KR101317252B1 - 웨이퍼 세정시스템 - Google Patents

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KR101317252B1
KR101317252B1 KR1020120105233A KR20120105233A KR101317252B1 KR 101317252 B1 KR101317252 B1 KR 101317252B1 KR 1020120105233 A KR1020120105233 A KR 1020120105233A KR 20120105233 A KR20120105233 A KR 20120105233A KR 101317252 B1 KR101317252 B1 KR 101317252B1
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steam
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김순철
서범문
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청진테크 주식회사
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 세정시스템에 관한 것으로, 본 발명은 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 구비되며, 내부에 위치하는 웨이퍼를 세정하는 복수 개의 세정 챔버들; 상기 베이스 프레임에 구비되며, 카세트가 장착되는 복수 개의 카세트 장착유닛들; 상기 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 이동시키거나 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 카세트로 이동시키는 웨이퍼 이송유닛; 상기 세정 챔버들에 각각 위치하는 웨이퍼에 스팀이 분사되도록 상기 세정 챔버들에 각각 스팀을 공급하는 스팀공급유닛; 상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀과 함께 순수가 분사되도록 상기 세정 챔버들에 순수를 공급하는 순수공급유닛을 포함한다. 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 세정시키는 공정 시간을 단축시키고, 웨이퍼를 세정시키는데 사용되는 세정액(약액) 및 순수의 소모량을 최소화시키게 된다.

Description

웨이퍼 세정시스템{SYSTEM FOR CLEANING WAFER}
본 발명은 웨이퍼 세정시스템에 관한 것이다.
반도체 공정에서는 웨이퍼를 세정하는 세정 공정이 반복된다. 웨이퍼를 세정하는 이유는 포토레지스트막이나 폴리머막 등의 유기물이나 파티클 등을 제거하는 것이다. 웨이퍼를 세정하는 공정은, 일반적으로, 세정 장비에서 진행된다. 세정 장비는 생산성을 높이기 위하여 짧은 시간에 많은 웨이퍼를 세정할 수 있어야 한다. 그렇지 못할 경우, 반도체 제조 라인에 설치시 전체 생산 라인의 생산성을 떨어뜨리게 된다.
또한, 세정 공정에서는, 일반적으로 알칼리성 세정액과 산성 세정액의 조합이나 그 밖의 약품 등을 사용하고, 또한 그 잔류물을 제거하기 위한 린스 공정에서는 대량의 순수(純水)(deionized water)를 사용한다. 웨이퍼 세정 공정에 사용되는 세정액은 고가이고 환경 오염을 유발시키는 물질이다. 이와 같은 환경 오염을 유발시키는 세정액의 사용은 최소화하여야 한다.
본 발명의 목적은 웨이퍼를 세정시키는 공정 시간을 단축시키는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 세정시키는데 사용되는 약액 및 순수의 소모량을 최소화시키는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에 구비되며, 내부에 위치하는 웨이퍼를 세정하는 복수 개의 세정 챔버들; 상기 베이스 프레임에 구비되며, 카세트가 장착되는 복수 개의 카세트 장착유닛들; 상기 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 이동시키거나 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 카세트로 이동시키는 웨이퍼 이송유닛; 상기 세정 챔버들에 각각 위치하는 웨이퍼에 스팀이 분사되도록 상기 세정 챔버들에 각각 스팀을 공급하는 스팀공급유닛; 상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀과 함께 순수가 분사되도록 상기 세정 챔버들에 순수를 공급하는 순수공급유닛;을 포함하는 웨이퍼 세정시스템이 제공된다.
상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀 및 순수와 함께 압축건조공기가 분사되도록 상기 세정 챔버들에 압축건조공기를 공급하는 압축건조공기공급유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 제1세정액이 분사되도록 상기 세정 챔버들에 제1세정액을 공급하는 제1세정액공급유닛과, 상기 웨이퍼에 제2세정액이 분사되도록 상기 세정 챔버에 제2세정액을 공급하는 제2세정액공급유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 세정 챔버들에 각각 연결되며, 상기 세정 챔버에 위치한 웨이퍼에 분사된 제1세정액을 상기 제1세정액공급유닛으로 회수하는 제1세정액회수유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 세정 챔버들에 각각 연결되며, 상기 세정 챔버에 위치한 웨이퍼에 분사된 제2세정액을 상기 제2세정액공급유닛으로 회수하는 제2세정액회수유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 카세트 장착유닛들은 베이스 프레임의 앞쪽에 좌우 방향으로 배열되고, 상기 세정 챔버들은 상기 베이스 프레임의 중간 부분에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 웨이퍼 이송유닛은 상기 카세트 장착유닛들과 상기 세정 챔버들 사이에 구비되는 제1 가이드 레일과, 상기 세정 챔버들 사이에 상기 제1 가이드 레일과 수직 방향으로 위치하는 제2 가이드 레일과, 상기 제1,2 가이드 레일 사이에 구비되는 버퍼유닛과, 상기 제1 가이드 레일을 따라 움직이면서 상기 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 버퍼유닛에 이송시키고 상기 버퍼유닛에 위치한 웨이퍼를 상기 카세트에 적재시키는 제1 이송로봇과, 상기 제2 가이드 레일을 따라 움직이면서 상기 버퍼유닛에 위치한 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 공급하고 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 상기 버퍼유닛에 이송시키는 제2 이송로봇을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 세정 챔버에 위치한 웨이퍼를 세정시 스팀 분사유닛을 통해 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 웨이퍼에 분사하게 되므로 웨이퍼의 제거할 도포 물질, 예를 들면, 포토레지스트 등과 같은 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 이로 인하여, 웨이퍼를 세정하는 시간을 단축시키게 된다.
