KR20030092465A

KR20030092465A - 도금탱크의 도금액 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20030092465A
Application number: KR1020020030131A
Authority: KR
Inventors: 다카하시에이지
Original assignee: 범핑시스템즈 주식회사; 김용욱
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-06
Also published as: KR100478003B1

Abstract

본 발명은 도금탱크의 도금액 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 표면의 도금을 위해 준비된 도금탱크에 저장된 도금액체, 즉 도금액, 순수액 및 금액의 레벨을 설정수준으로 유지하도록 제어하며, 또한 도금액의 온도를 설정수준으로 제어하도록 함으로서, 웨이퍼에 보다 균일한 두께의 전극 형성을 가능하게 하고, 도금액의 오버플로우나 고갈상태를 사전에 방지할 수 있고, 누전이나 화재의 위험을 사전에 방지할 수 있도록 하는 도금탱크의 도금액 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

도금탱크의 도금액 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PLATING LIQUID IN PLATING TANK}

일반적으로, IC제조 과정에서 웨이퍼에 도전성 물질을 도금하여 전극을 형성시키는데, 이를 위한 범프 도금 장치가 도1에 되어 있다.

도 1은 일반 범프 도금 장치의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 일반적인 범프 도금 장치는 웨이퍼 범프 도금에 대해서 도금 제어 온/오프 및 도금 관련 데이터를 제공하는 호스트 컴퓨터에 해당하는 주 제어기(10)와, 상기 주 제어기(10)의 온/오프 제어에 따라 동작하여 도금액체의 상태에 따라 도금액 공급을 제어하는 서브 컴퓨터에 해당하는 도금 제어장치(20)와, 상기 도금 제어장치(20)의 제어에 따라 도금액체를 이용 웨이퍼 표면에 공급하여 웨이퍼의 표면을 도금하는 도금장치(30)로이루어져 있다.

상기 도금장치(30)는 도금액체, 즉 도금액, 순수액 및 금액을 저장하는 도금탱크와 이 도금탱크에 저장된 도금액체를 웨이퍼의 표면에 공급하여 웨이퍼의 표면을 도금하는 도금욕조로 크게 이루어져 있으며, 상기 도금탱크에서는 원활한 도금을 위해서는 항상 일정한 도금액의 레벨을 유지하여야 함과 동시에, 항상 일정한 온도를 유지하여야 한다.

이와 같은 도금액 레벨 및 온도를 관리하는 종래의 방법은 도금 관리자가 자신의 경험에 따라 일정시간 간격으로 레벨을 직접 측정하여 레벨 부족으로 판단되면 해당 도금액을 보충하고, 온도를 측정하여 도금탱크의 히터를 동작시키는 수 작업으로 이루어진다.

그러나, 이와 같은 종래의 도금액 레벨 및 온도 관리 방법은 수작업으로 행해지는 관계로, 관리자 또는 작업자가 항상 대기하여 감시하여야 하므로 감시인원이 필요하게 되고, 또한 경험에 따른 레벨 및 온도 판단으로 도금액을 수동으로 보충하므로 그 정확성이 떨어지는 문제점이 있으며, 또한, 관리 소홀로 인하여 도금액 레벨이 저하되어 거의 고갈상태에서 히터가 동작하는 경우에는 화재의 위험이 있는 등 과 같은 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 표면의 도금을 위해 준비된 도금탱크에 저장된 도금액체, 즉 도금액, 순수액 및 금액의 레벨을 설정수준으로 유지하도록 제어하며, 또한 도금액의 온도를 설정수준으로 제어하도록 함으로서, 웨이퍼에 보다 균일한 두께의 전극 형성을 가능하게 하고, 도금액의 오버플로우나 고갈상태를 사전에 방지할 수 있고, 누전이나 화재의 위험을 사전에 방지할 수 있도록 하는 도금탱크의 도금액 제어장치 및 방법를 제공하는데 있다.

도 1은 일반 범프 도금 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어방법을 보이는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 주제어장치20 : 인터페이스

