KR20050100481A

KR20050100481A - 웨이퍼 건조장치

Info

Publication number: KR20050100481A
Application number: KR1020040025726A
Authority: KR
Inventors: 이광욱; 윤병문
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-19

Abstract

수세 공정을 마친 웨이퍼(wafer)를 건조시키는 건조장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 초음파 발생기(sonic generator)로부터 이소프로필알코올(IPA)액에 전달되는 음파 에너지에 의해 발생되는 캐비테이션(cavitation) 효과를 이용하여 이소프로필알코올 미스트를 발생시킨다. 상기 이소프로필알코올 미스트는 탈이온수(DIW) 표면에서 이소프로필알코올 층을 형성하며, 상기 장치는 마란고니 효과(marangoni effect)를 이용하여 상기 이소프로필알코올 층을 통과하는 웨이퍼(wafer)를 건조시킨다.

Description

웨이퍼 건조장치{APPARATUS FOR DRYING A WAFER}

본 발명은 웨이퍼 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마란고니 효과를 이용하여 웨이퍼(wafer)를 건조시키는 웨이퍼 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼를 건조시키는 장치로는, 웨이퍼(wafer)를 회전시켜 발생하는 원심력으로 웨이퍼에서 탈이온수(DIW)를 제거하는 스핀 건조장치(spin dryer)와 웨이퍼에 이소프로필알코올을 도포함으로써 웨이퍼 표면의 탈이온수를 이소프로필알코올로 치환시킨 후 이소프로필알코올을 증발시키는 이소프로필알코올 증발 건조장치(IPA vapor dryer)와 마란고니 효과를 응용한 웨이퍼 건조장치가 가장 일반적인 형태이다. 이중 최근에는 웨이퍼 건조 능력이 상대적으로 양호한 마란고니 효과를 응용한 웨이퍼 건조장치를 사용한다.

마란고니 방식의 웨이퍼 건조장치는 표면장력을 유발시키기 위하여 탈이온수에 이소프로필알코올 미스트를 도포하는 방법을 사용한다. 이때 이소프로필알코올 미스트를 발생시키는 방법에 따라 여러 가지 종류의 웨이퍼 건조장치가 있으며 각각의 건조장치는 이소프로필알코올 미스트를 발생시키는 기본적인 차이점에 따라 건조 능력에 차이가 생긴다.

웨이퍼 건조장치의 건조 능력은 표면 장력 차이를 유발하는 이소프로필알코올 미스트를 최대한 균일하게 하고 효율적으로 탈이온수의 표면에 안착시키는 방법에 따라 차이가 발생한다. 이를 위해 기존의 웨이퍼 건조장치는 이소프로필알코올 미스트를 발생시키는 방법으로, 질소가스 버블(N2 bubble)을 이소프로필알코올 액에 통과시키거나 또는 이소프로필알코올을 가열하거나 또는 이소프로필알코올을 스프레이로 분사하거나 또는 음파 에너지(sonic energy)에 의해 이소프로필알코올 미스트를 분사하는 방법을 사용하였다.

도 1에는 가장 일반적인 웨이퍼 건조장치인, 질소(N2) 캐리어 가스(carrier gas)와 버블러(bubbler)를 이용한 웨이퍼 건조장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 건조장치(10)는 버블러(20) 및 건조 챔버(30)(chamber)를 갖고, 상기 버블러(20)는 이소프로필알코올액(22)을 저정하는 액조(21)와, 캐리어 가스인 질소가스(26)를 상기 버블러(20)에 공급하기 위한 제1공급관(24)을 포함한다.

하지만, 이러한 종래의 웨이퍼 건조장치(wafer dryer)(10)는 건조 효율을 증가시키기 위해 상기 혼합가스(28)의 양을 증가시키기가 쉽지 않다.

또한, 상기 건조 챔버(30)에 공급되는 상기 혼합가스(28) 중에서, 상기 캐리어 가스(carrier gas)인 질소가스(N2 gas)(26) 대비 이소프로필알코올 농도가 낮기 때문에, 마란고니 효과를 발생시키기 위해서는 상기 캐리어 가스인 질소가스(26)를 다량 사용해야 한다.

