KR20070044083A - Apparatus for cleaning a wafer - Google Patents

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KR20070044083A KR1020050099973A KR20050099973A KR20070044083A KR 20070044083 A KR20070044083 A KR 20070044083A KR 1020050099973 A KR1020050099973 A KR 1020050099973A KR 20050099973 A KR20050099973 A KR 20050099973A KR 20070044083 A KR20070044083 A KR 20070044083A
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Abstract

웨이퍼의 세정 균일도를 향상시키기 위한 웨이퍼 세정 장치는 상부가 개방되고 다수의 웨이퍼를 수직방향으로 수용하기 위한 용기를 구비한다. 웨이퍼 이송부는 웨이퍼들의 측면 부위를 감싸도록 지지하기 위한 한 쌍의 척을 포함하고 상하 구동하면서 웨이퍼들을 용기 내부로 로딩하거나 용기로부터 언로딩한다. 노즐 파이프는 용기의 내부에서 수직 방향으로 수용된 웨이퍼들을 가로지르는 방향으로 연장되도록 한 쌍이 구비되고, 웨이퍼들을 세정하기 위하여 세정액를 공급하는 노즐을 각각 갖는다. 랙은 척들에 각각 구비되며, 척들의 상하 이동에 따라 직선 운동한다. 피니언은 각각의 노즐 파이프에 장착되고, 웨이퍼들을 로딩한 척들이 웨이퍼들의 측면 부위와 이격될 때 랙들과 각각 맞물리며, 노즐의 분사 방향을 변화시키기 위해 랙의 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸어 노즐 파이프들을 연장 방향의 중심축을 기준으로 회전시킨다.A wafer cleaning apparatus for improving the cleaning uniformity of a wafer has an upper portion and a container for receiving a plurality of wafers in a vertical direction. The wafer transfer portion includes a pair of chucks for supporting the side portions of the wafers and loads or unloads the wafers into or out of the container while driving up and down. The nozzle pipe is provided with a pair so as to extend in a direction crossing the wafers received in the vertical direction inside the container, and each has a nozzle for supplying a cleaning liquid for cleaning the wafers. Racks are provided in the chucks, respectively, and move linearly as the chucks move up and down. The pinion is mounted to each nozzle pipe and engages the racks as the chucks loaded with the wafers are spaced apart from the side portions of the wafers, extending the nozzle pipes by changing the linear motion of the rack to rotational motion to change the nozzle's ejection direction. Rotate around the central axis of the direction.

Description

웨이퍼 세정 장치{Apparatus for cleaning a wafer}Wafer cleaning apparatus {Apparatus for cleaning a wafer}

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a wafer cleaning apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 기준으로 절단한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.

도 4 및 도 5는 도 2의 웨이퍼 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 4 and 5 are cross-sectional views for explaining the operation of the wafer cleaning apparatus of FIG.

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

110 : 용기 120 : 가이드110: container 120: guide

130 : 웨이퍼 이송부 131 : 수직 구동축130: wafer transfer part 131: vertical drive shaft

132 : 수평 지지대 133 : 척암132: horizontal support 133: chuck arm

134 : 척 140 : 세정액 공급부134: Chuck 140: cleaning liquid supply unit

141 : 노즐 파이프 142 : 노즐141: nozzle pipe 142: nozzle

143 : 고정축 144 : 베어링143: fixed shaft 144: bearing

145 : 연결파이프 150 : 랙145 connection pipe 150 rack

160 : 피니언 170 : 토션 스프링160: Pinion 170: Torsion Spring

W : 웨이퍼W: Wafer

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼에 부착된 이물질을 제거하기 위한 웨이퍼 세정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly to a wafer cleaning apparatus for removing foreign matter adhered to the wafer.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit including electrical elements on a silicon wafer used as a semiconductor wafer, and an EDS (electrical) for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process. die sorting) and a package assembly process for encapsulating and individualizing the semiconductor devices with an epoxy resin.

상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a wafer, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern using the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the wafer, a cleaning process for removing impurities on the wafer, and a process for forming the film or pattern Inspection process for inspecting the surface;

반도체 소자가 고집적화됨에 따라 상기 공정 중 세정 공정은 기술이 더욱 다양화되고, 그의 중요성은 증대되어가고 있다. 특히 미세구조를 갖는 반도체소자의 제조공정에 있어서는 웨이퍼의 세정 공정후 기판에 부착된 파티클(particles)뿐만 아니라, 정전기, 워터마크(water mark), 파이프성 파티클 등은 후속공정에 커다란 영향을 미치게되기 때문에, 웨이퍼의 세정 및 건조 공정의 필요성이 더욱 증대된다.As semiconductor devices are highly integrated, the cleaning process in the process is more diversified in technology, and its importance is increasing. In particular, in the manufacturing process of a semiconductor device having a microstructure, electrostatic, watermark, pipe-like particles, etc., as well as particles attached to the substrate after the cleaning process of the wafer have a great influence on subsequent processes. Therefore, the necessity of the wafer cleaning and drying process is further increased.

일반적으로 웨이퍼 세정 장치에서는 기판에 부착된 파티클, 유기물, 금속 오염물 혹은 산화막을 제거함과 동시에 건조 등의 처리가 이루어진다.In general, the wafer cleaning apparatus removes particles, organic matter, metal contaminants, or oxide films attached to the substrate, and at the same time, a drying process is performed.

