KR0147043B1 - 세정장치 및 그 방법 - Google Patents

세정장치 및 그 방법

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KR0147043B1
KR0147043B1 KR1019910020162A KR910020162A KR0147043B1 KR 0147043 B1 KR0147043 B1 KR 0147043B1 KR 1019910020162 A KR1019910020162 A KR 1019910020162A KR 910020162 A KR910020162 A KR 910020162A KR 0147043 B1 KR0147043 B1 KR 0147043B1
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KR
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cleaning
tank
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washing
cleaning tank
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긴야 우에노
요시오 구마가이
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이노우에 아키라
도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤
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Abstract

세정장치는 세정조와, 세정조내부에 여러개의 피처리체를 소정간격으로 거의 수직으로 수용하는 수용기구와, 세정조의 바닥부로부터 세정조내에 세정액을 공급하는 세정액 공급유니트와, 세정액을 피처리체에 대하여 균일하게 분배 공급하는 분배 공급부재를 구비하고 있다.

Description

세정(洗淨)장치 및 그방법
제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 세정장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
제2도는 제1도에 나타낸 세정 처리조의 투시도.
제3도는 상기 세정 처리조와 아암 구동기구를 나타낸 부분 단면.
제4도는 약액(藥液)세정용의 세정 처리조의 구성을 나타낸 유체(流體)회로도.
제5도는 순수한 물 세정용의 세정 처리조의 구성을 나타낸 유체 회로도.
제6도 및 제7도는 상기 세정의 처리조의 바닥부에 설치된 정류(整流)의 변형예를 나타낸 종단면도 및 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,12,14: 세정 처리 유니트 16: 로우딩 유니트
18: 언로우딩·유니트 20: 트랜스퍼·유니트
22: 반도체 웨이퍼 24a : 제1회전 반송아암
24b : 제2회전 반송아암 24c : 제3회전 반송아암
26: 제1세정 처리조 28: 제2세정 처리조
30: 제3세정 처리조 32: 제4세정 처리조
34: 제5세정 처리조 36: 건조 처리조
40, 50: 필터 42: 댐퍼
44: 베로즈 펌프 46: 에어 공급부
48: 캐리어 49: 픽업 스테이지
52: 플로우 미터 54: 에어 구동밸브
56: 순수한 물 제조 유니트 58: 배수 처리 유니트
60: 내(耐)약품성 보우트 60a : 아암
60b : 네일 61: 실린더
62: 처리액 공급구 64: 드레인
65: 배출구 66: 정류(整流)판
68: 작은구멍 70: 공급구
72: 흐름방향 변경판 73: 연결부재
본 발명은 세정장치에 관한 것으로, 특히 세정조의 바닥부로부터 세정액을 공급하는 세정장치 및 그방법에 관한 것이다. 종래, 이런 종류의 세정장치로서, 예를들면 반도체 웨이퍼 제조장치에서의 세정장치가 알려져 있다.
이 반도체 웨이퍼 제조장치에서의 세정장치는, 순수한 물을 사용한 세정 처리나, 예를들면 암모니아등의 화학약품을 사용한 세정처리를 실시하도록 구성되어 있다.
세정처리를 실시하는 경우에는, 세정 처리조 내부에 복수매의 반도체 웨이퍼를 수직으로 등간격, 예를들면 1cm 간격으로 배열하여, 이 상태에서 세정 처리조의 바닥부로부터 순수한 물이나 암모니아등의 세정 처리액을 세정 처리조내에 공급한다.
그 결과, 반도체 웨이퍼 사이의 틈을 세정 처리액이 상승하면서 반도체 웨이퍼의 표면을 세정한다.
전형적인 반도체 웨이퍼의 세정장치에서는, 반도체 웨이퍼가 등간격으로 배열되고, 더구나 반도체 웨이퍼간의 간격이 좁기 때문에, 세정 처리조내에 세정 처리액을 공급할때에, 세정 처리조의 바닥부로부터 공급되는 세정 처리액이 공급구 부근에 체류하여, 세정 처리액이 각 웨이퍼간에 균일한 속도로 공급되지 않고, 소정 매수 단위로 일괄 처리되는 웨이퍼의 세정 효과가 나빠진다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 세정조의 바닥부로부터 세정액을 공급하는 경우에 균일하게 세정액을 공급할수 있으므로, 복수의 피처리체의 세정효과를 높이고, 세정의 균일성을 유지할수 있는 세정장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
이 목적은 이하의 세정장치에 의하여 달성된다.
