JP2015531546A - ヒューム除去装置及び基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の一実施形態によると、基板処理装置は、基板を加工する工程が行われる工程ユニットと、前記基板が収容される収納容器が設置されるロードポートと、前記工程ユニットと前記ロードポートとの間に設置されて内部空間を有するフレームと、前記内部空間と連通する収納空間及び前記収納空間に基板が出入する入口を有し、前記入口と対向する後面に複数の排出孔が形成される内部用器と、前記内部容器の外側に設置されて前記排出孔を介して前記収納空間と連通する排出空間を形成する外部容器と、前記外部容器に形成されて前記排出空間と連通する排気孔と、前記排気孔に連結されて前記収納空間を強制排気する排気ポンプが設置される排気ラインと、を含む。

Description

本発明はヒューム除去装置及び基板処理装置に関するものであり、より詳しくは、所定の加工処理された基板の上に存在するヒュームを内部容器の後面に形成された排出孔を介して除去する装置に関するものである。
一般的に、半導体装置の製造では基板として使用されるシリコーン基板に対して蒸着、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）、イオン注入、研磨、洗浄などの単位工程を繰り返し行って目的とする電気的特性を有する回路パターンを形成する。特に、洗浄工程は単位ごとの工程を行ってから基板の上に残留する異物を除去するために行われ、異物の種類に応じて乾式又は湿式工程が行われる。湿式洗浄工程の場合、多数の基板を同時に処理する配置式方法と各一枚単位に処理する枚葉式方法が必要に応じて選択的に行われる。
基板を各一枚単位に洗浄する枚葉式洗浄工程の場合、基板を回転させながら基板の上に洗浄液を供給する方法が使用される。特に、枚葉式洗浄工程を行うための装置の場合、基板を回転させるためのスピンチャック（ｓｐｉｎ ｃｈｕｃｋ）、基板の上に洗浄液を供給するための洗浄液供給部、基板に供給された洗浄液を回収するための下部が塞がれた円筒状の洗浄容器、スピンチャックを回転させるための駆動部などを含む。洗浄液は基板の上から除去しようとする異物に応じて多様な種類の洗浄液が使用される。
例えば、黄酸、フッ酸、水酸化アンモニウム、塩酸、過酸化水素、ジクロロシラン（ＤＣＳ）などを含む多様なケミカルが使用される。このようなケミカルを含む洗浄液は洗浄容器に腐食や変形をもたらす恐れがあり、その改善が要求されている。また、ケミカル種類の洗浄液は工程中のヒュームの発生原因となり、このようなヒュームは加工された基板と共にフープ（ｆｏｕｐ）に流入して基板の不良を起こす。
本発明の目的は、工程が完了した基板をヒューム除去装置に移送してヒュームを除去することにある。
本発明の他の目的は、工程完了後に基板から発生するヒュームを除去してヒュームがフープの内部に流入することを防止することにある。
本発明の更に他の目的は、後述する詳細な説明と添付した図面からより明確になる。
本発明の一実施形態によると、基板処理装置は、基板を加工する工程が行われる工程ユニットと、前記基板が収容される収納容器が設置されるロードポート（ｌｏａｄｐｏｒｔ）と、前記工程ユニットと前記ロードポートとの間に設置されて内部空間を有するフレームと、前記内部空間と連通する収納空間及び前記収納空間に基板が出入する入口を有し、前記入口と対向する後面に複数の排出孔が形成される内部用器と、前記内部容器の外側に設置されて前記排出孔を介して前記収納空間と連通する排出空間を形成する外部容器と、前記外部容器に形成されて前記排出空間と連通する排気孔と、前記排気孔に連結されて前記収納空間を強制排気する排気ポンプが設置される排気ラインと、を含む。
前記基板処理装置は前記内部容器の入口に設置されて前記入口に向かってエアを噴射し、エアカーテンを形成して前記収納空間が外部から隔離されるエア噴射ユニットを更に含む。
前記内部容器は前記基板を上下方向に離隔積載する台を含む。
前記基板処理装置は前記収納空間に設置されて前記基板を加熱するヒータを更に含む。
前記基板処理装置は前記収納容器内に収容された前記基板を前記工程ユニットに伝達し、前記工程ユニットから工程が完了された前記基板を前記内部容器内に伝達し、前記内部容器からヒュームの除去が完了された前記基板を収納容器に伝達する移送ユニットを更に含む。
前記工程ユニットはジクロロシランを利用したシリコーン酸化膜の形成工程であり、前記排気ポンプは前記収納空間内で前記基板から発生したヒュームを強制排気する。
本発明の一実施形態によると、基板製造設備の一側に設置されて基板のヒュームを除去する装置において、所定の基板加工工程が完了された前記基板が収納される収納空間及び前記収納空間に基板が出入する入口を有し、前記入口と対向する後面に複数の排出孔が形成される内部用器と、前記内部容器の外側に設置されて前記排出孔を介して前記収納空間と連通する排出空間を形成する外部容器と、前記外部容器に形成されて前記排出空間と連通する排気孔と、前記排気孔に連結されて前記収納空間を強制排気する排気ポンプが設置される排気ラインと、を含む。
