KR100991430B1 - 반도체 제조용 매거진 자동세척장치 - Google Patents

반도체 제조용 매거진 자동세척장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조용 매거진 자동세척장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 매거진공급부(10)와, 초음파세척탱크(20)와, 고압분사탱크(30)와, 복수개의 스팀진공탱크(40,41)와, 매거진배출부(50)와, 고압분사탱크(30)와 스팀진공탱크(40)의 사이에 배치되는 대기데크(35)와, 수평가이드부재(80)와, 상기 수평가이드부재(80)에 일정간격을 두고 슬라이드가능하게 배치되는 제1 트랜스퍼기구(61,62,63) 및 제2 트랜스퍼기구(64)와, 순수탱크(3)와, 온수탱크(4.5)와, 온수탱크(4)로부터 공급된 온수를 가압하여 고압분사탱크(30)로 공급하는 고압펌프(6)와, 스팀진공탱크(40)의 스팀라인(42)에 연결되는 증기발생기(9)와, 스팀진공탱크(40)의 진공라인(44)에 연결되는 진공펌프(8)와, 이들을 순차적으로 제어하는 컨트롤러(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 매거진 자동세척장치가 제공된다.

Description

반도체 제조용 매거진 자동세척장치 {Magazine auto cleaning system}
본 발명은 반도체 제조용 매거진 자동세척장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 반도체 웨이퍼 등을 보관하고 운반하는 매거진을 신속하면서도 깨끗하게 세척할 수 있도록 된 효율적인 구조의 반도체 제조용 매거진 자동세척장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 반도체 집적회로의 재료인 웨이퍼나 액정패널 또는 기판과 같이 납작한 제품을 적층보관하거나 운반하기 위해 매거진이라고 칭하는 운반용 캐리어가 사용된다. 이러한 반도체 제조용 매거진은 그 내측면에 형성된 다수의 슬롯에 웨이퍼나 패널 또는 기판을 삽입한 채로, 여러 가지 종류의 약품이 포함된 실내분위기 또는 처리조가 구비된 다수의 챔버로 이루어지는 반도체 제조라인을 반복적으로 통과해야 하므로, 이러한 매거진의 외부면이나 내부에 약액이나 이물질 또는 불순물이 침착되거나 묻게 된다. 따라서 높은 수준의 청결과 순도를 요구하는 반도체 제조라인의 요구조건에 만족시키기 위해 이러한 매거진에 대한 주기적인 세척이 필요하다.
종래에 이러한 매거진용 세척장치는 주로 초음파세척과 행굼과정 및 건조과정을 거쳐서 세척을 수행하는데, 종래에 사용되는 반도체 제조부품용 세척장치는 초음파세척조와 진공건조조를 상하방향으로 서로 착탈가능하게 배치하여 단일의 초음파세척조 내에서 초음파세척과 행굼을 함께 행하고, 이어서 피세척물을 진공건조로로 옮긴 후에 진공건조를 행하는 과정을 통해서 반도체 제조부품의 세척을 행하였는데, 이와 같이 단일의 초음파세척조와 진공건조조를 상하방향으로 직립 배치하는 경우에는 초음파세척단계와 행굼단계 및 진공건조단계가 각각 순차적으로 이루어지면서 어느 한 단계에서는 다른 단계의 세척공정이 수행될 수 없기 때문에 매거진의 세척속도가 늦어지는 문제점이 있었다, 한편, 세척공정의 각 단계별로 별도의 챔버 또는 탱크를 구비하여 각 단계를 동시에 수행함으로써, 세척속도를 높이는 방안을 생각할 수 있으나, 이 경우에는 장치의 크기가 장대하게 되고 공간을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.
