KR101458626B1 - 웨이퍼 퍼징 카세트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 퍼징 카세트의 퍼지가스관에 관한 것으로, 그 목적은 웨이퍼상의 공정 가스 및 공정 부산물인 퓸(Fume) 등의 유해가스 잔존물의 처리효율을 극대화하는 것이다.
이러한 목적으로 이루어진 본 발명은;
웨이퍼 퍼징 카세트에 관한 것으로,
상기 웨이퍼 퍼징 카세트의 퍼지가스관은;
배관라인으로 부터 공급되는 퍼지가스의 압력이 균일해지도록 상기 배관라인과 인접한 위치에 구비된 가스분출공은 큰 구경으로 형성하고, 상기 배관라인과 멀어지는 가스분출공은 점진적으로 작은 구경으로 형성한다.
이에 따라, 배관라인으로 부터 공급되는 퍼지가스를 균일한 압력으로 웨이퍼 표면에 분사하여 공정 가스 및 퓸 등의 오염 물질의 제거효율을 극대화하는 이점이 있다.

Description

웨이퍼 퍼징 카세트{THE WAFER PURGING CASSETTE}

본 발명은 웨이퍼 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 처리장치상에서 웨이퍼에 대한 각종 공정 수행 후, 수직방향으로 적층된 각각의 웨이퍼 상에 잔존하는 공정 가스를 균일한 압력으로 분사하는 퍼지가스관을 구비한 웨이퍼 퍼징 카세트에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체의 핵심 소재인 웨이퍼 상부 표면에 여러 가지 기능을 수행할 수 있도록 박막을 증착하고, 이를 패터닝하여 다양한 회로구조를 형성하는 웨이퍼 처리장치에 대해서는 여러가지가 알려져 오고 있다.

예를 들면, 도 1a에 도시한 웨이퍼 처리장치(TE)(이하, "처리장치"라 칭한다)가 그 대표적인 것으로 그 내용은 다음과 같다.

도시한 바와 같이, 종래 처리장치(TE)는 이송장치(CE)와 카세트(CA)와 반도체 제조공정모듈(SM)(이하, “공정모듈”이라 칭한다)로 대별된다.

이송장치(CE)는 내부에 이송로봇(MR)이 적어도 하나 이상 구비되며, 도시한 방향 기준하여 하측에 적어도 하나 이상의 이송용기(MB)를 갖추고 있다.

다시 말해서, 이송장치(CE)는 내부에 구비된 이송로봇(MR)을 이용하여 이송용기(MB)에 구비된 웨이퍼(WF)를 각 공정에 공급한다.

카세트(CA)는 도 1b에 도시한 바와 같이, 다수의 웨이퍼(WF)를 적층할 수 있도록 상, 하 방향으로 다수의 리브(LV)가 구비된다.

이 카세트(CA)에 공급된 웨이퍼(WF)는 후술하는 공정모듈(SM)에서 다수의 공정들을 수행하기 전에 보관된다.

이와 같이, 카세트(CA)에 구비된 웨이퍼(WF)는 공정모듈(SM)에서 웨이퍼(WF) 상부표면에 여러가지 기능을 갖출 수 있도록 3B족 또는 5B족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온 주입공정과 반도체 기판상에 물질막을 형성하는 박막 증착공정, 상기 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각공정 및 웨이퍼 상부에 층간 절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 제거하는 평탄화 공정(Chemical Mechanical Polishing : CMP)등을 순차적으로 수행한다.

한편, 상술한 소정의 공정이 완료된 웨이퍼(WF)는 개별 단위로 이동하지 않고, 상기한 카세트(CA)에 20개 ~ 25개 단위 묶음으로 격납되어 이동하는데, 이 이동하는 웨이퍼(WF)는 상술한 각 공정상에서 사용되는 공정 가스 및 공정상의 부산물인 퓸(Fume) 등(이하, "잔존물"이라 칭한다)이 제거되지 않고 웨이퍼의 표면에 잔존한 상태로 구비된다.

이러한 잔존물은 도시한 방향기준하여 길이방향 등간격으로 다수 구비된 퍼지가스 분사관(PB)의 수직방향 등간격으로 다수형성된 가스분출공(GH)을 통해 분출되는 퍼지가스에 의해 제거된다.

그러나, 상기한 퍼지가스 분사관(PB)에 다수 형성된 가스분출공(GH)은 배관라인(PS)으로 부터 공급되는 퍼지가스를 상, 하 방향으로 균일하게 분사하지 못하므로 잔존물의 처리효율이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼상의 공정 가스 및 공정 부산물인 퓸(Fume) 등의 잔존물의 처리효율을 높이는데 있다.

