KR101381635B1

KR101381635B1 - 세정 장치

Info

Publication number: KR101381635B1
Application number: KR1020120105294A
Authority: KR
Inventors: 김순철; 임광민
Original assignee: 청진테크 주식회사
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-04-04
Also published as: KR20140038772A

Abstract

본 발명은 세정 장치에 관한 것으로, 본 발명은 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 내부에 구비되며, 상하 방향으로 다단의 회수공간들이 구비된 회수컵; 상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 고정/해제시키는 웨이퍼 고정유닛; 상기 회수컵을 상하로 움직여 상기 웨이퍼 고정유닛에 고정된 웨이퍼를 상기 회수컵의 한 위치에 위치시키는 회수컵 구동유닛; 상기 웨이퍼 고정유닛을 회전시키는 웨이퍼 회전유닛; 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 다상 유체를 분사하는 다상유체 분사유닛; 상기 챔버 하우징에 구비되며, 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛; 상기 회수컵의 각 회수공간에 모이는 분사물을 각각 회수하는 분사물 회수유닛을 포함한다. 본 발명은 알칼리성 세정액, 산성 세정액 등의 세정액 사용을 최소화할 뿐만 아니라 세정에 사용된 세정액을 재사용할 수 있도록 회수하게 된다. 또한, 웨이퍼의 중간 부분과 가장 자리를 균일하게 세정하게 된다. 또한, 웨이퍼를 세정하는 시간을 단축시키게 된다.

Description

세정 장치{CLEANING APPARATUS}

본 발명은 세정 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스 제조공정에서는 웨이퍼에 패턴을 형성한 후 세정하는 세정 공정이 반복된다. 웨이퍼를 세정하는 이유는 포토레지스트막이나 폴리머막 등의 유기물이나 파티클 등을 제거하는 것이다.

웨이퍼의 세정 공정은 웨이퍼를 회전시키는 상태에서 알칼리성 세정액과 산성 세정액의 조합이나 그 밖의 약품을 웨이퍼 세정면, 즉 상면에 분사하여 세정하게 된다.

세정액으로 웨이퍼를 세정할 경우 세정액이 고가이고 환경 오염을 유발시키게 된다. 또한 웨이퍼의 중심부분과 가장자리 부분의 세정 정도가 차이가 발생되어 반도체 디바이스의 품질 저하를 유발시키게 된다.

본 발명의 목적은 알칼리성 세정액, 산성 세정액 등의 세정액 사용을 최소화할 뿐만 아니라 세정에 사용된 세정액을 재사용할 수 있도록 회수하는 세정 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 중간 부분과 가장 자리를 균일하게 세정하는 세정 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼를 세정하는 시간을 단축시키는 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 내부에 구비되며, 상하 방향으로 다단의 회수공간들이 구비된 회수컵; 상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 고정/해제시키는 웨이퍼 고정유닛; 상기 회수컵을 상하로 움직여 상기 웨이퍼 고정유닛에 고정된 웨이퍼를 상기 회수컵의 한 위치에 위치시키는 회수컵 구동유닛; 상기 웨이퍼 고정유닛을 회전시키는 웨이퍼 회전유닛; 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 다상 유체를 분사하는 다상유체 분사유닛; 상기 챔버 하우징에 구비되며, 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛; 상기 회수컵의 각 회수공간에 모이는 분사물을 각각 회수하는 분사물 회수유닛을 포함하는 세정 장치가 제공된다.

상기 챔버 하우징에 상기 다상유체 분사유닛에서 분사되는 다상 유체가 상기 챔버 하우징의 외부로 누출되는 것을 방지하는 다상유체 누출방지유닛이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 다상유체 누출방지유닛은 상기 챔버 하우징 내부에 위치하여 상기 회수컵을 둘러싸는 커버통과, 상기 챔버 하우징의 바깥 일측에 구비되며 상하 구동력을 발생시키는 커버통 구동유닛과, 상기 커버통과 커버통 구동유닛을 연결하는 커버통 연결부재와, 상기 커버통 연결부재의 움직임을 안내하는 가이드유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다상유체 분사유닛을 통해 분사되는 다상 유체는 스팀과 순수와 압축건조공기를 혼합한 것이 바람직하다.