또한, 본 발명은 세정 챔버에 위치한 웨이퍼를 세정시 웨이퍼에 제1세정액을 분사한 후 웨이퍼에 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체를 분사하고 이어 제1세정액을 분사하는 과정을 반복하게 될 경우 웨이퍼의 제거할 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 즉, 웨이퍼의 제거할 도포 물질이 제1세정액에 의해 세정되고, 이어 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체로 웨이퍼의 제거할 도포 물질을 세정하게 되므로 웨이퍼의 제거할 도포 물질을 효과적으로 빠르게 제거하게 된다.
또한, 본 발명은 제1세정액회수유닛이 구비되므로 웨이퍼에 분사된 제1세정액을 제1세정액저장탱크로 회수하게 되어 웨이퍼에 분사된 제1세정액이 폐기되는 것을 방지하게 된다. 아울러, 제2세정액회수유닛이 구비되므로 웨이퍼에 분사된 제2세정액을 제2세정액저장탱크로 회수하게 되어 웨이퍼에 분사된 제2세정액이 폐기되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 제1세정액과 제2세정액의 소모량을 줄이게 될 뿐만 아니라 환경 오염의 부담을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 제1 이송로봇이 카세트 장착유닛들과 평행하게 직선 이동하면서 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 버퍼유닛에 이동시키고 제2 이송로봇이 세정 챔버들에 평행하게 직선으로 이동하면서 버퍼유닛에 위치한 웨이퍼를 세정 챔버들에 이동시키고 세정 챔버들에서 세정이 끝난 웨이퍼를 버퍼유닛으로 이동시키게 되므로 카세트에 적재된 웨이퍼를 세정 챔버들에 이동시키고 세정 챔버에서 세정이 끝난 웨이퍼를 카세트로 이동시키는 경로가 짧을 뿐만 아니라 웨이퍼 이동시간이 짧게 된다. 이로 인하여, 웨이퍼 세정시키는 전체 공정시간을 단축시키게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 상부를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 하부 일부분을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 측면 일부분을 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예를 구성하는 순수회수유닛을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 제1세정액회수유닛과 제2세정액회수유닛을 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 상부를 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 하부 일부분을 도시한 평면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예의 측면 일부분을 도시한 측면도이다.
도 1, 2, 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정시스템의 일실시예는 베이스 프레임(100), 복수 개의 세정 챔버(200)들, 복수 개의 카세트 장착유닛(300)들, 웨이퍼 이송유닛(400), 스팀공급유닛(500), 순수공급유닛(600), 압축건조공기공급유닛(700)을 포함한다.
상기 베이스 프레임(100)의 일실시예로, 상기 베이스 프레임(100)은, 전면쪽에 구비되는 전면 설치공간부(S1)와, 후면쪽에 구비되는 후면 설치공간부(S2)와, 중간 부분에 구비되는 중간 설치공간부(S3)를 포함한다.
상기 복수 개의 세정 챔버(200)들은 상기 중간 설치공간부(S3)에 위치하도록 상기 베이스 프레임(100)에 설치된다. 상기 세정 챔버(200)들은 네 개인 것이 바람직하며, 이하에서 상기 세정 챔버(200)들은 네 개인 경우에 대하여 설명한다. 상기 네 개의 세정 챔버(200)들은 사각 형태를 이루도록 배치되며, 좌측에 앞쪽에 위치하는 것을 제1 세정 챔버(200A), 좌측 뒤쪽에 위치하는 것을 제2 세정 챔버(200B), 우측 앞에 위치하는 것을 제3 세정 챔버(200C), 우측 뒤에 위치하는 것을 제4 세정 챔버(200D)라 한다.
상기 네 개의 세정 챔버(200)들은 모두 구성이 같은 것이 바람직하다.
