KR20150113261A - 실시간 ipa 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치에 관한 것이다.
본 발명은 글래스을 세정하는 장치에 있어서, 이소프로필알코올과 순수한 물이 혼합되어 저장되는 세정액 저장탱크(100); 상기 세정액 저장탱크(100)에 각각 구비되어 상기 이소프로필알코올과 물을 각기 선택적으로 자동 공급하는 제1 및 제2 밸브(200)(300); 상기 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액으로 글래스을 세정하는 세정부(400); 상기 세정액 저장탱크(100)에 각각 구비되어 이소프로필알코올(IPA: Isopropyl Alcohol)을 농도를 실시간 측정하는 농도센서부(500); 상기 농도센서부(500)의 농도값을 실시간으로 입력받아 기설정된 농도값과 비교하여 기설정된 농도값을 벗어나는지 여부를 판단하고, 기설정된 농도값을 비교하여 설정값을 벗어나는 경우 해당되는 제1 및 제2 밸브(200)(300)를 개방시켜 농도값을 범위 내로 유지시키도록 하는 제어부(600); 상기 제어부(600)의 신호값을 실시간으로 디스플레이하여 모니터링 하도록 하는 단말기(700);를 포함하여 구성한다.
본 발명은 세정액 저장탱크에 설치된 농도센서부가 실시간으로 IPA 농도를 센싱하여 기설정된 농도에 맞도록 세정액 저장탱크 내의 세정액 농도를 맞추어 공급되도록 함에 따라 자동으로 이소프로필알코올(IPA)의 농도를 맞출 수 있고 또한 실시간 연속 투입으로 제조시간을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치{GLASS CLEANING APPARATUS USING REAL TIME IPA CONCENTRATIONSENSOR}

본 발명은 글래스 세정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글래스 세정에 적용되는 세정액의 IPA 농도를 실시간으로 관측 및 제어하여 공급할 수 있도록 하는 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치에 관한 것이다.

통상 기판은, 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글래스(glass) 등을 말한다.

상기 반도체용 웨이퍼로서의 기판은, 일련의 처리 공정인, 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 공정을 순차적으로 진행하여 기판이 제조되도록 하게 된다.

상기한 공정에서 반도체용 웨이퍼를 집적 회로로 제조할 때 제조공정 중에 발생하는 잔류 물질(residual chemicals), 작은 파티클(smallparticles), 오염물(contaminants) 등을 제거하게 되는데 이때 반도체 웨이퍼를 세정하는 공정이 요구된다.

상기 반도체 웨이퍼의 세정 공정은, 약액처리 공정, 린스 공정, 건조 공정으로 분류 할 수 있다.

상기 약액처리 공정은, 불산 등과 같은 화학약액을 사용하여 웨이퍼 상의 오염물질을 화학적 반응에 의해 식각 또는 박리시키는 공정이다. 그리고 린스 공정은 약액 처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수로 세척하는 공정이고, 건조 공정은 웨이퍼를 건조하는 공정이다.

상기 세정 공정 중 건조 공정의 경우 웨이퍼에 미세하게 남아 있는 물방울들을 완전히 제거하기 힘들고 웨이퍼의 고속회전에 따라 발생되는 와류에 의해 웨이퍼가 오염 되는 문제점이 있어왔다.

이를 개선하기 위해 이소프로필 알코올과 같은 유기 화합물을 사용하여 반도체 기판을 건조하는 방식들이 사용되고 있다.

건조 방식으로는 증기 건조기(vapor dryer), 마란고니 건조기(marangonidryer), 스프레이 건조기(spray dryer)가 있다.

상기 증기 건조기는, 처리실 내에서 이소프로필 알코올(IPA:isoprophyl alcohol) 액을 가열하여 처리실 내부를 이소프로필 알코올 증기로 채워지도록 한 후, 이들 증기로 웨이퍼 표면에 부착된 탈이온수를 대체시키는 것이다.

상기 마린고니 건조기는, IPA 증기의 낮은 표면장력을 이용한 마란고니 효과에 의해 기판을 건조하는 것이다.

상기 스프레이 건조기는, 처리실 외부에서 발생된 IPA 증기를 처리실 내로 분사하여 웨이퍼에 부착된 탈이온수를 IPA증기로 치환하는 것이다.

상술한 바와 같이, 스핀 건조기를 제외한 대부분의 건조기들은 공정 진행시 건조가스로 IPA 증기와 같은 유기 화합물을 사용한다. 건조공정 수행시 처리실 내로 적정량의 IPA 증기가 공급되는 것은 매우 중요하다. 현재 사용하고 있는 건조기들에는 처리실 내의 IPA 증기의 량을 정확히 검출할 수 없어 결국 공정 불량의 요인이 되고 있다.

한편, 세정 공정 중 습식 세정공정은 소정의 처리액을 사용하여 웨이퍼를 세정하는 공정이다. 이는 약액으로 기판을 세정하는 약액세정공정, 세정액으로 기판을 린스하는 린스공정, 그리고 건조가스로 기판을 건조하는 건조공정을 포함한다.