상기 다상유체 분사유닛은 상기 챔버 하우징의 외측에 한쪽에 위치하는 가이드축들과; 상기 가이드축들에 상하로 움직임 가능하게 결합되는 베이스부재와; 상기 베이스부재를 상하로 움직이는 제1 구동유닛과; 상기 베이스부재에 수평으로 직선 움직임 가능하게 결합되는 고정부와, 상기 고정부에 절곡 연장되어 상기 챔버 하우징의 상측에 위치하는 장착부를 포함하는 노즐지지부재와; 상기 노즐지지부재의 장착부에 장착되며 다상 유체가 분사되는 노즐부재와; 상기 노즐지지부재를 움직이는 제2 구동유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보조유체 분사유닛은 제1세정액을 분사시키는 제1세정액 분사유닛과, 제2세정액을 분사시키는 제2세정액 분사유닛과, 순수를 분사시키는 순수 분사유닛과, 웨이퍼 건조에 필요한 질소를 분사시키는 질소 분사유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1,2세정액 분사유닛은 각각 굴곡진 형태로 형성되는 분사관과, 상기 분사관의 단부에 연결되는 노즐과, 상기 분사관의 한쪽 끝부분을 기준으로 상기 분사관을 각회전시키는 분사관 회전유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 분사물 회수유닛은 상기 회수컵의 각 회수공간과 연통되도록 상기 회수컵에 각각 연결되는 복수 개의 회수관들과, 상기 각 회수관에 연결되는 회수통을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 스팀을 포함하는 다상 유체, 제1세정액, 제2세정액, 순수, 질소를 각각 웨이퍼에 분사되는 과정에서, 다상 유체는 드레인 통로를 통해 배출되고, 제1세정액은 회수컵의 제1 회수공간으로 유입되어 제2 회수관을 통해 제2 회수통에 회수되고, 제2세정액은 회수컵의 제1 회수공간으로 유입되어 제1 회수관을 통해 제1 회수통에 회수된다. 이와 같이, 웨이퍼에 각각 분사되는 다상 유체, 제1세정액, 제2세정액, 순수, 질소가 서로 혼합되지 않고 제1세정액과 제2세정액이 각각 분리 회수되므로 제1,2세정액의 재사용이 가능하게 된다. 이로 인하여, 약액인 제1,2세정액의 사용을 감소시키게 된다.

또한, 본 발명은 스팀을 포함한 다상 유체를 분사하는 노즐부재가 버큠척에 흡착된 상태로 회전하는 웨이퍼의 가장자리부터 가운데 부분으로 직선으로 이동하면서 다상 유체를 분사하게 되므로 웨이퍼의 세정면 전체가 골고루 균일하게 세정된다. 이로 인하여, 웨이퍼의 세정 효과를 높이게 된다.

또한, 본 발명은 제1세정액 분사유닛을 통해 웨이퍼에 제1세정액을 분사한 후 노즐부재를 통해 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체를 웨이퍼에 분사하고 이어 제1세정액을 분사하는 과정을 반복하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 즉, 웨이퍼의 도포 물질이 제1세정액에 의해 세정되고, 이어 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체로 웨이퍼의 도포 물질을 세정하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질을 효과적으로 빠르게 제거하게 된다. 이로 인하여, 세정 공정 시간을 단축시키게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 구성하는 분사물 회수유닛을 도시한 단면도.

이하, 본 발명에 따른 세정 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 정면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 도시한 정단면도이다.

도 1, 2, 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 세정 장치는 챔버 하우징(100), 회수컵(200), 웨이퍼 고정유닛(300), 회수컵 구동유닛(400), 웨이퍼 회전유닛(500), 다상유체 분사유닛(600), 보조유체 분사유닛(700), 분사물 회수유닛(800)을 포함한다.

상기 챔버 하우징(100)은 베이스 프레임(10)의 상면에 구비된다. 상기 챔버 하우징(100)은 상측이 개구된 사각통 형상으로 형성됨이 바람직하다.

