KR101499681B1 - 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조 - Google Patents

기판 세정 장치의 챔버 배열 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조에 관한 것으로, 이송 아암에 의하여 기판을 이송하면서 다단계의 세정이 이루어지는 기판 세정 장치의 챔버 구조로서, 상기 이송 아암의 운동 공간이 사이에 형성되도록 2개 이상이 간격을 두고 배열되고, 기판이 유입되는 입구와 유출되는 출구가 각각 구비되는 다수의 세정 챔버와; 상기 입구로 유입되는 상기 기판의 표면에 유체를 분사하는 입구 노즐을; 포함하여 구성되어, 이송 아암에 의한 운동 공간을 상기 다수의 챔버들 사이에 구비하면서도, 상기 챔버로 유입되는 기판의 표면에 고압의 유체를 분사하여, 이전의 공정에 사용되어 기판의 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액을 제거한 상태로 세정 챔버 내로 유입되도록 함으로써, 세정 챔버 내에서의 세정 공정에 다른 케미컬이 유입되는 것을 막을 수 있게 되어 세정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조를 제공한다.

Description

기판 세정 장치의 챔버 배열 구조 {CHAMBER STRUCTURE OF SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}
본 발명은 이송 아암에 의하여 기판을 이송하면서 다단계의 세정이 이루어지는 기판 세정 장치의 챔버 구조에 관한 것으로, 이전 단계에서 기판에 묻어 있는 세정액 등에 의한 영향을 배제하여 각 세정 단계에서의 세정이 완전히 이루어질 수 있도록 하는 기판 세정 장치의 챔버 구조에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
도1에 도시된 바와 같이 화학 기계적 연마 장치(X1)는 공급 아암(Rs)으로 원형 기판(W)을 그립부(G)에서 파지한 상태로 캐리어 헤드(H)의 저면에 공급하여, 원형 기판(W)이 회전하는 연마 패드(P) 상에 가압하면서 마찰에 의한 기계적 연마 공정이 행해지고, 이와 동시에 원형 기판(W)에 공급되는 슬러리에 의하여 화학적 연마 공정이 행해진다. 캐리어 헤드(H)의 저면에 위치하여 CMP 공정이 종료된 기판(W)은 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위하여 기판 세정 장치(1)가 배치된 영역(X2)을 순차적으로 이송되면서 세정된다.
기판 세정 장치(1)는 기판(W)을 이송 아암(Rt)에 의하여 각각의 세정 챔버(U1, U2, U3)에 공급하여, CMP 공정 중에 기판(W)에 묻은 이물질을 세정하여 제거한다. 이 때, 각각의 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이에는 이송 아암(Rt)이 기판(W)을 파지하여 그 다음 세정 챔버로 공급할 수 있도록 공간(d)이 형성된다. 이송 아암(Rt)은 웨이퍼(W)를 파지하는 그립부(Gr)가 설치되어 가이드 몸체를 따라 일괄적으로 이동(99d)하여 웨이퍼(W)를 세정 챔버(U1, U2, U3) 사이를 이동시킨다. 이 구성은 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허 제10-1172590호에 개시되어 있다.
그러나, 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이에 마련된 공간(d)에 의하여 어느 하나의 세정 챔버에서 세정된 기판(W)이 그 다음 공정의 세정 챔버로 유입되는 사이에, 이전의 세정 챔버에서 세정에 사용되었던 잔액(케미컬 및/또는 더러워진 순수)이 기판(W)에 남아 있어서 그 다음 세정 챔버에 사용되는 케미컬과 혼합되면서 기판(W)에 예상치못한 흔적을 남길 가능성이 상존하는 문제가 있었다. 이에 따라, 세정 챔버에 사용되는 케미컬은 세정 효율을 상승시킬 수 있는 것으로 선택되는 대신에 케미컬의 의도하지 않은 혼합에 의한 문제를 야기하지 않는 것으로 선택됨에 따라, 세정 효율이 낮은 케미컬을 사용할 수 밖에 없는 문제가 있었다.
