KR20150047442A - 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구 - Google Patents

웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구 Download PDF

Info

Publication number
KR20150047442A
KR20150047442A KR1020140144639A KR20140144639A KR20150047442A KR 20150047442 A KR20150047442 A KR 20150047442A KR 1020140144639 A KR1020140144639 A KR 1020140144639A KR 20140144639 A KR20140144639 A KR 20140144639A KR 20150047442 A KR20150047442 A KR 20150047442A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
cleaning
group
chemical mechanical
polishing
Prior art date
Application number
KR1020140144639A
Other languages
English (en)
Inventor
박종문
이승환
서준성
이승은
윤근식
안준호
전영수
최광락
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020140144639A priority Critical patent/KR20150047442A/ko
Publication of KR20150047442A publication Critical patent/KR20150047442A/ko
Priority to CN201520652693.2U priority patent/CN205122542U/zh
Priority to CN201521052655.XU priority patent/CN205564714U/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 공정과 세정 공정이 행해지는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것으로, 2개 이상의 연마 정반이 배열된 제1열의 제1연마정반군과, 상기 제1열과 이격되어 2개 이상의 연마 정반이 배열된 제2열의 제2연마정반군으로 이루어지고, 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군에서 각각 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 모듈과; 상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열된 제3열의 제1세정기구군과, 상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열배열된 제4열의 제2세정기구군으로 이루어진 세정 모듈을; 포함하여 구성되어, 다양한 처리 공정에 따라 다양한 선택이 가능한 배치 구조의 웨이퍼 처리 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구 {WAFER TREATMENT SYSTEM AND WAFER MULTI-STEP CLEANING APPARATUS USED THEREIN}
본 발명은 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 화학 기계적 연마 공정과 세정 공정을 보다 작은 공간 내에서 효율적으로 행할 수 있으면서, 화학 기계적 공정이 완료된 웨이퍼에 잔류하는 유기 이물질과 무기 이물질을 공정의 정체없이 신속하면서 확실하게 제거하고 그 다음 공정을 행할 수 있도록 하는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 웨이퍼 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 웨이퍼 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
화학 기계적 연마 공정은 웨이퍼의 구리, 산화물층 등의 증착면이 일정 두께에 도달하도록 평탄화하는 공정인데, 연마 입자나 슬러리 등이 연마면에 묻게 되어, 연마면의 세정 공정은 매우 중요하다. 더욱이, 화학 기계적 연마 공정 중에 웨이퍼에 묻는 이물질은 무기(inorganic)성분에 국한되지 않으며 유기(organic)성분도 포함된다. 이에 따라, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼에 대하여 세정 공정이 순차적으로 이루어진다.
이와 관련하여, 종래의 화학 기계적 연마 장치는 대한민국 등록특허공보 제10-0412478호에 개시된 바와 같이, 다수의 연마 정반에서 하나씩 웨이퍼를 이동시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행하거나, 캐로슬 형태로 웨이퍼를 한꺼번에 한칸씩 이동시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행하는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 캐로슬 형태로 웨이퍼를 이동시키면서 다수의 연마 정반에서 화학 기계적 연마 공정을 거치면, 화학 기계적 연마 모듈(X1)이 대략 정사각형 형태로 형성되어 현장에서 차지하는 공간이 매우 커지는 문제가 있을 뿐만 아니라, 화학 기계적 연마 공정을 마친 웨이퍼를 세정하는 세정 모듈(X2)과 화학 기계적 연마 모듈(X1)의 크기 차이가 발생되어, 이들 사이의 배치에 많은 공간을 허비해야 하는 문제도 있었다. 또한, 화학 기계적 연마 모듈(X1)에서 화학 기계적 연마 공정을 마친 웨이퍼를 세정 모듈(X2)로 이송하기 위하여, 웨이퍼의 이송 방향를 변경해야 하는 등 이송 제어가 복잡한 문제도 있었다.
한편, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 이후의 세정 공정은 무기 이물질을 제거하는 데 집중되어 있으므로, 웨이퍼에 잔류하는 유기 이물질을 제거하는 것에 대한 필요성이 크게 대두되고 있다.
한편, 도1에 도시된 바와 같이, 다수의 연마 정반(P) 상에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼(W)는 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위하여 기판 세정기구(9)가 배치된 영역(X2)을 순차적으로 이송되면서 세정된다. 이 때, 이송 아암(H1)에 의해 웨이퍼(W)가 이송되면서 다수의 연마 정반(P)에서 CMP 공정을 하기 위하여, 연마 정반(P)은 이송 아암(H1)의 회전 반경(Ro)을 따라 배치된다.
기판 세정기구(9)는 웨이퍼(W)를 연결 아암(Hc)에 의하여 각각의 세정 모듈(X2)로 공급하여, 이송 아암(H2, H3)에 의해 웨이퍼(W)를 세정 모듈(X2)의 세정기구(C1, C2, C3)에 공급하여 CMP 공정 중에 웨이퍼(W)에 묻은 이물질을 다단계로 세정하여 제거한다.
예를 들어, 기판 세정기구(9)의 제1세정기구(C1, C2)는 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-131853호에 개시된 구성으로 웨이퍼를 세정하는 구성일 수 있고, 제2세정기구(C3)는 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-131851호에 개시된 구성으로 웨이퍼를 세정하는 구성일 수 있으며, 제3세정기구(C4)는 세정된 웨이퍼를 헹굼 건조시키는 처리 기구로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 기판 세정기구(9)는, 도2에 도시된 바와 같이, CMP 공정을 마친 웨이퍼(W)는 제1세정기구(C1, C2)에 공급되어 제1세정공정을 행하고(S1), 제2세정기구(C3)로 진입하는 것을 대기한다(S2). 그리고, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 행하고 있던 웨이퍼가 그 다음공정으로 이송되어 제2세정기구(C3)이 비워지면, 제1세정기구(C1, C2)에서 대기하고 있던 웨이퍼가 제2세정기구(C3)로 공급되어 제2세정공정을 행하게 된다(S3). 그 다음, 마찬가지로, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 마친 웨이퍼(W)는 제2세정기구(C3)에서 그 다음의 제3세정공정이 행해질 제3세정기구(C4)로 공급되는 것을 대기한다(S4). 그리고, 제3세정기구(C4)이 비워지면, 제2세정기구(C3)에서 대기하고 있던 웨이퍼는 제3세정기구(C4)로 공급되어 제3세정공정이 행해진다(S5).
그런데, 각각의 세정 기구(C1, C2, C3)에서 행해지는 세정 공정의 소요 시간은 모두 동일하지 않고 각각 차이가 있게 된다. 예를 들어, 제1세정기구(C1, C2)에서 행해지는 세정 시간이 30초가 소요되고, 제2세정 기구(C2)에서 행해지는 세정 시간이 45초가 소요되면, 제1세정 기구(C1)에서 제1세정공정이 완료된 웨이퍼는 제2세정기구(C3)에서 세정되고 있는 웨이퍼의 제2세정공정이 완료될 때까지 15초 동안 대기하였다가 제2세정기구(C3)로 진입하게 된다.
따라서, 웨이퍼의 각 세정 기구(C1, C2, C3)에서의 세정 공정은 세정 기구(C1, C2, C3) 중 가장 세정 시간이 오래 소요되는 세정 기구의 세정 공정 시간을 기준으로 세정 공정이 진행될 수 밖에 없으므로, 세정 시간이 불필요하게 오래 소요되는 문제점이 있었다.
