KR20040022091A - 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 반도체 웨이퍼 건조 장치는, 처리하고자 하는 반도체 웨이퍼가 탈이온수에 잠길 수 있는 내부 공간을 제공하는 배스와, 배스 상부에서 증기가 이동하는 내부 공간을 제공하는 챔버와, 챔버 내의 내부 공간으로 증기를 공급하기 위한 증기 공급 라인과, 챔버 내의 증기를 챔버 밖으로 배출하기 위한 배출 라인과, 배스 내의 탈이온수를 배스 밖으로 배출시키기 위하여 배스 하부에 배치된 탈이온수 배출 라인과, 배스 내에서 반도체 웨이퍼를 지지하는 반도체 웨이퍼 지지대, 및 반도체 웨이퍼 지지대의 양 옆에서 반도체 웨이퍼로부터 분리되는 제1 위치 및 반도체 웨이퍼의 측면 가장자리와 접촉되어 반도체 웨이퍼의 움직임을 방지하는 제2 위치로의 수직 이동이 가능한 피치 가이드를 구비한다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 건조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아이피에이(IPA) 증기와 탈이온수의 치환을 이용하면서 인접한 반도체 웨이퍼 사이의 흡착 현상의 발생을 억제시킨 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 세정 공정은 반도체 칩 형성 과정 중에 발생하는 반도체 웨이퍼상의 불순물들을 제거하는 공정을 의미한다. 세정 공정은, 화학 용액을 사용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 화학 용액 처리 단계와, 화학 용액 처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수(Deionized Water; 이하 DIW)로 세척하는 린스(rinse) 단계와, 그리고 린스 처리된 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조 단계를 포함할 수 있다. 기존에는 반도체 웨이퍼를 건조시키기 위하여 스핀 건조 방식이 주로 사용되었지만, 최근 반도체 소자의 고집적화가 진행되면서 반도체 웨이퍼의 표면 구조가 점점 더 복잡해짐에 따라, 아이피에이(Isopropyl Alcohol; 이하 IPA)의 증기와 DIW의 치환을 이용한 증기 건조 방식이 주로 사용되고 있다.
도 1은 종래의 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치와 건조 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치는, 반도체 웨이퍼(100)에 대한 건조 프로세서가 수행되는 챔버(chamber)(110)를 포함한다. 이 챔버(110)는, IPA(IsoPropyl Alcohol) 공급 라인(150)을 통해, IPA 용액(132)이 저장되어 있는 IPA 저장 용기(130)와 상호 연결된다. IPA 저장 용기(130)는 외부로부터의 질소(N2) 가스 공급을 위한 질소 가스 공급관(134)과도 연결된다.
챔버(110) 내에는 반도체 웨이퍼(100)를 지지하기 위한 웨이퍼 지지대(111)가 배치된다. 이 웨이퍼 지지대(111)는, 챔버(110) 내에서 수직 방향으로 이동 가능하여, 반도체 웨이퍼(100)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 웨이퍼 지지대(111) 하부에는 증발되고 남은 IPA 폐액을 드레인하기 위한 IPA 폐액 드레인 라인(113)이 배치된다. 챔버(110) 바닥에는 히터(heater)(115)가 부착되어, 챔버(110) 내에 공급된 IPA 용액(132')을 증발시키기 위한 열이 챔버(110) 내부에 발생되도록 한다. 챔버(110)의 중간 높이와 높은 높이에는 각각 증발된 IPA 증기를 챔버(110) 외부로 배출하기 위한 배출 라인(117)이 각각 배치된다. 그리고 챔버(110) 상부는 외부에서 유입되는 공기 등을 걸러주는 필터(119)가 부착된다.