이 뿐만 아니라, 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사잇 공간(d)에는 어느 하나의 세정 챔버로부터 유출된 기판(W)에 묻어 있던 잔액이 공기중에 부유함에 따라, 그 다음에 세정되는 기판(W)이 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사잇 공간(d)에서 부유하는 케미칼의 미세 분진이 묻어 오염되는 문제가 야기되었다. 이 문제점을 해결하기 위하여 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이에 사이 공간(d)을 없애는 방안을 모색해볼 수도 있지만, 이 경우에는 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이에서 기판(W)을 이송시켜주는 수단이 없을 뿐만 아니라, 이송 아암(Rt)과 같은 이송 수단을 사이 공간(d)이 없이 연속적으로 배열된 세정 챔버 내에 설치하는 것은 세정 챔버의 크기가 비대하게 커지므로 현장에서의 공간 활용성이 저하되는 문제가 야기된다.
따라서, 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이에 기판(W)을 이송하는 이송 아암(Rt)의 운동 및 대기 공간(d)이 마련되면서, 각 세정 챔버(U1, U2, U3)에서 기판(W)에 묻어나오는 잔액이 완전히 제거된 상태에서 그 다음 세정 챔버로 유입될 수 있도록 하고, 동시에 세정 챔버(U1, U2, U3)의 사이 공간(d)에서 공기 중에 부유하는 잔액에 의해 기판(W)이 오염되는 것을 방지할 필요성이 크게 대두되고 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명은 세정 챔버의 사이에 기판을 이송하는 이송 아암의 운동 및 대기 공간이 마련되면서, 각 세정 챔버에서 기판에 묻어나오는 잔액이 완전히 제거된 상태에서 그 다음 세정 챔버로 유입될 수 있도록 함과 동시에, 세정 챔버의 사이 공간을 기판이 통과하는 도중에 공기 중에 부유하는 케미컬 등의 잔액이 기판에 달라붙어 기판의 세정 효율을 저하시키는 것을 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 이송 아암에 의하여 기판을 이송하면서 다단계의 세정이 이루어지는 기판 세정 장치의 챔버 구조로서, 상기 이송 아암의 운동 공간이 사이에 형성되도록 2개 이상이 간격을 두고 배열되고, 기판이 유입되는 입구와 유출되는 출구가 각각 구비되는 다수의 세정 챔버와; 상기 입구로 유입되는 상기 기판의 표면에 유체를 분사하는 입구 노즐을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조를 제공한다.
이는, 이송 아암의 그립부의 운동 및 대기 공간을 상기 다수의 챔버들 사이에 구비하면서도, 상기 챔버로 유입되는 기판의 표면에 순수(de-ionized water) 또는 고압의 기체를 분사하여, 이전의 공정에 사용되어 기판의 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액을 제거한 상태로 세정 챔버 내로 유입되도록 함으로써, 세정 챔버 내에서의 세정 공정에 다른 케미컬이 유입되는 것을 막을 수 있도록 하기 위함이다.
이를 통해, 기판의 표면에 잔류하였더라면 기판이 유입되는 세정 챔버에 사용되는 케미컬과 혼합되면서 기판(W)에 예상치못한 흔적(spot) 등의 부작용을 야기할 가능성을 완전히 배제할 수 있게 되므로, 각각의 세정 챔버에서는 혼합의 문제를 고려하지 않고 세정 효율을 극대화할 수 있는 케미컬을 선택하여 보다 높은 세정 효율을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 출구로 유출되는 상기 기판의 표면에 유체를 분사하는 출구 노즐을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 세정 챔버 내에서 세정된 기판이 세정 챔버의 바깥으로 배출될 때에 케미컬 등의 잔액이 남지 않은 상태로 배출될 수 있게 되어, 그 다음 세정 공정에 유입되는 기판의 표면에 케미컬이 잔류할 가능성을 보다 낮출 수 있다.
상기 출구 노즐과 상기 입구 노즐 중 어느 하나 이상은 상기 기판의 양 판면에 대하여 모두 고압의 기체 또는 깨끗한 순수 등의 액체를 분사할 수 있다. 이에 의하여, 기판의 공정면 이외의 다른 표면에 묻은 이물질이나 케미컬 등을 확실하게 제거할 수 있다.
무엇보다도 상기 입구 노즐은 상기 기판의 판면에 대하여 경사지게 상기 세정 챔버의 바깥을 향하여 고압의 기체 또는 액체를 분사함으로써, 세정 챔버로 유입되는 기판 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액을 바깥으로 배출시켜, 이전 공정에서 기판의 표면에 잔류하였던 케미컬에 의하여 기판의 세정 공정이 영향을 받지 않도록 한다.
