KR20090064111A - 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템 - Google Patents

매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 구조를 단순화하고 불필요한 구동 장치를 제거하여 공정 시간을 감축하고 웨이퍼의 안정성을 확보할 수 있는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템은 웨이퍼가 안착되는 스핀 척, 상기 스핀 척의 가장자리로부터 이격되어 설치되는 회수 컵, 상기 회수 컵의 저면을 관통하여 설치된 드레인 라인, 상기 드레인 라인의 중간에 순차로 설치되는 다수의 회수 밸브, 일단은 상기 회수 밸브와 연결되고 타단은 화학용액 탱크와 연결되는 다수의 회수 라인, 상기 회수 라인의 타단과 각각 연결되는 다수의 화학용액 탱크, 일단은 상기 화학용액 탱크와 연결되고 타단은 디스펜스 노즐과 연결되는 다수의 화학용액 공급라인 그리고 상기 스핀척의 상부에 설치되어 상기 화학용액 공급라인으로부터 공급된 화학용액을 웨이퍼에 분사하는 디스펜스 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 의하면 다층구조로 되어있는 챔버 구조를 단순화함으로써 공정 진행 중 이동으로 발생할 수 있는 패턴의 손상을 방지하는 효과가 있다.
습식세정장비, 캐미컬 공급 시스템, 스핀 척, 매엽식 세정장치

