KR20040066539A - Slurry agitating apparatus for semiconductor manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조용 슬러리 교반 장치(slurry agitating apparatus for semiconductor manufacture)에 관한 것으로, 상세하게는 교반 동작을 수행하는 임펠러 샤프트(impeller shaft)가 교반조의 바닥 중앙부에 상방을 향하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 슬러리 교반 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slurry agitating apparatus for semiconductor manufacture, and in particular, an impeller shaft for performing a stirring operation is configured upwardly at the bottom central portion of the agitating vessel. It relates to a slurry stirring device for production.
반도체를 제조하기 위한 공정 중 씨엠피 공정(CMP process; Chemical Mechanical Polishing process)이란 화학적, 기계적 방법을 사용하여 웨이퍼(wafer)의 적층면을 평탄화시키는 공정으로서, 그 공정에는 슬러리라는 일종의 연마사(polishing powder)와 물의 혼합물이 사용된다. 혼합물의 특성상 슬러리는 사용에 앞서 교반 과정을 필요로 하는데, 이는 교반 과정을 통해 슬러리 내 연마사의 밀도를 균일하게 함으로써 공정 진행시 균일한 연마 특성을 얻기 위함이다. 슬러리의 교반 과정은 슬러리 교반 장치를 통해 이루어지는데, 종래의 슬러리 교반 장치는 슬러리의 교반이 이루어지는 교반조 내부의 일측에 하나의 날개군(群)이 외부의 회전 구동 수단과 회전축을 통해 기계적으로 연결되어 수평 회전 동작을 수행하는 구조로 되어 있으며, 자세한 구조 및 동작에 관해서는 이하의 도면을 참조하여 계속 설명한다.The chemical mechanical polishing process (CMP process) is a process of planarizing the laminated surface of a wafer using chemical and mechanical methods. The process includes a slurry called polishing. mixtures of powder and water are used. Due to the nature of the mixture, the slurry requires a stirring process prior to use, in order to obtain uniform polishing characteristics during the process by making the density of the abrasive sand in the slurry uniform through the stirring process. The stirring process of the slurry is performed through a slurry stirring device. In the conventional slurry stirring device, one wing group is mechanically connected to an external rotating drive means and a rotating shaft on one side of the inside of the stirring tank where the slurry is stirred. It has a structure for performing a horizontal rotation operation, detailed structure and operation will be described with reference to the drawings below.
도 1은 종래의 일반적인 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 개략적으로 보여주는 도이다.1 is a view schematically showing a conventional slurry stirring device for manufacturing a conventional semiconductor.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 일반적인 반도체 제조용 슬러리 교반 장치는 슬러리(50)에 대한 교반이 이루어지는 교반조(130)의 상부 일측에 슬러리 투입구(133)가 구성되고 하부의 중앙부에는 슬러리 배출구(136)가 구성된다. 교반조(130) 상부의 또다른 일측에는 모터(motor)와 같은 회전 구동 수단(100)이 구성되는데, 그 회전 구동 수단(100)은 교반조(130) 내부로 일단이 인입 구성된 회전 축(120)의 타단과 기계적으로 연결되어 교반조(130) 내부에서의 회전 동작을 얻을 수 있도록 구성되어 있다. 교반조(130) 내부로 인입된 회전 축(120)의 일단에는 복수 개의 교반용 날개가 하나의 무리를 이룬 날개군(125)이 구성되어 있는데, 이 날개군(125)을 이용하여 교반조(130) 내부에 공급되는 슬러리(50)의 교반 동작을 수행한다.As shown in FIG. 1, in a conventional slurry manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor, a slurry inlet 133 is formed at one side of an upper side of a stirring vessel 130 where stirring is performed on the slurry 50, and a slurry outlet 136 is formed at the center of a lower portion thereof. ) Is configured. Another side of the upper portion of the stirring vessel 130 is configured with a rotation drive means 100, such as a motor (motor), the rotation drive means 100 is rotated shaft 120 is configured to enter one end into the stirring vessel 130 Is mechanically connected to the other end of the) is configured to obtain a rotational motion inside the stirring vessel (130). At one end of the rotating shaft 120 drawn into the stirring tank 130 is configured a wing group 125 is a group of a plurality of stirring blades, by using the wing group 125 agitating tank ( 130) the stirring operation of the slurry 50 supplied therein is performed.
