KR200232739Y1 - 반도체 웨이퍼 습식 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 습식 세정장치에 관한 것으로, 세정용액에 물결파를 발생시켜 반도체 웨이퍼의 세정을 촉진시키기 위해 초음파를 발생하는 초음파발생부가 구비되며 초음파발생부의 상측에는 초음파에 의해 반도체 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 완충부로 구성된 제1세정조와, 제1세정조의 평면 위에 설치되고 반도체 웨이퍼 세정시 제1세정조와 밀착 조립되어 세정용액을 저장하고 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 세정용액을 순간적으로 배출시키기 위해 제1세정조와 분리되는 제2세정조와, 제1세정조의 측면에 설치되어 반도체 웨이퍼 세정시 제2세정조를 제1세정조에 밀착시켜 기밀을 유지시킴과 아울러 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 제1세정조로부터 제2세정조를 소정 높이만큼 이동시켜 세정용액을 배출시키는 승강장치로 구성되어, 세정용액의 배출 시간을 단축할 수 있으며, 반도체 웨이퍼 습식 세정장치의 크기를 줄일 수 있으며, 초음파발생부에서 발생되는 초음파가 웨이퍼에 균일하게 전달될 수 있도록 함에 있다.

Description

반도체 웨이퍼 습식 세정장치{apparatus for wet cleaning semiconductor wafers}

본 고안은 반도체 웨이퍼 습식 세정장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 제조공정중 반도체 웨이퍼 습식세정(wet cleaning)에서 세정용액 순간배출시 세정조를 들어 올려 세정용액을 순간 배출함으로써 반도체 웨이퍼를 세정하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 제조공정의 습식 세정은 NH₄CH 또는 HCl 등의 화학용액이 담긴 약액조(chemical bath) 내에서 화학 작용에 의하여 반도체 웨이퍼 표면에 존재하는 오염물질을 제거 하게 된다. 화학용액 세정후 반도체 웨이퍼 표면에 존재하는 화학용액을 제거하기 위해 린스조(rinse bath) 내에서 오버플로우(over flow) 또는 초순수(Deionized water)을 순간 배출하는 QDR(quick dump rinse)을 실시하여 린스시키게 된다. 이러한 린스조에는 파티클(particle) 제거와 린스 효과를 개선시키기 위해 초음파 발생기가 장착되어 사용된다. 반도체 웨이퍼를 세정하는 종래의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 도시한 사시도이고 도 2a 및 도 2b는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.

종래의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치는 세정용액이 담긴 세정조(10), 초음파발생부(20), 완충부(30) 및 다수의 세정용액 배출수단(40)으로 구성된다.

세정조(10) 내에는 웨이퍼카세트(50)에 장착된 반도체 웨이퍼(W/F)와 반도체 웨이퍼를 세정하기 위한 세정용액이 저장되어 있고, 세정조(10)의 하단부에는 세정조(10) 내의 세정용액에 초음파를 발생시켜 반도체 웨이퍼(W/F)의 세정효과를 향상시키기 위해 초음파발생부(20)가 설치된다. 이 때 초음파발생부(20)에서 발생한 초음파에 의해 웨이퍼(W/F)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 초음파발생부(20)와 세정조(10)의 바닥 사이에 완충부(30)를 구비한다. 완충부(30)는 초음파발생부(20)에서 발생한 초음파가 세정조(10)내의 반도체 웨이퍼(W/F)에게 직접적으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 하며, 완충부(30)의 완충재로는 초순수(deionized water)가 사용된다.

세정용액 배출수단(40)은 세정조(10)의 측벽 하단부에 형성된 배출구에 개폐가 가능하도록 장착된 밸브(41)와 이 밸브(41)의 일측면에 피스톤(42)의 끝단이 결합된 뉴매틱실린더(pneumatic cylinder)(43)로 구성된다.

도 2a에 도시된 바와 같이 세정조(10)내의 세정용액을 오버플로우하여 반도체 웨이퍼(W/F)를 세정시 압축공기로 작동되는 뉴매틱실린더(43)에 의하여 세정조(10)의 배출구를 밸브(41)로 막아서 세정조(10)내에 세정용액을 저장하며, 도 2b에 도시된 바와 같이 세정조(10)내의 세정용액을 순간 배출시 뉴매틱실린더(43)에 의하여 세정조(10)의 배출구에서 밸브(41)를 분리시켜 세정조(10)내의 세정용액을 배출구로 배출시킨다.

