KR200252737Y1 - 반도체웨이퍼세정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로, 종래의 매엽식 세정장치와 베스식 세정장치는 대량처리가 불가능하거나 공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다. 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치는 수평방향으로 설치되는 수개의 세정조(30)와, 다수개의 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한 각각의 승강수단(40)과, 그 승강수단(40)에 의하여 이동된 웨이퍼(W)들을 홀딩하기 위한 각각의 홀딩수단(50)과, 그 홀딩수단(50)에 의하여 홀딩된 웨이퍼(W)들을 세정조(30)로 로딩/언로딩시키기 위한 각각의 로딩/언로딩수단(60)과, 로딩된 웨이퍼(W)들을 세정하기 위한 각각의 세정수단(70)과, 웨이퍼(W)들에 묻은 세정액을 건조하기 위한 각각의 건조수단(80)을 구비하여 구성되어, 좁은 공간에도 설치가 가능하고, 1회에 다량의 웨이퍼세정을 실시할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 세정장치{APPARATUS FOR CLEANING WAFER OF SEMICONDUCTOR}

본 고안은 반도체 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로, 특히 공간을 적게 차지하면서 1회에 다량의 웨이퍼를 세정할 수 있도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 제조공정중 웨이퍼에 부착되어 있는 이물질을 제거하기 위한 세정공정에서 사용되는 세정장치는 웨이퍼를 1장씩 세정하는 매엽식 세정장치와 여러장씩 세정하는 베스씩 세정장치로 나뉘어지는데, 이를 순서대로 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 매엽식 세정장치의 일예를 보인 평면도로서, 도시된 바와 같이, 카세트를 얹어놓기 위한 스테이지(1)와, 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 로봇(2)과, 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정기(3) 및 세정된 웨이퍼(W)를 건조하기 위한 건조기(4)로 구성되어 있어서, 카세트에 수납되어 이송된 웨이퍼(W)들중 1개를 로봇(2)이 세정기(3)와 건조기(4)로 이송하면서 세정작업을 하는 것이고, 도 2는 종래 매엽식 세정장치의 다른예를 보인 평면도로서, 도 1과 같이, 카세트가 얹혀지는 스테이지(11)와, 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇(12)과, 웨이퍼를 세정하기 위한 세정기(13) 및 세정된 웨이퍼를 건조하기 위한 건조기(14)로 구성되어, 로봇(12)이 카세트에서 1장씩 웨이퍼를 인출하여 이송하며 세정 및 건조를 하게 된다.

그리고, 도 3은 종래 베스식 세정장치의 일예를 보인 정면도로서, 도시된 바와같이, 종래 베스식 세정장치는 웨이퍼(W)들에 묻어 있는 이물질을 제거하기 위한 2개의 세정조(21)와, 세정액이 묻은 웨이퍼(W)들을 린스하기 위한 린스조(22)와, 물기가 묻은 웨이퍼(W)들을 건조하기 위한 건조기(23)과, 상기 세정조(21), 린스조(22), 건조기(23)로 웨이퍼(W)들을 이송하기 위한 로봇(24)로 구성되어, 로봇(24)으로 약50장의 웨이퍼(W)를 세정조(21), 린스조(22), 건조기(23)로 이동하며 세정작업을 하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 매엽식 세정장치는 웨이퍼를 1장씩 세정하므로 생산량을 증대시키는 것이 한계가 있는 문제점이 있었고, 종래 베스식 세정장치는 1회에 다량의 웨이퍼를 세정하는 것은 가능하나 장치가 커서 공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 장치가 공간을 적게 차지하면서 1회에 많은 양의 웨이퍼를 처리할 수 있도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 매엽식 세정장치의 일예를 보인 평면도.

도 2는 종래 매엽식 세정장치의 다른예를 보인 평면도.

도 3은 종래 베스식 세정장치의 일예를 보인 정면도.

도 4는 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치의 구성을 보인 종단면도.

도 5는 본 고안 세정조에 웨이퍼가 로딩되는 상태의 종단면도.

도 6는 본 고안 세정조에 웨이퍼가 로딩되는 상태의 횡단면도.

도 7은 도 6의 A-A'를 절취하여 보인 단면도.

