KR100897546B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 세정 장치를 개시한 것으로서, 세정 처리 유닛으로 청정 공기를 공급하는 팬 필터 유닛의 팬과 팬 하우징 사이의 유격 공간으로 공기의 흐름이 역류하는 것을 차단하기 위해 차단 부재가 제공되는 구성을 가진다.

이러한 구성에 의하면, 팬 필터 유닛 내부로 공기의 흐름이 역류하는 것을 차단하여 공기의 역류에 의한 팬의 역회전이나 동작 정지를 방지할 수 있는 기판 세정 장치를 제공할 수 있다.

팬 필터 유닛, 팬, 팬 하우징, 차단 부재, 공기 역류

Description

기판 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 세정 처리하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.

현재 반도체 제조 공정에서 사용되는 세정 방법은 건식 세정(Dry Cleaning)과 습식 세정(Wet Cleaning)으로 크게 나누어지며, 습식 세정은 약액 중에 기판을 침적시켜 화학적 용해 등에 의해서 오염 물질을 제거하는 배스(Bath) 타입의 방식과, 스핀 척 위에 기판을 놓고 기판을 회전시키는 동안 기판의 표면에 약액을 공급하여 오염 물질을 제거하는 스핀(Spin) 타입의 방식으로 나누어진다.

이중 스핀 타입의 방식은 스핀 척이 설치된 세정 챔버 내에서 공정이 진행되 며, 공정이 진행되는 동안 세정 챔버의 상부에 설치된 팬 필터 유닛에 의해 청정 공기가 하강 기류를 형성하며 상부에서 하부로 흐르고, 청정 공기는 배기 부재(미도시)를 통해 배기된다. 이때, 청정 공기의 공급에 의해 세정 챔버의 내부는 대기압 상태인 챔버의 외부보다 수 파스칼 정도 높은 압력을 유지한다.

본 발명은 세정 처리 유닛에 청정 공기를 공급하는 팬 필터 유닛 내부로 공기의 흐름이 역류하는 것을 차단할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 세정 장치는 기판을 세정 처리하는 세정 처리 유닛과; 상기 세정 처리 유닛으로 하강 기류를 형성하여 공기를 공급하는 송풍 부재와; 상기 송풍 부재로 역류하는 공기의 흐름을 차단하는 차단 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 세정 장치에 있어서, 상기 송풍 부재는 상부 및 하부가 개방된 팬 하우징과; 상기 팬 하우징의 내측에 설치되며 상기 팬 하우징의 개방된 상부로부터 하부로 공기를 유동시키는 팬;을 포함하며, 상기 차단 부재는 상기 팬 하우징과 상기 팬 사이의 유격 공간으로 역류하는 공기의 흐름을 차단할 수 있다.

상기 송풍 부재는 상기 팬과 상기 팬 하우징이 내장되는 메인 하우징;을 더 포함하며, 상기 차단 부재는 상기 팬에 의해 형성된 하강 기류가 통과하도록 상기 메인 하우징에 형성된 개구부에 설치될 수 있다.

상기 차단 부재는 상기 팬 하우징과 상기 팬 사이의 상기 유격 공간에 대응하는 환형 플레이트로 제공될 수 있다.

상기 차단 부재의 하면은 오목한 형상의 곡면으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 세정 챔버에 청정 공기를 공급하는 팬 필터 유닛으로 공기가 역류하는 것을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 공기의 역류에 의한 송풍기의 역회전이나 동작 정지를 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 세정 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

( 실시 예 )

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도 및 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 복층 구조의 챔버들을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치(10)는 로딩/언 로딩 유닛(100), 캐리어 이송 유닛(200), 캐리어 테이블(300), 기판 이송 유닛(400) 그리고 세정 처리 유닛(500)을 포함한다.

