KR20050064811A - Method and structure for blocking chemical fume attack in wet station for semiconductor production - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수개의 공정 모듈이 하나의 공간에 설치되어 있는 반도체의 습식 공정 스테이션에서, 모듈에서 발생하는 화학증기가 타 모듈로 유입되어 오염시키는 것을 방지하기 위하여 , 각각의 모듈 사이의 기체 흐름을 차단하는 차단방법 및 차단구조에 관한 것이다. In the present invention, in a wet process station of a semiconductor in which a plurality of process modules are installed in one space, in order to prevent chemical vapor generated from the module from being introduced into and contaminated with other modules, the gas flow between each module is blocked. It relates to a blocking method and a blocking structure.
본 발명에서는, 반도체의 습식 공정 스테이션에 형성된 모듈 사이에 설치되어 에어커튼을 형성하므로써, 모듈 사이의 기체 흐름을 차단하여, 특정 모듈에서 발생하는 화학증기 또는 외부의 유해입자가 타 모듈로 유입되어 모듈을 오염시키는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단방법 및 차단구조가 제공된다. In the present invention, by installing between the modules formed in the wet process station of the semiconductor to form an air curtain, by blocking the gas flow between the modules, chemical vapor or external harmful particles generated in a specific module is introduced into another module There is provided a method and structure for blocking chemical vapor between modules of a semiconductor wet process station, characterized in that it prevents contamination.
Description
본 발명은 반도체의 습식 공정 스테이션의 모듈 간의 화학증기 차단방법 및 차단구조에 관한 것으로서, 구체적으로는, 반도체 웨이퍼의 습식 식각, 세정 등과 같이 습식 공정을 수행하는 스테이션(Station)의 각 모듈에 있어서, 이웃하는 모듈로부터 발생하는 화학증기로 인하여 인접 모듈이 오염되는 것을 방지하기 위하여 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간에 설치되는 화학증기 차단방법 및 차단구조에 관한 것이다. The present invention relates to a chemical vapor blocking method and a blocking structure between modules of a wet process station of a semiconductor, and more particularly, in each module of a station performing a wet process such as wet etching and cleaning of a semiconductor wafer. The present invention relates to a chemical vapor blocking method and a blocking structure installed between modules of a semiconductor wet process station in order to prevent contamination of adjacent modules due to chemical vapors generated from neighboring modules.
반도체 웨이퍼를 제조함에 있어서, 화학식각 공정, 초순수 세정 공정 및 건조공정은, 각각의 공정을 위한 모듈이 하나의 공간에 형성되어 있는 습식 공정 스테이션에서 이루어진다. In manufacturing a semiconductor wafer, the chemical etching process, the ultrapure water cleaning process, and the drying process are performed in a wet process station in which modules for each process are formed in one space.
도 1은 종래의 습식 공정 스테이션의 내부를 개략적으로 도시한 것인데, 습식 공정 스테이션에(10)에는 각각 화학식각을 위한 제1모듈(11), 건조를 위한 제2모듈(12) 및 세정을 위한 제3모듈(13)이 이웃하여 나란하게 형성되어 있다. 상기 제1모듈(11)의 내부에는 화학용액이 담겨진 배스(bath)(14)가 위치되어 있으며, 상기 제2모듈(12) 및 제3모듈(13)의 내측으로는 각각 세정 공정과 건조공정을 위한 공지의 장비들이 구비되어 있다. 다수개의 웨이퍼(W)는 보우트(15)에 담겨져, 로봇암(16)에 의하여 상기 제1모듈(11)과 제2모듈(12), 그리고 제3모듈(13) 사이로 이송된다. 도 1에서는 로봇암(16)에 의하여 웨이퍼(W)들이 제1모듈(11)에 배치된 배스(14)에 담겨진 형상이 도시되어 있다. FIG. 1 schematically illustrates the interior of a conventional wet process station, wherein the wet process station 10 includes a first module 11 for chemical angles, a second module 12 for drying, and a cleaning process. The third module 13 is formed next to each other side by side. A bath 14 containing a chemical solution is positioned inside the first module 11, and a cleaning process and a drying process are performed inside the second module 12 and the third module 13, respectively. Known equipment is provided for. The plurality of wafers W are contained in the boat 15 and transferred between the first module 11, the second module 12, and the third module 13 by the robot arm 16. In FIG. 1, the shape in which the wafers W are contained in the bath 14 disposed on the first module 11 by the robot arm 16 is illustrated.