즉, 이 세정장치는, 세정조와, 세정조 내부에, 복수의 피처리체를 소정 간격으로 대략 수직으로 수용하는 수용수단과, 세정조의 바닥부로부터 세정조내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 세정액을 피처리체에 대하여 균일하게 분배 공급하는 분배공급 수단을 구비하고 있다.
본 발명의 세정장치에서는, 세정액이 세정조의 바닥부로부터 공급될때에, 그 액면(液面)의 상승 속도가 균일하게 되도록 구성되어 있으므로, 배치처리되는 피처리체의 세정 효과를 높이고, 동시에 세정효과의 균일성을 확보할수 있다.
이와같은 수단으로서는, 예를들면 세정 처리조의 바닥부에 배열 설치한 다수의 작은 구멍을 가지는 정류판을 개재하여 세정 처리액을 피처리체에 공급하면 된다.
이때, 세정액은 확산되어 공급되므로, 세정액 공급구의 위치에 의존하지 않고, 정류판의 다수의 작은 구멍에서 세정액이 균일하게 접촉하여 피처리체를 균일하게 세정처리한다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
이 실시예는, 반도체 웨이퍼 제조공정에서 사용되는 세정 장치에 관한 것이다.
제1도에 나타낸 바와같이, 본 실시예의 반도체 웨이퍼의 세정장치는, 3개의 세정처리 유니트(10),(12),(14)를 조합하여 구성되어 있다. 웨이퍼 반입쪽의 처리 유니트(10)에는 로우딩·유니트(16)가 접속되고, 반출쪽의 처리 유니트(14)에는 언로우딩·유니트(18)가 접속되며, 또한 세정 처리 유니트(10),(12)간 및 세정처리 유니트(12),(14)간에는, 3개의 유니트와 조합되는 트랜스퍼·유니트(20)가 배열설치 되어 있다. 웨이퍼 반입쪽의 세정처리 유니트(10)의 중심위치에는, 반도체 웨이퍼(22)반송용의 제1회전 반송아암(24a)이 배열 설치되고, 그 주위에서 로우딩·유니트(16)의 정면 및 회전 반송아암(24a)의 왼쪽 이웃에는, 각각 2개의 세정 처리조(26),(28)가 배열설치되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 세정 처리조(26)는 암모니아 처리를 실시하는 약액 처리조로써 사용되고, 세정 처리조(28)는 물 세정처리를 실시하는 퀵·덤프·린스(QRD) 처리조로서 사용되고 있다.
중앙의 세정처리 유니트(12)에서는, 그 중심위치에 배열 설치된 제2회전 반송아암(24b)의 주위에서 좌우 양쪽에 트랜스퍼·유니트(20)가 배치되고, 그들 사이의 앞뒤 위치에는, 2개의 세정 처리조(30),(32)가 배열설치되어 있다.
본 실시예의 세정 처리조(30)는, 불산처리를 실시하는 약액 처리조로서 사용되고, 또 세정 처리조(32)는 물 세정 오버플로우 처리로서 사용되고 있다. 웨이퍼 반출쪽의 세정처리 유니트(14)에서는, 그 중심위치에 배열 설치된 제3회전 반송아암(24c)의 주위에서, 언로우딩·유니트(18)의 정면쪽에 세정 처리조(34)가 배열설치되고, 회전 반송아암(24c)의 오른쪽 이웃에는 건조 처리조(36)가 배열설치되어 있다.
본 실시예에서는, 세정 처리조(34)는 물 세정 파이널(final)린스조로서 사용되고 있다.
이와같이 구성된 본 실시예의 세정장치에서는, 2개의 캐리어(48)상에 얹어놓여진 각각 25매씩의 반도체 웨이퍼(22)가 로우딩·유니트(16)에 반송되어오면, 로우딩·유니트(16)상에서 도시하지 않는 오리엔테이션·플랫(flat)맞춤기구에 의하여 반도체 웨이퍼(22)의 오리엔테이션·플랫이 가지런히 정돈되어 도시하지 않는 밀어올리는 기구에 의해 반도체 웨이퍼(22)가 들어올려져서 픽업 스테이지(49)에 세트된다.
다음에, 제1회전 반송아암(24a)이 작동하여, 로우딩·유니트(16)상에서 반도체 웨이퍼(22)만을 꺼내어, 제1세정 처리조(26)에 반도체 웨이퍼(22)만을 반송하여 세정 처리를 실시한후, 반도체 웨이퍼(22)를 제1세정 처리조(26)로부터 제2세정 처리조(28), 트랜스퍼·유니트(20)에게로 차례로 보내어, 세정처리를 실시한다.
