KR102349483B1 - 스캔 시스템 - Google Patents

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KR102349483B1
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Abstract

본 발명은 스캔 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 표준 시료화처리된 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 스캐닝 공정에 쓰인 베벨 노즐을 신속하게 세정할 수 있는 스캔 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 스캔 시스템은 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼의 베벨 부분이 출입되는 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및 상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50); 세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성된다.

Description

스캔 시스템 { Wafer Bevel Scanning Systems }
본 발명은 베벨 스캔 노즐을 구비한 스캔 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 베벨 스캔을 원활하게 수행할 수 있으면서도 노즐의 세정이 용이한 구조로 형성되어 스캔 시스템의 활용성을 현저하게 개선한 스캔 시스템에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고집적화 및 고성능화에 따라 반도체 제조 공정은 다양성과 복잡성을 띠고 있다. 특히 각 단위 공정에서 발생되는 문제점을 해결하기 위해 분석 기술의 향상은 필수적이다.
이에 따라 웨이퍼 표면의 오염물질 분석공정은 반도체 디바이스 제조에 있어서 중요하게 대두되고 있으며, 이를 해결하기 위해 종래에는 각 반도체 제조라인 및 각 제조공정 사이에서 소정 웨이퍼를 선택한 다음, 이 선택된 웨이퍼의 표면을 스캐닝하여 웨이퍼 표면의 오염물질 분석을 위한 오염물질 샘플을 포집하고, 이를 원자흡광분석(Atomic absorption spectroscopy), 유도결합질량분석(ICP-mass spectroscopy) 등의 파괴 분석법이나 전반사형광X선 분석(Total X-ray fluorescent analyzer)과 같은 비파괴 분석법으로 분석하고 있다.
이때, 사용자(User)는 기판을 공정 챔버에서 꺼낸 다음, 기판 표면 위에 스캐닝 용액을 떨어뜨리고, 유저가 직접 매뉴얼(Manual)로 기판 표면을 스캐닝 용액으로 스캐닝하여 기판 표면의 오염분석을 위한 오염물질 샘플을 포집한다. 반도체 기판 오염물질 포집 장치는 한국등록특허공보 제10-0383264호가 알려져 있다. 상기 반도체 기판 오염물질 포집장치는 전체적으로 보아 공정 챔버, 이송유닛, 로더부, 기상분해유닛, 스캐닝 유닛, 드라이유닛, 언로더부 및 오염물질 포집장치를 전반적으로 제어하는 중앙제어유닛으로 구성된다. 여기서, 이송유닛, 로더부, 기상분해유닛, 스캐닝 유닛, 드라이유닛 및 언로더부는 공정 챔버 내에 설치되는바, 이송유닛을 센터(Center)로 하고, 로더부와 언로더부가 각각 시점과 종점이 되는 반원 형태로 설치된다. 여기에서 기상분해유닛, 스캐닝 유닛 그리고 드라이유닛은 순차적으로 로더부와 언로더부 사이에 설치된다.
반도체 제조라인 및 제조공정에서 기판의 오염정도를 분석하기 위하여 임의의 기판이 선택되면, 유저는 이 기판을 오염물질 포집장치의 공정 챔버내에 위치한 로더부로 이송한다. 이후, 사용자가 공정 챔버를 밀폐시킨 후 오염물질 포집장치를 가동하면, 이송유닛은 로더부에 위치한 기판을 기상분해유닛의 로딩플레이트로 이송시키고, 기상분해유닛은 로딩플레이트에 이송된 기판을 밀폐시킨 다음 불산의 증기를 이용하여 기판 표면에 코팅된 산화막을 분해시킨다.
계속하여, 기판 표면에 코팅된 산화막 분해가 완료되면, 이송유닛은 다시 기상분해유닛에 위치한 기판을 스캐닝 유닛의 기판 얼라인기로 이송시킨다. 이후, 기판 얼라인기는 얼라인 핸드를 이용하여 이송된 기판의 위치를 정확하게 정렬시키며, 이와 동시에 스캐닝유닛은 노즐 트레이 위치로 회전하여 노즐 트레이에 구비된 노즐을 삽입한 다음 노즐 트레이의 중앙에 설치된 스캐닝용액 바틀에서 스캐닝용액을 소정량 만큼 흡입하고 기판 상부로 이동한 후, 천천히 기판 중앙으로 접근한다.
계속해서, 스캐닝유닛은 기판 센터와 스캐닝유닛에 삽입된 노즐이 거의 닿을려고 할 때쯤 접근을 중지하고, 접근이 중지되면 펌프는 스캐닝유닛의 펌핑유로를 통해 노즐에 흡입된 스캐닝용액의 일부를 기판 표면에 배출하여 노즐의 하단부와 기판 표면 사이에 스캐닝용액이 물방울 형태로 응집되도록 한다.
또한, 스캐닝 유닛은 스캐닝유닛이 한번 움직일 때 기판이 한바퀴 돌고 스캐닝유닛이 다시 한번 움직이면 기판이 다시 한바퀴 도는 스탭바이 스탭(Step by step)으로 기판을 스캐닝한다. 이와 같이, 스캐닝용액이 노즐의 하단부에서 이탈되지 않고 기판의 스캐닝이 완료되면, 기판 얼라인기는 회전을 멈추게 되고 스캐닝유닛도 이동을 멈추게 되며, 펌프는 펌핑유로를 이용하여 기판을 스캐닝했던 스캐닝용액을 모두 노즐내로 흡입한다. 이후, 스캐닝유닛은 샘플링 컵 트레이로 회전하여 샘플링 컵에 기판을 스캐닝했던 오염물질 샘플을 모두 배출하고, 배출이 완료되면 다시 회전하여 노즐이 노즐 바틀의 상부에 위치하도록 한 다음 스캐닝유닛에 설치된 노즐이탈수단을 이용해 스캐닝유닛에 삽입된 노즐이 스캐닝유닛에서 이탈되어 노즐 바틀에 떨어지도록 한다. 그 후, 기판은 이송유닛에 의해 언로더부로 이송됨과 동시에 외부로 언로딩되며, 오염물질 포집공정은 종료된다.
상술한 바와 같이, 기존 스캐닝 노즐의 경우 기판의 에지(모서리)를 스캐닝할 수 없는 구조를 갖는다. 더욱이 오염을 회수하기 위한 구조를 갖는 동시에 분석은 별도 장비에서 진행되도록 되어 있어 현재와 같이 실시간 분석이 요구되는 생산라인에 적용하기에 적합하지 않다.
