KR102660974B1 - 더미 웨이퍼 세정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 세정 시스템에 관한 기술이다. 본 실시예의 웨이퍼 세정 시스템은, 웨이퍼 처리 공정을 모니터링하기 위한 더미 웨이퍼들을 세정하는 시스템으로서, 상기 더미 웨이퍼의 상면 가장자리, 하면 가장자리 및 측면 부분을 클램핑한 상태로, 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜, 클램핑된 부분의 잔류물을 와이핑하도록 구성되는 제 1 세정 블록; 상기 더미 웨이퍼를 탈이온수에 침지시켜, 상기 더미 웨이퍼 표면에 잔류하는 잔류물을 세정하는 제 2 세정 블록; 및 상기 제 2 세정 블록내에 구비되어, 상기 탈이온수에 의한 세정 완료후, 상기 더미 웨이퍼를 건조시키도록 구성되는 제습 장치를 포함한다.

Description

더미 웨이퍼 세정 시스템 및 방법{System and Method For Cleaning Dummy Wafer}
본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 공정 모니터링용 더미 웨이퍼(dummy wafer)를 세정하는 시스템 및 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스를 제작하기 위한 웨이퍼 처리 공정 이전 또는 이후에, 공정 모니터링을 위해, 더미 웨이퍼를 이용하여 사전 또는 사후 웨이퍼 처리 공정을 진행할 수 있다.
그런데, 상기 사전 또는 사후 웨이퍼 처리 공정을 수 차례 이상 진행하는 경우, 더미 웨이퍼의 뒷면(backside) 및 상면 가장자리에 이물질이 잔류될 수 있다. 상기 이물질들을 제거하지 않은 채로, 더미 웨이퍼를 이용하여 웨이퍼 처리 공정을 진행하는 경우, 상기 이물질들이 웨이퍼 처리 장치 내부로 이탈될 수 있다. 이와 같이 웨이퍼 처리 장치 내부로 이탈된 이물질들은, 후속의 메인 웨이퍼 처리 공정 시 결함 요소로 작용된다.
또한, 이물질이 이탈되지 않고, 더미 웨이퍼 표면에 잔류하는 경우, 더미 웨이퍼는 이물질이 존재하는 상태에서 다음 공정이 진행되므로, 더미 웨이퍼 상의 결과물을 통하여, 웨이퍼 처리 장치내의 공정 결과를 정확히 모니터링하기 어렵다.
현재, 더미 웨이퍼는 일반 웨이퍼와 달리, 임계 회수만큼의 처리 공정이 수행되면, 이물질 제거 공정 없이 폐기 처분하고 있다. 이로 인해, 제조비용이 상승될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 효과적으로 더미 웨이퍼의 가장자리의 이물질을 제거할 수 있는 더미 웨이퍼 세정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른, 웨이퍼 처리 공정을 모니터링하기 위한 더미 웨이퍼들을 세정하는 시스템으로서, 상기 더미 웨이퍼의 상면 가장자리, 하면 가장자리 및 측면 부위를 기계적으로 세정하기 위한 제 1 세정 블록, 상기 더미 웨이퍼를 화학적으로 세정하는 제 2 세정 블록, 및 상기 제 1 세정 블록과 상기 제 2 세정 블록 사이에 위치되어, 상기 더미 웨이퍼를 이동시키는 이송 블록을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 처리 공정을 모니터링하기 위한 더미 웨이퍼들을 세정하는 시스템으로서, 상기 더미 웨이퍼의 상면 가장자리, 하면 가장자리 및 측면 부분을 클램핑한 상태로, 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜, 클램핑된 부분의 잔류물을 와이핑하도록 구성되는 제 1 세정 블록; 상기 더미 웨이퍼를 탈이온수에 침지시켜, 상기 더미 웨이퍼 표면에 잔류하는 잔류물을 세정하는 제 2 세정 블록; 및 상기 제 2 세정 블록내에 구비되어, 상기 탈이온수에 의한 세정 완료 후, 상기 더미 웨이퍼를 건조시키도록 구성되는 제습 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 더미 웨이퍼 세정 방법은, 웨이퍼 카세트에 수납된 더미 웨이퍼들 중 하나를 인출하여, 인출된 상기 더미 웨이퍼들의 상부 및 하부 가장자리 부분 및 측부의 잔류물을 와이핑(wiping)에 의해 1차 세정하는 단계; 상기 1차 세정이 완료된 상기 더미 웨이퍼를 상기 웨이퍼 카세트에 수납되도록 이송하는 단계; 상기 웨이퍼 카세트 채로 탈이온수에 침지시켜, 2차 세정하는 단계; 상기 2차 세정 이후, 상기 웨이퍼 카세트를 건조시키는 단계를 포함한다. 상기 이송하는 단계시 상기 더미 웨이퍼에 에어를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
더미 웨이퍼를 세정하여 재사용함으로써, 반도체 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 웨이퍼 세정 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록의 지지부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록의 세정 클램핑부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세정 블록을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습 장치의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세정 블록의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 블록을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 웨이퍼 세정 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 웨이퍼 세정 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 더미 웨이퍼 세정 시스템(100)은 제 1 세정 블록(110), 제 2 세정 블록(150), 이송 블록(170) 및 웨이퍼 카세트 구조체(190)를 포함할 수 있다.
