KR20060109572A - Apparatus for treating a wafer - Google Patents

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이동형
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Abstract

A wafer processing apparatus is provided to improve a working efficiency and to enhance the throughput by performing simultaneously a wafer treating process and a wafer flat zone aligning process using a sensor unit. A wafer processing apparatus comprises a chuck(110) for holding a wafer, a solution supply unit for supplying a wafer processing solution onto the wafer, a driving unit(120) for rotating the chuck, and a sensor unit. The sensor unit is connected with the driving unit. The sensor unit is used for detecting a peripheral portion of the wafer. The sensor unit is composed of a light emitting portion(150a) arranged over the wafer and a light receiving portion(150b) arranged under the wafer.

Description

웨이퍼 처리 장치{Apparatus for treating a wafer}Wafer Processing Apparatus {Apparatus for treating a wafer}

도 1은 종래의 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram illustrating a conventional wafer processing apparatus.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram illustrating a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 센서 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view for describing the sensor unit of FIG. 2.

도 4 내지 도 6은 웨이퍼가 정렬되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.4 through 6 are schematic plan views illustrating a process of aligning a wafer.

도 7은 도 2의 웨이퍼 처리 장치에서 수행되는 세정 공정의 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart for explaining a step of a cleaning process performed in the wafer processing apparatus of FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 웨이퍼 처리 장치 110 : 척100 wafer processing apparatus 110 chuck

120 : 구동 유닛 130 : 세정액 공급 유닛120: drive unit 130: cleaning liquid supply unit

134 : 수막 140 : 브러쉬 유닛134: water film 140: brush unit

150a : 발광부 152 : 제1발광부150a: light emitting unit 152: first light emitting unit

154 : 제2발광부 150b : 수광부 154: second light emitting unit 150b: light receiving unit

160 : 제어 유닛 170 : 커버160: control unit 170: cover

W : 웨이퍼W: Wafer

본 발명은 웨이퍼 가공 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼를 수평 방향으로 회전시킨 상태에서 웨이퍼 상에 소정의 가공 공정을 수행하는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a wafer processing apparatus that performs a predetermined processing step on a wafer while the wafer is rotated in a horizontal direction.

최근, 반도체 소자의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 상기 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 확산 공정 등과 같은 일련의 단위 공정들을 순차적으로 그리고 반복적으로 수행함으로써 제조된다.Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet various needs of consumers. In general, the semiconductor device is manufactured by sequentially and repeatedly performing a series of unit processes such as a deposition process, a photographic process, an etching process, an ion implantation process, a diffusion process, and the like on a silicon wafer used as a semiconductor substrate.

상기 반도체 소자 제조 공정이 진행되는 동안에, 웨이퍼의 표면에는 공정 부산물 또는 분진 등과 같은 이물질이 흡착될 수 있는데, 반도체 소자의 품질을 향상시키기 위해서는 세정 공정을 통해 웨이퍼 표면에 흡착된 이물질을 완전히 제거해야 한다.During the semiconductor device manufacturing process, foreign matter such as by-products or dust may be adsorbed on the surface of the wafer. To improve the quality of the semiconductor device, the foreign matter adsorbed on the surface of the wafer must be completely removed through a cleaning process. .

이에 따라, 상기 웨이퍼의 표면을 손상하지 않고 상기 웨이퍼 상의 이물질을 완전히 제거하기 위한 다양한 세정 방법 및 세정 장치들이 도입되고 있다. 상기 웨이퍼의 세정은 주로 건식 세정 또는 습식 세정에 의해 이루어지는데, 최근에는 세정액 및 브러쉬를 도입하여 물리적인 방법으로 이물질 제거를 극대화하는 스핀 스크러버 방식의 웨이퍼 세정 장치가 널리 사용되고 있다.Accordingly, various cleaning methods and cleaning apparatuses have been introduced to completely remove foreign substances on the wafer without damaging the surface of the wafer. The cleaning of the wafer is mainly performed by dry cleaning or wet cleaning. In recent years, a spin scrubber type wafer cleaning device that uses a cleaning solution and a brush to maximize the removal of foreign matters in a physical manner has been widely used.

상기 스핀 스크러버 방식을 사용하는 세정 장치의 일 예가 하마다 등 (hamada, et al.)에게 허여된 미 합중국 특허 제5,685,039호와, 오타니 등(ohtani, et al.)에게 허여된 미 합중국 특허 제6,151,744 호에 개시되어 있다.One example of a cleaning apparatus using the spin scrubber method is U.S. Patent No. 5,685,039 to Hamada et al. And U.S. Patent No. 6,151,744 to Otani et al. Is disclosed.

도 1은 종래의 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a conventional wafer processing apparatus.

도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 처리 장치는 상부에 웨이퍼(W)가 흡착되는 평탄면을 갖고, 상기 평탄면의 중심을 축으로 회전시키기 위한 회전척(10), 상기 웨이퍼(W)의 상부로 세정액을 분사하기 위한 세정액 노즐(12) 및 상기 웨이퍼(W)의 표면을 브러슁(brushing)하기 위한 브러쉬(14) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, the wafer processing apparatus has a flat surface on which the wafer W is adsorbed, and a rotary chuck 10 for rotating the center of the flat surface in an axial direction to an upper portion of the wafer W. And a cleaning liquid nozzle 12 for spraying the cleaning liquid, a brush 14 for brushing the surface of the wafer W, and the like.

