KR20060075857A - 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents
초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 세정베스의 내부 일측에 그 상단으로부터 바닥면에 근접하도록 절곡배설되고 내부에는 질소가스가 채워진 센서관과; 상기 센서관의 단부에 연결되고 상기 세정베스에 채워지는 초순수의 레벨에 따른 압력에 의해 질소가스의 압력변화를 검출하는 센서와; 상기 센서가 연결되고 그 검출값을 신호변환하여 초순수의 레벨값으로 환산함과 동시에 상기 실린더의 동작을 제어하는 PLC와; 상기 PLC와 연결되고 산출된 환산값이 설정값에 미달할 경우 이를 경고하는 경고수단을 포함하여 구성하고, 이들을 적절히 제어하여 피스톤로드의 이상여부를 용이하게 확인할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따르면, 세정베스내 초순수의 레벨이 항상 모니터링되기 때문에 세정불량을 효과적으로 억제할 수 있으며, 또한 실린더나 피스톤로드의 결함발생시 이를 신속히 검출하여 조치할 수 있어 안전사고는 물론 설비불량을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
세정베스, 실린더, 피스톤, PLC, 모니터링, 초순수
Description
도 1은 본 발명에 따른 장치가 설치된 세정베스를 보인 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제어를 위한 구성블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 피스톤로드의 모니터링 방법을 보인 플로우챠트.
♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧
10....세정베스 16....드레인홀
20....센서 30....실린더
32....실린더로드 34....캡
40....PLC
본 발명은 세정베스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초순수를 이용하여 웨이퍼를 세정하는 세정베스내 피스톤의 구동을 모니터링하여 베스내 밸브의 개폐를 정확하게 제어함으로써 웨이퍼의 세정품위를 향상시킬 수 있도록 한 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 최근 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 패턴의 크기 및 패턴들 사이의 간격이 매우 작아지고 있다. 이러한 미세패턴을 구비하는 반도체 소자를 제조하기 위해서는 반도체 기판, 즉 웨이퍼의 표면에 흡착된 오염입자를 제거하는 세정공정이 매우 중요하다. 이는 웨이퍼의 표면에 오염입자가 존재할 경우 후속 공정시 패턴불량이 유발될 수 있으며, 오염입자가 도전막으로 이루어진 미세패턴들 사이에 존재할 경우에는 반도체 소자의 오동작을 유발하기 때문이다.
따라서, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염입자는 고집적 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 개선시키기 위하여 세정공정을 통해 반드시 제거되어야 한다.
일반적인 세정장비는 청정 및 건조장치, 가열 및 냉각장치, 카세트 이송장치, 공정 제어장치, 청정 솔루션 저장 및 분배장치, 청정실 등으로 이루어진다.
이러한 세정장비에 의한 세정공정은 여러 케미컬(CHEMICAL)과 초순수(D.I WATER:DIW) 등의 솔루션이 담긴 베스(BATH)상으로 일정단위의 다수의 웨이퍼들이 담긴 카세트 혹은 보트(BOAT)가 침적됨으로써 수행된다.
즉, 케미컬 베스내에서 필요한 작업을 마친 웨이퍼들은 초순수 세정베스로 투입되고, 동시에 웨이퍼의 표면에 부착된 케미컬 잔류물(RESIDUE)을 신속히 제거하기 위해 퀵덤프(QUICK DUMP)가 이루어져 순간적으로 베스내 초순수가 일시에 드레인되게 되며, 드레인 완료후에는 다시 초순수가가 채워지면서 업 플로우되게 된다.
이때, 퀵덤프는 공압이 공급되어 피스톤을 업/다운시킴으로써 밸브가 개폐되는 원리에 의해 이루어지게 된다.
그러나, 종래 초순수 세정베스내에는 피스톤의 구동상태를 점검할 수 있는 센서가 구비되어 있지 않기 때문에 피스톤이 동작불량되더라도, 즉 베스내에 초순수가 채워진 상태에서 세정이 실시되지 않고 비어있는 상태에서 세정이 실시된다고 하더라도 이를 알 수 있는 방법이 없었다.
