KR102431849B1 - 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템 - Google Patents

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권남원
김문기
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웨스글로벌 주식회사
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Abstract

본 발명은 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 기설정된 비율로 공급받아 혼합함으로써 요구되는 농도의 슬러리를 생성하는 슬러리 혼합부와; 상기 슬러리 혼합부에서 혼합된 슬러리가 유입되어 저장되는 슬러리 저장부와; 상기 슬러리 저장부에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비로 공급되기 전에 여과하여 불순물을 제거하도록 상호 병렬로 연결되는 복수의 필터가 설치되어 어느 하나의 필터에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터를 사용할 수 있도록 한 필터부와; 상기 슬러리 저장부에서 상기 필터부로 유입되는 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 슬러리 저장부의 일측에 구비된 제1농도센서와, 상기 필터부를 통과한 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 필터부의 일측에 구비된 제2농도센서로 이루어지는 센싱부와; 상기 제1농도센서에서 측정된 농도와 상기 제2농도센서에서 측정된 농도를 비교하여 농도의 변화 정도가 설정치를 벗어나면 여과하고 있는 필터의 수명이 다하여 교체시기가 되었다고 판단하고 다른 하나의 필터를 통하여 여과가 이루어지도록 필터 전환 시기를 판단하는 판단부를; 포함한 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템을 제공함으로써, 슬러리 공급장치에 설치된 최종 필터를 통과하기 전과 통과한 후의 슬러리 농도에 대하여 실시간으로 측정이 가능하도록 함으로써 슬러리 농도가 변화시에 신속하고 즉각적으로 슬러리 공급량의 조절이 가능하도록 할 수 있다.

Description

씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템{MIXING AND SUPPLY CONTROL SYSTEM OF CMP SLURRY}
본 발명은 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 슬러리 공급장치에 설치된 최종 필터를 통과하기 전과 통과한 후의 슬러리 농도에 대하여 실시간으로 측정이 가능하도록 함으로써 슬러리 농도가 변화시에 신속하고 즉각적으로 슬러리 공급량의 조절이 가능하도록 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템에 관한 것이다.
최근에는 반도체의 고집적화, 고성능화에 따라, 웨이퍼 등의 반도체 기판표면을 고정밀도로 평탄화는 기술이 요구되고 있다. 이 기술 중 최근에는 화학적 기계적연마(Chemical mechanical polishing: 이하에서 "CMP"라고 함) 공정이 많이 사용되고 있다.
CMP 공정은 반도체의 제조 공정에서 평탄화 기술의 하나로서, 웨이퍼 표면에 연마패드를 접촉시킨 후에 현탁액 성상의 세정액 즉, 슬러리를 그 표면에 공급하면서 회전시켜 연마하는 공정이다.
이러한 CMP 공정은 세리아(산화세륨), 이산화망간, 알루미나, 실리카 등의 미세입자를 포함한 화학용액 즉, 슬러리(slurry)를 웨이퍼 상에 공급하여 물리적 마찰력 및 화학적 반응으로 고정밀도의 연마를 구현할 수 있도록 한다.
한편, 상기의 CMP 공정을 이용한 연마장치를 CMP 장치라고 일컫는데, 이 CMP장치는 웨이퍼 상면에서 회전 및 이동 가능하게 구성된 연마패드를 포함하는 기계장치와, 화학용액의 첨가 및 슬러리의 농도를 조절하여 기계장치의 연마패드와 웨이퍼 사이에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급장치를 포함한다.
이러한 구성의 CMP 장치는 기계장치에서 발생되는 마찰력보다는 슬러리에 포함된 미세입자 및 화학용액에 의해 웨이퍼가 연마되기 때문에, 슬러리를 혼합 및 농도를 조절하는 슬러리 공급장치가 중요한 역할을 한다.
종래의 슬러리 공급장치는 CMP 장치에서 요구하는 슬러리를 사용 전 미리 혼합 및 농도를 조절하여 일시적으로 저장탱크에 저장한 후 CMP 장치에 공급하는 방식을 사용하였다.
