KR930000225B1 - 밀폐형 반환식 통으로부터의 약액 공급방법 및 장치 - Google Patents

밀폐형 반환식 통으로부터의 약액 공급방법 및 장치 Download PDF

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시게미쓰 가미야
요시로오 오까
가쓰히로 후지노
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닛뽄 제온 가부시끼가이샤
오오니시 사부로오
후지쓰 가부시끼가이샤
야먀모도 다꾸마
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Abstract

내용 없음.

Description

밀폐형 반환식 통으로부터의 약액 공급방법 및 장치
제1도는 공지의 밀폐형 반환식통의 개략적 측면도이고,
제2도는 반환식통체에 부착되어 있는 플랜지와 커플러를 보여 주는 측면도이고,
제3도는 반환식통과 제조장치 사이의 공지의 연결수단을 약시하는 예시도이고,
제4도는 본 발명의 약액 공급방법을 수행하는 장치의 개략적 측단면도이고,
제5도는 감시조(monitor tank)의 상부의 부분 측단면도이고,
제6도는 감시조의 상부의 평면도이고,
제7도 내지 제9도는 본 발명의 약액 공급방법을 설명하기 위한 약시도이고,
제10도는 본 발명에 의한 다른 장치 실시예를 보여주는 개략적 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 약액처리장치 10 : 캐니스터(약액통)
50 : 감시조 61, 62, 63, 64 : 전자밸브
80 : 액면계 500 : 가대
본 발명은 반도체나 정밀기계부품 등의 전자재료용 약액처리공정에서 사용되는 각종 약액의 공급방법 및 공급감지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 액이든 밀폐형 반환식통으로부터 약액처리공정에서 약액이 공급될 경우 그 양을 관찰하면서 약액을 안정되게 공급할 수 있는 방법 및 반환식통에 연결되어 있는 공급감지장치에 관한 것이다.
그러면 먼저 본 분야에 있어서의 종래의 기술에 대해 설명하겠다. 집적회로와 트랜지스터등의 분야에 있어서의 정밀기술의 발달이 현저해져 이들을 제조하는데 사용되는 약액의 품질관리가 일익 엄격해지고 있다. 특히 약액중에 미립자 오염물이 개입되는 것은 막아야하는데 그 이유는 그런 것이 혼입하면 제품의 수율에 직접적 악영향을 끼치기 때문이다. 이런 이유 때문에 액은 통상 정밀하게 여과하고 정화된 환경(청결실내)에서 깨끗한 용기에 여과된 액을 충전하여 제품을 제조한다. 용기로서는 보통 약 1 내지 8리터 유리병을 사용한다.
유리병에 약액을 충전하는 작업은 청결실내에서 그러나 개방 환경하에서 한다. 그러므로 비록 그 정도는 대기중에서처럼 나쁘지는 않다하더라도 분진이나 오염물질 등의 약액내에 다소 혼입하는 것은 불가피하다. 더우기 유리병인 용기는 수송과 배분단계에서 파손되기 쉬운 단점이 있고 사용이 끝난 공병은 버려야하므로 그 처분이 또한 귀찮다.
약액의 사용자측에서 볼때도, 유리병을 열어 집적회로와 같은 제조라인상의 장치의 다른 용기내에 그 약액을 주입하는 것도 번거로우며 이때 분진오염물이 정밀여과로 정화된 내용물내에 들어가게 된다. 극단의 경우에는 내용물이 쏟아지기도 하고 넘쳐흐르기도 한다.
이런 불편을 감안하여, 본원의 발명자들은 사용할 때마다 반환식 통을 열지않고도 또한 용기내 약액을 다른 용기에 붓지 않고도 약액처리공정중의 파이프에 용이하게 연결할 수 있는 반환식 통, 즉 약액용기를 개발하였다.
이 용기는, 일본 공개특허공보 소 59-21021호에 기재되어 있는 바와 같이 용기내 약액이 기체압에 의해 반도체 제조장치에 공급되도록 구성되어 있다.
