KR20200063652A - 퍼지 가스 온도 조절 장치 - Google Patents

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KR20200063652A
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이정훈
강휘재
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Abstract

퍼지 가스 온도 조절 장치는, 레티클 포드의 내부로 퍼지 가스를 공급하기 위한 공급 라인과, 상기 공급 라인을 감싸도록 구비되며, 전류의 방향에 따라 상기 공급 라인을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 가열하거나 냉각하여 기 설정된 기준 온도로 조절하는 열전소자와, 상기 열전소자의 외측면에 구비되며, 상기 열전소자의 열 또는 냉기를 외부로 전달하는 방열판과, 상기 방열판의 외측에 배치되며, 상기 방열판으로부터 전달된 열 또는 냉기를 외부로 배출하는 팬을 포함할 수 있다.

Description

퍼지 가스 온도 조절 장치{Apparatus for controlling temperature of purge gas}
본 발명은 퍼지 가스 온도 조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레티클 포드를 퍼지하기 위한 퍼지 가스 온도 조절 장치에 관한 것이다.
반도체 장치 제조 공정에서 레티클이 수납된 레티클 포드들은 스토커(Stocker)에 보관될 수 있다. 상기 스토커는 상기 레티클 포드가 안착되는 로드 포트 및 상기 레티클 포드를 적재하기 위한 복수의 선반들을 구비할 수 있다.
상기 레티클 포드에 수납된 레티클이 오염되는 것을 방지하기 위해 상기 레티클 포드로 퍼지 가스가 공급될 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 상기 퍼지 가스를 상기 레티클 포드로 단순히 공급할 뿐 상기 퍼지 가스의 온도를 조절하지 않는다. 따라서, 상기 퍼지 가스가 다양한 온도를 가질 수 있다.
상기 퍼지 가스가 상기 레티클의 최적 온도를 벗어나는 경우, 상기 레티클을 보호하는 펠리클이 부풀거나 상기 레티클의 마스크 기능이 저하되어 상기 반도체 소자 제조 공정의 수율이 저하될 수 있다.
본 발명은 레티클 포드로 공급되는 퍼지 가스의 온도를 조절할 수 있는 퍼지 가스 온도 조절 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 퍼지 가스 온도 조절 장치는, 레티클 포드의 내부로 퍼지 가스를 공급하기 위한 공급 라인과, 상기 공급 라인을 감싸도록 구비되며, 전류의 방향에 따라 상기 공급 라인을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 가열하거나 냉각하여 기 설정된 기준 온도로 조절하는 열전소자와, 상기 열전소자의 외측면에 구비되며, 상기 열전소자의 열 또는 냉기를 외부로 전달하는 방열판과, 상기 방열판의 외측에 배치되며, 상기 방열판으로부터 전달된 열 또는 냉기를 외부로 배출하는 팬을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 퍼지 가스 온도 조절 장치는, 상기 공급 라인에서 상기 열전소자가 구비되는 부위의 전단에 구비되며, 상기 퍼지 가스의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 및 상기 온도 센서의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도와의 차이를 고려하여 상기 열전소자와 상기 팬의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제어부는, 상기 열전소자로 공급되는 전원을 온오프하기 위한 제1 스위치와, 상기 온도 센서의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도보다 낮은지 높은지에 따라 상기 열전소자가 가열 동작 또는 냉각 동작을 선택하도록 상기 열전소자로 공급되는 전류의 방향을 전환하는 전환스위치 및 상기 팬으로 공급되는 전원을 온오프하기 위한 제2 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 퍼지 가스 온도 조절 장치는, 상기 열전소자가 구비된 부위를 제외한 상기 공급 라인을 감싸도록 구비되며, 상기 외부로 전달된 상기 열 또는 냉기가 상기 공급 라인을 가열 또는 냉각하는 것을 방지하는 단열 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 퍼지 가스 온도 조절 장치는 상기 퍼지 가스를 열전소자를 이용하여 상기 기 설정된 온도로 조절하여 상기 레티클 포드로 공급한다. 따라서, 상기 레티클 포드에 보관된 상기 레티클에서 펠리클이 부푸는 현상을 방지할 수 있고, 상기 레티클의 마스크 기능을 유지할 수 있다. 그러므로, 상기 레티클의 품질을 유지할 수 있고, 상기 레티클을 이용한 반도체 소자 제조 공정의 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 공급 라인을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 상기 공급 라인의 외부에서 간접적으로 냉각 및 가열하므로, 상기 퍼지 가스가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 퍼지 가스에 의해 상기 레티클이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 가스 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼지 가스 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 퍼지 가스 공급 장치(100)는 공급 라인(110), 열전소자(120), 방열판(130), 팬(140), 단열 부재(150), 센서(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
상기 공급 라인(110)은 퍼지 가스 탱크(미도시)와 레티클 포드(10)를 연결하며, 상기 레티클 포드(10)의 내부로 상기 퍼지 가스를 공급한다.
