KR0166213B1

KR0166213B1 - 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치

Info

Publication number: KR0166213B1
Application number: KR1019950047173A
Authority: KR
Inventors: 남형희
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR970052626A

Abstract

반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치가 개시되어 있다.

본 발명의 웨팅처리장치는 일단에는 IPA 공급탱크와 순수공급수단이 각각 탱크밸브 및 순수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고 또한 대기가 대기밸브를 통해 유입될 수 있도록 연결되며 타단은 케미컬 필터 입구와 연결되는 접속구가 되어 배관으로 연통될 수 있도록 형성된 공급부와, 일단에 배수구 및 IPA 회수탱크가 각각 배수밸브 및 회수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고 타단은 필터 출구와 연결되는 접속부가 되어 배관으로 연통될 수 있도록 형성되고 IPA 회수수단을 가지는 배출부와, 환수밸브를 통해 배관으로 IPA 회수탱크와 IPA 공급탱크를 연결하며 IPA 환수수단을 구비하는 환수부와, 상기 밸브들 각각에 설치된 자동개폐장치 및 상기 자동개폐장치에 구동신호를 전달하는 시간계획이 가능한 콘트롤러가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서, 오퍼레이터는 웨팅처리중 다른 작업을 할 수 있고 공정을 처리하는 인력의 소요시간을 줄일 수 있게 된다.

Description

반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치

제1도 내지 제4도는 종래의 웨팅(wetting)처리의 방법을 나타내는 공정순서도이다.

제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨팅처리장치의 개략적 구성을 나타내는 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 케미컬 필터(chemical filter) 12 : 캡(cap)

13 : IPA(isopropyl alcohol) 14 : 순수(deionized water)공급수단

17 : 필터 입구 18 : 필터 출구

19 : 에어 벤트(air vent) 50 : 콘트롤러(controller)

51,52,53,54,55,56,57,58 : 밸브 61,62,63 : 수동밸브

64 : IPA 회수탱크 65 : IPA 공급탱크

66 : 펌프(pump)

본 발명은 반도체소자 제조설비의 케미컬 필터의 웨팅처리에 사용되는 웨팅처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케미컬 필터의 웨딩처리를 할 때 인력을 절감할 수 있는 웨팅처리장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조공정중에는 웨이퍼에 대한 많은 화학약품 처리고정이나 세정공정이 있으며, 이들 공정에서는 여러가지 이물질이 발생되는데 이물질이 많이 포함된 화학약품이나 세정액을 사용하면 반도체 소자의 불량을 유발시킬 수 있으므로 이물질 제거를 위해 여러가지 방법을 사용하고 있다.

이들 공정에서 가장 일반적인 이물질 제거수단으로 케미컬 필터가 사용되고 있다. 케미컬 필터을 종류별로 보면 화학약품이 설비상의 사용되는 장소로 공급될 때 통과하는 입구 필터(inlet filter)와 화학약품이 사용되는 장소에서 계속적인 이물질 농도를 조절하기 위해 사용되는 순환 필터(circulation filter)로 나누어질 수 있는데 여과 크기는 .5 내지 1㎛의 것이 주로 사용된다.

케미컬 필터의 사용 온도는 입구 필터의 경우 대개 상온이며, 순환 필터의 경우 25℃ 내지 160℃ 정도이다. 따라서 케미컬 필터는 상당 온도에서도 견딜 수 있는 재질이어야 하며 가장 많이 사용되는 것이 일정의 테프론(teflon)수지인 PFA(Per Fluoro Alkylvinyl ether)로 된 케미컬 필터이다. PFA는 내열 내약품성이 우수하며 반투명한 재질이므로 안에 있는 화학약품의 흐름을 알 수 있다는 장점도 가지고 있으므로 케미컬 필터의 외부 용기 및 다공성의 필터 본체를 이루게 된다.

그러나 이 PFA 케이컬 필터는 소수성 물질이므로 수용액이나 친수성 물질을 필터링 하기 위해서는 반드시 웨팅처리를 해야한다는 약점을 가지고 있다. 케미컬 필터의 웨팅처리한 친수성이면서도 소수성 물질에도 잘 부착되는 물질, 예를 들면 IPA(isopropyl alcohol)를 케미컬 필터에 먼저 흘리거나 채워서 PFA가 적셔지게 한후 IPA를 제거하고 순수를 흘려 케미컬 필터에서 IPA가 차지하고 있던 위치를 순수가 치환해서 점유하도록 하는 처리이다. 이 웨팅처리가 끈나면 PFA는 친수성 물질에 대해 좋은 필터링 효율을 가질 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 종래의 PFA 케미컬 필터의 웨팅처리 과정을 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

제1도는 종래의 기술에 의한 웨팅처리공정의 한 단계로 다른 구멍을 캡(12)으로 막고 필터 입구(17)는 열린 상태에서 필터 입구(17)에 IPA(13)에 주입하고 있는 것을 나타낸 도면이다. 이 단계에서 케미컬 필터(11)를 채우고 있던 공기는 필터 입구로 제거되고 IPA가 케미컬 필터 내부에 가득 채워지게 된다.

