KR20070030542A - 처리조의 기포 제거장치 - Google Patents

처리조의 기포 제거장치 Download PDF

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KR20070030542A
KR20070030542A KR1020050085281A KR20050085281A KR20070030542A KR 20070030542 A KR20070030542 A KR 20070030542A KR 1020050085281 A KR1020050085281 A KR 1020050085281A KR 20050085281 A KR20050085281 A KR 20050085281A KR 20070030542 A KR20070030542 A KR 20070030542A
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이영환
김춘식
박귀수
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세메스 주식회사
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
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    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정에서 약액이 수납되는 처리조에 기포제거 장치를 구성하여, 투입되는 웨이퍼의 작업성 및 발생되는 기포를 제거해주는 처리조의 기포 제거장치를 제공한다.
본 발명은 웨이퍼를 투입하여 세정하도록 약액이 채워지는 처리조와 상기 처리조 내에 약액을 순환 공급시켜주는 순환공급부와 상기 순환공급부와 연결되어 약액을 처리조 내부에 공급해주며, 처리조에 채워진 약액을 순환시켜주는 업플로우 파이프 및 상기 업플로우 파이프 일측에 구성되며, 처리조 내부에 발생되는 기포를 외부로 배출시키는 에어홀 파이프가 구성된다.
처리조, 내조, 외조, 업플로우 파이프, 순환공급부

