KR20100025313A - 기판세정장치 - Google Patents

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KR20100025313A
KR20100025313A KR1020080084022A KR20080084022A KR20100025313A KR 20100025313 A KR20100025313 A KR 20100025313A KR 1020080084022 A KR1020080084022 A KR 1020080084022A KR 20080084022 A KR20080084022 A KR 20080084022A KR 20100025313 A KR20100025313 A KR 20100025313A
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

복수매의 기판을 동시에 세정준비할 수 있어 스루풋을 향상시킬 수 있는 기판세정장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 기판세정장치는, 복수의 기판을 동시에 반전시켜 지지하는 버퍼유닛 및, 버퍼유닛에 지지된 기판의 세정환경을 제공하는 세정챔버를 포함한다. 이러한 기술구성에 의하면, 세정챔버로 진입할 세정이 필요한 복수의 기판을 하나의 유닛으로 동시에 반전시켜 지지할 수 있게 되어, 기판세정장치의 스루풋이 향상된다.
Figure P1020080084022
기판, 세정, 매엽, 지지, 반전, 회전, 버퍼, 카세트, 풉, 이송.

Description

기판세정장치{WAFER CLEANING APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 동시에 복수매의 기판을 세정 준비시킬 수 있는 기판세정장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체는 리소그래피, 증착 및 에칭 등과 같은 일련의 공정들이 반복적으로 수행됨으로써, 제조된다. 이때, 상기 반도체를 구성하는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판의 표면에는 반복적인 공정에 의해 각종 파티클, 금속 불순물 또는 유기물 등과 같은 오염물질들이 잔존하게 된다. 상기 기판 상에 잔존하는 오염물질은 제조되는 반도체의 신뢰성을 저하시키므로, 이를 개선하기 위해 기판세정장치가 반도체 제조공정 중에 채용된다.
상기 기판세정장치는 건식(Dry) 또는 습식(Wet) 중 어느 하나의 방식으로 기판 표면의 오염물질을 처리한다. 여기서, 상기 습식세정방식은 약액을 이용한 세정방식으로써, 복수의 기판을 동시에 세정하는 배치식과 기판을 낱장 단위로 세정하는 매엽식으로 구분된다. 이중, 상기 매엽식 기판세정장치는, 풉으로부터 기판을 낱장 인출한 후 세정환경을 제공하는 세정챔버로 이송시킴으로써, 기판이 낱장으로 세정된다.
여기서, 상기 세정챔버로 기판이 진입하기 이전에 풉으로부터 인출된 기판은 소정의 기판 세정준비동작을 거친다. 상기 기판의 세정준비동작은 상기 풉으로부터 기판을 인출수단이 인출하는 단계, 인출된 기판을 반전수단이 반전시키는 단계 및, 반전된 기판을 버퍼유닛이 지지하여 로딩시키는 단계로 구분된다. 이때, 상기 기판은 세정이 필요한 세정면이 세정챔버 내부에서 세정제를 분사하는 노즐과 마주할 수 있도록 반전된다.
