KR20080043145A - 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법 - Google Patents

기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법 Download PDF

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KR20080043145A
KR20080043145A KR1020060111806A KR20060111806A KR20080043145A KR 20080043145 A KR20080043145 A KR 20080043145A KR 1020060111806 A KR1020060111806 A KR 1020060111806A KR 20060111806 A KR20060111806 A KR 20060111806A KR 20080043145 A KR20080043145 A KR 20080043145A
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최광민
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Abstract

본 발명은 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 개시한 것으로서, 청정실의 그레이팅 하부에 팬 필터 유닛을 구비하여 청정실 내로 순환 공급되는 공기 중의 화학적 오염 물질을 필터링하는 것을 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 청정실 내의 화학적 오염 물질의 확산을 방지할 수 있는 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 제공할 수 있다.
청정실, 그레이팅, 팬 필터 유닛

Description

기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES AND METHOD FOR CLEANING AIR IN THE SAME APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 팬 필터 유닛의 개략적 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 팬 필터 유닛의 개략적 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 설비 내의 공기의 순환 흐름 과정을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 청정실 122, 142 : 그레이팅
200 : 상부 플리넘 300 : 하부 플리넘
310 : 팬 필터 유닛 312 : 케미컬 필터
314 : 송풍기 316 : 송풍기 보호망
320 : 분석 유닛 330 : 제어부
400 : 공기 순환 경로 410 : 순환 펌프
본 발명은 기판 처리 설비 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 처리 공정이 진행되는 청정실 및 청정실 내의 공기를 정화하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 팹 공정에서 형성된 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical Die Sorting) 공정과, 반도체 소자들을 합성 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
팹 공정은 증착, 사진, 식각, 세정 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들로 이루어지고, 각각의 단위 공정들은 반도체 소자의 고집적화에 따라 부유 분진, 유해 가스, 미생물 등과 같은 파티클을 제어하는 청정 공간인 청정실(Clean Room) 내에서 진행되어야 한다.
일반적으로, 청정실은 작업자가 이동하면서 작업을 하고, 기판이 수용된 캐리어가 이동되는 공간을 제공하는 작업 영역과, 작업 영역으로부터 기판을 전달받아 처리 공정이 진행되는 처리 영역으로 나누어진다. 청정실의 상부에는 청정실로 정화된 공기를 공급하는 상부 플리넘(Plenum)이 배치되고, 청정실의 하부에는 청정실 내의 공기를 배기시키는 하부 플리넘이 배치되며, 청정실의 일 측에는 상부 플리넘 및 하부 플리넘과 연통되는 공기 순환 경로가 제공된다.
상부 플리넘으로부터 청정실의 작업 영역 및 처리 영역으로 공급되는 정화된 공기는 작업 영역 및 처리 영역을 경유하여 하부 플리넘으로 배출된다. 배출 공기 는 하부 플리넘에 연통되어 있는 공기 순환 경로를 통해 상부 플리넘으로 공급되고, 상부 플리넘으로 공급된 공기는 필터에 의해 미세 먼지 등이 여과된 후 청정실의 작업 영역 및 처리 영역으로 재공급된다.
그런데, 앞서 설명한 바와 같이 기판 처리 설비는 그 내부의 공기가 순환되는 구조를 가지기 때문에, 처리 영역 내에 설치된 공정 유닛의 유지 보수에 따른 잔류 반응 가스의 유출로 처리 영역이 오염될 경우, 처리 영역 내의 오염 물질이 하부 플리넘, 공기 순환 경로 및 상부 플리넘을 통해 순환된 후 작업 영역 등으로 유입되어 청정실의 전 영역으로 확산되는 문제점이 있었다.