Description

처리조의 기포 제거장치{Apparatus bubble removing for treatment bath}
도 1은 일반적인 웨이퍼 세정장치를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 처리조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 내조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 A - A' 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5는 도 3의 B - B' 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 6은 도 4의 에어홀 파이프를 나타낸 도면이다.
도 7은 에어홀 파이프의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 에어홀 파이프의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 처리조 102 : 내조
104 : 외조 106 : 약액
108 : 업플로우 파이 110 : 토출구
112 : 웨이퍼가이드 200 : 순환공급부
202 : 순환공급관 204 : 펌프
206 : 댐퍼 208 : 히터
210 : 필터 300 : 에어홀 파이프
302 : 배기구
본 발명은 처리조의 기포 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조공정에서 약액이 수납되는 처리조에 기포제거 장치를 구성하여, 투입되는 웨이퍼의 작업성 및 발생되는 기포를 제거해주는 처리조의 기포 제거장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 반도체 기판 상에 소정의 막을 형성하고, 그 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로써 제조된다.
패턴은 막 형성, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 연마 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다.
상기에서와 같은 단위 공정을 수행한 후 반도체 기판에는 반응 부산물 및 공정 중에 발생한 파티클 등과 같은 이물질이 잔존하게 되는데, 상기와 같은 이물질을 제거하지 않을 경우 후속 공정에서 심각한 불량 요인을 발생시킨다.
특히 미세구조를 갖는 반도체소자의 제조공정에 있어서는 웨이퍼의 세정 공정 후 웨이퍼에 부착된 파티클(particles)뿐만 아니라, 이물질(DIW, chemical), 정 전기, 워터마크(water mark), 라인성 파티클 등은 후속공정에 커다란 영향을 미치게 되기 때문에, 웨이퍼의 건조공정의 필요성이 더욱 증대된다.
따라서 반도체 제조공정에서는 각 단계공정의 전후에 약액(chemical) 또는 순수(DIW)등을 이용하여 웨이퍼의 표면에 대한 세정공정을 실시한다.
상기에서 세정공정은 약액이 담겨진 처리조에 다수의 웨이퍼를 슬롯에 삽입하여 척의 유동으로 이물질을 제거하는 방식이 널리 쓰이고 있다.
이러한 세정공정은 세정조 및 약액 공급관 등을 포함하는 일련의 장치를 구비한 습식세정 장치에 의해 행하여지고 있다.
습식세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정공정에 있어서, 웨이퍼 표면상의 이물질에 대한 에칭 속도는 약액의 종류 및 조성비율에 따라 다소 차이가 있지만 대개는 처리조 내의 약액의 유속 분포와 밀접한 관계가 있다.
그러나 최근에는 처리조 제작을 컴팩트(compact)한 디자인으로 설계가 이루어지는 경황이 있다.
상기에서 컴팩트한 처리조는 내부에 구성되는 부품들이 근접하여 구성되며, 특히 처리조 내부에 발생되는 미세한 기포를 제거하는 에어홀은 웨이퍼가 투입되어 세정되는 위치에 구성되어 공정작업에 불편한 문제점이 있다.
또한, 에어홀에서 발생되는 작은 기포가 상승하여 약액의 상부면에서 공기와 접촉하면서 기포가 터져, 약액 표면에 파장이 발생하여 약액의 업플로우(up-flow) 영향을 미쳐 웨이퍼 세정공정에 불량을 발생시키는 불편한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 처리조 내부의 업플로우 파이프에 에어홀 파이프를 구성하여 내조에 발생되는 기포를 제거하므로 웨이퍼 세정을 원활히 하는 처리조의 기포 제거장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 처리조, 내조, 외조, 업플로우 파이프, 순환공급부를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 웨이퍼를 투입하여 세정하도록 약액이 채워지는 처리조와 상기 처리조 내에 약액을 순환 공급시켜주는 순환공급부와 상기 순환공급부와 연결되어 약액을 처리조 내부에 공급해주며, 처리조에 채워진 약액을 순환시켜주는 업플로우 파이프 및 상기 업플로우 파이프 일측에 구성되며, 처리조 내부에 발생되는 기포를 외부로 배출시키는 에어홀 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 일반적인 웨이퍼 세정장치를 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 처리조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에서, 처리조(100)는 내조(102), 외조(104), 업플로우 파이프(108), 순환공급부(200)를 포함한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 반도체 제조공정에서 웨이퍼 세정공정의 흐름으 로, 세정이 필요한 웨이퍼를 로딩하는 로딩부(S100)가 배치된다.
다음으로 로딩된 웨이퍼를 세정하고 약액은 황산(H2 SO4)을 주로 사용하는 처리조(S110)가 배치된다.
다음으로 로딩된 웨이퍼를 세정하고 약액은 탈이온수(Deionized Water)를 주로 사용하는 탈이온수 세정조(S120)가 배치된다.
다음으로 로딩된 웨이퍼를 세정하고 약액은 과산화수소수(H2 O2)를 주로 사용하는 처리조(S130)가 배치된다.
다음으로 로딩된 웨이퍼를 세정하고 약액은 탈이온수(Deionized Water)를 주로 사용하는 탈이온수 세정조(S140)가 배치된다.
다음으로 탈이온수에 의해 세정된 웨이퍼들을 질소(N2) 가스의 분사에 의해 건조하는 건조부(S150)가 배치된다.
다음으로 상기 공정에서 건조된 웨이퍼들을 언로딩하기 위한 언로딩부(S160)가 배치된다.
또한 도 2에 나타낸 처리조(100)는 내조(102)와 외조(104)로 구성되며, 내조(102)는 상부가 개방되며 사각형상으로 형성되며, 일측면에 내조(102)의 일면에 연장되어 외조(104)가 형성되며, 내조(104)에서 넘치는 약액(106)을 수납한다.
상기에서 내조(104)에 투입되는 약액은 예를 들어, 황산(H2 SO4) 용액과 과산화수소수(H2 O2)가 각각 사용되며, 또한 황산(H2 SO4) 용액과 과산화수소수(H2 O2)가 예를 들어, 6: 1의 비율로 혼합하여 사용된다.
또한, 순환공급부(200)는 약액(106)을 원활히 순환공급 하기 위해 처리조(100) 외부 일측에 구성된다.
순환공급부(200)는 약액(106)의 고순도를 유지하기 위해 약액(106)을 순환시키기며, 처리조(100)로부터 순환공급관(202)을 거쳐 연결된 펌프(204), 댐퍼(206), 히터(208) 및 필터(210) 각각 구성된다.
그리고 펌프(204)는 외조(104)의 약액(106)을 순환공급관(202)을 거쳐 공급하며, 내조(102)의 내부로 공급하여주고, 또한 댐퍼(206)는 펌프(204)에 의해 공급되는 약액(106)의 불균일한 순환 압력을 보다 균일한 순환 압력으로 댐핑한다.