Description

매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템{Chemical supply system of cleaning chamber in single type wet station}
본 발명은 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 구조를 단순화하고 불필요한 구동 장치를 제거하여 공정 시간을 감축하고 웨이퍼의 안정성을 확보할 수 있는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 습식 장치는 크게 여러장의 웨이퍼들을 일괄 처리하는 뱃치(batch) 방식과, 웨이퍼를 1장씩 처리하는 매엽식으로 구분된다. 배치 방식의 습식 장치는 웨이퍼를 대량으로 처리할 수 있기 때문에 생산성이 우수하나, 그 사이즈가 크기 때문에 많은 공간을 차지하고, 공정 불량이 발생하면 1 배치 내의 웨이퍼들 대부분에 불량이 발생할 위험성이 높다.
이에 비하여, 매엽식 습식 장치는 웨이퍼를 1장씩 처리하기 때문에 생산성이 비교적 낮으나, 그 사이즈가 작기 때문에 적은 공간을 차지하고, 공정 불량이 발생하더라도 1장의 웨이퍼에만 불량이 발생한다. 또한, 매엽식 습식 장치는 뱃치식 습 식장치에 비하여 공정 신뢰성이 높다. 현재는 이러한 점을 고려하여 뱃치식 습식 장치에 비하여 매엽식 습식 장치가 주로 사용되는 추세에 있다.
상기 매엽식 습식 장치의 대표적인 예가 매엽식 스핀 장치이다. 최근의 매엽식 스핀 장치는 하나의 장치에서 웨이퍼를 화학 용액(Chemical)으로 처리하기 위한 공정 및 웨이퍼를 탈이온수(DIW: Deionized Water)로 세정하기 위한 세정 공정 등을 처리할 수 있도록 구성된다.
도 1은 종래의 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 보여주는 개략도이다.
예를 들어 SEZ 社가 제작한 웨이퍼 배면 식각 장치(Back Side Silicon Etcher)에 대하여 설명을 하면, 첨부된 도 1a에 도시한 바와 같이 1개의 챔버(10)에서 여러 종류 이상의 화학 용액 처리 공정, 탈이온수 세정(DI Cleaning), 건조(dry) 공정까지 한꺼번에 이루어진다. 즉 서로 다른 종류의 화학 용액이 공정 진행 중에 혼합되는 것을 방지하기 위하여 다층 구조로 설계되어 있다.
이러한 설계의 방식은 사용하는 화학 용액의 종류 수만큼 층을 만들고, 챔버(10) 내의 척(Chuck)(20)은 화학 용액의 종류에 따른 공정 진행에 따라 해당 스텝에 맞게 이동할 수 있도록 설계되어 있다.
한편 화학 용액의 사용은 별도의 저장 탱크(Tank)(30)로 회수하여 재사용하거나 1회 사용 후 배수(Drain)할 수 있도록 설계되어 있다. 즉 별도의 저장 탱크(30)로 회수할 경우는 동종의 화학 용액만 회수할 수 있도록 회수 라인(40)이 개별로 설계되어 있다.
예를 들어 DHF 공정(diluted HF Process)를 하기 위해서는 DHF 위치로 이동하여 화학 용액 처리를 하고, 다른 화학 용액 또는 다른 단계의 공정을 위하여 해당 위치로 이동하게 된다. 또한 화학 용액을 분사하는 디스펜서 암(Dispenser Arm)(50)도 척(20)과 일체형으로써 함께 상·하 이동한다.
그러나 상·하의 반복적인 동작으로 웨이퍼가 챔버 내에서 빠르게 움직이게 되므로 장치의 안정성이 떨어지며, 챔버(10) 내에 존재하는 서로 다른 화학 용액 영역을 이동하기 때문에 미세하게 존재하는 화학 용액 흄(Chemical Fume)에 의하여 패턴에 영향을 미치는 문제점이 있다.
특히 두께가 얇은 웨이퍼(Thin wafer)의 경우 배면(Back side)를 식각하지만 상·하 이동시 미세하게 웨이퍼의 들뜸 현상으로 인하여 전면(Front Side)이 상기 화학 용액 흄에 의하여 손상을 입을 수 있다.
아울러 화학 용액 처리뿐만 아니라 로딩, 언로딩, 건조하는 위치가 모두 별도로 다층 구조로 되어 있어 각각의 단계마다 이동해야 하므로 웨이퍼의 안정성뿐만 아니라 공정 진행 시간이 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 다층구조로 되어있는 챔버 구조를 단순화하여 공정 진행 중 이동으로 발생할 수 있는 패턴의 손상을 방지하고 공정 진행시간을 줄일 수 있는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템은 웨이퍼가 안착되는 스핀 척, 상기 스핀 척의 가장자리로부터 이격되어 설치되는 회수 컵, 상기 회수 컵의 저면을 관통하여 설치된 드레인 라인, 상기 드레인 라인의 중간에 순차로 설치되는 다수의 회수 밸브, 일단 은 상기 회수 밸브와 연결되고 타단은 화학용액 탱크와 연결되는 다수의 회수 라인, 상기 회수 라인의 타단과 각각 연결되는 다수의 화학용액 탱크, 일단은 상기 화학용액 탱크와 연결되고 타단은 디스펜스 노즐과 연결되는 다수의 화학용액 공급라인 그리고 상기 스핀척의 상부에 설치되어 상기 화학용액 공급라인으로부터 공급된 화학용액을 웨이퍼에 분사하는 디스펜스 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회수 밸브는 삼방 밸브를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스펜스 노즐에 석백밸브을 장착하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 의하면 다층구조로 되어있는 챔버 구조를 단순화함으로써 공정 진행 중 이동으로 발생할 수 있는 패턴의 손상을 방지하는 효과가 있다.
또한 매엽식 세정 장치의 제작에 있어서 안정성과 제작비용이 크게 절감될 수 있을 뿐만 아니라 공정 중 이동 시간단축으로 공정 진행시간을 줄여서 생산성(throughput)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 보여주는 개략도이다.