도1 및 도2에 도시된 기술은 본 발명이 해결하고자 대비되는 구성에 관한 것이며, 이미 개시된 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명은 현장에서 차지하는 공간이 최소화되면서, 화학 기계적 연마 모듈로부터 세정 모듈로 옮겨와 이송되는 동안에 방향 전환이 배제되면서 이송 제어가 간편하고 정확하며 신속하게 하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 화학 기계적 공정을 거치면서 웨이퍼에 묻어 잔류하는 무기 이물질과 유기 이물질을 하나의 공정으로 제거함으로써 웨이퍼의 세정 상태를 보다 향상시키는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도, 본 발명은 정해진 배열의 화학 기계적 연마 모듈과 세정 모듈을 이용하여 다양한 형태의 처리 공정을 거칠 수 있도록 하는 생산 처리 유연성이 향상된 웨이퍼 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고온으로 가열한 유기 용매를 비접촉식 분사 형태로 공급함에 따라, 웨이퍼의 표면에 잔류하고 있던 유기 이물질을 보다 완전하게 제거하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 제2세정기구에서 유기 이물질을 제거하는 세정 공정을 마친 이후에 웨이퍼를 적치시키는 버퍼 기구를 구비함에 따라, 이물질을 제거하는 다단계의 세정 공정의 대기 시간을 최소화함으로써, 세정 시간을 단축하고 세정 공정 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제2세정기구에서의 고온 세정 공정 이후에 필요한 냉각 공정이 버퍼 기구에서 행해짐에 따라, 제2세정기구에서는 연속적으로 웨이퍼의 세정 공정이 이루어질 수 있도록 하여 단위 시간당 세정되는 웨이퍼의 개수를 늘리는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정과 세정 공정을 행하는 웨이퍼 처리 장치로서, 2개 이상의 연마 정반이 배열된 제1열의 제1연마정반군과, 상기 제1열과 이격되어 2개 이상의 연마 정반이 배열된 제2열의 제2연마정반군으로 이루어지고, 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군에서 각각 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 모듈과; 상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열된 제3열의 제1세정기구군과, 상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열배열된 제4열의 제2세정기구군으로 이루어진 세정 모듈을; 포함하여 구성된 웨이퍼 처리 장치를 제공한다.
이는, 화학기계적 연마모듈이 2열의 연마정반군으로 이루어지고, 이에 인접한 영역에 세정 모듈이 2열의 세정기구군으로 이루어져, 웨이퍼의 처리 공정에 따라 2열의 연마정반군과 2열의 세정기구군들 중 선택적으로 이동하면서, 웨이퍼에 대한 처리 공정을 유연하게 변경할 수 있도록 하기 위함이다.
예를 들어, 상기 제1연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제1세정기구군에서 세정 공정이 이루어지고, 상기 제2연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제2세정기구군에서 세정 공정이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제2세정기구군에서 세정 공정이 이루어지고, 상기 제2연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제1세정기구군에서 세정 공정이 이루어질 수도 있다.
그리고, 하나의 웨이퍼는 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군 중 어느 하나에서만 화학 기계적 연마 공정이 행해질 수도 있으며, 하나의 웨이퍼는 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군을 순환하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해질 수도 있다.
이렇듯, 상기와 같이 배열된 웨이퍼 처리 장치는 CMP 공정 이후에 세정 공정을 행할 때에, 웨이퍼에 대한 처리 공정에 다양한 공정 변수를 도입할 수 있는 유연성이 확보되므로, 하나의 장치를 이용하여 다양한 처리 공정을 행할 수 있게 되어 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서도 생산성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 제1열과, 상기 제2열 중 어느 하나 이상은 직선으로 배열될 수도 있고, 상기 제1열과, 상기 제2열 중 어느 하나 이상은 곡선으로 배열될 수도 있다.
그리고, 상기 제1열과, 상기 제2열은 나란히 배열되는 것이 차지하는 공간을 줄일 수 있으므로 바람직하다. 또한, 웨이퍼의 이송 공정을 보다 일률적으로 하기 위하여 상기 제1열과, 상기 제2열은 대칭으로 배열될 수 있다.
한편, 상기 제1세정기구군과 상기 제2세정기구군에서 각각 서로 다른 웨이퍼에 대한 세정 공정이 독립적으로 행해질 수 있다.
여기서, 상기 제1세정기구군을 따라 웨이퍼를 이동시키는 제1이송유닛과, 상기 제2세정기구군을 따라 웨이퍼를 이동시키는 제2이송유닛을 더 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 제1열과 상기 제3열은 동일한 배열 방향으로 배열되고, 상기 제2열과 상기 제4열은 동일한 방향으로 배열되어, 현장에서 차지하는 공간이 최소화되면서, 화학 기계적 연마 모듈로부터 세정 모듈로 옮겨와 이송되는 동안에 방향 전환이 배제되면서 이송 제어가 간편하고 정확하며 신속하게 할 수 있다.
한편, 상기 제1열과 상기 제3열의 배열 방향이 서로 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1열은 수직 방향으로 배열되고, 제3열은 수평 방향으로 배열될 수 있다. 또는, 제1열은 곡선 경로로 배열되고, 제3열은 직선 방향으로 배열될 수 있다. 마찬가지로, 제2열과 제4열도 배열 방향이 서로 다르게 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1세정기구군과 상기 제2세정기구군에서 각각 서로 다른 웨이퍼에 대한 세정 공정이 독립적으로 행해질 수 있다.
이와 같이, 제1연마정반군과 제2연마정반군이 각각 나란한 2개의 열로 배열됨에 따라, 화학 기계적 연마 모듈이 직사각형 형태의 프레임 상에 배치되어 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서 보다 많은 연마 정반을 배치시킬 수 있으며, 동시에 각 열의 연마정반군이 프레임의 바깥쪽에 드러나게 되어, 각 열의 연마 정반을 유지 보수하는 것도 용이해지는 잇점이 얻어진다.
상기 화학 기계적 연마 모듈과 상기 세정 모듈이 인접한 영역에는, 상기 제1열로부터 상기 제3열의 상기 제1세정기구군에 웨이퍼를 이송하기 이전에 웨이퍼를 180도 반전시키는 제1반전기와, 상기 제2열로부터 상기 제4열의 상기 제2세정기구군에 웨이퍼를 이송하기 이전에 웨이퍼를 180도 반전시키는 제2반전기가 구비된다.
이 때, 상기 제1열과, 상기 제2열은 직선으로 배열되어, 현장에서 보다 적은 공간에 보다 많은 연마 정반을 배치할 수 있다.
한편, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 순차적으로 세정하는 장치로서, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 세정하는 제1세정기구와; 상기 웨이퍼의 표면에 유기 용매를 공급하여 웨이퍼의 표면에 묻어있는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구와; 상기 웨이퍼를 이동시키는 이송 유닛을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구를 제공한다.
이는, 화학 기계적 연마 공정이 종료된 이후에 웨이퍼의 표면에 잔류하는 무기 이물질을 제거하는 제1세정기구를 구비하는 이외에, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구를 구비함에 따라, 하나의 처리 유닛 내에서 무기 이물질과 유기 이물질을 모두 제거할 수 있도록 하기 위함이다.
이 때, 제1세정기구에서 제1세정공정이 행해진 웨이퍼를 제2세정기구에서 제2세정공정이 행해지도록 제1세정기구와 제2세정기구가 순차적으로 배치될 수 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 제2세정기구에서 제2세정공정이 행해진 다음에 제1세정기구에서 제1세정공정이 행해질 수도 있고, 제1세정기구에서 제1세정공정이 행해진 다음에 처리 공정을 거친 후 제2세정기구에서 제2세정공정이 행해질 수도 있다.
이 때, 상기 제2세정기구는 50℃이상이 되도록 가열된 유기 용매를 상기 웨이퍼의 표면에 공급하여 웨이퍼의 표면에 묻어있는 유기 이물질을 제거함으로써, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 유기 이물질의 제거 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 제2세정기구는 비접촉 방식으로 유기 용매를 상기 웨이퍼의 표면에 분사함으로써, 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 잔류하고 있는 유기 이물질에 유기 용매를 공급하는 시간을 단축하여, 유기 이물질을 제거하는 세정 시간을 단축시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2세정기구는 상기 웨이퍼를 회전시킨 상태에서 상기 유기 용매를 분사하는 노즐을 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖도록 이동하면서 분사하는 것에 의하여 세정 공정이 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 제2세정기구에서 분사하는 상기 유기 용매는 황산을 포함하도록 구성되어, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 유기 이물질을 보다 확실하게 제거할 수 있다.
한편, 상기 제1세정기구는 무기물을 용해시키는 무기 용매와 유기물을 용해시키는 유기 용매 중 어느 하나 이상을 상기 웨이퍼에 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 상기 제2세정기구에서 세정된 상기 웨이퍼가 그 다음 공정이 행해지는 처리 기구('세정 기구'에 포함됨)로 공급되기 이전에 상기 웨이퍼를 적치시키는 버퍼 기구를; 포함하여 구성되어, 상기 제2세정기구에서 고온의 유기 용매에 의해 가열된 상기 웨이퍼가 상기 버퍼 기구에서 냉각되도록 할 수 있다.
이를 통해, 제2세정기구에서 가열된 웨이퍼가 제2세정챔버 내에서 공간을 차지하지 않을 뿐 아니라, 그 다음 처리 기구에서 가열된 웨이퍼를 냉각하기 위한 시간을 소요시키지 않으므로, 제2세정기구에서 연속과 처리 기구에서 각각 웨이퍼를 연속적으로 웨이퍼의 세정 및 처리 공정을 행할 수 있게 되므로, 다단계의 세정 공정을 대기 시간을 최소화하여, 세정 시간을 단축하고 세정 공정 시간을 단축할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 처리 기구는 상기 웨이퍼를 헹굼, 건조시키는 건조 기구일 수도 있고, 웨이퍼를 검사하는 검사 기구일 수도 있다.
