KR101698273B1 - 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템에 관한 것으로, 적어도 하나가 구비되며, 코로나 방전을 이용하여 공급기체에 대응하는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이오나이저와, 상기 이오나이저의 후단에 연결 구비되어 내부가 다공성 소결체를 통해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되며, 기 설정된 내부 압력을 유지하면서 상기 다공성 소결체를 통해 상기 양이온 및 음이온을 각각 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온으로 미세화하여 상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 분출하는 압력챔버를 포함함으로써, 마이크로 이온을 생성하고, 생성된 마이크로 이온이 버블화된 세정액을 공급하여 반도체 기판을 세정하면서 제전할 수 있다.
Description
본 발명은 마이크로 이온을 생성하고, 생성된 마이크로 이온이 버블화된 세정액을 공급하여 반도체 기판을 세정하면서 제전할 수 있는 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체의 제조는 회로 설계 공정, 마스크 제조 공정, 웨이퍼 제조 공정, 조립 공정, 검사 공정, 배출물 처리 공정 등을 이용하여 수행되고 있다.
여기에서, 웨이퍼 처리 공정은 세정이 중요한 기술로서 위치하고 있는데, 웨이퍼의 연마 공정, 기판 공정, 배선 공정 등으로 이루어진 웨이퍼 처리 공정은 세정, 에칭, 레지스트 제거 등에 의해 수행될 수 있다.
아울러, 반도체의 제조 과정에서는 각각의 공정마다 파티클, 먼지, 이물질 등과 같은 오염물질에 대한 세정이 반복되기 때문에, 반도체 제조를 위한 전체 고정에서 세정 공정수는 대략 30% 정도 차지하는 것으로 알려져 있다.
종래에 반도체 제조 과정에서 사용되는 세정 기법으로 RCA 세정법이 개시되어 있는데, 이는 과산화수소(H202)를 베이스로 한 세정법으로, 황산과산화수소수 (SPM)에 의한 유기물 제거, 암모니아과산화수소수(APM)에 의한 입자 제거, 염산과산화수소수(HPM)에 의한 금속 불순물 제거, 희석 불산(DHF)에 의한 자연산화막 및 열산화막 제거, 및 초순수에 의한 최종 세정으로 구성됨으로써, 오염 물질에 대한 세정을 수행하고 있다.
한편, 반도체 제조 과정에서 다양한 제조 공정을 진행하면서 발생되는 정전기에 오염되는 경우 소자의 단선, 단락 등과 같은 불량으로 인한 결함이 발생함으로써, 반도체 제조 수율이 저하되기 때문에, 그 원인인 정전기를 제거하기 위한 별도의 제전 공정을 진행하고 있는데, 이러한 제전 공정을 수행하기 위해 세정 공정 구성과는 별도로 이오나이저를 설치하여 이온을 분사함으로써, 반도체 기판의 정전기를 제거하고 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 세정 공정과 제전 공정을 각각 수행하기 위한 구성이 별도로 구비되어야 하기 때문에, 많은 설비비용의 소요, 각각 진행되는 공정수의 증가 등과 같은 다양한 문제점이 있다.
본 발명은 마이크로 이온을 생성하고, 생성된 마이크로 이온이 버블화된 세정액을 공급하여 반도체 기판을 세정함과 동시에 제전함으로써, 간단한 구성 및 단순화된 공정으로도 세정 및 제전을 동시에 진행할 수 있는 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 이오나이저를 이용하여 기상의 공기(air) 또는 질소(N2)를 이온화시켜 다공성 소결체를 통과시킴으로써, 간단한 구성으로 마이크로 이온을 쉽게 생성할 수 있는 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 생성된 마이크로 이온을 세정액 내에 공급하여 마이크로 이온 버블을 생성한 후, 마이크로 이온 버블이 포함된 세정액을 반도체 기판 상에 분사함으로써, 반도체 기판 상의 파티클, 먼지, 이물질 등과 같은 오염물질의 세정과 함께 반도체 기판 상의 정전기를 효과적으로 제전할 수 있는 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나가 구비되며, 코로나 방전을 이용하여 공급기체에 대응하는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이오나이저와, 상기 이오나이저의 후단에 연결 구비되어 내부가 다공성 소결체를 통해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되며, 기 설정된 내부 압력을 유지하면서 상기 다공성 소결체를 통해 상기 양이온 및 음이온을 각각 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온으로 미세화하여 상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 분출하는 압력챔버를 포함하는 이온 생성 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 이온 생성 장치를 포함하며, 상기 압력챔버의 내외부로 관통 형성되어 세정액을 공급하고, 상기 다공성 소결체와 접하여 구비되며, 상기 다공성 소결체를 통해 분출되는 상기 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온이 버블화되어 상기 세정액에 포함 및 공급하는 세정액 공급 유로를 더 포함하는 이온 생성 장치를 이용한 세정액 공급 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명은 마이크로 이온을 생성하고, 생성된 마이크로 이온이 버블화된 세정액을 공급하여 반도체 기판을 세정함과 동시에 제전함으로써, 간단한 구성 및 단순화된 공정으로도 세정 및 제전을 동시에 진행할 수 있는 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명은 이오나이저를 이용하여 기상의 공기 또는 질소를 이온화시켜 다공성 소결체를 통과시킴으로써, 간단한 구성으로 마이크로 이온을 쉽게 생성할 수 있다.