이러한 목적으로 이루어진 본 발명은;

웨이퍼 처리장치의 이송용기에 구비된 웨이퍼를 이송로봇에 의해 각 공정별로 이송하는 이송장치와, 상기 이송장치 일측에 구비되어 다수의 웨이퍼를 격납한 후 이동하여, 웨이퍼 상부표면에 여러가지 기능을 갖출 수 있도록 박막 증착공정, 식각공정 및 웨이퍼 상부에 층간 절연막등을 증착한 후에, 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 제거하는 평탄화공정등을 순차적으로 수행하고 난 뒤, 잔존하는 웨이퍼상의 공정 가스 및 공정 부산물인 퓸(Fume) 등의 잔존물을 제거하도록 배관라인으로 공급된 퍼지가스를 길이방향 등간격으로 다수 구비된 가스분출공을 통해 분사하는 퍼지가스관을 갖춘 웨이퍼 퍼징 카세트에 관한 것으로,

상기 퍼지가스관은;

배관라인으로 부터 공급되는 퍼지가스의 압력이 균일해지도록, 상기 배관라인과 인접한 위치에 구비된 가스분출공은 큰 구경으로 형성하고, 상기 배관라인과 멀어지는 가스분출공은 점진적으로 작은 구경으로 형성한다.

또한, 상기 가스분출공은;

균일한 압력으로 분사되는 퍼지가스가 웨이퍼 표면에 확산되도록 단면상 내측에서 외측으로 갈 수록 확경되는 테이퍼가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스분출공은;

상기 퍼지가스관의 너비방향으로 직사각형 또는 장공으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장공 또는 직사각형중 어느 하나로 형성된 가스분출공은, 배관라인과 인접한 위치에서 상기 배관라인과 멀어지는 위치로 갈 수록 점진적으로 짧은 길이로 형성한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하며, 배관라인으로 부터 공급되는 퍼지가스를 균일한 압력으로 웨이퍼 표면에 분사하여 공정 가스 및 퓸 등의 오염 물질의 제거효율을 극대화한 효과가 있다.

도 1a는 종래 카세트가 구비된 웨이퍼 처리장치를 평면에서 바라본 도면이고,
도 1b는 종래 카세트에 구비된 퍼지가스관을 보인 사시도이고,
도 2는 본 발명의 퍼지가스관과 배관라인만 발췌하여 보인사시도이고,
도 3은 도 2 "A"방향에서 바라본 퍼지가스관의 일측면도이고,
도 4는 본 발명의 퍼지가스관이 구비된 카세트를 보인 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 퍼지가스관에 마련된 가스분출공의 다른 실시예를 보인 사시도이고,
도 6의 가)와 나)는 본 발명에 따른 퍼지가스관에 마련된 가스분출공의 또 다른 실시예를 보인 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 퍼징 카세트(1)의 퍼지가스관(10)(이하, "가스관"라 칭한다)은 길이방향 등간격으로 다수 형성된 가스분출공(11)을 포함한다.

도시한 바와 같이, 가스분출공(11)은 배관라인(15)으로 부터 공급되는 퍼지가스의 압력이 균일해지도록, 상기 배관라인(15)과 인접한 위치에 구비된 가스분출공(11)은 큰 구경으로 형성하고, 상기 배관라인과 멀어질 수록 점진적으로 작은 구경으로 형성한다.(이하, 설명 편의상 가스분출공(11)에 번호를 붙여 설명한다)

예를 들면, 배관라인(15)이 구비된 위취에 구비된 가장 큰 구경의 1번 가스분출공(11)이 φ10의 크기로 형성된 경우, 일측에 인접한 가스분출공(11)과 점점 멀어지는 위치에 구비된 가스분출공(11)의 구경은 점진적으로 작아진다. 예를 들면, "압력은 면적에 반비례"한다는 이론에 근거하여 2, 3, 4, 5,번 가스분출공(11)의 구경은φ9, φ8, φ7, φ6로 작아지지만, 상대적으로 압력은 높게 형성되어 웨이퍼상에 분출되는 퍼지가스의 압력은 균일하다.

따라서, 도 4에 도시한 바와 같은 카세트(1)에 각기 다른 구경으로 가스분출공(11)이 형성된 가스관(10)을 구비하여 중간부분에 퍼지가스를 공급하는 배관라인(15)의 상, 하 방향으로는 점진적으로 작은 구경으로 가스분출공(11)을 형성하여 전체적으로 분출되는 퍼지가스의 압력이 균일해지도록 함으로서, 웨이퍼(5)의 잔존물 처리효율이 극대화되었다.