상기 세정 챔버(200)는 챔버(210)와, 상기 챔버(210) 내부에 구비되며 웨이퍼가 버큠에 의해 흡착 고정되는 웨이퍼 장착부(220)와, 상기 챔버(210)에 설치되는 분사 유닛들을 포함한다. 상기 분사 유닛들은 스팀(steam)과 순수(deionized water)와 그리고 압축건조공기(CDA;Compressed Dry Air)를 함께 웨이퍼에 분사시키는 스팀 분사유닛(N1)과, 제1세정액을 웨이퍼에 분사시키는 제1세정액 분사유닛(N2)과, 제2세정액을 웨이퍼에 분사시키는 제2세정액 분사유닛(N3)과, 별도로 순수를 웨이퍼에 분사시키는 순수 분사유닛(N4)과, 웨이퍼 건조를 위하여 웨이퍼에 질소를 분사시키는 건조가스분사유닛(N5)를 포함한다. 상기 분사 유닛들을 구성하는 스팀 분사유닛(N1), 제1세정액 분사유닛(N2), 제2세정액 분사유닛(N3), 순수 분사유닛(N4), 건조가스분사유닛(N5)은 선택적으로 상기 챔버(210)에 설치될 수 있다.
상기 복수 개의 카세트 장착유닛(300)들은 상기 베이스 프레임(100)의 전면 설치공간부(S1)에 위치하도록 베이스 프레임(100)에 설치된다. 상기 복수 개의 카세트 장착유닛(300)들은 좌우 방향으로 일렬로 배열되는 것이 바람직하다. 상기 카세트 장착유닛(300)에 카세트가 착탈 가능하게 장착된다.
상기 웨이퍼 이송유닛(400)은 상기 카세트 장착유닛(300)에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 세정 챔버(200)들에 공급하거나 상기 세정 챔버(200)들에 위치한 웨이퍼를 카세트로 회수한다. 상기 웨이퍼 이송유닛(400)은 제1 가이드 레일(410), 제2 가이드 레일(420), 버퍼유닛(430), 제1 이송로봇(440), 제2 이송로봇(450)을 포함한다.
상기 제1 가이드 레일(410)은 상기 카세트 장착유닛(300)들과 상기 세정 챔버(200)들 사이에 위치함과 아울러 상기 베이스 프레임(100)의 전면 설치공간부(S1)에 위치한다. 상기 제1 가이드 레일(410)은 설정된 길이를 가지며, 상기 카세트 장착유닛(300)들의 열과 평행하게 위치한다. 상기 제2 가이드 레일(420)은 상기 세정 챔버(200)들 사이에 상기 제1 가이드 레일(410)과 수직 방향으로 위치한다. 즉, 상기 제2 가이드 레일(420)은 제1,2 세정 챔버(200A)(200B)들 열과 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)들 열 사이에 위치하며, 상기 제1,2 세정 챔버(200A)(200B)들에 인접하게 위치하는 것이 바람직하다. 상기 버퍼유닛(430)은 상기 제1,2 가이드 레일들(410)(420) 사이에 위치하되, 제1,3 세정 챔버(200A)(200C)들 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 버퍼유닛(430)은 내부에 웨이퍼들을 적재할 수 있는 복수 개의 적재공간들이 구비된다. 상기 제1 이송로봇(440)은 상기 제1 가이드 레일(410)을 따라 움직이면서 상기 카세트 장착유닛(300)에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 집어 상기 버퍼유닛(430)에 적재시키고 상기 버퍼유닛(430)에 적재된 웨이퍼를 상기 카세트에 적재시킨다. 상기 제2 이송로봇(450)은 상기 제2 가이드 레일(420)을 따라 움직이면서 버퍼유닛(430)에 적재된 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 공급하고 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 상기 버퍼유닛(430)에 적재시킨다.
상기 스팀공급유닛(500)은 스팀을 발생시키는 복수 개의 스팀 발생기(510)들과, 상기 스팀 발생기(510)들과 세정 챔버(200)들을 각각 연결하는 스팀공급연결유닛(520)을 포함한다. 상기 스팀 발생기(510)들의 수는 상기 세정 챔버(200)들의 수와 같은 것이 바람직하며, 따라서 상기 스팀 발생기(510)들이 네 개인 경우에 대하여 설명한다. 상기 네 개의 스팀 발생기를 제1,2,3,4 스팀 발생기(510A)(510B)(510C)(510D)라 한다. 상기 스팀공급연결유닛(520)은 제1 스팀 발생기(510A)와 제1 세정 챔버(200A)를 연결하는 제1 스팀공급라인(SL1)과 상기 제2 스팀 발생기(510B)와 제2 세정 챔버(200B)를 연결하는 제2 스팀공급라인(SL2)과, 상기 제3 스팀 발생기(510C)와 제3 세정 챔버(200C)를 연결하는 제3 스팀공급라인(SL3)과, 상기 제4 스팀 발생기(510D)와 제4 세정 챔버(200D)를 연결하는 제4 스팀공급라인(SL4)과 상기 제1,2,3,4 스팀공급라인(SL1)(SL2)(SL3)(SL4)에 각각 구비되어 스팀 공급을 제어하는 제1,2,3,4 스팀제어유닛(SV1)(SV2)(SV3)(SV4)을 포함한다. 상기 제1,2,3,4 스팀공급라인(SL1)(SL2)(SL3)(SL4)이 상기 제1,2,3,4 세정 챔버(200A)(200B)(200C)(200D)에 각각 연결될 때 상기 세정 챔버(200)의 스팀 분사유닛(N1)에 연결된다.
