KR20040006114A - 반도체기판의 건조장비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반조체 기판을 제조하기 위한 건조장비로, 건조장비는 건조공정이 진행되는 챔버, 상기 챔버에 제공되는 알콜증기를 발생시키는 알콜증기발생장치, 챔버와 상기 알콜증기발생장치사이에 제공되는 제 1 도관, 그리고 챔버와 가스공급원사이에 제공되는 제 2 도관을 구비한다. 상기 제 1 도관과 상기 제 2 도관상에는 각각의 도관을 흐르는 유량을 측정하는 유량계와 유량을 조절하는 밸브가 설치되어, 각각의 도관을 흐르는 유량을 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 제조장비로, 특히 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조장비에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 집적 회로로 제조할 때 다양한 제조공정중에 발생하는 잔류 물질(residual chemicals), 작은 파티클(small particles), 오염물(contaminants)등을 제거하기 위하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정 공정이 필요하다. 특히, 고집적화된 집적회로를 제조할 때는 반도체 웨이퍼의 표면에 부착된 미세한 오염물을 제거하는 세정 공정은 매우 중요하다.
반도체 웨이퍼의 세정 공정은 화학 용액 처리 공정(약액 처리 공정), 린스 공정, 그리고 건조 공정으로 나눌 수 있다. 상기 화학 용액 처리 공정은 반도체 웨이퍼를 화학 용액으로 처리하는 공정이며, 린스 공정은 화학 용액 처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수로 세척하는 공정이며, 상기 건조 공정은 반도체 웨이퍼를 건조하는 공정이다. 이중에서, 건조공정의 불량에 의하여 발생되는 결함은 비교적 크기가 크고 패턴 상에서 반복적으로 발생되기 때문에 집적 회로의 오동작을 일으키거나 집적 회로로서의 역할을 못하는 문제가 발생한다.
집적 회로가 복잡해짐에 따라 건조 공정에서 종래의 원심력을 이용한 스핀 건조기(spin dryer)는 성능의 한계에 도달하여, 마란고니 효과(marangoni effect)를 활용한 건조방식이 사용되고 있다. 이러한 마란고니 효과를 이용한 일반적인 웨이퍼 건조장비는 웨이퍼가 장착되는 홀더를 구비한 챔버, IPA증기를 발생시키는 알콜증기발생장치를 구비한다.
알콜증기발생장치로부터 발생되는 알콜증기와 이를 운송하는 비활성가스인 질소가스는 도관을 통해 챔버내로 공급된다. 공정조건에 따라 요구되는 유량만을 챔버로 제공하기 위해 알콜증기와 질소가스가 흐르는 도관사이에는 오리피스가 설치된다.
또한, 마란고니 효과를 이용하여 웨이퍼 표면의 물기를 일차적으로 제거한후에, 최종적으로 가열된 질소가스를 이용하여, 웨이퍼 표면에 묻어있는 탈이온수와 IPA용액을 제거한다. 이 때 공정조건에 따라 요구되는 질소가스의 유량을 챔버로 제공하기 위해 질소가스가 흐르는 도관사이에는 오리피스가 설치된다.
그러나, 공정조건이 변하는 경우, 상기 챔버에 제공되는 가열된 질소가스의 양과 IPA증기 및 질소가스의 양을 조절할 필요가 있다. 이를 위해서는 공정조건에 적합한 유량을 흐르게 하는 다른 오리피스로 교체하여야 하며, 교체 후 도관에 요구되는 유량이 흐르는지 여부를 테스트하여야 한다. 그러나 교체 및 테스트 과정에서 많은 공정시간을 요구하고, 오리피스 교체시에 외부에서 파티클이 유입되는 문제점이 있다.
본 발명은 가스공급원으로부터 챔버로 제공되는 질소가스의 양을 용이하게 조절할 수 있는 건조장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 알콜증기발생장치로부터 챔버로 제공되는 IPA증기와 질소가스의 양을 용이하게 조절할 수 있는 건조장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건조장비의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 챔버 110 : 덮개
120 : 배스 200 : 알콜증기발생장치
310, 320 : 제 1, 2 도관 330 : 알콜공급관
340 : 가스공급관 410, 430 : 제 1, 2 밸브
420, 440 : 제 1 ,2 유량계 450 : 압력계
460 : 경고음발생장치 510 : 알콜공급원
520 : 가스공급원 530 : 히터
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 건조장비는 내부에 상기 기판이 장착되는 기판홀더를 가지는 배스와 상기 배스를 개폐하는 덮개을 가지는 챔버, 상기 기판을 건조시키기 위한 알콜증기를 발생시키는 알콜증기발생장치, 상기 알콜증기와 상기 알콜증기를 운반하는 비활성기체가 흐르고 상기 알콜증기발생장치와 상기 챔버사이에 제공되는 제 1 도관, 상기 제 1 도관을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 비활성기체의 유량을 측정하는 제 1 유량계, 그리고 상기 제 1 도관을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 비활성기체의 유량을 조절하기 위한 제 1밸브를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 건조장비는 상기 챔버에 공급되는 가스가 저장되는 가스공급원, 상기 가스가 흐르고, 상기 가스공급원과 상기 챔버사이에 제공되는 제 2 도관, 상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 유량을 측정하는 제 2 유량계, 그리고 상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 제 2 밸브를 더 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 건조장비는 상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 압력을 측정하는 압력계와 상기 압력계에 의해 측정된 압력이 소정범위를 벗어나면 경고음을 발생하는 경고음발생장치를 더 구비한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건조장비를 보여주는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 건조장비는 건조공정이 진행되는 챔버(100), 알콜증기를 발생시키는 알콜증기발생장치(200), 상기 챔버(100) 및 상기 알콜증기발생장치(200)에 가스를 공급하는 가스공급원(520), 그리고 상기 알콜증기발생장치(200)에 알콜용액을 공급하는 알콜공급원(510)을 구비한다.
