KR200197862Y1 - 웨이퍼 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 석영조의 상부에 형성된 냉각코일에 의해 형성되는 냉각구역이 웨이퍼 영역을 침범함에 따라 야기되는 웨이퍼 건조 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 박스 형태로서 내부에 복수매의 웨이퍼(8)가 로딩되며 내측 하부에 IPA액이 담겨지는 석영조(1)와, 상기 석영조(1) 하방에 설치되어 IPA액이 증발되도록 가열하는 히터(2)와, 상기 석영조(1) 상부에 설치되어 증발된 IPA액을 냉각시키는 냉각코일(7)과, 상기 석영조(1) 내주면의 냉각코일(7) 하부에 설치되며 상기 냉각코일(7)에 의해 응결된 IPA액이 모이는 모음판(6)을 구비한 웨이퍼 건조장치에 있어서; 상기 석영조(1) 상단부에, 상기 석영조(1) 하부에 비해 외측으로 면적이 확대된 확장부(1a)가 형성되고, 상기 석영조(1)의 확장부(1a) 내측에는 석영조 면중앙부에 있어서는 웨이퍼(8) 영역과 나란히 설치되고 모서리쪽으로 갈수록 웨이퍼(8) 영역으로부터 멀어지는 형태의 냉각코일(7)이 구비됨을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치가 제공된다.

Description

웨이퍼 건조장치

제1도는 종래의 웨이퍼 건조장치 구성을 나타낸 종단면도.

제2도는 제1도의 I-I선을 나타낸 횡단면도.

제3도는 본 고안에 따른 웨이퍼 건조장치의 구성을 나타낸 종단면도.

제4도는 제3도의 II-II선을 나타낸 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 석영조 1a : 확장부

7 : 냉각코일

본 고안은 웨이퍼 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이소프로필알콜(Isopropyle Alcohol: 이하, “IPA”라 함) 증기를 이용하여 웨이퍼에 묻은 탈이온수를 제거하여 웨이퍼를 건조시키는 웨이퍼 건조장치에 있어서, 냉각구역의 영향에 의한 웨이퍼 건조 불량을 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 반도체소자 제조를 위한 단위 공정 완료 후, 웨이퍼를 탈이온수를 이용하여 세정하게 되고, 세정완료 후에는 웨이퍼 탈이온수를 제거하여 웨이퍼를 건조시키게 되며, 이를 위해 웨이퍼 건조장치인 IPA증기 건조기가 이용된다.

한편, IPA증기 건조기는 IPA의 친수성 및, 물과 IPA와의 비점차(沸點差)를 이용하여 웨이퍼를 건조시키는 장치로서, IPA액의 끓는점이 80℃정도로 물보다 낮으므로 웨이퍼에 부착된 탈이온수가 증기상태로 변하기 전에 IPA액이 증기상태로 상승하여 웨이퍼 상의 탈이온수와 결합한 후, 중력에 의해 다시 건조기 하부로 떨어져 외부로 배출되므로 웨이퍼의 건조가 진행되도록 한 것이다.

종래의 IPA증기를 이용한 웨이퍼 건조장치는 제1도에 나타낸 바와 같이, 박스 형태의 석영조(1) 하방에 히터(2)가 설치되어 있고, 내부에는 IPA액이 담겨져 있으며, 석영조(1) 내측 하부에는 IPA액 받이(3)가 지지대(4)에 의해 지지되어 있다.

상기 석영조(1)의 상측에는 지지돌기(5)가 형성되어 있고, 상기 지지돌기(5)의 상부에는 IPA액 모음판(6)이 결합되어 있으며, 상기 IPA액 모음판(6)의 상측 둘레면에는 히터(2)에 의해 증발되어 상승한 IPA액을 냉각시키기 위한 냉각코일(7)이 상기 석영조(1)를 상부에서 바라볼 때 사각형 형상을 이루도록 설치되어 있다.

한편, 제2도에서 IPA액 모음판(6) 및 IPA액 받이(3)은 도면을 단순화하여 종래 웨이퍼 건조장치의 이해를 돕기위해 도시를 생략하고자 한다.

이와 같이 구성된 종래의 웨이퍼 건조장치의 작용은 다음과 같다.

반도체소자 제조를 위한 FAB(Fabrication)공정에서 웨이퍼(8) 표면에 부착된 불순물등을 탈이온수로 세척한 후에는 IPA증기를 이용하여 웨이퍼(8) 표면에 잔류하는 탈이온수를 제거하게 된다.

즉, 종래에는 석영조(1)의 내측에 웨이퍼(8)를 로딩(loading)시킨 후, 석영조(1) 하방에 설치된 히터(2)에 전원을 인가하면 히터(2)에서 열이 발생하여 석영조(1)의 내부에 담겨진 IPA액을 가열하게 되고, 가열된 IPA액은 증기가 되어 상승하면서 웨이퍼(8)면에 부딪혀 탈이온수와 결합한 후 낙하하게 되며, 이와 같은 작용의 반복에 의해 웨이퍼(8)의 건조가 수행된다.

