KR20020041168A - Spin dryer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스핀 드라이어에 관한 것으로, 특히, 스핀 드라이어에 스핀 드라이 공정이 진행된 웨이퍼 카세트가 로딩된 상태에서 스핀 드라이어의 전원이 오프되어 스핀 공정 데이터가 모두 유실된 상태에서 전원 공급이 재개되었을 때 공정이 초기화되면서 스핀 드라이 공정이 진행될 웨이퍼 카세트와 스핀 드라이어 내부에 이미 로딩되어 있던 웨이퍼가 충돌함으로써 설비 파손 및 웨이퍼 파손이 발생하는 것을 방지한 스핀 드라이어에 관한 것이다.The present invention relates to a spin dryer, and more particularly, when the power supply of the spin dryer is turned off while a wafer cassette loaded with the spin dry process is loaded, and the power supply is resumed while all the spin process data is lost. The present invention relates to a spin dryer in which a wafer cassette to be spin-processed and a wafer already loaded inside the spin dryer collide with each other to prevent equipment damage and wafer failure from occurring.
일반적으로 반도체 제조 공정은 순수 실리콘 웨이퍼에 박막 회로 패턴으로 구성된 반도체 디바이스를 제조하는 공정으로, 전체적으로 보아 웨이퍼에 박막 회로 패턴을 선택적으로 형성할 수 있도록 하는 선행 반도체 제조 공정인 포토리소그라피 공정과 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 박막 패턴에 선택적으로 소정 특성을 갖는 반도체 박막을 형성하는 증착 공정, 에칭 공정, 이온주입 공정, 메탈공정 등과 같은 후속 반도체 제조 공정으로 나뉘어진다.In general, a semiconductor manufacturing process is a process for manufacturing a semiconductor device composed of a thin film circuit pattern on a pure silicon wafer, a photolithography process and a photolithography process, which is a prior semiconductor manufacturing process that allows the selective formation of a thin film circuit pattern on the wafer as a whole. It is divided into subsequent semiconductor manufacturing processes such as a deposition process, an etching process, an ion implantation process, a metal process, and the like, to form a semiconductor thin film having a predetermined characteristic selectively on the thin film pattern formed by the.
이와 같은 선행 반도체 제조 공정과 후속 반도체 제조 공정은 반도체 박막 회로 패턴을 완벽하게 구현되기에 충분한 만큼 반복됨으로써 반도체 디바이스의 제조가 수행된다.Such a preceding semiconductor fabrication process and subsequent semiconductor fabrication processes are repeated as long as sufficient to fully implement the semiconductor thin film circuit pattern, thereby producing the semiconductor device.
이와 같은 선행 반도체 제조 공정과 후속 반도체 제조 공정 사이 사이, 특히 반도체 제조 공정 중 하나로 에천트에 의한 습식 식각 공정을 수행한 후에는 에천트를 제거하기 위하여 순수 등으로 에천트를 세정하는 세정 공정을 필요로 함은 물론 순수를 건조시키는 건조 공정을 필요로 한다.Between such a preceding semiconductor manufacturing process and a subsequent semiconductor manufacturing process, in particular, after performing a wet etching process with an etchant as one of the semiconductor manufacturing processes, a cleaning process for cleaning the etchant with pure water or the like is necessary to remove the etchant. Of course, it requires a drying step of drying the pure water.
이때, 순수를 건조시키는 건조 공정을 수행하는 장비는 주로 이소프로필알콜(IsoPropylAlchol,IPA) 증기를 사용하여 건조를 수행하는 방법과 순수로 세정을 수행한 후 웨이퍼에 원심력을 가해 웨이퍼에 묻어 있는 순수를 제거하는 스핀 드라이어(spin dryer)를 이용하는 방법이 있지만, 최근에는 구현 장비가 간단하고, 공정 시간이 짧은 스핀 드라이어를 이용한 건조 공정이 주를 이루고 있는 실정이다.At this time, the drying equipment for drying the pure water is mainly dried using isopropyl alcohol (IsoPropylAlchol, IPA) vapor and after the cleaning with pure water and centrifugal force on the wafer to remove the pure water on the wafer Although there is a method of using a spin dryer to remove, recently, a drying process using a spin dryer that is simple to implement and a short process time is mainly used.
