KR101458512B1

KR101458512B1 - 세정 장치

Info

Publication number: KR101458512B1
Application number: KR1020130020823A
Authority: KR
Inventors: 김순철
Original assignee: 청진테크 주식회사
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-11-07
Also published as: KR20140108748A

Abstract

본 발명은 세정 장치에 관한 것으로, 본 발명은 회수컵; 상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 구동유닛; 수증기를 포함하는 다상 유체를 상기 웨이퍼에 분사시키는 다상유체 분사유닛; 원통 형상으로 형성되며, 상기 회수컵을 감싸 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 원통형 챔버 하우징; 및 상기 원통형 챔버 하우징에 연통되며, 상기 원통형 챔버 하우징에 분사된 다상 유체를 외부로 배출시키는 배기유닛;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 세정시 사용되는 알칼리성 세정액, 산성 세정액 등의 세정액 사용을 억제하거나 최소화하게 되고, 또한 챔버 하우징 내부에 위치하는 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사시 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 챔버 내부에 잔류하지 않고 챔버 외부로 빠르게 배출된다.

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 제거하기 위한 것이다.

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

이와 같이, 세정액으로 웨이퍼를 세정할 경우 세정액이 고가이어서 웨이퍼를 세정하는 비용이 많이 소요되고, 세정액이 독성을 지니고 있어 환경 오염을 유발시키게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법 중의 하나로, 상온의 순수, 고온의 스팀, 그리고 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 웨이퍼에 도포된 도포 물질에 분사시켜 웨이퍼를 세정한다. 이와 같은 방법은 스팀의 화학적인 활성에너지와 순수의 질량에 의한 물리적 에너지에 의해 웨이퍼의 도포 물질, 예를 들면, 포토레지스트막이나 폴리머막 등과 같은 도포 물질을 제거(세정)하게 되므로 웨이퍼의 세정이 빠르고 매우 효과적이다. 또한, 세정액의 사용량을 감소시키기 위하여 다상 유체와 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정한다.

대한민국 공개특허 제2007-0052321호, 대한민국 공개특허 제2011-0079835호, 대한민국 공개특허 제2011-0099130호에는 다상 유체와 세정액를 이용하여 웨이퍼를 세정하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기 공개된 기술들은 다상 유체와 세정액이 웨이퍼에 분사된 후 웨이퍼에 분사된 다상 유체와 세정액이 주변 부품들에 영향을 미치게 되어 주변 부품들을 손상시키게 된다. 한편, 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 원활하게 배출되지 못할 경우 배출되지 못한 다상 유체가 웨이퍼에 영향을 미치게 되어 반도체 디바이스의 품질을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 웨이퍼를 세정시 사용되는 알칼리성 세정액, 산성 세정액 등의 세정액 사용을 억제하거나 최소화하는 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 챔버(챔버 하우징) 내부에 위치하는 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사시 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 챔버 내부에 잔류하지 않고 챔버 외부로 빠르게 배출되는 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 회수컵; 상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 구동유닛; 수증기를 포함하는 다상 유체를 상기 웨이퍼에 분사시키는 다상유체 분사유닛; 원통 형상으로 형성되며, 상기 회수컵을 감싸 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 원통형 챔버 하우징; 및 상기 원통형 챔버 하우징에 연통되며, 상기 원통형 챔버 하우징에 분사된 다상 유체를 외부로 배출시키는 배기유닛;을 포함하는 세정 장치가 제공된다.

상기 원통형 챔버 하우징에 구비되며, 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 다상 유체가 상기 웨이퍼의 상면에 분사될 때 상기 웨이퍼의 하면 쪽으로 다상 유체가 유입되는 것을 방지하는 백플로우 방지유닛이 상기 원통형 챔버 하우징에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 백플로우 방지유닛은 상기 원통형 챔버 하우징의 외측 양쪽에 각각 구비되는 제1,2 구동유닛들과, 상기 제1,2 구동유닛에 각각 연결되는 제1,2 연결부재들과, 상기 제1,2 연결부재들에 각각 연결되어 상기 제1,2 구동유닛들의 작동에 의해 상기 원통형 챔버 하우징의 중심 방향으로 직선 왕복 운동하면서 상기 웨이퍼의 하면 테두리를 커버하는 제1,2 하프링들을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1,2 하프링들은 각각 경사진 외측 곡면과 경사진 외측 곡면이 구비되고, 상면에 환형 평면이 구비된 것이 바람직하다.

