KR100434714B1 - 웨이퍼건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 건조 장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 웨이퍼 건조 장치는, 웨이퍼가 안치되어 상기 웨이퍼의 건조 공정이 진행되는 건조 베스와, 상기 건조 베스로 IPA 증기를 생성 공급하는 증기발생기와, 상기 건조 베스의 일측에 배치되어 상기 증기발생기로부터 제공된 IPA 증기를 웨이퍼에 균일하게 분산시키는 제 1 분산판과, 상기 제 1 분산판과 증기발생기 사이에서 설치되어 증기량을 조절하는 증기압 조절 밸브와, 상기 증기압 조절 밸브와 분산판 사이에 연결된 벤트 펌프와, 상기 벤트 펌프에 의하여 작동되며 증기의 속도를 제어하는 속도 조절 밸브를 포함하는 웨이퍼 건조 장치에 있어서, 상기 건조 베스의 제 1 분산판과 웨이퍼를 사이에 두고 대향 배치되는 제 2 분산판이 추가로 배치되고, 상기 제 2 분산판과 상기 증기발생기 사이에 제 2 분산판에 공급되는 증기의 양을 조절하는 증기압 조절 밸브가 추가로 설치되며, 상기 제 2분산판과 상기 텐트 펌프 사이에 증기 속도를 조절하는 속도 조절 밸브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 건조 장치
본 발명은 웨이퍼 건조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 웨이퍼 세정 공정을 진행한다음 웨이퍼를 완전히 건조시킬 수 있는 웨이퍼 건조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 표면에 이물질 또는 불순물들이 발생됨을 방지하기 위하 여 세정 공정이 필요하다. 특히, 금속막의 식각 공정 또는, 포토 레지스트 패턴의 제거 공정이후에는 반드시 세정 공정이 필요하다.
종래의 대표적인 세정방법은 황산으로 세정하여 유기물이나 중금속들을 제거하고, HF 용액 및 BOE(Buffer Oxide Etchant) 용액으로 세정한 다음, 탈이온수로 헹구어 건조시키는 일련의 공정으로 이루어진다.
이와같이 세정 공정을 마친 후, 탈 이온수에 의하여 린스한다. 이어서, 탈이온수에 의하여 린스된 웨이퍼 표면을 건조시키기 위하여 IPA(Iso Propylene Alcohol) 증기에 의하여 탈이온수를 흡수하므로써 웨이퍼 표면이 건조된다.
이러한 종래의 웨이퍼 건조 장치는 웨이퍼 건조가 이루어지는 건조 베스, 이 건조 베스내의 일측에 설치되는 분사판, 이 분사판에 IPA 증기를 공급하는 증기발생기, 증기발생기로 부터 발생된 증기의 유량 및 속도를 제어하는 밸브 등이 구비된다.
이러한 구성을 갖는 종래의 웨이퍼 건조 장치는 증기발생기로 부터 발생된 IPA 증기가 건조 베스내의 분산판을 거쳐 웨이퍼에 도달하며, 웨이퍼에 도달된 IPA 증기는 웨이퍼 표면의 탈이온수와 반응하여 웨이퍼 표면을 건조시키게 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 건조 장치는 IPA 증기를 베스의 상부 또는 하부 중 한 부분에서 웨이퍼를 향하여 분사하도록 되어 있는 바, 분사되는 부분과 떨어져있는 부분, 즉, 베스 상부에서의 IPA 증기 분사시에는 웨이퍼의 하단 부분, 또는, 베스 하부에서의 IPA 증기 분사시에는 웨이퍼 상단 부분에 IPA 증기가 충분히 도달하기 어렵기 때문에 웨이퍼의 전 표면에 대해 완전한 건조가 이루어지지 못하는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 웨이퍼의 전 부분이 완전한 건조를 달성할 수 있도록 한 웨이퍼 건조 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2은 도 1의 분산판을 나타낸 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 건조 베스 11c : 오링