따라서, 상기 혼합가스(28) 분사 노즐(nozzle)에서는 강한 기류가 형성되어 국부적으로 심한 혼란을 발생시켜 입자(particle) 측면에서 불안한 단점이 있으며 다량의 캐리어 가스를 사용함으로써 건조 시스템을 외부와 개방시켜야 하는 문제점 등이 있다.

한편, 또 다른 웨이퍼 건조장치(미도시)는, 이소프로필알코올을 가열하여 발생하는 이소프로필알코올 증기를 이용하여 마란고니 효과를 유발시켜 웨이퍼를 건조시키는 장치이다.

상기의 건조장치는 도 1에서 사용하는 건조장치보다는 고농도의 이소프로필알코올 미스트를 발생시킬 수 있으므로 건조 챔버를 외부와 차단함으로써 입자 측면에서 안정적인 장점이 있다.

그러나, 상기의 건조장치는 이소프로필알코올을 가열하기 때문에 건조 챔버가 완전하지 않으면 폭발의 위험성이 있으며, 가열된 이소프로필알코올이 건조장치에서 급격히 식으면서 웨이퍼 표면에 급격히 응결되어, 웨이퍼가 완전히 건조되지 않을 수가 있다.

한편, 또 다른 웨이퍼 건조장치(미도시)는 이소프로필알코올 스프레이(spray)를 이용한 웨이퍼 건조장치로서, 상온의 이소프로필알코올액을 스프레이까지 공급해주고, 건조 챔버에서는 이소프로필알코올액을 미세한 입자로 스프레이 해줌으로써 탈이온수 표면에 이소프로필알코올 층을 생성하여 마란고니 효과를 유발시켜 웨이퍼를 건조시킨다.

이러한 상기의 건조장치는 이소프로필알코올 층을 형성할 수 있으므로 건조 챔버를 외부와 차단시키는 것이 가능하다. 따라서 입자 측면에서 안정적인 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기의 건조장치는, 기계적인 이소프로필알코올 스프레이 방식을 사용함으로써 균일한 이소프로필알코올 층을 형성하기 어려운 단점이 있고, 또한 스프레이 방식에 의해 형성된 이소프로필알코올 미스트의 입자 크기가 크기 때문에 건조 불량이나 건조 결함 등이 발생하는 문제점 등이 있다.

한편, 미국특허 제5,653,045호에 개시된 바 있는 웨이퍼 건조장치는, 상온의 이소프로필알코올액을 고농도로 발생시키기 위하여 건조 챔버 상부에 음파 헤드(sonic head)를 장착한다. 이때 캐리어 가스인 질소(N2)가스의 압력에 의해 음파 헤드까지 전달된 이소프로필알코올액은 음파 헤드에서 음파 에너지(sonic energy)에 의해 이소프로필알코올 미스트로 변형되어 탈이온수 표면으로 분사된다.

그러나, 상기의 미국특허 제5,653,045호에 개시된 건조장치는 이소프로필알코올액을 제어하는 방법에 따라 이소프로필알코올 미스트(IPA mist) 불량이 발생할 가능성이 높은 단점이 있다.

