KR100624083B1 - 반도체 제조에 사용하는 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 표면상에 존재하는 파티클을 포함하는 오염 물질을 제거하기 위한 반도체 제조에 사용하는 세정 장치가 개시된다. 척에 놓여지는 기판을 회전시킨다. 그리고 브러시를 사용하여 상기 기판 표면을 브러싱할 때 상기 기판 표면에 물을 분사한다. 이때 흡입부는 상기 표면으로부터 제거되는 오염 물질을 흡입한다. 상기 기판내에서 이동하는 오염 물질을 제거한다.

Description

반도체 제조에 사용하는 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING IN A SEMICONDUCTOR FABRICATION}
도 1은 반도체 제조에 사용하는 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 세정 장치를 사용하는 세정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조에 사용하는 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 3의 세정 장치를 사용하는 세정을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 척 12 : 브러시
14 : 이송부 16 : 물 분사부
20 : 오염 물질 30 : 흡입부
141 ; 이송 지지대 143 : 모터
161 : 노즐 163 : 물 제공기
301 : 흡입기 303 : 연결 라인
305 : 진공 펌프
본 발명은 세정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전하는 기판 표면을 브러싱(brushing)하여 상기 표면상에 존재하는 파티클을 포함하는 오염 물질을 제거하기 위한 반도체 제조에 사용하는 세정 장치에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 상기 반도체 장치는 파티클을 포함하는 오염 물질에도 심각한 영향을 받기 때문에 상기 반도체 장치를 제조할 때 상기 오염 물질에 대한 관리가 엄격하게 요구되고 있다.
그러나 상기 오염 물질을 관리함에도 불구하고 상기 반도체 장치로 제조하기 위한 기판에 상기 오염 물질이 흡착되는 경우가 빈번하게 발생한다. 따라서 상기 반도체 장치의 제조 전반을 걸쳐 상기 오염 물질을 제거하기 위한 세정을 수행한다. 상기 세정 중에서 반도체 장치를 제조할 때 주로 발생하는 공정성 오염 물질은 케미컬이 수용된 배스(bath)를 사용하여 제거하고, 상기 반도체 장치를 제조하기 위한 설비 자체에서 발생하는 설비성 오염 물질은 주로 스크러버(scrubber)를 사용하여 제거한다.
상기 스크러버를 사용하는 세정은 회전이 가능한 척상에 기판을 올려 놓은 다음 상기 기판 표면에 물을 분사하고, 브러시를 사용하여 회전하는 기판 표면을 브러싱하여 상기 표면에 존재하는 오염 물질을 제거한다.
상기 척 및 브러시를 사용하는 세정에 대한 일 예는 요시타니(Yoshitani et al.) 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,975,098호에 개시되어 있다.
상기 미합중국 특허 제5,975,098호에 의하면, 상기 기판을 브러싱할 때 상기 기판 표면에 물을 고압으로 분사하고, 또한 초음파가 부가된 물을 분사하고, 상기 기판에 진동을 가하기도 한다.
상기 세정을 통하여 상기 오염 물질이 제거되지만, 완전히 제거되지 못하고 상기 기판 표면내에서 상기 물의 공급에 의해 형성되는 수막층을 따라 이동하기도 한다. 때문에 상기 이동하는 오염 물질은 이동한 장소의 기판 표면에 그대로 흡착되기도 한다. 이러한 상황은 기판의 크기가 커질 경우 더욱 빈번하게 발생할 것이다. 이는 상기 오염 물질이 이동하는 면적이 넓어지기 때문이다.
따라서 브러시를 사용하는 세정에서는 오염 물질을 완전히 제거함으로서 상기 오염 물질로 인한 불량이 빈번하게 발생한다. 때문에 반도체 장치에 제조에 따른 신뢰도가 저하되는 문제점이 제기된다.
본 발명의 목적은, 브러시를 사용하여 브러싱을 할 때 기판 표면으로부터 제거되는 오염 물질을 진공을 사용하여 흡입하기 위한 반도체 제조에 사용하는 세정 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정 장치는, 회전이 가능하고, 표면 상에 파티클을 포함하는 오염 물질이 존재하는 기판이 놓여지는 척과, 상기 척상에 놓여지는 기판 상부로 이송한 다음 상기 기판 표면에 면접하게 설치되고, 상기 기판 표면을 브러싱하여 상기 기판 표면으로부터 상기 오염 물질을 제거하기 위한 브러시와, 상기 브러시가 설치되고, 상기 브러시를 상기 표면에 면접되게 이송하기 위한 이송 수단과, 상기 브러싱할 때 상기 표면상에 물을 분사하기 위한 물 분사 수단과, 상기 브러싱에 의해 상기 표면으로부터 제거되는 오염 물질을 흡입하기 위한 흡입 수단을 포함한다.
