KR20010097192A - 습식 처리 장비의 공조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장치 제조용 습식 처리 장비의 공조 장치에 관한 것으로, 작업대의 화학 액조 위로 설치되며, 필터, 필터가 설치된 유입관 및 유입관을 통해 공기의 흐름을 발생시키는 팬을 구비하는 클린 벤치부와, 화학 액조의 하부 주변에 설치되는 배기구를 가진 배출관을 가지며, 클린 벤치부 유입관과 배출관을 연결하는 연결 배관과 연결 배관의 중간에 압력 게이지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

습식 처리 장비의 공조 장치 {An air flow system of wet station for semiconductor fabrication}

본 발명은 반도체 장치 제조 장비 공조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식 처리 장비의 공조 장치에 관한 것이다.

반도체 장치는 좁은 면적의 반도체 평면에 다수의 전기 전자 소자를 집적시켜 형성하는 고도로 정밀한 장치이다. 따라서 그 제조 과정은 엄격히 통제가 되어야 한다. 제조 과정에서의 미세한 먼지 입자 하나도 반도체 장치에 치명적인 영향을 미치게 된다. 따라서 반도체 장치의 제조 공정 대부분은 고도로 청정한 공간에서 이루어지고 있다.

청정공간 내에서도 반도체 웨이퍼의 가공작업이 이루어지는 작업대는 실내의 먼지가 영향을 미치지 못하도록 공기의 흐름을 만드는 경우가 많다. 이러한 공기의 흐름을 만드는 장치가 공조 장치이다. 대개 반도체 장치 제조 공정에서 공기의 흐름은 작업대 위에서 팬이 공기를 작업대로 불어준다. 이때 작업대에 공급되는 공기는 미세한 통기공을 가져서 작은 먼지까지 걸러주는 몇 개의 필터를 거친 것이므로 먼지가 거의 없는 것이다. 공정의 정밀도에 따라 필터의 여과 입도가 결정되며, 헤파 필터(HEPA FILTER)가 가장 흔히 사용된다. 작업대에 닿은 공기의 흐름은 작업대의 측면을 따라 하강하여 작업실 바닥의 그래이팅을 통과하고 다시 재순환 되는 형태를 취한다.

한편, 화학약품을 사용하는 습식 공정 등에서는 화학약품을 배출시키기 위해 작업대를 거친 공기를 바닥을 통해 재순환하는 대신 배기구를 통해 포집하여 배출하게 된다. 도1은 종래의 습식 처리 장비에 사용되는 공조 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도1을 참조하면, 작업실의 공기는 미도시된 팬에 의해 공급된다. 유입되는 경로에서 입도가 큰 입자를 거르기 위해 예비 필터(1)가 설치되고, 예비 필터(1)를 거쳐 유입되는 공기흐름(6)은 팬에 의해 공기 유입관(2)을 따라 헤파 필터(3) 등의미세 필터에 공급되어 여과된다. 예비 필터(1)와 유입관(2), 팬과 헤파 필터(3)까지를 흔히 '클린 벤치(CLEAN BENCH)'라 한다. 헤파 필터(3)를 거친 공기는 작업대에 있는 화학 액조(4)를 감싸면서 흘러내려 작업대 하부 주위를 감싸듯이 설치된 배기구(5)에 유입된다. 배기구(5)에 유입된 공기는 진공펌프 등의 작용으로 직접 외부로 배출되거나 스크러버 등의 처리장치를 통해 배출된다. 유입관(2)의 헤파 필터(3) 출구 주변과 배기구(5) 입구 주변에는 각각 유량 게이지(9)가 설치되어 헤파 필터(3)를 통해 유입되는 공기의 양과 배기구(5)를 통해 배출되는 공기의 양을 측정할 수 있다.

그런데 종래의 공조 장치에서 공기의 유입량과 배출량이 평형을 이루지 못하면 화학 액조 주위에 공기의 이상 흐름이 발생하여 화학 액조에서 처리되어 건조대로 유입되기 위해 대기하는 웨이퍼를 자연건조시키게 된다. 공기의 이상 흐름은 두 가지 유형으로 나타난다. 첫째는, 필터를 통한 공기 유입량이 더 많은 경우 혹은 클린 벤치에서의 유속이 강한 경우이며, 이 경우, 작업실 내에 와류가 형성되어 대기 웨이퍼가 자연건조되면서 전면성 입자 오염의 문제가 생길 수 있다. 둘째는, 배기구를 통한 공기 배출량이 더 많은 경우이며, 대기 웨이퍼가 자연건조되면서 줄무늬 형태의 흔적을 웨이퍼면에 남기게 된다.

이러한 오염이나 흔적이 남는 경우에는 설비의 청정도에 이상이 없는 경우에도 후속 공정에서 공정 불량을 유발하게 된다. 이런 경우에 대개 정확한 불량의 원인을 알 수 없으므로 설비 전체에 대한 세정작업을 실시하여 공정 효율을 감소시키는 문제가 있다.

또한, 기존의 공조 장치에도 클린 벤치를 통한 공기 유입량과 배기구를 통한 공기 배출량을 측정할 수 있지만, 이들이 각각 설치되어 상호간의 비교가 이루어지기 어렵다. 결국, 공기 유입량과 배출량의 균형이 맞지 않는 상태에서 전술한 문제가 계속되기 쉽다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 반도체 장치 제조를 위한 습식 처리 장비에서 청정한 작업환경을 유지하기 위해 공급되는 공기의 유입과 배출을 평형시킬 수 있는 공조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 종래의 습식 처리 장비 공조 장치를 나타내는 개략적인 구성도.

