둘러싸도록 설치되는 자켓 히터 또는 상기 격판에 매립되도록 설치되는 열선을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 반도체 설비 조립 후 출하 전에 설비 내 배관을 빠른 시간안에 효과적으로 건조시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 드라이 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환 부재의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 열교환 부재의 단면도이다.
도 4는 히팅 블록들의 체결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 히팅 블록에 설치되는 기류 분산 플레이트를 보여준 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 부재의 단면도이다.
도 7은 배관 드라이 장치를 이용한 기판 처리 설비의 배관 건조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 드라이 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배관 드라이 장치(1000)는 테스트 과정을 통과한 설비를 출하하기 전에 테스크 과정에서 공급 배관 내에 잔류하는 처리유체를 제거 및 공급 배관을 건조하는데 사용되는 장치이다.
배관 드라이 장치(1000)는 케이스(1100)을 가지며, 케이스(1100)에는 제1포트(1110)와 제2포트(1120)들이 외부로 노출된 상태로 제공될 수 있다. 제1포트(1110)는 설비의 공급 배관(이하, 배관이라고 함.)으로 공급될 드라이 기체가 유입되는 유입 포트이고, 제2포트(1120)는 건조하고자 하는 설비의 배관과 연결되는 연결 포트이다. 제1포트(1110)를 통해 드라이 기체 공급부(100)로부터 제공받은 상온의 드라이 기체는 소정 온도로 가열된 후 제2포트(1120)들을 통해 작업하고자 하는 대상 설비의 배관들로 공급될 수 있다. 드라이 기체로는 청정건조공기(CDA;Clean Dried Air)를 사용할 수 있다.
배관 드라이 장치(1000)는 제1포트(1110)와 제2포트(1120)를 연결하는 라인(1200)을 포함한다. 연결 라인(1200)은 메니폴드(1300)를 거쳐 복수개의 라인(1210)으로 분기될 수 있다. 라인(1210)에는 설비 내부 배관으로 공급될 드라이 기체의 압력을 조정하는 압력 조정기(regulator,1212), 라인을 개폐하는 밸브(1214), 드라이 기체의 가열을 위한 열교환 부재(1400) 그리고 드라이 기체 상의 오염물질을 필터링하기 위한 필터(1216)가 순차적으로 설치될 수 있다.
이와 같이, 배관 드라이 장치(1000)는 드라이 기체의 분기/압력 그리고 온도까지 조정이 가능할 수 있다.
제1포트(1110)를 통해 유입되는 드라이 기체는 대략 상온의 온도(약 21℃)를 가지며, 제2포트(1120)를 통해 배출되는 드라이 기체는 열교환 부재에 의해 가열되면서 대략 50℃ 이상의 온도를 갖게 된다.
열교환 부재(1400))는 드라이 기체를 소정 온도로 가열하기 위해 라인(1210) 상에 설치될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환 부재의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 열교환 부재의 단면도이며 도 4는 히팅 블록들의 체결 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 히팅 블록에 설치되는 기류 분산 플레이트를 보여준 도면이다.
열교환 부재(1400)는 바디(1410) 및 히터(1450)를 포함할 수 있다.
바디(1410)는 드라이 기체가 통과하면서 고온의 드라이 기체로 변환되도록 복수의 유로(1424)들을 갖는 블록(1420)들이 다단으로 형성될 수 있다. 히팅 블록(1420)들은 적층 형태로 분리 가능하게 상호 체결 고정될 수 있다. 또한, 히팅 블록(1420)들 사이에는 버퍼 공간(1422)이 제공될 수 있다. 히팅 블록(1420)들은 서로 마주하는 블록들 상의 유로(1424)들이 서로 엇갈리게 제공되도록 상호 체결될 수 있다. 일 예로, 위에서부터 첫번째 히팅 블록(1420,#1)과 두번째 히팅블록(1420;#2)은 서로 소정 각도 틀어진 상태로 결합되고, 세번째 히팅 블록(1420,#3)과 다섯번째 히팅 블록(1420,#5)은 첫번째 히팅 블록(S1420,#1)과 같은 각도이고, 네번째 히팅 블록(1420,#4)과 여섯번째 히팅 블록(1420,#6)은 두번째 히팅 블록(1420,#2)과 같은 각도로 체결될 수 있다.
한편, 열교환 부재의 바디(1410)는 상부 바디(1412)와 하부 바디(1414)를 포함한다. 상부 바디(1412)에는 드라이 기체가 유입되는 입구(1413)가 제공되며, 하부 바디(1414)에는 히팅 블록(1420)들의 유로들을 통과하면서 고온으로 가열된 드라이 기체가 배출되는 출구(1415)가 제공된다.
일 예로, 상부 바디(1412)와 하부 바디(1414) 사이에는 6개의 히팅 블록(1420)들이 적층 형태로 제공되어 있다. 본 실시예에서는 열교환 부재(1400)가 6개의 히팅 블록(1420)들을 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 히팅 블록들의 개수는 변경가능하다.
바디(1410)는 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 이루어지며, 그 표면은 PTFE로 코팅하여 파티클 및 금속 오염을 차단한다.
한편, 바디(1410)는 기류 분산 플레이트(1480)를 포함한다. 기류 분산 플레이트(1480)는 히팅 블록(1420)들 중에서 입구(1413)와 마주하는 히팅 블록(1420)에 입구(1413)와 대향되는 위치에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 입구(1413)를 통해 유입되는 드라이 기체는 기류 분산 플레이트(1480)에 의해 가장자리로 확산 및 분산된다.
