KR20060105082A - 습식 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습식 세정장치에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척(30)을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드(50)가 구비되는 배쓰(40)를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 웨이퍼 이송수단의 상기 웨이퍼 척(30)은 하단부측의 상부와 하부의 슬롯을 일체로 연결되게 하면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 보다 연장되도록 하거나 상기 배쓰(40)의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드(50)에서 웨이퍼를 지지하는 가이드(52)가 6포인트에 형성되도록 하거나 또는 상기 웨이퍼 척(30)은 하단부측의 상부와 하부의 슬롯을 일체로 연결되게 하면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 보다 연장되도록 하면서 상기 배쓰(40)의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드(50)에서 웨이퍼를 지지하는 가이드(52)가 6포인트에 형성되도록 하는 구성으로 개선함으로써 플랫존 정렬 과정을 생략하여 이물질에 의한 오염 방지와 안정된 세정 및 설비의 간소화 등의 경제적 이점을 제공하는 특징이 있다.

습식 세정, 웨이퍼 척, 슬롯, 웨이퍼 가이드

Description

습식 세정장치{Wet cleaning apparatus}

도 1은 종래의 습식 세정 설비에서의 플랫존 정렬장치를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 이송수단을 도시한 측면도,

도 3은 도 2의 웨이퍼 척의 구성을 도시한 수직 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 정단면도,

도 5는 도 4의 웨이퍼 가이드를 보다 구체적으로 도시한 정면 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 회전암

20 : 결합부재

30 : 웨이퍼 척

31 : 슬롯

40 : 배쓰

50 : 웨이퍼 가이드

52 : 가이드

본 발명은 습식 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 플랫존 정렬 공정을 생략하고, 웨이퍼 척과 웨이퍼 가이드에서의 웨이퍼를 지지하는 부위를 간단히 개선하여 더욱 청결한 웨이퍼 세정과 웨이퍼 제조 수율이 더욱 향상되도록 하는 습식 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 사진공정, 식각공정, 박막증착공정, 이온주입공정, 금속배선공정 등의 일련의 단위 공정들을 반복 수행함에 의해서 제조된다.

반도체는 형성하고자 하는 패턴이 대단히 미세하므로 공정 수행 중 발생하게 되는 불순물이나 각종 오염물 등으로 인하여 제품 수율에 미치게 되는 영향이 대단히 크다.

특히 최근에는 나노급의 더욱 미세하고 고집적화된 반도체 패턴이 요구되면서 이러한 공정 수행 중 발생하게 되는 불순물이나 각종 오염물들에 의한 영향은 직접적으로 제품의 품질에 심각한 영향을 주게 되고, 결국 제품의 불량을 초래하는 원인이 되고 있다.

이러한 각종 불순물들은 공정 수행 중에 발생되기도 하지만 웨이퍼의 이송 중에도 발생되므로 전 공정에 걸쳐 웨이퍼를 청결하게 유지시키는 것이 대단히 중요하며, 이를 위해 구비되는 것이 웨이퍼 세정이다.

웨이퍼 세정은 각 단위 공정에 따라서 다양하게 수행되고 있고, 그에 필요한 설비 또한 다양하게 구비되도록 하고 있다.

이중 습식 세정은 로딩된 다수의 웨이퍼를 배치방식으로 하여 소정의 케미컬 또는 순수(D.I water)가 담긴 배쓰(chemical bath)에 담겨지게 하여 세정이 이루어지도록 하고, 세정된 웨이퍼는 건조 과정을 거친 후 이후의 공정들로 이송될 수 있도록 한다.

이와 같은 습식 세정을 수행하는 설비를 통상 웨트 스테이션 설비라고 하며, 이러한 웨트 스테이션 설비에는 다수의 웨이퍼를 약 50매식 일괄적으로 이송시켜주는 배치(batch)방식의 웨이퍼 이송장치가 구비되도록 하고 있다.

웨이퍼 이송장치는 웨이퍼를 약 50매씩 동시에 홀딩하여 공정진행 순서에 따라 배쓰(bath)와 드라이장치 등의 단계를 순차적으로 이송시키면서 습식 세정을 수행하도록 한다.

한편 습식 세정을 하기 전에 우선 웨이퍼는 카세트에 적재된 상태에서 플랫존(flat zone) 정렬이 이루어지도록 하고 있다.

