KR20020022546A - 웨이퍼 클리닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 웨이퍼의 하면으로 메가소닉에너지를 효율적으로 전달하며 챔버내의 공간으로 효율적으로 이용하여 장치의 소형화를 구현할 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 구성은 공급구와 배출구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 하부에 설치되며 내부에 중공축이 구비된 회전수단과, 상기 중공회전축에 연결되고 상기 챔버내에 반입된 웨이퍼를 수평으로 장착하는 웨이퍼장착수단과, 상기 웨이퍼의 하면 전체를 향해 메가소닉을 발진시키는 메가소닉발진수단과, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에서 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지수단과, 상기 웨이퍼의 하면과 상기 메가소닉발진수단 사이에 매질액을 공급하는 매질액공급수단과, 상기 웨이퍼의 상면으로 약액을 분사하는 약액분사수단을 포함하여 이루어진다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 메사소닉발진수단으로부터 상기 웨이퍼의 하면을 향해 발진되는 메가소닉에너지가 상기 매질액에 의해 효율적으로 전달됨으로 상기 웨이퍼의 세정효율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 기대된다.

Description

웨이퍼 클리닝장치{A wafer cleaning apparatus}

본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 메가소닉발진수단과 약액을 동시에 사용하며 웨이퍼의 양면을 동시에 세정을 할 수 있고 상기 세정과 함께 린스 및 건조를 동일한 챔버에서 순차적으로 수행할 수 있는 매엽스핀방식 웨이퍼 클리닝장치를 제공하는 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 세정은 웨이퍼 상에 부착된 유기물(organics), 입자(particle), 금속이온(metallic ion) 및 산화물(oxides)등의 세정을 수반한다. 이러한 오염입자들이 적절히 제거되지 않을 경우에는 제조되는 반도체의 품질이나 수율에 막대한 손실을 가져오게 되므로 반도체 전체 공정에서 오염도의 관리는 매우 엄격히 이루어지고 있다.

더구나, 반도체 웨이퍼에서 상기한 오염입자의 세정공정은 반도체 전체 공정에서 약 40%을 차지할 정도로 가장 빈번하게 사용되는 공정일 뿐만 아니라, 극초대형집적회로(ULSI) 기술에서 요구되는 초청정(ultra-clean) 웨이퍼 상태를 유지하는데 필수 불가결한 중요 공정이다.

상기 오염입자의 제거를 위한 세정방법으로는 크게 기계적 방법, 화학적 방법 그리고 초음파 방법 등이 사용되어 왔는 데, 마이크론 이하 크기의 오염입자를 제거하기 위한 기술로서는 고주파인 초음파를 사용하는 메가소닉 방법이 오염입자의 세정 효율이 높고 안전하여 대표적인 세정기술로서 주목을 받고 있다.

이러한 종래기술을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 웨트배치(wet batch)방식 세정기술(RCA세정이라고도 함)은, 세정용 화합물을 채운 욕조(bath) 속에 웨이퍼가 적층된 카세트를 담근 채, 고주파(약 1 MHz 근방), 고출력의 메가소닉을 발생시켜 그 에너지를 상기 화합물을 통해 웨이퍼 표면에 평행하게 전달시키는 방식이다.

그러나, 상기 웨트배치 방식에 의하면, 일련의 세정을 위해 상기 카세트를 수개의 욕조에 차례대로 침적해야 되므로 과다한 시간이 소요되고, 상기 웨이퍼의 세정을 위해 수개의 욕조가 필요하게 되므로 세정장치가 현저하게 대형화되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 상기 웨트배치방식을 보완하기 위해 고안된 것이 매엽스핀방식으로서, 메가소닉에너지를 사용하는 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 대해 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도이다.

도시된 바에 의하면, 상기 매엽식세정장치는 챔버(2)와, 상기 챔버(2)의 하부에 장착된 회전수단(10)과, 상기 회전수단(10)에 연결되어 반입된 웨이퍼(4)를 장착한 채 회전하는 웨이퍼장착수단(30)과, 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면을 향해 약액을 분사하는 약액분사수단(40)과, 상기 웨이퍼(4)의 상부에 장착된 메가소닉발진수단(60)으로 구성되어 있다.