상기 웨이퍼 세정 공정은 기판들에 처리액(약액)과, 세정액(린스액)을 순차적으로 공급하여, 기판에 부착된 파티클, 유기물, 금속 오염물 혹은 산화막을 제거함과 동시에 건조 등의 처리가 이루어진다.In the wafer cleaning process, a processing liquid (chemical liquid) and a cleaning liquid (rinse liquid) are sequentially supplied to the substrates to remove particles, organic substances, metal contaminants, or oxide films attached to the substrate, and at the same time, drying and the like are performed.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a wafer cleaning apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 세정 장치(1)는 다수의 웨이퍼(W)를 수용하기 위한 용기(10), 상기 용기(10) 내부로 수용된 상기 웨이퍼들(W)을 지지하기 위한 가이드(30) 및 상기 용기(10)의 저면에 구비되며 세정액인 순수를 공급하기 위한 다수의 노즐 파이프부(20)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wafer cleaning apparatus 1 includes a container 10 for accommodating a plurality of wafers W, and a guide 30 for supporting the wafers W accommodated in the container 10. And a plurality of nozzle pipe parts 20 provided on the bottom surface of the container 10 to supply pure water as a cleaning liquid.

상기 웨이퍼 세정 장치(1)를 이용한 웨이퍼(W) 세정 공정을 간략히 살펴보면, 먼저 처리액 공급부(미도시)에서 처리액을 상기 용기(10)로 공급하여 웨이퍼(W)를 화학적으로 세정한다. 다음으로, 상기 노즐 파이프부(20)에서 세정액인 순수를 공급한다. 상기 세정액이 오버 플로우(over flow)되면서 상기 용기(10) 내의 처리액이 세정액으로 치환되며, 상기 세정액에 의해 상기 웨이퍼(W)가 세정된다. 이 후, 상기 웨이퍼(W)를 건조시킨다. The wafer W cleaning process using the wafer cleaning apparatus 1 will be briefly described. First, a processing liquid is supplied from the processing liquid supply unit (not shown) to the container 10 to chemically clean the wafer W. Next, pure water that is a cleaning liquid is supplied from the nozzle pipe portion 20. As the cleaning liquid overflows, the processing liquid in the container 10 is replaced with the cleaning liquid, and the wafer W is cleaned by the cleaning liquid. Thereafter, the wafer W is dried.

그러나 상기 웨이퍼 세정 장치(1)는 상기 노즐 파이프부(20)가 고정되어 있다. 상기 노즐 파이프부(20)로부터 세정액이 한 방향으로만 공급된다. 그러므로 오버 플로우 방식을 통해 상기 처리액을 세정액으로 치환할 때, 상기 용기(10) 내에서 와류가 발생한다. 상기 와류에 의해 상기 용기(10) 내의 처리액 농도가 부분적으로 달라지게 된다. 따라서, 한 웨이퍼 내에서 부위에 따라 세정되는 정도가 달라지거나, 웨이퍼 별로 세정되는 정도가 달라진다. 즉, 웨이퍼의 세정 균일도가 나빠지게 되는 문제점이 있다. However, in the wafer cleaning apparatus 1, the nozzle pipe portion 20 is fixed. The cleaning liquid is supplied from the nozzle pipe portion 20 only in one direction. Therefore, when the processing liquid is replaced with the cleaning liquid through the overflow method, vortex is generated in the container 10. The vortex causes the treatment liquid concentration in the container 10 to be partially changed. Therefore, the degree of cleaning varies depending on the site of the wafer, or the degree of cleaning for each wafer varies. That is, there is a problem that the cleaning uniformity of the wafer becomes poor.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼의 세정 균일도를 향상시킬 수 있는 웨이퍼 세정 장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a wafer cleaning apparatus that can improve the cleaning uniformity of the wafer.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 웨이퍼 세정 장치는 상부가 개방되고, 다수의 웨이퍼를 수직방향으로 수용하기 위한 용기를 구비한다. 웨이퍼 이송부는 상기 웨이퍼들의 측면 부위를 감싸도록 지지하기 위한 한 쌍의 척을 포함하고, 상하 구동하면서 상기 웨이퍼들을 상기 용기 내부로 로딩하거나 상기 용기로부터 언로딩한다. 노즐 파이프는 상기 용기의 내부에서 수직 방향으로 수용된 웨이퍼들을 가로지르는 방향으로 연장되도록 한 쌍이 구비되고, 상기 웨이퍼들을 세정하기 위하여 세정액를 공급하는 노즐을 각각 갖는다. 랙은 상기 척들에 각각 구비되며, 상기 척들의 상하 이동에 따라 직선 운동한 다. 피니언은 각각의 노즐 파이프에 장착되고, 상기 웨이퍼들을 로딩한 상기 척들이 상기 웨이퍼들의 측면 부위와 이격될 때 상기 랙들과 각각 맞물리며, 상기 노즐의 분사 방향을 변화시키기 위해 상기 랙의 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸어 상기 노즐 파이프들을 상기 연장 방향의 중심축을 기준으로 회전시킨다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention, the wafer cleaning apparatus has an open top, and has a container for receiving a plurality of wafers in the vertical direction. The wafer transfer part includes a pair of chucks for supporting the side portions of the wafers, and loads or unloads the wafers into or from the container while driving up and down. The nozzle pipe is provided with a pair so as to extend in a direction crossing the wafers accommodated in the vertical direction inside the container, and each has a nozzle for supplying a cleaning liquid for cleaning the wafers. Racks are respectively provided on the chucks, and linearly move according to the vertical movement of the chucks. A pinion is mounted on each nozzle pipe, and engages the racks respectively when the chucks loaded with the wafers are spaced apart from the side portions of the wafers, and rotates the linear motion of the rack to change the spraying direction of the nozzles. To rotate the nozzle pipes about the central axis in the extending direction.

