KR101491067B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

세정액의 잔류로 인해 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있는 기판 세정 장치가 개시된다. 기판 세정 장치는, 세정액이 수용되어 다수의 기판에 대한 세정 공정이 수행되는 세정조 및 상기 다수의 기판이 안착되는 다수의 슬롯을 포함하고 상기 세정조 내외로 이동하는 가이드 유닛을 포함하고, 상기 가이드 유닛이 상기 세정조에서 상승할 때 상기 슬롯에 잔류하는 세정액을 흡입하여 제거되는 흡입홀이 상기 슬롯에 형성될 수 있다.

Description

기판 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 기판의 배치식 세정 장치에 관한 것으로, 세정 시 기판의 오염을 방지할 수 있는 기판 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photoresist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조 시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 세정공정이 수행된다.

반도체 기판의 세정을 위한 세정 방식은 크게 건식 세정 방식 및 습식(Wet) 세정 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 세정 방식은 여러 가지 약액을 이용한 세정 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 세정하는 배치타입(batch type)과 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식(single wafer type)으로 구분된다.

배치타입 세정 장치는 기판이 세정처리부의 처리 경로를 따라 이송되면서 일련의 처리 과정을 거치면서 세정이 수행되고, 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원이 제거된다.

그런데, 기존의 배치타입 세정 장치는 25매 또는 50매씩 복수의 기판이 동시에 가이드 유닛에 안착된 상태에서 세정조 내에 침지되어 세정 공정이 수행되기 때문에, 가이드 유닛에 잔류하는 세정액으로 인해 기판과 가이드 유닛의 접촉 부분이 오염될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 기판과 가이드 유닛의 접촉 부분에서 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 기판 세정 장치는, 세정액이 수용되어 다수의 기판에 대한 세정 공정이 수행되는 세정조 및 상기 다수의 기판이 안착되는 다수의 슬롯을 포함하고 상기 세정조 내외로 이동하는 가이드 유닛을 포함하고, 상기 가이드 유닛이 상기 세정조에서 상승할 때 상기 슬롯에 잔류하는 세정액을 흡입하여 제거되는 흡입홀이 상기 슬롯에 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 가이드 유닛은, 상기 슬롯은 내부에 중공부가 형성되고, 상기 슬롯에서 상기 기판이 안착되는 부분과 반대쪽의 하부에는 상기 중공부를 개방시키는 개구부가 형성되고, 상기 슬롯 상부에는 상기 기판과 접촉면을 관통하여 상기 중공부와 연통되는 흡입홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 중공부는 상기 슬롯의 상부에서 하부로 갈수록 점차 단면적이 증가하도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 슬롯은 상기 흡입홀과 상기 개구부를 제외하고 밀폐되게 형성될 수 있다. 또한, 상기 슬롯의 상부는 상기 기판이 안착될 수 있도록 요입된 홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 홈은 상기 기판과 접촉되는 부분이 점접촉 또는 선접촉이 되도록 좁은 바닥면 형상을 가질 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판이 상승할 때 흡입홀을 통해 가이드 유닛에 잔류하는 세정액이 제거되므로, 잔류 세정액으로 인한 기판의 오염을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 모식도이다.
도 2는 도 1의 기판 세정 장치에서 가이드 유닛의 정면에서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 세정 장치에서 가이드 유닛의 측면에서 본 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 기판 세정 장치(10)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(10)의 모식도이다. 그리고 도 2는 도 1의 기판 세정 장치(10)에서 가이드 유닛(100)의 정면에서 본 단면도이고, 도 3은 상기 가이드 유닛(100)의 측면에서 본 단면도이다.

도면을 참조하면, 기판 세정 장치(10)는, 세정조(11)와 가이드 유닛(100)을 포함하여 구성된다.

세정조(11)는 세정액이 수용되어 기판(1)에 대한 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 복수의 기판(1)이 동시에 세정액 내에 침지될 수 있도록 충분한 크기로 형성된다. 또한, 세정조(11)는 세정액과 화학적으로 반응하지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 세정조(11)는 석영(quartz)이나 합성수지 재질로 형성될 수 있다. 이외에도 세정액과 반응하지 않는 실질적으로 다양한 재질이 사용될 수 있을 것이다. 그러나, 세정조(11)의 형태 및 구조는 기판(1)의 세정에 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

본 실시예에서 '세정액'이라 함은, 기판(1)에 잔존하는 오염물질을 세정하기 위한 용액으로서, 세정액은 기판(1)의 종류와 제거하고자 하는 물질의 종류에 따라 결정되는 약액과 순수 또는 순수와 약액들이 일정 비율로 혼합된 혼합액을 포함한다. 예를 들어, 세정액은 기판(1) 표면의 박막을 식각하기 위한 식각액(etchant)일 수 있으며, 플루오르화 수소(HF) 수용액, 황산(H2SO4) 용액, SPM 용액, 질산(H3PO4) 용액, 또는 SC-1(standard clean-1) 용액일 수 있다.

가이드 유닛(100)은 세정조(11) 내외로 기판(1)을 이동할 수 있는 장치로, 다수의 기판(1)을 수직 방향으로 세워서 수용할 수 있는 다수의 슬롯(110)을 포함하여 구성된다. 참고적으로, 가이드 유닛(100)을 세정조(11) 내외로 승강 이동시키는 구동부(미도시) 및 구동축(미도시) 등의 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.