이와 같은 반도체 웨이퍼 건조 장치에서의 반도체 웨이퍼 건조 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저 DIW로 세척된 반도체 웨이퍼(100)를 챔버(110) 내부 공간으로 장착시킨다. 이때 챔버(110) 내에서 반도체 웨이퍼(100)는 웨이퍼 지지대(111)에 의해 지지되며, 초기에는 A 위치에 위치한다. 이와 같이 반도체 웨이퍼(100)가 챔버(110) 내에 로딩되면, IPA 저장 용기(130) 내의 IPA 용액은, IPA 저장 용기(130) 내로 유입되는 질소 가스로 인한 압력을 인하여, IPA 공급라인(150)을 통해 챔버(110) 내부로 공급된다.
챔버(110) 내부로 공급된 IPA 용액(132')은, 히터(115)로부터 제공되는 열로 인하여 증발(boiling)된다. 이때 증발되고 남은 IPA 폐액은 IPA 폐액 드레인 라인(113)을 통해 외부로 배출된다. 증발된 IPA 증기(132")는 반도체 웨이퍼(100) 표면에 붙어있는 DIW를 치환한다. 이와 같은 과정이 수행된 후 일정 시간이 경과하면, 웨이퍼 지지대(111)는 반도체 웨이퍼(100)가 챔버(110) 내의 B 위치에 위치하도록 수직 상승한다. B 위치에서의 반도체 웨이퍼(100)에 붙어 있던 IPA 증기는 계속적으로 배출 라인(117)을 통하여 제거된다. 이어서 다시 일정 시간 경과 후에, 반도체 웨이퍼(100)를 지지하는 웨이퍼 지지대(111)는 챔버(110) 내의 C 위치로 이동하고, 이 위치에서의 반도체 웨이퍼(100)에 잔존해 있던 IPA 증기는 배출 라인(117)을 통하여 완전히 제거된다. 반도체 웨이퍼(100)에 잔존해 있던 IPA 증기가 완전히 제거되면, 반도체 웨이퍼(100)는 챔버(110) 외부로 반출된다.
그런데 이와 같은 구조 및 건조 방법을 사용하는 반도체 웨이퍼 건조 장치는, IPA 용액의 증발 정도를 정확하게 조절하기 힘들다는 문제가 있다. IPA 용액이 챔버 내에서 지나치게 증발될 경우, 건조된 반도체 웨이퍼 표면에 탄소(C) 성분이 다량으로 검출되는 문제가 발생한다. 따라서 최근에는 반도체 웨이퍼가 장착된 챔버 내에 DIW로 오버플로(overflow) 시킨 후, DIW를 반도체 웨이퍼 하부 방향으로 천천히 배출시키면서 반도체 웨이퍼 상부에서 질소 가스 및 IPA 증기를 챔버 내부로 공급하는 건조 방법이 제안된 바 있다. 그러나 이 경우에도 반도체 웨이퍼의 사이즈가 점점 대구경화, 예컨대 200㎜ 이상의 구경을 갖게 되는 상태에서, 예컨대대략 50매 이상인 일정 수 이상의 반도체 웨이퍼들을 배치(batch) 처리하기 위하여 반도체 웨이퍼와 반도체 웨이퍼 사이에 다른 반도체 웨이퍼를 투입하는 하프 피치(half pitch) 방식으로 건조 공정을 진행하고 있다. 그러나 이 과정에서 반도체 웨이퍼와 반도체 웨이퍼 사이의 간격이 필연적으로 줄어들고, 이로 인하여 인접한 반도체 웨이퍼들이 서로 흡착되는 문제가 발생한다. 반도체 웨이퍼들이 서로 흡착되는 현상이 발생하면, 반도체 웨이퍼 표면의 DIW가 완전히 제거되지 못하며, 이에 따라 물 반점(water mark)의 원인이 되어 소자의 동작 에러를 유발시킬 수 있다는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 건조 공정중 인접한 반도체 웨이퍼들 사이의 흡착이 방지된 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 건조 장치와 건조 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 2의 반도체 웨이퍼 건조 장치에서 제1 및 제2 피치 가이드가 반도체 웨이퍼 측면을 지지하기 위한 위치로 이동한 상태를 나타내 보인 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2 및 도 3의 제1 및 제2 피치 가이드가 없는 경우에 발생되는 문제점을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 과정의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5f의 반도체 웨이퍼 건조 장치의 제1 및 제2 피치 가이드의 구동 원리의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 과정의 