또한, 본 발명은 생성된 마이크로 이온을 세정액 내에 공급하여 마이크로 이온 블을 생성한 후, 마이크로 이온 버블이 포함된 세정액을 반도체 기판 상에 분사함으로써, 반도체 기판 상의 파티클, 먼지, 이물질 등과 같은 오염물질의 세정과 함께 반도체 기판 상의 정전기를 효과적으로 제전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 생성 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 일 실시예의 이온 생성 장치를 이용하여 세정액을 공급하는 세정액 공급 시스템을 예시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이온 생성 장치를 이용한 세정액 공급 시스템의 제전 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 일 실시예의 이온 생성 장치를 이용하여 세정액을 공급하는 세정액 공급 시스템을 예시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이온 생성 장치를 이용한 세정액 공급 시스템의 제전 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 생성 장치를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 생성 장치(100)는 이오나이저(110), 압력챔버(120) 등을 포함할 수 있다.
이오나이저(110)는 코로나 방전을 이용하여 공급기체에 대응하는 양이온 및 음이온을 발생시키는 것으로, 도 1에는 3개가 구비되는 것으로 도시하였으나, 적어도 하나가 구비될 수 있다. 여기에서, 공급기체는 공기(air), 질소(N2) 등을 이용할 수 있으며, 복수개가 구비될 경우 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
한편, 이오나이저(110)의 방전침 부분에서는 그 특성상 이온 발생 시 파티클(paticle)이 발생하게 되는데, 이러한 파티클이 대상물체에 떨어지게 될 경우 공정 상 문제가 발생되지만, 후술하는 다공성 소결체(123)를 통과하면서 파티클이 제거(즉, 필터링)되기 때문에, 대상물체에 대한 문제 발생 소지를 미연에 방지할 수 있다.
압력챔버(120)는 이오나이저(110)의 후단에 연결 구비되어 기 설정된 내부 압력을 유지하면서 발생된 양이온 및 음이온을 공급하는 것으로, 이오나이저(110)의 후단에 연결 구비되어 양이온 및 음이온이 유입되는 제 1 공간(121)과, 후술하는 다공성 소결체(123)를 통해 구획되어 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온이 분사되는 제 2 공간(122)을 포함할 수 있다.
여기에서, 압력챔버(120)는 제 1 공간(121)에서 0초과-0.7 MPa의 내부 압력을 유지할 수 있는데, 이러한 내부 압력을 유지함으로써, 발생되는 양이온 및 음이온이 제 1 공간(121)으로부터 다공성 소결체(123)를 통과하여 미세화되면서 이온 분포도가 전면적으로 평준화(즉, 균일화)되어 제 2 공간(122)으로 분사될 수 있다.
이에 따라, 제 2 공간(122)에 투입 및 안착되는 다양한 전기 및 전자 부품(예를 들면, 반도체 기판 등)의 표면에 발생하는 정전기를 제전시킬 수 있다.
한편, 다공성 소결체(123)는 금속, 플라스틱, 카본, 세라믹 등을 원료로 플레이트 형태, 원통 형태 등으로 제조되어 LCD, 태양전지 Glass의 비접촉 부상 반송, 반도체, LCD, PCB 기판 등의 작업물 흡착, 부상 용도로 사용되는데, 전면에 걸쳐 규일한 기공력과 고른 분포를 가지고 있으며, 내부로부터의 분진 발생이 없고, 다양한 형상으로 제조하기 쉬운 장점이 있다.