그리고, 상기 버퍼 기구는 2개 이상의 웨이퍼를 적치시키는 공간이 마련된 것이 바람직하다. 이를 통해, 보다 짧은 소요 시간 동안 제2세정기구에서 제2세정공정이 행해진 웨이퍼를 버퍼기구에서 2개이상 대기할 수 있도록 함으로써, 제2세정기구에서의 연속적인 제2세정 공정을 행할 수 있게 한다. 여기서, 상기 버퍼 기구는 2개 이상의 웨이퍼가 상하로 적치시키는 공간이 마련되어, 보다 좁은 공간을 차지하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 버퍼 기구는 상하로 이동 가능하여, 이송 유닛이 일정한 높이로 제1버퍼 기구에 접근하더라도, 다수의 웨이퍼를 제1버퍼기구의 각 층에 중복되지 않게 적치시키고 해당 웨이퍼를 이송해가는 것이 가능해지는 잇점이 있다.
그리고, 상기 버퍼 기구는 상기 제2세정기구로부터 상기 웨이퍼를 공급받고, 제2세정기구가 행해진 다음에 웨이퍼의 처리 공정이 행해지는 처리 기구에 상기 웨이퍼를 보다 짧은 경로로 공급할 수 있도록 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 통해, 버퍼기구에 웨이퍼를 적치시킬 때에는 제1버퍼기구가 제2세정기구에 근접한 위치로 이동하고, 버퍼기구로부터 웨이퍼를 이송하여 처리모듈에 공급할 때에는 버퍼기구가 처리모듈에 근접한 위치로 이동함으로써, 웨이퍼를 이송시키는 이송 유닛의 이동 경로를 최소화하여 공정 효율을 보다 높일 수 있다.
그리고 상기 버퍼기구는 적치되어 있는 웨이퍼의 젖음 상태를 유지도록 순수 등의 액체를 공급하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 세정 대기 시간 동안에 웨이퍼가 건조되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 제2세정기구에서 행해지는 제2세정공정의 소요시간이 처리모듈에서 행해지는 처리 공정의 소요시간에 비하여 짧아 버퍼기구에 웨이퍼를 적치시키는 경우에는, 제2세정공정의 소요시간과 처리공정의 소요시간의 비율로부터 제2세정기구와 처리모듈의 개수를 조정할 수 있다.
이와 유사하게, 제1세정공정이 행해지는 제1세정기구와 제2세정공정이 행해지는 제2세정기구의 사이에도 또 다른 버퍼 기구가 배치되어, 제1세정공정과 제2세정공정의 공정 시간의 차이만큼 버퍼 기구에서 대기하도록 하여, 각각의 세정 모듈에서는 연속적으로 웨이퍼의 세정 공정이 이루어지도록 구성될 수 있으며, 제1세정기구와 제2세정기구에서 행해지는 세정 시간의 소요시간의 비율로부터 이들의 개수를 조정할 수 있다.
예를 들어, 제1세정시간이 30초 내외이고 제2세정시간이 45초 내외인 경우에는 제1세정기구와 제2세정기구의 개수는 2:3의 비율(2개와 3개)로 배치되어, 제1세정기구와 제2세정기구 각각에서 웨이퍼의 세정 공정이 이루어지지 않고 대기하는 시간을 최소화시킨다. 즉, 상기 제1세정기구와 상기 제2세정기구의 처리 시간의 차이가 있는 경우에, 처리 시간이 긴 세정 모듈의 개수가 처리 시간이 짧은 것 보다 더 많게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1세정기구, 상기 제2세정기구, 상기 처리모듈 중 어느 하나 이상은 헹굼 공정과 건조 공정 중 어느 하나 이상이 포함되어 있는 것을 포함한다. 즉, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '세정 기구', '처리 기구' 및 이와 유사한 용어는 웨이퍼를 세정하는 것에 국한되지 않으며, 웨이퍼를 헹구거나 세정 및 헹굼 후 건조시키는 기구를 모두 포함한다. 예를 들어, '제1세정기구'와 '처리 기구'는 웨이퍼를 헹굼 또는 건조시키는 기구로 구성될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 프레임에 설치되는 제1연마정반군과 제2연마정반군이 각각 나란한 2개의 열로 배열됨에 따라, 화학 기계적 연마 모듈이 직사각형 형태의 프레임 상에 배치되어 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서 보다 많은 연마 정반을 배치시킬 수 있으며, 동시에 각 열의 연마정반군이 프레임의 바깥쪽에 드러나게 되어, 각 열의 연마 정반을 유지 보수하는 공정이 쉬워지는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은, 제1연마정반군과 제2연마정반군이 각각 나란하게 직선 형태로 배열되고, 제1연마정반군과 제2연마정반군로부터 이송되는 웨이퍼가 방향전환없이 곧바로 직선 형태로 배열된 제1이송유닛과 제2이송유닛에 의하여 나란하게 직선 형태로 배열된 제1세정기구군과 제2세정기구군을 거치면서, CMP 공정과 세정 공정이 행해짐으로써, 현장에서 처리 장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있으면서, 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정과 세정 공정을 거치는 동안에 방향 전환을 배제하여 이송 제어가 간편하고 정확하며 신속하게 할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은 CMP 공정 이후에 세정 공정을 행할 때에, 웨이퍼에 대한 처리 공정에 다양한 공정 변수를 도입할 수 있는 유연성이 확보되므로, 하나의 장치를 이용하여 다양한 처리 공정을 행할 수 있게 되어 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서도 생산성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 순차적으로 세정하는 장치로서, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 세정하는 제1세정기구와; 상기 웨이퍼의 표면에 유기 용매를 공급하여 웨이퍼의 표면에 묻어있는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구와; 상기 웨이퍼를 이동시키는 이송 유닛과; 상기 제2세정기구에서 세정된 상기 웨이퍼가 그 다음 공정이 행해지는 처리 기구로 공급되기 이전에 상기 웨이퍼를 적치시키는 버퍼 기구를; 포함하여 구성되어, 화학 기계적 연마 공정이 종료된 이후에 웨이퍼의 표면에 잔류하는 무기 이물질을 제거하는 제1세정기구를 구비하는 이외에, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구를 구비함에 따라, 하나의 처리 공정 내에서 무기 이물질과 유기 이물질을 모두 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 세정 모듈에서는 가열된 웨이퍼를 냉각하기 위한 시간을 지체하지 않고 웨이퍼가 연속적으로 공급되어 세정 공정이 이루어질 수 있게 되므로, 세정 상태가 향상될 뿐만 아니라 하나의 웨이퍼를 세정하는 데 소요되는 공정 시간을 단축하는 웨이퍼의 다단계 세정기구를 제공한다.
즉, 화학 기계적 연마 공정이 종료된 이후에 웨이퍼의 표면에 잔류하는 무기 이물질을 제거하는 세정모듈 이외에, 웨이퍼의 표면에 잔류하는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구를 구비함에 따라, 하나의 처리 공정 내에서 무기 이물질과 유기 이물질을 모두 제거하여, 웨이퍼의 세정 상태를 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 고온으로 가열한 유기 용매를 비접촉식 분사 형태로 공급함에 따라, 웨이퍼의 표면에 잔류하고 있던 유기 이물질을 보다 완전하게 제거할 수 있는 유리한 효과가 있다.