이때 웨이퍼의 플랫존 정렬은 도 1에서와 같은 플랫존 정렬 설비에 의해 이루어지게 된다.

종전의 플랫존 정렬 설비는 통상 하나 또는 서로 일정한 거리로 이격되도록 한 두 개의 회전 로울러(R)를 동일한 방향으로 회전시켜 웨이퍼(W)에 형성되는 플랫존(F)이 동일하게 위치되도록 하는 방식에 의해 정렬이 이루어지도록 한다.

하지만 플랫존 정렬 중 이미 설비의 회전 로울러(R)에는 미세한 이물질 또는 파티클들이 부착되어 있고, 회전 로울러(R)을 회전시켜 플랫존 정렬을 수행 중 웨이퍼(W)들로부터 떨어지는 파티클들이 다시 웨이퍼(W)에 붙게 되면서 재차 웨이퍼 오염을 초래하게 되는 폐단이 있다.

이와 같은 웨이퍼 오염은 이후의 공정에서 치명적인 패턴 불량의 원인이 되기도 하고, 이러한 패턴 불량은 제품 불량과 제품에 대한 신뢰성을 저하시키게 되는 대단히 심각한 문제를 유발하게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 세정하기 위한 설비에서 웨이퍼 척과 웨이퍼 가이드에서의 웨이퍼 지지구조를 간단히 개선하여 별도의 플랫존 정렬을 생략하고도 더욱 안정되고 청결한 웨이퍼 세정을 수행할 수 있도록 하는 습식 세정장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 웨이퍼 이송수단의 상기 웨이퍼 척은 하단부측 상부와 하부의 슬롯이 일체로 연결되면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 연장되도록 하는 것이다.

또한 본 발명은 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 배쓰의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드는 웨이퍼를 지지하는 가이드가 6포인트에 형성되도록 하는 것이다.

특히 본 발명은 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 웨이퍼 이송수단의 상기 웨이퍼 척은 하단부측 상부와 하부의 슬롯이 일체로 연결되면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 연장되도록 하고, 상기 배쓰의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드는 웨이퍼를 지지하는 가이드가 6포인트에 형성되도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2 및 도 3에서와 같이 웨이퍼 이송수단의 웨이퍼 척(30) 또는 도 4에서와 같이 배쓰(40)에 구비되는 웨이퍼 가이드(50) 또는 웨이퍼 척(30)과 함께 웨이퍼 가이드(50)의 구성을 간단히 개선하도록 하는 것이다.

즉 웨이퍼 세정장치는 크게 웨이퍼를 배치방식으로 한 번에 약 50매씩을 이송하는 웨이퍼 이송수단과 내부에 일정량의 세정액이 채워지도록 하여 웨이퍼 이송수단에 의해 이송되는 복수의 웨이퍼들을 세정액에 의해서 세정하는 배쓰로서 이루어진다.

이때의 웨이퍼 이송수단은 도 2에서 보는바와 같이 통상 소정의 거리를 두고 평행하게 구비되는 회전암(10)과, 이들 회전암(10)에 상단부가 각각 연동 가능하게 축고정되는 결합부재(20)와, 이 결합부재(20)에 상단부가 고정 결합되어 회전암(10)을 축으로 서로 반대방향으로 소정의 각도를 회전하는 웨이퍼 척(30)으로 이루어지는 구성이다.

그리고 배쓰(40)는 도 4에서 보는바와 같이 일정량의 세정액이 담겨지도록 하면서 이 세정액의 내부에는 웨이퍼 이송수단에 의해 이송되어 오는 복수의 웨이퍼들을 동시에 안전하게 안치되도록 하는 웨이퍼 가이드(50)가 견고하게 고정되어 구비되는 구성이다.

이와 같이 배치방식에 의해 약 50매씩의 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송수단과 이들 웨이퍼들을 일시에 세정액에 의해 세정하는 배쓰(40)로 이루어지는 구성은 종전의 세정장치 구성과 대동소이하다.

다만 본 발명은 일단 웨이퍼 이송수단의 웨이퍼 척(30)에서 웨이퍼를 지지하기 위해 형성하게 되는 슬롯(31)의 구조를 개선하도록 하는 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 웨이퍼 이송수단의 웨이퍼 척(30)에는 하단부에 통상 상부와 하부로 소정의 높이를 이격하여 슬롯이 형성되어 있는데 본 발명에 서는 이러한 상부와 하부의 슬롯을 일체로 연결되도록 하여 이들 슬롯(31)에 의해 지지되는 웨이퍼의 지지 부위가 보다 커지도록 하는 것이다.