상기 배기유닛은 절곡된 형상으로 형성되며, 양단이 상기 원통형 챔버 하우징에 연통되는 제1 배기관과; 상기 제1 배기관에 연통되는 제2 배기관과; 상기 제2 배기관에 연결되는 송풍유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원통형 챔버 하우징의 상단에 원판 형태의 커버가 구비되고, 상기 커버의 내부에 직선 형태의 가이드 홈이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상온의 순수, 고온의 스팀, 그리고 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 웨이퍼에 도포된 도포 물질에 분사시켜 웨이퍼를 세정하게 되므로 알칼리성 또는 산성 세정액의 사용을 배제하게 되어 환경 오염을 최소화시킬 뿐만 아니라 세정 비용을 절감시키게 된다. 한편, 다상 유체와 세정액을 함께 사용하여 웨이퍼를 세정하게 될 경우 다상 유체와 세정액을 교번되게 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼를 세정하게 되므로 웨이퍼의 세정을 보다 빠르고 효과적으로 하게 되며, 세정액의 사용도 최소화하게 된다.

또한, 본 발명은 챔버 하우징이 원통 형상이므로 챔버 하우징의 내부에 위치하는 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사시 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 원활하게 배기유닛으로 빠져나가게 되어 챔버 하우징에 다상 유체가 잔류하는 것을 방지하게 된다. 또한, 챔버 하우징의 양측에 각각 다상 유체가 빠져나가는 배기유닛의 제1,2 직선관부가 구비되므로 챔버 하우징 내의 다상 유체가 빠르게 챔버 하우징 밖으로 배출된다.

본 발명은 백플로우 방지유닛의 제1,2 하프링들이 웨이퍼의 하면 테두리를 커버하게 되므로 노즐부재가 웨이퍼의 상측에서 직선 왕복 운동하면서 다상 유체를 웨이퍼 상면에 분사시킬 때 다상 유체가 웨이퍼의 하면으로 유입되어 웨이퍼의 하면을 가압하는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여 웨이퍼의 세정시 웨이퍼가 안정적으로 회전하게 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 구성하는 백플로우 방지유닛의 일부분을 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예를 구성하는 커버를 도시한 정단면도,
도 5는 본 발명에 따른 세정 장치의 일실시예에서 다상 유체가 원통형 챔버 하우징에서 배출되는 상태를 도시한 평면도.

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 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 세정 장치는 원통형 챔버 하우징(100), 회수컵(200), 웨이퍼 구동유닛(300), 다상유체 분사유닛(400), 배기유닛(500)을 포함한다.

원통형 챔버 하우징(100)은 베이스 프레임(10)의 상면에 구비된다. 원통형 챔버 하우징(100)은 상측이 개구된 원통 형상으로 형성됨이 바람직하다. 원통형 챔버 하우징(100)이 원통 형상으로 형성되므로 구석진 부분이 배제되어 원통형 챔버 하우징(100)의 내부로 유체가 유동시 유체가 잔류하거나 와류가 발생하는 것이 방지되어 유체의 유동이 원활하게 된다.

상기 회수컵(200)은 원통형 챔버 하우징(100)의 내부에 구비된다. 회수컵(200)은 상측이 개구되고 하면에 관통구멍이 구비된 원통체(210)와, 원통체(210)의 내주면에 구비된 링 형상의 제1 환형구획판(220)과, 제1 환형구획판(220)의 위쪽에 위치하도록 원통체(210)의 내주면에 위치하는 링 형상의 제2 환형구획판(230)과, 제2 환형구획판(230)의 위쪽에 위치하도록 원통체(210)의 상단에 위치하는 제3 환형구획판(240)을 포함한다.

제1 환형구획판(220), 제2 환형구획판(230), 제3 환형구획판(240)의 내경은 각각 서로 같은 것이 바람직하며, 각 구획판은 중심을 향하여 경사진다. 제1 환형구획판(220)과 제2 환형구획판(230) 사이의 공간을 제1 회수공간이라 하고, 제2 환형구획판(230)과 제3 환형구획판(240) 사이의 공간을 제2 회수공간이라 한다.

제1 회수공간과 연통되도록 회수컵(200)에 제1 회수관(250)이 연결되고, 제2 회수공간과 연통되도록 회수컵(200)에 제2 회수관(260)이 연결된다.