상기 웨이퍼 세정 장치는 일단은 상기 노즐 파이프에 고정되고 타단은 상기 용기에 고정되며, 상기 랙과 피니언이 분리되는 경우 상기 노즐 파이프의 노즐이 일정한 방향을 향하도록 복원력을 제공하기 위한 토션 스프링을 더 포함할 수 있다. The wafer cleaning apparatus further includes a torsion spring, one end of which is fixed to the nozzle pipe and the other end of which is fixed to the container, to provide a restoring force so that the nozzle of the nozzle pipe faces a certain direction when the rack and the pinion are separated. can do.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치는 상기 노즐 파이프에서 세정액이 분사되는 동안 상기 노즐 파이프는 회전한다. 그러므로 상기 용기 내부에서의 와류를 방지할 수 잇다. 따라서 상기 웨이퍼가 균일하게 세정되므로 웨이퍼의 세정 균일도를 향상시킬 수 있다.In the wafer cleaning apparatus according to the present invention configured as described above, the nozzle pipe rotates while the cleaning liquid is injected from the nozzle pipe. Therefore, it is possible to prevent the vortex inside the container. Therefore, since the wafer is uniformly cleaned, the cleaning uniformity of the wafer can be improved.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a wafer cleaning apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 기준으로 절단한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a wafer cleaning apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 세정 장치(100)는 용기(110), 가이드(120), 웨이퍼 이송부(130), 세정액 공급부(140), 랙(150), 피니언(160) 및 토션 스프링(170)을 포함한다.2 and 3, the wafer cleaning apparatus 100 includes a container 110, a guide 120, a wafer transfer unit 130, a cleaning liquid supply unit 140, a rack 150, a pinion 160, and a torsion spring. And 170.

상기 용기(110)는 상부가 개방된 중공의 직육면체 형태이다. 상기 용기(110) 는 웨이퍼(W)를 화학적으로 세정하기 위한 처리액을 저장하거나, 웨이퍼(W)에 잔류하는 처리액을 세정하기 위한 세정액을 저장한다. The container 110 is a hollow rectangular parallelepiped with an open top. The container 110 stores a processing liquid for chemically cleaning the wafer W, or stores a cleaning liquid for cleaning the processing liquid remaining on the wafer W.

상기 처리액은 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 이물질, 예를 들면 폴리머 등을 제거하기 위한 것이다. 상기 처리액으로는 APM(NH4OH/H2O2/H2O), SPM(H2SO4/H2O2), DHF(HF/DIW), 오존수와 불산액의 혼합액(O3/HF) 등이 사용된다. The treatment liquid is for removing foreign substances, for example, polymers, etc. present on the surface of the wafer W. Examples of the treatment liquid include APM (NH 4 OH / H 2 O 2 / H 2 O), SPM (H 2 SO 4 / H 2 O 2 ), DHF (HF / DIW), a mixture of ozone water and hydrofluoric acid (O 3 / HF) and the like.

상기 세정액은 웨이퍼(W)의 화학적 세정 후 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 처리액을 세정하기 위한 것이다. 상기 세정액으로는 순수(Deionized Water, DIW)가 사용된다. The cleaning liquid is for cleaning the processing liquid remaining on the surface of the wafer W after chemical cleaning of the wafer W. Pure water (Deionized Water, DIW) is used as the cleaning liquid.

또한, 상기 용기(110)는 세정을 위한 다수의 웨이퍼(W)를 수용한다. 상기 웨이퍼들(W)은 상기 용기(110) 내에 수직 방향으로 각각 배치된다. In addition, the container 110 accommodates a plurality of wafers (W) for cleaning. The wafers W are disposed in the container 110 in the vertical direction, respectively.

상기 가이드(120)는 상기 용기(110) 내의 수용된 웨이퍼들(W)을 지지한다. 상기 가이드(120)는 상기 직육면체 형태의 용기(110)의 길이 방향으로 따라 연장된다. 즉, 상기 가이드(120)는 수직 방향으로 각각 배치된 웨이퍼들(W)을 가로지르는 방향으로 연장된다. 상기 가이드(120)는 상기 웨이퍼들(W)을 각각 수용하기 위한 다수의 제1 슬롯을 갖는다.The guide 120 supports the received wafers W in the container 110. The guide 120 extends along the longitudinal direction of the cuboid-shaped container 110. That is, the guide 120 extends in a direction crossing the wafers W disposed in the vertical direction. The guide 120 has a plurality of first slots for receiving the wafers W, respectively.

상기 웨이퍼 이송부(130)는 세정을 위해 상기 웨이퍼들(W)을 상기 가이드(120)로 로딩하거나, 세정이 완료된 상기 웨이퍼들(W)을 상기 가이드(120)로부터 언로딩한다. 상기 웨이퍼 이송부(130)는 수직 구동축(131), 제1 구동부(132), 척암(133) 및 척(134)을 포함한다.The wafer transfer unit 130 loads the wafers W into the guide 120 for cleaning, or unloads the wafers W, which have been cleaned, from the guide 120. The wafer transfer unit 130 includes a vertical drive shaft 131, a first driver 132, a chuck arm 133, and a chuck 134.