무엇보다도, 본 발명은 제2세정기구에서의 고온 세정 공정 이후에 필요한 냉각 공정이 버퍼 기구에서 행해짐에 따라, 제2세정기구에서는 연속적으로 웨이퍼의 세정 공정이 이루어질 수 있도록 하여 단위 시간 당 세정하는 웨이퍼의 수를 늘리는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 2개 이상의 웨이퍼가 상하로 적치되는 공간이 마련되고, 상하로 이동 가능한 버퍼 기구를 구비함으로써, 웨이퍼를 이동시키는 이송 유닛이 상하 이동없이 수평으로만 이동하더라도, 생산 현장에서 좁은 공간을 차지하면서도 웨이퍼를 중복없이 2개 이상 적치시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 버퍼 기구가 세정 모듈과 처리 기구의 사이(세정 모듈에 웨이퍼를 공급하기 좋은 위치를 포함함)를 왕복 이동하도록 구성됨에 따라, 버퍼기구에 웨이퍼를 적치시킬 때에는 버퍼기구가 어느 하나의 세정모듈에 근접한 위치로 이동하고, 버퍼기구로부터 웨이퍼를 다른 세정 모듈이나 처리 기구로 공급하고자 할 경우에는, 버퍼기구가 다른 하나의 세정모듈이나 처리 기구에 근접한 위치로 이동함으로써, 웨이퍼를 이송시키는 이송 유닛의 이동 경로를 최소화하여 공정 효율을 보다 높일 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 제2세정기구에서 유기 이물질을 제거하는 세정 공정을 마친 이후에 웨이퍼를 적치시키는 버퍼 기구를 구비함에 따라, 이물질을 제거하는 다단계의 세정 공정의 대기 시간을 최소화하고, 각각의 세정 모듈에서는 연속적으로 웨이퍼의 세정 공정이 행해지도록 함으로써, 세정 시간을 단축하여 세정 공정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도1은 본 발명과 대비되는 CMP 공정과 세정 공정이 행해지는 기판 처리 장치의 구성을 도시한 평면도,
도2는 도1의 세정기구를 이용한 세정 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMP 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구를 도시한 평면도,
도4는 도3의 버퍼 기구를 도시한 사시도,
도5는 도3의 세정기구를 이용한 세정 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도6a 내지 도6e는 도3의 세정기구를 이용한 세정 단계에 따른 구성을 도시한 평면도,
도7은 본 발명의 제2세정기구에서 유기 용매를 회전하는 웨이퍼의 표면에 분사하는 구성을 도시한 평면도,
도8a 및 도8b는 CMP 모듈과 세정 모듈 사이에 배치된 반전기의 측면도 및 평면도,
도9 내지 도11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 CMP 모듈과 세정 모듈이 배치된 웨이퍼 처리 장치의 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 웨이퍼(W)의 다단계 CMP 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 모듈(X1)과, 다단계 세정 공정이 행해지는 세정 모듈(X2)로 이루어진다.
상기 화학 기계적 연마 모듈(X1)은, 다수의 연마 정반(P)이 직선 형태의 제1열로 배열된 제1연마정반군(PG1)과, 다수의 연마 정반(P)이 직선 형태의 제2열로 배열된 제2연마정반군(PG2)으로 이루어진다. 도3에 도시된 바와 같이, 제1열의 제1연마정반군(PG1)과 제2열의 제2연마정반군(PG2)은 서로 나란히 배치되어, 각각의 연마정반군(PG1, PG2)에 배열된 연마 정반(P) 상을 웨이퍼 캐리어(Cr)가 웨이퍼(W)를 파지한 상태로 이동하면서, 단계적으로 화학 기계적 연마 공정을 행한다.
웨이퍼 캐리어(Cr)가 정해진 경로(R)를 따라 이동하는 방식 및 웨이퍼 캐리어(Cr)의 상세 구성은 본 출원인이 출원하여 특허등록된 대한민국 등록특허공보 제10-118854호에 개시되어 본 명세서의 일부로 포함된다.
이와 같이, 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 각각 나란한 2개의 열로 배열되고, 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 각각 나란한 2개의 열로 배열됨에 따라, 화학 기계적 연마 모듈이 직사각형 형태의 프레임 상에 배치되므로, 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서 보다 많은 연마 정반(P)을 배치시킬 수 있다. 그리고, 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 서로 대칭인 2개의 열로 배열되고, 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 서로 대칭인 2개의 열로 배열됨에 따라, 이들 군(PG1, PG2; CG1, CG2)을 따라 웨이퍼를 이동 제어하는 구성이 단순화되고 제어가 용이해진다.
또한, 각 열의 연마정반군(PG1, PG2)이 프레임의 안쪽에 위치하지 않고 바깥쪽에 드러나게 위치하므로, 작업자가 연마 정반군(PG1, PG2)의 연마 정반(P)을 하나하나 보수하는 것이 보다 용이해지는 잇점을 얻을 수 있다.
한편, 웨이퍼 캐리어(Cr)는 정해진 경로(R)를 따라 다수의 연마 정반(P) 상을 이동하면서, 각각의 연마 정반(P)에서 CMP 공정이 행해지는 데, 이 때 CMP 공정은 서로 동일한 조건에서 행해질 수도 있고, 슬러리의 종류나 연마 속도 등이 서로 상이한 조건에서 행해질 수도 있다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(Cr)에 의하여 운반되는 웨이퍼는 제1연마정반군(PG1)이나 제2연마정반군(PG2)에 배열된 연마 정반(P)에서만 서로 구분되어 CMP 공정이 행해질 수 있다. 이를 통해, 보다 좁은 공간을 차지하는 화학 기계적 연마 모듈(X1)에서의 CMP 공정이 보다 일률적으로 행해져 생산성을 높일 수 있는 잇점이 있다. 그러나, 경우에 따라서는, 도면에 도시되지 않았지만 웨이퍼 캐리어(Cr)에 의하여 운반되는 웨이퍼는 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)을 모두 거치면서 일부 이상의 연마 정반(P)에서 CMP 공정이 행해질 수 있다. 이를 통해, 하나의 연마 정반(P)의 배치 구조를 이용하여 다양한 형태의 CMP 공정이 행해질 수 있는 잇점이 얻어진다.
이와 유사하게, 제1연마정반군(PG1)에서 CMP공정을 거친 웨이퍼는 제1세정기구군(CG1)에서 세정 공정이 행해지면서, 제2연마정반군(PG2)에서 CMP공정을 거친 웨이퍼는 제2세정기구군(CG2)에서 세정 공정이 행해지도록 구성될 수 있다. 동시에, 도10에 도시된 바와 같이 제1연마정반군(PG1)에서 CMP공정을 거친 웨이퍼가 교차로 이동하여 제2세정기구군(CG2)에서 세정 공정이 행해지면서, 제2연마정반군(PG2)에서 CMP공정을 거친 웨이퍼가 교차로 이동하여 제1세정기구군(CG1)에서 세정 공정이 행해지도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 2열씩 연마정반군(PG1, PG2)이 배열되고 2열씩 세정기구군(CG1, CG2)이 배열됨에 따라, CMP 공정 이후에 세정 공정을 행할 때에, 웨이퍼(W)에 대한 처리 공정에 다양한 공정 변수를 도입할 수 있는 유연성이 확보되므로, 하나의 장치를 이용하여 다양한 처리 공정을 행할 수 있게 되어 현장에서 차지하는 공간을 최소화하면서도 생산성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)은 서로 다른 웨이퍼에 대하여 독립적으로 세정 공정이 단계적으로 행해진다.
더욱이, 도3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)는 화학 기계적 연마 모듈(X1)에서 직선 형태로 배열된 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)을 거치고 나서, 방향전환없이 세정 모듈(X2)로 진입하여 그립퍼(Gr1, Gr2, Gr3, Gr4; Go))에 의해 파지된 상태로 각각 직선 경로(Rx)를 따라 이송 유닛에 의해 직선 이동되면서, 직선 배열된 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)을 거치면서 세정됨으로써, 화학 기계적 연마 모듈(X1)로부터 세정 모듈(X2)로 옮겨와 이송되는 동안에 방향 전환이 배제되면서 이송 제어가 간편하고 정확하며 신속하게 할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도3에는 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 모두 직선 형태의 열을 형성하고, 동시에 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 모두 직선 형태의 열을 연마정반군(PG1, PG2)과 연결하는 형태(간헐적으로 끊어진 것을 포함)로 형성된 구성을 예로 들었지만, 도9에 도시된 바와 같이, 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 곡선 형태의 열을 형성하면서, 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 직선 형태의 열을 연마정반군(PG1, PG2)과 연결하는 형태(간헐적으로 형성될 수 있다. 반대로, 도면에 도시되지 않았지만, 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 직선 형태의 열을 형성하면서, 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 곡선 형태의 열을 연마정반군(PG1, PG2)과 연결하는 형태(간헐적으로 형성될 수 있다. 또는, 연마정반군(PG1, PG2)이 이루는 열과 세정기구군(CG1, CG2)이 이루는 열이 도11에 도시된 바와 같이 연결하는 형태가 아니라, 별도 이동이 필요하게 구성될 수도 있다.
또한, 도3에는 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 이루는 열이 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 이루는 열과 평행한 수평 방향으로 배열된 구성을 예로 들었지만, 도11에 도시된 바와 같이 제1연마정반군(PG1)과 제2연마정반군(PG2)이 이루는 열이 제1세정기구군(CG1)과 제2세정기구군(CG2)이 이루는 열과 수직하거나 경사진 방향으로 배열될 수도 있다.
