KR100203401B1 - 반도체 제조장비 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속증착설비 부분에서 초음파 세정조를 갖는 반도체 제조장비 세정장치에 관한 것으로, 반도체 제조장비의 세정공정이 수행되는 세정조와, 상기 세정조에 세정액을 공급하는 세정액 공급라인을 갖는 반도체 제조장비 세정장치에 있어서, 세정조에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발생장치와, 상기 초음파 발생장치에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치와, 세정조에 공급된 세정액의 온도를 측정하는 온도계와, 세정조에 공급된 세정액의 양을 측정하는 수위 측정센서와, 온도계로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 설정치와 비교하여 온도 측정치가 설정치보다 높으면, 초음파 발생장치의 전원을 차단하고, 그리고 수위 측정센서로부터 세정액의 양 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 설정치와 비교하여 세정액의 양 측정치가 설정치에 이르면, 세정액 공급라인을 통하여 세정액이 세정조에 설정치만큼 공급되도록 하는 콘트롤러를 포함한다.

이와 같은 장치에 의해서, 초음파 세정조를 이용하므로써 세정 시간을 줄일 수 있도록 한다. 따라서 세정 공정의 소요 시간이 단축되기 때문에 반도체 제조장비의 불량을 줄일 수 있으며, 사용되는 화학약품이 적어지므로 세정액의 폐수 처리를 간단하게 할 수 있다.

Description

반도체 제조장비 세정장치(a cleaning apparatus for a semiconductor device)

본 발명은 반도체 제조장비 세정장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 금속증착 설비부분에서 초음파 세정조를 갖는 반도체 제조장비 세정장치에 관한 것이다.

반도체 제조의 프로세스 중에서 가장 기본적인 기술의 하나가 세정 기술이다. 반도체 제조 과정은 웨이퍼의 표면을 형성하기 위하여 여러 단계의 공정을 거치게 되는데, 각 단계에서 소정의 공정이 수행되는 반도체 제조장비에는 각종 오염물이 생기고 잔존하게 되므로 일정 시간간격으로 반도체 제조장비를 세정하여 공정을 진행해야 한다. 그러므로 세정 기술은 반도체 제조 공정중에 발생하는 여러 가지 오염물을 물리적, 화학적 방법을 구사해서 제거하려는 것이다.

먼저, 화학적인 방법은 표면의 오염을 수세 및 에칭, 그리고 산화 환원 반응 등에 의해서 제거하는 것으로, 여러 가지 화학 약품이나 가스를 사용한다. 화학적 방법에서는 부착된 입자는 순수로 흘려 버리고, 유기물은 용재로 용해하거나 산화성 산으로 제거, 또는 산소 플라즈마 중에서 탄화하여 제거한다. 또 경우에 따라서는 표면을 일정량 에칭 해서 새로운 청정 표면을 노출시키기도 한다.

또 다른 방법인 물리적 방법에서는, 초음파 에너지에 의해서 부착물을 박리하거나, 브러시로 불식하거나, 고압수를 사용하여 부착물을 제거하고 있다. 일반적으로 물리적 방법은 화학적 수법과 조합하므로써 효율적인 세정이 이루어진다.

도 1에는 종래 반도체 제조장비 세정장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에서, 참조번호 10은 반도체 제조장비의 화학적 세정처리를 위한 세정조이고, 참조번호 12는 클리닝(cleaning) 세정조이고, 참조번호 14는 린스(rinse) 세정조이며, 참조번호 16은 콘트롤러(controller)이고, 참조번호 18은 세정액 공급라인이고, 참조번호 20은 공기를 배기하기 위한 배기구를 나타내고 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 반도체 제조장비 세정장치의 동작은 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 상기 세정액 공급라인(18)을 통하여 공급된 세정액에 의하여 반도체 제조장비는 상기 세정조(10)에서 세정되어 진다. 이와 같이 반도체 제조장비의 세정공정은 화학적 세정법에 의하여 상기 세정조(10)에서 약 5~7일이 소요된다. 그리고 상기 세정조(10)에서 세정을 마친 반도체 제조장비는 클리닝 세정조(12)에서 2차 세정 공정을 거친후, 상기 린스 세정조(14)에서 건조되어 세정공정을 마친다.