* * 도면의 주요 부분에 부호의 설명 * *

30 : 세정조 30a : 개구부

31 : 내측관 31a : 용액배출공

31b : 용액배출라인 32 : 외측관

33 : 공간부 40 : 승강수단

41 : 카세트 스테이지 42 : 카세트

43 : 받침대 44 : 승강파이프

44a : 암나사부 45 : 리드스크류

46 : 승강용모터 50 : 홀딩수단

51 : 덮개 52,52' : 홀딩암

53,53' : 너트박스 54 : 회전스크류

54a : 오른나사부 54b : 윈나사부

55 : 종동기어 56 : 구동기어

57 : 홀딩용모터 57a : 모터축

58 : 외측커버 59 : 내측커버

60 : 로딩/언로딩수단 61,61' : 가이드블럭

62 : 래크 바 62a : 래크부

63 : 좌,우이동용모터 64 : 피니언 기어

65,65' : 가이드 바 70 : 세정수단

71 : 용액분사관 71a : 분사공

W : 웨이퍼

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 일측에 개구부가 형성되고 원통형의 내측관과 외측관 사이에 공간부가 있는 2중관형태이며 수평으로 배치되는 수개의 세정조와, 그 세정조들의 하측에 설치되며 웨이퍼들을 승강시키기 위한 각각의 승강수단과, 그 승강수단들에 의하여 이송된 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 각각의 홀딩수단과, 그 홀딩수단들에 의하여 홀딩된 웨이퍼들을 세정조의 내측으로 로딩/언로딩하기 위한 각각의 로딩/언로딩수단과, 그 로딩/언로딩수단에 의하여 세정조로 로딩된 웨이퍼들을 세정하기 위한 각각의 세정수단과, 그 세정수단에 의하여 세정된 웨이퍼들을 건조하기 위한 각각의 건조수단을 구비하되, 상기 세정수단은 세정조의 내측관 내주면에 근접되게 설치되어 웨이퍼를 향하여 세정액을 분사하기 위한 다수개의 분사공이 구비된 용액분사관인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치를 첨부된 도면의 실시예를 첨부하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치의 구성을 보인 종단면도이고, 도 5는 본 고안 세정조에 웨이퍼가 로딩되는 상태의 종단면도이며, 도 6는 본 고안 세정조에 웨이퍼가 로딩되는 상태의 횡단면도이고, 도 7은 도 6의 A-A'를 절취하여 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치는 수평으로 설치되어 있는 3개의 세정조(30) 전방 하측에는 웨이퍼(W)들을 승강시키기 위한 승강수단(40)들이 각각 설치되어 있고, 그 승강수단(40)들의 상측에는 승강수단(40)에 의하여 이송된 웨이퍼(W)들을 홀딩하기 위한 홀딩수단(50)이 각각 덮개(51)에 설치되어 있으며, 그 홀딩수단(50)들의 양측에는 홀딩된 웨이퍼(W)들을 세정조(30)의 내측으로 로딩/언로딩하기 위한 로딩/언로딩수단(60)이 각각 설치되어 있고, 상기 세정조(30)의 내부에는 상기 로딩/언로딩수단(60)에 의하여 세정조(30)의 내측으로 로딩된 웨이퍼(W)들을 세정하기 위한 세정수단(70)이 각각 설치되어 있으며, 그 세정수단(70)의 외측에는 세정된 웨이퍼(W)들을 건조하기 위한 건조수단(80)이 각각 설치되어 있다.

상기 세정조(30)는 수평으로 설치되며 원통형의 일측에 개구부(30a)가 형성되어 있고, 내측관(31)과 외측관(32) 사이에 공간부(33)가 있는 2중관형태이며, 상기 내측관(31)의 내측 하면에는 용액배출공(31a)이 형성되어 있고, 그 용액배출공(31a)에 연결되도록 내측관(31)의 벽체 내부에는 용액배출라인(31b)이 형성되어 있다.

상기 승강수단(40)은 카세트 스테이지(41)에 얹어진 카세트(42)의 하측에서 웨이퍼(W)들을 지지하기 위한 다수개의 슬롯(미도시)이 구비된 받침대(43)와, 그 받침대(43)의 하측에 고정설치되며 내측에 암나사부(44a)가 형성되어 있는 승강파이프(44)와. 그 승강파이프(44)에 나사결합되어 있는 리드스크류(45)와, 그 리드스크류(45)의 하단부가 모터축(46a)에 고정되는 승강용모터(46)로 구성되어 있다.

상기 홀딩수단(50)은 상기 받침대(43)에 의하여 상승된 웨이퍼(W)들을 파지하기 위하여 내측에 일정간격으로 형성된 다수개의 슬롯(미도시)이 구비된 한쌍의 홀딩 암(52)(52')과, 그 홀딩 암(52)(52')들의 후단부에 각각 고정설치되는 너트박스(53)(53')와, 그 너트박스(53)(53')들이 양측으로 형성된 오른나사부(54a)와 왼나사부(54b)에 삽입되도록 설치되는 회전스크류(54)와, 그 회전스크류(54)의 중앙에 고정설치되는 종동기어(55)와, 그 종동기어(55)에 기어결합되는 구동기어(56)와, 그 구동기어(56)가 모터축(57a)에 고정되도록 덮개(51)의 외측에 고정설치되는 홀딩용모터(57)로 구성되어 있다.

