KR100920323B1 - 습식세정장치 및 기판처리방법 - Google Patents

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Abstract

기판의 처리 효율을 향상 시킬 수 있으며, 기판의 재오염을 방지할 수 있는 습식세정장치 및 기판처리방법이 개시된다. 습식세정장치는 풉(FOUP)이 로딩 및 언로딩되는 반출입부, 반출입부에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판을 반출하는 제1반출입유닛, 반출된 기판을 처리하는 처리부, 반출입부와 처리부의 출구단을 연결하며 반출입부와 처리부의 출구단 사이에서 상기 풉을 이송하는 이송부, 처리된 기판을 처리부의 출구단으로 이송된 상기 풉 내부에 반입하는 제2반출입유닛을 포함한다.
Figure R1020070106286
풉, 기판, 반출입부, 반출입유닛, 처리부, 이송부

Description

습식세정장치 및 기판처리방법{WET STATION AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 습식세정장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기판의 처리 효율을 향상 시킬 수 있으며, 기판의 재오염을 방지할 수 있는 습식세정장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 리소그래피, 증착 및 에칭 등의 공정을 반복적으로 수행한다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼) 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기물 등이 잔존하게 된다. 이와 같은 오염 물질은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 기판에 잔존된 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행되고, 세정 공정 후에는 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행된다.
이와 같이 기판을 세정하는 방식은 처리 방식에 따라 크게 건식(Dry)세정방식과, 습식(Wet)세정방식으로 구분될 수 있다. 그 중 습식세정방식은 여러 가지 약액이 일정 비율로 혼합된 세정액이 수용된 세정조 내부에 기판을 일정시간 침지시켜 기판을 세정하는 방식을 말한다.
한편, 습식세정장치는 기판의 처리방식에 따라 크게 프론트타입과 사이드타입으로 구분될 수 있다. 그 중 프론트타입 습식세정장치는 처리될 기판이 장비의 일측으로 로딩되고, 처리가 완료된 기판은 장비의 다른 일측으로 언로딩되도록 구성된다. 반면, 사이드타입 습식세정장비는 처리될 기판이 장비의 일측으로 로딩되고, 처리가 완료된 기판은 다시 로딩된 측으로 언로딩되도록 구성된다.
그런데, 종래 프론트타입 습식세정장치는 기판의 로딩 위치와 언로딩 위치가 서로 다르기 때문에 공간활용성이 저하되는 문제점이 있고, 작업 효율성을 일정 이상 향상시키기 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래 사이드타입 습식세정장치는 기판이 풉(FOUP : Front Opening Unified Pod)으로부터 인출된 상태로 장비의 일측에서 다른 일측으로 이송되기 때문에, 기판의 이송 속도를 일정이상 올리기 어렵고, 기판을 흔들림없이 안정적으로 이송하기 어려운 문제점이 있다.
더욱이 종래 사이드타입 습식세정장치에서는 하나의 반출입유닛이 처리될 기판과 세정이 완료된 기판 모두를 취급하기 때문에, 처리될 기판이 반출입유닛에 의해 취급될 시 기판의 오염물질이 반출입유닛으로 전이될 수 있고, 처리가 완료된 기판이 반출입유닛에 의해 취급될 시 반출입유닛으로 전이된 파티클 등에 의해 기판이 재오염되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 기판의 처리 효율을 향상 시키고 기판의 재오염을 방지하기 위한 일부 대책들이 제안되고 있으나 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 기판의 처리 시간을 단축할 수 있으며, 기판의 처리 효율을 향상 시킬 수 있는 습식세정장치 및 기판처리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판의 재오염을 방지할 수 있는 습식세정장치 및 기판처리방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 습식세정장치는 풉(FOUP)이 로딩 및 언로딩되는 반출입부, 반출입부에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판을 반출하는 제1반출입유닛, 반출된 기판을 처리하는 처리부, 반출입부와 처리부의 출구단을 연결하며 반출입부와 처리부의 출구단 사이에서 상기 풉을 이송하는 이송부, 처리된 기판을 처리부의 출구단으로 이송된 상기 풉 내부에 반입하는 제2반출입유닛을 포함한다.
제1반출입유닛 및 제2반출입유닛으로서는 직선이동 및 회전이동 가능한 통상의 로봇이 사용될 수 있으며, 제1반출입유닛 및 제2반출입유닛의 구조 및 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이송부의 구조 및 방식은 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있는 바, 이송부는 순환방식 또는 왕복이동 방식으로 풉을 이송하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 이송부는 반출입부로부터 처리부의 출구단으로 풉을 이송하는 제1이송라인, 처리부의 출구단으로부터 반출입부로 풉을 이송하는 제2이송라인 을 포함하여 구성될 수 있으며, 제1 및 제2이송라인을 통해 순환방식으로 풉이 이송될 수 있다. 경우에 따라서는 단 하나의 이송라인을 통해 반출입부와 처리부의 출구단 사이에서 풉이 왕복이동 방식으로 이송되도록 구성할 수도 있다.