상기 회전수단(10)은 상기 챔버(2)의 하부에 장착되고 출력축(12a)을 구비한 모터(12)로 구성되고, 상기 출력축(12a)의 상단부에 형성된 허브(12a')에 상기 웨이퍼장착수단(30)이 연결되어 있다.

상기 웨이퍼장착수단(30)은 상기 허브(12a')의 좌우측 방향으로 수평하게 장착된 한쌍의 스포크(32)와 상기 좌우측 스포크(32)의 원심측 단부에 각각 형성된 한쌍의 홀더(34)로 구성되어, 상기 홀더(34)에 의해 상기 웨이퍼(4)가 도면상 수평으로 장착되게 된다.

또한, 상기 웨이퍼장착수단(30)에 장착된 웨이퍼(4)의 상부와 하부에는 상기 약액분사수단(40)이 각각 설치되어 있다.

상기 약액분사수단(40)은 약액을 공급하는 상,하부 약액공급관(42,44)과 상기 상,하부 약액공급관(42,44)의 단부에 설치된 상,하부 노즐(42a,44a)로 구성되며, 상기 웨이퍼(4)의 가장자리에서 상기 상,하부 노즐(42a,4a)이 대향되게 위치하도록 설치되어 있다.

따라서, 상기 노즐(42a,44a)을 통해 상기 약액이 상기 웨이퍼(4)의 상면 반원과 하면 반원을 향해 분사된다.

한편, 상기 웨이퍼장착수단(30)의 상부에는 메가소닉에너지를 발진시키는 메가소닉발진수단(60)의 수평봉(62)이 설치되어 있다.

즉, 상기 수평봉(62)은 상기 웨이퍼장착수단(30)에 장착되는 웨이퍼(4)의 상부에 상기 웨이퍼(4)의 상면 우측 가장자리에서 상기 웨이퍼(4)의 중심까지 연장되어 고정 설치되어 있는 것이다.

이와 같은 구성을 가진 종래 매엽스핀방식의 작동에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 웨이퍼장착수단(30)에 상기 웨이퍼(4)가 장착되고 상기 회전수단(10)에 의해 상기 웨이퍼(4)가 회전을 하게 된다.

이때, 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면에는 상기 약액분사수단(40)에 의해 약액이 도포되게 된다.

여기서, 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면 반원과 하면 반원을 향해서만 분사되지만 상기 웨이퍼(4)가 고속으로 회전을 하고 있으므로 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면 전체를 도포할 수 있게 된다.

이와 동시에 상기 수평봉(62)에서는 상기 웨이퍼(4)의 상면을 향해 메가소닉에너지를 발진시키게 되고 상기 메가소닉은 상기 웨이퍼(4)의 상면에 전달되어 상기 웨이퍼의 상면을 용이하게 세정하게 한다.

그러나, 이와같은 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 의하면 다음과 같은 구성상 문제점이 제기된다.

우선, 상기 수평봉(62)이 상기 웨이퍼(4)의 상부 일부에만 설치되어 상기 웨이퍼(4)가 회전하면서 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지를 일부분에서만 전달받기 때문에, 상기 메가소닉에너지의 상기 웨이퍼(4)로의 전달효율이 떨어지게 되고, 그 결과, 세정공정이 늦어지게 되어 웨이퍼의 처리량이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 웨이퍼(4)가 고속으로 회전하는 경우 상기 웨이퍼(4)의 상면으로 뿌려지는 약액은 원심력에 의해 상기 웨이퍼(4)로부터 이탈되게 되어, 상기 수평봉(62)과 상기 웨이퍼(4)의 사이에는 약액이 존재하기가 힘들어, 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지는 상기 웨이퍼(4)와 상기 수평봉(62) 사이의 공기층을 통해 전달될 수 밖에 없고, 또한 상기 수평봉(62)에서 발전되는 메가소닉에너지는 360°전방향으로 발산되어 상기 웨이퍼(4)로의 메가소닉에너지의 전달효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 수평봉(62)이 상기 웨이퍼(4)의 상부에 설치되어 있으므로 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지는 상기 웨이퍼(4)의 하면보다 상면에 먼저 전달되게 되어, 상기 웨이퍼(4)의 상면에 상대적으로 강도가 강한 메가소닉에너지가 전달됨으로서 웨이퍼의 상면에 형성된 디바이스에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 메가소닉에너지의 전달효율을 높혀 웨이퍼의 세정공정을 단축하고 처리량도 높일 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 강도가 강한 메가소닉에너지로부터 웨이퍼의 상면이 손상되는 것을 방지하면서 효율적으로 세정할 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도