상기 수직 구동축(131)은 제2 구동부(미도시)와 연결되고 상기 제2 구동부의 구동력을 전달받아 수직 방향으로 운동한다. 상기 수직 구동축(131)의 운동에 의해 상기 제1 구동부(132), 척암(133) 및 척(134)이 수직 방향으로 이동된다.The vertical drive shaft 131 is connected to a second drive unit (not shown) and receives a driving force of the second drive unit to move in the vertical direction. The first driving unit 132, the chuck arm 133 and the chuck 134 are moved in the vertical direction by the movement of the vertical drive shaft 131.

상기 제1 구동부(132)는 상기 수직 구동축(131)의 상단부에 구비되며, 상기 척암(133)을 회전시키기 위한 회전 구동력을 제공한다. The first driving unit 132 is provided at an upper end of the vertical driving shaft 131, and provides a rotational driving force for rotating the chuck arm 133.

상기 척암(133)은 바(bar) 형태를 가지며, 상기 제1 구동부(132)로부터 수평 방향으로 한 쌍이 연장된다. 상기 한 쌍의 척암(133)은 서로 평행하며, 서로 일정한 간격만큼 이격된다. 구체적으로 상기 한 쌍의 척암(133)은 상기 웨이퍼(W)의 지름만큼 이격되는 것이 바람직하다. 상기 척암들(133)은 상기 제1 구동부(132)의 구동력에 의해 상기 척암들(133)의 중심을 회전축으로 하여 회전한다. 이때, 각 척암(133)은 서로 반대 방향으로 회전한다. 상기 각 척암(133)의 회전 속도는 동일하다. The chuck arm 133 has a bar shape, and a pair extends in a horizontal direction from the first driver 132. The pair of chuck arms 133 are parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined interval. Specifically, the pair of chuck arms 133 may be spaced apart by the diameter of the wafer (W). The chuck arms 133 rotate with the rotation axis as the center of the chuck arms 133 by the driving force of the first driver 132. At this time, each chuck arm 133 rotates in the opposite direction. The rotation speed of each chuck arm 133 is the same.

상기 척(134)은 한 쌍이 구비되어 다수개의 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 척들(134)은 상기 척암들(133)에 각각 연결되며, 상기 척암들(133)과 수직하도록 각각 연결된다. 상기 척(134)은 상기 척암(133)에 움직이 않도록 고정되며, 상기 척(134)과 척암(133)은 일체로 형성될 수도 있다.The chuck 134 is provided with a pair to support a plurality of wafers (W). The chucks 134 are respectively connected to the chuck arms 133 and are respectively connected to be perpendicular to the chuck arms 133. The chuck 134 is fixed to the chuck arm 133 so as not to move, and the chuck 134 and the chuck arm 133 may be integrally formed.

상기 척(134)은 상기 척암(133)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(W)의 양 측면을 동시에 지지함으로서, 웨이퍼(W)를 수직방향으로 파지하는 집게 방식으로 구동된다. The chuck 134 simultaneously drives both sides of the wafer W by the rotation of the chuck arm 133, and is driven in a clamping manner to grip the wafer W in a vertical direction.

이때, 상기 척암(133)과 연결되지 않는 상기 척(134)의 단부는 상기 웨이퍼 들(W)을 동시에 지지할 수 있도록 평판 플레이트(Plate) 형상을 갖는다. 상기 척(134)의 단부에서 상기 웨이퍼(W)의 양 측면과 직접 접촉하는 제1 면에는 상기 웨이퍼들(W)이 각각 개별적으로 끼워질 수 있도록 제2 슬롯이 형성되어 있다.In this case, an end portion of the chuck 134 which is not connected to the chuck arm 133 has a flat plate shape to simultaneously support the wafers W. A second slot is formed at the end of the chuck 134 in direct contact with both sides of the wafer W so that the wafers W may be individually inserted.

상기 노즐 파이프부(140)는 상기 용기(110)의 내부로 상기 웨이퍼들(W)을 세정하기 위한 세정액인 순수를 분사하기 위한 것으로, 노즐 파이프(141), 노즐(142), 고정축(143), 베어링(144) 및 연결 파이프(145)을 포함한다. The nozzle pipe unit 140 is for injecting pure water, which is a cleaning liquid for cleaning the wafers W, into the container 110. The nozzle pipe 141, the nozzle 142, and the fixed shaft 143 ), Bearing 144 and connecting pipe 145.

상기 노즐 파이프(141)은 양단이 밀폐된 관 형상을 가지며, 상기 용기(110)의 길이 방향을 따라 연장되도록 배치된다. 상기 노즐 파이프(141)은 한 쌍이 구비된다. 상기 한 쌍의 척(134)이 상기 웨이퍼(W)를 상기 가이드(120)에 로딩하기 위해 상기 용기(110)로 하강하였을 때, 상기 노즐 파이프(141)은 각각 상기 척(134)과 상기 용기(110)의 측벽 사이에 위치하도록 배치된다. The nozzle pipe 141 has a tubular shape in which both ends are closed, and is disposed to extend along the longitudinal direction of the container 110. The nozzle pipe 141 is provided with a pair. When the pair of chucks 134 are lowered into the vessel 110 to load the wafer W into the guide 120, the nozzle pipes 141 are respectively the chuck 134 and the vessel. Disposed between the sidewalls of 110.

