KR102142211B1 - 약액 공급 시스템 - Google Patents

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KR102142211B1 KR1020190023684A KR20190023684A KR102142211B1 KR 102142211 B1 KR102142211 B1 KR 102142211B1 KR 1020190023684 A KR1020190023684 A KR 1020190023684A KR 20190023684 A KR20190023684 A KR 20190023684A KR 102142211 B1 KR102142211 B1 KR 102142211B1
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Abstract

본 발명은 반도체 생산 장치에 공급되는 약액을 저장하는 공급탱크; 상기 공급탱크와 결합되고, 상기 공급탱크와 상기 반도체 생산 장치 사이의 압력차이에 의해 상기 공급탱크의 상기 약액을 상기 반도체 생산 장치로 공급하는 배출라인; 상기 공급탱크와 결합되고, 유입펌프를 포함하여 상기 공급탱크 내부 압력보다 높은 압력으로 상기 약액을 상기 공급탱크로 유입시키는 유입라인; 상기 공급탱크 내부로 질소가스를 유입하거나 상기 공급탱크 내부의 질소가스를 외부로 배출하는 가스조절유닛; 및 상기 반도체 생산 장치와 연동되어 상기 반도체 생상 장치에서의 약액 공급 신호를 수신하고, 상기 가스조절유닛을 제어하여 상기 공급탱크 내부의 압력을 조절하며, 상기 유입펌프를 제어하여 상기 유입라인의 상기 약액 유입 압력을 조절하는 제어유닛을 포함하는 약액 공급 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면 공급탱크에서 반도체 생산 장치로 약액을 공급함과 동시에 공급탱크로 약액을 유입할 수 있어 흄(Fume) 배기량을 줄일 수 있고, 흄(Fume) 배기량 만큼 질소가스를 절약할 수 있다.

Description

약액 공급 시스템 { Chemical Delivery System }
본 발명은 약액 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 생산 장치에 약액을 공급하는 약액 공급 시스템에 관한 것이다.
종래의 가스 압력을 이용한 약액 공급 시스템은 가스 공급원으로부터 가압된 가스를 이용하여 약액 저장탱크에서 공급탱크로 약액을 유입하거나, 공급탱크에서 반도체 제조 장치로 약액을 공급한다.
종래의 약액 공급 시스템은, 공급탱크로 약액을 유입하는 경우 공급탱크 내부의 가스를 배출하는 가스 배출밸브와 공급탱크로 약액을 유입하는 약액 유입밸브를 오픈시켜서 공급탱크 내부의 잔존 가스를 배출시키고 동시에 약액을 공급탱크로 유입시킨다.
이 때, 가스 배기밸브 및 약액 유입밸브가 동시에 오픈되므로 질소가스가 약액이 이동하는 유입관으로 역류하는 현상이 발생될 수 있어 기포가 발생되거나 관을 막는 형상이 발생되어 반도체 생산 장치로의 공급지연 등의 문제점이 발생된다.
이는, 가압된 상태에서 가스 배기밸브를 오픈하면, 짧은 시간에 잔존 가스가 배출되지 못하기 때문인데, 이러한 현상이 발생되는 동안 공급탱크로 유입되는 약액은 일정 시간 동안 공급탱크로 유입되지 못한다.
그리고, 종래의 약액 공급 시스템은 공급탱크의 약액 잔존량을 감지하여 공급탱크로의 약액 유입의 필요 여부를 판별한다.
상술한 바와 같이, 가스 압력을 이용하여 반도체 제조 설비로 약액을 공급하는 종래의 약액 공급 시스템은 공급탱크에 약액을 유입할 시 가스 배기밸브 및 약액 유입밸브를 오픈시킴으로써, 공급탱크 내부의 잔존 질소 가스가 약액 유입관으로 역류하는 현상이 발생한다.
