KR101194697B1

KR101194697B1 - 습식세정장비의 버퍼존 세정장치

Info

Publication number: KR101194697B1
Application number: KR1020060101353A
Authority: KR
Inventors: 이태우
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2012-10-29
Also published as: KR20080035123A

Abstract

본 발명은 습식세정장비의 버퍼존 세정장치에 관한 것으로, 기판을 습식처리하는 습식세정존과 상기 습식세정존으로 투입될 기판이 대기하는 버퍼존을 포함하는 습식세정장비에 있어서, 상기 버퍼존에 설치되어 복수의 기판을 내부에 수납하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되어 복수의 기판을 지지하는 기판지지대와, 상기 하우징 내부 및 상기 기판지지대를 세정처리하는 세정기재를 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 버퍼존 내부가 청결한 상태를 유지하므로 버퍼존 내부에서 기판 오염이 방지되어 전체 기판 세정효율을 월등하게 향상시키는 효과가 있다.

습식세정, 버퍼존, 습식세정존, 기판, 세정기재

Description

습식세정장비의 버퍼존 세정장치{Decive for cleaning buffer zone in wet station}

도 1은 종래 습식세정장비를 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 평면구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 사시구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 측단면구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 하우징 110 : 기판지지대

120 : 드레인포트 200 : 세정기재

210 : 분사수단 211 : 습식노즐

212 : 건식노즐 220 : 주행수단

221 : 가이드 222 : 슬라이더

900 : 약액공급존 910 : 척크리너

920 : 버퍼존 930 : 습식세정존

본 발명은 습식세정장비의 버퍼존 세정장치에 관한 것으로, 특히 약액에 의해 습식처리될 기판의 대기장소인 버퍼존을 세정하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 제조를 위해 사용되는 반도체 기판 예컨데 실리콘 웨이퍼는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기물 등에 의해 오염되어 제품의 수율이나 신뢰성이 심각하게 저하될 수 있으므로, 반도체 장치의 제조공정에서는 반도체 기판에 부착된 상기한 오염물질을 제거해 내는 세정공정이 수행된다.

특히, 반도체 장치 회로 패턴의 디자인 룰이 미세화됨에 따라 이러한 오염물질을 제거해 내는 세정공정이 더욱 중요시 되고 있다. 이와 같이 반도체 기판을 세정하는 방법에는 플라즈마 처리나 자외선 조사 등에 의한 건식(Dry)세정방식과, 세정액을 사용하는 습식(Wet)세정방식이 제안된 바 있다.

상기 건식세정방식은 기판에 대한 세정균일성이 우수하고, 오염물질의 재부착 가능성이 적으며, 다른 건식 프로세스와의 연속화 가능하다는 등의 장점을 가지고 있다.

그러나 상기 건식세정방식은 다량의 오염물질 제거에 적합하지 않고, 파티클 제거에 유리하지 못하며, 2차 오염의 염려를 완전히 불식할 수 없는 등의 한계를 갖는다.

또한 상기 건식세정방식은 공정처리 후에도 습식세정공정이나 순수를 이용한 린스처리공정 등을 재차 수행하여야 하는 상황 등이 발생될 수 있다는 불편함이 있다.

이에 반해, 습식세정방식은 장치비용이 저렴하면서도 처리량이 우수하며, 여러 종류의 오염을 동시에 제거 가능하고, 설치방식에 따라 배치 처리나 전후면 동시 세정도 가능하다는 등의 이점을 가지고 있으므로 현재 반도체 프로세스에서 주류를 이루고 있다.

특히, 반도체 기판에 비해 통상 5배 이상 큰 디자인 룰이 적용되는 축소투영 노광용의 포토마스크 기판의 세정에 있어서는 상기의 습식세정방식이 주로 채택되고 있다.

도 1은 종래 습식세정장비를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 습식세정장비는 예컨데 기판이 로딩되는 로딩부(11)와 기판이 언로딩되는 언로딩부(12)가 각각 구비되는 프런트 타입(front type)장비이며, 일측에 상기 로딩부(11)가 설치되고 타측에 상기 언로딩부(12)가 설치되어 로딩부(11)와 언로딩부(12)의 사이 구간에 습식처리진행방향을 복수의 습식세정존(23 내지 28)과, 상기 습식세정존(23 내지 28)의 배면측에 설치되어 습식세정을 위한 약액을 공급하는 약액공급존(20)을 포함한다.