상기 웨이퍼 구동유닛(300)은 웨이퍼를 회전시키고 또한 웨이퍼를 상하로 이동시킨다. 웨이퍼 구동유닛(300)은 내부에 버큠 유로가 구비된 축(310)과, 축(310)의 단부에 구비된 버큠 척(320)과, 버큠 척(320)이 구비된 축(310)을 상하 및 회전 구동시키는 구동유닛(330)을 포함한다. 버큠 척(320)이 구비된 축(310)은 회수컵(200)의 내부에 위치한 상태에서 상하로 움직이고, 구동유닛(330)은 베이스 프레임(10)의 아래에 위치하여 축(310)과 연결된다. 축(310)은 베이스 프레임(10)을 관통한다. 웨이퍼 구동유닛(300)은 일반적인 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다. 버큠 척(320)의 상면에 웨이퍼가 놓여진 상태에서 버큠 척(320)에 버큠이 작용하게 되면 웨이퍼는 버큐 척(320)에 흡착 고정된다.

상기 다상유체 분사유닛(400)은 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상하 및 수평 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼에 다상 유체(multi-phase fluid)를 분사한다. 상기 다상 유체는 수증기(steam)과 순수(deionized water)와 압축건조공기(CDA;Compressed Dry Air)를 포함한다.

상기 다상유체 분사유닛(400)의 일실시예로, 상기 다상유체 분사유닛(400)은 다상 유체를 분사시키는 노즐부재(410)와, 노즐부재(410)를 상하 방향으로 직선으로 움직이는 상하방향 구동유닛(420)과, 노즐부재(410)가 수평으로 직선으로 움직이도록 상하방향 구동유닛(420)을 수평 방향으로 움직이는 수평방향 구동유닛(430)을 포함한다. 노즐부재(410)에 수증기와 순수와 압축건조공기를 각각 공급하는 스팀라인(L1)과 순수라인(L2)과 공기라인(L3)이 연결된다. 노즐부재(410)와 수평방향 구동유닛(430)은 노즐지지부재(440)에 의해 연결됨이 바람직하다. 상기 노즐지지부재(440)는 기역자 형상으로 형성됨이 바람직하고, 그 한쪽에 노즐부재(410)가 장착되고 다른 한쪽은 상하방향 구동유닛(420)에 연결됨이 바람직하다. 베이스 프레임(10)의 상면에 지지 프레임(20)이 구비되고 그 지지 프레임(20)에 수평방향 구동유닛(430)이 장착된다. 지지 프레임(20)은 원통형 챔버 하우징(100)의 한쪽 옆에 위치하며, 수평방향 구동유닛(430)은 지지 프레임(20)의 한쪽 측면에 장착됨이 바람직하다. 상하방향 구동유닛(420)은 리니어 모터(M)와 엘엠 가이드(G)를 포함하는 것이 바람직하다. 수평방향 구동유닛(430)도 리니어 모터와 엘엠 가이드를 포함하는 것이 바람직하다.

수평방향 구동유닛(430)의 작동에 의해 상하방향 구동유닛(420)과 노즐지지부재(440)와 노즐부재(410)가 수평방향으로 직선 왕복 운동하며, 상하방향 구동유닛(420)의 작동에 의해 노즐지지부재(440) 및 노즐부재(410)가 상하 방향으로 직선 왕복 운동한다. 이와 같이, 수평방향 구동유닛(430)과 상하방향 구동유닛(420)의 작동에 의해 노즐부재(410)가 수평 방향으로 직선 왕복 운동할 뿐만 아니라 상하 방향으로 직선 왕복 운동하게 된다.