상기 흡입 수단은 적어도 하나 이상을 설치할 수 있고, 상기 표면 상부에 위치하여 상기 오염 물질을 흡입하는 흡입기, 상기 흡입기에 흡입력을 제공하는 진공 펌프 및 상기 흡입기와 상기 진공 펌프를 연결하는 연결 라인을 포함한다.
이때 상기 흡입 수단은 상기 기판 표면상에 분사되는 물을 주로 흡입한다. 때문에 상기 물과 함께 상기 오염 물질도 흡입할 수 있다. 따라서 상기 브러싱에 의해 상기 오염 물질을 제거할 뿐만 아니라 수막층을 따라 이동하는 오염 물질까지도 제거할 수 있다. 이러한 흡입을 통한 오염 물질의 제거는 대구경화되는 최근의 기판의 세정에 적극적으로 응용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 반도체 제조에 사용하는 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 회전이 가능하고, 기판(W)이 놓여지는 척(10)이 구비되어 있다. 상기 척(10)은 진공을 사용하여 상기 기판(W)을 지지하는 진공척으로 구성되 고, 상기 척(10)은 모터 등과 같은 구동원(도시되지 않음)과 연결되고, 상기 구동원 및 상기 구동원과 연결되는 기어(도시되지 않음) 등의 축변환에 의한 강제력에 의해 회전하도록 구성된다. 그리고 상기 기판(W)은 세정을 하기 위한 기판(W)으로, 표면상에 파티클을 포함하는 오염 물질이 존재한다.
상기 기판(W) 표면을 브러싱(brushing)하여 상기 표면에 존재하는 오염 물질을 제거하는 브러시(12)가 구비되어 있다. 그리고 상기 브러시(12)가 설치되고, 상기 브러시(12)를 상기 척(10)상에 놓여지는 기판(W) 표면에 면접되게 이송하는 이송부(14)가 구비되어 있다. 상기 이송부(14)는 상기 브러시(12)가 설치되는 이송 지지대(141) 및 상기 이송 지지대(141)와 연결되고, 상기 이송을 위한 강제력을 제공하는 모터(143)를 포함한다. 그리고 상기 이송부(14)는 상기 브러시(12)를 사용하여 상기 표면을 브러싱을 할 때 상기 표면을 따라 이송하는 강제력도 제공한다. 이러한 강제력은 상기 모터(143)와 연결되는 기어들에 의한 상기 강제력의 축변환에 의해 상기 브러시(12)에 제공된다.
그리고 상기 브러시(12)를 사용하여 기판(W) 표면을 브러싱할 때 상기 표면에 물을 분사하는 물 분사부(16)가 구비되어 있다. 상기 물 분사부(16)는 상기 물을 분사하는 노즐(nozzle)(161) 및 상기 노즐(161)에 물을 제공하는 물 제공기(163)를 포함한다.
따라서, 상기 기판(W) 표면에 존재하는 오염 물질은 상기 기판(W)에 물을 분사하고, 상기 브러시(12)를 사용하여 기판(W) 표면을 브러싱함으로서 제거한다.
도 2는 도 1의 세정 장치를 사용하는 세정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 브러싱에 의해 제거되는 오염 물질(20)은 상기 회전하는 기판(W)이 제공하는 회전력에 의해 상기 기판(W)으로부터 제거된다. 즉, 상기 오염 물질(20)은 브러싱에 의해 상기 기판(W)으로부터 제거되고, 상기 회전력에 의해 상기 물에 의하여 형성되는 수막층을 따라 이동하여 상기 기판(W)밖으로 떨어짐으로서 제거된다.
