KR0131171B1 - 기판의 세정 및 건조장치 - Google Patents

기판의 세정 및 건조장치

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KR0131171B1
KR0131171B1 KR1019940010329A KR19940010329A KR0131171B1 KR 0131171 B1 KR0131171 B1 KR 0131171B1 KR 1019940010329 A KR1019940010329 A KR 1019940010329A KR 19940010329 A KR19940010329 A KR 19940010329A KR 0131171 B1 KR0131171 B1 KR 0131171B1
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카즈노리 후지카와
마사토 다나카
유스케 무라오카
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이시다 아키라
다이닛뽕스크린세이조오가부시키가이사
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Abstract

탈염수는 그 저부에서 세정조로 공급된다. 탈염수는 세정조에서 탈염수의 상승수류를 형성하도록 세정조의 상부에서 넘쳐흐른다. 기판이 세정되도록 상승수류에 침지된다. 세정후 기판은 탈염수에서 꺼내어진다. 이때, 물에 가용성이고 기판에 탈염수의 표면장력을 낮추게 이용되는 유기용매의 증기가 기판의 주위로 공급된다. 그후, 기판은 비워지고 밀폐된 챔버와 기판주위의 감압으로 건조된다.. 그 결과, 탈염수로 기판을 세정 후 기판의 표면을 건조하는 처리에서는 기판표면에 파티클의 부착을 감소하고 기판을 가열함이 없이 기판표면을 신속히 건조할 수 있다.

Description

기판의 세정 및 건조장치
제1도는 본 발명에 따른 기판을 세정 및 건조하는 방법을 행하는 장치의 전구성의 예를 나타내는 모식도,
제2도는 제1도에서 나타난 장치의 세정 및 건조처리 유니트의 구성을 나타내는 단측면도,
제3도는 본 발명의 장치에 대한 웨이퍼의 세정 및 건조의 일련의 스텝에서 타이밍차트의 일예를 나타내는 도면,
제4도는 본 발명에 따른 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치의 제1의 응용으로 응용되는 기구의 모식 단면도,
제5도는 제4도에 나타난 기구의 평면 배치도,
제6도는 본 발명에 따른 장치의 제2응요인 기구를 나타내는 도면,
제7도는 제6도에 나타난 기구의 모식 평면도,
제8도는 제2응용에서 세정 및 건조처리의 플로워차트,
제9도는 본 발명의 제2응용예에 대한 3개의 기구가 공급된 배관시스템의 도면이다.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 세정/건조처리유니트, 12 : 세정조,
14 : 오버플로워용기유니트, 16 : 챔버,
18 : 공급구, 20 : 오버플로워부,
24 : 밀폐뚜껑, 25 : 고무히터,
26 : 증기공급구, 27 : 온도계,
28 : 보지부재, 30 : 구동로드,
38 : 벨트, 40 : 구동용모터,
42 : 탈염수공급관로, 48,56,68,70,76,78,88 : 공기개폐밸브,
58 : 순수배출관로, 62 : 배수구,
66 : 배수관로, 72,74,80 : 진공관로,
82 : 진공펌프, 86 : 증기공급용관로,
90 : 히터, 92 : 알톨증기발생유니트,
100 : 제어기
본 발명의 반도체장치와 LCD 및 다른 전자부품 등을 생산하는 데 사용되는 제조방법에서 탈염수로 전자부품과 글라스기판과 반도체 웨이퍼와 같은 다양한 기판을 세정하고 그들 표면을 건조하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 신뢰성 있게 세정 및 건조할 수 있는 기판세정 및 건조장치에 관할 것이다.
본 발명에 관한 기판의 세정 및 건조를 위한 장치는 예를들면 유럽특허공보 0385 536AL호가 있다. 이 공보에 의하면, 기판을 세정액이 포함된 조에서 얼마동안 첨지한 후 조에서 세정액을 남기고 서서히 꺼내진다. 기판이 조로부터 꺼내어질 때의 기판은 세정액이 섞여 있을 때의 세정액보다 낮은 표면장력을 가지는 혼합물을 생성하는 기판상에 응축되지 않는 물질의 증기에 동시에 접촉하게 된다. 그 결과, 기판은 바람직하게 세정 및 건조된다.
이 공보에 개시된 방법에 있어서, 파티클은 액표면의 근처에서 농축된 세정액으로 확산되고, 세정함에 의해 기판표면에서 제거된다. 그러나, 기판이 이 상태에서 처리액으로 부터 께내어질 때, 파티클이 때때로 기판표면에 부착된다.
그러므로, 본 발명의 하나의 목적은 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치에서 신뢰성 있는 세정 및 건조를 행하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판의 세정과 건조를 위한 장치에서 효과적인 건조를 행하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치에서 기판의 표면에 파티클의 부착을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기판이 신뢰성있게 세정 및 건조할 수 있는 기판의 세정 및 건조 하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술된 본 발명의 목적은 다음의 구성요소를 포함하는 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치에 의해 달성된다. 하나의 특성에 있어서, 본 발명에 따른 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치는 밀폐봉지 처리챔버와, 상부에 개구를 가진 처리챔버 내에 제공된 기판을 세정하기 위한 세정조와 세정조 내에서 기판을 파지하기 위한 기판 홀더와 상부 개구로 처리액기 넘쳐 흐르도록 처리액을 세정조로 공급하기 위한 공급유니트와, 세정후 세정액에서 기판을 노출시키기 위한 유니트와, 처리챔버의 내부압력을 감소시키기 위한 유니트와 기판이 노출되는 동안에 세정액의 표면장력을 낮추는 유기용매의 노출된 증기를 기판주위로 공급하는 장치를 포함한다.
