KR101953741B1 - 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법 - Google Patents

웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 웨이퍼를 지지하는 지지대; 지지대를 감싸며, 외측면을 가지는 몸체; 몸체를 둘러싸고, 몸체와 분리되어 몸체로부터 이동 가능하고, 내측면을 포함하는 챔버 뚜껑;그리고, 몸체의 외측면과 챔버 뚜껑의 내측면 사이에 형성되는 통로;를 포함하는 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법{WAFER CLEANING APPARATUS AND WAFER CLEANING METHOD USING THE SAME}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼를 깨끗하게 세정하는 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 한국 등록실용신안공보 제20-0232349호에 제시된 웨이퍼 세정장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
웨이퍼 세정장치는 챔버(1), 챔버(1) 내에서 회전하는 원판형 척(2), 챔버(1) 내부공간에 식각용액과 순수를 공급하는 식각용액 공급라인(3) 및 순수 공급라인(4)으로 이루어진다. 밀폐된 챔버(1)는 그 내부에서 웨이퍼의 세정이 이루어지며 하단에는 용액 배출 라인(5)이, 일측면에는 가스 배출라인(6)이 설치되어 있다. 챔버(1)의 하단에는 구동부(8)가 위치하며 구동부(8)의 회전축은 척(2)의 저면에 고정되어 챔버(1)를 관통하는 축(2A)과 연동된다. 척(2)을 회전시키는 축(2A)의 챔버(1) 대응부분에는 베어링(2B)이 설치되어 원활한 회전을 유지한다. 또한, 축(2A)의 하단에는 척(2)의 상부로 질소가스를 공급하기 위한 질소 공급라인과 연결되며, 질소가스를 척(2)의 상부에 공급하기 위해서는 축(2A)을 중공의 원통부재로 형성하여야 한다. 축(2A)의 상단에 위치하여 구동부(8)의 작동에 따라 회전하는 척(2)은 웨이퍼(W)와 대응될 수 있는 면적으로 이루어지며 그 외곽에는 웨이퍼(W)를 안착, 지지하는 다수의 웨이퍼 지지대(10)가 고정되어 있다. 척(2)의 외곽에 설치된 웨이퍼 지지대(10)는 척(2) 표면에 고정된 수평부재와 수평부재의 외측단에서 상향 연장된 수직부재로 이루어진다. 웨이퍼(W)의 측단은 수평부재상에 놓여지며, 외측면은 수직부재와 접촉하게 된다.
먼저, 뒷면에 증착된 증착물질을 제거해야 하는 웨이퍼(W)를 척(2) 외곽부에 고정되어 있는 다수의 웨이퍼 지지대(10) 상에 위치시킨다. 한편, 웨이퍼(W)의 뒷면(WB)은 챔버(1)의 상부면을, 전면(WF)은 척(2)의 표면을 향하도록 위치시켜야 함은 물론이다.
이상과 같이 척(2)에 웨이퍼(W)를 안착시킨 후 구동부(8)를 작동시켜 척(2)을 회전, 즉 웨이퍼(W) 뒷면(WB)에 식각용액을 공급한다. 따라서, 웨이퍼 뒷면(WB)에 증착된 산화물질은 식각용액에 의하여 식각, 제거 되며 이후 순수 공급라인(4)을 통하여 웨이퍼 뒷면(WB)에 순수를 공급함으로서 순수는 식각용액에 의하여 식각, 제거된 산화물질 및 식각용액을 웨이퍼 표면에서 분리, 챔버(1) 하단의 용액 배출구(5)를 통하여 외부로 배출시키게 된다. 순수에 의한 웨이퍼 뒷면(WB)의 세정 공정이 완료된 후에도 구동부(8)를 계속 작동시켜 웨이퍼(W)를 건조시킴으로서 모든 세정공정은 완료된다.