제2도는 종래 기술에 의한 웨팅처리공정의 한 단계로 제1도에 나타난 단계에서 이어지는 단계이다. 케미컬 필터에 IPA가 가득 채워진 후 모든 구멍을 막고 케미컬 필터(11)를 이 상태로 30분 이상 유지한다.

제3도는 제2도에 나타난 단계의 다음 단계로 케미컬 필터 내부에 채워졌던 IPA를 필터 출구(18)를 통해 필터에서 제거하고 있는 상태를 나타낸다.

제4도는 제3도에서와 같이 IPA를 필터에서 제거한 후 필터입구(17)로 순수를 공급하고 필터 출구(18)는 열어 공급된 순수와 전 단계에서 제거되지 않고 케미컬 필터(11)의 내부에 남아 있던 IPA를 제거하는 세정(flushing)단계를 나타낸다. 이 단계는 20분 정도 계속되며 순수는 일정 압력으로 순수공급수단(14)을 통해 공급되고 있다.

이상과 같은 케미컬 필터의 웨팅공정은 오퍼레이터의 수작업에 의해 이루어지고 공정시간도 중도에 다른 작업을 하기에 적합하지 않기 때문에 시간의 손실과 번거로움이 많았다. 또한 PFA 케이컬 필터는 여러가지 설비에 상당수가 사용되기 때문에 웨팅작업에 인력과 시간의 소모는 더욱 커지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 고려하여 제안된 것으로서, 인력과, 시간의 소모를 줄일 수 있는 케미컬 필터의 웨팅처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨팅처리장치는 일단에는 조정되는 압력으로 IPA를 공급할 수 있도록 형성된 IPA 공급탱크와 일정압력으로 순수를 공급할 수 있도록 형성된 순수공급수단이 각각 탱크밸브 및 순수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고 또한 대기가 대기밸브를 통해 유입될 수 있도록 연결되며 타단은 케미컬 필터 입구와 연결되는 접속구가 되어 배관으로 서로 연통될 수 있도록 형성된 공급부와, 일단에 배수구 및 IPA 회수탱크가 각각 배수밸브 및 회수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고 타단은 필터 출구와 연결되는 접속부가 되어 배관으로 서로 연통될 수 있도록 형성되고 IPA 회수수단을 가지는 배출부와, 환수밸브를 통해 배관으로 상기 IPA 회수탱크와 상기 IPA 공급탱크를 연결하며 IPA 환수수단을 구비하는 환수부와, 상기 밸브들 각각에 설치된 자동개폐장치 및 상기 자동개폐장치에 구동신호를 전달하는 시간계획이 가능한 콘트롤러가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 케미컬 필터의 웨팅처리장치에서 IPA 공급을 위한 조정가능한 압력은 IPA 공급탱크와 밸브를 통해 연결된 가스 공급장치와 탱크 배출구를 이요하여 제공될 수 있으며 케미컬 필터와 IPA 공급탱크 사이에 별도의 펌프가 설치되어 제공될 수도 있다.

그리고 IPA는 공정이 여러번 진행됨에 따라 소모되므로 이를 보충하기 위해 IPA 공급탱크에는 IPA를 주입할 수 있는 별도의 주입구를 만들수 있고 또한 이곳에 밸브를 설치하여 탱크 배출구를 겸하게 함으로써 주입구로 대기와 연결되어 IPA 공급을 위해 가스 공급장치에서 공급된 압축공기를 배출시킬 수도 있다.

또한 환수부의 배관에는 환수수단으로서 환수펌프가 설치될 수 있고, 환수수단으로 별도의 기기를 사용하지 않고 IPA 회수탱크를 IPA 공급탱크보다 높은 곳에 설치해서 밸브를 조작하면 중력에 의해 IPA가 이동하여 환수될 수도 있다. 또한 이러한 논의는 회수부의 회수수단에도 동일하게 적용될 수 있으므로 회수수단으로도 펌프나 중력수단이 사용될 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제5도는 3개의 필터을 동시에 웨팅처리할 수 있는 웨팅처리장치로서 수동밸브 '61','62','63'을 조작하여 하나에서 셋가지의 필터를 동시에 처리할 수 있다. 물론 더 많은 수의 필터를 처리하는 장치도 웨팅처리 장치의 공급부의 접속구와 배출부의 접속구의 수를 늘려서 병렬적으로 연결함으로써 형성할 수 있다. 필터에서 도시된 수동밸브가 있는 쪽이 필터 입구가 되어 위쪽에 있고 필터 입구는 공급부의 접속구들과 연결된다. 필터 출구는 아래쪽에 위치하게 되며 배출부의 접속구들과 연결된다.