기판이 세정될 때, 세정액이 세정조의 상부 개구로부터 넘쳐 흐른다. 파티클은 세정에의해 기판 표면에서 제거되어 처리액과 함께 넘쳐 흐른다. 기판이 노출되면, 유기 용매의 증기가 압력이 감소된 기판주위에 의해 밀폐된 챔버내의 기판으로 세정액이 낮은 표면 장력을 갖도록 한다. 그러므로, 기판을 신뢰성 있게 세정 및 건조할 수 있는 기판의 세정 및 건조용 장치를 공급하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판이 밀폐된 챔버내에 건조되므로서, 기판이 외부 파티클이존재하지 않고 유기용매의 취급과 함께 생기는 위험을 최소화한 안정된 상태 아래서 처리될 수 있다.
본 발명의 또다른 특성에서는 기판을 세정 및 건조하는 방법은 세정조에서 세정액의 상승수류를 형성하는 제정조의 상부에서 세정액이 넘쳐 흐르도록 세정조내로 세정액을 계속 공급한는 스텝과, 상승수류에서 기판을 놓으므로써 기판을 세정하는 스텝과, 세정액의 표면장력을 낮게 이용하는 유기용매 증기를 기판주위로 공급하면서 세정액에서 기판을 노출하는 스텝과, 압력이 감소된 기판주위에서 기판을 건조하는 스텝을 포함한다.
세정조의 상부에서 넘쳐흐르는 세정액은 세정조에서 세정액의 상승수류를 형성한다. 기판이 상승수류쪽에 놓여 세정되어서 세정에 의해 기판표면에서 제거되는 파티클이 상승수류에 의해 세정조에서 넘쳐서 처리액으로 확산된다. 감소된 압력 아래서 린스액의 표면장력을 낮추는 유기용매의 증기를 기판에 공급함으로써 기판이 노출되어 건조된다. 그 결과, 파티크를이 부착없이 효과적으로 기판을 건조할 수 있는 기판을 세정 및 건조하는 방법을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 상술한 이외의 목적, 특징, 형태와 잇점은 첨부도면과 관련하여 행하여지는 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해진다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 기술된다.
먼저 제1와 제2도를 참조하여 세정/건조처리 유니트(10)의 구조에 대해 설명한다. 세정/건조 처리 유니트(10)는 세정조(12), 오버프로워 용기 유니트(14)와 밀폐가능 챔버(16)을 포함한다. 세정조(12)는 그 하부에 마련된 탈염수를 공급하기 위한 공급구(18)과 그상부에 마련된 오버플로워부(20)을 가지고 있다. 세정조(12)와 오버플로워 용기 유니트(14)는 복수조로 구성되어서 세정조(12)를 넘치는 탈염수는 오버플로워 용기 유니트(14)로 들어간다.
세정조(12)는, 예를들면, 복수의 기판을 반송하는 카셋트(C)와 그안에 포함된 탈염수에 완전침지되는 반도체 웨이퍼 등을 위한 내부용적을 가지고 있다. 챔버(16)는 세정조(12)와 오버플로워 용기 유니트(14)를 덮고 있다.
챔버(16)는복수의 웨이퍼의 출입을 반송하는 카셋트(C)를 받기 위한 전면 측상에 개구(22)를 가진다. 개구(22)는 밀폐 뚜껑(24)으로 닫쳐지게 된다. 챔버(16)는 그 측벽면 상에 증기용 공급구(26)를 가진다. 고무히터(25)는 개구(22)를 덮기 위해 챔버(16)의 바깥 벽면에 설치된다. 챔버(16)의 내부벽 면의 온도를 검출하기 위한 온도계(27)가 밀폐뚜껑(24)의 벽면을 통해서 내부로 들어가 있다.
카셋트(C)반송웨이퍼를 파지하기 위한 파지부재(28)가 챔버(16)내에 설치되어 있다. 승강구동기구는 연속선에 의해 나타난 세정조에서의 위치와 2점 쇄선으로 나타난 세정조 위의 위치사이에서 파지부재(28)에 의해 파지된 카셋트(C)를 위아래로 승강하기 위한 파지부재(28)를 왕복하기 위해 챔버(16)내에 설치된다. 승강구동기구은 파지부재(28)에 접속된 그 상단부를 가지는 구동로드(30)와 구동로드(30)을 미끄럼가능하게 지탱하는 베어링 장치(32)와 구동폴리(34)와 구동되는 폴리(36)와 구동로드(30)의 저단부에 고정된 폴리(34,36)사이에 걸려진벨트(38)을포함한다. 카셋트(C)는 파지부재(28)가 복수의 웨이퍼를 직접 파지할 대 제거된다.
탈염수용 공급원에 접속된 탈염수를 공급하기 위한 관로(42)는 관로(44,46)를 통해서 세정조(12)의 탈염수를 공급구(18)에 접속된다. 관로(42)에는 공기개폐 밸브(48)와 필터(50)와 볼밸브(52)들이 설치되어 있다. 탈염수를 되돌리기 위한 관로(54)가 관로(42)에서 분기된다. 관로(54)에는 공기 개폐 밸브(56)가 설치된다. 세정조(12)의 공급구(18)는 관로(42)에 접속될 뿐만 아니라 탈염수를 배출하기 위한 관로(58)도 관로(44)에서 분기된다. 관로(58)는 관로(60)를 통해서 배수구에 접속된다. 오버플로워 용기 유니트(14)에서는 관로(64)를 통해서 접속된 수배출용 관로(66)에 연결된 배출구(62)가 설치된다. 관로(66)는 관로(60)를 통해서 배출구로 접속되므로 관로(58)과 연결된다. 관로(58,66)에는 각각 공기개폐밸브(68,70)가 설치된다.