제 1 세정 블록(110)은 각각의 더미 웨이퍼(W1)의 가장자리 부분을 클램핑하여, 클램핑된 더미 웨이퍼(W1)의 가장자리 부분의 이물질을 세정하도록 구성될 수 있다.
제 2 세정 블록(150)은 제 1 세정 블록(110)에서 세정이 완료된 더미 웨이퍼들(W1)을 탈이온수에 의해 화학적으로 세정 처리하도록 구성될 수 있다.
이송 블록(170)은 제 1 세정 블록(110) 및 제 2 세정 블록(150) 사이에서 더미 웨이퍼(W1)를 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1 세정 블록(110)내의 더미 웨이퍼(W1)를 제 2 세정 블록(150)으로 이송시키고, 제 2 세정 블록(150)의 더미 웨이퍼(W1)를 제 1 세정 블록(110)으로 이송시킬 수 있다.
웨이퍼 카세트 구조체(190)는 복수의 더미 웨이퍼(W1)가 수납되는 웨이퍼 카세트(WC) 및 상기 웨이퍼 카세트(WC)가 체결되어 상기 웨이퍼 카세트(WC)를 승, 하강시키는 리프터(lifter: 193)를 포함할 수 있다.
웨이퍼 카세트(WC)는 복수의 더미 웨이퍼(W1)가 수납될 공간을 구획하는 복수의 슬롯(195)을 포함할 수 있다. 복수의 슬롯들(195)은 웨이퍼 카세트(WC) 상부에 설치되는 록킹부(197)에 의해 고정된다. 록킹부(197)에 의해 복수의 슬롯들(195)이 고정됨에 따라, 웨이퍼 카세트(WC)에 수납된 상태로 더미 웨이퍼(W1)가 세정 공정 중, 더미 웨이퍼(W1)의 이탈을 방지할 수 있다.
리프터(193)는 웨이퍼 카세트(WC)를 하강시켜 제 2 세정 블록(150) 내부로 인입시킬 수 있도록, 제 2 세정 블록(150)의 일측에 구비될 수 있다. 또한, 리프터(193)는 웨이퍼 카세트(WC) 내에 수납된 더미 웨이퍼(W1)들이 이송 블록(170)에 의해 인출될 수 있도록 웨이퍼 카세트(WC)를 승강시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록의 지지부의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 세정 블록의 세정 클램핑부의 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 세정 블록(110)은 더미 웨이퍼(W1)를 지지하는 지지부(120) 및 더미 웨이퍼(W)의 가장자리를 클램핑하는 세정 클램핑부(130)를 포함할 수 있다.
지지부(120)는 상부 유닛(121), 하부 유닛(122), 회전축(123), 스테이지(125) 및 구동 유닛(127)을 포함할 수 있다.
상부 유닛(121)은 상부 플레이트(1211), 포스트(1212), 가이드 축(1213), 흡착 플레이트(1215) 및 완충 부재(1217)를 포함할 수 있다.
상부 플레이트(1211)는 하부 유닛(122)과 일정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있다. 포스트(1212)는 상부 플레이트(1211)의 각 모서리 부분에 구비되며, 하부 플레이트(122)를 향해 연장되어, 상부 플레이트(1211)와 하부 유닛(122)간의 간격을 유지할 수 있다.
상부 플레이트(1211)는 상기 가이드 축(1213)이 관통되는 중앙 홀(도시되지 않음)을 포함하고, 상기 가이드 축(1213)은 상부 플레이트(1211)의 외측으로부터 중앙 홀을 관통하여 하부 유닛(122)을 향하도록 삽입될 수 있다. 상기 가이드 축(1213)은 상기 상부 플레이트(1211)와 슬라이드 부싱(도시되지 않음)에 의해 체결될 수 있다.
흡착 플레이트(1215)는 하부 유닛(122) 측의 가이드 축(1213)의 단부에 고정되어, 더미 웨이퍼(W1)를 흡착, 지지할 수 있다. 가이드 축(1213)의 외주에 완충 부재(1217)가 구비된다. 이에 따라, 흡착 플레이트(121)에 흡착된 더미 웨이퍼(W1)가 스테이지(123) 상에 안착될 때, 상기 완충 부재(1217)의 텐션(tension)에 의해, 더미 웨이퍼(W1)가 스테이지(123)에 안정적으로 안착될 수 있다.