30 : 도금제어장치40 : 도금탱크

50 : 도금욕조LS : 레벨센서

TS : 온도센서HT : 히터

V1-V6 : 전자 밸브MV : 수동 밸브

P1-P5 : 펌프ST1-ST3 : 저장탱크

F1,F2 : 필터F/S : 플로우센서

F/M : 플로우미터

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 기술적인 수단으로서, 본 발명은 도금에 필요한 액체(도금액)를 저장하는 도금탱크의 도금액을 관리하는 장치에 있어서, 설정온도, 설정레벨 및 설정PH농도를 포함하는 도금 관련 정보를 전송하여 도금 온/오프를 제어하는 주제어장치; 상기 도금탱크의 도금액의 레벨을 검출하는 레벨센서; 상기 도금탱크의 도금액의 온도를 검출하는 온도센서; 상기 도금탱크의 도금액의 PH농도를 검출하는 PH농도 센서; 상기 도금탱크에 설치된 히터; 상기 주제어장치와 다른 제어장치간의 데이터 전송을 위한 인터페이스; 상기 인터페이스를 통해, 상기 주제어장치로부터 도금 관련 정보를 전송받아 저장하고, 도금 온/오프 제어에 따라 동작하여, 상기 레벨센서에 의한 도금액 레벨과 설정레벨과의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하고, 상기 PH농도 센서에 의한 검출 PH농도와 설정 PH농도와의오차에 따라 순수액 공급을 제어하며, 도금시작부터 카운트되는 도금 시간에 따라 금액 공급을 제어하고, 상기 온도센서에 의한 검출온도와 설정온도와의 오차에 따라 상기 히터의 동작을 제어하는 도금제어장치; 도금액, 순수액 및 금액을 각각 개별적으로 저장하는 저장탱크; 상기 각 저장탱크에서 상기 도금탱크의 상부에 각각 설치된 공급배관; 상기 각 공급배관에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치의 제어에 따라 동작하는 전자 밸브; 상기 각 공급배관에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치의 제어에 따라 동작하는 펌프를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 다른 기술적인 수단으로서, 본 발명은 도금 도금탱크의 도금액 레벨, PH 및 온도를 감지하는 제1 단계(S31); 도금액 레벨이 비상정지 레벨 이하이면 도금동작을 비상정지하고, 이를 경보하는 제2 단계(S32,S33); 감지온도치와 설정치와의 오차에 따라 히터의 동작을 제어하는 제3 단계(S34); 감지 도금액 레벨과 설정 레벨의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하는 제4 단계(S35); 감지 PH와 설정 PH와의 오차에 따라 순수액 공급을 제어하는 제5 단계(S36); 도금시간에 따라 금액 공급을 제어하는 제6단계(S37); 및 종료 선택이전이면 상기 제1 단계로 진행하고, 종료 선택이 있으면 종료하는 제7단계(S38)를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어장치의 구성도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어장치는 도금에 필요한 액체(도금액)를 저장하는 도금탱크(140)의 도금액을 관리하는 장치에 있어서, 설정온도, 설정레벨 및 설정PH농도를 포함하는 도금 관련 정보를 전송하여 도금 온/오프를 제어하는 주제어장치(110)와, 상기 도금탱크(140)의 도금액의 레벨을 검출하는 레벨센서(LS)와, 상기 도금탱크(140)의 도금액의 온도를 검출하는 온도센서(TS)와, 상기 도금탱크(140)의 도금액의 PH농도를 검출하는 PH농도 센서(PHS)와, 상기 도금탱크(140)에 설치된 히터(HT)와, 상기 주제어장치(110)와 다른 제어장치간의 데이터 전송을 위한 인터페이스(120)와, 상기 인터페이스(120)를 통해, 상기 주제어장치(10)로부터 도금 관련 정보를 전송받아 저장하고, 도금 온/오프 제어에 따라 동작하여, 상기 레벨센서(LS)에 의한 도금액 레벨과 설정레벨과의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하고, 상기 PH농도 센서(PHS)에 의한 검출 PH농도와 설정 PH농도와의 오차에 따라 순수액 공급을 제어하며, 도금시작부터 카운트되는 도금 시간에 따라 금액 공급을 제어하고, 상기 온도센서(TS)에 의한 검출온도와 설정온도와의 오차에 따라 상기 히터(HT)의 동작을 제어하는 도금제어장치(130)와, 도금액, 순수액 및 금액을 각각 개별적으로 저장하는 저장탱크(ST1-ST3)와, 상기 각 저장탱크(ST1-ST3)에서 상기 도금탱크(140)의 상부에 각각 설치된 공급배관(PL1-PL2)과, 상기 각 공급배관(PL1-PL3)에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치(130)의 제어에 따라 동작하는 전자 밸브(V1-V3)와, 상기 각 공급배관(PL1-PL3)에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치(130)의 제어에 따라 동작하는 펌프(P1-P3)를 포함한다.

여기서, 도면중 미설명부호인 50은 도금욕조이고, V4-V6는 전자 밸브이고, MV는 수동 밸브이고, P4,P5는 펌프이며, F1 및 F2는 필터이다. 그리고, F/S는 플로우센서이고, F/M는 플로우미터이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에서는, 주제어장치(110)가 도금 시작과 동시에 설정온도, 설정레벨 및 설정PH농도를 포함하는 도금 관련 정보를 도금제어장치(130)로 전송하여, 이와 동시에 도금 온/오프를 제어하게 되고, 이에 따라 도금제어장치(130)는 하기와 같은 제어동작을 수행하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 도금탱크의 도금액 제어방법을 보이는 플로우챠트로서, 도 3을 참조하면, 먼저, 제1 단계(S31)에서는 도금 도금탱크의 도금액 레벨, PH 및 온도를 감지하는데, 이는 본 발명이 적용되는 도금장치의 도금탱크(140)에 설치된 레벨센서(LS), PH농도센서(PHS) 및 온도센서(TS)는 각각 레벨, PH농도 및 온도를 각각 감지하여 도금제어장치(130)로 제공한다.

