KR20140141088A - 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모재와, 모재의 적어도 일 면상에 형성되며 고전압에 의해 차징된 전극을 포함하고, 반도체 제조 장치 내부에 투입되어 정전기에 의해 반도체 제조 장치 내부의 파티클을 흡착하는 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법을 제시한다.

Description

클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법{Cleaning member and method of cleaning using the same}
본 발명은 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조 장치 내의 파티클을 흡착하여 제거하는 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼 상부에 소정 구조의 박막이 복수 적층되어 제조된다. 이러한 반도체 소자의 제조 공정은 웨이퍼 상에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막 증착 공정, 감광성 물질을 이용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출시키는 노광 및 현상 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각 공정 등을 복수 회 반복 실시하여 소정 구조의 박막을 복수 적층 형성하게 된다.
이러한 반도체 소자 제조 공정은 소정의 반응 공간이 마련된 챔버 내부에서 이루어진다. 즉, 증착 챔버, 식각 챔버 등을 포함하는 복수의 챔버가 구비된다. 또한, 챔버 내에서 소정 공정을 수행하기 위해 챔버의 내부는 소정의 압력 및 온도를 유지하게 된다. 이러한 복수의 챔버를 웨이퍼가 이동하면서 해당 공정이 수행되어 소정 구조의 복수의 박막을 형성하게 된다.
그런데, 웨이퍼가 복수의 챔버를 이동하면서 웨이퍼를 통해 챔버 내부에 먼지 등의 환경성 파티클이 유입된다. 예를 들어, 웨이퍼는 진공 또는 상압 등의 분위기를 이동하면서 배면에 파티클이 흡착되고, 배면에 흡착된 파티클은 챔버 내부의 웨이퍼 지지대에 떨어지게 된다. 또한, 웨이퍼 지지대 상에 떨어진 파티클은 예를 들어 플라즈마를 활성화시킬 때 챔버 내부에 떠다닐 수 있고, 웨이퍼 상에서 공정 불량의 원인이 된다.
이렇게 챔버 내에 잔류하는 파티클을 완전히 제거하기 위해서는 공정을 정지하고 챔버를 상압으로 한 후 클리닝 공정을 실시해야 한다. 그러나, 공정을 중단하면 다시 챔버를 소정 온도 및 압력의 공정 분위기로 재설정하는데 많은 시간이 필요하며, 클리닝 시간 및 공정 분위기 재설정 시간 동안 제조 공정이 중단되므로 많은 생산성 손실이 발생된다.
따라서, 챔버의 진공 분위기를 유지하고 반도체 제조 공정 이전 또는 도중에 챔버 내부의 파티클을 제거하는 방법이 고려되고 있다. 그중의 하나로서 일본특허공개공보 제1998-154686호에는 소정의 점착력을 갖는 시트를 이용하여 웨이퍼 지지대 상의 파티클을 제거하는 것이 제시되었다. 그러나, 점착 시트가 웨이퍼 지지대에 달라붙어 떨어지지 않거나 점착제가 웨이퍼 지지대 상에 묻게 되는 경우가 발생될 수 있어 공정을 위한 웨이퍼가 웨이퍼 지지대에 접착되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 점착 시트를 이용하면 챔버 내부에 떠다니는 파티클을 제거할 수 없어 챔버 내부에는 파티클이 여전히 존재하게 된다.
본 발명은 웨이퍼 지지대 뿐만 아니라 공정 챔버 내의 파티클을 제거할 수 있는 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법을 제공한다.
본 발명은 웨이퍼 형상으로 제작되고 고전압으로 차징되어 정전기에 의해 챔버 내부의 파티클을 흡착할 수 있는 클리닝 부재 및 이를 이용한 클리닝 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 클리닝 부재는 모재; 및 상기 모재의 적어도 일 면상에 형성되며 고전압에 의해 차징된 전극을 포함하고, 반도체 제조 장치 내부에 투입되어 정전기에 의해 상기 반도체 제조 장치 내의 파티클을 흡착한다.