그뒤, 중간 처리 유니트(12) 및 반출쪽의 처리 유니트(14)에서의 제2, 제3의 회전반송 아암(24b),(24c)에 의해, 반도체 웨이퍼(22)를 제3, 제4의 세정 처리조(30),(32), 트랜스퍼·유니트(20), 제5세정 처리조(34), 건조 처리조(36)에게로 반송하여, 각각 세정처리 혹은 건조처리를 실시한후, 웨이퍼(22)는 언로우딩·유니트(18)에 반송되어, 2개의 캐리어(48)에 나누어져 탑재되어 반출된다.
제3도에 나타낸 바와같이, 순수한 물을 사용하여 퀵·덤프·린스(QDR)처리를 실시하는 제2세정 처리조(28)나, 암모니아 처리를 실시하는 제1세정 처리조(26)는, 내 약품성 보우트(60)상에 등간격, 예를들면 1cm 간격으로 반도체 웨이퍼(22)를 50매 얹어놓은 상태로 수용하도록 구성되고, 그 바닥부에는 순수한 물이나 암모니아 등의 세정 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급구(62)가 형성되어 있다.
보우트(60)에 배열되는 웨이퍼는, 적어도 처리면을 노출하는 측부(側部)에 더미(dummy) 웨이퍼를 배열해도 좋고, 적당한 위치에 모니터 웨이퍼를 배열해도된다.
보우트(60)는 실린더(61)에 붙임고정되어, 이 실린더(61)에 의하여 상하로 이동된다.
제2도에 나타낸 바와같이, 보우트(60)는, 아암(60a)과 아암(60a)의 선단부로부터 직각으로 뻗어나온 3개의 네일(60b)로 구성되고, 웨이퍼(22)는 3개의 네일(60b)에 의해 직립상태로 유지된다.
또, 세정 처리조(26),(28)의 바깥둘레에는, 처리액 공급구(62)로부터 공급되어서 처리조로부터 오버플로우한 세정 처리액을 수용하는 드레인(64)이 형성되어 있다.
드레인(64)은 세정 처리조의 둘레벽 보다 높은 측벽에 의하여 형성되고, 드레인(64)의 용적은, 보우트(60)에 반도체 웨이퍼(22)가 만재된 상태에서 세정 처리조에 침지 했을때에, 오버플로우 하는 세정 처리액을 충분히 수용할수 있도록 설정되어 있다.
그리고, 드레인(64)에는 배출구(65)가 형성되어 있다.
이 배출구(65)로부터 매초 배출되는 세정 처리액의 양은, 세정 처리조로부터 매초 오버플로우 하는 처리액의 양보다 많아지도록 구성되어 있다.
본 실시예에서는 20ℓ/sec 이상으로 설정되어 있다.
제4도는, 약액 세정조로서, 예를들면 암모니아 처리를 실시하는 제1세정 처리조(26)의 구성을 나타내고 있다.
제1세정 처리조(26)의 처리액 공급구(62)에는, 필터(40)와 맥동(脈動)방지용의 댐퍼(42)를 개재하여 베로즈 펌프(44)가 접속되며, 이 베로즈 펌프(44)는, 배출구(65)에 접속되어 있다.
따라서, 드레인(64)에 고인 암모니아액은, 베로즈(bellows)펌프(44)에 의하여 순환로를 통하여 처리액 공급구(62)에 재차 공급된다.
또, 베로즈 펌프(44)는 에어 공급부(46)에 접속되어, 에어 공급부(46)로부터의 압축 공기에 의하여 구동된다.
그리고, 베로즈 펌프(44)의 출력은, 압축공기의 압력을 조정함으로써 제어된다.
제5도는, 순수한 물탱크로서 예를들면 QDR 처리를 실시하는 제2세정 처리조(28)의 구성을 나타내고 있다.
제2세정 처리조(28)의 공급구(62)에는, 필터(50)를 개재하여 플로우미터(52)와 에어구동밸브(54)가 접속되고, 에어구동밸브(54)는, 다시 공장내에 설치된 순수한 물 제조 유니트(56)에 접속되어 있다.
한편, 드레인(64)의 배출구(65)는 배수처리 유니트(58)에 접속되어 있다.
따라서, 순수한 물 제조 유니트(56)로 제조된 순수한 물는, 에어구동밸브(54)와 플로우미터(52)와 필터(50)를 통하여 세정 처리조(28)에 공급된다.