그 다음, 제2 단계(S32,S33)에서는 상기 도금제어장치(130)가 도금액 레벨이 비상정지 레벨 이하이면 도금동작을 비상정지하고, 이를 경보하는데, 여기서 경보하는 방법은 일반적인 경보 방법으로서, 부저 등의 알람이나 램프를 이용할 수 있으며, 이러한 경보를 통해서 상기 도금액 레벨이 비상정지 레벨 이하일 경우에 이를 즉시 관계자에게 알릴 수 있고, 이에 따라 신속한 대응 조치가 이루어질 수 있게 된다.

그 다음, 제3 단계(S34)에서는 감지온도치와 설정치와의 오차에 따라 히터의 동작을 제어하는데, 이에 따라, 상기 도금탱크(140)의 도금액은 일정한 온도로 유지될 수 있게 된다. 예를 들어, 관리온도가 70℃±1도로 설정되어 있는 경우, 검출온도가 이 관리온도보다 낮을 경우에는 히터(HT)를 동작시켜 온도를 높이고, 또한, 가열하면서 검출온도가 관리온도의 범위에 포함되는 경우에는 상기 히터(HT)의 동작을 정지시킨다.

그 다음, 제4 단계(S35)에서는 감지 도금액 레벨과 설정 레벨의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하데, 이에 대해서 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 감지 도금액 레벨과 설정 레벨를 비교하고, 그 다음, 상기 감지 도금액 레벨이 설정 레벨보다 낮으면 제1 펌프(P1)를 동작시키고, 제1 전자 밸브(V1)를 오픈시켜 제1 저장탱크(ST1)의 도금액을 제1 공급배관(PL1)을 통해 도금탱크(140)로 공급하며, 그 다음, 상기 감지 도금액 레벨이 설정 레벨보다 높으면 상기 제1 펌프(P1)를 정지시키고, 상기 제1 전자 밸브(V1)를 클로즈시킨다.

그 다음, 제5 단계(S36)에서는 감지 PH와 설정 PH와의 오차에 따라 순수액 공급을 제어하는데, 이에 대해서 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 감지 PH농도와 설정 PH농도를 비교하고, 상기 감지 PH 농도가 설정 PH농도보다 낮으면 제2 펌프(P2)를 동작시키고, 제2 전자 밸브(V2)를 오픈시켜 제2 저장탱크(ST2)의 순수액을 제2 공급배관(PL2)을 통해 도금탱크(140)로 공급하며, 상기 감지 PH농도가 설정 PH농도보다 높으면 상기 제2 펌프(P2)를 정지시키고, 상기 제2 전자 밸브(V2)를 클로즈시킨다.

그 다음, 제6단계(S37)에서는 도금시간에 따라 금액 공급을 제어하는데, 이에 대해서 도2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 설정 시간과 도금 시작 시점부터의 경과시간을 비교하고, 상기 경과시간이 설정 시간에 해당되면, 제3 펌프(P3)를 동작시키고, 제3 전자 밸브(V3)를 오픈시켜 제3 저장탱크(ST3)의 금액을 제3 공급배관(PL3)을 통해 도금탱크(140)로 공급하며, 사전에 설정된 공급시간이 경과하면 상기 제3 펌프(P3)를 정지시키고, 상기 제3 전자 밸브(V3)를 클로즈시킨다.

그 다음, 제7단계(S38)에서는 종료 선택이전이면 상기 제1 단계로 진행하고, 종료 선택이 있으면 종료한다.

전술한 바와같은 본 발명의 과정을 통해서, 도금탱크의 도금액을 항상 일정한 레벨로 유지할 수 있고, 또한 항상 관리온도 범위내로 유지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼 표면의 도금을 위해 준비된 도금탱크에 저장된 도금액체, 즉 도금액, 순수액 및 금액의 레벨을 설정수준으로 유지하도록 제어하며, 또한 도금액의 온도를 설정수준으로 제어하도록 함으로서, 웨이퍼에 보다 균일한 두께의 전극 형성을 가능하게 하고, 도금액의 오버플로우나 고갈상태를 사전에 방지할 수 있고, 누전이나 화재의 위험을 사전에 방지할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

