KR101132294B1 - 케미컬 배기 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

케미컬 배기 장치는 배기 덕트 및 정제 기구를 포함한다. 배기 덕트는 연무(fume) 상태의 케미컬을 외부로 배기한다. 정제 기구는 배기 덕트의 케미컬이 배기되는 경로 상에 설치되며, 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 정제수를 통해 제거하기 위하여 배기하는 케미컬이 정제수를 통과하도록 구성된다. 따라서, 연무 상태의 케미컬로부터 미립자를 제거할 수 있다.

Description

케미컬 배기 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{APPARATUS FOR DISCHARGING A CHEMICAL AND APPARATUS FOR PROCESSING A WAFER}

본 발명은 케미컬 배기 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 기판을 처리하는데 사용한 연무 상태의 케미컬을 배기하는 장치 및 이를 포함하여 실질적으로 상기 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 집적 회로 소자 중의 하나인 반도체 소자는 실리콘(silicon)을 기초로 한 웨이퍼(wafer)와 같은 기판으로부터 제조된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 상기 기판을 대상으로 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 수행하여 제조될 수 있다.

상기와 같은 공정들 중 식각 및 세정 공정은 일 예로, 상기 기판을 공정 챔버 내에 배치시킨 다음, 상기 식각 및 세정 공정에 따른 케미컬을 케미컬 분사부를 통해 상기 기판에 분사함으로써, 진행될 수 있다.

이때, 상기 공정 챔버 내의 상부에는 상기 케미컬을 하부로 유도하기 위하여 질소(N2)와 같은 가스를 하부 방향으로 제공하는 가스 공급부가 설치된다.

이에, 상기 케미컬은 실질적으로 상기 가스로 인해 연무(fume) 상태로 상기 기판을 처리하게 된다. 또한, 상기 공정 챔버의 하부에는 상기 연무 상태의 케미컬을 외부로 배기하기 위한 배기 덕트가 연결된다.

이에, 상기 배기 덕트는 상기 배기되는 케미컬에 포함되어 있는 미립자로 인해 상기 배기 덕트를 일정 기간 사용 후 교환해야 할 필요성이 있다.

본 발명의 목적은 연무(fume) 상태의 케미컬을 배기시킬 때 상기 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 제거할 수 있는 케미컬 배기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 케미컬 배기 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 케미컬 배기 장치는 배기 덕트 및 정제 기구를 포함한다.

상기 배기 덕트는 연무(fume) 상태의 케미컬을 외부로 배기한다. 상기 정제 기구는 상기 배기 덕트의 상기 케미컬이 배기되는 경로 상에 설치되며, 상기 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 정제수를 통해 제거하기 위하여 상기 배기하는 케미컬이 상기 정제수를 통과하도록 구성된다.

여기서, 상기 배기 덕트는 상기 정제 기구를 기준으로 상기 케미컬이 배기되는 방향을 따라 제1 및 제2 덕트들로 구분될 수 있다. 이에, 상기 정제 기구는 상기 제1 및 제2 덕트들 사이에 연결되며 내부에 상기 제1 덕트로부터 배기되는 케미컬이 통과되도록 상기 정제수가 채워진 수조를 포함할 수 있다.

이럴 경우, 상기 제1 덕트의 단부는 상기 정제수에 담가진 상태로 상기 수조에 연결될 수 있고, 상기 제2 덕트의 단부는 상기 정제수의 상부에 노출된 상태로 상기 수조에 연결될 수 있다.

한편, 상기 제1 덕트에는 상기 케미컬을 상기 수조로 배기시키기 위한 펌프 팬이 장착될 수 있다. 또한, 상기 수조의 내부에는 상기 케미컬이 통과한 정제수의 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 장착될 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버, 케미컬 분사부, 가스 공급부, 배기 덕트 및 정제 기구를 포함한다.