상기 회수컵(200)은 상기 챔버 하우징(100)의 내부에 구비된다. 상기 회수컵(200)은 상측이 개구되고 하면에 관통구멍이 구비된 원통체(210)와, 상기 원통체(210)의 내주면에 구비된 링 형상의 제1 환형구획판(220)과, 상기 제1 환형구획판(220)의 위쪽에 위치하도록 상기 원통체(210)의 내주면에 위치하는 링 형상의 제2 환형구획판(230)과, 상기 제2 환형구획판(230)의 위쪽에 위치하도록 상기 원통체(210)의 상단에 위치하는 제3 환형구획판(240)을 포함한다. 상기 제1 환형구획판(220), 제2 환형구획판(230), 제3 환형구획판(240)의 내경은 각각 서로 같은 것이 바람직하며, 각 구획판은 중심을 향하여 경사진다. 상기 제1 환형구획판(220)과 제2 환형구획판(230) 사이의 공간을 제1 회수공간이라 하고, 제2 환형구획판(230)과 제3 환형구획판(240) 사이의 공간을 제2 회수공간이라 한다.

상기 웨이퍼 고정유닛(300)은 웨이퍼를 수평으로 고정하거나 그 고정을 해제시킨다. 상기 웨이퍼 고정유닛(300)은 상기 회수컵(200)의 내부에 위치한다. 상기 웨이퍼 고정유닛(300)은 웨이퍼가 수평상으로 놓여지는 버큠척(310)과, 상기 버큠척(310)에 연결되며 상기 버큠척(310)에 버큠이 공급되는 버큠라인(320)을 포함한다.

상기 회수컵 구동유닛(400)은 상기 회수컵(200)을 상하로 움직인다. 상기 회수컵 구동유닛(400)이 회수컵(200)을 상하로 움직여 상기 웨이퍼 고정유닛(300)에 고정된 웨이퍼가 상기 회수컵(200)의 제1 환형구획판(220), 제2 환형구획판(230), 또는 제3 환형구획판(240)의 내주면과 동일선상에 위치하도록 위치시킨다. 상기 회수컵 구동유닛(400)은 상기 회수컵(200)에 연결되는 회수컵 지지부재(410)와, 상기 챔버 하우징(100)의 아래쪽에 구비되며 상기 회수컵 지지부재(410)를 상하로 움직이는 엑츄에이터(420)를 포함한다. 상기 엑츄에이터(420)의 작동에 따라 상기 회수컵(200)이 상하로 움직인다. 상기 회수컵 구동유닛(400)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

상기 웨이퍼 회전유닛(500)은 상기 웨이퍼 고정유닛(300)에 고정된 웨이퍼가 회전하도록 상기 웨이퍼 고정유닛(300)을 회전시킨다. 상기 웨이퍼 회전유닛(500)은 상기 웨이퍼 고정유닛(300)의 버큠척(310)에 연결되는 중공축(510)과, 상기 중공축(510)에 연결되는 중공모터(520)를 포함한다. 상기 중공축(510)과 중공모터(520)의 내부에 상기 버큠라인(320)이 위치한다.

상기 다상유체 분사유닛(600)은 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 다상 유체(multi-phase fluid)를 분사한다. 상기 다상 유체는 스팀(steam)과 순수(deionized water)와 압축건조공기(CDA;Compressed Dry Air)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다상유체 분사유닛(600)의 일실시예로, 상기 다상유체 분사유닛(600)은 가이드축(610)들, 베이스부재(620), 제1 구동유닛(630), 노즐지지부재(640), 노즐부재(650), 제2 구동유닛(660)을 포함한다. 상기 가이드축(610)들은 두 개이며 상기 챔버 하우징(100)의 외측 한쪽에 서로 일정 간격을 두고 위치한다. 상기 베이스부재(620)는 소정의 면적을 가지며 양쪽 단부가 상기 두 개의 가이드축(610)들에 각각 상하로 움직임 가능하게 결합된다. 상기 제1 구동유닛(630)은 상기 베이스부재(620)를 상하로 움직이며, 상기 베이스부재(620)는 가이드축(610)들을 따라 움직인다. 상기 제1 구동유닛(630)은 상기 베이스부재(620)와 연결되는 연결부재(631)와 상기 챔버 하우징(100)의 하부에 장착되어 상기 연결부재(631)에 연결되는 엑츄에이터(632)를 포함한다. 상기 엑츄에이터(632)는 에어 실린더인 것이 바람직하다. 상기 제1 구동유닛(630)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 노즐지지부재(640)는, 기역자 형태로, 일정 길이를 가지며 상기 베이스부재(620)에 움직임 가능하게 결합되는 고정부(641)와, 상기 고정부(641)에 절곡된 형태로 일정 길이 연장되며 상기 노즐부재(650)가 장착되는 장착부(642)를 포함한다. 상기 베이스부재(620)에 상하 일정 간격을 두고 두 개의 가이드 레일(621)들이 구비되고 상기 가이드 레일(621)에 슬라이딩 가능하게 슬라이딩블록(622)이 구비되고, 상기 슬라이딩블록(622)들에 상기 노즐지지부재(640)의 고정부(641)가 연결된다. 상기 노즐부재(650)는 상기 노즐지지부재(640)의 장착부(642)에 장착되는 것이 바람직하다. 상기 노즐부재(650)는 다상 유체를 분사한다. 상기 노즐부재(650)에 스팀이 공급되는 스팀공급라인(L1)과 순수가 공급되는 순수공급라인(L2)과 압축건조공기가 공급되는 압축공기공급라인(L3)이 연결된다. 상기 제2 구동유닛(660)은 상기 노즐지지부재(640)를 직선 왕복 운동시킨다. 상기 제2 구동유닛(660)은 상기 베이스부재(620)에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 제2 구동유닛(660)은 리니어모터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2 구동유닛(660)은 볼스크류 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동유닛(630)이 베이스부재(620)를 상하로 이동시킴에 따라 노즐부재(650)가 상하로 움직이며, 상기 제2 구동유닛(660)이 노즐지지부재(640)를 수평방향으로 직선으로 이동시킴에 따라 노즐부재(650)가 수평으로 움직인다. 즉, 상기 제1,2 구동유닛(630)(660)의 작동에 따라 노즐부재(650)가 상하 및 수평방향으로 움직이면서 다상 유체를 상기 웨이퍼 고정유닛(300)에 고정된 웨이퍼에 분사하게 된다.