따라서, 세정불량에 따른 웨이퍼 불량이 초래되어 웨이퍼의 품위를 떨어뜨리는 원인이 되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 세정베스내에서 구동되면서 밸브를 개폐하는 피스톤의 운동상태를 지속적으로 점검하고 그 동작불량을 신속히 감지할 수 있도록 함으로써 세정불량을 일소시킬 수 있도록 한 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치 및 그 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 세정베스와, 상기 세정베스의 바닥면에 형성된 드레인홀을 밀폐하는 캡과, 상기 캡의 하단면에 연결된 피스톤로드와, 상기 피스톤로드가 연결된 실린더를 포함하는 초순수 세정베스에 있어서, 상기 세정베스의 내부 일측에 그 상단으로부터 바닥면에 근접하도록 절곡배설되고 내부에는 질소가스가 채워진 센서관과; 상기 센서관의 단부에 연결되고 상기 세정베스에 채워지는 초순수의 레벨에 따른 압력에 의해 질소가스의 압력변화를 검출하는 센서와; 상기 센서가 연결되고 그 검출값을 신호변환하여 초순수의 레벨값 으로 환산함과 동시에 상기 실린더의 동작을 제어하는 PLC와; 상기 PLC와 연결되고 산출된 환산값이 설정값에 미달할 경우 이를 경고하는 경고수단을 포함하여 구성되는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치를 제공함에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 PLC가 센서를 통해 세정베스내 초순수의 레벨을 검출하는 과정과; 검출된 레벨이 정상이면 초순수가 만충된 것으로 판단하고, 웨이퍼를 수납한 보트를 투입하는 과정과; 보트가 투입완료되면 실린더를 제어하여 세정베스내 초순수를 드레인홀을 통해 급속히 드레인시키는 과정과; 드레인 완료여부를 확인하여 드레인이 완료되면 상기 드레인홀을 통해 초순수를 업 플로우시키는 과정과; 정해진 시간동안 업 플로우가 완료되면 보트를 취출하고 세정을 완료하는 과정을 포함하여 구성되는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 방법을 제공함에도 그 특징이 있다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치가 설치된 세정베스를 보인 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장치의 제어를 위한 구성블럭도이며, 도 3은 본 발명에 따른 피스톤로드의 모니터링 방법을 보인 플로우챠트이다.
도 1의 도시와 같이, 세정베스(10)가 구비되고, 상기 세정베스(10)의 바닥면 중앙에는 보트가이드홀(14)이 마련된 보트가이드(12)가 구비되며, 상기 보트가이드(12)의 인접 양측에는 드레인홀(16)이 형성된다.
이때, 상기 세정베스(10)에는 구체적으로 도시하지는 않았으나 세정수인 초 순수(De Ionized Water:DIW)가 공급될 수 있는 공급구조를 갖추고 있다.
아울러, 보트(BOAT)는 웨이퍼를 수납할 수 있는 석영이나 SiC 재질로 된 캐리어로서 웨이퍼가 한장씩 세워지도록 홈이 파져있는 부재를 말하며, 상기 보트가이드(12) 및 보트가이드홀(14)은 상기 보트를 안정적으로 고정하기 위한 수단들이다.
그리고, 상기 드레인홀(16)은 세정베스(10)의 바닥면이 천공되어 형성되는 구멍으로 이 구멍의 주연부에는 씰링을 위한 오링과 같은 씰링부재가 부설된다.
한편, 상기 세정베스(10)의 일측에는 세정베스(10)내 초순수의 레벨을 측정할 수 있는 센서(20)가 설치되는데 상기 센서(20)는 질소가스의 압력변화를 통해 초순수의 레벨을 측정할 수 있도록 된 것으로 이를 위해 상기 센서(20)와 연결된 센서관(22)이 상기 세정베스(10) 내부로 투입되고 거의 바닥면까지 연장배설되며, 관내에는 질소가스가 장입된다.
