KR20000008871A - 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 케미컬 혼합 공급장치 - Google Patents

반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 케미컬 혼합 공급장치 Download PDF

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Abstract

케미컬이 혼합,공급되어 공정이 이루어지는 설비에 점유공간을 적게 차지하면서 케미컬을 공급하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치에 관한 것이다.
본 발명은, 다수의 저장조에 서로 다른 케미컬들이 각각 저장되고, 상기 저장조에 관을 통해 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단이 각각 구비되는 케미컬 공급부가 구비되고, 상기 케미컬 공급부가 연결되어 상기 서로 다른 케미컬들이 유입되고, 내부에 유입경로를 유도하는 경사면이 형성되되, 다수의 층이 구비되는 케미컬 혼합용기를 통해 연결되어 혼합된 상기 케미컬들을 소정 장치에 공급하는 중간저장조를 구비함으로써 상기 케미컬이 혼합되도록 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의하면 특수한 내부구조의 용기에 의해 케미컬의 혼합이 자연적인 흐름에 의해 이루어지고, 공급장치의 구조가 단순화되어 장치의 설치비용 및 공간이 확보되는 효과가 있다.

Description

반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 케미컬 혼합 공급장치
본 발명은 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케미컬이 혼합,공급되어 공정이 이루어지는 설비에 점유공간을 적게 차지하면서 케미컬을 공급하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치에 관한 것이다.
통상, 반도체 장치를 제조하는 공정에는 다양한 혼합비율을 갖는 케미컬들이 사용되고 있다. 이들 케미컬들은 각각 따로 보관되어 소정 유효기간 내에 단독 또는 혼합하여 사용되고 있다.
종래의 케미컬 공급장치는 서로 다른 케미컬들을 저장하는 각각의 케미컬 저장용기에서 하나의 케미컬이 혼합용기에 투입되면 혼합하고자 하는 케미컬이 투입되는 순차적인 공급에 의해 이루어지고, 혼합용기 내부에 혼합용 모터가 구비되어서 모터에 연결된 팬(Fan)의 회전에 의해 케미컬이 혼합되어 이루어졌다.
예를 들면, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 사용되는 슬러리(Slurry)의 경우 비용 및 운반 등의 문제로 인하여 농축된 상태로 제조되어서 실제 공정에 투입되기 전에 혼합장치에 의해 다른 케미컬류, 즉 순수나 과산화수소수 등과 혼합하여 공급하였다. 이 경우 슬러리를 혼합하기 위한 대규모의 혼합장치가 필수적으로 구비되어야 하고, 이를 구비하기 위해서는 상당한 비용이 추가되어야 하며, 장치의 관리를 위한 인력이 요구되었다.
따라서, 전술한 바에 의하면, 종래의 케미컬 혼합장치 및 혼합용기는 그 규모 및 크기가 커야 하므로 제조설비의 설치면적이 확대되어야 했고, 설비의 관리를 위해 인력이 동원되어야 하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 서로 다른 케미컬을 동시에 투입 및 혼합하고, 불순물을 거르는 판을 구비하여 양질의 혼합된 케미컬을 설비에 공급하기 위한 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 케미컬을 혼합하여 공급하는 장치의 구조를 단순화하여 설치면적을 줄이고, 케미컬을 동시에 혼합,공급하도록 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치를 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치의 실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 도1의 혼합용기를 나타내는 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기를 나타내는 도2의 용기를 수직으로 절단한 단면도이다.
도4는 도2의 용기에 내장되는 상판을 나타내는 평면도이다.