그러나 상기 수막층을 따라 이동하는 오염 물질(20)이 상기 기판(W)밖으로 제거되지 못하고, 상기 기판(W)내에서만 이동하는 상황이 빈번하게 발생한다. 이러한 이동하는 오염 물질(20)이 기판(W)에 흡착될 경우 상기 오염 물질(20)로 인한 불량이 발생하기도 한다. 때문에 상기 이동하는 오염 물질(20) 또한 상기 기판(W)으로부터 제거되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조에 사용하는 세정 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 상기 수막층을 따라 이동하는 오염 물질을 흡입하기 위한 흡입부(30)가 구비되어 있다. 상기 흡입부(30)는 상기 표면 상부에 위치하여 상기 오염 물질을 흡입하는 흡입기(301)와, 상기 흡입기(301)에 흡입력을 제공하는 진공 펌프(305)를 포함하고, 상기 흡입기(301)와 상기 진공 펌프(305)를 연결하는 연결 라인(303)을 더 포함한다. 상기 흡입기(301)는 상기 오염 물질을 흡입하여 필터링하는 부재 등으로 구성되고, 상기 흡입기(301)를 통하여 흡입되는 물은 외부로 배출되도록 구성된다. 그리고 상기 흡입부(30)는 필요에 따라 다수개를 설치할 수 있다. 상기 흡입부(30)의 다수개 설치는 대구경화되는 최근의 기판(W) 크기에 대비하 기 위함이다.
도 4는 도 3의 세정 장치를 사용하는 세정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 흡입부(30)를 사용하여 상기 브러싱에 의해 기판(W) 표면으로부터 제거되는 오염 물질(20)을 흡입한다. 그리고 상기 기판(W)의 회전력에 의해 상기 수막층을 따라 이동하는 오염 물질(20)을 흡입한다. 이때 상기 흡입부(30)는 상기 기판(W) 표면에 분사되는 물을 흡입하고, 상기 물을 흡입함으로서 상기 물에 의한 수막층을 따라 이동하는 오염 물질(20)을 흡입한다. 때문에 상기 기판내를 이동하는 오염 물질(20)이 상기 기판(W)에 다시 흡착되는 상황을 최소화할 수 있다.
상기 흡입부(30)는 다수대의 설치 뿐만 아니라 이동이 가능하게 설치할 수 있다. 이러한 이동은 상기 오염 물질(20)을 효율적으로 제거하기 위함이다.
그리고 상기 척(10)을 진동 뿐만 아니라 소정 각으로 기울일 수 있게 구성함으로서 상기 기판(W) 표면에 분사되는 물의 흐름을 용이하게 하여 상기 물에 의한 수막층을 따라 이동하는 오염 물질(20)을 상기 기판(W)밖으로 떨어지게 할 수 있다.
상기 세정 장치를 사용한 세정은 먼저, 세정을 하기 위한 기판(W)을 척(10)상에 올려 놓는다. 이어서, 상기 브러시(12)를 상기 기판(W) 표면에 면접되게 이송시키고, 상기 노즐(161)을 통하여 물을 분사하고, 상기 기판(W)을 회전시킨다. 상기 브러시(12)를 사용한 브러싱을 통해 상기 기판(W) 표면에 흡착되어 있는 오염 물질(20)이 제거된다. 그리고 상기 오염 물질(20)은 상기 회전에 의한 회전력으로 상기 기판(W)밖으로 떨어지거나, 상기 물에 의한 수막층을 따라 이동한다. 이때 상기 흡입부(30)를 사용하여 상기 오염 물질(20)이 포함된 물을 흡입한다. 이와 같이 상기 물을 흡입함으로서 상기 이동하는 오염 물질(20)이 상기 표면에 다시 흡착되지 않고 제거된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 브러싱에 의해 제거되는 오염 물질을 진공을 사용하여 흡입함으로서 기판내에서 이동하는 오염 물질을 제거할 수 있다. 때문에 상기 세정을 통하여 기판 표면에 존재하는 오염 물질은 완전히 제거된다. 따라서 상기 오염 물질로 인한 불량을 최소화함으로서 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 회전이 가능하고, 표면상에 파티클을 포함하는 오염 물질이 존재하는 기판이 놓여지는 척;
    상기 척 상에 놓여지는 기판 상부로 이송한 다음 상기 기판 표면에 면접하게 설치되고, 상기 기판 표면을 브러싱하여 상기 기판 표면으로부터 상기 오염 물질을 제거하기 위한 브러시;
    상기 브러시가 설치되고, 상기 브러시를 상기 표면에 면접되게 이송하기 위한 이송 수단;
    상기 브러시를 사용하여 브러싱할 때 상기 표면상에 물을 분사하기 위한 물 분사 수단; 및
    상기 브러싱에 의해 상기 표면으로부터 제거되는 오염 물질을 흡입하기 위한 흡입 수단을 둘 이상을 포함하되,
    상기 흡입 수단은 상기 표면 상부에 위치하여 상기 오염 물질을 흡입하는 흡입기, 상기 흡입기에 흡입력을 제공하는 진공 펌프 및 상기 흡입기와 상기 진공 펌프를 연결하는 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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