히터(1450)는 바디(1410)의 외주면을 둘러싸도록 설치되어 히팅 블록(1420)들을 가열하는 히팅 자켓 형태로 제공된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 부재의 단면도이다.
도 6의 실시예를 설명함에 있어서 앞서 설명한 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 6의 실시예에 따른 열교환 부재(1400a)는 히팅 블록(1420)들 각각이 자체 발열을 위한 열선(1452)과, 열선(1452)과 연결되는 전원 공급 단자(1454)를 갖는다는 점에서 앞서 설명한 실시에와 차이가 있다.
본 실시예에 따른 열교환 부재(1400a)는 열선(1452)이 히팅 블록(1420) 내에 매립된 형태로 설치됨으로써 열선(1452)에 의해 히팅 블록(1520) 자체의 온도가 빠르게 상승됨으로써 히팅 자켓 방식보다 열 효율성이 우수한 특징이 있다.
도 7은 배관 드라이 장치를 이용한 기판 처리 설비의 배관 건조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서와 같이, 기판 처리 설비(10)는 다수의 공정 챔버(200)들을 포함할 수 있다. 공정 챔버(200) 각각에는 기판 상으로 처리 유체를 공급하는 노즐(210)들이 제공되며, 노즐에는 배관(220)이 연결되어 있다.
배관 드라이 장치(1000)는 제2포트(1120)에 노즐의 배관(220)을 연결하고, 제1포트(1110)에는 드라이 기체 공급부(100)를 연결한다. 이렇게 연결 작업이 끝나면, 드라이 기체 공급부(100)를 통해 제공되는 드라이 기체는 열교환 부재(도 1 참조)를 통과하면서 원하는 온도로 상승되고, 이렇게 가열된 드라이 기체는 공정 챔버(200)의 배관(220)으로 공급된다. 배관 내의 잔류하는 처리 유체는 공급되는 드라이 기체에 의해 노즐(210)을 통해 토출되고, 배관(220) 내부는 건조 처리된다. 배관 건조 공정시 공정 챔버에 로딩되는 기판은 더미 기판일 수 있다. 이 과정에서 배관(220)으로 드라이 기체가 공급될 때 주기적으로 기체 흐름이 중단되도록 제어부(240)가 배관(220) 상에 설치된 밸브(230)를 개폐 제어한다. 이로 인해, 배관(220)에 공급되는 드라이 기체는 일시적으로 압력이 상승될 수 있고, 드라이 기체의 공급/중단이 반복되면서 효과적으로 배관을 건조시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000 : 배관 드라이 장치 1100 : 케이스
1200 : 히팅 블록 1300 : 메니폴드
1400 : 열교환 부재 1210 : 라인
1212 : 압력 조정기 1214 : 밸브
1216 : 필터

Claims (16)

  1. 설비 내부 배관의 건조를 위한 배관 드라이 장치에 있어서:
    상온의 드라이 기체가 유입되는 제1포트;
    설비 내부 배관과 연결되고, 고온의 드라이 기체가 배출되는 제2포트;
    상기 제1포트와 상기 제2포트를 연결하는 라인; 및
    상기 드라이 기체를 소정 온도로 가열하기 위해 상기 라인 상에 설치되는 열교환 수단을 포함하되;
    상기 열교환 수단은
    드라이 기체가 통과하면서 고온의 드라이 기체로 변환되도록 복수의 유로들을 갖는 히팅 블록들이 다단으로 형성된 바디를 포함하며,
    상기 히팅 블록들 각각은 자체 발열을 위한 열선들을 포함하는 배관 드라이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히팅 블록들은
    적층 형태로 분리 가능하게 상호 체결 고정되는 배관 드라이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블록들 사이에는 버퍼 공간이 제공되는 배관 드라이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 마주하는 히팅 블록들 상의 유로들은 서로 엇갈리게 제공되는 배관 드라이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 드라이 기체가 유입되는 유입구 및 고온의 드라이 기체가 빠져나가는 배출구를 포함하고,
    상기 블록들 중에서 상기 유입구와 마주하는 상기 블록은 드라이 기체의 흐름을 분산시키기 위한 기류 분산 플레이트를 포함하는 배관 드라이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인상에 설치되고, 상기 설비 내부 배관으로 공급될 드라이 기체의 압력을 조정하는 압력 조정부; 및
    상기 라인상에 설치되고, 상기 드라이 기체를 필터링하는 필터를 더 포함하는 배관 드라이 장치.
  10. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 챔버;
    상기 처리 공간에 연결되며, 상기 처리 공간으로 유체를 공급하거나 상기 처리 공간으로부터 유체를 배출하는 배관; 및
    상기 배관 내부를 건조시키는 건조 부재를 포함하되,
    상기 건조 부재는,
    상기 배관과 연결 가능하게 제공되고 상기 배관으로 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 및
    상기 가스 공급 라인에 설치되어 상기 가스를 가열하는 가열 부재를 포함하며,
    상기 가열 부재는
    가스가 통과하면서 고온의 가스로 변환되도록 복수의 유로들을 갖는 히팅 블록들이 다단으로 형성된 바디를 포함하고,
    상기 히팅 블록들 각각은
    자체 발열을 위한 열선들을 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 배관 상에 설치된 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 건조 부재에서 상기 배관으로 가스가 공급될 때 주기적으로 가스 흐름이 차단되도록 상기 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 바디는
    유입구를 포함하며,
    상기 유입구와 마주하는 상기 히팅 블록에는 가스의 흐름을 분산시키기 위한 기류 분산 플레이트가 설치되는 기판 처리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스는 청정건조공기(CDA;Clean Dried Air)를 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 삭제
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