KR20120107208A - 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼에 부착된 이물질을 세정하기 위한 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법에 관한 것이다. 상기 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼가 수용되어 세정 공정이 진행되는 세정부; 복수의 웨이퍼가 수용된 카세트를 수용하여 상기 카세트에서 상기 웨이퍼를 분리시키고, 상기 분리된 웨이퍼를 상기 세정부로 이동시키는 로딩부; 를 포함하고, 상기 로딩부는, 상기 카세트에 수용된 상기 웨이퍼를 파지하는 파지부; 상기 카세트를 승강시키는 카세트 승강부; 상기 웨이퍼를 파지하여 이동하는 그리퍼; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시킬 때 웨이퍼가 건조되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법을 제공할 수 있다.

Description

웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법 {Apparatus for cleaning wafer and method for loading wafer}
본 발명은 웨이퍼에 부착된 이물질을 세정하기 위한 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 웨이퍼는 단결정 실리콘 박판을 지칭한다. 이러한 웨이퍼(wafer)는, 단결정 실리콘 잉곳(ingot)을 웨이퍼 형태로 얇게 절단하는 슬라이싱 공정, 원하는 웨이퍼의 두께로 연마하면서 평탄도를 개선하는 래핑 공정(lapping), 웨이퍼 내부의 손상층 제거를 위한 식각 공정(etching), 표면 경면화 및 평탄도를 향상시키기 위한 폴리싱 공정(polishing), 웨이퍼 표면의 오염물질을 제거하기 위한 세정 공정(cleaning) 등의 단계를 거쳐 웨이퍼로 생산된다.
각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 웨이퍼의 표면에는 이물질들이 부착될 수 있다. 이러한 이물질들은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼에 부착된 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 매우 중요하다.
특히, 반도체 장치의 고집적화와 미세화가 계속됨에 따라 반도체 장치가 형성되기 전의 베어 웨이퍼(bare wafer)의 표면 오염에 의한 반도체 장치의 특성 및 수율에 미치는 영향이 점차 커지고 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 세정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
웨이퍼 세정 장치는 로딩부(10), 세정부(20), 건조부(30), 언로딩부(40)를 포함한다.
로딩부(10)는 웨이퍼의 표면을 연마하는 폴리싱 공정 후, 카세트에 수용된 웨이퍼를 로딩하여, 카세트에서 웨이퍼를 분리시키고, 분리된 웨이퍼를 세정부(20)로 이동시킨다.
세정부(20)는 복수의 세정조(21)로 구성되어 있다. 각각의 세정조(21)에는 오존수, SC-1, SC-2와 같은 세정액이 수용되어 있고, 이러한 세정액에 의해 웨이퍼의 표면을 산화, 식각시키면서 웨이퍼 표면의 이물질들을 제거한다.
세정부(20)에서 세정된 웨이퍼는 건조부(30)에서 웨이퍼 표면에 잔존하는 습기가 제거된다.
건조된 웨이퍼는 언로딩부(40)에서 다음의 공정을 위해 배출된다. 이때, 웨이퍼는 카세트에 다시 수용되어 배출될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 종래에 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 로딩부(10)에는 수조(13)가 형성되고, 수조(13) 내에는 웨이퍼(W)가 수용된 카세트(11)가 안착된다. 카세트(11)의 하부에는 웨이퍼(W)를 파지할 수 있는 파지부(12)가 위치된다. 로딩부(10)의 상부에는 하부로 공기를 분사하는 공기분사부(15)가 위치되고, 공기분사부(15)의 하부에는 그리퍼(14)가 위치된다. 로딩부(10)의 옆에는 세정부(20)가 위치한다.
도 2b를 참조하면, 파지부(12)는 카세트(11) 내에 수용된 웨이퍼(W)를 파지하여 수조(13) 위로 상승시킨다. 이때, 공기분사부(15)는 수조(13) 상부에 존재하는 이물질들을 하부로 유동시켜 배출하기 위해 하부로 공기를 분사한다.