또, 드레인(64)에 고인 오버플로우수는, 배수 처리 유니트(58)에 배수된다.
제3도에 나타낸 바와같이, 상기 세정 처리조(26),(28)의 바닥부에는, 세정 처리액면을 0.5cm/sec 이상의 속도로 균일하게 상승 시키도록, 예를들면 2매의 정류판(66)이 배열설치 되어 있다.
이 정류판(66)은, 석영, PFA 수지, 테플론 등으로 형성되어, 세정 처리액을 충분히 확산해서 정류하기 위한 다수의 작은구멍(68)을 가지고 있다.
상기 처리액면을 상기 속도로 상승 시키는 수단은, 정류판(66)에 한하지 않고, 다른 평활화된 공급수단 이라도 된다.
본 실시예에서는, 공급구(62)로부터 10ℓ/min 이상의 세정 처리액이 공급되고, 액면의 상승속도가 균일하게 0.2cm/sec 이상이 되도록 정류판(66)이 형성되어 있다.
요컨대, 정류판(66)에는 직경 1.5mm 의 작은구멍(68)이 약 4.8mm 의 피치로 형성되어 있다.
이 구멍수 및 피치는, 상하 2매의 정류판(66)으로 상이하게 설정하여도 된다.
또, 중앙부와 주변부에서 구멍지름의 피치를 바꿔도 된다.
또, 확산효과, 통과속도의 관계로 정류판(66)을 1매 혹은 3매 이상으로 할 수도 있다.
다음에, 본 실시예의 세정장치의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 세정 처리액을 세정 처리조(26),(28)에 공급한다.
이 경우, 세정 처리액은, 소정의 압력으로 세정 처리조(26),(28)의 바닥부에 형성된 처리액 공급구(62)로부터 세정 처리조(26),(28)내에 보내진다.
세정 처리조(26),(28)에 처리액이 충만되어, 오버플로우 하기 시작한 상태에서, 보우트(60)에 유지된 웨이퍼(22)를 보우트(60)와 함께 조내에 삽입한다.
세정 처리조(26),(28)내에 보내진 세정 처리액은, 2매의 정류판(66)의 다수의 작은구멍(68)을 통과하여, 보우트(60)상의 반도체 웨이퍼(22)에 대하여 균일하게 보내진다.
그리고, 세정 처리액은, 복수의 반도체 웨이퍼(22)의 양면에 균일하게 접촉하여, 각 반도체 웨이퍼(22)를 균일하게 세정처리하게 된다.
즉, 정류판(66)을 통과한 세정 처리액은, 각 반도체 웨이퍼(22)간에 균일하게 들어가서, 반도체 웨이퍼(22)의 양면과 접촉하여, 표면에 부착된 먼지를 제거한다.
또한, 상기 정류판(66)은, 처리액면의 상승 속도가 0.2cm/sec 이상이 되도록 설정되어 있으므로, 충분한 속도로 세정처리를 실시할 수가 있다.
세정 처리조(26),(28)로부터 오버플로우한 세정 처리액은, 드레인(64)에 수용되어서 배출구(65)로부터 배출된다.
최후에, 세정 처리조(26),(28)로부터 보우트(60)를 끌어올리면, 세정 처리가 끝난다.
이 경우, 웨이퍼를 세정 처리액으로부터 뽑아낼 때에도, 세정처리 효과가 얻어진다.
상기 정류판(66)의 작은구멍(68)의 직경 및 피치는, 상기한 예에 한하지 않고, 세정 처리조의 조건에 맞추어서 변경 할수가 있다.
또한, 제1세정 처리조(26)로부터 제2세정 처리조(28)로의 바꿔옮김은, 약 10초로서 이루어진다.
요컨대, 제1세정 처리조(26)에서 웨이퍼를 끌어올리는 시간이 약 3초, 제1세정 처리조(26)로부터 끌어올린 웨이퍼를 제2세정 처리조(28)위까지 반송하는 시간이 약 4초, 제2세정 처리조(28)에서 웨이퍼를 첨가하는 시간이 약 3초로 설정되어 있다.
이 경우, 웨이퍼를 세정액중에 침지하고, 또는 세정액중에서 끌어올리는 시간(웨이퍼가 침지하기 시작해서 완전히 침지되기까지) 끌어올림도 마찬가지로 약 1초로 설정되어 있다.
제6도 및 제7도는, 상기 정류판의 변형예를 나타내고 있다.