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7a 내지 도 7d의 반도체 웨이퍼 건조 장치의 제1 및 제2 피치 가이드의 구동 원리의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치는, 처리하고자 하는 반도체 웨이퍼가 탈이온수에 잠길 수 있는 내부 공간을 제공하는 배스; 상기 배스 상부에서 증기가 이동하는 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내의 내부 공간으로 증기를 공급하기 위한 증기 공급 라인; 상기 챔버 내의 증기를 상기 챔버 밖으로 배출하기 위한 배출 라인; 상기 배스 내의 탈이온수를 상기 배스 밖으로 배출시키기 위하여 상기 배스 하부에 배치된 탈이온수 배출 라인; 상기 배스 내에서 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 반도체 웨이퍼 지지대; 및 상기 반도체 웨이퍼 지지대의 양 옆에서 상기 반도체 웨이퍼로부터 분리되는 제1 위치 및 상기 반도체 웨이퍼의 측면 가장자리와 접촉되어 상기 반도체 웨이퍼의 움직임을 방지하는 제2 위치로의 수직 이동이 가능한 피치 가이드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼가 상기 반도체 웨이퍼 지지대와 이격되는 제3 위치로 이동 가능한 것이 바람직하다.
상기 피치 가이드는 모터에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받는 것이 바람직하다. 또는 상기 피치 가이드는 피스톤에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받을 수도 있다. 경우에 따라서 상기 피치 가이드는 상기 탈이온수의 부력으로 인한 구동력에 의해 상기 수직 운동을 수행할 수도 있다.
상기 증기 공급 라인은 상기 챔버 내로 질소 가스와 이소프로필 알코올 증기를 공급하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼의 상부가 상기 탈이온수에 의해 노출되는 시점에서 상기 제2 위치로 이동하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치는, 처리하고자 하는 반도체 웨이퍼가 탈이온수에 잠길 수 있는 내부 공간을 제공하는 배스; 상기 배스 상부에서 증기가 이동하는 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내의 내부 공간으로 증기를 공급하기 위한 증기 공급 라인; 상기 챔버 내의 증기를 상기 챔버 밖으로 배출하기 위한 배출 라인; 상기 배스 내의 탈이온수를 상기 배스 밖으로 배출시키기 위하여 상기 배스 하부에 배치된탈이온수 배출 라인; 상기 배스 내에서 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 반도체 웨이퍼 지지대; 및 상기 반도체 웨이퍼의 양 측면 옆에서 상기 반도체 웨이퍼로부터 분리되는 제1 위치 및 상기 반도체 웨이퍼의 측면 가장자리와 접촉되어 상기 반도체 웨이퍼의 움직임을 방지하는 제2 위치로의 수평 이동이 가능한 피치 가이드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 피치 가이드는 모터에 연결되어 상기 수평 운동을 위한 구동력을 제공받는 것이 바람직하다. 또는 상기 피치 가이드는 피스톤에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받을 수도 있다.
상기 증기 공급 라인은 상기 챔버 내로 질소 가스와 이소프로필 알코올 증기를 공급하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼의 상부가 상기 탈이온수에 의해 노출되는 시점에서 상기 제2 위치로 이동하는 것이 바람직하다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 나타내 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치는, 반도체 웨이퍼(200)가 DIW(310)에 의해 완전히 잠길 수 있도록 하는 배스(bath)(300)와, 이 배스(300)의 상부 일정 높이와 중첩되면서 배스(300) 상부를 감싸도록 배치된챔버(400)를 구비한다.