상기 모재의 일면 상에 형성된 제 1 전극과, 상기 모재의 타면 상의 가장자리에 형성된 돌출부와, 상기 돌출부 내측의 상기 모재의 타면 상에 형성된 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 전극은 양의 고전압 및 음의 고전압의 적어도 어느 하나로 각각 차징된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극의 적어도 어느 하나는 적어도 둘 이상으로 분할 형성되고, 분할 형성된 전극이 서로 다른 전위의 고전압으로 차징된다.
서로 이격된 제 1 및 제 2 모재와, 상기 제 1 및 제 2 모재 사이에 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 및 제 2 모재 상에 각각 형성된 제 2 및 제 3 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극에 양의 고전압 또는 음의 고전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 전극은 상기 제 1 전극에 인가된 고전압과 반대 극성으로 차징된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 클리닝 방법은 모재 상의 적어도 일면 상에 고전압으로 차징된 전극이 형성된 적어도 하나의 클리닝 부재를 마련하는 단계; 및 상기 클리닝 부재를 반도체 제조 장치 내부에 투입하여 상기 반도체 제조 장치 내부의 파티클을 정전기를 이용하여 흡착하는 단계를 포함한다.
상기 클리닝 부재는 운반 용기 내에 수납하여 복수의 반도체 제조 장치를 이동한다.
상시 클리닝 부재는 고전압으로 차징된 후 상기 운반 용기 내에 수납되거나, 상기 운반 용기 내에서 고전압으로 차징된다.
본 발명의 실시 예들은 모재와 모재의 적어도 일 면상에 마련되며 고전압에 의해 차징된 전극을 포함하는 클리닝 부재를 처리 챔버 내부에 투입하여 처리 챔버 내부의 환경성 파티클을 흡착한다. 즉, 처리 챔버 내부의 웨이퍼 지지대 상에 존재하는 파티클 뿐만 아니라 처리 챔버 내부에 부유하는 파티클을 클리닝 부재의 정전기를 이용하여 흡착할 수 있다.
따라서, 처리 챔버 내부의 분위기를 조절하지 않고도 웨이퍼의 처리 공정 중에 처리 챔버 내부의 파티클을 제거할 수 있고, 그에 따라 생산성 손실을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼 처리 공정 전에 처리 챔버 내부에 잔류하는 파티클을 제거할 수 있으므로 파티클에 의한 웨이퍼 상의 공정 오류를 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 클리닝 부재의 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 클리닝 부재가 적용되는 반도체 제조 장치의 개략 구성도 및 처리 챔버의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클리닝 부재의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 클리닝 부재는 모재(110)와, 모재(110) 상의 적어도 일면에 형성되며 고전압으로 차징(charging)된 전극(120)을 포함한다.
모재(110)는 반도체 소자의 제조 공정에 이용되는 웨이퍼와 동일 형상으로 마련된다. 이러한 모재(110)는 반도체 소자의 제조 공정에 이용되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 또한, 모재(110)는 쿼츠(quartz) 재질로 마련될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 클리닝 부재는 증착 챔버 및 식각 챔버의 파티클 제거에 이용될 수 있고, 노광 챔버의 파티클 제거에 이용될 수 있는데, 증착 및 식각 챔버의 파티클 제거에 이용되는 경우 모재(110)는 실리콘 웨이퍼 재질로 마련될 수 있고, 노광 챔버의 파티클 제거에 이용되는 경우 마스크의 재질, 예를 들어 쿼츠 재질로 마련될 수 있다. 물론, 실리콘 웨이퍼 재질로 이루어지는 경우에도 노광 챔버의 파티클 제거에 이용될 수 있고, 쿼츠 재질로 이루이지는 경우에도 증착 챔버 및 식각 챔버의 파티클 제거에 이용될 수 있다. 그러나, 모재(110)는 실리콘 웨이퍼, 쿼츠 뿐만 아니라 전극(120)과 절연되는 절연 물질로 제작될 수 있다. 물론, 모재(110)는 도전 재질로 제작될 수도 있는데, 이 경우 모재(110)와 전극(120) 사이에는 절연 물질이 마련될 수 있다. 절연 물질로는 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드 등이 이용될 수 있다. 이러한 모재(110)는 공정에 이용되는 웨이퍼의 크기로 마련될 수 있는데, 예를 들어 300㎜ 또는 450㎜의 직경으로 마련될 수 있다.