원통형 챔버 하우징(100) 내부에 위치하도록 베이스 프레임(10)에 보조유체 분사유닛(600)이 구비됨이 바람직하다. 보조유체 분사유닛(600)은 웨이퍼에 보조 유체를 분사시킨다. 보조유체 분사유닛(600)은 제1 세정액을 분사시키는 제1세정액 분사유닛(610)과, 제2 세정액을 분사시키는 제2세정액 분사유닛(620)과, 순수를 분사시키는 순수 분사유닛(630)과, 질소를 분사시키는 질소분사유닛(640)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 세정액은 ELS이고, 상기 제2 세정액은 이소프로필알코올이 될 수 있다. 제1,2세정액 분사유닛(610)(620)들은 각각 굴곡진 형태로 형성되는 분사관(61)과, 분사관(61)의 단부에 연결되는 노즐(62)과, 분사관(61)의 한쪽 끝부분을 기준으로 상기 분사관(61)을 각회전시키는 분사관 회전유닛(63)을 포함한다. 제1세정액 분사유닛(610)의 분사관(61)의 다른 한쪽 끝에 제1세정액이 공급되는 제1세정액 공급라인(미도시)이 연결되고, 제2세정액 분사유닛(620)의 분사관(61)의 다른 한쪽 끝에 제2세정액이 공급되는 제2세정액 공급라인(미도시)이 연결된다. 제1,2세정액 분사유닛들(610)(620)은 각각 원통형 챔버 하우징(100)의 중심에서 일정 거리를 두고 위치하며 또한 서로 일정 간격을 두고 위치한다. 제1,2세정액 분사유닛들(610)(620)을 연결하는 가상의 직선은 노즐부재(410)가 움직이는 직선 경로와 수직인 것이 바람직하다. 제1,2세정액 분사유닛들은 각각 분사관 회전유닛의 작동에 의해 분사관과 노즐이 각회전하게 된다.

순수 분사유닛(630)은 복수 개의 순수 분사관들을 포함하며, 복수 개의 순수 분사관들은 순수공급라인(미도시)에 연결된다. 질소분사유닛(640)은 질소 분사관을 포함하며, 질소 분사관은 질소공급라인(미도시)에 연결된다.

원통형 챔버 하우징(100)에 백플로우 방지유닛(700)이 구비됨이 바람직하다. 백플로우 방지유닛(700)은 다상 유체가 웨이퍼의 상면에 분사될 때 웨이퍼의 하면 쪽으로 다상 유체가 유입되는 것을 방지한다. 백플로우 방지유닛(700)은 원통형 챔버 하우징(100)의 외측 양쪽에 각각 구비되는 제1,2 구동유닛들(711)(721)과, 제1,2 구동유닛들(711)(721)에 각각 연결되는 제1,2 연결부재들(712)(722)과, 제1,2 연결부재들(712)(722)에 각각 연결되는 제1,2 하프링들(713)(723)을 포함한다. 제1,2 연결부재들(712)(722)과 제1,2 하프링들(713)(723)은 원통형 챔버 하우징(100) 내측에 위치한다. 제1,2 구동유닛들(711)(721)과 제1,2 연결부재들(712)(722)과 제1,2 하프링들(713)(723)은 모두 원통형 챔버 하우징(100)의 중심을 통과하는 가상의 직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 그 가상의 직선은 노즐부재(410)가 수평방향으로 움직이는 직선경로와 평행하다. 제1,2 구동유닛들(711)(721)의 작동에 의해 제1,2 연결부재들(712)(722)과 제1,2 하프링들(713)(723)은 원통형 챔버 하우징(100)의 중심 방향으로 직선 왕복 운동하게 된다. 이때, 제1,2 하프링들(713)(723)은 서로 마주보는 상태에서 서로 가까워지거나 멀어지게 된다. 제1,2 하프링들(713)(723)이 가까워진 상태에서 제1,2 하프링들(713)(723)의 각 상면이 버큠 척(320)에 흡착된 웨이퍼의 하면 테두리에 위치하게 된다.

제1,2 구동유닛들(711)(721)은 각각 에어 실린더를 포함하는 것이 바람직하다. 제1,2, 연결부재들(712)(722)은 각각 일정 길이를 갖는 절곡된 막대 형상으로 형성된다. 제1,2 하프링들(713)(723)은 서로 같은 크기와 형상으로 형성됨이 바람직하다. 제1,2 하프링들(713)(723)은 각각 균일한 폭과 두께를 갖는 반원 링 형상으로 형성되되, 꼭지부분이 절단된 원추의 반쪽 형태로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 외측면(S1)이 경사진 곡면이고 또한 내측면(S2)도 경사진 곡면이다. 그리고 상단(F1)과 하단(F2)은 각각 환형 형상의 평면이고, 상단의 곡률 반경이 하단의 곡률 반경보다 작다.

