KR20090019571A - Cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단열팽창과정에 의해 형성되는 드라이아이스 입자를 통해 기판에 부착된 입자 등의 오염물을 제거하는 세정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning apparatus, and more particularly, to a cleaning apparatus for removing contaminants such as particles adhered to a substrate through dry ice particles formed by the adiabatic expansion process.
반도체 제조공정중에는 반도체 기판의 표면에 일정한 패턴의 박막을 형성하는 공정과, 이러한 박막형성의 전처리 또는 후처리과정으로써 기판의 표면에 불순물을 제거하기 위한 세정공정을 포함한다.The semiconductor manufacturing process includes a process of forming a thin film of a predetermined pattern on the surface of the semiconductor substrate, and a cleaning process for removing impurities on the surface of the substrate by a pretreatment or post-treatment of such thin film formation.
이때 세정공정은 기판에 부착된 입자형태의 불순물을 제거하기 위하여 청정도가 유지되는 세정공간에서 이루어지게 되는데, 이러한 세정공간을 구비한 세정장치에 대한 일 예로 미국특허공보 US6572457에 개시되어 있다. In this case, the cleaning process is performed in a cleaning space in which cleanliness is maintained in order to remove impurities in the form of particles attached to the substrate. An example of a cleaning apparatus having such a cleaning space is disclosed in US Pat.
그러나 이러한 종래기술에 의하면, 세정공간은 청정도를 유지하기 위하여 팬, 제습장치 및 필터로 구성된 장치를 이용하여 내부 기류를 순환시켜 세정공간 내부의 온도 및 습도가 제어되도록 구성되어 있다. 그러나 이러한 방식은 기류 제어와 제습, 필터링을 위한 설비가 커서 공간을 많이 차지하고, 공정 조건 도달시 까지 많은 시간이 소요된다는 단점이 있었다.However, according to the related art, the cleaning space is configured to circulate the internal airflow by using a device composed of a fan, a dehumidifier, and a filter to maintain cleanliness so that the temperature and humidity inside the cleaning space are controlled. However, this method has a disadvantage that it takes up a lot of space and requires a lot of time to reach the process conditions because the equipment for airflow control, dehumidification, and filtering is large.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 세정을 위한 공간 및 장치의 설치공간이 감소될 수 있도록 하는 세정장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a cleaning device to reduce the space for cleaning the substrate and the installation space of the device.
본 발명의 다른 목적은 기판의 세정효율이 향상된 세정장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a cleaning apparatus having an improved cleaning efficiency of a substrate.
내부에 세정실을 형성하는 세정실 하우징과, 상기 세정실 내에 설치되어 상기 세정실 내의 기판에 드라이아이스를 분사하기 위한 노즐장치와, 상기 노즐장치의 후방에 설치되어 전방을 향하여 질소를 분사하는 질소공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cleaning chamber housing for forming a cleaning chamber therein; a nozzle device disposed in the cleaning chamber for injecting dry ice onto a substrate in the cleaning chamber; and a nitrogen provided behind the nozzle apparatus for injecting nitrogen toward the front. It characterized in that it comprises a supply device.
상기 세정실 하우징의 일측에는 토출구가 형성되고, 상기 토출구는 상기 세정실 내부의 기체를 펌핑하기 위한 흡입펌프와 연결된 것을 특징으로 한다.A discharge port is formed at one side of the cleaning chamber housing, and the discharge port is connected to a suction pump for pumping the gas inside the cleaning chamber.
상기 질소공급장치는 분사되는 상기 질소가 상기 세정실내에서 전방을 향하 여 층류를 형성하도록 다수의 분사공의 마련된 분사부와, 상기 분사부를 통한 질소의 분사량을 조절하기 위한 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The nitrogen supply device includes an injection unit provided with a plurality of injection holes so that the nitrogen to be injected forms a laminar flow forward in the cleaning chamber, and a control valve for adjusting the injection amount of nitrogen through the injection unit. It is done.
상기 분사부는 다공질의 판을 구성된 것을 특징으로 한다.The said injection part is comprised by the porous board characterized by the above-mentioned.
