JP2012519392A - 高圧処理器及び高圧シーリング方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、高圧処理器に関し、本発明による高圧処理器は、高圧の二酸化炭素が内側に供給され、該高圧の二酸化炭素でウェーハを洗浄することができる収納空間部と、該収納空間部の前段で該収納空間部の高さよりさらに高い空間である開閉空間部とを備える本体と；前記本体の収納空間部に固定設置されて前記ウェーハを実装し、前記流入された高圧の二酸化炭素を前記ウェーハの表面に沿って流れるようにして洗浄するウェーハ支持部と；前記本体の開閉空間部の一側を密閉し、且つ、前記ウェーハのローディング及びアンローディングが可能な開口部が設けられたドアカバーと；前記開閉空間部内で上下移動が可能であり、前記ドアカバー側に前後移動が可能なドアと；前記ドアを上下方向に駆動させるドア駆動部と；を含む。このような構成の本発明は、気密部分が高圧の二酸化炭素に露出することを最小化し、気密部の寿命を延長させることができるという効果があり、ドアを上下及び前後に移動させることができるようにして、気密性を向上させると共に、上下駆動時に周辺との摩擦を最小化し、摩耗量を低減し、高圧処理器の寿命を延長させることができ、異物の発生を防止することができるという効果がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧処理器及び高圧シーリング方法に関し、特に体積に比べて同時に洗浄することができるウェーハの数量を増加させることができ、圧力の漏洩が防止されることができる高圧処理器及び高圧シーリング方法に関する。

一般的に、高圧処理器は、二酸化炭素を使用する超臨界乾式洗浄に使用される装置であり、内部の圧力が、初期には約３０〜５０ｂａｒ程度であり、洗浄工程が進行される時の圧力は約１２０〜３００ｂａｒ程度となる。

このように高圧の内部雰囲気の維持は、洗浄工程に必ず必要なものであり、このような圧力の漏洩を防止する高圧処理器の構造が特許文献１に開示されている。

しかしながら、このような構造の従来の高圧処理器は、洗浄工程中にウェーハを実装するウェーハ装着器が上下に移動するので、装置の体積が大きくなり、特に同時に処理するウェーハの数量が多いほど、当該ウェーハを実装し、且つ上下移動するための空間が必要なので、その体積の増加が更に深化する。

このような体積の増加は、ウェーハをローディング及びアンローディングする装置の運転距離の増加を誘発することができ、これは、洗浄工程の遅延による生産性の低下につながることができるという問題点があった。

また、気密の維持のために、“Ｕ”字形状の第１封止剤及び第２封止剤を使用しているが、“Ｕ”字形状の中央部分に高圧の二酸化炭素が流入される場合、上部要素を上向きに押し上げる力が作用し、結果的に、高圧の二酸化炭素が流出され、圧力の維持が容易ではないという問題点があり、また、その寿命が短縮され、第１封止剤と第２封止剤の交替周期が短くて、交替時に洗浄工程を進行することができないので、生産性が低下するという問題点があった。

韓国特許登録１０−０７１３２０９号公報

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、内部圧力により圧力の漏洩が発生しない高圧処理器及び高圧シーリング方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ウェーハを上下移動させることなく、シーリング状態を維持し、高圧でウェーハを処理することができる高圧処理器及び高圧シーリング方法を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、処理工程の進行中に圧力の漏洩が発生することを完全に遮断することができ、気密維持手段が高圧の二酸化炭素及び添加剤に露出することを最小化し、寿命を延長させることができる高圧処理器及び高圧シーリング方法を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、機械的駆動部分の摩擦を最小化し、異物の発生を低減すると共に、装備の使用による摩耗に起因して圧力の漏洩が発生することを防止し、装備の寿命を延長させることができる高圧処理器及び高圧シーリング方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による高圧処理器は、高圧の二酸化炭素が内側に供給され、前記高圧の二酸化炭素でウェーハを洗浄またはリンス処理するか、またはマイクロ電子機械システムを乾燥する高圧処理器において、高圧処理器の内部と外部との間に圧力漏洩遮断のためのドアを設置し、且つ、該ドアは、内部の圧力により高圧処理器の内部と外部との間に位置し、ウェーハがローディング及びアンローディングされることができる空間を提供するドアカバーに密着し、圧力の漏洩を防止する。

