KR19990032647U - 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치에 관한 것으로서, 종래에 배기관을 연결하는 메인 유틸리티측의 기압변동에 의하여 웨트 스테이션의 배기단에서의 배기량을 일정하게 유지하지 못함으로써 화학공정 처리시 발생되는 연기가 원할히 배출되지 못하여 생기는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 고안의 자동배기조절장치는 배기관(11) 내에 모터(13)로 구동되는 팬(14)을 설치하고, 그 후방의 배기압을 감지하여 모터(13)를 적절한 속도로 가변시키면서 구도어제어하는 제어회로(15)를 구비한다. 즉, 메인 유틸리티측에서의 기압변동에 대응하여 모터(13)를 제어하여 그 기압변동과는 무관하게 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정한 배기량을 얻는 것이다. 본 고안에 의하면 웨트 스테이션 장비에서 화학작용으로 발생되는 연기에 의한 피해를 줄이고, 그 배기계통의 자동화로 관리의 효율성을 높일 수 있는 것이다.

Description

반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치

본 고안은 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer)용 웨트 스테이션(wet station)의 자동배기조절장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼의 각종 공정처리시 발생되는 화학적 작용에 의한 연기(chemical fume)를 그 배기단에서 일정한 양으로 조절하여 배기할 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조과정에서는 반도체 웨이퍼 상에 박막성장을 위해 증착한 다음, 성장된 박막을 원하는 패턴(pattern)으로 형성하기 위해, 감광물질을 도포하고 도포된 감광물질을 패턴 마스크(pattern mask)를 통해 노광한 후 화학약품으로 식각하고 잔여 감광물질을 제거함으로써 그 원하는 패턴을 얻는 일련의 패턴처리공정을 거친다. 이러한 패턴처리 공정에는 식각후 웨이퍼 상의 이물질을 제거하기 위한 세정과 린스 및 건조 등의 후처리작업을 필요로 한다.

반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션은 이러한 습식의 식각, 세정, 린스, 건조에 필요한 식각액, 세정액 등의 화학약품을 각각 담고 있는 케미컬 배스(chemical bath)들을 가지고 있다. 이러한 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션에는 도 1에 나타낸 바와 같이 장치의 몸체(1) 후면에서 각 케미컬 배스에서의 처리시 발생되는 화학연기나 그 속에 포함된 미립자(particle)를 배기하는 배기관(2)들이 있으며, 배기관(2) 각각에는 원반형 댐퍼(damper ; 3)와 이 원반형 댐퍼(3)의 개폐각을 조절하는 조절기(4)가 장착되어 있다.

통상 웨트 스테이션의 배기관(2)들은 도시하지 않은 공장내 다른 여러 시스템들과 함께 일정한 경로로 흡입/배기되도록 하는 메인 유틸리티(main utility)와 연결된다. 이 경우, 배기관(2)을 연결하는 웨트 스테이션 각 케미컬 배스의 배기단과 메인 유틸리티의 흡입단 사이에 일정한 기압차를 유지할 필요가 있다. 만약 그렇지 못할 경우 일정한 방향과 일정한 양으로 배기되어야 할 화확연기가 역류하거나 확산됨으로써 그 화학연기에 포함되어 있는 미립자의 배출이 원할하지 않게 되는 것은 물론, 그로 인해 웨트 스테이션 각 부위의 부식이 촉진될 수 있고 심지어 각 케미컬 배스에서의 공정처리 결과에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 따라서 그 흡입단과 배기단의 각 상태의 변동에 따라 상기 배기관(2) 내의 댐퍼(3)의 개폐정도를 잘 조절하여 양측에 대한 일정한 기압차를 유지시켜야 하는 것이다.

반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 배기조절장치로서 종래에 수동식과 반자동식이 알려져 있다.

종래의 수동식 배기조절장치는 도 2와 같이 배기관(2)의 관벽을 관통하여 회전가능하게 지지되는 축(5)에 원반형 댐퍼(3)를 연결하고, 그 축(5)을 전술한 도 1에 나타난 바와 같은 조절기(4)로 돌려서 댐퍼(3)의 개폐정도를 조절하는 구성으로 되어 있다. 이는 전술한 메인 유틸리티측의 기압상태를 기준으로 하여 댐퍼(3)의 개폐각을 조정함으로써 일반적으로 기압이 높은 웨트 스테이션의 배기단에서 기압이 낮은 그 유틸리티의 흡입단으로 향하는 배기량을 제어하는 것이다.

