KR20090097247A - 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러 - Google Patents

탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러에 관한 것으로, 좀더 상세히, 반도체 웨이퍼 소잉 공정에 사용되는 이산화탄소 버블러에 있어서, 탈이온수 공급관(11)과, 상기 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기되는 분기관(13)과, 상기 분기관(13)의 하류(13b)와 탈이온수-공급관(11)의 하류(11b)가 만나 형성하는 처리수 공급관(15)이 구비된 관체(10)와; 상기 분기관(13)의 일지점에 구비되고, 이산화탄소 유입관(22)과 이산화탄소 유출관(23)이 구비되며, 상기 이산화탄소 유입관(22)로 유입된 이산화탄소와 탈이온수가 혼합되는 혼합셀(20)과; 이산화탄소 탱크(40) 중 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 이산화탄소가 소진되면 소진된 이산화탄소 탱크(41)와의 연결을 차단하고, 충전된 상태의 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)를 상기 이산화탄소 유입관(22)과 연통시켜 이산화탄소를 연속적으로 공급시키는 탱크 자동변환기(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러에 관한 것이다.
웨이퍼, 이산화탄소, 버블러, 정전기, 탱크, 자동변환기

Description

탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러 { Gas bubbler with tank auto changer }
본 발명은 이산화탄소 버블러에 관한 것으로, 좀더 상세히, 웨이퍼 상에 형성된 수많은 칩을 분리하게 위해 칩을 휠을 이용하여 절단하는 웨이퍼 소잉 공정에 사용되는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러에 관한 것이다.
반도체 패지지는 일반적으로 웨이퍼에 형성된 칩의 동작 여부를 탐침으로 검사하는 웨이퍼 테스트 공정(Chip Test Process), 웨이퍼 상에 형성된 수많은 칩을 분리하게 위해 칩을 휠을 이용하여 절단하는 웨이퍼 소잉 공정(Wafer Sawing Process), 웨이퍼 절단에 의해 낱개로 분리된 칩(Chip 또는 Die)을 리드 프레임 또는 기판(Substrate)에 본딩하는 다이 본딩 공정(Die Bonding Process), 칩 내부의 외부 연결단자와 리드 프레임을 가는 금선(Gold Wire)로 연결시켜 주는 와이어 본딩 공정(Wire Bonding Process), 금속선 연결이 완료된 리드 프레임을 금형에 화학 수지(EMC, Epoxy Molding Compound)를 금형틀 내부로 주입 및 밀봉시키는 성형 공정(Molding Process), 리드프레임의 타이바(Tie Bar)를 잘라내는 트림 공정(Trim Process), 및 외부 리드를 규격에 맞추어 굽혀주는 포밍 공정(Forming Process)을 통해 제작된다.
이산화탄소 버블러(CO2 Bubbler)는 전술한 반도체 패지지 제작 공정 중 웨이퍼 상에 형성된 칩을 휠을 이용하여 절단하는 웨이퍼 소잉 공정에 사용된다. 웨이퍼 소잉 공정에 사용되는 탈이온수(D.I Water, Deionized Water)의 높은 저항값(14 ＭΩ/cm)과 고압 세정으로 인해 마찰이 발생하게 된다. 고압 세정으로 인한 마찰이 발생하게 되고 이 마찰로 인해 정전기가 발생하여 웨이퍼 내의 칩의 회로가 손상되는 문제가 있었다.
이산화탄소 버블러(CO2 Bubbler)는 웨이퍼 소잉 공정에서 사용되는 탈이온수에 불순물(이산화탄소, CO2)를 혼합하는 장치로서, 탈이온수의 전체적인 저항값을 저하시켜 웨이퍼 소잉 공정에서 발생하는 정전기를 억제시키고 웨이퍼 내의 칩의 회로가 손상되는 것을 방지할 목적으로 사용된다.
종래의 이산화탄소 버블러는 탈이온수와 이산화탄소 간의 균일한 혼합 및 탈이온수와 이산화탄소가 혼합된 처리수(Treated Water)의 저항값 조절이 용이하지 않은 문제점이 있었다.
또한, 하나의 이산화탄소 공급 탱크가 이산화탄소 버블러에 연결 사용됨으로써, 이산화탄소 탱크에 이산화탄소가 소진되었을 때 작업자가 쉽게 알 수 없고 이산화탄소 소진 후에도 탱크의 교체 과정까지 소잉 머신은 계속 작업을 진행하여 결국 품질문제를 야기하는 문제점이 있었다.