本発明による高圧シーリング方法は、高圧の二酸化炭素または高圧の二酸化炭素と添加剤が供給され、加圧雰囲気でウェーハを洗浄またはリンス処理するか、またはマイクロ電子機械システムを乾燥させる方法において、前記供給された高圧の二酸化炭素または高圧の二酸化炭素と添加剤の圧力により前記ウェーハがローディング及びアンローディングされる空間部が設けられたドアカバー側にドアを密着させて圧力の漏洩を防止し、圧力の差が発生する前にも、ドアを前進及び後退させて、密着度を調節することができる。

本発明による高圧処理器及び高圧シーリング方法は、内部の処理圧力と外部の圧力との差を利用して高圧処理器の高圧雰囲気を漏洩なしに維持し、工程の信頼性を確保することができるという効果がある。

また、本発明による高圧処理器及び高圧シーリング方法は、ウェーハが上下移動なしに固定された状態で、ローディング、アンローディング及び洗浄されることによって、体積を最小化することができ、設置空間に制限されることなく設置することができる効果がある。

また、本発明による高圧処理器は、初期圧力時にもドアの気密を維持することが容易であり、当該気密部分が高圧二酸化炭素及び添加剤に露出することを最小化し、気密部の寿命を延長させることができるという効果がある。

また、本発明による高圧処理器は、ドアを上下に移動させることができ、且つ、該ドアが閉じた状態で前後にも移動させることができ、気密性を向上させると共に、上下駆動時に、周辺との摩擦を最小化し、摩耗量を低減し、高圧処理器の寿命を延長させることができ、異物の発生を防止することができる効果がある。

本発明による高圧処理器の斜視図である。 図１でドアの閉じた状態を示す一部断面図である。 図１でドアの開かれた状態を示す一部断面図である。 本発明による高圧処理器に適用されるドアの分解斜視図である。 ウェーハが実装された状態の本発明に適用されるウェーハ支持部の斜視図である。 ウェーハ支持部の一部拡大斜視図である。

以下、本発明による高圧処理器の好ましい実施例を添付の図面を参照して詳しく説明する。

図１は、本発明による高圧処理器の斜視図であり、図２は、図１でドアの閉じた状態を示す一部断面図であり、図３は、図１でドアの開かれた状態を示す一部断面図であり、図４は、本発明による高圧処理器に適用されるドアの分解斜視図である。

図１〜図４を各々参照すれば、本発明による高圧処理器は、高圧の二酸化炭素が供給される供給ポート１１が設けられていて、該供給ポート１１と連結されるウェーハ収納空間部１２及び該ウェーハ収納空間部１２の前段に該ウェーハ収納空間部１２の上下空間より高い開閉空間部１３が位置する本体１０と、前記ウェーハ収納空間部１２に位置し、多数のウェーハを上下に相互離隔して位置させ、多数の供給ホールを通じて前記供給ポート１１を介して供給された高圧の二酸化炭素を各ウェーハの間に供給するウェーハ支持部２０と、シリンダー３１の駆動によってドアカバー４６の厚さ内側に挿入設置された状態で上下移動する移動軸３２を含むドア駆動部３０と、前記ドア駆動部３０の移動軸３２に連結部３３を介して連結され、前記開閉空間部１３の内側で上下に駆動し、前記ウェーハのローディング及びアンローディングが可能にし、洗浄工程時に気密を維持するドア４０とを含む。

前記ドア４０は、前記ドアカバー４６の内側面と近接した状態で前記連結部３３に連結され、ドア駆動部３０の上下運動を伝達される固定ドア４１と、複数のベローズ４５により前記固定ドア４１に連結されていて、前記ベローズ４５の作用によって前記固定ドア４１との間隔が調節される移動ドア４２と、前記固定ドア４１の中央部に設けられたホールに露出し、外部の空気を前記ベローズ４５に供給するか、または該ベローズ４５の空気を外部に排出する間隔調節ポート４４と、前記移動ドア４２の端部に設けられ、気密を維持するＯリング４３とを備えて構成される。