상기 입구 노즐과 상기 출구 노즐은 기판의 판면에 고압의 기체 또는 액체를 분사함에 있어서, 노즐의 토출구가 슬릿 형태로 형성되어, 기판의 판면을 가로지르는 방향으로 고압의 기체가 상대적으로 좁은 영역만을 분사되는 에어 나이프를 형성할 수 있다. 이를 통해, 세정 챔버로 유입되는 기판에 묻은 잔액을 확실하게 제거할 수 있다.
한편, 상기 다수의 세정 챔버를 이동하는 상기 기판의 이동 경로에는 상측에서 바닥을 향하는 외부 기류를 형성하는 외부기류 형성유닛을; 더 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해, 세정 챔버의 외기가 하방으로 흐르도록 함으로써, 기판이 세정 챔버의 사이를 지날 때에 공중에 부유하는 케미컬 입자에 의하여 기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상기 세정 챔버에는 상기 외부 기류를 수용하도록 상측에 구멍이 형성되어, 세정 챔버 내에도 하방으로 기체가 유동하는 환경을 마련하여, 세정 챔버 내에서 세정 공정에 의하여 튀어 부유하는 미세 입자들이 기판에 고착되지 않아 2차 오염을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 세정 챔버의 배출구에는 부압이 인가되어, 외부 기류가 세정 챔버에 유입되어 세정 공정에서 발생되는 액적 및 이물질을 외부로 효과적으로 배출시킬수 있다.
상기 기판은 디스플레이 기판을 포함하며 화학 기계적 연마 공정이 종료된 웨이퍼일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 이송 아암에 의한 운동 공간을 상기 다수의 세정 챔버들 사이에 구비하면서도, 상기 세정 챔버로 유입되는 기판의 표면에 고압의 기체 또는 액체를 분사하여, 이전의 공정에 사용되어 기판의 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액을 제거한 상태로 세정 챔버 내로 유입되도록 함으로써, 세정 챔버 내에서의 세정 공정에 다른 케미컬 및 입자 등이 유입되는 것을 막아, 세정 챔버에서의 세정 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판의 표면에 잔류하였더라면 기판이 유입되는 세정 챔버에 사용되는 케미컬과 혼합되면서 기판(W)에 예상치못한 흔적(spot) 등의 부작용을 야기할 가능성을 완전히 배제할 수 있게 되므로, 각각의 세정 챔버에서는 혼합의 문제를 고려하지 않고 세정 효율을 극대화할 수 있는 케미컬을 선택하여 보다 높은 세정 효율을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 다수의 세정 챔버 간을 이동하는 상기 기판의 이동 경로에는 상측에서 바닥을 향하는 외부 기류를 형성하는 외부기류 형성유닛을 더 포함하여 구성되어, 하방으로 흐르는 외기 분위기에 의하여 이물질이나 액적이 공중에 부유하지 않고 지면에 위치하도록 유도되므로, 기판이 세정 챔버의 사이를 지날 때에 공중에 부유하는 케미컬 입자에 의하여 기판이 오염되는 것을 방지할 수 잇점도 얻어진다.
도1은 화학 기계적 연마 장치와 인접한 종래의 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조를 도시한 도면
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조를 도시한 사시도,
도3은 도2의 정면도,
도4a 내지 도4d는 도2의 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조의 작동 원리를 설명하기 위한 도면,
도5는 노즐에 의하여 분사되는 고압 에어의 기판 상의 궤적을 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조(100)는 이송 아암(도1의 Rt)에 의하여 기판(W)을 이송하면서 다단계의 세정이 이루어지는 기판 세정 장치의 챔버 구조로서, 이송 아암(Rt)의 운동 공간(d)이 사이에 형성되도록 2개 이상이 간격을 두고 배열되는 다수의 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)와, 상기 세정 챔버(110a, 110b, 110c) 내에 설치되어 입구(112)의 내측에서 유입되는 기판(W)의 판면에 경사지게 바깥 방향으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하는 입구 분사 노즐(116)과, 상기 세정 챔버(110a, 110b, 110c) 내에 설치되어 출구(114)의 내측에서 유출되는 기판(W)의 판면에 경사지게 바깥 방향으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하는 출구 분사 노즐(118)과, 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 외기가 상측에서 하측을 향하는 방향의 유동(120v)이 발생시키는 외부기류 형성유닛(120)으로 구성된다.
