KR20050006717A - Method and apparatus for wafer drying - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼의 세정공정에서 사용되는 반도체소자의 제조장치에 관한 것으로, 구체적으로는 웨이퍼의 세정후 그 웨이퍼를 건조하는 웨이퍼 건조 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus used in a wafer cleaning process, and more particularly, to a wafer drying apparatus and method for drying a wafer after cleaning the wafer.
반도체소자의 고집적화에 따라 반도체 제조공정에서 웨이퍼의 세정기술은 더욱 다양화되고, 그리고 그의 중요성은 증대되어가고 있다. 특히 미세구조를 갖는 반도체소자의 제조공정에 있어서는 웨이퍼의 세정 공정후 웨이퍼에 부착된 파티클(particles)뿐만 아니라, 정전기, 워터마크(water mark), 라인성 파티클 등은 후속공정에 커다란 영향을 미치게 되기 때문에, 웨이퍼의 건조공정의 필요성이 더욱 증대된다.Background Art With the high integration of semiconductor devices, the technology for cleaning wafers in semiconductor manufacturing processes is becoming more diversified, and their importance is increasing. Particularly in the manufacturing process of semiconductor devices having a microstructure, static electricity, watermarks, line particles, etc., as well as particles adhered to the wafer after the wafer cleaning process have a great influence on subsequent processes. Therefore, the necessity of the drying process of a wafer further increases.
반도체소자의 제조에 이용되는 웨이퍼의 건조장치는 여러 방향으로 발전하였다. 그들은 다음과 같다. 하나는 원심력을 이용하여 웨이퍼를 건조하는 스핀 건조기(a spin dryer), 다른 하나는 이소프로필 알코올(isopropyle alcohol : IPA)의 낮은 증기압을 이용하여 웨이퍼를 건조하는 건조장치(이하, IPA건조장치라 칭함)이다. 하지만, 상기 스핀 건조기, IPA 증기 건조기(vapor dryer)로는 웨이퍼 표면이나 패턴 사이의 워터 마크(water mark)을 완전히 제거할 수 없다. 그래서, 최근에는 IPA와 물의 표면 장력과 증기압의 차이를 이용한 마란고니 방식(Marangoni type)의 건조장치가 주로 사용되고 있다. 이 마란고니 방식의 건조 장치는, 물의 표면 장력과 IPA의 밀도 및 표면장력이 다른 것을 이용한 방법으로, 건조효과가 있는 IPA 층을 물 상부에 띄워 웨이퍼를 건조하는 방식이다.The wafer drying apparatus used for the manufacture of semiconductor devices has developed in various directions. They are as follows. One is a spin dryer for drying the wafer using centrifugal force, and the other is a drying device for drying the wafer using a low vapor pressure of isopropyl alcohol (IPA) (hereinafter referred to as IPA drying device). to be. However, the spin dryer and the IPA vapor dryer cannot completely remove the water mark between the wafer surface and the pattern. Therefore, recently, a Marangoni type drying apparatus using the difference between the surface tension and the vapor pressure of IPA and water is mainly used. This marangoni-type drying apparatus is a method in which the surface tension of water, the density of IPA, and the surface tension are different, and a wafer is dried by floating an IPA layer having a drying effect on the water.
이와 같은 마란고니(marangoni) 원리를 이용한 건조 공정을 간략히 살펴보면, 우선 웨이퍼를 탈이온수로 세정시킨다. 웨이퍼의 세정이 완료되면 탈이온수를 배수하면서 건조가스(IPA ,질소가스)를 처리조 내부로 분사하여 웨이퍼 표면의 물기를 제거한다. 처리조 내의 탈이온수가 완전히 배수되면, 고온의 질소가스를 분사하여 웨이퍼 표면에 미세한 입자형태로 남아있는 탈이온수를 수증기로 증발시킨다.Briefly looking at the drying process using this marangoni principle, the wafer is first cleaned with deionized water. When cleaning of the wafer is completed, dry gas (IPA, nitrogen gas) is injected into the treatment tank while draining deionized water to remove moisture from the surface of the wafer. When the deionized water in the treatment tank is completely drained, hot nitrogen gas is injected to evaporate the deionized water remaining in the form of fine particles on the wafer surface with water vapor.
