KR20060129880A - Manufacturing equipment for semiconductor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 반도체 소자용 제조설비를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing apparatus for a semiconductor device of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 액체분리용기를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the liquid separation container shown in FIG.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings **
100 : IPA 약액 공급용기100: IPA chemical supply container
200 : IPA 약액 저장용기200: IPA chemical storage container
300 : 질소가스 저장용기300: nitrogen gas storage container
400 : 챔버400: chamber
500 : 수분감지부500: moisture detection unit
510 : 수분감지센서510: moisture detection sensor
520 : 액체분리용기520: liquid separation container
600 : 제어부600: control unit
본 발명은 반도체 소자용 제조설비에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 웨이퍼 상으로 공급되는 IPA 증기(isopropyl alcohol vapor)에 포함될 수 있는 수분을 분리할 수 있는 반도체 소자용 제조설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing device for semiconductor devices, and more particularly, to a manufacturing device for semiconductor devices capable of separating moisture that may be contained in IPA vapor (isopropyl alcohol vapor) supplied onto a wafer.
일반적으로 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 웨이퍼 표면에 발생할 수 있는 파티클은 제조되는 반도체 소자의 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있다.In general, as semiconductor devices are highly integrated, particles that may occur on the wafer surface may have a great influence on the characteristics of the semiconductor device to be manufactured.
즉, 상기 파티클은 반도체 소자를 제조할 때 다양한 공정들을 거치면서 웨이퍼의 표면에 발생할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 웨이퍼의 표면에 발생하는 파티클을 제거하는 웨이퍼 세정기술이 반도체 소자의 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있다. That is, the particles may be generated on the surface of the wafer while going through various processes when manufacturing a semiconductor device. Therefore, in recent years, a wafer cleaning technique for removing particles generated on the surface of the wafer is very important in the manufacturing process of semiconductor devices.
통상, 상기 웨이퍼 세정기술은 화학용액처리공정, 린스공정, 그리고 건조공정으로 구분될 수 있다. 상기 화학용액처리공정은 웨이퍼를 화학용액으로 처리하는 공정이며, 린스공정은 화학용액처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수로 세척하는 공정이며, 건조공정은 상기 웨이퍼를 건조하는 공정이다.In general, the wafer cleaning technique may be classified into a chemical solution treatment process, a rinse process, and a drying process. The chemical solution treatment process is a process of processing a wafer with a chemical solution, the rinsing process is a process of washing the chemical solution treated semiconductor wafer with deionized water, the drying process is a process of drying the wafer.
상기 건조공정에 사용되는 종래의 반도체 소자용 제조설비 중 웨이퍼 건조설비에 대하여 설명하도록 한다.It will be described with respect to the wafer drying equipment of the conventional semiconductor device manufacturing equipment used in the drying process.
종래의 웨이퍼 건조설비는 액체상태의 IPA(isopropyl alcohol) 약액을 공급받는 저장용기와, 상기 저장용기로 질소가스를 공급하는 질소가스공급부와, 상기 저장용기와 연통된 챔버를 구비할 수 있다. 상기 챔버에는 건조공정이 진행될 웨이퍼가 인입된다.The conventional wafer drying apparatus may include a storage container receiving a liquid IPA (isopropyl alcohol) chemical liquid, a nitrogen gas supply unit supplying nitrogen gas to the storage container, and a chamber in communication with the storage container. In the chamber, a wafer to be dried is introduced.
이와 같은 구성을 통한 종래의 웨이퍼 건조설비의 동작을 설명하도록 한다.It will be described the operation of the conventional wafer drying equipment through such a configuration.
상기 저장용기는 상기 IPA 약액을 소정량 공급받아 저장된다. 이어, 상기 질소가스공급부는 상기 저장용기 상단 또는 하단과 연통되어 상기 저장용기의 내부로 질소가스를 소정량 공급한다.The storage container is supplied with a predetermined amount of the IPA chemical liquid and stored. Subsequently, the nitrogen gas supply unit communicates with the upper or lower end of the storage container to supply a predetermined amount of nitrogen gas into the storage container.
여기서, 비활성가스인 상기 질소가스는 상기 저장용기 내에 저장된 IPA 약액에 공급되어, 상기 저장용기 내에서 기포가 발생할 수 있도록 유도한다.Here, the inert gas nitrogen gas is supplied to the IPA chemical liquid stored in the storage container, to induce bubbles to occur in the storage container.