전극(120)은 모재(110)의 적어도 일면 상에 형성된다. 즉, 전극(120)은 모재(110)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있고, 모재(110)의 상면 및 하면에 모두 형성될 수 있다. 이러한 전극(120)은 도전 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 금속 물질을 이용하여 모재(110) 상에 소정 두께로 형성될 수 있다. 금속 물질로는 예를 들어 크롬이 이용될 수 있다. 이러한 전극(120)은 고전압으로 차징된다. 즉, 전극(120)은 모재(110)의 일면에 형성되는 경우 양(+)의 고전압으로 차징될 수 있고, 음(-)의 고전압으로 차징될 수도 있다. 또한, 전극(120)은 모재(110)의 일면 및 타면에 형성되는 경우 양면이 모두 양(+)의 고전압 또는 음(-)의 고전압으로 차징될 수 있고, 일면이 양(+)의 고전압으로 차징되고 타면이 음(-)의 고전압으로 차징될 수 있다. 전극(120)을 양(+) 또는 음(-)의 고전압으로 차징하기 위해 전극에 양(+) 또는 음(-)의 고전압을 각각 인가할 수 있는데, 예를 들어 1㎸ 정도의 양(+)의 고전압 또는 -1㎸의 음(-)의 고전압을 인가할 수 있다. 즉, 전원 장치를 이용하여 양(+) 고전압 또는 음(-)의 고전압을 전극(120)에 인가한 후 전원 장치를 이격시키면 전극(120)은 플로팅 상태를 유지하므로 고전압을 유지하게 된다. 이렇게 전극(120)에 양(+) 및 음(-)의 적어도 어느 하나의 고전압이 차징된 클리닝 부재는 정전기에 의해 처리 챔버 내부의 파티클을 흡착할 수 있다. 즉, 양(+)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재는 음(-)의 파티클을 흡착할 수 있고, 음(-)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재는 양(+)의 파티클을 흡착할 수 있다. 따라서, 처리 챔버 내부의 음(-)의 파티클 및 양(+)의 파티클을 모두 제거하기 위해 양(+)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재와 음(-)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재를 처리 챔버 내부에 투입할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클리닝 부재의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클리닝 부재는 제 1 및 제 2 모재(110a, 110b)와, 제 1 및 제 2 모재(110a, 110b) 사이에 마련된 제 1 전극(120a)과, 제 1 및 제 2 모재(110a, 110b) 상에 각각 형성된 제 2 및 제 3 전극(120b, 120c)를 포함한다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클리닝 부재는 복수의 전극(120a, 120b, 120c)이 절연성의 모재(110a, 110b)에 의해 절연되어 형성된 구조를 갖는다. 여기서, 제 1 및 제 2 모재(110a, 110b)은 실리콘 웨이퍼를 이용할 수 있으며 쿼츠 또는 절연 물질을 이용할 수 있다. 실리콘 웨이퍼를 이용하는 경우 클리닝 부재는 반도체 공정에 이용되는 실리콘 웨이퍼보다 두껍게 마련될 수 있다. 그러나, 쿼츠 또는 절연 물질을 이용하는 경우 전체 두께를 반도체 공정에 이용되는 실리콘 웨이퍼의 두께로 제작할 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클리닝 부재는 제 1 및 제 2 모재(110a, 110b) 사이의 제 1 전극(120a)에 양(+) 또는 음(-)의 고전압을 인가하면 제 2 및 제 3 전극(120b, 120c)에 제 1 전극(120a)에 인가된 고전압과 반대 극성의 고정압이 차징된다. 