KR102503199B1 - 배치식 세정기의 로딩장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 배치식 세정기의 로딩장치는, 복수의 웨이퍼를 동시에 세정시키는 세정기로 복수의 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키도록 지지하는 척유닛 및, 상기 척유닛과 상기 웨이퍼 사이의 접촉부위를 향해 상기 웨이퍼의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 상기 척유닛에 대해 상기 복수의 웨이퍼를 고정시키는 홀더유닛을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 로딩되는 웨이퍼의 유동이 억제되어 파손이나 파티클 발생 방지에 따른 품질 향상에 기여할 수 있게 된다.

Description

배치식 세정기의 로딩장치{LOADING APPARATUS OF BATCH TYPE CLEANING APPARATUS FOR SUBSTRATE}
본 발명은 배치식 세정기의 로딩장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 세정 동작 중 로딩되는 웨이퍼의 진동으로 인한 마찰을 억제시킬 수 있는 배치식 세정기의 로딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼에 증착, 포토리소그래피(photolithography), 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 제조된다.
각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 웨이퍼 표면에는 이물질 또는 불필요한 막과 같은 오염원들이 웨이퍼 표면에 화학적, 물리적 또는 전기적으로 부착될 수 있다. 이와 같은 오염 물질은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행된다.
일반적으로 웨이퍼의 세정 방식은 화학 약액 세정조(chemical bath)와 린스조(rinse bath)에 반복적으로 침지되면서 약액과 린스액의 플로우에 의해 웨이퍼 표면의 오염원을 제거하게 된다. 또한, 웨이퍼의 세정장치는 동시에 처리하는 웨이퍼의 수에 따라 복수매의 웨이퍼를 동시에 세정하는 배치식 세정장치(Batch Type Cleaning)와 낱장 단위로 웨이퍼를 세정하는 매엽식 세정장치(Single Wafer Cleaning)로 구분된다.
기존의 배치식 세정장치는 세정 공정이 수행되는 세정처리부와 세정처리부에 웨이퍼가 수용된 캐리어(카세트(Cassette) 또는 FOUP(front opening unified pods))을 로딩하는 로딩부로 이루어진다. 로딩부는 웨이퍼가 수용된 캐리어에서 웨이퍼를 승강 이동시켜 분리시키고, 분리된 웨이퍼를 파지하여 세정처리부로 이송한다.
한편, 이러한 로딩부가 웨이퍼에 직접 접촉되어 파지함에 따라, 웨이퍼와 로딩부 사이에 접촉 마찰이 야기된다. 특히, 로딩부가 세정액에 적용되는 강산이나 염기성 용액에 대응하기 위해 경도가 강한 재질로 제작됨으로써, 웨이퍼를 압착 파지함에 따른 파손의 위험도가 높다. 뿐만 아니라, 세정액의 영향으로 로딩부에 파지된 상태에서 웨이퍼의 진동이 야기될 경우, 로딩부와 웨이퍼 사이의 마찰로 인해 파티클이 발생되는 문제가 야기된다. 이에 따라, 근래에는 로딩되는 웨이퍼와 로딩부 사이의 진동을 억제시키기 위한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다.
-. 국내공개특허 제10-2010-0053092호(공개일: 2010.05.20)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 로딩되는 웨이퍼의 진동으로 인한 마찰을 억제시킬 수 있는 배치식 세정기의 로딩장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배치식 세정기는, 복수의 웨이퍼를 세정시키는 적어도 하나의 세정유닛 및, 상기 복수의 웨이퍼를 상기 세정유닛에 대해 로딩 또는 언로딩시키도록 이송시키는 로딩장치를 포함하며, 상기 로딩장치는, 상기 복수의 웨이퍼를 지지하는 척유닛 및, 상기 척유닛과 상기 복수의 웨이퍼 사이의 접촉부위를 향해 상기 웨이퍼의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 상기 척유닛에 대해 상기 복수의 웨이퍼를 고정시키는 홀더유닛을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 척유닛은, 상기 복수의 웨이퍼를 동시에 지지하도록, 상기 복수의 웨이퍼를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 척부재 및, 상기 척부재를 상기 세정유닛에 대해 로딩 또는 언로딩시키는 위치로 가동시키는 구동부를 포함하며, 상기 한 쌍의 척부재는, 상기 복수의 웨이퍼의 하부에 밀착되는 받침부와, 상기 받침부로부터 상기 구동부를 향해 연장되어 연결되는 연결부를 각각 포함한다.