상기 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 내부에는 각각 기판(W)이 이동하면서 단계별로 세정될 수 있는 설비가 구비된 내부 공간(C1, C2, C3)이 형성되어, 기판(W)이 다수의 세정 챔버(110a, 110b, 110c)를 거치면서 각각의 내부 공간(C1, C2, C3)에 마련되어 있는 세정 설비(예를 들어, 노즐 형태의 헹굼 설비, 브러쉬 타입의 세정 설비, 스핀 건조 설비 등등)에 의하여 기판(W)의 표면에 묻어있는 이물질을 제거하는 세정이 행해진다.
세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)는 각각 기판(W)이 내부 공간(C1, C2, C3)으로 유입될 때에 입구(112o)를 미닫이 형태로 개방하는 입구 부재(112)와, 기판(W)이 내부 공간(C1, C2, C3)으로부터 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 바깥으로 유출될 때에 출구(114o)를 미닫이 형태로 개방하는 출구 부재(114)가 구비된다.
세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 입구(112o)에는 이송 아암(Rt)에 의하여 유입되는 기판(W)의 표면에 경사진 바깥 방향으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하는 입구 노즐(116)이 구비되어, 기판(W)의 표면에 잔류하는 케미컬이나 오염된 순수 등의 잔액을 바깥으로 불어 내보낸다. 이를 통해, 세정 챔버에 유입되는 기판(W)의 표면에 이전 공정에서의 잔액이 잔류하더라도, 이들이 세정 챔버로 유입되는 것을 막아, 세정 챔버에서의 세정 효율을 향상시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 입구 노즐(116)은 기판(W)의 상면과 하면에 동시에 순수 등의 액체 또는 고압의 기체(99)를 분사할 수 있도록 상,하측에 각각 형성된다. 분사되는 기체는 에어일 수도 있고, 질소 가스일 수도 있다. 그리고 분사되는 액체는 순수인 것이 바람직하다. 입구 노즐(116)은 상, 하측에 다수의 노즐이 일렬로 배열되거나, 슬릿 형태의 긴 토출구가 형성되어, 이들 노즐(116)로부터 분사되는 고압 기체의 유동이 에어 나이프(air knife)를 형성한다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이, 액체 또는 고압 기체(99)가 입구 바깥을 향하는 경사진 방향(99d)으로 기판(W)의 표면에 라인 형태를 이루면서 분사됨에 따라, 기판(W)의 표면에 잔류하고 있던 잔액은 모두 바깥으로 밀려 내보내지고, 적어도 기판(W)의 표면에는 세정에 영향을 미치지 않는 상태가 된다.
마찬가지로, 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 출구(114o)에는 이송 아암(Rt)에 의하여 유출되는 기판(W)의 표면에 경사진 바깥 방향으로 액체 또는 고압의 기체를 분사하는 출구 노즐(118)이 구비되어, 기판(W)의 표면에 잔류하는 케미컬이나 오염된 순수 등의 잔액을 바깥으로 불어 내보낸다. 이를 통해, 세정 챔버의 내부 공간(C1, C2, C3)에서 세정 공정을 거치면서 기판(W)의 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액이 기판 표면으로부터 분리시킴으로써, 그 다음 공정에 투입되는 기판(W)에 잔액이 남는 것을 방지한다.
상기 외부기류 형성유닛(120)은 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 상측에서 하측의 바닥면을 향하는 외부 기체의 기류(120v)를 형성한다. 이에 의하여, 세정 챔버(110) 주변의 기체는 모두 하방을 향하는 유동장이 형성되어, 공기 중에 부유하는 케미컬 등의 액적이나 이물질이 부유하지 않고 모두 바닥에 밀착되도록 유도된다. 이를 통해, 다단계의 세정 공정이 행해지기 위하여 기판(W)이 이송 아암(Rt)의 운동 공간(d)을 지나 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110) 간을 이송될 때에도, 외기에 부유하는 액적이나 이물질에 의하여 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)의 상측에는 외부기류 형성유닛(120)에 의하여 하방을 향하는 기류(120v)가 유입되는 구멍(111)이 형성된다. 이에 의하여, 세정 챔버(110)의 내부 공간(C1, C2, C3)에도 하방을 향하는 유동(120v)장이 형성되어, 내부 공간(C1, C2, C3)에서 세정 공정이 행해지는 동안과 행해진 이후에 내부 공간(C1, C2, C3) 내에서 부유하는 액적이나 이물질을 최소화하여 기판(W)의 세정 상태가 악화되는 것을 방지한다.