도 2c를 참조하면, 그리퍼(14)는 하강하여 파지부(12)에 의해 파지된 웨이퍼(W)를 파지한다.
도 2d를 참조하면, 그리퍼(14)는 파지된 웨이퍼(W)를 로딩부(10) 옆의 세정부(20)로 이동시켜 세정조 속에 침지시킨다.
상기에서, 수조(13) 내의 웨이퍼(W)를 파지부(12)가 파지하여 수조(13) 위로 상승시키는 과정에서, 공기분사부(15)에 의해 공기가 하부로 분사되고 있으므로, 파지부(12)는 웨이퍼가 흔들리는 것을 방지하기 위해 매우 저속으로 웨이퍼(W)를 상승시킨다. 이때, 웨이퍼(W)는 저속으로 수조(13) 위로 상승하는 과정에서 웨이퍼(W) 에지측의 건조가 진행된다. 이렇게 건조된 웨이퍼(W)의 에지 부위는 소수성이 되어, 이후에 세정부(20)에서 웨이퍼(W)를 세정할 때 세정액을 밀어내게 되어 웨이퍼(W)의 에지 부위가 세정액에 의해 잘 세정되지 않는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시킬 때 웨이퍼가 건조되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법에 관한 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼가 수용되어 세정 공정이 진행되는 세정부; 복수의 웨이퍼가 수용된 카세트를 수용하여 상기 카세트에서 상기 웨이퍼를 분리시키고, 상기 분리된 웨이퍼를 상기 세정부로 이동시키는 로딩부; 를 포함하고, 상기 로딩부는, 상기 카세트에 수용된 상기 웨이퍼를 파지하는 파지부; 상기 카세트를 승강시키는 카세트 승강부; 상기 웨이퍼를 파지하여 이동하는 그리퍼; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로딩부는 액체가 수용되는 수조를 더 포함하고, 상기 파지부 및 상기 카세트 승강부는 상기 수조 내에 설치되고, 상기 그리퍼는 상기 수조 외부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수조의 상부에 위치되어 하부로 공기를 분사하는 공기분사부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법은, 액체가 수용된 수조 내에 상기 웨이퍼가 수용된 상기 카세트를 로딩하는 단계; 파지부에 의해 상기 카세트 내의 상기 웨이퍼를 파지하는 단계; 상기 카세트를 하강시키는 단계; 상기 파지부에 의해 파지된 상기 웨이퍼를 그리퍼가 파지하는 단계; 상기 파지된 웨이퍼를 상기 그리퍼가 상기 세정부로 이동시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카세트를 상승시켜 상기 수조 내에서 상기 카세트를 언로딩하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시킬 때 웨이퍼가 건조되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 웨이퍼 로딩 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 세정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 종래에 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는 세정부(200)와 로딩부(100)를 포함한다.
세정부(200)는 웨이퍼(W)가 수용되어 세정 공정이 진행되는 곳이다. 세정부(200)는 복수의 세정조(210)를 포함한다. 일반적으로 웨이퍼의 세정 방식은 웨이퍼(W)를 화학 약액 세정조(chemical bath)와 린스조(rinse bath)에 반복적으로 침지시켜, 약액과 린스액의 유동에 의해 웨이퍼 표면의 오염원을 제거하게 된다.
로딩부(100)는 복수의 웨이퍼(W)가 수용된 카세트(110)를 수용하여 상기 카세트(110)에서 웨이퍼(W)를 분리시키고, 분리된 웨이퍼(W)를 세정부(200)로 이동시킨다.
로딩부(100)는 파지부(130), 카세트 승강부(120), 그리퍼(150), 수조(140), 공기분사부(160)를 포함한다.
파지부(130)는 카세트(110)에 수용된 웨이퍼(W)를 파지하는 역할을 한다. 파지부(130)는 웨이퍼(W)를 파지하기 위한 복수의 슬롯(도시안됨)을 포함할 수 있다.