이러한 다공성 소결체(123)는 용융금속 또는 압분성형체의 발포법, 다공질 우레탄 프리폼에 금속 증착법, 소실형 주형을 이용하는 로스트왁스법, 중공금속구를 이용하는 법 등의 방식으로 제조될 수 있다.
특히, 본 발명에서의 다공성 소결체(123)는 압력챔버(120)의 내부를 제 1 공간(121)과 제 2 공간(122)으로 구획하도록 구비되며, 제 1 공간(121)으로 공급되는 양이온 및 음이온을 각각 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온으로 미세화하여 제 2 공간(122)으로 분사할 수 있다.
여기에서, 다공성 소결체(123)는 지름이 0.1-0.2 ㎛인 미세 구멍이 1000-1500 개/㎠의 범위로 분포될 수 있으며, 이러한 미세한 구멍을 통과하는 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온은 분사(분출)될 때 발생하는 분출 정전기에 자유롭기 때문에, 이러한 분출 정전기 발생을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이오나이저를 이용하여 기상의 공기 또는 질소를 이온화시켜 다공성 소결체를 통과시킴으로써, 간단한 구성으로 마이크로 이온을 쉽게 생성할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 이온 생성 장치를 이용하여 발생된 마이크로 이온을 공급하여 마이크로 이온 버블을 세정액 내부에 생성하고, 마이크로 이온 버블이 포함된 세정액을 분사하는 세정액 공급 장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 일 실시예의 이온 생성 장치를 이용하여 세정액을 공급하는 세정액 공급 장치를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정액 공급 시스템(200)은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 생성 장치의 구성부인 이오나이저(110), 압력챔버(120) 등과 세정액 공급 유로(210) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 일 실시예에 따른 이온 생성 장치의 기술적 특징은 상술한 바와 같으므로, 이하에서는 그 차이점이 있는 구성부만을 설명하기로 한다.
세정액 공급 유로(210)는 압력챔버(120)의 내외부로 관통 형성되어 세정액을 공급하고, 다공성 소결체(123)와 접하여 구비되며, 다공성 소결체(123)를 통해 분사되는 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온이 버블화되어 세정액에 포함 및 공급할 수 있다. 이러한 세정액 공급 유로(210)는 원통형으로 구비될 수 있으며, 이에 대응하여 다공성 소결체(123) 또한 원통형으로 구비될 수 있다. 물론, 다공성 소결체(123)는 플레이트 형태로 구비될 수 있음은 물론이다.
여기에서, 세정액은 순수(DI water) 등을 사용할 수 있으며, 압력챔버(120)의 제 1 공간(121)에서는 0초과-0.7 MPa의 내부 압력을 유지함으로써, 발생되는 양이온 및 음이온이 제 1 공간(121)으로부터 다공성 소결체(123)를 통과하여 미세화되면서 이온 분포도가 전면적으로 평준화(즉, 균일화)되어 제 2 공간(122)인 세정액 공급 유로(210)의 세정액으로 분사되며, 이러한 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온은 버블화되어 세정액 내부에 포함될 수 있다.
이러한 세정액 공급 유로(210)의 내부로 이송되는 세정액에는 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온이 버블화되어 포함되어 있기 때문에, 반도체 기판 등과 같은 대상물에 대해 순수를 이용한 세정을 수행하면서, 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온을 이용한 제전을 동시에 효과적으로 수행할 수 있다.
여기에서, 생성되는 마이크로 양이온 버블과 마이크로 음이온 버블은 그 크기가 대략 1-3 ㎛인 경우 대략 150-200 초 동안 존속할 수 있고, 이 시간 내에 세정 및 제전 대상물(예를 들면, 반도체 기판 등)에 대한 세정 및 제전이 수행될 수 있다. 물론, 다공성 소결체(123)의 기공율, 배관의 크기 등의 구체적인 조건에 따라 범위 내에서 변화될 수 있음은 물론이다.