일측에 의하면, 상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에 마련된다.
일측에 의하면, 상기 홀더유닛은 내산성을 가지는 재질로 형성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 배치식 세정기의 로딩장치는, 복수의 웨이퍼를 동시에 세정시키는 세정기로 상기 복수의 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키도록 지지하는 척유닛 및, 상기 척유닛과 상기 웨이퍼 사이의 접촉부위를 향해 상기 웨이퍼의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 상기 척유닛에 대해 상기 복수의 웨이퍼를 고정시키는 홀더유닛을 포함한다.
일측에 의하면, 상기 척유닛은, 상기 복수의 웨이퍼를 동시에 지지하도록, 상기 복수의 웨이퍼를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 척부재 및, 상기 척부재를 상기 세정기에 대해 로딩 또는 언로딩시키는 위치로 가동시키는 구동부를 포함하며, 상기 한 쌍의 척부재는, 상기 복수의 웨이퍼의 하부에 밀착되는 받침부와, 상기 받침부로부터 상기 구동부를 향해 연장되어 연결되는 연결부를 각각 포함한다.
일측에 의하면, 상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에 마련된다.
일측에 의하면, 상기 받침부는 상기 복수의 웨이퍼를 각각 지지하도록 상호 나란하게 복수개 마련되며, 상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에서 상호 나란하게 복수개 마련된다.
일측에 의하면, 상기 홀더유닛은 내산성을 가지는 재질로 형성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 로딩장치에 지지된 웨이퍼를 홀딩유닛이 홀딩시킴에 따라, 웨이퍼 유동 억제에 따른 파손을 방지할 수 있게 된다. 웨이퍼의 유동을 억제하여 마찰에 의한 파손이나 파티클 발생을 억제할 수 있게 된다.
둘째, 웨이퍼의 유동 억제로 인한 웨이퍼 세정 품질 향상에 기여할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 배치식 세정기를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 배치식 세정기의 로딩장치를 개략적으로 도시한 정면도,
도 3은 도 2의 Ⅲ영역을 개략적으로 확대 도시한 도면, 그리고,
도 4는 도 2에 도시된 Ⅳ영역을 개략적으로 확대 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 배치식 세정기의 로딩기(1)는 세정유닛(10) 및 로딩장치(100)를 포함한다.
상기 세정유닛(10)은 복수의 웨이퍼(W)를 세정시킨다. 이를 위해, 상기 세정유닛(10)은 자세히 도시되지 않았으나, 세정을 위한 약액 및 린스액이 수용되는 복수의 세정조를 구비하여, 약액 또는 린스액에 침지된 복수의 웨이퍼(W)를 동시에 세정시킨다. 한편, 상기 세정유닛(10)은 복수의 웨이퍼(W)를 다단계로 세정시키기 위한 복수개 마련됨이 좋다.
참고로, 상기 세정유닛(10)은 반도체의 웨이퍼가 되는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 증착시킨다. 그러나, 상기 웨이퍼(W)가 실리콘 웨이퍼인 것으로 한정되는 것은 아니며, LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 글라스를 포함하는 투명 웨이퍼를 포함할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(W)의 형상 및 크기가 도면의 도시된 예로 한정되지 않으며, 다양한 형상과 크기를 가질 수 있음은 당연하다.
상기 로딩장치(100)는 복수의 웨이퍼(W)를 복수의 세정유닛(10)으로 순차적으로 로딩 또는 언로딩시키도록 이송시킨다. 이를 위해, 상기 로딩장치(100)는 척유닛(110) 및 홀더유닛(120)을 포함한다.
상기 척유닛(110)은 복수의 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 척유닛(110)은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 척부재(111)와 구동부(116)를 포함한다.
상기 척부재(111)는 복수의 웨이퍼(W)를 동시에 지지하도록, 복수의 웨이퍼(W)를 사이에 두고 마주하도록 한 쌍의 마련된다. 상기 척부재(111)는 복수의 웨이퍼(W)의 하부에 밀착되어 지지하는 받침부(112)와, 받침부(112)로부터 후술할 구동부(116)를 향해 연장되어 연결되는 연결부(113)를 각각 포함한다.