이러한 종래의 구조에서는 교반 동작을 수행하는 날개군(125)의 각 날개가 형성하는 각도에 따라 교반시 슬러리(50)의 와류 조건이 민감하게 영향을 받기 때문에 교반조(130)의 크기 및 날개군(125)의 구성 위치 등에 따른 적당한 날개의 각도를 선정하기가 어려웠다. 이러한 점은 날개군(125)의 파손시 대용품의 선정을 어렵게 할 뿐만 아니라, 유동성이 강한 슬러리(50)에 있어서의 균일한 교반 효과를 얻지 못하게 하는 문제점으로 존재하였다.In this conventional structure, since the vortex conditions of the slurry 50 are sensitively affected by the angle formed by each wing of the wing group 125 performing the stirring operation, the size and wing group of the stirring tank 130 are It was difficult to select the proper wing angle according to the configuration position of 125 and the like. Such a point not only makes it difficult to select a substitute when the wing group 125 is broken, but also has a problem of not obtaining a uniform stirring effect in the slurry 50 having high fluidity.
따라서, 본 발명은 교반 동작을 수행하는 날개군의 날개 각도의 영향을 최소화시키면서도 교반 작업에 있어서는 슬러리의 균일한 교반 효과를 얻을 수 있도록 구성한 반도체 제조용 슬러리 교반 장치의 제공을 그 목적으로 하다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor configured to obtain a uniform stirring effect of the slurry in the stirring operation while minimizing the influence of the wing angle of the wing group performing the stirring operation.
도 1은 종래의 일반적인 반도체 제조용 슬러리 교반 장치(slurry agitating apparatus for semiconductor manufacture)를 개략적으로 보여주는 도,1 is a schematic view showing a conventional slurry agitating apparatus for manufacturing a semiconductor (slurry agitating apparatus for semiconductor manufacture),
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 보여주는 도, 및2 is a view showing a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to a first embodiment of the present invention, and
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 보여주는 도이다.3 is a view showing a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300 : 회전 구동 수단100, 200, 300: rotation drive means
120 : 회전 축120: rotation axis
130, 230, 330 : 교반조130, 230, 330: stirring tank
50 : 슬러리50: slurry
133, 233, 333 : 슬러리 투입구133, 233, 333: slurry inlet
136, 236, 336 : 슬러리 배출구136, 236, 336: slurry outlet
240, 340 : 임펠러 샤프트(impeller shaft)240, 340: impeller shaft
125, 225, 325 : 날개군(群)125, 225, 325: wing group
250, 350 : 동력 전달용 벨트(belt)250, 350: belt for power transmission
360 : 교반조 지지용 외부 구조360: external structure for the support of the stirring tank
365 : 로울러(roller)365: roller
이러한 목적을 이루기 위하여, 본 발명은 반도체 제조용 슬러리에 대한 교반 작용이 이루어지는 교반조와, 그 교반조 내부의 바닥 중앙부에 상방을 향하여 형성되고 그 외주면에는 상하 일정 간격을 두고 복수 개의 날개군이 형성되는 임펠러 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an agitating tank having a stirring action on the slurry for producing a semiconductor, and an impeller formed in the bottom center of the inside of the agitator upwards and a plurality of wing groups are formed on the outer peripheral surface at regular intervals up and down It provides a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor comprising a shaft.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 보여주는 도이다.2 is a view showing a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to a first embodiment of the present invention.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치는 슬러리(50)에 대한 교반이 이루어지는 교반조(230)의 상부에 슬러리 투입구(233)가 구성되고 하부의 일측에는 슬러리 배출구(236)가 구성된다. 교반조(230) 내부의 바닥 중앙부에는 상방을 향하여 임펠러 샤프트(240)가 형성되는데, 임펠러 샤프트(240)는 그 외주면에 상하 일정 간격을 두고 3 개의 날개군(225))이 형성되어 있다. 