KR0118593Y1 - Quartz heater system of wet station - Google Patents

Quartz heater system of wet station

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KR0118593Y1 KR2019940036290U KR19940036290U KR0118593Y1 KR 0118593 Y1 KR0118593 Y1 KR 0118593Y1 KR 2019940036290 U KR2019940036290 U KR 2019940036290U KR 19940036290 U KR19940036290 U KR 19940036290U KR 0118593 Y1 KR0118593 Y1 KR 0118593Y1
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Abstract

본 고안의 세정장치내의 쿼츠 히터장치는 세정 작업 도중 발생할 수 있는 진동이나 충격에 의한 쿼츠 튜브의 파손과 튜브 표면에 발생할 수 있는 핀홀을 감지하기 위하여 종래의 전류의 변화를 통하여 이를 감지하던 폴트 디텍터 외에 쿼츠 튜브내에서 공기압조절을 위하여 종래에 설치하였던 벤트용 튜브의 일단에 습도감지센서를 부착시켜서 쿼츠 튜브내의 공기내 습도 변화를 감지하여 쿼츠 튜브의 이상유무를 감지하는 것을 특징으로 한다.The quartz heater device in the cleaning device of the present invention, in addition to the fault detector which detects the quartz tube by the vibration or shock that may occur during the cleaning operation and pinholes that may occur on the surface of the tube, through the change of the current. A quartz sensor is attached to one end of a vent tube, which has been conventionally installed for controlling the air pressure in the quartz tube, thereby detecting a change in the humidity in the air in the quartz tube to detect an abnormality of the quartz tube.

Description

세정 장치내의 쿼츠 히터 장치Quartz heater device in washing device

제 1 도는 종래의 쿼츠 히터 장치를 포함한 세정 장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a cleaning device including a conventional quartz heater device,

제 2 도는 본 고안의 쿼츠 히터 장치를 포함한 세정 장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a cleaning device including a quartz heater device of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10,20:세정용기 11,21:화학물질10,20: cleaning container 11, 21: chemical substances

12,22:쿼츠 튜브 13,23:히터 열선12, 22: Quartz tube 13, 23: Heater heating wire

14,24:히터 캡 15,25:폴트 디텍터14, 24: Heater cap 15, 25: Fault detector

16,26:피복처리된 전선 17,27:벤트용 튜브16, 26: coated wire 17, 27: vent tube

28:센서 29:증폭기28: sensor 29: amplifier

30:부저30: buzzer

본 고안은 세정 장치(wet station)내의 쿼츠 히터(quartz heater)장치에 관한 것으로, 특히 쿼츠 히터에 미세한 핀 홀(pin hole)이 발생할 경우에 이를 감지하는 장치를 포함한 세정 장치내의 쿼츠 히터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quartz heater device in a wet station, and more particularly, to a quartz heater device in a cleaning device including a device for detecting a minute pin hole in the quartz heater. will be.

반도체 소자를 제조할 때 여러회에 걸쳐서 웨이퍼 세정작업을 수행하는데 이 웨이퍼 세정 작업은 일정한 용기(bath)내에 공정조건에 따라 H2SO4, HF, HCl, H2O2등의 화학물질을 넣고, 이 용기내에 웨이퍼를 투입한 후, 일정시간이 경과하면 웨이퍼를 용기에서 꺼내어 수회에 걸친 D.I(deionized water)속에서의 QDR(quick dump rinse)공정과, 린스(rinse)공정을 거친 후에 드라이공정 등을 거쳐 작업을 수행한다.When manufacturing a semiconductor device, the wafer cleaning process is performed several times. The wafer cleaning process involves placing chemicals such as H 2 SO 4 , HF, HCl, H 2 O 2, etc. according to process conditions in a predetermined bath. After a certain amount of time has passed after the wafer is placed in the container, the wafer is taken out of the container and subjected to a quick dump rinse (QDR) process and a rinse process in deionized water (DI) for several times. And so on.