상기 배스(300)는 하부에 DIW(310)가 배출될 수 있는 DIW 배출구(302)를 갖는다. 그리고 반도체 웨이퍼(200)가 위치하는 지점 하부에는 반도체 웨이퍼(200)를 지지하기 위한 반도체 웨이퍼 지지대(304)가 배치된다. 반도체 웨이퍼 지지대(304)의 반도체 웨이퍼(200)와 접촉하는 면에는 제1 내지 제3 가이드(304a, 304b, 304c)가 형성된다. 제1 및 제2 가이드(304a, 304b)는, 예컨대 V자형 홈을 갖는데, 이 홈에 반도체 웨이퍼(200)의 하부 측면이 삽입되도록 배치된다. 제3 가이드(304c)는, 예컨대 Y자형 홈을 갖는데, 이 홈에 반도체 웨이퍼(200)의 바닥면이 삽입되도록 배치된다. 반도체 웨이퍼 지지대(304)의 양쪽 측면에는 제1 및 제2 피치 가이드(pitch guide)(306, 308)가 각각 배치된다. 제1 피치 가이드(306)는 반도체 웨이퍼(200)의 좌측 가장자리 옆면에 일치되도록 정렬되며, 제2 피치 가이드(306)는 반도체 웨이퍼(200)의 우측 가장자리 옆면에 일치되도록 정렬된다(도면에 표시된 점선 참조). 상기 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 반도체 웨이퍼 사이의 피치(pitch)가 좁아지지 않고 일정하게 유지하도록 하기 위한 것으로, 아래에 보다 상세히 설명될 것이다.
상기 챔버(400)에는, 내부의 밀폐 공간 내에 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 라인(402)과, 질소 가스 및 IPA 증기를 공급하는 질소 가스 및 IPA 증기 공급 라인(404)과, 그리고 오버플로된 DIW를 배출하기 위한 오버플로된 DIW 배출 라인(406)이 연결된다. 한편 일 측벽에는 챔버(400) 내의 질소 가스와 IPA 증기를 챔버(400) 밖으로 배출시키기 위한 질소 가스 및 IPA 배출구(408)가 구비된다.
도 3은 도 2의 반도체 웨이퍼 건조 장치에서 제1 및 제2 피치 가이드가 반도체 웨이퍼 측면을 지지하기 위한 위치로 이동한 상태를 나타내 보인 도면이다. 도 3에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타내므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)가 도 2에 도시되었던 최초 위치로부터 수직 상승하여 반도체 웨이퍼(200)의 양 측면을 각각 지지하고 있음을 알 수 있다. 이는 건조 공정을 진행하면서 인접한 반도체 웨이퍼(200) 들이 서로 흡착하지 못하도록 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)가 반도체 웨이퍼(200)를 고정시키기 위한 것으로서, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 순차적으로 더 높은 위치까지 수직 상승하여 반도체 웨이퍼(200)를 지지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2 및 도 3의 제1 및 제2 피치 가이드가 없는 경우에 발생되는 문제점을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4c는 도 2의 측면인 A 방향에서 바라본 모양을 나타낸다. 먼저 도 4a는 반도체 웨이퍼(200)들이 배스(300) 내에 로딩되어 있는 상태에서 DIW(310)가 오버플로되는 과정을 나타낸다. 다음에 도 4b는 DIW(310)가 드레인 되면서 반도체 웨이퍼(200)들이 서로 흡착되는 과정을 나타낸다. 그리고 도 4c는 DIW(310)가 거의 다 드레인 된 상태에서 반도체 웨이퍼(200)들이 다시 분리되는 과정을 나타낸다.
먼저 도 4a를 참조하면, 반도체 웨이퍼(200)의 하부 측면은 반도체 웨이퍼 지지대(미도시)의 제1 가이드(304a)에 하부 측면이 지지되고, 반도체 웨이퍼(200)의 바닥면은 반도체 웨이퍼 지지대(미도시)의 제3 가이드(304c)에 의해 지지된다.DIW(310)가, 화살표(312)로 나타낸 바와 같이, 상부 방향으로 오버플로 됨에 따라, 반도체 웨이퍼(200)는 DIW(310)에 의해 완전히 잠기게 되며, 이 과정에서 반도체 웨이퍼(200) 표면은 DIW(310)에 의해 세정된다.