도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도

도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 회전수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도

도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 있어 약액분사수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도

도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 챔버 내벽을 보호하는 보호컵을 더욱 구비한 변형실시예를 보여주는 종단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명 *

4 : 웨이퍼 20 : 챔버

20a : 공급구 20b : 배출구

100 : 회전수단 110 : 모터

120 : 중공회전축 300 : 웨이퍼장착수단

310 : 회전브라켓 310' : 매질액배출구

400 : 약액분사수단 410 : 구동기

420 : 아암 500 : 지지수단

510 : 중공지지축 520 : 지지체

600 : 메사소닉발진수단 600' : 통공

610 : 메가소닉전달판 610' : 통구

620 : 메사소닉감쇠수단 700 : 매질액공급수단

710 : 매질액공급관

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기술적 사상에 의한 웨이퍼클리닝장치는, 청정공기가 공급되는 공급구가 형성된 챔버와, 상기 챔버에 장착되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 회전수단과, 상기 중공회전축과 연결되어 회전되며 상기 챔버내에 반입된 웨이퍼를 장착하는 웨이퍼장착수단과, 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 웨이퍼의 하면을 향해 메가소닉을 발진시키며 매질액을 배출하는 하나 이상의 통공이 형성된 메가소닉발진수단과, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 챔버의 외부로부터 상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하여 설치되고 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지수단과, 상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공에서 상기 웨이퍼의 하면을 향해 매질액을 배출하도록 하여 상기 매질액을 통해 상기 웨이퍼 하면으로 메가소닉에너지를 전달함과 동시에 세정과 린스를 수행하게 하는 매질액공급수단과, 상기 웨이퍼의 상부에서 상기 웨이퍼의 상면으로 약액을 분사하는 약액분사수단과, 상기 챔버에 형성되고 세정 후의 오염물질을 배출하는 배출구를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 웨이퍼의 상면으로는 약액이 분사되고 상기 웨이퍼의 하면을 향해서는 매질액을 통해 메가소닉에너지가 효율적으로 전달하면서 웨이퍼의 하면의 세정을 수행하게 됨으로서, 상기 웨이퍼의 양면을 동시에 효율적으로 세정하게 되어 세정효율이 높고 웨이퍼의 처리량도 증가되는 효과가 기대된다.

여기서, 상기 회전수단은 상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 모터로 구성될 수 있다.

상기 회전수단은 모터와; 상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축과; 상기 모터의 회전력을 상기 중공회전축으로 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 메가소닉발진수단의 상면에 재치되며 상기 메가소닉발진수단에 형성된 통공과 일치되는 통구가 형성되고 상기 메가소닉발진수단에서 발진된 메가소닉 에너지를 상기 웨이퍼에 손실없이 전달하면서 상기 메가소닉발진수단의 상면을 보호하는 메가소닉전달판을 더욱 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 메가소닉발진수단의 상면에 상기 메가소닉전달판을 더욱 구비함으로서 상기 메가소닉발진수단을 약액과 각종힘에 의한 파괴로부터 보호하고 상기 메가소닉발진수단에 의해 발진되는 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼에 더욱 효율적으로 전달되는 효과가 기대된다.

그리고, 상기 지지수단은 상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하는 중공지지축과, 상기 지지축의 상부로부터 일체로 연장되며 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 위치하고 상단부에 상기 메가소닉발진수단을 장착하는 지지체를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지체가 설치됨으로서 상기 챔버내의 공간을 효율적으로 이용하게 되어 장치를 소형화시킬 수 있는 효과가 기대된다.

그리고, 상기 매질액공급수단은 상기 중공지지축에 형성된 중공을 통과하며 상단부가 상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공과 연결되는 매질액공급관을 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 중공축내부에 상기 매질액공급관이 설치됨으로서 장치가 소형화되는 효과가 기대된다.