상기 챔버 하우징(100)에 다상유체 누출방지유닛(900)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 다상유체 누출방지유닛(900)은 상기 다상유체 분사유닛(600)의 노즐부재(650)에서 분사되는 다상 유체가 상기 챔버 하우징(100)의 외부로 누출되는 것을 방지한다. 상기 다상유체 누출방지유닛(900)의 일실시예로, 상기 다상유체 누출방지유닛(900)은 상기 챔버 하우징(100) 내부에 위치하여 상기 회수컵(200)을 둘러싸는 커버통(910)과, 상기 챔버 하우징(100)의 바깥 일측에 구비되며 상하 구동력을 발생시키는 커버통 구동유닛(920)과, 상기 커버통(910)과 커버통 구동유닛(920)을 연결하는 커버통 연결부재(930)와, 상기 커버통 연결부재(930)의 움직임을 안내하는 가이드유닛(940)을 포함한다. 상기 커버통(910)은 상하측이 개구된 사각통 형상으로 그 사각통의 각 모서리는 라운딩된 형상으로 형성된다. 상기 커버통 구동유닛(920)은 엑츄에이터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 엑츄에이터는 에어 실린더인 것이 바람직하다. 상기 커버통 연결부재(930)는 디귿자 형상으로 상기 챔버 하우징(100)의 세 개의 측면들에 걸쳐 위치하는 디귿자형 측면연결부(931)와, 상기 디귿자형 측면연결부(931)의 양단부 상면에 각각 연장 절곡되어 상기 커버통(910)의 상부에 각각 연결되는 상부연결부(932)들과, 상기 디귿자형 측면연결부(931)의 한쪽 단부와 상기 커버통 구동유닛(920)을 연결하는 구동연결부(933)를 포함한다. 상기 가이드유닛(940)은 디귿자형 측면연결부(931)의 양단부가 각각 위치하는 상기 챔버 하우징(100)의 두 개의 측면에 각각 구비되는 것이 바람직하다. 상기 가이드유닛(940)은 상기 챔버 하우징(100)의 측면에 결합되는 가이드 레일(941)과 상기 가이드 레일(941)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩블록(942)을 포함하며, 상기 슬라이딩블록(942)은 디귿자형 측면연결부(931)의 단부에 연결된다.

상기 커버통 구동유닛(920)이 커버통 연결부재(930)를 상하로 움직이면 상기 커버통 연결부재(930)가 가이드유닛(940)을 따라 상하로 움직이면서 커버통 연결부재(930)에 연결된 커버통(910)을 상하로 움직이게 된다.