도시한 것은 중간부분에 연결된 배관라인(15)에 의해 중간부분의 가스분출공(11)이 큰 구경으로 형성된 것을 설명하였으나, 그것은 일실시예일 뿐, 배관라인(15)을 가스관(10)의 끝단에 배치하고, 그 배관라인(15)이 연결된 끝단에 구비된 가스분출공(11)을 큰 구경으로 형성한 후, 점진적으로 작은 구경으로 가스분출공(11)을 형성하여도 본 발명 소기의 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

도 5에 도시한 것은, 본 발명에 따른 가스관(10)에 형성된 가스분출공(11)의 다른 실시예를 보인 것으로, 상술한 바와 같이, 각기 다른 구경에 의해 균일한 압력으로 분사되는 퍼지가스가 웨이퍼 표면에 확산되도록 단면상 내측에서 외측으로 갈 수록 확경되는 테이퍼(11a)가 형성된다.

이 테이퍼(11a)를 형성하는 방법은 해당 가스분출공(11) 보다 큰 규격의 드릴을 이용해서 형성할수 있다.

예를 들면, 가스분출공(11)의 구경이 φ10이라면, 그 가스분출공(11)에 φ20정도 규격의 드릴을 관통시키지 않고, 도시한 바와 같이, 해당 드릴의 끝부분을 이용해서 홈파기를 하면 도시한 바와 같은 테이퍼가 형성된다.

도 6의 가)와 나)는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 것으로, 가스관(10)의 가스분출공(11)을 도시하지 않은 웨이퍼의 평면에 대해 수평방향이 되도록 직사각형(11b) 또는 장공(11c)으로 형성한다.

이 가스분출공(11)도 상술한 일실시예와 마찬가지로 수평방향으로의 길이를 조절함으로서, 균일한 압력의 퍼지가스를 분출할 수 있다.

다시 말해서, 배관라인(15)이 배치된 부분의 가스분출공(11)의 길이가 20mm라면, 점진적으로 2~3mm씩 짧게 형성하면 상술한 일실시예의 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 가스분출공(11)을 직사각형 또는 장공으로 형성하면, 도시하지 않은 웨이퍼의 수평상으로 분출되는 퍼지가스를 균일한 압력으로 확산시킬 수 있으므로, 공정가스 및 퓸(Fuem)등의 오염물질 제거 효율을 높일 수 있다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자 라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 있게 된다.

1 : 웨이퍼 퍼징 카세트 10 : 퍼지가스관
11 : 가스분출공 15 : 배관라인

Claims (4)

1. 웨이퍼 처리장치의 이송용기에 구비된 웨이퍼를 이송로봇에 의해 각 공정별로 이송하는 이송장치와, 상기 이송장치 일측에 구비되어 다수의 웨이퍼를 격납한 후 이동하여, 웨이퍼 상부표면에 여러가지 기능을 갖출 수 있도록 박막 증착공정, 식각공정 및 웨이퍼 상부에 층간 절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 제거하는 평탄화공정등을 순차적으로 수행하고 난 뒤 잔존하는 웨이퍼상의 공정 가스 및 공정 부산물인 퓸(Fume) 등의 잔존물을 제거하도록 배관라인으로 공급된 퍼지가스를 길이방향 등간격으로 다수 구비된 가스분출공을 통해 분사하는 퍼지가스관을 갖춘 웨이퍼 퍼징 카세트에 있어서,
   상기 퍼지가스관은;
   상기 배관라인으로 부터 공급되는 퍼지가스의 압력이 균일해지도록 상기 배관라인과 인접한 위치에 구비된 가스분출공은 큰 구경으로 형성하고, 상기 배관라인과 멀어지는 가스분출공은 점진적으로 작은 구경으로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 퍼징 카세트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가스분출공의 형상은, 균일한 압력으로 분사되는 퍼지가스가 웨이퍼 표면에 확산되도록 단면상 내측에서 외측으로 갈수록 확경되도록 테이퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 퍼징 카세트.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 가스분출공은, 상기 퍼지가스관의 너비방향 직사각형 또는 장공 중 어느 하나로 형성되며, 길이방향 등간격으로 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 퍼징 카세트.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 장공 또는 직사각형 중 어느 하나로 형성된 가스분출공은, 배관라인과 인접한 위치에서 상기 배관라인과 멀어지는 위치로 갈수록 점진적으로 짧은 길이로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 퍼징 카세트.
   
   
   
   

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