임펠러 샤프트(240)의 하단은 교반조(230)의 바닥 중앙부를 관통하여 교반조(230) 외부로 인출되어 있으며, 인출된 그 하단은 외부에구성된 회전 구동 수단(200)과 동력 전달용 벨트(belt; 250)를 통해 기계적으로 연결되어 수평 회전 동작을 수행하도록 구성된다.As shown in FIG. 2, in the slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to the first exemplary embodiment of the present invention, a slurry inlet 233 is formed at an upper portion of a stirring vessel 230 in which stirring with respect to the slurry 50 is performed, and one side of the lower portion is provided. The slurry outlet 236 is configured. An impeller shaft 240 is formed upward in the bottom center portion of the stirring vessel 230, and the impeller shaft 240 has three wing groups 225 formed on the outer circumferential surface thereof at regular intervals up and down. The lower end of the impeller shaft 240 passes through the bottom center of the stirring tank 230 and is drawn out to the outside of the stirring tank 230, and the lower end of the impeller shaft 240 is provided with a rotation drive means 200 and a power transmission belt (outside). mechanically connected via a belt 250 to perform a horizontal rotational motion.
이러한 구조에서는 교반을 수행하는 날개군(225)이 임펠러 샤프트(240)에 복수 개 형성되고 임펠러 샤프트(240)가 교반조(230)의 중앙부에 수직으로 형성된 상태에서 수평 회전을 통하여 교반 동작을 수행하기 때문에 날개군(225)의 각 날개가 형성하고 있는 각도의 영향을 감소시키면서도 종래의 구조와 비교하여 슬러리(50)에 대한 교반 동작을 보다 균일하고 원활하게 진행할 수 있다.In such a structure, a plurality of wing groups 225 for agitating are formed on the impeller shaft 240 and the impeller shaft 240 is vertically formed at the center of the agitation tank 230 to perform a stirring operation through horizontal rotation. Therefore, the stirring operation for the slurry 50 can be performed more uniformly and smoothly as compared with the conventional structure while reducing the influence of the angle formed by each wing of the wing group 225.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치를 보여주는 도이다.3 is a view showing a slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to a second embodiment of the present invention.
도 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치는 슬러리(50)에 대한 교반이 이루어지는 교반조(330) 내부의 바닥 중앙부에 상방을 향하여 임펠러 샤프트(340)가 형성되는데, 그 임펠러 샤프트(340)는 외주면에 상하 일정 간격을 두고 3개의 날개군(325)이 형성되어 있으며, 그 하단은 교반조(330)의 바닥 중앙부를 관통하여 교반조(330) 외부로 인출되어 있다. 인출된 임펠러 샤프트(340)는 고정되는데, 그 내부는 속이 빈 파이프(pipe) 구조로 되어 있으며, 테프론(teflon) 재질로 형성된다. 임펠러 샤프트(340)에 있어서 교반조(330) 바닥과의 근접 부분에는 내부의 파이프 구조와 연결된 슬러리 배출구(336)가 형성되어 교반된 슬러리(50)의 배출 통로로 이용된다. 교반조(330)는 외부에 구성된 회전 구동 수단(300)과 동력 전달용 벨트(350)를 이용해 기계적으로 연결되어 수평 회전 동작을 수행하도록 구성되는데, 교반조(330)의 외부에는 교반조 지지용 외부 구조(360)가 구성돼 있어 교반조(330)의 회전시 교반조(330)의 지지를 수행한다. 교반조(330)와 교반조 지지용 외부 구조(360) 사이에는 교반조(330)의 회전 방향에 대응하여 회전할 수 있는 로울러(roller; 365)가 구성되어 교반조(330)의 회전을 보다 원활하게 하며, 교반조(330)로의 슬러리(50) 투입은 교반조 지지용 외부 구조(360)의 상부에 형성되어 있는 슬러리 투입구(333)를 통하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, in the slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to the second exemplary embodiment of the present invention, an impeller shaft 340 is upwardly directed to the bottom center portion of the stirring vessel 330 where stirring is performed on the slurry 50. The impeller shaft 340 is formed on the outer circumferential surface three wing groups 325 are formed at regular intervals, the lower end of the stirring tank 330 through the bottom center portion of the stirring tank 330 to the outside It is withdrawn. The drawn impeller shaft 340 is fixed, the inside of