첨부된 제1도 내지 3도는 이 용기와 용기가 반도체 제조장치에 연결되어 있는 배치를 보여주고 있다.
제1도에 표시한 바와 같이, 약액(20)을 담고 있는 반환식통인 캐니스터(10)는 수액용기본체(13)와 플랜지(14)로 구성되어 있고, 플랜지(14)에는 액통과용 커플러 (11)와 기체통과용 숫커플러(12)가 있다. 이들 커플러(11), (12)는 캡(30)으로 보호되어 있다.
제3도에서 처럼 반환식통을 반도체 제조장치(1)에 연결하는 경우에는 커플러 (17), (12)를 통해 정제된 질소기체가 캐니스터(10)에 공급되어 약액(20)이 질소기체압에 의해 커플러(16), (11)를 통해 장치(1)에 배달된다.
그런 반환식통은 종래의 유리병보다 더 많은 양의 약액을 수용할 수 있으나 반환식통에 사용된 재질에 따라서는 약액의 체적을 감시(모니터) 할 수 없는 경우도 있다.
또한 그 안에 다량의 약액을 수용하기 때문에 항상 계속해서 그 잔류액체적을 감시하지 못하게 되기 쉽고 그리하여 적시에 빈병을 새병으로 교환하기가 어려우며 또한 작업자가 병안에 약액이 없다는 것을 의식하지 못하여 약액 처리장치가 약액이 없는 채 계속 구동하면 약액처리가 되지 않은 불량제품이 생산되게 된다. 적산 유량계와 같은 액 감소상태를 검지하는 계기를 반도체 제조장치에 장착한다할지라도 빈 반환식통을 새것으로 자동교환하기란 지극히 곤란한 것이다.
이제 본 발명에 대해 요약해서 설명하겠다.
본 발명은 상기의 결점을 극복할 수 있으며 약액을 외기와 접촉시키지 않고 청결상태를 유지하면서 또한 그 체적을 감시하면서 공급할 수 있고, 약액의 체적이 소정수준이하로 하강하면 경보가 나오고, 빈 반환식통을 새것으로 교환하는 동안에도 약액 처리장치의 가동을 정지하지 않고 약액을 계속 공급할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
상기 목적을 가진 본 발명에 의하면, 약액을 액면가압장치에 의해 밀폐형 반환식통에서부터 배출되며, 이 목적을 위해서 밀폐형 반환식통과 약 처리부사이에 액면 감시조(monitor tank)가 배설되어 있다. 액은 이 감시조를 통해 공급되며, 반환식통이 빈뒤에는 이 감시조내의 액이 사용되고 감시조내의 액수준이 소정위치에 달하게 되면 반환식통의 교환을 알리는 경보가 발해진다. 또한 반환식통과 감시조 사이에 파이프가 설치되어 있어 닫혀 차단될 수 있으므로 반환식통의 교환중에도 액면 가압기체가 감시조내에 도입되어 감시조내 액면을 누르고 그에 의해 공징으로의 약액공급이 계속된다. 상기와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 약액이 새 반환식통으로부터 감시조로 새로이 이송되고 있는 동안에도 약액의 공정으로의 공급이 가능하다. 요약하면, 반환식통내의 액면을 가압하기 위한 기체공급원을 감시조에도 연결함으로써 감시조는 통교환의 경보계기 역할 및 통교환시의 쿠션(완충) 탱크기능을 갖는 것이다.
본 발명은 또한 밀폐형 반환식통과 약액처리공정 사이에 배설된 감시조와 밀폐형 반환식통내 약액을 감시조를 통해서 약액처리공정에 액면 가압계에 의해 이송하는 수단과, 감시조내 약액의 액면으로부터 밀폐형 반환식통내 약액체적을 검출하고 밀폐형 반환식통의 교환시기를 경보하는 수단과, 감시조내 약액을 사용하여 약액을 약액처리공정에 연속 공급하는 수단과로 구성되어 있어, 밀폐형 반환식통으로부터 임의의 장치에 약액을 연속 공급하여 약액처리공정을 수행할 수 있는 장치에도 관한 것이다.
