KR100790274B1 - Device for cleaning wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 화학약품을 공급하기 위한 실린더 내부의 불소수지 코팅막의 수축 팽창작용을 완화시켜 그 수명을 연장시킬 수 있도록 된 반도체 웨이퍼 세정설비를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer cleaning apparatus which is capable of alleviating the contraction and expansion of the fluororesin coating film in a cylinder for supplying chemicals and extending its life.

이에 본 발명은 화학약품을 세정설비의 웨이퍼로 공급하기 위해 원통형의 외피, 외피 내주면에 코팅된 불소수지코팅막을 포함하는 실린더와, 상기 실린더의 외피에 형성되고 실린더 내부 불소수지 코팅막으로 연통되는 구멍을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정설비를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a cylinder including a cylindrical outer shell, a fluorine resin coating film coated on an inner circumferential surface of the outer shell to supply chemicals to a wafer of a cleaning facility, and a hole formed in the outer shell of the cylinder and communicating with the inner fluorine resin coating film. It provides a semiconductor wafer cleaning equipment comprising.

실린더, 외피, 코팅막, 구멍, 튜브, 정전용량센서Cylinder, shell, coating film, hole, tube, capacitive sensor

Description

반도체 웨이퍼 세정설비{Device for cleaning wafer}Semiconductor Wafer Cleaning Facility {Device for cleaning wafer}

도 1은 일반적인 반도체 웨이퍼 세정설비를 도시한 개략적인 도면,1 is a schematic diagram showing a general semiconductor wafer cleaning equipment;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 세정설비의 실린더를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a cylinder of a semiconductor wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 : 실린더 14 : 코팅막11: cylinder 14: coating film

15 : 밴드히터 30 : 구멍15: band heater 30: hole

31 : 튜브 32 : 정전용량센서31 tube 32 capacitive sensor

본 발명은 반도체 웨이퍼 세정 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세정용 화학약품을 공급하는 실린더의 내부 부식을 최소화할 수 있도록 된 반도체 웨이퍼 세정설비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer cleaning equipment, and more particularly, to a semiconductor wafer cleaning equipment that can minimize the internal corrosion of the cylinder for supplying cleaning chemicals.

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. 이에 따라 상기 반도체 장치 는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. Accordingly, the manufacturing technology of the semiconductor device has been developed to improve the degree of integration, reliability, and response speed.

이와 같이, 상기 반도체 제조 기술이 발전함에 따라 웨이퍼 상에 여러 가지 화학반응을 유발하여 전기적 물성을 갖는 막 형성 및 회로를 구성하는 미세 패턴 상에 불순물을 제거하는 일련의 공정들이 중요시되고 있다.As such, as the semiconductor manufacturing technology develops, a series of processes for removing impurities on fine patterns constituting a circuit and forming a film having electrical properties by causing various chemical reactions on a wafer are becoming important.

일반적으로 반도체 제조 공정 중에서 이온 주입공정 후 상기 이온 주입의 마스크로 사용한 막들을 제거하는 공정, 습식 식각(Wet Etch)공정 및 세정(Cleaning)공정을 거치게 된다.In general, after the ion implantation process in the semiconductor manufacturing process, a process of removing the films used as a mask for the ion implantation, a wet etching process and a cleaning process are performed.

상기 세정공정은 여러 가지의 장비 형태가 존재하는 데, 여러개의 배스(bath)를 가지고 반송로봇이 웨이퍼를 이동시키면서 진행하는 연속배치방식과 하나의 챔버를 가지고 챔버 내에서 화학약품 공정 후 순수에 의한 세척공정 이어서 건조공정까지 수행하는 베젤(vessel)방식이 있다.The cleaning process has a variety of equipment types, such as a continuous batch method in which the transfer robot moves the wafer with several baths and a single chamber, followed by pure water after chemical processing in the chamber. The washing process is followed by a bezel method that performs the drying process.

상기 연속 배치방식의 경우 각각의 화학약품공정 배스, 초순수 배스, 건조 배스를 각각 독립적으로 가지고 있기 때문에 반송로봇이 웨이퍼를 원하는 배스로 반송하게 된다.In the case of the continuous batch method, each chemical process bath, ultrapure water bath, and dry bath have independent of each other, so that the robot transports the wafer to the desired bath.