여기서, 보통 약액으로는 다양한 종류의 케미칼(chemical)들이 사용되고, 세정액으로는 초순수(DIW:Deionized Water)가 사용되며, 건조가스로는 이소프로필 알코올 가스(IPA gas:Isopropyl alcohol gas)가 사용된다.

하지만, 상기한 기판 세정 방법은 웨이퍼 표면으로부터 이물질을 완전히 제거하기 어려웠다. 예컨대, 세정액 또는 린스액(초순수)에 웨이퍼들을 침지시켜 웨이퍼의 세정 또는 린스 공정을 수행하면 웨이퍼 주변에 잔류하는 이물질이 웨이퍼 표면을 오염시키는 현상이 발생된다.

특히, 린스 공정 후에는 린스공정이 수행되는 린스실로부터 건조공정이 수행되는 건조실로 기판이 이동되는 과정에서 웨이퍼가 건조실 내 공기 중에 노출됨으로써 건조실 내 공기 중에 잔류하는 이물질에 의해 웨이퍼 표면이 오염되거나 웨이퍼 표면에 물반점이 발생한다.

보통 약액에 의한 세정이 이루어진 웨이퍼 표면은 소수성을 띄며, 이러한 소수성을 띄는 웨이퍼는 린스 공정 이후에도 표면이 소수성을 띄므로, 건조 공정시 건조실 내 공기 중에 잔류하는 이물질들에 의해 웨이퍼 표면은 쉽게 오염된다.

이상에서와 같은 구조의 액정표시장치의 제조장치 중에 기판 세정장치의 세정부는 이소프로필알코올과 순수한 물을 포함하는 세정액을 이용하여 기판을 세정한다.

하지만, 세정액에 포함된 이소프로필알코올의 농도가 기준(대략 25% 내지 30%)이내인지를 판별하기 위해 주기적으로 작업자가 세정액 탱크의 세정액 샘플을 검사함으로써, 이소프로필알코올검사로 인해 제조시간이 늘어나는 문제가 있었다.

또한, 일반적인 기판 세정장치는 이소프로필알코올의 농도 측정이 작업자에 의해 이루어지므로 신뢰도가 저하되는 문제가 있었다.

[문헌 1] 대한민국 특허등록 제10-0634376호 공고일 2006년 10월 16일 [문헌 2] 대한민국 특허등록 제10-0789886호 공고일 2007년 12월 28일 [문헌 3] 대한민국 특허등록 제10-0272002호 공고일 2000년 11월 15일

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

글래스의 세정 효율을 향상시키는 글래스 세정 장치를 제공하는데 있다.

또한, 세정 공정시 농도를 실시간으로 센싱하여 설정값에 맞도록 농도를 실시간 보정하도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 글래스을 세정하는 장치에 있어서, 이소프로필알코올과 순수한 물이 혼합되어 저장되는 세정액 저장탱크; 상기 세정액 저장탱크에 각각 구비되어 상기 이소프로필알코올과 물을 각기 선택적으로 자동 공급하는 제1 및 제2 밸브; 상기 세정액 저장탱크에 저장된 세정액으로 글래스을 세정하는 세정부; 상기 세정액 저장탱크에 각각 구비되어 이소프로필알코올(IPA: Isopropyl Alcohol)을 농도를 실시간 측정하는 농도센서부; 상기 농도센서부의 농도값을 실시간으로 입력받아 기설정된 농도값과 비교하여 기설정된 농도값을 벗어나는지 여부를 판단하고, 기설정된 농도값을 비교하여 설정값을 벗어나는 경우 해당되는 제1 및 제2 밸브를 개방시켜 농도값을 범위 내로 유지시키도록 하는 제어부; 상기 제어부의 신호값을 실시간으로 디스플레이하여 모니터링 하도록 하는 단말기;를 포함하여 구현할 수 있다.

본 발명은 세정액 저장탱크에 설치된 농도센서부가 실시간으로 IPA 농도를 센싱하여 기설정된 농도에 맞도록 세정액 저장탱크 내의 세정액 농도를 맞추어 공급되도록 함에 따라 자동으로 이소프로필알코올(IPA)의 농도를 맞출 수 있고 또한 실시간 보상으로 제조시간을 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치의 구성도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 글래스 세정시 세정액의 IPA 농도를 실시간 센싱 및 실시간 적정비율이 유지되도록 하면서 글래스을 세정하도록 하는 글래스 세정장치에 관한 것이다.

본 발명은, 도 1의 도시에 의하여 세정액 저장탱크(100)와, IPA 저장조의 약액을 상기 세정액 저장탱크(100)로 공급하는 제1밸브(200)와, 물 저장조(320)의 약액을 상기 세정액 저장탱크(100)로 공급하는 제2밸브(300)와, 상기 세정액 저장탱크(100)의 세정액으로 글래스을 세정하는 세정부(400)와, 상기 세정액 저장탱크(100)내에서 약액의 농도를 센싱하는 농도 센서부(500)와, 센싱값을 통해 제1 및 제2 밸브를 제어하는 제어부(600)와, 상기 제어부(600)의 신호값을 디스플레이 하는 단말기(700)로 구성된다.

