KR101402844B1 - 카세트 세정 장치 - Google Patents

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KR101402844B1
KR101402844B1 KR1020130025756A KR20130025756A KR101402844B1 KR 101402844 B1 KR101402844 B1 KR 101402844B1 KR 1020130025756 A KR1020130025756 A KR 1020130025756A KR 20130025756 A KR20130025756 A KR 20130025756A KR 101402844 B1 KR101402844 B1 KR 101402844B1
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김병수
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주식회사 엘지실트론
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Abstract

실시예는 카세트가 배치되는 로딩 챔버; 상기 로딩 챔버 내의 카세트를 하기의 처리조로 이송하는 암(arm); 상기 로딩 챔버로부터 카세트가 로딩되고 처리되는 적어도 하나의 처리조; 및 상기 처리조로부터 상기 카세트가 이송되는 언로딩 챔버를 포함하고, 상기 적어도 하나의 처리조 내에서, 상기 카세트 위에 배치되어 상기 카세트의 상부 방향으로의 유동을 방지하는 지지 유닛을 포함하는 카세트 세정 장치를 제공한다.

Description

카세트 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING CASSETTE}
실시예는 카세트 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 웨이퍼 등을 수납하는 카세트를 세정하는 장치에 관한 것이다.
통상적인 실리콘 웨이퍼는, 단결정 잉곳(Ingot)을 만들기 위한 단결정 성장 공정과, 단결정 잉곳을 슬라이싱(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 슬라이싱 공정과, 상기 슬라이싱 공정에 의해 얻어진 웨이퍼의 깨짐, 일그러짐을 방지하기 위해 그 외주부를 가공하는 그라인딩(Grinding) 공정과, 상기 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하는 랩핑(Lapping) 공정과, 상기 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼를 연마하고 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정 공정을 포함하여 이루어진다.
실리콘 웨이퍼 상의 미립자 금속 불순물, 유기 오염물, 표면 피막 등의 다양한 이물질을 제거하기 위하여 세정 공정이 필요하다.
이러한 세정 공정을 거친 뒤에도 웨이퍼에 결함이 남아 있을 수 있는데, 특히 웨이퍼의 에지(edge) 영역에 발생하는 결함 중 하나인 딤플(dimple)은 웨이퍼의 세정 공정 등에서 카세트(cassette) 내에 웨이퍼가 삽입되어 이동하거나 세정 처리되는 공정 중에, 카세트 내의 이물질에 의하여 형성될 수 있다.
기존의 웨이퍼 수납용 카세트를 스핀 드라이(sopin dry)에 린스(rinse)를 추가하여 세정하는데, 카세트 내부의 미세 유기물까지 깨끗하게 클리닝(cleaning)하지 못할 수 있다.
또한, 웨이퍼 수납용 카세트를 세정할 때, 세정용 처리조 내에서 세정 공정을 진행하고 세정 공정을 마친 웨이퍼 수납용 카세트를 위로 언로딩할 때까지는 세정용 처리조에서 다른 작업을 진행하지 못하여 연속 작업을 하지 못하는 문제점이 있다.
그리고, 웨이퍼 수납용 카세트의 세정 공정은 웨이퍼가 삽입되지 않은 빈 카세트를 세정하는데, 처리조 내에서 부력에 의하여 카세트가 떠오르거나 손상이 발생될 수 있다.
실시예는 카세트 세정 장치의 공정 효율을 높이고, 공정 중에 카세트가 유동하여 손상되는 것을 방지하고자 한다.
실시예는 카세트가 배치되는 로딩 챔버; 상기 로딩 챔버 내의 카세트를 하기의 처리조로 이송하는 암(arm); 상기 로딩 챔버로부터 카세트가 로딩되고 처리되는 적어도 하나의 처리조; 및 상기 처리조로부터 상기 카세트가 이송되는 언로딩 챔버를 포함하고, 상기 적어도 하나의 처리조 내에서, 상기 카세트 위에 배치되어 상기 카세트의 상부 방향으로의 유동을 방지하는 지지 유닛을 포함하는 카세트 세정 장치를 제공한다.
처리조는 상기 카세트를 세정하는 약액이 공급되는 약액 처리조를 포함하고, 상기 지지 유닛은 상기 약액 처리조 내에 배치될 수 있다.
카세트 세정 장치는 약액 처리조의 바닥면에 배치되고 상기 카세트 방향으로 초음파를 방출하는 초음파 발생기를 더 포함할 수 있다.
