KR19990075167A - 웨이퍼 건조장치 및 이를 이용한 웨이퍼 건조방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 건조장치 및 이를 이용한 웨이퍼 건조방법이 개시되어 있다. 본 발명은 출구가 아래의 건조용 웨이퍼를 향하고, 상기 웨이퍼 표면에 표면장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 적어도 두 개의 분사노즐, 예컨대 제1 및 제2 분사노즐을 구비하는 건조장치를 제공한다. 여기서, 상기 분사노즐들은 상기 웨이퍼의 중심에서 가장자리 방향으로 위치해 있다. 이중 상기 표면 장력이 약한 분사액이 분사되는 상기 제1 분사노즐이 그렇지 않은 상기 제2 분사노즐 보다 안쪽에 위치해 있다. 이러한 건조장치를 이용하여 웨이퍼를 건조하는 경우, 상기 웨이퍼의 회전수와 상기 제1 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 온도를 조절함으로써 상기 웨이퍼의 건조공정 시간을 줄일 수 있다. 또한, 상기 건조되는 웨이퍼가 소수성인 경우에 웨이퍼의 표면에 정전기가 유도되고 그 부분에 파티클이 부착되는 것과 상기 웨이퍼가 친수성과 소수성 막질이 공존하는 웨이퍼인 경우 표면에 물반점이 형성되는 것을 줄일 수 있다.

Description

웨이퍼 건조장치 및 이를 이용한 웨이퍼 건조방법

본 발명은 반도체 장치의 제조설비 및 이를 이용하는 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 건조장치 및 이를 이용한 웨이퍼 건조방법에 관한 것이다.

습식공정 후에 실시되는 웨이퍼 건조공정은 통상 스핀 드라이어(spin dryer)를 이용하여 상기 세정후의 웨이퍼를 고속으로 회전시켜 상기 웨이퍼를 건조하는 공정이다.

그런데, 상기 건조용 웨이퍼가 소수성일 때, 상기 웨이퍼를 고속으로 회전시켜 건조하는 경우, 상기 웨이퍼과 대기와의 마찰에 의해 상기 웨이퍼의 표면에 정전기가 발생되고 그 곳에 파티클이 부착되는 문제가 있다.

한편, 상기 건조용 웨이퍼 표면에 단차진 부분이 존재하거나 친수성인 부분이 있을 경우, 건조공정 이후에도 그 부분에 순수가 남게 되어 물반점이 된다. 특히 세정공정에서 많이 사용하는 스핀 스크러버(spin scrubber)의 경우 세정 건조방식이 매엽식이며 스핀 방식으로 건조를 시켜 이러한 문제점에 더욱 취약하나, 이에 대응할 수 있는 적당한 건조 방식이 없는 형편이다.

반도체 장치가 고집적화되면서 웨이퍼의 구경도 대구경화되고 있는데, 상기 문제는 상기 웨이퍼가 대구형화될수록 더욱 심해진다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 웨이퍼 상에 물반점이 형성되거나 정전기에 의한 불필요한 파티클이 부착되는 것을 최소화함과 아울러 웨이퍼의 회전수와 분사액의 온도조정을 통해 웨이퍼 건조공정 시간을 줄일 수 있는 웨이퍼 건조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 건조장치를 이용한 웨이퍼 건조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치의 단면도이다.

도 2는 도 1에서 A부분을 확대 도시한 확대도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

40:건조용 웨이퍼. 42:웨이퍼 척.

46:수단. 48, 50:제1 및 제2 분사노즐.

52:노즐 유닛. 54, 56:제1 및 제2 분사액 공급기.

58, 60:제1 및 제2 분사노즐로부터 분사된 분사액의 막.

B:표면장력이 다른 두 물질막의 혼합층.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 척과 상기 웨이퍼 척 위에 노즐 유닛을 구비하고 있고, 상기 노즐 유닛에 분사수단이 체결되어 있는 웨이퍼 건조장치에 있어서, 상기 분사수단은 적어도 2개 이상의 분사노즐인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치를 제공한다.

여기서, 상기 분사수단은 표면 장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 제1 및 제2 분사노즐이다.