상기 퍼지 가스의 예로는 질소 가스가 사용될 수 있으며, 다른 예로, 불활성 가스가 사용될 수도 있다.
상기 공급 라인(110)에는 바이패스 라인(112)이 구비될 수 있다. 상기 바이패스 라인(112)은 상기 공급 라인(110)에서 분기되어 상기 공급 라인(110)과 다시 연결되며, 상기 공급 라인(110)에 이상이 발생하는 경우 상기 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
상기 바이패스 라인(112)에는 상기 바이패스 라인(112)을 개폐하기 위한 제1 밸브(113)가 구비된다. 또한, 상기 공급 라인(110)에서 상기 바이패스 라인(112)이 분기된 부위의 후단 및 상기 바이패스 라인(112)이 연결된 부위의 전단에 각각 제2 밸브(114)들이 구비된다.
상기 공급 라인(110)에 이상이 없는 경우, 상기 바이패스 라인(112)은 제1 밸브(113)에 의해 차단된다. 이때, 상기 제2 밸브들(114)들은 개방된 상태를 유지한다.
상기 공급 라인(110)에 이상이 발생하는 경우, 상기 제1 밸브(113)를 개방하고 상기 바이패스 라인(112)을 통해 상기 퍼지 가스를 공급한다. 이때, 상기 제2 밸브들(114)들은 상기 공급 라인9110)을 차단한다.
상기 열전소자(120)는 상기 공급 라인(110)을 감싸도록 구비된다. 예를 들면, 상기 열전소자(120)는 상기 공급 라인(110)에서 상기 바이패스 라인(112)이 분기되어 다시 연결되는 부위 사이에 구비될 수 있다. 상기 열전소자(120)는 단수 혹은 복수로 구비될 수 있으며, 상기 열전소자(120)가 구비되는 영역의 크기에 따라 상기 열전소자(120)가 구비되는 개수가 달라질 수 있다.
상기 열전소자(120)는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 소자로서 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열을, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키게 된다. 따라서, 상기 열전소자(120)는 상기 공급 라인(110)을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 가열하거나 냉각하여 기 설정된 기준 온도로 조절한다. 상기 열전소자(120)는 공급되는 전류의 방향에 따라 상기 퍼지 가스를 가열하거나 냉각할 수 있다. 상기 열전소자(120)는 한쪽 단자는 상기 공급 라인(110)에 고정되고, 다른 쪽 단자는 외부를 향하도록 배치될 수 있다.
상기 기준 온도는 상기 레티클 포드(10)에 적재된 레티클을 저장하기 위한 최적인 온도이다. 상기 기준 온도는 약 21.5 ℃ 내지 22.5 ℃인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 22 ℃일 수 있다.