또한, 상기 세정베스(10)의 저면, 즉 각 드레인홀(16)의 직하방에는 한쌍의 실린더(30)가 고정되며, 상기 실린더(30)에는 피스톤을 갖는 피스톤로드(32)가 연결되고, 상기 피스톤로드(32)의 상단에는 상기 드레인홀(16)을 밀폐하는 캡(34)이 설치되며, 상기 실린더(30)의 외주면 일측에는 공압 공급을 조절하여 상기 피스톤로드(32)의 승하강을 제어하는 공압포트(36a,b)가 설치된다.
아울러, 상기 센서(20)는 도 2의 도시와 같이, 제어부인 PLC(PROGRAM LOGIC CONTROLLER)(40)와 전기적으로 연결되고, 상기 PLC(40)에는 경고수단(50)이 연결되며, 또한 상기 PLC(40)에는 인터록처리부(60)가 연결된다.
이때, 상기 PLC(40)는 마이크로프로세서의 일종으로서 센서(20)로부터 수신한 계측정보를 토대로 세정베스(10) 내부의 초순수 유무를 판단하는 수단이며, 상기 경고수단(50)은 상기 PLC(40)의 제어신호에 따라 경고음을 송출하거나 경고화면을 표시하도록 하는 설비로서 알람, 부저, 디스플레이패널 등이 될 수 있다.
특히 바람직하기로는, 상기 PLC(40)에 현 작업상황을 표시하여 운전자에게 제공하는 표시자를 부설하여 준다.
또한, 상기 인터록처리부(60)는 상기 PLC(40)의 제어신호에 따라 실린더(30)로 공급되는 공압을 차단하도록 하는 설비이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
웨이퍼 세정을 위해 보트가 세정베스(10)로 투입되기 전에 먼저 센서(20)에 의해 세정베스(10) 내부에 초순수가 채워져 있는지를 감지하게 된다(S100,S101).
이때, 상기 센서(20)는 상술한 바와 같이, 초순수의 레벨에 따라 가압되는 압력에 의해 질소의 압력변화를 검출함으로써 동작하게 된다.
감지결과, 초순수가 채워져 있는 것으로 판단되면 PLC(40)의 제어신호에 의해 보트가 투입되고, 보트가이드(12)를 따라 보트가이드홀(14)에 안착됨으로써 세정준비로 돌입되게 된다(S102).
보트의 투입이 완료되면 PLC(40)는 공압포트(36a,b)로 공급되는 공압을 조절하여 피스톤로드(32)를 급속히 하강시킴으로써 드레인홀(16)을 개방하고, 이에 따라 초순순가 급속히 드레인되게 된다(S103).
이때, 드레인이 완료되었는지를 검출하게 되는데 그 과정도 센서(20)에 의해 가능하며, 드레인이 완료되지 않았다면 지속적으로 검출하여 드레인이 완료될 때 까지 상기 피스톤로드(32)를 하강시킨 상태로 유지하며, 드레인이 완료되었다면 개방되어 있는 드레인홀(16)을 통해 초순수를 급속히 업 플로우시키게 된다(S104, S105).
상기 업 플로우는 타이머에 의해 정해진 시간동안만 동작하도록 하며, 정해진 시간이 종료되면 그와 동시에 피스톤로드(32)가 상승하여 드레인홀(16)을 밀폐하게 된다(S106,S107).
이와 같이 하여, 업 플로우가 종료되면 보트는 취출되고, 해당 세정작업은 종료되게 된다(S108).
한편, 상기 S101 과정에서, 센서(20)에 의한 감지결과 초순수가 채워져 있지 않았다면 PLC(40)는 실린더(30)를 동작시켜 피스톤로드(32)를 하강시킴으로써 드레인홀(16)을 개방시키고, 개방된 드레인홀(16)을 통해 초순수를 공급하게 된다(S201,S202).