카세트 세정 장치는 초음파 발생기 상에 배치되고 상기 카세트를 고정하는 한 쌍의 고정 유닛을 더 포함할 수 있다.
지지 유닛은, 바디와, 상기 바디로부터 수직 방향으로 연장되는 제1 실린더와, 상기 제1 실린더로부터 수평 방향으로 연장되는 제2 실린더, 및 상기 제2 실린더로부터 연장되고 상기 카세트가 배치되는 영역의 상부에 배치되는 지지대를 포함할 수 있다.
지지 유닛은, 상기 바디 상에 한 쌍의 제1 실린더와, 한 쌍의 제2 실린더, 및 한 쌍의 지지대를 포함할 수 있다.
한 쌍의 지지대는 상기 카세트의 양측 가장 자리와 대응되어 배치될 수 있다.
지지 유닛은, 상기 처리조의 가장자리에서 상기 제1 실린더의 작용으로 수직 이동한 후, 상기 제2 실린더의 작용으로 상기 카세트와 대응되는 영역으로 수평 이동할 수 있다.
지지 유닛이 배치되는 상기 처리조의 가장자리는, 상기 암이 상기 처리조 내로 상기 카세트를 로딩하는 경로와 비중첩될 수 있다.
처리조는, 상기 약액 처리조로부터 로딩된 상기 카세트를 린스 처리하는 린스 처리조와, 상기 린스 처리조로부터 로딩된 상기 카세트를 건조하는 건조 처리조를 더 포함할 수 있다.
카세트 세정 장치는 린스 처리조의 주변에 배치되고, 상기 린스 처리조로부터 오버플로우(overflow)되는 린스를 회수하는 린스 회수 유닛을 더 포함할 수 있다.
카세트는 웨이퍼가 출입하는 개구부가 형성되고, 상기 카세트는 상기 처리조의 바닥면과 상기 개구부가 마주보도록 배치될 수 있다.
카세트 세정 장치는 처리조의 상부에 배치되는 약액 공급 장치를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는, 지지 유닛의 작용으로 카세트의 유동이나 그에 따른 손상을 방지할 수 있고, 지지 유닛이 수직 방향과 수평 방향으로 이동하고 독립적으로 약액 처리조 내에서 암이 수직 방향으로만 이동하여, 지지 유닛과 암의 이동 경로의 중첩이 최소화되어 공정이 신속히 진행될 수 있다.
도 1a는 카세트 세정 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 1b는 카세트의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1a의 약액 처리조를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1a의 지지 유닛의 구성을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 지지 유닛의 작용을 나타낸 도면이고,
도 5는 약액 처리조 내에서 지지 유닛과 암의 이동을 나타낸 도면이고,
도 6은 도 1a의 린스 처리조에 배치된 린스 회수 유닛을 나타낸 도면이고,
도 7은 카세트 세정 방법의 일실시예의 흐름도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1a는 카세트 세정 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 1b는 카세트의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 7은 카세트 세정 방법의 일실시예의 흐름도이다. 이하에서 도 1a, 도 1b 및 도 7을 참조하여 카세트 세정 장치 및 방법의 일실시예를 설명한다.
실시예에 따른 카세트 세정 장치(100)는 로딩 챔버(110)와 약액 처리조(120)와 린스 처리조(130)와 건조 처리조(140)와 언로딩 챔버(150)와, 암(arm, 160)를 포함하여 이루어진다.
로딩 챔버(110)와 약액 처리조(120)와 린스 처리조(130)와 건조 처리조(140)와 언로딩 챔버(150)는 서로 인접하여 배치되는데, 각각의 챔버와 처리조는 카세트(10)가 출입될 수 있도록 상부가 오픈될 수 있다.
암(160)은 각각의 챔버와 처리조로부터 인접한 챔버로 카세트를 이동시킬 수 있는데, 도시된 바와 같이 카세트(10)는 웨이퍼(20)가 출입되는 개구부가 각각의 처리조의 바닥면을 향하도록 구비되어 이동하거나 각각의 처리조로 출입될 수 있다.
먼저 로딩 챔버(loading chamber, 110)에 카세트(10)를 주입하고(S100), 암(160)이 카세트(10)를 약액 처리조(120)로 이동시킨다(S110).