상기에서 본 바와 같이, 종래의 웨이퍼 건조장치는 각각 장단점이 있으나 문제점 또한 많다. 특히 지금까지의 이소프로필알코올을 사용하는 웨이퍼 건조장치에서는 탈이온수 경계면을 통과해서 건조된 웨이퍼의 표면이 이소프로필알코올 미스트에 노출되어 이소프로필알코올에 의하여 오염이 발생하는 문제점 등이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 입자(particle) 측면에서 시스템을 안정화시킬 수 있는 웨이퍼 건조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2목적은 고온의 이소프로필알코올이 급격히 응결하면서 발생할 수 있는 건조 결함이나 화재의 위험을 방지할 수 있는 웨이퍼 건조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3목적은 균일한 이소프로필알코올 층을 형성하여 이소프로필알코올에 의한 웨이퍼의 오염을 감소시킬 수 있는 웨이퍼 건조장치를 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 건조장치는, 탈이온수(DIW) 층을 형성하는 배스(bath)와, 상기 배스의 입구를 개폐하는 후드(hood)를 포함하는 건조 챔버(chamber)를 구성한다. 상기 탈이온수 층 표면에 이소프로필알코올 층을 형성하기 위해 이소프로필알코올 미스트와 상기 이소프로필알코올 미스트를 운반하는 캐리어 가스(carrier gas)로 구성되는 혼합가스를 상기 건조 챔버에 공급하는 혼합가스 공급부를 포함한다. 그리고, 상기 이소프로필알코올 층 상부에 건조 가스(dry gas)를 공급하는 건조가스 공급부와, 상기 웨이퍼를 상기 탈이온수 층 내부로부터 상기 이소프로필알코올 층을 통해 상기 건조 가스가 공급된 부위로 상승시키는 리프터를 포함한다. 여기서, 상기 혼합가스 공급부는 상기 혼합가스를 발생시키는 혼합가스 발생부와, 상기 캐리어 가스를 상기 혼합가스 발생부에 공급하는 캐리어가스 공급부를 포함한다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 건조장치는, 상기 혼합가스 공급부가 상기 건조 챔버에 장착되어 상기 혼합가스를 상기 건조 챔버에 공급하는 디퓨저(diffuser)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고농도의 이소프로필알코올 미스트를 생성시켜 입자 측면에서 안정적인 시스템을 구현할 수 있고, 이소프로필알코올 미스트의 입자 크기를 균일하게 생성할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(200)의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 웨이퍼 건조 장치(200)는 건조 챔버(210)와, 혼합가스 공급부(240)와, 건조가스 공급부(230) 및 리프터(290)를 포함한다.

상기 건조 챔버(210)는 탈이온수(224)가 수용하여 탈이온수 층을 형성하고 상기 탈이온수 내부에 웨이퍼(W)를 수용하는 배스(bath)(220)와, 상기 배스(220)의 입구를 열고 닫을 수 있는 후드(hood)(226)를 포함한다.

여기서, 상기 혼합가스 공급부(240)는 이소프로필알코올 미스트와 캐리어 가스(262)로 구성되는 혼합가스(280)를 생성하는 혼합가스 발생부(250)와, 상기 혼합가스 발생부(250)에 상기 캐리어 가스(262)를 공급하는 캐리어가스 공급부(260)를 포함한다.

상기 혼합가스 공급부(240)는 상기 탈이온수(224) 층 표면에 이소프로필알코올 층(284)을 형성하기 위해 이소프로필알코올 미스트와 상기 이소프로필알코올 미스트를 운반하는 캐리어 가스(262)로 구성되는 혼합가스(280)를 상기 건조 챔버(210)에 공급한다.

한편, 상기 혼합가스 발생부(250)는 이소프로필알코올 액(252)을 수용하기 위한 액조(251)와, 상기 액조(251)에 장착되어 상기 액조에 수용된 상기 이소프로필알코올 액(252)과 접촉하여 이소프로필알코올 미스트를 생성하는 초음파 발생기(270)를 포함한다.

여기서, 상기 초음파 발생기(270)로는 전류를 인가 받아 진동을 발생시키는 압전 소자(271)를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 압전 소자로(271)부터 발생한 진동은 상기 초음파 발생기(270)에서 초음파를 발생시키고, 상기 초음파는 미세 입자인 이소프로필알코올 미스트를 생성한다.

한편, 상기 캐리어가스 공급부(260)는 상기 캐리어 가스(262)를 저장하는 캐리어가스 저장부재(261)와, 상기 캐리어가스 저장부재(261)와 상기 혼합가스 발생부(250)를 연결하는 캐리어가스 공급관(264)으로 구성된다.

상기 캐리어 가스(262)는 상기 캐리어가스 공급관(264)을 통해 상기 혼합가스 발생부(250)의 상기 액조(251)에 수용된 상기 이소프로필알코올 액(252)에 공급된다.

이때, 상기 캐리어 가스(262)는 상기 초음파 발생기(270)에 의해 생성된 이소프로필알코올 미스트와 반응하여, 상기 이소프로필알코올 미스트를 상기 이소프로필알코올 액(252)으로부터 이탈시킨다.