즉, 제 1 전극(120a)에 양(+)의 고전압을 인가하면 제 2 및 제 3 전극(120b, 120c)은 음(-)의 고전압으로 차징된다. 또한, 제 1 전극(120b)에 음(-)의 고전압을 인가하면 제 2 및 제 3 전극(120b, 120c)은 양(+)의 고전압으로 차징된다. 이는 제 1 전극(120a)과 제 2 및 제 3 전극(120b, 120c)가 일종의 캐패시터로 작용하기 때문이다. 이때, 제 1 전극(120a)에 고전압을 인가하기 위해 제 1 전극(120a)은 적어도 일부가 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 제 1 모재(110a) 또는 제 2 모재(110b)의 측면으로 제 1 전극(120a)의 일부가 노출되어 전원 장치가 연결될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 클리닝 부재는 이송 수단, 예를 들어 이송 로봇의 로봇 암에 안치되어 처리 챔버 내부로 투입되고, 처리 챔버 내부의 파티클이 정전기에 의해 클리닝 부재의 전극 상에 흡착된다. 즉, 웨이퍼 지지대 상부에 흡착된 파티클 및 처리 챔버 내부에 부유하는 파티클이 클리닝 부재에 흡착될 수 있다. 또한, 클리닝 부재는 이송 로봇에 의해 처리 챔버 내부로 투입된 후 소정 시간 후에 인출될 수도 있고, 웨이퍼 지지대 상에 안착된 후 소정 시간 후에 인출될 수도 있다. 그런데, 웨이퍼 지지대 상에 안착되는 경우 전극(120)은 웨이퍼 지지대와 접촉되는 모재(110)의 일면에는 형성되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 전극(120)의 전하가 웨이퍼 지지대를 통해 방전될 수 있고, 예를 들어 정전력에 의해 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지대의 경우 전극(120)의 전하에 의해 정전력이 변화될 수도 있다. 따라서, 웨이퍼 지지대 상에 클리닝 부재가 안착되는 경우 클리닝 부재의 하측에는 전극(120)이 형성되지 않는 것이 바람직하고, 그에 따라 웨이퍼 지지대 상에 잔류하는 파티클을 흡착하지 못할 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 즉 클리닝 부재가 웨이퍼 지지대 상에 안착되면서 웨이퍼 지지대 상의 파티클을 흡착할 수 있도록 하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 클리닝 부재를 이용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 모재(110)와, 모재(110)의 상면에 형성된 제 1 전극(120a)과, 모재(110)의 하면 가장자리에 형성된 돌출부(130)와, 돌출부(130)를 제외한 모재(110)의 하면에 형성된 제 2 전극(120b)을 포함할 수 있다. 즉, 모재(110)의 하면 가장자리에 소정 폭의 돌출부(130)가 형성되고 돌출부(130)가 웨이퍼 지지대에 접촉되어 클리닝 부재가 웨이퍼 지지대 상에 안착될 수 있다. 또한, 돌출부(130)에 의해 모재(110)의 하면과 웨이퍼 지지대 사이에는 소정 공간이 마련되고 모재(110) 하면에 고전압으로 차징된 제 2 전극(120b)이 형성되어 제 2 전극(120b)에 의해 웨이퍼 지지대 상의 파티클을 흡착할 수 있다. 여기서, 돌출부(130)는 모재(110) 하면의 가장자리에 소정 폭 및 높이로 형성될 수 있는데, 하면 가장자리를 따라 전체적으로 형성될 수 있고, 웨이퍼 지지대 상에 클리닝 부재가 지지될 수 있는 크기로 적어도 두 영역에 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(130)는 예를 들어 1㎜의 높이로 형성되어 제 2 전극(120b)이 웨이퍼 지지대와 1㎜ 정도의 간격을 유지할 수 있다.