이때, 석영조(1) 하부에 담겨진 IPA액으로 낙하한 물은 IPA액의 가열온도가 물의 비등점 이하의 온도이므로 증발되지 못하고 석영조(1) 하부에 계속 잔류하게 된다.

한편, 이와 같이, 건조작용이 수행될 때, 가열에 의해 증발되어 상승하는 IPA증기중 웨이퍼(8)에 묻은 탈이온수와 반응하지 못한 증기는 계속 상승하여 석영조(1) 상부로 이동하게 되는데, 이때 석영조(1) 상부에는 냉각구역이 형성되어 있어 상승한 IPA증기는 냉각구역에서 응결되어 IPA액 모음판(6)에 모인후 석영조(1) 하부로 낙하하게 되므로써 웨이퍼(8)에는 부착되지 않게 된다.

그러나, 종래에는 IPA증기에 의해 웨이퍼(8)의 건조가 이루어질 때, 냉각코일(7)의 냉각작용이 미치는 범위인 냉각구역이 제2도에 가상선으로 나타낸 바와 같이, 석영조(1) 내에 로딩된 웨이퍼(8)들의 가장자리를 이온 영역 내측까지 침범하게 되는 문제점이 있었다.

이는 주로 냉각코일(7)이 꺾이는 코너부분에서 주로 발생하게 되는데, 이는 코너부분에서는 냉각력이 집중되기 때문이다.

한편, 상기한 바와 같은 문제점으로 인해 종래에는 IPA증기가 냉각구역에서 응결되어 떨어질 때, 건조가 이루어진 웨이퍼(8)로 낙하하여 웨이퍼(8)에 부착되는 단점이 있었다.

이와 아울러, 건조 진행후, 웨이퍼(8)의 언로딩시 웨이퍼(8)가 냉각구역을 통과하여 석영조(1)를 빠져나오게 되므로, 웨이퍼(8)의 냉각구역 통과시 냉각구역에서 응결된 IPA액이 웨이퍼(8)에 부착되는 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 과정을 거쳐 IPA액이 웨이퍼(8)에 부착될 경우, 웨이퍼(8)상에 워터 마크(Water mark)가 남는 현상이 발생하게되고, 상기 워터 마크는 일종의 산화막으로서 후공정에서 공정 불량을 야기시켜 반도체소자의 수율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 석영조의 상부에 형성된 냉각코일에 의해 형성되는 냉각구역이 웨이퍼 영역을 침범함에 따라 야기되는 웨이퍼 건조 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 박스 형태로서 내부에 복수매의 웨이퍼가 로딩되며 내측 하부에 IPA액이 담겨지는 석영조와, 상기 석영조 하방에 설치되어 IPA액이 증발되도록 가열하는 히터와, 상기 석영조 상부에 설치되어 증발된 IPA액을 냉각시키는 냉각코일과, 상기 석영조 내주면의 냉각코일 하부에 설치되며 상기 냉각코일에 의해 응결된 IPA액이 모이는 IPA액 모음판을 구비한 웨이퍼 건조장치에 있어서; 상기 석영조 상단부에 상기 석영조 하부에 비해 외측으로 면적이 확대된 확장부가 형성되고, 상기 석영조의 확장부 내측에는 석영조 면중앙부에 있어서는 웨이퍼 영역과 나란히 설치되고 석영조 모서리쪽으로 갈수록 웨이퍼 영역으로부터 멀어지는 형태의 냉각코일이 구비됨을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치가 제공된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면 제3도 및 제4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안에 따른 웨이퍼 건조장치의 종단면도이고, 제4도는 제3도의 II-II선을 나타낸 횡단면도로서, 본 고안은 박스 형태로서 내부에 복수매의 웨이퍼(8)가 로딩되며 내측 하부에 IPA액이 담겨지는 석영조(1)와, 상기 석영조(1) 하방에 설치되어 IPA액이 증발되도록 가열하는 히터(2)와, 상기 석영조(1) 상부에 설치되어 증발된 IPA액을 냉각시키는 냉각코일(7)과, 상기 석영조(1) 내주면의 냉각코일(7) 하부에 설치되며 상기 냉각코일(7)에 의해 응결된 IPA액이 모이는 IPA액 모음판(6)을 구비한 웨이퍼 건조장치에 있어서; 상기 석영조(1) 상단부에 상기 석영조(1) 하부에 비해 외측으로 면적이 확대된 확장부(1a)가 형성되고, 상기 석영조(1)의 확장부(1a) 내측에는 석영조 면중앙부에 있어서는 웨이퍼(8) 영역과 나란히 설치되고 석영조 모서리쪽으로 갈수록 웨이퍼(8) 영역으로부터 멀어지는 형태의 냉각코일(7)이 구비되어 구성된다.

한편, 제4도에서 IPA액 모음판(6) 및 IPA액 받이(3)은 도면을 단순화하므로써 본 고안의 이해를 돕도록 하기위해 도시를 생략한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 웨이퍼 건조장치의 작용은 다음과 같다.

