KR100691496B1 - 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치 - Google Patents

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이선화
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 세정조는 기판이 안착되는 내부 세정조와, 상기 내부 세정조 외부를 둘러싸고 있는 외부 세정조와, 상기 내부 세정조와 외부 세정조 사이의 공간을 상부 및 하나 이상의 하부 공간으로 분리시키기 위한 격벽과, 상기 하부 공간을 통하여 상기 내부 세정조 내에 세정액을 분사하도록 상기 내부 세정조의 벽에 형성된 다수의 분사공으로 구성되어 있다. 상기와 같은 발명은, 세정조 내에서 발생되는 세정액의 와류 현상을 억제할 수 있고, 세정액의 오버 플로우 및 다운 플로우 세정이 가능하도록 세정조를 재구성하여 세정 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
세정조, 와류 현상, 세정 장치, 오버 플로우, 세정액

Description

세정조 및 이를 구비하는 세정 장치{CLEANING BATH AND CLEANING APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 습식 세정 장치를 나타낸 개략 평면도이다.
도 2는 종래의 세정조의 A-A의 단면도이다.
도 3은 종래의 세정조의 B-B의 단면도이다.
도 4는 도 3의 종래 세정조의 유체 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 습식 세정 장치를 나타낸 개략 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 세정조의 C-C의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 세정조의 D-D의 단면도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110: 카세트 12, 112: 로딩부
14, 114: 언로딩부 18, 118: 건조실
22, 122: 세정조 26, 126: 내부 세정조
28, 128: 외부 세정조 36, 136: 펌프
38, 138: 댐퍼 40, 140: 필터
42, 142: 히터 143: 기판 이송부
174a ~ 174g: 밸브 176, 196: 분사공
본 발명은 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정조의 측면부에 분사공을 구성하여, 세정조 내에 오버 플로우 및 다운 플로우가 가능하도록 하는 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 회로 패턴의 디자인 룰이 미세화됨에 따라서, 반도체 장치의 생산과정에서 사용되는 반도체 기판에 생성 또는 부착되는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기물 등에 기인하는 오염이 제품의 수율이나 신뢰성을 주는 영향이 커지고 있으며, 반도체 장치의 제조과정 중 반도체 기판에 부착된 오염 물질을 세정하는 중요성이 더욱 높아지고 있다.
반도체 기판을 세정하는 방법에는, 플라즈마 처리나 자외선 조사 등에 의한 건식(Dry) 세정과, 세정액을 사용하는 습식(Wet) 세정이 있다. 건식 세정은 반도체 프로세스 전체의 건식화가 진행중에 제안된 기술이며, 균일성이 우수하고, 오염물질의 재부착이 적고, 다른 건식 프로세스와의 연속화가 가능하고, 건조가 불필요하다는 등의 이점을 가지고 있다.
그러나 건식 세정은 다량의 오염물 제거에 적합하지 않고, 파티클 제거를 할 수 없으며, 또한 2차 오염의 염려를 완전히 불식할 수 없는 등의 문제를 갖는다. 건식 세정을 적용했다고 하더라도 이후에 습식 세정이나 순수 린스를 하지 않으면 안되는 것이 현상황이다.
이에 반해, 습식 세정은 장치 비용이 낮고, 처리량이 우수하고, 여러 종류의 오염을 동시에 제거 가능하며, 또한 방법에 따라서는 배치 처리나 전후면 동시 세정도 가능하다는 등의 이점을 가지고 있으므로, 현재 반도체 프로세스에서는 이들이 주류를 이루고 있다.
특히 기판에 비해 통상 5배 이상 큰 디자인 룰이 적용되는 축소투영 노광용의 포토마스크 기판의 세정은 대략 습식 세정에 의해 행해지고 있다.
도 1은 종래의 습식 세정 장치를 나타낸 평면도이다. 도면을 참조하면, 세정 장치는 로딩부 및 언로딩부(12, 14)와, 세정 처리실(16)과, 건조실(18)과, 세정액 공급원(24)으로 이루어져 있다.