그리고, 청정실 내부의 오염 확산으로 인해 공정 불량이 발생하고, 설비의 가동이 중단되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 청정실 내부가 오염되면 청정실 내의 오염 물질을 제거하기 위해 강제 배기를 시켜야 하기 때문에, 생산 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 청정실 내의 오염 확산을 방지할 수 있는 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 공정 불량을 예방하여 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 청정실 내의 강제 배기 회수를 감소시켜 운전 비용을 절감할 수 있는 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 설비는, 기판 처리 공정이 진행되는 복수의 공정 유닛들이 배치되며, 그리고 바닥면에 배기 홀들이 형성된 그레이팅이 구비되는 청정실과; 상기 청정실의 그레이팅 하부에 배치되어 상기 그레이팅의 배기 홀들을 통해 배출되는 공기 중의 화학 오염 물질을 여과하는 케미컬 필터와; 상기 케미컬 필터로 유도되는 배출 공기의 유속을 증가시키도록 상기 그레이팅과 상기 케미컬 필터의 사이에 배치되는 송풍기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 설비에 있어서, 상기 설비는 상기 송풍기를 보호하도록 상기 송풍기의 상측에 설치되는 송풍기 보호망을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 설비는 상기 청정실 내부 공기의 화학 오염 물질에 의한 오염 정도를 분석하는 분석 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 다른 측면에 따르면, 상기 설비는 상기 분석 유닛으로부터 오염 분석 신호를 전달받아 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도에 따라 상기 송풍기의 회전 속도를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 청정실은 작업자가 이동하면서 작업을 하는 작업 영역과; 상기 작업 영역으로부터 기판을 전달받아 기판 처리 공정이 진행되는 처리 영역;을 포함하되, 상기 케미컬 필터는 상기 처리 영역의 그레이팅 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 처리 설비 내의 공기 정화 방법은, 기판 처리 설비 내의 공기를 정화하는 방법에 있어서, 청정실 내에 하강 기류가 형성되도록 정화된 공기를 공급하고, 상기 청정실 내에 공급된 공기를 배기시키면서 배출 공기 내의 화학 오염 물질을 여과하고, 여과된 공기를 순환시켜 상기 청정실 내로 재공급하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 처리 설비 내의 공기 정화 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도를 분석하고, 오염 정도에 따라 배출 공기의 유속을 달리하면서 화학 오염 물질을 여과하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 방법은 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도가 기준치 이하일 경우에는 배출 공기를 저속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하고, 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도가 기준치를 초과할 경우에는 배출 공기를 고속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 설비 및 설비 내의 공기 정화 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 팬 필터 유닛의 개략적 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 팬 필터 유닛의 개략적 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예의 기판 처리 설비(10)는 청정실(100), 상부 플리넘(200), 하부 플리넘(300) 및 공기 순환 경로(400)를 포함한다.
청정실(100)은 증착, 사진, 식각, 세정 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들이 진행되는 청정 공간을 제공한다. 청정실(100)의 상부에는 청정실(100)로 정화된 공기를 공급하는 상부 플리넘(200)이 배치된다. 청정실(100)의 하부에는 청정실(100) 내의 공기를 배기시키는 하부 플리넘(300)이 배치된다. 청정실(100)의 일 측에는 상부 플리넘(200) 및 하부 플리넘(300)과 연통되는 공기 순환 경로(400)가 배치된다.
정화된 공기는 상부 플리넘(200)으로부터 청정실(100)로 공급되고, 청정실(100) 내의 상측에서 하측으로 하강 기류를 형성하며 흘러 하부 플리넘(300)으로 배출된다. 배출 공기는 하부 플리넘(300)에 연통되어 있는 공기 순환 경로(400)를 통해 상부 플리넘(200)으로 공급되고, 상부 플리넘(200)에 설치된 필터(210a,210b)에 의해 여과된 후 청정실(100)로 순환 공급된다.
청정실(100)은 다수의 단위 공정들이 진행되는 청정 공간을 제공한다. 청정실(100) 내부의 온도 및 습도는 외부와 격리된 상태에서 독립적으로 제어되고, 파 티클이 제거된 공기가 청정실(100) 내로 순환 공급된다.
청정실(100)은 작업 영역(120)과 처리 영역(140)으로 나누어진다. 작업 영역(120)은 작업자가 이동하면서 작업을 하고, 기판이 수용된 캐리어(미도시)가 이동되는 공간을 제공한다. 처리 영역(140)은 작업 영역(120)으로부터 전달받은 기판의 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 처리 영역(140)에는 단위 공정이 진행되는 복수의 공정 유닛들(미도시)이 배치되며, 처리 영역(140)은 기판에 대한 처리 공정이 이루어지는 기판 처리 영역(142)과, 기판 처리 영역(142)에 기판을 로딩하거나 언로딩하기 위한 기판 이송 영역(144)으로 나누어진다.
청정실(100) 내의 기압은 외부로부터 공기가 유입되지 못하도록 대기에 비해 높은 기압으로 유지된다. 그리고, 처리 영역(140)에서 발생된 파티클과 같은 미세 입자가 작업 영역(120)으로 유입되지 못하도록 작업 영역(120)의 기압은 처리 영역(140)의 기압보다 높게 유지된다.
청정실(100)의 상부에는 청정실(100)로 정화된 청정 공기를 공급하는 상부 플리넘(200)이 배치되고, 청정실(100)의 하부에는 청정실(100)을 통과한 공기를 배기시키는 하부 플리넘(300)이 상부 플리넘(200)과 마주보도록 배치된다.