상기 노즐 유닛은 상기 웨이퍼 척위를 가로지르는 수단에 체결되어 있다. 상기 수단은 상기 웨이퍼 척 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail) 또는 상기 웨이퍼 척의 경계밖에 회전 축을 갖는 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르도록 회전이 가능한 암(arm)이다.

상기 노즐 유닛을 통해 상기 제1 및 제2 분사노즐은 각각 제1 및 제2 분사액 공급기와 연결되어 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 분사액 공급기는 각각 상기 제1 및 제2 분사노즐에 IPA(IsoProphylAlcohol)증기 및 순수(deionized water)를 공급하는 IPA증기 발생기(IPA vapor generator)와 순수 공급기(DIW supplier)이다.

상기 제1 분사노즐이 상기 제2 분사노즐보다 상기 웨이퍼 척의 중심에 가깝게 위치해 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 웨이퍼 건조방법을 제공한다.

웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 척과 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르는 수단에 체결된 노즐 유닛과 상기 노즐 유닛에 체결된 분사수단 및 상기 노즐 유닛에 체결되어 상기 분사수단에 분사액을 공급하는 분사액 공급기를 구비하는 웨이퍼 건조장치를 이용하는 웨이퍼 건조방법에 있어서, 상기 분사수단으로 적어도 2개 이상의 분사노즐을 사용한다.

이 과정에서, 상기 분사수단으로 상기 웨이퍼 표면에 표면장력이 서로 다른 분사액이 분사되는 제1 및 제2 분사노즐을 사용하고, 상기 제1 및 제2 분사노즐을 상기 수단을 따라 상기 웨이퍼의 안쪽에서 가장자리쪽으로 이동시키면서 상기 웨이퍼를 건조한다.

상기 제1 및 제2 분사노즐은 분당 약 5mm∼1,200mm 정도로 이동된다. 이때, 상기 웨이퍼 척을 20∼20,000rpm정도의 회전수로 회전시킨다.

상기 제1 분사노즐을 이동시키면서 상기 웨이퍼 표면에 상기 제2 분사노즐을 통해 분사되는 분사액, 예컨대 순수보다 표면장력이 약한 분사액, 예컨대 IPA증기를 분사시킨다. 여기서 상기 IPA증기의 온도는 고온, 예컨대 약 60℃정도인 것이 바람직하다.

상기 수단으로 상기 웨이퍼 척 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail) 또는 상기 웨이퍼 척의 경계밖에 회전 축을 갖는 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르도록 회전이 가능한 암(arm)을 사용한다.

또한, 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 웨이퍼 건조방법은 다음과 같이 실시할 수 있다.

(a) 웨이퍼 척 상에 웨이퍼를 로딩한다. (b) 상기 웨이퍼를 회전시키고 그 위에 표면 장력이 서로 다른 분사액을 분사하여 상기 웨이퍼를 건조하되, 상기 분사액은 분사액 분사수단을 상기 웨이퍼의 중심에서부터 가장자리로 이동시키면서 분사할 뿐만 아니라 상기 표면장력이 약한 분사액은 상기 표면장력이 센 분사액보다 상기 웨이퍼의 안쪽에 분사한다.

상기 분사수단으로서 표면장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 적어도 2개의 분사노즐, 예컨대 제1 및 제2 분사노즐을 사용한다.

본 발명은 출구가 건조용 웨이퍼를 향하고, 상기 웨이퍼 표면에 표면장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 적어도 두 개의 분사노즐, 예컨대 제1 및 제2 분사노즐을 구비하는 건조장치를 제공한다. 여기서, 상기 분사노즐들은 상기 웨이퍼의 중심에서 가장자리 방향으로 위치해 있다. 이중 상기 표면 장력이 약한 분사액이 분사되는 상기 제1 분사노즐이 그렇지 않은 상기 제2 분사노즐 보다 안쪽에 위치해 있다. 상기 분사노즐들을 이렇게 구비하는 것은 표면 장력이 다른 물질간에 나타나는 마란고니(Marangoni)효과를 상기 건조공정에 이용하기 위함이다.