상기 세정액 저장탱크(100)는, 저장조가 형성된 것이며 저장조 내에 이소프로필알코올과 순수한 물이 혼합되어 저장된다.

상기 제1 밸브(200)는, IPA 저장조(220)에 저장된 이소프로필알코올을 상기 세정액 저장탱크(100)의 저장조에 주입되도록 하기 위한 것이며 신호값에 따른 개방시 해당되는 적정량의 이소프로필알코올을 주입하게 된다.

상기 제2 밸브(300)는, 물 저장조(320)에 저장된 순수한 물을 상기 세정액 저장탱크(100)의 저장조에 저장하기 위한 것으로, 신호값에 따른 개방시 해당되는 적정량의 물을 주입하게 된다.

상기 세정부(400)는, 상기 세정액 저장탱크(100)의 저장조에 저장된 세정액으로 글래스을 세정하게 된다.

상기 농도센서부(500)는, 상기 세정액 저장탱크(100)의 저장조에 구비되는 적어도 하나의 센서(520)를 말하는 것이며, 상기 세정액 저장탱크(100)의 저장조내에 혼합된 이소프로필알코올(IPA: Isopropyl Alcohol) 농도를 실시간으로 센싱하게 된다.

상기 제어부(600)는, 상기 농도센서부(500)의 센싱된 농도값을 실시간으로 입력받아 기설정된 농도값과 비교하여 기설정된 농도값을 벗어나는지 여부를 판단하고, 기설정된 농도값을 비교하여 설정 값을 벗어나는 경우 해당되는 제1 및 제2 밸브를 선택적으로 개방시켜 농도값을 범위 내로 유지시키도록 하게 된다.

상기 단말기(700)는, 휴대 가능하며 상기 제어부(600)의 신호값을 실시간으로 디스플레이하여 모니터링 하도록 하게 되는 것으로, 상기 제어부(600)를 통한 농도값을 실시간 표시하는 디스플레이부와, 상기 제어부(600)에 조작 신호를 출력하는 조작부로 구성된다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와같이 세정액 저장탱크(100)의 IPA 농도를 센싱하는 농도 센서부(500)의 센서(520) 신호값을 제어부(600)가 입력받게 되면 저장부(600)에 기설정된 IPA 농도값과 비교하여 예컨데, IPA 농도가 부족한 것으로 판단 되면 제1밸브(200)를 개방시켜 세정액 저장탱크(100)내로 부족한 량 만큼 공급하게 된다. 그리고, IPA 농도가 기설정값 이상으로 판단되면 제2밸브(300)가 개방되어 물을 상기 세정액 저장탱크(100)내로 부족한 량 만큼 공급하게 된다. 상기한 제어부(600)의 신호값은 단말기(700)를 통해 디스플레이 되고 작업자는 단말기(700)를 통해 제어부(600)의 신호값을 제어할 수 있게 된다.

이에따라 작업자는 단말기(700)를 휴대한 상태에서 실시간 농도값을 확인 및 정상 상태 확인 그리고 이상 상태 발생시에도 바로 제어할 수 있게 된다.

100: 세정액 저장탱크
200: 제1밸브 220: IPA 저장조
300: 제2밸브 320: 물 저장조
400: 세정부
500: 농도 센서부 520: 센서
600: 제어부
700: 단말기

Claims (3)

1. 글래스을 세정하는 장치에 있어서,
   이소프로필알코올과 순수한 물이 혼합되어 저장되는 세정액 저장탱크(100);
   상기 세정액 저장탱크(100)에 각각 구비되어 상기 이소프로필알코올과 물을 각기 선택적으로 자동 공급하는 제1 및 제2 밸브(200)(300);
   상기 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액으로 글래스을 세정하는 세정부(400);
   상기 세정액 저장탱크(100)에 각각 구비되어 이소프로필알코올(IPA: Isopropyl Alcohol)을 농도를 실시간 측정하는 농도센서부(500);
   상기 농도센서부(500)의 농도값을 실시간으로 입력받아 기설정된 농도값과 비교하여 기설정된 농도값을 벗어나는지 여부를 판단하고, 기설정된 농도값을 비교하여 설정 값을 벗어나는 경우 해당되는 제1 및 제2 밸브(200)(300)를 선택적으로 개방시켜 농도값을 범위 내로 유지시키도록 하는 제어부(600);
   상기 제어부(600)의 신호값을 실시간으로 디스플레이하여 모니터링 하도록 하는 단말기(700);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치.
   
2. 상기 농도센서부(500)는,
   상기 세정액 저장탱크(100)에 적어도 1개 이상으로 설치되는 센서(520)임을 특징으로 하는 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치.
   
3. 상기 단말기(700)는,
   상기 제어부(600)를 통한 농도값을 실시간 표시하는 디스플레이부와, 상기 제어부(600)에 조작 신호를 출력하는 조작부를 구비함을 특징으로 하는 실시간 IPA 농도 센싱을 이용한 글래스 세정 장치.
   

Images