그러나 수동식 배기조절장치는, 메인 유틸리티측에서의 기압 변동에 신축적으로 대응하지 못하므로, 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정량 배기량을 유지할 수 없는 문제점을 가진다.

한편, 종래의 반자동식 배기조절장치는 도 3과 같이 배기관(2)의 관벽 한쪽에 개구(6)를 형성하고, 그 개구(6)에 댐퍼(3')의 상단을 피못(pivot)으로 지지하여 자유롭게 요동하되 자중에 의해 그 자세를 규제받게 하고, 댐퍼(3')의 후면에 그 후면과 나란한 하향의 봉체(7)를 연결하고, 봉체(7)에는 그 봉체(7)를 따라 높낮이조절될 수 있고 댐퍼(3')를 능가하는 무게를 갖는 추(8)를 끼운 구성으로 된다. 즉, 추(8)의 높낮이로 배기량을 조절하게 된 것이다.

이러한 종래의 반자동식 배기조절장치에서는 메인 유틸리티측의 기압 변동에 대해 댐퍼(3')가 요동하게 된다. 따라서 어느 정도의 미소한 기압 변동에 대하여는 적절한 배기량을 유지할 수 있으나, 기압 변동이 심하고, 특히 메인 유틸리티측의 기압이 떨어지는 경우에 신속히 대응하지 못하여 결국 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정한 배기량을 유지할 없게 되는 문제점이 있는 것이다.

뿐만 아니라 전자의 수동식이나 반자동식 모두 메인 유틸리티측의 큰 기압변동에 대해 배기량을 일정하게 유지할 수 없는 문제점을 가지기 때문에 이를 감지하고 비상시 즉각적 조치를 위해 항상 주시할 필요가 있다. 따라서 인력을 고정배치하거나 주변인력을 활용하여야 하는 등 시간과 인력관리를 효율적으로 할 수 없는 문제점도 지적되고 있는 것이다.

본 고안의 목적은, 상기한 종래의 기술에 있어서 메인 유틸리티의 흡입단에서의 기압변동에 효과적으로 대응하지 못함으로써 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정한 배기량을 유지할 수 없는 문제점을 해결하고자, 그 메인 유틸리리티의 흡입단측의 기압에 기초하여 배기압을 자동제어함으로써 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정단 배기량을 유지할 수 있는 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기장치를 제공하는데 있다.

도 1은 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 배기장치를 보인 평면도.

도 2는 종래 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 수동식 배기조절장치의 구조를 보인 종단면도.

도 3은 종래 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 반자동식 배기조절장치의 구조를 보인 종단면도.

도 4는 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치를 그 제어회로와 함께 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 배기관13 : 모터

14 : 팬15 : 제어회로

16 : 센서17 : 배기압 검출부

19 : 처리부20 : 모터구동부

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션과 메인 유틸리티에 연결되는 배기용 배기관을 포함하고,

상기 배기관 내에 장착되어 상기 웨트 스테이션으로부터 메인 유틸리티로 흡기하도록 모터로 구동되는 팬(fan)과, 메인 유틸리티 측에 나타나는 기압에 따라 그 팬의 속도를 조절하면서 구동제어하는 제어수단을 구비하여, 그 메인 유틸리티측의 기압변동에 대응하여 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정한 배기량을 유지할 수 있는 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치를 구성하는 것이다.

이와 같이 본 고안은 배기관을 개폐정도를 조절하여 배기량을 제어하였던 종래의 댐퍼를 사용하는 것과 달리 모터로 구동되는 팬으로 배기량으로 조절하되, 그 팬을 메인 유틸리티측의 기압 변동에 대응하여 속도조절하는 것이다. 이에 따라 메인 유틸리티측에서 큰 폭으로 기압이 변동하여도 그것과 관계없이 웨트 스테이션의 배기단에서의 언제나 일정한 배기량을 얻을 수 있는 것이다.

이하 첨부된 도면 도 4를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

본고안의 바람직한 실시예에 의거한 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치는 도 4와 같이 웨트 스테이션의 배기단과 메인 유틸리티의 흡입단 사이에 연결된 배기관(11), 이 배기관(11) 내에 설치된 지지대(12)에 탑재된 모터(13)와 이 모터(13)로 회전되어 웨트 스테이션측에서 메인 유틸리티측으로 화학연기를 강제흡입하는 팬(14), 팬(14)의 회전속도를 조절하기 위해 모터(13)를 제어하는 제어회로(15)로 구성된다.