상기 노즐 파이프(141)의 재질은 일반적으로 화학적으로 안정한 석영이다. 한편, 상기 노즐 파이프(141)의 재질은 내화학성을 지니며, 가공이 용이한 테프론일 수도 있다.The material of the nozzle pipe 141 is generally chemically stable quartz. Meanwhile, the material of the nozzle pipe 141 may be Teflon having chemical resistance and easy processing.

상기 노즐(142)은 상기 노즐 파이프(141)의 길이 방향으로 따라 연장되는 칼날 형태(knife-edge type)를 갖는다. 한편, 상기 노즐(142)은 상기 노즐 파이프(141)의 길이 방향으로 따라 일렬로 다수개가 형성될 수도 있다. 그러나 일렬로 형성된 다수개의 노즐(142)의 경우, 상기 노즐들(142)에서 분사된 세정액들이 서로 간섭을 일으켜 와류를 형성할 수 있다. 따라서 상기 노즐(142)은 칼날 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 도면에서는 상기 칼날 형태의 노즐(142)이 하나 구비 되는 것으로 도시되었지만, 상기 노즐(142)은 다수개가 구비될 수도 있다.The nozzle 142 has a knife-edge type extending along the length of the nozzle pipe 141. On the other hand, a plurality of the nozzle 142 may be formed in a line in the longitudinal direction of the nozzle pipe 141. However, in the case of the plurality of nozzles 142 formed in a row, the cleaning liquids injected from the nozzles 142 may interfere with each other to form a vortex. Therefore, the nozzle 142 is preferably formed in the shape of a blade. In the drawing, the blade-shaped nozzle 142 is illustrated as being provided with one, but the plurality of nozzles 142 may be provided.

상기 한 쌍의 노즐 파이프(141)에서 상기 노즐(142)은 서로 대응하도록 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 노즐 파이프(141)에서 상기 노즐(142)은 회전하기 전인 초기 위치에서는 서로 마주보도록 위치하는 것이 바람직하다.In the pair of nozzle pipes 141, the nozzles 142 may be positioned to correspond to each other. Specifically, the nozzles 142 in the pair of nozzle pipes 141 may be positioned to face each other at an initial position before rotation.

상기 고정축(143)은 상기 용기(110)의 길이 방향과 수직하는 양 측벽의 내측에 각각 구비된다. 상기 고정축(143)은 상기 노즐 파이프(141)의 양단을 고정한다. 상기 고정축(143)은 상기 노즐 파이프(141)의 내부까지 각각 연장된다. The fixed shaft 143 is provided on the inner side of both side walls perpendicular to the longitudinal direction of the container 110, respectively. The fixed shaft 143 fixes both ends of the nozzle pipe 141. The fixed shaft 143 extends to the inside of the nozzle pipe 141, respectively.

상기 베어링(144)은 상기 노즐 파이프(141)의 내부까지 연장된 고정축(143)의 외측면과 상기 노즐 파이프(141)의 내측면 사이에 구비된다. 상기 베어링(144)은 하나의 노즐 파이프(141)의 양단에 각각 하나씩 구비된다. 상기 베어링(144)은 상기 노즐 파이프(141)을 상기 고정축(143)을 중심축으로 하여 용이하게 회전시킨다. The bearing 144 is provided between the outer surface of the fixed shaft 143 extending to the inside of the nozzle pipe 141 and the inner surface of the nozzle pipe 141. One bearing 144 is provided at each end of one nozzle pipe 141. The bearing 144 easily rotates the nozzle pipe 141 around the fixed shaft 143.

상기 베어링(144)은 산 또는 알칼리성의 처리액에 견딜 수 있는 재질로 형성되며, 파티클 발생이 없도록 설치 및 가공되는 것이 바람직하다.The bearing 144 is formed of a material that can withstand the acid or alkaline treatment liquid, it is preferably installed and processed so as not to generate particles.

상기 연결 파이프(145)은 상기 용기(110)의 측벽 및 고정축(143)을 관통하여 상기 노즐 파이프(141)의 내부까지 연결된다. 상기 연결 파이프(145)은 상기 노즐 파이프(145)으로 세정액을 공급한다.The connecting pipe 145 is connected to the inside of the nozzle pipe 141 through the side wall and the fixed shaft 143 of the container 110. The connection pipe 145 supplies a cleaning liquid to the nozzle pipe 145.

상기 랙(150)은 상기 척(134)의 제1 면과 반대되는 제2 면들에 각각 구비된다. 구체적으로 상기 랙(150)은 하나의 척(134)에 각각 한 쌍이 구비되며, 상기 척 (134)의 제2 면에서 길이 방향의 양단에 수직 방향으로 각각 구비된다. 상기 랙(150)은 상기 수직 구동축(132)의 수직 방향 구동에 따라 상하 운동한다. 즉, 상기 랙(150)은 직선 운동한다. The rack 150 is provided on second surfaces opposite to the first surface of the chuck 134. Specifically, the rack 150 is provided with one pair in each of the chuck 134, each provided in the vertical direction at both ends of the longitudinal direction on the second surface of the chuck 134. The rack 150 moves up and down according to the vertical direction of the vertical drive shaft 132. That is, the rack 150 linearly moves.

상기에서 상기 랙(150)은 상기 척(134)과 분리되어 구비되는 것으로 도시되었지만, 경우에 따라서 상기 랙(150)은 상기 척(134)과 일체로 형성될 수도 있다. Although the rack 150 is illustrated as being provided separately from the chuck 134, in some cases, the rack 150 may be formed integrally with the chuck 134.

