KR20050053242A - 반도체 제조용 세정 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조용 세정 장치가 개시된다. 세정이 이루어질 기판을 로딩하고 수용하는 로딩부와, 상기 기판을 세정하기 위한 세정액을 수용하는 세정 수조와, 상기 세정액을 사용한 세정이 이루어진 기판을 브러싱하기 위한 브러시부와, 상기 브러싱이 이루어진 기판을 스핀-건조하기 위한 스핀-건조부와, 상기 스핀-건조가 이루어진 기판을 언로딩하는 언로딩부를 포함한다. 그리고, 일렬 진행이 가능하고, 상기 일렬 진행에 의해 상기 기판을 로딩부, 세정 수조, 브러시부, 스핀-건조부 및 언로딩부로 이송하기 위하여 각 부재들에 해당되는 이송암들을 갖는 이송부 및 상기 이송부의 이송암들 중에서 적어도 하나의 이송암에 설치되고, 설치된 이송암의 경우 일렬 진행이 이루어지는 이송부로부터 단독 진행을 가능하게 하는 이송암-이동부를 포함한다. 이에 따라, 기판을 원하는 부재들만으로 선택적으로 이송할 수 있다.

Description

반도체 제조용 세정 장치{apparatus for cleaning a substrate in a semiconductor fabricating}

본 발명은 반도체 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학 기계적 연마(CMP)가 이루어진 반도체 기판을 세정하기 위한 장치에 관한 것이다.

상기 반도체 소자의 제조 공정이 진행되는 동안에, 기판의 표면에는 화합물 또는 분진 등과 같은 이물질이 잔재하게 되는데, 반도체 소자의 품질을 향상시키기 위해서는 세정 공정을 통해 기판 표면에 잔재하는 이물질을 완전히 제거하여야한다. 또한, 제조 공정을 진행한 후에는 상기 제조 공정에서 발생하는 부산물을 세정을 통하여 제거해야 한다. 특히, 화학 기계적 연마 공정 등과 같이 공정 수행 도중에 많은 부산물이 발생하는 제조 공정을 수행한 후에는 반드시 세정 공정을 실시하여야 한다.

도 1은 종래의 세정 장치를 포함하는 화학 기계적 연마 시스템을 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 상기 시스템은 기판(W)을 적재한 카세트(10), 기판(W)을 이송하기 위한 로봇(14), 기판(W)을 연마하는 연마 패드(160)를 갖는 연마 장치(16)와 연마가 이루어진 기판(W)을 세정하는 세정 장치(18) 등을 갖는다.

상기 화학 기계적 연마 시스템의 구동을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 카세트(10)에 있는 기판(W)을 FABS 로봇(12)을 이용하여 스테이션에 놓는다. 그러면, 스테이션에 설치된 로봇(14)이 상기 기판(W)을 연마 장치(16)로 이송시킨다. 이에 따라, 상기 기판(W)의 화학 기계적 연마가 이루어진다. 이와 같이, 상기 연마를 마친 기판(W)은 세정 장치(18)에 설치된 로봇(180)에 의해 세정 장치(18)로 이송된다.

도 2는 도 1의 세정 장치(18)를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 세정 장치(18)는 로봇(180) 이외에도 로딩부(182), 세정 수조(184), 제1 및 2브러시부(186, 188), 스핀-건조부(190) 및 언로딩부(192)를 포함한다. 이때, 상기 로봇(180)은 일렬 진행이 이루어지도록 설치되고, 각 부재들로부터 이웃하는 부재들로 기판(W)의 이송을 위하여 상기 기판(W)을 파지하는 이송암들(180a, 180b, 180c, 180d, 180e)을 갖는다.

