KR100850860B1 - 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 배스에서 발생되는 거품에 의해 웨이퍼가 유동되는 것을 방지할 수 있도록 된 웨이퍼 가이드를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 상단에 길이방향을 따라 웨이퍼를 수직으로 세워서 꽂을 수 있는 슬롯이 일정간격을 두고 형성된 중앙안착대와, 상기 중앙안착대 좌우측에 일정간격을 두고 평행하게 위치하며 상단에는 역시 상기 슬롯과 대응되는 위치에 웨이퍼가 꽂아지는 슬롯이 형성된 측면지지대, 상기 중앙안착대와 측면지지대의 양단이 고정설치되며 가이드의 측부를 이루는 고정판, 상기 중앙안착대와 측면지지대 사이에 배치되고 상기 고정판에 양단이 설치되어 웨이퍼쪽으로 올라가는 거품을 차단하기 위한 차단판을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드를 제공한다.

웨이퍼가이드, 차단판, 홀, 배수구멍

Description

반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드{Guide for wafer in cleaning device}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 실시에에 따른 웨이퍼 가이드가 사용되는 상태를 도시한 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 웨이퍼 가이드를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼가이드 11 : 중앙안착대

12,14 : 슬릿 13 : 측면지지대

15 : 고정판 20 : 차단판

21 : 홀 22 : 배수구멍

본 발명은 반도체 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 습식세정장비에서의 웨이퍼 가이드(wafer guide)에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼를 집적 회로로 제조할 때 다양한 제조공정중에 발생하는 잔류 물질(residual chemicals), 작은 파티클(small particles), 오염물(contaminants) 등을 제거하기 위하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정 공정이 필요하다. 특히, 고집적화된 집적회로를 제조할 때는 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 미세한 오염물을 제거하는 세정 공정은 매우 중요하다.

반도체 웨이퍼의 습식 세정 공정은 화학 용액 처리 공정(약액 처리 공정)과, 수세 공정, 그리고 건조 공정으로 나눌 수 있다. 상기 화학 용액 처리 공정은 고순도 및 고농도의 화학약품을 이용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 공정이며, 수세 공정은 화학 용액 처리된 반도체 웨이퍼를 순수로 세척하는 공정이며, 상기 건조 공정은 수세 처리된 반도체 웨이퍼를 건조하는 공정이다.

여기서 상술한 습식 세정(Wet station)장치는 파티클, 유기오염, 자연산화막, 이온성 불순물, 중금속 오염등 다양한 세정 대상을 제거하기 위해 복수개의 세정액을 조합하여 복수개의 처리조(process bath)를 순차적(Sequence)으로 편성할 수 있지만, 반면에 장비가 대형화하게 된다. 더욱이, 최근 웨이퍼의 대구경화와 함께 각 처리조(Process Bath)도 커져야 한다. 또한, 각종 화학약품(Chemical), 순수 이온수(D.I Water), 정화된 공기(Flash Air)를 다량으로 소비해야 하기 때문에 각 처리조(process bath)는 작을수록 에너지의 소비나 비용절감 측면에서 유리하다. 따라서, 최근의 습식세정(Wet station) 장비는 상술한 대형화에 대응하기 위해 처리조(process bath) 내에서 필요 없이 면적을 많이 차지하는 기존의 웨이퍼 카세트(Wafer Cassette)를 사용하지 않고 웨이퍼 가이드(Wafer Guide)라는 웨이퍼 를 보호/유지하고, 반송하는 수단을 사용하여 습식세정(Wet station) 장비 내에서 웨이퍼를 가공하고 있다.

그런데 상기한 종래의 웨이퍼 가이드의 경우 그 구조상 N₂가스나 오존가스를 투입하는 형태의 배스(bath)에 적용하는 경우 또는 화학약품으로 H₃PO₄를 사용함에 따라 배스 내부의 온도를 고온으로 유지시키기 위하여 배스 내부에 히터를 설치한 경우에는 배스 내에서 거품(bubble)이 형성되고 이 거품에 의해 웨이퍼 가이드에 놓여진 웨이퍼가 들어올려지는 등 유동현상이 발생하는 문제점이 있다.

즉, 종래기술에 따른 습식세정(Wet station) 장비의 웨이퍼 가이드(wafer guide)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상단을 따라 26개의 웨이퍼(50)를 수직으로 세워서 꽂을 수 있는 슬롯(Slots, 101)이 형성된 중앙 안착대(100)와 이 중앙안착대 좌우측에 일정간격을 두고 위치하고 상단에 역시 웨이퍼가 꽂혀지는 슬롯(111)이 형성된 측면지지대(110), 상기 중앙안착대와 측면지지대의 각 선단부에 설치되는 고정판(120)을 포함한다.