그러나 상술한 바와 같은 반도체 제조장비 세정장치에 의하면, 금속 증착된 반도체 제조장비의 세정시 공정에 필요한 시간이 과다하게 소요된다. 이 때문에 반도체 제조장비의 전반적인 수급 관리가 어렵고, 반도체 제조장비의 손상율이 증가하여 제조 원가가 증가된다. 또한 반도체 제조장비의 세정공정에 사용된 화학 약품의 침전물은 세정장치의 주 오염원이 된다.

따라서, 본 발명은 상기에서 기술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 초음파 발생 장치를 설치한 세정조를 사용하여, 세정공정에 소요되는 시간을 단축하고 세정액의 양과 온도를 제어할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 반도체 제조장비 세정장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장비 세정장치의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도;

도 3은 본 발명의 초음파 장치 및 제어 장치를 갖는 초음파 세정조의 구조를 보여주는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:세정조16:콘트롤러

18:세정액 공급라인32:온도계

34:수위 측정기36:타이머

38:온도 조절기40:전원공급장치

44:초음파 발생장치

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 제조장비의 세정공정이 수행되는 세정조와, 상기 세정조에 세정액을 공급하는 세정액 공급라인을 갖는 반도체 제조장비 세정장치에 있어서, 상기 세정조에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발생장치와, 상기 초음파 발생장치에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 세정조에 공급된 세정액의 온도를 측정하는 온도계와, 상기 세정조에 공급된 세정액의 양을 측정하는 수위 측정센서와, 상기 온도계로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 설정치와 비교하여 상기 온도 측정치가 설정치보다 높으면, 상기 초음파 발생장치의 전원을 차단하고, 그리고 상기 수위 측정센서로부터 세정액의 양 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 설정치와 비교하여 상기 세정액의 양 측정치가 설정치에 이르면, 상기 세정액 공급라인을 통하여 세정액이 상기 세정조에 설정치만큼 공급되도록 하는 콘트롤러를 포함한다.

이 장치에 있어서, 상기 초음파 발생장치는 초음파를 발생하는 전자석과, 상기 전자석으로부터 발생된 초음파를 증폭시키는 진동판으로 이루어진다.

이 장치에 있어서, 상기 진동판은 SUS 재질이다.

이 장치에 있어서, 상기 세정조는 PVDF 재질이다.

이 장치에 있어서, 상기 세정액의 온도 설정치는 약 70℃ 범위내이다.

이 장치에 있어서, 상기 반도체 제조장비 세정장치는, 상기 수위 측정센서와 콘트롤러 사이에 연결된 타이머를 부가하여 상기 수위 측정센서의 오동작시, 이미 설정된 시간 설정치의 범위내에서 상기 콘트롤러가 세정액 공급라인을 제어하여 세정액 공급을 개시하도록 한다.

이 장치에 있어서, 상기 타이머의 시간 설정치는 약 60분이다.

이 장치에 있어서, 상기 세정액의 양 설정치는 약 300㎖ 범위내이다.

이 장치에 있어서, 상기 반도체 제조장비 세정장치는, 상기 온도계에 연결된 온도표시계를 부가하여 상기 온도계로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아 디스플레이한다.

이와 같은 장치에 의해서, 초음파 세정조를 사용하여 반도체 제조장비의 세정공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2및 도 3에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조장비 세정장치는, 초음파를 발생하고 증폭하는 초음파 발생장치(44)와, 세정액의 온도를 측정하는 온도계(32)와, 세정액의 양을 측정하는 수위 측정센서(34)와, 그리고 상기 초음파 발생장치(44)와 세정액의 양을 제어하는 콘트롤러(16)를 포함하고 있다. 이러한 장치에 의하여, 금속 증착된 반도체 제조장비의 세정공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

