KR101220127B1 - 반도체 캐리어 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FOUP을 완전 자동화 방식으로 세정하고 건조하는 반도체 캐리어 세정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 반도체 캐리어 세정장치는, 일정한 내부 체적을 가지며, 개폐가능한 커버를 가지는 밀폐 챔버; 상기 밀폐 챔버 내부 하측에 설치되며, 반도체 캐리어가 뒤집어진 상태로 안착되는 캐리어 안착부; 상기 밀폐 챔버의 하면 중앙에 설치되며, 회전가능하게 설치되는 회전 정반; 상기 회전 정반에 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 초순수(DeIonized Water)를 분사하는 DI 고압 분사부; 상기 회전 정반에에 상기 DI 고압 분사부와 인접하게 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 기체를 분사하는 기체 고압 분사부; 상기 회전 정반을 회전시키는 정반 회전부; 및 상기 밀폐 챔버에 설치되며, 상기 밀폐 챔버 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기부;를 포함한다.

Description

반도체 캐리어 세정장치{APPARATUS FOR CLEANING WAFER CARRIER}
본 발명은 반도체 캐리어 즉, FOUP을 세정하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 FOUP을 완전 자동화 방식으로 세정하고 건조하는 반도체 캐리어 세정장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 기판에 대해 증착, 식각, 세정 및/또는 건조 등과 같은 다양한 제조 공정을 거쳐야 한다. 예를 들어 식각 장치, 세정 장치, 증착 장치, 건조 장치 또는 증착, 식각, 세정, 건조 등이 연속적으로 이루어질 수 있는 기판 처리 장치를 이용하여 기판에 다양한 제조 공정을 진행하게 된다.
통상적으로, 기판들은 랏(lot) 단위로 풉(FOUP : Front Opening Unified Pod)에 장착되어 이송되고, 이송된 기판들은 낱장 단위로 공정 챔버로 들어가서 제조 공정들을 수행하게 된다.
여기에서 풉이라 함은 정밀 수납 용기로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수매의 반도체 웨이퍼를 정렬 수납하는 용기 본체(10)와, 이 용기 본체(10)를 개폐하는 덮개(20)로 구성되어 있다.
먼저 용기 본체(10)는 정면이 개방된 전방-개방 박스(front-open box)로 형성되고, 좌우 양측벽의 내면에는 반도체 웨이퍼를 수평으로 지지하는 한쌍의 지지리브(12)가 상하 방향으로 복수쌍 병설되어 있다. 그리고 상기 덮개(20)는 상기 용기 본체(10)의 개방된 정면을 덮는 역할을 한다.
이러한 기능 및 구조를 가지는 풉은 실공정에서 반복 사용되면, 덮개(20)나 본체(10)의 내면에 파티클이나 화학적인 오염물질이 부착되는 것이 있다. 이들의 오염물질이 본체(10)에 수납되어 있는 웨이퍼에 재부착하면, 공정 중인 소자가 오염되는 심각한 문제를 초래한다. 따라서 상기 풉은 몇 번 사용이 반복되면, 세정하여 청정한 상태로 복귀시키는 작업이 필요하다.
그런데 종래에는 이러한 풉의 본체(10)와 덮개(20)에 대하여 최적화되고, 자동화된 세정 시스템이 구비되지 않아서 풉의 세정작업이 원할하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 반도체 캐리어를 완전 자동화 공정으로 세정 및 건조를 신속하게 수행할 수 있는 반도체 캐리어 세정장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 캐리어 세정장치는, 일정한 내부 체적을 가지며, 개폐가능한 커버를 가지는 밀폐 챔버; 상기 밀폐 챔버 내부 하측에 설치되며, 반도체 캐리어가 뒤집어진 상태로 안착되는 캐리어 안착부; 상기 밀폐 챔버의 하면 중앙에 설치되며, 회전가능하게 설치되는 회전 정반; 상기 회전 정반에 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 초순수(DeIonized Water)를 분사하는 DI 고압 분사부; 상기 회전 정반에에 상기 DI 고압 분사부와 인접하게 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 기체를 분사하는 기체 고압 분사부; 상기 회전 정반을 회전시키는 정반 회전부; 및 상기 밀폐 챔버에 설치되며, 상기 밀폐 챔버 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 DI 고압 분사부는, 상기 회전 정반에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 초순수가 통과하는 초순수 공급관; 상기 초순수 공급관에 한 개 또는 다수개가 설치되며, 공급된 초순수를 고압으로 분사하는 고압 분사 노즐;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 고압 분사 노즐은, 주변의 공기를 흡입하여 공급된 초순수와 함께 분사하는 2류체 노즐인 것이 바람직하다.