그런데, 상기와 같은 기판의 세정준비동작은, 상기 기판의 매 세정공정마다 반복된다. 그로 인해, 상기 기판의 세정공정의 시간이 길어짐으로써, 스루풋 저하가 야기된다. 뿐만 아니라, 상기 기판이 낱장인 상태로 세정준비동작을 수행하게 됨으로써, 상기 기판의 세정을 위한 로딩효율 저하가 야기된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 세정시간을 단축하여 스루풋을 향상시킬 수 있는 기판세정장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 세정될 기판의 로딩효율을 향상시키기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기판세정장치는, 복수의 기판을 동시에 반전시켜 지지하는 버퍼유닛 및, 상기 버퍼유닛에 지지된 기판의 세정환경을 제공하는 세정챔버를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 버퍼유닛은, 상기 복수의 기판을 각각 지지하는 복수의 지지체가 마련되는 버퍼 카세트 및, 상기 버퍼 카세트를 승하강 및 회전시키는 구동부를 포함한다. 여기서, 상기 복수의 지지체는, 상기 복수의 기판 각각의 외주부와 선택적으로 접촉 또는 비접촉되며, 보다 구체적으로는 상기 기판과 접촉 또는 비접촉되는 위치 사이에서 슬라이딩 가능하도록 상기 버퍼 카세트에 설치된다. 이로 인해, 상기 버퍼유닛은 동시에 복수매의 기판을 세정 준비시킬 수 있어, 기판세정장치의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 측면에 의한 기판세정장치는, 기판이 그룹단위로 수납되는 풉, 상기 풉으로 복수매 인출된 기판을 동시에 반전시켜 세정 준비시키는 버퍼유닛, 상기 기판의 세정환경을 제공하는 적어도 하나의 세정챔버 및, 상기 버퍼유닛과 세정챔버 사이에서 상기 기판을 이송시키는 이송유닛을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 기판세정장치는, 세정챔버로 이송될 기판을 복수매 동시에 지지한 채 반전시킴으로써, 복수매 기판의 세정준비동작이 간단해진다. 그로 인해, 복수의 기판의 세정준비 시간이 단축됨에 따른, 기판의 로딩효율 향상 및 스루풋 향상을 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 기판을 풉으로부터 인출한 후 반전시키는 별도의 유닛을 구비하던 종래와 달리, 상기 기판을 세정 준비하는 버퍼유닛이 기판을 반전시킬 수 있게 되어, 상기 기판세정장치의 부품 수를 저감시킬 수 있게 된다. 그로 인해, 컴팩트한 구조의 기판세정장치를 제공할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 기판세정장치(1)는, 풉(10), 버퍼유닛(20), 세정챔버(50) 및 이송유닛(60)을 포함한다.
상기 풉(10)(FOUP: Front Opening United Pod)은 기판(W)이 그룹단위로 수납된다. 여기서, 상기 풉(10)에 수납된 기판(W)은 후술할 세정챔버(50)에서 세정될 기판과 세정이 완료된 기판을 모두 지칭한다.
참고로, 상기 세정될 기판은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼로써, 일련의 기판 제조공정을 거쳐 표면에 파티클, 금속 불순물 또는 유기물과 같은 오염물질에 의해 오염된 상태이다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 상기 기판이 반도체의 기판이 되는 실리콘 웨이퍼로 예시 및 도시하나, 꼭 이를 한정하지 않으며 LCD (Liquid Crystal Display) 또는 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용 유리기판이 채용될 수 있음은 당연하다.
상기 버퍼유닛(20)은 상기 풉(10)으로부터 인출된 기판(W)을 복수매 지지하여 동시에 반전시킴으로써, 세정을 준비시킨다. 여기서, 상기 버퍼유닛(20)과 상기 풉(10) 사이에는 인출수단(11)이 마련되어, 상기 풉(10)에 수납되어 세정될 기판(W)을 버퍼유닛(20)으로 이송시키거나, 상기 버퍼유닛(20)에 수납되어 세정이 완료된 기판(W)을 풉(10)으로 이송시킨다. 이러한 버퍼유닛(20)은 도 2의 도시와 같이, 버퍼 카세트(21)와 구동부(38)를 포함한다.
상기 버퍼 카세트(21)는 상기 복수의 기판(W)을 각각 지지하는 복수의 지지체(22)(26)(30)(34)가 마련되어, 지지된 기판(W)을 보호한다. 여기서, 상기 복수의 지지체(22)(26)(30)(34)는 상기 복수의 기판(W) 각각의 외주부와 선택적으로 접촉 또는 비접촉되어, 상기 기판(W)들을 선택적으로 지지한다. 참고로, 본 실시예에서는 상기 버퍼 카세트(21)가 동시에 4매의 기판(W)을 지지하는 것으로 예시하며, 그로 인해, 상기 버퍼 카세트(21)에 설치되는 지지체(22)(26)(30)(34)가 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)로 구성되는 것으로 예시한다. 그러나, 상기 지지체(22)(26)(30)(34)의 개수 및 지지되는 기판(W)의 개수는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 그 개수에 한정되지 않음은 당연하다.