그런데, 이러한 종래의 슬러리 공급장치는 슬러리를 혼합 및 슬러리의 농도를 조절시에 혼합하고자 하는 용액이 공급되는 유량만으로 계산치에 의존하여 공급하는 방식이므로 실제 연마 공정에 투입되는 슬러리의 농도를 정확히 파악할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인하여 웨이퍼를 연마시에 슬러리에 의한 스크래치와 같은 연마 불량이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, CMP 장치에 불균일한 압력으로 슬러리를 공급하여 웨이퍼를 연마시에 슬러리의 공급부족 또는 슬러리의 과공급으로 연마면이 불균일하게 연마되는 연마 불량이 발생하거나 작업이 지연되는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 슬러리 공급장치에 설치된 최종 필터를 통과하기 전과 통과한 후의 슬러리 농도에 대하여 실시간으로 측정이 가능하도록 함으로써 슬러리 농도가 변화시에 신속하고 즉각적으로 슬러리 공급량의 조절이 가능하도록 할 수 있는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템은, 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 기설정된 비율로 공급받아 혼합함으로써 요구되는 농도의 슬러리를 생성하는 슬러리 혼합부와; 상기 슬러리 혼합부에서 혼합된 슬러리가 유입되어 저장되는 슬러리 저장부와; 상기 슬러리 저장부에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비로 공급되기 전에 여과하여 불순물을 제거하도록 상호 병렬로 연결되는 복수의 필터가 설치되어 어느 하나의 필터에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터를 사용할 수 있도록 한 필터부와; 상기 슬러리 저장부에서 상기 필터부로 유입되는 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 슬러리 저장부의 일측에 구비된 제1농도센서와, 상기 필터부를 통과한 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 필터부의 일측에 구비된 제2농도센서로 이루어지는 센싱부와; 상기 제1농도센서에서 측정된 농도와 상기 제2농도센서에서 측정된 농도를 비교하여 농도의 변화 정도가 설정치를 벗어나면 여과하고 있는 필터의 수명이 다하여 교체시기가 되었다고 판단하고 다른 하나의 필터를 통하여 여과가 이루어지도록 필터 전환 시기를 판단하는 판단부를; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필터부는 상기 슬러리 저장부와 연결되는 메인라인과 연결되되, 세 가닥으로 분리되어 상기 제1필터, 제2필터, 제3필터가 각각 설치되는 복수의 보조라인과, 상기 제1필터, 제2필터, 제3필터 전단의 상기 보조라인에 각각 설치되어 상기 판단부의 판단에 따라 선택적으로 개폐되는 제1밸브, 제2밸브, 제3밸브를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1필터와 제2필터는 다중 구조로 설치되어 상기 제1밸브와 제2밸브의 개폐에 따라 교번적으로 사용되며, 제3필터는 사용 중지 상태를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1필터와 상기 제2필터의 여과 효율이 저하되었다고 판단되면 상기 제1필터와 상기 제2필터의 사용을 중지하도록 상기 제1밸브와 제2밸브는 폐쇄되고, 상기 제3필터에 의하여 여과가 이루어지도록 상기 제3밸브가 개방되도록 할 수 있다.
아울러, 상기 슬러리 혼합부는 슬러리가 저장되는 혼합탱크와, 상기 혼합탱크의 일측과 연결되어 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 상기 혼합탱크 측으로 공급하는 복수의 유량제어밸브와, 상기 혼합탱크와 상기 슬러리 저장부를 연결하는 토출라인을 포함하며, 상기 토출라인에는 토출농도센서가 설치되며 상기 토출농도센서에서 측정한 농도가 설정 범위를 벗어나면 제1회수밸브가 설치된 제1회수라인을 통하여 상기 혼합탱크로 상기 슬러리를 회수하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 슬러리 저장부는 상기 슬러리 혼합부와 연결되는 복수의 저장탱크가 구비되고, 상기 저장탱크에는 저장된 상기 슬러리의 응집, 침전을 방지하도록 별도의 순환라인과 순환펌프가 설치될 수 있다.
또한, 상기 저장탱크와 상기 혼합탱크 사이에는 상기 저장탱크의 내부에 저장된 슬러리의 농도에 이상이 발생시에 회수할 수 있도록 제2회수밸브가 설치된 제2회수라인이 설치될 수 있다.
아울러, 상기 필터부는 병렬로 상호 연결되는 복수의 필터가 설치되어 어느 하나의 필터에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터를 사용할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 필터부와 상기 씨엠피 장비 사이에는 상기 판단부에서 상기 슬러리의 농도가 낮아진 것으로 판단하면 상기 씨엠피 장비로 상기 슬러리를 공급하기 전에 상기 슬러리의 농도를 보정할 수 있는 급속혼합기가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 급속혼합기로 공급되는 상기 슬러리 원액은 상기 급속혼합기와 연결된 별도의 보조저장탱크에 보관되도록 할 수 있다.