한편, 모재(110)의 상면 형성된 제 1 전극(120a)과 하면에 형성된 제 2 전극(120b)은 각각 적어도 둘 이상으로 분할되어 형성될 수 있고, 적어도 둘로 분할된 전극에 양(+)의 고전압 및 음(-)의 고전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(120a)은 모재(110) 상면에 소정 간격 이격되어 두개로 분할되어 형성되고, 하나에는 양(+)의 고전압이 인가되고 다른 하나에는 음(-)의 고전압이 인가될 수 있다. 따라서, 제 1 전극(120a)이 양(+) 및 음(-)의 고전압으로 차징될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 클리닝 부재를 이용하여 클리닝되는 반도체 제조 장치의 구성도이고, 도 5는 웨이퍼 처리부의 개략 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조 장치는 복수의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 수납하여 운반하는 운반 용기(200)와, 이송 로봇(310)이 마련되며 복수의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 이송하는 웨이퍼 이송부(300)와, 웨이퍼를 안치하여 웨이퍼 상에 소정의 공정을 실시하는 웨이퍼 처리부(400)와, 웨이퍼 이송부(300)와 웨이퍼 처리부(400) 사이에 마련된 로드락 챔버(500)를 더 포함할 수 있다.
운반 용기(200)는 복수의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 수납하여 운반한다. 운반 용기(200)는 300㎜ 또는 450㎜ 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 복수 수납하고 이를 반송하는 풉(foup)을 포함할 수 있다. 즉, 박막 형성 공정을 위한 웨이퍼를 수납하는 운반 용기와 반도체 제조 장치를 클리닝하기 위한 클리닝 부재(100)를 수납하는 운반 용기(200)가 별도로 마련될 수 있다. 다시 말하면, 웨이퍼와 클리닝 부재(100)는 동일 운반 용기(200)에 수납되어 운반되지 않고 서로 다른 운반 용기(200)에 수납되어 운반된다. 이러한 풉을 포함한 운반 용기(200)는 복수의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 수납된 상태에서 일 공정에서 타 공정으로 이동하기 위해 밀폐 상태를 유지한다. 이를 위해 운반 용기(200)는 내부에 소정의 공간이 마련된 예를 들어 육면체 형상으로 마련되고 예를 들어 25매의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 적층 보관될 수 있도록 예를 들어 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)의 적어도 가장자리를 지지할 수 있는 지지 부재(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 운반 용기(200)는 일 측면에 도어(미도시)가 마련된다. 도어는 운반 용기(200)가 웨이퍼 이송부(300)에 연결되면 운반 용기(200)에 보관된 복수의 웨이퍼에 일 공정을 수행하거나 클리닝 부재(100)를 이용하여 반도체 제조 장치를 클리닝하기 위해 개방될 수 있다. 한편, 클리닝 부재(100)를 운반하는 운반 용기(200)는 운반 용기(200) 내부에서 클리닝 부재(100)에 고전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 운반 용기(200) 내의 클리닝 부재(100)의 가장자리를 지지하는 지지 부재에 접촉 전극(미도시)가 마련되고, 클리닝 부재(100)가 지지 부재에 지지될 때 전극(120)이 접촉 전극에 연결될 수 있다. 즉, 접촉 전극은 예를 들어 스위치의 온/오프에 의해 지지 부재의 소정 영역으로부터 돌출되거나 지지 부재의 소정 영역 내측으로 들어갈 수 있다. 또한, 운반 용기(200)의 외부에는 접촉 전극과 연결되는 커넥터(미도시)가 마련되고, 커넥터는 전원 인가 단자와 연결될 수 있다. 따라서, 커넥터가 전원 인가 단자와 연결되고 고전원이 인가되면 접촉 전극을 통해 클리닝 부재(100)의 전극(120)에 고전압이 인가되도록 한다. 전원 인가 후 웨이퍼 이송부(200)의 이송 로봇에 의해 클리닝 부재(100)를 지지함으로써 클리닝 부재(100)에 고전압이 차징된 상태로 이동하게 된다. 물론, 클리닝 부재(100)는 고전압으로 차징된 후 운반 용기(200) 내에 수납될 수도 있다.