이 변형예에서는 세정 처리조(26),(28)의 바닥부에 형성된 2개의 공급구(70)에 대향하는 위치에, 흐름방향 변경판(72)이 각각 붙임고정되어 있다.
요컨대, 흐름방향 변경판(72)은, 정류판(66) 하면에 4개의 연결부재(73)에 의하여 붙임고정되어 있다.
따라서, 공급구(70)로부터 공급된 순수한 물 또는 약액은, 변경판(72)에 진로를 방해 받아서 방향을 바꿔서 주위에 분배된다.
따라서, 조내에서 균일한 수면 상승 속도를 얻을수가 있다.
그리고, 상기 세정 처리액으로서는, 산성 세정액, 알카리성 세정액, 순수한 물등이 사용된다.
상기 실시예에서는, 반도체 웨이퍼의 세정 장치에 대해서 설명 하였으나, LCD 기판, 프린트 기판등의 세정 장치에도, 본 발명을 적용 할 수가 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 의하여 한정되지 않으며, 발명요지를 벗어남이 없이 여러 가지로 변형하여 실시 할 수 있는 것은 당연한 것이다.

Claims (16)

  1. 세정조와, 이 세정조 내부에, 여러개의 피처리체를 소정간격으로 거의 수직으로 수용하는 수용수단과, 상기 세정조의 바닥부로부터 세정조내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 상기 세정액을 상기 피처리체에 대하여 균일하게 분배공급하는 분배공급수단으로 구성되는 세정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분배공급수단은 상기 세정조의 바닥부에 배열설치되어 다수의 구멍(68)을 가지는 정류판(66)을 구비하고 있는 세정장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정류판(66)은 석영으로 형성되어 있는 세정장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 정류판(66)은 약 4.8mm의 피치로 형성된 다수의 직경 1.5mm의 작은구멍(68)을 가지고 있는 세정장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분배 공급수단은 상기 세정조의 바닥부에 배열설치되어 다수의 구멍(68)을 각각 가지는 2매의 정류판(66)을 구비하고 있는 세정장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 2매의 정류판(66)에 각각 형성된 구멍(68)은 서로 위치가 엇갈리게 형성되는 있는 세정장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 분배 공급수단은 상기 세정조의 바닥부에 배열설치되어 다수의 구멍(68)을 가지는 정류판(66)과, 상기 세정액 공급수단의 세정액 공급구(70)에 대면하여 설치되어서 상기 정류판(66) 하면에 틈을 마련하여 붙임고정된 흐름방향 변경판을 구비하고 있는 세정장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 세정액 공급수단은 세정액을 10ℓ/min 이상의 유량으로 상기 세정조내에 공급하도록 구성되어 있는 세정장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기한 세정액으로서 산성 세정액, 알카리성 세정액, 순수한 물중 어느것인가가 사용되는 세정장치.
  10. 세정조와, 이 세정조 내부에 여러개의 피처리체를 소정 간격으로 거의 수직으로 수용하는 수용수단과, 상기 세정조의 바닥부로부터 세정조내에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단과, 상기 세정조의 바깥둘레에 설치되어 세정조로부터 오버플로우한 세정액을 수용하는 드레인, 이 드레인의 용적은 상기 세정도내에 세정액을 충만한 상태에서 상기 피처리체와 상기 수용수단을 세정액중에 침지했을 때, 오버플로우하는 세정액의 양보다 크게 형성되도록 구성되는 세정장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 드레인에 괴인 세정액을 배출하는 배출수단을 더 포함하여 구성되는 세정장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 드레인에 괴인 세정액을 상기 세정액 공급수단에 되돌려서 순환 시키는 순환수단을 더 포함하여 구성되는 세정장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 세정조는 둘레벽을 가지며 상기 드레인(64)은 상기 세정조의 둘레벽보다 높은 측벽을 가지고 있는 세정장치.
  14. 세정조내에 순수한 물를 조의 바닥으로부터 공급하며 오버플로우 상태로 유지하고, 웨이퍼 이동수단에 의하여 유지된 소정수의 반도체 웨이퍼를 상기 세정조내에 삽입하며, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 순수한 물중에 완전히 침지하고, 상기 세정조내에 순수한 물를 아래쪽으로부터 균일한 유속으로 연속 공급하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하는 공정으로 구성되는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 순수한 물를 균일하게 공급하는 공정에 있어서, 순수한 물 0.2cm/sec 이상의 유속으로 공급되는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 세정조내에 삽입하는 공정에 있어서 상기 반도체 웨이퍼는 약 1초동안에 상기 순수한 물중에 삽입되는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
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