KR20060033627A

KR20060033627A - 케미칼 혼합 및 공급장치 및 이를 이용한 케미칼 혼합 및공급방법

Info

Publication number: KR20060033627A
Application number: KR1020040082820A
Authority: KR
Inventors: 최영만
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-19

Abstract

본 발명은 케미칼 혼합 및 공급장치에 관한 것으로, 케미칼이 저장 및 혼합되어지는 케미칼 베스; 펌프와 연결되고, 상기 케미칼 베스에 케미칼을 공급하는 케미칼 공급라인; 상기 케미칼 공급라인에 부착되고, 제어신호에 의해 개폐되어 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 양을 조절하는 플로우 미터; 상기 케미칼 베스의 하부에 부착되고, 상기 케미칼베스에 공급되는 케미칼의 중량을 측정하는 전자저울; 상기 전자저울에서 측정된 하중 데이타를 수신 받고, 상기 플로우 미터의 개폐를 조절하는 제어신호를 출력하는 제어기; 및 상기 케미칼 베스에서 혼합된 케미칼을 반도체 제조장치로 배출하는 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 구성에 의하면 제어기에 입력된 각 케미컬의 중량 값만을 변경함으로써 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 양을 조절 할 수 있으므로 공정 변경 대응성이 뛰어나다는 탁월한 효과가 있다. 이에 따라, 여러 가지 종류의 케미칼을 혼합하는 경우와 같이 혼합비율 평가가 어려운 경우에 특히 유용하며, 소프트웨어 측면에서도 매우 간단하게 대응 할 수 있을 뿐만 아니라 이에 따라 시스템을 소형화 할 수 있다는 장점이 있다.

케미칼 혼합 장치, 중량, 전자저울, 제어기

Description

케미칼 혼합 및 공급장치 및 이를 이용한 케미칼 혼합 및 공급방법{CHEMICAL MIXING AND PROVIDING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따른 종래의 일반적으로 사용되던 혼합장치의 구성을 나타내는 도면

도 2는 본 발명에 의 실시예에 따른 본 발명에 따른 케미칼의 하중을 이용한 케미칼 혼합 및 공급장치의 구성을 나타내는 예시도면

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

본 발명은 케미칼 혼합 및 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혼합되어지는 케미컬의 하중을 이용한 반도체 소자 제조 공정용 케미칼 혼합 및 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 산업을 비롯하여 전기, 전자 부품 및 화학 약품 생산과정에서 생산 공정의 각종 요구를 충족시키기 위하여 화학 약품 공급 장치를 통하여 공정 조건에 따라 2-4 종류의 화학 약품을 일정비율로 섞어서 공급하는 것이 보편화되어 있다.

더욱이 반도체 회로가 고집적화 됨에 따라 반도체 공정이 복잡해지고 꾸준히 공정 조건이 변경됨에 따라 화학약품들의 혼합율 또한 계속적으로 변화되고 있다. 예를 들어, 화학적 기계적 연마 공정(chemical mechanical polishing)에 사용되는 연마제는 슬러리(slurry)에 일정량의 과수(H₂O₂)나 순수(pure water, deionized water)를 섞어서 금속막을 연마하여 단차를 줄여줌에 따라 반도체 수율을 증대시키고 있다.

상술한 바와 같은 반도체 공정에 사용되는 대부분의 케미칼 혼합 공급장치 및 웨트(wet) 스테이션은 공정변경에 따라 위에서 언급한 바와 같이 그 혼합조건이 계속적으로 변경을 요구받을 수 있다. 그러나 그러한 요구조건에 즉각적으로 대응하기 어려운 경우가 대다수이다.

왜냐하면 기존의 케미칼 혼흡 공급장치 및 웨트 스테이션은 측정탱크(measuring tank), 레벨센서(level sensor), 그리고 미터링펌프(metering pump)를 이용한 혼합을 하기 때문에 혼합비율 또는 케미칼이 변경됨에 따라 장치의 구조 및 운영 프로그램을 바꾸고 그 때마다 성공적인 혼합이 수행되는지, 시스템 검증을 해야 하는 복잡한 절차(procedure)와 함께 많은 시간이 요구되기 때문이다.