현장에서 이산화탄소 탱크의 크기가 일정하지 않거나 다른 이유로 탱크의 교 환 주기가 일정하지 않아 작업자가 교환주기를 정확히 예측할 수 없고, 버블러를 위한 탱크 교체 시간(대략 30분 소요) 동안 버블러에 연결된 여러대의 웨이퍼 소잉 장비(대략 3대 정도)는 정지 상태로 생산을 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 탱크 자동변환기를 도입함으로써 하나의 이산화탄소 탱크에 이산화탄소가 소진되었을 때 작업자가 쉽게 알 수 있게 하고 버블러가 자동으로 다른 탱크와 연결되게 하여, 이산화탄소 소진에 의한 품질문제를 발생을 근본적으로 해결할 수 있는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러를 제공하기 위한 것이다.
또한, 현장에서 탱크의 크기에 따라 작업자가 탱크의 교환 주기를 정확히 예측하여야 하는 불편이 없고, 이산화탄소 소진시 탱크의 자동 교체가 이루어져 기존의 탱크 교체 시간 동안 웨이퍼 소잉 장비는 정지시켜야 하는 문제점이 해결된 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러를 제공하기 위한 것이다.
또한, 탈이온수와 이산화탄소 간의 균일한 혼합이 가능하고, 탈이온수와 이산화탄소가 혼합된 처리수(Treated Water)의 저항값 조절이 용이한 이산화탄소 버블러를 제공하기 위한 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러는, 반도체 웨이퍼 소잉 공정에 사용되는 이산화탄소 버블러에 있어서,
탈이온수 공급관(11)과, 상기 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기되는 분기관(13)과, 상기 분기관(13)의 하류(13b)와 탈이온수-공급관(11)의 하류(11b)가 만 나 형성하는 처리수 공급관(15)이 구비된 관체(10)와;
상기 분기관(13)의 일지점에 구비되고, 이산화탄소 유입관(22)과 이산화탄소 유출관(23)이 구비되며, 탈이온수와 상기 이산화탄소 유입관(22)로 유입된 이산화탄소가 혼합되는 혼합셀(20)과;
이산화탄소 탱크(40) 중 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 이산화탄소가 소진되면 소진된 이산화탄소 탱크(41)와의 연결을 차단하고, 충전된 상태의 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)를 상기 이산화탄소 유입관(22)과 연통시켜 이산화탄소를 연속적으로 공급시키는 탱크 자동변환기(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 경우 종래 기술의 문제점이 해결되며, 하나의 이산화탄소 탱크에 이산화탄소가 소진되었을 때 작업자가 쉽게 알 수 있게 하고 버블러가 자동으로 다른 탱크와 연결되게 하여, 이산화탄소 소진에 의한 품질문제를 발생을 근본적으로 해결할 수 있는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러가 제공된다.
또한, 복수의 탱크를 이용한 탱크의 자동 교체가 이루어져, 현장에서 탱크의 크기에 따라 작업자가 탱크의 교환 주기를 정확히 예측하여야 하는 불편이 없고, 기존의 탱크 교체 시간 동안 웨이퍼 소잉 장비가 정지되어야 하는 문제점이 해결된 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러가 제공된다.
또한, 탈이온수와 이산화탄소 간의 균일한 혼합이 가능하고, 탈이온수와 이산화탄소가 혼합된 처리수(Treated Water)의 저항값 조절이 용이한 이산화탄소 버 블러가 제공된다.
이하 본 발명에 의한 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러의 구성도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기 세부 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러는 반도체 웨이퍼 소잉 공정에 사용된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 관체(10)는 탈이온수 공급관(11)과, 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기되는 분기관(13)과, 분기관(13)의 하류(13b)와 탈이온수-공급관(11)의 하류(11b)가 만나 형성하는 처리수 공급관(15)이 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 혼합셀(20)은 분기관(13)의 일지점에 구비되고, 이산화탄소 유입관(22)과 이산화탄소 유출관(23)이 구비된다. 여기에서, 탈이온수와 이산화탄소 유입관(22)로 유입된 이산화탄소가 서로 혼합된다.
탱크 자동변환기(30)는 이산화탄소 탱크(40) 중 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 이산화탄소가 소진되면 소진된 이산화탄소 탱크(41)와의 연결을 차단하고, 충전된 상태의 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)를 이산화탄소 유입관(22)과 연통시켜 이산화탄소를 연속적으로 공급시키도록 구성된다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 혼합셀의 중공 섬유막 튜브 구성도이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3b의 중공 섬유막 튜브의 섬유막 단면도이다.