또한, 노즐에는 처리액이 부착할 우려가 있고, 이러한 처리액이 응집물로 되어 노즐에 잔존할 우려가 있다. 이러한 응집물이 노즐에 부착한 상태에서 기판 처리를 행하면, 노즐에 부착한 응집물이 기판에 전달되어 기판이 오손(汚損)될 우려가 있다. 따라서, 이런 종류의 기판 처리 장치에는, 노즐을 세정액에 의해 세정함으로써 노즐에 부착한 응집물 등을 제거하는 노즐 세정 장치가 설치되는 경우가 있다.
예를 들면 일본공개특허공보 제2007-258462호에는, 노즐의 일방측으로부터 노즐에 대하여 세정액을 분사함으로써, 노즐에 부착한 응집물을 제거하는 노즐 세정 장치가 개시되어 있다.
하지만, 상기 선행문헌에서는 노즐 세정에 있어서 작업 공정 시간이 매우 오래 걸리며, 노즐의 표면이나 노즐 헤드 부분은 세정이 잘 될 수 있으나, 노즐의 내면이나 홈과 같은 비좁은 면적까지 빠른 시간 내에 세정하기 어려운 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-0383264호 일본공개특허공보 제2007-258462호
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명은 웨이퍼 베벨 영역 상의 오염을 회수하는 동시에, 실시간 분석이 가능한 스캔 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 이미지 센서에 의해 웨이퍼 및 베벨노즐 간의 상대 거리를 보정하도록 하여 소정의 웨이퍼 베벨 영역을 일정하게 스캐닝하는 것이 가능한 스캔 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 웨이퍼 상에 잔류된 스캐닝 파우더를 측정하여 소정의 웨이퍼 베벨 영역이 일정하게 스캐닝되었는지 검사하는 것이 가능한 스캔 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 웨이퍼 베벨 영역을 스캐닝 공정 후에 베벨 노즐을 침지 세정하는 것이 가능한 스캔 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 종래의 베벨 노즐 세정에서 표면에 더해 안쪽까지 세정하기 위해 여러 번 세정을 수행하여 많은 시간이 걸리던 세정 작업을 감축하여 세정 작업 시간이 현저하게 감소되는 것이 가능한 스캔 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 베벨 노즐에 의해 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 상기 베벨 노즐을 세정하는 장치로서, 내부에 스캔액을 보유할 수 있는 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼의 베벨 부분이 출입되도록 관통되게 형성된 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및 상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50); 세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성된다.
또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 웨이퍼(1) 및 베벨 스캔 노즐부(10) 간의 상대 거리를 보정하는 이미지센서(70)를 포함하며, 상기 이미지센서(70)는 베벨 스캔 노즐부(10)에 의한 스캐닝 공정이 수행되는 동안 웨이퍼(1)의 편심량 데이터에 더해 상기 웨이퍼(1)를 실시간 측정하여 상기 웨이퍼(1)와 노즐홈(12)이 소정의 상대 거리를 유지하도록 보정을 수행하는 구성을 가질 수 있다.
또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서, 상기 웨이퍼(1)는 소정의 농도 및 성분이 함유된 오염용액(35)를 고르게 주사하여 표준 시료화처리되며, 상기 표준 시료화 처리된 웨이퍼 베벨 영역을 스캐닝하여, 베벨 영역에 대한 스캔 품질을 검사하도록 구성될 수 있다.
또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 웨이퍼(1) 상의 오염용액 파우더(36)의 잔류 여부를 측정하는 광학 검사 장치(80)를 더 포함하며, 상기 광학 검사 장치(80)는 웨이퍼 스캐닝 공정 후에 웨이퍼 베벨 영역에 구비된 오염용액 파우더(31)를 검출하여 베벨 스캐닝 공정의 품질을 평가하도록 구성될 수 있다.
한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서, 상기 베벨 노즐(11)은, 상기 노즐홈(12)으로부터 상방향으로 소정의 거리만큼 이격되어 형성되어 세정시 세정액(39)이 유통 가능하게 구비된 세정구(13)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서, 상기 노즐 세정부(90)는, 세정액이 소정의 방향으로 흐르게 하는 세정액넘침부(94) 및 하나 이상의 세정액주입홀(97)이 구비된 세정챔버; 및 상기 세정챔버로부터 흘러 넘치는 세정액이 모여 세정액배출구(98)로 방류시키는 배수집수부(93); 상기 세정챔버 및 세정액주입구(95)를 연결하는 세정액유로(96);를 포함하여 구성되며, 상기 세정액주입홀(97)은 세정액이 세정챔버에 균등하게 주입되도록 세정챔버의 바닥에 복수개로 구비될 수 있다.
또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서, 상기 세정액유로(96)는 복수의 세정챔버와 순차적으로 연결되며, 상기 노즐 세정부(90)는, 상기 세정액유로(96)에 연결되며, 보조세정액을 포함하여 주입하기 위한 보조세정액주입구(95-1)를 더 구비함으로써, 상기 보조세정액은 세정액에 의하여 상기 복수의 세정챔버 중 어느 일부의 세정챔버에 주입되도록 구성될 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명의 의한 스캔 시스템은 웨이퍼 베벨 영역 상의 금속 불순물 등을 포함한 오염물을 회수하는 동시에, 회수한 스캔액을 실시간 분석하여 장치의 효용성을 현저하게 개선한 효과를 가진다.
또한, 이미지센서에 의해 웨이퍼 및 베벨 노즐 간의 상대 거리를 보정하도록 하여 장치와의 충돌이 방지되며, 소정의 웨이퍼 베벨 영역을 일정하게 스캐닝하여 안정적인 웨이퍼 스캐닝 작업을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 광학 검사 장치에 의해 웨이퍼 베벨 영역에 스캐닝 작업으로 회수되지 않은 스캔액 파우더를 검출하여 웨이퍼 스캐닝 작업의 품질을 평가하여 고품질의 스캐닝 공정을 확보할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 베벨 노즐을 침지 세척하는 노즐 세정부에 의해 스캐닝 작업에 쓰인 베벨 노즐을 효율적으로 침지 세정함으로써 후속적인 웨이퍼 스캐닝 작업할 준비를 원활하게 수행하여 과도한 지연없이 후속 공정을 신속하게 진행할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 세정액이 유통되는 세정구가 구비된 베벨 노즐을 구비하여 스캐닝 공정 후에 세정을 위하여 베벨 노즐을 침지시키면 세정액이 세정구를 통해 상기 베벨 노즐의 내외부를 드나들어 기존의 베벨 노즐에 비해 노즐 세정 시간을 현저하게 감축할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔시스템을 포함하여 구성된 기판 오염물 분석 장치.