이때, 상기 저장용기내의 IPA 약액은 증기상태로 되어, 도관을 따라 상기 챔버내로 공급될 수 있다. 그러므로, 상기 웨이퍼 상에 IPA 증기가 공급될 수 있다.In this case, the IPA chemical liquid in the reservoir may be in a vapor state and may be supplied into the chamber along a conduit. Therefore, IPA vapor can be supplied on the wafer.
그리고, 상기 웨이퍼는 스핀척과 같은 안착부에 안착되어 회전됨을 통해 건조될 수 있다.In addition, the wafer may be dried by being rotated by being seated on a seating part such as a spin chuck.
그러나, 상기 저장용기 내에 공급되는 IPA 약액이 소정량을 넘어 상기 저장용기 내부 최상단까지 공급되는 경우, 상기 저장용기내로 질소가스가 공급되더라도, IPA 약액의 일부는 증기로, 다른 일부는 액체상태로 상기 도관에 유입될 수 있다.However, when the IPA chemical liquid supplied into the storage container is supplied beyond the predetermined amount to the uppermost end of the storage container, even though nitrogen gas is supplied into the storage container, part of the IPA chemical liquid is vapor and the other part is in liquid state. May enter the conduit.
이와 같이 상기 도관에 IPA 약액인 수분과 증기가 동시에 포함되어, 상기 웨이퍼로 공급되면, 상기와 같이 웨이퍼가 건조되더라도, 불필요하게 공급된 수분느오 인해 건조불량을 초래할 수 있다.As such, when the conduit contains both moisture and vapor, which are IPA chemicals, and is supplied to the wafer, even if the wafer is dried as described above, unnecessarily supplied moisture may cause drying defects.
따라서, 상기 건조불량으로 인해 제품불량을 야기할 수 있으며, 종국에는 제품생산성을 저하시키는 문제점이 있다.Therefore, due to the drying defects may cause product defects, and eventually there is a problem of lowering the product productivity.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 건조하기 위해 공급되는 IPA 증기에 포함될 수 있는 수분을 분리함과 아울러 감지하여 공정을 제어하도록 한 반도체 소자용 제조설비를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to separate and detect the moisture that can be included in the IPA vapor supplied to dry the wafer to control the process of the semiconductor device To provide a manufacturing facility for the.
본 발명은 반도체 소자용 제조설비를 제공한다.The present invention provides a manufacturing device for a semiconductor device.
본 발명의 일 양태에 따른 일 실시예에 있어서, 상기 제조설비는 챔버와, IPA 약액 저장용기와, 상기 IPA 약액 저장용기와 상기 챔버를 연결하는 증기공급관과, 상기 IPA 약액 저장용기에 연결되는 질소가스공급부 및 상기 증기공급관에 설치된 액체분리용기를 포함한다.In one embodiment according to an aspect of the present invention, the manufacturing facility is a chamber, an IPA chemical liquid storage container, a steam supply pipe connecting the IPA chemical liquid storage container and the chamber, nitrogen connected to the IPA chemical liquid storage container It includes a gas supply unit and a liquid separation vessel installed in the steam supply pipe.
상기 일 실시예에 있어서, 상기 액체분리용기는 상기 액체분리용기의 바닥면에 수분감지센서를 더 구비할 수 있다.In one embodiment, the liquid separation vessel may further include a moisture detection sensor on the bottom surface of the liquid separation vessel.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 증기공급관은 상기 IPA 약액 저장용기와 상기 액체분리용기를 연결하는 제 1증기공급관과, 상기 액체분리용기와 상기 챔버를 연결하는 제 2증기공급관을 구비하되, 상기 제 1증기공급관의 일단부는 상기 액체분리용기의 하부에 연결되고, 상기 제 2증기공급관의 일단부는 상기 액체분리용기의 상부에 연결될 수 있다.In still another embodiment, the steam supply pipe includes a first steam supply pipe connecting the IPA chemical liquid storage container and the liquid separation container, and a second steam supply pipe connecting the liquid separation container and the chamber. One end of the first steam supply pipe may be connected to the lower portion of the liquid separation vessel, and one end of the second steam supply pipe may be connected to the upper portion of the liquid separation vessel.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 수분감지센서는 공정을 제어하는 제어부와 전기적으로 연결되는 것을 더 구비할 수 있다.In another embodiment, the moisture sensor may be further connected to the control unit for controlling the process.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 양태에 따르는 실시예를 설 명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described an embodiment according to an aspect of the present invention.