하부 유닛(122)은 하부 플레이트(1221) 및 고정 부재(1223)를 포함할 수 있다. 하부 플레이트(1221)는 상기 상부 플레이트(1211)와 일정 간격 이격되어 마주하도록 배치될 수 있다.
고정 부재(1223)는 제 1 고정 부재(1223a) 및 제 2 고정 부재(1223b)를 포함할 수 있다. 제 1 고정 부재(1223a)는 하나의 하부 플레이트(1221) 상에 한 쌍이 제공되어, 하부 플레이트(1221)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 포스트(1212) 중 적어도 하나가 상기 제 1 고정 부재(1223a)에 의해 고정될 수 있다. 제 2 고정 부재(1223b)는 한 쌍의 제 1 고정 부재(1223a) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 고정 부재(1223b)는 중심에 홀이 구비된 블레이드(blade) 형태로 구성될 수 있으며, 양측 가장자리 하부면이 상기 제 1 고정 부재(1223a)에 고정될 수 있다. 제 2 고정 부재(1223b)는 회전축(123)의 동작시, 회전축(123)의 이탈을 방지하기 위하여 제공될 수 있다.
회전축(123)은 상기 제 2 고정 부재(1223b)의 중심에 위치된 홀(도시되지 않음)을 관통하도록 설치된다. 회전축(125)의 동작이 용이하도록, 제 2 고정 부재(1223b)의 홀은 회전축의 직경보다 큰 직경을 갖도록 구성될 수 있다.
스테이지(125)는 회전축(123)상에 결합되며, 상기 흡착 플레이트(1215)와 마주하도록 설치될 수 있다. 스테이지(125)의 표면에 적어도 하나의 진공 흡착부(1251)가 구비된다. 진공 흡착부(1251)는 스테이지(125) 내부에 위치한 진공 펌프와 같은 진공 제공부(도시되지 않음)로부터 진공을 제공받아, 흡착 플레이트(1251)에 부착된 더미 웨이퍼(W1)를 상기 스테이지(125) 상부에 고정시킬 수 있다.
구동 유닛(127)은 상기 회전축(123)에 구동력을 제공하도록 구성될 수 있다. 구동 유닛(127)은 구동 모터(1271), 풀리(1273) 및 벨트(1275)와 같은 일반적인 구성을 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 세정 클램핑부(130)는 지지부(120)의 주변에 위치될 수 있다. 이와 같은 세정 클램핑부(130)는 상기 지지부(120)에 더미 웨이퍼(W1)가 로딩되는 경우, 지지부(120)의 방향으로 전진 가능하도록 설계될 수 있다. 보다 구체적으로, 세정 클램핑부(130)는 지지부(120)에 더미 웨이퍼(W1) 안착시, 상기 더미 웨이퍼(W1)의 가장자리를 클램핑할 수 있도록, 상기 지지부 방향으로 이동할 수 있다. 본 도면에 도시되지는 않았지만, 제 1 세정 블록(110)은 세정 클램핑부(130)를 이동시키기 위한 부재를 추가적으로 포함할 수 있다.
이와 같은 세정 클램핑부(130)는 상부 클램핑 유닛(131), 하부 클램핑 유닛(133) 및 측부 클램핑 유닛(135)을 포함할 수 있다.
상부 클램핑 유닛(131)은 더미 웨이퍼(W1)의 상부 가장자리에 발생될 수 있는 이물질을 마찰력을 이용하여 제거할 수 있다. 이와 같은 상부 클램핑 유닛(131)은 더미 웨이퍼(W1)의 상부 가장자리 면과 대응되는 상부 클램퍼(1310), 및 상부 클램퍼(1310)와 체결되어 상부 클램퍼(1310)의 동작을 제어하는 상부 클램핑 제어부(1315)를 포함할 수 있다. 더미 웨이퍼(W1)와 접촉되는 상부 클램퍼(1310) 표면에, 더미 웨이퍼(W1) 표면에 발생될 수 있는 이물질을 제거할 수 있도록, 세정 패드(1311)가 더 부착될 수 있다.
상부 클램핑 제어부(1315)는 가이드축(1315a), 슬라이드 부싱(slide bushing:1315b) 및 완충 부재(1315c)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 상부 클램핑 제어부(1315)는 상기 상부 클램퍼(1310)를 더미 웨이퍼(W1) 상부 표면에 콘택시킬 수 있도록 상부 클램퍼(1310)의 위치를 변경시킬 수 있다. 즉, 상부 클램핑 제어부(1315)의 구동에 의해, 상기 상부 클램퍼(1310)가 하부 클램핑 유닛(133) 방향으로 하강할 수 있다. 이때, 상기 완충 부재(1315c)에 의해 더미 웨이퍼(W1)와 상부 클램퍼(1310)는 충격 없이 부드럽게 콘택될 수 있다.