이와 같은 스핀 드라이어는 회전력을 발생하는 회전력 발생장치의 회전중심에 대칭되도록 세정이 종료된 웨이퍼가 주로 로트(lot) 단위로 웨이퍼 카세트와 함께 수납된 상태에서, 회전력 발생장치가 웨이퍼 카세트를 고속으로 회전 시킴으로써 웨이퍼 또한 고속으로 회전하게 되고, 이로 인해 웨이퍼에 묻어 있던 순수는 원심력에 의하여 제거된다.In such a spin dryer, the rotational force generator rotates the wafer cassette at a high speed in a state in which the cleaned wafer is accommodated together with the wafer cassette in lot units so as to be symmetrical to the rotational center of the rotational force generating device. As a result, the wafer is also rotated at a high speed, so that the pure water on the wafer is removed by centrifugal force.
이와 같은 스핀 드라이어가 공정을 진행하는 도중 스핀 드라이어에 공급되던전원이 오프(off)될 경우, 스핀 드라이어의 모든 공정이 중단됨은 물론 스핀 드라이어 공정을 진행하는데 필수적인 공정 데이터, 즉, 스핀 드라이어에 웨이퍼 카세트의 로딩 여부, 후속 공정 진행 데이터 등이 모두 지워지게 된다.If the power supplied to the spin dryer is turned off while the spin dryer is in process, all the processes of the spin dryer are stopped, and the process data necessary for the spin dryer process, that is, the wafer cassette is loaded into the spin dryer. Whether to load, subsequent process progress data, etc. are all erased.
이와 같이 공정 데이터가 모두 지워진 상태에서 전원이 다시 온(on) 될 경우, 공정 데이터는 다시 초기화 상태가 되고, 즉, 스핀 드라이어는 스핀 드라이어의 내부가 웨이퍼 카세트가 존재하지 않는다고 판단함으로써 공정을 진행하기 위해 대기하고 있던 웨이퍼 카세트를 다시 스핀 드라이어로 이송함으로써 이미 로딩된 웨이퍼 카세트와 이송되는 웨이퍼 카세트가 추돌하여 스핀 드라이어의 파손 및 웨이퍼 카세트의 파손, 웨이퍼의 파손 등이 발생하게 되는 문제점을 갖는다.When the power is turned on again with all the process data erased, the process data is reset again. That is, the spin dryer proceeds by determining that there is no wafer cassette inside the spin dryer. By transferring the wafer cassette, which has been waited for, to the spin dryer, the already loaded wafer cassette and the transferred wafer cassette collide with each other, causing the spin dryer to be broken, the wafer cassette to be broken, and the wafer to be broken.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 스핀 드라이어를 작동시키던 전원이 예상치 못하게 오프(off)되었다 다시 온(on)되더라도 웨이퍼가 탑재된 상태로 스핀 드라이어의 내부에 이미 로딩된 웨이퍼 카세트와 세정이 종료된 후 스핀 드라이 공정이 진행되기 위하여 이송되는 웨이퍼 카세트가 충돌하여 스핀 드라이어 파손, 웨이퍼 카세트 파손, 웨이퍼의 파손이 발생하지 않도록 함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is that the power source for operating the spin dryer is unexpectedly turned off and then turned on again. The wafer cassette that is already loaded and the wafer cassette to be transported for the spin drying process after the cleaning are finished collide with each other to prevent the spin dryer breakage, the wafer cassette breakage, and the wafer breakage from occurring.
본 발명의 다른 목적은 상세하게 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.
도 1은 본 발명에 의한 스핀 드라이어의 개념도.1 is a conceptual diagram of a spin dryer according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 스핀 드라이어의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.Figure 2 is a flow chart for explaining the control method of the spin dryer according to the present invention.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 본 발명에 의한 스핀 드라이어는웨이퍼가 수납된 웨이퍼 카세트가 고정되는 웨이퍼 카세트 고정장치와, 웨이퍼 카세트 고정장치를 소정 회전수로 회전시키는 회전력 발생장치와, 회전력 발생장치를 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 웨이퍼 카세트 고정장치에는 웨이퍼 카세트의 존재 유무를 판단하기 위한 감지 신호를 제어 유닛으로 송신하는 웨이퍼 카세트 감지 유닛이 설치된다.The spin dryer according to the present invention for realizing the object of the present invention is a wafer cassette holding device to which the wafer cassette containing the wafer is fixed, a rotational force generating device for rotating the wafer cassette holding device at a predetermined rotational speed, and a rotational force generation And a control unit for controlling the apparatus, wherein the wafer cassette fixing device is provided with a wafer cassette detection unit for transmitting a detection signal to the control unit to determine the presence or absence of the wafer cassette.