아울러, 상기 보조저장탱크는 순환라인이 설치되며 상기 순환라인에는 상기 슬러리의 응집 및 침전이 발생하지 않도록 상기 슬러리를 순환시키는 순환펌프가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 순환라인에는 순환되는 상기 슬러리에 포함된 과다 입자를 여과시키는 필터가 설치될 수 있다.
또한, 상기 씨엠피 장비의 연마 헤드부 단부에는 상기 씨엠피 장비측으로 실제 투입되는 슬러리의 농도를 최종적으로 모니터링 할 수 있는 별도의 농도계가 설치될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템은 공급되는 슬러리의 농도의 측정을 위하여 농도계를 적용함으로써 연마 공정에 실제로 공급되는 슬러리 농도를 정확하게 측정하고 피드백 제어가 이루어지도록 함으로써 정확한 공정 관리가 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 슬러리 공급장치에 설치된 최종 필터를 통과하기 전과 통과한 후의 슬러리 농도에 대하여 실시간으로 측정이 가능하도록 함으로써 슬러리 농도가 변화시에 신속하고 즉각적으로 슬러리 공급량의 조절이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템의 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피 슬러이 공급 공정 관리시스템의 연결 구조를 개략적으로 기재한 개략도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템의 연결구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피 슬러이 공급 공정 관리시스템의 연결 구조를 개략적으로 기재한 개략도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템은, 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 기설정된 비율로 공급받아 혼합함으로써 요구되는 농도의 슬러리를 생성하는 슬러리 혼합부(100)와; 상기 슬러리 혼합부(100)에서 혼합된 슬러리가 유입되어 저장되는 슬러리 저장부(200)와; 상기 슬러리 저장부(200)에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비(600)로 공급되기 전에 여과하여 불순물을 제거하도록 상호 병렬로 연결되는 복수의 필터(310)가 설치되어 어느 하나의 필터(311)에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터(313)를 사용할 수 있도록 한 필터부(300)와; 상기 슬러리 저장부(200)에서 상기 필터부(300)로 유입되는 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 슬러리 저장부(200)의 일측에 구비된 제1농도센서(410)와, 상기 필터부(300)를 통과한 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 필터부(300)의 일측에 구비된 제2농도센서(420)로 이루어지는 센싱부(400)와; 상기 제1농도센서(410)에서 측정된 농도와 상기 제2농도센서(420)에서 측정된 농도를 비교하여 농도의 변화 정도가 설정치를 벗어나면 여과하고 있는 필터(311)의 수명이 다하여 교체시기가 되었다고 판단하고 다른 하나의 필터(313)를 통하여 여과가 이루어지도록 필터 전환 시기를 판단하는 판단부(500)를; 포함하여 구성되어 있다.
슬러리 혼합부(100)는 슬러리가 저장되는 혼합탱크(110)와, 혼합탱크(110)의 일측과 연결되어 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 상기 혼합탱크(110) 측으로 공급하는 복수의 유량제어밸브(120)와, 상기 혼합탱크(110)와 상기 슬러리 저장부(200)를 연결하는 토출라인(130)을 포함하여 구성되어 있다.
슬러리 혼합부(100)는 혼합탱크(110)에 슬러리 원액, 화학반응용액, 초순수 등의 용액을 미리 정해진 비율로 유량제어밸브(120)를 통하여 공급하며, 공급된 슬러리 원액, 화학반응용액, 초순수 등의 용액을 순환펌프(101)를 통하여 지속적으로 순화시켜 혼합 슬러리 용액을 형성하는 역할을 한다.
유량제어밸브(120)는 공급되는 용액의 개수에 맞추어 구비되는데, 본 발명의 경우에는 슬러리 원액, 화학반응용액, 초순수와 같이 세 개의 용액이 공급되므로 세 개의 유량제어밸브(120)가 설치되어 있다.
토출라인(130)은 혼합탱크(110)와 슬러리 저장부(200)를 연결하는 라인으로서, 토출라인(130)에는 토출농도센서(131)가 설치되며 토출농도센서(131)에서 측정한 농도가 설정 범위를 벗어나면 제1회수밸브(141)가 설치된 제1회수라인(140)을 통하여 혼합탱크(110)로 상기 슬러리를 회수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 혼합탱크(110)의 토출라인(130)에 설치된 토출농도센서(131)에서 측정된 측정값을 기준으로 순환펌프(101)의 회전속도를 제어함으로써 적절한 혼합 상태를 유지할 수 있도록 한다.