도 2는 본 발명에 의하여 스캔 대상이 되는 웨이퍼 베벨 영역의 구조.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 베벨 스캔 노즐부.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 스캔 위치 보정.
도 6은 강제 오염에 의한 웨이퍼 베벨 영역의 표준 시료화 작업.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 스캔 품질 검사.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 노즐 세정부.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명의 스캔 시스템은 반도체용 웨이퍼(또는 기판)의 베벨 영역을 스캔액으로 스캔하여 분석기로 제공하는 장치이며, 여기서 반도체용 웨이퍼는 통상적으로, 원재료에 따라 게르마늄 웨이퍼, 갈륨비소 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 등이 있으며, 추가 공정에 따라, 폴리시드(Polished) 웨이퍼, 에피텍시얼(Epitaxial) 웨이퍼, SOI 웨이퍼 등이 있으며, 일반적으로 실리콘 웨이퍼나 폴리시드 웨이퍼가 쓰인다. 본 발명의 웨이퍼(1)는 어느 하나로 국한되지 않으며, 원형의 형상으로 형성된 것이 바람직하며, SiN 웨이퍼를 포함한다.
우선, 각 도면에 의하여 본 발명의 일실시예에 관하여 개략적으로 살펴보면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 시스템을 포함하여 구성된 기판 오염물 분석 장치를 예시적으로 도시한 것으로서, 스캔 시스템은 로봇, 얼라이너 유닛, VPD 유닛, 및 분석기 등과 함께 기판 오염물 분석 장치를 구성할 수 있다. 도 2는 본 발명에 의하여 스캔 대상이 되는 웨이퍼 베벨 영역의 구조를 설명하는 것으로서 적어도 상하면의 경사부와 선단부를 포함하는 영역으로 이해될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 전체 구성도로서, 웨이퍼(1)의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10), 웨이퍼(1)가 거치되는 웨이퍼 거치대(50), 웨이퍼(1)의 베벨 위치를 감지하여 베벨 노즐의 스캔 위치를 보완하는 이미지센서(70) 및 베벨 노즐을 침지시켜 세정하는 노즐 세정부(90)를 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 베벨 스캔 노즐부의 세부도로서, 내부에 스캔액이 보유되는 공간을 구비하고 웨이퍼(1)의 베벨 영역이 내입되는 노즐홈(12)이 형성된 베벨노즐(11), 노즐 세정액이 유통되는 세정구(13), 베벨 노즐(11)로 스캔액(30)을 주입하기 위한 주입구(15), 베벨 노즐로부터 스캔액(30)을 배출하기 위한 배출구(16) 및 베벨 노즐의 내부 공간으로 공기 또는 기체를 공급하기 위한 경로인 공기조절구(17)가 구비된 베벨 스캔 노즐부(10)를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 스캔 위치 보정을 도시한 것으로서, 베벨 스캔 노즐보다 앞선 위치에 배치된 이미지센서에 의해 회전하는 웨이퍼의 베벨 위치를 감지하여 후방에서 스캔 작업 중인 베벨 스캔 노즐의 스캔 위치를 제어함으로써 균일한 베벨 스캔 품질을 확보하는 것을 나타낸 것이다. 도 6은 강제 오염에 의한 웨이퍼 베벨 영역의 표준 시료화 작업을 도시한 것으로서, 웨이퍼(1)의 베벨 영역에 오염 용액이 균일하게 주사된 것을 나타낸 것이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 스캔 품질 검사 과정을 도시한 것으로서, 웨이퍼(1)에 잔류한 파우더(31)를 광학적인 방식으로 측정하여 베벨 영역이 균일하게 스캔되었는지 등을 검사하는 것을 나타낸 것이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템의 노즐 세정부를 도시한 것으로서, 도 8(a)는 노즐 세정부(90)의 사시도를 도시한 것이고, 도 8(b)는 제2세정챔버(92)에 베벨노즐(11)을 세정구(13)까지 침지시켜 노즐을 세정하는 것을 나타낸 것이고, 도 8(c)는 노즐 세정부(90)의 상부 평면도를 나타낸 것이다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 시스템에 관한 구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 시스템을 포함하여 구성되는 기판 오염물 분석 장치의 전체 구성을 도 1을 이용하여 먼저 설명하면, 본 발명의 기판 오염물 분석 장치는 로드 포트(100), 로봇(200), 얼라이너 유닛(300), VPD 유닛(400), 스캔 시스템(500), 리사이클링 유닛(600) 및 분석기(700) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
로드 포트(100)는 기판 오염물 분석 장치의 일측에 위치하고 기판이 수납된 카셋트를 개방하여 기판을 기판 오염물 분석 장치의 내부로 도입하는 통로를 제공한다. 로봇(200)은 기판을 파지하여 기판 오염물 분석 장치의 각 구성요소 사이에서 기판을 자동 이송하며, 구체적으로 로드 포트(100)의 카셋트, 얼라이너 유닛(300), VPD 유닛(400), 스캔 시스템(500) 및 리사이클링 유닛(600) 사이에서 기판을 이송한다. 얼라이너 유닛(300)은 기판을 정렬시켜주는 기능을 수행하며, 특히 웨이퍼 거치대(50)에 기판을 재치하기 전 기판의 중심을 정렬시키기 위하여 사용된다.
VPD 유닛(400)은 기판에 대하여 기상 분해(VPD : Vapor Phase Decomposition)가 수행되는 기상 분해 유닛으로서, 기판 도입을 위한 도입구 및 도어, 공정 챔버, 공정 챔버 내부에 구비되는 로드 플레이트, 웨이퍼척 어셈블리 및 식각 가스 분사구 등을 포함하며, 가스 상태의 에천트에 의해 기판의 표면 또는 벌크까지를 식각한다.
스캔 시스템(500)은 베벨 스캔 노즐부(10) 및 웨이퍼 거치대(50)를 포함하며, 웨이퍼 거치대(50)는 VPD 유닛(400)에서 기상분해가 수행된 기판 등이 안착되며, 기판이 안착된 상태에서 베벨 스캔 노즐부(10)를 사용하여 기판을 스캔하는 과정에서 기판을 회전시키는 기능을 수행한다. 베벨 스캔 노즐부(10)는 웨이퍼 거치대(50)의 일측에 구비되며, 기판에 근접하여 스캔 용액을 기판상으로 공급하는 베벨노즐(11)과 일단에 노즐을 탑재한 상태로 노즐의 위치를 예를 들면 3축 방향으로 이동시킬 수 있는 베벨 스캔 노즐부 암을 포함한다. 노즐 및 베벨 스캔 노즐부 암은 하나 또는 복수개 구비될 수 있다. 스캔 시스템(500)의 노즐에는 유로를 통하여 스캔 용액이 공급되며 공급된 용액으로 오염물을 포집한 샘플 용액은 유로를 통하여 분석기(700)로 이송된다.