본 발명을 제4도 내지 10도의 실시예를 참고하여 상세히 설명한다. 밀폐형 반환식통, 커플러, 제조기계 등은 제1도 내지 3도와 같은 부재번호로 표시한다.
본 발명에 사용되는 약액공급 감시장치(100)는, 소정량의 약액(20)을 수용하는 감시조(50), 감시조(50)내 약액의 액면을 검출하는 액면계(80), 일정기간동안 약액을 공급하기 위해 압력을 가하는 기체를 도입하기 위한 파이프의 연결공(70), 조내에 존재하는 기체(질소)를 배출하기 위한 파이프의 연결공(90), 질소기체와 약액의 유로를 절환하기 위한 전자밸브(61), (62), (63), (64), 반환식통인 캐니스터 (10)에 감시장치를 연결하는 암커플러(17), (16), 약액을 반도체 제조장치(1)에 공급하는 파이프 연결공(73), 질소기체의 약액용 유로관, 전자밸브(61), (62), (63), (64)와 액면계(80)에 전력을 공급하는 회로, 계기판상의 조작스위치(표시안됨) 및 표시기에 전력을 공급하는 회로로 구성되어 있다.
본 발명 장치의 원리는 다음과 같다. 질소기체의 압력에 의해 캐니스터(10)내 약액이 장치의 감시조(50)에 공급되며 액면계(80)에 의해 액면을 검출함으로써 액을 소정량이내에 유지되고 약액은 감시조(50)에서 장치(1)에 이송된다. 약액량이 사용에 의해 감소하여 캐니스터(10)가 비게될때와, 감시조(50)내의 액면이 소정위치 이하로 내려갈때는, 액면계(80)가 이를 검출하여 경보를 내며, 그에 이해 작업자는 캐니스터 (10)가 비었다는 것을 알게 되어 빈것을 새것으로 교환할 수 있다. 본 발명의 다른 특징은 캐니스터를 교환하고 있는 동안에도 반도체 제조장치(1)를 계속 운전할 수 있는 점이다.
구체적으로는, 상기 전자밸브(61), (62), (63), (64)와 액면계(80)의 헤드는 감시조(50)위에 배설되어 있는 가대(500)의 좌판(501)위에 장착되어 있다.
상기 가대(500)는 대략 역 원추대형이며, 가대(500)의 바깥나사(40)를 감시조 (50)의 목부분 내에 있는 안나사(200)안에 나사죄임함으로써 감시조(50)에 착탈가능하게 결함될 수 있게 되어 있다. 따라서 가대(500)와 감시조(50)는 상호 기밀(氣密) 결합한다.
가대(500)는 전자밸브와 액면계를 보호하도록 후우드(504)로 덮여 있다. 반환식통으로부터 약액을 송출하는 파아프는 그 통로내로부터 가대(500)의 경사측벽(503 )과 전자밸브(64)와 그 다음은 가대(500)를 경유하여 감시조(50)의 내부에 까지 뻗쳐 있고, 상기 가대(500)는 가대(500)의 좌판(501)과 하부격판(502)사이에 배설되어 있다. 상부 파이프의 한 자유단은 감시조(50)밖에 있고 거기에는 커플러 (16)가 부착된채 연결공이 있으며 다른 자유단은 다른 연결공(102)을 가지고 감시조(50)내부에 위치해 있다. 약액을 운반하는 파이프가 감시조(50)의 저부로부터 격판과 측벽을 지나 조(50)의 외부로 뻗쳐있고, 이 파이프는 감시조(50)내 자유단에 개구(103)가 있고 조(50)외부의 타 자유단에 연결공(73)이 있다. 가압공기 도입용 파이프는 가대(500)의 외부에서 내부로 뻗어 있고, 거기서 두유로로 분기하여 그 한 유로는 거기서부터 전자밸브(61)와 측벽(503)를 지나 가대(500)의 외부로 연장되어 있고, 그 다른 유로는 거기서부터 전자밸브(62)와 하부 격판을 지나 감시조 (50)의 내부로 뻗어있다. 이 분기관들은 감시조(50)밖 한 자유단에 커플러(17)를 갖고 있고 감시조(50)안 다른 자유단에 연결공(101)을 갖고 있다. 조내 기체는 연결공(104)으로부터 하부격판, 전자밸브 (63), 측벽(503) 및 연결공(90)을 지나 배출된다. 액면계(80)의 검출부가 하부격판 (502)을 통해 감시조(50)내에 삽입되어 있다.