웨이퍼 이송부(300)는 운반 용기(200)와 로드락 챔버(500)에 밀폐 상태로 접속되고, 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 외기에 노출시키지 않고 취급하도록 한다. 이러한 웨이퍼 이송부(300)는 예를 들어 EFEM(Equipment Front End Module)일 수 있다. 웨이퍼 이송부(300)는 운반 용기(200)와 로드락 챔버(500) 사이에서 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 이송하는 이송 로봇(310)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(310)은 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 그 상부에서 지지하는 로봇 암과, 로봇 암을 구동시켜 웨이퍼 또는 클리닝 부재를 이동시키는 암 구동부로 이루어질 수 있다. 이러한 이송 로봇(310)은 운반 용기(200)에 수납되어 있는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 지지하여 로드락 챔버(500)로 반송한다. 또한, 웨이퍼 이송부(300)는 운반 용기(200)가 적재되는 로드 포트(320)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 이송부(300)는 두 개의 로드 포트(320)가 마련되어 두 개의 운반 용기(200)를 로딩할 수 있다. 한편, 웨이퍼 이송부(300)의 상부에는 팬과 필터가 일체화된 필터 유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 필터 유닛은 그 상부에 마련된 청정실 필터(미도시)을 통해 여과된 청정화 공기를 웨이퍼 이송부(300) 내부로 다운 플로우(down flow)시킨다. 따라서, 웨이퍼 이송부(300)는 필터 유닛으로부터 다운 플로우된 청정화 공기의 조건으로 유지될 수 있다.
웨이퍼 처리부(400)는 복수의 웨이퍼가 순차적으로 공급되어 반도체 제조 공정의 어느 하나를 수행한다. 웨이퍼 처리부(400)는 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 장치, 박막을 식각하는 장치, 노광 및 현상을 수행하는 장치 등 다양한 장치가 이용될 수 있는데, 본 발명의 실시 예는 건식 식각 장치를 예로 들어 설명한다. 이러한 웨이퍼 처리부(400)는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 안치되고 처리되는 복수의 처리 챔버(410a, 410b, 410c; 410)와, 이송 로봇(422)이 마련되어 로드락 챔버(500)와 복수의 처리 챔버(400) 사이에서 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 이송하는 이송 챔버(420)를 포함할 수 있다. 즉, 이송 챔버(420)의 이송 로봇(422)에 의해 로드락 챔버(500)에 대기하는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 지지되고 복수의 처리 챔버(410)의 어느 하나에 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 공급하게 된다. 물론, 복수의 처리 챔버(400)가 서로 다른 공정을 실시하도록 구성되는 경우에는 이송 챔버(420)의 이송 로봇(422)에 의해 처리 챔버(400) 사이에서 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 이동하게 된다. 한편, 처리 챔버(410)는 대략 원형의 평면부 및 평면부로부터 상향 연장된 측벽부를 포함하여 소정의 내부 공간을 가지고, 상측에 위치하는 챔버 덮개에 의해 내부 공간이 기밀하게 유지될 수 있다. 이러한 처리 챔버(410)는 내마모성 및 내열성과 내부식성이 우수한 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 처리 챔버(410)의 측면 또는 하측에는 적어도 하나의 배기구(미도시)가 마련되고, 배기구는 배기관(미도시)을 통해 배기 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 배기 장치에 의해 처리 챔버(410)는 예를 들어 10-6Torr의 고진공 상태를 유지할 수 있다. 