로딩부 및 언로딩부(12, 14)는 세정 장치의 양쪽 끝단부에 설치되어 있으며, 이들 사이에 다수개의 세정조(22)가 일렬로 늘어선 처리실(16)과, 건조실(18)이 배치되어 있다.
기판 카세트(10)는 세정 전후의 기판을 보관하는 것으로, 카세트(10)는 로딩부(12)를 통해 로딩된 후, 기판이 세정 처리실(16) 내의 세정조로 기판이 이송되면 언로딩부(14)로 세정된 기판을 다시 보관하도록 언로딩부(14)에 보내진다.
즉, 로딩부(12)에서 반입된 카세트(10)의 기판은 (도시되지 않은) 캐리어 암에 의해 처리실(16)로 이동하게 된다. 기판은 처리실(16) 내의 다수의 세정조(22)로부터 세정을 마치고, 건조실(18)에서 건조를 끝낸 후, 언로딩부(14)를 통해 카세트(10)로 반입된다.
세정 장치 후면에는 세정액 공급원(24)이 설치되어, 세정 장치의 세정조(22)로 세정액을 공급하게 된다.
도 2 및 도 3은 종래의 세정조의 A-A와 B-B를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하면, 세정조(22)는 내부 세정조(26)와 외부 세정조(28)로 구성되어 있다.
내부 세정조(26)는 기판을 파지한 캐리어 암을 수용할 수 있는 크기의 형상이고, 내부 세정조(22) 하부에는 분사공(32)이 설치되어 있다. 외부 세정조(28)는 내부 세정조(26) 외부를 둘러싸고 있고, 외부 세정조(28) 하부에는 세정액이 배출될 수 있는 배관(34)이 내부 세정조(26)로 연결된다.
배관(34)에는 순환 펌프(36)와, 댐퍼(38)와, 필터(40)와, 히터(42)가 차례대로 연결되어 내부 세정조(26)로 연결된다. 세정액이 내부 세정조(26)로 공급되면, 세정액은 내부 세정조(26)에서 오버 플로우 되면서 외부 세정조(28)로 흐르게 된다.
외부 세정조(28)에 채워진 세정액은 하부에 위치한 배관(34)을 통해 배출되면서 순환 펌프(36)를 거쳐 가압되고 댐퍼(38)에 유입되어 펌핑시 형성된 세정액의 맥동을 제거한다.
이후, 배관(34)을 통해 흐르는 세정액은 필터(40)에 의해 불순물이 제거되고, 고온의 세정액을 사용하는 공정에서는 히터(42)에 의해 원하는 온도로 승온된 상태에서 내부 세정조(26) 하부를 통해 유입된다. 내부 세정조(26)에 유입된 세정액은 분사공(32)을 통해 기판(29)을 향해 토출된다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 내부 세정조(26)의 하부에는 (일 단면에서) 3개 의 분사공(44)이 설치되어 있다. 분사공(44)을 통해 내부 세정조(26) 상부로 분사하여 기판을 세정하게 된다. 내부 세정조(26)에 유입된 세정액은 상기의 순서로 계속 오버 플로우 되어 순환하게 된다.
하지만, 이러한 종래의 장치에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 세정조(22) 하부에서 유체가 균일하게 공급되기 어렵고, 중력에 반하는 오버 플로우에 의한 유체의 순환이기 때문에 세정조(22) 내부의 일부 영역에서는 유체의 흐름이 정체되는 와류 현상이 나타난다.
도 4는 도 3의 세정 장치에 대한 유체 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 와류 현상에 의한 데드 존(46)이 발생하게 됨을 알 수 있다. 이 같은 와류 현상이 나타나면 기판을 균일하게 세정하기 어렵고, 균일하게 세정하기 위해서는 세정 시간도 길어지게 된다. 또한, 내부 세정조(26)의 세정액은 외부 세정조(28)로 이동하기 어렵다.