이와 같은 건조장치를 이용하여 웨이퍼를 건조시키면, 웨이퍼의 회전수와 상기 제1 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 온도를 조절함으로써 상기 웨이퍼의 건조공정 시간을 줄일 수 있다. 또한, 상기 건조되는 웨이퍼가 소수성인 경우에 웨이퍼의 표면에 정전기가 유도되고 그 부분에 파티클이 부착되는 것과 상기 웨이퍼가 친수성인 경우 표면에 물반점이 형성되는 것을 줄일 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 소수성 또는 친수성 웨이퍼의 건조에 모두 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치 및 이를 이용한 웨이퍼 건조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면에서 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

첨부된 도면들 중, 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 A부분을 확대 도시한 확대도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치의 평면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조장치는 건조용 웨이퍼(40)가 로딩되는 웨이퍼 척(42)을 구비하고 있다. 상기 웨이퍼 척(42)은 소정의 회전속도를 갖는다. 바람직하게 상기 웨이퍼 척(42)의 회전 속도는 분당 20∼20,000rpm정도이다. 상기 웨이퍼 척(42) 상에 건조용 웨이퍼(40)가 로딩되어 있고 그 위에 노즐 유닛(52)이 구비되어 있다. 상기 노즐 유닛(52)에 분사수단(48, 50)이 체결되어 있다. 상기 분사수단(48, 50)은 복수개의 분사노즐, 예컨대 제1 분사노즐(48)과 제2 분사노즐(50)로 구성되어 있다. 상기 제1 및 제2 분사노즐들(48, 50)로부터 각각 서로 다른 분사액이 분사된다. 상기 제1 분사노즐(48)은 상기 웨이퍼(40)의 중심에 가까운 위치에 위치해 있는 분사노즐이고, 상기 제1 분사노즐(48)보다 상기 웨이퍼(40)의 중심에서 멀리 위치해 있는 것이 상기 제2 분사노즐(50)이다. 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)은 각각 하향 분사노즐로서 상기 웨이퍼(40)의 건조면을 향하고 있다.

한편, 상기 노즐 유닛(52)은 상기 웨이퍼 척(42) 위를 가로 지르는 수단(46)에 체결되어 있다. 여기서, 상기 수단(46)은 상기 웨이퍼 척(42) 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail) 또는 상기 웨이퍼 척(42)의 경계밖에 회전 축을 갖고 상기 웨이퍼 척(42) 위를 가로지르며 회전이 가능한 암(arm)이다.

결과적으로 상기 수단(46)에 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 체결되어 있는 것이므로 상기 제1 및 제2 분사노즐들(48, 50)은 상기 수단(46)을 따라 왕복 직선운동 또는 회전 운동이 가능한 분사노즐들이다.

그런데, 상기 웨이퍼 척(42)이 회전하므로 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)의 이동 반경은 상기 웨이퍼 척(42)의 지름이 아니라 반지름이 된다. 즉, 웨이퍼 건조시 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)은 상기 웨이퍼 척(42)의 중앙에서 가장자리만 왕복하면 된다. 그러나 상기 제1 및 제2 분사노즐들(48, 50)의 이동 범위가 상기 웨이퍼 척(42)의 반지름 보다 넓다는 것을 간과해서는 안된다.

한편, 상기 웨이퍼 척(42)은 웨이퍼 건조공정에서 약 20rpm∼20,000rpm정도의 속도로 회전된다. 하지만, 상기 건조되는 웨이퍼(40)와 공기와의 마찰로 인해 상기 웨이퍼(40)에 정전기가 유도되고 이 결과, 파티클이 흡착된다. 따라서, 상기 웨이퍼 척(42)의 회전속도는 상기 웨이퍼(40)의 건조가 완전히 이루어지는 범위내에서 가능한 낮은 것이 바람직하다.