하부 클램핑 유닛(133)은 더미 웨이퍼(W1)의 뒷면 가장자리에 발생될 수 있는 이물질을 마찰력을 이용하여 제거할 수 있다.
이와 같은 하부 클램핑 유닛(133)은 상부 클램핑 유닛(131)과 대칭되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 하부 클램핑 유닛(133)은 더미 웨이퍼(W1)의 뒷면 가장자리 부분과 대응되는 하부 클램퍼(1330), 및 상기 하부 클램퍼(1330)와 체결되어 하부 클램퍼(1330)의 동작을 제어하는 하부 클램핑 제어부(1335)를 포함할 수 있다. 하부 클램퍼(1330) 역시, 더미 웨이퍼(W1)와 접촉될 부분에 세정 패드(1331)가 더 구비될 수 있다.
하부 클램핑 제어부(1335)는 상기 상부 클램핑 제어부(1315)와 마찬가지로, 가이드축(1335a), 슬라이드 부싱(1335b) 및 완충 부재(1335c)를 구비할 수 있으며, 하부 클램핑 제어부(1335)의 구동에 의해 상기 하부 클램퍼(1330)를 더미 웨이퍼(W1)의 하부 표면에 콘택시킬 수 있다. 즉, 하부 클램핑 제어부(1335)는 상기 하부 클램퍼(1330)를 상기 상부 클램핑 유닛(131) 방향으로 승강시킬 수 있다.
상부 클램퍼(1310) 및 하부 클램퍼(1330)의 크기(예컨대, 더미 웨이퍼(W1)와의 접촉되는 면적)는 더미 웨이퍼(W1)의 이물질 발생 면적을 고려하여 자유롭게 설정 가능하다. 더미 웨이퍼(W1)는 일반 반도체 웨이퍼와 다르게 표면에 소자가 형성되지 않기 때문에, 상부 클램퍼(1310) 및 하부 클램퍼(1330)와 더미 웨이퍼(W1)간의 접촉 면적의 설정에 자유롭다.
측부 클램핑 유닛(135)은 더미 웨이퍼(W1)의 측면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있도록, 예를 들어, 상부 클램핑 유닛(131) 및 하부 클램핑 유닛(133) 사이에 위치될 수 있다. 측부 클램핑 유닛(135) 역시, 더미 웨이퍼(W1)의 측면에 위치하는 이물질을 마찰력에 의해 제거할 수 있다.
측부 클램핑 유닛(135)은 더미 웨이퍼(W1)의 측면과 대응되는 측부 클램퍼(1350) 및 측부 클램퍼(1350)와 체결되어 측부 클램퍼(1350)의 동작을 제어하는 측부 클램핑 제어부(1355)를 포함할 수 있다.
측부 클램퍼(1350)는 더미 웨이퍼(W1)의 측면과 대응되는 부분에 세정 패드(1351)를 더 구비할 수 있다. 더미 웨이퍼(W1)와 대응되는 측부 클램퍼(1350)의 면적은 더미 웨이퍼(W1)의 측면 두께와 같거나 크게 설정될 수 있다.
측부 클램핑 제어부(1355)는 상기 상부 클램핑 제어부(1315) 및 하부 클램핑 제어부(1335)와 마찬가지로, 가이드축(1355a), 슬라이드 부싱(1355b) 및 완충 부재(1355c)를 구비할 수 있다. 측부 클램핑 제어부(1355)의 구동에 의해 상기 측부 클램퍼(1330)를 더미 웨이퍼(W1)의 측벽면에 콘택시킬 수 있다. 즉, 측부 클램핑 제어부(1355)는 상기 측부 클램퍼(1350)를 더미 웨이퍼(W1) 방향으로 전진시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 이송 블록(170)에 의해 더미 웨이퍼(W1)가 제 1 세정 블록(110)에 인입되면, 흡착 플레이트(1215)는 이송 블록(170)에 탑재된 더미 웨이퍼(W1)를 흡착하여 상기 스테이지(125) 상에 안착시킬 수 있다. 더미 웨이퍼(W1)가 스테이지(125) 상에 안착되면, 세정 클램핑부(130)의 클램퍼들(1310,1330,1350)들이 더미 웨이퍼(W1)의 가장자리 부분에 대응될 수 있도록, 세정 클램핑부(130)가 이동된다.