상기 배기유닛(500)은 절곡된 형상으로 형성되어 양단이 각각 원통형 챔버 하우징(100)에 연통되는 제1 배기관(510)과, 제1 배기관(510)에 연통되는 제2 배기관(520)과, 제2 배기관(520)에 연결되는 송풍유닛(미도시)을 포함한다. 제1 배기관(510)은 상단부가 원통형 챔버 하우징(100)의 한쪽에 연통되는 제1 직선관부(511)와, 상단부가 원통형 챔버 하우징(100)의 다른 한쪽에 연통되는 제2 직선관부(512)와, 제1,2 직선관부들(511)(512)의 하단부를 연결시키는 곡선관부(513)를 포함한다. 제1,2 직선관부들(511)(512)은 각각 원통형 챔버 하우징(100)의 중심을 지나는 가상의 직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 제1,2 직선관부들(511)(512)의 상면에 각각 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 구동유닛들(711)(721)이 위치하는 것이 바람직하다. 제2 배기관(520)은 제1 배기관(510)의 곡선관부(513) 가운데 연결됨이 바람직하다. 송풍유닛은 원통형 챔버 하우징(100)에 있는 유체가 외부로 배출되도록 배기 압력을 발생시킨다.

도 4에 도시한 바와 같이, 원통형 챔버 하우징(100)의 상단에 원통형 챔버 하우징(100)의 상단을 복개하는 커버(120)가 구비됨이 바람직하다. 커버(120)는 원판 형태로 형성되며 내부에 직선 형태의 가이드 홈(121)이 구비된다. 가이드 홈(121)의 길이 방향은 노즐부재(410)가 직선 왕복 운동하는 방향과 같다. 커버(의 가이드 홈(121) 내부를 통해 노즐부재(410)가 상하로 움직이게 될 뿐만 아니라 수평 방향으로 직선 왕복 운동하게 된다. 커버(120)는 원통형 챔버 하우징(100)의 상측으로 다상 유체가 누출되는 것을 최소화시키게 된다.

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

먼저, 웨이퍼 구동유닛(300)의 버큠 척(320)이 회수컵(200)의 상단, 즉 제3 환형구획판(240)보다 높게 위치한 상태에서 버큠 척(320)에 웨이퍼가 놓여져 버큠 척(320)에 흡착된다. 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 버큠 척(320)에 고정된 웨이퍼를 세정하는 동작은 다음과 같다.

백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 하프링들(713)(723)이 각각 웨이퍼의 하면 테두리에 위치하도록 제1,2 구동유닛들(711)(721)이 각각 작동한다. 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 하프링들(713)(723)이 각각 웨이퍼의 하면 테두리에 위치한 상태에서, 웨이퍼 구동유닛(300)이 작동하여 웨이퍼를 회전시킨다. 다상유체 분사유닛(400)의 상하방향 구동유닛(420)이 작동하여 노즐부재(410)를 웨이퍼 위의 설정된 위치로 이동시킨다.

다상유체 분사유닛(400)의 수평방향 구동유닛(430)이 작동하여 노즐부재(410)를 수평 방향으로 직선 이동시키면서 노즐부재(410)가 다상 유체를 웨이퍼의 상면에 분사시킨다. 노즐부재(410)가 웨이퍼 위에서 설정된 횟수로 직선 왕복 운동하면서 웨이퍼 상면에 다상 유체를 분사하면서 웨이퍼의 상면을 세정하게 된다. 이때, 제1,2 하프링들(713)(723)이 웨이퍼의 하면 테두리를 커버하게 되어 다상 유체가 웨이퍼의 하면으로 유입되는 것을 방지하게 된다.

배기유닛(500)을 구성하는 송풍유닛의 작동에 의해 웨이퍼 상면으로 분사된 다상 유체는, 도 5에 도시한 바와 같이, 원통형 챔버 하우징(100)의 내부를 유동하면서 배기유닛(500)의 제1 배기관(510)과 제2 배기관(520)을 통해 원통형 챔버 하우징(100) 밖으로 배출된다. 제2 배기관(520)을 통해 배출된 다상 유체 중 순수는 폐수되고, 기체는 폐기된다. 원통형 챔버 하우징(100)이 원통 형상으로 형성되므로 다상 유체가 내부에 잔류하거나 와류가 발생되지 않고 원활하게 제1 배기관(510)으로 배출된다.

웨이퍼의 세정이 완료되면 노즐부재(410)로부터 다상 유체의 분사가 정지되고, 상하방향 구동유닛(420)과 수평방향 구동유닛(430)이 작동하여 노즐부재(410)를 초기 위치로 이동시킨다. 또한, 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 구동유닛들(711)(721)의 작동에 의해 제1,2 하프링들(713)(723)이 초기 위치로 이동하게 된다.

제2 모드로 버큠 척(320)에 고정된 웨이퍼를 세정하는 동작은 다음과 같다.