일례로 로딩부(11)에는 예컨데 25장 단위의 기판이 기수납되어 있는 풉(F; foub)이 로딩되고, 풉(F) 내부의 기판은 로딩부(11) 내의 다양한 반출수단(미도시) 에 의해 풉(F) 외부로 반출되어 예컨데 50장 단위로 기판반송로봇(30)에 파지되며, 풉(F)은 세정완료된 해당 기판을 다시 수납하도록 언로딩부(12)로 이송된다.

이처럼 50장의 기판을 1단위로 하는 기판군이 기판반송로봇(30)에 파지된 상태에서 습식세정존(23 내지 28)에 각각 딥핑(deeping)되는 방식으로 순차 습식세정처리되며, 최종적으로 언로딩부(12)로 이송된다.

일례로 상기 습식세정존(23 내지 28)은 각각 다양한 종류의 세정액을 저장하여 기판을 해당 세정액으로 습식세정처리하거나 린스처리할 수 있다.

기판이 반출된 풉(F)은 별도의 반송로를 통하여 언로딩부(12)로 이송되어 대기상태에 있으며 습식세정처리된 해당 기판군이 언로딩부(12)로 이송되면 언로딩부(12) 내의 다양한 수납수단(미도시)에 의해 수납된다.

한편 습식세정존(28)과 언로딩부(12)의 사이에는 기판을 최종 건식처리하는 드라이존(29)을 포함할 수 있으며, 로딩부(11)와 습식세정존(23)의 사이에는 처리율(throughput)향상을 위해 적어도 1단위의 기판군이 대기할 수 있는 버퍼존(21)과 기판반송로봇(30)의 세척을 위한 척크리너(22)가 구비된다.

이러한 버퍼존(21)은 습식세정존(23 내지 28)과는 달리 기판이 대기하고 있는 장소임에도 불구하고 별도의 세정장치가 구비되지 않았다.

따라서 버퍼존(21)은 습식세정존(23 내지 28)에서 발생되는 흄(fume)이 습식세정존(23 내지 28)의 덮개(미도시) 개폐시 비산되어 유입될 수 있고, 습식세정존(23 내지 28)을 왕복하는 기판반송로봇(30)에서 파티클 등이 전이될 수도 있으며, 이와 같이 흄 및 파티클 등의 오염물질에 의해 그 내부가 오염된 상태에서 기 판이 수납되면 기판도 함께 오염될 수 있다는 문제점이 있었다.

더욱이 버퍼존(21)은 그 내부에 기판 검출용 수,발광센서(미도시)가 설치되는데, 오염물질이 상기 수,발광센서를 정화시키기 위한 질소가스에 의해 기화되어 오염정도가 더욱 심화될 수 있는 문제점이 있었다.

이와 같이, 버퍼존(21)이 오염되고 오염물질이 기화되어 다른 전장부위로 확산되면 장비의 노후화를 촉진시키는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 기판이 대기하는 버퍼존 내부를 세정하여 기판 오염원인을 미연에 방지하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 습식세정존과, 상기 습식세정존으로 투입될 기판이 대기하는 버퍼존과, 상기 습식세정존으로 약액을 공급하는 약액공급존을 포함하는 습식세정장비에 있어서, 상기 버퍼존에 설치되어 복수의 기판을 내부에 수납하는 하우징과, 상기 하우징 내에서 복수의 기판을 지지하는 기판지지대와, 상기 하우징 내부를 주행하며 상기 기판지지대 및 상기 하우징 내부를 세정처리하는 세정기재를 포함한다.

상기 세정기재는 상기 하우징 내부 및 상기 기판지지대에 세정처리용 유체를 분사하는 분사수단과, 상기 분사수단을 상기 하우징 내부에서 주행시키는 주행수단을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예을 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시 예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며 , 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 평면구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 사시구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치를 개략적으로 나타낸 일실시 측단면구성도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 습식세정장비의 버퍼존 세정장치는 버퍼존(920)에 설치되어 복수의 기판을 내부에 수납하는 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 설치되어 복수의 기판을 지지하는 기판지지대(110)와, 상기 하우징(100) 내부 및 상기 기판지지대(110)를 세정처리하는 세정기재(200)를 포함한다.

종래 기술에서 상술한 바와 같이, 상기 버퍼존(920)은 척크리너(910)와 습식세정존(930)의 사이에 설치될 수 있고, 상기 습식세정존(930)은 약액을 공급받도록 그 후방으로 약액공급존(900)이 더 설치될 수 있다.

상기 하우징(100)은 버퍼존(920)에 설치되는 구성부품으로 상면이 개구된 형태로 내부에 기판이 수납될 공간부가 형성된다. 이러한 하우징(100)의 내부 공간부 에는 예컨데 기판이 수직지지될 수 있도록 기판지지대(110)가 설치되고, 이러한 기판지지대(110)는 수매 내지 수십매 기판을 1단위로 하여 수직지지할 수 있다.