다음에 도 4b를 참조하면, DIW(310)를 DIW 배출구(도 2 및 도 3의 302)를 통해 서서히 드레인하면서, 화살표(410)로 나타낸 바와 같이 반도체 웨이퍼(200)를 향하도록 질소 가스와 IPA 증기를 공급한다. DIW(310)는, 화살표(314)로 나타낸 바와 같이, 아래 방향으로 서서히 드레인 되며, 이에 따라 반도체 웨이퍼(200)의 상부는 DIW(310)로부터 노출되기 시작한다. 공급된 IPA 증기는 반도체 웨이퍼(200) 표면에 남아 있는 DIW(310)를 치환한다. 그런데 이때 반도체 웨이퍼(200)의 노출 표면 사이에 발생하는 표면 장력에 의해 인접한 반도체 웨이퍼(200)가 서로 흡착하게 된다(도면에서 B로 표시한 부분). 이와 같이 반도체 웨이퍼(200)들이 서로 흡착함에 따라, 반도체 웨이퍼(200) 표면의 DIW(310)가 계속 잔존해 있게 된다.
다음에 도 4c를 참조하면, DIW(310)가 거의 다 드레인 됨에 따라 반도체 웨이퍼(200)의 대부분이 DIW(310)로부터 노출된다. 그러면 반도체 웨이퍼(200)의 무게와 반도체 웨이퍼(200) 표면에 잔존하고 있는 DIW(310)의 무게로 인하여 흡착되어 있던 반도체 웨이퍼(200)들이 서로 분리된다. 이때 반도체 웨이퍼(200) 표면에는 여전히 DIW(310)가 남아 있으며, 이 DIW(310)들이 반도체 웨이퍼(200) 표면 아래로 흘러서 물 반점(water mark)(310')의 원인이 된다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 과정을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 배스(300) 내에 DIW(310)가 채워진 상태에서 반도체 웨이퍼(200)를 배스(300) 내로 로딩한다. 배스(300) 내에 로딩된 반도체 웨이퍼(200)는 DIW(310)에 의해 완전히 잠기며, 하부는 반도체 웨이퍼 지지대(304)의 제1 내지 제3 가이드(304a, 304b, 304c)에 의해 지지된다. 이 상태에서 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 초기 위치인 제1 위치(501)에 위치한다. 여기서 제1 위치(501)는 반도체 웨이퍼(200)와는 접촉하지 않은 위치를 의미한다.
다음에 도 5b를 참조하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 반도체 웨이퍼(200)를 지지하는 제2 위치(502)로 수직 이동시킨다. 여기서 제2 위치(502)는 반도체 웨이퍼(200)의 측면을 지지할 수 있는 위치를 의미한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 반도체 웨이퍼(200)의 상부 표면이 서로 흡착되지 않도록 반도체 웨이퍼(200)의 위치를 고정하기 위한 것이다.
다음에 도 5c를 참조하면, DIW(310)를 서서히 드레인하면서, 상부로부터는 질소 가스와 IPA 증기를 공급해준다. 드레인 되는 DIW(310)는 DIW 배출구(302)를 통해 배스(300) 외부로 배출된다. DIW(310)가 드레인 되면서 반도체 웨이퍼(200)의 상부 표면이 노출되며, 이때 반도체 웨이퍼(200)의 노출 표면에는 표면 장력이 발생하여 인접한 반도체 웨이퍼(200)와 서로 흡착하려는 힘이 작용한다. 그러나 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)에 의해 반도체 웨이퍼(200)가 고정되므로, 인접한 반도체 웨이퍼(200) 사이에 서로 흡착하는 현상이 발생되지 않는다. 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 드레인 되고 있는 DIW(310)에 의해 그 상부 표면이노출될 때까지 제2 위치(502)에서 계속 반도체 웨이퍼(200)를 지지한다.