이러한 종래의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치는 세정조의 하단부에 초음파발생부와 완충부가 구비되므로 세정조의 하단부로 세정용액을 순간 배출시키지 못하기 때문에 세정조의 벽면에 세정용액 배출수단을 구비하게 된다.

그러므로 종래의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치는 신속한 세정용액 배출을 위하여 실린더의 구경이 커지게 되고 세정조의 옆면에 배출수단을 구비해야 하므로 반도체 웨이퍼 습식 세정장치의 크기가 커지는 문제점을 가지고 있다.

또한, 세정조의 배출수단이 구비된 일측과 그 반대측의 구조가 동일하지 않아 세정용액의 오버플로우시 초음파발생부로부터 발생하는 초음파가 웨이퍼에 균일하게 전달하기 어려운 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 고안의 목적은 세정용액을 순간 배출시 제2세정조를 제1세정조로부터 상방향으로 이동시켜 분리하여 세정용액을 순간 배출시킴으로써 세정용액의 배출 시간을 단축할 수 있는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 제2세정조를 제1세정조로부터 상방향으로 이동시켜 분리하여 세정용액을 순간 배출시키는 구조를 가짐으로써 반도체 웨이퍼 습식 세정장치의 크기를 줄일 수 있고, 반도체 웨이퍼 습식 세정장치의 전후측 및 좌우측간 구조가 동일하여 세정용액의 오버플로우시 초음파발생부로부터 발생하는 초음파가 웨이퍼에 균일하게 전달되는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 도시한 사시도,

도 2a 및 도 2b는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도,

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 도시한 사시도,

도 4a 및 도 4b는 도 3의 B-B'선에 따른 단면도,

도 5는 도 4a 및 도 4b에 도시된 씰링부재의 확대단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 제1세정조 116 : 결합홈

130 : 제2세정조 132 : 밀착홈

150 : 승강장치 152 : 가이드부재

154 : 가이드레일부 156 : 뉴매틱실린더

157 : 피스톤 160 : 씰링부재

본 고안의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치는 세정용액에 물결파를 발생시켜 반도체 웨이퍼의 세정을 촉진시키기 위해 초음파를 발생하는 초음파발생부가 구비되며, 초음파발생부의 상측에는 초음파에 의해 반도체 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 완충부로 구성된 제1세정조; 제1세정조의 평면 위에 설치되고 반도체 웨이퍼 세정시 제1세정조와 밀착 조립되어 세정용액을 저장하고, 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 세정용액을 순간적으로 배출시키기 위해 제1세정조와 분리되는 제2세정조와; 제1세정조의 측면에 설치되어 반도체 웨이퍼 세정시 제2세정조를 제1세정조에 밀착시켜 기밀을 유지시킴과 아울러 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 제1세정조로부터 제2세정조를 소정 높이만큼 이동시켜 세정용액을 배출시키는 승강장치로 구성됨을 특징으로 한다.

승강장치는 제2세정조의 측면에 외측으로 일체로 형성된 가이드부재; 제1세정조의 측면에 위치하여 제2세정조가 이동하는 방향으로 형성되고 가이드부재가 관통하여 조립되어 가이드부재의 상하운동을 가이드해 주는 가이드레일부;및 가이드레일부의 하단부에 위치하여 피스톤의 끝단이 가이드레일부를 관통하여 조립된 가이드부재의 저면과 결합되어 제2세정조에 수직 이송력을 발생시키는 뉴매틱실린더로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 습식 세정장치를 도시한 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 B-B'선에 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼 습식 세정장치(100)는, 초음파 발생부(112)와 완충부(114)로 구성된 제1세정조(110)와, 제1세정조(110)의 평면위에 설치되어 제1세정조(110)와 밀착 조립되어 세정용액을 저장하거나 세정용액을 순간적으로 배출시키기 위해 제1세정조(110)와 분리되는 제2세정조(130)와, 제2세정조(130)를 제1세정조(110)와 밀착시켜 기밀을 유지시키거나 제2세정조(130)를 제1세정조(110)로부터 소정 높이만큼 이동시켜 세정용액을 배출시키는 승강장치(150)로 구성된다.

