JP7007491B2

JP7007491B2 - ウェハー洗浄装置

Info

Publication number: JP7007491B2
Application number: JP2020543530A
Authority: JP
Inventors: ハ、セグン
Original assignee: エスケーシルトロンカンパニーリミテッド
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: KR102185097B1; US20210035822A1; CN111712909A; KR20190142619A; WO2019245129A1; CN111712909B; JP2021514542A

Description

本発明は、洗浄液の外部漏れを防止すると共に、迅速な対応が可能なウェハー洗浄装置に関するものである。

一般に、シリコンウェハーは、多結晶のシリコンを単結晶シリコンインゴットに成長させる成長工程と、成長した単結晶シリコンインゴットをウェハーの形状にスライシングするスライシング工程と、ウェハーの厚さを均一化して平坦化するラッピング工程と、機械研磨によって発生した損傷を除去または軽減するエッチング工程と、ウェハーの表面を鏡面化するポリッシング工程と、そしてウェハーを洗浄する洗浄工程などを経て製造される。

通常、ウェハー洗浄装置を使用して洗浄工程を行うが、強い塩基性溶液の洗浄液を内槽に収容し、内槽から洗浄液をオーバーフローさせる間、ウェハー移動用ロボットがウェハーを内槽の洗浄液に浸けた後、リフト部がウェハーを洗浄液内部で上下に振りながら、その表面が洗浄されるようにする。

また、ウェハー洗浄装置は、内槽と外槽及びリフト部が外部水槽の内側に備えられるが、純水によって内槽／外槽を洗浄したり、異常な作動で洗浄液が溢れたり、ウェハーを移動する場合に洗浄液が落ちると、外部水槽に備えられた排水口を介して排出される。

しかし、ウェハー洗浄装置において、ＫＯＨのように強いアルカリ性溶液を洗浄液として使用すると、長時間に渡って金属材質の構成要素が浸透性の強い洗浄液に露出する場合、老朽化や劣化などで洗浄液が漏れる。

特許文献１は、ウェハー湿式エッチング装置のリーク検出機能を備えたケミカル循環システムに関するものであって、バスと連結されたチューブ内に設置されたスクリューと、スクリューに連結された発電機及び発電機と電気的に連結されるセンサーを含むリーク検出装置が備えられる。

したがって、チューブのリークが発生した場合、リークを介して流入された空気が上昇してスクリューを回転させ、スクリューの回転により発電機で発生する電流がセンサーに伝達されて、リークを検出するようになる。

しかし、従来の技術によれば、洗浄槽と連結されたチューブでのみ洗浄液の漏れを検出することができ、老朽化または劣化などにより外部水槽から洗浄液の漏れが多く発生しているが、洗浄液が外部水槽を介して外部に漏れるため、安全性を確保することが困難である問題がある。

また、外部水槽側から洗浄液が漏れると、洗浄工程を中断した後、目視でリーク部分を検出し、漏洩部分を溶接するようになるが、工程が中断されるだけでなく、漏洩部分を検出及び処置するために多くの時間がかかるため、生産効率が低下するという問題点がある。

韓国公開特許第２００４-００３６３００号公報

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために案出されたものであって、洗浄液の外部漏れを防止すると共に、迅速な対応が可能なウェハー洗浄装置を提供することにその目的がある。

本発明は、洗浄液を収容し、ウェハーがディッピングさせられることによって洗浄液がオーバーフローさせられる洗浄槽；前記洗浄槽の外側に備えられ、前記カセットを前記洗浄槽内の洗浄液にディッピングさせる複数のリフト部；前記洗浄槽とリフト部が収容され、洗浄液が排水される排水口が備えられた外部水槽；及び前記外部水槽の内部底面に着脱可能であり、洗浄液を溜めて前記排水口に案内するトレイ；を含むウェハー洗浄装置を提供する。したがって、洗浄液の外部漏れを防止し、洗浄液の外部漏れに迅速な対応が可能である。

前記トレイには、前記洗浄槽を支持するサポーターと、前記リフト部が貫通される装着口が備えられ、前記外部水槽の排水口の内側に安着される排水ポートが下向きに突出するように備えられ得る。したがって、洗浄槽をトレイにより外部水槽の内側に定められた位置に安定的に装着させることができる。

前記トレイには、前記外部水槽の内側面と接する周縁部分に上向きに突出した外部側壁と、前記装着口にそれぞれ上向きに突出した複数の内部側壁が備えられ得る。したがって、トレイに溜また洗浄液が外部水槽に流入されることを防止することができる。