which is a hollow pipe (pipe) structure, is formed of a Teflon (teflon) material. In the impeller shaft 340, a slurry outlet 336 connected to an internal pipe structure is formed at a portion of the impeller shaft 330 adjacent to the bottom of the stirring tank 330, and is used as a discharge passage of the stirred slurry 50. Stirring tank 330 is configured to perform a horizontal rotation operation is mechanically connected by using the rotary drive means 300 and the power transmission belt 350 configured on the outside, the outside of the stirring tank 330 for the support of the stirring tank The outer structure 360 is configured to perform the support of the stirring tank 330 during the rotation of the stirring tank 330. Between the stirring tank 330 and the external structure for supporting the stirring tank 360, a roller 365 that can rotate in response to the rotation direction of the stirring tank 330 is configured to see the rotation of the stirring tank 330 Smoothly, the slurry 50 is introduced into the stirring vessel 330 through the slurry inlet 333 formed on the upper portion of the external structure 360 for supporting the stirring vessel.
이러한 구조 또한 앞서 기술한 제 1 실시예에서와 같이, 날개군(325)의 각 날개가 형성하고 있는 각도의 영향을 감소시키면서도 종래의 구조와 비교하여 슬러리(50)에 대한 교반 동작을 보다 균일하고 원활하게 진행할 수 있다.This structure also reduces the influence of the angle formed by each wing of the blade group 325, as in the first embodiment described above, while making the stirring operation on the slurry 50 more uniform than the conventional structure. You can proceed smoothly.
제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 나타낸 구조 등에서는 각각 교반조의 내측면에 별도의 교반용 날개를 형성하여 임펠러 샤프트와 더불어 교반 동작을 수행케 함으로써 교반 효과를 더욱 높일 수도 있다.In the structure shown in the first embodiment or the second embodiment, the stirring effect may be further enhanced by forming a separate stirring blade on the inner side of the stirring vessel to perform the stirring operation together with the impeller shaft.
본 발명은 앞서 기술한 소정의 예로서 설명되었지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 그 이외에도 본 발명의 의도에 부합하는 구성의 예가 다수 존재할 수 있음은 자명한 일일 것이다.Although the present invention has been described as an example of the above, it is obvious that the present invention is not limited thereto, and there may be many examples of configurations that meet the intention of the present invention.
이렇듯, 본 발명에 따른 반도체 제조용 슬러리 교반 장치의 구조에 의하면, 교반을 수행하는 날개군이 임펠러 샤프트에 복수 개가 형성되고 임펠러 샤프트가 교반조의 중앙부에 수직으로 형성된 상태에서 임펠러 샤프트 또는 교반조의 수평 회전을 통하여 교반 동작을 수행하기 때문에 날개군의 각 날개가 형성하고 있는 각도의 영향을 감소시키면서도 종래의 구조와 비교하여 슬러리에 대한 교반 동작을 보다 균일하고 원활하게 진행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the structure of the slurry stirring device for manufacturing a semiconductor according to the present invention, a plurality of wing groups for agitating are formed on the impeller shaft, and the horizontal rotation of the impeller shaft or the stirring tank is performed in a state where the impeller shaft is formed perpendicular to the center of the stirring tank. Since the stirring operation is performed through, while reducing the influence of the angle formed by each wing of the wing group, it is possible to obtain an effect that the stirring operation for the slurry can be more uniformly and smoothly compared with the conventional structure.
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