상기 받침부(112)는 도 3과 같이, 웨이퍼(W)가 중력방향으로 낙하되지 않도록 상호 이격된 한 쌍의 척부재(111)의 하부에서 웨이퍼(W)의 일부 하부 테두리에 접촉되어 지지한다. 이때, 상기 받침부(112)는 복수의 웨이퍼(W) 각각에 대응하는 복수의 지지홈(114)을 각각 구비하도록, 빗모양과 같이 상호 나란하게 복수개 마련됨이 좋다. 이렇게 지지홈(114)을 각각 구비하도록 복수의 받침부(112)가 마련됨으로써, 동시에 지지되는 복수의 웨이퍼(W)의 미세한 사이즈 차이 또는 지지 높낮이 차이에 유연하게 대응할 수 있게 된다.
상기 연결부(113)는 복수의 받침부(112)를 동시에 지지하도록 척부재(111)로부터 연장되어 구동부(116)에 연결된다. 이러한 연결부(113)는 웨이퍼(W)를 간섭하지 않도록, 척부재(111)의 양단부로부터 구동부(116)를 향해 연장된다.
상기 홀더유닛(120)은 도 2의 도시와 같이, 척유닛(110)과 복수의 웨이퍼(W) 사이의 접촉부위를 향해 웨이퍼(W)의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 척유닛(110)에 대해 복수의 웨이퍼(W)를 자세 고정시킨다. 보다 구체적으로, 상기 홀더유닛(120)은 받침부(112)와 웨이퍼(W)를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에 마련된다. 또한, 도 2에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 홀더유닛(120) 중 우측이 받침부(112) 중 좌측과 대향되고, 홀더유닛(120)의 좌측은 받침부(112)의 우측과 대향되어서 웨이퍼(W)를 고정시킨다. 이때, 상기 받침부(112)가 한 쌍의 척부재(111)에 각각 마련됨에 따라, 홀더유닛(120) 또한 한 쌍의 척부재(111)의 받침부(112)에 대응하여 각각 마련된다. 이를 위해, 상기 한 쌍의 척부재(111)에는 홀더유닛(120)을 고정시키기 위한 고정대(115)가 각각 마련된다. 여기서, 도 4의 도시와 같이, 상기 홀더유닛(120)의 일단은 고정대(115)에 고정되고 타단은 고정단으로부터 자유단으로 연장되어 웨이퍼(W)에 밀착된다.
한편, 상기 홀더유닛(120)은 도 4와 같이, 복수의 웨이퍼(W)의 미세한 사이즈 차이에 대응하도록 받침부(112)와 마찬가지로 복수의 웨이퍼(W) 각각에 대응하여 복수개 마련된다. 이때, 상기 홀더유닛(120)은 웨이퍼(W)의 테두리에 밀착되어 가압함에 있어서, 웨이퍼(W)를 파손시키기 않도록 경도가 약한 유연한 재질로 형성된다. 또한, 상기 홀더유닛(120)은 산성을 가지는 약액이 수용된 세정유닛(10)에 침지되더라도 변형되지 않도록 내산성을 가지는 재질로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 홀더유닛(120)이 테프론과 같은 불소수지로 형성되어 웨이퍼(W)를 탄성 가압하는 것으로 예시한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 배치식 세정기(1)의 로딩장치(100)에 적용된 홀더유닛(120)의 홀딩동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1과 같이, 상기 로딩장치(100)의 척유닛(110)이 복수의 웨이퍼(W)를 동시에 파지한다. 이때, 도 2와 같이, 상기 한 쌍의 척부재(111) 사이에 복수의 웨이퍼(W)가 상호 나란하게 배치되고, 한 쌍의 척부재(111)에 각각 마련된 받침부(112)에 복수의 웨이퍼(W)의 하부가 밀착되어 중력방향으로 낙하되지 않도록 지지된다. 또한, 도 3과 같이, 상기 받침부(112)에는 복수의 지지홈(114)이 마련되어 복수의 웨이퍼(W)를 각각 지지한다.
상기 척부재(111)의 받침부(112)에 복수의 웨이퍼(W)가 지지되면, 도 2와 같이 홀더유닛(120)이 웨이퍼(W)에 밀착된다. 그로 인해, 상기 복수의 웨이퍼(W)의 직경방향 즉, 중력방향을 기준으로 마주하는 척부재(111)를 향해 하방향으로 홀더유닛(120)이 웨이퍼(W)를 가압함으로써, 척부재(111)에 대해 웨이퍼(W)의 지지된 자세를 고정시킨다. 이때, 상기 홀더유닛(120)은 도 4와 같이, 척부재(111)에 마련된 고정대(115)로부터 돌출된 유연한 재질로 형성됨에 따라, 복수의 웨이퍼(W) 각각의 사이즈 차이에 대응되어 각각 홀딩시킨다.