상기 보조유체 분사유닛(700)은 상기 챔버 하우징(100)에 구비된다. 상기 보조유체 분사유닛(700)은 제1세정액을 분사시키는 제1세정액 분사유닛(710)과, 제2세정액을 분사시키는 제2세정액 분사유닛(720)과, 순수를 분사시키는 순수 분사유닛(730)과, 질소를 분사시키는 질소분사유닛(740)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 세정액은 ELS이고, 상기 제2 세정액은 이소프로필알코올이 될 수 있다.

상기 제1세정액 분사유닛(710)은 상기 챔버 하우징(100)의 한쪽 모서리에 구비된다. 상기 제1세정액 분사유닛(710)은 굴곡진 형태로 형성되는 분사관(711)과, 상기 분사관(711)의 단부에 연결되는 노즐(712)과, 상기 분사관(710)의 한쪽 끝부분을 기준으로 상기 분사관(711)을 각회전시키는 분사관 회전유닛(713)을 포함한다. 상기 분사관(711)의 다른 한쪽 끝에 제1세정액이 공급되는 제1세정액 공급라인(미도시)이 연결된다.

상기 제2세정액 분사유닛(720)은 상기 챔버 하우징(100)의 다른 한쪽 모서리에 구비된다. 상기 제2세정액 분사유닛(720)은 굴곡진 형태로 형성되는 분사관(721)과, 상기 분사관(721)의 단부에 연결되는 노즐(722)과, 상기 분사관(721)의 한쪽 끝부분을 기준으로 상기 분사관(721)을 각회전시키는 분사관 회전유닛(723)을 포함한다. 상기 분사관(721)의 다른 한쪽 끝에 제2세정액이 공급되는 제2세정액 공급라인(미도시)이 연결된다.

상기 순수 분사유닛(730)은 상기 챔버 하우징(100)의 한쪽 내측면에 구비된 복수 개의 순수 분사관(731)들을 포함한다. 상기 복수 개의 순수 분사관(731)들의 각 한쪽 끝은 상기 회수컵(200)쪽을 향한다. 상기 복수 개의 순수 분사관(731)들의 각 다른 한쪽 끝은 순수 공급라인(미도시)에 연결된다.

상기 질소 분사유닛(740)은 상기 순수 분사관의 옆에 위치하는 질소 분사관을 포함하며, 상기 질소 분사관의 한쪽 끝은 상기 회수컵(200)쪽을 향하고 질소 분사관의 다른 한쪽은 질소 공급라인(미도시)과 연결된다.

상기 분사물 회수유닛(800)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 회수컵(200)의 각 회수공간에 모이는 제1 세정액과 제2 세정액을 각각 회수한다. 상기 분사물 회수유닛(800)은 상기 제1 회수공간과 연통되도록 상기 회수컵(200)의 외주면에 연결되는 제1 회수관(810)과, 상기 제1 회수관(810)에 연결되는 제1 회수통(820)과, 상기 제2 회수공간과 연통되도록 상기 회수컵(200)의 외주면에 연결되는 제2 회수관(830)과, 상기 제2 회수관(830)에 연결되는 제2 회수통(840)을 포함한다.

상기 챔버 하우징(100)의 한쪽 외측면에 챔버 하우징(100)의 내부 하면과 드레인 통로(850)가 연결되며, 상기 드레인 통로(850)에 기액분리통(미도시)이 연결된다.

이하, 본 발명에 따른 세정 장치의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼 고정유닛(300)의 버큠척(310)에 웨이퍼를 고정시킨다. 웨이퍼는 두 가지 모드로 세정할 수 있다. 제1 모드는 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체만으로 웨이퍼에 분사시켜 웨이퍼를 세정한다. 제2 모드는 다상 유체와 제1세정액을 반복적으로 웨이퍼에 분사하면서 웨이퍼를 세정한다.

제1 모드로 버큠척(310)에 고정된 웨이퍼를 세정하는 동작은 다음과 같다.

회수컵 구동유닛(400)의 엑츄에이터(420)가 작동하여 회수컵(200)의 제3 환형구획판(240)이 웨이퍼와 동일 선상에 위치하도록 회수컵(200)을 이동시킨다. 다상유체 분사유닛(600)의 제1,2 구동유닛(630)(660)이 각각 작동하여 초기 위치에 있는 노즐부재(650)를 세정 위치로 이동시킨다. 다상유체 누출방지유닛(900)의 커버통 구동유닛(920)이 작동하여 커버통(910)을 설정된 위치로 이동시킨다. 웨이퍼 회전유닛(500)이 웨이퍼 고정유닛(300)의 버큠척(310)을 회전시킴에 의해 웨이퍼를 회전시킨다. 다상유체 분사유닛(600)의 제2 구동유닛(660)이 작동하여 노즐부재(650)를 수평으로 이동시키면서 노즐부재(650)가 다상 유체를 웨이퍼의 상면에 분사시킨다. 노즐부재(650)가 웨이퍼 위에서 설정된 횟수로 직선 왕복 운동하면서 웨이퍼 상면에 다상 유체를 분사하면서 웨이퍼의 상면을 세정하게 된다.