그러나, 이러한 마란고니(marangoni) 원리를 이용한 건조 장치는 다음과 같은 문제점은 갖고 있다.However, the drying apparatus using this marangoni principle has the following problems.
기존에는 배기구가 처리조의 상부에 위치되어 있기 때문에, 처리조의 수위가 낮아질 경우 건조 과정에서 발생되는 잔류물들(증발된 수증기 및 파티클들을 포함)이 외부로 신속하게(원활하게) 빠져나가지 못하는 구조적인 문제점을 갖고 있다. 결국 이 잔류물들은 처리조 상부로부터 분사되는 건조가스와 함께 처리조 내부에서 불규칙한 유동흐름(난류)을 형성하게 된다. 따라서, 웨이퍼의 표면 건조가 균일하지 못하고, 특히 물기가 웨이퍼의 상단부보다 하단부에 많이 남아있는 등의 건조 불량이 발생된다.Conventionally, since the exhaust port is located in the upper part of the treatment tank, when the water level of the treatment tank is lowered, structural problems in which residues (including evaporated water vapor and particles) generated during the drying process cannot escape quickly (smoothly) to the outside Have As a result, these residues, together with the dry gas injected from the top of the treatment tank, form an irregular flow (turbulence) inside the treatment tank. Therefore, the surface drying of the wafer is not uniform, and in particular, drying defects such as more water remain at the lower end than the upper end of the wafer occur.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 건조 공정을 진행하는 동안 수면 위에 잔존하는 잔류물들을 신속하게 배기시킬 수 있는 웨이퍼 건조 장치 및 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 건조 효율을 높일 수 있는 건조 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 처리조 내에서의 난류 흐름을 방지할 수 있는 건조 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a wafer drying apparatus and method capable of quickly evacuating residues remaining on the water surface during a drying process. Another object of the present invention is to provide a drying apparatus that can increase the drying efficiency. Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a drying apparatus and method capable of preventing turbulent flow in the treatment tank.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치를 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a wafer drying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2 내지 도 3은 도 1에서 처리조의 수위 변화에 따라 잔류물들이 배기되는 위치가 변경된다는 것을 보여주는 도면;2 to 3 show that the position where the residues are exhausted is changed according to the change in the water level of the treatment tank in FIG. 1;
도 4는 도 1에 도시된 가변 배기부의 변형된 예를 보여준다.4 illustrates a modified example of the variable exhaust unit illustrated in FIG. 1.
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형된 웨이퍼 건조 장치를 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining a modified wafer drying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
111 : 처리조 112 : 내조111: treatment tank 112: inner tank
114 : 외조 116 : 커버114: the outer tank 116: cover
120 : 웨이퍼 가이드 130 : 기체 분배기120: wafer guide 130: gas distributor
142 : 분배관 152a : 제 1 배수관142: distribution pipe 152a: first drain pipe
154 : 조절밸브 180,200 : 가변 배기부154: control valve 180,200: variable exhaust
182 : 배기구 184 : 도어182: exhaust port 184: door
186 : 제어부 188 : 감지 센서186 control unit 188 detection sensor
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 웨이퍼 가이드가 놓여지는 처리조와; 웨이퍼에 잔존하는 물기를 제거하기 위해 상기 처리조에 건조 가스를 분사하는 분사구들와; 상기 처리조 내부로 분사된 건조 가스와, 공정을 진행하는 동안 잔류물들의 배기위치가 변경되는 가변 배기부를 갖는 건조 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention and the processing tank is placed; Injection holes for injecting dry gas into the processing tank to remove water remaining on the wafer; Provided is a drying apparatus having a drying gas injected into the treatment tank and a variable exhaust portion whose exhaust position of the residues is changed during the process.