상기 홀더유닛(120)이 척부재(111)에 대해 복수의 웨이퍼(W)를 홀딩시킴에 따라, 웨이퍼(W)는 척유닛(110)에 대해 유동되지 않고 자세 고정될 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 복수의 웨이퍼(W)과 척부재(111) 사이의 마찰로 인한 파티클(Particle) 발생과 같은 문제점이 해소된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 배치식 세정기 10: 세정유닛
100: 로딩장치 110: 척유닛
111: 척부재 112: 받침부
113: 연결부 114: 지지홈
115: 고정대 120: 홀더유닛

Claims (9)

  1. 복수의 웨이퍼를 세정시키는 적어도 하나의 세정유닛; 및
    상기 복수의 웨이퍼를 상기 세정유닛에 대해 로딩 또는 언로딩시키도록 이송시키는 로딩장치;
    를 포함하며,
    상기 로딩장치는,
    상기 복수의 웨이퍼를 지지하는 척유닛; 및
    상기 척유닛과 상기 복수의 웨이퍼 사이의 접촉부위를 향해 상기 각 웨이퍼를 사이에 두고 상기 웨이퍼의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 상기 척유닛에 대해 상기 복수의 웨이퍼를 고정시키는 홀더유닛;
    을 포함하고,
    상기 홀더유닛은, 상기 복수의 웨이퍼 각각에 대응하도록 복수개가 구비되되 상호 나란하게 구비되고,
    상기 각 홀더유닛은, 일단이 고정되고, 타단이 상기 일단으로부터 연장된 자유단으로 형성되며, 유연한 재질로 형성되어서 상기 웨이퍼의 테두리를 탄성 가압하는 배치식 세정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척유닛은,
    상기 복수의 웨이퍼를 동시에 지지하도록, 상기 복수의 웨이퍼를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 척부재; 및
    상기 척부재를 상기 세정유닛에 대해 로딩 또는 언로딩시키는 위치로 가동시키는 구동부;
    를 포함하며,
    상기 한 쌍의 척부재는, 상기 복수의 웨이퍼의 하부에 밀착되는 받침부와, 상기 받침부로부터 상기 구동부를 향해 연장되어 연결되는 연결부를 각각 포함하는 배치식 세정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에 마련되는 배치식 세정기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더유닛은 내산성을 가지는 유연한 재질로 형성되는 배치식 세정기.
  5. 복수의 웨이퍼를 동시에 세정시키는 세정기로 상기 복수의 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키도록 지지하는 척유닛; 및
    상기 척유닛과 상기 웨이퍼 사이의 접촉부위를 향해 상기 각 웨이퍼를 사이에 두고 상기 웨이퍼의 직경방향으로 이격된 위치에서 가압하여, 상기 척유닛에 대해 상기 복수의 웨이퍼를 고정시키는 홀더유닛;
    을 포함하고,
    상기 홀더유닛은, 상기 복수의 웨이퍼 각각에 대응하도록 복수개가 구비되되 상호 나란하게 구비되고,
    상기 각 홀더유닛은, 일단이 고정되고, 타단이 상기 일단으로부터 연장된 자유단으로 형성되며, 유연한 재질로 형성되어서 상기 웨이퍼의 테두리를 탄성 가압하는 배치식 세정기의 로딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 척유닛은,
    상기 복수의 웨이퍼를 동시에 지지하도록, 상기 복수의 웨이퍼를 사이에 두고 마주하는 한 쌍의 척부재; 및
    상기 척부재를 상기 세정기에 대해 로딩 또는 언로딩시키는 위치로 가동시키는 구동부;
    를 포함하며,
    상기 한 쌍의 척부재는, 상기 복수의 웨이퍼의 하부에 밀착되는 받침부와, 상기 받침부로부터 상기 구동부를 향해 연장되어 연결되는 연결부를 각각 포함하는 배치식 세정기의 로딩장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에 마련되는 배치식 세정기의 로딩장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 받침부는 상기 복수의 웨이퍼를 각각 지지하도록 상호 나란하게 복수개 마련되며,
    상기 홀더유닛은 상기 받침부와 상기 웨이퍼를 사이에 두고 직경방향으로 이격된 위치에서 상호 나란하게 복수개 마련되는 배치식 세정기의 로딩장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더유닛은 내산성을 가지는 유연한 재질로 형성되는 배치식 세정기의 로딩장치.
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