이에 따라, 상기 로봇(180)에 의해 이송된 기판(W)은 로딩부(182)에 수용된다. 그리고, 상기 로봇(180)을 일렬 진행시켜 제1이송암(180a)을 로딩부(182)에 위치시킨다. 그리고, 제1이송암(180a)이 상기 기판(W)을 파지하고, 다시 일렬 진행을 실시한다. 그러면, 제1이송암(180a)에 파지된 기판(W)은 세정 수조(184)에 위치한다. 이에 따라, 상기 기판(W)은 세정액이 담겨지고 세정이 이루어진다. 그리고, 다시 로봇(180)을 일렬 진행시키면 제2이송암(180b)이 세정 수조(184)에 위치하고, 세정 수조(184)에 있는 기판(W)을 파지한다. 그리고, 다시 일렬 진행시켜면 제2이송암(180b)이 제1브러시부(188)에 위치하게 된다. 이에 따라, 상기 기판의 브러싱이 진행된다. 이와 같이, 상기 일렬 진행되는 로봇(180)의 이송암들(180a, 180b, 180c, 180d, 180e)에 의해 상기 기판(W)은 각 부재들로 이송이 이루어진다.

여기서, 상기 로봇(180)과 이송암들(180a, 180b, 180c, 180d, 180e)을 사용할 경우에는, 전술한 바와 같이, 기판(W)은 상기 각 부재들을 반드시 거쳐야한다.

예들 들어, 세정 수조(184)에는 산화막을 연마한 기판을 세정하기 위한 세정액(SC-1)이 담겨져 있는데 세정 대상이 텅스텐막을 연마한 기판일 경우에도 상기 세정 수조(184)로 기판의 이송은 이루어진다. 때문에, 상기 텅스텐막을 연마한 기판을 세정하기 위해서는 상기 세정 수조(184)의 세정액을 SC-1이 아닌 탈이온수로 교체해야 한다.

이와 같이, 상기 일렬 진행이 이루어지는 로봇과 이송암들을 이송 부재로 사용할 경우에는 세정액의 교체가 빈번하게 발생한다. 때문에, 세정액의 교체로 인한 공정 시간이 연장된다. 그리고, 세정액의 빈번한 교체로 인하여 세정액의 소모량이 증가한다. 따라서, 종래의 세정 장치를 갖는 연마 시스템을 사용할 경우에는 반도체 제조에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 일렬 진행이 이루어지는 기판의 이송에서도 기판의 단독 진행이 가능한 반도체 제조용 세정 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정 장치는,

세정이 이루어질 기판을 로딩하고 수용하는 로딩부;

상기 기판을 세정하기 위한 세정액을 수용하는 세정 수조;

상기 세정액을 사용한 세정이 이루어진 기판을 브러싱하기 위한 브러시부;

상기 브러싱이 이루어진 기판을 스핀-건조하기 위한 스핀-건조부;

상기 스핀-건조가 이루어진 기판을 언로딩하는 언로딩부;

일렬 진행이 가능하고, 상기 일렬 진행에 의해 상기 기판을 로딩부, 세정 수조, 브러시부, 스핀-건조부 및 언로딩부로 이송하기 위하여 각 부재들에 해당되는 이송암들을 갖는 이송부; 및

상기 이송부의 이송암들 중에서 적어도 하나의 이송암에 설치되고, 설치된 이송암의 경우 일렬 진행이 이루어지는 이송부로부터 단독 진행을 가능하게 하는 이송암-이동부를 포함한다.

상기 이송암-이동부는 상기 세정 수조에 해당하는 이송암에 설치되어 상기 세정 수조의 이송암을 이송부로부터 단독 진행시키는 것이 바람직하고, 상기 로딩부는 버퍼부를 가짐으로서 상기 로딩부에 로딩된 기판의 초기 위치를 상기 버퍼부로 이동시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 세정 장치를 이용할 경우, 기판을 원하는 부재들만으로 선택적으로 이송할 수 있다. 특히, 세정 수조로 이송되는 기판의 이송을 생략할 수 있다. 때문에, 세정액의 교체와 같은 작업을 생략할 수 있다. 따라서, 세정액의 교체로 인한 반도체 제조에서의 생산성이 저하되는 것을 보완할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다. 여기서, 상기 세정 장치는 화학 기계적 연마 시스템에 부속되는 것이 바람직하고, 이외에도 일반적인 식각 시스템, 증착 시스템 등에도 부속될 수 있다.

도 3을 참조하면, 세정 장치(30)는 선행 공정을 마치고 세정이 이루어질 기판(W)을 로딩하고 수용하는 로딩부(302)를 갖는다. 특히, 상기 로딩부(302)에는 기판(W)이 수용된 상태에서 초기의 위치를 변경할 수 있는 버퍼부(302a)를 갖는다.