바람직하게는 상기 알콜은 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol : 이하 IPA)을 사용한다.
상기 챔버(100)는 웨이퍼(10)를 지지하는 웨이퍼 홀더(122)가 장착된배스(120)와 상기 배스(120)를 개폐하는 덮개(110)로 이루어진다. 상기 챔버(100)의 상부에는 후술할 IPA증기를 분사하는 분사관(312)과 드라이가스를 분사하는 가스분사노즐(322)이 설치된다. 상기 드라이가스로는 가열된 질소가스를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 배스(120)는 일부가 탈이온수로 채워지며, 저면에 상기 탈이온수를 배출시키기 위한 배관부(130)가 연결된다.
상기 알콜증기발생장치(200)는 상기 챔버(100)에 공급되는 IPA증기를 발생시키기 위한 것이다. 상기 알콜증기발생장치(200)의 일부분은 IPA용액으로 채워져 있으며, 상기 알콜증기발생장치(200)에 상기 IPA용액을 공급하는 알콜공급관(330)과, 상기 IPA용액으로부터 상기 IPA증기가 발생되는 것을 도와주고 상기 IPA증기를 상기 챔버(100)로 운송하는 질소가스를 공급하는 가스공급관(340)이 연결된다.
상기 알콜증기발생장치(200)로부터 발생된 상기 IPA증기와 상기 질소가스는 제 1 도관(310)을 통해 상기 챔버(100)로 공급된다. 상기 제 1 도관(310)상에는 상기 제 1 도관(310)을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 질소가스의 유량을 조절하기 위한 제 1 밸브(410)와 상기 제 1 도관(310)을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 질소가스의 유량을 측정하는 제 1 유량계(420)가 설치된다. 상기 제 1 밸브(410)는 공정조건에 따라 상기 챔버(100)에 제공되는 상기 알콜증기와 상기 질소가스의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 하기 위한 것이며, 상기 제 1 유량계(420)는 상기 제 1 도관(310)을 흐르는 유체의 양을 확인하기 위한 것이다.
상기 챔버(100)에 제공된 상기 알콜증기는 상기 챔버(100)내에 채워진 탈이온수(124)의 수면에 IPA용액층을 형성한다. 건조공정동안 상기 탈이온수의 수위가낮아지면, 상기 웨이퍼(10)들의 표면들과 상기 IPA용액층이 접촉되는 부분에서 메니스커스(meniscus)형태의 표면이 형성된다. 이것은 표면장력이 서로 다른 유체가 공존하고 있을 경우 유체의 흐름은 표면장력이 작은쪽에서 큰 쪽으로 이동하려는 성질, 즉 마란고니 효과를 이용한 것이다. IPA용액이 함유된 탈이온수는 IPA용액을 함유하지 않은 부분에 비해 표면장력이 작게 된다. 따라서 웨이퍼들의 표면에 잔존하는 탈이온수는 표면장력이 높은 부분으로 이동하게 된다. 결과적으로 마란고니 원리를 이용하면 웨이퍼들의 표면으로부터 탈이온수를 제거시키는 효과를 극대화시킬 수 있다.
상기 IPA용액을 함유하고 있는 상기 탈이온수(124)는 배관부(130)을 통해서 외부로 배출된다. 상기 배관부(130)는 제 1 배출관(132)과 제 2 배출관(134)을 구비한다.
상기 제 1 배출관(132)은 상기 웨이퍼(10)의 적어도 일부분이 상기 탈이온수(124)에 잠겨있는 동안 상기 탈이온수(124)를 드레인시키기 위한 것이고, 상기 제 2 배출관(134)은 상기 웨이퍼(10)가 상기 탈이온수(124)로부터 완전히 벗어난 경우, 상기 탈이온수(124)를 빠르게 드레인시키기 위한 것이다. 상기 제 1, 2배출관(132, 134)을 통한 배출속도를 조절하기 위해 각각의 배출관에는 펌프(도시되지 않음)가 연결될 수 있다.