반도체소자 제조를 위한 FAB(Fabrication)공정에서 웨이퍼(8) 표면에 부착된 불순물등을 탈이온수로 세척한 후에는 IPA증기를 이용하며 웨이퍼(8) 표면에 잔류하는 탈이온수를 제거하게 됨은 종래와 마찬가지이다.

즉, 종래에는 석영조(1)의 내측에 웨이퍼(8)를 로딩시킨 후, 석영조(1) 하방에 설치된 히터(2)에 전원을 인가하면 히터(2)에서 열이 발생하여 석영조(1)의 내부에 담겨진 IPA액을 가열하게 되고, 가열된 IPA액은 증기가 되어 상승하면서 웨이퍼(8)면에 부딪혀 탈이온수와 결합한 후 낙하하게 되며, 이와 같은 작용의 반복에 의해 웨이퍼(8)의 건조가 수행된다.

한편, 이와 같이, 건조작용이 수행될 때, 가열에 의해 증발되어 상승하는 IPA증기중 웨이퍼(8)에 묻은 탈이온수와 반응하지 못한 증기는 계속 상승하여 석영조(1) 상부로 이동하게 되는데, 이때 석영조(1) 상부에는 냉각구역이 형성되어 있어 상승한 IPA증기는 냉각구역에서 응결되어 IPA액 모음판(6)에 모인후 석영조(1) 하부로 낙하하게 되므로 웨이퍼(8)에는 부착되지 않게 된다.

이때, 본 고안에 따른 웨이퍼 건조장치는 종래의 웨이퍼 건조장치와는 달리, 석영조(1) 상단부에 석영조(1) 하부에 비해 외측으로 면적이 확대된 확장부(1a)가 형성되고, 상기 석영조(1)의 확장부(1a) 내에 면중앙부에서는 웨이퍼(8)와 나란히 설치되고 모서리쪽으로 갈수록 웨이퍼(8) 영역으로부터 멀어지는 형태의 냉각코일(7)이 구비되어 있으므로 인해, 냉각구역에 의해 웨이퍼(8)상에 워터 마크가 발생하는 현상이 방지된다.

즉, 본 고안에서는 냉각코일(7)에 의해 형성되는 냉각구역이 석영조(1) 상면에서 볼 때, 제4도에 가상선으로 나타낸 바와 같이 로딩된 웨이퍼(8)들의 외곽선을 연결한 영역 외측에 위치하므로 인해, IPA증기를 이용한 건조 진행시 냉각구역에서 응결된 IPA액이 웨이퍼(8)로 낙하하여 부착되는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한 건조 공정완료후, 웨이퍼(8)를 언로딩시킬 경우에도 건조구역의 크기가 충분히 커서 웨이퍼(8)와 냉각구역과의 간섭 현상이 발생되지 않으므로 IPA액의 부착으로 인한 웨이퍼 건조불량을 방지할 수 있게 된다.

특히, 석영조(1) 모서리 부분에서는 냉각코일(7)의 형상이 웨이퍼(8)로부터 멀리 물러난 형상이므로 건조구역의 형태가 전체적으로 4각형 모양을 이루게 되며, 이에 따라 웨이퍼(8) 영역을 침범하는 현상이 효과적으로 방지된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 냉각코일(7)에 의해 형성되는 냉각구역이 웨이퍼(8)로부터 멀리 물러나게 되어, 냉각구역에서 응결되는 IPA가 석영조(1)내에서의 웨이퍼(8) 건조 수행시 및 석영조(1)로부터 웨이퍼(8)를 언로딩할 때 모두 웨이퍼(8)에 부착되지 않게 되므로 웨이퍼(8)의 건조불량을 해소할 수 있게 되며, 이에 따라 후공정에서 워터 마크로 인한 공정불량을 미연에 방지할 수 있게 되는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 박스 형태로서 내부에 복수매의 웨이퍼(8)가 로딩되며 내측 하부에 IPA액이 담겨지는 석영조(1)와, 상기 석영조(1) 하방에 설치되어 IPA액이 증발되도록 가열하는 히터(2)와, 상기 석영조(1) 상부에 설치되어 증발된 IPA액을 냉각시키는 냉각코일(7)과, 상기 석영조(1) 내주면의 냉각코일(7) 하부에 설치되며 상기 냉각코일(7)에 의해 응결된 IPA액이 모이는 IPA액 모음판을 구비한 웨이퍼 건조장치에 있어서; 상기 석영조(1) 상단부에 상기 석영조(1) 하부에 비해 외측으로 면적이 확대된 확장부(1a)가 형성되고, 상기 석영조(1)의 확장부(1a) 내측에는 석영조 면중앙부에 있어서는 웨이퍼(8) 영역과 나란히 설치되고 석영조 모서리쪽으로 갈수록 웨이퍼(8) 영역으로부터 멀어지는 형태의 냉각코일(7)이 구비됨을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.