한편 상기 고압 분사 노즐은, 분사구의 형상이 긴 막대 형상을 가지는 평면 형상(Flat Type) 노즐인 것이 바람직하다.
또한 상기 초순수 공급관은, 상기 회전 정반과 수직으로 기립된 상태로 설치되는 수직관;과 상기 수직관의 상단에서 직교되는 방향으로 절곡된 상태로 연통되어 설치되는 수평관;을 포함하며,
상기 고압 분사 노즐은, 상기 수평관에 상측 방향으로 초순수를 분사하도록 적어도 하나가 설치되고, 상기 수직관에 상기 밀폐 챔버 측벽 방향으로 초순수를 분사하도록 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수직관에 설치되는 복수개의 고압 분사 노즐은 초순수를 분사하는 각도가 서로 다르게 설치되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에서 상기 기체 고압 분사부는, 상기 회전 정반에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 기체가 통과하는 기체 공급관; 상기 기체 공급관에 한 개 또는 다수개가 설치되며, 공급된 기체를 고압으로 분사하는 기체 고압 분사 노즐;을 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서 상기 기체 공급관은, 상기 회전 정반에 수직으로 기립된 상태로 설치되며, 외부에 공급되는 기체가 통과하는 기립관; 상기 기립관의 일측에서 상기 기립관과 수직되는 방향으로 분기되는 분기관;을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 기체 고압 분사 노즐은, 상기 기립관의 측면에 다수개의 일렬로 배치되고, 상기 분기관의 상측에 다수개가 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 캐리어 세정장치에 의하면 완전 자동화 방식으로 세정 효율이 향상되며, 장치의 풋프린트를 최소화하여 장비 운용이 효율적으로 이루어지는 장점이 있다.
또한 온순수를 사용하여 반도체 캐리어에 대한 세정 능력이 대폭 향상되었으며, 반도체 캐리어의 내부 형상에 최적화된 세정 수단을 구비하여 반도체 캐리어의 내부를 효과적으로 세정할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 풉의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 캐리어 세정장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 분사 노즐의 형상을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 반도체 캐리어 세정장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐 챔버(110), 캐리어 안착부(120), 회전 정반(130), DI 고압 분사부(140), 기체 고압 분사부(150), 정반 회전부(160) 및 배기부를 포함하여 구성된다.
먼저 밀폐 챔버(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 내부 체적을 가지며, 개폐가능한 커버(114)를 가지는 구성요소이다. 이 밀폐 챔버(110)는 금속 소재롤 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 반도체 캐리어(12)가 완전히 투입될 수 있을 정도의 깊이를 가진다. 그리고 이 밀폐 챔버(110)는 원통 형상 또는 사각통 형상을 가질 수 있다. 이 밀폐 챔버(110)는 후술하는 다른 구성요소들이 설치되는 공간을 제공하며, 상기 반도체 캐리어에 대한 세정작업이 진행되는 작업 공간 역할도 한다.