상기 네 개의 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)은 상기 베이스 프레임(100)의 후면 설치공간부(S2)에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 베이스 프레임(100)의 후면 설치공간부(S2)는 구획 프레임(미도시)에 의해 상,하부 설치공간(S2A)(S2B)으로 구획되며, 상기 네 개의 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)은 상기 하부 설치공간(S2B)의 하면에 설치됨이 바람직하며, 상기 네 개의 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)은 사각 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 상기 하부 설치공간(S2B)의 좌측 앞쪽에 제1 스팀 발생기(510A)가 위치하고 좌측 뒤쪽에 제2 스팀 발생기(510B)가 위치하고 우측 앞쪽에 제3 스팀 발생기(510C)가 위치하고 우측 뒤쪽에 제4 스팀 발생기(510D)가 위치하는 것이 바람직하다.
상기 순수공급유닛(600)은 상기 세정 챔버(200)들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀과 함께 순수가 분사되도록 상기 세정 챔버(200)들에 순수(deionized water)를 공급한다. 상기 순수공급유닛(600)은 순수저장탱크(610)와, 상기 순수저장탱크(610)와 상기 세정 챔버(200)들을 연결하는 제1 순수공급연결유닛(620)과, 상기 순수저장탱크의 순수를 펌핑하는 펌핑유닛(630)을 포함한다. 상기 순수저장탱크(610)는 상기 후면 설치공간부(S2)에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 제1 순수공급연결유닛(620)은 상기 순수저장탱크(610)와 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 연결하는 복수 개의 순수공급라인들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 순수공급라인은 세정 챔버(200)의 스팀 분사유닛(N1)에 연결된다. 또한, 상기 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)에 각각 순수 분사유닛(N4)이 구비된 경우 상기 순수공급라인들에 각각 분지라인(미도시)이 연결되어 그 분지라인이 순수 분사유닛(N4)에 연결된다.
또한, 상기 제1,2,3,4 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)에 순수가 공급되도록 상기 순수저장탱크(610)와 제1,2,3,4 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)을 연결하는 제2 순수공급연결유닛(640)이 구비된다. 상기 제2 순수공급연결유닛(640)은 상기 순수저장탱크(610)와 제1,2,3,4 스팀 발생기들(510A)(510B)(510C)(510D)을 각각 연결하는 복수 개의 순수공급라인들을 포함한다.
상기 압축건조공기공급유닛(700)은 상기 세정 챔버(200)들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀 및 순수와 함께 압축건조공기가 분사되도록 세정 챔버(200)들에 각각 압축건조공기가 공급된다. 상기 압축건조공기공급유닛(700)은 컴프레서(710)와, 상기 컴프레서(710)와 상기 세정 챔버(200)들을 연결하는 공기공급연결유닛(720)을 포함한다. 상기 공기공급연결유닛(720)은 상기 컴프레서(710)와 상기 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 각각 연결하는 복수 개의 공기공급라인들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 공기공급라인은 세정 챔버(200)의 스팀 분사유닛(N1)에 연결된다.
상기 베이스 프레임(100)에, 상기 세정 챔버(200)들에 각각 위치하는 웨이퍼에 제1세정액과 제2세정액이 각각 분사되도록 상기 세정 챔버(200)들에 각각 제1세정액과 제2세정액을 공급하는 제1세정액공급유닛(800)과 제2세정액공급유닛(900)이 설치될 수 있다. 상기 제1세정액공급유닛과 제2세정액공급유닛이 구비된 경우 상기 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)에 각각 제1세정액 분사유닛(N2)과 제2세정액 분사유닛(N3)이 구비된다. 일예로, 상기 제1세정액은 ELS가 될 수 있고, 제2세정액은 이소프로필알코올이 될 수 있다.
상기 제1세정액공급유닛(800)은 제1세정액저장탱크(810)와, 상기 제1세정액저장탱크(810)와 상기 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 연결하는 제1세정액공급연결유닛(820)을 포함한다. 상기 제1세정액공급연결유닛(820)은 상기 제1세정액저장탱크(810)와 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 연결하는 복수 개의 제1세정액공급라인들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1세정액공급라인은 상기 세정 챔버(200)의 제1세정액 분사유닛(N2)에 연결된다. 상기 제1세정액저장탱크(810)의 옆에 제1세정액저장탱크(810)가 하나 더 구비되는 것이 바람직하다. 하나의 제1세정액저장탱크(810)를 교체할 경우 다른 제1세정액저장탱크(810)에서 제1세정액이 공급된다.