따라서, 세정조(22)에서 기판을 세정 및 린스를 할 경우 세정 효율이 저하되고 세정 시간도 길어지게 되므로 세정액 및 순수의 사용량도 증가하게 된다.
특히, 300mm 등 대구경의 기판을 사용하는 경우 세정조(22)의 크기가 커지게 되므로 상기의 문제점에 대한 우려가 더욱 크게 된다. 또한, 보다 확실한 세정 및 린스를 위해서는 세정조(22)에서 기판이 처리되는 시간을 증가시켜야 하기 때문에 공정 시간이 증가되면 그에 따라 제조 단가도 상승하게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 세정조를 이중 구조로 구성하고 측면부에 분사공을 구성하여 와류 현상이 발생하는 문제점을 해결하기 위한 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 세정조 내에서 유체의 오버 플로우 및 다운 플로우가 가능하도록 구성하여 세정 효율을 높일 수 있는 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판을 세정하기 위한 세정조로서, 기판이 안착되는 내부 세정조와, 상기 내부 세정조 외부를 둘러싸고 있는 외부 세정조와, 상기 내부 세정조와 외부 세정조 사이의 공간을 상부 및 하나 이상의 하부 공간으로 분리시키기 위한 격벽과, 세정액이 상기 하부 공간을 통하여 상기 내부 세정조 내에 세정액을 분사하도록 상기 내부 세정조의 벽에 형성된 다수의 분사공으로 구성되어 있다.
상기 분사공은 내부 세정조의 측벽 및 하부에 형성되어 있다. 상기 상부 공간은 상기 내부 세정조에서 오버 플로우된 세정액을 일시 저장하며, 이를 배출하는 배출구가 구비되어 있다.
또한, 세정조는 벽면에 다수의 세정액 분사공이 형성된 내부 세정조와, 상기 내부 세정조의 외측에 구비되어 오버 플로우된 세정액을 일시 저장하는 외부 세정조와, 상기 내부 및 외부 세정조에 세정액을 선택적으로 공급하는 세정액 공급 수단으로 구성되며, 상기 내부 세정조를 통한 오버 플로우 및 외부 세정조를 통한 다 운 플로우를 선택적으로 실시하여 기판을 세정한다.
상기 세정액 공급 수단은 펌프와, 상기 외부 세정조와 펌프를 연결하고 제 1 밸브가 설치된 제 1 배관과, 상기 제 1 밸브 전후에 일단이 연결되고 각각에 제 2 및 제 3 밸브가 설치된 제 2 및 제 3 배관과, 상기 내부 세정조와 펌프 사이를 연결하고 제 4 밸브가 설치된 제 4 배관을 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 배관은 서로 교차되도록 타단이 상기 제 4 밸브의 전후에 연결되어 있다.
세정 장치는 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩부 및 언로딩부와, 본 발명에 따른 세정조를 포함하는 처리실과, 기판을 이송하는 기판 이송부와, 세정액을 공급하기 위한 세정 공급원으로 구성되어 있다.
기판을 세정하기 위한 방법으로는 기판을 내부 세정조 내에 안착시킨 후, 상기 내부 세정조 내에 세정액을 공급하여 외부 세정조로 오버 플로우 시키는 단계와, 상기 외부 세정조 내에 세정액을 공급하여 내부 세정조로 다운 플로우 시키는 단계를 교대로 반복 수행한다.
도 5는 본 발명에 따른 세정 장치를 나타낸 평면도이다. 도면을 참조하면, 세정 장치는 로딩부(112)와, 언로딩부(114)와, 세정 처리실(116)과, 건조 처리실(118)과, 기판 이송부(143)로 구성되어 있다.
로딩부(112)는 세정 장치의 한쪽 끝단부에 배치되고, 기판 카세트(110)가 놓여지는 로더(144)가 수직 배열 설치되고, 로더(144)는 (도시되지 않은) 구동 기구에 의해 승강이 가능하게 되어 있다.
