KR100687503B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 이소프로필 알코올을 이용하여 기판을 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 탈이온수를 수용하며, 상부에 기판 건조에 필요한 IPA 증기를 분사하는 분사부를 갖는 베스와; 상기 베스로 상기 IPA 증기를 공급하는 IPA 증기 공급부를 포함하되; 상기 IPA 증기 공급부는 액체 상태의 IPA 용액을 수용하는 용기; 상기 용기에 수용된 IPA 용액에 초음파 파동을 가해서 상기 IPA 용액을 기화시키는 초음파 진동소자; 및 상기 초음파 진동소자에서 발산되는 초음파 파동에 의해 기화된 IPA 증기를 상기 용기에서 상기 베스로 이동시키는 캐리어 가스 공급부를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 초음파 방식을 통해 IPA 용액을 기화시키고, IPA 농도계를 통해 챔버로 공급되는 IPA 증기의 농도를 피드백함으로써 IPA 기화량을 조절하게 된다. 이러한 과정을 통해 IPA의 일정농도를 신속하게 유지하여 재현성 있는 공정 데이터를 얻을 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR WAFER TRANSACTION}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 건조 장치의 개략적인 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 챔버
120 : 증기 공급부
122 : 용기
124 : 초음파 진동소자
126 : 가열부
140 : 농도 측정부
142 : 제어부
본 발명은 기판의 세정 및 건조 공정에서 사용되는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 이소프로필 알코올을 이용하여 기판을 건조하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체소자의 고집적화에 따라 반도체 제조공정에서 기판의 세정기술은 더욱 다양화되고, 그리고 그의 중요성은 증대되어가고 있다. 특히 미세구조를 갖는 반도체소자의 제조공정에 있어서는 기판의 세정공정후 기판에 부착된 파티클(particles)뿐만 아니라, 정전기, 워터마크(water mark), 라인성 파티클 등은 후속공정에 커다란 영향을 미치게 되기 때문에, 기판의 세정 및 건조 공정의 필요성이 더욱 증대된다.
기판의 세정 및 건조에 사용되는 기판의 처리 장치는 여러 방향으로 발전하였다. 그 중에서 베스에서 기판들을 세정하고, 이소프로필 알코올(isopropyle alcohol : IPA) 등의 건조가스를 이용하여 기판을 건조하는 처리 장치(IPA 건조 장치라고도 함)가 널리 사용되고 있다.
이러한 IPA 건조 장치는 세정 처리된 기판 표면으로 IPA증기를 공급하기 위한 IPA 버블러를 구비한다. 기존의 IPA 버블러는 액체상태의 IPA가 수용된 용기내로 질소가스를 공급하고, 히터를 사용하여 IPA를 가열하는 방식으로, 이렇게 기화된 IPA 증기를 캐리어 가스(N2)와 함께 공정베스로 공급하게 된다. 그러나, 기존의 IPA 버블러는 버블 질소가스 및 캐리어 가스의 양으로 IPA양을 조절하기 때문에 최적으로 IPA 농도를 알 수 없고, 공정 셋업시 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 이처럼, 기존의 IPA 건조 장치는 IPA 농도를 일정하게 유지하기가 힘들기 때문에 재현성 있는 공정 데이터를 얻는데 어려움이 많다.