12 : 증기발생기 13 : 벤트 펌프
14-1,14-2 : 증기압 조절 밸브 15-1,15-2 : 속도 조절 밸브
16 : 퍼지 가스 조절 밸브
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼가 안치되어 상기 웨이퍼의 건조 공정이 진행되는 건조 베스; 상기 건조 베스로 IPA 증기를 생성 공급하는 증기발생기: 상기 건조 베스의 일측에 배치되어 상기 증기발생기로부터 제공된 IPA 증기를 웨이퍼에 균일하게 분산시키는 제 1 분산판; 상기 제 1 분산판과 증기발생기 사이에서 설치되어 증기량을 조절하는 증기압 조절 밸브; 상기 중기압 조절 밸브와 분산판 사이에 연결된 벤트 펌프; 및 상기 벤트 펌프에 의하여 작동되며 증기의 속도를 제어하는 속도 조절 밸브를 포함하는 웨이퍼 건조 장치에 있어서, 상기 건조 베스의 제 1 분산판과 웨이퍼를 사이에 두고 대향 배치되는 제 2 분산판이 추가로 배치되고, 상기 제 2 분산판과 상기 증기발생기 사이에 제 2 분산판에 공급되는 증기의 양을 조절하는 증기압 조절 밸브가 추가로 설치되며, 상기 제 2 분산판과 상기 벤트 펌프사이에 증기 속도를 조절하는 속도 조절 밸브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 상하로 이분할이 가능한 건조 베스 상하에 웨이퍼를 두고 대향 배치되는 분사판들과 이 분사판 각각에 IPA 증기가 분사될 수 있도록 이동로가 설치됨으로써, 웨이퍼의 상하부 모두로부터 IPA 증기가 고르게 공급되어 웨이퍼의 전 표면이 보다 균일하게 건조될 수 있다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 분산판을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 개략적인 구성은 건조 베스 상 하부 모두에 탈이온수 건조를 위한 증기를 분사시킬 수 있도록 하여, 웨이퍼 전면이 고르게 건조될 수 있도록 하는 웨이퍼 건조 장치이다. 여기서, 탈이온수를 건조시키는 기본 원리는 종래에서도 설명한 바와 같이, 탈이온수와 치환 반응에 의하여 건조시키는 것으로, 이 치환용 물질로는 IPA가 이용된다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치에 따르면, 건조 베스(11)는 상부 건조 베스(11a)와, 하부 건조 베스(11b)로 이분할 되며, 이 상부 건조 베스(11a)와, 하부 건조 베스(11b) 사이에는 기밀유지용 오링(11c)이 구비되어 있다. 상기 건조 베스(11)은 타원의 형상을 가지며, 스테인레스 스틸재와 테프론계의 중합체인 PFA의 혼합 물질이 99%정도로 이루어진다. 여기서, 건조 베스(11)의 형상을 타원 형상으로 하는 것은 건조용 가스가 균일한 플로우로 웨이퍼에 공급되도록 하기 위함이다.
건조 베스(11) 내에는 다수개의 웨이퍼(20)를 지지할 수 있는 웨이퍼 가이드(11d)가 구비되는데, 여기서, 웨이퍼 가이드(11d)는 웨이퍼(20)가 안치되었을때, 웨이퍼(20)가 건조 베스(11)의 중앙 부분에 존재할 수 있도록 설치된다.
또한, 건조 베스(11)의 상하부에는 웨이퍼(20)를 사이에 두고 대향 배치되는 분산판(11e-1,11e-2)이 설치된다. 여기서, 상부 베스(11a)에 설치된 분산판(11e-1)을 제 1 분산판이라 하고, 하부 베스(11b)에 설치된 분산판(11d-2)을 제 2 분산판이라 한다.
이러한 건조 베스(11)의 외부에는 치환 용액을 증기화하기 위한 증기발생기(12)가 구비된다. 이 증기발생기(12)는 치환 용액 즉, IPA 용액을 가열시키는 히터(도시되지 않음)와, IPA 용액의 온도를 제어하기 위한 제어부(도시되지 않음)로 구성된다.