그리고 하나의 챔버를 통해 화학약품공정과 초순수 공정 및 건조공정이 모두 진행되는 베젤(vessel)방식의 경우를 살펴보면 다음과 같다.In addition, the case of the bezel method in which both the chemical process, the ultrapure water process, and the drying process are performed through one chamber is as follows.

도 1은 일반적인 베젤방식의 세정설비를 도시한 개략적인 도면으로써 상기한 도면에 의하면 세정설비는 크게 펌핑모듈(10)과 베젤모듈(20)로 구분되며 베젤모듈에서는 웨이퍼(50)가 장착되는 베젤(21)이 설치되어 이 베젤을 통해 화학약품공정 과 초순수공정, 건조공정이 일괄적으로 이루어지게 된다.1 is a schematic view showing a general bezel type cleaning equipment. According to the drawings, the cleaning equipment is divided into a pumping module 10 and a bezel module 20. In the bezel module, a bezel in which the wafer 50 is mounted (21) is installed through this bezel to perform the chemical process, ultrapure water process, drying process in a batch.

상기 베젤은 일측에 개폐부가 설치되어 있어서 베젤 내부에 웨이퍼가 투입되면 베젤이 밀봉된 상태에서 정해진 순서에 의해 공정이 진행된다.The bezel is provided with an opening and closing portion at one side, so that when the wafer is inserted into the bezel, the process proceeds in a predetermined order in a state in which the bezel is sealed.

또한, 도면상 좌측에 도시된 부분은 펌핑모듈(10)을 개략적으로 예시하고 있는 데, 이곳에서는 펌핑 실린더(11)가 설치된다. 상기 실린더는 두 개가 구비되며 내부에는 화학약품이 약 70%정도 채워져 있다.In addition, the part shown on the left side of the drawing schematically illustrates the pumping module 10, in which a pumping cylinder 11 is installed. Two cylinders are provided, and about 70% of the chemicals are filled inside.

상기 실린더는 공정진행을 하지 않을 때에는 두 개의 실린더가 서로 화학약품을 N2를 이용하여 밀어내는 힘에 의해 자체 순환시키게 된다. 즉, 화학약품은 두 실린더 사이를 왕복 이동하게 되는 것이다.When the cylinder is not in process, the two cylinders self circulate by the force pushing each other with N 2 . In other words, the chemical will move back and forth between the two cylinders.

그리고 화학약품공정이 실시되면 두 실린더 사이를 자체 순환하는 화학약품이 다수개의 공압밸브(12) 작동에 의하여 베젤(21)에 장입된 웨이퍼(50)에 투입된다.When the chemical process is performed, chemicals circulating between the two cylinders are introduced into the wafer 50 loaded in the bezel 21 by the operation of the plurality of pneumatic valves 12.

화학약품을 고온으로 사용하기 위하여 상기 실린더의 외주면에는 밴드히터가 장착되어 설정된 온도까지 화학약품의 온도를 상승시키게 된다. In order to use the chemical at a high temperature, a band heater is mounted on the outer circumferential surface of the cylinder to raise the temperature of the chemical to a set temperature.

그런데 상기한 종래의 베젤방식의 세정설비의 경우 화학약품을 공급하기 위한 실린더가 화학약품에 의해 내부가 부식되고 이에 따라 화학약품이 오염되는 문제가 발생된다.By the way, in the case of the conventional bezel type cleaning equipment, a cylinder for supplying chemicals is corroded by chemicals, thereby causing a problem of chemical contamination.

즉, 상기 실린더는 외부는 주철종류의 금속이고 내부에는 강산의 화학약품에 견딜수 있도록 불소수지(poly tetra fluoro ethylene)로 코팅된 구조로 되어 있는 데, 실린더 내부는 밀폐된 공간이기 때문에 장시간 고농으로 사용할 경우 불소수지의 수축, 팽창 작용에 의하여 불소수지의 균열이 발생하게 된다.That is, the cylinder is a cast iron type metal on the outside and is coated with fluorine resin (poly tetra fluoro ethylene) to withstand the chemicals of the strong acid on the inside. In this case, the fluororesin is cracked due to shrinkage and expansion of the fluororesin.