리사이클링 유닛(600)은 오염물 포집이 완료된 기판을 재활용하기 위하여, 기판을 산 계열 또는 염기 계열의 케미컬을 포함하는 용액으로 처리하며, 기판 도입을 위한 도입구 및 도어, 공정 챔버, 공정 챔버 내부에 구비되는 로드 플레이트, 웨이퍼척 및 용액을 분사하는 노즐 등을 포함하여 구성할 수 있다.
분석기(700)는 스캔 시스템(500)의 노즐로부터 유로를 통하여 샘플 용액을 이송받아 분석하며, 샘플 용액속에 포함된 오염물의 존재유무, 오염물의 함량 또는 오염물의 농도 등을 분석한다. 분석기(700)로서는 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS : Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)가 선호된다.
그리고, 기판 오염물 분석 장치는 VPD 유닛(400)에서 기판의 벌크를 기상 분해하는 대신 별도의 벌크용 기상 분해 유닛(미도시)를 추가로 구비토록 하거나, 예를 들면 리사이클링 유닛(600)대신 벌크 유닛을 구성토록 할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 오염물 분석 장치는, 스캔 용액 및 에칭 용액의 자동 제조 및 이송, 에칭 가스의 생성 및 공급, 샘플 용액의 이송 등을 위한 부분을 포함하며 이러한 부분은 주로 기판 오염물 분석 장치의 측면 또는 내부에 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에서 베벨 스캔 노즐부에 의하여 스캔하려는 웨이퍼 베벨 영역에 대하여 설명하면, 도 2에 예시적으로 나타내는 바와 같이, 통상적으로 웨이퍼(1)의 상면은, 수평이고 평탄한 원형의 평탄부와, 상면의 평탄부의 외단으로부터 비스듬히 아래쪽 외측으로 연장되는 환상의 경사부를 포함하고, 동일하게, 웨이퍼(1)의 하면은, 수평이고 평탄한 원형의 평탄부와, 하면의 평탄부의 외단으로부터 비스듬히 위쪽 외측으로 연장되는 환상의 경사부를 포함한다. 상면 및 하면의 경사부는, 상면 및 하면의 평탄부에 대해 기울어 있고, 웨이퍼(1)의 환상의 선단부(先端部, Apex)는, 상면의 경사부의 외단으로부터 하면의 경사부의 외단까지 연장되어 있다. 여기서 웨이퍼 베벨(1-1) 영역은, 상면의 경사부, 선단부 및 하면의 경사부를 포함하는 부분으로서 평탄부의 일부를 함께 포함할 수 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 베벨(1-1) 영역은 포물선상의 단면을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 사다리꼴 단면 형상 등도 가능하다.
이하, 본 발명의 스캔 시스템(500)과 관련하여 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템(100)은, 도 3내지 8에 도시된 바와 같이, 베벨 스캔 노즐부(10)에 의해 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 스캔액으로 스캐닝하여 분석기(700)에 제공하고 다음 스캐닝 전에 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 세정하는 장치이며, 장치의 세부 구성으로서, 내부 공간에 보유된 스캔액(30)으로 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10), 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50), 웨이퍼(1)에 대한 베벨 스캔 노즐부(10)의 상대 거리를 보정하기 위하여 웨이퍼(1)의 베벨 위치를 감지하여 제공하는 이미지센서(70) 및 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90) 등을 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 필요에 따라 스캔 품질을 확인하기 위하여, 웨이퍼 스캐닝 공정 전에 알려진 소정의 농도 및 성분이 함유된 오염용액(35)을 만들고, 웨이퍼 베벨(1-1) 영역에 상기 오염용액(35)을 고르게 주사 및 건조시켜 표준 시료화 작업 후에 스캔액(30)이 보유된 베벨 스캔 노즐부(10)에 의해 상기 웨이퍼의 베벨 영역(1-1)을 스캔하여 해당 스캔액을 분석기로 제공하여 분석함으로써 스캔 품질을 기초적인 수준에서 확인할 수 있으며, 다음 스캐닝 공정 전에 노즐 세정부(90)에서 상기 베벨 스캔 노즐부(10)가 침지 세정된다. 이에 관한 구체적인 설명은 아래에서 제시하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 선단부에 베벨 노즐(11)이 구비되고 제어수단(미도시)에 의해서 이동하여 웨이퍼 거치대 상에서 회전되는 웨이퍼를 향하여 접근하거나 대기위치로 물러나거나 세정위치로 이동할 수 있다. 상기 베벨 노즐(11)은 스캔액(30)을 보유할 수 있는 내부공간을 구비하며, 베벨 노즐(11)의 하부에 웨이퍼의 베벨 부분이 출입되는 노즐홈(12)이 구비되며, 노즐부(10)의 상부에는 베벨 노즐(11)로 스캔액을 공급하기 위한 주입구(15)와, 스캐닝 후에 상기 스캔액을 배출하기 위한 배출구(16), 베벨 노즐 내부로 공기 또는 기체를 주입하거나 배출하기 위한 공기조절구(17)가 구비될 수 있다.