도1의 종래의 일반적으로 사용되던 혼합장치의 구성을 나타내는 도면이다. 종래의 혼합장치는 측정탱크(100), 센서(S1, S2), 케미칼 이송라인(110, 210), 이송라인 밸브(V1, V2), 케미칼 베스(200), 공급라인(290), 공급라인 밸브(V3) 등을 포함하여 구성되어 있다. 그리고 혼합장치의 상부에 부착된 N2 공급라인(130, 230)과 배기라인(150, 250)은 측정탱크(100), 혼합용기(200) 내의 케미칼 유입과 유출의 조절기능을 수행한다.

도 1을 참조해 보면, 이송라인(110)을 통해 흐르는 과수의 적정 이송을 레벨센서(S1)로 확인하면서 측정탱크(100)로 이송한다. 그리고 적정량의 과수는 연결라인(120)을 통하여 혼합용기(200)내부로 이송된다.

또 다른 이송라인(210)를 통하여 텅스텐 슬러리 원액은 밸브(V2)의 동작으로 혼합용기(200)에 보내어 진다. 혼합용기(200)의 레벨센서(S2)의 확인으로, 측정탱크(100)로부터 이송해 온 일정량의 과수와 슬러리 원액이 혼합용기(200) 내부에서 원하는 혼합비율만큼 혼합되어 슬러리 희석액이 만들어진다. 이러한 텅스텐 슬러리 희석액은 공급라인(290)을 통하여 해당 공정의 반도체 제조장치로 보내진다.

이러한 케미칼 이송라인(110, 210)에 부착된 밸브(V1, V2)들은 개/폐(on/off)동작만 가능하여 이송되는 케미칼의 흐르는 양을 확인할 수 없어 혼합액의 미세한 혼합비는 실제로 조절이 불가능하다.

그리고 과수와 슬러리액을 혼합용기(200)에서 혼합하기 위해서는 반드시 전 단계로 측정탱크(100)에서 과수를 측정해야 하므로 혼합과정이 복잡해 지며, 이러한 측정탱크(100)로 인해 혼합장치를 설치하는데 많은 공간이 필요하다.

따라서 상기의 종래 기술에 따른 케미칼 혼합 장치에 따르면, 다양한 종류 의 케미칼을 정확한 혼합비율로 혼합할 수 있으나, 장치 구조가 커져서 공간을 많이 차지하며, 구성이 복잡해지므로 메이크업(make-up) 진행이 까다로워지는 문제가 발생한다.

또한, 공정 변경에 따른 대응성이 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 공급되는 케미칼의 양을 하중을 통해 조절하여 정해진 일정 비율로 케미칼을 혼합 및 공급할 수 있는 시스템 변경 대응성이 우수한 케미칼 혼합 및 공급 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시스템 변경 대응성이 우수한 케미칼 혼합 및 공급 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케미칼 혼합 및 공급장치는, 케미칼이 저장 및 혼합되어지는 케미칼 베스; 펌프와 연결되고, 상기 케미칼 베스에 케미칼을 공급하는 케미칼 공급라인; 상기 케미칼 공급라인에 부착되고, 제어신호에 의해 개폐되어 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 양을 조절하는 플로우 미터; 상기 케미칼 베스의 하부에 부착되고, 상기 케미칼베스에 공급되는 케미칼의 중량을 측정하는 전자저울; 상기 전자저울에서 측정된 하중 데이타를 수신 받고, 상기 플로우 미터를 조절하는 제어신호를 출력하는 제어기; 및 상기 케미칼 베스에서 혼합된 케미칼을 반도체 제조장치로 배출하는 배출라인을 포함하는 것을 특징으 로 한다.