도 2및 도 3에 있어서, 도 1에 도시된 반도체 제조장비 세정장치의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장비 세정장치의 구성을 보여주고 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장비 세정장치는, 반도체 제조장비의 세정공정이 수행되는 세정조(10)와, 상기 세정조(10)에 세정액을 공급하는 세정액 공급라인(18)과, 상기 세정조(10)에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발생장치(44)와, 상기 초음파 발생장치(44)에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치(40)와, 상기 세정조(10)에 공급된 세정액의 온도를 측정하는 온도계(32)와, 상기 세정조(10)에 공급된 세정액의 양을 측정하는 수위 측정센서(34)와, 상기 온도계(32)로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 온도 설정치와 비교하여 상기 온도 측정치가 설정치보다 높으면, 상기 초음파 발생장치(44)의 전원을 차단한다. 그리고 상기 수위 측정센서(34)로부터 세정액의 양 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 세정액의 양 설정치와 비교하여 상기 세정액의 양 측정치가 설정치에 이르면, 상기 세정액 공급라인(18)을 통하여 세정액이 상기 세정조(10)에 설정치만큼 공급되도록 제어하는 콘트롤러(16)를 포함한다. 이때 상기 세정조(10)는 PVDF 재질로 형성되며, 상기 초음파 발생장치(44)는 전자석(44a)과 SUS 재질로 형성된 진동판(44b)을 포함하고 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는, 반도체 제조장비 세정장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 상기 세정액 공급라인(18)에서 반도체 제조장비의 세정공정이 수행되는 상기 세정조(10)에 세정액이 공급된다. 그리고 상기 세정조(10)에 반도체 제조장비가 로딩되면, 상기 전원공급장치(40)를 작동하여 상기 초음파 발생장치(44)에 포함된 전자석(44a)에 전원을 공급한다. 이와 같이 공급된 전원에 의하여, 상기 전자석(44a)은 초음파를 발생하고 여기에서 발생된 초음파는 상기 진동판(44b)에 의하여 증폭되어 반도체 제조장비를 세정한다.

이때 세정액의 온도가 상승하면, 상기 온도계(32)에서 세정액의 온도가 측정되고, 이때 측정된 온도 측정치는 온도표시계(38)와 상기 콘트롤러(16)로 전송된다. 그리고 상기 콘트롤러(16)는 상기 온도계(32)로부터 전송된 온도 측정치를 이미 설정된 온도 설정치와 비교한다. 이때 측정치가 설정치를 넘어가면 상기 콘트롤러(16)는 상기 초음파 발생장치(44)의 전원을 차단한다. 여기에서 상기 온도 설정치는 약 70℃ 범위내이다.

그리고 온도상승에 의한 세정액의 증발로 세정액 양이 감소하면, 상기 수위 측정센서(34)에서 세정액의 양이 측정되고, 이때 측정된 세정액의 양 측정치는 상기 콘트롤러(16)로 전송된다. 상기 콘트롤러(16)는 상기 수위 측정센서(34)로부터 전송된 측정치를 이미 설정된 세정액 양 설정치와 비교한다. 이때 측정치가 설정치를 넘어가면 상기 콘트롤러(16)는 상기 세정액 공급라인(18)을 제어하여 상기 세정조(10)에 세정액을 공급하여 초기의 세정액 양과 일치하도록 한다. 여기서 상기 세정액 양의 설정치는 약 300㎖ 범위내이다.

그러나 상기 수위 측정센서(34)가 작동하지 않거나 오동작이 발생할 때는 상기 타이머(36)를 작동시켜 이미 설정된 시간 설정치인 약 60분 간격으로 세정액을 상기 세정조(10)에 약 300㎖ 범위내로 공급하도록 한다.

상기와 같은 세정공정을 수행하는 중에 열이 발생하게 되는데, 이 열에 의하여 상기 세정조(10) 내의 세정액은 온도가 상승하고 일부가 증발하게 된다. 이와 같은 상기 세정액의 온도와 양을 제어하기 위해서, 세정공정을 수행하기 위한 적정한 세정액의 온도와 양을 산출한 결과, 세정액의 온도는 약 70℃ 범위내였으며, 세정액의 양은 초기량에서 약 300㎖ 범위내에 있어야 했다. 그리고 상기 세정액의 양이 초기량에서 약 300㎖ 범위를 벗어나는 시간은 약 60분이었다.