또한 종래에는 이러한 반도체 제조 부품을 세척하기 위하여 주로 탄화수소계열의 유기용제를 사용하였는데, 이러한 유기용제는 냄새가 나고 화재의 위험이 있으며 세척후의 잔류하는 유기용제의 허용기준이 점차로 엄격해 짐에 따라 사용이 제한되는 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 반도체 제조 부품의 세척에 따른 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 반도체 제조 부품인 매거진의 세척속도가 빠르면서도 설치공간과 장치의 용량을 줄이면서도 피세척물을 고도로 청결하게 세척할 수 있도록 된 새로운 구조의 반도체 제조용 매거진 자동세척장치를 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명은 세척제로서 유기용제가 아닌 순수(DIW)를 사용할 수 있도록 된 새로운 구조의 반도체 제조용 매거진 자동세척장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 본체(1)의 일단에 배치되며 매거진(2)이 탑재되어 순차 공급되는 매거진공급부(10)와, 상기 매거진공급부(10)에 인접배치되며 내부에 초음파진동자(21)가 내장되는 초음파세척탱크(20)와, 상기 초음파세척탱크(20)의 다음 단에 배치되며 내부에 세척수분사노즐(31)이 구비되는 고압분사탱크(30)와, 상기 고압분사탱크(30)의 다음 단에 배치되며 스팀라인(42)과 진공라인(44)이 각각 연결되는 복수개의 스팀진공탱크(40,41)와, 상기 스팀진공탱크(40,41)의 후단에 배치되며 세척이 완료된 매거진을 순차로 배출하는 매거진배출부(50)와, 상기 고압분사탱크(30)와 상기 스팀진공탱크(40,41) 사이에 배치되며 이송중인 매거진을 일시 보관하여 대기시키는 대기데크(35)와, 본체(1)의 상부에 수평방향으로 배치되는 수평가이드부재(80)와, 상기 수평가이드부재(80)에 일정간격을 두고 슬라이드가능하게 배치되며 상기 매거진공급부(10)와 초음파세척탱크(20) 및 고압분사탱크(30)로부터 피세척물인 매거진(2)을 픽업하여 다음 단계로 이송하도록 하단에 픽업부재(65)가 구비되는 복수개의 픽업기구로 이루어진 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)와, 상기 수평가이드부재(80)에 슬라이드가능하게 배치되며 상기 대기데크(35)로부터 매거진(2)을 픽업하여 각각의 스팀진공탱크(40,41)로 교호로 이송하거나 스팀진공탱크(40,41)로부터 매거진(2)을 픽업하여 매거진배출부(50)로 이송하는 제2 트랜스퍼기구(64)와, 증류수를 보관하는 순수탱크(3)와, 순수탱크(3)로부터 순수를 공급받아 가열하여 각각의 탱크로 공급하는 온수탱크(4,5)와, 상기 온수탱크(4)로부터 공급된 온수를 가압하여 상기 고압분사탱크(30)로 공급하는 고압펌프(6)와, 상기 스팀진공탱크(40)의 스팀라인(42)에 연결되는 증기발생기(9)와, 상기 스팀진공탱크(40)의 진공라인(44)에 연결되는 진공펌프(8)와, 이들을 순차적으로 제어하는 컨트롤러(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 매거진 자동세척장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 컨트롤러(90)는 매거진(2)이 스팀진공탱크(40,41)로 투입되면, 먼저 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 통해 스팀진공탱크(40,41) 내부를 감압시키고, 이어서 진공라인(44)을 차단하고 스팀라인(42)을 개방하여 감압하에서 비등점이 강하된 저온의 스팀을 스팀진공탱크(40,41)로 유입시켜서 스팀샤워를 행하고, 이어서 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 개방하여 감압 분위기에서 저온의 스팀을 증발시켜 건조시키도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 매거진 자동세척장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 매거진공급부(10)와 매거진배출부(50) 사이에 초음파세척탱크(20)와 고압분사탱크(30)를 배치하고, 그 후단에 복수개의 스팀진공탱크(40,41)를 배치하고, 매거진공급부(10)와 고압분사탱크(30) 사이에는 각각 한 피치씩 왕복운동하여 매거진(2)을 이송하는 복수개의 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)를 구비하고, 각각의 스팀진공탱크(40,41)와 매거진배출부(50) 사이에는 제2 트랜스퍼기구(64)에 의해 교호로 매거진을 픽업하여 이송하도록 함으로써, 고압분사탱크(30)에 연결되는 고압펌프(6)와 진공스팀탱크(40,41)에 연결되는 진공펌프(8)의 용량을 줄이면서도, 각각의 세척단계에서의 작업을 하지 못하는 대기시간을 최소화시킬 수 있어서, 장치의 크기와 용량을 줄이면서도 세척시간을 단축하여 세척효율을 높일 수 있다.