상기 탈이온수(124)가 상기 챔버(100)로부터 모두 배출되면, 상기 웨이퍼(10)에 잔존하는 탈이온수와 IPA용액을 완전히 제거하기 위해 가열된 질소가스가 분사된다.
상기 질소가스는 상기 가스공급원(520)으로부터 히터(530)에 의해 가열된 후 제 2 도관(320)을 통해 상기 챔버(100)내로 공급되며, 상기 가스분사노즐(322)을 통해 상기 웨이퍼(10)로 분사된다. 상기 제 2 도관(320)상에는 상기 제 2 도관(320)을 흐르는 질소가스의 유량을 조절하기 위한 제 2 밸브(430)와 상기 제 2 도관(320)을 흐르는 상기 질소가스의 유량을 측정하는 제 2 유량계(440)가 설치된다. 상기 제 2 밸브(430)는 공정조건에 따라 상기 챔버(100)에 제공되는 상기 질소가스의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 하기 위한 것이며, 상기 제 2 유량계(440)는 상기 제 2 도관(320)을 흐르는 상기 질소가스 양을 확인하기 위한 것이다.
본 발명인 건조장비는 압력계(450)와 경고음발생장치(460)를 더 구비한다. 상기 압력계(450)는 상기 제 2 도관(320)상에 설치되어 압력을 측정한다. 상기 경고음발생장치(460)는 상기 압력계(450)에서 측정된 압력값이 소정의 범위를 벗어나는 경우에는 경고음을 발생하여, 작업자가 빠르게 대처할 수 있도록 한다.
본 발명인 건조장비는 제 1 도관상에 유량을 조절하기 위한 밸브와, 유량을 측정하는 유량계를 구비하므로, 알콜증기발생장치로부터 챔버로 공급되는 IPA증기와 질소가스의 유량을 용이하게 조절하고 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명인 건조장비는 제 2 도관상에 유량을 조절하기 위한 밸브와, 유량을 측정하는 유량계를 구비하므로, 가스공급원으로부터 챔버로 공급되는 질소가스의 유량을 용이하게 조절하고 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명인 건조장비는 제 2 도관상에 압력계와, 압력계에서 측정된 압력이 소정범위를 벗어나면 경고음을 발생하는 경고음발생장치를 구비하므로, 작업자는 빠르게 대처할 수 있다.
Claims (4)
- 반도체 기판을 건조시키는 건조장비에 있어서,내부에 상기 기판이 장착되는 기판홀더를 가지는 배스와 상기 배스를 개폐하는 덮개을 가지는 챔버와;상기 기판을 건조시키기 위한 알콜증기를 발생시키는 알콜증기발생장치와;상기 알콜증기와 상기 알콜증기를 운반하는 비활성기체가 흐르고 상기 알콜증기발생장치와 상기 챔버사이에 제공되는 제 1 도관과;상기 제 1 도관을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 비활성기체의 유량을 측정하는 제 1 유량계와;그리고상기 제 1 도관을 흐르는 상기 알콜증기와 상기 비활성기체의 유량을 조절하기 위한 제 1밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조장비.
- 제 1항에 있어서,상기 건조장비는,상기 챔버에 공급되는 가스가 저장되는 가스공급원과;상기 가스가 흐르고, 상기 가스공급원과 상기 챔버사이에 제공되는 제 2 도관과;상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 유량을 측정하는 제 2 유량계와;그리고상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 제 2 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조장비.
- 제 2항에 있어서,상기 건조장비는 상기 제 2 도관을 흐르는 상기 가스의 압력을 측정하는 압력계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조장비.
- 제 3항에 있어서,상기 건조장비는 상기 압력계에 의해 측정된 압력이 소정범위를 벗어나면 경고음을 발생하는 경고음발생장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 건조장비.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020039643A KR20040006114A (ko) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 반도체기판의 건조장비 |
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| KR1020020039643A KR20040006114A (ko) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 반도체기판의 건조장비 |
Publications (1)
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| KR1020020039643A KR20040006114A (ko) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | 반도체기판의 건조장비 |
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| KR (1) | KR20040006114A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100724102B1 (ko) * | 2005-02-14 | 2007-06-04 | 한국표준과학연구원 | 나노판을 이용한 나노부품, 그 제조방법 및 나노기계의 제작방법 |
-
2002
- 2002-07-09 KR KR1020020039643A patent/KR20040006114A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100724102B1 (ko) * | 2005-02-14 | 2007-06-04 | 한국표준과학연구원 | 나노판을 이용한 나노부품, 그 제조방법 및 나노기계의 제작방법 |
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