상기 회전척(10)의 회전 운동에 의하여 웨이퍼(W)가 소정의 회전 속도로 회전하는 동안 상기 노즐(12)에서 초순수(deionized water, DI water) 등과 같은 세정액 분사되어 상기 웨이퍼(W) 상에 수막(16)이 형성된다. 이어서, 상기 브러쉬(14)가 웨이퍼(W) 중심부로 이동한 뒤 웨이퍼(W)의 표면에서 소정만큼 이격된 거리까지 하강한다.Due to the rotational movement of the rotary chuck 10, a cleaning liquid such as deionized water (DI water) or the like is sprayed on the wafer W while the wafer W is rotated at a predetermined rotational speed. The water film 16 is formed. Subsequently, the brush 14 moves to the center of the wafer W and then descends to a distance spaced from the surface of the wafer W by a predetermined distance.

상기와 같은 상태에서 상기 브러쉬(14)에 의해 웨이퍼(W) 상에 흡착된 이물질이 물리적으로 제거된다. 구체적으로, 상기 브러쉬(14)는 상기 웨이퍼(W)와의 이격 간격을 유지한 상태로 웨이퍼(W)의 중심부로부터 가장 자리까지 수평으로 이동한다.In this state, the foreign matter adsorbed on the wafer W by the brush 14 is physically removed. Specifically, the brush 14 is moved horizontally from the center of the wafer (W) to the edge while maintaining the separation distance from the wafer (W).

이와 같이, 상기 웨이퍼(W) 상에 분사된 초순수가 구심력에 의해 수막(16)을 형성하고, 상기 브러쉬(14)가 웨이퍼와 직접적으로 접촉하지 않기 때문에 웨이퍼(W)의 표면의 손상 없이 효과적으로 세정이 이루어질 수 있다.As such, since the ultrapure water sprayed on the wafer W forms the water film 16 by centripetal force, and the brush 14 does not directly contact the wafer, it is effectively cleaned without damaging the surface of the wafer W. This can be done.

상기 브러쉬(14)에 의한 브러슁 작업이 수행된 후 상기 노즐(14)에서 다시 초순수가 공급되어 상기 웨이퍼(W) 표면을 한번 더 세정한다. 마지막으로, 웨이퍼(W)의 회전이 정지하면 이송암(미도시) 등에 의해 웨이퍼가 언로딩됨으로써 상기 세정 공정이 완료된다.After the brushing operation by the brush 14 is performed, ultrapure water is again supplied from the nozzle 14 to clean the surface of the wafer W once again. Finally, when the rotation of the wafer W is stopped, the cleaning process is completed by unloading the wafer by a transfer arm (not shown) or the like.

따라서, 상기 스핀 스크러버에 의한 세정 공정을 수행하면 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등의 패턴을 형성하기 위한 공정들이 수행된 결과 웨이퍼 상에 잔류하는 이물질을 짧은 시간 내에 매우 효과적으로 제거할 수 있다.Accordingly, when the cleaning process using the spin scrubber is performed, foreign matters remaining on the wafer can be effectively removed in a short time as a result of performing processes for forming a pattern such as a deposition process, a photographic process, and an etching process.

작업자는 상기 웨이퍼(W)에 대한 세정 공정이 끝나면, 상기 웨이퍼(W)를 패턴 형성을 위한 소정의 가공 장치로 수동 또는 자동으로 이송하게 된다. 보통, 패턴 형성을 위한 웨이퍼 가공 장치로 투입되기 전에는 웨이퍼 플랫존을 정렬하는 작업이 필수적으로 요구된다.When the worker finishes the cleaning process for the wafer W, the worker manually or automatically transfers the wafer W to a predetermined processing device for pattern formation. Usually, the work of aligning the wafer flat zone is essential before being introduced into the wafer processing apparatus for pattern formation.

그런데, 상기와 같은 스핀 스크러버 장치는 웨이퍼 플랫존을 정렬하는 기능이 없기 때문에 공정이 완료되어 웨이퍼 캐리어로 언로딩된 후에 작업자가 웨이퍼를 수작업으로 정렬해야 하는 번거로움이 있다. 이로 인하여 상기 작업에 대한 시간적인 로스(loss)가 발생한다. 또한, 작업자가 실수로 웨이퍼 플랫존 정렬 작업을 하지 않았을 경우에는, 후속되는 패턴 형성 공정에서 공정 불량이 발생되는 원인이 되고 있다. 따라서, 웨이퍼 플랫존 정렬 기능을 수반하는 스핀 스크러버 장치의 개발이 요구된다.However, since the spin scrubber apparatus as described above does not have a function of aligning the wafer flat zone, it is troublesome to manually align the wafer after the process is completed and unloaded into the wafer carrier. This results in a temporal loss of the work. In addition, when the operator does not inadvertently perform the wafer flat zone aligning operation, process defects are caused in the subsequent pattern formation step. Therefore, development of a spin scrubber apparatus with a wafer flat zone alignment function is required.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 처리 공정이 완료된 후 웨이퍼 플랫존이 자동으로 정렬 가능한 웨이퍼 처리 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer processing apparatus capable of automatically aligning a wafer flat zone after a wafer processing process is completed.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 처리 장치는, 웨이퍼를 파지하기 위한 척과, 상기 척에 파지된 웨이퍼 상에 웨이퍼 처리 용액을 공급하기 위한 용액 공급 유닛과, 상기 척을 회전시키기 위한 구동 유닛과, 상기 구동 유닛과 연결되며 상기 구동 유닛에 의해 회전하는 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 기 설정된 위치에서 정지하도록 상기 웨이퍼의 주연 부위를 감지하기 위한 센서 유닛을 포함한다.A wafer processing apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object, a chuck for holding a wafer, a solution supply unit for supplying a wafer processing solution on the wafer held by the chuck, and rotating the chuck And a sensor unit for detecting a peripheral portion of the wafer such that the flat zone portion of the wafer connected to the driving unit and rotated by the driving unit stops at a preset position.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서 유닛은 상기 척에 파지된 웨이퍼의 상부(upside)에 배치되며 상기 웨이퍼의 주연 부위로 광을 주사하기 위한 발광부와, 상기 웨이퍼의 하부(downside)에 배치되며 상기 발광부로부터 주사된 상기 광을 수광함으로써 상기 웨이퍼의 플랫존 부위를 감지하기 위한 수광부를 포함한다.According to one embodiment of the invention, the sensor unit is disposed on the upper side (upside) of the wafer held by the chuck and a light emitting portion for scanning light to the peripheral portion of the wafer, and the lower side (downside) of the wafer And a light receiving unit disposed to detect the flat zone of the wafer by receiving the light scanned from the light emitting unit.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 센서 유닛은 발광부와 수광부가 일체로 형성되며, 상기 척에 파지된 웨이퍼의 하부(downside)에 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the sensor unit may be integrally formed with the light emitting part and the light receiving part, and may be disposed on the downside of the wafer held by the chuck.