상기 공정 챔버의 내부에는 기판이 놓여진다. 상기 케미컬 분사부는 상기 공정 챔버 내에서 상기 기판의 상부에 배치되며, 상기 기판에 케미컬을 분사하여 상기 기판을 처리한다.

상기 가스 공급부는 상기 공정 챔버의 내에서 상기 케미컬 분사부의 상부에 설치되어 상기 케미컬을 상기 기판으로 가이드하면서 상기 케미컬을 연무(fume) 상태로 변화시킨다.

상기 배기 덕트는 상기 연무 상태의 케미컬을 외부로 배기시키기 위하여 상기 공정 챔버의 하부로부터 외부로 연장된다. 상기 정제 기구는 상기 배기 덕트의 상기 케미컬이 배기되는 경로 상에 설치되며, 상기 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 정제수를 통해 제거하기 위하여 상기 배기하는 케미컬이 상기 정제수를 통과하도록 구성된다.

이러한 케미컬 배기 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 따르면, 연무(fume) 상태의 케미컬을 배기하는 배기 덕트에 상기 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 정제수를 통해 제거할 수 있는 정제 기구를 설치함으로써, 상기 배기 덕트를 장시간 사용할 경우에도 상기 미립자로 인해 상기 배기 덕트를 교환해야 할 필요성을 배제시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 배기 덕트의 교환에 따른 유지 보수 비용이 절감될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 정제 기구를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 배기 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는 공정 챔버(100), 케미컬 분사부(200), 가스 공급부(300), 배기 덕트(400) 및 정제 기구(500)를 포함한다.

상기 공정 챔버(100)는 기판(W)을 처리하기 위한 공간을 제공한다. 여기서, 상기 기판(W)은 반도체 소자를 제조하는데 사용되는 실리콘 재질의 웨이퍼(wafer)일 수 있다. 이와 달리, 상기 기판(W)은 디스플레이 소자를 제조하는데 사용되는 유리판일 수 있다. 이러한 기판(W)은 상기 공정 챔버(100) 내의 하부에 배치된 척(110)에 놓여진다.

상기 케미컬 분사부(200)는 상기 공정 챔버(100) 내에서 상기 기판(W)의 상부에 배치된다. 상기 케미컬 분사부(200)는 케미컬(C)을 상기 척(110)에 놓여진 기판(W)에 분사하여 상기 기판(W)을 처리한다.

여기서, 상기 케미컬(C)은 상기 기판(W)을 대상으로 식각 공정 또는 세정 공정을 진행하고자 할 경우 산성 물질인 황산(H2SO4), 염산(HCl), 불산(HF)등과 알칼리성인 암모니아 용액(NH3) 등을 포함할 수 있다.

이때, 상기 케미컬 분사부(200)가 상기 케미컬(C)을 상기 기판(W)의 중심 부위에 한정하여 분사할 경우, 상기 척(110)은 상기 기판(W)이 균일하게 처리되도록 회전력이 전달되도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 공정 챔버(100)의 내부에는 상기 케미컬(C)의 종류에 따라 그 노출되는 공간을 구분 짓기 위해 다수의 격벽(120)들이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 격벽(120)들은 상기 척(110)의 주위에서 다단 형태로 배치될 수 있다.

이에, 상기 다단 형태의 격벽(120)들 사이에서 상기 기판(W)을 수직 방향으로 이동시키기 위하여 상기 척(110)은 하부에 실린더(cylinder)와 같은 이송 기구(미도시)에 연결되어 상하 방향으로 이동할 수 있다.

상기 가스 공급부(300)는 상기 공정 챔버(100)의 상기 케미컬 분사부(200) 상부에 설치된다. 구체적으로, 상기 가스 공급부(300)는 상기 공정 챔버(100)의 상부벽(130)에 설치될 수 있다.

상기 가스 공급부(300)는 상기 케미컬 분사부(200)로부터 분사되는 케미컬(C)을 상기 기판(W)으로 가이드하기 위하여 질소(N2)와 같은 가스(G)를 하부 방향으로 공급한다. 이에 따라, 상기 케미컬(C)은 상기 공정 챔버(100) 내에서 상기 가스(G)에 의해 연무(fume) 상태로 존재하게 된다.