클램핑 제어부들(1315,1335,1355)의 구동에 의해, 클램퍼들(1310,1330,1350) 표면에 위치한 세정 패드들(1311,1331,1351)이 더미 웨이퍼(W1)의 상면, 하면 및 측면과 콘택되도록 구동된다. 구동 유닛(127)으로 부터 지지부(120)의 회전축(123)에 구동력이 제공되면, 상기 더미 웨이퍼(W1)가 회전되면서, 세정 패드들(1311,1331,1351)이 더미 웨이퍼(W1) 표면을 빠르게 와이핑(wiping)한다. 이에 따라, 클램퍼들(1310,1330,1350)과 대응되는 더미 웨이퍼(W1) 표면의 이물질들은 상기 세정 패드(1311,1331,1351)와의 마찰에 의해, 제거된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세정 블록을 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제 2 세정 블록(150)은 세정조(1510), 히터(1520), 수위 감지 센서(1530), 제습 장치(1540) 및 습도 감지 센서(1550)를 포함할 수 있다.
세정조(1510)는 웨이퍼 카세트(WC)를 수용할 수 있는 크기를 가질 수 있다. 세정조(1510) 내부에 세정액, 예컨대, 탈이온수가 충전될 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 세정조(1510)의 일측에 상기 탈이온수를 공급할 수 있는 급수관이 구비될 수 있고, 타측부에 탈이온수를 배출시킬 수 있는 드레인(1512)이 구비될 수 있다.
히터(1520)는 세정조(1510) 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 히터(1520)는 세정조(1510) 바닥부에 구비되어, 세정조(1510) 내부에 충전된 탈이온수를 60 내지 70℃로 가열할 수 있다. 승온된 탈이온수에 의해, 더미 웨이퍼(W1)의 세정 효율이 개선될 수 있다.
수위 감지 센서(1530)는 세정조(1510)의 내부에 설치될 수 있다. 수위 감지 센서(1530)는 탈이온수의 수위를 감지하여, 상기 제습 장치(1540)의 구동 타이밍을 결정할 수 있다. 이와 같은 수위 감지 센서(1530)는 세정조(1510) 하부, 예컨대, 전체 세정조(1510)의 높이 1 내지 10%에 해당하는 부분에 위치될 수 있다.
제습 장치(1540)는 세정조(1510)의 습기를 제거하여, 세정조(1510) 내부를 건조시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습 장치의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제습 장치(1540)는 팬 필터(1542), 증발기(1544), 응축기(1546) 및 집수부(1548)를 포함할 수 있다.
팬 필터(1542)는 그것을 구성하는 팬(fan)의 회전에 의해 세정조(1510) 내부의 습한 공기를 흡입하여, 증발기(1544)에 제공할 수 있다. 증발기(1544)는 공지된 바와 같이, 냉매를 포함하고 있으며, 팬 필터(1542)로부터 제공된 습한 공기는 증발기(121)의 냉매에 의해 온도가 낮아진다. 온도가 낮아진 공기는 압축기(122)로 이동되어, 상기 공기가 이슬점에 도달되는 경우, 공기 중 수증기가 물로 액화되어, 집수부(1548)에 물이 고이게 된다. 상기와 같은 원리에 의해 세정조(1510) 내부의 습기가 제거된다.
습도 감지 센서(1550)는 세정조(1510) 내부의 습기량을 감지하여, 제습 장치(1540)의 정지 타이밍을 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 세정 블록의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 7을 참조하면, 상기 급수관을 통해, 세정조(1510) 내부에 탈이온수를 충전한다(S1).
세정조(1510)내에 탈이온수 충전이 완료되면, 히터(1520)를 동작시켜, 세정이 활발히 진행될 수 있는 온도로 상기 탈이온수를 가열한다(S2). 상술한 바와 같이, 히터(1520)는 60 내지 70℃ 범위로 탈이온수를 가열할 수 있다.
탈이온수가 적정 온도로 가열되면, 세정조(1510)내에 더미 웨이퍼(W1)를 딥핑(dipping)한다(S3). 더미 웨이퍼(W1)는 웨이퍼 카세트(WC)에 수납된 상태로 세정조(1510)내에 딥핑될 수 있다. 이때, 웨이퍼 카세트(WC)는 리프터(193)의 하강 동작에 의해 세정조(1510)내로 진입될 수 있다. 상기 웨이퍼 카세트(WC)는 복수의 더미 웨이퍼(W1)를 수용할 수 있기 때문에, 제 2 세정 블록(150)에서의 세정 공정은 배치(batch) 타입으로 진행될 수 있다.
그 후, 더미 웨이퍼(W1)는 탈이온수에 의해 습식 세정된다(S4). 습식 세정 공정은 약 60 내지 100분 동안 진행될 수 있다.
탈이온수에 의한 습식 세정이 완료된 후, 탈이온수가 드레인(1512)을 통해 배출된다(S5). 탈이온수의 배출이 시작되면, 수위 감지 센서(1530)가 동작된다. 수위 감지 센서(1530)는 지속적으로 탈이온수의 수위를 감지하다가, 수위 감지 센서(1530)에 의해 탈이온수가 감지되지 않는 경우, 다시 말해, 수위 감지 센서(1530)의 위치 이하로 탈이온수가 잔류되는 경우(S6), 제습 장치(1540)를 구동시키기 위한 명령을 출력한다. 반면, 수위 감지 센서(1530)에 의해 탈이온수가 감지되는 경우, 탈이온수 배출 동작(S5)을 계속 실시한다.