이 증기발생기(12)과 제 1 및 제 2 분산판(11e-1,11e-2)은 제 1 및 제 2 라인(L1,L2)에 의하여 연결되고, 증기발생기(12)와, 제 1 분산판(11e-1)의 제 1 라인(L1) 및 증기발생기(12)와 제 2 분산판(11b)의 제 2 라인(L2) 사이 각각에는 IPA 증기의 양을 조절하는 증기압 조절 밸브(14-1,14-2)가 구비된다. 이때, 증기발생기(12)와, 상부 베스(11a) 사이에 위치하는 밸브(14-1)를 제 1 증기압 조절 밸브라 하고, 증기발생기(12)와 하부 베스(11b) 사이에 위치하는 밸브(14-2)를 제 2 증기압 조절 밸브라 한다.
제 1 분산판(11e-1)와 제 1 증기압 조절 밸브(14-1) 사이의 제 1 라인(L1)과, 제 2 분산판(11e-1)와 제 2 증기압 조절 밸브(14-2) 사이의 제 2 라인(L2) 각각에는 IPA 증기 속도를 조절하기 위한 제 1 및 제 2 속도 조절 라인(LV1,LV2)이 공유연결된다. 이 속도 조절 라인(LV1,LV2)에는 IPA 증기의 흐름 속도를 제어하기 위한 구동원인 벤트 펌프(13)가 설치되고, 이 벤트 펌프(13)와 상기 제 1 및 제 2라인(L1, L2)과의 각각의 분기점(P1,P2) 사이의 속도 조절 라인(LV1,LV2)에는 벤트 펌프(13)에 의하여 조작되는 속도 조절 밸브(15-1,15-2)가 설치된다. 여기서, 제 1 라인(L1)에서 분기되는 라인(LV1)은 제 1 속도 조절 라인이라 하고, 제 2 라인(L2)에서 분기되는 라인(LV2)을 제 2 속도 조절 라인이라 한다. 또한, 제 1 라인(L1)과 제 1 속도 조절 라인(LV1)과의 분기점을 P1이라 표시하고, 제 2 라인(L2)과 제 2 속도 조절 라인(LV2)과의 분기점을 P2라 나타낸다.
상기 P1 또는 P2에는 웨이퍼 건조 공정이후, 잔유하는 IPA 증기를 제거하기 위하여, 퍼지 가스 예를들어, N2 가스를 공급 조절하기 위한 퍼지 밸브(16)이 구비된다.
도 2는 상기 건조 베스(11)내의 분사판(11e)의 평면을 나타낸 것으로, 분사판(11e)은 원형의 형태를 취하며, 이 분사판(11e)에는 분사판(11e)의 가장자리로부터의 거리가 상이한 다수개의 홀(H)이 상하좌우 대칭이 되도록 형성되어 있다. 여기서, 다수개의 홀(H)을 상하좌우 대칭되도록 형성하는 것은 웨이퍼에 보다 균일한 플로우로 IPA 증기가 공급되도록 하기 위함이다.
이와같이, 상하부로 분리된 건조 챔버내에 IPA 증기가 상하부로 부터 모두 공급되도록 하여 웨이퍼 표면이 보다 균일하게 건조된다.
이와같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치의 동작은 다음과 같다.
웨이퍼 세정 장치(도시되지 않음)로부터 세정이 완료된 웨이퍼(20)는 웨이퍼 이송장치(도시되지 않음)에 의하여 상기한 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치의 건조 베스(11) 내의 웨이퍼 가이드(11d)에 안착된다. 그후, 웨이퍼 이송장치는 원 위치로 복귀한다. 이때, 본 발명의 건조 베스(11)는 상부 베스(11a)의 이동에 의하여 개폐되고, 웨이퍼(20)가 웨이퍼 가이드(11d)에 완전히 안치되면, 상부 베스(11a)가 이동되어, 상하 베스(11a,11b)가 오링(13)을 사이에 두고 닫혀진다. 이때, 웨이퍼 건조 장치의 증기발생기(12)에서는 지속적으로 IPA가 가열되어 IPA 증기 상태를 유지하고 있다.