상기 배기 덕트(400)는 상기 공정 챔버(100)의 하부로부터 외부로 연장된다. 구체적으로, 상기 배기 덕트(400)는 상기 공정 챔버(100)의 하부에서 측방으로 연장된 구조를 가질 수 있다.

이에, 다수의 기판 처리 장치(1000)들이 일정한 공간이 설치되어 있을 경우, 이들 각각의 배기 덕트(400)들은 하나의 배기 장치(미도시)에 연결되어 상기 케미컬(C)이 일괄적으로 배기되도록 할 수 있다.

상기 정제 기구(500)는 상기 배기 덕트(400)의 상기 케미컬(C)이 배기되는 경로 상, 즉 상기 배기 덕트(400)의 중간 부분에 설치된다. 이하, 상기 정제 기구(500)에 대해서는 도 2 및 도 3을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 장치의 정제 기구를 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.

도 2 및 도 3을 추가적으로 참조하면, 상기 배기 덕트(400)는 상기 정제 기구(500)를 기준으로 상기 케미컬(C)이 배기되는 방향을 따라 제1 및 제2 덕트(410, 420)들로 구분된다.

이에, 상기 정제 기구(500)는 상기 제1 및 제2 덕트(410, 420)들 사이에 연결되며 내부에 탈이온수(DIW)와 같은 정제수(WA)가 채워진 수조(510)를 갖는다. 즉, 상기 제1 및 제2 덕트(410, 420)들 사이의 단부들은 상기 수조(510)에 연결된다.

구체적으로, 상기 제1 덕트(410)의 단부는 상기 정제수(WA)에 담가진 상태로 상기 수조(510)에 연결되고, 상기 제2 덕트(420)의 단부는 상기 정제수(WA)의 상부에 노출된 상태로 상기 수조(510)에 연결된다.

이로써, 상기 제1 덕트(410)로부터 배기되는 케미컬(C)은 상기 수조(510)에 채워진 정제수(WA)를 강제로 통과하여 상기 정제수(WA)의 상부로 대략 기체 상태로 확산된다. 이렇게 확산된 케미컬(C)은 상기 제2 덕트(420)의 단부로 유입되어 외부로 배기될 수 있다.

이때, 상기 케미컬(C)에 포함되어 있는 미립자(P)는 상기 케미컬(C)이 상기 정제수(WA)를 통과할 때, 상기 정제수(WA)로 가라앉게 됨으로써, 상기 제2 덕트(420)에는 상기 미립자(P)가 제거된 상태의 케미컬(C)이 배기될 수 있다. 또한, 상기 케미컬(C)이 산성 물질 또는 알칼리성 물질일 경우에도 상기 정제수(WA)를 통해 어느 정도 중성화시킬 수도 있다.

이와 같이, 상기 연무 상태의 케미컬(C)을 배기하는 배기 덕트(400)에 상기 케미컬(C)에 포함되어 있는 미립자(P)를 정제수(WA)를 통해 제거할 수 있는 정제 기구(500)를 설치함으로써, 상기 배기 덕트(400)를 장시간 사용할 경우에도 상기 미립자(P)로 인해 상기 배기 덕트(400)를 교환해야 할 필요성을 배제시킬 수 있다. 이로써, 상기 배기 덕트(400)의 교환에 따른 유지 보수 비용이 절감될 수 있다.