또한, 세정조(12)의 공급구(18)는 관로(46)에서 분기된 진공 관로(72)에 접속된다. 한편, 오버플로워 용기 유니트(14)의 배출구(62)는 관로(64)에서 분기된 진공 관로(74)에 접속된다. 진공 관로(72,74)에는 공기 개폐밸브(76,78)가 각각 설치된다. 진공 관로(72,74)는 진공관로(80)를 통해서 물순환 진공펌프(82)에 접속되도록 연결된다. 도면에서는 참조부호(84)는 진공 관로(80)에 설치된 볼 밸브를 나타낸다.
증기를 공급하기 위한 관로(86)는 불활성 기체, 예를들면 질소가스용 공급원에 접속되며 챔버(16)의 증기용 공급구(26)에 접속된다. 관로(86)에는 공기 개폐 밸브(88), 히터(90), 알콜증기 생성유니트(92) 및 필터(94)가 설치된다. 알콜증기 생성 유니트(92)에는 매칠알콜, 에틸알콜, 이소프로필 알콜 등의 알콜군의 증기가 생성된다.
수용성이고 기판에 탈염수의 표면 장력을 낮게 하는 데 이용되는 유기용매는 알콜군과 유사하고, 아세톤과 디에틸 케톤과 같은 케톤군과 메틸에테르와 같으 에틸군과 에틸렌그리콜과 같은 폴리하이드릭 알콜 등과 같은 것을 사용할 수 있다.
금속과 같은 소량의 불순물을 포함한 많은 용매가 유용가능함으로써, 이소프로필 알콜을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 알콜증기는 불활성 가스를 알콜안으로 불어 넣는 방법, 또는 거품방법과, 초음파 사용방법 또는 그와 같은 방법으로 알콜 증기 생성유니트(92)를 생성 할 수 있게 된다. 알콜 증기 생성 유니트(92)는 온도 조절기능을 가지고 소정의 온도로 조정된 알콜증기가 생성된다. 또한 분기 관로(95)는 공기 개폐밸브(88)와 히터(90)사이에서 분기된 관로(96)에 설치되고 알콜 증기 생성 유니트(92)와 필터(94) 사이에서 연결된다. 분기 관로(95)에는 이온 나이저(96)과 증기 개폐 밸브(98)가 설치된다. 공기 개폐 밸브(88)가 개방됨과 더불어, 질소가스 공급원에서 보내진 질소가스가 히터(90)에 의해 가열된다. 가열된 질소가스와 더불어, 알콜 증기 생성 유니트(92)에서 생성된 알콜 증기가 관로(86)를 통해서 보내진다. 알콜증기는 질소가스와 함께 필터(94)에 의해 청정되어, 공급구(26)을 통해서 챔버(16)로 공급된다. 공기 개폐 밸브(98)을 개방함으로써, 질소가스와 질소가스공급원에서 보내지고 히터(90)에 의해 가열되고 이온 나이저(96)에 의해 이온화된다. 필터(94)에 의해 청정된 가열 및 이온화된 질소가스는 또 공급구(26)을 통해서 챔버(16)로 공급할 수 있게 된다.
온도계(27)의 검출신호에 의거해서 고무히터(25)를 제어함으로써 소정의 주기의 시간동안, 소정의 온도, 예를들면, 가열된 탈염수 그것보다 높은 온도에서 챔버(16)의 내부 벽면의 온도를 유지하기 위한 콘트롤러(100)가 장치에 설치된다.
상술 구조의 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치를 사용함으로써 기판, 예를들면, 반도체웨이퍼를 세정 및 건조하는 방법을 설명한다. 공기 개폐 밸브(48,70)가 개방되고 다른 공기 개폐 밸브(56,68,76,78,88,98)가 폐쇄된다. 탈염수, 예를들면, 가열된 탈염수는 관로(42,46,44)을 통해서 탈염된 물을 공급원에서 공급한다. 저부에 설치된 공급구(18)에서 세정조(12)로 가열된 탈염수를 계속해서 공급함으로써, 가열된 탈염수의 상승수류가 세정조(12)내에서 형성된다. 세정조(12)를 채우는 가열탈염수가 오버플로워 용기 유니트(14)로 들어가서 상부 오버 플로워부(20)에서 넘쳐흐른다. 가열된 탈염수는 오버플로워 용기 유니트(14)에서 출구(62)와 배수구로 배출되도록 과로(66,60)로 흐른다. 동시에, 챔버(16)의 벽면을 고무히터(25)에 의해 가열된다.. 벽표면이 가열되는 동안, 고무히터(25)는 밀폐리드(24)의 벽면에 설치된 온도계(29)의 검출신호에 의해 콘트롤러(100)으로 제어되어서 챔버(16)의 내벽표면의 온도가 소정의 온도, 예를들면 가열된 탈염수의 그것보다 높은 온도(예에서는 60oC)를 유지한다. 상술한 대로 챔버(16)의 내벽면을 가열함으로써, 수증기는 내벽면 또는 웨이퍼를 세정하는 스텝에서의 챔버(16)와 같은 것에 응축되지 않고 후에 기술하는 바와 같이 탈염수에서 웨이퍼를 끌어올린다. 그 결과 알콜증기가 웨이퍼의 주위로 공급될 때, 증기가 응축된 물방울에의해 열에너지를 떼어버리는 것을 방지하게 됨으로써 웨어퍼의 건조를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 카셋트(C)에 의해 반송된 복수의 우에이퍼가 챔버(16)안으로 옮겨지고 밀폐 리드(24)는 밀폐 폐쇄된다.
승강구동기구는 제2도의 연속선으로 나타난 파지부재(28)에 의해 파지된 카셋트(C)를 하강하도록 동작하게 되어 있다. 웨이퍼가 세정조(12)내에서 가열된 탈염수에 첨지된다. 웨이퍼는 소정의 시간 동안 가열된 탈염수의 상승수류에 놓여져서 세정된다. 그 결과, 파티클의 웨이퍼의 표면에서 제거된다. 파티클이 웨이퍼 표면에서 제거되고 확산되어, 세정조(12)의 상부에서 오버플러워부(20)에서 넘쳐진 가열된 탈염수와 함께 세정조(12)에서 가열된 탈염수를 배출된다.