도 4는 베벨 스캔 노즐부(10)의 구조를 도시한 것으로서, 도 4(a)는 웨이퍼 베벨(1-1)이 내입되는 노즐홈(12)이 구비된 베벨노즐(11)을 도시한 것이고, 도 4(b)는 상기 노즐홈(12) 보다 상부 위치에 세정액(39)이 유통될 수 있는 세정구(13)가 추가로 구비된 베벨노즐(11)을 도시한 것이고, 도 4(c)는 노즐홈(12)을 확대하여 나타낸 것이다. 스캐닝 전에 주입구(15)를 통하여 스캔액(30)이 베벨노즐(11)로 주입되고, 스캐닝이 완료된 후 배출구(16)를 통하여 상기 스캔액(30)이 회수되어 분석기에 제공되어 이용되며, 스캐닝하는 동안 공기조절구(17)를 통하여 베벨노즐(11) 내에 공기를 주입 또는 회수할 수 있게 된다. 또한, 스캔액(30)의 주입 및 회수는 어느 하나의 방식으로 국한되지 않으며, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 주입구(15), 배출구(16), 공기조절구(17)를 통하여 별도의 튜브(18-1, 18-2, 18-3)를 삽입하여 베벨노즐(11)의 내부로 진입된 유동 경로를 제공하는 선택을 할 수 있으며, 주입구(15) 및 배출구(16)는 각각 별도로 형성하는 것 이외에 하나로 통합 형성하여 스캔액(30)을 주입하거나 토출할 때 공용할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서 베벨 스캔 노즐부(10)의 베벨노즐(11)은, 앞서 설명한 바와 같이, 스캔액(30)을 보유할 수 있는 내부공간을 구비하며 하부 위치에 웨이퍼의 베벨 부분이 출입되는 노즐홈(12)이 형성된다. 상기 노즐홈(12)은 웨이퍼의 베벨 부분과 이격된 틈새를 형성하지만 표면장력 현상에 의해서 스캔액(30)이 상기 틈새를 지나 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 도 4(c)는 노즐홈(12)을 확대하여 도 한 것으로서 노즐홈(12)의 깊이(a)와 노즐홈(12)의 너비(b)를 예시적으로 나타낸 것이다. 표면 장력에 의해 베벨노즐(11) 내에 주입된 소정의 용량의 스캔액(30)이 노즐홈(12)에 보유되며, 상기 노즐홈(12)에 내입된 웨이퍼(1)가 소정의 속도로 회전되어도 상기 스캔액(30)은 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 탈락없이 스캐닝하게 된다. 노즐홈(12)의 깊이 및 너비는 어느 하나의 치수로 국한되지 않으며, 웨이퍼(1)의 치수 및 베벨 영역의 형상 등의 기준에 따라 다양한 사이즈로 제작될 수 있으나, 노즐홈(12)의 깊이(a)는 1 내지 4mm가 바람직하며, 노즐홈(12)의 너비(b)는 0.3 내지 2mm를 넘지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스캔액(30)은 질산과 불산을 포함하는 용액으로서, 베벨노즐(11) 내에 주입되는 스캔액(30)의 용량은 100 ul내지 2ml가 바람직하나, 스캔액의 세부 구성 및 용량은 이에 제한되지 않고 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템에서 베벨 스캔 노즐부(10)의 베벨노즐(11)은, 베벨노즐(11)의 하단으로부터 소정의 길이만큼 이격된 곳에 형성된 하나 이상의 세정구(13)가 구비될 수 있으며, 노즐 세정부(90)에서 침지 세정시 상기 세정구(13)에 의해 노즐 세정부(90)의 세정액(39)이 원활하게 드나들어 베벨노즐(11) 내부가 세정된다. 세정구(13)는 어느 하나의 형상 또는 위치 등으로 국한되지 않으며, 도 4(b)와 같이, 세정액(39)이 원활하게 출입하도록 소정 크기의 원형 형상으로 형성될 수 있으며, 베벨노즐(11)의 노즐홈(12)으로부터 상방으로 소정의 거리만큼 이격된 곳에 구비됨으로써, 스캐닝 공정에 필요한 소정 용량의 스캔액(30)이 상기 세정구(13)로 토출되지 않고 안정적으로 보유될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 베벨 스캔 노즐부(10)의 이동을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함하며, 상기 제어수단에 의해 베벨 스캔 노즐부(10)는 웨이퍼 베벨 스캐닝시 웨이퍼(1)에 대하여 접근하거나 또는 이격되어 대기위치로 복귀하게 된다. 베벨 스캔 노즐부(10)의 제어 방법은 어느 하나로 국한되지 않으며, 직교로봇 또는 회전로봇에 의해 제어될 수 있으며, 작업자의 직접 제어 방식 또는 작업자가 임의의 좌표값을 입력하여 기설정된 프로그램으로 제어하는 간접제어 방식 등이 채택되어 웨이퍼(1)의 직경에 따라 베벨 스캔 노즐부(10)를 이송하여 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은 스캔액(30) 또는 공기를 주입 또는 회수하는 튜브(18)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 튜브(18)는 주입구(15)를 거쳐 베벨노즐(11) 내에 스캔액(30)을 주입하는 주입 튜브(18-1), 배출구(16)를 거쳐 베벨노즐(11) 내에 스캔액(30)을 회수하는 회수 튜브(18-2) 및 공기조절구(17)를 거쳐 베벨노즐(11) 내에 공기 또는 기체를 주입하거나 배출하는 공기 튜브(18-3) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때 회수 튜브(18-2)는 베벨노즐(11) 내의 상기 스캔액(30)에 침지되는 위치까지 진입하여 배치하는 것이 필요하고, 주입 튜브(18-1)는 베벨노즐(11) 내의 스캔액(30)과 접촉되지 않는 소정의 위치까지 진입하는 것이 바람직하다. 또한 공기 튜브(18-3)는 스캔액(30)이 닿지 않는 소정의 위치까지 진입하는 바람직하며, 세정구(13)가 구비된 베벨노즐(11)의 경우에는 상기 세정구(13)를 지난 위치까지 진입되는 것이 바람직하다. 또한, 스캔액(30)이 베벨노즐(11) 내로 유입되는 시기는 어느 하나로 한정되지 않으며, 웨이퍼(1)가 노즐홈(12)으로 내입되는 동안, 내입되기 전 및 후 중 적어도 어느 하나의 시기에 유입될 수 있다.
또한, 스캔 시스템은 웨이퍼 베벨(1-1)을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10)를 복수로 구비할 수 있다. 서로 다른 크기의 노즐홈(12)으로 형성된 베벨노즐(11)이 구비되어, 스캔 대상 웨이퍼의 두께 또는 형상 등에 적합한 노즐홈(12)이 구비된 베벨 노즐(11)을 선택적으로 구동하여 베벨 스캔을 수행함으로써 웨이퍼 스캔 분석의 대응성을 확대할 수 있다. 또한 선단의 하부에서 웨이퍼의 표면과의 사이에서 스캔액(30)을 보유하여 스캔하는 표면 스캔 노즐(미도시)을 더 구비하여 웨이퍼(1)의 표면을 스캐닝을 별도로 수행하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은 웨이퍼(1)가 거치되는 웨이퍼 거치대(50)를 포함하며, 상기 웨이퍼 거치대(50)는 중앙에 거치된 웨이퍼(1)를 소정의 회전속도로 회전시킨다. 예를 들어, 상기 회전속도는 5 degree/sec가 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 웨이퍼 거치대(50)는 어느 하나의 방식으로 국한되지 않으며, 진공 흡착 등의 방식으로 웨이퍼(1)의 탈락을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 접촉 센서 등에 의해 웨이퍼(1)가 안착된 경우에만 회전하도록 구성될 수 있으며, 웨이퍼(1)의 중심점이 중앙에 정렬될 수 있도록 정렬수단에 의해서 정렬된 후 웨이퍼(1)를 이송하여 웨이퍼 거치대(50)에 거치하는 방식을 채용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은 상기 베벨 스캔 노즐부(10) 및 웨이퍼(1)와의 상대 거리를 보정하는 이미지센서(70)를 포함하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이미지센서(70)에 의해 베벨노즐(11)에 의한 스캐닝 작업 중에 노즐홈(12) 및 웨이퍼 베벨(1-1) 사이의 상대거리가 조절되어 소정의 웨이퍼 베벨(1-1) 영역이 일정하게 스캔되게 된다. 도 5(a)는 이미지센서(70)에 의해 노즐홈(12) 및 웨이퍼(1)의 선단부(Apex)가 서로 소정의 거리를 유지하는 것을 나타낸 것이며, 예시적으로 도 5(b)와 같이 노즐홈(12) 및 웨이퍼의 선단부가 너무 가까워진 경우에, 상기 소정의 거리가 유지되도록 도 5(c)와 같이 베벨 스캔 노즐부(10)가 이동하여 이격되는 것을 예시적으로 나타낸 것이다. 즉, 노즐홈(12) 및 웨이퍼(1)의 선단부 사이의 거리(G)가 소정의 기준거리(Gd)를 중심으로 허용되는 범위(△d) 내에서 유지되도록 제어하는 것이다. 또한, 상기 예시에서 노즐홈(12) 및 웨이퍼(1)의 선단부 사이의 수평 거리를 중심으로 설명하였으나 수직 거리에 대해서도 서로 소정의 거리를 유지하는 제어를 확장하여 구비할 수 있다.
