KR100564622B1 - 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

복수 매의 반도체 웨이퍼를 린스 및 세정하기 위한 장치 및 이 장치를 사용하여 린스 및 세정하는 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 린스 및 세정장치는 린스용 배쓰와 제1 가이드 지지대를 구비하는 린스 유닛과 건조용 배쓰, 건조용 챔버 및 제2 가이드 지지대를 건조 유닛과 린스용 배쓰와 건조용 배쓰를 연결하는 배쓰 연결관과 이 배쓰 연결관을 개폐하는 개폐용 수단을 구비하는 배쓰 터널 유닛 및 제1 가이드 지지대와 제2 가이드 지지대를 구동시켜 반도체 웨이퍼를 린스용 배쓰에서 건조용 배쓰 및 건조용 챔버로 전달 및 이동시키기 위한 웨이퍼 이동 유닛을 포함한다.
반도체 웨이퍼, 린스, 건조, 물반점

Description

반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치 및 방법{Apparatus for rinsing and drying semiconductor wafers and method using the apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 제1 가이드 지지대와 제2 가이드 지지대의 구조 및 웨이퍼 전달 방법을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 웨이퍼를 린스 및 건조(rinse and dry)하는 장치 및 이 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼를 린스하고 건조하는 방법에 관한 것이다.
반도체를 제조하는 전체 공정 중에, 린스 및 건조 공정은 아주 많이 사용된다. 예컨대, 세정 공정에서 세정액으로 파티클 등의 불순물이나 자연 산화막을 제거한 다음, 잔류 세정액을 제거하기 위하여 린스 및 건조 공정을 사용한다. 그리고, 소정의 물질막에 대한 식각 공정이나 애슁 공정 등에서도 마지막 단계로서 린스 및 건조 공정을 실시한다. 린스 공정은 세정 용액 등의 화학 용액이 처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수(DI water)로 세척하는 공정이며, 건조 공정은 린스 공정을 거친 반도체 웨이퍼를 건조하는 공정이다.
린스 및 건조 공정 중에는 실리콘 웨이퍼 상에 소위 물반점(water mark)이 발생하지 않도록 하는 것이 중요하다. 물반점이란 웨이퍼에 잔류하는 탈이온수에 대기 중의 산소가 용해되고, 그 용해된 산소가 실리콘 웨이퍼와 반응하여 생기는 실리콘 산화막을 가리킨다. 따라서, 물반점은 린스 처리된 웨이퍼를 린스용 배쓰(rinsing bath)에서 건조용 배쓰(drying bath)로 이동시킬 때, 웨이퍼가 대기에 노출됨으로 인하여 발생한다. 이러한 물반점은 웨이퍼가 대기에 노출되는 시간이 길어 질수록 많이 생긴다.
웨이퍼에 물반점이 생기는 상기한 문제점을 해결하기 위해서는, 린스 공정 후에 실리콘 웨이퍼를 대기 중에 노출시키지 않고 건조 공정을 진행하여 한다. 예컨대, 한국공개특허 제2001-0096566호에는 웨이퍼를 대기 중에 노출시키기 않고, 세정액 처리 공정, 린스 공정 및 건조 공정(이하, 상기 세 가지 공정을 모두 칭할 때는 '세정 공정'이라 한다)을 수행할 수 있는 반도체 웨이퍼 세정 장치가 개시되어 있다. 상기 공개특허에 의하면, 반도체 웨이퍼가 로딩되어 있는 배쓰에서 세정액 처리 및 린스 공정을 순차적으로 수행한 다음, 상기 배쓰의 상부에 설치된 마란고니 건조기(marangoni dryer)를 사용하여 건조 공정을 실시한다.
그런데, 상기 공개특허에 개시된 세정장치는 세정액 처리 공정, 린스 공정 및 건조 공정 즉 세정 공정을 수행할 수 있는 수단을 모두 구비하여야 하기 때문에 장치의 구조가 복잡하다. 뿐만 아니라, 상기 세정장치는 린스 공정 및 건조 공정만 분리해서 수행하기가 어렵다. 즉, 상기 세정장치는 린스 공정 및 건조 공정만 필요한 단계에서는 사용할 수 없다.