한편, 상기 배기 덕트(400) 중 제1 덕트(410)에는 상기 미립자(P)가 포함된 케미컬(C)이 흐르게 됨에 따라 교환 가능성이 존재하므로, 이를 최소화하기 위해 상기 정제 기구(500)는 상기 제1 덕트(410)이 최대한 짧게 구성되도록 상기 공정 챔버(100)에 거의 근접하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 덕트(410)로부터 배기되는 케미컬(C)은 상기 정제수(WA)로부터 반대로 작용하는 저항 압력에 의해 배기가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

이에, 상기 제1 덕트(410)에는 그 단부로부터 상기 정제수(WA)로 배기되는 케미컬(C)에 배기 압력을 제공하기 위하여 외부의 구동부(10)로부터 회전력이 전달된 펌프 팬(412)이 장착될 수 있다. 이때, 상기 구동부(10)의 회전력을 조절하여 상기 펌프 팸에 의한 배기 압력을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제2 덕트(420)의 단부로부터 상기 정제수(WA)로 배기되는 케미컬(C)이 산성 물질 또는 알칼리성 물질일 수 있음에 따라, 상기 정제수(WA)에서 이들이 서로 발열 반응을 일으킬 수 있다.

이에, 상기 수조(510) 또는 상기 제1 덕트(410)의 단부가 상기의 발열 반응 반응에 의해 파손될 우려가 있는 바, 상기 수조(510)의 내부에는 상기 정제수(WA)의 온도를 감지할 수 있는 온도 센서(520)가 장착될 수 있다.

이때, 상기 온도 센서(520)는 상기 정제수(WA)가 일정 온도를 초과하게 되면, 상기 배기 덕트(400)를 통한 케미컬(C)의 배기를 중단하도록 외부의 제어 기구(미도시)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 온도 센서(520)에 의해 상기 정제수(WA)가 일정 온도를 초과할 경우 또는 상기 정제수(WA)의 장시간 사용으로 내부에 미립자(P)가 과다하게 존재할 경우에 상기 수조(510)에는 상기 정제수(WA)의 교환이 용이하도록 배관과 펌프로 이루어진 배수 기구(미도시)와 급수 기구(미도시)가 연결될 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

C : 케미컬 P : 미립자
W : 기판 WA : 정제수
100 : 공정 챔버 200 : 케미컬 분사부
300 : 가스 공급부 400 : 배기 덕트
410 : 제1 덕트 412 : 펌프 팬
500 : 정제 기구 510 : 수조
520 : 온도 센서 1000 : 기판 처리 장치

Claims (6)

1. 내부에 기판이 놓여지는 공정 챔버;
   상기 공정 챔버 내에서 상기 기판의 상부에 배치되며, 상기 기판에 케미컬을 분사하여 상기 기판을 처리하는 케미컬 분사부;
   상기 공정 챔버 내에서 상기 케미컬 분사부의 상부에 설치되어 상기 케미컬을 상기 기판으로 가이드하면서 상기 케미컬을 연무(fume) 상태로 변화시키는 가스 공급부;
   상기 연무(fume) 상태의 케미컬을 외부로 배기하기 위하여 상기 공정 챔버의 하부로부터 외부로 연장된 배기 덕트; 및
   상기 배기 덕트의 상기 케미컬이 배기되는 경로 상에 설치되며, 상기 케미컬에 포함되어 있는 미립자를 정제수를 통해 제거하기 위하여 상기 배기하는 케미컬이 상기 정제수를 통과하도록 구성된 정제 기구를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트는 상기 정제 기구를 기준으로 상기 케미컬이 배기되는 방향을 따라 제1 및 제2 덕트들로 구분되며,
   상기 정제 기구는 상기 제1 및 제2 덕트들 사이에 연결되며 내부에 상기 제1 덕트로부터 배기되는 케미컬이 통과되도록 상기 정제수가 채워진 수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 덕트의 단부는 상기 정제수에 담가진 상태로 상기 수조에 연결되고, 상기 제2 덕트의 단부는 상기 정제수의 상부에 노출된 상태로 상기 수조에 연결된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1 덕트에는 상기 케미컬을 상기 수조로 배기시키기 위한 펌프 팬이 장착된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 수조의 내부에는 상기 케미컬이 통과한 정제수의 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 장착된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
   
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