前記トレイは、前記排水ポートに行くほど下向きに傾斜して構成され得る。したがって、トレイに溜まる洗浄液を円滑に排水させることができる。

本発明のウェハー洗浄装置は、前記外部水槽の内側面とトレイとの間に備えられ、前記外部水槽の内側面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第１ガイド部をさらに含むことができる。したがって、外部水槽の内側面に洗浄液が落ちても流れ下りながら第１ガイド部によって案内されるので、トレイに溜まることができる。

前記第１ガイド部は、前記外部水槽の下部内側面にボルト締結され得る。したがって、第１ガイド部の外部水槽に容易に着脱させることができる。

前記第１ガイド部、洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有するバー形状に構成され、非金属系の材質で構成され得る。したがって、第１ガイド部が洗浄液によって腐食することを防止することができる。

本発明のウェハー洗浄装置は、前記リフト部の周縁面とトレイとの間に備えられ、前記リフト部の周縁面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第２ガイド部をさらに含むことができる。したがって、リフト部に洗浄液が落ちても流れ下りながら第２ガイド部によって案内されるので、トレイに溜まることができる。

前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部周縁面にボルト締結され得る。したがって、第２ガイド部をリフト部に容易に着脱させることができる。

前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部を囲むと共に洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有する筒状に構成され、非金属系の材質で構成され得る。したがって、第２ガイド部が洗浄液によって腐食することを防止することができる。

本発明に係るウェハー洗浄装置は、外部水槽の内側に洗浄槽とリフト部が設置され、外部水槽の内部底面に洗浄液を溜めて排水させることができるトレイを備えることにより、洗浄液の外部漏れを事前に防止して、安全性を確保することができ、洗浄液の外部漏れが発生しても、トレイのみ迅速に装着して対応することができるので、生産効率を高めることができるという利点がある。

本発明に係るウェハー洗浄装置が示された正面図である。本発明に係るウェハー洗浄装置が示された側面図である。本発明に係るウェハー洗浄装置のトレイが示された平面図である。図４のＢ－Ｂ’線とＣ－Ｃ’線における断面図である。図４のＢ－Ｂ’線とＣ－Ｃ’線における断面図である。図３に適用された第１、２ガイド部の装着構造が示された図である。

以下、本実施例に対し添付される図面を参照して詳細に見ることとする。但し、本実施例が開示する事項から本実施例が有する発明の思想の範囲が定められ、本実施例が有する発明の思想は、提案される実施例に対し構成要素の追加、削除、変更などの実施変形を含むことができる。

図１及び図２は、本発明に係るウェハー洗浄装置が示された正面図及び側面図である。

本発明に係るウェハー洗浄装置は、図１ないし図２に示されたように洗浄槽１１０と四つのリフト部１２１、１２２、１２３、１２４が、外部水槽１３０の内側に備えられ、前記外部水槽１３０の内側に洗浄液を溜めて排水させるトレイ１５０が備えられ、前記トレイ１５０に洗浄液を案内する第１、２ガイド部１６０、１７０が備えられる。

前記洗浄槽１１０は、洗浄液が収容される内槽１１１と、前記内槽１１１からオーバーフローさせられる洗浄液が収容される外槽１１２で構成され、きれいな洗浄液が前記内槽１１１に供給されるか、前記外槽１１２にオーバーフローさせられた洗浄液が再び前記内槽に循環するように構成され得る。

また、前記内槽１１１の内側にウェハーＷが安着される溝が一列に備えられたバー形状の安着部１１３が備えられるが、三つの安着部１１３がウェハーＷの下部の三ヶ所を支持できるように備えられる。

勿論、ウェハーＷは、前後方向に一定の間隔を置いてカセットに収納された状態で保管され、別途ウェハー移動用ロボット（図示せず）によってウェハーＷのエッジ（ｅｄｇｅ）を把持して一度に移ることができある。

したがって、前記ウェハー移動用ロボットが、前記カセットに収納されたウェハーＷを一度に把持し、前記内槽１１１の内側に移して、前記安着部１１３に固定させた後、前記内槽１１１に収容された洗浄液をオーバーフローさせながらウェハーＷを洗浄するようになる。

前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４は、前記定着部１１３の前／後方に連結されたフレームを昇降させることができるように備えられるが、前記洗浄槽の前／後方の両側に四個が備えられる。

したがって、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４が、前記安着部１１３を上下方向に振ると、洗浄液によるウェハーＷの洗浄効果を高めることができる。