그리고, 상기 공개특허에 개시된 세정장치를 사용하면, 하나의 카세트에 탑재된 웨이퍼에 대하여 세정 공정이 모두 끝난 다음에, 다른 카세트에 탑재된 웨이퍼에 대하여 세정 공정을 시작할 수 있다. 따라서, 상기 세정장치를 사용하면 세정 공정의 쓰루풋(throughput)이 좋지 않다. 뿐만 아니라, 상기 세정장치는 하나의 배쓰에서 세정액 처리 공정과 린스 공정을 실시하기 때문에, 불순물 및 세정액의 처리가 효율적으로 이루어지기가 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 린스 공정과 건조 공정 사이에 반도체 웨이퍼가 대기에 노출되지 않도록 하여, 반도체 웨이퍼에 물반점이 생기는 것을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치 및 이를 이용한 린스 및 건조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 린스 공정과 건조 공정을 위한 배쓰를 별도로 설치함으로써, 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치 및 이를 이용한 린스 및 건조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 린스 공정 및 세정 공정이 요구되는 모든 반도체 제조 단계에서 사용할 수 있는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건 조장치 및 이를 이용한 린스 및 건조방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 탈이온수로 채워져 있는 린스용 배쓰와 건조용 배쓰가 배쓰 연결관에 의하여 서로 연결되어 있다. 배쓰 연결관 내의 터널도 탈이온수가 채워져 있다. 상기 배쓰 연결관 내의 터널은 반도체 웨이퍼가 이동하는 통로이다. 따라서, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치를 사용하면 반도체 웨이퍼를 린스용 배쓰에서 건조용 배쓰로 전달하는 과정에서 반도체 웨이퍼가 대기에 노출되지 않는다. 그리고, 상기 배쓰 연결관은 상기 터널을 개폐하는 개폐용 수단을 구비한다. 상기 개폐용 수단은 린스 공정이 진행되는 동안에는 상기 배쓰 연결관을 폐쇄하여, 상기 린스용 배쓰와 상기 건조용 배쓰를 서로 격리시키기 위한 것이다. 이것은 린스 과정에서 오염된 탈이온수가 건조용 배쓰로 흘러가는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 매의 반도체 웨이퍼를 린스 및 세정하기 위한 장치는 린쓰 유닛, 건조 유닛, 배쓰 터널 유닛 및 웨이퍼 이동 유닛을 포함한다. 상기 린스 유닛은 상기 반도체 웨이퍼에 대한 린스 공정이 수행되는 린스용 배쓰를 구비한다. 그리고, 상기 건조 유닛은 상기 린스용 배쓰로부터 전달된 상기 반도체 웨이퍼가 머무르는 건조용 배쓰 및 상기 건조용 배쓰로부터 이동된 상기 반도체 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행되는 건조용 챔버를 구비한다. 그리고, 상기 배쓰 터널 유닛은 상기 린스용 배쓰와 건조용 배쓰를 연결하는 배쓰 연결관 및 상기 배쓰 연결관을 개폐하는 개폐용 수단을 구비한다. 그리고, 상기 웨이퍼 이동 유닛은 상기 복수 매의 반도체 웨이퍼를 상기 린스 유닛으로부터 상기 배쓰 연결관 및 상기 건조 유닛으로 이동시키기 위한 수단이다. 이 경우, 상기 개폐용 수단은, 상기 터널을 차단하는 셔터, 상기 셔터를 동작시키는 셔터 구동용 모터 및 상기 셔터 구동용 모터의 동작을 제어하는 셔터 제어기를 포함할 수 있다.
상기한 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 탑재할 수 있도록 다수의 슬릿이 형성되어 있는 웨이퍼 가이드를 포함할 수 있다. 상기 장치가 웨이퍼 가이드를 포함하지 않은 경우에는, 웨이퍼 가이드는 피처리될 반도체 웨이퍼가 탑재된 상태로 상기 장치의 외부로부터 로딩된다.