여기서, 이미지센서(70)는 CCD(Charge Coupled Device) 방식의 이미지센서가 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 웨이퍼(1)의 편심이나 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 포함하는 웨이퍼 형상의 비균일성 등으로 인해 베벨 스캔 노즐부(10) 자체의 정밀한 위치 제어에도 불구하고 웨이퍼(1) 베벨 영역이 불균일하게 스캔되는 현상을 최소화할 수 있다. 상기 상대 거리를 보정하는 방식은 베벨 스캔 노즐부(10)보다 앞선 위치에서 웨이퍼의 베벨 영역 또는 최외곽 위치 등을 이미지센서(70)로 실시간 측정을 하여 베벨 스캔 노즐부(10)의 스캔닝 작업 중에 베벨 스캔 노즐부(10)의 위치 보정을 수행하는 것이 바람직하며, 이에 국한되지 않고 웨이퍼(1)의 편심량, 처짐량 등에 관한 데이터를 추가로 반영하여 더 정밀한 위치 보정이 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이, 소정의 농도 및 성분이 함유된 오염용액(35)을 주사하는 단계를 포함하는 스캔 품질 검사 또는 보정 절차를 포함하여 수행할 수 있다. 상기 주사 단계에 의해 웨이퍼 베벨(1-1) 영역을 표준 시료화 처리하여 스캐닝 준비 작업을 수행하게 된다. 여기서 오염용액(35)은 예를 들어 2 ul씩 50번 주사하는 방식을 채용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 오염 용액 주사는 어느 하나의 방식으로 국한되지 않으며, 통상적으로 쓰이는 피펫(P)으로 웨이퍼 거치대(50)에 의해 소정의 속도로 회전하는 웨이퍼 베벨(1-1) 영역에 오염용액(35)을 고르게 주사할 수 있으며, 작업자가 주사하는 것에 더해 직교로봇 또는 회전로봇 등의 별도의 주사 제어 장치를 더 구비하여 상기 주사 제어 장치에 의해 일정한 영역에 균일하게 주사할 수 있도록 구성할 수도 있다.
상기 오염용액(35)은 소정의 농도 및 금속 분술물 등의 성분이 포함된 용액으로서, 상기 금속 불순물은 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu)를 소정의 비율로 혼합된 용액일 수 있고, 이외에도 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 아연(Zn) 중 적어도 하나가 추가적으로 혼합될 수 있으며, 1ppb의 오염 농도를 갖는 오염용액(35)이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 오염 농도를 소정의 범위에서 선택하여 오염 용액을 제조할 수 있다.
또한, 상기 오염용액(35)을 주사하기 전에, 웨이퍼(1) 표면의 산화막을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있으며, 상기 산화막 제거 공정을 통해 오염용액(35)이 퍼지지 않고 소정의 물방울 형상으로 접착되게 된다. 산화막을 제거하는 방법은 HF 증기를 사용하며, 상기 HF 증기를 채운 챔버 내에 웨이퍼(1)를 넣는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 HF 용액을 사용하여 산화막을 제거하거나 HF 증기에 과산화수소 등을 혼합한 기체를 이용하여 산화막 제거에 활용될 수 있다.
또한, 웨이퍼 베벨(1-1) 영역에 주사된 오염용액(35)을 건조하는 건조 단계를 포함할 수 있으며, 상기 건조 단계를 통해 오염용액(35)에 첨가된 금속성분, 입자 등이 웨이퍼(1)의 표면에 부착되어 스캔품질 검사용 스캐닝 준비 작업이 완료되게 된다. 건조하는 방식은 어느 하나의 방식으로 국한되지 않으며, 자연 건조 또는 강제 건조 방식이 채택될 수 있으며, 상기 강제 건조 방식은 별도의 챔버에서 수행되는 가열처리에 의한 건조 또는 소정의 기체 분사에 의한 건조가 채택될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은, 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 표면에 스캐닝 후 오염용액 파우더(36)의 잔존 여부 및 잔존 정도를 검사하는 광학 검사 장치(80)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 광학 검사 장치(80)에 의해 소정의 웨이퍼 베벨(1-1) 영역이 일정하게 스캐닝되었는지 검사한다. 상기 광학 검사 장치(80)는 자동 광학 검사 장비(Automatic Optical Inspection)가 쓰일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 오염용액(35)이 건조 공정을 거치면 웨이퍼(1) 상에 흰색 계열의 잔류물인 오염용액 파우더(36)가 잔존하며, 스캐닝 이후에 상기 오염용액 파우더(36)는 스캔액(30)이 스캐닝하지 못한 영역 상에 여전히 잔류하게 된다. 스캐닝 작업시 스캔경로의 오염용액 파우더(36)는 웨이퍼 베벨(1-1) 상의 불순물 등과 함께 회수되어 제거되며, 스캐닝 작업시 스캔경로로부터 누락된 오염용액 파우더(36)에 대해서는 광학 검사 장치(80)에 의해 웨이퍼(1) 표면 상의 오염용액 파우더(31)의 잔존 여부를 파악하여 스캐닝 작업의 품질을 평가할 수 있게 된다. 광학 검사 장치(80)에 의한 측정 방법은 웨이퍼 베벨(1-1) 중에 소정의 포인트들을 검사하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고 웨이퍼 베벨(1-1) 영역 모두를 측정할 수 있으며, 웨이퍼 거치대(50)에 의해 회전중인 웨이퍼 베벨(1-1)을 측정하거나 제어로봇에 의해 광학 검사 장치(80)가 이동하며 웨이퍼 베벨(1-1)을 측정하는 방식 등을 채용할 수 있다.