이 때의 화학물질을 넣은 일정한 용기속에 웨이퍼를 넣어 세정작업을 수행하는 과정에서 화학반응속도를 높이기 위하여 쿼츠나 테프론으로 외피를 형성시킨 히터 장치로부터 반응열을 공급받는다. 통상 상온 상태의 화학물질을 반응의 종류에 따라 80-150℃로 온도를 높여서 반응을 활성화시켜 원활한 세정작업을 수행한다.The reaction heat is supplied from a heater device in which a skin is formed of quartz or Teflon in order to increase the chemical reaction rate in the process of cleaning the wafer by placing the wafer in a constant container containing the chemical at this time. Normally, the chemicals at room temperature are heated to 80-150 ° C. according to the type of reaction to activate the reaction and perform a smooth cleaning operation.

제 1 도는 이와 같은 세정 장치에서 쿼츠 히터부를 중심으로 그 구조를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of the quartz heater unit in the cleaning apparatus.

제 1 도와 같이 종래의 이와 같은 세정 작업을 수행하는 세정 장치에서의 쿼츠 히터 장치는 그 구성이 테프론으로 된 튜브에 쌓여 외부에서 인입된 피복된 전선(16)과 다음에 기술하는 히터 열선의 양 끝단을 연결하는 히터 캡(heater cap.)(14)과, 히터 캡에서 외부의 피복된 전선과 연결되며 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등의 금속으로 만들어져 전기에너지를 열에너지로 변환하여 발열하는 히터 열선(heater coil)(13)과, 쿼츠(quartz)로 형성되어 히터 열선을 용기(10)내의 화학물질(11)등으로부터 보호하는 쿼츠 튜브(12)와, 히터 열선이 가열됨에 따라서 쿼츠 튜브내부의 공기압이 증가하게되는 것을 완화하기 위하여 쿼츠 튜브의 일단 또는 양단에 연결시켜 쿼츠 튜브내의 공기압을 조절하도록 공기를 뽑아내는 벤트(vent)용 튜브(17)와, 히터 열선에 연결되어 저항 측정등의 방법으로 전류의 정상적인 흐름을 감지하여 쿼츠 튜브의 파손상태 등을 감지하는 폴트 디텍터(fault detector)(15) 등으로 이루어져 있다.The quartz heater device in a cleaning device which performs such a cleaning operation in the related art as in the first diagram has both ends of the coated wire 16 which is stacked in a tube made of Teflon and drawn in from the outside and the heater heating wire described below. Heater cap (14) for connecting the wire, and is connected to the outer coated wire from the heater cap and made of metal such as iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni) to convert electrical energy into thermal energy Heater coil 13 for converting and generating heat, quartz tube 12 formed of quartz to protect the heater heating wire from chemicals 11, etc. in the container 10, and the heater heating wire In order to alleviate the increase in the air pressure inside the quartz tube, it is connected to one end or both ends of the quartz tube to connect the vent tube 17 to extract air to regulate the air pressure in the quartz tube, and to the heater heating wire. Resistance measurement Method consists of such as a fault detector (fault detector) (15) to detect the normal flow of the current to be detected and the like of the quartz tube disrepair.

이와 같이 구성된 쿼츠 히터가 작동할 때 용기내의 진동이나 충격으로 파손되거나 화학물질의 반응으로 인하여 쿼츠 튜브에 미세한 핀 홀이 발생하게 된다. 이때 파손된 쿼츠의 틈이나 핀홀을 통해 쿼츠내부로 수분이 침투하여 히터의 열선과 접촉하면 히터 열선이 부식되고 이 오염물질이 핀홀등을 통하여 용기내로 흘러나와 웨이퍼와 접촉하게 되어 웨이퍼를 오염시키게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 현재에는 히터의 상태를 체크할 수 있도록 히터의 열선에 직접 연결하여 열선의 저항변화를 전류로 변환시켜 이 변환값을 감지하여 히터의 상태를 확인하도록 히터 폴트 디텍터가 설치되어 있다.When the quartz heater configured as described above is operated, fine pinholes are generated in the quartz tube due to vibration or shock in the container or due to chemical reaction. At this time, if moisture penetrates inside the quartz through cracks or pinholes of the broken quartz and contacts the heating wire of the heater, the heater heating wire is corroded, and this pollutant flows into the container through the pinhole to contact the wafer and contaminates the wafer. . Therefore, in order to prevent the current, the heater fault detector is installed to check the state of the heater by detecting the conversion value by converting the resistance change of the heating wire into a current by connecting directly to the heating wire of the heater to check the state of the heater. have.