웨이퍼의 세정완료 후, 승하강 구동장치는 제2도의 2점 쇄선에 의해 나타난 위치로 파지부재(28)에 의해 파지된 카셋트(C)를 상승하도록 동작한다. 이것이 웨이퍼를 세정조(12)에서 가열된 탈염수에서 상방향으로 끌어올려지게 한다. 상술한 바와같이, 웨이퍼가 가열된 탈염수에서 상방으로 끌어 올려지므로서, 파티클이 웨이퍼 표면에 부착되지 않고 가열된 탈염수 안으로 확산된다. 웨이퍼가 가열된 탈염수에 끌어올려지기 시작하자 마자, 공기 개폐 밸브(88)은 관로(86)를 통해서 질소를 공급원에서 질소가스로 보내도록 개방된다. 알콜증기는 공급구(26)에서 챔버(16)로 도입되어서, 알콜증기는 가열된 탈염수에서 상방으로 끌어 올려지게된 웨이퍼의 주위로 공급된다. 알콜중기는 웨이퍼가 가열된 탈염수에서 완전히 상방향으로 끌어올려 때까지 계속 공급된다. 웨이퍼가 가열된 탈염수에서 끌어올려기지 전에 공기 개폐 밸브(88)을 개구하고, 알콜 증기를 챔버(16)로 도입함으로써, 탈염수의 인터페이스는 가열된 탈염수에서 끌어올려질 때 알콜증기가 이미 가득차게 된다. 웨이퍼의 주위로 알콜증기의 공급이 시작될 때 고무히터에 의해 챔버(16)의 벽면의 가열이 완료된다. 그러나, 챔버(16)의 벽면은 웨이퍼의 건조가 완료될 때까지 계속해서 가열되게 된다.
필터(94)는 공기개폐밸브(88)가 개방되기 전에 바람직하게 가열되고, 알콜 증기는 공기 개폐밸브(99)에 의해 챔버(16)로 공급되며 질소 공급원에서 분기 관로를 통해서 챔버(16)로 가열된 질소가스(그 이온화는 요구되지 않으)로 도입된다. 공기개폐밸브(98)는 챔버(16)로 알콜증기를 공급하는 공기개폐밸브(88)의 개구에 병렬로 챔버(16)으로 가열된이온화 질소가스를 도입하게 개방된다. 상술한 대로, 챔버(16)로 가열된 이온화 질소가스를 도입함으로써 다음의 효과가 기대된다. 반부식 물을 형성하는 챔버(16)의 절연 구조 때문에 많은 정전기(2-10KV)가 챔버(16)내에서 생긴다고 해도 정전기는 이온화 질소가스에 의해 전기적으로 소멸되어 버린다. 그러므로, 정전기에 기인하는 웨이퍼 표면에의 파티클의 부착이 효과적으로 방지된다.
웨이퍼가 가열된 탈염수에서 완전하게 끌어올려질 때, 공기 개폐밸브(48)가 폐쇄되고, 공기개폐밸브(56)가 세정조(12)로 가열된 탈염수를 공급하는 것을 멈추게 개방된다. 동시에, 공기개폐밸브(68)가 개방되고, 세정조(12)내에서 가열된 탈염수가 관로(58,60)을 통해서 배수구로 배출된다. 가열된 탈염수가 세정조(12)에서 배출된 후, 공기개폐밸브(76,78)는 물순환 진공펌프(82)를 동작하게 개방된다. 챔버(16)는 진공관로(72,74,80)을 통해비워진다. 챔버(16)내에서 압력을 감소함으로써 웨이퍼 표면상에 응축되고 탈염수와 대체된 알콜이 증발되어서 웨이퍼가 건조하게 된다. 이때, 웨이퍼가 가열된 탈이온수에서 완전하게 끌어올려지며, 챔버(16)에서의 압력이 감소하기 시작할 때 챔버(16)내에서 알콜증기의 공급이 멈추도록 공기개폐밸브(88)가 폐쇄된다. 그러나, 적은 양의 알콜증기가 챔버(16)가 감압되때 까지도 챔버(16)로 계속적으로 공급되게 된다. 챔버(16)내의 압력의 감소와 챔버(16)로 알콜증기의 공급이 교대로 실행된다.
웨이퍼가 완전히 건조될 때, 진공펌프(82)가 멈춘다. 챔버(16)내의 감소압력이 대기압으로 되돌아간다. 상술한 바와 같이, 챔버(16)로 알콜 증기의 공급이 챔버(16)로 가열 이온화된 질소가스의 공급이 동시에 실행되고, 단지 적은양의 가열된 이온화 질소가스는 웨이퍼가 감소 압력하에서 완전히 건조되기까지 챔버(16)로 계속적으로 공급된다. 가열된 질소가스(이온화가 요구되지 않음)는 웨이퍼의 건조가 완료된 후 대기압으로 챔버(16)내의 감소압력이 대압으로 되돌아갈 때까지 챔버(16)로 공급된다. 공기 개폐밸브(98)가 닫혀지고 챔버(16)로 질소가스의 공급을 중지하고 밀폐 리드(24)가 개방해서 이미 세정 및 건조된 웨이퍼를 반송하는카셋트(C)는 개구(22)를 통해서 챔버(16)에서 꺼내어진다.