상기한 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기 린스 유닛은 상기 웨이퍼 가이드를 지지하는 제1 가이드 지지대를 구비하고 상기 배쓰 유닛은 상기 웨이퍼 가이드를 지지하는 제2 가이드 지지대를 구비하며, 상기 웨이퍼 이동 유닛은 상기 제1 가이드 지지대를 이동시킬 수 있는 제1 이동 수단 및 상기 제2 가이드 지지대를 이동시킬 수 있는 제2 이동 수단을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 이동 수단은 상기 린스용 배쓰와 상기 건조용 배쓰 사이에서 상기 제1 가이드 지지대를 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 제2 이동 수단은 상기 건조용 배쓰와 상기 린스용 배쓰 사이에서 상기 제2 가이드 지지대를 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 또는, 상기 제1 이동 수단은 상기 린스용 배쓰와 상기 배쓰 연결관 사이에서 상기 제1 가이드 지지대를 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 제2 이동 수단은 상기 배쓰 연결관과 상기 린스용 배쓰 사이에서 상기 제2 가이드 지지대를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 제2 가이드 지지대를 이동시킬 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치를 이용한 린스 및 건조방법은 (a) 상기 린스용 배쓰에 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 로딩하는 단계; (b) 상기 린스용 배쓰에서 상기 반도체 웨이퍼를 린스하는 단계; (c) 상기 개폐용 수단을 구동하여 상기 배쓰 연결관을 개방하는 단계; (d) 상기 배쓰 연결관을 통하여 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 배쓰로 전달하는 단계; (e) 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 챔버로 이동시키는 단계; (f) 상기 반도체 웨이퍼를 건조하는 단계; 및 (g) 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함한다.
상기한 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 (d)단계 이후에 상기 개폐용 수단을 구동하여 상기 배쓰 연결관을 폐쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 지지하는 다수의 슬릿이 형성되어 있는 웨이퍼 가이드를 포함하고, 상기 (d)단계는 상기 복수의 반도체 웨이퍼가 탑재된 상기 웨이퍼 가이드를 전달하여 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼 가이드의 전달은 상기 건조용 배쓰에서 수행하거나 또는 상기 웨이퍼 가이드의 전달은 상기 배쓰 연결관에서 수행할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이 철저하고 완전하게 개시될 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 예시적으로 제공되어지는 것들이다. 도면에 있어서, 층의 두께 및/또는 영역들의 크기 등은 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 세정장치에 대한 개략적인 구성도가 도시되어 있다. 그리고, 도 2에는 복수 매의 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되어 있는 웨이퍼 가이드(G)를 지지하는 제1 가이드 지지대(GS1, 116) 및 제2 가이드 지지대(GS2, 136)와 상기 제1 가이드 지지대(116)로부터 상기 제2 가이드 지지대(136)로 상기 웨이퍼 가이드(G)를 전달하는 과정이 도시되어 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 세정장치에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 웨이퍼의 린스 및 세정장치(100)는 린스 유닛(110), 건조 유닛(130), 배쓰 터널 유닛(120) 및 웨이퍼 이동 유닛(미도시)을 구비한다. 그리고, 린스 및 세정 장치(100)는 복수 매의 반도체 웨이퍼(W)를 탑재할 수 있도록 다수의 슬릿이 형성되어 있는 웨이퍼 가이드(도 2의 참조 번호 140) 를 더 포함할 수 있다. 다만, 복수의 반도체 웨이퍼가 린스 유닛(110)에 로딩될 때, 상기 복수의 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 가이드(140)에 탑재된 상태로 로딩될 때에는, 상기한 웨이퍼 가이드(140)가 린스 및 세정장치(100)에 구비되어 있을 필요는 없다.
린스 유닛(110)은 반도체 웨이퍼(W1)에 대한 린스 공정이 수행되는 린스용 배쓰(미도시) 및 상기 웨이퍼 가이드(140)를 지지하기 위한 제1 가이드 지지대(GS1, 116)를 포함한다. 상기 린스용 배쓰에서는 탈이온수를 사용하여 상기 반도체 웨이퍼(W1)를 린스하는 공정이 수행된다. 린스용 배쓰의 유형에는 특별한 제한이 없다. 다만, 배쓰 터널 유닛(120)의 배쓰 연결관의 일단과 연결될 수 있도록 일측이 개방되어 있는 구조로 되어 있다는 점이 종래의 린스용 배쓰와 다르다.
그리고, 상기 제1 가이드 지지대(116)는 웨이퍼 가이드(140)를 지지하고, 또한 웨이퍼 가이드(140)를 이동시키기 위한 수단이다. 예를 들어, 제1 가이드 지지대(116)는 제1 수직 지지대(116a)와 제1 수평 지지대(116b)가 결합된 구조일 수 있다. 제1 수직 지지대(116a)는 제1 가이드 지지대(116)가 이동될 수 있도록 상기 웨이퍼 이동 유닛의 일 구성요소와 연결되어 있다. 그리고, 제1 수평 지지대(116b)는 웨이퍼 가이드(140)와 접촉하여 웨이퍼 가이드(140)를 물리적으로 지지한다.