그리하여, 상기 이소프로필알코올 액(252)으로부터 이탈된 상기 이소프로필알코올 미스트는 상기 캐리어 가스(262)와 혼합하여 상기 건조 챔버(210)에 공급되는 혼합가스(280)를 형성한다.

상기 캐리어 가스(262)는 아르곤(Ar) 가스를 포함(이하 모든 캐리어 가스(262)는 이와 동일함)할 수 있다.

한편, 상기 건조가스 공급부(230)는 상기 건조 가스(232)를 저장하는 건조가스 저장부재(231)와, 상기 건조가스 저장부재(231)와 상기 건조 챔버(210)를 연결하는 건조가스 공급관(234)으로 구성된다.

상기 건조 가스(232)는 상기 건조가스 공급관(234)을 통해 상기 건조 챔버(210)의 상기 이소프로필알코올 층(284) 상부에 공급된다.

상기 건조 가스(232)는 질소(N2) 가스를 포함(이하 모든 건조 가스(232)는 이와 동일함)할 수 있다.

또, 상기 건조 가스(232)는 상기 캐리어 가스(262)의 원자량 보다 작은 원자량을 갖고(예컨대, 건조 가스(232)인 질소는 캐리어 가스(262)인 아르곤보다 원자량이 작다), 상기 캐리어 가스(262)의 온도 보다 높은 온도를 갖는 소정의 가스를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 상기 건조 가스(232)가 상기 건조 챔버(210)에 공급되기 전에 상기 건조 가스(232)의 온도를 상승시키기 위해, 상기 건조가스 공급관(234)에 히터(241)를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 리프터(290)는 상기 웨이퍼(W)를 상기 탈이온수(224) 층 내부로부터 상기 이소프로필알코올 층(284)을 통해 상기 건조 가스(232)가 공급된 부위로 상승시키는 수단이다.

이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

건조 챔버(210)의 배스(220)에 탈이온수(224)를 채워 탈이온수(224) 층을 형성하고, 상기 탈이온수(224)에 웨이퍼(W)가 잠기게 한다.

다음, 상기 배스(220)의 입구를 후드(226)를 이용하여 닫는다.

다음, 건조가스 공급부(230)는 건조가스 공급관(234)을 통해 건조가스 저장부재(231)에 저장된 건조 가스(232)를 상기 탈이온수(224) 층 상부에 공급한다.

이때, 상기 건조 가스(232)는 이소프로필알코올 미스트를 운반하는 캐리어 가스(262)보다 작은 원자량의 가스를 사용하며, 상기 캐리어 가스(262)의 온도보다 높은 온도를 구현하기 위해 상기 건조가스 공급관(234)에 설치된 히터(241)를 경유토록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 캐리어 가스(262)로 아르곤(Ar)을 사용한다면 건조 가스(232)는 질소(N2)를 사용할 수 있다.

다음, 상기 혼합가스 발생부(250)의 상기 액조(251)에 수용된 이소프로필알코올 액(252)과 접촉해 있는 압전 소자(271)에 전류를 인가하여 진동을 발생시키고, 상기 진동에 의해 초음파 발생기(270)는 초음파를 발생한다.

이때, 발생한 초음파 에너지는 이소프로필알코올 액(252)에 전달되어 캐비테이션(cavitation) 효과에 의해 미세 입자인 이소프로필알코올 미스트를 생성한다.

상기 압전 소자(271)의 진동수는 이소프로필알코올 미스트의 입자 크기가 약 10㎛ 정도가 되도록 약 1 내지 10MHz 정도인 것이 바람직하다.

다음, 상기 발생한 이소프로필알코올 미스트는 상기 혼합가스 발생부(250)에 공급된 캐리어 가스(262)와 혼합하여 혼합가스(280)를 형성하고, 상기 혼합가스(280)는 혼합가스 공급관(282)을 통해 상기 건조 챔버(210)에 공급된다.

이에 따라, 상기 탈이온수(224)와 건조 가스(232)와 혼합가스(280)가 상기 건조 챔버(210)에 존재한다.

