KR100831263B1 - 웨이퍼 간격 조절 장치 및 이를 포함하는 기판 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 소자의 제조 장치 중 기판 세정 장치가 개시된다. 본 장치는, 웨이퍼 반입부, 복수개의 세정처리조를 포함하는 세정처리부, 웨이퍼 반출부 및 웨이퍼척을 구비하는 웨이퍼 반송블록을 포함하는 기판 세정 장치로서, 웨이퍼 반입부에 반입된 웨이퍼 카세트로부터 취출된 복수의 웨이퍼를 수납하고 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 웨이퍼 카세트에서의 웨이퍼들 사이의 간격보다 큰 간격으로 확장하는 웨이퍼 간격 확장 기구와, 세정처리부에서 세정 공정이 완료된 복수의 웨이퍼를 수납하고 웨이퍼 반출부에 준비된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼 간격에 맞게 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 축소하는 웨이퍼 간격 축소 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 웨이퍼 간격 확장 기구 및 웨이퍼 간격 축소 기구는, 낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각을 관통하여 형성되며 각각의 웨이퍼 지지블록이 자유롭게 이동될 수 있도록 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더를 포함한다.

Description

웨이퍼 간격 조절 장치 및 이를 포함하는 기판 세정 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING AN INTERVAL BETWEEN WAFERS, AND WAFER CLEANING MACHINE INCLUDING THE SAME}
도 1은 종래의 기판 세정 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치의 웨이퍼 지지블록 및 에어실린더의 연결 상태를 도시한 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치의 구동 방식을 설명하는 평면도이다.
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 반도체 웨이퍼를 액상의 케미컬을 이용하여 세정하는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 세정 장치는 복수의 처리액 탱크 및 웨이퍼를 반송기구를 포함하고 있으며, 암모니아 용액, 불산, 순수 등에 반도체 웨이퍼를 차례대로 침지하여 웨이퍼 표면이 세정되도록 하는 장치를 말한다. 도 1에는 종래의 기판 세정 장치의 개요도로서, 대한민국 공개특허 제1994-12520호에 개시된 기판 세정 장치를 도시하였다.
도 1을 참조하면, 종래의 기판 세정 장치는 웨이퍼 반입부(1), 세정처리부(2) 및 반출부(3)를 포함하여 구성된다. 대기부(5)에는 다수의 웨이퍼 카세트(4)가 대기하게 되며, 로더부(6)에는 웨이퍼 취출기구(미도시), 프리얼라인먼트기구(미도시), 웨이퍼 카운터(미도시)가 설치된다. 웨이퍼 취출기구는 카세트(4)로부터 웨이퍼를 취출하고, 프리얼라인먼트기구는 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫이 일정하게 배치되도록 하며, 웨이퍼 카운터는 처리하고자 하는 웨이퍼 매수를 카운팅한다. 또한, 카세트 반송아암(7)은 대기부(5) 및 로더부(6)의 사이에 카세트(4)를 이송한다.
세정처리부(2)는 반입부(1) 및 반출부(3)의 사이에 설치되며, 제1 척세정 건조처리실(8a), 제1 약액처리실(8b), 제1 수세처리실(8c), 제2 수세처리실(8d), 제2 약액처리실(8e), 제3 수세처리실(8f), 제4 수세처리실(8g), 제2 척세정 건조처리실(8h) 및 웨이퍼 건조처리실(8i) 등이 직렬로 배열되어 있다. 이들 각각의 처리실(8a~8i) 내에는 각각의 처리조가 배치된다. 또한, 세정처리부(2)의 옆쪽에는 웨이퍼 반송블록(11)이 배치되어 있는데, 안내부(10)를 다라 웨이퍼 반송블록(11)이 수평방향(X 방향) 및 수직방향(Z 방향)으로 이동할 수 있도록 되어 있다. 웨이퍼 반송블록(11)은 복수매의 웨이퍼를 각각의 처리실(8a~8i)로 반송하는 웨이퍼척을 구비한다.