제습 장치(1540)는 수위 감지 센서(1530)의 감지 결과에 따라 구동되어, 세정조(1510) 내부를 건조시킨다(S7).
습도 감지 센서(1550)는 제습 장치(1540)와 동시에 구동되어, 세정조(1510) 내부의 습도를 감지한다. 제습 장치(1540)의 구동에 의해 세정조(1510) 내부의 습도가 습도 감지 센서(1550)의 타겟 습도 범위에 도달했다고 판단되면(S8), 습도 감지 센서(1550)는 제습 장치(1540)를 정지시키기 위한 신호를 출력한다(S9). 반면, 세정조(1510) 내부의 습도가 타겟 습도 범위에 이르지 못하면, 지속적으로 제습 장치(1540)를 구동시킨다.
그 후, 제습 장치(1540)의 구동이 완료되면, 웨이퍼 카세트(WC)를 승강시켜, 제 2 세정 블록(150)에서의 세정 공정을 완료한다(S10).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 블록을 보여주는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 이송 블록(170)은 슬라이더(172), 콘베이어 조립체(174) 및 에어 노즐(176)을 포함할 수 있다.
슬라이더(172)는 콘베이어 조립체(174)에 의해, 제 1 세정 블록(110)과 웨이퍼 카세트(WC) 사이를 이동할 수 있다. 슬라이더(172)는 웨이퍼 카세트(WC)의 슬롯(195) 사이에 삽입되어 더미 웨이퍼(W1)를 인출 및 로딩할 수 있다. 웨이퍼 카세트(WC)에서 인출된 더미 웨이퍼(W1)는 슬라이더(172)에 탑재된 상태로 콘베이어 조립체(174)에 의해 이동되어, 제 1 세정 블록(110)의 지지부(120) 상에 로딩될 수 있다. 또한, 슬라이더(172)는 제 1 세정 블록(110)에서 세정 공정이 완료된 더미 웨이퍼(W1)를 로딩하여, 웨이퍼 카세트(WC)의 각 슬롯에 각각 삽입할 수 있다. 이때, 각 슬롯(195)당 낱장의 더미 웨이퍼(W1)가 삽입될 수 있도록, 다시말해, 상기 슬롯(195)과 상기 슬라이더(172)가 대응될 수 있도록, 상기 리프터(193)는 상기 웨이퍼 카세트(WC)의 위치를 소정 높이만큼 상승 또는 하강시킬 수 있다.
에어 노즐(176)은 콘베이어 조립체(174)에 고정되어 슬라이더(172)의 상부면 및 하부면에 에어를 분사하도록 구성될 수 있다. 에어 노즐(176)은 제 2 세정 블록(150)의 입구부, 다시 말해, 웨이퍼 카세트(WC)와 인접 영역에 위치될 수 있으며, 슬라이더(172) 상부에 로딩된 더미 웨이퍼(W1) 표면에 에어를 분사하여 이물질을 제거할 수 있다. 이에 따라, 더미 웨이퍼(W1)는 세정 블록간의 이송 중에도 이물질을 제거할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 더미 웨이퍼 세정 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 9를 참조하면, 공정 모니터링 등을 위한 사전 또는 사후 웨이퍼 처리 공정을 일정 회수 이상 진행된 더미 웨이퍼들(W1)이 웨이퍼 카세트(WC)에 로딩된다(S11).
웨이퍼 카세트(WC)상에 로딩된 더미 웨이퍼들(W1)은 이송 블록(170)에 의해 한 장씩 인출되어, 제 1 세정 블록(110)으로 이송된다(S12). 더미 웨이퍼(W1)는 제 1 세정 블록(110)의 지지부(120)에 안착된 상태에서 그것의 가장자리부가 세정 클램핑부(130)에 클램핑된다. 지지부(120)의 회전에 의해 더미 웨이퍼(W1)가 일정 rpm으로 회전됨에 따라, 더미 웨이퍼(W1)의 상면 및 하면의 잔류물이 마찰에 의해 기계적으로 1차 세정된다(S13).
1차 세정이 완료된 제 1 세정 블록(110)내의 더미 웨이퍼(W1)는 이송 블록(170)에 의해 웨이퍼 카세트(WC)에 다시 이송된다. 상기 이송 중, 에어 노즐(176)을 통해, 에어가 분사됨으로써, 더미 웨이퍼(W1) 이송 중, 더미 웨이퍼(W1) 표면의 잔류 불순물을 추가적으로 제거할 수 있다. 웨이퍼 카세트(WC)내에 1차 세정이 완료된 더미 웨이퍼(W1)들로 채워지면, 웨이퍼 카세트(WC)는 리프터(193)의 구동에 의해, 제 2 세정 블록(150) 내부로 하강된다(S14).