그리고나서, 제 1 증기압 조절 밸브(14-1)가 오픈되어 제 1 분산판(11e-1)에 IPA 증기를 소정 시간동안 분사한다음, 약 8초 내지 12초 이후에 제 2 속도 조절밸브(15-2)를 오픈하여 IPA 증기의 하향 흐름, 즉, 상부에서 하부로의 흐름이 균일하도록 조절한다. 이때, 제 2 속도 조절 밸브(15-2)는 IPA 증기의 하향 시간, 즉, IPA 증기가 제 1 분산판(11e-1)으로 부터 제 2 속도 조절 밸브(15-2)까지의 도달시간이 약 145 내지 155초 정도가 되도록 조절한다.
그후에, IPA 증기의 하향 흐름이 완료되면, 제 1 증기압 조절 밸브(14-1)를 먼저 닫은 다음, 약 2 내지 4초 이후에 제 2 속도 조절 밸브(15-2)을 닫음과 동시에 제 2 증기압 조절 밸브(14-2)를 오픈시킨다. 이어, 약 8내지 12초 정도 이후에 제 1 속도 조절 밸브(15-1)오픈시켜 상기 하향 흐름과 동일하게 상향흐름을 조절한다.
그다음으로, IPA 증기의 하향 및 상향으로 분사가 완료되면, 제 2 증기압 조절 밸브(14-2)를 먼저 닫은 다음, 약 2 내지 4초 이후에 제 1 속도 조절 밸브(15-2)을 닫는다.
이어서, 웨이퍼 표면상에 잔유하는 IPA 증기를 제거하기 위하여, 제 2 속도 조절 밸브(15-2)를 오픈시키고, 약 2 내지 4초 정도 이후에 퍼지 밸브(16)를 오픈시켜 건조 베스(11) 내부를 퍼지한다. 이때, 본 발명에서는 퍼지 밸브(16)이 상부 베스(11a)상에 존재할때를 예를 들어 설명하였지만, 상기 퍼지 밸브(16)이 하부 베스(11b) 측에 설치되었을때에는 제 1 속도 조절 밸브(15-1)가 오픈되도록 한다.
퍼지 공정이 완료되면, 상부 베스(11a)가 이동되어 건조 베스(11)가 열리게 되고, 웨이퍼(20)은 웨이퍼 이송장치에 의하여 다음 공정이 진행될 챔버로 이송된다.
이상에서 자세히 설명되어진 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상하로 이분할이 가능한 건조 베스 상하에 웨이퍼를 두고 대향 배치되는 분사판들과 이 분사판 각각에 IPA 증기가 분사될 수 있도록 이동로가 설치됨으로써 상하부 모두로부터 IPA 증기가 고르게 공급되어 웨이퍼의 전 표면이 보다 균일하게 건조될 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (8)

  1. 웨이퍼가 안치되어 상기 웨이퍼의 건조 공정이 진행되는 건조 베스; 상기 건조 베스로 IPA 증기를 생성 공급하는 증기발생기; 상기 건조 베스의 일측에 배치되어 상기 증기발생기로부터 제공된 IPA 증기를 웨이퍼에 균일하게 분산시키는 제 1 분산판; 상기 제 1 분산판과 중기발생기 사이에서 설치되어 증기량을 조절하는 증기압 조절 밸브; 상기 증기압 조절 밸브와 분산판 사이에 연결된 벤트 펌프; 및 상기 벤트 펌프에 의하여 작동되며 증기의 속도를 제어하는 속도 조절 밸브를 포함하는 웨이퍼 건조 장치에 있어서,
    상기 건조 베스의 제 1 분산판과 웨이퍼를 사이에 두고 대향 배치되는 제 2 분산판이 추가로 배치되고,
    상기 제 2 분산판과 상기 증기발생기 사이에 제 2 분산판에 공급되는 증기의 양을 조절하는 증기압 조절 밸브가 추가로 설치되며,
    상기 제 2 분산판과 상기 벤트 펌프사이에 증기 속도를 조절하는 속도 조절 밸브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 분산판에는 퍼지 가스를 공급하는 밸브가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 건조 베스는 상하부가 이분할되어, 상부 베스 또는하부 베스의 이동에 의하여 개폐되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 건조 베스 내부에는 다수개의 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 가이드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분산판은 분산판 내부에 다수개의 홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분산판의 홀은 상하 좌우 대칭적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 건조 베스는 타원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 증기발생기는 건조용 용액을 가열시키는 히터와, 상기 히터의 온도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
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