상기 피니언(160)은 상기 노즐 파이프(141)들의 둘레를 따라 각각 구비된다.The pinions 160 are provided along the circumferences of the nozzle pipes 141, respectively.

구체적으로 상기 피니언(160)은 하나의 노즐 파이프(141)에 각각 한 쌍이 구비되며, 상기 노즐 파이프(141)의 양단에 각각 위치한다. 상기 피니언(160)의 위치는 상기 랙(150)의 위치와 서로 대응한다.  Specifically, the pinion 160 is provided with a pair of one nozzle pipe 141, respectively, and are located at both ends of the nozzle pipe 141, respectively. The position of the pinion 160 corresponds to the position of the rack 150.

상기 랙(150)과 피니언(160)은 상기 노즐(142)로부터 분사되는 세정액의 흐름을 방해하지 않도록 각각 상기 척(134) 및 노즐 파이프(141)의 양단에 구비되는 것이 바람직하다. The rack 150 and the pinion 160 are preferably provided at both ends of the chuck 134 and the nozzle pipe 141 so as not to disturb the flow of the cleaning liquid injected from the nozzle 142.

한편 상기 랙(150)과 피니언(160)은 상기 노즐 파이프(141)과 마찬가지로 석영 또는 테프론 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the rack 150 and the pinion 160 may be formed of quartz or Teflon material similarly to the nozzle pipe 141.

상기 웨이퍼 이송부(130)가 상기 웨이퍼들(W)을 상기 가이드(120)로 로딩한 후, 상기 척들(134)이 상기 웨이퍼들(W)로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 웨이퍼들(W)의 측면 부위와 이격될 때 상기 랙(150) 피니언(160)은 서로 맞물리게 된다. 상기와 같은 상태에서 상기 수직 구동축(132)의 수직 방향 구동에 따라 상하 운동하면, 상기 랙(150)도 상하로 직선 운동한다. 상기 랙(150)의 직선 운동에 의해 상기 피니언(160)은 회전 운동한다. 따라서 상기 노즐 파이프(141)이 회전 운동 하게 되고, 상기 노즐(142)의 위치가 달라지게 된다. 그러므로 상기 세정액의 분사 방향이 달라진다. After the wafer transfer unit 130 loads the wafers W into the guide 120, the chucks 134 move in a direction away from the wafers W so that side surfaces of the wafers W are moved. When spaced apart from the site, the rack 150 and pinion 160 are engaged with each other. In the above state, when the vertical movement of the vertical drive shaft 132 moves up and down, the rack 150 also linearly moves up and down. The pinion 160 is rotated by the linear motion of the rack 150. Accordingly, the nozzle pipe 141 rotates, and the position of the nozzle 142 is changed. Therefore, the injection direction of the cleaning liquid is changed.

한편, 상기 수직 구동축(132)의 수직 방향의 구동 범위에 따라 상기 노즐(142)의 회전 각도가 달라진다. 또한 상기 수직 구동축(132)의 구동 속도에 따라 상기 노즐(142)의 회전 속도가 달라진다. 그러므로 상기 수직 구동축(132)의 구동 범위 및 속도를 조절함으로써 상기 노즐(142)의 회전 각도 및 회전 속도를 조절할 수 있다. On the other hand, the rotation angle of the nozzle 142 is changed according to the driving range of the vertical drive shaft 132 in the vertical direction. In addition, the rotation speed of the nozzle 142 is changed according to the driving speed of the vertical drive shaft 132. Therefore, the rotation angle and rotation speed of the nozzle 142 may be adjusted by adjusting the driving range and the speed of the vertical drive shaft 132.

상기 세정액의 분사 방향이 지속적으로 변화되므로 상기 용기(110) 내에 상기 웨이퍼들(W)을 화학적으로 세정하기 위한 처리액을 오버 플로우 방식을 통해 상기 세정액으로 치환시 발생하는 와류를 최소화할 수 있다. 즉, 상기 처리액을 세정액으로 치환시 상기 처리액과 세정액이 고르게 혼합되면서 치환된다. 그러므로 상기 처리액에 의해 상기 웨이퍼(W)의 화학적 세정이 상대적으로 많이 이루어지는 부분이나 상기 웨이퍼(W)의 화학적 세정이 상대적으로 적게 이루어지는 부분이 없이 고르게 이루어진다. 그러므로 상기 와류의 발생을 최소화하여 상기 웨이퍼(W)의 세정 균일도를 향상시킬 수 있다. Since the spraying direction of the cleaning liquid is continuously changed, it is possible to minimize the vortex generated when the processing liquid for chemically cleaning the wafers W in the container 110 is replaced with the cleaning liquid through an overflow method. That is, when the treatment liquid is replaced with the washing liquid, the treatment liquid and the washing liquid are evenly mixed. Therefore, the process liquid is evenly performed without the portion where the chemical cleaning of the wafer W is relatively performed or the portion where the chemical cleaning of the wafer W is relatively small. Therefore, it is possible to minimize the generation of the vortex to improve the uniformity of the cleaning of the wafer (W).