따라서, 본 발명은 마이크로 이온을 생성하고, 생성된 마이크로 이온이 버블화된 세정액을 공급하여 반도체 기판을 세정함과 동시에 제전함으로써, 간단한 구성 및 단순화된 공정으로도 세정 및 제전을 동시에 진행할 수 있는 이온 생성기 및 이를 이용한 세정액 공급 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 생성된 마이크로 이온을 세정액 내에 공급하여 마이크로 이온 버블을 생성한 후, 마이크로 이온 버블이 포함된 세정액을 반도체 기판 상에 분사함으로써, 반도체 기판 상의 파티클, 먼지, 이물질 등과 같은 오염물질의 세정과 함께 반도체 기판 상의 정전기를 효과적으로 제전할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 이온 생성 장치를 이용한 세정액 공급 시스템의 제전 효과를 설명하기 위한 도면으로, 공급기체로 공기(에어)를 이오나이저로 공급하고, 세정액으로 DI water를 공급하면 이오나이저를 통해 공기가 이온화된 양이온 및 음이온은 다공질 소결체를 통해 마이크로 양이온 버블과 마이크로 음이온 버블로 DI water 내에 생성된 후, 마이크로 양이온 버블과 마이크로 음이온 버블이 포함된 DI water는 분사 노즐을 통해 반도체 기판의 상부에 분사될 수 있다.
여기에서, 제전 전 및 제전 후 정전기 전위를 측정하기 위해 측정센서를 통해 측정기로 반도체 기판의 정전기 전위값을 측정한 결과, 마이크로 양이온 버블과 마이크로 음이온 버블이 포함된 DI water가 반도체 기판의 상부에 분사되기 전에는 정전기 전위가 대략 3.6 KV로 측정되었으며, 마이크로 양이온 버블과 마이크로 음이온 버블이 포함된 DI water를 분사한 후 정전기 전위는 대략 -0.15--0.17 KV로 측정되었다. 이러한 마이너스 전압으로 표시되는 것은 이오나이저의 (+) 이온 발생량을 증가시킴으로써, 반도체 기판의 정전기를 가장 이상적인 "0"에 가깝게 제어될 수 있다는 결과를 예측할 수 있다.
이러한 측정값의 비교 결과, 반도체 기판의 정전기는 효과적으로 제거된다는 점을 확인하였으며, 이러한 결과를 통해 세정 및 제전 대상물에 대한 효과적인 세정 및 제전 공정을 동시에 수행할 수 있다는 점을 확인할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 이온 생성 장치
110 : 이오나이저
120 : 압력 챔버
200 : 세정액 공급 시스템
210 : 세정액 공급 유로
110 : 이오나이저
120 : 압력 챔버
200 : 세정액 공급 시스템
210 : 세정액 공급 유로
Claims (5)
- 적어도 하나가 구비되며, 코로나 방전을 이용하여 공급기체에 대응하는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이오나이저와,
상기 이오나이저의 후단에 연결 구비되어 내부가 다공성 소결체를 통해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되며, 상기 제 1 공간에서 기 설정된 내부 압력을 유지하면서 상기 다공성 소결체를 통해 상기 양이온 및 음이온을 각각 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온으로 미세화하면서 이온 분포도가 전면적으로 균일화되어 상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 분사하는 압력챔버를 포함하며,
상기 압력챔버는, 상기 제 1 공간에서 0초과-0.7 MPa의 내부 압력을 유지하는 이온 생성 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 다공성 소결체는, 지름이 0.1-0.2 ㎛인 미세 구멍이 1000-1500 개/㎠의 범위로 분포되는 이온 생성 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 공급기체는, 공기(air) 또는 질소(N2)를 이용하는 이온 생성 장치.
- 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항의 이온 생성 장치를 포함하며,
상기 압력챔버의 내외부로 관통 형성되어 세정액을 공급하고, 상기 다공성 소결체와 접하여 구비되며, 상기 다공성 소결체를 통해 분출되는 상기 마이크로 양이온 및 마이크로 음이온이 버블화되어 상기 세정액에 포함 및 공급하는 세정액 공급 유로
를 더 포함하는 이온 생성 장치를 이용한 세정액 공급 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150120000A KR101698273B1 (ko) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 이온 생성 장치 및 이를 이용한 세정액 공급 시스템 |
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ID=57990965
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| KR20230162490A (ko) | 2022-05-20 | 2023-11-28 | (주)넥스틴 | 반도체 공정 시스템의 정전기 조절 장치 |
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-
2015
- 2015-08-26 KR KR1020150120000A patent/KR101698273B1/ko active IP Right Grant
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