상기 노즐부재(650)가 스팀을 포함한 다상 유체를 웨이퍼에 분사시킬 때 웨이퍼에 분사된 스팀을 포함한 다상 유체는 커버통(910)에 의해 챔버 하우징(100) 외부로 누출되는 것이 방지된다.

상기 노즐부재(650)에서 웨이퍼 상면으로 분사된 다상 유체는 챔버 하우징(100)의 하면으로 유동하면서 드레인 통로(850)를 통해 배출되어 기액분리통으로 유입되며, 상기 기액분리통으로 유입된 다상 유체 중 순수는 폐수되고, 기체는 폐기된다.

웨이퍼의 세정이 완료되면 노즐부재(650)로부터 다상 유체의 분사가 정지되고, 제1,2 구동유닛(630)(660)이 작동하여 노즐부재(650)를 초기 위치로 이동시킨다.

제2 모드로 버큠척(310)에 고정된 웨이퍼를 세정하는 동작은 다음과 같다.

회수컵 구동유닛(400)의 엑츄에이터(420)가 작동하여 회수컵(200)의 제2 환형구획판(230)이 웨이퍼와 동일 선상에 위치하도록 회수컵(200)을 이동시킨다. 제1세정액 분사유닛(710)의 분사관 회전유닛(713)이 분사관(711)을 회전시켜 웨이퍼의 상면에 위치시킨다. 웨이퍼 회전유닛(500)이 웨이퍼 고정유닛(300)의 버큠척(310)을 회전시킴에 의해 웨이퍼를 회전시킨다. 제1세정액 분사유닛(710)의 분사관(711) 및 노즐(712)을 통해 웨이퍼 상면에 제1세정액을 분사시킨다. 웨이퍼 상면에 설정된 시간 또는 설정된 양의 제1세정액을 분사시킨 후 제1세정액 분사가 정지된다. 분사관 회전유닛(713)이 분사관(711)을 각회전시켜 초기 위치로 이동시킨다.

그리고 회수컵 구동유닛(400)의 엑츄에이터(420)가 작동하여 회수컵(200)의 제3 환형구획판(240)이 웨이퍼와 동일 선상에 위치하도록 회수컵(200)을 이동시킨다. 다상유체 분사유닛(600)의 제1,2 구동유닛(630)(660)이 각각 작동하여 초기 위치에 있는 노즐부재(650)를 세정 위치로 이동시킨다. 다상유체 누출방지유닛(600)의 커버통 구동유닛(920)이 작동하여 커버통(910)을 설정된 위치로 이동시킨다. 다상유체 분사유닛(600)의 제2 구동유닛(660)이 작동하여 노즐부재(650)를 수평으로 이동시키면서 노즐부재(650)가 다상 유체를 웨이퍼의 상면에 분사시킨다. 노즐부재(650)가 웨이퍼 위에서 설정된 횟수로 직선 왕복 운동하면서 웨이퍼 상면에 다상 유체를 분사한 후 다상 유체의 분사를 정지시킨다. 제1,2 구동유닛(630)(660)이 작동하여 노즐부재(650)를 초기 위치로 이동시킨다. 다상유체 누출방지유닛(900)의 커버통 구동유닛(920)이 작동하여 커버통(910)을 아래로 이동시킨다.

그리고 제1세정액을 위와 같은 동작으로 웨이퍼 상면에 분사시킨다.