또한, 상기 용액은 상기 웨이퍼의 표면을 세정하기 위한 초순수(deionized water)이며, 상기 웨이퍼의 표면 상에서 이동하면서 상기 표면에 부착된 이물질을 물리적으로 제거하기 위한 브러쉬 유닛을 더 포함할 수 있다.In addition, the solution is ultra-pure water (deionized water) for cleaning the surface of the wafer, and may further include a brush unit for physically removing the foreign matter attached to the surface while moving on the surface of the wafer.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼 처리 공정이 완료됨과 동시에 웨이퍼 플랫존이 자동으로 정렬되기 때문에, 별도의 웨이퍼 정렬 작업에 소요되는 시간적인 로스(loss)를 감소시키고, 웨이퍼의 미정렬로 인하여 후속 공정에서 발생될 수 있는 공정 불량을 용이하게 예방할 수 있다.According to the present invention as described above, since the wafer flat zone is automatically aligned at the same time as the wafer processing process is completed, the time loss required for the separate wafer alignment operation is reduced, and due to the misalignment of the wafer Process failures that can occur in subsequent processes can be easily prevented.

본 발명에 따른 웨이퍼 처리 장치는 특정한 공정을 수행하는 장치 한정되지 않고, 웨이퍼를 회전시킴으로써 웨이퍼 표면에 소정의 가공 공정을 수행하는 스핀 코팅 장비 등 다양한 웨이퍼 처리 장치에 사용될 수 있다. 특히, 세정 공정을 수행하는 웨이퍼 처리 장치에 적용되는 것이 바람직하다. 이하에서는 웨이퍼 표면 세정용 스핀 스크러버(spin scrubber)를 이용하여 본 발명을 설명한다.The wafer processing apparatus according to the present invention is not limited to an apparatus for performing a specific process, and may be used in various wafer processing apparatuses such as spin coating equipment for performing a predetermined processing process on a wafer surface by rotating a wafer. In particular, it is preferable to apply to the wafer processing apparatus which performs a cleaning process. Hereinafter, the present invention will be described using a spin scrubber for cleaning a wafer surface.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2의 센서 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a wafer processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the sensor unit of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 처리 장치(100)는 웨이퍼(W)를 파지하기 위한 척(110), 상기 척(110)의 중심을 축으로 상기 척을 수평으로 회전시키기 위한 구동 유닛(120), 상기 척(110) 상에 의해 지지된 웨이퍼(W)의 표면상으로 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 유닛(130), 상기 웨이퍼(W)의 표면을 세정하기 위한 브러쉬 유닛(140) 및 상기 구동 유닛(120)과 연결되며 상기 구동 유닛(120)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)의 플랫존 부위가 기 설정된 위치에 정지하도록 웨이퍼(W)의 주연 부위를 감지하기 위한 센서 유닛(150)을 포함한다.2 and 3, the wafer processing apparatus 100 includes a chuck 110 for holding a wafer W, and a driving unit for horizontally rotating the chuck about an axis of the chuck 110. 120, a cleaning liquid supply unit 130 for supplying a cleaning liquid onto the surface of the wafer W supported by the chuck 110, a brush unit 140 for cleaning the surface of the wafer W, and Sensor unit 150 for sensing the peripheral portion of the wafer (W) to be connected to the drive unit 120 and the flat zone portion of the wafer (W) rotated by the drive unit 120 to stop at a predetermined position It includes.