암(160)은 도시된 바와 같이 이동 축(161)에 지지부(163)가 연결되고, 지지부(163)의 양 끝에 회전 축(165a, 165b)이 각각 배치되고, 각각의 회전 축(165a, 165b)에 각각 윙(wing, 168a, 168b)이 연결된다.
각각의 회전 축(165a, 165b)에 연결된 각각의 윙(wing, 168a, 168b)이 회전 축(165a, 165b)을 중심으로 회전하여, 카세트(10)의 상부 측면을 잡고 이웃한 처리조 내지 챔버로 이동시킬 수 있다. 암(160)의 이동은 이동 축(161)이 이동할 때, 지지부(163)를 통하여 고정된 각각의 윙(wing, 168a, 168b)도 함께 이동하여 이루어질 수 있다.
카세트(10)는 손잡이가 부착된 제1 면(11), 제1면(11)과 마주보는 제2 면(12), 및 제1 면(11)과 제2 면(12)의 양측이 서로 연결되는 측면(13)을 포함하고, 측면(13)은 복수 개의 웨이퍼(20)를 각각 분리하여 적재하도록 형성될 수 있다.
측면(13)의 하부(도 1b에서 윗 방향) 일부분은 양측면(13)의 길이방향을 따라 절단되어 개방된다. 측면(13)의 내측에는 복수의 슬롯(114) 및 격벽(115)이 일정간격으로 형성된다. 이 복수의 슬롯(114)에는 다수의 홈(14)이 형성되어 웨이퍼(20)가 각각 분리되어 적재된다.
각각의 홈(14)은 격벽(15)에 의하여 분리되며, 측면(13)에도 홈(16)이 형성되어 웨이퍼(20)의 측면이 삽입되어 고정될 수 있다.
도 1a에서 카세트(10)의 바닥면에 홈(14)이 형성되고, 각각의 홈(14)에 점선으로 도시된 웨이퍼(20)가 삽입되어 고정될 수 있고, 홈(14)을 마주보고 카세트(10)의 일측에 형성된 개구부를 통하여 웨이퍼(20)가 출입될 수 있다.
약액 처리조(120)와 린스 처리조(130)와 건조 처리조(140)에서 카세트(10)의 세정 작용이 이루어지는데, 먼저 약액 처리조(120)의 작용에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1a의 약액 처리조를 나타낸 도면이다.
약액 처리조(120)는 몸체(121)의 분사 유닛(128)이 배치되고, 한 쌍의 고정 유닛(123a, 123b)이 배치되어 카세트(10)를 몸체(121)의 바닥면 또는 분사 유닛(128) 위에 고정할 수 있다.
약액 처리조(120) 상부에는 약액 공급 장치(180)가 배치되어 밸브(185)를 통하여 약액(125)을 약액 처리조(125)로 공급할 수 있다. 도 2에서 약액 처리조(120)의 상부에도 몸체(121)가 배치되고 있으나, 일부 영역에서는 오픈 영역이 형성되어 카세트(10)가 출입할 수 있음은 상술한 바와 동일하다.
카세트(10)의 개구부는 약액 처리조(120)의 바닥면 내지 분사 유닛(128)과 마주보고 배치된다. 이때, 약액 처리조(120) 내부의 분사 유닛(128)에 의하여 약액(125)이 분사되고 흐름이 유발되어 카세트(10)의 세정이 보다 원활할 수 있고, 약액의 흐름은 화살표로 도시된 바와 같이 카세트(10) 내의 홈(14)을 향할 수 있다.
몸체(121)의 외곽에는 외부 몸체(121a)가 배치되고, 외부 몸체(121a)의 바닥면에는 초음파 발생기(126)가 배치될 수 있다.
본 실시예에서 카세트(10)는 내부에 웨이퍼가 삽입되지 않은 상태이므로, 약액(125)의 흐름에 의하여 약액 처리조(120) 내에서 유동할 수 있다. 이러한 카세트(10)의 유동은 카세트의 파손이나 약액 처리의 부실을 초래할 수 있다.
도 2에서 카세트(10)를 아랫 방향에서 고정 유닛(123a, 123b)이 고정하고, 윗 방향에서 지지 유닛(170)이 고정할 수 있다.
도 3은 도 1a의 지지 유닛의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 지지 유닛의 작용을 나타낸 도면이고, 도 5는 약액 처리조 내에서 지지 유닛과 암의 이동을 나타낸 도면이다. 이하에서 도 3 내지 도 5를 참조하여 지지 유닛의 구성과 작용 및 약액 처리조 내에서의 지지 유닛과 암의 이동을 설명한다.