상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)의 구성을 도 2를 참고하여 보다 자세히 설명한다. 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들은 지지되는 기판(W)을 사이에 두고 서로 마주하도록 각각 한 쌍으로 마련된다. 이때, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들에는 상기 기판(W)의 외주부를 지지하는 제 1 내지 제 4 지지홈(23)(27)(31)(35)들이 각각 형성된다. 상기 제 1 내지 제 4 지지홈(23)(27)(31)(35)들은 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들의 일단에 소정 깊이 인입되어 형성된다.
여기서, 본 실시예에서는 상기 기판(W)의 접촉 편의를 위해 상기 지지체(22)(26)(30)(34)들 각각에 지지홈(23)(27)(31)(35)들이 형성되는 것으로 예시하나, 상기 지지체(22)(26)(30)(34)이 탄성을 가지는 재질로 마련될 경우 상기 지지홈(23)(27)(31)(35)들은 불필요함은 당연하다.
한편, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들은 지지하는 기판(W)의 각 외주부와 접촉 또는 비접촉되는 위치 사이에서 슬라이딩 가능하다. 이를 위해, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들의 타단 즉, 상기 제 1 내지 제 4 지지홈(23)(27)(31)(35)이 마련되는 일단과 마주하는 타단은 도 2의 도시와 같이, 상기 버퍼 카세트(21)에 설치되는 제 1 내지 제 4 슬라이딩 가이드(24)(28)(32)(36)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
여기서, 상기 제 1 내지 제 4 슬라이딩 가이드(24)(28)(32)(36)에는 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)의 타단이 슬라이딩되도록, 제 1 내지 제 4 슬라이딩홈(25)(29)(33)(37)이 각각 형성된다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들은 상기 제 1 내지 제 4 슬라이딩 가이드(24)(28)(32)(36)의 제 1 내지 제 4 슬라이딩홈(25)(29)(33)(37)을 따라 도 2에 도시된 화살표(S) 방향 으로 슬라이딩 가능한 것이다. 참고로, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들이 한 쌍으로 설치되어 상기 기판(W)을 사이에 두고 서로 마주하므로, 상기 제 1 내지 제 4 슬라이딩 가이드(24)(28)(32)(36) 또한 각각 한 쌍으로 마련된다.
상기와 같은 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들은 도시되지 않은 제어부에 제어되어, 세정될 임의의 기판(W)과는 접촉이 해제되며, 세정되지 않을 기판(W)과는 접촉된 상태를 유지시킨다. 구체적으로, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34) 중 어느 하나는 상기 기판(W)과 접촉 해제되는 방향으로 슬라이딩되어 기판(W)이 세정챔버(50)로 공급되도록 하며, 나머지 지지체들은 계속 기판(W)을 지지한 상태를 유지하는 것이다.
상기 구동부(38)는 상기 버퍼 카세트(21)를 승하강 및 회전시키기 위한 것으로서, 구동원(39) 및 구동지지대(40)를 포함한다.
상기 구동원(39)은 일반적인 구동모터와 같은 동력발생수단 중 어느 하나가 채용되어, 상기 버퍼 카세트(21)를 구동시키는 구동력을 발생시킨다.
상기 구동지지대(40)는 상기 구동원(39)으로부터 발생된 구동력에 의한 상기 버퍼 카세트(21)의 구동을 지지한다. 이때, 상기 구동지지대(40)는 도 2의 도시와 같이, 상기 구동원(39)으로 양측으로 분리되어 상기 버퍼 카세트(21)의 양측을 감싸도록 연장 형성된다. 또한, 상기 구동지지대(40)에는 상기 버퍼 카세트(21)의 양측과 연결되는 구동축(41)이 설치되어, 상기 버퍼 카세트(21)의 회전을 지지한다. 아울러, 상기 구동지지대(40)에는 도시되지 않았지만, 상기 버퍼 카세트(21)가 다 단으로 승하강되도록, 상기 버퍼 카세트(21)의 다단 승하강 위치를 지지하는 승하강 홈이 형성된다.