상기 수단(46)과 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50) 사이에 노즐 유닛(52)이 구비되어 있어 상기 수단(46)과 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 체결된다. 상기 노즐 유닛(52)에 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)에 각각 서로 다른 분사액을 공급하는 제1 분사액 공급기(54)와 제2 분사액 공급기(56)가 연결되어 있다. 상기 제1 분사액 공급기(54)는 IPA증기 발생기(IPA vapor generator)이다. 그리고 상기 제2 분사액 공급기(56)는 순수 공급기(DIW suppler)이다. 따라서, 상기 노즐 유닛(52)을 통해 상기 제1 분사액 공급기(54)로부터 상기 제1 분사노즐(48)에 분사액 즉, 상기 IPA가 상기 웨이퍼(40)의 건조면을 향해 분사된다. 상기 제1 분사액 공급기(54)로부터 약 60℃정도의 IPA가 상기 제1 분사노즐(48)에 공급된다. 상기 제2 분사액 공급기(56)로부터 상기 제2 분사노즐(50)에 분사액으로서 순수가 공급되어 상기 웨이퍼 건조면을 향해 분사된다.

도 3을 참조하면, 상기 수단(46)은 상기 웨이퍼(40) 중심을 가로질러 놓여 있은 모노 레일인 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)은 상기 노즐 유닛(52)의 중앙에 장착된 것이 아니라 상기 노즐 유닛(52)의 어느 한쪽(도 3에서 아래쪽)으로 치우쳐서 장착되어 있음을 알 수 있다. 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 상기 분사유닛(52)에 이와 같이 연결되어 있는 것은 도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)에 상기 제1 및 제2 분사액 공급기(54, 56)의 연결을 편하게 하기 위함이다. 그러나, 상기 노즐 유닛(52)에서의 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 장착된 위치는 상기 제1 분사액 공급기(54)나 상기 제2 분사액 공급기(56)의 연결방법을 다르게 함으로써 상기 노즐 유닛(52)의 중앙이나 반대쪽이 될 수도 있다. 따라서, 상기 노즐 유닛(52)과 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)간의 연결 관계는 도 1 및 도 3에 도시한 것으로 한정되지 않고 다양한 연결관계가 더 있을 수 있음을 밝힌다.

도 1에서 참조번호 58은 상기 제1 분사노즐(48)에 의해 분사된 분사액 즉, IPA의 막이고, 참조번호 60은 상기 제2 분사노즐(50)에 의해 분사된 분사액 즉, 순수의 막이다.

다음은 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조방법을 상세하게 설명한다.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 건조방법은 건조장치를 제조하는 단계(60)와 웨이퍼 척에 건조하기 위한 웨이퍼를 로딩하는 단계(62) 및 상기 제조된 건조장치를 이용하여 상기 로딩된 웨이퍼를 건조하는 단계(64)로 크게 구분할 수 있다. 이때, 상기 로딩된 웨이퍼는 습식 세정공정이 완료된 웨이퍼로서 그 표면에 순수와 같은 세정수가 묻어 있는 상태의 웨이퍼이다.

상기 건조장치를 제조하는 단계는 상기 설명한 건조장치의 제조 단계이고 그 특징이 상기 수단(46)에 상기 노즐 유닛(52)을 장착한 다음 상기 노즐 유닛(52)에 표면 장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 적어도 두 개의 분사노즐, 예컨대 IPA 증기를 분사하는 상기 제1 분사노즐(48)과 순수를 분사하는 상기 제2 분사노즐(50)을 장착하는 것이다.

본 발명에서 제시하고자 하는 웨이퍼 건조방법은 이미 제조된 건조장치를 이용하는 것이므로 상기 건조장치의 제조에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 웨이퍼를 로딩하는 단계(64)는 도 1 및 도 3의 웨이퍼 척(42) 상에 세정공정을 마친 웨이퍼를 장착하는 단계이다. 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 척(42) 상에 장착한 후 그 위로 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 체결될 수 있는 상기 수단(46)을 이동하여 정렬시킨다.

상기 로딩된 웨이퍼를 건조하는 단계(66)는 출구가 상기 로딩된 웨이퍼의 건조면을 향하게 되어 있는 상기 적어도 두 개의 분사노즐(48, 50), 즉 상기 제1 분사노즐(48)과 상기 제2 분사노즐(50)을 구비하는 상기 건조장치를 이용하여 상기 웨이퍼 척(42) 상에 로딩된 웨이퍼를 건조하는 단계이다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 척(42) 상에 건조해야할 웨이퍼(40)가 로딩됨과 동시에 상기 제1 분사액 공급기(54)와 상기 제2 분사액 공급기(56)로부터 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)로 분사액, 예컨대 IPA 및 순수가 공급된다. 상기 제1 분사노즐(48)이 상기 제2 분사노즐(50)보다 상기 건조용 웨이퍼(40)의 중심에 더 가깝게 위치해 있으므로 항상 상기 건조용 웨이퍼(40) 표면의 안쪽에 상기 제1 분사액 공급기(54)로부터 공급되는 분사액이 도포된다.