구체적으로, 척(110)은 웨이퍼(W)의 배면이 흡착되는 평탄면을 가지며, 웨이 퍼(W)의 배면을 진공압을 이용하여 흡착함으로써, 웨이퍼(W)를 지지한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)가 고속으로 회전하더라도 웨이퍼(W)가 척(110) 상에 안정적으로 고정될 수 있다. 상기 척(110)의 중심부는 지지봉(112)에 의해서 지지되며, 지지봉(112)을 축으로 하여 상기 척(110)을 수평 회전시키기 위한 구동 유닛(120)이 구비된다.Specifically, the chuck 110 has a flat surface on which the rear surface of the wafer W is adsorbed, and supports the wafer W by adsorbing the rear surface of the wafer W using vacuum pressure. Accordingly, even if the wafer W rotates at high speed, the wafer W may be stably fixed on the chuck 110. The central portion of the chuck 110 is supported by the support rod 112, and is provided with a driving unit 120 for horizontally rotating the chuck 110 with the support rod 112 as an axis.

구동 유닛(120)은 상기 척(110)으로 회전력을 제공하는 모터(미도시)를 포함하며, 모터는 상기 구동 유닛(120)과 연결된 제어 유닛(160)에 의해 척(110)을 회전 또는 정지시키는 기능을 한다.The drive unit 120 includes a motor (not shown) that provides a rotational force to the chuck 110, which motor rotates or stops the chuck 110 by a control unit 160 connected to the drive unit 120. To function.

상기 구동 유닛(120)에 의해 웨이퍼(W)가 회전하는 동안 세정액 및 브러쉬(142)의 작동에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 세정된다. 세정액은 용액이 분사되는 노즐을 포함하는 세정액 공급 유닛(130)으로부터 웨이퍼(W) 상으로 공급하게 되며, 세정액이 공급되는 지점은 웨이퍼(W)의 중심부와 가장 자리 사이로 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, 척(110)의 구심력에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 수막(134)의 형태에 따른 세척력을 고려하여 상기 지점을 변경할 수 있다. 상기 세정액은 이물질의 함유량이 극도로 제한된 초순수(DI water)가 사용되는 것이 바람직하다.The surface of the wafer W is cleaned by the operation of the cleaning liquid and the brush 142 while the wafer W is rotated by the driving unit 120. The cleaning liquid is supplied onto the wafer W from the cleaning liquid supply unit 130 including a nozzle through which the solution is injected, and the point at which the cleaning liquid is supplied is preferably set between the center and the edge of the wafer W. However, the point may be changed in consideration of the cleaning force according to the shape of the water film 134 formed on the surface of the wafer W by the centripetal force of the chuck 110. In the cleaning solution, ultrapure water (DI water) having extremely limited content of foreign substances is preferably used.

세정액에 의한 수막(134)이 형성되면, 웨이퍼(W) 표면상의 파티클을 물리적으로 제거하기 위한 브러슁(brushing) 작업이 수행된다. 상기 브러슁 작업은 먼저 브러쉬 유닛(140)이 웨이퍼(W)의 중심부로 이동하고, 상기 중심부로부터 가장 자리까지 수평으로 이동하면서 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 파티클을 쓸어 내림으로써 수 행된다.When the water film 134 formed by the cleaning liquid is formed, a brushing operation for physically removing particles on the surface of the wafer W is performed. The brushing operation is performed by first moving the brush unit 140 to the center of the wafer W and sweeping off the particles remaining on the wafer W while moving horizontally from the center to the edge.

이 때, 브러쉬(142)는 웨이퍼(W)의 표면에 직접적으로 접촉되지 않고 1 내지 10mm의 이격 거리를 유지한 상태에서 웨이퍼(W) 상을 이동하도록 한다. 이는, 브러쉬(142)가 웨이퍼(W)의 표면에 접촉한 상태에서 브러슁 작업이 수행될 경우, 웨이퍼(W)의 표면에 스크래치 등의 손상이 발생될 수 있기 때문이다. 또한, 브러쉬(142)가 웨이퍼(W)의 표면으로부터 10mm 이상 이격되는 경우에는 웨이퍼(W) 표면에 흡착된 이물질이 효과적으로 제거되지 않는 문제점이 있다.At this time, the brush 142 is to move on the wafer (W) while maintaining a separation distance of 1 to 10mm without directly contacting the surface of the wafer (W). This is because, when the brushing operation is performed while the brush 142 is in contact with the surface of the wafer W, scratches or the like may occur on the surface of the wafer W. In addition, when the brush 142 is separated from the surface of the wafer W by 10 mm or more, there is a problem in that foreign matter adsorbed on the surface of the wafer W is not effectively removed.

따라서, 수막(134)과 웨이퍼(W)의 회전 속도를 고려해서, 웨이퍼(W) 표면이 손상되지 않으면서도 파티클 제거율이 최적이 되도록 브러쉬(142)와 웨이퍼(W)의 이격 거리를 조절한다.Therefore, in consideration of the rotational speeds of the water film 134 and the wafer W, the separation distance between the brush 142 and the wafer W is adjusted so that the particle removal rate is optimal without damaging the surface of the wafer W.

척(110)의 외측에는 웨이퍼(W)의 회전에 의해서 세정액이 외부로 튀어 나가지 않도록 하는 보울(bowl, 114)이 구비되며, 그 외측에는 고속으로 회전하는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하기 위한 안전 장치로서 투명한 재질로 이루어진 커버(170)가 상기 보울을 둘러싸도록 구비된다.The outer side of the chuck 110 is provided with a bowl (114) to prevent the cleaning liquid from protruding to the outside by the rotation of the wafer (W), the outer side for preventing the separation of the wafer (W) that rotates at high speed As a safety device, a cover 170 made of a transparent material is provided to surround the bowl.