또한, 동일한 스팀진공탱크(40,41)에 스팀라인(42)과 진공라인(44)을 동시에 연결함으로써 하나의 탱크 내에서 스팀에 의한 샤워와 감압에 건조를 행할 수 있어서 공간을 절약하고, 세척제로서 유기용제가 아닌 순수를 사용하더라도 감압하에서 순수를 100℃이하의 충분히 낮은 온도에서 끓게 할 수 있어서, 스팀샤워를 하더라도 매거진에 구비되는 각종 부속품이나 단자 등의 열에 의한 변형이나 손상을 억제할 수 있다. 또한 감압 하에서 저온의 스팀을 신속하게 증발 건조시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 개략적 구성을 보여주는 정면도
도 2는 상기 실시예의 개략 평면도
도 3은 상기 실시예의 배관계통도
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 정면도이고, 도 2는 그 평면도이며, 도 3은 그 배관계통도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 본체(1)의 일단의 도입부에 배치되며 직립한 엘리베이터 형상의 매거진공급부(10)와, 이 매거진공급부(10)에 인접배치되는 초음파세척탱크(20)와, 이 초음파세척탱크(20)의 다음 단에 배치되는 고압분사탱크(30)와, 이 고압분사탱크(30)의 다음 단에 배치되는 두 개의 스팀진공탱크(40,41)가 순차적으로 배치되고, 스팀진공탱크(40,41)의 후단에는 직립한 엘리베이터 형태의 매거진배출부(50)가 배치된다. 그리고 본체(1)의 일측에는 컨트롤러(90)가 배치된다.
여기서 매거진(2)이란 반도체 웨이퍼나 기판 등을 운반 및 보관하기 위해 사용되는 캐리어로서, 내부에 다수의 삽입슬롯이 형성되고 각종 테스트를 위한 단자나 각종 부품이 구비될 수 있다.
외부로부터 매거진공급부(10)를 통해 도입된 매거진은 도시안된 로봇암에 의해 인접한 일측의 대기데크(11)에 적재된다. 그리고 이 대기데크(11)의 일측에는 초음파세척탱크(20)가 배치된다. 이 초음파세척탱크(20)에는 초음파진동자(21)가 내장되고, 이 초음파세척탱크(20)를 개폐하는 커버판(22)과, 이 커버판(22)을 개폐구동하는 개폐구동부재(23)를 구비한다. 이 초음파세척탱크(20)에는 순수탱크(3)로부터 공급된 순수를 온수탱크(5)에서 40℃정도로 가열하여 공급한다. 이 초음파세척탱크(20) 내에서 피세척물인 매거진(2)에 부착된 이물질은 초음파 진동에 의해 탈락되거나 탈락되기 쉽도록 그 부착력이 현저히 약화되게 된다.
초음파세척탱크(20)의 다음 단에는 내부에 세척수분사노즐(31)이 구비된 고압분사탱크(30)가 배치된다. 이 고압분사탱크(30)에도 커버판(32)과, 커버판 개폐구동부재(33)가 구비된다. 이 고압분사탱크(30)에는 세척수로서 순수한 물이 저류된 순수탱크(3)로부터 공급된 순수를 온수탱크(4)에서 40℃정도로 가열한 후에, 고압펌프(6)를 거쳐 가압하여 분사시킨다. 이러한 세척수의 고압분사에 의해 매거진(2)에 약하게 부착되어 있던 이물질이 탈락되어 제거된다. 바람직하게는 이 초음파세척탱크(20) 내에는 도시안된 매거진 승강장치가 구비되어 매거진(2)이 분사되는 스프레이에 골고루 노출되도록 한다.
한편, 고압분사탱크(30)의 인접한 일측에는 대기데크(35)가 설치된다. 이 대기데크(35)는 그 전단의 초음파세척공정과 고압분사공정의 한 싸이클의 주기에 비해 이후의 스팀샤워 및 진공건조공정의 한 싸이클의 주기가 길다는 점을 감안하여 장치의 용량이나 부피를 줄이면서도 각 공정의 유휴 대기시간을 최소로 하기 위한 것이다. 일예로, 전 단계에서 한 번에 두 개의 매거진(2)이 처리되는 경우에 이 대기데크(35)에서는 6개의 매거진(2)이 적재될 때가지 대기한 후에 다음 단계로 이송된다.
이 대기데크(35)의 후단에는 복수개, 도시된 실시예에서는 2개의 스팀진공탱크(40,41)가 순차 설치된다. 각각의 스팀진공탱크(40,41)에는 증기발생기(9)에 연결되는 스팀라인(42)과, 진공펌프(8)에 연결되는 진공라인(44)이 각각 연결된다. 진공라인(44) 상에는 열교환기(7)가 접속되어 스팀진공탱크(40,41)로부터 진공라인(44)을 통해 흡입되는 수증기를 응축 제거하도록 한다. 그리고 이 스팀진공탱크(40,41)에는 각각 커버판(46)과 커버판 개폐구동부재(47)가 구비된다.