前記外部水槽１３０は、金属系の材質で作られた一種のフレームであって、両側面１３１、１３２と前後面１３３、１３４及び底面１３５で構成され、前記洗浄槽１１０とリフト部１２１、１２２、１２３、１２４が、前記外部水槽１３０の内側の底面に設置される。

このとき、前記外部水槽の底面１３５には、洗浄液や、純水などが排水され得る排水口１３５ｈが備えられるが、前記洗浄槽１１０を基準に後方の中心に備えられる。

したがって、前記洗浄槽１１０自体を洗浄するために純水を供給してオーバーフローさせたり、前記洗浄槽１１０が異常に作動して洗浄液が前記外槽１１２の外に溢れたり、前記洗浄槽１１０からウェハーＷが移動中に洗浄液が落ちても、前記外部水槽の排水口１３５ｈを介して洗浄液を排水させることができる。

前記トレイ１５０は、前記外部水槽の内側の底面１３５の全体に渡って設置されるが、強いアルカリ性溶液の洗浄液にも劣化しないＰＶＣなどのような非金属材質で構成されることが望ましい。

また、前記トレイ１５０は、前記外部水槽１３０に別途ボルト等の締結部材によって容易に着脱可能なように装着され得、洗浄液を溜めることができる一種のプレート形状に形成される。

このとき、前記トレイ１５０には、前記洗浄槽１１０を支持するためのサポーター１５１ａ、１５１ｂをはじめ、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４が設置できる孔１５４ｈ（図３に図示）が備えられ、洗浄液を排出するための排水口１５２ｈが備えられる。

勿論、前記トレイの排水口１５２ｈは、前記外部水槽の排水口１３５ｈと同じ位置に備えられる。

前記第１ガイド部１６０は、前記外部水槽１３０とトレイ１５０との間に備えられるが、前記外部水槽の両側面１３１、１３２と前後面１３３、１３４と、前記トレイ１５０との間の隙間に洗浄液が落ちることを防止し、前記外部水槽１３０の内部壁面に落ちた洗浄液を前記トレイ１５０に案内する。

また、前記第１ガイド部１６０も前記トレイ１５０と同様に洗浄液によって劣化しないＰＶＣなどのような非金属材質で構成され、前記外部水槽の両側面１３１、１３２と前後面１３３、１３４にボルト締結されるようにして容易に着脱させることができるように構成される。

前記第２ガイド部１７０は、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４とトレイ１５０との間に備えられるが、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４と前記トレイ１５０との間の隙間に洗浄液が落ちることを防止し、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４の下部の周縁面に落ちた洗浄液を前記トレイ１５０に案内する。

また、前記第２ガイド部１７０も前記トレイ１５０と同様に洗浄液によって劣化しないＰＶＣなどのような非金属材質で構成され、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４の周縁面にボルト締結されるようにして容易に着脱させることができように構成される。

図３は、本発明に係るウェハー洗浄装置のトレイが示された平面図であり、図４及び図５は、図４のＢ－Ｂ’線とＣ－Ｃ’線における断面図であり、図６は、図３に適用された第１、２ガイド部の装着構造が示された図である。

前記トレイ１５０の構成を図３ないし図５を参照して見ると、前記外部水槽の底面１３５（図２に図示）の形状と同じプレートの形状で構成される。

このとき、前記トレイ１５０の中心に前記洗浄槽１１０（図２に図示）が上げられる一対のサポーター１５１ａ、１５１ｂが備えられ、前記トレイ１５０の後方に洗浄液が排水できる排水口１５２ｈをはじめ、前記排水口１５２ｈに下向きに突出した形状の排水ポート１５２が備えられる。

したがって、前記トレイの排水ポート１５２が前記トレイ１５０を前記外部水槽１３０（図１に図示）の内側に固定させることができ、前記トレイの排水ポート１５２によって前記外部水槽の排水口１３５ｈ（図２に図示）が洗浄液と直接接しないようにして、前記外部水槽の排水口１３５ｈ（図２に図示）が劣化することを防止することができる。

勿論、前記トレイ１５０は、水平な平面形状で構成されるが、前記排水ポート１５２に洗浄液を案内できるように傾斜した形状で構成されても構わない。

また、前記トレイ１５０の周縁に外部側壁１５３が上向きに突出するように備えられるが、前記外部側壁１５３が、前記外部水槽の両側面１３１、１３２（図１に図示）と前後面１３３、１３４（図２に図示）と接するように設置される。