로더(144)는 기판 카세트(110)를 상하로 이동시켜, 뒤에 설명하는 캐리어 암 이 세정 처리될 기판을 카세트(110)에서 빼내는 위치로 카세트(110)를 소정의 선반 상에 오도록 하여 기판이 카세트(110)에서 제거될 수 있게 한다. 카세트(110)에서 기판이 제거되면 빈 카세트(110)는 (도시되지 않은) 카세트(110) 이송 수단에 의해 언로딩부(114)로 이송된다.
또한, 세정 장치의 다른 끝단부에는 기판 카세트(110)가 얹어 놓여지는 언로딩부(114)가 설치되고, 언로딩부(114)에는 언로더(146)가 설치된다. 언로더(146) 또한 (도시되지 않은) 승강 장치에 의해 승하강이 가능하게 되어 있다. 언로더(146)는 기판 카세트(110)를 상하로 이동시켜, 캐리어 암(164)에 의해 세정 처리된 기판을 카세트(110)에 삽입하는 위치로 카세트를 소정의 선반 상에 오도록 하여 세정 처리된 기판이 카세트(110) 내에 삽입될 수 있게 한다.
세정 장치의 상부면에는 카세트(110)를 세정 및 이동하기 위한 (도시되지 않은) 통로가 설치되어 있다. 기판을 로딩 후, 카세트(110)는 세정 장치 상부면을 통해 언로딩부(114)로 옮겨진다.
세정 처리실(116)의 언로더부(114) 쪽으로 건조 처리실(118)이 설치되어 있다. 건조 처리실(118)에는 기판을 건조하기 위한 건조 장치(158)가 배치되어 있다. 건조 장치(158)는 세정 장치의 수직 방향으로 운동하며 세정 처리실(116)에서 세정 및 린스 작업을 마친 기판을 건조시키는 역할을 한다.
로딩부(112)와, 처리실(116)과, 건조실(118)과, 언로딩부(114) 사이에는 셔터(160)가 설치되어 각각을 분리하고 있다.
로딩부(112)와, 처리실(116)과, 건조실(118)과, 언로딩부(114)에 인접하여, 기판 이송부(143)가 설치되어 있다. 기판 이송부(143)는 궤도 레일(162)과 궤도 레일(162) 상부면에 다수개의 캐리어 암(164)이 설치되어 있다. 궤도 레일(162)은 일방향으로 형성되어 있으며, 다수개의 캐리어 암(164)의 이동을 안내하는 역할을 한다.
캐리어 암(164)의 각각은 수평암(166)과, 리프터(168)와 이들을 연결하는 지지대(167)로 구성되어 있다. 수평암(166)은 궤도 레일(162)을 따라 움직이는 역할을 하고, 리프터(168)에는 기판을 파지 및 보유하는 2개의 핑거(169)가 설치된다.
세정 장치 후방에는 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급원(124)이 설치된다. 세정액 공급원(124)으로부터 세정액이 배관(170)을 통해 세정 장치 내의 세정조(122)로 공급되게 된다.
로딩부(112)와 언로딩부(114) 사이에는 세정 처리실(116)이 설치되고, 예를 들어 6개의 세정조(122), 즉 세정액 세정조와 린스조가 처리실(116) 내에 설치된다. 각 세정액 세정조 및 린스조는 로딩부(112)쪽으로부터 교대로 배열되어 순서대로 설치되어 있다. 세정액 세정조 및 린스조는 각각 세정액 세정과 순수로 린스를 담당한다. 각 세정조(122)는 세정 장치의 아래쪽으로 수직으로 뻗어 있으며, 기판을 수직한 상태로 수납하도록 한다.
일반적으로 세정액을 사용한 세정을 행한 후, 순수 린스가 행해지지만, 본 세정 장치에서는 세정액에 의한 세정과 순수에 의한 린스를 한 사이클로 하고, 사이클을 복수회 반복함으로써, 세정 효율을 개선할 수 있다. 또한, 세정액을 흘려 버블링 시켜 세정하므로 더욱 세정효과가 높다.