진공스팀탱크(41)의 일측에는 스팀진공탱크(40,41)에서 처리 완료되어 이송된 매거진(2)을 적재하여 대기시키는 대기데크(51)가 구비되고, 이 대기데크(51)의 일측에는 엘리베이터형태로 이루어져서 매거진(2)을 배출하는 매거진배출부(50)가 배치된다. 대기데크(51)에 적재된 매거진(2)은 도시안된 로봇암에 의해 픽업되어 매거진배출부(50)에 옮겨진 후에 외부로 배출된다.
한편, 본체(1)의 상부에는 수평방향으로 연장되는 수평가이드부재(80)가 배치되고, 이 수평가이드부재(80)에는 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)와 제2 트랜스퍼기구(64)가 각각 배치된다. 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)는 한 피치씩 수평으로 왕복운동하면서 이전 단계의 매거진을 픽업하여 다음 단계로 이송하고 원위치로 복귀하는 세 개의 트랜스퍼기구(61,62,63)로 이루어지며, 그 하단에는 매거진(2)을 물어서 쥐기 위한 픽업부재(65)가 구비된다. 따라서 우측에 배치된 트랜스퍼기구(61)는 대기데크(11)로부터 매거진을 픽업하여 초음파세척탱크(20)로 이송하고, 중앙의 트랜스퍼기구(62)는 초음파세척탱크(20)로부터 고압분사탱크(30)로 이송하며, 좌측의 트랜스퍼기구(63)는 고압분사탱크(30)로부터 대기데크(35)로 이송한다.
한편, 수평가이드부재(80)의 후방에는 제2 트랜스퍼기구(64)가 배치된다. 이 제2 트랜스퍼기구(64)는 단일의 픽업기구로 이루어져서 대기데크(35)에 위치된 매거진을 교호로 각각의 스팀진공탱크(40,41)로 이송공급하거나, 이들 스팀진공탱크(40,41)로부터 매거진을 픽업하여 매거진배출부(50)의 대기데크(51)로 이송한다.
이러한 구조에 따르면, 고압분사탱크(30)에 연결되는 고압펌프(6)와 스팀진공탱크(41,42)에 연결되는 진공펌프(8)의 용량을 크게 하지 않으면서도, 상대적으로 처리시간이 길게 소요되는 스팀진공탱크(40,41)에서의 스팀샤워 및 진공건조에 수반되는 대기시간을 줄일 수 있다. 즉, 제1 스팀진공탱크(40)가 스팀샤워를 하는 동안에 제2 스팀진공탱크(41)는 진공건조를 하도록 제어함으로써, 동일한 스팀진공탱크(40,41)에서 스팀샤워와 진공건조를 행할 수 있어서 설치공간을 절약하고 각 장치의 용량을 줄이면서도 대기시간을 대폭 줄여서 세척속도를 증대하여 효율적인 세척이 가능하게 된다.
이러한 구성을 가진 장치의 동작을 설명하면, 먼저 매거진공급부(10)를 통해 공급된 매거진(2)이 도시안된 로봇암에 의해 대기데크(11)로 옮겨지고, 이를 우측의 제1 트랜스퍼기구(61)로 픽업하여 초음파세척탱크(20)로 이송한다. 그러면 초음파세척탱크(20)에서는 온수탱크(5)에서 공급된 40℃ 정도의 온수 속에서 초음파세척을 행한다. 이때 바람직하게는 초음파세척탱크(20)에도 진공펌프(8)가 연결되어 감압상태에서 초음파세척을 행하면, 내부의 기포가 제거되어 초음파에 의한 세척효율이 증대된다.
이어서, 중앙의 제1 트랜스퍼기구(62)로 픽업하여 고압분사탱크(30)로 이송한다. 여기서 매거진을 승강시키면서 세척수분사노즐(31)을 통해 세척수를 고압으로 분사하여 이물질을 탈락 제거시킨다. 다음에 좌측의 제1 트랜스퍼기구(63)에 의해 매거진을 픽업하여 우측의 대기데크(35)에 적재한다. 이러한 피이송물의 이송동작은 3개의 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)가 동시에 작동되어 각각 전 단계의 피이송물을 다음 단계로 이송하고 후퇴하는 동작을 반복하게 된다.