본 발명에 따른 습식세정장치 및 기판처리방법에 의하면, 기판이 풉 내부에 수납된 상태로 장비 내에서 이송될 수 있게 함으로써, 기판이 장비 내에서 보다 빠르게 이송될 수 있게 한다. 따라서, 기판의 처리 시간을 단축할 수 있으며, 기판의 처리 효율을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 기판이 풉 내부에 수납된 상태로 장비 내에서 이송될 수 있기 때문에 흔들림없이 안전하게 이송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 처리될 기판과 처리가 완료된 기판이 각각 해당되는 전용 반출입유닛에 의해 취급될 수 있게 함으로써, 반출입유닛에 의한 기판의 2차 오염을 미연에 방지할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 고안이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 습식세정장치의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 습식세정장치의 구조를 도시한 측면도이다.
도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식세정장치는 반출입부(100), 제1반출입유닛(210), 제2반출입유닛(220), 처리부(300), 이송부(400)를 포함한다.
상기 반출입부(100)는 소정 매수의 기판이 그룹 단위로 수용되는 풉(FOUP : Front Opening Unified Pod)(10)이 로딩 및 언로딩될 수 있도록 제공된다. 즉, 상기 반출입부(100)는 장비 일측에 제공되며, 이 반출입부(100)에서는 처리될 기판(20)이 수용된 풉이 로딩되거나, 처리 완료된 기판(20')이 수용된 풉(10')이 언로딩될 수 있다.
상기 제1반출입유닛(210)은 반출입부(100)에 인접하게 제공되어, 반출입부(100)에 로딩된 풉에서부터 처리될 기판(20)이 반출될 수 있게 한다. 상기 제1반출입유닛(210)으로서는 직선이동 및 회전이동 가능한 통상의 로봇이 사용될 수 있으며, 제1반출입유닛(210)의 구조 및 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 처리부(300)는 풉으로부터 반출한 기판(20)을 세정 및 건조 처리할 수 있도록 제공된다. 이러한 처리부(300)의 구조 및 방식은 요구되는 조건 및 처리환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 처리부(300)는 복수개의 세정조(310) 및 건조챔버(320)를 포함하여 구성될 수 있는 바, 기판의 세정 공정은 여러 가지 약액이 일정 비율로 혼합된 세정액이 수용된 세정조(310) 내부에 기판을 일정시간 침지시킴으로써 구현될 수 있고, 기판의 건조 공정은 기판을 순수(DIW : Distilled Water) 안에서 수직 방향으로 건조챔버(320)로 끌어올림과 동시에 이소프로필 알콜(IPA : Iso-Propyl Alcohol) 및 질소가스를 기판 표면의 기액(氣液)계면 부근에 불어 넣는 것에 의해 마란고니 효과(Marangoni effect)를 발생시킴으로써 구현될 수 있다.
상기 이송부(400)는 반출입부(100)와 처리부(300)의 출구단을 연결하며 반출입부(100)와 처리부(300)의 출구단 사이에서 풉(10')을 이송한다. 즉, 상기 이송부(400)는 반출입부(100)와 처리부(300)의 출구단 사이에 구비되어, 상기 반출입부(100)로부터 처리부(300)의 출구단으로 풉(10)을 이송하거나, 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 언로딩될 풉(10')을 이송한다.
이러한 이송부(400)는 컨베이어와 같이 풉을 운반하기 위한 통상의 운반장치(도시하지 않음)를 포함하며, 순환방식 또는 왕복이동 방식으로 풉을 이송하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 상기 이송부(400)가 반출입부(100)로부터 처리부(300)의 출구단으로 풉(10')을 이송하는 제1이송라인(410), 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 풉(10')을 이송하는 제2이송라인(420)을 포함하여 구성되며, 제1 및 제2이송라인(410,420)을 통해 순환방식으로 풉이 이송되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 단 하나의 이송라인을 통해 반출입부(100)와 처리부(300)의 출구단 사이에서 풉이 왕복이동 방식으로 이송되도록 구성할 수도 있다.