반도체용 기판 세정액으로는 황산-과산화수소-물(SPM), 암모니아수-과산화수소-물(SC-1), 염산-과산화수소-물(SC-2), 묽은 불소산 등이 있고, 목적에 따라 각 세정액이 단독 또한 조합되어 사용되고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 세정조의 C-C를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하면, 세정조는 내부 세정조(126)와 외부 세정조(128)로 구성되어 있다.
내부 세정조(126)는 기판을 파지한 캐리어 암을 넣을 수 있는 크기의 형상이고, 내부 세정조(126) 하부면에는 외부 세정조(128) 바닥면과의 사이에 공간 즉 바닥부(192)가 형성되어 있다. 내부 세정조(126) 하부에는 분사공(196)이 행과 열을 따라서 복수개 마련되어 있다.
이는 종래에 분사공이 한 열에 복수개 설치하여 분사되도록 하였으나, 분사공에서 세정액이 전면에 분사되지 않는다는 문제점을 있었다. 이에 본 발명에서는 행과 열을 따라 복수개의 분사공(196)을 마련함에 따라, 복수개 기판(129)의 전면에 균일한 분사가 가능하도록 하였다.
외부 세정조(128)는 내부 세정조(126) 외곽을 둘러싸고 있다. 외부 세정조(128) 하부에는 세정액이 흐를 수 있는 배관(134)이 내부 세정조(126)에 연결되어 있다.
좀더 상세하게는, 펌프(136)를 기준으로 외부 세정조(128)와 펌프(136) 사이에 제 1 배관(134a)이 연결되어 있고, 내부 세정조(126)와 펌프(136) 사이에는 제 4 배관(134d)이 연결되어 있다.
제 1 배관(134a)에는 제 1 밸브(174a)가 구비되어 있으며, 제 4 배관(134d) 에는 댐퍼(138)와, 필터(140)와, 히터(142)와, 세 곳으로 나뉘어지는 제 5 배관 내지 제 7 배관(134e~134g)이 연결되어 있다. 제 5 배관 내지 제 7 배관(134e~134g)에는 제 5 내지 제 7 밸브(174e~174g)가 구비되어 있다.
제 1 배관 및 제 4 배관(134a, 134d)에는 제 1 배관 및 제 4 배관(134a, 134d)을 서로 연통시키는 제 2 배관 및 제 3 배관(134b, 134c)이 연결되어 있으며, 제 2 배관 및 제 3 배관(134b, 134c)에는 각각 제 2 및 제 3 밸브(174b, 174c)가 구비되어 있다. 제 1 및 제 7 밸브(174a~174g)는 자동으로 동작이 가능하고, 세정액의 흐름을 제어하는 역할을 한다.
제 5 밸브(174e)는 외부 세정조(128)의 제 2 하부 공간(190b)에 연결되어 있으며, 제 6 밸브(174f)는 외부 세정조(128)의 제 1 하부 공간(190a)에 연결되어 있다. 또한, 제 7 밸브(174g)는 내부 세정조(126) 하부와 연결된다.
펌프(136)는 세정액의 압력을 조절한다. 펌프(136)를 거친 세정액은 댐퍼(138)에 유입되어 펌핑시 형성된 세정액의 맥동을 제거하고, 이후 배관(134)을 흐르는 세정액은 필터(140)에 의해 불순물을 제거한다. 고온의 세정액을 사용하는 공정에서는 히터(142)에 의해 원하는 온도로 승온된 상태에서 내부 세정조(126) 하부를 통해 유입된다.
도 7은 본 발명에 따른 세정조의 D-D 를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하면, D-D 단면이 마주보는 세정조는 내부 세정조(126)와, 외부 세정조(128)와, 격벽(182, 184, 186)과, 분사공(176, 196)으로 구성되어 있다.