이어, 센서(20)를 통해 공급된 초순수의 레벨을 검출하게 되는데 검출된 신호에 따라 PLC(40)는 세정베스(10)내 초수순의 레벨이 풀(FULL)인지를 판단하게 되며 레벨이 풀이라면 S102 과정으로 회귀되어 보트를 투입함과 동시에 이후 과정을 계속하여 진행토록 하고; 레벨이 풀이 아니라면 실린더(30) 혹은 피스톤로드(32)의 이상발생으로 판단하여 인터록처리부(60)에 의해 시스템이 인터록되면서 알람과 같은 경고수단(50)을 통해 경고음 내지 경고화면이 송출된 후 정지하여 조치를 위해 공정대기 상태를 유지하게 된다(S203,S204,S205).
이로서, 간단하면서도 용이하게 세정베스 내부의 피스톤 구동상태를 확인할 수 있고, 그에 따른 신속한 조치가 가능하므로 원활하고 효율적인 세정작업을 수행할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 세정베스내 초순수의 레벨이 항상 모니터링되기 때문에 세정불량을 효과적으로 억제할 수 있으며, 또한 실린더나 피스톤로드의 결함발생시 이를 신속히 검출하여 조치할 수 있어 안전사고는 물론 설비불량을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
Claims (6)
- 세정베스와, 상기 세정베스의 바닥면에 형성된 드레인홀을 밀폐하는 캡과, 상기 캡의 하단면에 연결된 피스톤로드와, 상기 피스톤로드가 연결된 실린더를 포함하는 초순수 세정베스에 있어서,상기 세정베스의 내부 일측에 그 상단으로부터 바닥면에 근접하도록 절곡배설되고 내부에는 질소가스가 채워진 센서관과;상기 센서관의 단부에 연결되고 상기 세정베스에 채워지는 초순수의 레벨에 따른 압력에 의해 질소가스의 압력변화를 검출하는 센서와;상기 센서가 연결되고 그 검출값을 신호변환하여 초순수의 레벨값으로 환산함과 동시에 상기 실린더의 동작을 제어하는 PLC와;상기 PLC와 연결되고 산출된 환산값이 설정값에 미달할 경우 이를 경고하는 경고수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 PLC는 산출된 환산값을 운전자가 쉽게 확인할 수 있도록 하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 PLC에는 상기 경고수단과 병설되어 동시 작동되어 시스템을 인터록시키는 인터록처리부가 부설된 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 장치.
- PLC가 센서를 통해 세정베스내 초순수의 레벨을 검출하는 과정과;검출된 레벨이 정상이면 초순수가 만충된 것으로 판단하고, 웨이퍼를 수납한 보트를 투입하는 과정과;보트가 투입완료되면 실린더를 제어하여 세정베스내 초순수를 드레인홀을 통해 급속히 드레인시키는 과정과;드레인 완료여부를 확인하여 드레인이 완료되면 상기 드레인홀을 통해 초순수를 업 플로우시키는 과정과;정해진 시간동안 업 플로우가 완료되면 보트를 취출하고 세정을 완료하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 방법.
- 청구항 4에 있어서,상기 레벨 검출과정에서,검출된 레벨이 미달이라면 실린더를 작동시켜 드레인홀을 개방하고, 그 상태에서 초순수를 공급시켜 만충시킨 후 후속공정을 계속하여 진행토록 하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 방법.
- 청구항 5에 있어서,상기 초순수를 공급시키는 과정에서,센서검출 과정을 통해 레벨이 풀(만충)이라면 보트를 투입하여 후속공정을 계속 수행하도록 하고, 레벨이 풀이 아니라면 피스톤로드에 이상이 있는 것으로 판단하여 경고음 송출과 동시에 시스템을 인터록시켜 공정대기 상태로 유지시키는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 초순수 세정베스내 피스톤 구동 모니터링 방법.
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116387201A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-07-04 | 无锡宇邦半导体科技有限公司 | 一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法 |
-
2004
- 2004-12-29 KR KR1020040115223A patent/KR20060075857A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116387201A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-07-04 | 无锡宇邦半导体科技有限公司 | 一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法 |
| CN116387201B (zh) * | 2023-04-12 | 2023-10-17 | 无锡宇邦半导体科技有限公司 | 一种晶圆加工用气路压力监测装置及监测方法 |
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