다음으로 캐리어 안착부(120)는 상기 밀폐 챔버(110) 내부 하측에 설치되며, 반도체 캐리어(12)가 뒤집어진 상태로 안착되는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 반도체 캐리어 세정장치에서 상기 반도체 캐리어(12)는 상기 캐리어 안착부(120)에 안착된 상태로 세정 작업이 진행된다. 따라서 상기 반도체 캐리어 안착부(120)는 세정 작업에 방해나 간섭 현상이 발생하지 않도록 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 캐리어(12)의 상면 일부만을 지지한 상태에서 상기 반도체 캐리어(12)를 안정적을 지지할 수 있는 구조를 가진다. 구체적으로는 상기 반도체 캐리어(12)의 4 모서리를 지지하는 4개의 지지부(124)를 가지는 것이 바람직하다.
이때 상기 캐리어 안착부(120) 중 상기 반도체 캐리어(12)와 직접 접촉하는 부분은 신축성을 가지는 소재로 이루어지는 것이, 안착 과정 또는 세정 과정에서 상기 반도체 캐리어(12)를 손상시키지 않아서 바람직하다.
다음으로 회전 정반(130)은 상기 밀폐 챔버(110)의 하면 중앙에 상기 캐리어 안착부(120)와 결합되어 설치되며, 상기 캐리어 안착부(120)와 함께 회전가능하게 설치되는 구성요소이다. 이 회전 정반(130)은 후술하는 정반 회전부(160)와 연결되어 상기 정반 회전부(160)의 회전력에 의하여 회전한다. 그리고 이 회전 정반(130)의 상면에는 후술하는 세정을 위한 분사부들이 설치된다.
다음으로 DI 고압 분사부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전 정반(130)에 설치되며, 상기 캐리어 안착부(120)에 안착된 상기 반도체 캐리어(12) 내부에 고압의 초순수(DeIonized Water)를 분사하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 반도체 캐리어 세정장치는 초순수를 사용하여 상기 반도체 캐리어(12) 내부를 세정한다. 특히, 세정력을 향상시키기 위하여 고온으로 가열된 초순수를 사용할 수도 있다. 따라서 상기 DI 고압 분사부(140)는 이러한 초순수를 고압으로 분사하는 역할을 수행한다.
이를 위하여 상기 DI 고압 분사부(140)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 초순수 공급관(142)과 고압 분사 노즐(144)을 포함하여 구성된다. 먼저 초순수 공급관(142)은 상기 회전 정반(130)에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 초순수가 통과하는 구성요소이다. 따라서 본 실시예에서 초순수 공급관(142)은 상기 회전 정반(130)에 수직되는 방향으로 기립되어 설치되는 수직관(142a)을 가지며, 상기 수직관(142a)의 상단은 도 2에 도시된 바와 같이, 측면으로 절곡되는 형상을 가지는 수평관(142b)을 구비하는 것이 바람직하다. 그러므로 밀폐 챔버(110) 외부에서 공급되는 초순수는 상기 초순수 공급관(142)을 따라 상기 회전 정반(130)에 수직되는 방향으로 공급된 후, 수평관(142b)을 따라 수평 방향으로 공급된다.
이 초순수 공급관 중 수직으로 기립된 부분인 수직관(142a)은 세정 과정에서 반도체 캐리어(12)의 내부 측벽 세정에 기여하고, 수평으로 절곡된 부분인 수평관(142b)은 반도체 캐리어(12)의 내부 하면 세정에 기여하게 된다.