도5는 도2의 용기에 내장되는 하판을 나타내는 평면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 용기 10a, 10b, 10c : 경사면
12, 14, 16, 30, 34 : 저장조 18, 22, 26, 40 : 펌프
20, 24, 28, 32, 36 : 밸브 38 : 중간저장조
42 : 폴리셔(Polisher) 50, 60 : 홀(Hole)
100, 200 : 판
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기는, 서로 다른 둘 이상의 종류의 케미컬이 유입되는 유입구와 유출되는 유출구를 구비하고, 내부에 유체를 저장하는 소정 공간을 구비하되, 용기의 내측벽에 경사면이 상기 유출구 방향으로 형성되어 상기 케미컬이 상기 용기의 내측벽으로 유입되면서 흘러서 상기 둘 이상의 종류의 케미컬이 혼합되도록 이루어진다.
그리고, 상기 경사면은 상기 용기의 높이에 따라 서로 다른 방향의 경사를 유도하는 둘 이상의 면이 구비되어 상기 케미컬의 흐르는 방향이 유도록 하고, 나사선 형상으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 용기는 원추형의 형상으로 이루어지고, 상부에서 하부로 갈수록 직경이 작아지며, 상기 용기 내부에는 상부와 하부로 구분하고, 방사형의 홀이 형성된 다수의 판이 삽입되어 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상기 판은 두 개 이상을 구비하고, 상기 상부의 상기 판에 형성된 상기 홀이 상기 하부에 형성된 상기 홀 보다 크게 형성되어 이루어짐이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치는, 다수의 저장조에 서로 다른 케미컬들이 각각 저장되고, 상기 저장조에 관을 통해 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단이 각각 구비되는 케미컬 공급부, 상기 케미컬 공급부가 연결되어 상기 서로 다른 케미컬들이 유입되고, 내부에 유입경로를 유도하는 경사면이 형성되되, 다수의 층이 구비되는 케미컬 혼합용기 및 상기 케미컬 혼합용기에 연결되어 혼합된 상기 케미컬들을 소정 장치에 공급하는 중간저장조를 구비함으로써 상기 케미컬을 혼합 공급하여 이루어진다.
그리고, 상기 서로 다른 케미컬들은 슬러리, 순수, 과산화수소수가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 펌핑수단은 유량자동제어펌프(Peristaltic Pump)로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 케미컬공급부는 슬러리(Slurry)를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 슬러리를 공급하는 제 1 공급부, 순수를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 순수를 공급하는 제 2 케미컬 공급부 및 과산화수소수를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 과산화수소수를 공급하는 제 3 케미컬 공급부를 구비하여 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 공급부에는 상기 펌핑수단과 병렬로 연결되고, 별도의 슬러리 저장조로부터 위치차에 의해 상기 슬러리가 상기 혼합용기에 공급되어 이루어질 수 있고, 상기 제 3 공급부에는 상기 펌핑수단과 병렬로 연결되고, 별도의 과산화수소수 저장조로부터 위치차에 의해 상기 과산화수소수가 상기 혼합용기에 공급되어 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 다수의 층에는 판상의 면에 다수의 홀이 형성되어 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 중간저장조와 상기 소정 장치 사이에는 상기 케미컬을 펌핑에 의해 공급하는 유량자동제어펌프가 더 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 다수의 저장조에 저장된 상기 케미컬들은 상기 케미컬 공급부로부터 동시에 상기 케미컬 혼합용기에 동시에 공급되어 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기 및 케미컬 혼합 공급장치의 실시예는 도1 및 도5를 참조하여 동시에 아래에 기재한 바와 같이 상세히 설명한다.
먼저, 도1을 참조하면, 케미컬 혼합용기(10)에 서로 다른 각각의 케미컬이 저장되는 세 개의 저장조들(12, 14, 16)로부터 연결되고, 용기(10)의 배출되는 부위에 중간저장조(38)가 연결되며, 중간저장조(38)는 폴리셔(42)에 펌프(40)를 통해 연결되어 있다.
용기(10)와 슬러리 저장조(12) 사이에는 펌프(18)와 밸브(20)가 차례로 연결되어 있으며, 펌프(18)와 밸브(20) 사이에는 분기된 배관에 별도의 슬러리 저장조(30)가 밸브(32)를 통해 강제적인 펌핑수단에 의하지 않고 자연적으로 공급되도록 연결되어 있다.