以下、上記のように構成される本発明による高圧処理器の構成と作用をさらに詳しく説明する。

まず、本体１０は、ドア４０の上下開閉運動が可能となるように前段の内側に開閉空間部１３が設けられていて、該開閉空間部１３の後段には、該開閉空間部１３に比べて高さがさらに低いウェーハ収納空間部１２が設けられている。

前記ウェーハ収納空間部１２には、前記本体１０の後方から突出している供給ポート１１を介して供給される高圧の二酸化炭素が位置する空間となり、圧力を維持するために最小限の余裕空間を有することが好ましい。

図面には、前記本体１０のドア４０が正面に設けられているものとして図示したが、必要に応じて、前記ドア４０が上面に位置するように回転させて配置することができる。

また、ドア４０が下降時に閉状態を維持するものと図示したが、必要に応じて、上昇した時、本体１０を閉じる構造に容易に変更されることができる。

また、図示を省略したが、本体１０には、流入される二酸化炭素と添加剤の容易な混合のために、超音波発生装置が追加されることができる。これは、シーリングが容易であり、本体１０の内側に高周波数の振動を発生させることができる位置または構造なら、その位置や構造に関係なく適用することができる。

前記ウェーハ収納空間部１２には、ウェーハ支持部２０が締結されている。

図５は、ウェーハが実装された状態のウェーハ支持部２０の斜視図であり、図６は、ウェーハ支持部２０の一部拡大斜視図である。

図５及び図６を参照すれば、本発明に適用されるウェーハ収納空間部１２は、前記供給ポート１１に供給された高圧の二酸化炭素、または高圧の二酸化炭素と混合した添加剤を垂直方向に設けた多数の供給ホール２２を通じて分散させて供給し、該供給ホール２２を通じて供給された二酸化炭素をウェーハの面に沿って分散供給することができる分散溝２３が内側に設けられた分散供給部２１と、前記分散供給部２１の両側端から垂直に多数配置され、各々の内側部に保持突起２５を設け、ウェーハを保持させるウェーハ保持部２４とを備えて構成される。

前記添加剤は、洗浄のための洗浄添加剤、リンスのためのリンス添加剤または乾燥のための乾燥添加剤を使用することができる。

このような構成により、前記ウェーハ支持部２０は、多数のウェーハを実装することができ、従来のように上下に移動する構造ではなく、固定された構造を有する。

その固定された構造により、前記供給ポート１１と図面には図示していないが、供給ポート１１に連結される供給ラインも固定された状態なので、高圧の二酸化炭素の供給時に、漏洩が発生する確率を低減することができる。

図示を省略したが、前記本体１０の底面部には、前記ウェーハを通過した高圧の二酸化炭素が選択的に外部に排出されることができる多数の排出口を含む。

前記シリンダー３１は、支持台（符号省略）により支持され、リンク部３４を介して移動軸３２を上下に駆動する駆動力を発生させる。図面では、シリンダー３１が本体１０の上部側に位置するものと図示したが、リンク部３４の形状を変更し、前記本体１０の側面または背面に位置させることができることは当然であり、また、安定した駆動力を発生させるために、多数個配置することもでき、モータに代替することができる。

前記移動軸３２は、前記本体１０の開閉空間部１３の前面をカバーし、ウェーハのローディング及びアンローディングが可能な程度の開口部を有するドアカバー４６厚さの両側面部に上下方向に挿入されている。

前記移動軸３２の終端には、ドア４０との結合のための連結部３３が設けられていて、該連結部３３は、前記ドアカバー４６の開口部の内側でドア４０の固定ドア４１の外側に結合される。

したがって、前記シリンダー３１の駆動により、ドア４０が上下移動するようになり、該ドア４０は、ドアカバー４６の開口部を密閉するか、または該開口部の上部側に移動し、前記開閉空間部１３の上部側に位置し、ウェーハがローディング及びアンローディングされることができるようにする。ここで、固定ドア４１の固定の意味は、前後の移動なしに固定された状態のドアという意味である。