상기 제2반출입유닛(220)은 처리부(300)의 출구단에 인접하게 제공되어, 처리부(300)에서 처리된 기판(20')이 이송부(400)에 의해 처리부(300)의 출구단으로 이송된 풉(10') 내부에 반입될 수 있게 한다. 상기 제2반출입유닛(220)으로서는 직선이동 및 회전이동 가능한 통상의 로봇이 사용될 수 있으며, 제2반출입유닛(220)의 구조 및 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이러한 구성에 의해, 처리될 기판(20)은 제1반출입유닛(210)을 통해 로딩된 풉에서부터 인출되어 처리될 수 있으며, 처리 완료된 기판(20')은 제2반출입유닛(220)을 통해 언로딩될 풉(10') 내부에 수용된 상태로 반출입부(100)로 이송된 후 언로딩될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 풉의 로딩 위치와 언로딩 위치를 동일하게 구성하면서도, 기판이 풉(10') 내부에 수용된 상태로 장비 내에서 이송될 수 있게 함으로써, 기판이 장비 내에서 보다 빠르게 이송될 수 있게 한다. 따라서 기판의 처리 시간을 단축할 수 있으며, 기판의 처리 효율을 향상 시킬 수 있다.
더욱이 본 발명에서는 처리될 기판(20)과 처리가 완료된 기판(20')이 제1반출입유닛(210) 및 제2반출입유닛(220)에 의해 각각 독립적으로 취급될 수 있기 때문에, 처리될 기판(20)을 취급하는 제1반출입유닛(210)에 전이된 오염물질에 의해 처리가 완료된 기판(20')이 재오염되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치를 이용한 기판처리방법을 설명하기로 한다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 기판처리방법은 반출입부(100)에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판(20)을 반출하는 단계, 반출된 상기 기판(20)을 처리부(300)에서 처리하는 단 계, 상기 반출입부(100)로부터 풉(10')을 처리부(300)의 출구단으로 이송하는 단계, 상기 처리부(300)의 출구단으로 이송된 풉(10')에 처리된 기판(20')을 반입하는 단계, 내부에 기판(20')이 반입된 풉(10')을 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 이송시키는 단계를 포함한다.
먼저, 반출입부(100)에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판(20)을 반출한다. 이때, 처리될 기판(20)은 제1반출입유닛(210)을 통해 풉으로부터 반출될 수 있다. 아울러, 상기 반출입부(100)에서는 처리될 기판(20)이 수용된 풉이 로딩될 수 있음은 물론, 처리 완료된 기판(20')이 수용된 풉이 언로딩될 수 있다.
다음, 반출된 기판(20)을 처리부(300)에서 처리한다. 이 단계에서는 풉으로부터 반출된 기판(20)이 처리부(300)의 세정조(310) 및 건조챔버(320)를 순차적으로 통과하며 세정 및 건조 처리될 수 있다.
다음, 반출입부(100)로부터 언로딩될 풉(10')을 처리부(300)의 출구단으로 이송한다. 여기서 언로딩될 풉(10')이라 함은 기판(20)이 이미 반출된 빈 풉(10')으로서 처리 완료된 기판(20')이 수용될 풉을 의미한다. 상기 풉(10')이 이송되는 단계에서 풉(10')은 컨베이어와 같이 풉을 운반하기 위한 통상의 운반장치를 포함하는 이송부(400)를 통해 이송될 수 있다.
아울러 상기 언로딩될 풉(10')이 반출입부(100)로부터 처리부(300)의 출구단 측으로 이송되는 단계에서 풉(10')의 이송 속도는 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 자유롭게 조절될 수 있다. 일 예로, 상기 풉은 기판의 세정 처리가 완료되기 전에 반출입부로부터 처리부의 출구단으로 이송될 수 있으며, 경우에 따라서는 기 판의 처리와 동시에 풉이 이송되도록 하거나 기판의 세정 처리가 완료된 후 풉이 이송되도록 구성할 수도 있다.
다음, 처리부(300)에서 처리가 완료된 기판(20')을 이송부(400)를 통해 처리부(300)의 출구단으로 이송된 풉(10')에 반입한다. 이때 처리 완료된 기판(20')은 전술한 제1반출입유닛(210)과 독립적으로 기판을 취급하는 제2반출입유닛(220)을 통해 언로딩될 풉(10') 내부에 반입될 수 있다. 이와 같이 처리될 기판(20)과 처리가 완료된 기판(20')은 제1반출입유닛(210) 및 제2반출입유닛(220)에 의해 각각 취급될 수 있는 바, 이와 같은 방식은 처리가 완료된 기판이 반출입유닛에 의해 취급될 시 반출입유닛으로 전이된 파티클 등에 의한 기판의 재오염을 미연에 방지할 수 있게 한다. 다시 말해서 제1반출입유닛(210)은 처리될 기판(20)만을 취급하고, 제2반출입유닛(220)은 처리가 완료된 기판(20')만을 취급하기 때문에 제2반출입유닛(220)은 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있으며, 제2반출입유닛(220)에 의한 기판(20')의 2차 오염을 방지할 수 있다.