가이드 유닛(100)은 다수의 기판(1)이 일정 간격으로 안착될 수 있도록 다수의 슬롯(110)이 일정 간격으로 배치된다. 그리고 한 장의 기판(1)에 대해서 복수의 지점을 지지하도록 다수의 슬롯(110)열이 구비된다. 본 실시예에서는 기판(1)을 5 지점에서 지지하는 방식을 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 기판(1)의 지지하는 지점의 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

2개의 슬롯(110) 사이에 한 장의 기판(1)이 안착될 수 있도록 슬롯(110) 상부에 소정의 홈(110a)이 형성된다. 여기서, 슬롯(110)은 기판(1) 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있도록 일정 간격으로 형성된다. 그리고 슬롯(110)은 기판(1)과의 접촉 면적을 최소화할 수 있도록 상부의 면적이 작은 쐐기형을 가질 수 있다. 또한, 슬롯(110) 사이는 기판(1)의 엣지 부분이 안착될 수 있도록 대략 'V'자 형상으로 형성될 수 있다.

그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 슬롯(110)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

이하에서, 슬롯(110)을 설명함에 있어, '정면'이라 함은 도 2에 도시한 바와 같이 기판(1)의 정면이 보이는 방향을 말하고, '측면'이라 함은 도 3에 도시한 바와 같이 기판(1)의 측면이 보이는 방향을 말한다.

슬롯(110)은 가이드 유닛(100)이 세정조(11)에서 상승할 때 슬롯(110)에 잔류하는 세정액을 흡입하여 제거하는 흡입홀(111)이 형성된다. 흡입홀(111)은 홈(110a)의 바닥 부분에 형성된다. 여기서, 홈(110a)은 안착되는 기판(10)과의 접촉 면적을 최소화하여, 홈(110a)의 바닥과 기판(10)의 접촉 부분이 점접촉 또는 선접촉이 되도록 바닥이 면적이 최대한 좁게 형성된다. 또한, 홈(110a)은 바닥이 평평하기 않고, 쐐기형이나 'V'자 형상과 같이 첨단 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 홈(110a)은 기판(10)의 두께보다 작게 형성되어서, 기판(10)의 에지가 홈(110a)의 측면에 걸리게 되어서 홈(110a)의 바닥에 기판(10)이 접촉되지 않은 상태로 지지되는 것도 가능하다.

홈(110a)의 바닥에는, 흡입홀(111)에서 세정액이 흡입될 수 있도록, 흡입홀(111)에 부압을 형성하기 위해서 슬롯(110) 내부에 중공부(112)가 형성되고, 슬롯(110)에서 기판(1)이 안착되는 부분과 반대쪽의 하부에는 중공부(112)를 개방시키는 개구부(113)가 형성된다. 그리고 흡입홀(111)은 슬롯(110) 상부를 관통하여 홈(110a)과 중공부(112)를 연통시키도록 형성된다. 또한, 슬롯(110)은 흡입홀(111)에 부압이 형성되도록, 흡입홀(111)과 개구부(113)를 제외하고는 중공부(112)가 밀폐되도록 형성된다.

본 실시예에 따르면, 가이드 유닛(100)이 세정조(11)에서 상승하면, 중공부(112)에서 세정액이 빠져나가면서 중공부(112) 내부에 부압이 형성되고, 이와 같이 형성된 부압의 영향으로 중공부(112)와 연통된 흡입홀(111)을 통해 홈(110a)에 잔류한 세정액이 중공부(112)로 흡입되면서 제거된다.

중공부(112)는 흡입홀(111)에 부압이 효과적으로 형성될 수 있도록, 슬롯(110)의 상부에서 하부로 갈수록 점차 단면적이 증가하도록 형성된다. 예를 들어, 중공부(112)의 형상은 원형 단면을 갖는 원뿔 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 중공부(112)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 가이드 유닛(100)이 상승하면서 흡입홀(111)을 통해 슬롯(110)에 잔류한 세정액이 흡입되면서 제거되므로, 잔류 세정액으로 인한 기판(1)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

1: 기판
10: 기판 세정 장치
11: 세정조
100: 가이드 유닛
110: 슬롯
110a: 홈
111: 흡입홀
112: 중공부
113: 개구부

Claims (6)

1. 세정액이 수용되어 다수의 기판에 대한 세정 공정이 수행되는 세정조; 및
   상기 다수의 기판이 안착되며 내부에 중공부가 형성된 다수의 슬롯을 포함하고, 상기 세정조 내외로 이동 가능하게 구비되는 가이드 유닛;
   을 포함하고,
   상기 슬롯에서 상기 기판이 안착되는 부분과 반대쪽의 하부에는 상기 중공부를 개방시키는 개구부가 형성되고,
   상기 슬롯 상부에는 상기 기판과 접촉면을 관통하여 상기 중공부와 연통되어서 상기 가이드 유닛이 상기 세정조에서 상승할 때 상기 슬롯에 잔류하는 세정액을 흡입하여 제거되는 흡입홀이 형성되고,
   상기 슬롯은 상기 흡입홀과 상기 개구부를 제외하고 밀폐되게 형성된 기판 세정 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 중공부는 상기 슬롯의 상부에서 하부로 갈수록 점차 단면적이 증가하도록 형성된 기판 세정 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯의 상부는 상기 기판이 안착될 수 있도록 요입된 홈이 형성된 기판 세정 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈은 상기 기판과 접촉되는 부분이 점접촉 또는 선접촉이 되도록 좁은 바닥면 형상을 갖는 기판 세정 장치.

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