다음에 도 5d를 참조하면, 드레인 되고 있는 DIW(310)에 의해 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 상부 표면이 노출되면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는, 드레인 됨에 따라 수면이 점점 낮아지는 DIW(310)와 함께 서서히 수직 하강되기 시작한다. 이때 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 하강 속도는 DIW(310)의 드레인 속도와 동일하게 함으로써, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 상부 표면이 항상 DIW(310)에 의해 노출되도록 한다.
다음에 도 5e를 참조하면, DIW(310)가 반도체 웨이퍼(200)의 하부면을 노출시키기 시작하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 제3 위치(503)에 위치시켜 반도체 웨이퍼(200)를 약간 상승 이동시킨다. 이때 반도체 웨이퍼 지지대(304)는 고정되어 있으므로, 반도체 웨이퍼(200)의 하부 면과 반도체 웨이퍼 지지대(304)의 제1 내지 제3 가이드(304a, 304b, 304c) 사이에는 틈이 생기게 된다. 이 틈으로 질소 가스 및 IPA 증기가 공급되므로, 제1 내지 제3 가이드(304a, 304b, 304c)의 홈내에 삽입되어 있던 반도체 웨이퍼(200) 하부면도 완전히 건조시킬 수 있다.
다음에 도 5f를 참조하면, DIW(310)가 완전히 드레인 되고, 반도체 웨이퍼(200)의 하부면까지 완전히 건조된 후에는, 질소 가스 및 IPA 증기의 공급을 중지하고, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)에 의해 반도체 웨이퍼(200)를 하강시켜 반도체 웨이퍼 지지대(304)에 의해 지지되도록 한다. 이후에 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 초기 위치인 제1 위치(501)로 복귀한다. 끝으로 건조된 반도체 웨이퍼(200)는 언로딩된다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a 내지 도 5f의 반도체 웨이퍼 건조 장치의 제1 및 제2 피치 가이드의 구동 원리의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
먼저 도 6a를 참조하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 양 단면에는 상하 이동 지지대(600)가 배치된다. 즉 제1 피치 가이드(306)의 상부 단부와 제2 피치 가이드(308)의 상부 단부는 공통적으로 상하 이동 지지대(600)의 일 측면에 부착되고, 마찬가지로 제1 피치 가이드(306)의 하부 단부와 제2 피치 가이드(308)의 하부 단부는 공통적으로 상하 이동 지지대(600)의 다른 측면에 부착된다. 도면에 나타내지는 않았지만, 상하 이동 지지대(600)는 구동력을 제공하는 피스톤(piston) 또는 모터(motor) 등과 연결된다. 이 외에도 DIW의 부력을 이용하여 상기 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 수직 이동시킬 수 있다. 이와 경우들에 있어서, 정밀한 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 위치 설정을 위하여 디지털 제어를 수행할 수 있는 컨트롤러와도 연결될 수 있다는 것을 당연하다.
상기 상하 이동 지지대(600)에 의해 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 위치(501)에 위치된다. 이후 외부에서 제공되는 구동력에 의해, 상하 이동 지지대(600)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 화살표 방향인 위로 이동시키고, 이에 따라 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)가 제2 위치(502)에 위치되도록 할 수 있다. 더 이상 도면에 나타내지는 않았지만, 마찬가지 원리로 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 제3 위치(도 5e의 503)에 위치시킬 수도 있으며, 자유롭게 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 수직 방향으로 이동시킬 수도 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조 장치를 이용한 반도체 웨이퍼의 건조 과정의 다른 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
먼저 도 7a를 참조하면, 배스(300) 내에 DIW(310)가 채워진 상태에서 반도체 웨이퍼(200)를 배스(300) 내로 로딩한다. 배스(300) 내에 로딩된 반도체 웨이퍼(200)는 DIW(310)에 의해 완전히 잠기며, 하부는 반도체 웨이퍼 지지대(304)의 제1 내지 제3 가이드(304a, 304b, 304c)에 의해 지지된다. 이 상태에서 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 초기 위치인 제1 위치(701)에 위치한다. 여기서 제1 위치(701)는 반도체 웨이퍼(200)와는 접촉하지 않으면서 반도체 웨이퍼(200)의 측면과 일정 간격 이격되면서 나란한 위치를 의미한다.