슬러리 저장부(200)는 슬러리 혼합부(100)에서 혼합된 슬러리가 유입되어 저장되도록 하는 역할을 한다.
이러한 슬러리 저장부(200)는 슬러리 혼합부(100)와 연결되는 복수의 저장탱크(210)가 구비되고, 저장탱크(210)에는 저장된 상기 슬러리의 응집, 침전을 방지하도록 별도의 순환라인(220)과 순환펌프(230)가 설치되어 있다.
저장탱크(210)는 두 개가 구비됨으로써 어느 하나의 저장탱크(210)에서 공급되는 슬러리의 농도에 이상이 발생할 경우에 다른 하나의 저장탱크(210)를 이용하여 슬러리가 공급되도록 함으로써 안정적인 슬러리의 공급이 이루어지도록 하는 것이 효과적이다.
그리고, 저장탱크(210)와 혼합탱크(110) 사이에는 저장탱크(210)의 내부에 저장된 슬러리의 농도에 이상이 발생시에 회수할 수 있도록 제2회수밸브(250)가 설치된 제2회수라인(240)이 설치되어 있다.
제2회수라인(240)과 제2회수밸브(250)가 설치됨으로써 슬러리 저장부(200)에 저장된 슬러리의 농도에 이상이 발생시에 이러한 슬러기가 필터부(300) 측으로 유입됨을 방지할 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
필터부(300)는 슬러리 저장부(200)에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비(600)로 공급되기 전에 여과하여 불순물을 제거하도록 상호 병렬로 연결되는 복수의 필터(310)가 설치되어 어느 하나의 필터(311)에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터(313)를 사용할 수 있도록 한다.
이러한 필터부(300)는 슬러리 저장부(200)에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비(600)로 공급되기 전에 여과하여 과다 입자와 같은 불순물을 제거함으로써 정확하고 정밀한 연마 공정이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
이를 위하여 필터부(300)는 슬러리 저장부(200)와 연결되는 메인라인과 연결되되, 세 가닥으로 분리되어 제1필터(311), 제2필터(312), 제3필터(313)가 각각 설치되는 복수의 보조라인(330)과, 제1필터(311), 제2필터(312), 제3필터(313) 전단의 상기 보조라인(330)에 각각 설치되어 상기 판단부(500)의 판단에 따라 선택적으로 개폐되는 제1밸브(321), 제2밸브(322), 제3밸브(323)를 포함하여 구성되어 있다.
필터부(300)에 설치되는 필터(310)는 세 가닥으로 분리되며 슬러리 저장부(200)와 연결되는 메인라인과 연결되는 보조라인(330)에 각각 설치되는 제1필터(311), 제2필터(312), 제3필터(313)으로 이루어진다.
그리고, 이러한 필터(310) 전단의 보조라인(300)에는 밸브(320)가 설치되는데, 밸브(320)는 세 가닥의 보조라인(300)에 각각 설치되는 제1밸브(321), 제2밸브(322), 제3밸브(323)로 이루어지며, 이들 제1밸브(321), 제2밸브(322), 제3밸브(323)는 각각 독립적으로 개폐 동작이 가능하게 설치된다.
제1필터(311)와 제2필터(312)는 다중 구조로 설치되어 제1밸브(321)와 제2밸브(322)의 개폐에 따라 교번적으로 사용되며, 제3필터(313)는 사용 중지 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 제1필터(311)와 제2필터(312)의 여과 효율이 저하되었다고 판단되면 제1필터(311)와 제2필터(312)의 사용을 중지하도록 제1밸브(321)와 제2밸브(322)는 폐쇄되고, 제3필터(313)에 의하여 여과가 이루어지도록 제3밸브(323)가 개방되도록 한다.
즉, 이러한 필터부(300)는 병렬로 상호 연결되는 복수의 필터(310)가 설치되어 어느 하나의 필터(311, 312)에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터(313)를 사용할 수 있도록 함으로써 필터의 변경을 통하여 공정 중단없이 지속적으로 운영되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 어느 하나의 필터(311, 312)에서 여과 효율이 저하되지 않더라도 필터(310)의 전단에 설치된 복수의 밸브(320)를 이용하여 일정한 주기로 순환하며 사용할 수 있도록 함으로써 필터의 교환 빈도를 최소화하는 것이 효과적이다.