다음으로 고압 분사 노즐(144)은 상기 초순수 공급관(142)에 다수개가 설치되며, 공급된 초순수를 고압으로 분사하는 구성요소이다. 구체적으로 고압 분사 노즐(144)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직관(142a)에 상기 수직관과 나란한 방향으로 다수개가 일정간격 이격되어 설치되고, 상기 수평관(142b)에도 상측 방향으로 초순수를 분사할 수 있도록 일정간격 이격되어 다수개가 설치된다. 이때 상기 수직관(142a)에 설치되는 복수개의 고압 분사 노즐(144)은 초순수를 분사하는 각도가 서로 다르게 설치되는 것이, 상기 반도체 캐리어(12)의 모든 내부 공간에 초순수를 분사할 수 있어서 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 초순수 공급관(142) 및 고압 분사 노즐(144)은 상기 회전 정반(130)의 회전과 함께 회전하며, 상기 캐리어 안착부(120)에 안착되어 있는 반도체 캐리어(12) 내부를 세정한다. 구체적으로 상기 수직관(142a)에 설치된 고압 분사 노즐(144)들은 상기 반도체 캐리어(12) 측벽에 수직되는 방향으로 초순수를 분사하여 이 측벽을 세정하며, 상기 수평관(142b)에 설치된 고압 분사 노즐(144)들은 상기 반도체 캐리어(12) 하면에 수직되는 방향으로 초순수를 분사하여 이 하면을 세정한다.
본 실시예에서 상기 고압 분사 노즐(144)은 주변의 공기를 흡입하여 공급된 초순수와 함께 분사하는 2류체 노즐인 것이, 고압으로 초순수를 분사할 수 있어서 세정력을 극대화할 수 있으므로 바람직하다.
특히, 본 실시예에서 상기 고압 분사 노즐(144)은 도 3에 도시된 바와 같이, 분사구(144a)의 형상이 긴 막대 형상을 가지는 평면 형상(Flat Type) 노즐인 것이 넓은 영역에 대하여 초순수를 균일하게 분사할 수 있어서 바람직하다.
다음으로 기체 고압 분사부(150)는 상기 회전 정반(130)에 상기 DI 고압 분사부(140)와 인접하게 설치되며, 상기 캐리어 안착부(120)에 안착된 상기 반도체 캐리어(12) 내부에 고압의 기체를 분사하는 구성요소이다. 이 기체 고압 분사부(150)는 상기 회전 정반(130)에 설치되어 있으므로 상기 회전 정반(130)과 함께 회전하며, 이 기체 고압 분사부(150)를 이용하여 상기 DI 고압 분사부(140)에 의하여 세정을 위해 상기 반도체 캐리어(12) 내에 분사된 초순수를 제거하고 상기 반도체 캐리어(12)를 건조시키는 것이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 기체 고압 분사부(150)를 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 기체 공급관(152)과 기체 고압 분사 노즐(154)을 포함하여 구성된다.
먼저 기체 공급관(152)은 상기 회전 정반(130)에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 기체가 통과하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 이 기체 공급관(152)을 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전 정반(130)에 수직으로 기립된 상태로 설치되며, 외부에 공급되는 기체가 통과하는 기립관(152a)과 상기 기립관(152a)의 일측에서 상기 기립관(152a)과 수직되는 방향으로 분기되는 분기관(152b)으로 구성한다. 이 기립관(152a)과 분기관(152b)은 상기 초순수 공급관(140)에 있어서 수직관(142a)과 수평관(142B)의 관계와 마찬가지로 기체의 분사 방향을 달리하여 상기 반도체 캐리어(12) 내부의 건조 과정이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.
다음으로 기체 고압 분사 노즐(154)은 상기 기체 공급관(152)에 한 개 또는 다수개가 설치되며, 공급된 기체를 고압으로 분사하는 구성요소이다. 이를 위하여 상기 기체 고압 분사 노즐(154)은 다수개가 설치되되, 상기 기립관(152a)의 측면에 다수개의 일렬로 배치되고, 상기 분기관(152b)의 상측에 다수개가 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 정반 회전부(160)는 상기 회전 정반(130)을 회전시키는 구성요소이다. 이 정반 회전부(160)는 상기 회전 정반(130)의 하부면에 결합되어 설치되며, 상기 밀폐 챔버(110) 외부에 설치되는 모터(162)와 상기 모터(162)로부터 상기 회전 정반(130)으로 회전 동력을 전달하는 동력 전달축(164)으로 구성된다. 물론 상기 동력 전달축(164)이 상기 밀폐 챔버(110)를 통과하는 부분에는 상기 밀폐 챔버(110) 내부의 밀폐를 위하여 실링 수단(도면에 미도시)이 구비된다. 또한 상기 동력 전달축(164) 내부로는 상기 DI 고압 분사부(140)와 상기 기체 고압 분사부(150)에 공급되는 초순수 공급라인(도면에 미도시)과 기체 공급라인(도면에 미도시)이 각각 내설될 수 있다.
