KR100211074B1 - 웨이퍼 습식 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 습식 처리장치에 관한 것으로, 처리액이 바닥으로 유입되어 벽으로 흘러넘치는 처리조와, 바닥과 상면이 개구되고 처리조에 삽입되어 적어도 벽 외면의 하단부가 처리조 벽과 접하여 처리액이 내부로 통과하는 웨이퍼 운반통을 포함하여 이루어진다. 여기서, 웨이퍼 운반통이 처리조에 삽입되어 벽 외면이 처리조 벽 내면과 접하는 것이나, 처리조는 벽의 내면 일부 또는 전부가 상기 웨이퍼 운반통 벽 외면과 소정각을 이루는 경사면이고 처리조의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통 벽 부위는 상부가 바깥쪽으로 굴절되어 처리조 벽과 접하는 흐름 안내부를 포함하는 것이 특징이다.

Description

웨이퍼 습식 처리장치
제1도는 종래의 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 도면.
제2도는 종래의 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 도면.
제3도는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 처리장치의 일실시예를 도시한 도면.
제4도는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 처리장치의 다른 실시예를 도시한 도면.
제5도는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 처리장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30,40,50 : 웨이퍼 습식 처리장치 31,41,51 : 처리조
31-1,41-1,51-1 : 흐름조절판 31-2,41-2,51-2 : 주입구
31-3,41-3,51-3 : 배출도랑 31-4,41-4,51-4 : 배출구
31-5,41-5,51-5 : 처리조 벽 32,42,52 : 웨이퍼 운반통
32-1,42-1,52-1 : 웨이퍼 운반통 벽 51-6 : 홈부
32-2 : 파형 42-3,52-3 : 흐름조절부
52-4 : 돌출부 33,43,53 : 웨이퍼
본 발명은 웨이퍼 습식 처리장치에 관한 것으로, 반도체 디바이스 생산공정에 있어 웨이퍼의 세정 및 화학반응 등을 위해 사용되는 웨이퍼 습식 처리장치에 관한 것이다.
일반적인 웨이퍼 습식 처리장치는 바닥으로 처리액이 유입되어 흘러넘치는 처리조에 다수개의 웨이퍼가 담겨있는 웨이퍼 운반통을 삽입하는 방식으로써, 종래 장치의 기본적인 구조는 미국특허 No.5071776의 오버플로윙 방식(Over Flowing system)을 채택한 처리조와, 웨이퍼 운반통으로써는 미국특허 No.392315의 옆면이 'U'자형인 것과 그후 개발된 양면이 'H'자형이면서 다른 양면은 폐쇄형인 형태이다.
제1도의 (a)와 (b)는 종래의 기본적인 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 단면도로써, 도시한 바와 같이 종래의 장치는, 바닥이 흐름조절판(Baffle plate)(11-1)으로 되어 흐름조절판을 통하여 유입된 처리액이 흘러넘치는 처리조(11)와, 처리조에 삽입되는 웨이퍼 운반통(Wafer carrier)(12)으로 구성되는데, 웨이퍼 운반통(12)은 상면과 바닥이 개구되고 내부에 다수개의 웨이퍼(13)가 직립으로 정렬하여 담겨져 있으며 처리조 바닥의 둘레보다 몸통 둘레가 작아서 처리조 바닥 즉 흐름조절판(11-1)을 완전히 덮지 못한 상태로 삽입되어진다. 도면부호(11-2)는 처리액 주입구를 나타내고, 도면부호(11-3)는 처리액 배출 도랑을 나타내며, (11-4)는 배출구를 나타낸다.
따라서 종래의 웨이퍼 습식 처리장치(10)는 세정액 등과 같은 처리액이 처리조 바닥인 흐름조절판(11-1)을 통하여 처리조(11)로 유입되어 하부에서 상부로 흐르면서 웨이퍼 운반통(12) 내의 웨이퍼(13)를 습식처리한 후, 처리조 벽 위를 넘치게 된다. 배출도랑(11-3)으로 흘러넘친 처리액은 배출구(11-4)을 통하여 배출되어 폐기되거나, 재순환(Recirculation)되어 사용되어진다.
그런제 제1도에 도시한 종래의 장치는 웨이퍼 운반통(12)이 처리조(11)의 흐름조절판(11-1)을 완전히 덮지 못하는 관계로, 웨이퍼 운반통내의 웨이퍼(13)들 간의 간격보다 넓은 웨이퍼 운반통(12) 바깥쪽, 즉 흐름조절판(11-1) 가장자리 부위(도면에서 'A'로 표시)로 유입되는 처리액 흐름이 주 흐름(Main flow)이 되어 웨이퍼 운반통(12)으로 역류 등을 일으켜 웨이퍼 사이의 흐름을 방해하게 되므로써 웨이퍼 세정 및 화학작용이 효과적이지 못하였다.