도 1과 같이 챔버(1) 내에서 회전하는 척(2)은 챔버(1) 내의 와류를 발생시켜, 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되는 문제점이 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features). 본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 웨이퍼를 지지하는 지지대; 지지대를 감싸며, 외측면을 가지는 몸체; 몸체를 둘러싸고, 몸체와 분리되어 몸체로부터 이동 가능하고, 내측면을 포함하는 챔버 뚜껑;그리고, 몸체의 외측면과 챔버 뚜껑의 내측면 사이에 형성되는 통로;를 포함하는 웨이퍼 세정장치가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 한국 등록실용신안공보 제20-0232349호에 제시된 웨이퍼 세정장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 3 내지 도 5는 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치의 사용방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치를 자세히 설명하는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 2는 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 웨이퍼 세정장치(100)를 나타낸 도면이고, 도 2(b)는 도 2(a)를 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
웨이퍼(W)를 세정하는 웨이퍼 세정장치(100)에 있어서, 웨이퍼 세정장치(100)는 지지대(110), 몸체(120), 챔버 뚜껑(130) 및 통로(140)를 포함한다.
지지대(110)는 상면(111)과 측면(112)을 가지고, 지지대(110)의 상면(111)에는 웨이퍼(W)가 구비되고, 구비된 웨이퍼(W)가 회전할 때, 지지대(110)로부터 튀어나가지 않도록 고정시킨다.
몸체(120)는 지지대(110) 주위를 감싸고, 지지대(110)의 측면(112)을 둘러싼다. 몸체(120)는 지지대(110)로부터 기울어진 제1 빗면(도 4참조;123)을 형성하고, 웨이퍼(W)를 세정한 약액이 지지대(110)로부터 몸체(120)의 빗면을 타고 흘러 배출부(도 6 참조;150)로 약액이 나갈 수 있도록 형성된다.
챔버 뚜껑(130)은 내측면(131)과 외측면(132)을 가지며, 몸체(120)와 분리되어 이동 가능하다. 챔버 뚜껑(130)은 몸체(120) 바깥쪽과 웨이퍼 세정장치(100)의 가장자리에 구비된다. 챔버 뚜껑(130)은 몸체(120)를 둘러싼다.
도 3 내지 도 5는 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치를 사용하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
먼저, 웨이퍼(W)를 준비한다. 이후, 도 3과 같이 웨이퍼 세정장치(100)의 지지대(110)에 준비된 웨이퍼(W)를 올린다. 이후, 웨이퍼(W)를 세정한다. 웨이퍼(W)를 세정할 때, 복수의 약액을 사용할 수 있다. 이후, 웨이퍼(W)를 린스 및 건조한다. 도 4와 같이 린스 후, 웨이퍼(W)를 회전하여 건조 할 때, 챔버 뚜껑(130)을 위로 이동시켜 약액이 챔버 뚜껑(130)의 내측면(131)을 향해 튀도록 챔버 뚜껑(130)의 내측면(131)에 몸체(120)의 제1 빗면(123)과 평행한 각도를 갖는 제2 빗면(133)을 만들 수 있다. 약액은 웨이퍼(W)를 세정하거나 린스 할 때 사용하는 액체일 수 있다. 제2 빗면(133)은 약액이 튀어 웨이퍼 세정장치(100)의 밖으로 나가는 것을 방지한다. 몸체(120)의 외측면(126)에는 지지대(110)의 상면(111)을 향해 기울어진 제1 빗면(123)이 형성되고, 챔버 뚜껑(130)의 내측면(131)에 형성되는 제2 빗면(133)과 몸체(120)의 제1 빗면(123) 사이에 통로(140)를 형성한다. 통로(140)는 너비(141)를 가지며, 통로(140)의 너비(141)는 웨이퍼(W)의 회전속도에 따라서 달라진다. 예를 들면, 웨이퍼(W)가 회전을 시작할 때, 통로(140)의 너비(141)는 31.5mm 일 수 있다. 도 5와 같이 통로(140)는 웨이퍼(W)의 회전속도가 증가함에 따라서 통로(140)의 너비(141)가 좁아진다. 예를 들면, 웨이퍼(W)가 고속 회전할 때, 너비(141)는 19.5mm일 수 있다. 고속 회전은 1500rpm이상의 회전 속도를 말할 수 있다. 웨이퍼(W)의 회전속도가 증가함에 따라서 웨이퍼(W) 주위에 와류가 발생하는데, 와류에 의해 웨이퍼(W)에서 제거된 파티클이 다시 웨이퍼(W)에 부착될 수 있는 문제점이 있다. 웨이퍼(W)의 회전속도가 증가함에 따라서 통로(140)의 너비(141)를 좁게 하여, 와류가 생길 수 없도록 공기와 액체가 빠른 속도로 배출될 수 있도록 한다. 통로(140)의 너비(141)가 좁아져, 와류가 생길 수 있는 공간도 없어지고, 공기가 흐르는 속도가 증가하게 된다. 자세한 내용은 도 6에서 설명한다. 통로(140)의 너비(141)는 챔버 뚜껑(130)이 위로 움직이면서 변화한다.