前記ドア４０は、前記シリンダー３１の駆動を伝達される固定ドア４１と、本体１０の前後に移動が可能な移動ドア４２とを含む。前記固定ドア４１と移動ドア４２とは、複数のベローズ４５により結合されている。

したがって、前記固定ドア４１が前後方向に固定された状態で、ベローズ４５の内部に空気が流入されれば、前記移動ドア４２は、前記ドアカバー４６から遠くなるように後退し、内部空気を外部に流出すれば、ドアカバー４６に密着するように前進する。

このような空気の流入と流出は、前記移動ドア４２に固定され、空気が流れることができる管路により前記ベローズ４５に連結される間隔調節ポート４４により可能になり、その作用の以後は、以後にさらに詳しく説明する。

前記間隔調節ポート４４は、外部の真空及び加圧装置に連結されることができるように、露出しなければならないし、このために、固定ドア４１の一部には、前記間隔調節ポート４４を露出させるホールを具備している。

このような構造で、最初ウェーハを前記ウェーハ支持部２０にローディングするために、シリンダー３１は、ドア４０を上向き移動させる駆動をするようになる。

前記シリンダー３１の駆動力は、リンク部３４を介して移動軸３２に伝達され、該移動軸３２を上昇させて連結部３３を通じて前記移動軸３２に結合されるドア４０が上昇するようになる。

この際、ドア４０のベローズ４５は、空気が流入されたものであり、したがって、前記移動ドア４２は、前記ドアカバー４６から離隔された状態になる。すなわち、ドアカバー４６と移動ドア４２のＯリング４３が離隔され、前記ドア４０の上向き移動の時摩擦を低減し、異物の発生を防止することができ、装置の寿命を延長させることができる。

このように、ドア４０がオープンされた状態で、外部でロボットなどにより多数のウェーハが同時にローディングされ、前記ウェーハ支持部２０に各々実装される。このようにウェーハが実装された後には、洗浄工程のために前記ドア４０が閉じた状態にならなければならない。

このために、シリンダー３１が下向きの駆動力を発生させれば、これをリンク部３４を介して伝達された移動軸３２は、下向きの移動をするようになり、したがって、ドア４０がドアカバー４６の開口部側に下向き移動するようになる。

この時にも、前記ベローズ４５には空気が満ちている状態であり、したがって、ドアカバー４６とＯリング４３が摩擦しない。

このような状態でドア４０が閉鎖位置に位置すれば、Ｏリング４３とドアカバー４６との間には少しの隙間が存在し、この隙間を密閉させるために、前記間隔調節ポート４４を通じて外部の真空装置に前記ベローズ４５の内部空気を排出させ、したがって、移動ドア４２が前進し、Ｏリング４３が前記ドアカバー４６に完全に密着する。

上記のような密着状態で、洗浄工程が進行されれば、初期に高圧の二酸化炭素が供給ポート１１を通じて供給され、前記ウェーハ支持部２０の分散供給部２１に垂直方向に多数個設けられた供給ホール２２を通じて供給され、該供給ホール２２と連通する分散溝２３に高圧の二酸化炭素が排出される。

このような初期の圧力は、工程圧力よりは低いが、大気圧よりは高く、供給された二酸化炭素がウェーハ収納空間部１２から開閉空間部１３側に移動するようになるが、この時にも、前記ベローズ４５の圧着によるＯリング４３とドアカバー４６との気密が維持されていて、二酸化炭素の流出は発生しなくなる。

前記供給ポート１１は、２個以上を具備することができ、初期には、一定圧まで複数の供給ポート１１のうち当該ウェーハに直接二酸化炭素を噴射しない位置の供給ポートを通じて二酸化炭素が供給されるようにする。

これは、初期の液体二酸化炭素が当該供給ポートを通じて供給される時、一時的な減圧による温度下降によってドライアイスに相変化することができ、上記のようにウェーハに直接二酸化炭素を噴射しない供給ポートを通じて二酸化炭素を供給し、ドライアイスによるウェーハ素子パターンの損傷を防止するためのものである。