감시장치가 상기와 같이 구성되어 있기 때문에 모든 파이프의 연결이 가대의 측벽을 통해 이루어지고 있고 따라서 보다 작은 공간을 차지하고 조작하기도 대단히 편리하다. 또한 질소공급원과는 단지 한 지점에서 연결됨으로써 충분하며, 질소기체의 캐니스터에의 공급과 밸브들의 조작이 한 감시조위에서 행해지기 때문에 그런 조작을 하기가 매우 용이하다. 더우기 액면계와 전자밸브는 모두 가대위에 함께 장착되어 있으며 따라서 점검과 보수를 하기도 편리하다. 그위에, 계기판(표시안됨)에 연결되는 회로도 또한 모두 모아서 배열 정리할 수 있다.
상기 장치를 사용하여 약액을 공급하는 방법을 제7도 내지 9도를 참고로 상세하게 설명하겠다. 이들 도면에서 두꺼운 실선은 확립된 유로를 의미한다.
캐니스터(10)의 숫커플러(12), (11)를 장치(100)의 암커플러(17), (16)에 연결된다. 0.5 내지 1.0kg/㎠G의 압력을 가진 정제된 질소기체를 연결공(70)을 통해서 유입한다. 필요한 전력을 공급한다(제6도).
계기판에 있는 기동단추(표시안됨)를 눌러 장치의 작동을 개시한다. 제7도에 표시된 것처럼 액면계(80)는 감시조(50)내 액량이 소정수준 이하인 것을 검출하며, 그러면 전자밸브(61)가 열리고 캐니스터(10)에 압이 가해진다. 동시에, 전자밸브(64)가 열려 약액회로가 구성된다. 그때 조내 기체배출용 파이프위의 전자밸브(63)가 열리면, 반환식통내 약액은 질소기체압력의 도움으로 감시조(50)에 자동운반된다(앞으로 이 상태를“충전중”이라 칭함).
감시조(50)내 액면이 제8도에서처럼 소정위치에 도달할때는 액면계가 이를 검출하여 조내 기체 배출용관 위의 전자밸브(63) 및 연결공(90)이 닫힌다. 조의 액면은 조의 압력이 질소기체 원압력과 같아질때까지 상승하며 그때의 액의 유입은 중단한다. 캐니스터(10)내에 액체가 존재하는 한 이 상태가 정상상태로서 유지되며, 반도체 제조장치(1)에서 약액이 사용되기 시작한다(이 상태를“사용중”이라 칭함).
약액이 장치(1)에서 사용되고 있는 동안, 캐니스터(10)의 액은 계속해서 감시조(50)속에 유입되며 캐니스터(10)가 마지막으로 비게될때는 감시조(50)내 액면은 하강하기 시작한다. 감시조내 액면이 소정위치이하로 내려가면, 액면계(80)가 그것을 검출하고 경보가 울리고 계기판에 신호가 나타난다(앞으로 이 상태를“빔”이라함).