본 고안의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 반도체 웨이퍼 습식 세정장치는 크게 제1세정조(110), 제2세정조(130), 승강장치(150)로 구성된다. 제1세정조(110)는 초음파발생부(112)와 완충부(114)로 구성되며, 제2세정조(130)를 이동시키는 승강장치(150)는 가이드(152)부재와 가이드레일부(154)와 뉴매틱실린더(pnuematic cylinder)(156)로 구성된다.

먼저, 제1세정조(110)는 하단부에 세정용액에 물결파를 발생시켜 웨이퍼카세트(101)에 장착된 반도체 웨이퍼(W/F)의 세정을 촉진시키기 위해 초음파를 발생하는 초음파발생부(112)가 구비되고, 초음파발생부(112)의 상측에는 초음파에 의해 반도체 웨이퍼(W/F)가 손상되는 것을 방지하는 완충부(114)가 위치한다.

초음파발생부(112)는 초음파를 발생하여 제2세정조(130)의 세정용액에 물리적인 진동을 가하여 반도체 웨이퍼(W/F)의 표면에 존재하는 외부 오염물질을 제거하며, 완충부(114)는 초음파발생부(112)에서 발생하는 초음파가 반도체 웨이퍼(W/F)에 직접 전달되어 반도체 웨이퍼(W/F)가 손상되는 것을 방지하기 위해 초음파발생부(130)와 제2세정조(130) 사이에 구비되며, 완충부(114)에는초순수(deionized water)가 채워져 사용된다.

제2세정조(130)는 제1세정조(110)의 평면 위에 설치되고 후술하는 승강장치(150)에 의하여 반도체 웨이퍼(W/F)를 세정시 제1세정조(110)와 밀착 조립되어 세정용액을 저장하고, 반도체 웨이퍼(W/F)의 세정이 완료되면 세정용액을 순간적으로 배출시키기 위해 제1세정조(110)와 분리된다.

승강장치(150)는 제1세정조(110)의 측면에 설치되어 반도체 웨이퍼(W/F)의 세정시 제2세정조(130)를 제1세정조(110)에 밀착시켜 기밀을 유지시킴과 아울러 반도체 웨이퍼(W/F)의 세정이 완료되면 제1세정조(110)로부터 제2세정조(130)를 소정 높이만큼 이동시켜 세정용액을 배출시킨다.

이러한 승강장치(150)는 제2세정조(130)의 측면에 외측으로 일체로 형성된 가이드부재(152)가 제1세정조(110)의 측면에 위치한 가이드레일부(154)에 관통하여 조립되며, 가이드레일부(154)에 관통하여 조립된 가이드부재(152)의 밑면과 가이드레일부(154)의 하단에 위치한 뉴매틱실린더(156)의 피스톤(157)의 끝단과 결합한다. 또한 승강장치(150)는 제2세정조(130)를 안정적으로 이동시켜 세정용액을 배출하기 위하여 제1세정조(110)의 양측면에 각각 구비될 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이 세정용액을 오버플로우하여 반도체 웨이퍼(W/F)를 세정할 때에는 압축공기로 작동되는 뉴매틱실린더(156)가 가이드부재(152)를 화살표 'a' 방향으로 끌어당겨 가이드부재(152)와 일체로 형성된 제2세정조(130)를 제1세정조(110)에 밀착시킴으로써 제2세정조(130) 내에 세정용액을 저장한다.

도 4b에 도시된 바와 같이 세정용액을 순간배출할 경우 압축공기에 의해 뉴매틱실린더(156)는 가이드부재(152)를 화살표 'b' 방향으로 이동시켜 가이드부재(152)와 일체로 형성된 제2세정조(130)를 제1세정조(110)로부터 소정간격으로 분리시키게 된다. 이 때 가이드부재(152)는 가이드레일부(154)를 따라 이동하게 됨으로써 제2세정조(130)가 제1세정조(110)로부터 안정적으로 분리하게 된다. 제1세정조(110)로부터 제2세정조(130)가 분리되면 제2세정조(130)의 하단부 4방향으로 세정용액이 신속히 배출하게 된다.

반대로 세정용액의 순간배출이 완료되면 뉴매틱실린더(156)는 가이드부재(152)를 가이드레일부(154)를 따라 화살표 'a' 방향으로 끌어당기면 제2세정조(130)는 제1세정조(110)와 밀착하게 된다.