다음에 도 7b를 참조하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)를 반도체 웨이퍼(200)를 지지하는 제2 위치(702)로 수평 이동시킨다. 도면에서 화살표로 나타낸 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)의 이동 방향으로부터 알 수 있듯이, 제2 위치(702)는 반도체 웨이퍼(200)의 측면을 지지할 수 있는 위치를 의미한다. 앞서 언급한 바와 같이, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 반도체 웨이퍼(200)가 흔들리지 않고, 특히 인접한 반도체 웨이퍼(200)의 상부 표면이 서로 흡착되지 않도록 반도체 웨이퍼(200)의 위치를 고정하기 위한 것이다.
다음에 도 7c를 참조하면, DIW(310)를 서서히 드레인하면서, 상부로부터는 질소 가스와 IPA 증기를 공급해준다. 드레인 되는 DIW(310)는 DIW 배출구(302)를 통해 배스(300) 외부로 배출된다. DIW(310)가 드레인 되면서 반도체 웨이퍼(200)의 상부 표면이 노출되며, 이때 반도체 웨이퍼(200)의 노출 표면에는 표면 장력이발생하여 인접한 반도체 웨이퍼(200)와 서로 흡착하려는 힘이 작용한다. 그러나 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)에 의해 반도체 웨이퍼(200)가 고정되므로, 인접한 반도체 웨이퍼(200) 사이에 서로 흡착하는 현상이 발생되지 않는다. 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 드레인 되고 있는 DIW(310)에 의해 그 상부 표면이 노출될 때까지 제2 위치(702)에서 계속 반도체 웨이퍼(200)를 지지한다.
다음에 도 7d를 참조하면, DIW(310)가 드레인 되면서 반도체 웨이퍼(200)의 하부면이 완전히 노출되면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)는 초기 위치인 제1 위치(701)로 복귀한다. 이어서 질소 가스와 IPA 증기 공급을 중단하고, 건조된 반도체 웨이퍼(200)는 배스(300) 밖으로 언로딩된다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7a 내지 도 7d의 반도체 웨이퍼 건조 장치의 제1 및 제2 피치 가이드의 구동 원리의 일 예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
먼저 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)에는 각각 수평 이동 지지대(800)가 배치된다. 수평 이동 지지대(800)는 배스(300) 내에서 제1 위치(701)로부터 제2 위치(702)로 또는 그 반대로 수평 이동이 가능하며, 수평 이동 지지대(800)의 수평 이동에 의해 수평 이동 지지대(800)에 부착된 제1 및 제2 피치 가이드(306, 308)도 제1 위치(701)로부터 제2 위치(702)로 또는 그 반대로 수평 이동이 가능해진다.
이를 위하여, 수평 이동 지지대(800)는, 도 8c에 도시된 바와 같이, 지렛대 구조로 형성될 수 있다. 즉 배스(300) 외부에서는 수직 운동(화살표 참조)을 하지만, 힌지(801)에 의한 지렛대 구조로 인하여, 배스(300) 내부에서는 수평 운동을수행하게 된다. 배스(300) 외부에서의 수직 운동을 위한 구동력은 모터 또는 피스톤과 같은 수단에 의해 제공받을 수 있다.