본 발명에서 상기 배기부는 상기 처리조의 세정액 수면 부근에서 상기 잔류물들의 배기가 이루어지도록, 상기 세정액의 수위 변화에 따라 그 배기 위치가 점진적또는 단계적으로 변경된다.In the present invention, the exhaust portion is gradually or stepwise changed in accordance with the change of the level of the cleaning liquid so that the residues are exhausted near the surface of the cleaning liquid of the treatment tank.
본 발명에서 상기 배기부는 상기 처리조에 일정한 높이마다 설치되는 배기구들과; 상기 배기구에 설치되는 그리고 상기 배기구를 열고 닫기 위한 도어와; 상기 세정액의 수위에 따라 적어도 하나의 배기구 개폐를 위해 도어를 작동하는 제어부를 포함한다.In the present invention, the exhaust portion and the exhaust port is provided at a predetermined height in the treatment tank; A door installed at the exhaust port and for opening and closing the exhaust port; It includes a control unit for operating the door for opening and closing at least one exhaust port in accordance with the level of the cleaning liquid.
본 발명에서 상기 배기구들은 상기 처리조의 적어도 하나의 측면에 설치된다.In the present invention, the exhaust ports are provided on at least one side of the treatment tank.
본 발명에서 상기 배기부는 배기구를 갖는 그리고 상기 처리조에 설치되는 적어도 하나의 이동관과; 상기 이동관을 상기 세정액의 수위에 따라 승강시키기 위한 이동부재를 포함한다. 상기 배기부는 상기 세정액의 수위를 체크하기 위한 감지센서를 더 포함한다. 상기 배기구는 슬롯 형태인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.At least one moving tube having an exhaust port and installed in the treatment tank in the present invention; And a moving member for elevating the moving tube according to the level of the cleaning liquid. The exhaust part further includes a sensor for checking the level of the cleaning liquid. The exhaust port is a wafer drying apparatus, characterized in that the slot form.
본 발명의 다른 특징은 처리조 내부로 세정액을 공급하여 기판을 세정하는 단계; 상기 기판이 상기 세정액의 수면위로 서서히 노출되도록 상기 처리조 내의 액체를 배출하면서 건조가스를 분사하는 단계; 및 상기 건조가스와, 수증기를 포함한 잔류물들이 상기 세정액의 수위 변화에 따라 그에 상응하는 높이에서 배기가 이루어지는 단계를 포함하는 건조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is to supply a cleaning liquid into the treatment tank to clean the substrate; Spraying a dry gas while discharging the liquid in the treatment tank so that the substrate is gradually exposed on the surface of the cleaning liquid; And exhausting the drying gas and residues including water vapor at a height corresponding to the change in the level of the cleaning liquid.
본 발명에서 상기 잔류물들의 배기 단계는 상기 세정액의 수위를 체크하는 단계; 상기 세정액의 수위 변화에 따라 잔류물들이 배기되는 배기구들의 위치를 변경하는 단계를 포함한다.In the present invention, the step of evacuating the residues comprises: checking the level of the cleaning liquid; Changing the positions of the exhaust ports through which residues are exhausted according to the change in the level of the cleaning liquid.
본 발명에서 상기 잔류물들의 배기 단계는 상기 세정액의 수위를 체크하는 단계; 상기 세정액의 수위 변화에 따라 상기 세정액의 수면에 가장 근접한 적어도 하나의 배기구들을 선택적으로 개방하는 단계를 포함한다.In the present invention, the step of evacuating the residues comprises: checking the level of the cleaning liquid; Selectively opening at least one exhaust port closest to the surface of the cleaning liquid according to a change in the level of the cleaning liquid.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a wafer drying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치(100)는 챔버(110), 기체 분배기(130), 액체 유동 시스템 그리고 가변 배기부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the wafer drying apparatus 100 according to the present invention includes a chamber 110, a gas distributor 130, a liquid flow system, and a variable exhaust unit 180.