건조 유닛(130)은 건조용 배쓰(132), 건조용 챔버(134) 및 제2 가이드 지지대(GS2, 136)를 포함한다. 건조용 배쓰(132)는 린스 유닛(110)으로부터 전달된 반도체 웨이퍼(W2)에 대한 건조 공정을 수행하기 전에 웨이퍼 가이드(140)가 머무르는 공간이다. 그리고, 실시예에 따라서 상기 건조용 배쓰(132)는 제1 가이드 지지 대(116)로부터 제2 가이드 지지대(136)로 웨이퍼 가이드(140)의 전달이 이루어지는 공간이 될 수 있다. 건조용 배쓰(132)에도 탈 이온수가 채워진다. 상기한 건조용 배쓰(132)의 유형에도 특별한 제한이 없다. 다만, 배쓰 터널 유닛(120)의 배쓰 연결관의 타단과 연결될 수 있도록 일측이 개방되어 있는 구조로 되어 있다는 점이 종래의 건조용 배쓰와 다르다.
건조용 챔버(134)에서는 예컨대, 이소 프로필 알코올(IPA) 및 고온의 질소를 반도체 웨이퍼(W3)로 스프레이함으로써, 건조 공정이 수행된다. 건조용 챔버(134)의 유형에도 특별한 제한이 없다. 그리고, 건조용 챔버(134)는 상기 건조용 챔버(132)와 연결되도록 일 방향 예컨대, 하부가 개방되어 있다. 상기 건조용 챔버(134)는 건조용 배쓰(132)와 밀착되어 있거나 또는 대기와 격리되도록 서로 연결되어 있을 수 있다.
그리고, 상기 제2 가이드 지지대(136)는 웨이퍼 가이드(140)를 지지하고, 또한 웨이퍼 가이드(140)를 이동시키기 위한 수단이다. 예를 들어, 제2 가이드 지지대(136)는 제2 수직 지지대(136a)와 제2 수평 지지대(136b)가 결합된 구조일 수 있다. 제2 수직 지지대(136a)는 제1 가이드 지지대(136)가 이동될 수 있도록 상기 웨이퍼 이동 유닛의 일 구성요소와 연결되어 있다. 그리고, 제2 수평 지지대(136b)는 웨이퍼 가이드(140)와 접촉하여 웨이퍼 가이드(140)를 물리적으로 지지한다.
웨이퍼 이동 유닛은 상기 린스용 유닛(110)에 로딩된 상기 복수 매의 반도체 웨이퍼(W)를 이동시키기 위한 수단이다. 반도체 웨이퍼(W)는 웨이퍼 가이드(140)에 탑재되어 이동된다. 웨이퍼 이동 유닛은 상기 웨이퍼 이동 유닛과 연결되어 있는 제1 수직 지지대(116a)과 제2 수직 지지대(136a)를 각각 구동시키는 제1 이동 수단과 제2 이동 수단을 포함한다. 상기 웨이퍼 이동 유닛은 여러 가지 방식으로 구현이 가능하다.
예를 들어, 상기 제1 이동 수단은 상기 린스 유닛(110)과 상기 건조 유닛(130)의 건조용 배쓰(132) 사이에서 상기 제1 가이드 지지대(116)를 제1 방향, 예컨대 지면과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이 때, 상기 제1 가이드 지지대(116)는 배쓰 연결 유닛(120)을 통하여 린스 유닛(110)으로부터 건조용 배쓰(132)로 이동한다. 그리고, 상기 제2 이동 수단은 상기 건조 유닛(130)의 건조용 배쓰(132)와 건조용 챔버(134) 사이에서 상기 제2 가이드 지지대(136)를 제1 방향과 직교하는 제2 방향, 예컨대 지면과 수직한 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.