그리고, 로딩부(302)로부터 기판(W)을 이송받아 기판(W)을 세정하기 위한 세정액을 수용하는 세정 수조(304)를 갖는다. 이때, 상기 세정 수조(304)에는 특정의 세정액이 담겨진다. 특히, 연마 시스템의 경우에는 상기 세정 수조(304)에 다른 것보다 SC-1와 같은 세정액을 마련하다. 즉, 탈이온수를 이용한 세정은 후속되는 브러시만으로도 세정이 가능하기 때문이다.

또한, 세정 수조(304)에서 세정액을 사용한 세정이 이루어진 기판(W)을 브러싱하기 위한 브러시부(306, 308)를 갖는다. 상기 브러시부(306, 308)는 주로 제1브러시부(306) 및 제2브러시부(308)로 마련된다. 상기 브러시부(306, 308)에 대한 개수는 제한적이지 않다. 그리고, 브러싱이 이루어진 기판(W)을 스핀-건조하기 위한 스핀-건조부(310) 및 스핀-건조가 이루어진 기판(W)을 다시 카세트(도시되지 않음)로 언로딩하기 위한 언로딩부(312)를 포함한다.

여기서, 상기 각 부재들에 기판(W)을 이송하기 위한 이송 부재로서 각 부재들에 해당되는 이송암들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e)을 갖는 이송부(300)를 갖는다. 즉, 각 부재들로부터 이웃하는 부재들로 기판(W)을 이송하기 위하여 상기 기판(W)을 파지하는 이송암들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e)을 갖는 것이다. 이에 따라, 상기 이송암들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e)을 사용하여 기판(W)을 파지한 상태에서 상기 이송부(300)의 일렬 진행을 통하여 상기 기판(W)을 각 부재들로 이송시키는 것이다.

특히, 상기 이송부(300)의 이송암들(300a, 300b, 300c, 300d, 300e) 중에서 세정 수조(304)로부터 제1브러시(306)로 기판(W)을 이송할 때 상기 기판을 파지하는 제2이송부(300b)에는 이송암-이동부(400)가 설치되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 이송암-이동부(400)는 제2이송부(300b) 뿐만 아니라 원하는 이송암들(300a, 300c, 300d, 300e)에 임의로 설치할 수 있다.

이와 같이, 상기 이송암-이동부(400)를 설치함으로서 상기 제2이송암(300b)의 경우 일렬 진행이 이루어지는 이송부(300)로부터 단독 진행을 가능하게 한다. 즉, 상기 제2이송암(300b)만 자체적으로 이송이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 이송암-이동부(400)를 갖는 이송부(300)를 사용한 기판(W)의 이송에 대하여 살펴보기로 한다.

제1예로서 기판(W)이 세정 수조(304)를 거치는 상황에 대하여 설명한다. 도 4a를 참조하면, 로딩부(302)에 기판이 수용된다. 이어서, 도 4b에서와 같이, 상기 이송부(300)를 일렬 진행시켜 제1이송암(300a)을 상기 로딩부(302)로 위치시킨다. 이에 따라, 상기 제1이송암(300a)은 기판(W)을 파지한다. 그리고, 상기 이송부(300)를 다시 일렬 진행시킨다. 그러면, 도 4c에서와 같이, 상기 제1이송암(300a)은 세정 수조(304)에 위치한다. 이에 따라, 세정액을 사용한 기판(W)의 세정이 이루어진다. 계속해서, 상기 이송부(300)를 일렬 진행시키면 제2이송암(300b)이 상기 세정 수조(304)에 위치하고, 세정 수조(304)에 있는 기판(W)을 파지한다.(도 4b 참조) 그리고, 상기 이송부(300)를 일렬 진행시키면 상기 제2이송암(300b)은 제1브러시부(306)에 위치한다.(도 4a 및 도 4c 참조) 이와 같이, 상기 이송부(300)의 계속적인 일렬 진행을 통하여 상기 기판(W)의 이송이 진행된다.