상기 홀딩용모터(57)의 외측에는 외측커버(58)가 덮개(51)의 외측면에 고정되도록 설치되어 있고, 상기 덮개(51)의 내측면에는 내측커버(59)가 종동기어(55)와 회전스크류(54)의 일정부분을 감싸도록 고정설치되어 있다.

상기 로딩/언로딩수단(60)은 상기 덮개(51)의 일측단부에 후단부가 고정됨과 아울러 상기 세정조(30)의 외측에 설치되어 가이드블럭(61)에 가이드되도록 설치되어 있는 외측면에 래크부(62a)가 구비된 래크 바(62)와, 그 래크 바(62)의 외측에 형성된 래크부(62a)에 기어결합되며 좌,우이동용모터(63)에 의하여 정,역회전되는 피니언 기어(64)와, 상기 덮개(51)의 양측단부에 후단부가 고정됨과 아울러 상기 세정조(30)의 외측에 설치되어 가이드 블록(61)(61')에 슬라이딩되도록 삽입설치되어 있는 한쌍의 가이드 바(65)(65')로 구성되어 있다.

상기 세정수단(70)은 상기 세정조(30)의 내측관(31) 내주면에 근접되게 설치되고, 내측으로 향하도록 형성되어 있는 다수개의 분사공(71a)이 구비된 용액분사관(71)으로 구성되어 있다.

상기 건조수단(80)은 상기 세정조(30)의 내측관(31)과 외측관(32)관 사이의 공간부(33)에 위치됨과 아울러 내측관(31)의 외주면에 감기도록 설치되어 있는 히팅코일(81)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치에서 웨이퍼들의 세정이 이루어지는 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 세정하고자 하는 웨이퍼(W)들이 수납되어 있는 카세트(42)가 카세트 스테이지(41)에 설치된 3개의 받침대(43) 상측으로 이동되면 카세트(42)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)들의 하단부가 받침대(43)의 상면에 형성되어 있는 슬롯(미도시)에 각각 삽입된다.

그런 다음, 상기 승강수단(40)의 승강용모터(46)를 역회전(시계반대방향)시키면 그 승강용모터(46)의 모터축(46a)에 연결되어 있는 리드스크류(45)가 역회전하며, 그 리드스크류(45)에 나사결합되어 있는 승강파이프(44)를 상승시키게 되어 결국은 승강파이프(44)의 상단부에 설치되어 있으며 다수개의 웨이퍼(W)들이 탑재되어 있는 받침대(43)를 상승시키게 된다.

그리고, 상기와 같이 웨이퍼(W)들이 탑재된 받침대(43)가 상승할 때는 홀딩수단(50)의 홀딩암(52)(52')은 일정거리를 두고 벌려진 상태가 되며, 이와 같이 벌려진 홀딩암(52)(52')의 사이로 웨이퍼(W)들이 탑재된 받침대(43)가 상승되면 승강용모터(46)의 동작은 멈추고, 홀딩용모터(57)가 정회전되면 모터축(57a)에 고정된 구동기어(56)가 정회전하고, 그 구동기어(56)에 기어결합된 종동기어(55)가 역회전하며 그 종동기어(55)에 고정된 회전스크류(54)가 역회전하며, 그 회전스크류(54)의 오른나사부(54a)와 윈나사부(54b)에 나사결합됨과 아울러 홀딩암(52)(52')의 후단부에 고정된 너트박스(53)(53')를 내측방향으로 이동시키게 되어 홀딩암(52)(52')이 내측방향으로 이동하며 상기 받침대(43)에 탑재된 웨이퍼(W)들의 하단부 외측이 홀딩암(52)(52')들의 내측면에 형성된 슬롯(미도시)에 삽입되도록 홀딩한다.

상기와 같은 상태에서 승강용모터(46)의 정회전으로 받침대(43)는 하강하고, 홀딩수단(60)의 좌,우이동용모터(63)가 정회전하면 그 좌,우이동용모터(63)에 의하여 회전되는 피니언 기어(64)가 정회전하며 그 피니언 기어(64)에 기어결합됨과 아울러 후단부가 덮개(51)에 고정된 래크 바(62)를 우측방향으로 이동시키게 되어 덮개(51)에 설치된 홀딩수단(50)에 의하여 파지된 다수개의 웨이퍼(W)들을 세정조(30)의 내측으로 로딩하게 되며, 이와 같이 웨이퍼(W)들의 로딩시에 세정조(30)의 외측에 설치된 한쌍의 가이드 바(65)(65')에 의하여 가이드 되어 진동없이 로딩하게 된다.

상기와 같이 웨이퍼(W)들이 세정조(30)의 내측에 로딩되면 세정조(30)의 내측에 설치된 용액분사관(71)을 통하여 웨이퍼(W)들에 일정시간 세정액을 분사하며 웨이퍼(W)에 부착되어 있는 이물질들을 제거한다.