상기에서 히터(208)는 약액(106)을 저항식 히팅에 의해 120℃ 정도의 고온으로 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
그리고 필터(210)가 순환되는 약액에 포함된 불순물을 필터링하여 업플로우 파이프(108)로 약액을 공급하며, 또한 순환공급관(202)과 연결된 업플로우 파이프(108)는 내조(102) 하부에 일체로 연결되며 라운드관 형상되며, 업플로우 파이프(108) 일측 표면에는 토출구(110)와 에어홀(114)이 각각 형성된다.
그리고 업플로우 파이프(108)는 웨이퍼 가이드(112)의 하부면보다 낮게 위치하고, 내조(102)의 저면(114)을 향해 유입되도록 내조(102) 하부 일측에 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 도 2의 내조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A - A 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 5는 도 3의 B - B' 개략적으로 나타낸 측단면 도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 처리조(100)는 내조(102)와 외조(104)로 구성되며, 내조(102)는 상부가 개방되고 내부에 웨이퍼를 수납하는 웨이퍼 가이드(112)가 하부 일측에 구성되며, 웨이퍼 가이드(112) 하부에는 외조(104) 하부 일측과 일체형으로 형성되는 업플로우 파이프(108)가 구성된다.
또한, 내조(102) 일측면과 일체형으로 형성되며, 내조(102)에서 넘치는 약액(106)을 수납하는 외조(104)가 구성된다.
상기에서 내조(102) 하부에는 외조(104)에서 공급되는 약액(106)을 내조에 보충해 주는 업플로우 파이프(108)가 구성되며, 업플로우 파이프(108)는 약액(106)을 배출하는 토출구(110)가 일정간격으로 각각 구성된다.
또한, 업플로우 파이프(108) 일측에는 약액(106)을 펌프로 강제 순환하게 되므로 미세한 기포가 발생한다.
따라서 기포를 제거하기 위한 에어홀(114)이 업플로우 파이프(108)에 구성되며, 에어홀(114)과 일체형으로 구성되고 기포가 이동하도록 내부가 관통된 에어홀 파이프(300a,300b,300c,300d)가 수직하게 구성된다.
상기에서 에어홀 파이프(300a,300b,300c,300d)는 내조(102) 각각의 모서리 일측에 구성되며, 내조의 상부단면(116)보다 높게 구성되어, 업플로우 파이프(108)를 통하여 배기되는 기포는 내조(102)의 약액(106)에 영향을 미치지 않고 외부로 배출된다.
도 6은 도 4의 에어홀 파이프를 나타낸 도면이고, 도 7은 에어홀 파이프의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 8은 에어홀 파이프의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 에어홀 파이프(300)의 실시예를 나타낸 것이며, 도 6은 내부가 관통되고 수직으로 구성되는 에어홀 파이프(300)로 배기구(302)가 상단부에 구성되어 일반적인 내조에 사용되는 것이 바람직하다.
도 7에서 에어홀 파이프(300)는 상단부가 ㄷ형상으로 구성되어 기포가 배출되는 배기구(302)가 하부방향으로 구성된다.
도 8은 상단부가 관통되지 않고 배기구(302)가 에어홀 파이프(300) 상부 측부에 형성되어, 내조(102) 상부에 다른 장치가 구성되어 기포를 옆으로 배출할 때 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 내조(102)에 발생되는 기포를 제거하는 구성은 다음과 같다.
처리조(100)의 내조(102) 하부에 약액(106)이 공급되는 업플로우 파이프(108)가 구성되며, 그 업플로우 파이프(108)에 균일하게 구성되는 토출구(110)를 통하여 내조(102)로 약액(106)이 공급되고, 또한 업플로우 파이프(108)에 일측에 구성되는 에어홀(114)과 에어홀 파이프(300)를 통하여 내부에 발생되는 기포를 내조 외부로 배출한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 내조에 발생되는 기포를 에어홀 파이프를 통하여 외부 배출되어, 내조에 담겨진 약액 표면이 일정하여 웨이퍼 세정공정에 영향을 미치지 않아 작업효율이 상승되는 효과가 있다.
또한 콤팩트하게 설계되는 처리조에서 내부에 발생되는 미세한 기포를 제거하는 에어홀이 웨이퍼가 투입되어 세정되는 위치가 구성되어도 에어홀 파이프를 통해 기포를 배출하므로 부품의 제조단가를 줄여주는 경제적인 효과가 있다.
결과적으로, 본 발명을 이용하여 구성되는 제품의 부가가치를 향상시켜 제품의 상품성과 품질을 향상시켜 줄 수 있도록 하였음은 물론이고, 더불어 신뢰성 등을 줄 수 있도록 한 효과를 가지게 되는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 웨이퍼를 투입하여 세정하도록 약액이 채워지는 처리조;
    상기 처리조 내에 약액을 순환 공급시켜주는 순환공급부;
    상기 순환공급부와 연결되어 약액을 처리조 내부에 공급해주며, 처리조에 채워진 약액을 순환시켜주는 업플로우 파이프; 및
    상기 업플로우 파이프 일측에 구성되며, 처리조 내부에 발생되는 기포를 외부로 배출시키는 에어홀 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 처리조는
    상부가 개방되고 내부에 웨이퍼를 수납하는 웨이퍼 가이드가 하부 일측에 구성되는 내조; 및
    상기 내조 일측면과 일체형으로 형성되며, 내조에서 넘치는 약액을 수납하는 외조로 구성되는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 에어홀 파이프는
    상기 내조의 상단부보다 높게 형성되어 내부에서 발생되는 기포를 상기 내조 외부로 배출하여 약액 표면에 영향을 미치지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 순환공급부는
    외조와 내조를 연결하며, 약액을 순환 및 공급해주는 순환공급관;
    상기 순환공급관과 연결되며, 외조의 약액을 내조의 내부로 공급하는 펌프;
    상기 펌프와 연결되고 공급되는 약액의 불균일한 순환 압력을 균일한 순환 압력으로 만들어주는 댐퍼;
    상기에서 댐퍼와 연결되고, 약액을 저항식 히터에 의해 일정온도를 유지시켜주는 히터; 및
    상기 히터와 연결되고, 순환되는 약액에 포함된 불순물을 필터링하여 업플로우 파이프로 약액을 공급하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 업플로우 파이프는
    순환공급관과 연결되고, 일측 표면에는 토출구와 에어홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어홀 파이프는
    상단부가 ㄷ형상으로 구성되어 기포가 배출되는 배기구가 하부방향으로 구성되는 것을　 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어홀 파이프는
    상단부가 관통되지 않고 배기구가 에어홀 파이프 상부 측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 처리조의 기포 제거장치.
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CN110434116A (zh) * 2019-07-31 2019-11-12 富乐德科技发展（大连）有限公司 一种自动气泡清洗系统

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