첨부된 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템은 스핀 척(110), 회수 컵(120), 드레인 라인(130), 회수 밸브(140), 회수 라인(150), 화학용액 탱크(160), 화학용액 공급라인(170) 및 디스펜스 노즐(180)을 포함하여 이루어져 있다.
상기 스핀 척(110)은 웨이퍼(도시되지 않음)가 안착되는 곳으로서, 대략 원판 형상으로 이루어진 것이다.
상기 회수 컵(120)은 스핀 척(110)의 가장자리로부터 이격되어 설치되어 있어 세정 공정 또는 식각 공정이 진행되는 과정에서 화학 용액을 회수하는 역할을 한다.
상기 드레인 라인(130)은 상기 회수 컵(120)의 저면을 관통하여 설치된 라인이고, 상기 회수 밸브(140)는 상기 드레인 라인(130)의 중간에 다수개가 순차로 설치되는 밸브이다.
상기 회수 라인(150)은 일단은 상기 회수 밸브(140)와 연결되고 타단은 화학용액 탱크(160)와 연결되는 라인이고, 상기 화학용액 탱크(160)는 상기 회수 라인(150)의 타단에 각각 연결되어 회수된 화학 용액이 보관되는 장소이다.
상기 화학용액 공급라인(170)은 일단은 상기 화학용액 탱크(160)와 연결되고 타단은 디스펜스 노즐(180)과 연결되어 회수된 화학 용액을 디스펜스 노즐(180)에 공급하는 라인이고, 상기 디스펜스 노즐(180)은 상기 스핀척(110)의 상부에 설치되어 상기 화학용액 공급라인(170)으로부터 공급된 화학용액을 웨이퍼에 분사하는 역 할을 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에서, 상기 회수 밸브(140)는 삼방 밸브(3-way valve)를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에서, 상기 디스펜스 노즐(180)에 석백밸브(suckback valve)을 장착하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 사용하여 서로 다른 2 종류의 화학 용액과 탈이온수 세정 및 질소 건조 단계를 진행하는 세정 공정을 예를 들어서 설명하면 다음과 같다.
종래의 기술에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버는 첨부된 도 1에 도시한 바와 같이 상기 2 종류의 화학 용액과 탈이온수 세정 및 질소 건조 단계가 진행되는 위치를 포함하여 4층의 구조로 되어 있으며 해당 공정 단계마다 상·하 동작을 설정된 공정 레시피(Recipe)에 의하여 이동하게 된다.
따라서 웨이퍼가 놓여진 스핀 척이 이동할 때 디스펜서 암(Dispenser Arm)도 함께 이동하게 된다. 이는 스핀 척으로부터 일정하게 떨어진 위치에서 화학 용액을 분사해주어야 하기 때문이다.
이와 달리 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템은 세정 챔버 내에 복수 층으로 구성되어 있는 구조를 단일층으로 단순화하여 스핀 척의 이동이 필요 없이 한곳의 위치에서 여러 종류의 화학 용액을 처리하고 탈이온수 세정 및 질소 건조까지 수행하는 원리로 되어 있다.
또한 다수의 회수 밸브(140)를 설치하여 화학 용액종류에 따라 밸브를 개폐하는 방식으로 여러 종류의 화학 용액을 분리하여 회수할 수 있도록 구성된다. 여기서 상기 회수 밸브(140)는 삼방 밸브(3-way valve)를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템에 의하면 전술한 종래의 웨이퍼의 상·하 이동뿐만 아니라 디스펜서 암의 상·하 이동 동작도 필요가 없게 된다.
즉 웨이퍼는 항상 일정한 위치에서 모든 공정이 수행되므로 안정성을 확보할 수있으며, 불필요한 구동 수단을 제거함으로써 제작비를 줄일 수 있으며, 나아가 장치의 생산성(throughput)을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 종래의 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템을 보여주는 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 챔버 20 : 척
30 : 저장 탱크 40 : 회수 라인
50 : 디스펜서 암
110 : 스핀 척 120 : 회수 컵
130 : 드레인 라인 140 : 회수 밸브
150 : 회수 라인 160 : 화학용액 탱크
170 : 화학용액 공급라인 180 : 디스펜스 노즐

Claims (3)

  1. 웨이퍼가 안착되는 스핀 척, 상기 스핀 척의 가장자리로부터 이격되어 설치되는 회수 컵, 상기 회수 컵의 저면을 관통하여 설치된 드레인 라인, 상기 드레인 라인의 중간에 순차로 설치되는 다수의 회수 밸브, 일단은 상기 회수 밸브와 연결되고 타단은 화학용액 탱크와 연결되는 다수의 회수 라인, 상기 회수 라인의 타단과 각각 연결되는 다수의 화학용액 탱크, 일단은 상기 화학용액 탱크와 연결되고 타단은 디스펜스 노즐과 연결되는 다수의 화학용액 공급라인 그리고 상기 스핀척의 상부에 설치되어 상기 화학용액 공급라인으로부터 공급된 화학용액을 웨이퍼에 분사하는 디스펜스 노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회수 밸브는 삼방 밸브를 사용하는 것을 특징으로 하는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 디스펜스 노즐에 석백밸브을 장착하는 것을 특징으로 하는 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템.
KR1020070131681A 2007-12-15 2007-12-15 매엽식 습식세정장비의 세정챔버 캐미컬 공급 시스템 KR20090064111A (ko)

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