그러므로, 공급탱크에 약액이 유입되는 동안에는 반도체 생산장치에 약액을 공급할 수 없어 동시에 두 과정을 모두 수행할 수 없기 때문에 공급탱크를 다수로 구비하여 교차적으로 반도체 생산장치로 약액을 공급해야 하기에 설비 규모가 커지는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-1892428호 (2018.08.02) "반도체 세정장비의 약액 공급 장치" 한국등록특허 제10-0896471호 (2009.04.29) "반도체 제조 설비의 약액 공급 장치"
본 발명의 목적은 공급탱크에서 반도체 생산 장치로 약액을 공급함과 동시에 공급탱크로 약액을 유입시킬 수 있어 반도체 생산 장치에 약액 공급이 중단되지 않도록 약액을 공급할 수 있는 약액 공급 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 약액 공급 시스템은, 반도체 생산 장치에 공급되는 약액을 저장하는 공급탱크; 상기 공급탱크와 결합되고, 상기 공급탱크와 상기 반도체 생산 장치 사이의 압력차이에 의해 상기 공급탱크의 상기 약액을 상기 반도체 생산 장치로 공급하는 배출라인; 상기 공급탱크와 결합되고, 유입펌프를 포함하여 상기 공급탱크 내부 압력보다 높은 압력으로 상기 약액을 상기 공급탱크로 유입시키는 유입라인; 상기 공급탱크 내부로 질소가스를 유입하거나 상기 공급탱크 내부의 질소가스를 외부로 배출하는 가스조절유닛; 및 상기 반도체 생산 장치와 연동되어 상기 반도체 생상 장치에서의 약액 공급 신호를 수신하고, 상기 가스조절유닛을 제어하여 상기 공급탱크 내부의 압력을 조절하며, 상기 유입펌프를 제어하여 상기 유입라인의 상기 약액 유입 압력을 조절하는 제어유닛을 포함한다.
여기서, 상기 배출라인을 통한 상기 공급탱크에서의 상기 약액의 배출과 상기 유입라인을 통한 상기 공급탱크로의 상기 약액의 유입은 동시에 이루어질 수 있도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 가스조절유닛은, 질소를 공급하는 질소공급부; 제1밸브를 포함하고, 상기 질소공급부에 결합되어 상기 공급탱크로 질소를 유입하는 질소유입라인; 및 제2밸브 및 압력조절밸브를 포함하고, 상기 공급탱크 내부의 질소가스를 외부로 배출하거나, 상기 공급탱크로 유입되는 질소가스의 유입량을 조절하는 질소배출라인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유입라인은, 상기 유입라인을 개폐하는 제3밸브; 및 상기 공급탱크로 유입되는 상기 약액의 압력을 측정하는 제1압력센서를 더 포함하고,
상기 배출라인은, 상기 반도체 생산장치로 공급되는 상기 약액의 유량을 측정하는 유량센서; 상기 배출라인을 개폐하는 제4밸브; 및 상기 약액의 불순물을 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
상기 제어유닛은, 상기 공급탱크 내부의 약액 수위를 측정하는 수위센서; 상기 공급탱크 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서; 상기 제2압력센서와 연동되고, 상기 반도체 생상 장치에서의 약액 공급 신호가 수신되면 상기 가스조절유닛을 제어하여 상기 공급탱크 내부의 압력을 설정된 압력으로 조절하는 압력조절부; 상기 공급탱크 내부의 압력이 설정압력으로 형성되면, 상기 반도체 생산 장치로 상기 약액을 공급할 수 있도록 상기 제4밸브를 제어하여 상기 배출라인을 개폐하는 약액배출부; 및 상기 약액배출부와 동시에 작동될 수 있고, 상기 수위센서 및 상기 제1압력센서와 연동되어 상기 공급탱크 내부의 약액 수위가 설정된 수위 아래로 떨어지면 상기 공급탱크 내부의 압력보다 높게 상기 유입펌프의 압력을 조절하며, 상기 제3밸브를 제어하여 상기 유입라인을 개폐하는 약액유입부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 압력조절부는, 상기 압력조절밸브의 개방정도를 조절하여 상기 공급탱크로 유입되는 상기 질소 가스의 양을 조절할 수 있다.
또한, 상기 압력조절부는, 상기 유량센서와 연동되어 상기 압력조절밸브의 개방정도를 조절하여 상기 반도체 생산장치로 공급되는 상기 약액의 유량을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 약액유입부는, 상기 제1압력센서와 연동되어 상기 유입펌프의 압력을 제어해 상기 공급탱크로 유입되는 상기 약액의 유량을 조절할 수 있다.
본 발명의 약액 공급 시스템에 따르면,
첫째, 공급탱크에서 반도체 생산 장치로 약액을 공급함과 동시에 공급탱크로 약액을 유입시킬 수 있어 반도체 생산 장치에 약액 공급이 중단되지 않도록 약액을 공급할 수 있다.
둘째, 반도체 생산 장치로 약액을 공급함과 동시에 공급탱크로 약액을 유입할 수 있어 질소가스 및 흄(Fume) 배기량을 줄일 수 있고, 흄(Fume) 배기량 만큼 질소가스를 절약할 수 있다.