상기 제1세정액저장탱크(810)들은 상기 베이스 프레임(100)의 하부 설치공간부(S2A)의 우측에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 제2세정액공급유닛(900)은 제2세정액저장탱크(810)와, 상기 제2세정액저장탱크(910)와 상기 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 연결하는 제2세정액공급연결유닛(920)을 포함한다. 상기 제2세정액공급연결유닛(920)은 상기 제2세정액저장탱크(910)와 제1,2,3,4 세정 챔버들(200A)(200B)(200C)(200D)을 연결하는 복수 개의 제2세정액공급라인들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2세정액공급라인은 상기 세정 챔버(200)의 제2세정액 분사유닛(N3)에 연결된다. 상기 제2세정액저장탱크(910)의 옆에 제2세정액저장탱크(910)가 하나 더 구비되는 것이 바람직하다. 하나의 제2세정액저장탱크(910)를 교체할 경우 다른 제2세정액저장탱크(910)에서 제2세정액이 공급된다.
상기 제2세정액저장탱크(910)들은 상기 베이스 프레임(100)의 하부 설치공간부(S2A)의 좌측에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 세정 챔버(200)에 위치한 웨이퍼에 분사된 다상 유체를 회수하는 다상유체회수유닛(660)이 상기 세정 챔버(200)들에 연결됨이 바람직하다. 상기 다상유체회수유닛(660)의 일실시예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 세정 챔버(200A)(200B)들에 각각 분사된 다상 유체가 모이는 제1 회수통(661)과, 상기 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)들에 각각 분사된 다상 유체가 모이는 제2 회수통(662)과, 상기 제1 회수통(661)에 회수된 다상 유체 중 순수가 폐수되는 제1 폐수라인(663)과, 상기 제2 회수통(662)에 회수된 순수가 폐수되는 제2 폐수라인(664)을 포함한다. 상기 제1,2 폐수라인(663)(664)은 폐수처리수단(미도시)에 연결된다. 상기 제1,2 회수통(661)(662)으로 회수된 다상 유체 중 기체는 배기처리된다.
상기 세정 챔버(200)에 위치한 웨이퍼에 분사된 제1세정액을 상기 제1세정액공급유닛(800)의 제1세정액저장탱크(810)로 회수하는 제1세정액회수유닛(840)이 상기 세정 챔버(200)들에 연결됨이 바람직하다. 상기 제1세정액회수유닛(840)의 일실시예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 세정 챔버(200A)(200B)들에 각각 분사된 제1세정액이 모이는 좌측 제1세정액회수통(841)과, 상기 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)들에 각각 분사된 제1세정액이 모이는 우측 제1세정액회수통(842)과, 상기 좌,우측 제1세정액회수통(841)(842)에 각각 회수된 제1세정액을 상기 제1세정액공급유닛(800)의 제1세정액저장탱크(810)로 회수하는 좌,우측 제1세정액회수라인(843)(844)들을 포함한다.
상기 세정 챔버(200)에 위치한 웨이퍼에 분사된 제2세정액을 상기 제2세정액공급유닛(900)의 제2세정액저장탱크(910)로 회수하는 제2세정액회수유닛(940)이 상기 세정 챔버(200)들에 연결됨이 바람직하다. 상기 제2세정액회수유닛(940)의 일실시예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2 세정 챔버(200A)(200B)들에 각각 분사된 제2세정액이 모이는 좌측 제2세정액회수통(941)과, 상기 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)들에 각각 분사된 제2세정액이 모이는 우측 제2세정액회수통(942)과, 상기 좌,우측 제2세정액회수통(941)(942)에 각각 회수된 제2세정액을 상기 제2세정액공급유닛(900)의 제2세정액저장탱크(910)로 회수하는 좌,우측 제2세정액회수라인(943)(944)들을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 시스템의 작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 카세트 장착유닛(300)들에 카세트를 장착한다. 상기 카세트 장착유닛(300)들에는 세정할 웨이퍼가 적재된 카세트와 웨이퍼가 적재되지 않은 카세트가 각각 장착된다. 제1 이송로봇(440)이 제1 가이드 라인(410)을 따라 움직이면서 카세트에 적재된 웨이퍼를 버퍼유닛(430)에 적재시킨다. 제2 이송로봇(450)이 제2 가이드 라인(420)을 따라 움직이면서 버퍼유닛(430)에 적재된 웨이퍼를 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼 장착부(220)에 위치시킨다. 상기 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼 장착부(220)에 놓여진 웨이퍼를 설정된 세정 모드에 따라 세정하게 된다.
상기 제2 이송로봇(450)이 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼 장착부(220)에 웨이퍼를 위치시킨 후 상기 제2 이송로봇(450)은 버퍼유닛(430)의 웨이퍼를 제2 세정 챔버(200B)의 웨이퍼 장착부(220)에 위치시키고, 이어 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)의 웨이퍼 장착부(220)에 각각 위치시킨다. 상기 제2,3,4 세정 챔버(200B)(200C)(200D)의 웨이퍼 장착부(220)에 흡착된 웨이퍼를, 제1 세정 챔버(200A)에서와 같이, 세정시킨다. 상기 세정 챔버(200)에 위치한 웨이퍼의 세정이 끝나고나면 제2 이송로봇(450)이 세정이 끝난 웨이퍼를 버퍼유닛(430)에 이송시키고, 버퍼유닛(430)에 위치한, 세정할 웨이퍼를 집어 웨이퍼가 위치하지 않은 세정 챔버(200)의 웨이퍼 장착부(220)에 이송시킨다.