이에 본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것 으로, 본 발명의 목적은 기판 건조에 사용되는 IPA 농도를 능동적으로 제어하여 유지할 수 있는 새로운 형태의 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 탈이온수를 수용하며, 상부에 기판 건조에 필요한 IPA 증기를 분사하는 분사부를 갖는 베스와; 상기 베스로 상기 IPA 증기를 공급하는 IPA 증기 공급부를 포함하되; 상기 IPA 증기 공급부는 액체 상태의 IPA 용액을 수용하는 용기; 상기 용기에 수용된 IPA 용액에 초음파 파동을 가해서 상기 IPA 용액을 기화시키는 초음파 진동소자; 및 상기 초음파 진동소자에서 발산되는 초음파 파동에 의해 기화된 IPA 증기를 상기 용기에서 상기 베스로 이동시키는 캐리어 가스 공급부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 상기 캐리어 가스에 의해 상기 베스로 공급되는 IPA 증기의 농도를 측정하는 농도 측정부와, 상기 농도 측정부에서 측정된 농도값과 기설정된 농도값을 비교하여 상기 초음파 진동소자의 진동을 조절하여 기화량을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 PA 증기 공급부는 상기 용기내의 IPA 용액을 가열하는 가열부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 초음파 방식을 통해 IPA 용액을 기화시키고, IPA 농도계를 통해 챔버로 공급되는 IPA 증기의 농도를 피드백함으로써 IPA 기화량을 조절할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다.
본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수 있다. 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 각각의 장치는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 개략적으로 도시된 것이다. 또한, 각각의 장치에는 본 명세서에서 자세히 설명되지 아니한 각종의 다양한 부가 장치가 구비되어 있을 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 건조 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판 처리 장치는 마란고니 효과를 이용하여 기판들을 건조하는 장치로서, 본 발명의 기판 처리 장치(100)는 건조공정이 진행되는 챔버(chamber)(110)와, 알코올 증기를 발생시키고, 상기 알코올 증기를 상기 챔버(110)에 공급하는 증기 공급부(120)를 포함한다.
상기 챔버(110)는 상부면이 개방된 베스(112)를 구비한다. 상기 베스(112)는 내부에 상기 기판(w)들을 지지하기 위한 기판 홀더(114)를 가진다. 상기 기판 홀더(114)는 상기 기판(w)들을 상승시키거나 하강시키는 제어기(도시하지 않음)와 접속된다. 이것은 상기 챔버(110)내의 세정액을 드레인시키는 동안, 동시에 상기 챔버(110)내의 상기 기판(w)들을 상승시키기 위한 것이다.
상기 챔버(110)는 상기 배스(112)의 상기 상부 면을 개폐하는 그리고 상기 베스에서 세정된 기판을 건조시키는데 사용되는 알코올 증기를 공급하는 후드(hood;116)를 구비하고 있다. 도시하지 않았지만, 상기 후드(116)는 알코올 증기를 분사하는 분사부를 구비할 수 있다.
상기 알코올은 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol : 이하 'IPA')이고, 상기 세정액은 탈이온수(de-ionized water)인 것이 바람직하다.
상기 증기 공급부(120)는 직육면체 형상의 밀폐된 용기(122)를 갖는다. 상기 용기(122)의 일부는 IPA용액으로 채워져 있다. 상기 용기(122)의 하단에는 적어도 하나 이상의 초음파 진동소자(124)들이 설치된다. 이 초음파 진동소자(124)는 상기 용기(122)에 수용된 IPA 용액에 초음파 파동을 가하여 상기 IPA 용액을 기화시키기 위한 것이다. 한편, 상기 용기(122)의 하단에는 상기 IPA 용액을 일정한 온도로 가열하는 가열부(126)가 설치된다.
상기 용기(122)에는 다수의 공급관들이 연결된다. 상기 증기 공급부(120)는 상기 IPA용액이 증발된 경우, 이를 보충하기 위해 상기 알코올공급원(130)으로부터 상기 용기(122)로 IPA용액을 공급하기 위한 제1공급관(132)과, 상기 용기(122) 내부의 IPA 증기를 상기 챔버(110)의 후드(116)로 공급하기 위한 제2공급관(134)을 갖는다.