제3도의 웨이퍼의 세정 및 건조의 상술의 일련의 스텝을 타이차트로 나타냈다. 상술한 대로 웨이퍼를 세정 및 건조하는 방법에서는 웨이퍼가 세정조에서 탈염수에 첨지되고 세정된 후, 웨이퍼는 상승하여 세정조에서의 탈염수에서 끌어올려진다. 웨이퍼를 끌어올리는 스텝에서는 알콜증기가 웨이퍼주위로 공급된다. 그후, 세정조내의 탈염수가 세정조에서 배수되고 웨이퍼 주위의압력이 감소한다. 또한, 웨이퍼가 세정조에서 탈염수에 침지되고 세정된 후, 세정조에서의 탈염수는 세정조에서 아직있는 웨이퍼와 함께 배출된다. 이 경우에서, 웨이퍼가 탈염수에서 노출되어 알콜증기가 탈염수를 배출하는 스텝에서 웨이퍼 주위로 공급된다. 그후, 웨이퍼의 주위가 감압된다.
상술의 실시예에서, 질소가스가 히터에 의해 가열된 질소가스 공급원에서 보내지고, 알콜 증기 생성 유니트 내에서 생성된 알콜증기는 가열된 질소가스와 함께 챔버안으로 공급된다. 알콜증기는 가열없이 질소가스 공급원에서 보내진 질소가스를 챔버로 공급하게 된다. 웨이퍼는 가열된 탈염수가 아닌 탈염수로 세정조에서 세정된다. 챔버의 벽면을 가열하기 위하여, 자외선 램프와 같은 것이 도면에 나타난 상술한 바와 같이 고무히터 대신해서 사용된 다. 챔버의 벽면은 필요없다면 가열하지 않아도 된다.
제1실시예에서 나타난 기판을 세정 및 건조하기 위한 장치의 특정의 응용(제1응용)에 대해 설명한다.
제4도는 제1실시예에 관한 장치가 삽입된 웨이퍼의 세정 및 건조를 위한 장치의 모식적 구성을나타내는 전면도이다. 제5도는 본 장비의 구성의 모식적 평면배치도이다. 본 장치는 로더(110)와, 청정/건조처리유니트(112)와 언로더(114)와 웨이퍼 운송용 로보트(116) 및 카셋트 트럭(제4도에는 도시되지 않음)을 포함한다. 청정/건조처리유니트(112)는 화학적으로 웨이퍼를 세정하기 위한3개의 조(118,120,122)(이 이후 화학조로 칭한다)와 탈염수로 웨이퍼를 세정하기 위한 3개의조(124,126,128)(이 이후 탈염수조라고 칭한다)를 포함한다. 탈염수 세정조(124,126,128)는 그에 인접한 화학 세정조(118,120,122) 뒤로 각각 배열된다. 세정/건조처리장치(130)은 제3의 탈염수조(128)에 인접해서 배열된다. 제1화학조(118)는 암모니아수와 과산화수소의 혼합액을 포함하고, 제2화학조(120)는 플로오르화수소산을 포함하며 제3화학조(122)는 염산 및 과산화수소수의 혼합액을 포함한다. 탈염수조(125,126,128)는 염산 및 과산화수소수의 혼합액을 포함한다. 청정된 복수의 웨이퍼(W)를전달하는 웨이퍼전달 장치(132)에 설치되어 로더(110)는 로더상에 실장된 카셋트(C)에서 웨이퍼를 옮기기 위한 로보트(116)로 카셋트(C)에 의해 운반된다. 빈 카셋트(C)로 로보트(116)에서 청정/ 건조 처리 유니트에서 이미 처리된 복수의 웨이피를 전달하는 웨이퍼 전달장치(134)에 언로드(114)가 설치된다.
제1응용에 있어서, 본 발명에 따른 장치가 세정/건조처리장치(130)에 적용된다. 제1응용에 있어서, 본 발명에 관한 장치는 웨트스테이숀의 마지막 스테이지에 배열된다. 화학적으로 웨이퍼를 처리한 후 제1응용의 세정/건조처리가 실행된다.
이전의 실시예에서 기술한 대로, 세정/건조처리장치(130)는 세정조(136), 그상부주연에 설치된 오버플로워 용기 유니트(138)를 포함한다. 장치(130)는 세정조를 설치하기 위한 개폐리드(142)를 가지는 밀폐가능한 챔버(140)과 오버플로워용기 유니트(138)를 포함한다. 세정조(136)는 그 하부에 설치된 탈염수용 공급구를 가진다. 탈염수(144)는 탈염수 공급원에서 탈염수용 공급구를 통해서 항상 세정조(136)로 공급된다. 오버플로워부는 세정조(136)의 상부에 설치된다. 오버플로워부를 넘쳐서 흐르는 탈염수는 항상 오버플로워용기유니트(138)로 항상 들어가서 탈염수(144)의 상승수류는 세정조(136)에성 형성된다. 오버플로워 용기 유니트(138)로 들어가는 탈염수는 오버플로워 용기 유니트(138)에 설치된 탈염수용 배출구를 통해서 배출된다. 챔버(140)에는 유기용매의 중기, 예를들면, 챔버(140)로 공급되는 이소프로필알콜의 증기를 통해서 증기용 공급구가 설치된다. 증기용 공급구는 공급 증기용 관로를 통해서 알콜증기용 공급원에 접속된다. 공급증기용 관로의 배열은 도시하지 않으나 이전의 실시예에서 기술한 대로이다.
상술 구조의 기찬을 세정 및 건조하기 위한 장치를 사용하는 웨이퍼를 세정 및 건조하는 일련의 스텝에 대해 설명한다.
