KR101352555B1 - 세정 기능을 갖는 웨이퍼 카세트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정 기능을 갖는 웨이퍼 카세트에 관한 것으로서, 다수의 웨이퍼가 격납되는 웨이퍼 카세트에 있어서 상기 웨이퍼를 각각 분리하여 격납하는 복수의 리브가 그 일면에 마련되고, 상기 리브 사이에는 복수의 분사구가 일정 간격으로 형성되는 플레이트 및 상기 플레이트에 삽입되며, 그 외주면에는 상기 웨이퍼 측으로 퍼지 가스를 분사하는 노즐구가 상기 분사구와 연통되도록 형성되는 복수의 분사 노즐을 포함한다.

Description

세정 기능을 갖는 웨이퍼 카세트{WAFER CASSETTE HAVING CLEANING FUNCTION}

본 발명은 웨이퍼 카세트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 대한 각종 공정의 수행 후 웨이퍼에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 제거하여 웨이퍼의 오염을 방지하는 세정 기능을 갖는 웨이퍼 카세트에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼의 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 회로 기하 구조를 형성함으로써 제조된다. 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은 크게 반도체 내부로 3B족 또는 5B족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온 주입 공정, 반도체 기판상에 물질막을 형성하는 박막 증착 공정, 상기 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각 공정 및 웨이퍼 상부에 층간 절연막 등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 제거하는 평탄화 공정(Chemical Mechanical Polishing, CMP)을 비롯하여 불순물 제거를 위한 세정 공정 등으로 구분할 수 있다.

한편, 상술한 소정의 공정이 완료된 웨이퍼는 개별 단위로 이동되지 않고 20개 ~ 25개 단위 묶음으로 하나의 웨이퍼 카세트에 격납되어 이동되는데, 공정상에서 사용되는 공정 가스 및 공정상의 부산물인 퓸 등이 제거되지 않고 웨이퍼의 표면에 잔존한 채로 웨이퍼 카세트에 격납된다.

그러나 이러한 잔존물이 웨이퍼의 표면에 부착된 상태로 공정을 진행하게 되면 반도체 제조 장비의 오염 및 에칭 패턴(etch pattern)의 불량 등으로 이어져 결국 제품의 신뢰성이 저하되므로 이를 제거하기 위한 여러 기술이 개발되고 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼 카세트(20)가 수납되는 챔버(10) 내에 별도의 퍼지 라인(30)을 마련하고, 상기 퍼지 라인(30)을 통하여 퍼지 가스를 상기 웨이퍼 카세트(20)에 수납되는 웨이퍼(미도시) 측으로 분사함으로써 웨이퍼의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 제거한다.

그러나 상술한 방법에 의하면 챔버 내부에 별도의 퍼지 라인을 마련함으로써 반도체 제조 장비의 설비 비용이 증가할 뿐만 아니라 유지 보수 비용도 증가한다는 문제점이 있으며, 퍼지 라인을 통하여 분사되는 퍼지 가스의 유량, 분사압 및 분사 각도 등의 제어가 불가능하여 웨이퍼의 수율이 저하된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 제거하기 위하여 웨이퍼에 인접하여 퍼지 가스를 분사하도록 웨이퍼 카세트에 퍼지 가스의 분사 기능을 갖는 장치를 일체화시킴과 동시에 퍼지 가스의 유량, 분사압 및 분사 각도를 조절할 수 있는 웨이퍼 카세트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다수의 웨이퍼가 격납되는 웨이퍼 카세트는,
상기 각각의 웨이퍼 양측에 대칭형으로 한 쌍이 구비되며, 길이방향 등간격으로 복수의 분사구가 형성되고, 상기 웨이퍼를 각각 분리, 격납할 수 있도록 하는 복수의 리브가 사이사이 대칭형으로 마련되는 플레이트와;
상기 플레이트에 삽입되며, 그 외주면의 길이방향 등간격으로는 상기 웨이퍼 측으로 퍼지가스를 분사하는 노즐구가 상기 분사구와 연통되도록 형성되며, 그 길이방향을 중심축으로 하여 소정각도로 회동 및 고정 가능하게 마련되는 복수의 분사 노즐과;
상기 분사 노즐에 퍼지가스를 공급하도록 상기 분사노즐 일단에 각각 연결되는 퍼지라인과;
상기 분사노즐을 통하여 분사되는 상기 퍼지 가스의 압력, 유량 및 상기 분사 노즐의 회동각도를 제어하는 제어부;를 포함한다.