도금에 필요한 액체(도금액)를 저장하는 도금탱크(140)의 도금액을 관리하는 장치에 있어서,

설정온도, 설정레벨 및 설정PH농도를 포함하는 도금 관련 정보를 전송하여 도금 온/오프를 제어하는 주제어장치(110);

상기 도금탱크(140)의 도금액의 레벨을 검출하는 레벨센서(LS);

상기 도금탱크(140)의 도금액의 온도를 검출하는 온도센서(TS);

상기 도금탱크(140)의 도금액의 PH농도를 검출하는 PH농도 센서(PHS);

상기 도금탱크(140)에 설치된 히터(HT);

상기 주제어장치(110)와 다른 제어장치간의 데이터 전송을 위한 인터페이스(120);

상기 인터페이스(120)를 통해, 상기 주제어장치(10)로부터 도금 관련 정보를 전송받아 저장하고, 도금 온/오프 제어에 따라 동작하여, 상기 레벨센서(LS)에 의한 도금액 레벨과 설정레벨과의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하고, 상기 PH농도 센서(PHS)에 의한 검출 PH농도와 설정 PH농도와의 오차에 따라 순수액 공급을 제어하며, 도금시작부터 카운트되는 도금 시간에 따라 금액 공급을 제어하고, 상기 온도센서(TS)에 의한 검출온도와 설정온도와의 오차에 따라 상기 히터(HT)의 동작을 제어하는 도금제어장치(130);

도금액, 순수액 및 금액을 각각 개별적으로 저장하는 저장탱크(ST1-ST3);

상기 각 저장탱크(ST1-ST3)에서 상기 도금탱크(140)의 상부에 각각 설치된 공급배관(PL1-PL2);

상기 각 공급배관(PL1-PL3)에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치(130)의 제어에 따라 동작하는 전자 밸브(V1-V3);

상기 각 공급배관(PL1-PL3)에 각각 설치되어, 상기 도금제어장치(130)의 제어에 따라 동작하는 펌프(P1-P3)를 구비함을 특징으로 하는 도금탱크의 도금액 제어장치.
도금 도금탱크의 도금액 레벨, PH 및 온도를 감지하는 제1 단계(S31);

도금액 레벨이 비상정지 레벨 이하이면 도금동작을 비상정지하고, 이를 경보하는 제2 단계(S32,S33);

감지온도치와 설정치와의 오차에 따라 히터의 동작을 제어하는 제3 단계(S34);

감지 도금액 레벨과 설정 레벨의 오차에 따라 도금액의 공급을 제어하는 제4 단계(S35);

감지 PH와 설정 PH와의 오차에 따라 순수액 공급을 제어하는 제5 단계(S36);

도금시간에 따라 금액 공급을 제어하는 제6단계(S37); 및

종료 선택이전이면 상기 제1 단계로 진행하고, 종료 선택이 있으면 종료하는 제7단계(S38)를 구비함을 특징으로 하는 도금탱크의 도금액 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 제4 단계(S35)는

감지 도금액 레벨과 설정 레벨를 비교하는 제1 과정;

상기 감지 도금액 레벨이 설정 레벨보다 낮으면 제1 펌프(P1)를 동작시키고, 제1 전자 밸브(V1)를 오픈시켜 제1 저장탱크(ST1)의 도금액을 제1 공급배관(PL1)을 통해 도금탱크(140)로 공급하는 제2 과정;

상기 감지 도금액 레벨이 설정 레벨보다 높으면 상기 제1 펌프(P1)를 정지시키고, 상기 제1 전자 밸브(V1)를 클로즈시키는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금탱크의 도금액 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 제5 단계(S36)는

감지 PH농도와 설정 PH농도를 비교하는 제1 과정;

상기 감지 PH 농도가 설정 PH농도보다 낮으면 제2 펌프(P2)를 동작시키고, 제2 전자 밸브(V2)를 오픈시켜 제2 저장탱크(ST2)의 순수액을 제2 공급배관(PL2)을 통해 도금탱크(140)로 공급하는 제2 과정;

상기 감지 PH농도가 설정 PH농도보다 높으면 상기 제2 펌프(P2)를 정지시키고, 상기 제2 전자 밸브(V2)를 클로즈시키는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금탱크의 도금액 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 제6 단계(S37)는

설정 시간과 도금 시작 시점부터의 경과시간을 비교하는 제1 과정;

상기 경과시간이 설정 시간에 해당되면, 제3 펌프(P3)를 동작시키고, 제3 전자 밸브(V3)를 오픈시켜 제3 저장탱크(ST3)의 금액을 제3 공급배관(PL3)을 통해 도금탱크(140)로 공급하는 제2 과정;

사전에 설정된 공급시간이 경과하면 상기 제3 펌프(P3)를 정지시키고, 상기 제3 전자 밸브(V3)를 클로즈시키는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금탱크의 도금액 제어방법.