이에 따라 각 슬롯에 웨이퍼를 수직으로 꽂게 되면 일정간격을 두고 웨이퍼가 세워져 적재되고 이렇게 웨이퍼가 적재된 채 공정이 진행된다.

웨이퍼 가이드는 각각의 배스마다 있으며 웨이퍼를 이동시키는 로봇이 배스 내부로 웨이퍼를 진입시켜 공정을 진행시키게 된다.

그런데, 상기한 종래의 구조는 중앙안착대와 측면지지대 사이의 공간을 통해 언급한 바와 같이 거품이 유입되면서 거품에 의해 웨이퍼가 유동되는 현상이 발생 된다.

예컨대, 히터를 사용하는 배스의 경우 히터의 발열반응에 의해 배스에 담긴 화학약품용액에서 거품이 발생되며 이렇게 발생된 거품은 상부로 올라오면서 가이드의 중앙안착대와 측면지지대 사이로 그대로 통과하면서 가이드에 적재되어 있는 웨이퍼를 위쪽으로 들어올리게 된다.

이에 따라 가이드에 적재된 웨이퍼가 제 위치를 벗어나는 현상(cross-slot)이 발생되고 심할 경우 웨이퍼가 파손되는 문제가 발생되며, 파손된 웨이퍼 조각의 영향으로 후속으로 투입되는 웨이퍼가 쓰러져 대형 사고가 발생될 소지가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배스에서 발생되는 거품에 의해 웨이퍼가 유동되는 것을 방지할 수 있도록 된 웨이퍼 가이드를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 N₂가스나 오존가스를 투입하는 형태의 배스나 내부에 히터가 설치된 배스에 공통적으로 사용할 수 있도록 함으로써 통합형 가이드 사용으로 관리의 편의성을 제공할 수 있도록 된 에이퍼 가이드를 제공함에 또다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼 가이드는 하부를 막아 배스 밑에서부터 올라오는 거품을 차단할 수 있도록 함을 그 요지로 한다.

이를 위해 본 발명은 웨이퍼 가이드에 있어서, 하부에 거품을 차단하기 위한 차단판이 설치된 구조로 되어 있다.

여기서 상기 차단판은 그 전면에 다수개의 홀이 더욱 형성될 수 있다. 이는 거품의 효과적인 차단과 더불어 화학약품용액의 양호한 순환을 위함이다.

또한, 본 발명은 화학약품용액 드레인 시 웨이퍼가 가이드에 화학약품용액이 정체되는 것을 방지하기 위하여 상기 차단판 저부에 배수구멍이 더욱 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시에에 따른 웨이퍼 가이드가 사용되는 상태를 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 세정설비의 배스(bath; 60)는 화학약품용액이 내부에 저장되며 상부를 통해 웨이퍼(50)가 로봇에 의해 진입되어 웨이퍼 가이드(10)로 적재될 수 있도록 되어 있고, 저부에는 화학약품용액을 공급하기 위한 공급라인(61)과 화학약품용액을 고온으로 가열하기 위한 히터(62)가 설치된 구조로 되어 있다.

여기서 상기 웨이퍼 가이드(10)는 세정설비의 배스에 위치하며 웨이퍼를 적재하여 배스 내에서 웨이퍼(50)를 지지하는 역할을 수행하게 되며, 이를 위해 상기 웨이퍼 가이드(10)는 상단에 길이방향을 따라 웨이퍼를 수직으로 세워서 꽂을 수 있는 슬롯(12)이 일정간격을 두고 형성된 중앙안착대(11)와, 이 중앙안착대(11) 좌 우측에 일정간격을 두고 평행하게 위치하며 상단에는 역시 상기 슬롯(12)과 대응되는 위치에 웨이퍼가 꽂아지는 슬롯(14)이 형성된 측면지지대(13), 상기 중앙안착대(11)와 측면지지대(13)의 양단이 고정설치되며 가이드(10)의 측부를 이루는 고정판(15), 상기 중앙안착대(11)와 측면지지대(13) 사이에 배치되고 상기 고정판(15)에 양단이 설치되어 웨이퍼쪽으로 올라가는 거품을 차단하기 위한 차단판(20)을 포함한다.