그리고, 상기 약액분사수단은 상기 챔버에 장착된 구동기와 상기 구동기와 연결되어 상기 웨이퍼의 상부에서 소정의 왕복운동하는 아암과 상기 아암에 설치되어 상기 웨이퍼의 상면을 향해 약액을 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하여 구성되거나, 상기 챔버의 상부 내면에 설치된 하나 이상의 노즐로 이루어져 상기 웨이퍼의 상면을 향해 분사되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 웨이퍼 장착수단은 상기 중공회전축에 하단부가 연결되고 상단부에 상기 웨이퍼를 장착하는 홀더가 구비된 회전브라켓으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 웨이퍼로부터 튀기는 약액으로부터 상기 챔버를 보호하고 상기 웨이퍼의 상면에 오염물의 유입을 방지하기 위해 상기 챔버와 상기 웨이퍼장착수단 사이에 상기 웨이퍼장착수단의 상부로부터 측면을 감싸면서 설치되는 보호컵이 더욱 구비되는 것이 바람직하며, 상기 챔버에는 상기 챔버의 상부로부터 상기 챔버의내부로 관통된 승강축을 구비한 보호컵승강수단이 장착되고, 상기 보호컵의 일측이 상기 승강축에 연결되어 승강되는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 보호컵은 약액으로부터 상기 챔버의 내벽을 보호하게 되고, 상기 승강수단에 의해 상기 챔버내를 상,하로 승강하기 때문에 상기 웨이퍼장착수단에 상기 웨이퍼를 용이하게 장착할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼클리닝장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 바람직한 실시예를 보여주는 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 회전수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도이고, 도4는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 약액분사수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 챔버 내벽을 보호하는 보호컵을 더욱 구비한 변형실시예를 보여주는 종단면도이다.

도시된 바에 의하면, 청정공기가 흡입되는 공급구(20a)가 상부에 형성된 챔버(20)와, 상기 챔버(20)에 회전수단(100)이 장착되어 있다.

여기서, 상기 회전수단(100)은, 도2에 도시된 바에 의하면, 내부에 축방향으로 중공이 형성되어 있는 중공회전축(120)을 구비한 모터(110)로 이루어져 있으며, 상기 모터(110)는 챔버(20)의 하부에 장착되어 있다. 상기 모터(110)는 모터(100)의 중심부에 설치되고 회전축의 역할을 하는 상기 중공회전축(120)을 구동한다.

한편, 도3에 도시된 바에 의하면, 상기 회전수단(100)은 모터(110)와; 상기 챔버(20)를 하부로부터 내부로 관통하고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축(120)과; 상기 모터(110)의 회전력을 상기 중공회전축(120)으로 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 동력전달부는 상기 모터(110)와 상기 중공회전축(120)에 각각 결합되는 폴리(112,112′)와 상기 폴리(112,112′) 사이에 설치되는 밸터(111)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 중공회전축(120)에는 웨이퍼장착수단(300)이 연결된다.

상기 웨이퍼장착수단(300)은 상단부에 웨이퍼를 수평으로 장착시킬 수 있는 홀더(320)가 적어도 두개 이상 설치된 회전브라켓(310)으로 이루어져 있고, 상기 회전브라켓(310)의 하단부가 상기 중공회전축(120)에 연결되어 있는 것이다.

도면에 도시된 실시예에 의하면, 상기 회전브라켓(310)은 원형 또는 다각형의 측벽으로 감싸진 내부공간을 형성하고 그 하부에는 매질액배출구(310')를 구비하고 있다.

그러나 상기 회전브라켓(310)의 형상은 다른 변형예도 가능하다.

즉, 상기 중공회전축(120)에 다수의 로드(rod)를 방사상으로 장착시키고 그 각각을 상기 챔버(20)내의 상부로 절곡시키며 그 상단부에 각각 홀더(320)를 구비하게 하는 형상도 가능한 것이다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 매질액배출구(310')는 별도로 형성될 필요가 없게 된다.

또한, 상기 웨이퍼장착수단(300)은 웨이퍼를 일반적으로는 수평으로 장착하지만 소정의 각도로 장착하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼장착수단(300)에 장착되는 상기 웨이퍼(4)의 상면이 일반적으로 디바이스가 형성되는 면이지만 거꾸로 장착되더라도 본 발명은 유효한 세정효과를 달성할 수 있다.