제2예로서 기판(W)이 세정 수조(304)를 지나치는 상황에 대하여 설명한다. 도 5a를 참조하면, 로딩부(302)에 기판(W)이 수용된다. 이때, 상기 기판(W)은 로딩부(302)의 버퍼부(302a)에 위치시킨다. 상기 기판(W)의 버퍼부(302a) 이동은 로딩부(302)에 기판(W)을 이송할 때 설정하면 간단하게 가능하다. 이어서, 도 5b에서와 같이, 상기 이송부(300)를 일렬 진행시켜 제1이송암(300a)을 상기 로딩부(302)로 위치시킨다. 이때, 상기 이송암-이동부(400)를 사용하여 상기 제2이송암(300b) 또한 상기 로딩부(302)에 위치하도록 단독 진행시킨다. 그러면, 상기 제2이송암(300b)이 상기 로딩부(302)의 버퍼부(302a)에 위치할 것이다. 이에 따라, 상기 제2이송암(300b)이 기판(W)을 파지한다. 그리고, 상기 이송부(300)를 다시 일렬 진행시킨다. 마찬가지로, 상기 이송부(300)를 다시 일렬 진행시킬 때 상기 이송암-이동부(400)를 사용하여 상기 제2이송암(300b)을 단독 진행시킨다. 그러면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제2이송암(300b)은 세정 수조(304)를 지나쳐 제1브러시부(306)에 위치한다. 이에 따라, 상기 제1브러시(306)를 사용한 기판(W)의 브러싱이 이루어진다. 이와 같이, 상기 기판(W)을 이송시킬 때 상기 이송암-이동부(400)를 사용하여 상기 제2이송암(300b)을 단독 진행시킬 경우 상기 기판(W)은 상기 로딩부(302)로부터 제1브러시부(306)로 이송된다. 즉, 세정 수조(304)를 거치지 않고 제1브러시부(306)로 이송이 가능한 것이다. 그리고, 계속적인 이송부(300)의 일렬 진행을 통하여 상기 기판(W)의 이송이 진행된다.

여기서, 상기 이송암-이동부를 원하는 이송암에 설치할 경우 거침과 지나침을 선택적으로 적용할 수 있다. 특히, 상기 세정 수조를 지나칠 수 있도록 설정함으로서 조건에 맞는 경우에만 세정 수조의 세정액을 사용한 세정을 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 세정 수조를 이용한 세정, 브러시를 사용한 세정 등을 순차적으로 실시할 수 있는 세정 장치를 사용한 세정에서 선택적인 세정의 적용이 가능하다. 특히, 세정 수조를 지나칠 수 있기 때문에 각 조건에 맞는 세정액을 별도로 마련할 필요가 없다. 때문에, 세정액의 빈번한 교체를 생략할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 장치를 사용할 경우 반도체 제조에 따른 생산성의 향상을 기대할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 세정 장치를 포함하는 화학 기계적 연마 시스템을 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 2는 도 1의 세정 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 4a 내지 도 4c는 도 3의 세정 장치에서의 기판을 이송하는 제1예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 3의 세정 장치에서의 기판을 이송하는 제2예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

Claims (3)

1. 세정이 이루어질 기판을 로딩하고 수용하는 로딩부;

   상기 기판을 세정하기 위한 세정액을 수용하는 세정 수조;

   상기 세정액을 사용한 세정이 이루어진 기판을 브러싱하기 위한 브러시부;

   상기 브러싱이 이루어진 기판을 스핀-건조하기 위한 스핀-건조부;

   상기 스핀-건조가 이루어진 기판을 언로딩하는 언로딩부;

   일렬 진행이 가능하고, 상기 일렬 진행에 의해 상기 기판을 로딩부, 세정 수조, 브러시부, 스핀-건조부 및 언로딩부로 이송하기 위하여 각 부재들에 해당되는 이송암들을 갖는 이송부; 및

   상기 이송부의 이송암들 중에서 적어도 하나의 이송암에 설치되고, 설치된 이송암의 경우 일렬 진행이 이루어지는 이송부로부터 단독 진행을 가능하게 하는 이송암-이동부를 포함하는 반도체 제조용 세정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송암-이동부는 상기 세정 수조에 해당하는 이송암에 설치되어 상기 세정 수조의 이송암을 이송부로부터 단독 진행시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 세정 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 로딩부는 버퍼부를 가짐으로서 상기 로딩부에 로딩된 기판의 초기 위치를 상기 버퍼부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 세정 장치.