KR100895963B1 - 웨이퍼 습식처리장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 습식처리장치는 웨이퍼 처리를 위해 처리액을 저장하는 배쓰, 배쓰 상에서 상하로 이동하며 웨이퍼를 처리액으로 삽입하거나 처리액으로부터 인출하는 웨이퍼 척 및 배쓰 상에 설치되어 강제 공기 유동을 형성하며 웨이퍼를 삽입 또는 인출하는 과정에서 처리액 일부가 주변으로 전달되는 것을 차단하기 위한 공기 댐퍼를 구비한다. 공기 댐퍼에 의해서 처리액이 주변으로 전이되는 것을 방지할 수 있다.

Description

웨이퍼 습식처리장치 {WET STATION FOR TREATING WAFERS}
본 발명은 웨이퍼 습식처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 웨이퍼를 약액에 넣거나 들어 올리는 과정에서 주변으로 튀는 약액을 대비할 수 있는 웨이퍼 습식처리장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 리소그래피, 증착 및 에칭 등의 공정을 반복적으로 수행한다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판(예를 들어 실리콘 웨이퍼) 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기물 등이 잔존하게 된다. 이와 같은 오염 물질은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 기판에 잔존된 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행되고, 세정 공정 후에는 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행된다.
습식 공정으로 웨이퍼를 처리하기 위한 장치로 웨이퍼 습식처리장치(WET STATION)이 있다. 웨이퍼 습식처리장치는 웨이퍼를 약액에 잠기게 하여 특정 반응을 일으키며, 특정 반응을 거치 웨이퍼의 표면을 세정하는 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로 웨이퍼 습식처리장치는 풉-단위(Foup-unit)로 웨이퍼를 로딩하며, 복수개로 제공되는 웨이퍼를 척으로 배쓰 간 이동시키며 화학반응 또는 세정 과정을 거 치도록 하고 있다.
종래에 웨이퍼에서 초기 작업에서 유기 오염물을 제거하기 위한 세정작업이 필요하며, 이때 웨이퍼를 황산 및 과산화수소가 혼합된 산성 약액에 담가 처리하고 있다. 하지만, 이러한 산성 약액과 같이 강한 화학물은 웨이퍼를 삽입하고 인출하는 과정에서 주변으로 튈 수 있으며, 주변으로 튄 화학물은 주변 배쓰를 오염시키는 원인이 될 수 있다.
또한, 황산과 과산화수소의 혼합 약액은 배쓰 내에서 약 120℃정도로 유지되기 때문에, 일단 주변 배쓰에 튀게 되면 일부라도 심각한 악영향을 미칠 수가 있다. 물론, 종래에도 배쓰의 중앙 상부에 배출장치가 사용되기도 하지만, 약액의 영향을 막기에는 부족함이 있다.
본 발명은 웨이퍼를 약액에 넣고 빼는 과정에서 약액이 튀어 주변을 오염시키거나 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 습식처리장치를 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 웨이퍼 습식처리장치는 웨이퍼 처리를 위해 처리액을 저장하는 배쓰 및 배쓰 상에서 상하로 이동하며 웨이퍼를 처리액에 삽입하거나 처리액으로부터 인출하는 웨이퍼 척을 포함한다. 특히, 웨이퍼 습식처리장치는 배쓰 상에 설치되어 강제 공기 유동을 형성하는 공기 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하며, 공기 댐퍼는 웨이퍼를 처리액에 삽입하거나 처리액으로부터 인출 과정에서 처리액 일부가 주변으로 전달되는 것을 공기의 강제 유동을 통해 효과적으로 차단할 수 있다.
공기 댐퍼는 일반적으로 공기의 강력 흡입을 통해 주변으로 튀는 공기 및 처리액 방울을 효과적으로 흡입할 수가 있다. 물론, 공기 댐퍼는 공기를 흡입하는 것만 아니라 공기를 강제로 배출, 즉 불어냄(blowing)을 통해 배쓰 상에 에어커튼을 형성할 수가 있으며, 이러한 흡입 또는 배출을 통해서 약액이 주변으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
공기 댐퍼는 항시 작동하는 것이 아니라, 웨이퍼가 해당 배쓰의 처리액으로 삽입되거나 처리액으로부터 인출되는 과정에 맞게 선택적으로 작동할 수 있다. 또한, 일부 배쓰에는 커버가 장착되어 처리 과정에서도 약액이 주변으로 튀거나 반대 로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는데, 여기서 커버가 열리는 과정에서도 공기 댐퍼가 선택적으로 작동할 수가 있다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼의 약액 삽입 또는 배출에 대응하도록 작동하는 강력 흡입 또는 배출 장치를 이용하여, 약액이 주변 배쓰로 튀거나 오염시키는 것을 방지할 수가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치는 배쓰(10), 웨이퍼 척(20) 및 흡입을 위한 공기 댐퍼(40)를 포함한다. 일반적으로 웨이퍼 습식처리장치는 복수개의 배쓰를 포함할 수 있으며, 그 중에서 황산 및 과산화수소의 혼합물을 포함하는 배쓰(10)를 중심으로 강력 공기 흡입을 위한 공기 댐퍼(40)가 장착될 수 있다. 또한, 웨이퍼 척(20)은 배쓰(10) 간을 이동하며 웨이퍼(25)를 소정의 순서에 따라 습식 처리과정을 거치도록 할 수가 있으며, 배쓰(10) 상에서는 상하로 이동하며 웨이퍼(25)를 배쓰(10) 내에 위치시키고 다시 상승시키는 작업을 할 수 있다.