지지 유닛(170)은 약액 처리조(120) 내부와 상부에서 이동될 수 있다. 지지 유닛(170)은 바디(171)와, 바디(171)로부터 수직 방향으로 연장되는 제1 실린더(172)와, 제1 실린더(172)로부터 수평 방향으로 연장되는 제2 실린더(174), 및 제2 실린더(174)로부터 연장되고 카세트의 상부를 지지하는 지지대(175)를 포함할 수 있다.
바디(171)에 한 쌍의 제1 실린더(172)가 연장되어 도 3에서 수직 방향으로 이동(S120)할 수 있고, 한 쌍의 제1 실린더(172)의 끝단에 연결부(173)를 통하여 제2 실린더(174) 한 쌍이 각각 배치되어 수평 방향으로 이동(S130)할 수 있고, 한 쌍의 제2 실린더(174)의 끝단에는 지지대(175)가 배치된다.
한 쌍의 지지대(175)는 도 4에 도시된 바와 같이 카세트(10)의 양측 가장 자리와 대응되어 배치될 수 있는데, 약액 처리조(120)의 내부에서 약액(125)에 의한 부력이나 초음파에 의한 약액의 유동을 지지대(175)가 방지할 수 있다. 도 4에서 지지대(175)는 카세트(10)의 바닥면을 윗 방향에서 지지하고 있다.
도 5에서 암(160)과 지지 유닛(170)의 이동 경로가 도시되고 있다. 암(160)과 지지 유닛(170)은 모두 약액 처리조(120)의 내부를 출입할 수 있는데, 각각의 경로가 중첩되면 공정 효율이 저하될 수 있으므로, 경로의 중첩을 최소화시킬 수 있다. 특히, 약액 처리조(120)의 내부에서 지지 유닛(170)이 수직 이동하는 영역은 암(160)의 이동 경로와 비중첩될 수 있다.
암(160)은 약액 처리조(120)의 상부에서 수직 방향으로 이동하여 카세트(10)를 한 쌍의 고정 유닛(123a, 123b)으로 고정할 수 있다. 그리고, 지지 유닛(170)은 약액 처리조(120)의 가장 자리에 대응되는 영역에 배치되어 암(160)과의 이동 경로의 중첩을 최소화할 수 있다.
암(160)이 약액 처리조(120)로 이동하여 카세트(10)를 상술한 위치에 로딩시키면, 지지 유닛(170)은 약액 처리조(120)의 가장 자리의 상부 영역에서 약액 처리조(120)로 내부로 수직이동하는데 이때 제1 바디(171)는 고정되고 제1 실린더(172)가 수직 방향으로 아래로 이동할 수 있다. 이어서, 제2 실린더(174)가 수평 방향으로 이동하여 카세트(10)의 상부에 지지대(175)가 위치할 수 있다.
상술한 공정으로 지지대(175)가 카세트(10) 위에 배치된 후, 초음파 발생기(126)와 분사 유닛(128)이 작동하여 카세트(10) 표면의 오염물을 제거(S140)할 수 있고, 이때 지지대(175)와 상술한 고정 유닛(123a, 123b)의 작용으로 카세트(10)의 유동이나 그에 따른 파손을 방지할 수 있다.
약액 처리 공정의 종료 후에 제2 실린더(174)의 수평 방향으로 이동하여 지지대(175)가 약액 처리조(120) 내부의 가장 자리로 이동하고, 제1 실린더(172)의 수직 방향 이동으로 지지대(175)는 약액 처리조(120)의 상부로 이동할 수 있다.
그리고, 암(160)이 약액 처리조 내부로 이동하여 카세트(10)를 거치하고 이웃한 린스 처리조(130)으로 이동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 지지 유닛(170)이 점선으로 도시된 바와 같이 수직 방향과 수평 방향으로 이동하고 이와 독립적으로 약액 처리조(126) 내에서 암(160)이 점선으로 도시된 바와 같이 수직 방향으로만 이동하여, 지지 유닛(170)과 암(160)의 이동 경로의 중첩이 최소화되어 공정이 신속히 진행될 수 있다.
암(160)에 의하여 린스 처리조(130)로 카세트(10)가 이동(S150)되어 린스 공정이 진행된다.