접속구가 설치되지 않은 공급부의 다른 한편에는 대기, 순수공급수단(14) 및 IPA 공급탱크(65)가 각각 밸브 '55', 밸브 '54', 밸브 '53'을 통해 연결되어 있다. 순수공급수단(14)은 순수를 공급하는 수단으로 일반적으로 1 내지 2㎏/㎠ 정도의 압력의 일반적인 공장의 순수시스템을 연결, 이용하게 된다. IPA 공급탱크(65)에는 공장의 질소공급시스템이 연결되어 5㎏/㎠ 정도의 공압을 탱크 속의 IPA에 전달하고 이 압력으로 IPA가 필터로 공급되고 IPA 회수탱크(64)로 이동된다. IPA 공급탱크(65)에는 밸브 '51'에 의해 개폐되는 탱크 배출구가 형서되어 압력을 조절할 수 있고, 또한 유량게이지(67)가 연결되어 IPA 공급탱크(65)의 IPA 수준을 파악할 수 있게 한다.

배출부의 필터와의 접속구가 설치된 반대편으로는 배수구와 IPA 회수탱크가 각각 밸브 '57'과 밸브 '56'을 통해 연결되어 있다. IPA 회수탱크에도 유량게이지(68) 및 배출구(69)가 형성되어 있다.

IPA 공급탱크(65)와 IPA 회수탱크(64)를 연결하는 환수부에는 회수탱크의 IPA를 공급탱크로 환수시킬 수 있는 환수수단으로 펌프(66)가 설치되어 있고 펌프(66)와 IPA 회수탱크(64) 사이에 밸브 '58'이 설치되어 있다.

또한 펌프(66) 및 도시되지 않은 밸브 개폐장치들은 콘트롤러(50)에 연결되어 신호가 소통될 수 있게 형성되어 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 웨팅처리장치를 사용한 웨팅처리의 방법을 단계별로 상세히 살펴보기로 한다.

첫 번째로 웨팅처리장치의 IPA 공급탱크(65)의 탱크 배출구에 달린 배기밸브인 밸브 '51'을 제외한 모든 밸브가 잠긴 상태에서 케미컬 필터(11)의 필터 입구, 필터 출구가 각각 웨팅처리장치의 공급부, 배출부의 접속구들과 접속된다.

두 번째로 웨팅처리장치의 밸브 '51'은 잠기고 각각 가스밸브, 탱크밸브, 회수밸브를 이루는 밸브 '52', '53', '56'이 열려서 IPA 공급탱크(65)에는 가스 공급장치(15)의 가스압이 걸리게 되고 이 일정 압력으로 IPA 공급탱크(65)의 IPA가 케미컬 필터(11)로 주입되고 IPA 공급탱크(65)에서 IPA가 계속 공급됨에 따라 케미컬 필터(11)를 채우고 있는 IPA는 유동되어 공급율과 같은 비율로 IPA 회수탱크(64)로 회수된다. IPA 회수탱크(64)에서는 IPA가 일정 압력으로 유입됨에 따라 내부의 압력이 증가될 수 있으므로 별도의 배출구(69)를 형성시키는 것이 좋다. IPA가 케미컬 필터(11)를 채운 상태는 30분 정도 계속되게 조정되야 한다.

세 번째로 밸브 '52'와 '53'이 잠기고 밸브 '51'은 열려 IPA 공급탱크(65)에 공급된 압축된 가스가 배출되고, 대기밸브인 밸브 '55'가 열려 필터 입구로는 공기가 주입되고 필터를 채우고 있던 잔여 IPA는 대기압의 공기가 공급됨에 따라 자체의 무게에 의해 IPA 회수탱크(64)로 내려와서 회수된다. 이 단계에 대해 시간 마아진(margin)은 5분 내지 10분을 둔다.

네 번째로 웨팅처리장치의 밸브 '55'와 '56'을 잠그고 각각 순수밸브와 배수밸브를 이루는 밸브 '54'와 '57'을 열어 공급부에서는 케미컬 필터(11)내로 순수가 공급되고 배출부로는 순수와 케미컬 필터 내에 소량 잔류하던 IPA가 혼합물로 배출된다. 순수는 순수공급수단(14)에서 일정 압력으로 공급되며 이러한 세정단계는 20분 정도 유지된다.

다섯 번재로 밸브 '54'가 잠기고 밸브 '55'가 열려 공기가 유입되고 케미컬 필터(11)에서 순수가 자체 무게에 의해 배출된 후 밸브 '55'와 '57'이 잠겨 웨팅처리장치는 원 상태를 회복하고 케미컬 필터(11)는 웨팅처리장치에서 분리되어 사용처에 장착된다.