한편, 세정 챔버(110)의 배기구에는 부압(Po)을 인가하는 흡입부(119)가 형성되어, 세정 챔버(110) 내의 기체를 바깥으로 강제 배출(120e)시킬 수 있다. 이를 통해, 외부기류 형성유닛(120)으로부터 하방으로 흐르는 유동(120v)이 막히지 않고 원활히 배기구를 통해 외부로 배출되므로, 세정 챔버(110a, 110b, 110c; 110)에 형성된 하방으로의 유동장(120v)이 원활하게 장시간 동안 유지될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조(100)의 작동 원리를 상술한다.
단계 1: 먼저, 도4a에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 이송 아암에 의하여 세정 챔버(110)에 유입되려고 하면, 입구 부재(112)가 상방(112d1)으로 이동하여 입구(112o)를 개방한다. 이 때, 외부기류 형성유닛(120)에 의하여 세정 챔버(110)의 바깥 뿐만 아니라 내부 공간(C)에도 하방으로의 유동장(120v)이 형성되어 있다. 따라서, 세정 챔버(110) 및 그 바깥에는 액적이나 이물질이 공기중에 부유하지 않는 상태이다.
단계 2: 세정 챔버(110)의 입구(112o)가 개방되면, 도4b에 도시된 바와 같이 입구 노즐(116)로부터 고압의 질소 기체(99) 또는 액체를 도5에 도시된 라인 형태로 기판(W)의 상,하면에 동시에 분사한다.
이에 의하여, 기판(W)의 표면에 잔존하고 있던 케미컬이나 슬러리 등의 잔액(fs)이 고압의 질소 기체(99)에 의하여 밀려 도면부호 fs'로 표시된 바와 같이 세정 챔버(110)의 바깥으로 밀려 내보내진다. 이에 따라, 고압의 기체를 분사하는 경우에는 기판(W)의 표면이 깨끗하게 건조한 상태가 되고, 순수 등의 액체를 분사하는 경우에는 세정에 영향을 미치지 않는 순수만 기판(W)의 표면에 잔류하게 된다. 그리고, 세정 챔버(110)의 바깥으로 밀려 내보내진 잔액(fs)은 외부기류 형성유닛(120)에 의하여 형성된 하방으로의 유동장(120v)에 의하여 바닥면을 향하여 이송되게 유도되어 바닥면에 밀착된 상태로 있게 된다. 따라서, 세정 챔버(110)의 바깥 대기가 오염된 상태로 있지 않는다.
이를 통해, 세정 챔버(110)에 유입되는 기판(W)에는 이전의 세정 챔버 또는 화학 기계적 연마 공정에서 기판(W)에 묻어있는 다른 케미컬 등의 잔액이 거의 없는 상태가 되므로, 세정 챔버(110) 내에서 행해지는 세정 공정에 의하여 기판(W)이 보다 짧은 시간에 깨끗하게 세정되는 효과를 얻을 수 있다.
단계 3: 도4c에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 세정 챔버(110)의 내부로 유입되면, 입구 부재(112)는 하방(112d2)으로 이동하여 입구(112o)를 닫고, 세정 챔버(110)의 내부 공간(C)에 설치된 세정 설비에 의하여 기판(W)이 이동(88)하면서 기판의 세정 공정이 이루어진다. 기판의 세정 공정은 입구(112o) 및 출구(114o)가 닫힌 밀폐된 세정 챔버(110) 내에서 이루어지므로, 외부 이물질이나 외부로부터 유입된 케미컬에 의한 영향 없이 세정 공정이 항상 일정하게 행해질 수 있다.
단계 4: 세정 챔버(110) 내에서의 기판(W)의 세정 공정이 완료되면, 도4d에 도시된 바와 같이, 출구 부재(114)가 상측(114d1)으로 이동하여 출구(114o)를 개방하고, 기판(W)을 세정 챔버(110)의 바깥으로 유출시킨다. 이 때, 세정 챔버(110) 내에서의 세정 공정 중에 기판(W)의 표면에 묻은 세정액(cs)이 그 다음 공정에 영향을 미치지 않게 하기 위하여, 상, 하측에 배열된 출구 노즐(118)로부터 기판(W)의 상,하면에 경사진 바깥 방향으로 고압의 기체(99) 또는 순수(de-ionized water)를 분사한다.