상기 토션 스프링(170)은 상기 노즐 파이프(141)에 일단이 고정되고 상기 용기(110)에 타단이 고정된다. 상기 토션 스프링(170)은 상기 랙(150)과 피니언(160)이 분리되는 경우 상기 노즐(142)이 일정한 방향인 초기 위치를 향하도록 복원력을 제공한다. 상기에서는 상기 토션 스프링(170)이 하나의 노즐 파이프(141)에 하나 구비되는 것으로 도시되었지만, 경우에 따라서 상기 토션 스프링(170)은 하나의 노 즐 파이프(141)의 양단에 각각 하나씩 구비될 수도 있다. 상기 토션 스프링(170)의 재질은 테프론인 것이 바람직하다.The torsion spring 170 has one end fixed to the nozzle pipe 141 and the other end fixed to the container 110. The torsion spring 170 provides a restoring force so that the nozzle 142 faces an initial position in a predetermined direction when the rack 150 and the pinion 160 are separated. Although the torsion spring 170 is illustrated as being provided in one nozzle pipe 141 in the above, in some cases, the torsion spring 170 may be provided at both ends of one nozzle pipe 141. have. The material of the torsion spring 170 is preferably Teflon.

도 4 및 도 5는 도 2의 웨이퍼 세정 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 4 and 5 are cross-sectional views for explaining the operation of the wafer cleaning apparatus of FIG.

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 웨이퍼 세정 장치(100)를 이용한 웨이퍼 세정 방법에 대해 설명한다.A wafer cleaning method using the wafer cleaning apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.

우선 처리액 공급부에서 용기(110)의 내부로 처리액을 공급한다. 상기 처리액이 상기 용기(110)에 채워지면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼 이송암(130)의 척(134)이 다수의 웨이퍼들(W)을 지지한 상태로 상기 웨이퍼(W)들이 상기 처리액에 충분히 잠기도록 하강하여 상기 웨이퍼들(W)을 가이드(120)에 로딩한다.First, the processing liquid is supplied into the container 110 from the processing liquid supply unit. When the processing liquid is filled in the container 110, as shown in FIG. 2, the chuck 134 of the wafer transfer arm 130 supports the plurality of wafers W, and the wafer W Are lowered to be sufficiently immersed in the processing liquid to load the wafers W into the guide 120.

상기 웨이퍼들(W)의 로딩이 완료되면, 상기 척(134)은 상기 웨이퍼들(W)의 측면으로부터 이격되는 방향으로 이동한다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 척(134)의 이동에 의해 랙(150)과 피니언(160)이 서로 맞물리게 된다.When the loading of the wafers W is completed, the chuck 134 moves in a direction spaced apart from the side surfaces of the wafers W. FIG. As shown in FIG. 4, the rack 150 and the pinion 160 are engaged with each other by the movement of the chuck 134.

상기 웨이퍼(W)들은 상기 처리액에 잠긴 상태에서 화학적으로 세정된다. 즉, 상기 처리액이 상기 웨이퍼(W)들에 존재하는 이물질을 제거한다. The wafers W are chemically cleaned while being immersed in the processing liquid. That is, the processing liquid removes foreign matter present in the wafers W.

상기 처리액에 의한 화학적 세정이 완료되면, 노즐 파이프(141)의 노즐(142)을 통해 상기 용기(110)로 세정액이 분사된다. 상기 세정액과 처리액이 오버 플로우되면서 상기 용기(110) 내부의 처리액은 세정액으로 치환된다. When the chemical cleaning by the processing liquid is completed, the cleaning liquid is injected into the container 110 through the nozzle 142 of the nozzle pipe 141. As the cleaning liquid and the processing liquid overflow, the processing liquid in the container 110 is replaced with the cleaning liquid.

상기 세정액이 분사되는 동안 상기 웨이퍼 이송부(130)의 수직 구동축(131) 이 상하 이동한다. 상기 수직 구동축(131)의 상하 이동에 의해 상기 랙(150)도 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상하 이동한다. 따라서 상기 랙(150)과 맞물린 피니언(160)이 회전하게 되고, 상기 피니언(160)의 회전에 의해 상기 노즐(142)의 방향이 변화된다. 따라서 상기 세정액의 분사 방향이 지속적으로 달라진다.The vertical drive shaft 131 of the wafer transfer unit 130 moves up and down while the cleaning liquid is injected. The rack 150 also moves up and down as shown in FIGS. 4 and 5 by vertical movement of the vertical drive shaft 131. Therefore, the pinion 160 engaged with the rack 150 rotates, and the direction of the nozzle 142 is changed by the rotation of the pinion 160. Therefore, the spraying direction of the cleaning liquid is continuously changed.

따라서 상기 세정액 분사에 의한 와류 발생을 방지할 수 있다. 그러므로 상기 처리액을 세정액으로 치환시 상기 처리액과 세정액이 고르게 혼합되면서 치환된다. 상기 와류의 발생을 최소화하여 상기 웨이퍼(W)의 세정 균일도를 향상시킬 수 있다. Therefore, it is possible to prevent the generation of vortex due to the cleaning liquid injection. Therefore, when the treatment liquid is replaced with the cleaning liquid, the treatment liquid and the cleaning liquid are evenly mixed. By minimizing the generation of the vortex, it is possible to improve the cleaning uniformity of the wafer (W).