이 경우, 제1 가이드 지지대(116)로부터 제2 가이드 지지대(136)로 웨이퍼 가이드(140)가 전달되는 것은 건조용 배쓰(132)에서 진행된다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 제2 가이드 지지대(136)를 상기 제1 가이드 지지대(116)와 교차하도록 수직 방향으로 구동시킴으로써, 웨이퍼 가이드(140)가 제1 가이드 지지대(116)로부터 제2 가이드 지지대(136)로 전달되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 이동 수단은 상기 린스 유닛(110)과 상기 배쓰 연결 유닛(120) 사이에서 상기 제1 가이드 지지대(116)를 제1 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다. 이 경우에, 상기 제2 이동 수단은 상기 건조 유닛(130)의 건조용 배쓰(132)와 건조용 챔버(134) 사잉에서 상기 제2 가이드 지지 대(136)를 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만이 아니라, 상기 건조용 배쓰(132)와 상기 배쓰 터널 유닛(120) 사이에서 상기 제2 가이드 지지대(136)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구성을 가진 웨이퍼 이동 유닛을 포함하는 장치에서는, 제1 가이드 지지대(116)로부터 제2 가이드 지지대(136)로 웨이퍼 가이드(140)가 전달되는 것은 배쓰 터널 유닛(120)의 배쓰 연결관(122)에서 진행된다. 배쓰 연결관(122)에서 웨이퍼 가이드(140)를 제1 가이드 지지대(116)로부터 제2 가이드 지지대(136)로 전달하기 위해서, 예를 들어, 상기 배쓰 연결관에서 상기 제2 가이드 지지대(136)를 상기 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 구성을 상기 제2 이동 수단은 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 제1 이동 수단이 상기 배쓰 연결관에서 상기 제1 가이드 지지대(116)를 상기 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 구성을 포함할 수도 있다.
배스 터널 유닛(120)은 배쓰 연결관(122) 및 개폐용 수단(125)을 포함한다. 배쓰 연결관(122)은 린스용 배쓰의 일측과 건조용 배쓰(132)의 일측을 연결한다. 상기 배쓰 연결관(122)을 통하여 웨이퍼 가이드(140)에 탑재된 반도체 웨이퍼가 이동하기 때문에, 본 발명에 의하면 린스 공정과 건조 공정 사이에서 반도체 웨이퍼가 대기에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 린스용 배쓰에서 건조용 배쓰로 웨이퍼 가이드가 이동하는 경로가 짧기 때문에, 웨이퍼 가이드의 이동에 따른 시간 낭비를 최소화하여 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
개폐용 수단(125)은 상기 배쓰 연결관(122)을 개폐하는 역할을 한다. 걔페용 수단(125)은 예를 들면, 상기 배쓰 연결관(122)을 차단하는 셔터, 상기 셔터를 구 동시켜 상기 배쓰 연결관을 개폐하는 셔터 구동용 모터 및 상기 셔터 구동용 모터의 동작을 제어하는 셔터 제어기를 포함할 수 있다.
상기 배쓰 연결관(122)은 린스 공정이 진행될 동안에는 차단된다. 이것은 린스 공정 중에 탈이온수에 용해되는 화합물이 건조용 배쓰로 확산되는 것을 방지하기 위해서이다. 그리고, 린스 공정이 완료된 다음 상기 린스용 배쓰의 탈이온수와 상기 건조용 배쓰의 탈이온수의 불순물 함량이 같아질 때, 상기 배쓰 연결관(122)이 개방되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치(110)를 사용하여 반도체 웨이퍼를 린스 및 건조하는 방법에 대하여 설명한다. 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법을 보여주는 흐름도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 린스 유닛(110)의 린스용 배쓰, 보다 정확하게는 제1 가이드 지지대(116)에 복수 매의 반도체 웨이퍼(W1)를 로딩한다(S10). 반도체 웨이퍼(W1)를 로딩하는 것은 로봇을 이용하여 복수 매의 반도체 웨이퍼만을 로딩하는 방식이거나 복수 매의 웨이퍼가 탑재되어 있는 웨이퍼 가이드(140)를 로딩하는 방식일 수 있다. 전자의 경우에, 웨이퍼 가이드(140)는 제1 가이드 지지대(116) 상에 구비되어 있다.
계속해서, 상기 로딩된 반도체 웨이퍼(W1)에 대한 린스 공정을 실시한다(S12). 린스 공정이 실시되기 이전에 배쓰 연결관(122)은 개폐용 수단(125)에 의하여 닫혀 있다. 린스 공정은 종래 기술에 따른 린스 방식과 동일한 방식으로 실시할 수 있다. 예컨대, 탈이온수가 채워진 린스용 배쓰의 하부를 통하여 새로운 탈이온수를 공급한다. 그 결과, 린스용 배쓰의 내부에는 탈 이온수의 유동이 생긴다. 유동하는 탈 이온수는 로딩되어 있는 반도체 웨이퍼(W1)와 접촉함으로써, 그 표면에 잔류하는 화합물 등을 용해시키거나 잔류하는 불순물을 반도체 웨이퍼(W1)로부터 분리시킨다. 용해되거나 분리된 불순물은 린스용 배쓰 외부로 흘러서 넘치는 탈 이온수에 의하여 린스용 배쓰의 외부로 배출된다. 상기 린스 공정은 약 200 내지 300초 정도 실시할 수 있다.