前記ヒューム除去装置は前記内部容器の入口に設置されて前記入口に向かってエアを噴射し、エアカーテンを形成して前記収納空間が外部から隔離されるエア噴射ユニットを更に含む。
前記ヒューム除去装置は前記収納空間に設置されて前記基板を加熱するヒータを更に含む。
本発明の一実施形態によると、内部容器と外部容器との間の排気空間に形成された排気孔を利用して内部容器に収納された基板のヒュームを除去することができる。また、加工された基板から発生したヒュームを除去することができるため、ヒュームによる基板の不良を防止し製品の収率を向上させることができる。
本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図である。 図１に示すヒューム除去装置を概略的に示す図である。 図２に示す外部容器の内部の設置状態を示す断面図である。 図３に示す内部容器の背面図である。 図２に示すハウジングの内部に設置される排気ラインを概略的に示す図である。 図２のヒューム除去装置におけるガスの流動状態を示す図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図１乃至図６を参照してより詳細に説明する。本発明の実施形態は様々な形に変更してもよく、本発明の範囲が後述する実施形態によって限られると解釈してはならない。本実施形態は、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより詳細に説明するために提供されるものである。よって、図面に示す各要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されている可能性がある。
図１は、本発明の一実施形態による基板処理装置を概略的に示す図である。図１に示すように、基板処理装置３００は基板Ｗの処理工程が行われる工程ユニット１００及び工程ユニット１００から基板Ｗを引き出し、引き入れる設備前方端部モジュール２００（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ：ＥＦＥＭ）を含む。工程ユニット１００は多数の工程チャンバー１１０、トランスファチェンバー１７０、第１移送ユニット１２０及びロードロックチェンバー１５０を含む。
それぞれの工程チェンバー１１０はそれぞれ基板Ｗ提供されて半導体工程、例えば、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）、洗浄（ｃｌｅａｎｉｎｇ）、アッシング（ａｓｈｉｎｇ）などのような工程を行って基板Ｗを加工する。トランスファチェンバー１７０は上から見ると大体多角形状を有し、トランスファチェンバー１７０はそれぞれの工程チェンバー１１０及びロードロックチェンバー１５０と連結される。トランスファチェンバー１７０の中には第１移送ユニット１２０が設置され、第１移送ユニット１２０はそれぞれの工程チェンバー１１０それぞれに基板Ｗをローディングするか工程チェンバー１００から基板Ｗをアンローディングする。また、第１移送ユニット１２０はそれぞれの工程チェンバー１１０とロードロックチェンバー１５３との間に基板Ｗを移送する。
ロードロックチェンバー１５０はトランスファチェンバー１７０と設備前方端部モジュール２００との間に設置される。ロードロックチェンバー１５０は工程チェンバー１１０に流入される基板Ｗが一時的に留まるローディングチェンバー１５０と、工程チェンバー１１０から半導体工程が完了して引き出された基板Ｗが一時的に留まるアンローディングチェンバー１５７を含む。この際、ロードロックチェンバー１５０の内部は真空及び大気圧に転換可能であり、トランスファチャンバー１７０及び工程チェンバー１１０は真空に維持される。よって、ロードロックチェンバー１５０は外部の汚染物質が工程チェンバーとトランスファチェンバー１７０に流入することを防止する。
設備前方端部モジュール２００は複数個の収納容器１２０、複数個のロードポート２２０及びフレーム５、そして第２移送ユニット２３０を含む。収納容器２１０は多数の基板Ｗを収納可能であり、収納容器２１０は加工されていない基板Ｗを工程ユニット１００に提供し、工程ユニット１００によって加工された基板Ｗを更に収納する。収納容器２１０はロードポート２２０に安着され、ロードポート２２０はフレーム５の前方に設置されて収納容器２１０を支持する。
フレーム５はロードポート２２０とロードロックチェンバー１５０との間に設置されて内部空間８を有し、内部空間８には第２移送ユニット２３０が設置される。第２移送ユニット２３０はロードポート２２０に安着された収納容器２１０と工程ユニット２３０との間に基板Ｗを移送する。第２位送ユニット２３０は収納容器２１０から基板Ｗを引き出して工程ユニット２３０に基板Ｗを提供し、工程ユニット２３０から加工された基板２を提供されて収納容器２１０に移送する。