용기(10)와 순수 저장조(14) 사이에는 펌프(22)와 밸브(24)가 연결되어 있다.
그리고, 용기(10)와 과산화수소수 저장조(16) 사이에는 펌프(26)와 밸브(28)가 차례로 연결되어 있으며, 펌프(26)와 밸브(28) 사이에는 분기된 배관에 별도의 과산화수소수 저장조(34)가 밸브(36)를 통해 자연적으로 공급되도록 연결되어 구성되어 있다.
이들 각각의 저장조들(12, 14, 16, 30, 34, 38), 펌프들(18, 22, 26, 40), 밸브들(20, 24, 28, 32, 36) 및 혼합용기(10)는 배관에 의해 연결되며, 펌프들(18, 22, 26, 40) 및 밸브들(20, 24, 28, 32, 36)의 동작은 도시하지 않은 제어수단에 의해 자동으로 동작되도록 이루어진다.
또한, 도2는 혼합용기(10)의 사시도로서 그 내부는 세 개의 층(10a, 10b, 10c)을 이루는데, 도3에 의하면, 혼합용기(10)의 내벽의 단면은 서로 다른 경사면을 갖는 세 개의 층(10a, 10b, 10c)이 형성되어 있고, 용기(10)의 내부에는 상부 및 하부에 서로 다른 크기의 홀(50, 60)이 형성되어 있는 판(100, 200)이 구비되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 바에 의해 슬러리, 순수 및 과산화수소수는 필요에 따라 혼합용기(10)에 공급되어 혼합되고, 폴리셔(42)에 공급되기 전 중간저장조(38)를 통해 저장된다.
구체적으로, 소정 제어수단에 의해 밸브(20)가 열리고, 펌프(18)가 동작하여 슬러리가 펌핑되어 소정량이 혼합용기(10)에 공급되면, 용기(10)의 내벽에 형성된 경사면을 따라 용기(10)의 하부로 흐르게 된다. 이와 동시에 밸브(24)가 열리면서 펌프(22)가 작동하여 순수가 용기(10)에 공급되는데, 전술한 슬러리와 함께 경사면을 흐르게 되면서 혼합되고, 특히 상부 및 하부에 설치된 판(100, 200)에 형성된 홀(50, 60)을 통과하면서 와류가 발생하여 혼합이 원활하게 이루어지는 효과가 있다. 도4 및 도5에 이를 도시한 바와 같이, 두 개의 판들(100, 200)은 상부와 하부에 각각 다른 크기의 홀(50, 60)이 형성되어 있는데, 케미컬에 포함되어 공급될 수 있는 불순물 또는 굳은 물질이 걸러지도록 이루어져 있는 것이다.
필요에 따라 금속성분을 연마하기 위해 과산화수소수를 사용하는데, 이때 제어수단에서는 과산화수소수를 공급하기 위해 밸브(28)를 개방시키고, 펌프(26)를 동작하여 과산화수소수를 혼합용기(10)에 공급하여 용기(10)의 내측벽을 통해 공급되어 전술한 슬러리 및 순수와 혼합된다.
밸브들(20, 24, 28, 32, 36)과 펌프들(18, 22, 26, 40)의 작동을 제어하는 제어수단은 케미컬의 혼합비율을 적절히 형성시키도록 작동시간을 조절하도록 동작한다.
이렇게 혼합된 케미컬들은 하부에 형성된 배출관을 통해 중간저장조(38)로 저장되어 폴리셔(42)에서 혼합된 케미컬이 요구되면 펌프(40)에 의한 펌핑으로 공급이 이루어지도록 되어 있다.
실시예에서 사용되는 펌프들(18, 22, 26, 40)은, 케미컬과의 직접적인 접촉이 없고, 펌프자체의 오염이나 손상을 발생시키지 않는 유량자동제어펌프를 사용하고 있다. 특히, 이 펌프(18, 22, 26, 40)는 역류방지기능을 수행함으로 역류나 불순물의 침입이 방지되는 기능을 갖는다.