時間が経過し、前記本体１０の内部圧力がますます増加するほど、その圧力により前記移動ドア４２は、ドアカバー４６側にますます強い圧力で圧着され、したがって、工程中にも圧力が漏洩することを完全に防止することができる。

このように洗浄工程が完了すれば、図面に図示してはいないが、本体１０の底面部に多数個設けられた排気口を通じて二酸化炭素が排出され、前記本体１０の内部圧力は、外部圧力と同一になる。

洗浄工程が完了すれば、前記ローディング時に、ドア４０の上昇説明と同様に、ドア４０のベローズ４５に空気が流入され、前記移動ドア４２が後退し、Ｏリング４３とドアカバー４６が摩擦しない状態でドア４０がオープンされる。

前記ドア４０がオープンされれば、さらにロボットにより洗浄されたウェーハがアンローディング処理され、さらに洗浄すべきウェーハがウェーハ支持部２０にローディングされる。

このように本発明による高圧処理器は、ウェーハに均一に高圧の二酸化炭素を噴射するウェーハ支持部２０を固定された状態にして、移動による漏洩が発生する可能性を防止することができ、ドア４０を二重構造にし、この二重構造のドアが前後に移動可能に設計し、漏洩防止の効果を高めると共に、周辺装置との摩擦を最小化して異物発生を防止し、装備の寿命を延長させることができる。

本発明による高圧処理器及び高圧シーリング方法は、内部の処理圧力と外部の圧力との差を利用して高圧処理器の高圧雰囲気を漏洩なしに維持し、工程の信頼性を確保することができ、産業上利用可能性がある。

また、本発明による高圧処理器及び高圧シーリング方法は、ウェーハが上下移動なしに固定された状態で、ローディング、アンローディング及び洗浄されることによって、体積を最小化することができ、設置空間に制限されることなく設置することができ、産業上利用可能性がある。

また、本発明による高圧処理器は、初期圧力時にもドアの気密を維持することが容易であり、当該気密部分が高圧二酸化炭素及び添加剤に露出することを最小化し、気密部の寿命を延長させることができ、産業上利用可能性がある。

１０ 本体
１１ 供給ポート
１２ ウェーハ収納空間部
１３ 開閉空間部
２０ ウェーハ支持部
２１ 分散供給部
２２ 供給ホール
２３ 分散溝
２４ ウェーハ保持部
２５ 保持突起
３０ ドア駆動部
３１ シリンダー
３２ 移動軸
３３ 連結部
３４ リンク部
４０ ドア
４１ 固定ドア
４２ 移動ドア
４３ Ｏリング
４４ 間隔調節ポート
４５ ベローズ
４６ ドアカバー

Claims (11)