また、フレームは上部にファン（図示せず）とフィルタ（図示せず）を有する。ファンはフレーム内の上部から下部に空気が層流で流れるようにし、フィルタは空気中のパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）を除去して空気をろ過する。即ち、フレームの一側面に連通して設置されるヒューム除去装置１の収納空間（図２の３）はフレーム５の内部空間８より低い圧力を有し、内部空間８の気体は収納空間（図２の３）に向かって流動する。
基板を加工する枚葉式（ｓｉｎｇｌｅ ｃｌｕｓｔｅｒ）方式のジクロロシラン工程の場合、反応式１のような化学反応が行われる。
（ＳｉＨ２Ｃｌ２＋２Ｎ２Ｏ→ＳｉＯ２＋２Ｎ↑＋２ＨＣｌ）―反応式１
反応式１のように、ジクロロシラン工程が行われた基板Ｗが枚葉式方式でフープに移送されると、基板Ｗの表面に吸着されていた塩酸（ＨＣｌ）が設備前方端部モジュール２００内部の湿気と反応して塩酸が発生し、この塩酸が設備前方端部モジュール２００内部の金属を腐食させる問題が発生する。特に、基板Ｗを各一枚単位に洗浄する枚葉式工程の場合、配置式工程より迅速に工程が完了されることで基板Ｗから発生する腐食性ガス（ＨＣｌ）の残存量が増加し、周辺部品及び装置が腐食する問題が深刻である。
また、エッチング工程が完了した基板Ｗのヒュームが除去されないまま多数の基板Ｗを収納するための収納容器２１０に移動される場合、収納容器２１０内部の他の基板Ｗに転移されて汚染を起こす恐れがある。このような問題点を解決するため、本発明はヒューム除去装置１をフレーム５の一側に設置して基板Ｗの汚染原因であるヒューム及び腐食性ガスを除去する。ヒューム除去装置１について続く図面と共に説明する。
図２は、図１に示すヒューム除去装置を概略的に示す図である。図２に示すように、ヒューム除去装置１はフレーム５の一側に設置され、外部容器３０の下部には支持部材５０が設置されて外部容器３０を支持する。外部容器３０の内面には内部容器１０が設置され、内部容器１０はフレーム５の内部空間８と連通する収納空間３を有する。また、内部容器１０には収納空間３に基板Ｗが出入する入口が形成される。外部容器３０は内部容器１０の外面と対応する形状を有し、外部容器３０は内部容器１０の後方と離隔配置されて排気空間（図５の２５）を形成する。収納空間３には基板Ｗを収納する台２０が具備され、所定の加工工程が完了された基板Ｗは第２移送ユニット２３０によって台２０に移送される。台２０は上下方向に加工工程が完了した基板Ｗを積載し、２５個の基板Ｗを収容することができる。
また、内部容器１０の入口に沿ってエア噴射ノズル６０が設置される。エア噴射ノズル６０は予め設定された位置に複数個配置され、エア噴射ノズル６０はそれぞれ入口に向かってエアを噴射することでエアカーテンを形成して収納空間３とフレームの内部空間８から隔離する。エア噴射ノズルはエア供給管と連結された気体貯蔵タンク（図示せず）から気体を供給され、バルブ（図示せず）の開閉によってエア供給噴射量を調節する。気体貯蔵タンクは窒素（Ｎ２）及びアルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスに代替可能である。
図３は図２に示す外部容器の内部の設置状態を示す断面図であり、図４は図３に示す内部容器の背面図である。また、図５は図２に示すハウジングの内部に設置される排気ラインを概略的に示す図である。図３に示すように、内部容器１０の外側には外部容器３０が設置される。内部容器１０の両側面にはヒータ７０が設置されて基板Ｗを加熱し、内部容器１０の収納空間３には台２０が設置されて基板Ｗを収納する。ヒータ７０は熱を発生して収納空間３の温度を上げ、それによって基板Ｗの上のヒュームを除去する。ヒータ７０は内部容器１０と台２０との間に設置するが、内部容器１０の内部に内装して設置してもよい。
上述したように、内部容器１０はフレーム５の内部空間８と連通する収納空間３を有し、収納空間３に基板Ｗが出入する入口を有する。また、図４及び図５に示すように、内部容器１０の入口と対向する後面には複数の排出孔１５が形成される。フレームの上部に設置されたファンにより、フレーム５の内部空間８は内部容器１０の収納空間３より高い圧力を維持するため、気体は内部容器１０の入口側から内部容器１０の排出孔１５方向の気流を形成する。
内部容器１０の後面と外部容器３０との間には排気空間２５が形成され、排気空間２５に位置した外部容器３０の底面には排気孔４０が形成される。外部容器３０の下部には支持部材５０が設置されて外部容器３０を支持する。支持部材５０は開口を有してもよく、開口は排気孔４０の下部に位置して排気孔４０と連通してもよい。