제2도는 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 발표된 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 단면도로써, 웨이퍼 운반통으로 덮히지 않는 처리조의 흐름조절판(11-1)의 가장자리 부위(도면에서 'B'로 표시)를 폐쇄한 구조이며, 'ULSI ULTRA CLEAN TECHNOLOGY 24th SYSMPOSIUM'의 94쪽에서 'Special Baffle plate'로 소개된 바 있다.
제2도에 도시된 종래의 장치는 웨이퍼 운반통(12) 밖의 불필요한 처리액 흐름(Flowing)을 줄여 줌으로써 다소 세정효과 및 화학반응의 상승효과를 증대시킬 수 있으나, 웨이퍼 운반통(12) 벽의 일부가 'U' 또는 'H'형으로써 그 면을 통과하여 웨이퍼 운반통 밖으로 흐르는 처리액 흐름이 여전히 잔존하여 비효율적이고, 처리조(11)내 웨이퍼 운반통(12) 밖의 불필요한 공간은 장치의 비대화를 초래하고 있다.
이에 본 발명은 불필요한 처리액의 흐름과 처리조내의 공간을 제거하여 웨이퍼 처리효고가 극대화되고 장치 사이즈의 최적화가 구현되는 웨이퍼 습식 처리장치를 제공하려는 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 습식 처리장치는, 처리액이 바닥으로 유입되어 벽 위에 흘러넘치는 처리조와 바닥과 상면이 개구되고 처리조에 삽입되어 적어도 벽 외면의 하단부가 처리조 벽과 접하여 처리액이 내부로 통과하는 웨이퍼 운반통을 포함하여 이루어진다.
여기서, 웨이퍼 운반통이 처리조에 삽입되어 벽 외면이 처리조 벽 내면과 접하는 것이나, 처리조는 벽의 내면 일부 또는 전부가 상기 웨이퍼 운반통 벽 외면과 소정각을 이루는 경사면이고 처리조의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통 벽 부위는 상부가 바깥쪽으로 굴절되어 처리조 벽과 접하는 흐름 안재부를 포함하는 것이 특징이다.
이하, 첨부한 제3도, 제4도 및 제5도를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 도면으로써, (a)는 웨이퍼 습식 처리장치의 평면도이고, (b)는 웨이퍼 습식 처리장치의 단면도이며, (c)는 웨이퍼 운반통의 사시도이다.
제3도에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 습식 처리장치(30)는 처리조의 벽(31-5) 내면과 웨이퍼 운반통(32-1)의 외면이 접하는 구조이다. 이 처리조(31)의 바닥은 균일한 홀이 뚫려있는 흐름조절판(31-1)으로 형성되고 벽(31-5) 외면에 배출도랑(31-3)이 형성되며, 또 도면부호(31-4)는 배출구를 나타낸다.
웨이퍼 운반통(32)은 상면과 바닥이 개구되고 다수개의 웨이퍼(33)가 일정한 간격으로 직립 정렬하여 담겨져 있다.
또한 처리조 벽(31-5)과 웨이퍼 운반통 벽(32-1)의 접촉면 즉, 처리조 벽 내면과 웨이퍼 운반통 벽 외면의 일부 또는 전부는 상호 대응하는 파형(corrugated)(32-2)으로 형성된다.
따라서 주입구(31-2)와 흐름조절판(31-1)을 통하여 유입된 세정액 등과 같은 처리액의 전량이 웨이퍼 운반통(32)내를 직진성 흐름을 형성하며 통과하여 웨이퍼 세정 또는 화학작용을 일으키고, 배출도랑(31-3)으로 넘쳐흐르게 된다. 배출도랑(31-3)으로 넘쳐흐른 처리액은 배출구(31-4)를 통하여 배출되어 폐기되거나 고성능의 필터로 정화되어 재순환(Recirculation) 된다.
제4도는 본 발명에 따른 다른 실시예의 웨이퍼 습식 처리장치를 도시한 도면으로써, (a)는 웨이퍼 습식 처리장치의 평면도이고, (b)는 웨이퍼 습식 처리장치의 단면도이며, (c)는 웨이퍼 운반통의 사시도이다.