그리고, 상기와 같이 분사된 세정액들은 세정조(30)의 내측관(31)에 형성된 용액배출공(31a)과 용액배출라인(31b)을 통하여 세정조(30)의 외부로 배출하게 된다.

그런 다음, 상기와 같이 일정시간 세정작업을 실시한 다음에는 세정액의 분사를 멈추고, 히팅코일(81)을 가열하여 웨이퍼(W)들에 묻어 있는 세정액을 건조한다.

그리고, 상기와 같이 건조를 마친 웨이퍼(W)들은 상기의 역순으로 언로딩되어 카세트(42)로 이동되도록 함으로써 세정작업을 완전히 마치게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안 반도체 웨이퍼 세정장치는 수평방향으로 설치되는 수개의 세정조와, 다수개의 웨이퍼를 승강시키기 위한 각각의 승강수단과, 그 승강수단에 의하여 이동된 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 각각의 홀딩수단과, 그 홀딩수단에 의하여 홀딩된 웨이퍼들을 세정조로 로딩/언로딩시키기 위한 각각의 로딩/언로딩수단과, 로딩된 웨이퍼들을 세정하기 위한 각각의 세정수단과,웨이퍼들에 묻은 세정액을 건조하기 위한 각각의 건조수단을 구비하여 구성되어, 좁은 공간에도 설치가 가능하고, 1회에 다량의 웨이퍼세정을 실시할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 일측에 개구부가 형성되고 원통형의 내측관과 외측관 사이에 공간부가 있는 2중관형태이며 수평으로 배치되는 수개의 세정조와, 그 세정조들의 하측에 설치되며 웨이퍼들을 승강시키기 위한 각각의 승강수단과, 그 승강수단들에 의하여 이송된 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 각각의 홀딩수단과, 그 홀딩수단들에 의하여 홀딩된 웨이퍼들을 세정조의 내측으로 로딩/언로딩하기 위한 각각의 로딩/언로딩수단과, 그 로딩/언로딩수단에 의하여 세정조로 로딩된 웨이퍼들을 세정하기 위한 각각의 세정수단과, 그 세정수단에 의하여 세정된 웨이퍼들을 건조하기 위한 각각의 건조수단을 구비하되, 상기 세정수단은 세정조의 내측관 내주면에 근접되게 설치되어 웨이퍼를 향하여 세정액을 분사하기 위한 다수개의 분사공이 구비된 용액분사관인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 내측관의 내측 하면에는 용액배출공이 형성되어 있고, 그 용액배출공에 연결되도록 내측관의 벽체 내부에는 용액배출라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 승강수단은 카세트 스테이지에 얹어진 카세트의 하측에서 웨이퍼들을 지지하기 위한 다수개의 슬롯이 구비된 받침대와, 그 받침대의 하측에 고정설치되며 내측에 암나사부가 형성되어 있는 승강파이프와. 그 승강파이프에나사결합되어 있는 리드스크류와, 그 리드스크류의 하단부가 모터축에 고정되는 승강용모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 홀딩수단은 상기 받침대에 의하여 상승된 웨이퍼들을 파지하기 위하여 내측면에 일정간격으로 형성된 다수개의 슬롯이 형성된 한쌍의 홀딩 암과, 그 홀딩 암들의 후단부에 각각 고정설치되는 너트박스와, 그 너트박스들이 양측으로 형성된 오른나사부와 왼나사부에 삽입되도록 설치되는 회전스크류와, 그 회전스크류의 중앙에 고정설치되는 종동기어와, 그 종동기어에 기어결합되는 구동기어와, 그 구동기어가 모터축에 고정되도록 덮개의 외측에 고정설치되는 홀딩용모터로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 홀딩용모터의 외측에는 외측커버가 덮개의 외측면에 고정되도록 설치되어 있고, 상기 덮개의 내측면에는 내측커버가 종동기어와 회전스크류의 일정부분을 감싸도록 고정설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 로딩/언로딩수단은 상기 덮개의 일측단부에 후단부가 고정됨과 아울러 상기 세정조의 외측에 설치되어 가이드블럭에 가이드되도록 설치되어 있는 외측면에 래크부가 구비된 래크 바와, 그 래크 바의 외측에 형성된 래크부에 기어결합되며 좌,우이동용모터에 의하여 정,역회전되는 피니언 기어와, 상기 덮개의 양측단부에 후단부가 고정됨과 아울러 상기 세정조의 외측에 설치되어 가이드 블록에 슬라이딩되도록 삽입설치되어 있는 한쌍의 가이드 바로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 건조수단은 상기 세정조의 내측관과 외측관 사이의 공간부에 위치됨과 아울러 내측관의 외주면에 감기도록 설치되어 있는 히팅코일로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.