제1모듈(1)에 배치된 배스(14)에는 습식 식각을 위하여 고온의 화학용액이 담겨져 있기 때문에, 이 화학용액으로부터 화학증기(chemical fume)가 발생하게 된다. 종래의 장치에서는, 이러한 화학증기를 외부로 배출하기 위하여 제1모듈(11)의 내부(예를 들어 도 1에서 부재번호 17로 표시된 부분)와, 각 모듈의 입구 부근 벽면에 배기구(17, 18)를 형성하고, 배기팬(도시되지 않음)을 설치하며, 장치의 천장 즉, 각 모듈의 마주보는 상부부분에는 각각 블로우어(19)를 설치하여, 블로우어(19)로부터 하향 공기를 발생시킴과 동시에 배기팬을 작동시켜 배기구(17, 18)를 통하여 화학증기를 배출하였다. Since the bath 14 disposed in the first module 1 contains a high temperature chemical solution for wet etching, chemical fumes are generated from the chemical solution. In the conventional apparatus, exhaust ports 17 and 18 are provided in the interior of the first module 11 (for example, the part indicated by reference numeral 17 in FIG. 1) and the wall near the inlet of each module in order to discharge the chemical vapor to the outside. ), An exhaust fan (not shown) is installed, and a blower 19 is installed on the ceiling of the device, that is, the upper portion of each module, to generate air downward from the blower 19. At the same time, the exhaust fan was operated to discharge chemical vapor through the exhaust ports 17 and 18.
그런데, 블로우어(19)가 원활하게 작동하지 아니하여, 그에 의한 하향 공기의 압력이 충분하지 아니하거나, 또는 배기팬의 작동에 문제가 발생하여 배기구를 통한 화학증기의 배출이 원활하지 않게 되면, 화학증기가 모듈의 입구를 통하여 이웃하는 모듈로 유입된다. However, when the blower 19 does not operate smoothly and the pressure of the downward air is not sufficient, or a problem occurs in the operation of the exhaust fan, the exhaust of chemical vapor through the exhaust port is not smooth. Chemical vapors enter the neighboring module through the inlet of the module.
세정을 위한 제3모듈에는 세정제로 사용되는 초순수의 청정정도와 비저항을 측정하는 비저항 셀(도시되지 않음)이 설치되어 있는데, 위와 같이, 화학증기가 제3모듈까지 유입되면, 이러한 화학증기로 인하여 비저항 셀이 이상 작동을 일으키게 된다. The third module for cleaning is provided with a non-resistance cell (not shown) for measuring the cleanness and specific resistance of the ultrapure water used as the cleaning agent. As described above, when the chemical vapor flows into the third module, The resistive cell will malfunction.
그 뿐만 아니라, 제3모듈로 유입된 화학증기는 초순수 자체에도 영향을 주게 되어 목표로 하는 완전한 세정이 이루어지지 아니하는 결과를 초래할 수도 있다. In addition, the chemical vapor introduced into the third module may also affect the ultrapure water itself, which may result in not performing the desired complete cleaning.
본 발명은, 위와 같이 다수개의 공정 모듈이 하나의 공간에 설치되어 있는 반도체의 습식 공정 스테이션에서, 모듈에서 발생하는 화학증기가 타 모듈로 유입되어 오염시키는 것을 방지하기 위하여 개발된 것으로서, 각각의 모듈 사이의 기체 흐름을 차단하므로써, 각각의 모듈이 기체의 흐름에 있어서 독립성을 가지도록 하여 이웃 모듈로부터의 화학증기 유입으로 인한 문제점이 발생하는 것을 방지하도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed in order to prevent the chemical vapor generated from a module from being introduced into and contaminated with another module in a wet process station of a semiconductor in which a plurality of process modules are installed in one space as described above. By blocking the gas flow therebetween, it is an object to provide a technique in which each module has an independence in the flow of gas to prevent a problem caused by the inflow of chemical vapor from neighboring modules.
본 발명에서는 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 반도체의 습식 공정 스테이션에 형성된 모듈 사이에 설치되어 에어커튼을 형성하므로써, 모듈 사이의 기체 흐름을 차단하여, 특정 모듈에서 발생하는 화학증기 또는 외부의 유해입자가 타 모듈로 유입되어 모듈을 오염시키는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단방법이 제공된다. In the present invention, in order to achieve the above object, by installing between the modules formed in the wet process station of the semiconductor to form an air curtain, by blocking the gas flow between the modules, chemical vapor or external harmful substances generated in a specific module Provided is a method of blocking chemical vapor between modules of a semiconductor wet process station, wherein particles are prevented from entering the other module and contaminating the module.