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본 발명에 따르면, 웨이퍼의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 제거하기 위하여 웨이퍼에 인접하여 퍼지 가스를 분사하도록 웨이퍼 카세트에 퍼지 가스의 분사 기능을 갖는 장치를 일체화시킴으로써 반도체 제조 장비의 설비 비용 및 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 웨이퍼로 분사되는 퍼지 가스의 유량, 압력 및 분사 각도를 조절함으로써 웨이퍼의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등의 제거 효율을 극대화하여 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 카세트가 챔버 내부에 수납된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 주요 부분을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 주요 부분을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트가 챔버 내부에 수납된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트가 챔버 내부에 수납된 상태로 반도체 제조 장비에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트 및 이의 주요 부분을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 주요 부분을 나타낸 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 웨이퍼 카세트의 구체적인 구조 및 작동 과정에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼 카세트는 플레이트(100), 퍼지 라인(120) 및 제어부 등을 포함하여 구성되고, 그 내부에는 다수의 웨이퍼(W)가 격납된다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트(100)는 공정 대상이 되는 웨이퍼(W)의 양측에서 서로 대향되도록 한 쌍이 마련되어 상기 웨이퍼(W)를 각각 분리하여 격납하게 되는데, 이를 위하여 그 일면에는 복수의 리브(102)가 높이 방향을 따라 일정 간격으로 마련된다.

그리고 상기 리브(102) 사이에는 복수의 분사구(104)가 일정 간격으로 형성되며, 후술할 퍼지 라인(120)을 통하여 공급되는 퍼지 가스는 상기 분사구(104)를 통하여 상기 웨이퍼(W) 측으로 분사된다.

상기 분사 노즐(110)은 중공의 관 형상으로 복수개 마련되어 상기 플레이트(100)에 일정 간격으로 삽입된다. 그리고 상기 분사 노즐(110)의 외주면에는 노즐구(112)가 형성되는데, 상기 노즐구(112)는 상기 분사 노즐(110)이 상기 플레이트(100)에 삽입되었을 때 상기 플레이트(100)의 분사구(104)와 연통되는 위치에 배치되도록 형성되며, 따라서 퍼지 가스는 상기 노즐구(112) 및 상기 분사구(104)를 통하여 상기 웨이퍼(W) 측으로 분사된다.

여기서, 상기 노즐구(112)는 상기 분사 노즐(110)의 횡방향으로 적어도 하나 이상이 형성된다. 즉, 상기 노즐구(112)는 상기 분사구(104)의 개방 면적 내에서 상기 분사 노즐(110)의 횡방향으로 일정 간격으로 복수개 형성될 수 있으며, 이 경우 퍼지 가스는 상기 웨이퍼(W) 측을 향하여 보다 넓은 면적으로 분사된다.

한편, 상기 분사 노즐(110)은 그 길이 방향을 중심축으로 하여 소정 각도록 회동 및 고정 가능하게 마련된다. 즉, 상기 웨이퍼 카세트에 격납되는 웨이퍼(W)는 그 직경 또는 두께가 다양한데 이러한 다양한 종류의 웨이퍼(W)에 대응하여 최적의 각도로 퍼지 가스를 분사함으로써 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 효율적으로 제거할 수 있도록 상기 분사 노즐(110)은 상기 플레이트(100)에 삽입된 상태에서 그 길이 방향을 따라 일정 각도로 회동된다. 여기서, 상기 분사 노즐(110)은 상기 노즐구(112)가 상기 분사구(104)의 내부 측벽에 간섭되지 않은 범위의 각도록 회동되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 분사 노즐(110)은 상기 플레이트(100)의 높이 방향으로 삽입되므로 상기 분사 노즐(110)은 상기 웨이퍼(W)의 양측에서 좌우로 회동하면서 퍼지 가스를 분사하게 된다.