기판들이 수용된 캐리어(C)가 로딩/언로딩 유닛(100)에 놓인다. 로딩/언로딩 유닛(100)에 인접하게 캐리어 이송 유닛(200)이 배치되고, 캐리어 이송 유닛(200)의 타측 중앙부에는 기판 이송 유닛(400)이 배치된다. 기판 이송 유닛(400)은 캐리어 이송 유닛(200)에 수직한 방향으로 형성된 이송 로봇(430) 이동용 통로(410)를 가진다. 통로(410)의 양측에는 캐리어 테이블(300)과 세정 유닛(500)이 각각 배치된다. 기판 이송 유닛(400)과, 기판 이송 유닛(400)의 양측에 배치된 캐리어 테이블(300) 및 세정 처리 유닛(500)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상층과 하층의 복층 구조로 배치될 수 있다. 이때, 캐리어 이송 유닛(200) 또한 복층 구조의 캐리어 테이블(300)에 대응하도록 복층 구조를 가질 수 있다. 그리고, 캐리어 이송 유닛(200), 캐리어 테이블(300), 기판 이송 유닛(400) 및 세정 처리 유닛(500)의 상부에는 청정 공기가 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 공급하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)(260,460,560)이 각각 제공될 수 있다.

로딩/언로딩 유닛(100)은 캐리어(C)가 놓이는 인/아웃 포트(110)를 가지며, 로딩/언로딩 유닛(100)과 인접한 곳에는 공정 진행을 위해 운반된 캐리어(C) 또는 다음 공정으로 운반될 캐리어(C)가 보관되는 스톡커(Stocker, 120)가 제공될 수 있다. 기판을 수용하는 캐리어(C)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)에 의해 로딩/언로딩 유닛(100)의 인/아웃 포 트(110) 상에 놓인다. 캐리어(C)로는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다.

캐리어 이송 유닛(200)은 로딩/언로딩 유닛(100)에 인접하게 배치되고, 로딩/언로딩 유닛(100)의 인/아웃 포트(110)에 놓인 캐리어(C)를 캐리어 테이블(300)로 이송한다. 캐리어 테이블(300)은 기판 이송 유닛(400)의 통로(410)을 중심으로 서로 마주보도록 통로(410)의 양측에 배치되며, 캐리어 이송 유닛(200)으로부터 전달된 캐리어(C)가 놓인다. 그리고, 캐리어 테이블(300)은 캐리어(C)의 도어를 개방하기 위한 오프너(Opener, 310)를 가진다.

기판 이송 유닛(400)은 캐리어 테이블(300)에 놓인 캐리어(C)로부터 세정 처리될 기판을 세정 처리 유닛(500)으로 이송하거나, 세정 처리 유닛(500)에서 세정 처리된 기판을 캐리어 테이블(300)에 놓인 캐리어(C)로 이송한다. 기판 이송 유닛(400)은 캐리어 이송 유닛(200)의 중앙부에 수직한 방향으로 형성된 통로(410)를 가진다. 통로(410)의 내측에는 통로(410)의 길이 방향을 따라 이송 가이드(420)가 설치되고, 세정 처리 유닛(500)에 기판을 반출입하는 이송 로봇(430)이 이송 가이드(420)에 의해 안내되어 통로(410)의 길이 방향을 따라 이동한다. 또한, 이송 로봇(430)은 복층 구조로 배치된 세정 처리 유닛(500)에 대응하도록 수직 가이드(미도시)에 의해 안내되어 상하 방향으로 이동할 수 있다.

세정 처리 유닛(500)은 기판 이송 유닛(400)의 통로(410) 양측에 나란하게 배치된 복수 개의 세정 챔버들(500a,500b,500c,500d)을 가진다. 예를 들어, 세정 챔버들(500a,500b,500c,500d)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 이송 유닛(400)의 통로(410) 양측에 2 개씩 4 개가 한 층을 이루도록 배치될 수 있다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 구조로 배치된 세정 챔버들(500e,500f)이 다른 하나의 층을 이루며 복층 구조로 배치될 수 있다.

도 4는 도 3의 세정 챔버들 중 어느 하나의 세정 챔버를 확대하여 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 세정 챔버(500c)는 기판이 놓이며 회전 가능한 기판 지지 부재(510)와, 기판 지지 부재(510)에 놓인 기판으로 세정액을 공급하는 약액 공급 부재(520) 및 기판 지지 부재(510)의 둘레에 배치되는 약액 회수 부재(530)를 포함한다. 약액 공급 부재(520)로부터 회전하는 기판상으로 세정액이 공급되고, 세정액에 의해 기판이 세정 처리되며, 기판의 세정 처리에 사용된 세정액은 약액 회수 부재(530)를 통해 회수된다.