도시된 바와 같이, 혼합셀(20)은 대략 원통형의 셀케이스(21)와, 셀케이스(21) 내부에서 분기관(13)에 평행한 방향으로 촘촘하게 복수로 배치된 중공의 섬유막 튜브(25)를 포함하여 구성된다. 혼합셀(20)은 양측면에 구비된 제1, 2결합홀(21a, 21b)을 통하여 길이 방향으로 분기관(13)과 연통됨으로써 중공의 섬유막 튜브(25)와 평행하게 탈이온수가 흐른다. 혼합셀(20)은 외주면에 구비된 제3 결합홀(22a)을 통해 이산화탄소 유출관(23)과 연통되고 외주면에 구비된 제4 결합홀(23a)을 통해 이산화탄소 유입관(22)과 연통됨으로써, 중공의 섬유막 튜브(25)를 가로질러 이산화탄소가 흐른다. 중공의 섬유막 튜브(25)의 섬유막(27)에는 탈이온수와 이산화탄소가 유입 유출할 수 있는 미세 구멍 형성되어 섬유막(27) 안에서 이산화탄소와 탈이온수가 혼합되는 것을 특징이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 탱크 자동변환기(30)는, 하나의 이산화탄소 탱크(41)과 연결된 제1 부속가스배관(31)과, 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)과 연결된 제2 부속가스배관(33)과, 제1 부속가스배관(31)에 배치되어 이산화탄소 탱크의 압력을 센싱하는 압력센서(32)와, 제1 부속가스배관(31)과 제2 부속가스배 관(33)과 이산화탄소 유입관(22)과 연결된 솔레노이드밸브(35)와, 제어기(36)를 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기의 작동 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기의 일부 회로도이다.
도2 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(36)는, 압력센서(32)로부터 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 압력신호가 수신되면, 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은지 여부를 판단하여, 압력신호(P-계측)가 설정압력(P-set)보다 낮은 경우 솔레노이드밸브(35)에 제어신호를 인가하여, 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)와 연결된 제2 부속가스배관(33)과 이산화탄소 유입관(22)을 연통시킨다.
또한 제어기(36)는 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은 경우, 램프(38)에 전기 신호를 인가하거나 싸이렌에 전기 신호를 인가하여 작업자에게 이산화탄소가 소진되었다는 것을 알릴 수 있다.
도 4 또는 도 5 등에 도시된 바와 같이, 제어기(36)는 릴레이(37)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러는, 도1에 도시된 바와 같이, 분기관(13)의 상류 지점에 구비되어, 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기관(13)으로 흐르는 탈이온수의 유량을 제어하는 제1 컨트롤밸브(51)를 포함할 수 있다.
또한, 솔레노이드밸브(35)와 혼합셀(20) 간에 구비되어, 솔레노이드밸브(35)로부터 혼합셀(20)로 흐르는 이산화탄소의 유량을 조절하는 제2 조절밸브(53)를 포함할 수 있다. 또한, 이산화탄소 유출관(23)에 구비되어, 혼합셀(20)로부터 유출되는 이산화탄소의 유량을 제어하는 스톱밸브(55)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 처리수 공급관(15)의 단부에 저항 센서(57)을 설치하고 이와 연결되게 리지스티버티미터(58, Resistivity Meter)를 구비할 수 있다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러의 작용에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 혼합셀(20)은 중공의 섬유막 튜브(25)와 평행하게 탈이온수가 흐르고 중공의 섬유막 튜브(25)를 가로질러 이산화탄소가 유입되며, 미세 구멍 이 형성된 섬유막(27)으로 인해, 적은 용적의 혼합셀(20)로 통과하는 탈이온수에 유입된 이산화탄소를 빠른 시간 안에 균일하게 혼합할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 탱크 자동변환기(30)의 솔레노이드밸브(35)는 하나의 이산화탄소 탱크(41)과 연결된 제1 부속가스배관(31)과, 다른 하나의 이산 화탄소 탱크(43)과 연결된 제2 부속가스배관(33)과 연결된다.
제1 압력센서(32)는 제1 부속가스배관(31)에 배치되어 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 압력을 센싱하는 기능을 한다. 압력센서(32)는 하나만 설치될 수 있지만, 두개 이상 설치될 수도 있다. 예를들면, 본 발명의 일실시예에 있어서, 추가로 제2 부속가스배관(33)에 배치되어 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)의 압력을 센싱하는 제2 압력센서(34)를 구비할 수 있다.