도 1은 본 발명의 반도체 소자용 제조설비를 개략적으로 보여주는 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 액체분리용기를 보여주는 단면도이다. 또한, 본 발명의 상기 제조설비는 웨이퍼 건조설비일 수 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing apparatus for a semiconductor device of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a liquid separation container shown in FIG. In addition, the manufacturing equipment of the present invention may be a wafer drying equipment.
도 1을 참조로 하면, 상기 제조설비는 챔버(400)와, 소정량의 IPA 약액(10)이 저장되는 IPA 약액 저장용기(200)와, 상기 IPA 약액 저장용기(200)와 상기 챔버(400)를 서로 연결시키는 증기공급관(410)과, 상기 IPA 약액 저장용기(200)에 연결되며, 상기 IPA 약액 저장용기(200) 내에 질소가스(N2)를 공급하는 질소가스공급부 및 상기 증기공급관(410)에 설치된 액체분리용기(520)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the manufacturing facility includes a
상기 챔버(400)는 내부에 회전축(421)과 연결되는 스핀척(420)과, 상기 스핀척(420)의 상면부에 흡착되어 안착되는 웨이퍼(W)를 구비할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 스핀척(420)의 상면부에는 진공이 형성될 수 있는 다수개의 진공홀이 마련될 수 있다.The
상기 IPA 약액 저장용기(200)는 IPA 약액 공급용기(100)와 연결되는 IPA 공급관(110)을 구비할 수 있다. 상기 IPA 공급관(110)에는 제 1펌프(P1)가 장착되고, 유로를 개폐하는 제 1밸브(130)가 장착될 수 있다.The IPA chemical
상기 IPA 약액 저장용기(200)의 내부에는 수위감지유닛이 설치될 수 있다.A water level sensing unit may be installed inside the IPA
상기 수위감지유닛은 상기 IPA 약액 저장용기(200)의 내부에 수직으로 장착된 축(220)과, 상기 축(220)에 끼워지도록 설치되며, 가변되는 상기 IPA 약액(10) 의 수면 높이에 비례하여 상기 축(220)을 따라 승하강하는 부력체(230)를 구비할 수 있다.The water level detecting unit is installed to fit in the
또한, 상기 부력체(230)를 전기적으로 감지하는 수위감지센서들(210)은 상기 IPA 약액 저장용기(200)의 내부면에 수직으로 일정간격을 형성하여 배치될 수 있다.In addition, the water
예컨대, 상기 부력체(230)는 마그네틱을 구비할 수 있고, 상기 수위감지센서들(210)은 상기 마그네틱을 감지하여 상기 제어부(600)로 전기적 신호를 전송할 수 있다.For example, the
그리고, 상기 질소가스공급부는 질소가스가 저장되는 질소가스저장용기(300)와, 상기 질소가스저장용기(300)와 상기 IPA 약액 저장용기(200)의 하단부를 서로 연결하는 가스공급관(310)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 가스공급관(310)은 제 2펌프(320)와, 유로를 개폐하는 제 2밸브(330)를 더 구비할 수 있다.The nitrogen gas supply unit connects a nitrogen
상기 가스공급관(310)은 잔류가스가 배기되도록 상기 가스공급관(310)으로부터 분기된 배기관(350)을 더 구비할 수 있다.The
상기 액체분리용기(520)는 상기 증기공급관(410)에 연결될 수 있다.The
그리고, 상기 증기공급관(410)은 상기 IPA 약액 저장용기(200)의 상단부와 상기 액체분리용기(520)의 하단부(A)를 연결하는 제 1증기공급관(411)과, 상기 액체분리용기(520)의 상단부(B)와 상기 챔버(400)를 연결하는 제 2증기공급관(412)으로 구성될 수 있다.The
상기 액체분리용기(520)의 바닥면에는 수분감지센서(510)가 장착될 수 있다.The
상기 수분감지센서(510)는 공정을 제어하는 제어부(600)와 전기적으로 연결될 수있다.The
상기 수분감지센서(510)는 상기 증기공급관(410)의 내부에 유입될 수 있는 수분을 감지하여, 전기적 신호인 감지신호를 출력시킬 수 있다. 상기 수분감지센서(510)는 정전용량형 근접스위치를 사용할 수 있고, 수분이 닿아 감지되었을 때 상기 감지신호를 상기 제어부(600)에 전송할 수 있다.The
상기 제어부(600)는 기설정된 수분양에 대한 기준값이 내장되고, 상기 수분감지센서(510)로 부터 감지된 수분의 양이 상기 기준값보다 크거나 같으면 공정을 중지하도록 된다.The
또한, 상기 제어부(600)는 상기 IPA 약액 저장용기(200)의 내부에 장착된 수위감지센서들(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
상기 제어부(600)는 공정을 구동하는 공정구동부(610)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 공정구동부(610)는 상기 펌프들(120, 320)과 상기 밸브들(130, 330)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한, 상기 제어부(600)는 공정이 중지되면 경보를 발생시키는 경보기(620)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제어부(600)는 상기 수분감지센서(510)의 수분감지 상태를 실시간으로 표시해주는 표시부(630)와 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
다음은 상기와 같은 구성을 갖는 상기 실시예의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.Next will be described the operation and effect of the embodiment having the configuration as described above.