내부 세정조(126)의 측벽 및 하부에는 복수개의 분사공(176, 196)이 형성되 어 있다. 분사공(176, 196)은 기판(129)을 향해 세정액을 분사한다.
외부 세정조(128)는 내부 세정조(126)의 외곽을 둘러싸여 형성되어 있으며, 외부 세정조(128)와 내부 세정조(126) 사이의 공간은 제 1 격벽(182)과, 제 2 격벽(184)과, 제 3 격벽(186)으로 이루어진 3개의 격벽에 의해 상부 공간(188)과 하부 공간(190)과 바닥부(192)로 분리된다.
상부 공간(188)에 대응하는 외부 세정조(128)의 하부에는 배출구(193)가 형성되어 내부 세정조(126)에서 상부 공간(188)으로 오버 플로우된 세정액이 배출구(193)를 통해 배출된다.
하부 공간(190)은 제 2 격벽(184)을 통해 제 1 하부 공간(190a)과 제 2 하부 공간(190b)으로 분리된다. 제 1 하부 공간(190a) 및 제 2 하부 공간(190b)의 내부 세정조(126) 측벽에는 분사공(176)이 형성되어 있다. 제 1 하부 공간(190a) 및 제 2 하부 공간(190b)에 대응하는 내부 세정조(128)의 측벽의 분사공(176)은 해당 단면에서 복수개가 형성될 수 있다.
또한, 하부 공간(190)에 격벽을 더 형성하여 복수개의 하부 공간으로 분리할 수도 있다. 제 1 하부 공간(190a)과 제 2 하부 공간(190b)의 하부에는 세정액을 공급받을 수 있는 유입구(194)가 형성되어 있어서, 상부 공간(188)의 상기 배출구(193)에서 배출된 세정액을 공급받는다.
외부 세정조 바닥부(192)는 제 3 격벽(186)에 의해 하부 공간(190)으로부터 분리된다. 외부 세정조 바닥부(192)에는 해당 단면에서 복수개 예를 들어 3개의 분사공(196)이 형성되어 있다. 외부 세정조 바닥부(192)의 분사공(196)은 세정액이 기판(129)의 전체면에 골고루 분사되도록 분사공(196)을 기판(129)을 향하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 외부 세정조 바닥부(192)의 하부에는 세정액을 공급받을 수 있는 유입구(194)가 형성되어 있다. 내부 세정조(126)로부터 외부 세정조 상부 공간(188)의 배출구(193)를 거쳐 불순물이 제거된 세정액이 유입구(194)를 통해 내부 세정조(126) 및 외부 세정조의 하부 공간(190)과 바닥부(192)에 공급된다.
이후, 내부 세정조(126) 측벽 및 하부 분사공(176, 196)을 통해 기판(129)으로 분사되면서 내부 세정조(126) 내의 세정액은 오버 플로우에 의한 순환이 이루어진다.
한편, 내부 세정조(126)의 측벽에 형성된 측벽 분사공(176)이 내부 세정조(126)의 상부를 향하지 않기 때문에 세정액의 흐름을 상부에서 하부로 흐르게 하는 다운 플로우를 이룰 수 있다. 도시된 실시 예와 달리, 내부 세정조(126)와 외부 세정조(128) 사이에 하나의 격벽(182) 만을 설치하여 제 1 및 제 2 하부 공간(190a, 190b)과 바닥부(192)를 하나의 하부 공간으로 통합할 수도 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 세정액의 흐름을 설명한다.
세정액이 오버 플로우 될 경우 제 1 밸브(174a)와, 제 4 밸브(174d)와, 제 5 밸브(174e)와, 제 6 밸브(174f)를 열고, 제 2 밸브(174b)와, 제 3 밸브(174c)를 닫으면, 종래와 같이 정상적으로 오버 플로우에 의한 순환이 이루어진다.
또한, 제 7 밸브(174g)만을 닫으면, 측면 분사공(176)에 의한 기판(129)의 측면 분사만이 가능하고, 제 5 및 제 6 밸브(174e, 174f)만을 닫으면, 기판(129)의 하부 분사공(196)에 의한 세정이 가능하게 된다.