상기한 본 발명을 실시함에 있어서는, 상기 에어커튼을 형성하도록 기체를 소정 압력으로 분사시키는 다수개의 노즐과, 상기 다수개의 노즐을 일체화시켜 공정 스테이션의 모듈 사이 천정에 부착하도록 함과 동시에 유입관을 통하여 공급되는 기체를 각 노즐에 분배하는 매니폴드로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단장치를 사용할 수 있다. In carrying out the present invention, a plurality of nozzles for injecting gas at a predetermined pressure to form the air curtain, and the plurality of nozzles are integrated to attach to the ceiling between the modules of the process station and at the same time through the inlet pipe A chemical vapor cut-off device between modules of a semiconductor wet process station may be used, which is composed of a manifold for distributing the gas supplied to each nozzle.
상기한 차단장치의 경우, 상기한 장치에서 각 모듈 사이에는, 상기 차단장치와 대향되는 위치에서 상기 에어커튼을 흡입하는 에어커튼 흡입구가 구비될 수도 있다. In the case of the blocking device, an air curtain suction port for sucking the air curtain at a position opposite to the blocking device may be provided between the modules in the device.
또한, 본 발명에서는, 반도체의 습식 공정 스테이션의 모듈 사이의 천정에는, 모듈 사이의 기체 흐름을 차단하여, 특정 모듈에서 발생하는 화학증기 또는 외부의 유해입자가 타 모듈로 유입되어 모듈을 오염시키는 것을 방지하도록 에어커튼을 형성하는 차단장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단구조가 제공된다. In addition, in the present invention, the ceiling between modules of the wet process station of the semiconductor block the gas flow between the modules, the chemical vapor generated from a specific module or harmful particles from outside to enter the other module to contaminate the module. There is provided a chemical vapor cut-off structure between modules of a semiconductor wet process station, characterized in that a shut-off device is formed to prevent air curtains.
본 발명에서는 상기한 차단구조의 구체적인 실시예로서, 상기 차단장치가, 에어커튼을 형성하도록 기체를 소정 압력으로 분사시키는 다수개의 노즐과, 상기 다수개의 노즐을 일체화시켜 공정 스테이션의 모듈 사이 천정에 부착하도록 함과 동시에 유입관을 통하여 공급되는 기체를 각 노즐에 분배하는 매니폴드로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단구조가 제공된다.In the present invention, as a specific embodiment of the blocking structure described above, the blocking device includes a plurality of nozzles for injecting gas at a predetermined pressure to form an air curtain, and the plurality of nozzles are integrally attached to the ceiling between the modules of the process station. A chemical vapor cut-off structure is provided between the modules of the semiconductor wet process station, wherein the manifold distributes the gas supplied through the inlet pipe to each nozzle.
또한, 본 발명에서는 또다른 구체적인 실시예로서, 상기한 장치에서 각 모듈 사이에는, 상기 차단장치와 대향되는 위치에서 상기 에어커튼을 흡입하는 에어커튼 흡입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 습식 공정 스테이션의 모듈간의 화학증기 차단구조가 제공된다. In another exemplary embodiment of the present invention, an air curtain suction port for suctioning the air curtain at a position opposite to the blocking device is formed between the modules in the above device. A chemical vapor barrier is provided between the modules.
상기한 본 발명의 화학증기 차단장치 및 차단구조에 있어서, 상기 차단장치에서 분사되어 에어커튼을 형성하는 기체는 질소로 구성되는 것이 바람직하다. In the chemical vapor blocking device and the blocking structure of the present invention described above, the gas injected from the blocking device to form an air curtain is preferably composed of nitrogen.
다음에서는 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다. Next, the configuration of the present invention will be described by referring to specific embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 따른 모듈간 차단방법이 적용될 수 있도록 모듈간 차단장치가 구비된 반도체의 습식 공정 스테이션의 모듈에 설치되어 있는 형상을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 본 발명에 있어서, 상기 모듈간 차단장치(20)는, 기체를 분사시켜 에어 커튼을 형성하는 에어커튼 형성장치로 구성되는데, 구체적으로는 에어커튼을 형성하도록 기체를 소정 압력으로 강하게 분사시키는 다수개의 노즐(21)과, 상기 다수개의 노즐(21)을 일체화시켜 장치의 천정에 부착하도록 함과 동시에 유입관(도시되지 않음)을 통하여 공급되는 기체를 각 노즐(21)에 분배하는 매니폴드(22)로 구성되어 있다. 도 2에서는 도 1과 달리 편의상 로봇암은 도시하지 아니하였다. Figure 2 is a schematic diagram showing the shape installed in the module of the wet process station of the semiconductor equipped with the inter-module blocking device to apply the inter-module blocking method according to the present invention. In the present invention, the inter-module blocking device 20 is composed of an air curtain forming device for injecting a gas to form an air curtain, specifically, a plurality of strongly blowing the gas at a predetermined pressure to form an air curtain The manifold 22 which integrates the nozzle 21 and the plurality of nozzles 21 to attach to the ceiling of the apparatus and at the same time distributes the gas supplied through the inlet pipe (not shown) to each nozzle 21. It consists of). In FIG. 2, the robot arm is not shown for convenience, unlike FIG. 1.