셋째, 압력조절부가 압력조절밸브의 개방정도를 조절하여 공급탱크 내부로 유입되는 질소가스의 양을 조절하여 공급탱크 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
넷째, 압력조절부에 의해 반도체 생산장치에 공급되는 약액의 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
다섯째, 약액유입부가 유입펌프의 압력을 조절하여 공급탱크로 유입되는 약액의 유입량을 조절할 수 있다.
여섯째, 하나의 공급탱크를 구비하여 설비의 설치면적을 줄일 수 있고, 설치비용과 유지보수 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 약액 공급 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 제어유닛을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 약액 공급 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 2는 제어유닛을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 약액 공급 시스템(100)은 공급탱크(110), 배출라인(120), 유입라인(130), 가스조절유닛(140) 및 제어유닛(150)을 포함한다.
공급탱크(110)는 반도체 생산 장치(10)에 공급되는 약액을 저장한다.
배출라인(120)은 공급탱크(110)에 결합되고, 공급탱크(110)와 반도체 생산 장치(10) 사이의 압력차이에 의해 공급탱크(110)의 약액을 반도체 생산 장치(10)로 공급한다.
배출라인(120)은 유량센서(121), 제4밸브(122) 및 필터(123)를 포함한다.
유량센서(121)는 반도체 생산장치(10)로 공급되는 약액의 유량을 측정하고, 제4밸브(122)는 배출라인(120)을 개폐하며, 필터(123)는 약액에 포함된 불순물을 제거한다.
여기서, 제4밸브(122)는 2개로 구비될 수 있고, 2개 중 어느 하나가 고장나면 다른 하나로 배출라인(120)을 개폐할 수 있다.
유입라인(130)은 공급탱크(110)와 결합되고, 유입펌프(131)를 포함하여 공급탱크(110) 내부 압력보다 높은 압력으로 저장탱크(20)에 저장된 약액을 공급탱크(110)로 유입시킨다.
유입라인(130)은 제3밸브(132) 및 제1압력센서(133)를 포함한다.
제3밸브(132)는 유입라인(130)을 개폐하고, 제1압력센서(133)는 공급탱크(110)로 유입되는 약액의 압력을 측정한다.
추가적으로, 유입라인(130)은 약액의 역류를 방지하기 위해 체크밸브(134)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 약액 공급 시스템(100)은 배출라인(120)을 통한 공급탱크(110)에서의 약액의 배출과 유입라인(130)을 통한 공급탱크로(110)의 약액 유입이 동시에 이루어질 수 있다.
종래의 경우, 반도체 생산장치로 약액을 공급하려면 공급탱크에 질소가스를 유입하여 공급탱크 내부의 압력을 높이고, 공급탱크로 약액을 유입하려면 공급탱크 내부의 질소가스를 배출하여 한번에 한가지 과정만 수행할 수 있었다.
하지만, 본 발명의 약액 공급 시스템(100)은 반도체 생산 장치(10)로 약액을 공급하는 과정을 수행하는 동시에 공급탱크(110)로 약액을 유입하는 과정도 수행할 수 있어 반도체 생산 장치(10)에 약액 공급이 중단되지 않도록 약액을 공급할 수 있다.
또한, 질소가스를 유입하고 배출하는 과정을 없애므로 흄(Fume) 배기량을 줄일 수 있고, 흄(Fume) 배기량 만큼의 질소가스를 절약할 수 있다.
그리고, 가스조절유닛(140)은 공급탱크(110) 내부로 질소가스를 유입하거나, 공급탱크(110) 내부의 질소가스를 외부로 배출한다.
가스조절유닛(140)은 질소공급부(141), 질소유입라인(142) 및 질소배출라인(143)을 포함한다.
질소공급부(141)는 질소가스를 공급하고, 질소유입라인(142)은 제1밸브(144)를 포함하여 공급탱크(110)로 질소가스를 유입한다.
그리고, 질소배출라인(143)은 제2밸브(145) 및 압력조절밸브(146)를 포함하고, 공급탱크(110) 내부의 질소가스를 외부로 배출하거나, 공급탱크(110)로 유입되는 질소가스의 유입량을 조절한다.
제어유닛(150)은 반도체 생산장치(10)와 연동되어 반도체 생산장치(10)에서 약액 공급신호를 수신하고, 가스조절유닛(140)을 제어하여 공급탱크(110) 내부의 압력을 조절하며, 유입펌프(131)를 제어하여 유립라인(130)의 악액 유입 압력을 조절한다.