したがって、前記トレイ１５０に備えられた外部側壁１５３によって洗浄液が前記トレイ１５０の外部に流れ下らないようにし、前記外部水槽１３０（図２に図示）とトレイ１５０との間の隙間をさらに減らすことができる。

また、前記トレイ１５０に、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４（図２に図示）が設置できる四つの装着口１５４ｈが備えられ、それぞれの装着口１５４ｈの周縁に内部側壁１５４が上向きに突出するように備えられる。

したがって、前記トレイ１５０に備えられた内部側壁１５４が、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４（図２に図示）の周縁面と接するように設置されて、洗浄液が前記装着口１５４ｈに流れ下らないようにし、前記リフト部１２１、１２２、１２３、１２４（図２に図示）とトレイ１５０との間の隙間をさらに減らすことができる。

前記第１、２ガイド部１６０、１７０の構成と装着構造を図６を参照して見ると、次の通りである。

前記第１ガイド部１６０、１７０は、非金属材質のバー形状で構成されるが、前記第１ガイド部１６０の垂直な外側部が前記外部水槽の内側面１３１ないし１３４と接するように位置し、前記外部水槽１３０にボルト装着可能なボルト穴１６０ｈが水平方向に横切るように備えられる。

また、前記第１ガイド部１６０は、内側上部の角部分に下向きに傾斜した傾斜面１６１が備えられるが、一側の外部水槽１３０から下側のトレイ１５０に洗浄液を案内できように構成され得るが、これに限定されない。

また、前記第１ガイド部１６０は、内側の下部に下端部１６２が下向きに突出して前記トレイ１５０の上に位置するが、前記トレイ１５０の内部の洗浄液が排水される方向に流れることを妨げないように、前記トレイ１５０の内側の底面から所定の間隔で離れるように設置され得るが、これに限定されない。

勿論、前記第１ガイド部の下端部１６２が前記トレイ１５０の外部側壁１５３の内側に位置するようにして、洗浄液が前記トレイ１５０の外部に流れ下ることを二重に遮断させることができる。

前記第２ガイド部１７０は、非金属材質の円筒状で構成されるが、前記第２ガイド１７０の上部の内周面が前記リフト部１２１ないし１２４の周縁と接するように設置され、ボルト装着可能なボルト穴１７０ｈが水平方向に備えられる。

また、前記第２ガイド部１７０の上部から下部に行くほどその直径が大きくなる傾斜面１７１が備えられるが、中心に位置したリフト部１２１ないし１２４からその周縁に位置したトレイ１５０に洗浄液を案内できように構成され得るが、これに限定されない。

また、前記第２ガイド部の傾斜面１７１の下側に垂直に連続した下端部１７２が前記トレイ１５０の上に位置するが、洗浄液が前記リフト部１２１ないし１２４側に流動されることを抑制するために、前記トレイ１５０の内側の底面と接するように設置され得るが、これに限定されない。

勿論、前記第２ガイド部の下端部１７２が前記トレイの内部側壁１５４の外側に位置するようにして、洗浄液が前記装着口１５４ｈ（図３に図示）に流れ下ることを二重に遮断させることができる。

上記のように構成された非金属材質のトレイ１５０及び第１、２ガイド部１６０、１７０が金属材質の外部水槽１３０の内側の底面に設置されると、外部水槽１３０の内側に洗浄液が落ちても、トレイ１５０によって洗浄液が直接外部水槽１３０と接しないようになり、第１、２ガイド部１６０、１７０によって外部水槽１３０とトレイ１５０との間の隙間またはリフト部１２１ないし１２４とトレイ１５０との間の隙間に洗浄液が流れ込むことを防止することによって、外部水槽１３０の老朽化、劣化等により洗浄液が外部に漏れることを防止して、安全性を確保することができる。

また、外部水槽１３０に洗浄液の漏れが発生すると、漏洩部分を探さなくても、トレイ１５０と第１、２ガイド部１６０、１７０を容易に装着することによって、外部水槽１３０の洗浄液の漏れを迅速に中断させ、工程をすぐに行うことができるので、生産効率を高めることができる。

（付記）
（付記１）
洗浄液を収容し、ウェハーがディッピングさせられることにより洗浄液がオーバーフローさせられる洗浄槽；
前記洗浄槽の外側に備えられ、前記カセットを前記洗浄槽内の洗浄液にディッピングさせる複数のリフト部；
前記洗浄槽とリフト部が収容され、洗浄液が排水される排水口が備えられた外部水槽；及び
前記外部水槽の内部底面に着脱可能であり、洗浄液を溜めて前記排水口に案内するトレイ；
を含むウェハー洗浄装置。