일반적으로 황산 및 과산화수소를 취급하는 배쓰(10) 및 웨이퍼 척(20)은 이 들 처리액(15)와 반응을 하지 않는 석영 등을 재질로 형성될 수 있으며, 이들에 대해서는 종래의 배쓰 및 웨이퍼 척에 대한 내용을 참조할 수 있다. 또한 배쓰는 내조 및 외조를 모두 포함하는 구조로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 설명을 명확하게 하기 위해 배쓰(10)가 내조만 포함하는 구조로 도시되어 있다. 웨이퍼 척(20) 역시 석영 재질의 척, 석영의 척을 고정하기 위한 척 홀더 그리고 척과 척 홀더를 회전 및 상하좌우로 움직이게 할 수 있는 척 이송부 등을 포함할 수 있지만, 본 실시예에서는 공기 댐퍼(40) 등의 구성을 명확하게 보이도록 하기 위해 석영 재질의 척 이외 다른 웨이퍼 척 구조를 일부 생략하였다.
일반적으로, 배쓰들 상부 중앙에는 공기 배기장치(30)가 장착되기는 하지만, 이는 액적을 흡입하기 위한 용도라기 보다는 공기 배기를 위한 것으로 액적 상태로 튀기는 약액을 흡입하기에는 어려움이 있다. 하지만 본 실시예에서 공기 댐퍼(40)는 배쓰(10)의 상부에 근접하게 위치하여 강력히 공기를 흡입하기 때문에 액적으로 전이되는 약액을 효과적으로 흡수할 수 있다. 즉, 공기 댐퍼(40)의 경우, 주변 공기를 강력히 빨아들임으로써 약액이 주변 배쓰로 전달되지 못하고 흡입장치에 의해 흡입될 수 있도록 한다.
공기 댐퍼(40)는 배쓰(10)의 주변에 형성되는 것이 좋다. 공기 댐퍼(40)의 목적이 배쓰들 간의 처리액 전이를 방지하기 위한 것으로서, 가장 바람직하게는 배쓰들 간의 사이 공간에 위치하는 것이 좋으며, 처리액이 튈 때의 궤적을 조사 및 예상하여 그 궤적에 가깝게 위치시키는 것이 좋다. 따라서 공기 댐퍼(40)는 배쓰(10)의 주변을 따라 흡입구를 배치시키는 것이 좋으며, 공기 댐퍼(40)는 하나의 몸체 또는 복수개의 몸체로 제공될 수 있다.
특히, 공기 댐퍼(40)는 웨이퍼(25) 및 웨이퍼를 고정한 웨이퍼 척(20)이 처리액(15)에 들어갈 때 및 나올 때를 기준으로 작동할 수 있다. 즉, 웨이퍼가 처리되는 동안 공기 댐퍼가 항시 작동할 수도 있지만, 강력한 흡입은 항상 필요한 것이 아니라 처리액(15)이 튈 때 필요하기 때문에, 공기 댐퍼(40)는 웨이퍼(25) 및 웨이퍼 척(20)이 처리액(15)으로 들어가거나 나올 때를 기준으로 작동하여도 충분하다.
또한 도시된 바와 같이, 웨이퍼 척(20)이 배쓰(10) 내의 처리액(15)으로 들어가기 전에 커버(12)가 열리게 되며, 웨이퍼(25)를 배쓰(10) 내에 내려 놓고 올라온 후 커버(12)는 닫히게 되고, 다시 웨이퍼(25)를 들어 올리기 전에 커버(12)는 다시 열리게 된다. 커버(12)가 열릴 때, 처리액(15) 일부가 커버(12)에 묻어 있을 수 있으며 열리는 과정에서 커버(12)에 묻은 처리액(15)이 주변으로 튈 수가 있다.