또한, 세정조는 제 5 내지 제 7 밸브(174e ~ 174g)를 제어하면서 기판(129)의 측면 및 하부 분사공(176, 196)에 의해 동시에 분사하여 세정할 수도 있고, 번갈아 가면서 세정도 가능하다.
한편, 세정액이 다운 플로우 될 경우 제 2 밸브(174b)와, 제 3 밸브(174c)와, 제 7 밸브(174g)를 열고, 제 1 밸브(174a)와, 제 4 밸브(174d)와, 제 5 밸브(174e)와, 제 6 밸브(174f)를 닫으면, 내부 세정조(126)의 세정액은 제 7 밸브(174g)를 통해 제 2 밸브(174b)를 거쳐 세정액의 압력을 조절하는 펌프(136)를 거친다.
그 후, 펌프(136)를 거친 세정액은 댐퍼(138)에 유입되어 펌핑시 형성된 세정액의 맥동을 제거한 후, 배관(134)을 따라 흐르는 세정액은 필터(140)에 의해 불순물을 제거하고, 히터(142)에 의해 원하는 온도로 조절된다.
세정액은 제 3 밸브(174c)를 통해 외부 세정조(128)로 유입되고, 내부 세정조(126)로 순환하게 된다. 이는 종래에 오버 플로우에 의한 세정액이 순환할 경우 도 4와 같은 와류 현상이 생기지만, 오버 플로우와 다운 플로우를 반복하여 종래의 와류 현상을 없앰으로써, 세정 효율을 높일 수 있다. 또한, 세정액이나 순수의 사용량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 세정조의 수를 줄이는 것이 가능해져 습식 세정 장치의 가장 큰 단점인 장비 크기를 축소할 수 있다.
다음은 세정 장치를 이용한 처리 동작을 설명한다.
기판이 수납된 카세트(110)가 로딩부(112)에 로딩되면, 제 1 캐리어 암 (164a)은 궤도 레일(162) 위를 수평이동한다. 제 1 캐리어 암(164a)이 로딩부(112) 앞에 위치되면, 제 1 캐리어 암(164a)은 하강된 리프터(168)에 연결되어 있는 핑거(169)로 기판을 파지하여 기판을 수평으로 빼낸다. 이때, 카세트(110)는 세정 장치 상부면에 형성된 (도시되지 않은) 통로를 통해 언로딩부(114)로 이동한다.
다음에 제 1 캐리어 암(164a)은 궤도 레일(162) 위를 통해 첫번째 세정조의 인접 위치까지 이동한다. 또한, 이와 병행하여 처리실(116)의 셔터(160)가 개방되고, 기판이 제 1 캐리어 암(164a)의 핑거(169)에 보호 지지된 상태에서, 처리실(116)로 삽입된다.
세정 공급원(124)으로부터 세정액은 본 발명에 따른 세정조(122)로 유입된다. 유입된 세정액이 내부 세정조(126)에서 외부 세정조의 상부 공간(188)으로 오버 플로우 시켜 외부 세정조 상부 공간(188)에 채워진 세정액은 그의 하부에 위치한 배출구(193)를 통해 배출된다.
세정액은 펌프(136)를 거치면서 가압되고, 댐퍼(138)에 유입되어 펌핑시 형성된 세정액의 맥동이 제거된다. 이후 배관(134)을 통하여 흐르는 세정액은 필터(140)에 의해 불순물을 제거하고 고온의 약액을 사용하는 공정에서는 히터(142)에 의해 원하는 온도로 승온된 상태로 외부 세정조의 하부 공간(190) 및 바닥부(192)를 통해 유입되면서 외부 세정조에 형성된 분사공(176, 196)을 통해 기판(129)을 세정한다.