한편 세 번째 단계가 끝나고 네 번째 단계에서 밸브 '55'와 '56'이 잠긴 후 IPA 회수탱크(64)에 회수된 IPA는 환수밸브인 밸브 '58'을 통해 IPA 공급탱크(65)로 환수된다. IPA의 환수는 본 도에서와 같이 펌프(66)를 통해 이루어질 수도 있으나 중력식으로 환수되거나 다른 방법으로 환수될 수도 있다. IPA 회수탱크(64)의 출구는 IPA 회수탱크(64)의 아래쪽 IPA가 모이는 곳에 만드는 것이 일반적이다.

이상의 웨팅처리장치의 밸브에는 도시되지 않은 자동개폐장치가 부착되어 있으며 자동개폐장치는 시간계획이 가능한 콘트롤러(50)에 연결되어 상기 콘트롤러(50)의 신호 등에 의해 작동하게 되어 있다. 이때 신호는 직접 구동전력의 형태로 자동개폐장치로 전해질 수도 있고 각 밸브가 별도의 전원에 연결된 상태에서 개폐신호만으로 상기 전원을 개폐할 수도 있다. 또한 IPA 환수를 위한 펌프(66)도 콘트롤러(50)에 연결되어 콘트롤러의 신호에 의해 작동될 수 있다.

또한 상기의 예는 주로 시간만을 제어대상으로 하여 수동상태로 공정의 각 단계에 소요시간을 측정하고 그 소요시간을 반영하여 콘트롤러를 프로그래밍한 경우로 상정했으나 콘트롤러는 조작에 의해 수동으로 전환될 수도 있고, 센서를 설치해 각 장소의 상태를 점검하고 신호를 센서에서 콘트롤러에 전달하여 콘트롤러가 밸브의 자동개폐장치를 구동하거나 환수펌프와 같이 별도로 설치가 가능한 펌프들을 구동시키는 형태도 취할 수 있다.

본 발명에 의하면 오퍼레이터는 장치에 케미컬 필터를 장착하고 밸브 콘트롤러를 프로그래밍하며 처리가 끝난 후 케미컬 필터를 장치에서 분리하면 되므로 처리중에 다른 작업을 할 수 있고 따라서 공정을 처리하는 인력의 소요시간을 줄일 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 국한되는 것이 아니며 기술적 사상이 동일한 다양한 변형실시가 가능하다. 따라서 동일 기술분야의 당업자들에 의한 이러한 변형실시는 아래 특허 청구범위에 포함되는 것임은 물론이다.

Claims

일단에는 조정되는 압력으로 IPA를 공급할 수 있도록 형성된 IPA 공급탱크와 일정 압력으로 순수를 공급할 수 있도록 형성된 순수공급수단이 각각 탱크밸브 및 순수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고, 또한 대기가 대기밸브를 통해 유입될 수 있도록 연결되며, 타단은 케미컬 필터 입구와 연결되는 접속구가 되어 배관으로 서로 연통될 수 있도록 형성된 공급부와; 일단에는 배수구 및 IPA 회수탱크가 각각 배수밸브 및 회수밸브를 통해 개폐될 수 있도록 병설되고, 타단은 필터 출구와 연결되는 접속부가 되어 배관으로 서로 연통될 수 있도록 형성되고, IPA 회수수단을 가지는 배출부와; 환수밸브를 통해 배관으로 상기 IPA 회수탱크와 상기 IPA 공급탱크를 연결하며 IPA 환수수단을 구비하는 환수부와; 상기 밸브들 각각에 설치된 자동개폐장치; 및 상기 자동개폐장치에 구동신호를 전달하는 시간계획 가능한 콘트롤러;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 IPA를 공급하는 압력은 상기 IPA 공급탱크에 연결된 가스 공급장치의 가스압에 의해 가해지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 에팅처리장치.
제2항에 있어서, 상기 IPA 공급탱크에는 밸브를 가진 탱크 배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 공급부의 접속구와 상기 배출부의 접속구가 병렬적으로 복수개가 형성되어 복수의 필터를 동시에 처리할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 배출부의 회수수단은 상기 웨팅처리장치의 필터가 설치되는 부분을 IPA 회수탱크보다 높게 설치하여 상기 필터의 입구가 상기 대기밸브를 통해 대기와 연결될 때 IPA가 자체 무게에 의해 흐를 수 있도록 된 것임을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 환수부의 환수수단이 펌프이며 상기 콘트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 콘트롤러는 수동과 자동으로 전환이 가능한 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.
제1항에 있어서, 상기 IPA 공급탱크와 상기 IPA 회수탱크에는 각각 유량게이지와 대기와 연결될 수 있는 배출구가 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체설비용 케미컬 필터의 웨팅처리장치.