상기 챔버(110)는 처리조(111)와 커버(116)를 갖는다. 상기 처리조(111)는 기판(W)를 침지시켜 세정하기 위한 내조(112)와 상기 내조를 둘러싸는 외조(114)로 구성된다. 상기 처리조(111)의 내조(112)는 바닥(112a) 및 측벽(112b)들을 갖으며, 이들에 의해 둘러싸여진 공간을 제공한다. 상기 처리조(111)는 상기 내조의 바닥으로부터 연장된 배출 포트(exhaust port;113)를 갖는다. 상기 처리조(111)는 상부를 향하여 개구된 형태를 갖으며, 상기 처리조(111)의 개구는 상기 커버(116)에 의해 개폐된다. 상기 커버(116)와 상기 처리조(111)의 접촉부에는 밀봉을 위한 오-링이 설치된다.The chamber 110 has a treatment tank 111 and a cover 116. The treatment tank 111 is composed of an inner tank 112 for immersing and cleaning the substrate W and an outer tank 114 surrounding the inner tank. The inner tank 112 of the treatment tank 111 has a bottom 112a and sidewalls 112b and provides a space surrounded by them. The treatment tank 111 has an exhaust port 113 extending from the bottom of the inner tank. The treatment tank 111 has an open shape toward the upper portion, the opening of the treatment tank 111 is opened and closed by the cover 116. An o-ring for sealing is installed at the contact portion of the cover 116 and the treatment tank 111.
상기 처리조(111) 내의 웨이퍼(w)들은 웨이퍼 가이드(120)에 의해 지지된다. 상기 웨이퍼 가이드(120)는 상기 웨이퍼들(w)을 가로지르는 방향과 평행하게 배치된 적어도 3개의 바들(bars; 122a 및 122b)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼 가이드(120)는 하나의 중심 바(122a) 및 상기 중심 바(122a)의 양 옆에 위치하는 두개의 측 바들(122b)로 구성된다. 상기 웨이퍼 가이드(120)는 상기 웨이퍼들(W)을 상승시키거나 하강시키는 리프트(lift;도시하지 않음)와 접속될 수 있다.The wafers w in the processing tank 111 are supported by the wafer guide 120. The wafer guide 120 may be composed of at least three bars 122a and 122b disposed in parallel with a direction crossing the wafers w. For example, the wafer guide 120 is composed of one center bar 122a and two side bars 122b positioned at both sides of the center bar 122a. The wafer guide 120 may be connected to a lift (not shown) that raises or lowers the wafers W. FIG.
상기 기체 분배기(130)는 상기 커버(116)에 설치된다. 이 기체 분배기(130)는 복수의 노즐들을 포함한다. 상기 기체 분배기(130)는, IPA와, 상온 또는 가열된질소가스 등의 불활성 가스를 상기 처리조(111)의 상부로부터 상기 처리조(111)의 내부로 균일하게 공급한다.The gas distributor 130 is installed in the cover 116. The gas distributor 130 includes a plurality of nozzles. The gas distributor 130 uniformly supplies IPA and inert gas such as nitrogen gas at room temperature or heated to the inside of the treatment tank 111 from the upper portion of the treatment tank 111.