센싱부(400)는 슬러리 저장부(200)에서 필터부(300)로 유입되는 슬러리의 농도와, 필터부(300)를 통과한 슬러리의 농도를 각각 측정하여 판단부(500)에서 농도의 변화를 판단할 수 있도록 하는 역할을 한다.
이러한 센싱부(400)는 슬러리 저장부(200)에서 상기 필터부(300)로 유입되는 슬러리의 농도를 측정하도록 슬러리 저장부(200)의 일측에 구비된 제1농도센서(410)와, 필터부(300)를 통과한 슬러리의 농도를 측정하도록 필터부(300)의 일측에 구비된 제2농도센서(420)로 구성되어 있다.
판단부(500)는 제1농도센서(410)에서 측정된 농도와 제2농도센서(420)에서 측정된 농도를 비교하여 농도의 변화 정도가 설정치를 벗어나면 여과하고 있는 필터(311)의 수명이 다하여 교체시기가 되었다고 판단하고 다른 하나의 필터(313)를 통하여 여과가 이루어지도록 필터 전환 시기를 판단하는 역할을 한다.
즉, 제2농도센서(420)에서 측정된 농도가 제1농도센서(410)에서 측정된 농도보다 낮을 경우에는 현재 사용되고 있는 제1필터(311)나 혹은 제2필터(312)의 수명이 임박했음을 예측하여 제3필터(313)를 이용하여 여과가 이루어지도록 하며, 수명이 임박하거나 완료된 제1필터(311)나 제2필터(312)는 새로운 필터로 교체할 수 있도록 한다.
그리고, 이상이 발생된 슬러리의 농도를 보정하기 위하여 필터부(300)의 일측에 구비된 급속혼합기(700)를 통하여 슬러리 원액이 공급되도록 함으로써 슬러리 농도를 보정할 수 있도록 한다.
이를 위하여 필터부(300)와 씨엠피 장비(600) 사이에는 판단부(500)에서 상기 슬러리의 농도가 낮아진 것으로 판단하면 씨엠피 장비(600)로 슬러리를 공급하기 전에 슬러리의 농도를 보정할 수 있는 급속혼합기(700)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 급속혼합기(700)로 공급되는 상기 슬러리 원액은 급속혼합기(700)와 연결된 별도의 보조저장탱크(800)에 보관될 수 있도록 한다.
보조저장탱크(800)는 별도의 공급라인을 통하여 슬러리 원액을 공급받도록 할 수 있으며, 보조저장탱크(800)는 순환라인(810)이 설치되고 상기 순환라인(810)에는 상기 슬러리의 응집 및 침전이 발생하지 않도록 상기 슬러리를 순환시키는 순환펌프(820)가 설치되도록 한다.
그리고, 순환라인(810)에는 순환되는 상기 슬러리에 포함된 과다 입자를 여과시키는 필터(830)가 설치되도록 하며, 씨엠피 장비(600)의 연마 헤드부 단부에는 상기 씨엠피 장비측으로 실제 투입되는 슬러리의 농도를 모니터링 할 수 있는 별도의 농도계(610)가 설치되도록 하여, 슬러리 공급 공정의 이상 유무에 대하여 최종적으로 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
농도계(610)는 초음파을 이용한 농도계가 사용되는데, 농도계는 오니 속에 초음파 신호를 보낸 다음 반대편에서 수신한 신호를 분석하여 고형물의 농도를 측정하는 장치. 수신된 초음파의 에너지가 부유 고형물의 양에 반비례하는 현상을 이용한 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템이 동작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 복수의 유량제어밸브(120)를 통하여 정해진 비율로 슬러리 원액, 화학반응용액, 초순수가 혼합탱크(110)의 내부로 유입되면 펌프(101)의 동작에 의하여 이들을 지속적으로 순환시켜 슬러리 용액이 형성되도록 한다.
이러한 슬러리 용액은 토출라인(130)을 통하여 슬러리 저장부(200)의 저장탱크(210) 측으로 토출되고 저장탱크(210)의 일측에 구비된 제1농도센서(410)에 의하여 슬러리 용액의 농도가 측정되도록 한다.