상기 제어기는 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 중량에 대한 데이타를 상기 전자저울에서 실시간으로 수신하여 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 혼합비율 또는 혼합량을 실시간으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 혼합하고자 하는 비율에 따라 각 케미칼의 중량을 산출하여 제어기에 입력하는 단계; 상기 제어기에서 출력된 제어신호에 따라 상기 중량이 산출된 케미칼을 케미칼 공급라인을 통하여 케미칼 베스에 공급하는 단계; 상기 케미칼 베스 내에서 한 종류 이상의 케미칼을 혼합하는 단계;및 상기 혼합되어진 케미칼을 반도체 제조 장치로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미칼 혼합 및 공급방법을 제공한다.

상기 케미칼 베스에 공급된 케미칼의 중량을 측정하고, 상기 중량 데이타를 상기 제어기에 송신하여 상기 제어기가 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 혼합비율 또는 혼합량을 실시간으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 케미칼 혼합 및 공급장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도2는 본 발명에 따른 케미칼의 하중을 이용한 케미칼 혼합 및 공급장치의 구성을 나타내는 예시도면이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 케미칼 혼합 및 공급장치는 케미칼 베스(200), 케미칼 공급라인(210, 220), 플로우 미터(215, 225), 전자저울(270), 제어기(300), 케미칼 배출라인(290)을 포함하여 구성된다.

도면의 미설명 부호는 케미칼 베스(200) 내의 케미칼 유입과 유출의 조절기능을 수행하는 N2 공급라인(230)과 배기라인(250)이다.

이때, 상기 케미칼 공급라인(210, 220)은 상기 펌프(미도시)와 연결되고, 상기 케미칼 베스(200)에 특정 성분의 케미칼의 일정량을 공급하며, 또한 케미칼 공급라인(210, 220)에 부착된 플로우 미터(215, 225)는 제어기(300)의 제어신호에 의해 개폐되어 상기 케미칼 베스(200)에 공급되는 케미칼의 양을 조절하는 역할을 한다.

또한, 전자저울(270)은 상기 케미칼 베스(200)의 하부에 부착되어 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 중량을 측정하며, 제어기(300)는 상기 전자저울(270)에서 측정된 하중 데이타를 수신 받고, 상기 플로우 미터(215, 225)의 개폐를 조절하는 제어신호를 출력한다. 궁극적으로 상기 케미칼 베스(200)에서 혼합된 케미칼은 상기 케미칼 배출라인(290)을 통하여 반도체 제조장치로 배출된다.

상기 장치에 따른 케미칼(A, B)의 혼합 및 공급과정을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

우선 목적하는 케미칼A의 중량과 혼합비율을 제어기(300)에 입력시키면, 상 기 제어기(300)의 출력신호에 따라 플로우 미터(215, 225)가 개방되어 펌프(미도시)와 연결된 케미칼 공급라인(210, 220)을 통해 목적하는 케미칼A이 상기 케미칼 베스(200)에 공급된다.

상기 공급라인을 통해 케미칼A가 상기 케미칼 베스(200)에 공급되면, 상기 케미칼 베스(200)의 하부에 부착된 전자저울(270)이 상기 케미칼 베스(200)에 공급되는 케미칼A의 중량을 측정하고, 그 측정 데이타를 상기 제어기(300)에 송신한다.

시간이 흐름에 따라 상기 전자저울(270)이 측정한 케미칼A의 중량이 처음에 상기 제어기(300)에 입력된 케미칼A의 중량과 동일하면, 상기 제어기(300)에서 출력되는 신호에 따라 상기 플로우 미터(215)가 폐쇄되고, 케미칼A의 공급이 중단된다.

케미칼A의 공급이 완료되면, 상기 제어기(300)의 출력신호에 따라 케미칼 공급라인(210)이 개방되며, 케미칼B가 상기 케미칼 베스(200)에 공급된다.

이때, 상기 전자저울(270)이 측정한 케미칼B의 중량이 처음에 상기 제어기(300)에 입력된 케미칼B의 중량과 동일하면, 상기 제어기(300)에서 출력되는 신호에 따라 상기 플로우 미터(225)가 폐쇄되고, 케미칼B의 공급이 중단되고, 이러한 혼합된 케미칼 희석액은 상기 케미칼 배출라인(290)을 통하여 해당 공정의 반도체 제조장치로 보내진다.