상부 플리넘(200)으로부터 청정실(100)로 공급되는 공기는 필터(210a,210b)에 의해 여과된 후 청정실(100)의 작업 영역(120)과 처리 영역(140)으로 공급된다. 필터(210a,210b)로는 HEPA 필터나 ULPA 필터 등이 사용될 수 있으며, 필터(210a,210b)는 청정실(100)로 공급되는 공기 중의 미세 먼지를 필터링한다. 청정실(100)의 작업 영역(120)과 처리 영역(140)으로 공급되는 청정 공기는 하강 기류 를 형성하며 아래 방향으로 흐른다. 이때, 작업 영역(120)과 처리 영역(140)에서 발생된 파티클은 청정 공기와 함께 작업 영역(120)과 처리 영역(140)의 바닥면에 설치된 그레이팅(Grating,122,142)을 통해 하부 플리넘(300)으로 배출된다.
그레이팅(122,142)의 하부에는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit, FFU ; 310)이 설치될 수 있다. 팬 필터 유닛(310)은 작업 영역(120)의 바닥면에 배치된 그레이팅(122)의 하부와, 처리 영역(140)의 바닥면에 배치된 그레이팅(142)의 하부에 모두 설치될 수 있으며, 또한 그레이팅들(122,142) 중 어느 하나의 하부에 설치될 수도 있다. 본 실시 예에서는, 팬 필터 유닛(310)이 처리 영역(140)의 바닥면에 배치된 그레이팅(142)의 하부에 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.
팬 필터 유닛(310)은 케미컬 필터(312)와 송풍기(314)를 포함한다. 케미컬 필터(312)는 그레이팅(142)의 하부에 배치된다. 케미컬 필터(312)는 그레이팅(142)의 배기 홀들(143)을 통해 하부 플리넘(300)으로 배출되는 공기 중의 화학 오염 물질을 필터링한다. 그레이팅(142)과 케미컬 필터(312)의 사이에는 프레임(313)에 내장된 송풍기(314)가 배치되고, 송풍기(314)의 상측에는 송풍기 보호망(316)이 배치된다. 송풍기(314)는 그레이팅(142)의 배기 홀들(143)을 통해 케미컬 필터(312)로 유도되는 배출 공기의 유속을 증가시킨다. 그레이팅(142)의 배기 홀들(143)을 통해 배출되는 공기의 유속은 케미컬 필터(312)를 통과할 정도로 충분히 크지 않기 때문에, 송풍기(314)를 이용하여 배출 공기의 유속을 증가시켜야 한다.
본 실시 예의 기판 처리 설비(10)는, 앞서 설명한 바와 같이, 그 내부의 공기가 순환 공급되는 구조를 가지기 때문에, 처리 영역(140)이 반응 가스와 같은 화 학 오염 물질에 의해 오염될 경우, 오염 물질이 청정실(100)의 전 영역으로 확산될 수 있다. 이는 상부 플리넘(200)에 설치된 필터(210a,210b)가 공기 중의 미세 먼지는 필터링할 수 있지만, 공기 중의 화학 오염 물질은 필터링할 수 없기 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상술한 바와 같은 구성을 가지는 팬 필터 유닛(310)을 그레이팅(142)의 하부에 구비함으로써, 청정실(100)에서 배출되는 공기에 포함된 화학적 오염 물질을 제거한 상태에서 청정실(100)로 청정 공기를 공급할 수 있게 된다.
그리고, 팬 필터 유닛(310)의 동작을 제어하기 위해 분석 유닛(320)과 제어부(330)가 제공될 수 있다. 처리 영역(140) 내부의 공기가 화학적으로 오염되지 않은 경우에 송풍기(314)는 저속으로 회전되지만, 처리 영역(140) 내부의 공기가 화학적으로 오염된 경우에 송풍기(314)는 고속으로 회전될 수 있다. 이를 위해, 처리 영역(140) 내부의 오염 정도를 분석하기 위해 분석 유닛(320)이 제공되며, 분석 유닛(320)의 오염 물질 분석 결과에 따라 송풍기(314)의 회전 속도를 조절하기 위해 제어부(330)가 제공된다.
한편, 청정실(100)의 일 측에는 상부 플리넘(200) 및 하부 플리넘(300)과 연통되도록 공기 순환 경로(400)가 배치되고, 공기 순환 경로(400) 상에는 순환 펌프(410)가 설치된다. 공기 순환 경로(400)는 그레이팅(142)과 팬 필터 유닛(310)을 통해 하부 플리넘(300)으로 배출된 공기가 상부 플리넘(200)으로 순환되는 통로를 제공한다. 순환 펌프(410)는 배출 공기가 하부 플리넘(300)으로부터 상부 플리넘(200)으로 순환될 수 있도록 배출 공기를 위 방향으로 펌핑시킨다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 기판 처리 설비(10) 내의 공기 정화 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리 설비 내의 공기의 순환 흐름 과정을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 상부 플리넘(200)으로부터 청정실(100)의 작업 영역(120) 및 처리 영역(140)으로 미세 먼지 등이 필터링된 청정 공기가 공급된다. 작업 영역(120) 및 처리 영역(140) 내에서는 청정 공기가 하강 기류를 형성하며 아래 방향으로 흐른다. 작업 영역(120) 내의 파티클은 청정 공기와 함께 그레이팅(122)의 배기 홀들(123)을 통해 하부 플리넘(300)으로 배출된다. 그리고, 처리 영역(140) 내의 파티클과 화학적 오염 물질은 청정 공기와 함께 그레이팅(142)의 배기 홀들(143)과 팬 필터 유닛(310)을 통해 하부 플리넘(300)으로 배출된다.