여기서, 캐리어 가스(262)는 건조 챔버(210)에 충전된 건조 가스(232)보다 원자량이 크고 온도는 낮기 때문에, 상대적으로 무거운 상기 혼합가스(280)는 상기 탈이온수(224) 층 표면에 이소프로필알코올 층(284)을 형성하며, 상기 이소프로필알코올 층(284) 상부에는 상대적으로 가벼운 고온의 건조 가스(232)가 채워진다.

다음, 상기 탈이온수(224)에 잠겨있는 상기 웨이퍼(W)를 상기 리프터(290)를 이용하여 상방으로 서서히 이동시켜 상기 탈이온수(224) 층 표면으로부터 노출시킨다.

이때, 상기 이소프로필알코올 층(284)과 상기 탈이온수(224) 층 경계면에 형성된 표면 장력 차이 때문에 마란고니 효과(marangoni effect)가 형성되고, 상기 마란고니 효과에 의해 상기 웨이퍼(W)의 표면에 존재하던 상기 탈이온수(224)는 상기 탈이온수(224) 층 방향으로 힘을 받아 상기 웨이퍼(W)에서 제거된다.

또한, 상기 이소프로필알코올 층(284)을 통과한 웨이퍼(W)는 상부의 건조 가스(232)에 접하게 되어, 상기 웨이퍼(W) 표면에 잔존하던 이소프로필알코올은 고온의 건조 가스(232)에 의해 제거된다.

다음, 상기 웨이퍼(W)를 탈이온수(224) 층 표면으로부터 완전히 격리시키면, 상기 웨이퍼(W)는 건조 가스(232)에 놓이게 되어, 상기 웨이퍼(W)는 상기 건조 가스(232)에 의해 완전히 건조된다.

실시예 2

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(300)의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 웨이퍼 건조장치(300)는 건조 챔버(chamber)(310)와, 상기 건조 챔버(310)에 건조 가스(332)를 공급하기 위한 건조가스 공급부(330)와, 상기 건조 챔버(310)에 혼합가스(380)를 공급하기 위한 디퓨저(386)와, 상기 디퓨저(386)에 이소프로필알코올 액을 공급하기 위한 이소프로필알코올 공급부(350)와, 상기 디퓨저(386)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어가스 공급부(360) 및 리프터(390)를 포함한다.

상기 건조 챔버(310)는 탈이온수(324)를 채워 탈이온수(324) 층을 형성하고, 상기 탈이온수 층 내부에 웨이퍼(W)를 수용하는 배스(320)와, 상기 배스(320)의 입구를 열고 닫을 수 있는 후드(326)를 포함한다.

상기 디퓨저(386)는 상기 건조 챔버(310)에 혼합가스(380)를 공급하기 위한 수단으로서, 상기 건조 챔버(310)에 장착되어 상기 탈이온수(324) 층 표면에 이소프로필알코올 층(384)을 형성하도록 상기 혼합가스(380)를 상기 건조챔버(310)에 공급한다.

여기서, 상기 디퓨저(386)에 이소프로필알코올 액을 공급하기 위한 이소프로필알코올 공급부(350)가 구비된다.

또, 상기 디퓨저(386)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어가스 공급부(360)가 구비된다.

여기서, 상기 이소프로필알코올 공급부(350)에는 상기 이소프로필알코올 액을 저장하기 위한 이소프로필알코올 저장부재(351)가 구비되고, 상기 이소프로필알코올 저장부재(351)는 이소프로필알코올 공급관(354)과 연결된다.

상기 이소프로필알코올 공급관(354)은 상기 디퓨저(386)와 연결되어 상기 이소프로필알코올 액을 상기 디퓨저(386)에 공급한다.

한편, 상기 캐리어가스 공급부(360)는 상기 캐리어 가스를 저장하기 위한 캐리어가스 저장부재(361)가 구비되고, 상기 캐리어가스 저장부재(361)는 캐리어가스 공급관(364)과 연결된다.

상기 캐리어가스 공급관(364)은 상기 디퓨저(386)와 연결되어 상기 캐리어 가스를 상기 디퓨저(386)에 공급한다.