제어기(36)는 압력센서(32)로부터 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 압력신호가 수신되면, 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은지 여부를 판단하여, 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은 경우 솔레노이드밸브(35)에 제어신호를 인가하여, 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)와 연결된 제2 부속가스배관(33)과 이산화탄소 유입관(22)을 연통시키는 기능을 한다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기 세부 구성도.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 혼합셀의 중공 섬유막 튜브 구성도.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 도 3b의 중공 섬유막 튜브의 섬유막 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기의 작동 순서도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 버블러의 탱크 자동변환기의 일부 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 관체 11 : 탈이온수 공급관
13 : 분기관 13a, 13b : 분기관 상, 하류
15 : 처리수 공급관 20 : 혼합셀
21 : 셀케이스 21a, 21b : 제1, 2결합홀
22 : 이산화탄소 유입관 22a : 제3 결합홀
23 : 이산화탄소 유출관 23a : 제4 결합홀
25 : 중공의 섬유막 튜브 27 : 섬유막
30 : 탱크 자동변환기 31 : 제1 부속가스배관
32 : 제1 압력센서 33 : 제2 부속가스배관
34 : 제2 압력센서 35 : 솔레노이드밸브
36 : 제어기 37 : 릴레이
38 : 램프 40, 41, 43 : 이산화탄소 탱크
51 : 제1 컨트롤밸브 53 : 제2 조절밸브
55 : 스톱밸브

Claims (5)

  1. 반도체 웨이퍼 소잉 공정에 사용되는 이산화탄소 버블러에 있어서,
    탈이온수 공급관(11)과, 상기 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기되는 분기관(13)과, 상기 분기관(13)의 하류(13b)와 탈이온수-공급관(11)의 하류(11b)가 만나 형성하는 처리수 공급관(15)이 구비된 관체(10)와;
    상기 분기관(13)의 일지점에 구비되고, 이산화탄소 유입관(22)과 이산화탄소 유출관(23)이 구비되며, 탈이온수와 상기 이산화탄소 유입관(22)로 유입된 이산화탄소가 혼합되는 혼합셀(20)과;
    이산화탄소 탱크(40) 중 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 이산화탄소가 소진되면 소진된 이산화탄소 탱크(41)와의 연결을 차단하고, 충전된 상태의 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)를 상기 이산화탄소 유입관(22)과 연통시켜 이산화탄소를 연속적으로 공급시키는 탱크 자동변환기(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합셀(20)은 대략 원통형의 셀케이스(21)와, 상기 셀케이스(21) 내부에서 상기 분기관(13)에 평행한 방향으로 촘촘하게 복수로 배치된 중공의 섬유막 튜브(25)를 포함하여 구성되되,
    상기 혼합셀(20)은 양측면에 구비된 제1, 2결합홀(21a, 21b)을 통하여 길이 방향으로 상기 분기관(13)과 연통됨으로써 상기 중공의 섬유막 튜브(25)와 평행하게 탈이온수가 흐르고,
    상기 혼합셀(20)은 외주면에 구비된 제3 결합홀(22a)을 통해 이산화탄소 유출관(23)과 연통되고 외주면에 구비된 제4 결합홀(23a)을 통해 이산화탄소 유입관(22)과 연통됨으로써, 상기 중공의 섬유막 튜브(25)를 가로질러 이산화탄소가 흐르고,
    상기 중공의 섬유막 튜브(25)의 섬유막(27)에는 탈이온수와 이산화탄소가 유입 유출할 수 있는 미세 구멍 형성되어 상기 섬유막(27) 안에서 이산화탄소와 탈이온수가 혼합되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탱크 자동변환기(30)는,
    하나의 이산화탄소 탱크(41)과 연결된 제1 부속가스배관(31)과,
    다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)과 연결된 제2 부속가스배관(33)과,
    상기 제1 부속가스배관(31)에 배치되어 상기 이산화탄소 탱크의 압력을 센싱하는 압력센서(32)와,
    상기 제1 부속가스배관(31)과 제2 부속가스배관(33)과 이산화탄소 유입관(22)과 연결된 솔레노이드밸브(35)와,
    상기 압력센서(32)로부터 하나의 이산화탄소 탱크(41)의 압력신호가 수신되 면, 상기 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은지 여부를 판단하여, 상기 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은 경우 상기 솔레노이드밸브(35)에 제어신호를 인가하여, 다른 하나의 이산화탄소 탱크(43)와 연결된 제2 부속가스배관(33)과 이산화탄소 유입관(22)을 연통시키는 제어기(36)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기(36)는 상기 압력신호(P-계측)가 설정압력(P- set)보다 낮은 경우,
    상기 램프(38)에 전기 신호를 인가하거나 싸이렌에 전기 신호를 인가하여 작업자에게 이산화탄소가 소진되었다는 것을 알리며,
    상기 제어기(36)는 릴레이(37)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러.
  5. 제2항에 있어서,
    분기관(13)의 상류 지점에 구비되어, 탈이온수 공급관(11)으로부터 분기관(13)으로 흐르는 탈이온수의 유량을 제어하는 제1 컨트롤밸브(51)와,
    솔레노이드밸브(35)와 혼합셀(20) 간에 구비되어, 솔레노이드밸브(35)로부터 혼합셀(20)로 흐르는 이산화탄소의 유량을 조절하는 제2 조절밸브(53)와,
    이산화탄소 유출관(23)에 구비되어, 혼합셀(20)로부터 유출되는 이산화탄소 의 유량을 제어하는 스톱밸브(55)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탱크 자동변환기가 구비된 이산화탄소 버블러.
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