상기 액체 유동 시스템은 액체를 상기 처리조(111)내로 지속적으로 공급하는 수단과, 상기 액체를 상기 처리조(111)로부터 지속적으로 배출하는 수단을 갖는다. 이들 수단들에 의해 상기 처리조(111)내의 액체의 수위 및 배출이 조절된다. 상기 공급 수단은 상기 처리조(111)하단에 상기 웨이퍼 가이드(120)의 길이 방향으로 설치되는 그리고 다수의 분사공들(144)이 형성된 분배관(142)을 갖는다. 상기 분배관(142)은 액체 공급관을 통해 외부의 액체 공급원으로부터 액체를 공급받는다.The liquid flow system has means for continuously supplying liquid into the treatment tank 111 and means for continuously discharging the liquid from the treatment tank 111. These means control the level and discharge of the liquid in the treatment tank 111. The supply means has a distribution pipe 142 which is installed in the longitudinal direction of the wafer guide 120 and formed with a plurality of injection holes 144 under the processing tank 111. The distribution pipe 142 receives liquid from an external liquid supply source through a liquid supply pipe.
상기 배출 수단은 상기 처리조(111)의 배출포트(113)에 연결된 제 1 및 제 2 배수관(drain pipe;152a,152b)과, 제1배수관에 설치되는 개폐밸브(154a)와 제2배수관에 설치되는 개폐 및 유량조절가능한 밸브(154b)를 포함한다. 예컨대, 상기 제 2 배수관(152b)은 원하는 속도(1-2mm/s)로 배수하기 위한 장치(유량조절밸브) 또는 정량 펌프등을 포함한다. 상기 처리조(111) 내의 액체 수위 조절은 상기 밸브(154b)의 조절에 의해 이루어진다.The discharge means includes first and second drain pipes 152a and 152b connected to the discharge port 113 of the treatment tank 111, and on / off valves 154a and second drain pipes installed in the first drain pipe. It includes an open and close adjustable flow valve 154b. For example, the second drain pipe 152b includes a device (flow control valve) or a metering pump for draining at a desired speed (1-2 mm / s). Control of the liquid level in the treatment tank 111 is achieved by adjustment of the valve 154b.
여기서, 상기 액체는 세척공정을 실시하는 데 사용된다. 상기 세척공정은 웨이퍼들(w)을 세정하는 공정 또는 웨이퍼들(w)을 린스시키는 공정에 해당한다. 따라서, 상기 세척공정이 세정공정에 해당하는 경우에는 상기 액체는 상기 웨이퍼들(w) 상에 잔존하는 파티클들 또는 자연산화막과 같은 오염물질을 제거하는 데 적합한 화학용액일 수 있다. 또한, 상기 세척공정이 린스공정에 해당하는 경우에는, 상기 웨이퍼들(w) 상에 남아있는 화학용액을 제거하는 데 적합한 탈이온수일 수 있다.Here, the liquid is used to carry out the washing process. The cleaning process corresponds to a process of cleaning the wafers w or a process of rinsing the wafers w. Therefore, when the cleaning process corresponds to the cleaning process, the liquid may be a chemical solution suitable for removing contaminants such as particles or natural oxide film remaining on the wafers w. In addition, when the cleaning process corresponds to the rinse process, it may be deionized water suitable for removing the chemical solution remaining on the wafers (w).
상기 웨이퍼 건조 장치는 상기 처리조 내부로 분사된 건조가스(IPA 및 N2) 및 건조가스에 의해 증발된 수증기를 포함한 잔류물들이 배기되는 가변 배기부(180)를 갖는다.The wafer drying apparatus has a variable exhaust unit 180 through which residues including dry gases IPA and N2 injected into the processing tank and water vapor evaporated by the dry gases are exhausted.
상기 가변 배기부(180)는 상기 세정액의 수위에 따라 상기 잔류물들의 배기 위치가 가변된다. 상기 가변 배기부(180)는 상기 잔류물들이 상기 처리조(111)의 세정액 수면 부근에서 배기될 수 있도록, 상기 세정액의 수위 변화에 따라 상기 잔류물들의 배기 위치가 가변되는 구조적인 특징을 갖는다.In the variable exhaust unit 180, the exhaust positions of the residues vary according to the level of the cleaning liquid. The variable exhaust unit 180 has a structural feature in which the exhaust position of the residues is changed according to a change in the level of the cleaning liquid so that the residues can be exhausted near the surface of the cleaning liquid of the treatment tank 111.