도 2에서 부재번호 1은 화학식각을 위한 화학용액이 배스에 담겨져 그 내측에 위치하게 되는 제1모듈(1)이며, 부재번호 2는 건조를 위한 제2모듈(2)이고, 부재번호 3은 세정을 위한 제3모듈(3)이다. 부재번호 19는 공지의 블로우어(19)이다. 상기 제1모듈(1), 제2모듈(2) 및 제3모듈(3)은 서로 이웃하여 나란하게 형성되어 있다. 이러한 상기 제1모듈(1), 제2모듈(2) 및 제3모듈(3) 자체의 구성은 공지된 장치의 경우와 동일한 바, 앞서 종래장치에서의 각 모듈들의 구성에 대한 설명으로 대신한다. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a first module 1 in which a chemical solution for chemical angle is placed in the bath and positioned inside thereof, and reference numeral 2 denotes a second module 2 for drying. Third module 3 for cleaning. Reference numeral 19 is a known blower 19. The first module 1, the second module 2, and the third module 3 are adjacent to each other and are formed side by side. The configuration of the first module 1, the second module 2 and the third module 3 itself is the same as in the case of a known device, and the description of the configuration of each module in the conventional device is replaced with the above description. .
이와 같이 각각의 모듈(1, 2, 3) 사이에서 기체가 서로 타 모듈로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기한 바와 같이 에어커튼 형성장치로 구성된 상기 모듈간 차단장치(20)는 각 모듈(1, 2, 3) 사이의 장비 천정에 설치된다. 각 모듈(1, 2, 3) 사이의 장비 천정에 설치된 차단장치(20)는 노즐(21)을 통하여 강한 기체를 분사하므로써, 각 모듈(1, 2, 3) 사이에 분사 기체에 의하여 에어커튼(30)을 형성하여, 각 모듈(1, 2, 3)간에 기체의 유동을 차단하게 된다. As described above, in order to prevent gas from flowing into each other between the modules 1, 2, and 3, the inter-module blocking device 20 configured as the air curtain forming apparatus, as described above, is used for each module 1. , 2, 3) is installed on the equipment ceiling. The shut-off device 20 installed on the equipment ceiling between each module 1, 2, 3 injects a strong gas through the nozzle 21, so that the air curtain by the injection gas between each module (1, 2, 3) 30 is formed to block the flow of gas between each of the modules 1, 2, 3.
따라서, 제1 모듈(1)의 입구를 통하여 화학증기가 상부로 유동되더라도, 이웃하는 제2 모듈(2)과 제1 모듈(1) 사이에서 모듈간 차단장치(20)에 의하여 형성된 에어커튼에 의하여 그 유동이 차단되므로, 상기 화학증기가 이웃하는 모듈로 유입되는 것이 방지된다. Therefore, even though chemical vapor flows upward through the inlet of the first module 1, the air curtain formed by the inter-module blocking device 20 between the neighboring second module 2 and the first module 1 is thus applied. As the flow is blocked, the chemical vapor is prevented from entering the neighboring module.
그러므로, 각 모듈에 설치되어 있는 블로우어 또는 배기장치의 작동이 원활하게 이루어지지 아니하더라도, 예를 들면, 화학증기의 유입으로 인하여 제3모듈(3)에 설치되어 있는 비저항 셀이 오염되어 비정상작동하는 것 등과 같이, 이웃하는 모듈로부터의 화학증기 유입으로 인하여 발생하는 문제를 사전에 예방할 수 있게 된다. Therefore, even if the blower or exhaust device installed in each module is not smoothly operated, for example, the resistive cell installed in the third module 3 is contaminated due to the inflow of chemical vapor, thereby causing abnormal operation. As such, problems caused by the inflow of chemical vapor from neighboring modules can be prevented in advance.