웨이퍼 카세트(WC)내의 더미 웨이퍼(W1)는 제 2 세정 블록(150)의 세정조(1510)내에서 탈이온수에 의해 화학정 세정이 진행된다(S15). 화학적 세정이 완료되면, 세정조(1510)내의 탈이온수가 배출된다. 탈이온수가 대부분 배출되면, 제습 장치(1540)가 동작되어, 웨이퍼 카세트(WC)내의 더미 웨이퍼(W1)를 효과적으로 건조시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존 폐기 처분하던 복수의 공정이 진행된 더미 웨이퍼를 기계적 세정 및 화학적 세정을 통해 재생시킬 수 있어, 공정 비용을 감소시킬 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110 : 제 1 세정 블록 150 : 제 2 세정 블록
170 : 이송 블록 190 : 웨이퍼 카세트 구조체

Claims (20)

  1. 웨이퍼 처리 공정을 모니터링하기 위한 더미 웨이퍼들을 세정하는 시스템으로서,
    상기 더미 웨이퍼의 상면 가장자리, 하면 가장자리 및 측면 부위를 기계적으로 세정하기 위한 제 1 세정 블록;
    상기 더미 웨이퍼를 화학적으로 세정하는 제 2 세정 블록;
    상기 제 1 세정 블록과 상기 제 2 세정 블록 사이에 위치되어, 상기 더미 웨이퍼를 이동시키는 이송 블록; 및
    상기 더미 웨이퍼를 지지하는 지지부;를 포함하되,
    상기 지지부는,
    상기 더미 웨이퍼의 상면을 흡착 지지하는 흡착 플레이트를 포함하는 상부 유닛, 상기 흡착 플레이트에 부착된 상기 더미 웨이퍼의 하면을 고정하는 진공 흡착부를 포함하고, 상기 흡착 플레이트와 대향하는 위치에 구비되는 스테이지를 포함하는 하부 유닛 및 상기 스테이지를 회전시키는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 흡착 플레이트 및 상기 진공 흡착부로 상기 더미 웨이퍼를 고정하고 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜 상기 제1 세정 블록에 의해 기계적으로 세정하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 블록은,
    상기 지지부의 일측에 위치되고, 상기 더미 웨이퍼의 상부, 하부 및 측부 가장자리 면을 마찰에 의해 세정하도록 구성되는 세정 클램핑부를 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  3. 삭제
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 상부 유닛은,
    상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트에 체결 고정되며, 단부에 상기 흡착 플레이트가 부착된 가이드 축; 및
    상기 가이드 축 외주에 구비되는 완충 부재를 더 포함하며,
    상기 완충 부재는 상기 흡착 플레이트에 흡착된 더미 웨이퍼를 상기 스테이지상에 안정적으로 안착시키도록 구성되는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 진공 흡착부는,
    상기 스테이지 상면에 구비되어 상기 흡착 플레이트상에 흡착된 상기 더미 웨이퍼를 상기 스테이지상에 흡착, 고정시키는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2 항에 있어서,
    상기 세정 클램핑부는,
    상기 더미 웨이퍼의 상부 가장자리 부분과 콘택되는 상부 클램퍼를 포함하는 상부 클램핑 유닛;
    상기 더미 웨이퍼의 하부 가장자리 부분과 콘택되는 하부 클램퍼를 포함하는 하부 클램핑 유닛; 및
    상기 더미 웨이퍼의 측면 부분과 콘택되는 측부 클램퍼를 포함하는 측부 클램핑 유닛을 포함하며,
    상기 상부 클램핑 유닛, 상기 하부 클램핑 유닛 및 상기 측부 클램핑 유닛은 상기 더미 웨이퍼의 회전시, 상기 상부 클램퍼, 상기 하부 클램퍼 및 상기 측부 클램퍼와 각각 콘택된 상기 더미 웨이퍼 부분을 와이핑(wiping)하도록 구성되는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 더미 웨이퍼들이 수납되는 웨이퍼 카세트를 더 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 7 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 카세트가 체결 고정되며, 상기 웨이퍼 카세트를 승강 및 하강시키도록 구성되는 리프터(lifter)를 더 포함하며,
    상기 리프터는 상기 웨이퍼 카세트가 상기 제 2 세정 블록에 인입될 수 있도록, 상기 제 2 세정 블록의 일측에 구비되는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 블록은,
    상기 웨이퍼 카세트를 수용할 수 있으며 세정액이 공급되는 세정조;
    상기 세정조 내부에 구비되며, 상기 세정액을 가열하는 히터; 및