그러나, 종래의 쿼츠 히터장치에 부착된 디폴트 디텍터는 쿼츠 튜브가 파손되었거나 다량의 핀 홀이 발생하여 히터 내에 화학물질이 차 있거나 히터 열선이 단선되었을 때만 쿼츠 튜브 상태 감지가 가능하므로 이러한 상태를 감지하였을 때는 이미 용기내의 웨이퍼는 오염된 상태가 되어 더 이상 후속 공정을 수행할 수 없게 되는 문제점이 있었다.However, the default detector attached to the conventional quartz heater device detects such a state because the quartz tube state can be detected only when the quartz tube is broken or a large amount of pinhole is generated and the chemical is filled in the heater or the heater heating wire is disconnected. At that time, there was a problem that the wafers in the container had become contaminated and could no longer perform subsequent processes.

그래서 본 고안의 세정 장치내의 히터 장치는 쿼츠 튜브에 발생한 핀홀이나, 진동등에 의한 파손을 감지하는 별도의 장치를 부착하여 종래의 기술이 가지고 있던 파손이나 핀홀의 발생을 통한 웨이퍼의 오염등의 문제점을 해결하고자 안출되었다.Therefore, the heater device in the cleaning device of the present invention attaches a separate device for detecting damage caused by pinholes or vibrations in the quartz tube, thereby preventing problems such as contamination of the wafer through breakage or pinhole generation, which the prior art has. It was designed to solve.

본 고안의 세정 장치내의 쿼츠 히터 장치의 구성을 살펴보면, 외부로부터 인가받은 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 직접 발열하는 히터 열선과, 이 히터 열선을 용기내에 투입된 화학물질 등으로 부터 보호하고자 형성시킨 쿼츠 튜브와, 히터 열선에 연결되어 열선에 흐르는 전류를 감지하여 쿼츠 튜브의 상태를 측정하는 폴트 디텍터와, 쿼츠 튜브의 일단 또는 양단에 형성시켜 히터 열선이 가열됨에 따라 쿼츠 튜브 내부의 공기압이 증가하는 현상을 방지하고자 이를 조절하는 역할을 하는 벤트용 튜브와, 이 벤트용 튜브와 연결되어 쿼츠 튜브내의 공기내 습도 등을 감지하는 센서부로 이루어진다. 이러한 센서부는 센서와 센싱된 신호를 증폭하여 출력하는 신호증폭기와 증폭된 신호를 외부에 알리는 신호기로 이루어지는 것을 기본으로 한다. 또한, 센서부의 센싱부는 벤트 튜브를 통하여 배출되는 공기내의 습도를 감지하는 정도의 기능만을 요구한다.Referring to the configuration of the quartz heater device in the cleaning device of the present invention, a heater heating wire that directly generates heat by converting electrical energy applied from the outside into thermal energy, and a quartz tube formed to protect the heater heating wire from chemicals introduced into the container. And a fault detector connected to the heater heating wire to sense the current flowing through the heating wire and measuring the state of the quartz tube, and formed at one or both ends of the quartz tube to increase the air pressure inside the quartz tube as the heater heating wire is heated. Venting tube and the sensor for detecting the humidity in the air in the quartz tube is connected to the tube for the event that serves to control this to prevent it. The sensor unit is based on a signal amplifier for amplifying and outputting the sensor and the sensed signal and a signal to inform the amplified signal to the outside. In addition, the sensing unit of the sensor unit requires only a function of sensing the humidity in the air discharged through the vent tube.

이러한 세정 장치내의 쿼츠 히터 장치에 대한 일실시예로서 센서부를 습도감지센서로하고 신호증폭기와, 신호기로서 부저(buzzer)를 설치한 것의 구조는 도면을 예시하여 표현하면 다음과 같다.As an example of the quartz heater device in the cleaning device, the structure of the sensor unit as the humidity sensing sensor and the signal amplifier and the buzzer as the signal unit are illustrated as shown in the drawings.