한편, 본 발명에 의해서 스캐닝 공정 중 회수된 불순물 등을 함유한 스캔액(30)은 회수 후 분석기(미도시)에 제공되어 소정의 화학 분석 등 스캔액 분석 단계를 거치며, 상기 화학 분석에는 미량 원소 분석 방법으로서 유도결합 플라즈마 원자발광분광법(ICP-AES, Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy), 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) 등이 있으며, 상기 스캔액 분석 단계는 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)에 의해 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 시스템은 베벨 스캔 노즐부(10)가 침지되어 세정되는 노즐 세정부(90)를 포함하며 상기 노즐 세정부(90)의 세정액주입구(95)를 통해 세정액(39)이 계속해서 주입되며, 상기 세정액(39)은 세정챔버(91, 92)를 지나 세정액배출구(98)를 통해 방류되게 된다. 상기 노즐 세정부(90)는 세정액(39)이 채워지며 베벨노즐(11)이 침지되는 제1 세정챔버(91), 세정액(39)이 채워지며 다른 스캔노즐(21)이 침지되는 제2세정챔버(92), 넘친 세정액(39)이 집수 및 배수되는 배수집수부(93), 세정액(39)이 주입되는 세정액주입구(95) 및 세정액(39)이 배출되는 세정액배출구(98) 및 노즐 세정부(90)를 장치에 고정 설치하기 위한 하나 이상의 장착홈(99)이 구비된다. 세정액주입구(95)를 통해 주입되는 세정액(39-1)은 세정액유로(96)를 거쳐 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92) 내에 가득 차오르게 되며, 챔버 밖으로 흘러 넘치는 세정액(39-2)은 배수집수부(93)에서 세정액배출구(98)를 통하여 외부로 배출되게 된다.
상기 세정액(39)은 물 또는 초순수(Deionized Water, 이하 ‘DI워터’라 한다)를 포함하는 용액을 이용할 수 있으며, DI워터로 이루어진 세정액(39)이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)는 어느 하나의 구성 및 형상으로 국한되지 않으며, 제1세정챔버(91)는 노즐 세정부(90)와 소정의 유격이 구비되도록 형성될 수 있으며, 하나 이상의 세정액넘침부(94)를 구비하여 넘치는 세정액(39)이 노즐 세정부(90) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한 제2세정챔버(92)는 노즐 세정부(90)와 일체로 형성될 수 있으며, 일측에 외면이 상대적으로 더 낮게 형성된 단턱이 구비되어 넘치는 세정액(39)이 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다. 또한 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)는 특정한 형상의 노즐에만 국한되지 않고 활용될 수 있으며, 특정 노즐을 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)에 침지시키거나 서로 다른 노즐을 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)에 각각 별도로 침지시켜 세정하는 것을 필요에 따라 선택하여 채용할 수 있다. 또한 노즐 세정부(90) 외면 상단부에 구비된 단차가 있는 방류홈(H)을 더 구비하여 세정액배출구(98)가 이물질 등으로 인해 막히는 등 오동작 상황에서 노즐 세정부(90) 밖으로 흐르는 세정액(39-2)이 의도된 방향으로 신속하게 방류되도록 구성할 수 있다.
또한, 도 8(b)와 같이, 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)의 유로인 세정액유로(96)를 구비하며, 상기 세정액유로(96)에 의해 세정액주입구(95)를 통해 주입되는 세정액(39)이 세정액주입홀(97)을 거쳐 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)로 유입되게 된다. 세정액유로(96)는 어느 하나로 국한되지 않으나, 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)이 연결되도록 길이방향으로 연장 형성되고, 도 8(c)와 같이, 이에 따라 복수 개의 세정액주입홀(97)이 구비되어 세정액(39)이 챔버 내에 균등하게 주입되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 세정액유로(96)는 제1세정챔버(91) 및 제2세정챔버(92)를 잇는 하나의 유로로 형성되는 것 이외에, 제1세정챔버(91)와 제2세정챔버(92)에 각각 별도로 형성되는 선택도 가능하다.
또한, 세정액(39) 이외에 화학액 등의 기능성 보조세정액을 포함하여 주입하는 보조세정액주입구(95-1)를 더 구비할 수 있으며, 상기 보조세정액주입구(95-1)에 의해 세정액(39)에 더해 화학액 등이 추가로 제1세정챔버(91) 또는 제2세정챔버(92) 내에 주입되게 된다. 보조세정액주입구(95-1)는 길이방향으로 형성된 세정액유로(96) 중 제1세정챔버(91)의 세정액주입홀(97)과 제2세정챔버(92)의 세정액주입홀(97) 사이에 형성되어 상기 제2세정챔버(92)에만 필요에 따라 별도로 주입된 화학액 등이 흘러가도록 하는 방식을 채용할 수도 있다.
또한, 세정구(13)가 구비된 베벨노즐(11)의 세정 단계를 설명하면, 제1세정챔버(91) 내에 세정구(13)가 구비된 베벨노즐(11)을 상기 세정구(13)가 세정액(39)에 완전히 잠기도록 침지시켜 노즐 세정 단계를 수행하며, 이러한 세정 구조에 의하여 베벨 노즐(11)을 더 신속하게 세정할 수 있다. 도 4(a)의 베벨노즐(11)을 세정하려는 경우, 노즐 내에 잔류하는 불순물, 스캔액(30) 등을 제거하기 위해 상기 베벨노즐(11)을 세정액(39)에 침지시키는 과정을 15~20번 정도 반복적으로 수행해야 내부까지 세정이 가능하며, 베벨노즐(11)을 향하여 세정액(39)을 강제 분사하는 장치를 통해 세정하는 경우에도 노즐 내부에 더해 노즐홈(12)까지 꼼꼼하게 세정하는 것은 원활하지 않으며, 장치의 복잡도 및 관리 용이성 등의 측면에서도 단점이 존재한다. 이에 비하여 세정구(13)가 구비된 베벨노즐(11)을 제1세정챔버(91) 내에 침지시키고 세정액주입홀(97)로부터 연속해서 주입되는 세정액(39)이 상기 세정구(13)를 통해 유동되어 세정함으로써 베벨노즐(11)의 외면, 노즐홈(12)에 더해 내면까지 효과적으로 세정될 수 있으며, 세정 공정 시간이 현저하게 단축되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 노즐 세정부(90)에 침지시킨 베벨노즐(11)을 건조하는 단계를 더 포함하며, 노즐 세정부(90)에서 꺼낸 베벨노즐(11)을 건조하여 상기 베벨노즐(11)의 외면 및 내면에 잔류한 세정액(39)이 건조되어 다음 스캐닝 공정을 수행할 준비가 완료되게 된다. 건조하는 방식은 어느 하나의 방식으로 국한되지 않으며, 자연 건조 또는 강제 건조 방식이 채택될 수 있으며, 상기 강제 건조 방식은 노즐에 소정의 기체를 분사하는 건조가 바람직하다.