제어회로(15)는 배기관(11) 내의 팬(14) 후방측, 즉 메인 유틸리티측에 연결되는 그 배기관(11)내의 배기압을 실시간 감지하는 센서(16)를 가지고 그 배기압을 알리는 신호를 검출해 내는 배기압 검출부(17)와, 이 배기압 검출부(17)에서 검출되는 신호의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(18), 입력된 신호에 기초하여 원하는 배기량에 필요한 팬(14)의 회전속도를 연산하고 그 모터(13)의 구동을 위한 구동신호를 처리하는 처리부(19), 그리고 처리부(19)의 구동신호에 따라 모터(13)를 구동하는 모터구동부(20)로 이루어진다.

모터(13)의 속도를 가변제어하기 위하여, 예를 들면 트라이악(triac) 소자를 사용하여 상용교류전압을 위상제어하는 위상제어회로를 상기한 모터구동부(20)로서 설치하고, 상기는 처리부(19)가 상기 구동신호로서 위상제어회로의 트라이악을 원하는 속도에 따라 트리거(trigger)할 수 있는 위상제어 신호를 처리하는 소정의 알고리즘으로 연산처리하도록 하여 구현될 수 있는 것이다.

즉, 부하변동에 의하여 메인 유틸리티측의 기압이 상승하거나 낮아지면 배기관(11) 내부 특히 팬(14) 후방에서 배기되는 기압이 변동된다. 이러한 기압 변동이 센서(16)에 감지되고 배기압 검출부(17)에서는 그 변동된 기압을 알리는 신호가 실시간으로 출력된다. 이 신호는 아날로그/디지털 변환부(18)에 의하여 디지털 값으로 변환되어 처리부(19)에 입력된다. 처리부(19)는 그 입력되는 신호에 기초하여 모터(13)의 구동신호를 연산처리하고, 모터구동부(20)는 그 구동신호에 따른 전압을 모터(13)에 인가한다. 그리하여 모터(13)는 그 후방의 배기관(11) 내의 압력변화에 대응하여 웨트 스테이션으로부터 일정한 배기량을 흡입하도록 팬(14)의 속도로 가변구동되는 것이다. 이와 같이 모터(13)가 메인 유틸리티측의 부하변동에 기인하게 되는 배기관내의 기압변동(부하변동)에 대응하여 제어됨으로써 웨트 스테이션의 배기단에서의 배기량을 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치는 유틸리티의 상태변화에 대응한 웨트 스테이션의 배기단에서의 일정한 배기량을 유지하는 것은 물론, 필요에 따라 상기 모터의 구동속도를 임의로 가변시켜서 원하는 배기량을 얻는 것도 가능하게 되는 것이다.

이상에 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 웨트 스테이션의 배기단으로 배출되는 배기량을 일정한 양으로 유지하여 배기되는 화학가스의 역류나 확산을 방지하고, 그 역류나 확산에 기인하는 장치의 부식과 반도체 웨이퍼에 대한 공정처리에 영향을 미치는 문제점이 해결된다. 따라서 반도체 웨이퍼 제조공정중 화학작용에 의하여 발생되는 연기에 의하여 장비가 부식되는 피해를 줄이고, 특히 그 공정처리결과에 미치는 악영향을 없애 반도체의 수율을 높이는데에도 기여하는 것이다.

또한 본 고안에 의하면, 배기량 조절이 완전자동으로 이뤄지므로 기존 수동식이나 반자동식의 경우와 같이 작업자가 감시 및 조치할 필요가 없어 그만큼 시간이 절약되고 인력관리의 효율성을 높일 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션과 메인 유틸리티에 연결되는 배기용 배기관과, 배기관 내에 장착되어 상기 웨트 스테이션으로부터 메인 유틸리티로 흡기하도록 모터로 구동되는 팬과, 메인 유틸리티 측에 나타나는 기압에 따라 그 팬의 속도를 조절하면서 구동제어하는 제어수단이 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 제어수단이, 상기한 배기관 내의 배기압을 감지하는 센서를 가지고 그 배기압을 알리는 신호를 검출해 내는 배기압 검출부와, 이 배기압 압출부에서 검출되는 신호에 기초하여 상기한 모터의 구동을 위한 구동신호를 처리하는 처리부, 그리고 처리부의 구동신호에 따라 모터를 구동하는 모터구동부를 포함하여 되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 웨트 스테이션의 자동배기조절장치.