제어유닛(150)은 수위센서(151), 제2압력센서(152), 압력조절부(153), 약액배출부(154), 약액유입부(155) 및 제어부(156)를 포함한다.
수위센서(151)는 공급탱크(110) 내부의 약액 수위를 측정하고, 제2압력센서(152)는 공급탱크(110) 내부의 압력을 측정한다.
압력조절부(153)는 제2압력센서(152)와 연동되고, 반도체 생산 장치(10)로부터 약액 공급신호가 수신되면, 가스조절유닛(140)을 제어하여 공급탱크(110) 내부의 압력을 설정된 압력으로 조절한다.
여기서, 압력조절은 밸브 개폐 제어 방식 또는 PID 제어 방식으로 조절될 수 있다.
또한, 압력조절부(153)는 압력조절밸브(146)의 개방정도를 조절하여 공급탱크(110)로 유입되는 질소가스의 양을 조절한다.
여기서, 질소가스의 공급압력은 사용자의 조작에 의해 설정될 수 있으며 압력조절밸브(146)를 제어하는 구성은 자동으로 이루어질 수 있다.
압력조절부(153)가 공급탱크(110) 내부의 압력을 높이는 과정은, 먼저 제1밸브(144)를 개방하여 질소가스를 공급탱크(110)로 유입시킨다.
그리고, 공급탱크(110) 내부의 압력이 설정 압력과 가까워지면 제2밸브(145)를 개방하고, 압력조절밸브(146)의 개방정도를 조절하여 유입되는 질소가스의 양을 조절하여 설정된 압력으로 형성한다.
또한, 압력조절부(153)는 유량센서(121)와 연동되어 가스조절유닛(140)을 제어해 반도체 생산장치(10)로 공급되는 약액의 유량을 조절한다.
여기서도, 압력조절부(153)는 가스조절유닛(140)의 압력조절밸브(146)의 개방정도를 조절하여 약액의 유량을 조절한다.
약액이 공급탱크(110)에서 반도체 생산장치(10)로 공급되면 공급탱크(110) 내부의 압력은 줄어들게 된다.
그러면, 약액의 유량도 줄어들게 되는데 반도체 생산장치(10)로 공급되는 약액의 유량을 일정하게 유지해야 하므로 공급탱크(110)로 질소가스를 계속적으로 유입되어야 한다.
여기서, 약액의 유량을 일정하게 유지하기 위해서 공급탱크(110) 내부의 압력을 설정 압력으로 유지할 수 있는 정도의 질소가스를 계속적으로 유입되어야 한다.
따라서, 압력조절부(153)는 압력조절밸브(146)의 개방정도를 조절하여 공급탱크(110) 내부로 유입되는 질소가스의 양을 조절하여 공급탱크(110) 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있으면서, 반도체 생산장치(10)에 공급되는 약액의 유량도 일정하게 유지할 수 있다.
가스조절유닛(140)의 제1밸브(144) 및 제2밸브(145)는 질소유입라인(142) 및 질소배출라인(144)의 개폐만 가능한 구성으로 개방 정도를 조절할 수 없어 공급탱크(110) 내부로 유입되는 질소가스의 양을 대략적으로만 조절할 수 있다.
따라서, 압력조절밸브(146)를 포함하여 공급탱크(110) 내부로 유입되는 질소가스의 양을 정밀하게 조절할 수 있어 공급탱크(110) 내부의 압력을 설정 압력으로 정확하게 유지할 수 있기에 반도체 생산장치(10)로 공급되는 약액의 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
약액배출부(154)는 공급탱크(110) 내부의 압력이 설정압력으로 형성되면, 반도체 생산장치(10)로 약액을 공급할 수 있도록 제4밸브(122)를 제어하여 배출라인(120)을 개폐한다.
약액유입부(155)는 약액배출부(154)와 동시에 작동될 수 있고, 수위센서(151) 및 제1압력센서(152)와 연동되어 공급탱크 내부의 약액 수위가 설정된 수위 아래로 떨어지면 공급탱크(110) 내부의 압력보다 높게 유입펌프(131)의 압력을 조절하며, 공급탱크(110)로 약액이 유입될 수 있도록 제3밸브(132)를 제어해 유입라인(130)을 개폐한다.
그리고, 약액유입부(155)는 제1압력센서(133)와 연동되어 유입펌프(131)의 압력을 제어해 상기 공급탱크로 유입되는 상기 약액의 유량을 조절한다.