이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산 또는 분할된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다. 또한, 방법의 단계는 단독으로 복수회 실시되거나 혹은 적어도 다른 어느 한 단계와 조합으로 복수회 수행되는 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
500 : 스캔 시스템
1 : 웨이퍼 1-1 : 웨이퍼 베벨
10 : 베벨 스캔 노즐부
11 : 베벨노즐 12 : 노즐홈
13 : 세정구 15 : 주입구
16 : 배출구 17 : 공기조절구
18 : 튜브
30 : 스캔액 35 : 오염용액
36 : 오염용액 파우더 39 : 세정액
50 : 웨이퍼 거치대
70 : 이미지센서 80 : 광학 검사 장치
90 : 노즐 세정부
91 : 제1세정챔버 92 : 제2세정챔버
93 : 배수집수부 94 : 세정액넘침부
95 : 세정액주입구 96 : 세정액유로
97 : 세정액주입홀 98 : 세정액배출구
99 : 장착홈
P : 피펫 H : 방류홈

Claims (7)

  1. 베벨 노즐에 의해 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 상기 베벨 노즐을 세정하는 스캔 시스템에 있어서,
    내부에 스캔액을 보유할 수 있는 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼(1)의 베벨 부분이 출입되도록 관통되게 형성된 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및
    상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50);
    세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성되며,
    웨이퍼(1) 및 베벨 스캔 노즐부(10) 간의 상대 거리를 보정하는 이미지센서(70)를 더 포함하며,
    상기 이미지센서(70)는 베벨 스캔 노즐부(10)에 의한 스캐닝 공정이 수행되는 동안 웨이퍼(1)의 편심량을 포함하는 데이터를 실시간 측정하여 상기 웨이퍼(1)와 노즐홈(12)이 소정의 상대 거리를 유지하도록 보정하는 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼(1)는 소정의 농도 및 성분이 함유된 오염용액(35)을 고르게 주사하여 표준 시료화처리되며, 상기 표준 시료화 처리된 웨이퍼 베벨 영역을 스캐닝하여, 베벨 영역에 대한 스캔 품질을 검사하는 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    웨이퍼(1) 상의 오염용액 파우더(36)의 잔류 여부를 측정하는 광학 검사 장치(80)를 더 포함하며,
    상기 광학 검사 장치(80)는 웨이퍼 스캐닝 공정 후에 웨이퍼 베벨 영역에 구비된 오염용액 파우더(36)를 검출하여 베벨 스캐닝 공정의 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  4. 베벨 노즐에 의해 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 상기 베벨 노즐을 세정하는 스캔 시스템에 있어서,
    내부에 스캔액을 보유할 수 있는 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼(1)의 베벨 부분이 출입되도록 관통되게 형성된 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및
    상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50);
    세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성되며,
    상기 베벨 노즐(11)은, 상기 노즐홈(12)으로부터 상방향으로 소정의 거리만큼 이격되게 형성되어 세정시 세정액(39)이 유통 가능하게 구비된 세정구(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  5. 베벨 노즐에 의해 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 상기 베벨 노즐을 세정하는 스캔 시스템에 있어서,
    내부에 스캔액을 보유할 수 있는 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼(1)의 베벨 부분이 출입되도록 관통되게 형성된 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및
    상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50);
    세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성되며,
    상기 노즐 세정부(90)는, 세정액이 소정의 방향으로 흐르게 하는 세정액넘침부(94) 및 하나 이상의 세정액주입홀(97)이 구비된 세정챔버; 및 상기 세정챔버로부터 흘러 넘치는 세정액이 모여 세정액배출구(98)로 방류되는 배수집수부(93); 상기 세정챔버 및 세정액주입구(95)를 연결하는 세정액유로(96);를 포함하여 구성되며,
    상기 세정액주입홀(97)은 세정액이 세정챔버에 균등하게 주입되도록 세정챔버의 바닥에 복수개로 구비된 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  6. 베벨 노즐에 의해 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하며, 상기 베벨 노즐을 세정하는 스캔 시스템에 있어서,
    내부에 스캔액을 보유할 수 있는 베벨 노즐(11)의 하단측에 웨이퍼(1)의 베벨 부분이 출입되도록 관통되게 형성된 노즐홈(12)이 구비되어 소정의 용량의 스캔액(30)으로 웨이퍼의 베벨 영역을 스캐닝하는 베벨 스캔 노즐부(10); 및
    상기 웨이퍼(1)를 거치하여 소정의 속도로 회전시키는 웨이퍼 거치대(50);
    세정액(39)이 채워지며, 상기 세정액이 흘러 넘치는 곳인 세정액넘침부(94)가 구비된 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 채워지는 세정액을 주입하는 세정액주입구(95), 흘러 넘치는 상기 세정액을 외부로 방류시키는 세정액배출구(98)가 구비되어, 상기 베벨 스캔 노즐부(10)를 침지 세정하는 노즐 세정부(90);를 포함하여 구성되며,
    상기 노즐 세정부(90)는, 세정액이 소정의 방향으로 흐르게 하는 세정액넘침부(94) 및 하나 이상의 세정액주입홀(97)이 구비된 세정챔버; 및 상기 세정챔버로부터 흘러 넘치는 세정액이 모여 세정액배출구(98)로 방류되는 배수집수부(93); 상기 세정챔버 및 세정액주입구(95)를 연결하는 세정액유로(96);를 포함하여 구성되며,
    상기 세정액유로(96)는 복수의 세정챔버와 순차적으로 연결되며,
    상기 노즐 세정부(90)는, 상기 세정액유로(96)에 연결되며 보조세정액을 포함하여 주입하기 위한 보조세정액주입구(95-1)를 더 구비함으로써, 상기 보조세정액은 세정액에 의하여 상기 복수의 세정챔버 중 어느 일부의 세정챔버에 주입되는 것을 특징으로 하는 스캔 시스템.
  7. 삭제
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