1. 高圧の二酸化炭素または高圧の二酸化炭素と添加剤が供給され、加圧雰囲気でウェーハを洗浄またはリンス処理するか、またはマイクロ電子機械システムを乾燥させる方法において、
   前記供給された高圧の二酸化炭素または高圧の二酸化炭素と添加剤の圧力により前記ウェーハがローディング及びアンローディングされる空間部が設けられたドアカバー側にドアを密着させて圧力の漏洩を防止し、圧力の差が発生する前にも、ドアを前進及び後退させて密着度を調節することができる、高圧シーリング方法。
2. （ａ）内部と外部の境界面に位置し、ウェーハがローディング及びアンローディングされることができる空間を提供するドアカバーを用いてウェーハが内側にローディングされることができるようにドアをオープンし、且つ、前記ドアのオープン時に、ドアカバーから所定の距離だけ離隔されることができるように後退させる段階と；
   （ｂ）前記ドアを移動させて前記ドアカバーの空間を密閉することができる位置に移動させ、且つ、前記ドアカバーとドアが密着することができるように前進させる段階と；
   （ｃ）前記ドアが密着した状態で、洗浄、リンスまたは乾燥処理のために内部が高圧雰囲気になれば、内部と外部の圧力差により前記ドアをドアカバーに密着させて、シーリングを強化する段階と；
   （ｄ）前記洗浄、リンスまたは乾燥処理が完了した後、内部の圧力を外部と同一にした状態で前記ドアを後退させた後、オープンし、処理されたウェーハをアンローディングさせる段階と；を含む、高圧シーリング方法。
3. 前記ドアの前進時には、互いに分割された両面のドアの中央に設けられたベローズに空気を注入し、後退時には、前記ベローズに充填された空気を排出させることを特徴とする請求項１または２に記載の高圧シーリング方法。
4. 高圧の二酸化炭素が内側に供給され、該高圧の二酸化炭素でウェーハを洗浄またはリンス処理するか、またはマイクロ電子機械システムを乾燥する高圧処理器において、
   高圧処理器の内部と外部との間に圧力漏洩遮断のためのドアを設置し、且つ、該ドアは、内部の圧力により高圧処理器の内部と外部との間に位置し、ウェーハがローディング及びアンローディングされることができる空間を提供するドアカバーに密着し、圧力の漏洩を防止する、高圧処理器。
5. 高圧の二酸化炭素が内側に供給され、該高圧の二酸化炭素でウェーハを洗浄することができる収納空間部と、該収納空間部の前段で該収納空間部の高さよりさらに高い空間である開閉空間部とを備える本体と；
   前記本体の収納空間部に固定設置されて前記ウェーハを実装し、前記流入された高圧の二酸化炭素を前記ウェーハの表面に沿って流れるようにして洗浄するウェーハ支持部と；
   前記本体の開閉空間部の一側を密閉し、且つ、前記ウェーハのローディング及びアンローディングが可能な開口部が設けられたドアカバーと；
   前記開閉空間部内で上下移動が可能であり、前記ドアカバー側に前後移動が可能なドアと；
   前記ドアを上下方向に駆動させるドア駆動部と；を含む、高圧処理器。
6. 前記ドアは、
   前記ドアカバーの内側面と近接した状態で前記ドア駆動部の上下運動を伝達される固定ドアと；
   複数のベローズにより前記固定ドアの内面に連結されていて、前記ベローズの膨脹と収縮によって前記固定ドアとの間隔が調節される移動ドアと；
   一側が前記移動ドアに固定され、前記固定ドアの中央部に設けられたホールによって外部に露出し、外部の空気を前記ベローズに供給するか、または前記ベローズの空気を外部に排出する間隔調節ポートと；
   前記移動ドアの外縁部に設けられ、前記ドアカバーと気密を維持するＯリングと；を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の高圧処理器。
7. 前記ベローズは、
   前記ドアが閉じた状態である時には、空気が流入されて膨脹され、ドアが移動する時には、空気が外部に流出されて収縮されることを特徴とする請求項６に記載の高圧処理器。
8. 前記ドアカバーは、
   前記ドア駆動部の移動軸がその幅に上下方向に挿入され、前記ドアに駆動力を伝達することができるようにすることを特徴とする請求項６に記載の高圧処理器。
9. 前記ウェーハ支持部は、
   前記収納空間部内に固定設置され、流入された高圧の二酸化炭素を垂直方向に分散移動させる多数の供給ホールと、該供給ホールと連通し、収納された前記ウェーハの面に沿って横方向に噴射する分散溝とを備える分散供給部と、
   前記分散供給部の両側端の各々から多数個突出し、各々内側に保持突起が設けられたウェーハ保持部とで構成されることを特徴とする請求項６に記載の高圧処理器。
10. 前記本体には、
    流入された前記二酸化炭素と添加剤の容易な混合のための超音波発生装置をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の高圧処理器。
11. 前記本体には、
    二酸化炭素を供給する複数の供給ポートが設けられていて、初期二酸化炭素の供給でドライアイスによるウェーハ損傷を防止するために、前記供給ポートのうちウェーハに二酸化炭素を直接噴射しない位置の供給ポートだけを通じて二酸化炭素を供給することを特徴とする請求項４または５に記載の高圧処理器。

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