이때, 상기 구동지지대(40)는 어느 특정 위치에서 상기 버퍼 카세트(21)에 지지된 4매의 기판(W)들이 최상단부터 순차적으로 인출되도록, 상기 버퍼 카세트(21)에 지지된 기판(W)을 승하강시킴이 바람직하다. 즉, 상기 버퍼 카세트(21)에 지지된 기판(W)의 인출 위치가 일정하도록 상기 버퍼 카세트(21)를 승하강시키는 것이다.
상기 세정챔버(50)는 상기 버퍼유닛(20)에 지지된 기판(W)의 세정환경을 제공하는 것으로써, 적어도 하나 이상 마련된다. 본 실시예에서는 도 1의 도시와 같이, 상기 세정챔버(50)가 다열 다단으로 복수개 마련되는 것으로 예시한다.
이러한 세정챔버(50)는 상기 버퍼유닛(20)의 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)에 각각 지지되는 4매의 기판(W) 중 어느 하나의 기판 즉, 낱장의 기판을 세정하는 매엽방식이 채용된다. 그로 인해, 상기 복수의 세정챔버(50)의 각각의 내부에서는 낱장의 기판(W)이 세정되며, 이러한 매엽식 세정챔버(50)의 세정효율을 향상시키기 위해 상기 세정챔버(50)는 복수개 마련됨이 바람직하다. 그러나, 상기 세정챔버(50)가 낱장의 기판(W)을 각각 세정하는 매엽식이 아닌 하나의 세정챔버(50) 내에서 복수매의 기판(W)이 동시에 세정되는 배치방식이 채용되는 변형예도 가능함은 당연하다.
상기 이송유닛(60)은 상기 버퍼유닛(20)과 세정챔버(50) 사이에서 상기 기판(W)을 이송시킨다. 상기 이송유닛(60)은 상기 버퍼유닛(20)으로부터 지지된 기 판(W)을 인출하여 복수의 세정챔버(50)로 공급하거나, 세정챔버(50)에 의해 세정이 완료된 기판(W)을 상기 버퍼유닛(20)으로 반출시킨다. 이러한 이송유닛(60)은 도 1이 도시와 같이, 상기 기판(W)을 지지하는 로봇팔(61)을 가지는 이송로봇으로 구성되며, 이러한 이송유닛(60)의 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
이상과 같은 구성에 의하면, 상기 풉(10)에 그룹 단위로 수납된 기판(W) 중 4매의 기판(W)은 인출수단(11)에 의해 인출되어 버퍼유닛(20)의 버퍼 카세트(21)의 내부로 이송된다. 그러면 버퍼 카세트(21)는 4매의 기판(W)을 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들에 의해 지지한 상태로 반전시켜 세정을 준비시키며, 세정 준비된 4매의 기판(W) 중 어느 하나는 이송유닛(60)에 의해 또 다시 인출되어 복수의 세정챔버(50) 중 어느 하나로 이송되어 세정된다.
이때, 상기 세정챔버(50)로 이송되는 기판(W)은 이를 지지하는 지지체(22)(26)(30)(34)의 슬라이딩 움직임에 의해 접촉 해제되며, 이송되지 않는 나머지 기판(W)은 지지체(22)(26)(30)(34)에 의해 접촉 지지된 상태를 유지하게 된다. 이때, 상기 버퍼 카세트(21)로부터 인출된 기판(W)은 최상단에 위치한 기판(W)이며, 그 다음 기판(W)의 인출을 위해 상기 버퍼 카세트(21)는 구동지지대(40)에 지지된 상태로 승강하게 된다.
이러한 버퍼 카세트(21)의 기술구성에 의하면, 상기 버퍼 카세트(21)는 한번에 복수매의 기판(W)을 동시에 반전시켜 세정 준비시킬 수 있게 되어, 스루풋 향상을 기대할 수 있게 된다.
상기와 같은 버퍼 카세트(21)에 지지된 기판(W)의 인출동작 및 세정챔버(50)의 세정동작이 모두 완료되면, 상기 세정챔버(50)의 세정된 기판(W)은 다시 버퍼 카세트(21)로 이송되어 지지된다. 이렇게 상기 버퍼 카세트(21)에 지지된 상기 세정된 기판(W)은 인출수단(11)에 의해 풉(10)으로 인출되어 재 수납된다.