계속해서, 개폐용 수단(125)을 구동시켜 배쓰 연결관(122)을 개방한다(S14). 예컨대, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 셔터(S)를 구동시켜서 배쓰 연결관(122)을 개방한다. 전술한 바와 같이, 린스용 배쓰에 담겨 있는 탈 이온수가 건조용 배쓰(132)에 담겨 있는 탈 이온수 정도로 정화되었을 때, 배쓰 연결관(122)을 개방하도록 한다.
계속해서, 린스용 배쓰에서 건조용 배쓰로 반도체 웨이퍼를 전달한다(S16). 그 결과, 반도체 웨이퍼(W2)가 건조용 배쓰(132)에 위치한다. 본 단계는 여러 가지 방식으로 실현될 수 있다.
한 가지 방법은 건조용 챔버(132)에서 웨이퍼 가이드(140)의 전달이 이루어지는 경우이다. 이를 위하여 우선, 제1 이동 수단을 구동시켜서, 웨이퍼 가이드(140)를 지지하고 있는 제1 가이드 지지대(116)를 이동시킨다. 제1 가이드 지지대(116)는 배쓰 연결관(122)을 통하여 건조용 배쓰(132)에 도달할 때까지 지평면과 평행하게 이동시킨다. 참조 기호 GS1-1로 도 1에 표시되어 있는 수직선(오른 쪽에서 왼쪽 방향)은 본 단계에서의 제1 가이드 지지대(116)의 이동 경로를 나타낸다. 건조용 배쓰(132)에는 제2 가이드 지지대(136)가 위치하고 있다. 상기 이동의 결과, 제1 가이드 지지대(116)의 제1 수평 지지대(116b)가 제2 가이드 지지대(136)의 제2 수평 지지대(136b)는 서로 교차하면서, 제1 수평 지지대(116b)가 제2 수평 지지대(136b)보다 높은 위치에 배치된다.
그리고,제1 가이드 지지대(116)를 고정시킨 상태에서 제2 이동 수단을 구동시켜서, 제2 가이드 지지대(136)를 수직방향으로 이동시킨다. 참조 기호 GS2-11로 도 1에 표시되어 있는 수직선(상부 방향)은 본 단계에서의 제2 가이드 지지대(136)의 이동 경로를 나타낸다. 이 때, 제2 수평 지지대(136b)와 제1 수평 지지대(116b)가 교차하면서, 웨이퍼 가이드(140)가 제1 수평 지지대(116b)으로부터 제2 수평 지지대(136b)로 전달된다.
다른 한 가지 방법은 배쓰 연결관(122)에서 웨이퍼 가이드(140)의 전달이 이루어지는 경우이다. 이를 위하여 우선, 제1 이동 수단을 구동시켜서, 웨이퍼 가이드(140)를 지지하고 있는 제1 가이드 지지대(116)를 이동시킨다. 제1 가이드 지지대(116)는 배쓰 연결관(122)까지만 지평면과 평행하게 이동시킨다. 참조 기호 GS1-2로 도 1에 표시되어 있는 수직선(오른쪽에서 왼쪽 방향)은 본 단계에서의 제1 가이드 지지대(116)의 이동 경로를 나타낸다. 그리고, 상기 제1 가이드 지지대(116)의 이동가 동시에, 또는 그 이전에 상기 제2 가이드 지지대(136)는 배쓰 연결관(122)에 이동하도록 한다. 참조 기호 GS2-21로 표시되어 있는 방향선은 본 단계에서의 제2 가이드 지지대(136)의 이동 경로를 나타낸다. 상기 이동의 결과, 제1 가이드 지지대(116)의 제1 수평 지지대(116b)가 제2 가이드 지지대(136)의 제2 수평 지지대(136b)는 서로 교차하면서, 제1 수평 지지대(116b)가 제2 수평 지지대(136b)보다 높은 위치에 배치된다. 다만, 교차점은 첫번 째 예에서는 건조용 배쓰(132)이지만, 이번 예에서는 배쓰 연결관(122)이다.