카세트(110)는 예를 들어, 25장 또는 50장의 웨이퍼(W)를 수용할 수 있도록 구성된다. 카세트(110)는 로딩부(100) 내에서 다른 부분과의 간섭없이 자유롭게 이동할 수 있도록 전방이 개방될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
카세트 승강부(120)는 수조(140) 내에서 카세트(110)를 승강시키는 역할을 한다.
그리퍼(150)는 웨이퍼(W)를 파지하여 승강 또는 이동시키는 역할을 한다. 그리퍼(150)에 의해 웨이퍼(W)는 로딩부(100)에서 세정부(200)로 이동될 수 있다.
수조(140)는 액체가 수용되어 있는 용기로서, 웨이퍼(W)가 로딩부(100)에서 세정부(200)로 이동 중에 건조되는 것을 방지한다. 파지부(130) 및 카세트 승강부(120)는 수조(140) 내에 설치되고, 그리퍼(150)는 수조(140)의 외부에 설치된다.
공기분사부(160)는 수조(140)의 상부에 설치되어 하부로 공기를 분사한다. 이러한 공기의 유동은 로딩부(100) 내의 이물질들이 하부로 배출되게 하여 웨이퍼(W)가 이동 중에 다시 오염되는 것을 방지한다.
도 3a에서, 복수의 웨이퍼(W)가 수용된 카세트(110)는 액체가 수용된 수조(140) 내에 로딩된 상태에 있다. 카세트(110)에 수용된 웨이퍼(W)는 파지부(130)에 의해 파지된다. 카세트(110)의 하부에는 카세트(110)를 승강시키기 위한 카세트 승강부(120)가 위치되고 있다.
수조(140)의 상부에는 공기분사부(160)에 의해 공기가 분사되고 있다. 세정부(200)는 로딩부(100)에 바로 인접하여 위치하고 있어, 웨이퍼(W)를 최단거리로 로딩부(100)에서 세정부(200)로 이동할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 수조(140) 내에서 파지부(130)가 웨이퍼(W)를 파지하고 있는 상태에서, 카세트 승강부(120)가 카세트(110)를 하강시킨다. 이때, 그리퍼(150)는 수조(140)의 상부에 위치하고 있고, 공기분사부(160)로부터는 공기가 분사되고 있다.
수조(140)는 하강된 카세트(110)를 수용할 수 있도록, 종래보다 더 길이가 길게 형성된다.
도 3c를 참조하면, 카세트 승강부(120)에 의해 카세트(110)가 충분히 하강하면, 수조(140)의 상부에 있는 그리퍼(150)가 아래로 하강하여 파지부(130)가 파지하고 있던 웨이퍼(W)를 파지한다. 이때, 웨이퍼(W)는 수조(140) 내에 있으므로, 웨이퍼(W)가 건조되는 것이 방지된다.
그리퍼(150)는 복수의 웨이퍼(W)를 동시에 파지할 수 있도록 롤러(도시안됨)를 구비할 수 있다. 이러한 그리퍼(150)는 웨이퍼(W)의 측면 에지부를 파지하게 된다.
도 3d를 참조하면, 그리퍼(150)는 웨이퍼(W)를 파지한 상태로 상승하여, 로딩부(100)에 인접하는 세정부(200)의 세정조(210)로 이동한다. 그리퍼(150)는 파지한 웨이퍼(W)를 세정조(210) 내에 안착시킨다. 세정조(210) 내에는 오존수, SC-1, SC-2와 같은 세정액이 수용되어 있고, 이러한 세정액에 의해 웨이퍼(W)의 표면을 산화, 식각시키면서 웨이퍼(W) 표면의 이물질들을 제거한다.
세정조(210)에는 초음파 발생기나 진동자가 구비되어, 초음파나 진동에 의해 웨이퍼(W) 표면에 부착된 이물질들을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 카세트 승강부(120)에 의해 하강된 카세트(110)는 다시 카세트 승강부(120)에 의해 상승되어, 수조(140) 내에서 카세트(110)는 언로딩된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는, 카세트(110)에 수용된 웨이퍼(W)를 파지하는 파지부(130)와, 카세트(110)를 승강시키는 카세트 승강부(120)를 구비하고 있다. 이러한 파지부(130)와 카세트 승강부(120)는 수조(140) 내에 설치된다.