한편, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 내부공간에는 지지수단(500)이 설치되고, 상기 지지수단(500)에는 1개 이상의 통공(600')이 형성된 메가소닉발진수단(600)이 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체를 향해 메가소닉에너지를 발진시킬 수 있도록 재치된다.

그리고, 상기 지지수단(500)은 상기 중공회전축(120)의 중공을 통과하여 상기 챔버(20)의 하부에서 내부로 설치된 중공지지축(510)과, 상기 중공지지축(510)의 상단부가 상기 챔버(20)내의 상부를 향하여 일체로 연장되어 형성된 지지체(520)로 구성되어 있고, 상기 지지체(520)의 상단에 상기 메가소닉발진수단 (600)이 설치되어 있다.

또한, 상기 메가소닉발진수단(600)의 상면에는 상기 메가소닉발진수단(600)에 형성된 통공(600')과 대응되는 통구(610')가 형성된 메가소닉전달판(610)이 상기 메가소닉발진수단(600)의 상면과 밀착되게 장착되어 상기 메가소닉발진수단 (600)을 약액으로부터 보호하고 메가소닉에너지를 상기 웨이퍼(4)의 하면으로 원활하게 전달되게 한다.

또한, 상기 지지수단(500)의 내부에는 매질액공급수단(700)이 설치된다.

상기 매질액공급수단(700)은 상단부가 상기 통공(600')과 연결되고 상기 중공지지축(510)에 형성된 중공을 통과하는 매질액공급관(710)으로 이루어져, 매질액을 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이에 형성되는 공간으로 분출시키게 된다.

따라서, 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이의 공간에는 상기 매질액으로 계속 채워져 상기 메가소닉발진수단(600)에서 발진되는 메가소닉에너지를 상기 웨이퍼(4)의 하면을 향해 효율적으로 전달되게 하는 것이다.

또한, 상기 매질액에 의해 상기 웨이퍼(4)의 하면이 세정되게 된다.

한편, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 상부에는 약액분사수단(400)이 설치된다.

상기 약액분사수단(400)은 상기 챔버(20)의 외측면에 장착된 구동기(410)와, 상기 구동기(410)에 연결되고 상기 챔버(20)의 외부에서 상기 챔버(20)의 내부로 관통되어 설치된 아암(420)과, 상기 아암(420)에 적어도 하나 이상 설치된 노즐 (430)로 구성되어 있다.

상기 구동기(410)는 상기 아암(420)의 상기 웨이퍼(4)의 상부에서 도면상 전후로 왕복운동을 시켜 상기 웨이퍼(4)의 상면에 약액이 균일하게 뿌려지도록 한다.

그러나, 상기 약액분사수단(400)은 도 4에 도시된 바와 같은 변형실시예도 가능하다. 즉, 상기 챔버(20)의 상측면에 다수의 노즐(430)을 직접 설치하고 상기 노즐(430)을 통해 약액을 상기 웨이퍼(4)의 상면으로 분사시키는 것이다. 이와 같은 변형실시예에 의하면 상기 구동기(410)는 필요없게 된다.

이와 같이, 상기 약액분사수단(400)에 의해 분사되는 약액은 상기 웨이퍼장착수단(300)에 장착된 웨이퍼(4)의 상면을 향해 분출되게 되는 데, 이때 상기 웨이퍼(4)의 고속회전으로 인해 상기 웨이퍼(4)의 상면에 분사되는 상기 약액이 상기챔버(20) 내부에서 상기 챔버(20)의 벽방향으로 비산되어 상기 챔버(20)의 내부벽을 오염시킬 우려가 있다.

따라서, 이를 방지하기 위해, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼장착수단 (300)의 외측을 감싸는 보호컵(330)을 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 보호컵(330)은 상기 챔버(20)에 장착된 보호컵승강수단에 의해 상,하로 승강할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기 보호컵승강수단은 구동부(350)와, 상기 구동부(350)에 의해 구동되고 상기 챔버(20)의 상부에서 내부로 관통하여 설치된 승강축(350')으로 구성되고, 상기 보호컵(330)은 상기 승강축(350′)의 하단부에 장착된다.