한편, 상기 건조가스 공급부(330)는 상기 건조 가스(332)를 저장하는 건조가스 저장부재(331)와, 상기 건조가스 저장부재(331)와 상기 건조 챔버(310)를 연결하는 건조가스 공급관(336)으로 구성된다.

상기 건조 가스(332)는 상기 건조가스 공급관(336)을 통해 상기 건조 챔버(310)의 상기 이소프로필알코올 층(384) 상부에 공급된다.

또, 상기 건조 가스(332)는 상기 캐리어 가스의 원자량 보다 작은 원자량을 갖고(예컨대, 건조 가스(332)인 질소는 캐리어 가스인 아르곤보다 원자량이 작다), 상기 캐리어 가스의 온도 보다 높은 온도를 갖는 소정의 가스를 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 건조 가스(332)가 상기 건조 챔버(310)에 공급되기 전에 상기 건조 가스(332)의 온도를 상승시키기 위해, 상기 건조가스 공급관(336)에 히터(340)를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 리프터(390)는 상기 웨이퍼(W)를 상기 탈이온수(324) 층 내부로부터 상기 이소프로필알코올 층(384)을 통해 상기 건조가스(332)가 공급된 부위로 상승시키는 수단이다.

이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

린스 공정이 끝난 상기 웨이퍼(W)를 상기 탈이온수(324)가 수용된 상기 건조 챔버(310)의 상기 배스(320)에 잠기게 한다. 이후 상기 건조 챔버(310)는 후드(326)를 닫아 상기 배스(320)를 밀폐시킨다.

다음, 상기 건조 챔버(310)의 상기 탈이온수(324) 층 상부에 상기 건조 가스(332)를 공급한다. 이때 상기 건조 가스(332)는 캐리어 가스보다 작은 원자량의 가스 종류를 사용하며, 상기 캐리어 가스보다 높은 온도를 구현하기 위해 상기 건조가스 공급관(336)에 설치된 히터(340)를 경유토록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 캐리어 가스로 아르곤(Ar)을 사용한다면 건조 가스(332)는 질소(N2)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 디퓨저(386)는 공급되는 캐리어 가스를 상기 디퓨저(386)의 내부 압력을 이용하여 상기 건조챔버(310) 내부의 상기 탈이온수(324) 층 표면에 분사시킨다.

이때, 상기 디퓨저(386)에 공급되는 이소프로필알코올 액은 분사되는 상기 캐리어 가스에 의해, 상기 건조챔버(310) 내부의 상기 탈이온수(324) 층 표면에 분사되는 이소프로필알코올 미스트를 형성한다.

여기서, 분사되는 상기 캐리어 가스는 분사되는 상기 이소프로필알코올 미스트와 혼합하여 혼합가스(380)를 형성하고, 상기 혼합가스(380)는 상기 탈이온수(324) 층 표면에 이소프로필알코올 층(384)을 형성한다.

이때, 상기 이소프로필알코올 층(384)의 온도는 상기 건조가스 공급부(330)로부터 공급된 상기 건조 가스(332)의 온도와 비교하여 상대적으로 낮은 온도이다.

한편, 상기 리프터(390)는 상기 탈이온수(324)에 잠겨 있는 상기 웨이퍼(W)를 상기 탈이온수(324)에서 상방으로 서서히 이동시켜 상기 탈이온수(324) 층의 표면을 통해 상기 이소프로필알코올 층(384)에 노출시킨다.

이때, 상기 이소프로필알코올 층(384)과 상기 탈이온수(324) 층의 경계면에 형성된 표면 장력의 차이 때문에 마란고니 효과가 형성되고, 상기 마란고니 효과에 의해 상기 웨이퍼(W)의 표면에 존재하던 상기 탈이온수(324)는 상기 탈이온수(324) 층 방향으로 힘을 받아 상기 웨이퍼(W)에서 제거된다.

또한, 상기 이소프로필알코올 층(384)을 통과한 상기 웨이퍼(W)는 상기 리프터(390)에 의해 상기 이소프로필알코올 층(384) 상부의 고온의 건조 가스(332)로 이송된다. 이때, 이송된 상기 웨이퍼(W) 표면에 잔존하는 이소프로필알코올은 상기 고온의 건조 가스(332)에 의해 완전히 제거된다.