균열이 발생하여 화학약품이 실린더의 금속과 접촉하면 부식이 발생하고 이렇게 오염된 화학약품으로 공정을 진행한 웨이퍼는 정상적인 제품으로 제조될 수 없게 되는 것이다.If a crack occurs and the chemical comes into contact with the metal of the cylinder, corrosion occurs, and the wafer processed with the contaminated chemical cannot be manufactured as a normal product.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 화학약품을 공급하기 위한 실린더 내부의 불소수지 코팅막의 수축 팽창작용을 완화시켜 그 수명을 연장시킬 수 있도록 된 반도체 웨이퍼 세정설비를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to provide a semiconductor wafer cleaning equipment that can extend the life by reducing the expansion and contraction action of the fluororesin coating film inside the cylinder for supplying chemicals Has its purpose.

또한, 본 발명은 실린더의 내부 불소수지 코팅막의 이상 발생시 이를 바로 감지하여 공정사고를 최소화할 수 있도록 된 반도체 웨이퍼 세정설비를 제공함에 또다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a semiconductor wafer cleaning apparatus that can immediately detect the abnormality of the internal fluorine resin coating film of the cylinder to minimize the process accident.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 불소수지 코팅막과 실린더의 외피 내주면 사이에서 발생되는 고열에 의한 팽창 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 함을 그 요지로 한다.In order to achieve the object as described above, the present invention is to enable the expansion of the expansion air by the high temperature generated between the fluororesin coating film and the outer peripheral surface of the outer shell of the cylinder to the outside.

이를 위해 본 발명은 실린더의 외피에 실린더 내부 불소수지 코팅막으로 연통되는 구멍을 형성한 구조로 되어 있다.To this end, the present invention has a structure in which a hole communicating with the inner fluorocarbon resin coating film is formed on the outer shell of the cylinder.

이에 따라 고열에 의해 불소수지 코팅막이 팽창되는 것을 완화시켜 불소수지 코팅막의 균열을 방지하게 되는 것이다.Accordingly, the expansion of the fluororesin coating layer is alleviated by high temperature, thereby preventing cracking of the fluororesin coating layer.

여기서 상기 구멍은 실린더의 외주면을 따라 다수개가 형성됨이 바람직하다.Here, it is preferable that a plurality of holes are formed along the outer circumferential surface of the cylinder.

또한, 본 발명은 상기 구멍에 연결되어 불소수지 코팅막 파손시 구멍을 통해 새나오는 화학용액을 검출하기 위한 검출수단을 더욱 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a detection means connected to the hole for detecting a chemical solution leaking through the hole when the fluororesin coating film breakage.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 반도체 웨이퍼 세정설비를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 세정설비의 실린더를 도시한 단면도이다.1 is a schematic diagram illustrating a general semiconductor wafer cleaning equipment, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cylinder of the semiconductor wafer cleaning equipment according to an embodiment of the present invention.

상기한 도면에 의하면, 세정설비는 실질적인 웨이퍼의 세정공정이 이루어지는 베젤모듈(20)과 베젤모듈(20)로 화학용액을 공급하기 위한 펌핑모듈(10)로 크게 구분되며, 상기 베젤모듈(20)은 내부에 웨이퍼가 적재되어 세정공정을 수행하는 베젤(21)을 포함하며, 상기 펌핑모듈(10)은 내부에 화학용액이 채워져 이를 베젤(21)로 공급하기 위한 두 개의 실린더(11)를 포함하며, 상기 실린더(11)는 공급라인(13)을 통해 상기 베젤(21)과 연결되고 공급라인 상에는 화학용액의 공급을 차단하는 공압밸브(12)가 설치된다.According to the above drawings, the cleaning equipment is largely divided into a bezel module 20 for performing a substantial wafer cleaning process and a pumping module 10 for supplying a chemical solution to the bezel module 20. The bezel module 20 Silver includes a bezel 21 loaded with a wafer to perform a cleaning process, and the pumping module 10 includes two cylinders 11 for filling a chemical solution therein and supplying the same to the bezel 21. The cylinder 11 is connected to the bezel 21 through a supply line 13, and a pneumatic valve 12 is installed on the supply line to block supply of chemical solution.