도 6은 도 1a의 린스 처리조에 배치된 린스 회수 유닛을 나타낸 도면이다. 린스 공정 중에 린스 처리조(130)으로부터 오버플로우(overflow)하는 린스(135)를 회수하기 위하여 린스 처리조(130)의 측벽(131)에 회수 유닛(138)이 배치되어, 화살표로 도시된 넘치는 린스를 수용하여 재사용할 수 있다.
린스 처리 후에 암(160)에 의하여 카세트(10)는 건조 처리조(140)로 이동(S160)하여 건조 공정이 진행되고, 암(160)에 의하여 언로딩 챔버(150)로 카세트(10)가 이송(S170)되어 세정 공정을 종료할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 카세트 11: 제1 면
12: 제2 면 13: 측면
14, 16: 홈 15: 격벽
100: 카세트 세정 장치 110: 로딩 챔버
120: 약액 처리조 121: 몸체
121a: 외부 몸체
123a, 123b: 고정 유닛 125: 약액
126: 초음파 발생기 130: 린스 처리조
131: 측벽 135: 린스
138: 회수 유닛 140: 건조 처리조
150: 언로딩 챔버 160: 암
161: 이동 축 163: 지지부
165a, 165b: 회전축 168a, 168b: 윙
170: 지지 유닛 171: 바디
172: 제1 실린더 173: 연결부
174: 제2 실린더 175: 지지대
180: 약액 공급 장치 185: 약액

Claims (13)

  1. 카세트가 배치되는 로딩 챔버;
    상기 로딩 챔버 내의 카세트를 하기의 처리조로 이송하는 암(arm);
    상기 로딩 챔버로부터 카세트가 로딩되고 처리되는 적어도 하나의 처리조; 및
    상기 처리조로부터 상기 카세트가 이송되는 언로딩 챔버를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 처리조 내에서, 상기 카세트 위에 배치되어 상기 카세트의 상부 방향으로의 유동을 방지하는 지지 유닛을 포함하고,
    상기 처리조는 상기 카세트를 세정하는 약액이 공급되는 약액 처리조를 포함하고, 상기 지지 유닛은 상기 약액 처리조 내에 배치되고, 상기 지지 유닛은 바디와 상기 바디로부터 수직 방향으로 연장되는 제1 실린더와 상기 제1 실린더로부터 수평 방향으로 연장되는 제2 실린더 및 상기 제2 실린더로부터 연장되고 상기 카세트가 배치되는 영역의 상부에 배치되는 지지대를 포함하는 카세트 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 약액 처리조의 바닥면에 배치되고 상기 카세트 방향으로 초음파를 방출하는 초음파 발생기를 더 포함하는 카세트 세정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 초음파 발생기 상에 배치되고 상기 카세트를 고정하는 한 쌍의 고정 유닛을 더 포함하는 카세트 세정 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 지지 유닛은,
    상기 바디 상에 한 쌍의 제1 실린더와, 한 쌍의 제2 실린더, 및 한 쌍의 지지대를 포함하는 카세트 세정 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 지지대는 상기 카세트의 양측 가장 자리와 대응되어 배치되는 카세트 세정 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 지지 유닛은,
    상기 처리조의 가장자리에서 상기 제1 실린더의 작용으로 수직 이동한 후, 상기 제2 실린더의 작용으로 상기 카세트와 대응되는 영역으로 수평 이동하는 카세트 세정 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 지지 유닛이 배치되는 상기 처리조의 가장자리는, 상기 암이 상기 처리조 내로 상기 카세트를 로딩하는 경로와 비중첩되는 카세트 세정 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 처리조는,
    상기 약액 처리조로부터 로딩된 상기 카세트를 린스 처리하는 린스 처리조와, 상기 린스 처리조로부터 로딩된 상기 카세트를 건조하는 건조 처리조를 더 포함하는 카세트 세정 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 린스 처리조의 주변에 배치되고, 상기 린스 처리조로부터 오버플로우(overflow)되는 린스를 회수하는 린스 회수 유닛을 더 포함하는 카세트 세정 장치.
  12. 제1 항, 제3 항, 제4 항 및 제6 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카세트는 웨이퍼가 출입하는 개구부가 형성되고, 상기 카세트는 상기 처리조의 바닥면과 상기 개구부가 마주보도록 배치되는 카세트 세정 장치.
  13. 제1 항, 제3 항, 제4 항 및 제6 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리조의 상부에 배치되는 약액 공급 장치를 더 포함하는 카세트 세정 장치.
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