실시예 3

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(400)의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(400)는, 건조 챔버(410), 배스(420), 탈이온수(DIW)(424), 후드(426), 건조가스 저장부재(431), 건조 가스(432), 건조가스 공급관(434), 히터(441), 혼합가스 발생부(450), 액조(451), 이소프로필알코올 액(IPA액)(452), 캐리어가스 저장부재(461), 캐리어 가스(462), 캐리어가스 공급관(464), 초음파 발생기(470), 압전 소자(471), 혼합가스(480), 혼합가스 공급관(482), 이소프로필알코올 층(IPA층)(484), 리프터(490), 배출관(492), 배출밸브(494) 및 웨이퍼(W) 를 포함한다.

여기서, 상기 건조가스 저장부재(431)와, 상기 건조가스 공급관(434)은 건조가스 공급부(430)를 구성한다.

또, 상기 캐리어가스 저장부재(461)와, 상기 캐리어가스 공급관(464)은 캐리어가스 공급부(460)를 구성한다.

또, 상기 캐리어가스 공급부(460)와, 상기 혼합가스 발생부(450)와, 상기 혼합가스 공급관(482)은 혼합가스 공급부(440)를 구성한다.

상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 2를 참조하여 기 설명된 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(200)의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.

이하, 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 간조 장치(200)에 더 포함된 상기 배출관(492)과 상기 배출밸브(494)에 관하여 살펴보면, 상기 배출관(492)은 상기 배스(420) 하부에 연결되고, 상기 배출밸브(494)는 상기 배출관(492)의 소정 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 탈이온수(424)는 상기 배출밸브(494)의 제어에 따라 상기 배출관(492)을 통하여 상기 배스(420)로부터 배출된다.

그리하여, 상기 웨이퍼(W)는 상기 탈이온수(424)로부터 노출되고, 상기 노출된 웨이퍼(W)는 상기 리프터(490)에 의해 서서히 상승하여 이소프로필알코올 층(484)과 상기 이소프로필알코올 층(484) 상부의 건조 가스(432)에 의해 건조된다.

실시예 4

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(500)의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(500)는, 건조 챔버(510), 배스(520), 탈이온수(DIW)(524), 후드(526), 건조가스 저장부재(531), 건조 가스(532), 건조가스 공급관(536), 히터(540), 이소프로필알코올 저장부재(551), 이소프로필알코올 공급관(554), 캐리어가스 저장부재(561), 캐리어가스 공급관(564), 디퓨저(568), 혼합가스(580), 이소프로필알코올 층(IPA층)(584), 리프터(590), 배출관(592), 배출밸브(594) 및 웨이퍼(W)를 포함한다.

여기서, 상기 건조가스 저장부재(531)와, 상기 건조가스 공급관(536)은 건조가스 공급부(530)를 구성한다.

또, 상기 이소프로필알코올 저장부재(551)와, 상기 이소프로필알코올 공급관(554)은 이소프로필알코올 공급부(550)를 구성한다.

또, 상기 캐리어가스 저장부재(561)와, 상기 캐리어가스 공급관(564)은 캐리어가스 공급부(560)를 구성한다.

상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 3을 참조하여 기 설명된 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 건조 장치(300)의 구성 요소들과 유사하므로 생략하기로 한다.

이하, 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 간조 장치(300)에 더 포함된 상기 배출관(592)과 상기 배출밸브(594)에 관하여 살펴보면, 상기 배출관(592)은 상기 배스(520) 하부에 연결되고, 상기 배출밸브(594)는 상기 배출관(592)의 소정 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 탈이온수(524)는 상기 배출밸브(594)의 제어에 따라 상기 배출관(592)을 통하여 상기 배스(520)로부터 배출된다.

그리하여, 상기 웨이퍼(W)는 상기 탈이온수(524)의 표면으로부터 노출되고, 상기 노출된 웨이퍼(W)는 상기 리프터에 의해 서서히 상승하여 이소프로필알코올 층(584)과 상기 이소프로필알코올 층(584) 상부의 건조 가스(532)에 의해 건조된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 고농도의 이소프로필알코올 미스트를 생성시켜 입자 측면에서 안정적인 시스템을 구현할 수 있다.