파지부(130)는 파지한 웨이퍼(W)를 상승시키지 않고 파지한 상태로 유지하고 있다. 이때, 웨이퍼(W)를 수용한 카세트(110)가 그대로 위치하고 있으면, 그리퍼(150)가 웨이퍼(W)를 파지하기 어렵게 된다. 따라서, 파지부(130)가 웨이퍼(W)를 파지하면, 카세트(110)는 카세트 승강부(120)에 의해 하강하여 그리퍼(150)가 웨이퍼(W)를 파지할 수 있도록 한다.
그리퍼(150)가 웨이퍼(W)를 파지할 수 있는 정도로 하강하면, 그리퍼(150)는 웨이퍼(W)를 파지하여 세정부(200)의 세정조(210) 내로 웨이퍼(W)를 이동시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 방법에 따르면, 웨이퍼(W)가 수조(140) 위로 노출되는 시간은 그리퍼(150)가 웨이퍼(W)를 파지하여 세정조(210)로 이동시키는 시간뿐이다. 또한, 그리퍼(150)는 수조(140) 내에서 웨이퍼(W)를 충분히 파지한 상태에서 이동하므로, 신속하게 웨이퍼(W)를 세정조(210)로 이동시킬 수 있다. 따라서, 이러한 시간 동안에는 웨이퍼(W)의 건조가 발생하지 않는다.
종래의 웨이퍼 로딩 방법과 비교할 때, 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼(W)가 수조(140) 위로 노출되는 시간이 최소화되므로, 웨이퍼(W)의 에지 부분의 건조가 발생하지 않는다. 따라서, 이후에 세정부(200)에서 웨이퍼(W)를 세정하는 작업에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 이물질들을 빠른 시간에 효과적으로 제거하여, 세정작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10 : 로딩부
20 : 세정부
21 : 세정조
30 : 건조부
40 : 언로딩부
100 : 로딩부
110 : 카세트
120 : 카세트 승강부
130 : 파지부
140 : 수조
150 : 그리퍼
160 : 공기분사부
200 : 세정부
210 : 세정조
W : 웨이퍼

Claims (5)

  1. 웨이퍼 세정장치에 있어서,
    웨이퍼가 수용되어 세정 공정이 진행되는 세정부;
    복수의 웨이퍼가 수용된 카세트를 수용하여 상기 카세트에서 상기 웨이퍼를 분리시키고, 상기 분리된 웨이퍼를 상기 세정부로 이동시키는 로딩부;
    를 포함하고,
    상기 로딩부는,
    상기 카세트에 수용된 상기 웨이퍼를 파지하는 파지부;
    상기 카세트를 승강시키는 카세트 승강부;
    상기 웨이퍼를 파지하여 이동하는 그리퍼;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로딩부는 액체가 수용되는 수조를 더 포함하고,
    상기 파지부 및 상기 카세트 승강부는 상기 수조 내에 설치되고,
    상기 그리퍼는 상기 수조 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수조의 상부에 위치되어 하부로 공기를 분사하는 공기분사부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  4. 카세트에서 웨이퍼를 분리하여 세정부로 이동시키는 웨이퍼 로딩 방법에 있어서,
    액체가 수용된 수조 내에 상기 웨이퍼가 수용된 상기 카세트를 로딩하는 단계;
    파지부에 의해 상기 카세트 내의 상기 웨이퍼를 파지하는 단계;
    상기 카세트를 하강시키는 단계;
    상기 파지부에 의해 파지된 상기 웨이퍼를 그리퍼가 파지하는 단계;
    상기 파지된 웨이퍼를 상기 그리퍼가 상기 세정부로 이동시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 카세트를 상승시켜 상기 수조 내에서 상기 카세트를 언로딩하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 방법.
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KR (1) KR20120107208A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101598321B1 (ko) * 2015-01-16 2016-02-26 주식회사 엘지실트론 웨이퍼의 불순물 제거 방법 및 장치

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