상기 분사부는 길이방향을 따라 다수정 분사공이 마련된 관인 것을 특징으로 한다.The injection unit is characterized in that the tube is provided with a plurality of injection holes in the longitudinal direction.
본 발명에 의하면 기판의 세정은 입자형태로 분사되는 드라이아이스에 의해 이루어지므로 미세한 크기의 입자도 기판으로부터 안전하게 제거할 수 있는 탁월한 세정효과를 얻을 수 있어 반도체의 수율이 향상되고 아울러 제습을 위한 장비가 불필요하므로 설비가 차지하는 용적이 감소되는 효과가 있다.According to the present invention, since the cleaning of the substrate is performed by dry ice sprayed in the form of particles, it is possible to obtain an excellent cleaning effect capable of safely removing fine particles from the substrate, thereby improving the yield of semiconductors and providing equipment for dehumidification. Since it is unnecessary, the volume occupied by the equipment is reduced.
또한, 드라이아아스의 분사기류를 안내하기 위한 질소공급장치에 의해 세정실내에 토출구방향으로 층류가 형성되므로, 드라이아이스에 의해 기판으로부터 분리된 입자는 토출구를 통하여 배출되도록 안내되어 제차 기판으로 반사되어 재오염시키는 문제가 발생하지 않고 질소공급에 따라 제습이 이루어지므로 별도의 제습과정없이 신속하게 공정시간에 도달되어 세정시간이 단축되는 효과가 있다.In addition, since the laminar flow is formed in the cleaning chamber in the direction of the discharge port by a nitrogen supply device for guiding the jet stream of the dry earth, particles separated from the substrate by the dry ice are guided to be discharged through the discharge port and reflected to the secondary substrate. Dehumidification is performed without the problem of re-contamination, so the dehumidification is performed according to the nitrogen supply, and thus the cleaning time is shortened by reaching the process time quickly without a separate dehumidification process.
본 발명의 일 실시예에 의한 세정장치의 구성을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 살펴본다.With reference to the accompanying drawings, the configuration of the cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 세정장치(10)는 내부에 세정실(12)을 형성하는 세정실 하우징(11)과, 이 세정실(12)에 설치되는 노즐장치(20) 및 질소분사장 치(30)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the
세정실(12)은 기판(50)을 세정하기 위한 공정조건이 형성되는 공간으로 세정될 기판(50)이 수용된다. 이때 기판(50)은 반도체 기판을 포함하며, 별도의 기판이송장치(미도시)에 의해 세정실(12) 내부로 이송된다.The
세정실(12) 내부에는 이송된 기판(50)이 세정될 수 있도록 드라이아이스와 같은 입자를 분사하기 위한 노즐장치(20)가 설치된다.In the
노즐장치(20)는 세정실(12) 외부의 세정매체 공급원과 연결되는 공급관(22)과, 이 공급관(22)의 단부에 설치되는 분사노즐(21)을 포함하여 이루어진다. The
공급관(22)에는 세정매체로써 액체상태의 이산화탄소가 공급되며 이러한 액체상태의 이산화탄소는 분사노즐(21)에서 세정실(12)로 분사되는 과정에서 단열팽창되며 고체상태인 드라이아이스 입자로 기판(50)을 향하여 분사된다.The
한편, 세정실 하우징(11)의 일측에는 토출구(13)가 형성되며, 이 토출구(13)는 세정실(12) 내부의 기체를 흡입하기 위한 흡입펌프(미도시)와 연결된다. 따라서, 흡입펌프가 작동하면 세정실(12)내부는 진공상태가 되면서 세정실(12) 내부의 수분입자가 제거된다.Meanwhile, a
노즐장치(20)에 의한 드라이아이스의 분사는 토출구(13)을 향하여 이루어지며, 세정에 사용된 이산화탄소는 기판(50)에 부착되어 있던 오염물과 함께 이 토출구(13)를 통해 배출된다.The injection of the dry ice by the