    상기 세정조 내부에 구비되어, 상기 웨이퍼 카세트내의 상기 더미 웨이퍼를 건조시키도록 구성되는 제습 장치를 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 블록은,
    상기 세정조 내부에 위치되며 상기 세정조내의 세정액의 수위를 감지하여, 상기 세정액의 수위에 따라 상기 제습 장치를 가동시키는 수위 감지 센서를 더 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 10 항에 있어서,
    상기 수위 감지 센서는 상기 세정조 높이의 1 내지 10% 에 해당하는 위치에 설치되는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 블록은,
    상기 세정조 내부에 위치되어, 상기 세정조 내부의 습도를 감지하고, 감지 결과에 따라, 상기 제습 장치의 동작을 중지시키는 습도 감지 센서를 더 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 세정액의 온도가 60 내지 70℃가 되도록 가열하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9 항에 있어서,
    상기 세정액은 탈이온수인 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 이송 블록은,
    웨이퍼 카세트내의 상기 더미 웨이퍼를 인출 및 로딩하는 슬라이더;
    상기 슬라이더를 이동시키는 콘베이어 조립체; 및
    상기 콘베이어 조립체에 연결되어, 상기 슬라이더 상부 및 하부에 에어를 분사하도록 구성되는 에어 노즐을 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 15 항에 있어서,
    상기 에어 노즐은 상기 제 2 세정 블록의 입구부 주변에 설치되어, 상기 슬라이더에 로딩된 상기 더미 웨이퍼의 상부 및 하부에 에어를 분사하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  17. 웨이퍼 처리 공정을 모니터링하기 위한 더미 웨이퍼들을 세정하는 시스템으로서,
    상기 더미 웨이퍼의 상면 가장자리, 하면 가장자리 및 측면 부분을 클램핑한 상태로, 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜, 클램핑된 부분의 잔류물을 와이핑하도록 구성되는 제 1 세정 블록;
    상기 더미 웨이퍼를 탈이온수에 침지시켜, 상기 더미 웨이퍼 표면에 잔류하는 잔류물을 세정하는 제 2 세정 블록;
    상기 제 2 세정 블록내에 구비되어, 상기 탈이온수에 의한 세정 완료후, 상기 더미 웨이퍼를 건조시키도록 구성되는 제습 장치; 및
    상기 더미 웨이퍼를 지지하는 지지부;를 포함하되,
    상기 지지부는,
    상기 더미 웨이퍼의 상면을 흡착 지지하는 흡착 플레이트를 포함하는 상부 유닛, 상기 흡착 플레이트에 부착된 상기 더미 웨이퍼의 하면을 고정하는 진공 흡착부를 포함하는 하부 유닛, 상기 흡착 플레이트와 대향하는 위치에 구비되는 스테이지 및 상기 스테이지를 회전시키는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 흡착 플레이트 및 상기 진공 흡착부로 상기 더미 웨이퍼를 고정하고 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜 상기 제1 세정 블록에 의해 상기 더미 웨이퍼의 클램핑된 부분의 잔류물을 와이핑하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 블록은,
    상기 탈 이온수가 충전되는 세정조;
    상기 세정조내의 수위를 감지하여 상기 제습 장치의 구동을 결정하는 수위 감지 센서; 및
    상기 세정조내의 습도를 감지하여, 상기 제습 장치의 동작 정지를 결정하는 습도 감지 센서를 더 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 블록과 상기 제 2 세정 블록 사이에 위치되어, 상기 더미 웨이퍼를 이동시키도록 구성되며, 상기 더미 웨이퍼 이송 중 상기 더미 웨이퍼의 상부 및 하부에 에어를 분사하도록 구성되는 이송 블록을 더 포함하는 더미 웨이퍼 세정 시스템.
  20. 웨이퍼 카세트에 수납된 더미 웨이퍼들 중 하나를 인출하여, 인출된 상기 더미 웨이퍼들의 상부 및 하부 가장자리 부분 및 측부의 잔류물을 와이핑(wiping)에 의해 1차 세정하는 단계;
    상기 1차 세정이 완료된 상기 더미 웨이퍼를 상기 웨이퍼 카세트에 수납되도록 이송하는 단계;
    상기 웨이퍼 카세트 채로 탈이온수에 침지시켜, 2차 세정하는 단계;
    상기 2차 세정 이후, 상기 웨이퍼 카세트를 건조시키는 단계를 포함하며,
    상기 이송하는 단계시 상기 더미 웨이퍼에 에어를 분사하는 단계를 더 포함하고,
    상기 1차 세정하는 단계는,
    상기 더미 웨이퍼의 상면 및 하면을 진공 흡착시켜 고정한 다음 상기 더미 웨이퍼를 회전시켜 상기 잔류물을 와이핑하는 더미 웨이퍼 세정 방법.
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