웨이퍼척은 상술한 공개특허 제1994-12520호에 개시된 바와 같이, 웨이퍼가 고정될 수 있는 웨이퍼 유지용 홈이 일정 간격으로 형성되어 있는 복수개의 지지봉을 포함하며, 각각의 처리실에 배치된 웨이퍼 보우트에 웨이퍼를 안착시키게 된다. 웨이퍼 반송블록(11)을 구성하는 웨이퍼척 및 각각의 처리실(8a~8i)에 배치된 웨이퍼 보우트에는 지지부재에 일정한 간격으로 홈이 형성되어 있으며, 이 홈에 각각의 웨이퍼가 안착되어 고정된 상태로 세정처리가 이루어지게 된다. 여기서, 웨이퍼척 및 웨이퍼 보우트의 상세한 구성은 공개특허 제1994-12520호에 상세히 기술되어 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상술한 종래의 기판 세정 장치는 설비 자동화의 일환인 SMIF 시스템을 운영하기 위하여 웨이퍼 카세트를 이용하게 되는데, 이러한 웨이퍼 카세트는 기판 세정 처리 뿐만 아니라 일반적인 반도체 제조 장치에 널리 사용되므로, 카세트에 장착되는 웨이퍼들 사이의 간격은 일정한 간격으로 고정되어 있다. 따라서, 종래의 기판 세정 장치에서 각각의 세정처리실에 복수개의 웨이퍼를 반송 및 세정하는데 사용되는 웨이퍼척 및 웨이퍼 보우트에 형성된 웨이퍼 지지용 홈들도 웨이퍼 카세트에서의 웨이퍼들 사이의 간격과 대략 동일한 간격으로 형성될 수밖에 없다.
그러나, 습식 세정 공정에서는 액상의 케미컬(chemical)들을 사용하여 처리하게 되므로, 세정처리조 내의 웨이퍼들 사이의 간격이 좁으면 좁을수록 세정 효과 및 건조 효과가 저하될 수밖에 없다.
본 발명은 상술한 종래의 기판 세정 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 세정 장치의 웨이퍼 반입부 및 반출부에 배치되어 복수의 웨이퍼들 사이 의 간격을 확장 및 축소시켜 배치할 수 있는 웨이퍼 간격 조절 장치 및 이를 포함하는 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판 세정 장치는, 웨이퍼 반입부, 복수개의 세정처리조를 포함하는 세정처리부, 웨이퍼 반출부 및 웨이퍼척을 구비하는 웨이퍼 반송블록을 포함하는 기판 세정 장치로서, 웨이퍼 반입부에 반입된 웨이퍼 카세트로부터 취출된 복수의 웨이퍼를 수납하고 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 웨이퍼 카세트에서의 웨이퍼들 사이의 간격보다 큰 간격으로 확장하는 웨이퍼 간격 확장 기구와, 세정처리부에서 세정 공정이 완료된 복수의 웨이퍼를 수납하고 웨이퍼 반출부에 준비된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼 간격에 맞게 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 축소하는 웨이퍼 간격 축소 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 웨이퍼 간격 확장 기구 및 웨이퍼 간격 축소 기구는, 낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각을 관통하여 형성되며 각각의 웨이퍼 지지블록이 자유롭게 이동될 수 있도록 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치는, 낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각을 관통하여 형성되며 각각의 웨이퍼 지지블록이 자유롭게 이동될 수 있도록 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉과, 복수의 웨이퍼 지지블록 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치 및 이를 포함하는 기판 세정 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 자세히 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치는, 낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록(103a1 ~ 103an)과, 이들 복수의 웨이퍼 지지블록들(103a1 ~ 103an) 각각을 관통하여 각각의 웨이퍼 지지블록들이 자유롭게 이동될 수 있도록 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉(102a, 102b)과, 복수의 웨이퍼 지지블록들(103a1 ~ 103an) 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더(110a1 ~ 110an)를 포함한다.
여기서, 웨이퍼 지지블록(103a1 ~ 103an)은, 수직으로 배치되는 낱장의 웨이퍼의 바닥 모서리부 및 측면 모서리부 각각을 지지하는 베이스부재(106a1 ~ 106an) 및 측면부재(104a1 ~ 104an)를 포함하고, 베이스부재 및 측면부재에는 웨이퍼의 바닥 모서리부 및 측면 모서리부가 각각 끼워지는 웨이퍼 지지홈(107a1 ~ 107an, 및 105a1 ~ 105an)이 형성된 것이 바람직하다. 또한, 복수의 에어실린더(110a1 ~ 110an)는 지지봉(102a, 102b)이 설치된 거치대(100a, 100b)의 하부에 수납될 수 있다. 또한, 복수의 에어실린더(110a1 ~ 110an) 각각은 연결부재(108a1 ~ 108an)을 통해 각각의 웨이퍼 지지블록(103a1 ~ 103an)에 연결된다. 웨이퍼 지지블록 및 에 어실린더의 개수는 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치가 설치될 기판 세정 장치에서 처리가능한 웨이퍼 개수에 따라 형성될 수 있으며, 통상 수십장의 웨이퍼가 동시에 세정 처리되므로, 웨이퍼 지지블록 및 에어실린더도 수십개로 구성될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치가 장착된 기판 세정 장치의 작동 방식을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 기판 세정 장치이지만, 본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치가 도 1에 도시한 종래의 기판 세정 장치에 추가로 설치되어 있음을 전제로 설명한다.