그리고,제1 가이드 지지대(116)를 고정시킨 상태에서 제2 이동 수단을 구동시켜서, 제2 가이드 지지대(136)를 수직방향으로 이동시킨다. 참조 기호 GS2-22로 표시되어 있는 방향선(상부 방향)은 본 단계에서의 제2 가이드 지지대(136)의 이동 경로를 나타낸다. 이 때, 제2 수평 지지대(136b)와 제1 수평 지지대(116b)가 교차하면서, 웨이퍼 가이드(140)가 제1 수평 지지대(116b)으로부터 제2 수평 지지대(136b)로 전달된다. 그리고, 제2 이동 수단을 구동시켜서, 제2 가이드 지지대(136)가 건조용 배쓰(132)에 위치하도록 제2 가이드 지지대(136)를 수평 방향으로 이동시킨다. 참조 기호 GS2-23으로 표시되어 있는 방향선은 본 단계에서의 제2 가이드 지지대(136)의 이동 경로를 나타낸다.
다음으로, 셔터(S)를 초기 상태로 복구시켜서 배쓰 연결관(122)을 폐쇄한다(S18). 본 단계는 가이드 지지대(140)의 전달이 이루어지고 난 다음에 곧바로 수행할 필요는 없다. 본 단계는 린스 유닛(110)에 후속 반도체 웨이퍼가 로딩되기 전에 수행하면 충분하다. 다만, 배쓰 연결관(122)을 폐쇄하기 전에는 반드시 제1 이동 수단을 구동하여 제1 가이드 지지대(116)를 린스용 배쓰로 복귀시켜야 한다. 참조 기호 GS1-1 및 GS1-2의 수직선(왼쪽에서 오른쪽으로)은 본 단계에서의 제1 가이드 지지대(116)의 이동 경로를 나타낸다.
계속해서, 건조 공정을 수행하기 위하여 반도체 웨이퍼(W3)를 건조용 챔버로 이동시킨다(S20). 본 단계는 제2 구동 수단을 구동시켜서 웨이퍼 가이드(140)를 지지하는 제2 가이드 지지대(136)을 건조용 배쓰(132)에서 건조용 챔버(134)로 이동시켜서 수행할 수 있다. 참조 기호 GS2-12 및 GS2-24의 수직선(아래쪽에서 위쪽으로)은 각각 본 단계에서의 제2 가이드 지지대(136)의 이동 경로를 나타낸다.
그리고, 건조용 챔버(134)에서 반도체 웨이퍼(W3)에 대한 건조 공정을 실시한다(S22). 건조 공정은 종래 기술에 따른 린스 방식과 동일한 방식으로 실시할 수 있다. 예컨대, 이소 프로필 알콜(IPA)과 뜨거워진 질소 가스를, 반도체 웨이퍼(W3)가 로딩되어 있는 건조용 챔버(134) 내로 스프레이한다. 이소 프로필 알콜(IPA)은 증발력이 강하기 때문에, 반도체 웨이퍼(W3) 표면 상의 물을 증발시키는 역할을 한다. 그리고, 질소 가스는 이소 프롤필 알콜에 대한 캐리어 가스 역할을 한다.
계속해서, 건조된 반도체 웨이퍼를 건조용 챔버(134)의 외부로 언로딩한다(S24). 그리고, 상기한 웨이퍼의 언로딩과 동시에 또는 그 이후에 제1 가이드 지지대, 제2 가이드 지지대를 초기 상태로 복귀시킨다. 상기 배쓰 연결관(122)을 폐쇄시키는 단계는 반도체 웨이퍼의 언로딩과 동시에 또는 그 이후에 수행할 수도 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기한 건조 공정이 완료된 다음에 다른 복수의 반도체 웨이퍼에 대한 린스 및 건조 공정을 전술한 것과 동일한 방법으로 수행할 수 있다. 그리고, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기한 건조 공정이 수행되는 중에, 다른 복수의 반도체 웨이퍼를 린스 유닛(110)에 로딩하여 린스 공정을 동시에 수행하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치를 사용하면, 배쓰 연결관을 통하여 반도체 웨이퍼가 이동하기 때문에, 린스 공정과 건조 공정 사이에 반도체 웨이퍼가 대기에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 린스 공정과 건조 공정 사이에 반도체 웨이퍼가 대기에 노출됨으로 인하여 반도체 웨이퍼에 물반점이 생기는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 본 발명에 의하면 반도체 웨이퍼의 이동 경로가 짧기 때문에, 린스 및 건조 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수가 있어서, 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 린스 공정과 건조 공정을 위한 배쓰를 별도로 설치되어 있다. 그 결과, 본 발명에 의하면 복수의 반도체 웨이퍼에 대한 린스 공정과 다른복수의 반도체 웨이퍼에 대한 건조 공정을 동시적으로 진행할 수 있기 때문에, 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치에서는 린스 및 건조 공정만을 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의한 장치는 린스 및 건조 공정이 요구되는 모든 단계의 반도체 웨이퍼에 대하여 사용이 가능하기 때문에 응용 범위가 넓은 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 복수 매의 반도체 웨이퍼를 린스 및 세정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼에 대한 린스 공정이 수행되는 린스용 배쓰를 구비하는 린스 유닛;
    상기 린스용 배쓰로부터 전달된 상기 반도체 웨이퍼가 머무르는 건조용 배쓰 및 상기 건조용 배쓰로부터 이동된 상기 반도체 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행되는 건조용 챔버를 구비하는 건조 유닛;