그러므로 상기 세정조(10)내에 상기 온도계(32)와 수위 측정센서(34)를 설치하고 상기 콘트롤러(16)에 연결하므로써 자동제어를 할 수 있도록 하였다. 또한 상기 온도계(32)에 온도표시계(38)를 연결하여 설치하므로써 작업자가 즉각적으로 세정액의 온도를 파악할 수 있도록 했으며, 상기 수위 측정센서(34)의 오동작으로 인한 작업불량을 막기 위하여 상기 수위 측정센서(34)와 상기 콘트롤러(16) 사이에 타이머(36)를 설치하였다. 여기서 상기 타이머(36)는 상기 수위 측정센서(34)가 오동작하거나 동작을 하지 않을 때, 이미 설정된 시간 설정치에 의하여 상기 콘트롤러(16)가 세정액을 상기 세정조(10)에 공급할 수 있도록 제어한다.

종래의 반도체 제조장비 세정장치에 의하면, 세정조에서 반도체 제조장비 세정에 수행되는 시간이 과다하게 소요되어, 반도체 제조장비의 전반적인 수급 관리가 어렵고 반도체 제조장비의 손상량율 증가로 제조 원가가 상승하는 문제점이 발생되었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 초음파 세정조를 이용하므로써 세정시간을 줄일 수 있도록 한다. 따라서 세정공정의 소요시간이 단축되기 때문에 반도체 제조장비의 불량을 줄일 수 있으며, 사용되는 화학약품이 적어지므로 세정액의 폐수처리를 간단하게 할 수 있다.

Claims (9)

1. 반도체 제조장비의 세정공정이 수행되는 세정조(10)와, 상기 세정조(10)에 세정액을 공급하는 세정액 공급라인(18)을 갖는 반도체 제조장비 세정장치에 있어서,

   상기 세정조(10)에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발생장치(44)와;

   상기 초음파 발생장치(44)에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치(40)와;

   상기 세정조(10)에 공급된 세정액의 온도를 측정하는 온도계(32)와;

   상기 세정조(10)에 공급된 세정액의 양을 측정하는 수위 측정센서(34)와;

   상기 온도계(32)로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 설정치와 비교하여 상기 온도 측정치가 설정치보다 높으면, 상기 초음파 발생장치(44)의 전원을 차단하고, 그리고 상기 수위 측정센서(34)로부터 세정액의 양 측정치를 전송받아, 이를 이미 설정된 정치와 비교하여 상기 세정액의 양 측정치가 설정치에 이르면, 상기 세정액 공급라인(18)을 통하여 세정액이 상기 세정조(10)에 설정치만큼 공급되도록 하는 콘트롤러(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 초음파 발생장치(44)는 초음파를 발생하는 전자석(44a)과;

   상기 전자석(44a)으로부터 발생된 초음파를 증폭시키는 진동판(44b)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 진동판(44b)은 SUS 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 세정조(10)는 PVDF 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 세정액의 온도 설정치는 약 70℃ 범위내인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 제조장비 세정장치는, 상기 수위 측정센서(34)와 콘트롤러(16) 사이에 연결된 타이머(36)를 부가하여 상기 수위 측정센서(34)의 오동작시, 이미 설정된 시간 설정치의 범위내에서 상기 콘트롤러(16)가 세정액 공급라인(18)을 제어하여 세정액 공급을 개시하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 타이머(36)의 시간 설정치는 약 60분인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 세정액의 양 설정치는 약 300㎖ 범위내인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 제조장비 세정장치는, 상기 온도계(32)에 연결된 온도표시계(38)를 부가하여 상기 온도계(32)로부터 세정액의 온도 측정치를 전송받아 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비 세정장치.