도 1을 참조하면, 상기 가변 배기부(180)는 상기 내조(112)의 양측면에 각각 형성된 4개의 배기구(182)들을 갖으며, 이 배기구(182)들은 상기 내조(112)의 측면에 일정한 간격을 가지고 형성된다. 각각의 상기 배기구(182)에는 도어(184)가 설치되며, 이 도어(184)의 개폐는 제어부(186)에 의해 제어된다. 상기 가변 배기부(180)는 상기 내조(112)의 수위를 감지하는 센서(188)들을 갖으며, 상기 제어부(186)는 상기 감지 센서(188)들로부터 감지 신호를 제공받는다. 상기 제어부(186)는 상기 세정액의 수위에 따라 적어도 하나의 배기구(182) 개방을 위해 도어(184)를 작동시킨다. 예컨대, 세정액의 수면과 가장 인접한 배기구를 개방하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, the variable exhaust unit 180 has four exhaust ports 182 formed on both sides of the inner tank 112, and the exhaust holes 182 are spaced at a side of the inner tank 112. Is formed with. Each exhaust port 182 is provided with a door 184, the opening and closing of the door 184 is controlled by the control unit 186. The variable exhaust unit 180 has sensors 188 for detecting the level of the inner tank 112, and the controller 186 receives a detection signal from the detection sensors 188. The control unit 186 operates the door 184 to open at least one exhaust port 182 according to the level of the cleaning liquid. For example, it is preferable to open the exhaust port closest to the surface of the cleaning liquid.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 건조 장치(100)는 잔류물들이 세정액의 수면에 가장 인접한 배기구(182)를 통해 신속하게 그리고 확실하게 배기될 수 있는 것이다(잔류물들의 배기 흐름을 화살표로 표시하였음).As shown in Figs. 2 and 3, the wafer drying apparatus 100 is one in which residues can be exhausted quickly and reliably through the exhaust port 182 closest to the surface of the cleaning liquid (exhaust flow of residues). With arrows).
도 4는 도 1에 도시된 가변 배기부의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for describing a modification of the variable exhaust unit illustrated in FIG. 1.
도 4에 도시된 웨이퍼 건조 장치(100a)는 도 1에 도시된 장치와 동일한 구성을 갖는다. 다만, 가변 배기부(200)의 배기구(202)에 도어를 설치하지 않고, 이 배기구(202)들 각각에 배기라인(204)을 연결하고, 배기라인(204)은 차단밸브(206)를 사용하여 개폐시키는 구조적인 특징을 갖는다. 도면부호 208은 수위 감지 센서, 도면부호 210은 제어부이다.The wafer drying apparatus 100a shown in FIG. 4 has the same configuration as the apparatus shown in FIG. However, without installing a door in the exhaust port 202 of the variable exhaust unit 200, an exhaust line 204 is connected to each of the exhaust ports 202, and the exhaust line 204 uses a shutoff valve 206. It has a structural feature to open and close. Reference numeral 208 denotes a water level sensor, and reference numeral 210 denotes a control unit.
다음은, 도 1에 도시된 웨이퍼 건조 장치에서의 건조 방법을 설명하기로 한다.Next, a drying method in the wafer drying apparatus shown in FIG. 1 will be described.