다음에 대기데크(35)에 놓인 매거진을 단일의 제2 트랜스퍼기구(64)로 픽업하여 선택적으로 제1 스팀진공탱크(40) 및 제2 스팀진공탱크(41)에 번갈아 투입한다. 각각의 스팀진공탱크(40,41)에는 스팀라인(42)을 통해 증기발생기(9)가 연결되고 진공라인(44)을 통해 진공펌프(8)가 연결된다. 컨트롤러(90)는 스팀진공탱크(40,41)에 매거진이 투입되면, 먼저 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 통해 스팀진공탱크(40,41)의 내부를 감압시킨다. 이어서 진공라인(44)을 차단하고 스팀라인(42)을 개방하면 증기발생기(9) 내에서 약 90℃ 이하로 가열되어 있던 온수가 감압분위기에서 끓어서 증기화되어 스팀진공탱크(40,41)로 유입되어 매거진(2)에 접촉되고 약 40℃ 정도의 매거진(2)에 접촉되는 증기는 응축되면서 낙하 배출되어 스팀샤워가 이루어진다. 소정시간이 경과되어 매거진이 약 90℃로 상승되고 스팀샤워가 완료되면 다시 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 개방하면 감압분위기 하에서 매거진에 부착된 수분이 증발되면서 건조가 이루어진다.

Claims (2)

  1. 본체(1)의 일단에 배치되며 매거진(2)이 탑재되어 순차 공급되는 매거진공급부(10)와, 상기 매거진공급부(10)에 인접배치되며 내부에 초음파진동자(21)가 내장되는 초음파세척탱크(20)와, 상기 초음파세척탱크(20)의 다음 단에 배치되며 내부에 세척수분사노즐(31)이 구비되는 고압분사탱크(30)와, 상기 고압분사탱크(30)의 다음 단에 배치되며 스팀라인(42)과 진공라인(44)이 각각 연결되는 복수개의 스팀진공탱크(40,41)와, 상기 스팀진공탱크(40,41)의 후단에 배치되며 세척이 완료된 매거진을 순차로 배출하는 매거진배출부(50)와, 상기 고압분사탱크(30)와 상기 스팀진공탱크(40,41) 사이에 배치되며 이송중인 매거진을 일시 보관하여 대기시키는 대기데크(35)와, 본체(1)의 상부에 수평방향으로 배치되는 수평가이드부재(80)와, 상기 수평가이드부재(80)에 일정간격을 두고 슬라이드가능하게 배치되며 상기 매거진공급부(10)와 초음파세척탱크(20) 및 고압분사탱크(30)로부터 피세척물인 매거진(2)을 픽업하여 다음 단계로 이송하도록 하단에 픽업부재(65)가 구비되는 복수개의 픽업기구로 이루어진 제1 트랜스퍼기구(61,62,63)와, 상기 수평가이드부재(80)에 슬라이드가능하게 배치되며 상기 대기데크(35)로부터 매거진(2)을 픽업하여 각각의 스팀진공탱크(40,41)로 교호로 이송하거나 스팀진공탱크(40,41)로부터 매거진(2)을 픽업하여 매거진배출부(50)로 이송하는 제2 트랜스퍼기구(64)와, 증류수를 보관하는 순수탱크(3)와, 순수탱크(3)로부터 순수를 공급받아 가열하여 각각의 탱크로 공급하는 온수탱크(4,5)와, 상기 온수탱크(4)로부터 공급된 온수를 가압하여 상기 고압분사탱크(30)로 공급하는 고압펌프(6)와, 상기 스팀진공탱크(40)의 스팀라인(42)에 연결되는 증기발생기(9)와, 상기 스팀진공탱크(40)의 진공라인(44)에 연결되는 진공펌프(8)와, 이들을 순차적으로 제어하는 컨트롤러(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 매거진 자동세척장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러(90)는 매거진(2)이 스팀진공탱크(40,41)로 투입되면, 먼저 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 통해 스팀진공탱크(40,41) 내부를 감압시키고, 이어서 진공라인(44)을 차단하고 스팀라인(42)을 개방하여 감압하에서 비등점이 강하된 저온의 스팀을 스팀진공탱크(40,41)로 유입시켜서 스팀샤워를 행하고, 이어서 스팀라인(42)을 차단하고 진공라인(44)을 개방하여 감압 분위기에서 저온의 스팀을 증발시켜 건조시키도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 매거진 자동세척장치.
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