동시에 제9도에 표시된 것처럼 전자밸브(61), (64)가 닫쳐 캐니스터(10)와 감시조(50)사이의 유로가 단절되고, 전자밸브(62)가 열려 감시조(50)내의 약액에 질소기체압이 걸리며 그에 의해 감시조(50)내 전류액이 사용될 수 있게 된다. 약액공급관의 개방하단은 감시조의 맨바닥 가까이에 위치해 있기 때문에 액이 존재하는 한 약액은 계속 전부 사용될 수 있다.
경보에 따라, 작업자는 감시조(50)내에 여전히 잔액이 존재하는 동안에 빈캐니스터를 새로운 약액이 가득찬 캐니스터로 교환할 수 있다.
그뒤 계기판위의 리세트단추(표시안됨)을 누르면 상기“충전중”상태가 되돌아오고 약액은 캐니스터(10)로부터 감시조(50)로 유입하기 시작한다. 이때 감시조 (50)의 전자밸브(63)와 기체(질소) 배출관의 연결공(90)이 열려 감시조(50)내 압력은 낮아진다. 기체배출관상의 연결공(90)을 통한 기체의 배출유량은 캐니스터로부터 조내로 유입하는 유량보다는 작도록 오리피스 등을 설치하여 조정하는 것이며 그리하여 감시조 (50)내의 압력은 관로저항과 액두(液頭)차에 따라 정압(正壓) 내지 상압(上壓)사이의 어떤 압이 된다. 그러므로 상기 상태에서도 반도체 제조장치(1)에 약액을 계속 사용할 수가 있다.
제10도는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는데, 여기서는 캐니스터(10)가 가대 (200)아래에 수용되어 있고 이 가대(200)위에 본 발명의 장치(100)가 놓여 있다. 이 실시예에 의하면 차지하는 바닥면적이 작아 구조가 컴팩트해지며 연결작업도 간단 용이해진다. 이 편리한 실시예에서는, 캐니스터(10)를 수레(5)에 적재한체 가대아래 수납고에서 꺼낼 수 있고 꺼내어 커플러를 다 연결한 뒤에는 수레(5)를 사용하여 다시 밀어넣을 수 있다.
위에서 알 수 있는 것처럼, 본 발명은 감시조(50)내의 압력을 성공적으로 제어할 수 있음으로 인해 조내 액체적에 따라 경보를 낼 수 있고 또한 캐니스터(10)의 교환중에도 제조장치를 계속해서 사용할 수 있는 장점을 갖고 있는 약액 공급방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 원리를 보면, 예컨대 액면계(80)로서는 정전용량형 액면계, 부유형 액면계, 광전관형 액면계등을 그 사용목적에 따라 선택하여 사용할 수 있다. 또한 전원대신에 공기압구동계를 사용할 수 있다. 본원은 그러한 계를 채택하는데 하등의 제한을 두지 않는다.
본 발명의 원리에 의하면 감시조(50)의 약액레벨이 상승하여 조내압력에 의해 평행에 달할때는, 액면계는 경보신호를 발생한다. 따라서 소정액면의 검출기능을 수행하기 위해서는 한개의 액면계로 충분한 것이다. 그러나 그 레벨액면계를 사용하여 하부액면 및 상부액면의 두점을 검출하게 할 수도 있다.
그외 여러 변형을 생각할 수도 있다. 그러나 요컨대 본 발명에 의하면, 반환식 캐니스터를 약액공급 감시기를 거쳐서 반도체 제조장치에 연결함으로써, 캐니스터에 약액이 없어진 것과 캐니스터의 교환시기를 경보할 수 있고, 캐니스터를 교환하는 중에도 반도체 제조장치에 약액을 계속해서 공급할 수가 있는 것이다. 그리고 본 발명은 액면검출방식에는 전연 제한을 두고 있지 않다.
본 발명에 사용되는 재료에는 부식하여 녹같은 오염물을 생성하는 것이나 약액에 공격을 받아 그 안에서 용해, 분산되어 약액을 오염시킬 재료등을 제외된다. 따라서 사용하려는 재로는 통상적인 방법으로 그 약액을 미리 시험사용해 보아 사용가능성 여부를 확인해야 한다.