상기 증기 공급부(120)는 상기 초음파 진동소자(124)에서 발산되는 초음파 파동에 의해 기화된 IPA 증기를 상기 용기(122)에서 상기 챔버의 후드로 운반하기 위한 캐리어 가스 공급부(136)를 포함한다. 상기 캐리어 가스 공급부(136)는 가스 공급원(136a)과, 상기 제2공급관(134)에 연결되는 제3공급관(136b)을 포함한다. 상기 캐리어 가스는 상기 IPA증기를 상기 챔버(110)의 후드(116)로 운반하는 역할을 한다. 바람직하게는 상기 캐리어가스로 질소가스를 사용한다. 상기 제 3 공급관(136b)을 통해 다량의 질소가스가 분사되면, 상기 IPA증기가 빠르게 상기 챔버(110)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 증기 공급부(120)는 상기 챔버(110)로 공급되는 IPA의 농도를 조절하기 위한 농도측정부(140)와 제어부(142)를 포함한다. 상기 농도측정부(140)는 상기 제2공급관(134)에 설치되어 상기 챔버(110)로 공급되는 IPA 농도를 측정한다. 상기 제어부(142)는 상기 농도측정부(140)에서 측정된 IPA 증기의 농도값과 기설정된 농도값을 비교하여, 상기 초음파 진동소자(124)의 세기를 조절함으로써, 상기 IPA의 기화량을 제어하게 된다. 상기 IPA 증기의 농도는 상기 IPA의 기화량과 비례하게 된다. 상기 IPA의 기화량 조절은 상기 초음파 진동소자의 공급전압을 높이거나 낮추는 것으로 IPA 용액에 가해지는 초음파 파동의 세기 조절을 통해 이루어질 수 있다. 미설명부호 144는 온도센서, 미설명부호 146은 레벨센서이다.
이와 같이, 본 발명은 챔버(110)로 공급되는 IPA 증기의 농도를 측정하고, 그 측정값에 따라 초음파 진동소자(124)를 제어하여 IPA 기화량을 조절함으로써 능동적으로 IPA 증기의 농도를 조절할 수 있다. 또한, 이와는 개별적으로 IPA증기의 운반만을 목적으로 하는 질소가스를 제2공급관(134)으로 공급하는 상기 제 3 공급관(136b)을 구비하므로 IPA증기의 운반속도를 개별적으로 제어 가능하다.
본 발명은 초음파 진동소자를 이용하여 IPA 증기를 생성하고, 농도측정부를 통해 챔버로 공급되는 IPA 증기의 농도를 피드백 받아 초음파 진동소자를 제어하여 기화량을 조절함으로써 최적의 IPA 농도 조절이 가능하다는데 그 특징이 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 초음파 방식을 통해 IPA 용액을 기화시키고, IPA 농도계를 통해 챔버로 공급되는 IPA 증기의 농도를 피드백함으로써 IPA 기화량을 조절하게 된다. 이러한 과정을 통해 IPA의 일정농도를 신속하게 유지하여 재현성 있는 공정 데이터를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 기판 처리 장치에 있어서:
    탈이온수를 수용하며, 상부에 기판 건조에 필요한 IPA 증기를 분사하는 분사부를 갖는 베스와;
    상기 베스로 상기 IPA 증기를 공급하는 IPA 증기 공급부를 포함하되;
    상기 IPA 증기 공급부는
    액체 상태의 IPA 용액을 수용하는 용기;
    상기 용기에 수용된 IPA 용액에 초음파 파동을 가해서 상기 IPA 용액을 기화시키는 초음파 진동소자;
    상기 초음파 진동소자에서 발산되는 초음파 파동에 의해 기화된 IPA 증기를 상기 용기에서 상기 베스로 이동시키는 캐리어 가스 공급부;
    상기 용기의 하단에 구비되어 상기 용기 내의 IPA 용액을 가열하는 가열부를 포함하고,
    상기 기판 처리 장치는
    상기 캐리어 가스에 의해 상기 베스로 공급되는 IPA 증기의 농도를 측정하는 농도 측정부; 및
    상기 농도 측정부에서 측정된 농도값과 기설정된 농도값을 비교하여, 상기 측정된 농도값이 상기 기설정된 농도값보다 낮으면 상기 초음파 진동소자의 공급전압을 상승시키고, 상기 측정된 농도값이 상기 기설정된 농도값보다 높으면 상기 초음파 진동소자의 공급전압을 감소시켜 기화량을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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