한편, 도시하지는 않았지만 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 분사 노즐(110)은 상기 플레이트(100)의 너비 방향으로 삽입될 수 있고, 이때에는 상기 웨이퍼(W)의 양측에서 상하로 회동하면서 퍼지 가스를 분사하게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 플레이트(100)는 상기 웨이퍼(W)의 양측 및 상측에 각각 마련된다. 이 경우 상기 웨이퍼(W)의 상측에서도 퍼지 가스가 분사되므로 상기 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 더 효율적으로 제거할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 웨이퍼(W)의 직경 또는 두께에 따라 퍼지 가스의 분사 각도 및 분사 범위를 최적으로 제어할 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 수율이 향상된다.

상기 퍼지 라인(120)은 상기 분사 노즐(110)의 일단에 각각 연결됨으로써 상기 분사 노즐(110)에 퍼지 가스를 공급한다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 퍼지 라인(120)은 상기 분사 노즐(110)의 하단에 연결되나, 상기 분사 노즐(110)의 상단에 연결될 수도 있으며 그 연결 방향에 따라서 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

상기 제어부(미도시)는 상기 분사 노즐(110)을 통하여 분사되는 퍼지 가스의 압력, 유량 및 분사 노즐(110)의 회동 각도를 제어한다. 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)는 그 종류에 따라 직경 및 두께 등이 다양하며 이에 따라 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 효율적으로 제거하기 위하여 퍼지 가스의 분사 압력, 분사 유량 및 분사 각도 등을 조절할 필요가 있다.

따라서, 상기 제어부는 상기 퍼지 라인(120) 상에 마련되는 펌프 또는 밸브의 개도율, 상기 분사 노즐(110)의 회동 각도 등을 제어함으로써 퍼지 가스의 분사 유량, 분사 압력 및 분사 각도 등을 조절하게 된다.

한편, 상기 제어부는 상기 웨이퍼 카세트 상에 마련될 수 있으나, 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등의 영향을 받지 않기 위하여 상기 웨이퍼(W)의 외부에 별도로 마련되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트가 카세트 스토리지 내부에 수납된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 카세트가 카세트 스토리지 내부에 수납된 상태로 반도체 제조 장비에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 카세트 스토리지(200)에 수납된 상태에서 웨이퍼(W)의 표면에 잔존하는 공정 가스 및 퓸 등을 제거하는 공정을 수행한다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 소정의 반도체 제조 공정이 완료된 다수의 웨이퍼(W)가 상기 반도체 제조 장비(300)에 장착된 카세트 스토리지(200) 내부에 수납된 웨이퍼 카세트에 차례로 격납된 후, 상기 웨이퍼 카세트의 분사 노즐(110)은 웨이퍼(W) 측으로 퍼지 가스를 분사함으로써 웨이퍼(W)의 표면에 대한 세정 공정을 수행하게 된다. 여기서, 상기 카세트 스토리지(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 반도체 제조 장비(300)의 후방 또는 양측에 마련될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 웨이퍼(W) 측으로 퍼지 가스의 분사하는 분사 노즐(110)이 웨이퍼 카세트에 일체화됨으로써 반도체 제조 장비(300)의 설비 비용 및 유지 보수 비용을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 플레이트 102: 리브
104: 분사구 110: 분사 노즐
112: 노즐구 120: 퍼지 라인
200: 카세트 스토리지(cassette storage) 300: 반도체 제조 장비

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 다수의 웨이퍼가 격납되는 웨이퍼 카세트에 있어서,
   상기 각각의 웨이퍼 양측에 대칭형으로 한 쌍이 구비되며, 길이방향 등간격으로 복수의 분사구가 형성되고, 상기 웨이퍼를 각각 분리, 격납할 수 있도록 하는 복수의 리브가 사이사이 대칭형으로 마련되는 플레이트와;
   상기 플레이트에 삽입되며, 그 외주면의 길이방향 등간격으로는 상기 웨이퍼 측으로 퍼지가스를 분사하는 노즐구가 상기 분사구와 연통되도록 형성되며, 그 길이방향을 중심축으로 하여 소정각도로 회동 및 고정 가능하게 마련되는 복수의 분사 노즐과;
   상기 분사 노즐에 퍼지가스를 공급하도록 상기 분사노즐 일단에 각각 연결되는 퍼지라인과;
   상기 분사노즐을 통하여 분사되는 상기 퍼지 가스의 압력, 유량 및 상기 분사 노즐의 회동각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정기능을 갖는 웨이퍼 카세트.

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