이하, 본 발명에 의한 스핀 드라이어의 구성 및 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and control method of the spin dryer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 스핀 드라이어(100)의 구성을 첨부된 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.First, the configuration of the spin dryer 100 will be described with reference to FIG. 1.
스핀 드라이어(100)는 전체적으로 보아 본체(110), 웨이퍼 카세트 회전체(120), 웨이퍼 카세트 푸셔(130), 회전력 발생장치(140), 웨이퍼 카세트 위치 감지유닛(150), 회전수 감지 장치(170), 웨이퍼 카세트 감지 유닛(180) 및 제어유닛(190)으로 구성된다.Spin dryer 100 is generally viewed in the main body 110, wafer cassette rotating body 120, wafer cassette pusher 130, rotation force generating device 140, wafer cassette position detection unit 150, rotation speed detecting device 170 ), A wafer cassette detection unit 180 and a control unit 190.
보다 구체적으로, 본체(110)는 상면이 개구된 원통 형상으로 스핀 드라이중 웨이퍼로부터 이탈된 순수를 수거하는 역할을 한다.More specifically, the main body 110 serves to collect pure water separated from the wafer during spin drying in a cylindrical shape having an upper surface opened.
이와 같은 본체(110)의 내부에는 웨이퍼 카세트 회전체(120)가 설치된다.The wafer cassette rotating body 120 is installed inside the main body 110.
웨이퍼 카세트 회전체(120)는 다시 웨이퍼 카세트 브라켓(121), 웨이퍼 카세트 고정 장치(122) 및 회전축(123)으로 구성된다.The wafer cassette rotating body 120 is composed of a wafer cassette bracket 121, a wafer cassette fixing device 122, and a rotating shaft 123.
웨이퍼 카세트 브라켓(121)은 6 개의 측면이 개구된 육면체 프레임 형상으로, 웨이퍼 카세트 브라켓(121)의 내부 중 고속 회전시 편심을 최소화하는 위치에는 상호 대향하도록 적어도 2 개 이상의 웨이퍼 카세트 고정장치(cradel;122)가 설치되고, 웨이퍼 카세트 고정장치(122)의 밑면 회전 중심에는 회전축(123)이 설치된다.The wafer cassette bracket 121 has a hexahedral frame shape having six side openings, and includes at least two wafer cassette holders (cradels) so as to face each other at a position that minimizes eccentricity during high-speed rotation of the inside of the wafer cassette bracket 121; 122 is installed, and a rotating shaft 123 is installed at the bottom rotation center of the wafer cassette fixing device 122.
한편, 본 발명에 의한 스핀 드라이어 이전 공정, 즉, 세정 공정에서는 주로 웨이퍼가 수직 상태로 세정이 되는 바, 스핀 드라이어로 이송된 웨이퍼 역시 수직 상태로 이송되는 바, 웨이퍼 카세트를 로딩 및 웨이퍼를 수직 상태에서 수평 상태로 바꾸어주기 위하여 본체(110)에는 웨이퍼 카세트 푸셔(130)가 설치된다.Meanwhile, in the spin dryer transfer process according to the present invention, that is, the cleaning process, the wafer is mainly cleaned in the vertical state, and the wafer transferred to the spin dryer is also transferred in the vertical state. The wafer cassette is loaded and the wafer is in the vertical state. In order to change the horizontal state in the main body 110, the wafer cassette pusher 130 is installed.
한편, 앞서 설명한 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 웨이퍼 카세트를 로딩/언로딩하기 위해서는 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)가 지정된 위치에서 정지해야만 한다.On the other hand, in order to load / unload the wafer cassette into the wafer cassette holding device 122 described above, the wafer cassette holding device 122 must be stopped at a designated position.
웨이퍼 카세트 고정 장치(122)가 지정된 위치에 고정되도록 하기 위해서 회전축(123)에는 웨이퍼 카세트 위치 감지유닛(150)이 설치된다.In order to fix the wafer cassette fixing device 122 to a designated position, the wafer cassette position detecting unit 150 is installed on the rotating shaft 123.
이때, 웨이퍼 카세트 위치 감지유닛(150)은 다시 위치 감지용 디스크(152) 및 디스크(152)의 특정 위치를 감지하는 감지 센서(154)로 구성된다.In this case, the wafer cassette position detecting unit 150 is composed of a position detecting disk 152 and a sensing sensor 154 for detecting a specific position of the disk 152.