브러쉬 작업이 완료되면 제어 유닛(160)에 의해 척(110)의 회전이 감속된다. 이 때, 웨이퍼(W)의 플랫존을 일 방향으로 정렬하기 위한 센서 유닛(150)이 구비된다.When the brush work is completed, the rotation of the chuck 110 is decelerated by the control unit 160. At this time, the sensor unit 150 for aligning the flat zone of the wafer W in one direction is provided.

상기 센서 유닛(150)은 웨이퍼(W)의 주연 부위를 감지하도록 배치되는 발광부(150a) 및 수광부(150b)를 포함한다. 여기서, 웨이퍼 플랫존(F)을 보다 정확하게 정렬하기 위해서는 발광부(150a)는 제1 및 제2발광부(152, 154)로 구성되고, 수광 부(150b)는 제1 및 제2수광부(156, 158)로 구성되며, 상기 제1 및 제2발광부(152, 156)는 플랫존(F)의 길이보다 1mm 내지 10mm 짧은 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.The sensor unit 150 includes a light emitting unit 150a and a light receiving unit 150b which are disposed to detect a peripheral portion of the wafer W. Here, in order to more accurately align the wafer flat zone F, the light emitting unit 150a includes first and second light emitting units 152 and 154, and the light receiving unit 150b includes the first and second light receiving units 156. 158, and the first and second light emitting parts 152 and 156 are preferably spaced apart from each other by 1 mm to 10 mm shorter than the length of the flat zone (F).

보다 상세하게는, 웨이퍼 플랫존(F)을 보다 정렬하고자 하는 웨이퍼 플랫존(F)의 방향이 지정되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광부(150a)에서 주사된 센서광이 상기 정렬 방향에 위치된 플랫존(F)의 바깥쪽을 통과하도록 센서 유닛(150)이 배치된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 플랫존(F)이 상기 정렬 방향과 다른 방향에 위치할 경우에는 상기 발광부(150a)에서 주사된 센서광이 웨이퍼(W)의 주연 부위에 의해 반사되도록 센서 유닛(150)이 배치되는 것이 바람직하다.More specifically, when the direction of the wafer flat zone F to align the wafer flat zone F is specified, as illustrated in FIG. 6, the sensor light scanned by the light emitting unit 150a is aligned in the alignment direction. The sensor unit 150 is disposed to pass through the outside of the flat zone (F) located in the. In addition, as shown in FIG. 3, when the flat zone F is located in a direction different from the alignment direction, the sensor light scanned by the light emitting part 150a is reflected by the peripheral portion of the wafer W. As shown in FIG. The sensor unit 150 is preferably arranged.

센서 유닛(150)이 배치되는 위치에 대해서 구체적으로 설명하면, 발광부(150a)는 커버(170)의 내측면에 부착되고 상기 발광부(150a)로부터 주사되는 센서광이 수직으로 하강하도록 수평을 유지하도록 설치된다. 수광부(150b)는 발광부(150a)로부터 하방으로 연장되는 수직선상에 배치되어 상기 센서광을 용이하게 받을 수 있다.The position where the sensor unit 150 is disposed will be described in detail. The light emitting unit 150a is attached to the inner surface of the cover 170 and horizontally aligned so that the sensor light scanned from the light emitting unit 150a falls vertically. It is installed to maintain. The light receiver 150b may be disposed on a vertical line extending downward from the light emitter 150a to easily receive the sensor light.

이에 따라, 제1 및 제2수광부(156, 158)가 제1 및 제2발광부(152, 154)로부터 각각 주사된 센서광을 동시에 수광하는 순간 센서 유닛(150)과 연결된 제어 유닛(160)에 의해 척(110)의 회전 운동이 정지함으로써 웨이퍼 플랫존(F)이 일 방향으로 정렬될 수 있다.Accordingly, the control unit 160 connected to the sensor unit 150 at the same time when the first and second light receiving units 156 and 158 simultaneously receive the sensor light scanned from the first and second light emitting units 152 and 154, respectively. By the rotational movement of the chuck 110 is stopped by the wafer flat zone (F) can be aligned in one direction.

이와는 다르게, 상기 센서 유닛은 발광부와 수광부가 일체로 형성되며, 상기 척에 파지된 웨이퍼(W)의 하부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광부(150a) 및 수광부(150b)가 없이, 센서 유닛이 제1 및 제2센서부(참조번호 156, 158과 동일함)로 구성된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2센서부(156, 158)에서 주사된 광은 상기 웨이퍼(W)의 하부에서 웨이퍼(W)의 주연 부위를 감지한다. 여기에서는, 웨이퍼 플랫존(F)이 기 설정된 방향에서 벗어날 경우에만 상기 제1 및 제2센서부(156)가 센서광을 감지한다. 따라서, 상기 제1 및 제2센서부(156)가 동시에 센서광을 감지하지 못하는 시점에서, 제어부(160)가 척(110)의 회전이 정지하도록 제어 유닛(160)을 프로그램하여 웨이퍼 플랫존(F)을 일 방향으로 정렬시킬 수 있다.Alternatively, the sensor unit may be integrally formed with the light emitting part and the light receiving part, and may be disposed under the wafer W held by the chuck. That is, without the light emitting part 150a and the light receiving part 150b, the sensor unit is composed of first and second sensor parts (same as reference numerals 156 and 158). Accordingly, the light scanned by the first and second sensor units 156 and 158 detects a peripheral portion of the wafer W under the wafer W. Here, the first and second sensor units 156 detect the sensor light only when the wafer flat zone F is out of the preset direction. Accordingly, when the first and second sensor units 156 do not simultaneously sense the sensor light, the controller 160 programs the control unit 160 to stop the rotation of the chuck 110 so that the wafer flat zone ( F) can be aligned in one direction.