즉, 상기 제어기(300)는 상기 전자저울(270)에서 측정된 하중 데이타를 수신 받고, 이에 따라 상기 플로우 미터(215, 225)의 개/폐를 조절하는 제어신호를 출력함으로써, 상기 케미컬 베스에 공급되는 케미칼의 하중의 변화에 따라 특정 혼합비 율을 가지는 다양한 종류의 케미칼이 매우 간단한 절차에 의해 상기 케미칼 배스에 공급되도록 한다.

또한, 상기 제어기(300)는 상기 케미칼 베스(200)에 공급되는 케미칼의 중량에 대한 데이타를 상기 전자저울(270)에서 실시간으로 수신 받아 공급되는 케미칼의 혼합비율 또는 혼합량을 실시간으로 조절할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 케미칼 베스(200)에 공급하고자 하는 케미칼A와 케미칼B의 혼합비율이 바뀌는 경우 또는 케미칼C가 추가로 공급되는 경우에도 측정탱크의 크기나 레벨센서의 위치를 바꾸는 등의 번거로움이 없이, 상기 제어기(300)의 세팅 값 즉, 그 혼합비율 또는 중량만을 새로 입력하는 간단한 절차에 의해 진행 가능하므로 공정 변경에 쉽게 대응할 수 있다.

한편, 본 발명은 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고로 상세히 설명되었으나, 이는 하나의 예시에 불과한 것으로 본 발명의 보호범위를 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 타실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 케미칼 혼합 및 공급장치 및 이를 이용한 케미칼 혼합 및 공급방법은 제어기에 입력된 각 케미컬의 중량 값만을 변경함으로써 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 양을 조절 할 수 있으므로 공정 변경 대응성이 뛰어 나다. 이에 따라, 여러 가지 종류의 케미칼을 혼합하는 경우와 같이 혼합비율 평가가 어려운 경우에 특히 유용하며, 소프트웨어 측면에서도 매우 간단하게 대응 할 수 있을 뿐만 아니라 이에 따라 시스템을 소형화 할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

케미칼이 저장 및 혼합되어지는 케미칼 베스;

펌프와 연결되고, 상기 케미칼 베스에 케미칼을 공급하는 케미칼 공급라인;

케미칼 공급라인에 부착되고, 제어신호에 의해 개폐되어 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 양을 조절하는 플로우 미터;

상기 케미칼 베스의 하부에 부착되고, 상기 케미칼베스에 공급되는 케미칼의 중량을 측정하는 전자저울;

상기 전자저울에서 측정된 하중 데이타를 수신 받고, 상기 플로우 미터의 개폐를 조절하는 제어신호를 출력하는 제어기; 및

상기 케미칼 베스에서 혼합된 케미칼을 반도체 제조장치로 배출하는 배출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 케미칼 혼합 및 공급장치.
제1항에 있어서,

상기 제어기는 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 중량에 대한 데이타를 상기 전자저울에서 실시간으로 수신하여 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 혼합비율 또는 혼합량을 실시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 하중을 이용한 케미칼 혼합 및 공급장치.
혼합하고자 하는 비율에 따라 각 케미칼의 중량을 산출하여 제어기에 입력하 는 단계;

상기 제어기에서 출력된 제어신호에 따라 상기 중량이 산출된 케미칼을 케미칼 공급라인을 통하여 케미칼 베스에 공급하는 단계;

상기 케미칼 베스 내에서 한 종류 이상의 케미칼을 혼합하는 단계;및

상기 혼합되어진 케미칼을 반도체 제조 장치로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미칼 혼합 및 공급방법.
제3항에 있어서,

상기 케미칼 베스에 공급된 케미칼의 중량을 측정하고, 상기 중량 데이타를 상기 제어기에 송신하여 상기 제어기가 상기 케미칼 베스에 공급되는 케미칼의 혼합비율 또는 혼합량을 실시간으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중을 이용한 케미칼 혼합 및 공급방법.