한편, 상기 챔버(20)의 일측에는 상기 공급구(20a)를 통해 흡입된 공기와 상기 약액공급수단(700) 및 매질액공급수단(700)에 의해 공급된 약액이 동시에 상기 챔버(20)의 하부로 배출되는 배출구(20b)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 동작을 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 도시되지 않은 게이트밸브를 이용하여 상기 챔버(20)내를 개구시키고, 로봇에 의해 상기 웨이퍼장착수단(300)에 상기 웨이퍼(4)를 장착시키고 난 후 상기 챔버(20)를 폐쇄시킨다.

이때, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 홀더(320)는 상기 웨이퍼(4)가 움직이지 않도록 고정하며, 그 후 상기 회전수단(100)이 작동하여 상기 웨이퍼장착수단(300)을 회전시킨다.

이와 동시에 상기 메가소닉발진수단(600)에 의해 메가소닉에너지가 발진되어 상기 웨이퍼(4)의 하면으로 향하게 되고, 상기 매질액공급관(710)을 통해 공급되는 매질액이 상기 통공(600')과 통구(610')를 통해 분출되어 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이에 형성된 공간을 메우게 된다.

따라서, 상기 메가소닉발진수단(600)을 통해 발진된 메가소닉에너지는 상기 메가소닉전달판(610)과 상기 매질액에 의해 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체면을 향해 동시에 효율적으로 전달되게 된다.

그리고, 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610) 사이로 공급된 상기 매질액은 상기 지지수단(500)과 그 외곽에 설치된 웨이퍼장착수단(300)과의 사이에 형성된 공간으로 유동하고 상기 매질액배출구(310')를 통해 상기 웨이퍼장착수단(300)의 외곽으로 배출되게 된다.

한편, 상기 웨이퍼(4)의 상부에서는 상기 약액분사수단(400)에 의해 상기 웨이퍼(4)의 상면을 향해 약액이 분사된다. 그리고, 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면을 세정하고 난 후 상기 웨이퍼(4)의 회전에 의한 원심력에 의해 방사상으로 밀려 결국 상기 배출구(20b)를 통해 배출되게 된다.

이와 같은 작동에 의해 상기 웨이퍼(4)의 상면은 상기 메가소닉에너지에 의한 세정효과와 상기 약액에 의한 화학적세정효과가 결합되어 높은 수준의 세정효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 약액분사수단(400)의 상기 아암(420)은 상기 웨이퍼(4)의 상부를 상기 구동기(410)에 의해 도면상 전후 방향으로 소정의 왕복운동을 하게 된다. 따라서, 상기 노즐(430)에 의해 분사되는 약액이 상기 웨이퍼(4)의 상면상에 균일하게 뿌려지게 된다.

그리고, 상기 공급구(20a)를 통해 공급되는 청정공기가 상기 웨이퍼(4)의 중심부로 분사되어 방사상으로 이동하게 됨으로 상기 웨이퍼(4)의 상부에 비산되는 이물질을 상기 배출구(20b)로 배출시키게 된다.

한편, 상기 매질액과 상기 약액을 린스액으로 바꾸고 상기 매질액분사수단과 상기 약액분사수단(400)을 통해 분사시키면 상기 웨이퍼(4)의 린스도 행할 수 있게 되며, 상기 분사를 중단하면 상기 웨이퍼(4)의 회전에 의한 원심력에 의해 상기 웨이퍼(4)의 건조공정도 동일한 챔버(20)에서 행할 수 있게 된다.

나아가, 상기 건조공정을 원활하게 하기 위해 상기 웨이퍼(4)의 양면에 표면장력이 작은 이소프로필알콜(IPA)등을 약액분사수단(400)과 상기 매질액공급수단(700)을 통하여 도포하고, 상기 웨이퍼(4)에 중앙부에 N₂가스를 분사시켜줌으로서 건조공정을 단축시킬 수도 있다.