또한, 상기 실린더(11)는 원통형의 외형을 이루는 주철재질의 외피(14)와, 이 외피(14) 내주면에 도포되어 산성의 화학약품으로부터 내부를 보호하기 위한 불소수지 코팅막(15), 상기 외피(14) 외주면에 설치되어 실린더(11) 내의 화학약품의 온도를 높이기 위한 밴드히터(16)를 포함한다. In addition, the cylinder 11 is formed of a cast iron material outer shell 14 forming a cylindrical shape, the outer surface 14, the fluorine resin coating film 15 for protecting the interior from acidic chemicals, the outer shell (14) A band heater 16 is installed on the outer circumferential surface to increase the temperature of the chemical in the cylinder 11.                     

여기서 본 장치는 상기한 구조의 세정설비에 있어서, 상기 실린더(11)의 외피(14)에 형성되어 실린더(11) 내부 불소수지 코팅막(15)과 외피(14) 내주면 사이로 연통되는 구멍(30)과, 상기 구멍(30)에 연결되어 불소수지 코팅막(15) 파손시 구멍(30)을 통해 새나오는 화학용액을 검출하기 위한 검출수단을 포함한다.Here, in the cleaning equipment having the above-described structure, the hole 30 is formed in the outer shell 14 of the cylinder 11 and communicates between the inner fluorine resin coating film 15 inside the cylinder 11 and the inner circumferential surface of the outer shell 14. And it is connected to the hole 30 includes a detection means for detecting a chemical solution leaking through the hole 30 when the fluororesin coating film 15 is broken.

상기 구멍(30)의 형성 개수에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 실린더(11)의 크기에 따라 변형 가능하고, 구멍(30)의 크기에 대해서도 불소수지 코팅막(15)을 고열에 의해 팽창시키는 팽창 공기가 유통될 수 있는 정도면 가능하다 할 것이다.The number of formations of the holes 30 is not particularly limited, and can be deformed according to the size of the cylinder 11, and the expanded air for inflating the fluororesin coating film 15 by a high temperature also has the size of the holes 30. It will be possible if it can be distributed.

한편, 상기 검출수단은 실린더(11)의 외측에서 상기 구멍(30)에 연결설치되어 구멍(30)으로부터 새나오는 화학약품이 흘러나가는 튜브(31)와, 상기 튜브(31) 일측에 설치되어 화학약품 유무를 검출하기 위한 정전용량센서(32)를 포함한다.On the other hand, the detection means is installed on the outside of the cylinder 11, the tube 31 through which the chemical leaking out of the hole 30 and the tube 31, and one side of the tube 31 is installed It includes a capacitive sensor 32 for detecting the presence of the drug.

이에 따라 불소수지 코팅막(15)이 파손되어 상기 구멍(30)으로 화학약품이 새나오는 경우에는 튜브(31)에 설치된 정전용량센서(32)가 이를 바로 확인하여 알람 등의 경고수단을 작동시킴으로써 작업자는 즉시 후속조치를 취할 수 있게 된다.Accordingly, when the fluorine resin coating film 15 is broken and chemicals leak into the holes 30, the capacitive sensor 32 installed in the tube 31 immediately checks this and operates a warning means such as an alarm. Will be able to follow up immediately.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

실린더(11) 내부의 화학약품은 실린더(11) 외피(14)에 설치된 밴드히터(16)의 작동에 따라 고온으로 가열된다.The chemical inside the cylinder 11 is heated to a high temperature according to the operation of the band heater 16 installed in the outer shell 14 of the cylinder 11.

고온의 화학약품을 공급하는 과정을 반복하면서 실린더(11)의 내주면에 부착된 불소수지 코팅막(15)은 팽창과 수축을 반복하게 된다.The fluororesin coating film 15 attached to the inner circumferential surface of the cylinder 11 is repeatedly expanded and contracted while repeating a process of supplying a high temperature chemical.

즉, 불소수지 코팅막(15)이 밴드히터(16)에 의해 가열되면 코팅막(15)과 외 피(14)의 내주면 사이에 잔존하는 공기가 팽창하게 되고 이에 따라 불소수지 코팅막(15)이 부풀어 오르게 되는 것이다.That is, when the fluororesin coating film 15 is heated by the band heater 16, the air remaining between the coating film 15 and the inner circumferential surface of the outer shell 14 expands, thereby swelling the fluororesin coating film 15. Will be.