이에 따라 상기 차단판(20)이 밑에서 올라오는 거품을 차단함에 따라 거품에 의해 웨이퍼(50)가 유동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

여기서 상기 차단판(20)은 표면에 일정간격으로 다수개의 홀(21)이 더욱 형성된다.

상기 홀(21)은 배스(60) 내의 화학약품용액이 차단판(20)에 관계없이 원활하게 웨이퍼(50)로 순환될 수 있도록 하기 위한 것으로, 거품은 차단판(20)에 의해 차단되고 화학약품용액만이 홀(21)을 통해 웨이퍼로 유통될 수 있게 된다.

상기 홀(21)의 크기와 그 개수에 대해서는 특별히 한정되지 않으며 거품을 막을 수 있는 정도의 크기와 화학약품용액의 원활한 순환을 유지할 수 있는 정도의 개수면 가능하다 할 것이다.

또한 상기 가이드(10)의 경우 웨이퍼가 원형을 이룸에 따라 중앙안착대(11)가 가장 밑에 위치하고 그 양측의 측면지지대(13)는 중앙안착대(11)보다 약간 위쪽에 위치한 구조를 이루는 데, 이에 따라 중앙안착대(11)와 측면지지대(13) 사이에 설치되는 차단판(20) 또한 중앙안착대(11)를 향해 하향 경사진 구조로 설치된다.

이에 따라 상기 차단판(20)이 중앙안착대(11)와 연결된 구조하에서는 화학약품용액 드레인시 차단판(20)과 중앙안착대(11) 사이로 흘러내린 화학약품용액이 밑으로 배출될 수 없게 된다.

이를 방지하기 위하여 본 장치는 상기 차단판(20)을 중앙안착대(11)에 연결시키지 않음으로써 차단판(20)의 하단과 상기 중앙안착대(11) 사이에 화학약품용액이 빠져나갈 수 있는 배수구멍(22)을 형성한다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

웨이퍼를 본 장치에 따른 웨이퍼 가이드(10)에 적재시키게 되면 중앙안착대(11)와 측면지지대(13) 사이에 설치된 차단판(20)이 웨이퍼 밑에 위치하여 웨이퍼 하부를 가리게 된다.

이 상태에서 세정설비의 배스(bath) 내부로 로봇이 웨이퍼를 진입시켜 가이드(10)에 적재시키고 세정공정을 진행시키게 되면 배스 내에 설치된 히터(62)의 작동에 따라 화학약품용액에서 거품이 발생되어 위로 올라오게 된다.

이렇게 상승되는 거품은 차단판(20)에 의해 차단되어 웨이퍼쪽으로 진입되지 못하게 되고 배스 내의 화학약품용액은 차단판(20)에 형성된 홀(21)을 통해 웨이퍼쪽으로 순환됨으로써 화학약품용액에 의한 원활한 세정작업은 그대로 유지된다.

한편, 화학약품용액을 드레인시키게 되면 화학약품용액은 차단판(20)에 형성된 홀(21)과 차단판(20) 저부에 형성된 배수구멍(22)을 통해 빠져나가게 되어 가이드(10)에 정체되지 않는다.

본 발명은 이상과 같이 상당히 획기적인 기능을 갖는 웨이퍼 가이드를 제공 하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드에 의하면, 배스내에서 발생되는 거품에 의해 웨이퍼가 유동되는 것을 방지하고 이에 따라 웨이퍼가 가이드에서 이탈되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 하나의 가이드로 다양한 종류의 배스에 적용할 수 있게 되어 가이드 관리를 용이하게 할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 상단에 길이방향을 따라 웨이퍼를 수직으로 세워서 꽂을 수 있는 슬롯이 형성된 중앙안착대;

   상기 중앙안착대 좌우측에 평행하게 위치하며 상단에는 상기 슬롯과 대응되는 위치에 웨이퍼가 꽂아지는 슬롯이 형성된 측면지지대;

   상기 중앙안착대와 측면지지대의 양단이 고정설치되며 가이드의 측부를 이루는 고정판;

   상기 중앙안착대와 측면지지대 사이에 배치되고 상기 고정판에 양단이 설치되어 웨이퍼쪽으로 올라가는 거품을 차단하기 위한 차단판; 및

   상기 차단판의 하단과 상기 중앙안착대 사이에 화학약품용액이 빠져나갈 수 있도록 형성된 배수구멍을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 차단판은 표면에 다수개의 홀이 더욱 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 가이드.
3. 삭제

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