세정 챔버(500c)에서 공정이 진행되는 동안 세정 챔버(500c)의 상부에 설치된 팬 필터 유닛(560)에 의해 청정 공기가 하강 기류를 형성하며 상부에서 하부로 흐르고, 청정 공기는 배기 부재(미도시)를 통해 배기된다.

도 5는 도 4의 팬 필터 유닛(560)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 송풍 부재 및 차단 부재의 동작 상태를 보여주는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 팬 필터 유닛(560)은 송풍 부재(561)와 필터 부재(569)를 포함한다. 송풍 부재(561)는 하강 기류를 형성하여 세정 챔버(500c) 내로 청정 공기를 공급하고, 필터 부재(569)는 송풍 부재(561)로부터 세정 챔버(500c)로 공급되는 공기 중의 미세 먼지를 필터링한다.

송풍 부재(561)는 메인 하우징(562)을 가진다. 메인 하우징(562)의 내측에는 팬(563)이 내장된 팬 하우징(564)이 설치되고, 메인 하우징(562)에는 팬(563)에 의해 강제 유동하는 공기가 메인 하우징(562)의 외부로 흐를 수 있도록 개구부(562a)가 형성된다. 팬 하우징(564)은 상부 및 하부가 개방된 형상을 가지고, 팬(563)은 팬 하우징(564)의 내측에 설치되어 팬 하우징(564)의 개방된 상부로부터 하부로 공기를 강제 유동시킨다. 팬(563)에 의해 강제 유동하는 공기는 하강 기류를 형성하며, 메인 하우징(562)의 개구부(562a)를 통해 세정 챔버(500c)로 공급된 후 배기 부재(미도시)를 통해 배기된다. 이때, 배기 부재(미도시)를 통해 배기되는 공기의 유량은 송풍 부재(561)를 통해 공급되는 공기의 유량보다 적게 유지된다. 이는 세정 챔버(500c)의 내부를 대기압 상태인 챔버의 외부보다 수 파스칼(Pa) 정도 높은 압력으로 유지하기 위함이다.

그런데, 이와 같은 방법으로 세정 챔버(500c)의 내부가 일정 압력으로 유지되면, 세정 챔버(500c) 내의 공기가 송풍 부재(561)로 역류할 수 있다. 공기가 송풍 부재(561)로 역류하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 역류된 공기가 메인 하우징(562)의 개구부(562a)를 통해 팬(563)과 팬 하우징(564) 사이의 유격 공간(P)으로 유입된다. 팬(563)과 팬 하우징(564) 사이의 유격 공간(P)으로 공기가 역류되면, 역류된 공기에 의해 팬(563)이 역 방향으로 회전하거나 동작이 정지되도록 힘이 작용할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에는 역류된 공기가 팬(563)과 팬 하우징(564) 사이의 유격 공간(P)으로 흐르는 것을 차단하도록 차단 부재(566)가 제공된다.

차단 부재(566)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 팬(563)과 팬 하우징(564) 사이의 유격 공간(P)에 대응하는 환형 플레이트로 제공될 수 있으며, 메인 하우징(562)의 개구부(562a) 외 측에 설치된다. 차단 부재(566)는 세정 챔버(500c)의 내부 압력에 의해 송풍 부재(561)로 역류하는 공기가 팬(563)과 팬 하우징(564) 사이의 유격 공간으로 유입되는 것을 차단함으로써, 역류된 공기에 의한 팬(563)의 역회전이나 동작 정지를 미연에 예방할 수 있다. 그리고, 차단 부재(566)의 하면(566a)은 오목한 형상의 곡면으로 이루어질 수 있다. 차단 부재(566)의 하면(566a)이 오목한 곡면 형상을 가지면, 도 6에 도시된 바와 같이, 역류하는 공기가 곡면 형상을 따라 아래 방향으로 유도될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 세정 챔버(500c)의 일 측 측벽(502)에는 기판이 반출입되는 제 1 개구부(501)가 형성되고, 제 1 개구부(501)와 마주보는 타 측의 측벽(504)에는 챔버(500)의 유지 보수를 위한 제 2 개구부(503)가 형성된다. 제 2 개구부(503)는 공정 진행 시에는 닫혀 있고, 유지 보수 작업의 진행을 위해 도어 부재(540)에 의해 개폐된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해 석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 평면도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 측면도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치에서 복층 구조의 챔버들을 보여주는 도면,