제어부(156)는 제어유닛(150)의 전반적인 작동을 제어한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110...공급탱크 120...배출라인
121...유량센서 122...제4밸브
123...필터 130...유입라인
131...유입펌프 132....제3밸브
133...제1압력센서 134...체크밸브
140...가스조절유닛 141...질소공급부
142...질소공급라인 143...질소배출라인
144...제1밸브 145...제2밸브
146...압력조절밸브 150...제어유닛
151...수위센서 152...제2압력센서
153...압력조절부 154...약액배출부
155...약액유입부

Claims (8)

  1. 반도체 생산 장치에 공급되는 약액을 저장하는 공급탱크;
    상기 공급탱크와 결합되고, 상기 공급탱크와 상기 반도체 생산 장치 사이의 압력차이에 의해 상기 공급탱크의 상기 약액을 상기 반도체 생산 장치로 공급하는 배출라인;
    상기 공급탱크와 결합되고, 유입펌프를 포함하여 상기 공급탱크 내부 압력보다 높은 압력으로 상기 약액을 상기 공급탱크로 유입시키는 유입라인;
    상기 공급탱크 내부로 질소가스를 유입하거나 상기 공급탱크 내부의 질소가스를 외부로 배출하는 가스조절유닛; 및
    상기 반도체 생산 장치와 연동되어 상기 반도체 생산 장치에서의 약액 공급 신호를 수신하고, 상기 가스조절유닛을 제어하여 상기 공급탱크 내부의 압력을 조절하며, 상기 유입펌프를 제어하여 상기 유입라인의 상기 약액 유입 압력을 조절하는 제어유닛을 포함하되,
    상기 배출라인을 통한 상기 공급탱크에서의 상기 약액의 배출과 상기 유입라인을 통한 상기 공급탱크로의 상기 약액의 유입은 동시에 이루어질 수 있도록 마련되고,
    상기 가스조절유닛은,
    질소를 공급하는 질소공급부;
    제1밸브를 포함하고, 상기 질소공급부에 결합되어 상기 공급탱크로 질소를 유입하는 질소유입라인; 및
    제2밸브 및 압력조절밸브를 포함하고, 상기 공급탱크 내부의 질소가스를 외부로 배출하거나, 상기 공급탱크로 유입되는 질소가스의 유입량을 조절하는 질소배출라인을 포함하고,
    상기 유입라인은,
    상기 유입라인을 개폐하는 제3밸브; 및
    상기 공급탱크로 유입되는 상기 약액의 압력을 측정하는 제1압력센서를 더 포함하고,
    상기 배출라인은,
    상기 반도체 생산장치로 공급되는 상기 약액의 유량을 측정하는 유량센서;
    상기 배출라인을 개폐하는 제4밸브; 및
    상기 약액의 불순물을 제거하기 위한 필터를 포함하고,
    상기 제어유닛은,
    상기 공급탱크 내부의 약액 수위를 측정하는 수위센서;
    상기 공급탱크 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서;
    상기 제2압력센서와 연동되고, 상기 반도체 생산 장치에서의 약액 공급 신호가 수신되면 상기 가스조절유닛을 제어하여 상기 공급탱크 내부의 압력을 설정된 압력으로 조절하는 압력조절부;
    상기 공급탱크 내부의 압력이 설정압력으로 형성되면, 상기 반도체 생산 장치로 상기 약액을 공급할 수 있도록 상기 제4밸브를 제어하여 상기 배출라인을 개폐하는 약액배출부; 및
    상기 약액배출부와 동시에 작동될 수 있고, 상기 수위센서 및 상기 제1압력센서와 연동되어 상기 공급탱크 내부의 약액 수위가 설정된 수위 아래로 떨어지면 상기 공급탱크 내부의 압력보다 높게 상기 유입펌프의 압력을 조절하며, 상기 제3밸브를 제어하여 상기 유입라인을 개폐하는 약액유입부를 포함하고,
    상기 압력조절부는,
    상기 압력조절밸브의 개방정도를 조절하여 상기 공급탱크로 유입되는 상기 질소 가스의 양을 조절하고,
    상기 압력조절부는,
    상기 유량센서와 연동되어 상기 압력조절밸브의 개방정도를 조절하여 상기 반도체 생산장치로 공급되는 상기 약액의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 약액유입부는,
    상기 제1압력센서와 연동되어 상기 유입펌프의 압력을 제어해 상기 공급탱크로 유입되는 상기 약액의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 시스템.

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