일례로 기판지지대(110)는 기판을 페이스 투 페이스(face to face) 방식 즉 2매 1조 한쌍의 기판이 패턴 형성면이 상호 마주보도록 교번하여 배치되는 방식으로 1단위의 기판을 수직지지한다.

이와 같은 기판지지대(110) 및 하우징(100)에 오염물질이 포함될 경우 버퍼존(920) 내로 진입하여 대기하는 기판에 오염원이 전이될 수 있다. 따라서 본 일실시예에서는 하우징(100) 및 기판지지대(110)의 오염물질을 제거하는 세정기재(200)가 구비된다.

상기에서, 세정기재(200)는 하우징(100) 내부 및 기판지지대(110)에 세정처리용 유체를 분사하는 분사수단(210)과, 상기 분사수단(210)을 하우징(100) 내부에서 주행시키는 주행수단(220)을 포함하는 것이 바람직하다.

따라서 기판지지대(110) 및 하우징(100)은 세정처리용 유체에 의해 세정처리되고, 특히 분사수단(210)은 하우징(100) 내부를 주행하며 유체를 분사하므로 하징(100) 내부 및 기판지지대(110)의 각 부위가 빠짐없이 세정될 수 있다는 장점이 있다.

상기에서, 분사수단(210)은 세정용 액체를 분사하는 습식노즐(211)과, 건조용 기체를 분사하는 건식노즐(212)을 포함하는 것이 바람직하다.

일례로 습식노즐(211)은 탈이온수(deionized water) 또는 순수(pure water) 등의 세정용 액체를 분사하고, 건식노즐(212)은 질소가스(N₂ gas) 등의 세정용 기체를 분사하는 것이 더욱 바람직하다.

따라서 하우징(100) 내부 및 기판지지대(110)는 습식노즐(211)에 의해 습식세정처리될 수 있으며, 습식세정처리가 완료된 후 건조노즐에 의해 건조처리가 수행되어 잔류 세정액이 신속히 제거되므로, 세정에 소요되는 시간이 대폭 단축될 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 일실시예에서는 분사수단(210)이 습식노즐(211)과 건식노즐(212)이 각각 구비되는 것을 예시하였지만, 분사수단(210)이 단일의 노즐을 포함하고 상기 노즐에 세정용 액체만을 공급하여 분사하거나 세정용 기체만을 공급하여 분사하도록 구성할 수 있음은 물론이다. 더욱이 상기 노즐에 공급유체의 종류를 전환공급하는 방식 예컨데 세정용 액체를 공급하여 분사한 후 세정용 기체를 공급하여 분사하도록 구성하는 것도 고려될 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 분사수단(210)은 단일의 상기 노즐에 세정용 액체나 건조용 기체를 상호 전환공급하여 교대로 분사함으로써 장비를 더욱 간소화 시킬 수 있는 장점이 있다.

상기에서, 주행수단(220)은 하우징(100) 내부를 가로지르는 방향으로 설치되는 가이드(221)와, 분사수단(210)과 결합되고 상기 가이드(221)를 따라 직선왕복주행되는 슬라이더(222)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬라이더(222)는 상기 가이드(221)를 따라 직선왕복가능하도록 구성되 어야 하는데, 예컨데 가이드(221)는 통상의 LM 가이드(221)가 될 수도 있다. 이처럼 슬라이더(222)를 가이드(221)상에서 직선왕복시키기 위한 다양한 구동방식이 적용될 수 있으며, 일례로 일측면에 슬라이더(222)의 주행방향을 따라 고정자(미도시)를 설치하고 슬라이더(222)에는 상기 고정자에 대응하는 이동자(미도시)를 설치하여 슬라이더(222)를 가이드(221)상에서 직선왕복시키는 리니어모터 구동방식이 적용될 수도 있다.

또 다른 일례로 슬라이더(222)는 가이드(221)에 볼스쿠류방식으로 직선왕복구동되는 것도 고려될 수 있으며, 이처럼 슬라이더(222)와 가이드(221)는 일반 산업계에서 직선왕복 구동방식에 사용되는 다양한 구동방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

이처럼 분사수단(210)은 비교적 간단한 구조의 주행수단(220)에 의해 하우징(100) 내부를 가로지르며 세정용 유체를 분사하므로 하우징(100) 내부 및 기판지지대(110)에 고르게 세정용 유체를 분사하여 세정효율을 향상시키는 장점이 있다.