이하에서는, 센서 유닛에 의해 웨이퍼가 정렬되는 과정을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of aligning the wafers by the sensor unit will be described in detail.

도 4 내지 도 6은 웨이퍼가 정렬되는 단계를 설명하기 위한 개략적인 평면도들로서, 도 4 내지 도 5에 도시된 웨이퍼들은 회전하고 있는 상태를 나타내고 있다.4 to 6 are schematic plan views illustrating a step in which wafers are aligned, and the wafers shown in FIGS. 4 to 5 show a rotating state.

도 4는 브러슁 작업이 완료되면 브러쉬 유닛(140)은 척(110)의 일측에 배치된 브러쉬 대기부(미도시)로 이동한 상태로, 웨이퍼(W)는 제어 유닛(140)에 회전 속도가 감속된다. 예를 들면, 웨이퍼(W)를 10RPM 정도로 서서히 회전시킨다. 여기서, 발광부(150a)에서 센서광이 주사되어 센서 유닛(150)에 의한 웨이퍼(W) 정렬을 위한 센싱 작업이 시작된다. 여기서, 상기 센서광이 도시되지는 않았으나, 센서광이 도시된 발광부(150a)의 위치에서 수직으로 하강하므로, 센서광의 위치는 상기 발광부(150a)의 중심부가 된다.4, when the brushing operation is completed, the brush unit 140 moves to a brush waiting unit (not shown) disposed at one side of the chuck 110, and the wafer W has a rotation speed at the control unit 140. Slows down. For example, the wafer W is slowly rotated at about 10 RPM. Here, the sensor light is scanned from the light emitting unit 150a to start a sensing operation for aligning the wafer W by the sensor unit 150. Here, although the sensor light is not shown, since the sensor light descends vertically from the position of the light emitting unit 150a shown in the drawing, the position of the sensor light becomes the center of the light emitting unit 150a.

먼저, 웨이퍼 플랫존(F)이 제1 및 제2발광부(152, 154)에서 완전히 떨어져 있는 경우에는 센서광이 웨이퍼(W)에 의해서 반사된다. 따라서, 제1 및 제2수광부(156, 158, 도 2 참조)는 상기 센서광을 수광하지 못하는 상태로, 상기 수광부(150a)와 연결된 제어 유닛(160)은 구동 유닛(120)을 통하여 척(110)을 계속하여 회전시키는 명령을 수행한다.First, the sensor light is reflected by the wafer W when the wafer flat zone F is completely separated from the first and second light emitting parts 152 and 154. Accordingly, the first and second light receiving units 156 and 158 (refer to FIG. 2) do not receive the sensor light, and the control unit 160 connected to the light receiving unit 150a is connected to the chuck through the driving unit 120. 110) to continue to rotate.

도 5를 참조하면, 웨이퍼(W)는 회전이 계속되면서, 웨이퍼 플랫존(F)의 발광부(150a)에 걸쳐지는 위치가 된다. 구체적으로, 상기 위치에서는 제1발광부(152)에서 주사된 제1센서광(미도시)이 플랫존(F) 바깥쪽으로 통과하고, 제2발광부(154)에서 주사된 제2센서광(미도시)은 상기 플랫존(F)의 일단과 연결된 웨이퍼(W)의 가장 자리에 의해 막힌다. 이에 따라, 제1센서광은 제1수광부(156)로 수광되고, 제2센서광은 웨이퍼(W)의 가장 자리에 의해 반사된다. 여기서, 제어 유닛(160)은 구동 유닛(120)에 척(110)의 회전 속도를 더욱 감속시키는 명령을 내리게 된다. 예를 들면 5RPM 이하의 속도로 웨이퍼(W)를 회전시킨다.Referring to FIG. 5, while the wafer W continues to rotate, the wafer W is positioned to span the light emitting portion 150a of the wafer flat zone F. As shown in FIG. Specifically, in the position, the first sensor light (not shown) scanned by the first light emitter 152 passes through the outside of the flat zone F and the second sensor light scanned by the second light emitter 154 ( Not shown) is blocked by the edge of the wafer (W) connected to one end of the flat zone (F). Accordingly, the first sensor light is received by the first light receiving unit 156, and the second sensor light is reflected by the edge of the wafer (W). Here, the control unit 160 gives a command to the drive unit 120 to further reduce the rotational speed of the chuck 110. For example, the wafer W is rotated at a speed of 5 RPM or less.

도 6을 참조하면, 웨이퍼(W)가 좀 더 회전하여 웨이퍼 플랫존(F)이 제1 및 제2발광부(152, 154)와 평행이 되는 위치가 된다. 상기 위치에서는 제1 및 제2발광부(152, 154)로부터 주사된 제1 및 제2센서광이 각각 제1 및 제2수광부(156, 158)로 수광될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2센서광이 제1 및 제2수광부(156, 158)에 동시에 수광되는 순간, 제어 유닛(140)은 구동 유닛(120)에 척(110)의 회전을 정지시키게 된다. 따라서, 웨이퍼 플랫존(F)의 방향이 상기 위치에 용이하게 정렬될 수 있다.Referring to FIG. 6, the wafer W is further rotated so that the wafer flat zone F is in parallel with the first and second light emitting parts 152 and 154. In this position, the first and second sensor lights scanned from the first and second light emitting units 152 and 154 may be received by the first and second light receiving units 156 and 158, respectively. Accordingly, as soon as the first and second sensor lights are simultaneously received by the first and second light receiving units 156 and 158, the control unit 140 stops the rotation of the chuck 110 in the driving unit 120. . Thus, the direction of the wafer flat zone F can be easily aligned at this position.