또한, 상온의 이소프로필알코올을 사용하여 화재의 위험을 방지할 수 있고, 고온의 이소프로필알코올이 급격히 응결하면서 발생할 수 있는 웨이퍼의 건조 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이소프로필알코올 미스트의 입자 크기를 10㎛ 수준으로 작게 생성하여 균일한 이소프로필알코올 층을 형성하고 웨이퍼를 이소프로필알코올의 오염으로부터 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 건조장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 건조장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 건조장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼 건조장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 건조장치를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200, 300, 400, 500 : 웨이퍼 건조장치

W : 웨이퍼 210 : 건조 챔버

220 : 배스 224 : 탈이온수(DIW)

226 : 후드 230 : 건조가스 공급부

231 : 건조가스 저장부재 232 : 건조 가스

234 : 건조가스 공급관 240 : 혼합가스 공급부

241 : 히터 250 : 혼합가스 발생부

251 : 액조 252 : 이소프로필알코올 액(IPA액)

260 : 캐리어가스 공급부 261 : 캐리어가스 저장부재

262 : 캐리어 가스 264 : 캐리어가스 공급관

270 : 초음파 발생기 271 : 압전 소자

280 : 혼합가스 282 : 혼합가스 공급관

284 : 이소프로필알코올 층(IPA층) 290 : 리프터

350 : 이소프로필알코올 공급부 351 : 이소프로필알코올 저장부재

354 : 이소프로필알코올 공급관 386 : 디퓨저

492 : 배출관 494 : 배출밸브

Claims

탈이온수(DIW) 층을 형성하는 배스(bath)와, 상기 배스의 입구를 개폐하는 후드(hood)를 포함하는 건조 챔버(chamber);

상기 탈이온수 층 표면에 이소프로필알코올 층을 형성하기 위해 이소프로필알코올 미스트와 상기 이소프로필알코올 미스트를 운반하는 캐리어 가스(carrier gas) 로 구성되는 혼합가스를 상기 건조 챔버에 공급하는 혼합가스 공급부;

상기 이소프로필알코올 층 상부에 건조 가스(dry gas)를 공급하는 건조가스 공급부; 및

상기 탈이온수 층 내부로부터 상기 이소프로필알코올 층을 통해 상기 건조 가스가 공급된 부위로 웨이퍼를 상승시키는 리프터를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 혼합가스 공급부는,

상기 이소프로필알코올 미스트와 상기 캐리어 가스로 형성되는 혼합가스를 생성하는 혼합가스 발생부; 및

상기 혼합가스 발생부에 상기 캐리어 가스를 공급하는 캐리어가스 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제2항에 있어서, 상기 혼합 가스 발생부는,

상기 이소프로필알코올 액을 수용하기 위한 액조와, 상기 액조에 장착되어 상기 이소프로필알코올(IPA) 액과 접촉하여 상기 이소프로필알코올 미스트를 생성하는 초음파 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.
제3항에 있어서, 상기 초음파 발생기는 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 탈이온수를 배출하기 위해, 상기 배스 하부에 연결된 배출관; 및

상기 배출관에 설치된 배출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 건조 챔버에 공급되는 상기 건조 가스의 온도를 상승시키기 위해 상기 건조가스 공급부에 설치되는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 캐리어 가스는 아르곤 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 건조 가스는 질소 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제1항에 있어서, 상기 혼합가스 공급부는 상기 건조 챔버에 장착되어 상기 혼합가스를 상기 건조 챔버에 공급하는 디퓨저(diffuser)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
제9항에 있어서, 상기 디퓨저와 연결되며 상기 디퓨저로 이소프로필알코올 액을 공급하기 위한 이소프로필알코올 공급부; 및

상기 디퓨저와 연결되며 상기 디퓨저로 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어가스 공급부를 더 포함하되,

상기 디퓨저를 통해 상기 건조 챔버 내부로 분사되는 캐리어 가스에 의해 상기 이소프로필알코올 미스트가 생성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조 장치.