한편, 웨이퍼 캐리어(Cr)가 정해진 경로(R)를 따라 이동하면서 다수의 연마 정반(P)에서 다단계의 CMP 공정이 행해지면, 웨이퍼(W)의 연마면이 저면을 향한 상태가 된다. 그러나, 화학 기계적 연마 모듈(X1)에서의 CMP 공정이 종료된 상태에서의 웨이퍼 연마면이 향하는 방향과 세정 모듈(X2)에서의 세정 공정 중에 웨이퍼 연마면이 향하는 방향을 서로 다르게 설정하는 것이 각 공정을 보다 원활히 할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
이를 위하여, 화학 기계적 연마 모듈(X1)과 세정 모듈(X2)의 사이 영역에는, 제1열의 제1연마정반군(PG1)으로부터 제3열의 제1세정기구군(CG1)에 웨이퍼(W)를 이송하기 이전에 웨이퍼(W)를 180도 반전시키는 제1반전기(80)와, 제2열의 제2연마정반군(PG2)으로부터 제4열의 제2세정기구군(CG2)으로 웨이퍼(W)를 이송하기 이전에 웨이퍼를 180도 반전시키는 제2반전기(80)가 구비된다.
상기 웨이퍼 반전기(80)는, 화학 기계적 연마 모듈(X1)과 세정 모듈(X2)이 인접한 영역에는 배치되어, 제1열의 제1연마정반군(PG1)로부터 제3열의 제1세정기구군(CG1)에 웨이퍼를 이송하기 이전에 웨이퍼(W)를 180도 뒤집어 반전시키는 제1반전기(80)와, 제2열의 제2연마장치군(PG2)로부터 제4열의 제2세정기구군(CG2)에 웨이퍼(W)를 이송하기 이전에 웨이퍼(W)를 180도 뒤집어 반전시키는 제2반전기(80)로 이루어진다.
따라서, 연마장치군(PG1, PG2)으로부터 다단계의 CMP 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 웨이퍼 캐리어(Cr)에 의해 직선 이동하여 웨이퍼 반전기(80)에 공급되면, 웨이퍼(W)의 가장자리와 접촉하여 웨이퍼(W)를 파지하는 그립퍼(81)에 의해 파지되고, 그립퍼(81)를 180도 뒤집어 반전시키고, 세정 모듈(X2)로 이동시켜, 웨이퍼(W)의 연마면이 상측을 향하게 된다. 경우에 따라서는, 그립퍼(811)에 파지된 상태로 세정 모듈(X2)로 이송하는 것을 대기할 수도 있고, 거치대(83)가 기둥(82)을 따라 상하 방향(81d)으로 이동하여 그립퍼(811)로부터 웨이퍼(W)를 전달받아, 거치대(83) 상에서 웨이퍼(W)를 대기시킬 수도 있다.
이를 위하여, 웨이퍼 반전기(80)는, 그립퍼(81)를 상하 위치 이동하지 않고 제자리에서 그립 부재(811)를 수평 이동시켜 웨이퍼(W)를 파지하거나 놓아주게 작동시키고 그립 부재(811)를 제자리에서 180도 반전시키는 그립퍼 조작수단(M)과, 그립 부재(811)에 설치되어 순수 등의 액체를 분사하거나 흘리는 액체 공급부(815)를 포함하여 구성된다.
여기서, 그립퍼(81)는 도8a 및 도8b에 도시된 바와 같이 한 쌍의 그립 부재(811)와, 그립 부재(811)의 일단부로부터 일방으로 연장된 작동 부재(813)와, 작동 부재(813)의 일부를 수용하는 케이싱(118)으로 구성된다. 그립퍼(81)는 케이싱(118)에 대하여 힌지 형태로 회전하면서 웨이퍼(W)를 파지하도록 구성될 수도 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 웨이퍼(W)의 파지 위치를 항상 일정하게 유지하면서 보다 견고하게 붙잡은 상태를 유지하도록 케이싱(118)에 대하여 그립 부재(811)가 811d로 표시된 방향으로 왕복 이동하면서 웨이퍼(W)를 파지한다.
그리고, 그립퍼 조작수단(M)은 케이싱(118)에 대하여 작동 부재(813)를 도8b를 기준으로 상하 방향(케이싱으로부터 삽입되거나 인출되는 방향)으로 이동시킴으로써 그립 부재(811)가 서로 가까워지거나 멀어지는 방향(811d)으로 이동하면서 그립 부재(811)로 웨이퍼(W)를 파지하거나 파지된 웨이퍼(W)를 놓아주는 역할을 한다.
케이싱(118) 내부에서 작동 부재(813)를 서로 반대 방향으로 이동시키기 위하여, 케이싱(118) 내부에 압력 챔버가 형성되어 압력 챔버 내부의 압력을 제어하여 공압 또는 유압에 의하여 작동 부재(813)가 삽입되거나 인출되게 작동할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 케이싱(818) 내부에 서로 반대 방향의 나사산이 형성된 나사봉(미도시)이 작동 부재(813)의 나사산과 맞물리게 설치되어, 그립퍼 조작수단(M)에 의하여 나사봉을 회전시키는 것에 의하여 작동 부재(813)가 서로 반대 방향으로 이동시키도록 구성될 수도 있다. 이와 같이 다양한 구성에 의하여 작동 부재(813)의 왕복 이동에 의하여 그립 부재(811)를 서로 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 작동 부재(813)를 직선 형태의 왕복 이동시키는 것에 의하여 그립 부재(811)로 웨이퍼(W)를 파지하거나 파지된 상태를 해제함으로써, 웨이퍼(W)의 가장자리를 항상 일정한 위치에서 파지하여 안정된 파지 상태를 얻을 수 있는 잇점이 얻어진다.
무엇보다도, 액체 공급기(815)는 그립 부재(811)에 설치되어, 액체 공급부(L)로부터 순수나 세정액 등의 액체를 공급받아, 그립 부재(811)에 파지되어 있는 웨이퍼(W)의 연마면에 순수 등의 액체(97)를 분사하거나 흘려주는 형태로 공급하여, 웨이퍼(W)의 연마면을 젖음 상태로 유지한다. 이와 같이 웨이퍼(W)의 연마면을 젖음 상태로 유지하는 것은 단위 웨이퍼마다 화학 기계적 연마 공정에 소요되는 시간과 세정 공정에 소요되는 시간의 차이가 발생되므로, 화학 기계적 연마 공정이 종료된 웨이퍼를 그 다음 세정 공정으로 이송하기 전에 대기시간이 발생될 수 밖에 없고, 이 대기 시간 동안에 웨이퍼 연마면이 건조해져 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 상기와 같이 그립퍼(81)에 액체 공급기(815)를 구비함으로써 웨이퍼(W)의 연마면이 세정 공정으로 이송되기까지의 대기 시간 동안 건조해져 손상되는 것을 방지할 수 있다.
액체 공급기(815)로부터 공급되는 액체(97)는 웨이퍼(W)의 자세가 수평이거나 수직인 상태에서 공급될 수 있지만, 적은 양의 액체(97)를 사용하면서 웨이퍼(W)의 표면에 묻어 있는 큰 이물질을 웨이퍼(W)의 표면으로부터 제거하기 위하여, 웨이퍼(W)가 연직 방향으로 세워진 상태이거나 연직 방향 성분을 갖도록 기울어진 상태일 때에 액체 공급기(815)로부터 액체(97)를 공급할 수 있다.
한편, 기판 처리 장치(100)의 세정 모듈(X2)은 CMP 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구로서, 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 공정이 행해진 웨이퍼(W)를 순차적으로 세정하는 장치로서, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼(W)에 대하여 무기 이물질을 제거하는 제1세정공정을 행하는 제1세정기구(C1, C2)과, 제1세정기구(C1, C2)에서 세정 공정이 행해진 웨이퍼(W)에 대하여 유기 이물질을 제거하는 제2세정공정을 행하는 제2세정기구(C3)와, 제2세정기구(C3)에서 제2세정 공정이 행해진 웨이퍼(W)에 대하여 헹굼 건조 공정을 행하는 제3세정기구(C4), 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 행한 웨이퍼를 제2세정기구(C3)에 공급하기 이전에 적치(10x)시키는 제1버퍼기구(10)과, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 행한 웨이퍼(W)를 제3세정기구(C4)에 공급하기 이전에 적치(10x)시키는 제2버퍼기구(10')과, 웨이퍼(W)를 각 세정기구(C1, C2, C3) 및 버퍼기구(10, 10') 사이를 이동시키는 이송 유닛(Go)으로 구성된다.