제 2 도는 본 고안의 쿼츠 히터를 포함하는 세정장치를 도시한 도면이다. 이와같이, 먼저 피복된 전선(26)과 다음에 기술할 히터 열선(23)의 양단이 연결되어 이를 외부로부터 보호하고자 테프론 튜브로 감싸서 형성시킨 히터캡(24)과, 외부의 전선에 연결되어 전기에너지를 열에너지로 변환시키도록 철, 크롬, 니켈 등의 금속으로 형성시켜 직접 발열하는 히터열선(23)과, 이 히터 열선을 용기내에 투입된 화학물질로부터 보호하는 쿼츠 튜브(22)와, 히터 열선에 연결되어 열선에 흐르는 전류를 감지하여 쿼츠 튜브의 상태를 측정하는 폴트 디텍터(25)와, 쿼츠 튜브(22)와 연결되어 히터 열선(23)의 동작에 따라 쿼츠 튜브(22)내의 공기압이 일정하게 유지될 수 있도록 튜브내 공기압을 조절하기 위하여 쿼츠 튜브의 한 끝단에 형성시킨 벤트용 튜브(27)와, 이 벤트용 튜브에 연결되어 쿼츠 튜브내 공기의 수분의 농도 변화를 감지하는 센서(28)와, 센서의 출력신호를 받아 신호를 증폭하여 다음에 기술하는 신호기와 제어부로 출력하는 증폭기(29)와, 이에 연결되어 신호를 외부에 표시하는 신호기로서 부저(30)를 장착하여 이루어진다. 이 때에 구체적인 습도감지센서로서는 절대 습도(absolute humidity) 센서(AH sensor)등을 이용할 수 있다.2 is a view showing a cleaning device including a quartz heater of the present invention. As such, both ends of the first coated wire 26 and the heater heating wire 23 to be described later are connected to the heater cap 24 formed by wrapping it with a Teflon tube to protect it from the outside, and connected to an external electric wire to electric energy. The heater heating wire 23 which is formed of a metal such as iron, chromium or nickel so as to convert the heat into heat energy, and directly generates heat, a quartz tube 22 which protects the heater heating wire from chemicals put into the container, and is connected to the heater heating wire. And a fault detector 25 for detecting the current flowing through the heating wire and measuring the state of the quartz tube, and connected to the quartz tube 22 to maintain a constant air pressure in the quartz tube 22 according to the operation of the heater heating wire 23. A vent tube 27 formed at one end of the quartz tube to control the air pressure in the tube and a sensor connected to the event tube to detect a change in the concentration of air in the quartz tube. (28), an amplifier 29 which amplifies the signal by receiving the output signal of the sensor and outputs it to a signal and a controller as described below, and a buzzer 30 which is connected to the signal and displays a signal externally. . At this time, an absolute humidity sensor (AH sensor) or the like can be used as the specific humidity sensor.

이렇게 이루어진 본 고안의 세정장치내의 쿼츠히터는 쿼츠 튜브에 미세한 핀 홀이 발생하면 쿼츠 내부에 케미컬 퓸(fume)이나 기포가 침투하게 되고, 이런 퓸이나 기포가 히터 열선에 부착하면 히터가 가열됨에 따라 튜브 내부의 습도가 높아지게 되고, 이는 증발되어 벤트튜브를 통하여 센서에 감지된다. 여기서 감지된 신호는 증폭기와 부저를 거쳐 히터의 상태를 외부로 알려 히터의 심각한 파손이나 웨이퍼 오염이전에 히터 상태를 체크하여 대처할 수 있게한 것이다.In the quartz heater in the cleaning device of the present invention, when fine pinholes are generated in the quartz tube, chemical fume or bubbles penetrate into the quartz, and when the fume or bubbles adhere to the heater heating wire, the heater is heated. The humidity inside the tube becomes high, which is evaporated and sensed by the sensor through the vent tube. The detected signal informs the state of the heater through the amplifier and the buzzer so that the heater can be checked and dealt with before the heater breakage or wafer contamination.