상기 공급 라인(110)을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스가 상기 공급 라인(110)의 외부에 위치하는 상기 열전소자(120)에 의해 간접적으로 가열 및 냉각된다. 따라서, 상기 퍼지 가스가 냉각 및 가열되는 동안 상기 퍼지 가스가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 퍼지 가스에 의해 상기 레티클이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상기 방열판(130)은 상기 열전소자(120)의 외측면에 구비된다. 구체적으로, 상기 방열판(130)은 상기 열전소자(120)의 다른 쪽 단자에 고정될 수 있다. 상기 방열판(130)은 구리와 같은 열전도성이 높은 재질로 이루어지며, 다수의 방열핀들을 갖는다. 상기 방열판(130)은 상기 열전소자(120)의 열 또는 냉기를 대류를 통해 외부로 전달한다.
상기 팬(140)은 상기 방열판(130)의 외측에 방열판(130)과 마주보도록 배치된다. 상기 팬(140)이 외부를 향하도록 기류를 형성함으로써 상기 방열판(130)으로부터 전달된 열 또는 냉기를 외부로 신속하게 배출한다.
상기 단열 부재(150)는 상기 공급 라인(110)에서 상기 열전소자(120)가 구비된 부위를 제외한 부위를 감싸도록 구비된다. 상기 단열 부재(150)는 상기 방열판(130) 및 상기 팬(140)에 의해 상기 외부로 전달된 상기 열 또는 냉기가 상기 공급 라인(110)으로 전달되는 것을 차단한다. 따라서, 상기 외부로 전달된 상기 열 또는 냉기에 의해 상기 공급 라인(110) 내부의 상기 퍼지 가스가 가열 또는 냉각되는 것을 방지할 수 있다.
상기 온도 센서(160)는 상기 공급 라인(110)에서 상기 열전소자(120)가 구비되는 부위의 전단에 구비되며, 상기 퍼지 가스의 온도를 측정한다. 이때, 상기 퍼지 가스의 온도는 상기 열전소자(120)에 의해 온도가 조절되기 전의 온도이다.
상기 제어부(170)는 상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도와의 차이를 고려하여 상기 열전소자(120)와 상기 팬(140)의 동작을 제어한다.
상기 제어부(170)는 제1 스위치(172), 전환스위치(174) 및 제2 스위치(174)를 포함한다.
상기 제1 스위치(172)는 상기 열전소자(120)로 공급되는 전원을 온오프한다. 상기 퍼지 가스의 온도 조절이 필요한 경우, 상기 제어부(170)는 상기 제1 스위치(172)를 온 상태로 변경하여 상기 열전소자(120)로 전원을 공급한다. 상기 퍼지 가스의 온도 조절이 완료되면, 상기 제어부(170)는 상기 제1 스위치(172)를 오프 상태로 변경하여 상기 열전소자(120)로 공급되는 전원을 차단한다.
상기 전환스위치(174)는 상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도보다 낮은지 높은지에 따라 상기 열전소자(120)가 가열 동작 또는 냉각 동작을 선택하도록 상기 열전소자(120)로 공급되는 전류의 방향을 전환한다.
상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 경우, 상기 제어부(170)는 상기 전환스위치(174)를 작동시켜 상기 전류의 방향을 전환함으로써 상기 열전소자(120)가 가열 동작을 수행하도록 한다.
상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도가 상기 기준 온도보다 높은 경우, 상기 제어부(170)는 상기 전환스위치(174)를 작동시켜 상기 전류의 방향을 전환함으로써 상기 열전소자(120)가 냉각 동작을 수행하도록 한다.
상기 제2 스위치(176)는 상기 팬(140)으로 공급되는 전원을 온오프한다. 상기 퍼지 가스의 온도 조절이 필요한 경우, 상기 제어부(170)는 상기 제2 스위치(176)를 온 상태로 변경하여 상기 팬(140)을 작동시킨다. 상기 퍼지 가스의 온도 조절이 완료되면, 상기 제어부(170)는 상기 제2 스위치(176)를 오프 상태로 변경하여 상기 팬(140)으로 공급되는 전원을 차단한다.
구체적으로, 상기 제어부(170)는 상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도를 비교한다.
상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 경우, 상기 제어부(170)의 제어에 따라 상기 열전소자(120)가 상기 퍼지 가스를 가열하고, 상기 팬(140)을 작동시켜 상기 열전소자(120)로부터 발생하는 냉기를 외부로 배출한다.