본 발명에 사용할 수 있는 재료의 대표적 예에는 SUS304, SUS316, 테프론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 테프론으로 라이닝된 SUS304 및 SUS316, 및 섬유로 보강된 폴리프로필렌의 플라스틱등이 포함된다. 그러나 본 발명에 적합한 재료는 사용하는 약액의 성질에 맞추어 선택해야 하며, 이들 재료가 본 발명을 제한하는 것을 전혀 아님은 물론이다.

Claims (4)

  1. 액면가압수단을 사용하여 밀폐형 반환식 약액통으로부터 약액처리공정으로 약액을 공급하는 방법에 있어서, 약액(20)을 반환식 약액통(10)으로부터 가압수단과 감시수단이 장착된 감시조(50)로 유입저류시키는 단계, 상기 감시조(50)내에 저류된 약액의 액면을 감시하면서 약액을 약액처리장치(1)에 공급하는 단계, 감시조(50)내의 약액의 액면이 소정위치 이하임을 검출하여 반환식 약액통(10)이 비었음을 경보하는 단계, 상기 검출에 따라 반환식 약액통(10)과 감시조(50)사이의 연결을 차단하고 약액을 감시조로부터 약액처리장치에 계속 공급할 수 있도록 액면가압기체를 감시조로 도입하는 단계, 및 가압기체의 감시조에의 도입에 의한 약액공급중에 반환식 약액통을 약액이 찬새 반환식 약액통으로 교환하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반환식 통으로부터의 약액공급방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출에 따라 반환식 약액통(10)과 감시조(50)사이의 연결이 차단될때 가압기체의 반환식 약액통내의 유입을 중지시키는 단계와, 상기 가압기체를 감시조에 도입할때 감시조로부터의 가압기체의 배출을 차단하는 단계와, 상기 약액통(10)의 교환이 완료된 후에 약액통과 감시조간의 연결차단을 해체하고 가압기체를 약액토에 도입하고, 가압기체의 감소조로의 도입을 중지하며, 가압기체를 감시조로부터 배출시키며, 감시조내의 약액의 액면이 소정위치에 달하면 감시조로부터의 가압기체의 배출을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액공급방법.
  3. 액면가압기체를 도입하는 부재(12, 17) 및 약액을 수송하는 부재(11, 16)가 장착된 밀폐형 반환식 약액통(10), 반환식 약액통과 약액처리장치(1)사이에 배설되어 있고 약액을 잠시 저류한 뒤 그 약액을 상기 장치에 공급하는 감시조(50), 감시조에 연결되어 있는 액면가압기체의 도입, 배출용 수단(62, 63, 90, 101, 104) 및 감시조내 약액의 액면을 항시 감시하고 약액의 액면의 저하를 검출하여 경보를 하고 밸브의 절환조작을 할 수 있게 하는 액면계(80)를 구비한 것을 특징으로 하는 밀폐형 반환식 약액통으로부터의 약액공급장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감시조(50)에는 그 상부에 가대(500)가 배설되어 있고, 상기 가대는 감시조의 목부분안에 착탈가능하게 나사결합할 수 있는 나사부(400), 측벽(503), 상기 측벽위에 장착된 좌판(501) 및 상기 좌판을 덮는 후우드 (504)로 구성되어 있고, 또한 상기 가대(500)위에는 반환식 약액통(10)과 감시조 (50)사이에 뻗쳐있는 약액관을 개폐하는 전자밸브(64), 반환식 약액통내로의 기체 유입을 허용 또는 중지하는 전자밸브(61), 감시조내로의 기체유입을 허용 또는 중지하는 전자밸브(62), 기체배출용 전자밸브(63), 및 액면계해드(80)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 반환식 약액통으로부터의 약액공급장치.
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