처리 챔버(410) 내부에는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)를 지지하는 웨이퍼 지지대(412)와, 반응 가스를 분사하는 가스 분사기(414)가 마련될 수 있다. 웨이퍼 지지대(412)는 처리 챔버(410)의 하측에 마련되며, 적어도 하나의 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 안치되어 지지된다. 이러한 웨이퍼 지지대(412)는 그 내부 또는 하부측에 히터 등의 가열 수단이 마련되어 웨이퍼를 소정 온도로 가열할 수 있다. 또한, 웨이퍼 지지대(412) 내부에는 냉각 수단(미도시)이 더 마련되어 가열 수단과 함께 웨이퍼의 온도를 조절할 수 있다. 그리고, 웨이퍼 지지대(412)의 하측에는 회전 모터(미도시)와 연결된 구동축(416)이 마련될 수 있고, 그에 따라 웨이퍼 지지대(412)를 회전시킬 수 있다. 가스 분사기(414)는 웨이퍼 지지대(412)와 대향되어 처리 챔버(410)의 상측에 마련되어 외부로부터의 복수의 원료 가스를 처리 챔버(410) 내에 공급한다. 따라서, 처리 챔버(410) 외부에는 복수의 원료 가스를 저장하는 원료 저장부(미도시)가 마련되고, 가스 분사기(414)와 원료 저장부 사이에 공급관(418)이 마련되어 원료 저장부로부터 가스 분사기(414)로 원료 가스를 공급한다. 원료 가스는 기판 상에 형성되는 박막, 식각하고자 하는 박막 등에 따라 다양한 물질이 공급될 수 있다. 한편, 처리 챔버(410)의 일 측에는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 출입하며, 슬롯 밸브 또는 게이트 밸브 등으로 이루어지는 개폐 수단(419)이 마련될 수 있다. 여기서, 처리 챔버(410)는 복수의 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되면서 웨이퍼를 통해 외부로부터 파티클(A)이 유입될 수 있다. 파티클(A)은 웨이퍼 지지대(412) 상에 떨어질 수 있고, 처리 챔버(410) 내부에서 부유할 수 있다. 이러한 파티클(A)을 제거하기 위해 본 발명의 실시 예들에 따른 클리닝 부재(100)는 이송 로봇(422)의 로봇 암에 안치되어 처리 챔버(410) 내부로 투입된다. 클리닝 부재(100)는 로봇 암에 안치된 상태에서 처리 챔버(410) 내에 소정 시간동안 머무를 수 있고, 웨이퍼 지지대(412) 상에 안착된 상태에서 처리 챔버(410) 내에 소정 시간동안 머무를 수 있다. 이렇게 고전압으로 차징된 클리닝 부재(100)가 처리 챔버(410) 내에 투입되면 도 5에 도시된 바와 같이 처리 챔버(410) 내부의 파티클(A)이 정전기에 의해 클리닝 부재(100)의 전극(120) 상에 흡착된다. 즉, 웨이퍼 지지대(412) 상부에 흡착된 파티클(A) 및 처리 챔버(410) 내부에 부유하는 파티클(A)이 클리닝 부재(100)에 흡착될 수 있다. 또한, 처리 챔버(410) 내부의 파티클(A)은 양(+)의 성질을 가질 수 있고, 움(-)의 성질을 가질 수 있기 때문에 양(+)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재(100)와 음(-)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재(100)를 각각 이용하여 파티클(A)을 제거할 수 있다. 즉, 양(+)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재(100)를 이용하여 음(-)의 파티클을 제거할 수 있고, 음(-)의 고전압으로 차징된 클리닝 부재(100)를 이용하여 양(+)의 파티클을 제거할 수 있다. 물론, 클리닝 부재(100)의 일면 및 타면에 각각 전극(120)이 형성되고, 일 전극(120)이 양(+)의 고전압으로 차징되고, 타 전극(120)이 음(-)의 고전압으로 차징된 경우에는 하나의 클리닝 부재(100)를 이용하여 파티클(A)을 제거할 수도 있다. 또한, 클리닝 부재(100)는 처리 챔버(410) 내에 한번 투입할 수도 있고, 복수의 클리닝 부재(100)를 소정 횟수 반복 투입함으로써 파티클(A) 제거 효율을 더 향상시킬 수도 있다. 물론, 클리닝 부재(100)가 처리 챔버(410) 내부에 투입되기 이전에 처리 챔버(410)로 이동하는 과정에서 반도체 제조 장치 내부의 파티클을 제거할 수도 있다.