상기 세정액에 의한 상기 웨이퍼(W)의 세정이 완료되면, 상기 세정액의 공급을 중단하고, 상기 웨이퍼 이송부(130)의 수직 구동축(131)의 동작이 정지된다. 이후, 상기 척(134)이 상기 웨이퍼들(W)의 측면과 가까워지는 방향으로 이동하여 상기 세정이 완료된 상기 웨이퍼들(W)을 지지한다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 척(134)의 이동에 의해 랙(150)과 피니언(160)이 서로 떨어지게 된다. 상기 랙(150)과 피니언(160)이 서로 떨어지면 토션 스프링(170)의 복원력에 의해 상기 노즐 파이프(141)이 회전되면서 상기 노즐(142)이 초기 위치를 향하게 된다.When the cleaning of the wafer W by the cleaning liquid is completed, the supply of the cleaning liquid is stopped, and the operation of the vertical drive shaft 131 of the wafer transfer unit 130 is stopped. Thereafter, the chuck 134 moves in a direction approaching the side surfaces of the wafers W to support the wafers W on which the cleaning is completed. As shown in FIG. 4, the rack 150 and the pinion 160 are separated from each other by the movement of the chuck 134. When the rack 150 and the pinion 160 are separated from each other, the nozzle pipe 141 is rotated by the restoring force of the torsion spring 170 so that the nozzle 142 faces the initial position.

상기 척(134)이 상기 웨이퍼들(W)을 지지한 상태에서 상기 웨이퍼 이송부(130)가 상승하여 상기 웨이퍼들(W)을 상기 가이드(120)로부터 언로딩한다. 상기 용기(110)의 외부까지 상승한 상기 웨이퍼들(W)은 외부에 노출된다. 노출된 웨이퍼들(W)로 가스 공급부에서 가스를 공급하여 상기 웨이퍼(W)들을 건조시킨다. The wafer transfer unit 130 ascends while the chuck 134 supports the wafers W to unload the wafers W from the guide 120. The wafers W raised to the outside of the container 110 are exposed to the outside. Gas is supplied from the gas supply unit to the exposed wafers W to dry the wafers W. FIG.

이후, 상기 용기(110)의 세정액을 배출하여 세정 공정을 완료한다. 상기 공 정들을 반복하여 웨이퍼 세정 공정을 진행한다.Thereafter, the cleaning solution of the container 110 is discharged to complete the cleaning process. The above processes are repeated to proceed with the wafer cleaning process.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는 랙과 피니언을 이용하여 웨이퍼 이송부의 상하 구동시킴으로서 노즐 파이프부의 세정액 분사 방향을 조절할 수 있다. 따라서 상기 처리액과 세정액의 치환시 와류 발생을 최소화할 수 있다. 그러므로 상기 웨이퍼의 세정 균일도를 향상시킬 수 있다.As described above, the wafer cleaning apparatus according to the preferred embodiment of the present invention can adjust the cleaning liquid injection direction of the nozzle pipe by driving the wafer transfer unit up and down using the rack and pinion. Therefore, it is possible to minimize the generation of vortex during the substitution of the treatment liquid and the cleaning liquid. Therefore, the cleaning uniformity of the wafer can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 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.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments 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 (3)

상부가 개방되고, 다수의 웨이퍼를 수직방향으로 수용하기 위한 용기;A container having a top open, for receiving a plurality of wafers in a vertical direction; 상기 웨이퍼들의 측면 부위를 감싸도록 지지하기 위한 한 쌍의 척을 포함하고, 상하 구동하면서 상기 웨이퍼들을 상기 용기 내부로 로딩하거나 상기 용기로부터 언로딩하기 위한 웨이퍼 이송부;A wafer transfer part including a pair of chucks for supporting the side portions of the wafers, the wafer transfer part for loading or unloading the wafers into the container while driving up and down; 상기 용기의 내부에서 수직 방향으로 수용된 웨이퍼들을 가로지르는 방향으로 연장되도록 구비되고, 상기 웨이퍼들을 세정하기 위하여 세정액를 공급하는 노즐을 각각 갖는 한 쌍의 노즐 파이프;A pair of nozzle pipes provided to extend in a direction crossing the wafers accommodated in the vertical direction in the container, the nozzle pipes each having a nozzle for supplying a cleaning liquid to clean the wafers; 상기 척들에 각각 구비되며, 상기 척들의 상하 이동에 따라 직선 운동하는 랙(rack); 및Racks each provided on the chucks and linearly moving according to vertical movements of the chucks; And 각각의 노즐 파이프에 장착되고, 상기 웨이퍼들을 로딩한 상기 척들이 상기 웨이퍼들의 측면 부위와 이격될 때 상기 랙들과 각각 맞물리며, 상기 노즐의 분사 방향을 변화시키기 위해 상기 랙의 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸어 상기 노즐 파이프들을 상기 연장 방향의 중심축을 기준으로 회전시키는 피니언(pinion)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.Mounted in each nozzle pipe and engaged with the racks respectively when the chucks loaded with the wafers are spaced apart from the lateral portions of the wafers, changing the linear motion of the rack to rotational motion to change the spraying direction of the nozzles. And a pinion for rotating the nozzle pipes about the central axis in the extending direction. 제1항에 있어서, 일단은 상기 노즐 파이프에 고정되고 타단은 상기 용기에 고정되며, 상기 랙과 피니언이 분리되는 경우 상기 노즐 파이프의 노즐이 일정한 방향을 향하도록 복원력을 제공하기 위한 토션 스프링을 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 웨이퍼 세정 장치.The torsion spring of claim 1, wherein one end is fixed to the nozzle pipe and the other end is fixed to the container, and a torsion spring is further provided to provide a restoring force so that the nozzle of the nozzle pipe faces a certain direction when the rack and the pinion are separated. Wafer cleaning apparatus comprising a. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 상기 길이 방향을 따라 연장되는 칼날 형태(knife-edge type)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The wafer cleaning apparatus of claim 1, wherein the nozzle has a knife-edge type extending along the length direction.
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