한편, 상기 제1 분사액 공급기(54)로부터 상기 제1 분사노즐(48)에 공급되는 분사액의 웨이퍼 표면에서의 표면 장력(surface tension)은 상기 제2 분사액 공급기(56)로부터 상기 제2 분사노즐(50)에 공급되는 분사액의 표면장력보다 작다.

따라서, 상기 건조용 웨이퍼(40)표면에서 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)로부터 분사된 분사액 사이에 표면 장력의 차이가 발생된다.

마란고니 효과(Marangoni effect)에 의하면, 어느 한 표면에 표면 장력이 서로 다른 두 물질이 공존할 때, 표면 장력이 작은 물질은 표면 장력이 큰 물질쪽으로 이동된다.

도 2를 참조하면, 상기 건조용 웨이퍼(40)에 대한 건조 공정이 시작되면, 상기 건조용 웨이퍼(40)가 회전됨과 동시에 상기 제2 분사노즐(50)에서 분사액(60)이 분사된다. 그런데 상기 건조용 웨이퍼(40)는 회전되고 있으므로 상기 제2 분사노즐(50)에서 분사된 분사액(60)은 상기 건조용 웨이퍼(40)의 가장자리로 밀려나게 된다. 이때, 상기 제1 분사노즐(48)을 통해 분사액(58)이 분사되면, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 표면에 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)에서 분사된 분사액들(58, 60)이 공존하는 부분(B)이 생긴다. 상기 제2 분사노즐(50)에서 분사된 분사액(60)은 상기 제1 분사노즐(48)에서 분사된 분사액(58)보다 표면 장력이 작으므로 상기 건조용 웨이퍼(40)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(40)의 가장자리로 밀리기는 하지만, 상기 웨이퍼(40)의 표면에 가까이 있는 부분은 멀리 있는 부분보다 회전에 대한 저항력이 있다. 따라서, 상기 회전력에 의해 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액(60)의 상층부가 먼저 밀려나게 되고 이 부분에 상기 제1 분사노즐(48)에서 분사된 분사액(58)이 밀려들게된다. 결국, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 표면에 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)로부터 분사된 분사액들(58, 60)이 혼합된 부분(B)이 존재하게 된다. 이 부분(B)에서 상기 제1 분사노즐(48)에서 분사된 분사액, 즉 상기 IPA의 농도는 상기 웨이퍼의 회전 중심에서 높고 바깥에서 낮다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)에서 분사되는 분사액들(58, 60) 사이에 표면 장력 차이가 있으므로 마란고니 효과에 의해 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액(60)은 상기 건조용 웨이퍼(40)의 중심에서 가장자리로 향하는 힘을 받게 된다. 여기에, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 회전에 의해 상기 건조용 웨이퍼(40)의 바깥으로 향하는 회전력이 가미된다. 따라서, 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액(60)이 받는 상기 웨이퍼(40) 가장자리를 향하는 힘은 증가된다. 도 2에서 화살표는 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액에 가해지는 힘의 방향을 나타낸다. 상기 힘에 의해 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액(60)이 상기 건조용 웨이퍼(40) 가장자리로 밀려나게 되고 밀려난 부분에 상기 제1 분사노즐(48)에 의해 분사된 분사액(58)이 채워지게된다. 따라서, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 표면에서 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액(60)이 완전히 제거된 후, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 표면에는 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사된 분사액(58)만이 남게된다. 그런데, 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사된 분사액은 휘발성이 있으므로 잠시후 증발되고 상기 건조용 웨이퍼(40)는 완전히 건조된다.