세정된 복수의 웨이퍼(W)을 반송하는 카셋트(C)는로더(110)로 반송되어 그위에 장착된다. 복수의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 전달장치(132)에 의해 웨이퍼를 옮기기 위해 카셋트(C)에서 로보트(116)로 집합되어 전달된다. 그후 복수의 웨이퍼(W)는 로보트(166)에 의해 제1화학조(118)내로 집합되어 공급된다. 웨이퍼는 화학조(118)내에서 웨이퍼 홀더에 의해 파지된다. 소정의 화학물은 화학조(118)로 계속 공급되고 화학조(118)에서 넘친 화학물은 순환한다. 웨이퍼(W)는 화학조(118)에서 화학물에 침지되어서 웨이퍼(W)는 소정의 세정처리를 행한다. 복수의 웨이퍼(W)가 웨이퍼를 반송하기 위한 로보트(116)로 다시 배달되어 화학조(118)에서 세정된다. 복수의 웨이퍼(W)는 로보트(116)에 의해 제1의 탈염수조(124)내로 집합되어 보내지고 탈염수조(124)내의 웨이퍼 홀더에 의해 파지된다. 탈염수는 계속해서 탈염수조(124)로 공급되어 탈염수조(124)의 상부에서 넘쳐흐르게 된다. 웨이퍼(W)는 탈염수조(124)에서 탈염수의 상승수류에 놓이게 됨으로써 웨이퍼의 표면이 청정된다. 비슷하게, 복수의 웨이퍼(W)는 로보트(116)에 의해 제2화학조(120), 제2탈염수조(116), 제3화학조(122) 및 제3탈염수조로 순차적으로 집단으로 반송되어, 화학물과 탈염수에 의해 반복해서 청정된다. 제3의 탈염수조(128)에서 세정된 복수의 웨이퍼(W)는로보트(116)에 의해 세정/건조처리장치(130)로 집합되어 반송된다.
복수의 웨이터(W)는 세정/건조처리장치(130)의 챔버(140)내로 집단으로 반송된다. 복수의 웨이퍼가 웨이퍼 승강 기구에 의해 승강되는 웨이퍼 홀더로 집단으로 전달될 때, 개폐리드(142)는 밀폐챔버(140)를 밀폐하게 닫는다. 이때, 탈염수(144)는 탈염수용 공급원에서 그하부에 설치된 탈염수용 공급구를 통해서 세정조(136)로 계속해서 공급된다. 세정조(136)를 채운 탈염수(144)는 오버프로워 용기 유니트(138)로 들어가서 상부 오버플로워부를 넘쳐 흐른다. 탈염수(144)는 탈염수를 배출하기 위한 출구를 통해서 오버플로워 유니트(138)에서 배출된다. 탈염수(144)의 상승수류는 세정조(136)내에 형성된다. 복수의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더에 의해 집단으로 파지될 때, 웨이퍼 승강기구는 웨이퍼(W)를 하강하게 동작한다. 웨이퍼(W)는 세정조(136)에서 탈염수(144)에서 첨지된다. 소정의 시간동안 탈염수(144)의 상승수류에 놓여 있음으로써, 웨이퍼(W)가 최종적으로 세정된다. 그 결과 웨이퍼(W)의 표면이 완전하게 세정 및 청정된다.
그후, 제1실시예에서 기술된 대로 웨이퍼는 건조되어 챔버에서 반송된다. 제1응용에 따른 제4도의 웨이퍼 세정 및 건조용 장치에 있어서 웨이퍼(W)가 화학적으로 청정되고 탈염수로 마지막으로 세정된 후 건조처리가 완전히 완료될 때까지 웨이퍼(W)는 밀폐된 챔버(140)에 놓여있게 되므로서, 웨이퍼(W)는 전혀 대기하고 접촉되지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면이 파티클의 부착 및 탄산가스와 산소와 같은 가스의 흡착으로부터 보호된다.
제1실시예에 따른 기판의 세정 및 건조를 위한 장치의 또다른 응용에 대한 설명을 한다. 이 제2응용에 있어서는 제1실시예의 장치가 탈염수에 부가해서 화학물과 같은 처리액을 공급할 수 있는것이다. 처리액으로 처리한 후 웨이퍼는 탈염수로 세정되고 건조된다.
제6도는 제1실시예에 따른 장치의 제2응용인 웨이퍼를 세정 및 건조하기 위한 장치의 모식적 구성의 하나의 예를 나타내는 전면 단면도이다.
제7도는 본 응용에 따른 장치의 모식 적 평면 배열도이다. 이 응용에서는, 제7도에 나타난 대로, 장치는 로더/언로더, 3개의 세정/건조처리조와 웨이퍼를 반송하기 위한 카셋트를 반송하기 위한 로보트와 카셋트를 반송하기 위한 로보트와 웨이퍼를 전송하는 유니트와 카셋트를 세정하기 위한 조와 유지관리 스페이스 등을 포함한다. 3개의 세정 및 건조처리조 중 하나는 산세정(전세정) 및 건조처리를 행하는 산 세정 및 건조처리조로써 사용된다.
각 세정/건조처리에 대해 설명한다. 기본적으로 처리에 사용되는 장치는 제1실시예의 장치와 유사하다.
제6도에 나타난 대로, 제1실시예의 장치에 해당하는 세정 및 건조처리장치(210)은 세정조(212)와 세정조(212)의 그 상부주연에 설치된 오버플로워용기 유니트(214)등이 모두가 밀폐가능한 챔버(216)에서 둘러싸여져 있다. 챔버(216)는 웨이퍼(W)를 출입 반송하기 위한 개구(218)와 함께 그 상부에 설치된다. 개폐리드(220)는 개구(218)를 밀폐하여 개폐할 수 있게 설치된다. 세정조(212)의 저부는 처리액용 공급구와 함께 설치된다. 공급구(222)는 액을 공급하기 위한 관로에 의해 탈염수용 공급원에 접속된다.
관로(224)에는 개폐밸브(226)가 설치된다. 또한, 관로(224)에는 개폐밸브(226)와 세정조(212)의 공급구 사이의 통로에서 혼합 밸브(228)가 설치된다. 혼합밸브의 준비가 제1실시예에서 이 응용예가 구별된다.