도 1을 참조로 하면, 상기 제어부(600)는 공정구동부(610)에 전기적 신호를 전송하여, 상기 제 1펌프(120)를 구동시키고, 상기 제 1밸브(130)를 개방할 수 있다. 이어, 상기 IPA 약액 공급용기(100)에 저장된 IPA 약액(10)은 IPA 공급관(110)을 통해 IPA 약액 저장용기(200)로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
이때, 증기공급관(410) 및 가스공급관(310)에 설치된 제 2,3밸브(330, 430)는 폐쇄된 상태일 수 있다.In this case, the second and
상기 IPA 약액(10)은 상기 IPA 약액 저장용기(200) 내에 저장됨과 동시에 상기 수위감지유닛에 의해 저장되는 양이 체크될 수 있다.The
상기 수위감지유닛의 작동은 다음과 같다.The operation of the water level detection unit is as follows.
상기 부력체(230)는 상기 IPA 약액(10)의 수면이 상승함에 따라 축(220)을 따라 동시에 상승할 수 있고, 상기 수위감지센서들(210)은 상승하는 상기 부력체(230)를 감지하여 상기 제어부(600)로 전기적 신호를 전송할 수 있다. 상기 부력체(230)가 소정 위치로 상승하여, 소정 위치의 상기 수위감지센서(210)에 의해 감지되면, 상기 수위감지센서(210)로부터 전기적 신호를 전송받은 상기 제어부(600)는 상기 제 1펌프(120)의 동작을 중지시키고, 상기 제 1밸브(130)를 폐쇄할 수 있다.The
다음, 상기 제어부(600)는 상기 제 2펌프(320)를 동작시키고, 상기 제 2밸브(330)를 개방할 수 있다. 이어, 상기 질소가스저장용기(300)에 저장된 질소가스는 상기 가스공급관(310)을 통해 상기 IPA 약액 저장용기(200) 내로 공급될 수 있다.Next, the
상기 IPA 약액 저장용기(200) 내로 공급된 질소가스는 IPA 약액 저장용기(200) 내에서 기포를 발생하여 IPA 약액(10)을 증기상태로 변화시킬 수 있다. 그리고, 상기와 같이 생성된 IPA 증기는 증기공급관(410)으로 유입되어 상기 챔버(400) 내로 공급될 수 있다.The nitrogen gas supplied into the IPA
이어, 상기 챔버(400) 내의 스핀척(420)은 외부로부터 동력을 전달받은 회전축(421)이 회전함으로써 회전될 수 있다. 상기 스핀척(420) 상에 안착된 웨이퍼(W)는 상기 IPA 증기가 공급됨과 아울러 상기와 같이 회전됨을 통해 건조될 수 있다.Subsequently, the
그러나, 상기 IPA 증기 내에 수분이 포함되어 상기 제 1증기공급관(411)으로 유입되면, 상기 액체분리용기(520)내에서 상기 IPA 증기내에 포함된 수분은 하방으로 가라앉고, 증기는 공기보다 가볍기 때문에 상기 제 2증기공급관(412)으로 유출될 수 있다. 따라서, 상기 액체분리용기(520) 내에서 IPA 증기내에 포함된 수분을 분리하고, 증기만 상기 챔버(400)로 공급할 수 있다.However, when water is contained in the IPA steam and flows into the first
또한, 상기 수분감지센서(510)는 상기 액체분리용기(520)의 바닥면에 가라앉는 수분의 양을 실시간으로 감지하여 상기 제어부(600)로 전기적 신호를 전송할 수 있다. 상기 제어부(600)는 상기 수분감지센서(510)로부터 감지되는 수분의 양이 기설정된 기준값보다 크면, 공정을 중지할 수 있다. 따라서, 상기 챔버(400) 내로 수분이 유입되지 않도록 할 수 있다.In addition, the
즉, 상기 제어부(600)는 상기 공정구동부(610)로 전기적 신호를 전송할 수 있고, 상기 공정구동부(610)는 제 1,2펌프(120, 320)의 구동을 중지시키고, 상기 제 1,2,3밸브(130, 330, 430)를 즉시 폐쇄하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(600)는 상기 챔버(400) 내부로 수분이 유입되기 전에 공정을 중지할 수 있다.That is, the
이와 아울러, 상기와 같은 경우 상기 제어부(600)는 경보기(620)로 전기적 신호를 전송하여 공정중지를 알리는 경보를 발생시킬 수 있다. 상기 제어부(600)는 표시부(630)로 전기적 신호를 전송하고, 상기 표시부(630)는 상기 증기공급관(410)에 수분이 발생한 상태를 가시적으로 표시할 수 있다. 즉, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 표시부(630)에 LED 램프를 장착하여, 수분이 발생한 경우 램프를 온시킬 수 있도록 할 수 있다.In addition, in the above case, the