먼저, 상기 처리조(111) 내부로 상기 웨이퍼들(w)을 로딩시킨다. 상기 분배관(142)을 통하여 상기 처리조(111) 내로 탈이온수를 공급한다. 상기 탈이온수는 상기 웨이퍼들(w)을 린스시키기 위하여 상기 공급 수단 및 배출 수단을 통하여 지속적으로 공급 및 배출된다. 상기 웨이퍼들(w)의 린스공정 후, 상기 처리조(111) 내의 탈이온수 상부로 IPA와 질소가스를 공급함과 동시에 상기 처리조(111)내의 탈이온수를 상기 제 2 배수관(152b)을 통해 서서히 배출시킨다. 이에 따라, 상기 웨이퍼들(w)의 표면에 잔존하는 탈이온수를 제거하는 건조공정이 진행된다.First, the wafers w are loaded into the processing tank 111. Deionized water is supplied into the treatment tank 111 through the distribution pipe 142. The deionized water is continuously supplied and discharged through the supply means and the discharge means to rinse the wafers w. After rinsing the wafers w, while supplying IPA and nitrogen gas to the upper portion of the deionized water in the treatment tank 111, the deionized water in the treatment tank 111 is gradually passed through the second drain pipe 152b. Discharge it. Accordingly, a drying process of removing deionized water remaining on the surfaces of the wafers w is performed.
한편, 상기 가변 배기부(180)는 상기 처리조 내의 수위 변화에 따라 배기구(182)들을 개폐시키며, 수면과 인접한 배기구(182)가 오픈 됨으로써, 웨이퍼 건조에 사용된 가스(N2,IPA)와 퓸(fume)을 포함한 잔류물들이 상기 배기구(182)들을 통해 신속하게 배기된다. 이처럼, 처리조(111)의 수면과 가장 인접한배기구(182)들을 통하여 상기 잔류물들이 신속하게 배기됨으로써, 상기 처리조(111)내에 난류 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 건조공정 동안 처리조(111)내부의 기체 흐름을 안정되도록 유지할 수 있다. 만일, 상기 건조공정 동안 상기 처리조 내부에 소용돌이와 같은 불안정한 공기 흐름현상이 발생하면, 고온의 N2가스 분사에 의해 웨이퍼 표면의 물 입자 건조 효과를 얻기가 어렵다. 따라서, 건조공정 동안 상기 처리조(111)내부의 기체 흐름을 안정시키고 그리고 신속하게 배기되도록 유지하는 것은 건조공정에 있어서 매우 중요하다. 결과적으로, 건조공정을 실시하는 동안, 상기 N2가스 및 상기 잔류물들이 신속하게 상기 제 1 배기관(172)을 통해서 배기됨과 아울러, 새로운 N2가스가 웨이퍼 표면으로 제공됨으로써 상기 잔류물들에 의해 웨이퍼 오염을 최소화하고, 웨이퍼 표면의 물 입자 제거 효과를 극대화시킬 수 있다.Meanwhile, the variable exhaust unit 180 opens and closes the exhaust ports 182 according to the change in the water level in the treatment tank, and opens the exhaust port 182 adjacent to the water surface, thereby allowing the gas (N2, IPA) and fume used to dry the wafer. Residues, including fumes, are quickly exhausted through the vents 182. As such, the residues are rapidly exhausted through the exhaust pipes 182 closest to the water surface of the treatment tank 111, thereby preventing the occurrence of turbulence in the treatment tank 111. That is, the gas flow inside the treatment tank 111 may be maintained to be stable during the drying process. If an unstable air flow phenomenon such as vortex occurs inside the treatment tank during the drying process, it is difficult to obtain a water particle drying effect on the wafer surface by hot N 2 gas injection. Therefore, it is very important for the drying process to maintain the gas flow in the treatment tank 111 to be stabilized and quickly evacuated during the drying process. As a result, during the drying process, the N2 gas and the residues are quickly exhausted through the first exhaust pipe 172, and new N2 gas is provided to the wafer surface, thereby reducing wafer contamination by the residues. Minimize and maximize the effect of removing water particles on the wafer surface.
상기 처리조(111) 내의 탈이온수 배출이 완료되면, 다음 공정으로 최종 웨이퍼 건조 공정이 이루어진다. 이 최종 웨이퍼 건조 공정은 웨이퍼 표면에 미세한 입자 형태로 남아있는 탈이온수를 가열된 질소가스를 이용하여 제거하는 공정이다.When the deionized water discharge in the treatment tank 111 is completed, the final wafer drying process is performed in the following process. This final wafer drying process removes deionized water remaining in the form of fine particles on the wafer surface using heated nitrogen gas.
