KR20080072245A

KR20080072245A - 밀폐형 기판 세정 장치

Info

Publication number: KR20080072245A
Application number: KR1020070010738A
Authority: KR
Inventors: 이세원
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-06

Abstract

밀폐형 기판 세정 장치가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 밀폐형 기판 세정 장치는, 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버와, 챔버 내에 위치하고 기판을 유지하는 기판 지지부와, 기판 지지부를 감싸도록 배치되는 보울과, 보울의 상부에 위치하고 보울의 상면을 개폐시키는 커버부 및 기판 지지부와 커버부 사이에 위치하여 기판에 약액 및 건조기체를 분사하는 노즐부를 포함한다.

기판, 세정, 챔버

Description

밀폐형 기판 세정 장치 {SUBSTRATE CLEANING APPARATUS WITH A SEALED CHAMBER}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 세정 장치를 나타낸 종단면도이다.

도 2는 도 1의 기판 세정 장치에서 세정 공정을 진행할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 기판 세정 장치에서 세정 공정을 마친 후 기판을 로딩할 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 챔버 110: 기판 지지부

111: 스핀헤드 112: 스핀헤드 구동부

120: 보울 130: 커버부

131: 상부 커버 132: 커버 지지대

133: 액츄에이터 140: 노즐부

150: 챔버 배기 밸브 160: 보울 배기 밸브

본 발명은 반도체 기판 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀폐형 기판 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 가공 공정에는 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 공정(Develop & Bake), 식각 공정(Etching), 화학기상증착 공정 (Chemical Vapor Deposition), 애싱 공정(Ashing) 등이 있으며, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하는 과정에서 기판에 부착된 각종 오염물을 제거하기 위한 공정으로 약액(Chemical) 또는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정 공정(Wet Cleaning Process)이 있다.

이러한 감광액의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액 또는 순수를 기판 위로 분사시켜 공정이 이루어지며, 일반적인 세정 건조 장치는 한 장의 기판을 처리할 수 있는 기판척(Wafer chuck)으로 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사노즐을 통해 약액 또는 순수를 분사하여, 기판의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 기판의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다.

하지만, 종래의 고청정 챔버에서는 보울의 외부에 고정형 또는 이동형 노즐이 설치되어 있어서, 커버가 열린 상태에서 노즐에서 약액 또는 순수를 분사하여 세정 공정이 이루어지므로, 세정 공정 동안 외기 유입에 의해 기판 표면에 파티클(Particle) 오염이 발생하였고, 산소 유입에 의한 워터 마크(Water Mark)가 발생하는 현상이 발생하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보울을 덮어주는 커버 내에 분사용 노즐을 설치하여 기판 세정 공정을 챔버가 밀폐된 상태에서 가능하게 함으로써 외기 유입에 의한 기판 오염을 방지하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 기판 세정 장치는, 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버 내에 위치하고 기판을 유지하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부를 감싸도록 배치되는 보울과, 상기 보울의 상부에 위치하고 상기 보울의 상면을 개폐시키는 커버부 및 상기 기판 지지부와 상기 커버부 사이에 위치하여 상기 기판에 약액 및 건조기체를 분사하는 노즐부를 포함하며, 세정 공정 진행시 보울의 내부가 상기 커버부에 의해 밀폐된다.

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 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 밀폐형 기판 세정 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 밀폐형 기판 세정 장치는, 챔버(100)와, 기판 지지부(110)와, 보울(120)과, 커버부(130) 및 노즐부(140)를 포함한다.

챔버(100)는 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는데, 벽면으로 둘러싸여 있는 챔버(100)의 내부에는 기판 지지부(110)가 위치하고, 챔버(100)의 내벽과 보울(120)의 외벽 사이 공간의 외기 배출을 제어하는 챔버 배기 밸브(150)가 설치되어 있다.

기판 지지부(110)는 챔버(100) 내에 위치한다. 기판 지지부(110)는 원통 또는 반추형의 지지판을 가지고 있고 그 지지판의 상부면에 기판(10)이 놓여져 고정되며 그 중앙을 중심으로 대략 200~300 rpm의 회전 속도로 수평으로 회전시키는 스핀 헤드(111)와 스핀 헤드(111)에 연결되어 스핀 헤드(111)를 수평 방향으로 회전시키고 상하로 이동시키는 스핀 헤드 구동부(112)로 이루어져 있다.

보울(120)은 챔버(100)에 고정되어 있고 내부 중앙에 기판(10)이 삽입되는 공간을 제공하기 위해 기판 지지부(110)을 감싸도록 배치되어 있고 환형의 통 형상을 가진다. 보울(120)은 기판(10)의 외곽을 둘러싸며 소정의 높이를 가지도록 설치되어 있어 노즐부(140)에서 분사되는 약액 또는 순수가 외부로 튀어 나가는 것을 차단하게 되고, 공정 수행시 사용된 약액 또는 순수는 보울의 하단을 통해 외부로 배출된다. 보울(120)의 내벽 안쪽의 내기 배출을 제어하는 보울 배기 밸브(160)이 설치되어 있다.