그 통로에 화학물을 공급하기 위한 다른 종류의 세정화학물용 공급원에 각각 접속되는 복수의 관로(230a,230b,230c,230d)는 혼합밸브(228)와 연결된다. 관로(230a-203d)에는 개폐밸브(232a-232d)가 각각 설치된다. 관로(230a-230d)에 설치된 개폐밸브(232a-230d)중 하나와 관로(234)에 설치된 개폐밸브(260)를 개방함에 의해 세정화학물 중의 어느 한 종류가 탈염수용 공급원에서 공급되는 탈염수와 섞여져서 소정의 세정처리액이 준비된다. 세정처리액은 관로(224)을 통해서 공급구(222)에서 세정조(212)로 공급된다. 관로(230a-230d)에 설치된 개폐밸브(232a-232d)모두를 폐쇄하고 관로(224)에 설치된 개폐밸브(226)를 개방함으로써, 탈염수는 관로(224)를 통해서 탈염수용 공급원에서 세정조(212)로 공급된다.
배출관로(234)는 오버플로워 용기 유니트(214)와 접속된다. 분기관로(238)에는 관로(224)에 설치된 배수스위치 밸브(236)가 접속되어 과로(234)가 연통된다. 세정처리액은 공급구(222)를 통해서 세정조(212)로 계속해서 공급된다. 세정조의 상부 오버플로워 유니트를 넘쳐 흐르는 처리액에 의해 처리액의 상승수류가 세정조 내에 형성된다. 처리액의 상승수류에 웨이퍼를 놓여지게 함으로써 세정되게 된다.
이 응용의 장치의 다른 구성은 제1실시예의 장치와 같으므로 설명을 반복하지 않는다.
제8도를 참조해서, 이 응용에 관한 웨이퍼의 세정 및 건조하기 위한 장치를 사용하는 웨이퍼를 세정 및 건조하기 위한 일련의 스텝에 대해 설명한다. 이 들 스텝은 기본적으로 제1실시예와 제1응용의 그것과 유사하다.
세정된 복수의 웨이퍼(W)를 반송하는 카셋트를 로더로 반송되어 그 위에 위치할때, 반송되는 웨이퍼의 위치로 카셋트를 옮기기 위한 로보트에 의해 카셋트가 이동된다. 복수의 웨이퍼는 웨이퍼를 옮기기 위한 로보트로 카셋트에서 웨이퍼 반송 유니트에 의해 집단적으로 반송된다. 웨이퍼가 꺼내어진 카셋트는 세정하기 위한 조로 보내져서 청정된다. 한편, 웨이퍼를 옮기기 위한 로보트로 반송된 웨이퍼는 세정 및 건조처리조로 옮겨진다. 웨이퍼는 제8도에나타난 플로워차트에 의해 세정 및 건조된다.
복수의 웨이퍼(W)는 웨이퍼를 옮기기위한 로보트에 의해 세정 및 건조처리장치(210)의 챔버내로 집단으로 옮겨지게된다. 웨이퍼(W)는 챔버(216)내에서 웨이퍼승강기구에 의해 승강할 수 있는 웨이퍼홀더에 의해 파지된다. 개폐리드(220)가 폐쇄되고 챔버(216)가 밀폐될 때, 밀폐챔버(216)은 진공펌프에 의해 비워지고 감소된 압력아래서 불순물이 제거된다.(제8도의 스텝 S210) 또한, 질소가스는 공급 증기를 위한 관로(242)를 통해서 챔버(216)로 도입되고 챔버(216)는 가스로 정화된다. 이때, 소정의 세정처리액은 그 저부에 설치된 공급구(222)를 통해서 세정조(212)로 계속해서 공급하게 된다. 세정조(212)를 채운 처리액은 오버플로워부의 상부를 넘쳐 흘러서 오버플러워 용기 유니트(214)로 들어간다. 처리액은 배출 관로(234)을 통해서 오버플러워 용기 유니트(214)로 배출되고, 처리액의 상승수류는 세정조(212)내에서 형성된다. 그후, 웨이퍼 승강기구는 웨이퍼 홀더에 의해 파지된 복수의 웨이퍼(W)를 하강시키도록 동작한다. 웨이퍼(W)는 세정조(212)내의 처리액에 침지된다.(S203). 세정조(212)내의 처리액의 상승수류에 놓임으로써, 웨이퍼(W)는 소정의 세정처리를 행한다(S203). 세정조(212)에 놓인 웨이퍼(W)를 세정조(212)로 공급하는 세정처리액을 바꾸므로서,웨이퍼(W)는 복수 종류의 세정처리를 행한다. 마지막으로, 웨이퍼(W)는 탈염수로 세정처리를 행한다. 마지막으로 탈염수로 세정된 웨이퍼(W)는 세정조(212)에서 탈염수에서 끌어올려져서 웨이퍼 승강기구에 의해 승강하게 된다(S240). 웨이퍼 (W)가 탈염수에서 꺼내지기 시작하자마자,알콜증기가 관로(242)를 통해서 증기용 공급구(240)에서 챔버(216)로 도입된다. 알콜증기는 탈 염수에서 당겨진 웨이퍼(W)의 주위로 공급된다.(S205). 웨이퍼(W)가 탈염수에서 완전하게 꺼내어 질 때까지 적어도 알콜증기의 공급은 계속된다. 웨이퍼가 탈염수에서 완전하게 꺼내어 질 때, 세정조(212)로 탈염수의 공급이 멈추어진다. 동시에, 세정조(212)에서 탈염수가 배출된다. 탈염수가 세정조(212)에서 배출되기 시작하자 마자, 챔버(216)는 진공펌프에 의해 비워지고 챔버(216)는 감압된다.(S206). RM 결과, 탈염수로 대체되고 웨이퍼(W)의 표면상에 응축된 알콜이 증발되어 웨이퍼(W)의 건조처리가 완료된다.