이와 같은 웨이퍼 건조공정에서 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)이 상기 건조용 웨이퍼(40)의 중심으로부터 가장자리쪽으로 서서히 이동되면서 상기 건조용 웨이퍼(40)표면에 분사액을 분사한다. 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)은 분당 5mm∼1,200mm정도의 속력으로 이동시킨다. 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)의 이동 속력이 상기 제2 분사노즐(50)로부터 분사된 분사액이 웨이퍼의 가장자리로 밀려나는 속력보다 빠른 경우 상기 웨이퍼(40) 표면의 건조가 불완전해 지므로 상기 제1 및 제2 분사노즐(48, 50)의 이동 속력은 상기 건조용 웨이퍼(40)의 구경이나 상태에 따라 상기 범위내에서 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사되는 분사액은 그 온도가 높을수록 휘발성이 증가된다. 따라서 휘발되는 시간이 빨라진다. 이에 따라 상기 건조용 웨이퍼(40) 표면에서 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사된 분사액을 증발되는 짧은 시간에 증발시키기 위해 상기 제1 분사노즐(48)로부터 고온, 예컨대 60℃정도의 분사액을 상기 웨이퍼(40) 표면에 분사함으로써 상기 웨이퍼 표면으로부터 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사된 분사액을 제거하는 시간을 줄여 웨이퍼 건조시간을 줄일 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼 건조공정에서 상기 건조용 웨이퍼(40)에 따라 그 회전수를 고려하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 건조용 웨이퍼(40)가 소수성인 경우, 상기 건조용 웨이퍼(40) 표면은 고속 회전에 의해 공기와 마찰될 수 있고 그 결과, 상기 건조용 웨이퍼(40)표면에 정전기가 유도되어 불필요한 파티클이 부착될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 표면에 분사되는 분사액이 밀려나는 속력이 달라져서 상기 건조용 웨이퍼(40)의 건조가 불완전해질 수 있다. 따라서, 상기 건조용 웨이퍼(40)의 회전수는 20rmp∼20,000rpm정도의 범위내에서 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사되는 분사액의 온도가 고온임을 고려하면 상기 건조용 웨이퍼(40)의 회전수는 상기 범위내에서 낮게할 수 있으므로 상기 건조용 웨이퍼(40)에 정전기가 유도되고 그 부분에 파티클이 부착되는 것을 최소화할 수 있다.

상기 건조용 웨이퍼(40)가 친수성일 경우나 소수성과 친수성이 공존하는 경우에도 상기 건조용 웨이퍼(40)의 회전수와 상기 제1 분사노즐(48)로부터 분사되는 분사액을 온도를 고려함으로써 양호한 건조결과를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 출구가 아래의 건조용 웨이퍼를 향하고, 상기 웨이퍼 표면에 표면장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 적어도 두 개의 분사노즐, 예컨대 제1 및 제2 분사노즐을 구비하는 건조장치를 제공한다. 여기서, 상기 분사노즐들은 상기 웨이퍼의 중심에서 가장자리 방향으로 위치해 있다. 이중 상기 표면 장력이 약한 분사액이 분사되는 상기 제1 분사노즐이 그렇지 않은 상기 제2 분사노즐 보다 안쪽에 위치해 있다. 상기 분사노즐들을 이렇게 구비하는 것은 표면 장력이 다른 물질간에 나타나는 마란고니(Marangoni)효과를 상기 건조공정에 이용하기 위함이다.

이러한 건조장치를 이용하여 웨이퍼를 건조시키면, 상기 웨이퍼의 회전수와 상기 제1 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 온도를 조절함으로써 상기 웨이퍼의 건조공정 시간을 줄일 수 있다. 또한, 상기 건조되는 웨이퍼가 소수성인 경우에 웨이퍼의 표면에 정전기가 유도되고 그 부분에 파티클이 부착되는 것과 상기 웨이퍼가 친수성인 경우 표면에 물반점이 형성되는 것을 줄일 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함이 명백하다.