한편, 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼를 회전시켜 건조를 수행할 때 웨이퍼에 작용하는 원심력의 크기는 매우 중요한 바, 웨이퍼에 작용하는 원심력의 크기는 분당회전수에 의존함으로 정확한 회전수를 셋팅하기 위해서 회전축(123)에는 회전수 감지장치(170)가 설치된다.On the other hand, the size of the centrifugal force acting on the wafer is very important when performing drying by rotating the wafer stored in the wafer cassette. The size of the centrifugal force acting on the wafer depends on the revolutions per minute, so that the rotational axis is set in order to set the correct rotational speed. The rotation speed detecting device 170 is installed at 123.
한편, 회전축(123)에는 회전축(123)을 회전시키기 위한 회전력 발생장치(140)가 설치되는데, 회전력 발생장치(140)는 다시 메인 모터(141), 인덱스 모터(142) 및 클러치 모터(143) 및 동력 전달 밸트(145)로 구성되는 바, 메인 모터(141)와 인덱스 모터(142), 인덱스 모터(142)와 회전축(123) 및 인덱스 모터(142)와 클러치 모터(143)는 각각 동력 전달 밸트(145)로 연결된다.On the other hand, the rotating shaft 123 is provided with a rotational force generating device 140 for rotating the rotating shaft 123, the rotational force generating device 140 is again the main motor 141, the index motor 142 and the clutch motor 143 And a power transmission belt 145, the main motor 141 and the index motor 142, the index motor 142, the rotation shaft 123, and the index motor 142 and the clutch motor 143, respectively. It is connected to the belt 145.
이때, 메인 모터(141)는 회전축(123)을 회전시키는 주 동력을 제공하며, 인덱스 모터(142)는 회전하는 회전축(123)이 지정된 위치에 정지하도록 회전축(123)의 위치를 제한하는 역할을 하며, 클러치 모터(143)는 고속 회전하는 회전축(123)을 강제적으로 정지시키는 역할을하는 바, 앞서 설명한 구성요소들은 모두 제어유닛(190)의 제어에 의하여 작동된다.At this time, the main motor 141 provides a main power for rotating the rotating shaft 123, the index motor 142 serves to limit the position of the rotating shaft 123 so that the rotating rotating shaft 123 stops at a specified position. In addition, the clutch motor 143 serves to forcibly stop the rotating shaft 123 that rotates at a high speed. The above-described components are all operated by the control of the control unit 190.
이와 같은 구성만으로 스핀 드라이어(100)를 구성할 경우, 순간적으로 전원이 오프될 경우, 회전력 발생장치(140)의 멈춤 및 제어 유닛(190)에서의 공정 데이터가 모두 유실되어 스핀 드라이 공정을 더 이상 진행할 수 없게 된다.When the spin dryer 100 is configured only with such a configuration, when the power is momentarily turned off, all of the stoppage of the rotational force generating device 140 and the process data in the control unit 190 are lost so that the spin dry process is no longer performed. You will not be able to proceed.
이와 같은 상태에서 전원이 다시 온(on)될 경우, 제어 유닛(190)은 초기화되는데, 이때 웨이퍼 고정 장치(122)에 웨이퍼 카세트가 존재하는 가에 대한 데이터가 제어 유닛(190)에 없음으로 결국 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 이미 로딩된 웨이퍼 카세트와 다시 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)로 로딩되려하는 웨이퍼 카세트가 충돌하게 될 수 밖에 없다.In this state, when the power is turned on again, the control unit 190 is initialized. At this time, the control unit 190 does not have any data on whether the wafer cassette is present in the wafer holding device 122. The wafer cassette already loaded in the wafer cassette holding device 122 and the wafer cassette to be loaded into the wafer cassette holding device 122 may collide.
본 발명에서는 이와 같은 문제점을 감안하여 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 웨이퍼 카세트 존재 여부를 감지하는 웨이퍼 카세트 감지 유닛(180)이 설치된다.In the present invention, in consideration of such a problem, a wafer cassette detection unit 180 for detecting the presence of a wafer cassette is installed in the wafer cassette fixing device 122.
이때, 웨이퍼 카세트 감지 유닛(180)은 근접 센서, 광센서, 초음파 센서 등웨이퍼 카세트 고정 장치(122) 내부에 웨이퍼 카세트의 존재 여부를 감지하는 어떠한 센서라도 상관없다.In this case, the wafer cassette detection unit 180 may be any sensor that detects the presence or absence of a wafer cassette in the wafer cassette fixing device 122 such as a proximity sensor, an optical sensor, an ultrasonic sensor, and the like.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 스핀 드라이어의 제어 방법을 첨부된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 attached to the control method of the spin dryer according to the present invention having such a configuration as follows.