또는, 수평 이동 지지대(800)는, 도 8d에 도시된 바와 같이, 배스(300) 외부에서 수평 운동(화살표 참조)을 하고, 이에 따라 배스(300) 내부에서도 동일한 방향으로 수평 운동을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우에도 배스(300) 외부에서의 수직 운동을 위한 구동력은 모터 또는 피스톤과 같은 수단에 의해 제공받을 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 증기 건조 방식의 반도체 웨이퍼 건조 장치에 의하면, 하프 피치로 건조 공정을 진행하여 반도체 웨이퍼 사이의 간격이 좁아지더라도, 반도체 웨이퍼가 흔들리지 않도록 하고 인접한 반도체 웨이퍼 사이의 흡착 현상이 발생하지 않도록 반도체 웨이퍼를 고정시키는 피치 가이드를 구비함으로써 물 반점과 같은 이물질이 발생하지 않도록 할 수 있으며, 대용량의 반도체 웨이퍼를 대단위로 건조시킬 수 있다는 이점을 제공한다.
Claims (12)
- 처리하고자 하는 반도체 웨이퍼가 탈이온수에 잠길 수 있는 내부 공간을 제공하는 배스;상기 배스 상부에서 증기가 이동하는 내부 공간을 제공하는 챔버;상기 챔버 내의 내부 공간으로 증기를 공급하기 위한 증기 공급 라인;상기 챔버 내의 증기를 상기 챔버 밖으로 배출하기 위한 배출 라인;상기 배스 내의 탈이온수를 상기 배스 밖으로 배출시키기 위하여 상기 배스 하부에 배치된 탈이온수 배출 라인;상기 배스 내에서 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 반도체 웨이퍼 지지대; 및상기 반도체 웨이퍼 지지대의 양 옆에서 상기 반도체 웨이퍼로부터 분리되는 제1 위치 및 상기 반도체 웨이퍼의 측면 가장자리와 접촉되어 상기 반도체 웨이퍼의 움직임을 방지하는 제2 위치로의 수직 이동이 가능한 피치 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼가 상기 반도체 웨이퍼 지지대와 이격되는 제3 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 피치 가이드는 모터에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 피치 가이드는 피스톤에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 피치 가이드는 상기 탈이온수의 부력으로 인한 구동력에 의해 상기 수직 운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 증기 공급 라인은 상기 챔버 내로 질소 가스와 이소프로필 알코올 증기를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼의 상부가 상기 탈이온수에 의해 노출되는 시점에서 상기 제2 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 처리하고자 하는 반도체 웨이퍼가 탈이온수에 잠길 수 있는 내부 공간을 제공하는 배스;상기 배스 상부에서 증기가 이동하는 내부 공간을 제공하는 챔버;상기 챔버 내의 내부 공간으로 증기를 공급하기 위한 증기 공급 라인;상기 챔버 내의 증기를 상기 챔버 밖으로 배출하기 위한 배출 라인;상기 배스 내의 탈이온수를 상기 배스 밖으로 배출시키기 위하여 상기 배스 하부에 배치된 탈이온수 배출 라인;상기 배스 내에서 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 반도체 웨이퍼 지지대; 및상기 반도체 웨이퍼의 양 측면 옆에서 상기 반도체 웨이퍼로부터 분리되는 제1 위치 및 상기 반도체 웨이퍼의 측면 가장자리와 접촉되어 상기 반도체 웨이퍼의 움직임을 방지하는 제2 위치로의 수평 이동이 가능한 피치 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제8항에 있어서,상기 피치 가이드는 모터에 연결되어 상기 수평 운동을 위한 구동력을 제공받는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제8항에 있어서,상기 피치 가이드는 피스톤에 연결되어 상기 수직 운동을 위한 구동력을 제공받는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제8항에 있어서,상기 증기 공급 라인은 상기 챔버 내로 질소 가스와 이소프로필 알코올 증기를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
- 제8항에 있어서,상기 피치 가이드는 상기 반도체 웨이퍼의 상부가 상기 탈이온수에 의해 노출되는 시점에서 상기 제2 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조 장치.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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