KR20070075166A - 반도체 소자 제조용 장치 - Google Patents

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Abstract

약액의 레벨 감지시 기판의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장치는 약액이 수용되어 기판을 처리하는 내조 및 내조의 외측벽에 배치되며, 내조 내의 약액이 출입되는 외부 튜브 및 외부 튜브 내부에 포함되어 내조 내의 약액 레벨을 감지하도록 레벨 감지용 기체가 유입되는 레벨 튜브를 구비하는 레벨 감지부를 포함한다.
레벨 감지부, 기판 손상 방지

Description

반도체 소자 제조용 장치{Apparatus for fabicating semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 레벨 감지부의 위치를 나타내는 약액 베스의 사시도이다.
도 3은 레벨 감지부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 레벨 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)
1: 반도체 소자 제조용 장치 10: 로딩/언로딩부
20: 정렬부 30: 세정부
40: 약액 베스 50: 린스 베스
410: 처리조 412: 내조
414: 외조 420: 약액 공급부
430: 순환부 440: 레벨 감지부
450: 기체 공급부 460: 표시부
470: 배출부
본 발명은 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 약액의 레벨 감지시 기판의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판 상에 소정의 막을 형성하고, 그 막을 일정한 패턴으로 형성함으로써 제조된다.　　패턴은 화학 기상 증착 공정, 사진 공정, 확산 공정, 식각 공정, 세정 공정등 여러 가지 공정이 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다.
기판을 집적 회로로 제조할 때, 세정 공정은 상술한 제조 공정 중에 발생하는 잔류 물질, 작은 파티클(particle), 오염물(contaminants), 등을 제거하는 공정이다. 특히, 고집적화된 집적 회로를 제조할 때는 기판의 표면에 부착된 미세한 오염물들을 제거하는 세정 공정은 중요하다. 특히, 기판 표면을 손상없이 고르고 깨끗하게 세정하기 위하여 주로 습식 세정을 사용하는데, 기판의 대구경화 및 칩 사이즈의 감소에 따라 웨트 스테이션(wet station)에 의한 베스 시스템(bath system)을 주로 사용하고 있다.
이러한 베스 시스템은 약액이 담겨진 처리조 안에 복수개의 기판들을 일정 시간동안 담구어 기판에 점착된 오염물 등을 화학적으로 처리하여 제거하는 장치이다. 여기서, 처리조는 내조와 외조로 구분되어, 내조 안에서 기판들이 화학적인 세정 처리가 이루지고, 외조는 내조에서 오버플로(overflow)되는 약액을 수용하여 외부로 보낸다.
한편, 내조 안에서 기판들이 처리되기 위하여 내조는 일정한 약액 레벨을 유지되어야 하고, 또한, 약액이 둘 이상의 화학액일 경우 그 혼합 비율을 유지하도록 내조에 동시에 또는 순차적으로 케미컬들을 유입시킨다. 여기서, 내조 내측벽에 내조 내의 약액 레벨을 감지하는 수단이 위치되는데, 이러한 레벨 감지 수단은 기체가 유입되는 튜브로서, 레벨 측정은 튜브 내의 기체와 튜브 끝단에서의 약액의 압력이 평형될 때로 측정된다. 이때, 이러한 기체는 레벨 측정시 기포를 형성시켜, 내조 안의 기판들과 충돌할 경우 기판 상에 형성된 패턴이 물리적 충격으로 인해 기판을 손상시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 약액의 레벨 감지시 기판의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치는 약액이 수용되어 기판을 처리하는 내조 및 상기 내조의 외측벽에 배치되며, 상기 내조 내의 상기 약액이 출입되는 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 포함되어 상기 내조 내의 약액 레벨을 감지하도록 레벨 감지용 기체가 유입되는 레벨 튜브를 구비하는 레벨 감지부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자제조용 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 개략 구성도 이며, 도 2는 레벨 감지부의 위치를 나타내는 약액 베스의 사시도이고, 도 3은 레벨 감지부의 사시도이다.