排気孔４０の下部には排気ライン４３が設置され、排気ライン４３は排気ポンプ４５と連結されて収納空間３の気体を外部に強制排出する。即ち、内部容器１０に設置されたヒータ７０を利用し収納空間だけでなく内部の温度を上昇させて基板Ｗに発生したヒュームを除去するだけでなく、排気ポンプ４５によって収納空間３のヒュームを内部容器１０の後方に形成された排出孔１５を介して排気孔４０にポンピングして外部に排出することで収納空間３の内部に収納された基板Ｗの腐食を防止する。よって、加工された基板Ｗの不良を防止し、製品の収率を向上させる。
図６は、図２のヒューム除去装置におけるガスの流動状態を示す図である。上述したように、エア噴射ノズル６０は内部容器１０の入口に設置され、それぞれ入口に向かってエアを噴射することでエアカーテンを形成し、収納空間３を内部空間８から遮断する。排気ライン４３が排気ポンプ４５と連結されて排気孔４０をポンピングすることで収納空間３のヒュームは内部容器１０の排出孔１５を介して排気空間２５に流動する。ヒューム気体は排気空間２５を介して排気孔４０に強制排気することで、ヒューム気体の逆流を防止し、収納空間３の汚染源を完璧に除去することができる。
好ましい実施形態を介して本発明を詳細に説明したが、それとは異なる実施形態ないし実施例も可能である。よって、後述する特許請求の範囲の技術的思想と範囲は好ましい実施形態に限定されない。
本発明は、多様な形態の半導体製造設備及びその製造方法に応用される。

Claims (9)

  1. 基板を加工する工程が行われる工程ユニットと、
    前記基板が収容される収納容器が設置されるロードポートと、
    前記工程ユニットと前記ロードポートとの間に設置されて内部空間を有するフレームと、
    前記内部空間と連通する収納空間及び前記収納空間に基板が出入する入口を有し、前記入口と対向する後面に複数の排出孔が形成される内部容器と、
    前記内部容器の外側に設置されて前記排出孔を介して前記収納空間と連通する排出空間を形成する外部容器と、
    前記外部容器に形成されて前記排出空間と連通する排気孔と、
    前記排気孔に連結されて前記収納空間を強制排気する排気ポンプが設置される排気ラインと、を含むことを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記基板処理装置は、
    前記内部容器の入口に設置されて前記入口に向かってエアを噴射し、エアカーテンを形成して前記収納空間が外部から隔離されるエア噴射ユニットを更に含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  3. 前記内部容器は前記基板を上下方向に離隔積載する台を含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  4. 前記基板処理装置は、
    前記収納空間に設置されて前記基板を加熱するヒータを更に含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  5. 前記基板処理装置は、
    前記収納容器内に収納された前記基板を前記工程ユニットに伝達し、前記工程ユニットから工程が完了された前記基板を前記内部容器内に伝達する、さらに前記内部容器からヒュームの除去が完了された前記基板を収納容器に伝達する移送ユニットを更に含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  6. 前記工程ユニットはジクロロシランを利用したシリコーン酸化膜の形成工程であり、
    前記排気ポンプは前記収納空間内で前記基板から発生したヒュームを強制排気することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
  7. 基板製造設備の一側に設置されて基板のヒュームを除去する装置において、
    所定の基板加工工程が完了された前記基板が収納される収納空間及び前記収納空間に基板が出入する入口を有し、前記入口と対向する後面に複数の排出孔が形成される内部容器と、
    前記内部容器の外側に設置されて前記排出孔を介して前記収納空間と連通する排出空間を形成する外部容器と、
    前記外部容器に形成されて前記排出空間と連通する排気孔と、
    前記排気孔に連結されて前記収納空間を強制排気する排気ポンプが設置される排気ラインと、を含むことを特徴とするヒューム除去装置。
  8. 前記ヒューム除去装置は、
    前記内部容器の入口に設置されて前記入口に向かってエアを噴射し、エアカーテンを形成して前記収納空間が外部から隔離されるエア噴射ユニットを更に含むことを特徴とする請求項７記載のヒューム除去装置。
  9. 前記ヒューム除去装置は、
    前記収納空間に設置されて前記基板を加熱するヒータを更に含むことを特徴とする請求項７記載のヒューム除去装置。
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