처리 영역(140)으로부터 배출되는 공기의 화학적 오염 정도는 분석 유닛(320)에 의해 분석되고, 배출 공기의 오염 정도에 따라 송풍기(314)는 회전 속도를 가변시키면서 케미컬 필터(312)로 배출 공기를 유도한다. 처리 영역(140) 내부 공기의 오염 정도가 기준치 이하일 경우에는 송풍기(314)를 저속으로 회전시켜 배출 공기를 저속으로 배기시킨다. 처리 영역(140) 내부 공기의 오염 정도가 기준치를 초과할 경우에는 송풍기(314)를 고속으로 회전시켜 배출 공기를 고속으로 배기시킨다. 이와 같이, 송풍기(314)에 의해 유속이 조절되면서 배기되는 배출 공기는 케미컬 필터(312)를 통과하고, 케미컬 필터(312)에 의해 배출 공기 내의 화학 오염 물질이 여과된다.
작업 영역(120)에서 배출된 공기와, 팬 필터 유닛(310)에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 처리 영역(140)에서 배출된 공기는 하부 플리넘(300) 및 공기 순환 경로(400)를 경유하여 상부 플리넘(200)으로 공급된다. 상부 플리넘(200)은 필터(210a,210b)를 이용하여 순환된 공기에 함유되어 있는 미세 먼지 등을 필터링 한 후 청정실(100)의 작업 영역(120)과 처리 영역(140) 내로 순환 공기를 공급한다.
상술한 바와 같은 과정의 반복에 의해 청정실(100) 내로 청정 공기가 지속적으로 공급될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 청정실 내의 오염 확산을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 공정 불량을 예방하여 생산성을 향상시킬 수 있 다.
또한, 본 발명에 의하면, 청정실 내의 강제 배기 회수를 감소시켜 운전 비용을 절감할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기판 처리 공정이 진행되는 복수의 공정 유닛들이 배치되며, 그리고 바닥면에 배기 홀들이 형성된 그레이팅이 구비되는 청정실과;
    상기 청정실의 그레이팅 하부에 배치되어 상기 그레이팅의 배기 홀들을 통해 배출되는 공기 중의 화학 오염 물질을 여과하는 케미컬 필터와;
    상기 케미컬 필터로 유도되는 배출 공기의 유속을 증가시키도록 상기 그레이팅과 상기 케미컬 필터의 사이에 배치되는 송풍기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설비는,
    상기 송풍기를 보호하도록 상기 송풍기의 상측에 설치되는 송풍기 보호망;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 설비는,
    상기 청정실 내부 공기의 화학 오염 물질에 의한 오염 정도를 분석하는 분석 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 설비는,
    상기 분석 유닛으로부터 오염 분석 신호를 전달받아 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도에 따라 상기 송풍기의 회전 속도를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 청정실은,
    작업자가 이동하면서 작업을 하는 작업 영역과;
    상기 작업 영역으로부터 기판을 전달받아 기판 처리 공정이 진행되는 처리 영역;을 포함하되,
    상기 케미컬 필터는 상기 처리 영역의 그레이팅 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비.
  6. 기판 처리 설비 내의 공기를 정화하는 방법에 있어서,
    청정실 내에 하강 기류가 형성되도록 정화된 공기를 공급하고, 상기 청정실 내에 공급된 공기를 배기시키면서 배출 공기 내의 화학 오염 물질을 여과하고, 여과된 공기를 순환시켜 상기 청정실 내로 재공급하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비 내의 공기 정화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 청정실 내부 공기의 오염 정도를 분석하고, 오염 정도에 따라 배출 공기의 유속을 달리하면서 화학 오염 물질을 여과하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비 내의 공기 정화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 청정실 내부 공기의 오염 정도가 기준치 이하일 경우에는 배출 공기를 저속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하고, 상기 청정실 내부 공기의 오염 정도가 기준치를 초과할 경우에는 배출 공기를 고속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비 내의 공기 정화 방법.
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KR101037632B1 (ko) * 2008-11-26 2011-05-30 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기류 공급 방법
KR101044315B1 (ko) * 2009-04-24 2011-06-29 (주)신성이엔지 반도체장치 제조 설비 및 운용 방법

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