제1세정액과 다상 유체를 반복적으로 설정된 횟수로 웨이퍼 상면에 분사시킨 후 회수컵 구동유닛(400)의 엑츄에이터(420)가 작동하여 회수컵(200)의 제1 환형구획판(220)이 웨이퍼와 동일 선상에 위치하도록 회수컵(200)을 이동시킨다. 제2세정액 분사유닛(720)의 분사관 회전유닛(723)이 분사관(721)을 각회전시켜 웨이퍼의 상면에 위치시킨다. 웨이퍼 회전유닛(500)이 웨이퍼 고정유닛(300)의 버큠척(310)을 회전시킴에 의해 웨이퍼를 회전시킨다. 제2세정액 분사유닛의 분사관(721) 및 노즐(722)을 통해 웨이퍼 상면에 제2세정액을 분사시킨다. 웨이퍼 상면에 설정된 시간 또는 설정된 양의 제2세정액을 분사시킨 후 제2세정액 분사를 정지시킨다. 제2세정액 분사유닛(720)의 분사관 회전유닛(723)이 분사관(711)을 각회전시켜 초기 위치로 이동시킨다.

회수컵 구동유닛(400)의 엑츄에이터(420)가 작동하여 회수컵(200)의 제3 환형구획판(240)이 웨이퍼와 동일 선상에 위치하도록 회수컵(200)을 이동시킨다. 웨이퍼 회전유닛(500)이 웨이퍼 고정유닛의 버큠척(310)을 회전시킴에 의해 웨이퍼를 회전시킨다. 순수 분사유닛(730)의 분사관(731)들을 통해 웨이퍼 상면에 순수가 분사된다. 웨이퍼에 순수를 설정된 양 또는 시간 분사시킨 후 순수의 분사를 정지시킨다. 질소 분사유닛(740)을 통해 웨이퍼 상면에 질소를 분사시킴과 아울러 웨이퍼의 회전 속도를 증가시키면서 웨이퍼를 건조시킨다. 웨이퍼의 건조를 완료한 후 질소의 분사를 정지시킴과 아울러 웨이퍼의 회전을 정지시켜 웨이퍼의 세정을 마치게 된다.

위의 과정에서, 노즐부재(650)에서 웨이퍼 상면으로 분사된 다상 유체는 챔버 하우징(100)의 하면으로 유동하면서 드레인 통로(850)를 통해 기액분리통으로 유입되며, 기액분리통으로 유입된 다상 유체의 순수는 폐수되고 기체는 폐기된다. 순수 분사유닛(730)의 분사관(731)을 통해 웨이퍼에 분사된 순수 또한 챔버 하우징(100)의 하면으로 유동하면서 드레인 통로(850)를 통해 기액분리통으로 유입된다. 그리고 웨이퍼에 분사된 제1세정액은 제2 회수공간으로 유입되면서 제2 회수관(830)을 통해 제2 회수통(840)으로 회수된다. 그리고 웨이퍼에 분사된 제2세정액은 제1 회수공간으로 유입되면서 제1 회수관(810)을 통해 제1 회수통(820)으로 회수된다.

본 발명은 스팀을 포함하는 다상 유체, 제1세정액, 제2세정액, 순수, 질소를 각각 웨이퍼에 분사되는 과정에서, 다상 유체는 드레인 통로(850)를 통해 배출되고, 제1세정액은 회수컵(200)의 제1 회수공간으로 유입되어 제2 회수관(830)을 통해 제2 회수통(840)에 회수되고, 제2세정액은 회수컵(200)의 제1 회수공간으로 유입되어 제1 회수관(810)을 통해 제1 회수통(820)에 회수된다. 이와 같이, 웨이퍼에 각각 분사되는 다상 유체, 제1세정액, 제2세정액, 순수, 질소가 서로 혼합되지 않고 제1세정액과 제2 세정액이 분리 회수되므로 재사용이 가능하게 된다. 이로 인하여, 제1세정액과 제2세정액의 폐기량을 줄이 환경 오염을 최소화시킬 뿐만 아니라 세정 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 스팀을 포함한 다상 유체를 분사하는 노즐부재(650)가 버큠척(310)에 흡착된 상태로 회전하는 웨이퍼의 가장자리부터 가운데 부분으로 직선으로 이동하면서 다상 유체를 분사하게 되므로 웨이퍼의 세정면 전체가 골고루 균일하게 세정된다. 이로 인하여, 웨이퍼의 세정 효과를 높이게 된다.

또한, 본 발명은 제1세정액 분사유닛(710)을 통해 웨이퍼에 제1세정액을 분사한 후 노즐부재(650)를 통해 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체를 웨이퍼에 분사하고 이어 제1세정액을 분사하는 과정을 반복하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 즉, 웨이퍼의 도포 물질이 제1세정액에 의해 세정되고, 이어 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체로 웨이퍼의 도포 물질을 세정하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질을 효과적으로 빠르게 제거하게 된다. 이로 인하여, 세정 공정 시간을 단축시키게 된다.