Claims (24)

1. 웨이퍼 척과 상기 웨이퍼 척 위에 노즐 유닛을 구비하고 있고, 상기 노즐 유닛에 분사수단이 체결되어 있는 웨이퍼 건조장치에 있어서,

   상기 분사수단은 적어도 2개 이상의 분사노즐인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사수단은 표면 장력이 서로 다른 분사액을 분사하는 제1 및 제2 분사노즐인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐 유닛을 통해 상기 제1 및 제2 분사노즐은 각각 제1 및 제2 분사액 공급기와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사액 공급기는 각각 상기 제1 및 제2 분사노즐에 IPA증기 및 순수(deionized water)를 공급하는 IPA증기 발생기(IPA vapor generator)와 순수 공급기(DIW supplier)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 분사노즐이 상기 제2 분사노즐보다 상기 웨이퍼 척의 중심에 가깝게 위치해 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 수단은 상기 웨이퍼 척 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 수단은 상기 웨이퍼 척의 경계밖에 회전 축을 갖고 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르도록 회전이 가능한 암(arm)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐은 모두 상기 노즐 유닛의 아래 우측이나 좌측에 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
9. 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 척과 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르는 수단에 체결된 노즐 유닛과 상기 노즐 유닛에 체결된 분사수단 및 상기 노즐 유닛에 체결되어 상기 분사수단에 분사액을 공급하는 분사액 공급기를 구비하는 웨이퍼 건조장치를 이용하는 웨이퍼 건조방법에 있어서,

   상기 분사수단으로 적어도 2개 이상의 분사노즐을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 분사수단으로 상기 웨이퍼 표면에 표면장력이 서로 다른 분사액이 분사되는 제1 및 제2 분사노즐을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 웨이퍼 척 상에 상기 웨이퍼를 로딩한 다음 상기 제1 및 제2 분사노즐을 상기 수단을 이용하여 상기 웨이퍼의 안쪽에서 가장자리쪽으로 이동시키면서 상기 웨이퍼를 건조하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐을 분당 약 5mm∼1,200mm 정도 이동되는 속력으로 상기 웨이퍼의 중심에서 가장자리로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐이 이동되는 동안에 상기 웨이퍼 척을 20∼20,000rpm정도의 회전수로 회전시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐을 이동시키면서 상기 제1 및 제2 분사액 공급기로부터 상기 각 분사노즐에 공급되는 표면 장력이 서로 다른 분사액을 상기 웨이퍼 표면에 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 분사노즐을 이동시키면서 상기 웨이퍼 표면에 상기 제2 분사노즐을 통해 분사되는 분사액보다 표면장력이 약한 분사액을 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 분사노즐을 이동시키면서 상기 웨이퍼 표면에 제2 분사노즐을 통해 분사되는 분사액보다 표면장력이 약한 IPA 증기(vapor)를 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제2 분사노즐을 통해 상기 IPA증기보다 표면장력인 센 순수를 상기 웨이퍼 표면에 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 분사노즐을 이동시키면서 상기 웨이퍼 표면에 약 60℃정도의 IPA증기를 분사시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
19. 제 11 항에 있어서, 상기 수단으로 상기 웨이퍼 척 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail) 또는 상기 웨이퍼 척의 경계밖에 회전 축을 갖는 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르도록 회전이 가능한 암(arm)을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
20. (a) 웨이퍼 척 상에 웨이퍼를 로딩하는 단계; 및

    (b) 상기 웨이퍼를 회전시키고 그 위에 표면 장력이 서로 다른 분사액을 분사하여 상기 웨이퍼를 건조하되, 상기 분사액은 분사액 분사수단을 상기 웨이퍼의 중심에서부터 가장자리로 이동시키면서 분사할 뿐만 아니라 상기 표면장력이 약한 분사액은 상기 표면장력이 센 분사액보다 상기 웨이퍼의 안쪽에 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 분사액 분사수단은 상기 표면장력이 서로 다른 분사액이 분사되는 제1 및 제2 분사노즐인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐을 분당 약 5mm∼1,200mm 정도 이동되는 속력으로 상기 웨이퍼의 중심에서 가장자리로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 분사노즐을 이동시키면서 상기 웨이퍼 표면에 약 60℃정도의 IPA증기 및 상기 IPA증기보다 표면장력이 센 순수를 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.
24. 제 20 항에 있어서, 상기 수단으로 상기 웨이퍼 척 위에 고정되어 있는 가드 레일(guard rail) 또는 상기 웨이퍼 척의 경계밖에 회전 축을 갖는 상기 웨이퍼 척 위를 가로지르도록 회전이 가능한 암(arm)을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조방법.