한편, 가이드레일부(154)로부터 가이드부재(152)의 이탈을 방지하기 위하여 가이드레일부(154)는 ∩자로 형성된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1세정조(110)의 상단에는 제1세정조(110)가 제2세정조(130)와 서로 밀착되어 장착시 제1세정조(110)와 제2세정조(130)의 접합면으로부터 저장된 세정용액이 누출되지 않도록 씰링부재(160)가 구비된다. 이 씰링부재(160)를 고정시키기 위하여 제1세정조(110)의 상단부에서 제2세정조(130)가 밀착되는 부분에 씰링부재(160)의 높이보다 작은 깊이의 결합홈(116)을 형성하여 이 결합홈(116)에 제2세정조(130)의 바닥면과 일치되는 띠모양의 씰링부재(160)를 돌출되게 결합시킬 수도 있다. 그리고 제1세정조(110)와 제2세정조(130)의 안정된 결합을 위하여 제2세정조(130)의 밑면에 밀착홈(132)을 형성하여 제1세정조(110)와 제2세정조(130)가 밀착시 제2세정조(130)의 밀착홈(132)이 제1세정조(110)로부터 돌출된 씰링부재(160)에 안착되도록 할 수도 있다.

전술한 바와 같이 세정용액을 순간 배출시 제2세정조를 제1세정조로부터 상방향으로 이동시켜 분리하여 세정용액을 순간 배출시킴으로써 세정용액의 순간배출 시간을 단축할 수 있으며, 반도체 웨이퍼의 습식 세정장치의 크기를 줄일 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 세정용액을 순간 배출시 제2세정조를 제1세정조로부터 상방향으로 이동시켜 분리하여 세정용액을 순간 배출시킴으로써 세정용액의 순간배출 시간을 단축할 수 있으며 반도체 웨이퍼의 습식 세정장치의 크기를 줄일 수 있고, 반도체 웨이퍼 습식 세정장치의 전후측 및 좌우측간 구조가 동일하여 세정용액의 오버플로우시 초음파발생부로부터 발생하는 초음파가 웨이퍼에 균일하게 전달하여 반도체 웨이퍼의 세정이 우수한 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 웨이퍼카세트에 장착되어 있는 반도체 웨이퍼를 세정하기 위한 장치에 있어서,

   세정용액에 물결파를 발생시켜 반도체 웨이퍼의 세정을 촉진시키기 위해 초음파를 발생하는 초음파발생부가 구비되며, 초음파발생부의 상측에는 초음파에 의해 반도체 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 완충부로 구성된 제1세정조와;

   상기 제1세정조의 평면 위에 설치되고 반도체 웨이퍼 세정시 상기 제1세정조와 밀착 조립되어 세정용액을 저장하고, 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 세정용액을 순간적으로 배출시키기 위해 상기 제1세정조와 분리되는 제2세정조와;

   상기 제1세정조의 측면에 설치되어 반도체 웨이퍼 세정시 상기 제2세정조를 제1세정조에 밀착시켜 기밀을 유지시킴과 아울러 반도체 웨이퍼 세정이 완료되면 제1세정조로부터 제2세정조를 소정 높이만큼 이동시켜 세정용액을 배출시키는 승강장치로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 제1세정조의 상단에는 제1세정조가 제2세정조와 서로 밀착되어 장착시 제1세정조와 제2세정조의 접합면으로부터 저장된 세정용액이 누출되지 않도록 씰링부재가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 승강장치는

   상기 제2세정조의 측면에 외측으로 일체로 형성된 가이드부재와;

   상기 제1세정조의 측면에 위치하여 상기 제2세정조가 이동하는 방향으로 형성되고 상기 가이드부재가 관통하여 조립되어 상기 가이드부재의 상하운동을 가이드해 주는 가이드레일부; 및

   상기 가이드레일부의 하단부에 위치하여 피스톤의 끝단이 상기 가이드레일부를 관통하여 조립된 상기 가이드부재의 저면과 결합되어 상기 제2세정조에 수직 이송력을 발생시키는 뉴매틱실린더로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 승강장치부는 상기 제2세정조를 상방향으로 이동시켜 세정용액을 배출시키기 위하여 상기 제1세정조의 양측면에 각각 구비됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 가이드레일부는 상기 가이드부재의 이탈을 방지하기 위하여 ∩자로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 세정장치