결국, 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치는 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체를 향해 메가소닉에너지를 발진시켜 메가소닉에너지에 의한 세정효과와 함께 약액에 의한 세정효과를 효율적으로 결합함으로서 세정효과를 극대화 시킬 뿐만 아니라, 상기 웨이퍼(4)의 처리량도 종래 웨트배치방식에 의한 처리량에 뒤지지 않고, 상기 웨이퍼(4)의 세정과 린스 그리고 건조공정을 동일한 챔버(20)에서 행할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치는 다음과 같은 구성상 효과를 달성할 수 있다.

우선, 상기 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼의 하면 전체에 동시에 미치게 되고 상기 웨이퍼의 하면에 매질액을 분출시킴으로서, 상기 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼에 효율적으로 전달되어 상기 웨이퍼의 세정효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 지지수단을 설치하고 상기 지지수단의 내부에 상기 매질액분사수단을 설치함으로서 챔버내의 공간이 효율적으로 이용되어 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 기대된다.

그리고, 상기 웨이퍼의 하면을 향해 상기 메가소닉에너지를 발진시킴으로서 민감한 상기 웨이퍼의 상면에는 상기 메가소닉에너지가 간접적으로 전달됨으로서 강한 메가소닉에너지에 의한 상기 웨이퍼 상면의 손상을 방지할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims (11)

1. 청정공기가 공급되는 공급구가 형성된 챔버와;

   상기 챔버에 장착되고, 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 회전수단과;

   상기 중공회전축과 연결되어 회전되며, 상기 챔버내에 반입된 웨이퍼를 장착하는 웨이퍼장착수단과;

   상기 웨이퍼의 하부에서 상기 웨이퍼의 하면 전체를 향해 메가소닉을 발진시키며, 매질액을 배출하는 하나 이상의 통공이 형성된 메가소닉발진수단과;

   상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 챔버의 외부로부터 상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하여 설치되고, 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지수단과;

   상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공에서 상기 웨이퍼의 하면을 향해 매질액을 배출하도록 하여 상기 매질액을 통해 상기 웨이퍼 하면으로 메가소닉에너지를 전달함과 동시에 세정과 린스를 수행하게 하는 매질액공급수단과;

   상기 웨이퍼의 상부에서 상기 웨이퍼의 상면으로 약액을 분사하는 약액분사수단과;

   상기 챔버에 형성되고 세정 후의 오염물질을 배출하는 배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은,

   상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 모터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은,

   모터와;

   상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축과;

   상기 모터의 회전력을 상기 중공회전축으로 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 메가소닉발진수단의 상면에 재치되며, 상기 메가소닉발진수단에 형성된 통공과 일치되는 통구가 형성되고, 상기 메가소닉발진수단에서 발진된 메가소닉 에너지를 상기 웨이퍼에 손실없이 전달하면서 상기 메가소닉발진수단의 상면을 보호하는 메가소닉 전달판을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지수단은,

   상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하는 중공지지축과,

   상기 지지축의 상부로부터 일체로 연장되며 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 위치하고 상단부에 상기 메가소닉발진수단을 장착하는 지지체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 매질액공급수단은 상기 중공지지축에 형성된 상기 중공을 통과하며 상단부가 상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공과 연결되는 매질액공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 약액분사수단은,

   상기 챔버에 장착된 구동기와,

   상기 구동기와 연결되어 상기 웨이퍼의 상부에서 소정의 왕복운동하는 아암과,

   상기 아암에 설치되어 상기 웨이퍼의 상면을 향해 약액을 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치
8. 제 1 항에 있어서, 상기 약액분사수단은 상기 챔버의 상부 내면에 설치된 하나 이상의 노즐로 이루어져 상기 웨이퍼의 상면을 향해 분사되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치
9. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 장착수단은 상기 중공회전축에 하단부가 연결되고 상단부에 상기 웨이퍼를 장착하는 홀더가 구비된 회전브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 클리닝장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 웨이퍼로부터 튀기는 약액으로부터 상기 챔버의 내벽을 보호하기 위해 상기 챔버와 상기 웨이퍼장착수단 사이에 상기 웨이퍼장착수단의 상부로부터 측면을 감싸면서 설치되는 보호컵이 더욱 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼클리닝장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 챔버에는 상기 챔버의 상부로부터 상기 챔버의 내부로 관통된 승강축을 구비한 보호컵승강수단이 장착되고, 상기 보호컵의 일측이 상기 승강축에 연결되어 승강되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼클리닝장치.