먼저, 복수개의 웨이퍼 카세트가 웨이퍼 반입부(1)에 이송되면, 로더부(6)에서 웨이퍼를 취출하고, 프리얼라인먼트기구를 통해 웨이퍼의 오리엔테이션 플랫을 원하는 배향으로 정렬하고, 아울러 웨이퍼 카운터에서 처리할 웨이퍼의 개수를 카운팅한다. 그 후, 소정의 웨이퍼척을 통해 복수개의 웨이퍼를 웨이퍼 반입부에 추가로 설치된 웨이퍼 간격 확장 기구(미도시)에 운반한다. 이때, 웨이퍼 오리엔테이션 정렬 및 카운팅이 완료된 웨이퍼들은 웨이퍼 카세트에 설정된 웨이퍼간 간격을 유지한 채로 웨이퍼 간격 확장 기구에 배치된다. 따라서, 웨이퍼 간격 확장 기구로 웨이퍼를 이송할 웨이퍼척은 웨이퍼 반입부에 반입된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼간 간격과 동일한 간격으로 복수의 홈이 각각 형성된 적어도 2이상의 지지봉을 포함하여 구성될 수 있다. 웨이퍼척의 상세한 구성은 국내공개특허 제1994-12520호에 개시된 웨이퍼척과 동일한 구성을 가지되, 다만 웨이퍼 지지홈의 간격에 차이가 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다음으로, 웨이퍼 간격 확장 기구는 도 2 및 도 3에 도시한 웨이퍼 간격 조절 장치와 동일한 구성을 가질 수 있으며, 웨이퍼 반입부 및 웨이퍼 반송블록 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 웨이퍼 간격 확장 기구는 초기에 웨이퍼가 반입부에 반입된 상태에서는 도 4a와 같이 개개의 웨이퍼 지지블록이 서로 연접하게 배치된다. 이와 같이 웨이퍼 지지블록들이 연접하게 배치된 상태에서는 웨이퍼들 사이의 간격이 웨이퍼 카세트의 웨이퍼간 간격과 동일한 간격(L1)이 된다. 웨이퍼 간격 확장 기구에 웨이퍼의 수납이 완료되면, 에어실린더(110a1 ~ 110an)가 미리 설정된 간격으로 동작되어 개개의 웨이퍼 지지블록(103a1 ~ 103an)들이 이동되며, 그에 따라 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격이 도 4b와 같이 간격 L2만큼 확장된다.