로드락 챔버(500)는 웨이퍼 이송부(300)의 이송 로봇(310) 또는 이송 챔버(420)의 이송 로봇(422)을 통해 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 로딩되며, 예를 들어 10-3Torr 정도의 저진공 상태를 유지한다. 즉, 로드락 챔버(500)는 상압을 유지하는 웨이퍼 이송부(300)와 고진공을 유지하는 웨이퍼 처리부(400) 사이에 이들의 중간 압력을 갖도록 마련되어 버퍼 역할을 하며, 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 대기하게 된다. 이러한 로드락 챔버(500)는 공정 처리를 위해 웨이퍼 이송부(300)로부터 웨이퍼 처리부(400)로 공급되는 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 로딩되는 제 1 로드락 챔버(500a)와, 웨이퍼 처리부(400)로부터 웨이퍼 이송부(300)로 공급되는 공정 처리가 완료된 웨이퍼 또는 클리닝 부재(100)가 로딩되는 제 2 로드락 챔버(500b)를 포함할 수 있다. 또한, 로드락 챔버(500)는 웨이퍼 이송부(300)와 연결되는 부분에 제 1 개폐 수단(510a, 510b)이 마련될 수 있고, 이송 챔버(420)와 연결되는 부분에는 제 2 개폐 수단(520a, 520b)이 마련될 수 있다. 제 1 및 제 2 개폐 수단(510, 520)은 슬롯 밸브 또는 게이트 밸브를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 클리닝 부재(100)는 이송 로봇(422)의 로봇 암에 안치되어 처리 챔버(410) 내부로 투입되고, 처리 챔버(410) 내부의 파티클(A)이 정전기에 의해 클리닝 부재(100)의 전극(120) 상에 흡착된다. 즉, 웨이퍼 지지대(412) 상부에 흡착된 파티클(A) 및 처리 챔버(410) 내부에 부유하는 파티클(A)이 클리닝 부재(100)에 흡착될 수 있다. 이때, 클리닝 부재(100)는 이송 로봇(422)에 의해 처리 챔버(410) 내부로 투입된 후 소정 시간 후에 인출될 수도 있고, 웨이퍼 지지대(412) 상에 안착된 후 소정 시간 후에 인출될 수도 있다. 물론, 클리닝 부재(100)가 처리 챔버(410) 내부에 투입되기 이전에 처리 챔버(410)로 이동하는 과정에서 반도체 제조 장치 내부의 파티클을 제거할 수도 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 모재 120 : 전극
100 : 클리닝 부재 200 : 이송 용기
300 : 웨이퍼 이송부 400 : 웨이퍼 처리부
500 : 로드락 챔버

Claims (9)

  1. 모재; 및
    상기 모재의 적어도 일 면상에 형성되며 고전압에 의해 차징된 전극을 포함하고,
    반도체 제조 장치 내부에 투입되어 정전기에 의해 상기 반도체 제조 장치 내의 파티클을 흡착하는 클리닝 부재.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 모재의 일면 상에 형성된 제 1 전극과,
    상기 모재의 타면 상의 가장자리에 형성된 돌출부와,
    상기 돌출부 내측의 상기 모재의 타면 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 클리닝 부재.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극은 양의 고전압 및 음의 고전압의 적어도 어느 하나로 각각 차징된 클리닝 부재.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극의 적어도 어느 하나는 적어도 둘 이상으로 분할 형성되고, 분할 형성된 전극이 서로 다른 전위의 고전압으로 차징되는 클리닝 부재.
  5. 청구항 2에 있어서, 서로 이격된 제 1 및 제 2 모재와,
    상기 제 1 및 제 2 모재 사이에 형성된 제 1 전극과,
    상기 제 1 및 제 2 모재 상에 각각 형성된 제 2 및 제 3 전극을 포함하는 클리닝 부재.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 전극에 양의 고전압 또는 음의 고전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 전극은 상기 제 1 전극에 인가된 고전압과 반대 극성으로 차징되는 클리닝 부재.
  7. 모재 상의 적어도 일면 상에 고전압으로 차징된 전극이 형성된 적어도 하나의 클리닝 부재를 마련하는 단계;
    상기 클리닝 부재를 반도체 제조 장치 내부에 투입하여 상기 반도체 제조 장치 내부의 파티클을 정전기를 이용하여 흡착하는 단계를 포함하는 클리닝 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 클리닝 부재는 운반 용기 내에 수납하여 복수의 반도체 제조 장치를 이동하는 클리닝 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 클리닝 부재는 고전압으로 차징된 후 상기 운반 용기 내에 수납되거나, 상기 운반 용기 내에서 고전압으로 차징되는 클리닝 방법.
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