상기에서, 슬라이더(222)에 결합된 분사수단(210)은 약액공급존(900)에서 대기하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 가이드(221)는 버퍼존(920)의 하우징(100) 내부를 가로질러 그 단부가 약액공급존(900)까지 연장설치되어, 슬라이더(222)에 결합된 분사수단(210)의 습식노즐(211) 및 건식노즐(212)이 약액공급존(900)에서 대기하도록 구성할 수 있다.

따라서 분사수단(210)의 습식노즐(211) 및 건식노즐(212)은 반송로봇(30; 도 1 참조)의 이송경로상에서 후퇴하여 약액공급존(900)에서 대기하고 있으므로 상호 간섭현상이 회피될 수 있는 장점이 있다.

이러한 약액공급존(900)은 습식세정존(930)에 약액을 공급하기 위한 배관, 밸브, 펌프 등의 배관설비가 설치되는 공간이어서 상당한 여유공간이 존재하므로, 이러한 여유공간이 분사수단(210)의 평상시 대기위치로 이용될 수 있다.

일례로 분사수단(210)은 평상시 약액공급존(900)에서 대기하고 있는 상태이며, 버퍼존(920) 세정이 요구될 시에 버퍼존(920)측으로 전진하며 습식노즐(211)에서 세정용 액체를 분사하고, 최대 전진 위치(도 2에서 은선표시)에서 일정시간 대기시켜 세정용 액체와 하우징(100) 내벽면 및 기판지지대(110)의 오염물질을 상호 반응시켜 제거한다.

이처럼 하우징(100) 내벽면 및 기판지지대(110)의 오염물질이 세정용 액체에 의해 제거되면 분사수단(210)은 최대 전진 위치에서 약액공급존(900)측으로 후퇴복원되면서 건식노즐(212)에서 건조용 기체를 분사하여 버퍼존(920) 내의 잔류 액체를 제거한다.

상기에서, 하우징(100)은 그 바닥면이 일측으로 경사지게 형성되어 최하단부에 드레인포트(120)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 분사수단(210)에서 분사된 세정용 액체가 하우징(100) 내부에 정체되지 않고 드레인포트(120)를 통하여 신속하게 배출될 수 있다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였 으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 버퍼존 내부가 청결한 상태를 유지하므로 버퍼존 내부에서 기판 오염이 방지되어 전체 기판 세정효율을 월등하게 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 분사수단이 하우징 내부를 주행하며 하우징 내부 및 기판지지대를 빠짐없이 세정할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 습식세정처리가 완료된 후 건조노즐에 의해 건조처리가 수행되어 잔류 세정액이 신속히 제거되므로 습식세정처리 후 건조시간이 대폭단축될 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명은, 분사수단이 반송로봇의 이송경로상에서 후퇴하여 약액공급존에서 대기하고 있으므로 상호 간섭현상이 회피될 수 있는 효가가 있다.

또한 본 발명은, 분사수단에서 분사된 세정용 액체가 하우징 내부에 정체되지 않고 드레인포트를 통하여 신속하게 배출될 수 있다는 효과가 있다.

Claims

기판을 습식처리하는 습식세정존과, 상기 습식세정존으로 투입될 기판이 대기하는 버퍼존을 포함하는 습식세정장비에 있어서,

상기 버퍼존에 설치되어 복수의 기판을 내부에 수납하는 하우징;

상기 하우징 내부에 설치되어 복수의 기판을 지지하는 기판지지대; 및

상기 하우징 내부 및 상기 기판지지대를 세정처리하는 세정기재를 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제1항에 있어서,

상기 세정기재는,

상기 하우징 내부 및 상기 기판지지대에 세정처리용 유체를 분사하는 분사수단; 및

상기 분사수단을 상기 하우징 내부에서 주행시키는 주행수단을 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제2항에 있어서,

상기 분사수단은,

세정용 액체나 건조용 기체를 상호 전환공급받아 교대로 분사하는 단일의 노즐을 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제2항에 있어서,

상기 분사수단은,

세정용 액체를 분사하는 습식노즐; 및

건조용 기체를 분사하는 건식노즐을 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 주행수단은,

상기 하우징 내부를 가로지르는 방향으로 설치되는 가이드; 및

상기 분사수단과 결합되고 상기 가이드를 따라 직선왕복주행되는 슬라이더를 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제5항에 있어서,

상기 습식세정장비는 상기 습식세정존으로 약액을 공급하도록 그 후방으로 약액공급존을 더 포함하며,

상기 슬라이더에 결합된 상기 분사수단은 상기 약액공급존에서 대기하는 것을 특징으로 하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 하우징은,

그 바닥면이 일측으로 경사지게 형성되어 최하단부에 드레인포트를 더 포함하는 습식세정장비의 버퍼존 세정장치.