다음, 처리 완료된 기판(20')이 내부에 반입된 풉(10')은 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 이송되며, 이송된 풉(10')은 반출입부(100)로부터 언로딩된다. 이 단계에서 상기 풉(10')은 컨베이어와 같이 풉을 운반하기 위한 통상의 운반장치를 포함하는 이송부(400)를 통해 이송될 수 있다. 처리된 기판(20')은 풉(10') 내부에 수용된 상태로 이송될 수 있기 때문에, 기판을 직접 외부로 노출시킨 상태로 이송하는 방식에 비해 상대적으로 빠르게 이송될 수 있으며, 흔들림 없이 안정적으로 이송될 수 있다.
한편, 반출입부(100)와 처리부(300)의 출구단 사이에서 이송되는 풉(10')은 순환방식 또는 왕복이동 방식으로 이송될 수 있다. 일 예로, 상기 풉을 반출입부(100)로부터 처리부(300)의 출구단으로 이송하는 단계, 및 상기 풉을 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 이송시키는 단계에서 풉은 각각 서로 다른 이송라인을 따라 이송될 수 있다. 즉, 상기 이송부(400)는 반출입부(100)로부터 처리부(300)의 출구단으로 풉(10')을 이송하는 제1이송라인(410), 처리부(300)의 출구단으로부터 반출입부(100)로 풉(10')을 이송하는 제2이송라인(420)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 풉은(10') 제1 및 제2이송라인(410,420)을 통해 순환방식으로 이송될 수 있다. 경우에 따라서는 단 하나의 이송라인을 통해 반출입부와 처리부의 출구단 사이에서 풉이 왕복이동 방식으로 이송되도록 구성할 수도 있다.
그 후, 반출입부(100)로 이송된 풉은 반출입부(100)에서 언로딩될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 습식세정장치의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 습식세정장치의 구조를 도시한 측면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 반출입부 210 : 제1반출입유닛
220 : 제2반출입유닛 300 : 처리부
400 : 이송부 410 : 제1이송라인
420 : 제2이송라인

Claims (5)

  1. 기판을 수용한 풉(FOUP)이 로딩 및 언로딩되는 반출입부;
    상기 반출입부에 인접하게 제공되며 상기 반출입부에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판을 반출하는 제1반출입유닛;
    상기 제1반출입유닛에 의해 반출된 상기 기판을 처리하는 처리부;
    상기 반출입부와 상기 처리부의 출구단을 연결하며 상기 반출입부와 상기 처리부의 출구단 사이에서 상기 풉을 이송하는 이송부; 및
    상기 처리부에 인접하게 제공되며, 상기 이송부에 의해 상기 처리부의 출구단으로 이송된 풉의 내부에 상기 처리부에 의해 처리된 기판을 반입하는 제2반출입유닛;
    을 포함하는 습식세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송부는, 상기 반출입부로부터 상기 처리부의 출구단으로 상기 풉을 이송하는 제1이송라인, 및 상기 처리부의 출구단으로부터 상기 반출입부로 상기 풉을 이송하는 제2이송라인을 포함하며,
    상기 제1이송라인에 의해 이송되는 풉은 상기 처리부에 의해 처리될 기판이 비워진 빈 풉이고, 상기 제2이송라인에 의해 이송되는 풉은 상기 처리부에 의해 처리된 기판이 채워진 풉인 것을 특징으로 하는 습식세정장치.
  3. 풉이 로딩 및 언로딩되는 반출입부를 갖는 습식세정장치의 기판처리방법에 있어서,
    상기 반출입부에 로딩된 풉으로부터 처리될 기판을 반출하는 단계;
    반출된 상기 기판을 처리부에서 처리하는 단계;
    상기 반출입부로부터 상기 기판이 반출된 풉을 상기 처리부의 출구단으로 이송하는 단계;
    상기 처리부의 출구단으로 이송된 상기 풉에 상기 처리부에서 처리된 기판을 반입하는 단계;
    상기 기판이 반입된 풉을 상기 처리부의 출구단으로부터 상기 반출입부로 이송시키는 단계; 및
    상기 반출입부로 이송된 풉을 언로딩시키는 단계;
    를 포함하는 기판처리방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 풉으로부터 기판을 반출하는 단계 및 상기 풉에 기판을 반입하는 단계에서는 각각 서로 다른 반출입유닛에 의해 기판의 반출입이 이루어지는 기판처리방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 기판이 반출된 풉을 상기 반출입부로부터 상기 처리부의 출구단으로 이송하는 단계, 및 상기 기판이 반입된 풉을 상기 처리부의 출구단으로부터 상기 반출입부로 이송시키는 단계에서는 각각 서로 다른 이송라인을 따라 상기 풉의 이송이 이루어지는 기판처리방법.
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