상기 웨이퍼 처리 장치(W)는 매엽식 장치로서 상기 세정 공정 및 정렬 작업이 완료된 각각의 웨이퍼들이 이송암(미도시)에 의해서 웨이퍼 캐리어로 이송된다. 그러면, 캐리어 내부의 웨이퍼들의 플랫존은 일 방향으로 정렬될 수 있다. 캐리어 내부에 정렬된 플랫존 방향은 발광부(150a) 및 수광부(150b)의 위치를 변경함으로써 자유롭게 조정할 수 있다.The wafer processing apparatus W is a sheet type device, in which each wafer having been cleaned and aligned is transferred to a wafer carrier by a transfer arm (not shown). The flat zones of the wafers within the carrier can then be aligned in one direction. The flat zone direction aligned inside the carrier can be freely adjusted by changing the positions of the light emitting part 150a and the light receiving part 150b.

이로써, 상기 세정 공정이 완료된 웨이퍼들은 다음 공정, 예를 들면 증착 공정으로 이송되고, 별도의 웨이퍼 플랫존 정렬 작업 없이 상기 증착 공정이 수행될 가공 장치에 투입될 수 있다.As a result, the wafers of which the cleaning process is completed may be transferred to a next process, for example, a deposition process, and may be introduced into a processing apparatus in which the deposition process is performed without a separate wafer flat zone alignment operation.

최근, 상기 웨이퍼 처리 장치(100)에 의해 수행되는 세정 공정은 이물질 제거에 매우 효과적인 것으로 판명되어, 반도체 장치를 제조하는 전체 공정에서 차지하는 부분이 크기 때문에, 본 발명에 의한 웨이퍼 처리 장치(100)를 채용할 경우 반도체 장치를 제조하는데 소요되는 총 시간(TAT)을 감소시키는데 기여할 수 있다.Recently, the cleaning process performed by the wafer processing apparatus 100 has proved to be very effective for removing foreign matters, and since the portion occupied in the entire process of manufacturing a semiconductor device is large, the wafer processing apparatus 100 according to the present invention is used. Employment can contribute to reducing the total time (TAT) required to manufacture the semiconductor device.

이하에서는, 본 발명의 웨이퍼 처리 장치(100)에 의해서 수행되는 세정 공정의 단계에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, the steps of the cleaning process performed by the wafer processing apparatus 100 of the present invention will be described.

도 7은 도 2의 웨이퍼 처리 장치에서 수행되는 세정 공정의 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart for explaining a step of a cleaning process performed in the wafer processing apparatus of FIG. 2.

먼저, 웨이퍼(W)가 이송암(미도시) 등에 의해서 웨이퍼 캐리어로부터 척(110) 상으로 로딩된다(S100). 이어서, 제어 유닛(160)은 척(110)의 2000 내지 5000RPM 이상의 속도로 회전시킨다(S110). 여기서 척(110)의 최종 속도 또는 가속에 소요되는 시간 등은 프로그램될 수 있으므로, 작업자가 자유롭게 변경시킬 수 있다. 척(110)에 의해 웨이퍼(W)의 속도가 기 설정된 속도로 회전하면, 세정액 공급 유닛(130)은 세정액을 1차로 분사한다(S120). 세정액의 분사량 및 분사 압력은 밸브(미도시) 등에 의해서 조절 가능하다.First, the wafer W is loaded onto the chuck 110 from the wafer carrier by a transfer arm (not shown) or the like (S100). Subsequently, the control unit 160 rotates at a speed of 2000 to 5000 RPM or more of the chuck 110 (S110). Here, the final speed or time required for acceleration of the chuck 110 may be programmed, and thus can be freely changed by the operator. When the speed of the wafer W is rotated at the preset speed by the chuck 110, the cleaning liquid supply unit 130 sprays the cleaning liquid first (S120). The injection amount and injection pressure of the cleaning liquid can be adjusted by a valve (not shown) or the like.

세정액이 분사되면, 웨이퍼(W) 상에 소정의 두께를 가진 수막(134)이 형성된다. 그러면, 브러쉬 유닛(140)에 의한 브러슁 작업이 실시된다(S130). 구체적으로, 브러쉬(142)에 의한 물리적인 브러슁 작업이 수행되는 동안 세정액은 계속적으로 공급될 수 있고, 웨이퍼(W)의 중심부에서 가장자리로 작용하는 구심력에 의해 상기 브러슁에 의해 웨이퍼(W)의 표면으로부터 탈착된 이물질들이 웨이퍼(W) 외부로 떨어질 수 있다.When the cleaning liquid is injected, a water film 134 having a predetermined thickness is formed on the wafer W. Then, the brushing operation by the brush unit 140 is performed (S130). Specifically, the cleaning liquid may be continuously supplied while the physical brushing operation by the brush 142 is performed, and the surface of the wafer W by the brush by the centripetal force acting as an edge at the center of the wafer W. Foreign substances detached from the wafer may fall out of the wafer (W).