상기 세정기구(C1, C2, C3, C4; C)는 다양한 형태의 세정 공정이 행해질 수 있다. 예를 들어, 제1세정기구(C1, C2)에서는 한 쌍의 회전하는 브러쉬 사이에 웨이퍼가 위치한 상태에서 상온으로 무기 용매와 SC1을 포함하는 유기 용매를 공급하여 세정하는 접촉식 제1세정 공정이 이루어진다. 이에 따라, 화학 기계적 연마 공정에서 웨이퍼(W)의 연마면에 묻은 슬러리와 이물질 등이 마찰 세정에 의하여 제거된다. 제1세정기구(C1, C2)에서 행해지는 제1세정공정은 상대적으로 오랜 시간이 소요되므로, 상대적으로 짧은 시간이 소요되는 제2세정 모듈에 비하여 보다 많은 개수로 배열된다.
그리고, 제2세정기구(C3)에서는 도7에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)를 거치대(75)에 거치되어 회전(77)한 상태에서, 웨이퍼(W)의 연마면에 대하여 반경 방향 성분을 갖게 선회 이동(58)을 행하는 노즐(미도시)로부부터 50℃ 내지 100℃의 고온으로 가열된 유기 용매(56)를 분사하는 비접촉식 세정 방식에 의하여, 웨이퍼(W)의 연마면에 묻어있던 유기 이물질을 제거한다. 이 때, 유기 용매에는 황산(HS)이 포함되어, 웨이퍼(W)의 표면에 묻어있는 유기물을 제거한다.
이와 같이, 화학 기계적 연마 공정이 종료된 이후에 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 무기 이물질을 제거하는 제1세정기구(C1, C2) 이외에, 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구(C3)를 하나의 처리 유닛(X2)에 구비함에 따라, 하나의 처리 유닛(X2) 내에서 무기 이물질과 유기 이물질을 모두 제거하여, 웨이퍼의 세정 상태를 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 황산(HS)을 포함하는 유기 용매를 50℃ 이상의 고온으로 가열하여 웨이퍼(W)의 연마면에 비접촉식 분사 형태로 공급함에 따라, 웨이퍼의 표면에 잔류하고 있던 유기 이물질을 짧은 시간 내에 완전하게 제거할 수 있는 유리한 효과가 있다.
한편, 상기 제2세정기구(C3)는 이산화탄소 가스를 냉각하여 도7에 도시된 노즐 분사 형태로 웨이퍼(W)의 표면에 분사하는 이산화탄소가스 블래스터(CO2 blaster) 형태로 구성될 수 있다. 버퍼 기구(10')에서는 냉각되었던 웨이퍼(W)를 상온의 온도로 맞춰주는 역할을 하게 된다. 이산화탄소 가스를 냉각하여 웨이퍼(W)의 표면에 노즐 형태로 분사하도록 구성됨에 따라, 이산화탄소 가스가 대기에서 미세한 얼음 형태로 분사되어, 웨이퍼 표면에 잔류하는 이물질과 함께 기화되는 형태로 웨이퍼(W)의 표면을 보다 짧은 시간 내에 세정할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
도3에 도시된 구성에 따르면, 제1세정기구(C1, C2)에서 행해지는 제1세정공정이 제2세정기구(C3)에서 행해지는 제2세정공정에 비하여 대략 2배정도 시간이 더 오래 소요되므로, 제2세정기구(C3)는 1개씩 설치되는 데 반하여 제1세정기구(C1, C2)은 2개씩 설치되는 것이 바람직하다.
제3세정기구(C4)에서는 헹굼 및 건조에 관한 제3세정공정(본 발명에서는 '세정 공정'에 건조 및 헹굼 공정이 포함됨)이 행해질 수 있다. 다만, 본 발명은 이와 같은 세정 형태에 국한하지 않으며, 다양한 형태의 세정 모듈이 설치되어 배열될 수 있다.
상기 버퍼 기구(10, 10')은 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 제2세정기구(C3)에 공급되기 이전에 적치(10x)시켜 두는 제1버퍼기구(10)과, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 제3세정기구(C4)에 공급되기 이전에 적치(10x)시켜 두는 제2버퍼기구(10')로 이루어진다.
이들 버퍼 기구(10, 10')는 도4에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 자세가 안정적으로 유지될 수 있는 최소의 개수로 웨이퍼(W)를 지지하는 거치핀(11)과, 웨이퍼(W)를 상하로 적치(10x)시킬 수 있도록 거치핀(11)이 고정된 다수 층의 지지 플레이트(12)와, 지지 플레이트(12)를 상하로 위치 고정하는 지지 기둥(13)과, 지지 기둥(13)을 고정하는 베이스(14)와, 베이스(14)를 상하로 이동시키는 것에 의하여 거치 핀(11)의 위치를 상하로 위치 조정하는 구동부(14a)와, 거치 핀(11)에 거치된 웨이퍼(W)의 표면에 순수 공급용 펌프(15a)를 통해 순수를 공급하는 순수 공급부(15)로 구성된다.
이와 같이, 버퍼 기구(10, 10')는 구동부(15)에 의하여 상하로 이동 가능하게 설치됨에 따라, 이송 유닛(Go)이 웨이퍼(W)를 동일한 높이로 버퍼 기구(10, 10')에 공급하더라도, 서로 다른 층에 위치한 거치 핀(11) 상에 거치시킬 수 있게 된다.
또한, 버퍼 기구(10, 10')에 적치되어 있는 웨이퍼(W)의 표면에 순수 공급부(15)로부터 순수가 도포됨으로써, 웨이퍼(W)의 젖음 상태를 지속적으로 유지시킬 수 있게 된다. 이에 의하여, 웨이퍼(W)가 건조되어 손상되는 것을 방지할 수 있다. 순수 공급부(15)는 버퍼 기구(10, 10')의 각층에 설치되어 각 층에 적치되어 있는 웨이퍼(W)의 표면에 순수를 지속적으로 공급할 수 있도록 구성되며, 도면에 도시되지 않았지만, 특히 웨이퍼(W)의 연마면이 젖음 상태로 유지될 수 있도록 웨이퍼(W)의 상면과 저면에 모두 순수를 도포하도록 구성된다. 순수 공급부(15)는 순수가 제트 형태로 분사될 수도 있고, 스프레이 형태로 넓은 영역에 도포되는 구성을 모두 포함하며, 도면에 도시되지 않았지만, 순수에 딥핑하는 구성으로 이루어질 수도 있다.
또한, 각각의 버퍼 기구(10, 10')는 인접한 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)의 사이를 왕래할 수 있도록 설치된다. 구체적으로는, 제1버퍼기구(10)은 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 적치하였다가 제2세정기구(C3)에 공급하므로, 제1버퍼기구(10)는 제1세정기구(C1, C2)과 제2세정기구(C3)의 사이를 왕래할 수 있는 경로로 왕복 이동(10d) 가능하게 설치된다. 그리고, 제2버퍼기구(10')는 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 적치하였다가 제3세정기구(C4)에 공급하므로, 제2버퍼기구(10')는 제2세정기구(C3)와 제3세정기구(C4)의 사이를 왕래할 수 있는 경로로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이에 따라, 버퍼기구(10, 10')에 웨이퍼(W)를 적치시킬 때에는 버퍼기구(10, 10')가 어느 하나의 세정기구(C1, C2; C3)에 근접하게 이동하여 공급받고, 다른 하나의 세정 기구(C3)나 처리 기구(C4)에 근접한 위치로 이동하여 웨이퍼(W)를 공급함에 따라, 웨이퍼(W)를 이송시키는 이송 유닛(Go)의 이동 경로를 최소화하여 공정 효율을 보다 높일 수 있다.
이 때, 제1세정기구(C1, C2)가 다수로 형성되어 있으므로, 제1버퍼기구(10)는 다수의 제1세정기구(C1, C2)와 제2세정기구(C3)의 사이에서 왕래하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 이송 유닛(Go)이 버퍼 기구(10, 10')로 웨이퍼를 적치시키기 위하여 접근하거나, 버퍼 기구(10, 10')에 적치되어 있는 웨이퍼를 그 다음에 행해질 세정 모듈로 이동시키기 위하여 접근하는 경로를 최소화할 수 있다. 이에 의하여, 웨이퍼의 다단계 세정 공정을 행하는 시간을 보다 단축할 수 있다.