커버부(130)는 보울(120)의 상부에 위치하고 있고 세정 공정 중 수직 방향으로 상하 운동하여 보울(120)의 상면을 개폐시키게 된다. 커버부(130)는 보울(120)의 상단에 위치하여 보울(120)의 상면을 개폐시키는 원통형의 상부 커버(131)와 상부 커버(131)를 측면에서 지지하는 복수개의 커버 지지대(132) 및 각각의 커버 지지대(132)에 연결되어 커버 지지대(132)를 상하로 구동시키는 복수개의 액츄에이터(133)로 이루어진다.

상부 커버(131)를 지지하기 위해서 2개 이상의 커버 지지대(132)를 상부 커버(131)의 원주면에 결합하여 배치할 수 있고, 각각의 커버 지지대(132)는 액츄에이터(133)에 연결되어 있어 상하 이동이 가능하다.

노즐부(140)는 바람직하게는 상부 커버(131)의 내부에 설치된다. 노즐부(140)는 세정 또는 건조를 위해 약액, 순수 또는 건조기체를 각각 분사하는 2개 내지 3개의 노즐로 구성될 수 있다. 또한 노즐부(140)는 상부 커버(131)의 내부에 고정되거나, 분사 노즐의 수평 방향 또는 수직 방향 이동이 가능하도록 구동장치를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 세정 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

세정 공정이 시작되면 상부 커버(131)가 아래로 하강하여 보울(120)의 상면을 덮게 되고 이 때 상부 커버(131)의 내부에 설치된 노즐부(140)는 기판(10)의 상부면으로 약액 및 건조기체를 분사하게 된다. 약액 및 건조기체를 분사하는 동안 보울 배기 밸브(160)가 열리게 되어 보울(120)의 내부는 음압을 유지하게 된다.

세정 공정이 끝나면 상부 커버(131)가 위로 상승하여 열리게 되고 이 때 노즐부(140)는 건조기체(N₂ 가스)를 분사하게 된다. 건조기체를 분사하는 동안 챔버 배기 밸브(150)가 열리고 보울 배기 밸브(160)는 닫혀서 보울(120)의 내부는 양압을 유지하게 된다. 따라서 상부 커버(131)가 열린 상태에서도 챔버(100) 내의 외기가 보울(120)의 내부로 유입되지 않아 외기 유입에 의한 파티클(Particle) 오염 및 산소 유입에 의한 워터 마크 (Water Mark)의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다 는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 밀폐형 기판 세정 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

보울을 덮어주는 상부 커버 내에 분사용 노즐을 설치하여 기판 세정 공정을 챔버가 밀폐된 상태에서 가능하게 함으로써 외기 유입에 의한 기판 오염 및 산소 유입에 의한 워터 마크(Water Mark)가 발생하는 것을 방지하여 세정 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims

세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버;

상기 챔버 내에 위치하고 기판을 유지하는 기판 지지부;

상기 기판 지지부를 감싸도록 배치되는 보울;

상기 보울의 상부에 위치하고 상기 보울의 상면을 개폐시키는 커버부; 및

상기 기판 지지부와 상기 커버부 사이에 위치하여 상기 기판에 약액 및 건조기체를 분사하는 노즐부를 포함하며,

세정 공정 진행시 상기 보울의 내부가 상기 커버부에 의해 밀폐되는 기판 세정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 기판 지지부는,

상기 기판을 유지하고 회전시키기 위한 스핀 헤드; 및

상기 스핀 헤드를 회전시키고 상하로 이동시키는 스핀 헤드 구동부를 포함하는 기판 세정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 커버부는,

상기 보울의 상면을 개폐시키는 상부 커버;

상기 상부 커버의 측면에 연결되어 상기 상부 커버를 지지하는 복수개의 커버 지지대; 및

각각의 상기 커버 지지대를 상하로 구동시키는 복수개의 액츄에이터를 포함하는 기판 세정 장치.
제 3항에 있어서,

상기 노즐부는 상기 상부 커버의 내부에 설치되어 있는 기판 세정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 챔버의 내벽과 상기 보울의 외벽 사이 공간의 외기 배출을 제어하는 챔버 배기 밸브; 및

상기 보울의 내벽 안쪽의 내기 배출을 제어하는 보울 배기 밸브를 더 포함하는 기판 세정 장치.
제 5항에 있어서,

상기 챔버 배기 밸브와 상기 보울 배기 밸브의 개폐에 의해 상기 보울의 내부 압력의 조절이 가능한 기판 세정 장치.
제 6항에 있어서,

세정 공정시 상기 상부 커버가 하강하여 상기 보울의 상면을 덮은 후, 상기 보울 배기 밸브는 열려서 상기 보울 내부가 음압이 되는 기판 세정 장치.
제 6항에 있어서,

세정 공정 후 상기 상부 커버가 상승하여 상기 보울의 상면을 연 후, 상기 챔버 배기 밸브가 열리고 상기 보울 배기 밸브가 닫히며 건조 기체가 분사되어 상기 보울 내부가 양압이 되는 기판 세정 장치.