    상기 린스용 배쓰와 건조용 배쓰를 연결하는 배쓰 연결관 및 상기 배쓰 연결관을 개폐하는 개폐용 수단을 구비하는 배쓰 터널 유닛; 및
    상기 복수 매의 반도체 웨이퍼를 상기 린스 유닛으로부터 상기 배쓰 연결관 및 상기 건조 유닛으로 이동시키기 위한 웨이퍼 이동 유닛을 포함하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개폐용 수단은,
    상기 터널을 차단하는 셔터;
    상기 셔터를 동작시키는 셔터 구동용 모터; 및
    상기 셔터 구동용 모터의 동작을 제어하는 셔터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 탑재할 수 있도록 다수의 슬릿이 형성되어 있는 웨이퍼 가이드를 포함하는 것을 특징 으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 린스 유닛은 상기 웨이퍼 가이드를 지지하는 제1 가이드 지지대를 구비하고,
    상기 배쓰터널 유닛은 상기 웨이퍼 가이드를 지지하는 제2 가이드 지지대를 구비하며,
    상기 웨이퍼 이동 유닛은 상기 제1 가이드 지지대를 이동시킬 수 있는 제1 이동 수단 및 상기 제2 가이드 지지대를 이동시킬 수 있는 제2 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 이동 수단은 상기 린스용 배쓰와 상기 건조용 배쓰 사이에서 상기 제1 가이드 지지대를 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며,
    상기 제2 이동 수단은 상기 건조용 배쓰와 상기 건조용 챔버 사이에서 상기 제2 가이드 지지대를 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 이동 수단은 상기 린스용 배쓰와 상기 배쓰 연결관 사이에서 상기 제1 가이드 지지대를 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며,
    상기 제2 이동 수단은 상기 배쓰 연결관과 상기 건조용 배쓰 사이에서 상기 제2 가이드 지지대를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상기 제2 가이드 지지대를 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 가이드 지지대는 상기 제1 이동 수단과 연결되는 제1 수직 지지대 및 상기 제1 수직 지지대의 하부와 연결되고 상기 웨이퍼 가이드와 접촉하여 지지하는 제1 수평 지지대를 포함하고,
    상기 제2 가이드 지지대는 상기 제2 이동 수단과 연결되는 제2 수직 지지대 및 상기 제2 수직 지지대의 하부와 연결되고 상기 웨이퍼 가이드와 접촉하여 지지하는 제2 수평 지지대를 포함하고,
    상기 제1 수평 지지대와 상기 제2 수평 지지대는 서로 상, 하로 교차할 수 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 건조용 배쓰와 상기 건조용 챔버는 대기와 격리되도록 서로 연결되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치.
  9. 제1항의 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법에 있어서,
    (a) 상기 린스용 배쓰에 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 로딩하는 단계;
    (b) 상기 린스용 배쓰에서 상기 반도체 웨이퍼를 린스하는 단계;
    (c) 상기 개폐용 수단을 구동하여 상기 배쓰 연결관을 개방하는 단계;
    (d) 상기 배쓰 연결관을 통하여 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 배쓰로 전달하는 단계;
    (e) 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 챔버로 이동시키는 단계;
    (f) 상기 반도체 웨이퍼를 건조하는 단계; 및
    (g) 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 상기 건조용 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (d)단계 이후에 상기 개폐용 수단을 구동하여 상기 배쓰 연결관을 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조장치는 상기 복수의 반도체 웨이퍼를 지지하는 다수의 슬릿이 형성되어 있는 웨이퍼 가이드를 포함하고,
    상기 (d)단계는 상기 복수의 반도체 웨이퍼가 탑재된 상기 웨이퍼 가이드를 전달하여 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가이드의 전달은 상기 건조용 배쓰에서 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가이드의 전달은 상기 배쓰 연결관에서 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 린스 및 건조방법.
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