따라서 공기 댐퍼(40)는 커버(12)가 열릴 때를 기준으로 그 전후에 추가로 작동할 수 있으며, 커버(12)의 열림과 동시에 처리액(15)이 주변으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치는 배쓰(10), 웨이퍼 척(20) 및 배출(blowing)을 위한 공기 댐퍼(50)를 포함한다. 일반적으로 웨이퍼 습식처리장치는 복수개의 배쓰를 포함할 수 있으며, 황산 및 과산화수소의 혼합물을 포함하는 배쓰(10)를 중심으로 강력 공기 배출을 위한 공기 댐퍼(50)가 장착될 수 있다. 또한, 웨이퍼 척(20)은 배쓰(10) 간을 이동하며 웨이퍼(25)를 소정의 순서에 따라 습식 처리과정을 거치도록 할 수가 있다.
참고로, 본 실시예에서 공기 댐퍼(50) 이외의 구성 요소는 이전 실시예에 설명된 배쓰(10), 웨이퍼 척(20), 공기 배기장치(30) 등에 대한 설명을 참조할 수 있으며, 이들에 대해 반복되는 설명은 생략될 수 있다.
배쓰들 상부 중앙에 장착된 공기 배기장치(30)는 공기 배기를 위한 것으로 액적 상태로 튀기는 약액을 흡입하기에는 어려움이 있다. 반면 공기 댐퍼(50)는 배쓰(10)의 주변 상부에 근접하게 위치하여 강력히 공기를 배출하기 때문에 액적으로 전이되는 약액을 효과적으로 차단할 수 있다. 즉, 공기 댐퍼(50)의 경우, 배쓰(10) 주변으로 강한 바람을 배출함으로써 배쓰(10) 주변으로 소위 에어 커튼(air curtain)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 공기 댐퍼(50)는 배쓰(10)의 주변에 형성되는 것이 좋다. 공기 댐퍼(50)의 목적이 배쓰들 간의 처리액 전이를 방지하기 위한 것으로서, 가장 바람직하게는 배쓰들 간의 공간에 위치하는 것이 좋으며, 공기 댐퍼(50)는 하나의 몸체 또는 복수개의 몸체로 제공될 수 있다.
또한, 공기 댐퍼(50)는 웨이퍼(25) 및 웨이퍼를 고정한 웨이퍼 척(20)이 처리액(15)에 들어갈 때 및 나올 때를 기준으로 작동할 수 있다. 다만, 에어 커튼을 형성해야 하기 때문에 처리액(15)이 튀는 시기 이전에 이미 공기 댐퍼(50)가 미리 작동하는 것이 좋다.
또한, 커버(12)가 열릴 때, 처리액(15) 일부가 커버(12)에 묻어 있을 수 있 으며 열리는 과정에서 커버(12)에 묻은 처리액(15)이 주변으로 튈 수가 있다. 따라서 공기 댐퍼(50)는 커버(12)가 열릴 때를 기준으로 그 전후에 작동할 수 있으며, 커버(12)의 열림과 동시에 처리액(15)이 주변으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 습식처리장치를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10：배쓰 15：처리액
20：웨이퍼 척 25：웨이퍼
30：공기 배기장치 40, 50：공기 댐퍼
12：커버

Claims (6)

  1. 웨이퍼 처리를 위해 처리액을 저장하는 복수개의 배쓰들;
    상기 배쓰들에서 상하로 이동하며 웨이퍼를 상기 배쓰들의 처리액으로 삽입하거나 처리액으로부터 인출하는 웨이퍼 척; 및
    상기 웨이퍼 척에 의한 웨이퍼의 삽입 또는 인출 과정에서 상기 배쓰들 간의 처리액 전이를 방지할 수 있도록 상기 배쓰들 간의 사이 공간에 배치되어 강제 공기 유동을 형성하는 공기 댐퍼;를 포함하는 웨이퍼 습식처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 댐퍼는 상기 웨이퍼 척에 의해 상기 웨이퍼가 상기 처리액으로 삽입 또는 인출되는 시점에 작동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배쓰의 상부에는 커버가 장착되며, 상기 공기 댐퍼는 상기 커버가 열리는 시점에 작동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식처리장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 댐퍼는 상기 웨이퍼 척에 의해 상기 웨이퍼가 상기 처리액으로 삽입 또는 인출되는 시점에 작동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식처리장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배쓰의 상부에는 커버가 장착되며, 상기 공기 댐퍼는 상기 커버가 열리는 시점에 작동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식처리장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 댐퍼는 상기 배쓰의 주변을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 습식처리장치.
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