제1 이송로봇(440)은 버퍼유닛(430)에 위치한 세정이 끝난 웨이퍼를 집어 카세트에 위치시키고 카세트에 적재된, 세정할 웨이퍼를 집어 버퍼유닛(430)에 이송시킨다.
세정 챔버(200)의 웨이퍼 장착부(220)에 위치한 웨이퍼를 세정시 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체만으로 웨이퍼에 분사시켜 웨이퍼를 세정하는 제1 모드와, 상기 다상 유체와 제1세정액을 반복적으로 웨이퍼에 분사하면서 웨이퍼를 세정하는 제2 모드를 선택하여 웨이퍼를 세정할 수 있다.
제1 모드로 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼를 세정할 경우 다음과 같다. 먼저, 제1 세정 챔버(200A)에 위치한 웨이퍼를 제1 모드로 세정할 경우, 스팀공급유닛의 제1 스팀 발생기(510A)에서 발생된 스팀이 스팀공급연결유닛(520)을 통해 제1 세정 챔버(200A)의 스팀 분사유닛(N1)에 공급되고, 또한 상기 순수공급유닛(600)의 순수저장탱크(610)에 저장된 순수가 제1 순수공급연결유닛(620)을 통해 제1 세정 챔버(200A)의 스팀 분사유닛(N1)으로 공급되고, 또한 압축건조공기공급유닛(700)의 컴프레서(710)에 의해 압축된 압축건조된 공기가 공기공급연결유닛(720)을 통해 제1 세정 챔버(200A)의 스팀 분사유닛(N1)으로 공급된다. 상기 스팀 분사유닛(N1)으로 공급된 스팀, 순수, 압축건조공기가 스팀 분사유닛(N1)을 통해 다상 유체 상태로 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼 장착부(220)에 흡착된 웨이퍼에 분사된다. 상기 스팀 분사유닛(N1)은 직선 왕복 운동하면서 웨이퍼의 면을 세정시키게 된다.
제2,3,4 세정 챔버(200B)(200C)(200D)들에 각각 위치한 웨이퍼도 제1 세정 챔버(200A)에서 진행된 세정 과정과 같은 과정으로 세정이 진행된다.
한편, 제2 모드로 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼를 세정할 경우 다음과 같다. 먼저, 제1 세정 챔버(200A)에 위치한 웨이퍼를 제2 모드로 세정할 경우, 제1세정액저장탱크(810)의 제1세정액이 제1세정액공급연결유닛(820)을 통해 제1 세정 챔버(200A)의 제1세정액 분사유닛(N2)으로 공급되어 제1세정액이 제1세정액 분사유닛(N2)을 통해 웨이퍼에 분사된다. 웨이퍼에 제1세정액이 분사되고 나면 제1 모드에서와 같이 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체가 스팀 공급유닛(N1)을 통해 웨이퍼에 분사된다. 웨이퍼에 다상 유체가가 분사되고 나면 제1세정액이 제1세정액 분사유닛(N2)을 통해 웨이퍼에 분사된다. 이와 같이 제1세정액과 다상 유체가 웨이퍼에 설정된 회수로 반복 분사된 후 제2세정액저장탱크(910)의 제2세정액이 제2세정액공급연결유닛(920)을 통해 제1 세정 챔버(200A)의 제2세정액 분사유닛(N3)으로 공급되어 제2세정액 분사유닛(N3)을 통해 웨이퍼에 분사된다. 제2세정액이 웨이퍼에 분사된 다음 제1 세정 챔버(200A)의 순수 분사유닛(N4)을 통해 순수가 웨이퍼에 분사된다. 상기 웨이퍼에 순수가 분사된 후 건조가스분사유닛(N5)을 통해 질소가 웨이퍼에 분사되어 웨이퍼를 건조시킨다.
제2,3,4 세정 챔버(200B)(200C)(200D)들에 각각 위치한 웨이퍼도 제1 세정 챔버(200A)에서 진행된 세정 과정과 같은 과정으로 세정이 진행된다.
제1 세정 챔버(200A)에서 제1 모드로 웨이퍼를 세정하는 과정에서 웨이퍼에 분사된 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체는 다상유체회수유닛(660)의 제1 회수통(661)으로 모이게 되며 제1 회수통(661)으로 모인 순수는 제1 폐수라인(663)을 통해 폐수처리되고, 기체는 배기처리된다. 제2 세정 챔버(200B)의 웨이퍼에 분사된 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체 또한 제1 회수통(661)으로 모이게 되어 순수는 제1 폐수라인(663)을 통해 폐수되고, 기체는 배기처리된다. 또한, 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)의 웨이퍼에 각각 분사된 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체는 제2 회수통(662)으로 모이게 되어 순수는 제2 폐수라인(664)을 통해 폐수되고, 기체는 배기처리된다.