그리고, 저장탱크(210) 내부에서 슬러리 용액의 응집이나 침전을 방지할 수 있도록 저장탱크(210)의 일측에 설치된 순환라인(220)과 순환펌프(230)에 의하여 슬러리 용액의 순환이 지속적으로 이루어질 수 있도록 한다.
저장탱크(210)에 저장된 슬러리 용액은 필터부(300)에 구비된 필터(310)를 통과하면서 슬러리 용액에 포함된 과다 입자가 제거되도록 한 후에 씨엠피 장비(600) 측으로 공급되기 전에 제2농도센서(420)에 의하여 농도의 측정이 이루어지게 된다.
제1농도센서(410)에 의하여 측정된 농도와 제2농도센서(420)에 의하여 측정된 농도의 변화를 비교하여 변화가 없을 경우에는 슬러리 용액을 씨엠피 장비(600)의 연마 헤드부 단부에 구비된 농도계(610)에 의하여 농도 측정이 다시 이루어지도록 한 후에 씨엠피 장비(600) 측으로 슬러리 용액이 공급되도록 한다.
만약에, 제1농도센서(410)에 의하여 측정된 농도보다 제2농도센서(420)에 의하여 측정된 농도가 낮아질 경우에는 현재 사용되고 있는 제1필터(311)나 혹은 제2필터(312)의 수명이 임박했음을 예측하여 제3필터(313)를 이용하여 여과가 이루어지도록 하며, 수명이 임박하거나 완료된 제1필터(311)나 제2필터(312)는 새로운 필터로 교체할 수 있도록 한다.
그리고, 보조저장탱크(800)로부터 슬러리 원액이 급속혼합기(700) 측으로 공급되도록 하여 슬러리 용액의 농도를 정확하게 보정한 후에 농도가 보정된 슬러리 용액을 씨엠피 장비(600)의 연마 헤드부 단부에 구비된 농도계(610)에 의하여 농도 측정이 다시 이루어지도록 한 상태에서 씨엠피 장비(600) 측으로 슬러리 용액이 공급되도록 하여 슬러리 공급 공정의 관리가 이루어지도록 한다.
그리고, 보조저장탱크(800)의 일측에 설치된 순환라인(810)과, 순환라인(810)에 설치된 순환펌프(820)를 이용하여 상기 슬러리 원액의 응집 및 침전이 발생하지 않도록 하며, 순화라인(810)에 설치된 필터(830)를 이용하여 슬러리 원액에 포함된 과다 입자를 여과할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템은 공급되는 슬러리의 농도의 측정을 위하여 농도계를 적용함으로써 연마 공정에 실제로 공급되는 슬러리 농도를 정확하게 측정하고 피드백 제어가 이루어지도록 함으로써 정확한 공정 관리가 가능할 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 슬러리 혼합부 110 : 혼합탱크
120 : 유량제어밸브 130 : 토출라인
131 : 토출농도센서 140 : 제1회수라인
141 : 제1회수밸브 200 : 슬러리 저장부
210 : 저장탱크 220 : 순환라인
230 : 순환펌프 240 : 제2회수라인
250 : 제2회수밸브 300 : 필터부
310 : 필터 311 : 제1필터
312 : 제2필터 313 : 제3필터
320 : 밸브 321 : 제1밸브
322 : 제2밸브 323 : 제3밸브
400 : 센싱부 410 : 제1농도센서
420 : 제2농도센서 500 : 판단부
600 : 씨엠피 장비 700 : 급속혼합기
800 : 보조혼합탱크 810 : 순환라인
820 : 순환펌프 830 : 필터

Claims (12)

  1. 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 기설정된 비율로 공급받아 혼합함으로써 요구되는 농도의 슬러리를 생성하는 슬러리 혼합부(100)와;
    상기 슬러리 혼합부(100)에서 혼합된 슬러리가 유입되어 저장되는 슬러리 저장부(200)와;
    상기 슬러리 저장부(200)에 저장된 슬러리가 씨엠피 장비(600)로 공급되기 전에 여과하여 과다 입자와 같은 불순물을 제거하도록 상호 병렬로 연결되는 복수의 필터(310)가 설치되어 어느 하나의 필터(311)에서 여과 효율이 저하될 경우에 다른 하나의 필터(313)를 사용할 수 있도록 한 필터부(300)와;
    상기 슬러리 저장부(200)에서 상기 필터부(300)로 유입되는 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 슬러리 저장부(200)의 일측에 구비된 제1농도센서(410)와, 상기 필터부(300)를 통과한 슬러리의 농도를 측정하도록 상기 필터부(300)의 일측에 구비된 제2농도센서(420)로 이루어지는 센싱부(400)와;