본 고안은 화학세척조의 온도 히팅용으로 쿼츠 히터를 사용할때 쿼츠 튜브가 파손되어 그 내부의 히터 열선이 화학물질과 반응하여 웨이퍼를 오염시키는 문제점을 해결하기 위하여 종래의 폴트 디텍터는 단순히 히터 열선의 저항 측정등을 통해 히터 열선에 흐르는 전류의 변화를 감지하여 쿼츠 튜브의 이상을 간접적으로 감지하기 때문에 폴트 디텍터만으로는 다량의 핀 홀이나 파손이 발생하는 경우를 제외하고는 튜브의 이상을 감지하는 것이 불가능하기에, 본 고안에서는 미세한 핀 홀 발생시에 발생할 수 있는 히터 내부의 미세한 공기내 수분을 감지하여 쿼츠 튜브의 이상을 쉽게 디텍팅하고 이를 신호기를 동작시켜 외부에 알려 웨이퍼의 오염등이 발생하기 이전에 히터를 교체 또는 수리할 수 있도록하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the problem that the quartz tube is broken and the heater heating wire reacts with the chemical to contaminate the wafer when the quartz heater is used for the temperature heating of the chemical cleaning tank, the conventional fault detector is simply the resistance of the heater heating wire. Since the abnormality of the quartz tube is detected indirectly by detecting the change of the current flowing through the heater heating wire through the measurement, it is impossible to detect the abnormality of the tube except when a large amount of pinholes or breakage occurs by the fault detector alone. In this design, the heater detects the moisture in the minute air inside the heater that can be generated when the minute pinhole occurs, and easily detects the abnormality of the quartz tube and operates the signal to notify the outside to generate the heater before the contamination of the wafer occurs. It is characterized in that to be able to replace or repair.

Claims (2)

세정 장치내의 쿼츠 히터 장치에 있어서, 외부 전원부로부터 인가받은 전기에너지를 열에너지로 변환하는 히터 열선과, 상기 히터 열선을 세정 장치내의 화학물질등으로부터 보호하는 쿼츠 튜브와, 상기 쿼츠 튜브 내부의 공기압을 조절하기 위하여 쿼츠 튜브의 한 끝단또는 양 끝단에 연결되도록 형성시킨 벤트용 튜브와, 상기 히터 열선에 연결되어 상기 히터 열선에 흐르는 전류를 감지하여 쿼츠 튜브의 상태를 측정하는 폴트 디텍터와, 상기 벤트용 튜브의 다른 끝단에 연결되어 쿼츠 튜브내의 공기내 수분의 농도를 감지하고 이를 외부에 전달하는 센서부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정장치내의 쿼츠 히터 장치.A quartz heater device in a cleaning device, comprising: a heater heating wire for converting electrical energy applied from an external power supply unit into thermal energy, a quartz tube for protecting the heater heating wire from chemicals in the cleaning apparatus, and an air pressure inside the quartz tube Vent tube formed so as to be connected to one end or both ends of the quartz tube, a fault detector connected to the heater heating wire to sense the current flowing in the heater heating wire to measure the state of the quartz tube, and the vent tube Connected to the other end of the quartz heater in the cleaning device, characterized in that consisting of a sensor unit for detecting the concentration of moisture in the air in the quartz tube and transmitting it to the outside. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부가 습도감지센서로서 절대습도센서와 상기 센서로부터 발생한 신호를 증폭하여 다음에 기술하는 신호기로 출력하는 증폭기와 상기 증폭기로부터 신호를 받아 외부에 표시하는 신호기로서의 부저로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세정장치내의 쿼츠 히터 장치.2. The sensor unit according to claim 1, wherein the sensor unit comprises a humidity sensor, an absolute humidity sensor, an amplifier which amplifies a signal generated from the sensor and outputs it to a signal described below, and a buzzer that receives a signal from the amplifier and displays it externally. A quartz heater device in a cleaning device, characterized in that.
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