한편, 제1 세정 챔버(200A)에서 제2 모드로 웨이퍼를 세정하는 과정에서 웨이퍼에 분사된 제1세정액은 제1세정액회수유닛(840)의 좌측 제1세정액회수통(841)으로 모이게 되며 좌측 제1세정액회수통(841)으로 모인 제1세정액은 좌측 제1세정액회수라인(843)을 통해 제1세정액저장탱크(810)로 회수된다. 제2 세정 챔버(200B)의 웨이퍼에 분사된 제1세정액은 좌측 제1세정액회수통(841)으로 모이게 되어 좌측 제1세정액회수라인(843)을 통해 제1세정액저장탱크(810)로 회수되고, 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)의 웨이퍼에 각각 분사된 제1세정액은 우측 제1세정액회수통(842)으로 모이게 되어 우측 제1세정액회수라인(844)을 통해 제1세정액저장탱크(810)로 회수된다.
그리고 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼에 분사된 제2세정액은 제2세정액회수유닛(940)의 좌측 제2세정액회수통(941)으로 모이게 되며 좌측 제2세정액회수통(941)으로 모인 제2세정액은 좌측 제2세정액회수라인(943)을 통해 제2세정액저장탱크(910)로 회수된다. 제2 세정 챔버(200B)의 웨이퍼에 분사된 제2세정액은 좌측 제2세정액회수통(941)으로 모이게 되어 좌측 제2세정액회수라인(943)을 통해 제2세정액저장탱크(910)로 회수되고, 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)의 웨이퍼에 각각 분사된 제2세정액은 우측 제2세정액회수통(944)으로 모이게 되어 우측 제2세정액회수라인(944)을 통해 제2세정액저장탱크(910)로 회수된다.
그리고 제1 세정 챔버(200A)의 웨이퍼에 분사된 순수는 제1 회수통(661)으로 모이게 되며 제1 회수통(661)으로 모인 순수는 제1 폐수라인(663)을 통해 폐수된다. 제2 세정 챔버(200B)의 웨이퍼에 분사된 순수는 제1 회수통(661)으로 모이게 되어 제1 폐수라인(663)을 통해 폐수되고, 제3,4 세정 챔버(200C)(200D)의 웨이퍼에 각각 분사된 순수는 제2 회수통(662)으로 모이게 되어 제2 폐수라인(664)을 통해 폐수된다.
본 발명은 제1 모드에서 세정 챔버에 위치한 웨이퍼를 세정시 스팀 분사유닛(N1)을 통해 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 웨이퍼에 분사하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질, 예를 들면, 포토레지스트 등과 같은 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다. 스팀 분사유닛(N1)을 통해 상온의 순수와 고온의 스팀이 웨이퍼의 도포 물질에 분사되면서 순수와 스팀의 열교환에 의해 어느 정도의 주파수를 갖는 진동이 발생된다. 그 진동에 의해 물분자가 수소 이온과 수산화물 이온으로 분해되고 이들 불안정한 이온이 다시 물분자로 복귀될 때에 발생하는 고에너지가 기계적 충격으로 변환하면서 웨이퍼의 도포 물질을 효과적이고 빠르게 제거하게 된다. 따라서, 웨이퍼를 세정하는 시간을 단축시킨다.
한편, 제2 모드에서 세정 챔버에 위치한 웨이퍼를 세정시 제1세정액 분사유닛(N2)을 통해 웨이퍼에 제1세정액을 분사한 후 스팀 분사유닛(N1)을 통해 스팀, 순수, 압축건조공기의 다상 유체를 분사하고 이어 제1세정액을 분사하는 과정을 반복하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질이 빠르고 효과적으로 제거된다. 즉, 웨이퍼의 도포 물질이 제1세정액에 의해 세정되고, 이어 스팀, 순수, 압축건조공기가 혼합된 다상 유체로 웨이퍼의 도포 물질을 세정하게 되므로 웨이퍼의 도포 물질을 효과적으로 빠르게 제거하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 웨이퍼에 도포된 도포 물질에 따라 제1 모드 또는 제2 모드를 선택하여 웨이퍼에 도포된 물질을 세정하게 되므로 다양한 웨이퍼의 도포 물질을 세정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 제1세정액회수유닛(840)이 구비되므로 웨이퍼에 분사된 제1세정액을 제1세정액저장탱크(810)로 회수하게 되어 웨이퍼에 분사된 제1세정액이 폐기되는 것을 방지하게 된다. 아울러, 제2세정액회수유닛(940)이 구비되므로 웨이퍼에 분사된 제2세정액을 제2세정액저장탱크(910)로 회수하게 되어 웨이퍼에 분사된 제2세정액이 폐기되는 것을 방지하게 된다. 이로 인하여, 제1세정액과 제2세정액의 소모량을 줄이게 될 뿐만 아니라 환경 오염의 부담을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 제1 이송로봇(440)이 카세트 장착유닛(300)들과 평행하게 직선 이동하면서 카세트 장착유닛(300)에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 버퍼유닛(430)에 이동시키고 제2 이송로봇(450)이 세정 챔버들에 평행하게 직선으로 이동하면서 버퍼유닛(430)에 위치한 웨이퍼를 세정 챔버들에 이동시키고 세정 챔버들에서 세정이 끝난 웨이퍼를 버퍼유닛(430)으로 이동시키게 되므로 카세트에 적재된 웨이퍼를 세정 챔버들에 이동시키고 세정 챔버에서 세정이 끝난 웨이퍼를 카세트로 이동시키는 이동경로가 짧을 뿐만 아니라 웨이퍼 이동시간이 짧게 된다. 이로 인하여, 웨이퍼 세정시키는 전체 공정시간이 단축되므로 생산성을 높이게 된다.