100; 챔버 하우징 200; 회수컵
300; 웨이퍼 고정유닛 400; 회수컵 구동유닛
500; 웨이퍼 회전유닛 600; 다상유체 분사유닛
700; 보조유체 분사유닛 800; 분사물 회수유닛
900; 다상유체 누설방지유닛

Claims

챔버 하우징;
상기 챔버 하우징 내부에 구비되며, 상하 방향으로 다단의 회수공간들이 구비된 회수컵;
상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 고정/해제시키는 웨이퍼 고정유닛;
상기 회수컵을 상하로 움직여 상기 웨이퍼 고정유닛에 고정된 웨이퍼를 상기 회수컵의 한 위치에 위치시키는 회수컵 구동유닛;
상기 웨이퍼 고정유닛을 회전시키는 웨이퍼 회전유닛;
상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사하는 다상유체 분사유닛;
상기 챔버 하우징에 구비되며, 상기 다상유체 분사유닛에서 분사되는 다상유체가 상기 챔버 하우징의 외부로 누출되는 것을 방지하는 다상유체 누출방지유닛;
상기 챔버 하우징에 구비되며, 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛; 및
상기 회수컵의 각 회수공간에 모이는 분사물을 각각 회수하는 분사물 회수유닛을 포함하며,
상기 다상유체 누출방지유닛은 상기 챔버 하우징 내부에 위치하여 상기 회수컵을 둘러싸는 커버통과, 상기 챔버 하우징의 바깥 일측에 구비되며 상하 구동력을 발생시키는 커버통 구동유닛과, 상기 커버통과 커버통 구동유닛을 연결하는 커버통 연결부재와, 상기 커버통 연결부재의 움직임을 안내하는 가이드유닛을 포함하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 보조유체 분사유닛은 제1세정액을 분사시키는 제1세정액 분사유닛과, 제2세정액을 분사시키는 제2세정액 분사유닛과, 순수를 분사시키는 순수 분사유닛과, 웨이퍼 건조에 필요한 질소를 분사시키는 질소 분사유닛을 포함하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분사물 회수유닛은 상기 회수컵의 각 회수공간과 연통되도록 상기 회수컵에 각각 연결되는 복수 개의 회수관들과, 상기 각 회수관에 연결되는 회수통을 포함하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 다상유체 분사유닛을 통해 분사되는 다상 유체는 스팀과 순수와 압축건조공기를 혼합한 것을 특징으로 하는 세정 장치.
챔버 하우징;
상기 챔버 하우징 내부에 구비되며, 상하 방향으로 다단의 회수공간들이 구비된 회수컵;
상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 고정/해제시키는 웨이퍼 고정유닛;
상기 회수컵을 상하로 움직여 상기 웨이퍼 고정유닛에 고정된 웨이퍼를 상기 회수컵의 한 위치에 위치시키는 회수컵 구동유닛;
상기 웨이퍼 고정유닛을 회전시키는 웨이퍼 회전유닛;
상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사하는 다상유체 분사유닛;을 포함하며,
상기 다상유체 분사유닛은 상기 챔버 하우징의 외측에 한쪽에 위치하는 가이드축들과; 상기 가이드축들에 상하로 움직임 가능하게 결합되는 베이스부재와; 상기 베이스부재를 상하로 움직이는 제1 구동유닛과; 상기 베이스부재에 수평으로 직선 움직임 가능하게 결합되는 고정부와, 상기 고정부에 절곡 연장되어 상기 챔버 하우징의 상측에 위치하는 장착부를 포함하는 노즐지지부재와; 상기 노즐지지부재의 장착부에 장착되며 다상 유체가 분사되는 노즐부재와; 상기 노즐지지부재를 움직이는 제2 구동유닛을 포함하는 세정 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 챔버 하우징에 구비되어 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛을 더 포함하는 세정 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 회수컵의 각 회수공간에 모이는 분사물을 각각 회수하는 분사물 회수유닛을 더 포함하는 세정 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 다상유체 분사유닛을 통해 분사되는 다상 유체는 스팀과 순수와 압축건조공기를 혼합한 것을 특징으로 하는 세정 장치.