여기서 상기와 같이 팽창되는 공기는 본 장치에 따라 실린더(11) 외피(14)에 형성된 구멍(30)을 통해 바로 외부로 빠져나가게 된다. 이에 따라 불소수지 코팅막(15)의 팽창 수축을 완화시킬 수 있게 되는 것이다.In this case, the air that is expanded as described above is discharged directly to the outside through the hole 30 formed in the outer shell 14 of the cylinder 11 according to the present device. Accordingly, the expansion and contraction of the fluororesin coating film 15 can be alleviated.

한편, 불소수지 코팅막(15)의 장시간 사용에 따라 코팅막(15) 일측이 균열되어 화학약품이 새는 경우에는 불소수지 코팅막(15)과 외피(14)의 내주면 사이로 유입된 화학약품은 실린더(11)의 외피(14)에 형성된 구멍(30)을 통해 유출된다.On the other hand, when one side of the coating film 15 cracks due to long-term use of the fluororesin coating film 15 and the chemical leaks, the chemicals introduced between the fluororesin coating film 15 and the inner circumferential surface of the outer shell 14 are cylinders 11. It flows out through the hole 30 formed in the outer shell 14 of.

그리고 구멍(30)에 설치된 튜브(31)를 따라 흘러나가게 되며, 이렇게 튜브(31)를 따라 흘러나가는 화학약품은 튜브(31) 일측에 설치된 정전용량센서(32)에 감지되고 상기 정전용량센서(32)의 감지신호에 따라 알람 등이 작동된다.And it flows out along the tube 31 installed in the hole 30, the chemical flowing out along the tube 31 is detected by the capacitive sensor 32 installed on one side of the tube 31 and the capacitive sensor ( Alarm is activated according to the detection signal of

본 발명은 이상과 같이 상당히 획기적인 기능을 갖는 웨이퍼 세정설비를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.It can be seen that the present invention provides a wafer cleaning apparatus having a significantly innovative function as described above. While exemplary embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and other embodiments may be made by those skilled in the art. Such modifications and other embodiments are all considered and included in the appended claims, without departing from the true spirit and scope of the invention.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정설비에 의하면, 실린더 내부에 코팅된 불소수지 코팅막의 수명을 연장할 수 있게 된다.According to the semiconductor wafer cleaning equipment according to the present invention as described above, it is possible to extend the life of the fluororesin coating film coated inside the cylinder.

또한, 불소수지 코팅막의 균열 발생시 이를 바로 외부에 알림으로써 코팅막에 의한 공정 사고를 최소화할 수 있게 된다.In addition, it is possible to minimize the process accident by the coating film by informing the outside immediately when the crack of the fluororesin coating film occurs.

Claims (3)

화학약품을 세정설비의 웨이퍼로 공급하기 위해 원통형의 외피, 외피 내주면에 코팅된 불소수지코팅막을 포함하는 실린더;A cylinder including a cylindrical outer shell and a fluorine resin coating film coated on an inner circumferential surface of the outer shell to supply chemicals to a wafer of a cleaning facility; 상기 실린더의 외피에 형성되고 실린더 내부 불소수지 코팅막으로 연통되는 구멍을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정설비.And a hole formed in the outer shell of the cylinder and communicating with the in-cylinder fluorine resin coating film. 제 1 항에 있어서, 상기 구멍에 연결되어 불소수지 코팅막 파손시 구멍을 통해 새나오는 화학용액을 검출하기 위한 검출수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정설비.The semiconductor wafer cleaning apparatus according to claim 1, further comprising detection means connected to said hole for detecting a chemical solution leaking through the hole when the fluororesin coating film breaks. 제 2 항에 있어서, 상기 검출수단은 실린더의 외측에서 상기 구멍에 연결설치되어 구멍으로부터 새나오는 화학약품이 흘러나가는 튜브와, 상기 튜브 일측에 설치되어 화학약품 유무를 검출하기 위한 정전용량센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정설비.According to claim 2, wherein the detection means is connected to the hole from the outside of the cylinder and the chemical leaking out of the hole flows out, and the tube is installed on one side of the capacitive sensor for detecting the presence of chemicals Semiconductor wafer cleaning equipment, characterized in that the.
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