그 후, 웨이퍼 반송블록을 통해 세정처리부에 설치된 복수개의 세정처리부에 차례대로 이송되어 세정 공정이 진행된다. 이때, 웨이퍼 반송블록에 형성된 웨이퍼척과 세정처리조에는 웨이퍼 간격 확장 기구를 통해 확장된 웨이퍼간 간격이 유지될 수 있도록 확장된 웨이퍼간 간격을 가지는 복수의 웨이퍼 지지홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 웨이퍼 반송블록의 웨이퍼척 및 세정처리조의 웨이퍼 지지홈의 구성은 국내공개특허 제1994-12520호에 개시되어 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
확장된 웨이퍼간 간격(L2)을 유지하면서 일련의 세정 공정이 진행되며, 모든 세정 공정이 완료되면 웨이퍼 반송블록의 웨이퍼척을 이용하여, 도 2 및 도 3과 같은 웨이퍼 간격 조절 장치와 동일한 구성을 가지며 세정처리부 및 웨이퍼 반출부 사이에 배치된 웨이퍼 간격 축소 기구로 이송된다. 웨이퍼 간격 축소 기구에서는, 세정처리부에서 세정 공정이 완료된 복수의 웨이퍼를 수납하여 웨이퍼 반출부에서 대기하고 있는 웨이퍼 카세트의 웨이퍼 간격에 맞게 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 축소하게 된다. 보다 자세히 설명하면, 웨이퍼 간격 축소 기구에서는, 초기에는 도 4b와 같이 웨이퍼 지지블록(103a1 ~ 103an) 사이의 웨이퍼간 간격이 L2로 설정되도록 배치되고, 그 후 에어실린더(110a1 ~ 110an)가 구동되어 도 4a와 같이 웨이퍼간 간격이 L1이 되도록 웨이퍼 지지블록이 이동된다. 따라서, 웨이퍼 반출부에 대기하고 있는 웨이퍼 카세트의 웨이퍼간 간격과 동일 간격으로 웨이퍼가 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 간격 조절 장치를 이용하면, 종래의 SMIF 시스템을 그대로 이용하면서 동시에 기판 세정 공정시 웨이퍼간 간격을 확장시켜줌으로써 액상의 케미컬에 의한 세정 효과 및 웨이퍼 건조 효과를 극대화할 수 있다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼 반입부, 복수개의 세정처리조를 포함하는 세정처리부, 웨이퍼 반출부 및 웨이퍼척을 구비하는 웨이퍼 반송블록을 포함하는 기판 세정 장치로서,
    상기 웨이퍼 반입부에 반입된 웨이퍼 카세트로부터 취출된 복수의 웨이퍼를 수납하고, 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 상기 웨이퍼 카세트에서의 웨이퍼들 사이의 간격보다 큰 간격으로 확장하는 웨이퍼 간격 확장 기구; 및
    상기 세정처리부에서 세정 공정이 완료된 복수의 웨이퍼를 수납하고, 상기 웨이퍼 반출부에 준비된 웨이퍼 카세트의 웨이퍼 간격에 맞게 각각의 웨이퍼들 사이의 간격을 축소하는 웨이퍼 간격 축소 기구;를 포함하고,
    상기 웨이퍼 간격 확장 기구 및 상기 웨이퍼 간격 축소 기구는,
    낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록;
    상기 복수의 웨이퍼 지지블록 각각을 관통하여 형성되며, 상기 각각의 웨이퍼 지지블록이 자유롭게 이동될 수 있도록 상기 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉; 및
    상기 복수의 웨이퍼 지지블록 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 반송블록은,
    상기 웨이퍼 반입부에 반입된 상기 웨이퍼 카세트로부터 복수의 웨이퍼를 취출하여 상기 웨이퍼 간격 확장 기구에 배치하며, 상기 웨이퍼 카세트의 웨이퍼간 간격과 동일한 간격으로 복수의 홈이 각각 형성된 적어도 2 이상의 지지봉을 포함하는 상기 웨이퍼척을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 세정처리조 및 상기 웨이퍼 반송블록의 상기 웨이퍼척은 상기 웨이퍼 간격 확장 기구에 의해 확장된 웨이퍼간 간격에 맞게 형성된 복수의 웨이퍼 지지홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 간격 확장 기구는 상기 웨이퍼 반입부 및 상기 웨이퍼 반송블록 사이에 배치되고, 상기 웨이퍼 간격 축소 기구는 상기 세정처리부 및 상기 웨이퍼 반출부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  5. 낱장의 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼 지지홈이 각각 형성된 복수의 웨이퍼 지지블록;
    상기 복수의 웨이퍼 지지블록 각각을 관통하여 형성되며, 상기 각각의 웨이퍼 지지블록이 자유롭게 이동될 수 있도록 상기 복수의 웨이퍼 지지블록을 지지하는 적어도 2개 이상의 지지봉; 및
    상기 복수의 웨이퍼 지지블록 각각에 개별적으로 연결되어 이웃하는 웨이퍼 지지블록들 사이의 간격을 확장 및 축소하는 복수의 에어 실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 간격 조절 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지블록은, 수직으로 배치되는 낱장의 웨이퍼의 바닥 모서리부 및 측면 모서리부 각각을 지지하는 베이스부재 및 측면부재를 포함하고, 상기 베이스부재 및 상기 측면부재에는 상기 웨이퍼의 바닥 모서리부 및 측면 모서리부가 각각 끼워지는 상기 웨이퍼 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 간격 조절 장치.
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