마지막으로 상기 배기부(도면에 미도시)는 상기 밀폐 챔버(110)에 설치되며, 상기 밀폐 챔버 내부의 기체를 외부로 배출하는 구성요소이다. 이 배기부는 일반적으로 사용되는 진공 펌프로 구성될 수 있으며, 상기 밀폐 챔버의 다양한 위치에 설치될 수 있다.
12 : 용기 본체 14 : 커버
110 : 밀폐 챔버 120 : 캐리어 안착부
130 : 회전 정반 140 : DI 고압 분사부
150 : 기체 고압 분사부 160 : 정반 회전부

Claims (9)

  1. 일정한 내부 체적을 가지며, 상면이 개방된 밀폐 챔버;
    상기 밀폐챔버의 상면을 밀폐하는 커버;
    상기 밀폐 챔버 내부 하측에 설치되며, 반도체 캐리어가 뒤집어진 상태로 안착되는 캐리어 안착부;
    상기 밀폐 챔버의 하면 중앙에 설치되며, 회전가능하게 설치되는 회전 정반;
    상기 회전 정반에 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 초순수(DeIonized Water)를 분사하는 DI 고압 분사부;
    상기 회전 정반에에 상기 DI 고압 분사부와 인접하게 설치되며, 상기 캐리어 안착부에 안착된 상기 반도체 캐리어 내부에 고압의 기체를 분사하는 기체 고압 분사부;
    상기 회전 정반을 회전시키는 정반 회전부;
    상기 밀폐 챔버에 설치되며, 상기 밀폐 챔버 내부의 기체를 외부로 배출하는 배기부;를 포함하며,
    상기 기체 고압 분사부는,
    상기 회전 정반에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 기체가 통과하는 기체 공급관;
    상기 기체 공급관에 한 개 또는 다수개가 설치되며, 공급된 기체를 고압으로 분사하는 기체 고압 분사 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 DI 고압 분사부는,
    상기 회전 정반에 결합되어 설치되며, 외부에서 공급되는 초순수가 통과하는 초순수 공급관;
    상기 초순수 공급관에 한 개 또는 다수개가 설치되며, 공급된 초순수를 고압으로 분사하는 고압 분사 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고압 분사 노즐은,
    주변의 공기를 흡입하여 공급된 초순수와 함께 분사하는 2류체 노즐인 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고압 분사 노즐은,
    분사구의 형상이 긴 막대 형상을 가지는 평면 형상(Flat Type) 노즐인 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 초순수 공급관은,
    상기 회전 정반과 수직으로 기립된 상태로 설치되는 수직관;과
    상기 수직관의 상단에서 직교되는 방향으로 절곡된 상태로 연통되어 설치되는 수평관;을 포함하며,
    상기 고압 분사 노즐은,
    상기 수평관에 상측 방향으로 초순수를 분사하도록 적어도 하나가 설치되고,
    상기 수직관에 상기 밀폐 챔버 측벽 방향으로 초순수를 분사하도록 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수직관에 설치되는 복수개의 고압 분사 노즐은 초순수를 분사하는 각도가 서로 다르게 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 기체 공급관은,
    상기 회전 정반에 수직으로 기립된 상태로 설치되며, 외부에 공급되는 기체가 통과하는 기립관;
    상기 기립관의 일측에서 상기 기립관과 수직되는 방향으로 분기되는 분기관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기체 고압 분사 노즐은,
    상기 기립관의 측면에 다수개의 일렬로 배치되고, 상기 분기관의 상측에 다수개가 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 캐리어 세정장치.
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