한편, 상기 IPA 약액 저장용기(200) 내에 장착된 수위감지센서들(210)이 이상동작을 하면, 상기와 같이 공정을 중지할 수도 있다.On the other hand, when the water
도 1을 참조로 하면, 상기 수위감지센서들(210) 중, 어느 하나라도 상기 부력체(230)의 위치를 정상적으로 감지하지 못하면, 상기 제어부(600)로 이상 상태를 알리는 전기적 신호를 전송할 수 있다. 이어, 상기 제어부(600)는 상기 공정구동부(610)로 전기적 신호를 전송하여, 상기와 같이 공정을 중지시킬 수 있다.Referring to FIG. 1, when any one of the water
즉, 상기 수위감지센서들(210) 중 최상단 위치(C)에 있는 수위감지센서(210)가 오작동을 하여 상기 부력체(230)를 정상적으로 감지하지 못하는 경우, 상기 IPA 약액(10)은 상기 IPA 약액 저장용기(200) 내에서 연속적으로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 증기공급관(410)의 위치까지 공급되면, 상기 증기공급관(410) 내부로 유입되어 액체상태의 IPA가 상기 챔버(400)로 공급될 수 있기 때문이다.That is, when the
한편, 상기 증기공급관(410)에 상기 액체분리용기(520)만을 설치할 수도 있다.Meanwhile, only the
따라서, IPA 증기에 수분이 포함되어 상기 액체분리용기(520)로 유입되면, 공기보다 무거운 수분은 상기 액체분리용기(520)의 바닥면에 가라앉고, 공기보다 가벼운 증기는 상기 액체분리용기(520)의 상부로 상승하여 상기 제 2증기공급관 (412)을 통해 상기 챔버(400)로 공급될 수도 있다. 물론, 상기 액체분리용기(520) 내에 저장될 수 있는 수분을 외부로 배출하기 위하여 소정 기간 간격으로 상기 액체분리용기(520)를 상기 증기공급관으로부터 분리하게 할 수도 있다.Therefore, when moisture is included in the IPA vapor and flows into the
따라서, 본 발명에 의하면, IPA 증기가 상기 챔버로 공급되는 경우, IPA 증기에 포함될 수 있는 수분을 미리 감지할 수 있도록 수분감지센서를 설치함으로써, 상기 수분으로 인한 웨이퍼의 건조불량을 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, when the IPA vapor is supplied to the chamber, by installing a moisture sensor to detect the moisture that can be included in the IPA vapor in advance, it is easy to prevent the wafer from drying poor due to the moisture It can be effective.
또한, 증기공급관에 액체분리용기를 연결함으로써, IPA 증기에 소정량의 수분이 포함되더라도, IPA 증기는 유출시키고, 상기 수분을 별도로 분리하여, 상기 수분감지센서를 통해 감지되도록 함으로써 상기 수분으로 인한 웨이퍼의 건조불량을 용이하게 방지하고, 제품불량을 최소화하는 효과가 있다.In addition, by connecting the liquid separation vessel to the steam supply pipe, even if a predetermined amount of moisture in the IPA steam, IPA vapor is discharged, and the moisture is separated separately, so that the moisture detected by the sensor to detect the wafer due to the moisture It is easy to prevent the drying defects of the product, and has the effect of minimizing the product defects.
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---|---|---|---|---|
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