반도체 소자 제조용 장치(1)는 복수개의 기판을 세정하는 장치로서 로딩/언로딩부(10), 정렬부(20) 및 정렬부(20)로부터 기판들을 인출하여 기판의 세정 처리가 이루어지는 세정부(30)를 포함한다.
로딩/언로딩부(10)는 기판들이 수납된 카셋트가 외부에서 로딩되거나 처리 공정이 완료된 기판들이 수납된 상기 카셋트(미도시)가 언로딩되는 부분이다. 정렬부(20)는 상기 카세트(미도시)로부터 기판들을 세정부(30)에서 세정 공정이 진행될 수 있도록 정렬되거나 세정 공정을 마친 기판들을 상기 카셋트(미도시)에 수납하도록 재정렬하는 부분이다.
세정부(30)는 기판들에 약액을 제공하여 기판의 표면에 점착된 오염물 등을 화학적으로 처리하여 제거하는 약액 베스(bath)(40) 및 화학적 처리가 끝난 기판의 약액을 초순수(deionized water)로 세척하는 린스 베스(50)를 포함한다. 또한, 세정부(30)는 기판에 대한 세척이 완료된 후, 기판을 건조시키는 건조 베스(미도시)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 약액 베스(40)는 기판들을 수용하여 약액에 의한 세정 공정이 진행되는 처리조(410), 처리조(410) 내부로 약액을 이루고 있는 케미컬들을 제공하는 케미컬 공급부(420), 처리조(410) 내에서 오버플로(overflow)된 약액을 다시 처리조(410)로 순환시키는 순환부(430), 처리조(410) 내의 약액의 수위 즉, 약액의 레벨을 감지하는 레벨 감지부(440), 기체 공급부(450), 표시부(460) 및 배 출부(470)를 포함한다.
처리조(410)는 내조(412) 및 외조(414)를 포함한다. 내조(412)는 복수개의 기판들을 수용하여 약액과 접촉케 하는 공간이며, 복수개의 기판들을 수용할 수 있도록 내조(412)의 밑면 상에 기판 가이드(미도시)가 설치될 수 있다. 그리고, 외조(414)는 내조(412)에서 오버플로되는 약액을 수용하여 순환부(430)로 보낸다.
케미컬 공급부(420)는 내조(412)로 케미컬들을 제공하는 부재로서, 약액을 구성하고 있는 각 케미컬들을 내조(412)에 제공하는 제1 및 제2 공급관(422, 424) 과 이들과 연결된 제1 및 제2 저장 탱크(426, 428)를 포함한다. 제1 및 제2 공급관(422, 424)은 내조(412)의 내측벽을 따라 뻗어 있고, 제1 및 제2 공급관(422, 424)의 끝단은 화학액이 내조(412)의 밑면부터 안정적으로 차오르도록 내조(412)의 밑면에 근접하여 설치될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 저장 탱크(426, 428)는 약액을 구성하고 있는 각 케미컬들을 저장하는 곳으로, 각 화학액은 공정 조건에 따라 불산(HF), 과수(H2O2)의 혼합액 또는 수산화암모늄(NH4OH), 과수로 될 수 있다. 여기서, 초순수를 저장하는 저장 탱크(미도시)와 공급관(미도시)을 따로 설치함으로써 내조(412)에 상술한 케미컬들과 초순수를 밸브(미도시) 등의 유량 조절 수단을 이용하여 일정한 양으로 동시에 또는 순차적으로 공급하여 일정한 비율로 혼합된 약액의 형태로 내조(412)에 제공한다.
순환부(430)는 외조(414)에 수용된 약액이 배출되는 배출관(432), 배출관(432)과 연결되어 약액을 내조(412)로 올리는 펌프(434), 약액을 내조(412) 내의 약액의 온도와 동일한 온도로 가열시키는 히팅 부재(436) 및 가열된 약액을 다시 내조(432)로 제공하는 순환 약액 공급관(438)을 포함한다.
한편, 레벨 감지부(440)는 내조(412)의 외측벽에 배치되며, 레벨 감지용 기체를 이용하여 내조(412) 내의 약액 수위 즉 약액 레벨을 감지하는 부재로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 외측 튜브(442), 레벨 튜브(444), 센서(446) 및 홀(448)을 포함한다.
외측 튜브(442)는 내조(412)의 외측벽에 접촉된 형태로 배치되며, 약액이 출입되어 내조(412) 내의 약액 레벨과 연동되어 약액이 채워지는 공간으로 외측 튜브(442)의 하단에는 약액이 출입되도록 홀(448)이 마련되며, 내조(412)에서도 이와 대응하는 위치에 홀이 마련된다. 외측 튜브(442)는 내조(412)와 일체로 되어 내조(412)와 같은 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 외측 튜브(442) 내에는 레벨 튜브(444)가 포함되어 있다. 레벨 튜브(444)는 레벨 감지용 기체로 채워져 이 레벨 감지용 기체가 레벨 튜브(444)의 끝단에서 내조(412) 내의 약액의 레벨의 변화에 따른 압력의 변화를 감지한다. 자세히 설명하면, 레벨 튜브(444)의 일단은 기체 공급부(450)와 연결되어 그 내부로 레벨 감지용 기체가 유입되고, 끝단은 약액과 접촉하여 내조(412) 내의 약액 레벨의 변화에 따라 레벨 튜브(444) 내의 레벨 감지용 기체가 받는 압력이 변한다. 여기서, 레벨 튜브(444)의 재질은 PFA일 수 있으며, 레벨 감지용 기체는 약액과 반응하지 않는 기체로서 질소 기체를 사용함이 바람직하다.