브러쉬 유닛(140)에 의한 브러슁 작업이 완료되면, 세정액 공급 유닛(130)은 세정액을 2차로 분사시킨다(S140). 상기 세정액의 2차 분사는 브러슁 작업 후 잔류하는 이물질들을 제거하기 위한 것으로, 수초간 진행될 수 있다. 이어서, 제어 유닛(150)에 의해 척(110)의 회전 속도가 10RPM 정도로 감속된다(S150). 척(110)의 감속 시간 및 최종 감속 속도는 제어 유닛(150)에 프로그램될 수 있다. 그리고, 센서 유닛(150) 및 제어 유닛(160)에 의해 웨이퍼 플랫존(F)이 정렬된다(S160). 상기 S160 단계는 도 4 내지 도 6에서 기 설명된 플랫존 정렬 단계와 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.When the brushing operation by the brush unit 140 is completed, the cleaning liquid supply unit 130 sprays the cleaning liquid secondly (S140). The second injection of the cleaning liquid is to remove foreign substances remaining after the brushing operation and may be performed for several seconds. Subsequently, the rotation speed of the chuck 110 is reduced by about 10 RPM by the control unit 150 (S150). The deceleration time and the final deceleration speed of the chuck 110 may be programmed in the control unit 150. The wafer flat zone F is aligned by the sensor unit 150 and the control unit 160 (S160). Since the step S160 is similar to the flat zone alignment step described above with reference to FIGS. 4 to 6, a detailed description thereof will be omitted.

마지막으로, 이송암 등에 의해서 웨이퍼(W)가 척(110)으로부터 캐리어로 언로딩됨한다(S170). 이에 따라, 상기 웨이퍼 처리 장치에 의한 세정 공정이 종료되고, 상기 캐리어에 언로딩된 웨이퍼들의 플랫존 부위는 일 방향으로 정렬될 수 있 다.Finally, the wafer W is unloaded from the chuck 110 into the carrier by the transfer arm or the like (S170). Accordingly, the cleaning process by the wafer processing apparatus is terminated, and the flat zone portions of the wafers unloaded in the carrier may be aligned in one direction.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼 처리 장치에 웨이퍼 정렬을 위한 센서 유닛을 설치하여, 상기 가공 공정이 완료됨과 동시에 웨이퍼 플랫존이 자동으로 정렬할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 플랫존 정렬에 소요되는 별도의 작업을 생략할 수 있으므로 작업자의 작업 능률이 향상되고, 반도체 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.According to the present invention as described above, by installing a sensor unit for wafer alignment in the wafer processing apparatus, the wafer flat zone can be automatically aligned at the same time as the processing process is completed. Therefore, since the separate work required for the wafer flat zone alignment can be omitted, the operator's work efficiency can be improved and the throughput of the semiconductor device can be improved.

더 나가서는, 작업자가 상기 정렬 작업을 실수로 누락함으로써, 후속되는 공정에서 공정 사고가 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있으므로, 반도체 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.Further, by accidentally missing the alignment work, the operator can prevent the problem that a process accident occurs in the subsequent process, thereby improving the reliability of the semiconductor device.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (4)

웨이퍼를 파지하기 위한 척;A chuck for holding a wafer; 상기 척에 파지된 웨이퍼 상에 웨이퍼 처리 용액을 공급하기 위한 용액 공급 유닛;A solution supply unit for supplying a wafer processing solution onto the wafer held by the chuck; 상기 척을 회전시키기 위한 구동 유닛;A drive unit for rotating the chuck; 상기 구동 유닛과 연결되며, 상기 구동 유닛에 의해 회전하는 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 기 설정된 위치에서 정지하도록 상기 웨이퍼의 주연 부위를 감지하기 위한 센서 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.And a sensor unit connected to the driving unit and configured to sense a peripheral portion of the wafer such that the flat zone portion of the wafer rotated by the driving unit stops at a preset position. 제1항에 있어서, 상기 센서 유닛은,The method of claim 1, wherein the sensor unit, 상기 척에 파지된 웨이퍼의 상부(upside)에 배치되며, 상기 웨이퍼의 주연 부위로 광을 주사하기 위한 발광부; 및A light emitting part disposed on an upper side of the wafer held by the chuck and configured to scan light to a peripheral portion of the wafer; And 상기 웨이퍼의 하부(downside)에 배치되며, 상기 발광부로부터 주사된 상기 광을 수광함으로써 상기 웨이퍼의 플랫존 부위를 감지하기 위한 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.And a light receiving unit disposed on a lower side of the wafer and configured to detect a flat zone portion of the wafer by receiving the light scanned from the light emitting unit. 제1항에 있어서, 상기 센서 유닛은 발광부와 수광부가 일체로 형성되며, 상기 척에 파지된 웨이퍼의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.The wafer processing apparatus of claim 1, wherein the sensor unit is integrally formed with a light emitting portion and a light receiving portion, and is disposed below a wafer held by the chuck. 제1항에 있어서, 상기 용액은 상기 웨이퍼의 표면을 세정하기 위한 초순수(deionized water)이며, 상기 웨이퍼의 표면 상에서 이동하면서 상기 표면에 부착된 이물질을 물리적으로 제거하기 위한 브러쉬 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.The method of claim 1, wherein the solution is deionized water for cleaning the surface of the wafer, and the brush unit further comprises a brush unit for physically removing foreign matter attached to the surface while moving on the surface of the wafer. Wafer processing apparatus characterized by the above-mentioned.
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