한편, 버퍼 기구(10, 10')이 가이드 레일(R)을 따라 왕복 이동하는 것은 리드스크류 등의 공지된 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 제1버퍼기구(10)와 제2버퍼 기구(10')가 하나의 가이드 레일(R) 상에서 이동하는 경우에는, 제1버퍼기구(10)와 제2버퍼기구(10')가 독립적으로 이동할 수 있도록 베이스(14) 또는 그 아래의 구조물(미도시)에 설치된 리니어 모터에 의하여 왕복 이동하는 것이 바람직하다.
상기 이송 유닛(Go)은 화학 기계적 연마 모듈(X1)로부터 CMP 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 제1세정기구(C1, C2)로 이동시키고 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 제1버퍼기구(10)로 이동시키는 제1그립퍼(Gr1, Gr2)와, 제1버퍼기구(10)에 적치 중인 웨이퍼(W)를 파지하여 제2세정기구(C3)로 이동시키고 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 제2버퍼기구(10')로 이동시키는 제2그립퍼(Gr3)와, 제2버퍼기구(10')에 적치 중인 웨이퍼(W)를 파지하여 제3세정기구(C4)로 이동시키고 제3세정기구(C4)에서 제3세정공정을 마친 웨이퍼(W)를 그 다음 공정으로 이동시키는 제3그립퍼(Gr4)와, 그립퍼(Gr1, Gr2, Gr3)가 이들 모듈(C, 10, 10')을 따르는 이동 경로(Rx)로 직선 이동하는 것을 안내하는 안내 레일로 구성된다.
그리고, 이송 유닛(Go)의 그립퍼(Gr1, Gr2, Gr3)는 안내 레일(Rx)에 대하여 왕복 이동하는 가이드 라인(Gx)을 따라 왕복 이동(98d) 가능하게 설치된다. 다수의 가이드 라인(Gx)은 안내 레일(Rx)에 대하여 독립적으로 왕복 이동(99d) 하고, 그립퍼(Gr1, Gr2, Gr3)는 안내 레일(Rx)를 따라 독립적으로 왕복 이동(98d)한다. 따라서, 독립적으로 왕복 이동하는 그립퍼(Gr1, Gr2, Gr3) 및 안내 레일(Rx)는 리니어 모터 등의 공지된 수단에 의하여 왕복 이동이 구동될 수 있다.
이 때, 안내 레일(Rx)은 수평으로 배열되며, 그립퍼(Gr1, Gr2, G3)가 동일한 높이를 유지하면서 수평 이동한다. 이와 같더라도, 버퍼 기구(10, 10')은 높이 조절되면서 웨이퍼(W)를 수용 적치시키므로, 여러층의 버퍼 핀(11) 상에 웨이퍼를 거치시키는 것이 가능하다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구는, CMP 공정을 마친 웨이퍼(W)를 상대적으로 오랜 시간(예를 들어, 28초)이 소요되는 2개씩의 제1세정기구(C1, C2)에 공급하여 제1세정 공정을 행하고(S101), 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 마친 웨이퍼(W)는 제2세정기구(C3)이 비워있지 않다면 제1버퍼기구(10)로 이송시켜 거치 핀(11) 상에 적치시킨다. 이 때, 제1버퍼기구(10)은 2개씩의 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정이 완료될 때마다 제1세정기구(C1, C2)로 근접 이동하여, 제1그립퍼(Gr1, Gr2)의 이동 경로를 최소화하면서 웨이퍼(W)를 공급받아 적치되도록 한다.
그리고, 제2세정기구(C3)이 비워지면, 제1버퍼기구(10)에 적치되어 있던 웨이퍼(W)는 제2세정기구(C3)로 공급되어(S102), 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 행한다. 제2세정기구(C2)에서 행해지는 제2세정공정은 제1세정공정에 비하여 짧은 시간(예를 들어, 대략 15초)정도 소요되므로, 2개씩의 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정이 행해진 웨이퍼는 1개의 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 행하면서, 웨이퍼(W)에 잔류하는 유기 이물질이 황산을 포함하는 유기 용매의 노즐 분사에 의하여 짧은 시간 내에 제거된다(S103).
그리고 나서, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정이 행해진 웨이퍼는 제3세정기구(C4)이 비워있지 않다면, 제2버퍼기구(10')로 이송시켜 거치핀(11) 상에 적치시킨다(S104). 제2버퍼기구(10')에 적치될 당시의 웨이퍼는 제2세정공정을 거치면서 가열된 유기 용매에 의하여 상온보다 높게 가열된 상태이지만, 제2버퍼기구(10')에서 적치되는 동안 상온에 근접한 온도로 냉각된다(S105). 이에 따라, 그 다음 처리 기구(C4)에서 헹굼 건조 공정을 행하거나, 웨이퍼의 상태를 검사하는 검사 공정을 지체없이 원활하게 진행될 수 있게 된다.
그리고, 제3세정기구(C4)에서 다른 웨이퍼의 처리 공정(예를 들어, 헹굼 건조 공정 또는 검사 공정)이 완료되면, 제2버퍼기구(10')로부터 제3세정기구(C4)로 이송되어 제3세정기구(C4)에서 처리 공정이 행해지도록 한다.
이와 같이, 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)에서 세정 공정이 완료된 웨이퍼는 버퍼 기구(10, 10')에 적치됨으로써, 세정 모듈(C1, C2, C3)에서는 중단없이 연속하여 세정 공정을 행할 수 있고, 제2세정기구(C3)에서 가열된 웨이퍼는 버퍼 기구(10')에서 냉각되어 그 다음의 헹굼 건조 공정이나 검사 공정을 원활히 할 수 있게 되므로, 웨이퍼(W)에 잔류하는 유기물을 고온의 유기 용매에 의하여 보다 확실하게 제거할 수 있으면서도 보다 짧은 시간 내에서 보다 많은 웨이퍼의 다단계 세정 공정을 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 세정 기구(C1, C2, C3, C4)에 웨이퍼(W1, W2, W3)를 공급하여 각 기구에서 정해진 세정 공정이나 처리 공정을 행한다. 즉, 2개의 제1세정기구(C1, C2)에서 제1웨이퍼(W1)의 제1세정공정이 행해지고, 제2세정기구(C3)에서 제2웨이퍼(W2)의 제2세정공정이 행해지며, 제3세정기구(C4)에서 제3웨이퍼(W3)의 제3세정공정이 행해진다(도6a 참조). 참고로, 제1웨이퍼(W1), 제2웨이퍼(W2), 제3웨이퍼(W3)는 서로 다른 웨이퍼가 아니라 웨이퍼의 흐름을 설명하기 위하여 명칭을 다르게 부여한 것이다.
이 때, 제1세정기구(C1, C2)에서 행한 제1웨이퍼(W1)의 제1세정공정이 제2세정기구(C3)에서 행해지고 있는 제2웨이퍼(W2)의 제2세정공정에 비하여 먼저 종료된 경우에는, 도6b에 도시된 바와 같이 제1세정기구(C1, C2)에서 제1세정공정을 마친 제1웨이퍼(W1)를 제1버퍼기구(10)로 이동시켜 적치한다. 이 때, 제1웨이퍼(W1)는 제1그립퍼(Gr1, Gr2)가 파지한 상태로, 도면부호 99d2로 표시된 방향으로 안내 레일(Gx)가 이동한 후, 제1그립퍼(Gr1, Gr2)가 안내 레일(Gx)를 따라 수평 이동(98d1)하는 것에 의하여 제1버퍼기구(10)에 제1웨이퍼(W1)를 적치시킨다.
그리고 나서, 도6c에 도시된 바와 같이 제1그립퍼(Gr1, Gr2)는 곧바로 CMP 공정을 마친 제0웨이퍼(W0)를 제1세정기구(C1, C2)로 공급하여 제1세정공정을 행한다. 제1세정기구(C1, C2)에서 행해지는 제1세정공정의 소요 시간이 제2세정기구(C3)에서 행해지는 제2세정공정의 소요 시간보다 길기 때문에, 제1세정기구(C1, C2)은 제2세정기구(C3)에 비하여 보다 많은 개수인 2개씩 배열되어 제1세정 공정이 이루어진다. 제1세정공정에서는 무기 용매를 공급하여 웨이퍼를 세정하지만, 유기 용매와 무기 용매를 동시에 투입하여 웨이퍼를 세정할 수도 있다.