이에 의하여, 기판(W)의 표면에 잔존하고 있던 케미컬 등의 세정액(cs)이 고압의 질소 기체(99)에 의하여 밀려 도면부호 cs'로 표시된 바와 같이 세정 챔버(110)의 바깥으로 밀려 내보내지고, 세정 챔버(110)의 바깥으로 밀려 내보내진 세정액(cs)은 외부기류 형성유닛(120)에 의하여 형성된 하방으로의 유동장(120v)에 의하여 바닥면으로 유도된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 이송 아암(Rt)의 그립부(Gr)의 운동 및 대기 공간(d)을 다수의 세정 챔버(110)들 사이에 구비하면서도, 상기 세정 챔버로 유입되는 기판의 표면에 고압의 기체(99)를 경사지게 분사하여, 이전의 공정에 사용되어 기판의 표면에 잔류하는 케미컬 등의 잔액(fs)을 제거한 상태로 세정 챔버(110) 내로 유입되도록 함으로써, 기판(W)의 표면에 잔류하였더라면 기판(W)이 유입되는 세정 챔버(110)에 사용되는 케미컬과 혼합되면서 기판(W)에 예상치못한 흔적(spot) 등의 부작용을 야기할 가능성을 완전히 배제할 수 있게 되므로, 각각의 세정 챔버에서는 혼합의 문제를 고려하지 않고 세정 효율을 극대화할 수 있는 케미컬을 선택하여 보다 높은 세정 효율을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 모든 세정 챔버에 입구 노즐과 출구 노즐이 모두 구비된 구성을 예로 들었지만, 일부의 세정 챔버에는 입구 노즐과 출구 노즐 중 어느 하나 이상이 구비되지 않을 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시에에서는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 원형 기판(웨이퍼)의 세정 공정을 예로 들었지만, 본 발명은 이에 국한되지 않으며 다양한 형태의 기판을 세정하는 데 적용될 수 있다.
W: 기판 P: 흡입부
99: 고압 분사 기체
100: 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조
110a, 110b, 110c; 110: 세정 챔버
112: 입구 부재 112o: 입구
114: 입구 부재 114o: 입구
116: 입구 노즐 118: 출구 노즐
120: 외부기류 형성유닛

Claims (10)

  1. 화학 기계적 연마 공정이 종료된 기판을 이송 아암에 의하여 이송하면서 다단계의 세정이 이루어지는 기판 세정 장치의 챔버 구조로서,
    상기 이송 아암 및 상기 이송 아암의 운동 공간을 사이에 두고 2개 이상이 간격을 두고 배열되고, 기판이 유입되는 입구와 유출되는 출구가 각각 구비되고, 상기 입구와 상기 출구는 각각 미닫이 형태로 개폐되며, 상측에 구멍이 형성된 다수의 세정 챔버와;
    상기 다수의 세정 챔버를 이동하는 상기 기판의 이동 경로에는 상측에서 바닥을 향하는 유동장을 형성하고, 상기 구멍을 통하여 하방을 향하는 유동장이 상기 세정 챔버 내부에도 형성되게 하는 외부기류 형성유닛과;
    상기 입구로 유입되는 상기 기판의 표면에 유체를 경사지게 분사하되, 상기 세정 챔버의 바깥 방향으로 라인 형태의 유체를 경사지게 분사하는 입구 노즐을;
    포함하고, 상기 세정 챔버의 하측 배출구에는 부압이 인가되어, 상기 세정 챔버에 유입된 외부 기류가 세정 공정에서 발생되는 액적 및 이물질과 함께 외부로 강제 배출되어 상기 세정 챔버에 형성된 하방으로의 유동장이 장시간동안 유지되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 출구로 유출되는 상기 기판의 표면에 유체를 경사지게 분사하되, 상기 세정 챔버의 바깥 방향으로 라인 형태로 경사지게 분사하는 출구 노즐을;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 출구 노즐과 상기 입구 노즐 중 어느 하나 이상은 상기 기판의 양 판면에 대하여 동시에 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조.
  4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 노즐에 의하여 상기 기판의 판면에 경사지게 분사되는 유체는 고압의 기체이어서 기체 나이프(air knife)를 이루는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조.
  5. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 노즐에 의하여 상기 기판의 판면에 경사지게 분사되는 유체는 순수(de-ionized water)인 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조.


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