도 4는 도 3의 세정 챔버들 중 어느 하나의 세정 챔버를 확대하여 보여주는 도면,

도 5는 도 4의 팬 필터 유닛의 사시도,

도 6은 도 5의 송풍 부재 및 차단 부재의 동작 상태를 보여주는 도면,

도 7은 종래의 송풍 부재의 동작 상태를 보여주는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 로딩/언로딩 유닛 200 : 캐리어 이송 유닛

300 : 캐리어 테이블 400 : 기판 이송 유닛

500 : 세정 처리 유닛 560 : 팬 필터 유닛

561 : 송풍 부재 563 : 팬

564 : 팬 하우징 566 : 차단 부재

Claims (13)

1. 기판을 세정 처리하는 세정 처리 유닛과;

   상기 세정 처리 유닛으로 하강 기류를 형성하여 공기를 공급하는 송풍 부재와;

   상기 송풍 부재로 역류하는 공기의 흐름을 차단하는 차단 부재를 포함하되,

   상기 송풍 부재는 상부 및 하부가 개방된 팬 하우징과, 상기 팬 하우징의 내측에 설치되며 상기 팬 하우징의 개방된 상부로부터 하부로 공기를 유동시키는 팬을 포함하고,

   상기 차단 부재는 상기 팬 하우징과 상기 팬 사이의 유격 공간으로 역류하는 공기의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 송풍 부재는 상기 팬과 상기 팬 하우징이 내장되는 메인 하우징;을 더 포함하며,

   상기 차단 부재는 상기 팬에 의해 형성된 하강 기류가 통과하도록 상기 메인 하우징에 형성된 개구부에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 차단 부재는 상기 팬 하우징과 상기 팬 사이의 상기 유격 공간에 대응하는 환형 플레이트로 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 차단 부재의 하면은 오목한 형상의 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
6. 팬과, 상기 팬이 내장되는 팬 하우징을 가지는 송풍 부재;

   상기 팬과 상기 팬 하우징 사이의 유격 공간으로 역류하는 공기의 흐름을 차단하는 차단 부재; 및

   상기 송풍 부재에 의해 송풍되는 공기를 여과하는 필터 부재

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 차단 부재는 링 형상의 플레이트로 제공되고, 상기 유격 공간으로의 공기 흐름의 역류를 차단하도록 상기 팬 하우징의 공기가 송풍되는 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 링 형상의 차단 부재의 내측 반경은 상기 팬의 회전 반경에 대응되고,

   상기 링 형상의 차단 부재의 외측 반경은 상기 팬 하우징의 송풍구의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 차단 부재의 하면은 오목한 형상의 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 팬 필터 유닛.
10. 기판이 놓이는 기판 지지 부재;

    상기 기판 지지 부재에 놓인 기판으로 세정액을 공급하는 약액 공급 부재;

    상기 기판 지지 부재의 둘레에 배치되며, 상기 기판의 세정 처리에 사용된 세정액을 회수하는 약액 회수 부재; 및

    상기 기판 지지 부재의 상부에 제공되며, 상기 기판 지지 부재를 향해 하강 기류를 형성하여 공기를 공급하는 팬 필터 유닛을 포함하되,

    상기 팬 필터 유닛은,

    팬과, 상기 팬이 내장되는 팬 하우징을 가지는 송풍 부재;

    상기 팬과 상기 팬 하우징 사이의 유격 공간으로 역류하는 공기의 흐름을 차단하는 차단 부재; 및

    상기 송풍 부재에 의해 송풍되는 공기를 여과하는 필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 차단 부재는 링 형상의 플레이트로 제공되고, 상기 유격 공간으로의 공기 흐름의 역류를 차단하도록 상기 팬 하우징의 공기가 송풍되는 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 링 형상의 차단 부재의 내측 반경은 상기 팬의 회전 반경에 대응되고,

    상기 링 형상의 차단 부재의 외측 반경은 상기 팬 하우징의 송풍구의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 차단 부재의 하면은 오목한 형상의 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.

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