웨이퍼(W)의 건조처리가 완료될 때, 챔버(216)를 질소가스로 정화된다(S207). 진공펌프가 멈추고 챔버(216)내의 감소된 압력이 대기압으로 되돌아온 후, 개폐리드(22)가 개방된다(S208). 완전히 세정 및 건조된 웨이퍼(W)는 집단적으로 웨이퍼홀더에서 웨이퍼를 반송하기위한 로보트로 다시 전달되어 로보트에 의해 챔버(216)에서 꺼내어진다. 완전히 세정 및 건조된 복수의 웨이퍼(2)는 웨이퍼반송장치에 의해 빈 청정카셋트로 웨이퍼를 옮기기 위한 로보트로부터 반송된다. 웨이퍼는 카셋트에 의해 반송되어 언로도로부터 옮겨진다.
상술한 대로, 또 이 응용에서 나타난 세정 및 건조처리장치(210)의 경우에서는 마지막으로 세정된 후 웨이퍼가 완전히 건조될 때까지 웨이퍼(W)가 밀폐 챔버(216)에 놓여 있으므로서, 웨이퍼(W)는 전혀 대기와 접촉되지 않는다. 그결과, 웨이퍼(W)의 표면의 파티클의 부착과 탄산가스와 산소와 같은 가스의 흡착이 방지된다.
제9도는 제6도에 나타난 3개의 세정 및 건조처리장치(210)가 웨이퍼 세정 및 건조용 장치에 설치될 때, 배관시스템의 하나의 예를 나타낸다. 제6도에 나타나지 않는 제9도의 구성요소에 대해 설명한다.
세정 화학물을 공급하기 위한 장치는 세정화학물을 가지는 저장탱크(246)와 화학물을 공급하기 위한 펌프(248)와 필터(250)로 구성된다.
도면에서는, 한 종류의 세정 화학물을 공급하기 위한 장치만이 나타나 있고, 다른 화학불을 공급하기 위한 장치는 도시되지 않는다. 챔버(216)를 비우는 비움장치와 챔버를 감압하는 감압장치는 물순환 진공펌프(252)와 비움관로(244)에 설치된 비움 개폐 밸브(254)로 구성된다. 알콜증기 생성조(256)은 예를들면 이소프로필 알콜 같은 유기용매를 가진다. 증기를 공급하기 위한 장치는 알콜 증기 생성조(256)와 증기를 공급하기 위한개폐밸브(258)로 구성된다. 제9도느이 배관시스템의 도면에 나타난 대로, 세정화학물을 공급하기 위한 장치와, 비움장치 및 매세정 및 건조처리장치(210)용으로 증기를 공급하기 위한 장치는 설치할 필요가 없다. 이들 장치는 3개의 세정 및 건조처리장치(210) 사이에서 공유할 수 있다.
본 발명은 자세하고 분명하게 기술되었으나, 이는 설명과 예제일 뿐 본 발명의 기술사상과 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (12)

  1. 밀폐가능한 처리챔버와, 상부에 개구를 가진 상기 처리 챔버내에 설치된 기판세정용 세정조와, 상기 세정조 내의 기판을 파지하기 위한 기판 파지 수단과, 상기 세정조의 상부 개구부에서 세정액이 넘치도록 상기 세정조내에 세정액을 공급하기 위한 수단과, 세정후 상기 세정액에서 상기 기판을 노출시키기 위한 수단과, 상기 처리 챔버 내에서 압력을 감압하기 위한 수단과, 상기 기판을 노출하는 동안 상기 세정액의 표면장력을 낮추기 위해 이용되는 유기용매의 증기를 노출되는 기판의 주위로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 챔버를 열로부터 차단시키기 위한 수단을 더 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기용매의 증기는 유기용매와 불활성가스의 혼합물을 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유기용매의 증기는 상기 유기용매의 이온화된 증기를 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세정액은 탈염수이고, 상기 장치는 상기 기판을 청정, 세정 및 건조하기 위한 기구의 일부를 구성하고, 상기 기구는 화학물로 기판을 청정하기 위한 조와 탈염수로 기판을 청정하기 위한 조와 기판을 세정하기 위한 조를 포함하고, 상기 장치는 기판을 세정하기 위한 상기조를 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 처리 챔버를 열로부터 차단하기 위한 수단을 더 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유기용매의 증기는 유기용매와 불활성가스의 혼합물을 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 세정조로 세정액을 공급하기 위한 상기 수단은 세정 화학물과 탈염수를 선택적으로 공급하기 위한 선택 공급수단을 포함하고, 상기 장치는 상기 기판을 청정, 세정 및 건조하기 위한 기구의 일부를 구성하고, 상기 기구는 화학물로 기판을 청정,세정 및 건조 처리를 행하고, 상기 장치는 상기 각 처리에 응답해서 상기 선택 공급수단을 제어하기 위한 수단을 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 처리 챔버를 열로부터 차단하기 위한 수단을 더 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유기용매의 증기는 유기용매와 불활성가스의 혼합물을 포함하는 기판의 세정 및 건조용 장치.
  11. 세정액을 세정조로 연속해서 공급하고, 세정조에서의 세정액의 상승수류를 형성하도록 세정조의 상부에서 세정액이 넘치게 되도록 하는 스텝과, 상기 기판을 세정하기 위해 세정액의 상시 상승수류에 기판을 놓는 스텝과, 상기 세저액의 표면장력을 낮추도록 이용되는 유기용매의 증기를 상기 기판의 주위로 공급하면서 상시 세정액에서 상기 기판을 노출시키는 스텝과, 압력이 감소된 상기 기판의 주위에서 상기 기판을 건조시키는 스텝을 포함하는 기판의 세정 및 건조방법.
  12. 제11항에 있어서, 유기용매의 증기를 공급하는 상기 스텝은 이온화된 유기용매의 증기를 공급하는 스텝을 포함하는 기판의 세정 및 건조방법.
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