도 6은 본 개시에 따른 웨이퍼 세정장치를 자세히 설명하는 도면이다.
도 6(a)는 도 2(a)의 웨이퍼 세정장치(100)를 AA'로 자른 단면도를 나타내고, 도 6(b)는 도 2(a)의 웨이퍼 세정장치(100)를 BB'로 자른 단면도를 나타낸다.
웨이퍼 세정장치(100)는 내부공간(151)을 가지는 배출부(150)를 더 포함한다. 배출부(150)는 지지대(110), 몸체(120) 및 챔버 뚜껑(130) 아래에 구비된다. 배출부(150)는 일정한 속도로 같은 양의 공기를 흡입하여 챔버 뚜껑(130) 밖으로 공기를 배출하고 있다. 그러므로, 통로(140)의 너비(141)가 좁아지면, 통로(140)가 넓을 때 배출되던 양의 공기가 좁은 통로(140)로 같은 양의 공기가 배출부(150)로 나가야 하기 때문에 통로(140)가 넓을 때보다 통로(140)가 좁을 때 통로(140)를 지나가는 공기의 속도가 빨라진다. 배출부(150)의 내부공간(151)은 통로(140)와 연결된다.
몸체(120)는 외측면(도 5참조;126)을 가지며, 몸체(120) 외측면(도 5 참조;126)의 바깥쪽으로 제1 오목부(124)와 제1 삽입부(125)가 형성되고, 챔버 뚜껑(130)은 제2 오목부(134)와 제2 삽입부(135)를 가진다. 제1 오목부(124)에 제2 삽입부(135)가 들어가고, 제2 오목부(134)에 제1 삽입부(125)가 들어간다. 제1 오목부(124)와 제2 삽입부(135)는 닿지 않고, 제2 오목부(134)와 제1 삽입부(125)는 닿지 않는다.
몸체(120)와 챔버 뚜껑(130) 사이에 구비되는 통로(140)는 몸체(120)의 제1 오목부(124)와 챔버 뚜껑(130)의 제2 오목부(134)까지 연장될 수 있다.
몸체(120)의 제1 오목부(124)에는 제1 배출구(152)가 구비될 수 있다. 액체가 제1 빗면(123)을 타고 내려와서 제1 오목부(124)에 모이고 제1 배출구(152)로 배출된다. 공기는 제1 오목부(124)에서 액체보다 가볍기 때문에 배출되지 못하고, 제2 오목부(134)를 지나 제2 배출구(153)로 배출된다. 제1 배출구(152)와 제2 배출구(153)는 통로(140)와 배출부(150)의 내부공간(151)을 연결한다. 제1 배출구(152)에서는 액체를 배출하고, 제2 배출구(153)는 공기를 각각 배출한다. 제1 배출구(152)에 모인 액체에서 발생되는 퓸과 챔버에서 발생한 퓸 등을 제2 배출구(153)로 배출 할 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 웨이퍼를 지지하는 지지대; 지지대를 감싸며, 외측면을 가지는 몸체; 몸체를 둘러싸고, 몸체와 분리되어 몸체로부터 이동 가능하고, 내측면을 포함하는 챔버 뚜껑;그리고, 몸체의 외측면과 챔버 뚜껑의 내측면 사이에 형성되는 통로;를 포함하는 웨이퍼 세정장치.
(2) 통로의 너비는 웨이퍼의 회전 속도에 따라서 조절되는 웨이퍼 세정장치.
(3) 통로에는 액체와 기체가 지나가는 웨이퍼 세정장치.
(4) 몸체에는 지지대를 향해 제1 빗면이 형성되며, 챔버 뚜껑의 내측면에는 제1 빗면과 평행한 제2 빗면이 형성되는 웨이퍼 세정장치.
(5) 제1 빗면과 제2 빗면 사이에 통로가 구비되는 웨이퍼 세정장치.
(6) 몸체에는 제1 오목부와 제1 삽입부가 구비되고, 챔버 뚜껑은 제1 삽입부가 삽입되는 제2 오목부와 제1 오목부에 삽입되는 제2 삽입부를 포함하는 웨이퍼 세정장치.