도2는 본 발명에 따른 습식 처리 장비의 공조 장치를 나타내는 개략적인 구성도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 예비 필터 2: 유입관

3: 헤파 필터(HEPA FILTER) 4: 화학 액조

5: 배기구 6: 공기 흐름

7: 연결 배관 8: 압력 게이지

9: 유량 게이지

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통상의 공조 장치에서 클린 벤치 부분의 유입관 일부와 배기관의 일부를 연결하는 관로를 설치하고 연결 관로 가운데 압력 게이지를 설치하여 클린 벤치 부분과 배기구 부분의 공기의 흐름의 차이에 따른 연결 관로의 압력 차이를 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 습식 처리 장비 공조 장치는, 작업대의 화학 액조 위로 설치되며, 필터, 필터가 설치된 유입관 및 유입관을 통해 공기의 흐름을 발생시키는 팬을 구비하는 클린 벤치부와, 화학 액조의 하부 주변에 설치되는 배기구를 가진 배출관을 가지며, 클린 벤치부 유입관과 배출관을 연결하는 연결 배관과 연결 배관의 중간에 압력 게이지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 기존에 설치된 클린 벤치부 및 배기구 부분의 유량 게이지는 제거될 수 있으며, 본 발명의 특징부인 연결 배관에 설치되는 압력 게이지는 일정 구간의 허용 구간을 설정하여 허용 구간을 넘어설 때 신호를 발생시켜 설비의 중앙 처리 장치에 경고신호를 낼 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.

도2를 참조하면, 종래의 기술을 나타내는 도1과 연결관(7) 및 압력 게이지(8)에 차이가 있음을 알 수 있다. 공조 장치에 의한 공기의 흐름을 살펴보면, 예비 필터(1)를 거치면서 외부 공기가 유입관(2)으로 유입된다. 유입관(2)에는 팬이 설치되어 외부 공기를 흡입하는 역할을 하고, 흡입된 공기가 유속을 가지도록 한다. 유입관(2)의 공기 흐름(6)은 최종적으로 미세한 필터를 통해 걸러진 상태로 공정실 작업대의 화학 액조(4) 위쪽에서 아래쪽으로 공급된다. 미세 필터로는 헤파 필터(3)가 많이 사용되며 근래에 울파 필터(ULPA FILTER)도 사용되고 있다. 공기가 유입관(2)을 나오는 미세 필터 주변에서 유입관(2)에 기존의 유량 게이지(9)에 더하여 연결 배관(7)의 한 말단이 설치된다. 이 연결 배관(7)을 통해 여과된 공기의 일부가 배출관으로 바로 흐르게 된다.

배기구(5)는 화학 액조(4)의 하부 주변에 설치되어 있다. 대부분의 여과된 공기는 화학 액조(4)를 위에서 감싸듯이 아래로 흐르므로 화학 액조(4)에서 나오는 화학물질 가스와 함께 내려와 배기구(5)로 유입된다. 그리고 배출관을 통해 공정실 외부의 스크러버 등으로 배출된다. 예컨데, 연결 배관(7)의 구경이 동일하다면, 연결 배관(7)에서는 미세 필터 주변에서 배기구(5) 주변으로 흐르는 공기의 압력이 배기구(5) 주변의 유속과 미세 필터 주변에서의 유속에 따라 변하게 된다. 유속이같은 경우 유량도 동일하게 된다. 배기구(5) 주변의 유속이 미세 필터 주변에서의 유속보다 큰 경우, 배출 공기량이 많고 연결 배관(7)에 설치되는 압력 게이지(9)는 음을 값을 갖게 된다.

반대로, 배기구(5) 주변의 유속이 미세 필터 주변에서의 유속보다 작은 경우, 유입 공기량이 많고 연결 배관(7)의 압력이 높아지므로 압력 게이지(8)는 양의 값을 나타내게 된다. 압력 게이지(8)는 공정을 감안하여 설치하며, 감도와 허용 범위를 고려하여 적절한 것을 선택하여야 한다.

압력 게이지가 허용된 범위를 넘는 값을 나타내게 되면 압력 게이지는 전기 신호 그밖의 형태로 신호를 발생시킨다. 발생된 신호는 설비의 중앙 조절 장치에 입력되어 경고음를 발생시키거나 경고등을 작동시켜 작업자가 공조 장치의 공기 흐름 이상을 감지하게 한다. 경우에 따라 압력 게이지 값이 피이드백 되어 유입관의 팬의 출력이나 배기관의 밸브를 조절하고 공정실에 유입되는 공기량과 배출되는 공기량이 균형을 이루도록 자동 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면, 습식 처리 장비의 화학 액조 주위에 유입되는 공기량과 유출되는 공기량을 균형시킬 수 있도록 경고하거나 조절할 수 있으므로 처리를 거치고 대기중인 웨이퍼가 공기 흐름에 의해 자연건조되고, 무늬를 띄면서 후속 공정에서 불량을 발생시키는 문제가 없어진다.

Claims (3)

1. 화학 액조 위로 공기를 공급하는 유입관,

   상기 유입관에 설치되는 필터,

   상기 유입관을 통한 공기의 흐름을 발생시키는 팬,

   상기 화학 액조의 하부 주변에 설치되는 배기구를 가진 배출관,

   상기 유입관과 상기 배출관을 연결하는 연결 배관 및

   상기 연결 배관의 중간에 설치되는 압력 게이지를 구비하여 이루어지는 습식 처리 장비의 공조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유입관 및 배출관에 유량 게이지가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 습식 처리 장비의 공조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압력 게이지에는 허용 구간이 설정되어 상기 허용 구간을 넘어설 때 직간접의 경고 신호를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 습식 처리 장비의 공조 장치.