（付記２）
前記トレイには、
前記洗浄槽を支持するサポーターと、前記リフト部が貫通させられる装着口が備えられ、
前記外部水槽の排水口の内側に安着される排水ポートが下向きに突出するように備えられる、
付記１に記載のウェハー洗浄装置。

（付記３）
前記トレイには、前記外部水槽の内側面と接する周縁部分に上向きに突出した外部側壁と、前記装着口にそれぞれ上向きに突出した複数の内部側壁が備えられる、付記２に記載のウェハー洗浄装置。

（付記４）
前記トレイは、前記排水ポートに行くほど下向きに傾斜して構成される、付記２に記載のウェハー洗浄装置。

（付記５）
前記外部水槽の内側面とトレイとの間に備えられ、前記外部水槽の内側面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第１ガイド部をさらに含む、付記１に記載のウェハー洗浄装置。

（付記６）
前記第１ガイド部は、前記外部水槽の下部内側面にボルト締結される、付記５に記載のウェハー洗浄装置。

（付記７）
前記第１ガイド部は、洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有するバー形状に構成される、付記５に記載のウェハー洗浄装置。

（付記８）
前記第１ガイド部は、非金属系の材質で構成される、付記５に記載のウェハー洗浄装置。

（付記９）
前記リフト部の周縁面とトレイとの間に備えられ、前記リフト部の周縁面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第２ガイド部をさらに含む、付記１に記載のウェハー洗浄装置。

（付記１０）
前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部周縁面にボルト締結される、付記９に記載のウェハー洗浄装置。

（付記１１）
前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部を囲むと共に洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有する筒状に構成される、付記９に記載のウェハー洗浄装置。

（付記１２）
前記第２ガイド部は、非金属系の材質で構成される、付記９に記載のウェハー洗浄装置。

（付記１３）
前記トレイは、非金属系の材質で構成される、付記１乃至１２のいずれか一つに記載のウェハー洗浄装置。

本発明は、単結晶インゴットをスライスしてウェハーを作る工程の中で、ウェハーを洗浄するためのウェハー洗浄装置に適用することができる。

Claims

洗浄液を収容し、ウェハーが収納されたカセットがディッピングさせられることにより洗浄液がオーバーフローさせられる洗浄槽；
前記洗浄槽の外側に備えられ、前記カセットを前記洗浄槽内の洗浄液にディッピングさせる複数のリフト部；
前記洗浄槽とリフト部が収容され、洗浄液が排水される排水口が備えられた外部水槽；及び
前記外部水槽の内部底面に着脱可能であり、洗浄液を溜めて前記排水口に案内するトレイ；
を含むウェハー洗浄装置。
前記トレイには、
前記洗浄槽を支持するサポーターと、前記リフト部が貫通させられる装着口が備えられ、
前記外部水槽の排水口の内側に安着される排水ポートが下向きに突出するように備えられる、
請求項１に記載のウェハー洗浄装置。
前記トレイには、前記外部水槽の内側面と接する周縁部分に上向きに突出した外部側壁と、前記装着口にそれぞれ上向きに突出した複数の内部側壁が備えられる、請求項２に記載のウェハー洗浄装置。
前記トレイは、前記排水ポートに行くほど下向きに傾斜して構成される、請求項２に記載のウェハー洗浄装置。
前記外部水槽の内側面とトレイとの間に備えられ、前記外部水槽の内側面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第１ガイド部をさらに含む、請求項１に記載のウェハー洗浄装置。
前記第１ガイド部は、前記外部水槽の下部内側面にボルト締結される、請求項５に記載のウェハー洗浄装置。
前記第１ガイド部は、洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有するバー形状に構成される、請求項５に記載のウェハー洗浄装置。
前記第１ガイド部は、非金属系の材質で構成される、請求項５に記載のウェハー洗浄装置。
前記リフト部の周縁面とトレイとの間に備えられ、前記リフト部の周縁面に落ちた洗浄液を前記トレイに案内する第２ガイド部をさらに含む、請求項１に記載のウェハー洗浄装置。
前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部周縁面にボルト締結される、請求項９に記載のウェハー洗浄装置。
前記第２ガイド部は、前記リフト部の下部を囲むと共に洗浄液が流れ下るように案内する傾斜面を有する筒状に構成される、請求項９に記載のウェハー洗浄装置。
前記第２ガイド部は、非金属系の材質で構成される、請求項９に記載のウェハー洗浄装置。
前記トレイは、非金属系の材質で構成される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のウェハー洗浄装置。