전술한 실시예에서는 CMP공정에 적용되는 예를 설명하였지만, 케미컬을 혼합하여 공급되도록 하는 장치에 확대하여 적용될 수 있음은 당연하다할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예에 의하면, 케미컬의 혼합이 원활히 이루어지고, 장치를 이루는 설비가 단순화되는 이점이 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 특수한 내부구조의 용기에 의해 케미컬의 혼합이 자연적인 흐름에 의해 이루어지고, 공급장치의 구조가 단순화되어 장치의 설치비용 및 공간이 확보되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (15)

  1. 서로 다른 둘 이상의 종류의 케미컬이 유입되는 유입구와 유출되는 유출구를 구비하고, 내부에 유체를 저장하는 소정 공간을 구비하되, 용기의 내측벽에 경사면이 상기 유출구 방향으로 형성되어 상기 케미컬이 상기 용기의 내측벽으로 유입되면서 흘러서 상기 둘 이상의 종류의 케미컬이 혼합되도록 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 경사면은,
    상기 용기의 높이에 따라 서로 다른 방향의 경사를 유도하는 둘 이상의 면이 구비되어 상기 케미컬의 흐르는 방향이 유도됨을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 경사면은,
    나사선 형상으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 용기는,
    원추형의 형상으로 이루어지고, 상부에서 하부로 갈수록 직경이 작아짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 용기 내부에는 상부와 하부로 구분하고, 방사형의 홀이 형성된 다수의 판이 삽입되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 판은,
    두 개 이상을 구비하고, 상기 상부의 상기 판에 형성된 상기 홀이 상기 하부에 형성된 상기 홀 보다 크게 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 용기.
  7. 다수의 저장조에 서로 다른 케미컬들이 각각 저장되고, 상기 저장조에 관을 통해 연결되어 상기 케미컬을 펌핑하는 펌핑수단이 각각 구비되는 케미컬 공급부;
    상기 케미컬 공급부가 연결되어 상기 서로 다른 케미컬들이 유입되고, 내부에 유입경로를 유도하는 경사면이 형성되되, 다수의 층이 구비되는 케미컬 혼합용기; 및
    상기 케미컬 혼합용기에 연결되어 혼합된 상기 케미컬들을 소정 장치에 공급하는 중간저장조;
    를 구비함으로써 상기 케미컬을 혼합 공급하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 서로 다른 케미컬들은,
    슬러리, 순수, 과산화수소수가 포함됨을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 펌핑수단은,
    유량자동제어펌프(Peristaltic Pump)로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 케미컬공급부는,
    슬러리(Slurry)를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 슬러리를 공급하는 제 1 공급부;
    순수를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 순수를 공급하는 제 2 케미컬 공급부; 및
    과산화수소수를 저장하는 상기 저장조가 상기 펌핑수단에 관을 통해 연결되어 펌핑에 의해 상기 혼합용기에 상기 과산화수소수를 공급하는 제 3 케미컬 공급부;
    를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 공급부에는,
    상기 펌핑수단과 병렬로 연결되고, 별도의 슬러리 저장조로부터 위치차에 의해 상기 슬러리가 상기 혼합용기에 공급되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 3 공급부에는,
    상기 펌핑수단과 병렬로 연결되고, 별도의 과산화수소수 저장조로부터 위치차에 의해 상기 과산화수소수가 상기 혼합용기에 공급되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 다수의 층에는,
    판상의 면에 다수의 홀이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간저장조와 상기 소정 장치 사이에는 상기 케미컬을 펌핑에 의해 공급하는 유량자동제어펌프가 더 구비됨을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 저장조에 저장된 상기 케미컬들은 상기 케미컬 공급부로부터 상기 케미컬 혼합용기에 동시에 공급되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체 장치 제조용 케미컬 혼합 공급장치.
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