    상기 제1농도센서(410)에서 측정된 농도와 상기 제2농도센서(420)에서 측정된 농도를 비교하여 농도의 변화 정도가 설정치를 벗어나면 여과하고 있는 필터(311)의 수명이 다하여 교체시기가 되었다고 판단하고 다른 하나의 필터(313)를 통하여 여과가 이루어지도록 필터 전환 시기를 판단하는 판단부(500)를; 포함하고,
    상기 필터부(300)와 상기 씨엠피 장비(600) 사이에는 상기 판단부(500)에서 상기 슬러리의 농도가 낮아진 것으로 판단하면 상기 씨엠피 장비(600)로 상기 슬러리를 공급하기 전에 상기 슬러리의 농도를 보정할 수 있는 급속혼합기(700)가 더 구비되고,
    상기 급속혼합기(700)로 공급되는 상기 슬러리 원액은 상기 급속혼합기(700)와 연결된 별도의 보조저장탱크(800)에 보관되며,
    상기 씨엠피 장비(600)의 연마 헤드부 단부에는 상기 씨엠피 장비측으로 실제 투입되는 슬러리의 농도를 최종적으로 모니터링 할 수 있는 별도의 농도계(610)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터부(300)는 상기 슬러리 저장부(200)와 연결되는 메인라인과 연결되되, 세 가닥으로 분리되어 제1필터(311), 제2필터(312), 제3필터(313)가 각각 설치되는 복수의 보조라인(330)과, 상기 제1필터(311), 제2필터(312), 제3필터(313) 전단의 상기 보조라인(330)에 각각 설치되어 상기 판단부(500)의 판단에 따라 선택적으로 개폐되는 제1밸브(321), 제2밸브(322), 제3밸브(323)를 포함한 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1필터(311)와 제2필터(312)는 다중 구조로 설치되어 상기 제1밸브(321)와 제2밸브(322)의 개폐에 따라 교번적으로 사용되며, 제3필터(313)는 사용 중지 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1필터(311)와 상기 제2필터(312)의 여과 효율이 저하되었다고 판단되면 상기 제1필터(311)와 상기 제2필터(312)의 사용을 중지하도록 상기 제1밸브(321)와 제2밸브(322)는 폐쇄되고, 상기 제3필터(313)에 의하여 여과가 이루어지도록 상기 제3밸브(323)가 개방되도록 하는 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 혼합부(100)는 슬러리가 저장되는 혼합탱크(110)와, 상기 혼합탱크(110)의 일측과 연결되어 슬러리 원액, 화학반응용액(H2O2) 및 초순수(deionized water)를 상기 혼합탱크(110) 측으로 공급하는 복수의 유량제어밸브(120)와, 상기 혼합탱크(110)와 상기 슬러리 저장부(200)를 연결하는 토출라인(130)을 포함하며,
    상기 토출라인(130)에는 토출농도센서(131)가 설치되며 상기 토출농도센서(131)에서 측정한 농도가 설정 범위를 벗어나면 제1회수밸브(141)가 설치된 제1회수라인(140)을 통하여 상기 혼합탱크(110)로 상기 슬러리를 회수하는 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬러리 저장부(200)는 상기 슬러리 혼합부(100)와 연결되는 복수의 저장탱크(210)가 구비되고, 상기 저장탱크(210)에는 저장된 상기 슬러리의 응집, 침전을 방지하도록 별도의 순환라인(220)과 순환펌프(230)가 설치된 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저장탱크(210)와 상기 혼합탱크(110) 사이에는 상기 저장탱크(210)의 내부에 저장된 슬러리의 농도에 이상이 발생시에 회수할 수 있도록 제2회수밸브(250)가 설치된 제2회수라인(240)이 설치된 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보조저장탱크(800)는 순환라인(810)이 설치되며 상기 순환라인(810)에는 상기 슬러리의 응집 및 침전이 발생하지 않도록 상기 슬러리를 순환시키는 순환펌프(820)가 설치된 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 순환라인(810)에는 순환되는 상기 슬러리에 포함된 과다 입자를 여과시키는 필터(830)가 설치된 것을 특징으로 하는 씨엠피 슬러리 혼합 및 공급 제어 시스템.
  12. 삭제
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