기판 세정은 제 5 밸브 및 제 6 밸브(174e, 174f)만을 닫은 상태에서 하부 분사공(196)을 통해 기판(129)의 하부면을 세정하는 방법과, 제 7 밸브(174g)만을 닫은 상태에서 측면 분사공(176)을 통해 기판(129)의 측면에서 분사하는 방법과, 제 5 밸브 내지 제 7 밸브(174e ~ 174g)를 동시에 제어하여 기판(129)의 하부 및 측면에서 동시에 분사하는 방법과, 제 5 밸브 내지 제 7 밸브(174e ~ 174g)를 교대로 제어하여 기판(129)의 하부 및 측면에서 교대로 분사하는 방법이 있다.
기판(129)이 세정액 세정조에 침지된 상태에서 제 1 캐리어 암(164a)의 핑거(169)는 기판(129)을 놓은 상태로 원래의 위치, 즉 로딩부(112)로 돌아가 지금까지의 동작을 반복한다. 기판(129)이 세정액 세정조를 거쳐 린스조에 침지된 상태에서 제 2 캐리어 암(164b)이 기판(129)을 파지하여 세정 및 린스를 반복하고, 제 3 캐리어 암(164c)도 세정 및 린스를 반복한다.
세정 처리실(116)에서의 동작이 끝난 후, 마지막에 위치한 제 4 캐리어 암(164a)은 기판(129)을 건조 처리실(118)로 이동시킨다. 건조 처리실(118)의 건조 장치(158)가 세정 장치 아래쪽 수직 방향으로 이동하여 세정 작업을 마친 기판(129)을 건조시킨다. 건조된 기판(129)은 제 5 캐리어 암(164e)에 의해 언로딩부(114)로 옮겨지며, 대기하고 있던 카세트(110)에 기판(129)이 반입되어 공정을 마친다.
상기 세정 장치의 작동은 컴퓨터에 의하여 제어되고, 캐리어 암과, 개폐 기구의 동작 및 처리실 내에서의 세정 또는 건조 처리는 미리 짜여진 소정의 프로그램에 따라 자동적으로 행하여진다.
또한, 본 발명은 반도체 기판만이 아니라, LCD기판, 프린터 기판 등의 세정 장치에도 적용 가능하며, 연속처리하도록 여러개의 처리부를 갖춘 각종 처리 장치 예를 들어 반도체 기판 에칭 장치에도 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세정조 및 이를 구비하는 세정 장치는 세정조 측면부에 분사공을 구성하여 세정조 내에서 발생되는 세정액의 와류 현상을 억제하는 효과가 있다.
또한, 세정액의 오버 플로우 및 다운 플로우 세정이 가능하도록 세정조를 구성하여 세정 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 세정 효율이 향상되므로 세정조의 수를 줄일 수 있어 배치식 습식 세정 장치의 크기를 감소시킬 수 있으며, 제조 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판을 세정하기 위한 세정조로서,
    기판이 안착되는 내부 세정조와,
    상기 내부 세정조 외부를 둘러싸고 있는 외부 세정조와,
    상기 내부 세정조와 외부 세정조 사이의 공간을 상부 및 하나 이상의 하부 공간으로 분리시키기 위한 격벽과,
    세정액이 상기 하부 공간을 통하여 상기 내부 세정조 내에 세정액을 분사하도록 상기 내부 세정조의 벽에 형성된 다수의 분사공
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정조.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 분사공은 내부 세정조의 측벽 및 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 세정조.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 상부 공간은 상기 내부 세정조에서 오버 플로우 된 세정액을 일시 저장하며, 이를 배출하는 배출구가 구비된 것을 특징으로 하는 세정조.
  4. (삭 제)
  5. (삭 제)
  6. 기판을 습식 세정하기 위한 세정 장치에 있어서,
    기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩부 및 언로딩부와,
    청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 따른 세정조를 포함하는 처리실과,
    상기 로딩부, 처리실 및 언로딩부를 따라 기판을 이송하는 기판 이송부와,
    상기 세정조에 세정액을 공급하는 세정 공급원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  7. (삭 제)
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