제4도에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 다른 실시예(40)는 웨이퍼 운반통(42)을 처리조(41)에 삽탈시에 마찰에 의한 이물발생을 최소화하기 위해 처리조 벽(41-5) 내면을 웨이퍼 운반통 벽(42-1) 외면과 1° 내지 15°정도의 각을 이루는 경사면으로 형성한 것으로써, 처리조 벽(41-5)의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통 벽 부위는 웨이퍼(43) 높이까지 직립으로 형성되고 상부가 바깥쪽으로 굴절되어 처리조 벽(41-5)과 접하는 흐름 안내부(42-3)를 포함하고 있다. 이때 처리조 벽(41-5)의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통(42-1) 부위는 폐쇄면으로 형성하여 그 면으로 처리액이 유통되지 않도록 함으로써, 흐름조절판(41-1)을 통하여 유입된 처리액이 전량 웨이퍼 운반통(42) 내부를 통화하여 배출도랑(41-3)으로 배출되게 되며, 웨이퍼 운반통 상부의 흐름조절부(42-3)가 굴절되어 처리조(41-5) 벽과 접하므로써, 웨이퍼 운반통(42)을 통과한 처리액의 오버플로윙에 도움이 된다.
또한 경사지게 형성된 처리조 벽(41-5) 내면은 공정이 끝난 후 즉 웨이퍼 운반통(42)을 처리조(41)로 부터 꺼낸 후에 처리조내 처리액의 오버플로윙(Overflowing)의 효과를 증대시킴으로써 처리조 내에 잔존하는 레지듀(Residue)의 제거 효과를 극대화할 수 있다.
제4도의 미설명 도면부호(41-2)는 주입구를 (41-4)는 배출구를 각각 나타낸다.
제5도는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 웨이퍼 습식 처리장치(50)를 도시한 단면도로써, 제4도의 장치에서 흐름조절부(52-3)를 처리조 벽(51-5) 상단을 감싸게 형성하고, 웨이퍼 운반통(52) 하단에 돌출부(52-4)를 형성하고 돌출부(52-4)에 대응하는 홈부(51-6)를 처리조 바닥에 형성한 것이다.
이와 같이 흐름조절부(52-3)를 처리조 벽(51-5)의 상단을 감싸게 하므로써 처리조(51)에 웨이퍼 운반통(52)의 삽입시 정위치 삽입을 용이하게 하고, 웨이퍼 운반통(52) 내부를 통과한 처리액의 배출도랑(51-3)으로의 흐름을 안내하게 된다.
또한 웨이퍼 운반통 하단과 그에 대응하는 위치의 처리조 바닥에 돌출부(52-4)와 홈부(51-6)를 형성하므로써 웨이퍼 운반통의 정위치 삽입 및 공정진행시에 정위치 유지에 도움이 된다. 이때 돌출부(52-4)와 홈부(51-6)의 접촉부위는 내마모성, 밀착성, 내식성이 좋은 재질로 형성하면 바람직하다.
제5도의 미설명 도면부호(51-1)는 흐름조절판, (51-2)는 주입구, (51-4)는 배출구 및 (53)은 웨이퍼를 각각 나타낸다.
상술한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 습식 처리장치는 처리액의 흐름을 최적화함으로써 세정 및 화학반응 등의 웨이퍼 습식 처리의 효과를 극대화시킬 수 있고, 장치 사이즈 축소에도 효과적이다.

Claims (9)

  1. 웨이퍼 습식 처리장치에 있어서, 바닥과 상면이 개구되고, 상기 처리조에 삽입되어 적어도 벽 외면의 하단부가 상기 처리조 벽과 접하여 상기 처리액이 내부로 통과하는 웨이퍼 운반통과, 측벽이 상기 웨이퍼 운반통 벽 외면과 소정각을 이루는 처리조와, 상기 처리조 하부에 형성되어, 상기 처리액을 공급시키기 위한 처리액공급부와, 상기 처리조 상부에 형성되어, 상기 처리액의 흐름을 제어하기 위한 흐름조절부를 포함하여 이루어진 웨이퍼 습식 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 운반통이 상기 처리조에 삽입되어 벽 외면이 상기 처리조 벽 내면과 접하는 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 처리조는 벽의 내면 일부 또는 전부가 상기 웨이퍼 운반통 벽 외면과 소정각을 이루는 경사면인 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 처리조의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통 벽 부위는 상부가 바깥쪽으로 굴절되어 상기 처지조 벽과 접하는 흐름 안내부를 포함하는 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 흐름안내부는 상기 처리조 벽 상단을 감싸게 형성된 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 처리조의 경사면과 대응하는 웨이퍼 운반통 벽 부위는 폐쇄면인 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 소정각은 1°내지 15°인 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리조 벽 내면과 상기 웨이퍼 운반통 외면의 접촉면은 상호 대응되는 파형(corrugated)면인 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 운반통 하단에 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에 대응하는 홈부를 상기 처리조 바닥에 형성된 것이 특징인 웨이퍼 습식 처리장치.
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