즉 본 발명은 도 3에서와 같이 웨이퍼 척(30)의 슬롯(31)이 종전의 상부측 슬롯과 하부측 슬롯을 일체로 연결되게 하여 웨이퍼를 지지하는 길이가 종전에 비해 더욱 길게 형성되도록 하는 것이다.

이와는 달리 본 발명은 도 4에서와 같이 배쓰(40)에서는 웨이퍼 가이드(50)에 형성되는 웨이퍼 지지용 가이드(52)의 구조를 개선하도록 하는 것이다.

즉 실질적으로 웨이퍼 세정이 이루어지는 배쓰(40)의 웨이퍼 가이드(50)는 웨이퍼의 원형 주면이 안치될 수 있도록 하는 호형상으로 바디(51)가 이루어지고, 이 호형상의 바디(51)에는 호형면을 따라 안쪽으로 복수의 가이드(52)가 형성되도록 하는 구성이다.

이러한 바디(51)에서 가이드(52)는 호형면의 중간 부위를 기준해서 양측으로 대칭되게 4포인트에 형성하는 것이 일반적이나 본 발명은 이러한 가이드(52)를 6포인트에 형성되도록 하는 것이다.

다시 말해 중간에서 가장 상부에 위치하는 가이드(52)의 사이로 종전에는 하나의 가이드가 구비되었으나 본 발명은 두 개의 가이드(52)가 구비되도록 하여 4포인트 지지방식에서 6포인트 지지방식으로 지지 구조가 개선되도록 하는 것이다.

이때 가이드(52)는 웨이퍼가 삽입될 수 있는 홈이 일정한 간격으로 형성되도록 한 형상이므로 이들 가이드(52)에 웨이퍼의 원호형 주면이 각 홈에 안전하게 삽입되어 지지될 수 있도록 한다.

한편 본 발명에서는 웨이퍼 척(30)에서의 슬롯(31)만을 상부와 하부를 일체로 형성되게 하는 구성 또는 배쓰(40)의 웨이퍼 가이드(50)에 형성되는 가이드(52)를 4포인트에서 6포인트로 형성하는 구성만으로도 실시가 가능하나, 이들의 슬롯(31)과 가이드(52)의 구성을 동시에 개선되도록 하는 구성으로도 실시는 가능하다.

이와 같은 구성에 따른 본 발명에 의한 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 약 50매의 웨이퍼를 적재한 카세트로부터 웨이퍼 이송수단에 의해 카세트에 적재되어 있는 웨이퍼 전체를 배치방식으로 한 번에 척킹하여 세정액이 채워져 있는 배쓰(40)로 이동시키게 되는 것이다.

이때 웨이퍼를 척킹하는 웨이퍼 이송수단에서 서로 소정의 거리를 이격하여 상호 마주보게 구비한 한 쌍의 웨이퍼 척(30)은 각 상측의 회전암(10)을 축으로 서로 반대 방향으로 각각 회전하면서 오픈(open)/클로즈(close)되게 하는 작동에 의해 웨이퍼를 척킹하도록 하는 것이다.

웨이퍼 척(30)에 의한 웨이퍼의 척킹 시 웨이퍼 척(30)에는 하단부측으로 각 웨이퍼를 개별적으로 구분되게 하는 웨이퍼의 두께보다는 미세하게 크게 홈을 형성한 슬롯(31)이 일정한 간격으로 형성되어 있게 된다.

이러한 웨이퍼 척(30)에 형성되는 슬롯(31)을 본 발명에서는 상부와 하부로 구분하여 형성시키던 종전의 구성을 서로 일체로 연결되게 하여 보다 슬롯(31)의 길이가 연장되게 함으로써 이 슬롯(31)에 지지되는 웨이퍼의 주면이 더욱 많아지게 하는 동시에 각 슬롯(31)으로 한 매씩 정확히 웨이퍼가 삽입되도록 하는 것이다.

다시 말해서 배치방식으로 웨이퍼 척(30)에 척킹되는 웨이퍼들은 각 슬롯(31)에 한 매씩 끼워져야만 하지만 종전과 같이 웨이퍼를 지지하는 슬롯이 하부와 상부로 소정의 높이를 이격하여 구분되어 구비되는 경우에는 간혹 상부측 슬롯과 하부의 슬롯에 엇갈려서 웨이퍼가 끼워질 수가 있다.