도 3에는 상기 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)의 다른 실시예에 의한 버퍼유닛(120)이 도시된다. 도 3을 참고하면, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)가 도 2의 도시와 같이, 지지하는 기판(W)을 사이에 두고 상호 마주하도록 한 쌍으로 마련되어 도면에 표시한 화살표(S) 방향으로 슬라이딩된다는 점에서 도 2에 도시된 지지체(22)(26)(30)(34)들과 유사하다. 그러나, 상기 다른 실시예에 의한 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)는 상기 기판(W) 외주부의 소정 영역을 감싸도록 기판(W)의 외주부와 대응되는 형상을 가진다는 점에서 도 2에 도시된 제 1 내지 제 4 지지체(22)(26)(30)(34)들과 구별된다. 이렇게 다른 실시예에 의한 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)들이 기판(W)의 외주면을 감싸므로 인해, 상기 버퍼유닛(120)이 기판(W)을 안전하게 지지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 버퍼유닛(20)에 의하면, 상기 제 1 내지 제 4 슬라이딩 가이드(124)(128)(132)(136)의 대략 중심에 제 1 내지 제 4 슬라이딩홈(25)(29)(33)(37)이 형성되며, 이 슬라이딩홈(125)(129)(133)(137)들에 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)로부터 각각 돌출된 제 1 내지 제 4 슬라이딩돌기(145)(146)(147)(148)들이 각각 삽입되어 화살표(S) 방향으로 슬라이딩이 지 지된다는 점에서, 도 2에 도시된 일 실시예와 구별된다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)의 슬라이딩 구조가 일 실시예와 차이가 있는 것이다. 그러나, 상기와 같은 슬라이딩홈(25)(29)(33)(37)과 슬라이딩돌기(145)(146)(147)(148)는 제 1 내지 제 4 지지체(122)(126)(130)(134)들의 슬라이딩구조를 설명하기 위한 일 예이므로, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예의 경우, 상기와 같은 버퍼유닛(120)의 일부 기술구성만이 도 2에 도시된 일 실시예에 의한 버퍼유닛(20)과 구별될 뿐이므로, 풉(10)과 세정챔버(50)의 기술구성에 대한 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 기판세정장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 도 2에 도시된 버퍼유닛을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 버퍼유닛을 개략적으로 도시한 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1: 기판세정장치 10: 풉
20: 버퍼유닛 21: 버퍼 카세트
38: 구동부 50: 세정챔버
60: 이송유닛

Claims (8)

  1. 복수의 기판을 동시에 반전시켜 지지하는 버퍼유닛; 및
    상기 버퍼유닛에 지지된 기판의 세정환경을 제공하는 세정챔버;
    를 포함하는 기판세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼유닛은,
    상기 복수의 기판을 각각 지지하는 복수의 지지체가 마련되는 버퍼 카세트; 및
    상기 버퍼 카세트를 승하강 및 회전시키는 구동부;
    를 포함하는 기판세정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 지지체는,
    상기 복수의 기판 각각의 외주부와 선택적으로 접촉 또는 비접촉되는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 지지체는 상기 기판과 접촉 또는 비접촉되는 위치 사이에서 슬 라이딩 가능하도록 상기 버퍼 카세트에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  5. 기판이 그룹단위로 수납되는 풉;
    상기 풉으로 복수매 인출된 기판을 동시에 반전시켜 세정 준비시키는 버퍼유닛;
    상기 기판의 세정환경을 제공하는 적어도 하나 이상의 세정챔버; 및
    상기 버퍼유닛과 세정챔버 사이에서 상기 기판을 이송시키는 이송유닛;
    을 포함하는 기판세정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼유닛은,
    상기 복수의 기판을 각각 지지하는 복수의 지지체가 마련되는 버퍼 카세트; 및
    상기 버퍼 카세트를 승하강 및 회전시키는 구동부;
    를 포함하는 기판세정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 지지체는,
    상기 복수의 기판 각각의 외주부와 선택적으로 접촉 또는 비접촉되도록 상기 버퍼 카세트에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼유닛은 4매의 기판을 동시에 지지 가능한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
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