100; 베이스 프레임 200; 세정 챔버
300; 카세트 장착유닛 400; 웨이퍼 이송유닛
500; 스팀공급유닛 600; 순수공급유닛
700; 압축건조공기공급유닛 800; 제1세정액공급유닛
900; 제2세정액공급유닛

Claims (7)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 구비되며, 내부에 위치하는 웨이퍼를 세정하는 복수 개의 세정 챔버들;
    상기 베이스 프레임에 구비되며, 카세트가 장착되는 복수 개의 카세트 장착유닛들;
    상기 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 이동시키거나 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 카세트로 이동시키는 웨이퍼 이송유닛;
    순수를 가열하여 스팀을 발생시키는 복수 개의 스팀 발생기들과, 상기 스팀 발생기들과 세정 챔버들을 각각 연결하는 스팀공급연결유닛을 포함하며, 상기 세정 챔버들에 각각 위치하는 웨이퍼에 스팀이 분사되도록 상기 세정 챔버들에 각각 스팀을 공급하는 스팀공급유닛;
    상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀과 함께 순수가 분사되도록 상기 세정 챔버들에 순수를 공급하는 순수공급유닛;
    상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 스팀 및 순수와 함께 압축건조공기가 분사되도록 상기 세정 챔버들에 압축건조공기를 공급하는 압축건조공기공급유닛;을 포함하며,
    상기 세정 챔버들은 각각 상기 스팀과 순수와 압축건조공기가 혼합된 다상 유체를 상기 웨이퍼에 분사시키는 스팀 분사유닛을 포함하는 웨이퍼 세정시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 세정 챔버들에 각각 위치한 웨이퍼에 제1세정액이 분사되도록 상기 세정 챔버들에 제1세정액을 공급하는 제1세정액공급유닛과, 상기 웨이퍼에 제2세정액이 분사되도록 상기 세정 챔버에 제2세정액을 공급하는 제2세정액공급유닛을 더 포함하는 웨이퍼 세정시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 세정 챔버들에 각각 연결되며, 상기 세정 챔버에 위치한 웨이퍼에 분사된 제1세정액을 상기 제1세정액공급유닛으로 회수하는 제1세정액회수유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 세정 챔버들에 각각 연결되며, 상기 세정 챔버에 위치한 웨이퍼에 분사된 제2세정액을 상기 제2세정액공급유닛으로 회수하는 제2세정액회수유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 카세트 장착유닛들은 상기 베이스 프레임의 앞쪽에 좌우 방향으로 배열되고, 상기 세정 챔버들은 상기 베이스 프레임의 중간 부분에 위치하고, 상기 복수 개의 스팀 발생기들은 상기 베이스 프레임의 뒤쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 이송유닛은 상기 카세트 장착유닛들과 상기 세정 챔버들 사이에 구비되는 제1 가이드 레일과, 상기 세정 챔버들 사이에 상기 제1 가이드 레일과 수직 방향으로 위치하는 제2 가이드 레일과, 상기 제1,2 가이드 레일 사이에 구비되는 버퍼유닛과, 상기 제1 가이드 레일을 따라 움직이면서 상기 카세트 장착유닛에 장착된 카세트에 적재된 웨이퍼를 상기 버퍼유닛에 이송시키고 상기 버퍼유닛에 위치한 웨이퍼를 상기 카세트에 적재시키는 제1 이송로봇과, 상기 제2 가이드 레일을 따라 움직이면서 상기 버퍼유닛에 위치한 웨이퍼를 상기 세정 챔버들에 공급하고 상기 세정 챔버들에 위치한 웨이퍼를 상기 버퍼유닛에 이송시키는 제2 이송로봇을 포함하는 웨이퍼 세정시스템.
KR1020120105233A 2012-09-21 2012-09-21 웨이퍼 세정시스템 KR101317252B1 (ko)

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