상기 온도 센서(160)의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도가 상기 기준 온도보다 높은 경우, 상기 제어부(170)의 제어에 따라 상기 열전소자(120)가 상기 퍼지 가스를 냉각하고, 상기 팬(140)을 작동시켜 상기 열전소자(120)로부터 발생하는 열을 외부로 배출한다.
상기 퍼지 가스 온도 조절 장치(100)는 상기 공급 라인(110)을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 상기 열전 소자(120)를 이용하여 가열 또는 냉각하여 상기 기준 온도로 조절한다. 상기 퍼지 가스가 상기 기준 온도로 조절된 상태에서 상기 레티클 포드로 공급되므로, 상기 레티클 포드(10)에 보관된 상기 레티클에서 펠리클이 부푸는 현상을 방지할 수 있고, 상기 레티클의 마스크 기능을 유지할 수 있다. 그러므로, 상기 레티클의 품질을 유지할 수 있고, 상기 레티클을 이용한 반도체 소자 제조 공정의 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 퍼지 가스 온도 조절 장치는 상기 퍼지 가스를 기준 온도로 조절하여 상기 레티클 포드로 공급하므로, 상기 레티클 포드에 수납된 상기 레티클을 최적 상태로 저장할 수 있다. 따라서, 상기 레티클의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 퍼지 가스 온도 조절 장치 110 : 공급 라인
120 : 열전소자 130 : 방열판
140 : 팬 150 : 단열부재
160 : 온도 센서 170 : 제어부
10 : 레티클 포드

Claims (4)

  1. 레티클 포드의 내부로 퍼지 가스를 공급하기 위한 공급 라인;
    상기 공급 라인을 감싸도록 구비되며, 전류의 방향에 따라 상기 공급 라인을 통해 공급되는 상기 퍼지 가스를 가열하거나 냉각하여 기 설정된 기준 온도로 조절하는 열전소자;
    상기 열전소자의 외측면에 구비되며, 상기 열전소자의 열 또는 냉기를 외부로 전달하는 방열판;
    상기 방열판의 외측에 배치되며, 상기 방열판으로부터 전달된 열 또는 냉기를 외부로 배출하는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지 가스 온도 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급 라인에서 상기 열전소자가 구비되는 부위의 전단에 구비되며, 상기 퍼지 가스의 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 및
    상기 온도 센서의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도와의 차이를 고려하여 상기 열전소자와 상기 팬의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지 가스 온도 조절 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 열전소자로 공급되는 전원을 온오프하기 위한 제1 스위치;
    상기 온도 센서의 측정된 상기 퍼지 가스의 온도와 상기 기준 온도보다 낮은지 높은지에 따라 상기 열전소자가 가열 동작 또는 냉각 동작을 선택하도록 상기 열전소자로 공급되는 전류의 방향을 전환하는 전환스위치; 및
    상기 팬으로 공급되는 전원을 온오프하기 위한 제2 스우치를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지 가스 온도 조절 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열전소자가 구비된 부위를 제외한 상기 공급 라인을 감싸도록 구비되며, 상기 외부로 전달된 상기 열 또는 냉기가 상기 공급 라인을 가열 또는 냉각하는 것을 방지하는 단열 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼지 가스 온도 조절 장치.
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KR102641706B1 (ko) * 2023-09-07 2024-02-28 주식회사 인시스템스 가열 질소를 이용한 웨이퍼 퍼지 장치
KR102641036B1 (ko) * 2023-09-07 2024-02-28 주식회사 인시스템스 질소 퍼지 기능을 가지는 사이드 트랙 버퍼
KR102642037B1 (ko) * 2023-09-07 2024-02-29 주식회사 인시스템스 질소 퍼지 기능을 가진 웨이퍼카세트 수용장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102641706B1 (ko) * 2023-09-07 2024-02-28 주식회사 인시스템스 가열 질소를 이용한 웨이퍼 퍼지 장치
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