특히, 상기 에어커튼(30)은 화학증기 뿐만 아니라, 외부로부터의 유해입자의 유입도 차단하게 되므로, 각 모듈이 유해입자로 인하여 오염되는 것을 방지하는 효과도 발휘한다.In particular, since the air curtain 30 blocks not only chemical vapor but also harmful particles from the outside, the air curtain 30 also prevents contamination of each module due to harmful particles.
본 발명에 있어서, 상기 차단장치로부터 분사되어 에어커튼을 형성하는 기체의 종류에는 특별한 제한은 없으나, 질소(N2)를 에어커튼 형성 기체로 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, there is no particular limitation on the kind of gas injected from the blocking device to form the air curtain, but it is preferable to use nitrogen (N 2 ) as the air curtain forming gas.
한편, 상기한 바와 같이 에어커튼(30)을 형성할 때, 그 에어커튼(30)의 하부 즉, 각 모듈(1, 2, 3) 사이에는 에어커튼 흡입구(40)를 설치할 수도 있다. 도 3a에는 도 2에 도시된 실시예에서 에어커튼 흡입구(40)가 더 구비되어 있는 실시예가 도시되어 있으며, 도 3b에는 차단장치(20)와 그 하부에 형성되는 에어커튼 흡입구(40)의 구성을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 편의상 도 3a에서는 에어커튼 흡입구(40)의 구조를 점선으로 하였다. On the other hand, when forming the air curtain 30 as described above, the air curtain suction port 40 may be provided between the lower portion of the air curtain 30, that is, between the modules (1, 2, 3). 3A shows an embodiment in which the air curtain inlet 40 is further provided in the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 3B shows a blocker 20 and an air curtain inlet 40 formed at a lower portion thereof. A schematic side view is shown. For convenience, the structure of the air curtain inlet 40 is shown in dotted lines.
상기한 실시예에서는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 각 모듈(1, 2, 3) 사이에는 에어커튼(30)을 흡입하는 슬롯(slot) 형상의 입구를 가진 에어커튼 흡입구(40)를 설치하고, 에어커튼 흡입구(40)의 단부를 주 배기관(도시되지 않음)을 연결하여, 차단장치(20)에 의하여 발생한 에어커튼(30)을 에어커튼 흡입구(40)를 통하여 흡입하므로써, 에어커튼(30)의 형성효과를 더 배가할 수 있게 된다. In the above embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, an air curtain inlet 40 having a slot-shaped inlet for sucking the air curtain 30 between each module 1, 2, 3 is provided. ), The end of the air curtain inlet 40 is connected to a main exhaust pipe (not shown), and the air curtain 30 generated by the blocking device 20 is sucked through the air curtain inlet 40, The formation effect of the air curtain 30 can be further doubled.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 각각의 모듈(1, 2, 3) 사이에서 기체의 분사에 의한 에어커튼(30)이 형성되므로, 각 모듈(1, 2, 3)간에 기체의 유동을 차단하게 되며, 그에 따라, 유해한 화학증기나 외부 오염입자들이 타 모듈에 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, since the air curtain 30 by the injection of gas is formed between the respective modules (1, 2, 3), the flow of gas is blocked between the modules (1, 2, 3) Therefore, it is possible to prevent harmful chemical vapor or foreign contaminants from entering the other module.
도 1은 다수개의 모듈이 형성되어 있는 종래의 습식 공정 스테이션의 내부를 개략적으로 도시한 개략도이다. 1 is a schematic diagram illustrating an interior of a conventional wet process station in which a plurality of modules are formed.
도 2는 본 발명에 따른 모듈간 차단장치가 구비된 반도체의 습식 공정 스테이션의 모듈 설치 구조를 보여주는 개략도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a module installation structure of a wet process station of a semiconductor equipped with an intermodule blocking device according to the present invention.
도 3a는 도 2에 도시된 실시예에서 에어커튼 흡입구가 더 구비되어 있는 실시예의 개략도이다. Figure 3a is a schematic diagram of an embodiment further provided with an air curtain inlet in the embodiment shown in FIG.
도 3b는 도 3a에 도시된 실시예에서, 차단장치와 그 하부에 형성되는 에어커튼 흡입구의 구성을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. Figure 3b is a schematic side view showing the configuration of the air curtain inlet formed in the blocking device and the lower portion in the embodiment shown in Figure 3a.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1, 2, 3 모듈 21 노즐1, 2, 3 module 21 nozzles
22 매니폴드 30 에어커튼 22 Manifold 30 Air Curtain
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