먼저, 선행 공정, 즉 습식 세정이 종료된 웨이퍼는 웨이퍼 카세트 등에 담겨진 상태로 이송 장치(미도시)에 의하여 스핀 드라이어(100)로 이송된 후, 제어 유닛(190)의 제어에 의하여 스핀 드라이 공정이 개시된다.First, the wafer in which the preceding process, that is, the wet cleaning is completed, is transferred to the spin dryer 100 by a transfer device (not shown) in a state of being contained in a wafer cassette or the like, and then the spin dry process is controlled by the control unit 190. Is initiated.
이때, 제어 유닛(190)은 정전이 발생 여부를 감지하게 되는데(단계 10), 정전 여부의 판단은 제어 유닛(190)이 정상적으로 시스템이 종료되지 않은 상태에서 초기화가 진행될 경우 이를 정전 및 시스템 이상으로 판정한다.At this time, the control unit 190 detects whether a power failure occurs (step 10), the determination of whether the power failure is when the initialization proceeds in the state that the control unit 190 does not normally terminate the power failure and the system abnormality Determine.
이후, 정전이 발생하여 시스템이 초기화될 경우, 제어 유닛(190)은 가장 먼저, 웨이퍼 카세트 감지 유닛(180)이 웨이퍼 카세트 고정 장치(122) 내부에 웨이퍼 카세트가 존재한는 가를 웨이퍼 카세트 감지 유닛(180)의 센싱 신호에 의하여 판별한 후(단계 20), 센싱 신호가 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 웨이퍼 카세트가 존재할 경우, 스핀 드라이 공정을 진행하기 위하여 대기중이던 웨이퍼 카세트를 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)로 이송하지 않고, 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 위치한 웨이퍼 카세트에 스핀 드라이 공정을 먼저 진행한다(단계 30).Thereafter, when a power failure occurs and the system is initialized, the control unit 190 firstly determines whether the wafer cassette is present inside the wafer cassette fixing device 122 by the wafer cassette detecting unit 180. After determining by the sensing signal (step 20), if the sensing signal is present in the wafer cassette fixing device 122, the wafer cassette is waiting for the spin dry process, the wafer cassette holding device 122 The spin-drying process is first performed on the wafer cassette located in the wafer cassette holding device 122 without transferring to the wafer cassette (step 30).
만일, 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)에 웨이퍼 카세트가 존재하지 않을 경우, 대기중이던 웨이퍼 카세트는 이송 장치에 의하여 웨이퍼 카세트 고정 장치(122)로 이송되어 로딩된 후(단계 40), 스핀 드라이 공정이 진행된다.If the wafer cassette is not present in the wafer cassette fixing device 122, the wafer cassette in the air is transferred to the wafer cassette fixing device 122 and loaded by the transfer device (step 40), and then the spin drying process is performed. do.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 습식 세정 이후 웨이퍼에 묻어 있던 순수를 세정하는 스핀 드라이어에 공급되던 전원이 소정 시간 동안 차단되었다 공급될 경우, 가장 먼저 웨이퍼 카세트 고정 장치의 내부에 웨이퍼 카세트 존재 여부를 가장 먼저 판단하여 웨이퍼 카세트 고정 장치의 내부에 웨이퍼 카세트가 존재하지 않을 때에만 습식 세정이 종료된 웨이퍼 카세트를 로딩함으로써 웨이퍼 카세트 고정 장치 내부의 웨이퍼 카세트와 건조 공정이 진행될 웨이퍼 카세트가 상호 추돌하여 웨이퍼 카세트의 파손, 스핀 드라이어의 파손 및 웨이퍼의 파손을 방지하는 등 다양한 효과를 갖는다.As described in detail above, the power supplied to the spin dryer for cleaning the pure water on the wafer after the wet cleaning was cut off for a predetermined time. First, when the wafer cassette in which the wet cleaning is completed is loaded only when there is no wafer cassette inside the wafer cassette holder, the wafer cassette inside the wafer cassette holder and the wafer cassette to be dried collide with each other, thereby It has various effects such as damage, damage to the spin dryer, and damage to the wafer.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20110302 Year of fee payment: 5 |
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