도 5 및 도 6은 변형된 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치를 보여주는 도면이다.5 and 6 show a wafer drying apparatus according to a modified embodiment.
도 5 및 도 6에 도시된 웨이퍼 건조 장치(100')는 도 1에 도시된 웨이퍼 건조장치와 동일한 구성과 기능을 갖는 챔버(110), 기체 분배기(130) 그리고 액체 유동 시스템 등을 갖으며, 이들에 대한 설명은 앞에서 상세하게 설명하였기에 본 변형예에서는 생략하기로 한다. 다만, 본 실시예에서는 세정액의 수위에 따라 승강되는 가변 배기부(190)를 갖는 구조적인 특징을 갖는다.The wafer drying apparatus 100 ′ shown in FIGS. 5 and 6 has a chamber 110, a gas distributor 130, a liquid flow system, and the like having the same configuration and function as the wafer drying apparatus shown in FIG. 1, Description of these has been described in detail above, so it will be omitted in this modification. However, in the present embodiment, it has a structural feature having a variable exhaust unit 190 which is elevated according to the level of the cleaning liquid.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가변 배기부(190)는 하나의 배기구(193)를 갖는 이동관(192)을 갖는다. 이 이동관(192)은 상기 처리조(111)의 양측에 서로 대응되게 설치되며, 이 이동관(192)은 세정액의 수위 변화에 따라 이동부재(194)에 의해 이동된다. 상기 이동부재는 이동관과 연결되는 와이어(195), 와이어가 감겨져 있는 릴(reel;196) 그리고 이 릴을 회전시키기 위한 모터(197)를 포함한다. 상기 가변 배기부(190)는 상기 이동관(192)의 승강을 안내해주는 가이드 레일(198)이 처리조 내면에 설치될 수 있다. 예컨대, 잔류물들은 상기 배기구(193)를 통해 상기 이동관(192)으로 유입되고, 이동관(192)에 연결된 배기라인(199)을 통해 배기된다. 미설명부호 194는 수위 감지 센서이고, 191은 상기 모터를 제어하는 제어부이다. 경우에 따라서, 상기 릴과 상기 모터는 상기 처리조 외부에 설치될 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the variable exhaust unit 190 has a moving tube 192 having one exhaust port 193. The moving tube 192 is installed on both sides of the treatment tank 111 to correspond to each other, the moving tube 192 is moved by the moving member 194 in accordance with the change in the level of the cleaning liquid. The moving member includes a wire 195 connected to the moving tube, a reel 196 on which the wire is wound, and a motor 197 for rotating the reel. The variable exhaust unit 190 may have a guide rail 198 for guiding the lifting and lowering of the moving tube 192 on the inner surface of the treatment tank. For example, the residues are introduced into the moving tube 192 through the exhaust port 193 and are exhausted through the exhaust line 199 connected to the moving tube 192. Reference numeral 194 denotes a water level sensor, and 191 denotes a control unit for controlling the motor. In some cases, the reel and the motor may be installed outside the treatment tank.
상기 이동부재(194)의 다른 예로는 유압을 이용한 실린더 장치 또는 모터와 기어를 이용한 이동 장치를 사용할 수도 있다.Another example of the moving member 194 may be a cylinder device using hydraulic pressure or a moving device using a motor and a gear.
이상에서, 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the wafer drying apparatus according to the present invention have been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described by way of example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 건조공정을 실시하는 동안, N2가스 및상기 잔류물들이 신속하게 배기됨으로써, 잔류물들에 의해 웨이퍼 오염을 최소화하고, 웨이퍼 표면의 물 입자 제거 효과를 극대화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, during the drying process, the N 2 gas and the residues are rapidly exhausted, thereby minimizing wafer contamination by the residues and maximizing the water particle removal effect on the wafer surface. .
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