웨이퍼가 버큠 척(320)에 흡착되고, 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 하프링들(713)(723)이 초기 위치에 위치하고, 노즐부재(410)가 초기 위치에 위치한 상태에서, 웨이퍼 구동유닛의 구동유닛(330)이 작동하여 웨이퍼가 회수컵(200)의 제2 환형구획판(230)과 동일 선상에 위치하도록 웨이퍼를 이동시킨다. 그리고 웨이퍼를 회전시키면서 제1세정액 분사유닛(610)의 분사관(61) 및 노즐(62)을 웨이퍼 상면으로 이동시켜 분사관(61) 및 노즐(62)을 통해 웨이퍼 상면에 제1세정액을 분사시킨다. 제1세정액의 분사가 끝나고 나면 분사관(61)을 초기 위치로 이동시키고 웨이퍼의 회전을 정지시킨다.

그리고 웨이퍼가 회수컵(200)의 제3 환형구획판(240)의 위쪽에 위치하도록 웨이퍼를 이동시킨다. 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 구동유닛들(711)(721)이 작동하여 제1,2 하프링들(713)(723)을 웨이퍼의 하면에 위치시킨 다음 다상유체 분사유닛(400)의 노즐부재(410)가 웨이퍼의 상면을 왕복 운동하면서 다상 유체를 웨이퍼에 분사시킨다. 다상 유체의 분사가 완료되면 다상 유체의 분사를 정지시킨다.

노즐부재(410)와 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 하프링들(713)(723)을 각각 초기 위치로 이동시킨다.

그리고 제1세정액을 위와 같은 동작으로 웨이퍼 상면에 분사시킨다. 제1세정액과 다상 유체를 반복적으로 설정된 횟수로 웨이퍼 상면에 분사시킨 후 웨이퍼가 회수컵(200)의 제1 환형구획판(220)과 동일 선상에 위치하도록 웨이퍼를 아래로 이동시킨다. 웨이퍼를 회전시키면서 제2세정액 분사유닛(620)의 분사관(61) 및 노즐(62)을 웨이퍼 상면으로 이동시켜 분사관(61) 및 노즐(62)을 통해 웨이퍼 상면에 제2세정액을 분사시킨다. 제2세정액의 분사가 끝나고 나면 분사관(61)을 초기 위치로 이동시키고 웨이퍼의 회전을 정지시킨다.

웨이퍼가 회수컵(200)의 제3 환형구획판(240) 상측에 위치하도록 웨이퍼를 위로 이동시킨다. 웨이퍼를 회전시키면서 순수 분사유닛(630)의 분사관들을 통해 웨이퍼 상면에 순수를 분사시킨다. 웨이퍼에 순수를 설정된 양 또는 시간 분사시킨 후 순수의 분사를 정지시킨다. 질소 분사유닛(640)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(410)에서 웨이퍼 상면으로 분사된 다상 유체는 배기유닛(500)을 통해 원통형 챔버 하우징(100) 밖으로 배출되고, 순수 분사유닛(630)의 분사관(61)을 통해 웨이퍼에 분사된 순수 또한 원통형 챔버 하우징(100)의 배기유닛(500)을 통해 배출된다. 웨이퍼에 분사된 제1세정액은 제2 회수공간으로 유입되면서 제2 회수관(260)을 통해 회수되고, 웨이퍼에 분사된 제2세정액은 제1 회수공간으로 유입되면서 제1 회수관(250)을 통해 회수된다.

본 발명은 상온의 순수, 고온의 스팀, 그리고 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 웨이퍼에 도포된 도포 물질에 분사시켜 웨이퍼를 세정한다. 이와 같은 방법은 스팀의 화학적인 활성에너지와 순수의 질량에 의한 물리적 에너지에 의해 웨이퍼의 도포 물질, 예를 들면, 포토레지스트막이나 폴리머막 등과 같은 도포 물질을 제거(세정)하게 되므로 웨이퍼의 세정이 빠르고 매우 효과적이다. 또한, 순수, 스팀, 그리고 압축건조공기로 웨이퍼를 세정하게 되므로 알칼리성 또는 산성 세정액의 사용을 배제하게 되어 환경 오염을 최소화시킬 뿐만 아니라 세정 비용을 절감시키게 된다. 한편, 다상 유체와 세정액을 함께 사용하여 웨이퍼를 세정하게 될 경우 다상 유체와 세정액을 교번되게 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼를 세정하게 되므로 웨이퍼의 세정을 보다 빠르고 효과적으로 하게 되며, 세정액의 사용도 최소화하게 된다.