노즐장치(20)의 후방에는 세정실(12)에 질소가스를 공급하기 위한 질소공급장치(30)가 설치되어 있다.Behind the
질소공급장치(30)는 외부의 질소공급원이 연결되는 질소공급관(32)과, 이 질소공급관(32)의 단부에 연결되는 분사부(31)와, 세정실내로 공급되는 질소의 양을 조절하기 위한 조절밸브(미도시)를 포함한다.The
분사부(31)는 다수의 분사공(미도시)이 형성되도록 다공질의 판으로 이루어져 있고 분사부(31)를 통해 배출된 질소가스가 토출구(13)를 향할 수 있도록 다수의 분사공은 토출구(13)를 향하여 형성되어 있다.The
도 2는 기판의 세정과정을 나타낸 확대도로써, 공급관(22)을 통해 분사노즐(21)에 공급되는 액체상태의 이산화탄소는 분사노즐(21)에서 분사되며 단열팽창되어 고체인 드라이아이스 입자를 형성하여 기판(50)을 향하여 분사된다.FIG. 2 is an enlarged view illustrating a process of cleaning a substrate, wherein liquid carbon dioxide supplied to the
기판(50)에 부착되어 있는 입자형태의 오염물은 드라이아이스 입자와 충돌하며 운동량이 전달되고 이에 따라 오염물은 기판(50)표면을 이탈한다.The contaminants in the form of particles attached to the
이러한 세정과정이 원활히 일어나도록 노즐장치(20)에 의한 드라이아이스의 분사이외에 질소공급장치(30)에 의한 질소공급이 세정실(12)내에 이루어진다.In addition to the injection of dry ice by the
질소공급장치(30)에 의한 질소공급은 노즐장치(20)의 후방에서 토출구(13)를 향하여 이루어지며, 특히 이러한 질소분사에 의한 기류는 분사부(31)에 형성된 다수의 분사공을 통해 분사되어 세정실(12)내에서 토출구(13)를 향하여 층류를 형성한다.Nitrogen supply by the
이와 같은 질소공급은 세정실(12)의 환기를 통해 세정실(12)의 수분을 제거함과 동시에 드라이아이스에 의한 세정과정에서 세정에 사용된 드라이아이스를 안내하는 역할을 한다.This nitrogen supply serves to guide the dry ice used for cleaning in the cleaning process by the dry ice at the same time to remove the moisture in the
즉, 질소공급장치(30)가 없는 경우 분사노즐(21)을 통해 분사된 드라이아이스 입자는 기판(50) 내지 기판상에 존재하는 불순물인 입자와 충돌하며 방향의 변환되는데, 이때 드라이아이스 입자 및 이탈된 먼지 등의 입자가 통상적인 반사각을 이탈하여 불규칙한 바운드를 일으키며 세정실 하우징(11)의 내벽을 향할 수 있으나, 질소공급장치(30)를 통해 질소가 세정실(12)내에서 토출구(13)를 향하여 층류를 형성하면 이러한 불규칙적인 유동이 방지되어 한번 이탈된 오염물이 세정실(12) 내벽에 다시 반사됨으로써 발생할 수 있는 재오염의 문제가 발생되지 않게 된다.That is, in the absence of the
이러한 질소공급은 노즐장치(20)에 의한 분사가 이루어지기 전부터 시작되어 세정실(12)내에 층류가 형성될 정도로 압력이 상승되면 이후에 드라이아이스에 의한 세정과정이 진행된다.This nitrogen supply starts before the injection by the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 대한 것으로, 전술한 실시예와 다른점은 도시된 바와 같이 세정실(12)이 협소하여 세정실(12)의 높이가 낮은 경우 질소공급장치(30)의 분사부를 구성함에 있어 질소가 공급되는 관(33)에 분사공(33a)을 형성하되 세정실내의 층류기조가 유지되도록 세정실내의 가로방향으로 배치되는 관의 길이방향을 따라 다수의 분사공(33a)을 형성하여 분사구조를 형성한 점이다.3 is a view of another embodiment of the present invention, which is different from the above-described embodiment in the case where the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정장치의 내부구조를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 노즐장치에 의해 기판의 세정과정을 설명하기 위한 확대단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view for explaining a cleaning process of a substrate by a nozzle device.
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 의한 세정장치의 내부구조를 보인 단면도이다..3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
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