한편, 레벨 튜브(444)와 연결된 관(미도시)의 소정의 위치에는 상술한 압력 의 변화를 감지하는 센서(446)가 배치되며, 센서(446)에서 감지된 압력 신호를 표시부(460)에서 내조(412) 내의 약액 레벨로 변환시켜 표시부(460)는 그 압력 레벨을 표시한다.
배출부(470)는 내조(412)의 하부에 배치되며, 외조(414)를 일정 횟수만큼 순환한 약액을 밸브(미도시) 등의 유량 조절 수단을 통하여 배출시킨다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서의 레벨 감지부의 동작을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 레벨 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
제1 및 제2 공급관(422, 424)을 통해 제공된 케미컬들을 내조(412)에 채우면서 약액을 형성시킨다. 여기서, 약액의 혼합은 레벨 감지부(440)를 이용하여 각 케미컬을 내조(412) 내의 일정한 레벨로 유입시킨다. 이때, 레벨 감지부(440)는 상술한 방법으로 각 케미컬의 레벨을 감지하고, 이후 레벨 감지부(440)는 약액의 레벨을 지속적으로 감지한다.
이어서, 복수의 기판(W)들을 운반하는 로봇 암(70)은 기판(W)들을 내조(412)의 약액 속에 담근다. 이때, 레벨 튜브(444)는 기체 공급부(450)로부터 레벨 감지용 기체가 계속 유입되어 외측 튜브(442) 내로 유입된 약액에 기포(60)를 내보낸다. 이러한 기포(60)는 외측 튜브(442)의 홀(448)을 통과하지 못하고, 외측 튜브(442)가 뻗은 방향을 따라 위로 올라가므로 내조(412) 내의 기판(W)들과 충돌하지 못하여 기판 상에 형성된 패턴에 물리적 충격을 방지하고, 기판의 손상을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 반도체 소자 제조용 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
내조 외측벽에 레벨 감지부를 설치하고, 내조와 레벨 감지부 사이의 약액이 유입되는 홀을 작게 형성함으로써 레벨 감지부의 튜브에서 발생하는 기포가 내조 내의 기판과 충돌하지 않는다. 따라서 기판의 손상을 방지하고, 반도체 소자 제조 공정의 수율을 향상시킨다. 또한, 레벨 감지부가 내조 외측벽에 설치됨으로써 내조 내의 공간 효율이 향상된다.

Claims (6)

  1. 약액이 수용되어 기판을 처리하는 내조; 및
    상기 내조의 외측벽에 배치되며, 상기 내조 내의 상기 약액이 출입되는 외부 튜브 및 상기 외부 튜브 내부에 포함되어 상기 내조 내의 약액 레벨을 감지하도록 레벨 감지용 기체가 유입되는 레벨 튜브를 구비하는 레벨 감지부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 레벨 감지부는 상기 외측 튜브의 끝단 부근에서 상기 내조의 약액이 출입되는 홀을 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 외부 튜브는 상기 내조와 동일한 재질로 이루어진 반도체 소자 제조용 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 레벨 감지용 기체는 질소 기체로 이루어지고, 상기 레벨 튜브와 연결되는 기체 공급부를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 레벨 감지부는 상기 레벨 튜브와 연결되어 상기 약액 레벨의 변화에 따른 상기 레벨 감지용 기체의 압력 변화을 감지하는 센서를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 내조 및 상기 레벨 감지부를 둘러싸며 상기 내조로부터 오버플로되는 상기 약액을 수용하는 외조를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
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