본 발명은 챔버 하우징(100)이 원통 형상이므로 챔버 하우징(100)의 내부에 위치하는 웨이퍼에 스팀을 포함하는 다상 유체를 분사시 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 원활하게 배기유닛(500)으로 빠져나가게 되어 챔버 하우징(100)에 다상 유체가 잔류하는 것을 방지하게 된다. 또한, 챔버 하우징(100)의 양측에 각각 다상 유체가 빠져나가는 제1,2 직선관부(511)(512)가 구비되므로 챔버 하우징(100) 내의 다상 유체가 빠르게 챔버 하우징(100) 밖으로 배출된다. 또한, 회수컵(200)은 고정되고 회수컵(200) 내부에서 버큠 척(320)을 포함하는 웨이퍼 구동유닛(300)이 작동하게 되므로 챔버 하우징(100)의 내부 구조가 간단하게 되어 챔버 하우징(100) 내부의 다상 유체 유동 저항을 줄이게 되어 다상 유체의 유동이 보다 원활하게 된다.

챔버 하우징(100)의 상단에 커버(120)가 구비된 경우 챔버 하우징(100)의 내부로 분사된 다상 유체가 챔버 하우징(100)의 상부를 통해 외부로 누출되는 것을 최소화하게 될 뿐만 아니라 챔버 하우징(100) 내의 다상 유체가 배기유닛(500)의 작동으로 보다 빠르게 배출된다.

본 발명은 백플로우 방지유닛(700)의 제1,2 하프링들(713)(723)이 웨이퍼의 하면 테두리를 커버하게 되므로 노즐부재(410)가 웨이퍼의 상측에서 직선 왕복 운동하면서 다상 유체를 웨이퍼 상면에 분사시킬 때 다상 유체가 웨이퍼의 하면으로 유입되어 웨이퍼의 하면을 가압하는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여 웨이퍼가 안정적으로 회전하게 된다.

100; 원통형 챔버 하우징 200; 회수컵
300; 웨이퍼 구동유닛 400; 다상유체 분사유닛
500; 배기유닛 600; 보조유체 분사유닛
700; 백플로우 방지유닛

Claims

회수컵;
상기 회수컵 내부에 위치하며, 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 구동유닛;
수증기를 포함하는 다상 유체를 상기 웨이퍼에 분사시키는 다상유체 분사유닛;
원통 형상으로 형성되며, 상기 회수컵을 감싸 웨이퍼에 분사된 다상 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하는 원통형 챔버 하우징;
상기 원통형 챔버 하우징에 연통되며, 상기 원통형 챔버 하우징에 분사된 다상 유체를 외부로 배출시키는 배기유닛;
상기 원통형 챔버 하우징에 구비되며, 상기 다상 유체가 상기 웨이퍼의 상면에 분사될 때 상기 웨이퍼의 하면 쪽으로 다상 유체가 유입되는 것을 방지하는 백플로우 방지유닛;을 포함하며,
상기 백플로우 방지유닛은 상기 원통형 챔버 하우징 양쪽에 각각 구비되는 제1,2 구동유닛들과, 상기 제1,2 구동유닛에 각각 연결되는 제1,2 연결부재들과, 상기 제1,2 연결부재들에 각각 연결되어 상기 제1,2 구동유닛들의 작동에 의해 상기 원통형 챔버 하우징의 반경 방향으로 움직이면서 상기 웨이퍼의 하면 테두리를 커버하는 제1,2 하프링들을 포함하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원통형 챔버 하우징에 구비되며, 상기 웨이퍼에 보조 유체를 분사하는 보조유체 분사유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 제1,2 하프링들은 각각 경사진 외측 곡면과 경사진 외측 곡면이 구비되고, 상면에 환형 평면이 구비된 것을 특징으로 하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 배기유닛은 절곡된 형상으로 형성되며, 양단이 상기 원통형 챔버 하우징에 연통되는 제1 배기관과; 상기 제1 배기관에 연통되는 제2 배기관과; 상기 제2 배기관에 연결되는 송풍유닛을 포함하는 세정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원통형 챔버 하우징의 상단에 원판 형태의 커버가 구비되고, 상기 커버의 내부에 직선 형태의 가이드 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 세정 장치.