(7) 제1 오목부에는 약액 및 공기가 배출되는 제1 배출구가 구비되고, 제2 오목부에는 공기가 배출되는 제2 배출구가 구비되는 웨이퍼 세정장치.
(8) 웨이퍼세정방법에 있어서, 웨이퍼를 준비하는 단계; 지지대에 웨이퍼를 구비하는 단계; 웨이퍼를 세정하는 단계;그리고, 웨이퍼를 회전하여 건조하는 단계;를 포함하며, 웨이퍼를 회전하여 건조하는 단계에서, 챔버 뚜껑을 이동시켜 챔버 뚜껑과 몸체 사이에 통로를 형성하고, 웨이퍼의 회전 속도에 따라서 통로의 너비가 조절되는 웨이퍼세정방법.
(9) 웨이퍼를 건조하는 단계에서, 웨이퍼의 회전속도가 빨라질수록 통로의 너비는 좁아지는 웨이퍼세정방법.
(10) 웨이퍼의 회전속도가 1500rpm이상이면, 챔버 뚜껑이 하강하는 웨이퍼세정방법.
본 개시에 의하면, 웨이퍼 회전에 의해서 형성된 와류가 형성되지 않는 웨이퍼 세정장치를 제공한다.
또한 본 개시에 의하면, 챔버 뚜껑의 이동으로 통로가 좁아져 파티클이 빠르게 배출되는 웨이퍼 세정장치를 제공한다.
W:웨이퍼 100:웨이퍼 세정장치 110:지지대 120:몸체
130:챔버 뚜껑 140:통로 111:상면 112:측면 123: 제1 빗면
124: 제1 오목부 125:제2 오목부 126:외측면 131:내측면 132:외측면 133:제2 빗면 134:제2 오목부 135:제2 삽입부 141:너비 150:배출부 151:내부공간 152:제1 배출구 153:제2 배출구

Claims (10)

  1. 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장치에 있어서,
    웨이퍼를 지지하는 지지대;
    지지대를 감싸며, 외측면을 가지는 몸체;
    몸체를 둘러싸고, 몸체와 분리되어 몸체로부터 이동 가능하고, 내측면을 포함하는 챔버 뚜껑;
    몸체의 외측면과 챔버 뚜껑의 내측면 사이에 형성되는 통로; 그리고,
    일정량의 공기를 배출하는 배출부;를 포함하며,
    웨이퍼의 회전속도에 따라서 통로의 너비를 조절하는 웨이퍼 세정장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    통로에는 액체와 기체가 지나가는 웨이퍼 세정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    몸체에는 지지대를 향해 제1 빗면이 형성되며,
    챔버 뚜껑의 내측면에는 제1 빗면과 평행한 제2 빗면이 형성되는 웨이퍼 세정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1 빗면과 제2 빗면 사이에 통로가 구비되는 웨이퍼 세정장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    몸체에는 제1 오목부와 제1 삽입부가 구비되고,
    챔버 뚜껑은 제1 삽입부가 삽입되는 제2 오목부와 제1 오목부에 삽입되는 제2 삽입부를 포함하는 웨이퍼 세정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제1 오목부에는 약액 및 공기가 배출되는 제1 배출구가 구비되고,
    제2 오목부에는 공기가 배출되는 제2 배출구가 구비되는 웨이퍼 세정장치.
  8. 웨이퍼세정방법에 있어서,
    웨이퍼를 준비하는 단계;
    지지대에 웨이퍼를 구비하는 단계;
    웨이퍼를 세정하는 단계;그리고,
    웨이퍼를 회전하여 건조하는 단계;를 포함하며,
    웨이퍼를 회전하여 건조하는 단계에서,
    챔버 뚜껑을 이동시켜 챔버 뚜껑과 몸체 사이에 통로를 형성하고,
    일정량의 공기를 배출하는 배출부를 포함하고, 웨이퍼의 회전속도가 빨라질수록 통로의 너비는 좁아지는 웨이퍼세정방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    웨이퍼의 회전속도가 1500rpm이상이면, 챔버 뚜껑이 하강하는 웨이퍼세정방법.
KR1020170058487A 2017-05-11 2017-05-11 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법 KR101953741B1 (ko)

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