따라서 슬롯(31)을 상부와 하부가 서로 연결되도록 해서 더욱 슬롯(31)의 형성 길이가 연장되게 되면 이들 슬롯(31)에 의해 지지되는 웨이퍼들은 정확하게 하나의 슬롯(31)에 한 매씩 끼워질 수가 있으므로 안정된 척킹을 제공할 수가 있게 된다.

이처럼 슬롯(31)을 보다 연장시켜 이 슬롯(31)에서의 웨이퍼를 지지하는 부위가 더욱 연장되도록 하면 보다 안정된 웨이퍼 지지를 제공하게 되므로 그 이전에 수행하던 웨이퍼 정렬 과정을 굳이 거치지 않고도 정확하고 안정된 웨이퍼 척킹을 가능케한다.

또한 배쓰(40)에서는 웨이퍼 이송수단으로부터 배치방식으로 이송된 웨이퍼들을 세정액에 잠겨지게 하면서 내부에 구비되어 있는 웨이퍼 가이드(50)에 동시에 웨이퍼를 안치시킨다.

이렇게 웨이퍼 가이드(50)에의 웨이퍼 안치 시 웨이퍼 가이드(50)에는 6곳에 가이드(52)가 구비되어 있으므로 비록 플랫존 정렬이 이루어지지 않은 상태로 유도되더라도 6곳의 가이드(52)에 의해서 웨이퍼 가이드(50)에서는 웨이퍼들을 전혀 치우침이 없이 항상 일정하고 안정되게 지지할 수가 있게 되는 것이다.

그리고 본 발명에서와 같이 웨이퍼 이송수단의 웨이퍼 척(30)에 형성되는 슬 롯(31)의 형상과 배쓰(40)의 웨이퍼 가이드(50)에 형성되는 가이드(52)를 보다 개수를 증가시키는 구성에 의하여 별도의 플랫존 정렬을 생략하고도 안정된 세정 공정이 수행할 수가 있도록 한다.

따라서 본 발명에서는 웨이퍼들의 플랫존 정렬을 생략할 수가 있도록 함으로써 플랫존 정렬 시의 로울러를 통해 유발되는 파티클 흡착으로 인한 오염을 방지할 수가 있도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 복수의 웨이퍼들을 배치방식으로 척킹하는 웨이퍼 척(30)이나 배쓰(40)에서 배치방식으로 공급되는 복수의 웨이퍼들이 안치되도록 하는 웨이퍼 가이드(50)를 간단히 개선하는 구성에 의해 별도의 플랫존 정렬 과정을 생략할 수가 있도록 함으로써 이물질 흡착 원인을 제거시켜 더욱 청결한 세정이 이루어지게 하는 동시에 공정 수행 시간을 단축시키도록 하여 생산성을 한층 증대시키면서 웨이퍼 제조 수율이 향상되도록 하고, 설비의 간소화와 설치 공간의 축소로 보다 경제적인 설비 제작을 제공하게 되는 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서,

   상기 웨이퍼 이송수단의 상기 웨이퍼 척은 하단부측의 상부와 하부의 슬롯을 일체로 연결되게 하면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 보다 연장되도록 하는 습식 세정장치.
2. 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서,

   상기 배쓰의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드에는 웨이퍼를 지지하는 가이드가 6포인트에 형성되도록 하는 습식 세정장치.
3. 각 상단부가 서로 반대 방향으로 회전하도록 소정의 거리를 이격시켜 마주보게 한 웨이퍼 척을 구비하여 배치방식으로 복수의 웨이퍼를 로딩/언로딩하는 웨이퍼 이송수단과, 일정량의 세정액이 채워지도록 하면서 내부에는 상기 웨이퍼 이송수단으로부터 전달되는 복수의 웨이퍼들이 안치되는 웨이퍼 가이드가 구비되는 배쓰를 구비하는 웨이퍼 세정장치에 있어서,

   상기 웨이퍼 이송수단의 상기 웨이퍼 척은 하단부측 상부와 하부의 슬롯이 일체로 연결되면서 웨이퍼를 지지하는 부위가 연장되도록 하고, 상기 배쓰의 내부에 구비되는 상기 웨이퍼 가이드는 웨이퍼를 지지하는 가이드가 6포인트에 형성되도록 하는 습식 세정장치.

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