그리고, 제2세정기구(C3)에서의 제2웨이퍼(W2)의 제2세정공정이 완료되면, 도6c에 도시된 바와 같이 제2웨이퍼(W2)는 제2그립퍼(Gr3)에 의하여 제2버퍼기구(10')로 이동되고, 제1버퍼기구(10)에 적치되어 있던 제1웨이퍼(W1)를 제2그립퍼(Gr3)가 제2세정기구(C3)로 이동시켜 제2세정공정을 행한다(도 6d). 제2세정기구(C3)에서는 도7에 도시된 바와 같이 50℃이상으로 가열되고 황산을 포함하는 유기 용매를 웨이퍼(W)의 표면에 고압으로 분사하여 웨이퍼(W)에 잔류하고 있던 유기물을 완전히 제거한다.
그리고 나서, 도6d에 도시된 바와 같이 제2세정기구(C3)에서의 제2세정공정이 완료된 웨이퍼(W2)는 제2버퍼기구(10')로 이송되어, 제2버퍼기구(10')에서 상온에 의한 냉각이 이루어지고 동시에 웨이퍼(W2)의 표면에 공급되는 순수에 의해 건조하지 않으면서 냉각된다. 이 때, 제2버퍼기구(10')에는 2개 이상의 웨이퍼(W2)가 적치되므로, 웨이퍼(W2)의 냉각에 소요되는 시간이 추가로 소요되지 않고, 이전에 제2버퍼기구(10')로 공급되어 적치되어 있던 웨이퍼가 냉각된 이후에 헹굼 건조 공정이나 검사 공정으로 투입되므로, 전체 공정에 소요되는 시간이 지연되지 않고 원활하게 행해져 전체 공정 시간을 단축할 수 있게 된다.
제3세정기구(C4)에서 행해지는 제3세정공정이 제3웨이퍼(W3)에 대하여 종료되면(도6d), 제2버퍼기구(10')에 적치되어 대기하고 있던 제2웨이퍼(W2)는 제3그립퍼(Gr4)에 의하여 제3세정기구(C4)로 이동되어 제3세정공정이 행해진다(도6e).
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)의 세정 모듈(X2)에서의 다단계 세정기구는, 제2세정기구(C3)에서 세정된 웨이퍼(W)가 그 다음 처리 공정이 행해지는 제3처리 기구(C4)로 공급되기 이전에, 웨이퍼(W)를 적치시키는 버퍼 기구(10')에 적치시키도록 구성됨에 따라, 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정이 완료되면 곧바로 제2세정기구(C3)를 비울수 있게 되어, 그 다음의 웨이퍼(W)가 연속하여 제2세정기구(C3)에서 제2세정공정을 진행할 수 있게 되므로, 대기 시간이 짧아져 공정 효율이 향상되는 잇점을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 제2세정기구(C3)에서 유기 이물질을 제거하기 위하여 분사되었던 고온의 유기 용매에 의해 가열되었던 웨이퍼를 버퍼 기구(10')에서 냉각됨으로써 냉각을 위하여 별도로 공정 시간이 소요되는 문제를 해소할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 하나의 웨이퍼에 대하여 무기 이물질 뿐만 아니라 유기 이물질을 깨끗하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼의 세정 건조에 소요되는 공정 시간을 단축할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
그리고, 버퍼 기구(10, 10')이 2개 이상의 웨이퍼(W)가 상하로 적치되는 공간을 구비하고 상하로 이동 가능하게 구성됨에 따라, 웨이퍼(W)를 이동시키는 이송 유닛(Gr)이 상하 이동없이 수평으로만 이동하더라도, 생산 현장에서 좁은 공간을 차지하면서도 웨이퍼를 중복없이 2개 이상 적치시킬 수 있으므로, 제어가 단순해지고 공정 오류가 발생될 가능성을 낮출 수 있다.
따라서, 이물질을 제거하는 다단계의 세정 공정의 대기 시간을 최소화하고, 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3, C4)에서는 연속적으로 웨이퍼의 세정 공정이 행해질 수 있게 되어, 세정 시간을 단축하여 세정 공정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
W: 웨이퍼 P: 연마 정반
C1, C2: 제1세정기구 C3: 제2세정기구
C4: 제3세정모듈 Go: 이송 유닛
10: 제1버퍼기구 10': 제2버퍼기구
11: 거치 핀 12: 지지 플레이트
13: 지지 기둥 15: 순수 공급부
56: 유기 용매

Claims (29)

  1. 화학 기계적 연마 공정과 세정 공정을 행하는 웨이퍼 처리 장치로서,
    2개 이상의 연마 정반이 배열된 제1열의 제1연마정반군과, 상기 제1열과 이격되어 2개 이상의 연마 정반이 배열된 제2열의 제2연마정반군으로 이루어지고, 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군에서 각각 웨이퍼에 대한 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 모듈과;
    상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열된 제3열의 제1세정기구군과, 상기 화학 기계적 연마 모듈의 일측에 2개 이상의 세정기구가 배열배열된 제4열의 제2세정기구군으로 이루어진 세정 모듈을;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학 기계적 연마 모듈과 상기 세정 모듈이 인접한 영역에는, 상기 제1열로부터 상기 제3열의 상기 제1세정기구군에 웨이퍼를 이송하기 이전에 웨이퍼를 180도 반전시키는 제1반전기와, 상기 제2열로부터 상기 제4열의 상기 제2세정기구군에 웨이퍼를 이송하기 이전에 웨이퍼를 180도 반전시키는 제2반전기가 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과, 상기 제2열 중 어느 하나 이상은 직선으로 배열되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과, 상기 제2열 중 어느 하나 이상은 곡선으로 배열된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과, 상기 제2열은 나란히 배열된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과, 상기 제2열은 대칭으로 배열된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정기구군을 따라 웨이퍼를 이동시키는 제1이송유닛과, 상기 제2세정기구군을 따라 웨이퍼를 이동시키는 제2이송유닛을;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정기구군과 상기 제2세정기구군에서 각각 서로 다른 웨이퍼에 대한 세정 공정이 독립적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과 상기 제3열은 동일한 배열 방향으로 배열되고, 상기 제2열과 상기 제4열은 동일한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열과 상기 제3열의 배열 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1세정기구군과 상기 제2세정기구군에서 각각 서로 다른 웨이퍼에 대한 세정 공정이 독립적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  12. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제1세정기구군에서 세정 공정이 이루어지고, 상기 제2연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제2세정기구군에서 세정 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  13. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제2세정기구군에서 세정 공정이 이루어지고, 상기 제2연마정반군에서 화학 기계적 연마 공정을 행한 웨이퍼는 상기 제1세정기구군에서 세정 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  14. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 웨이퍼는 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군 중 어느 하나에서만 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  15. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 웨이퍼는 상기 제1연마정반군과 상기 제2연마정반군을 순환하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
  16. 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 순차적으로 세정하는 장치로서,
    화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼를 세정하는 제1세정기구와;
    상기 웨이퍼의 표면에 유기 용매를 공급하여 웨이퍼의 표면에 묻어있는 유기 이물질을 제거하는 제2세정기구와;
    상기 웨이퍼를 이동시키는 이송 유닛을;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제2세정기구는 상기 웨이퍼의 표면에 50℃이상이 되도록 가열된 유기 용매를 공급하여 웨이퍼의 표면에 묻어있는 유기 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제2세정기구는 비접촉 방식으로 유기 용매를 상기 웨이퍼의 표면에 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제2세정기구는 상기 웨이퍼를 회전시킨 상태에서 상기 유기 용매를 분사하는 노즐을 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖도록 이동하면서 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제2세정기구에서 분사하는 상기 유기 용매는 황산을 포함하는 비접촉 방식으로 유기 용매를 상기 웨이퍼의 표면에 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 제1세정기구는 이산화탄소 가스를 냉각한 상태로 웨이퍼의 연마면 표면에 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 제1세정기구는 무기물을 용해시키는 무기 용매와 유기물을 용해시키는 유기 용매 중 어느 하나 이상을 상기 웨이퍼에 공급하면서 상기 웨이퍼의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  23. 제 16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2세정기구에서 세정된 상기 웨이퍼가 그 다음 공정이 행해지는 처리 기구로 공급되기 이전에 상기 웨이퍼를 적치시키는 버퍼 기구를;
    포함하여 구성되어, 상기 제2세정기구에서 고온의 유기 용매에 의해 가열된 상기 웨이퍼가 상기 버퍼 기구에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 처리 기구는 상기 웨이퍼를 건조시키는 건조 모듈인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 버퍼 기구는 2개 이상의 웨이퍼를 적치시키는 공간이 마련된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 버퍼 기구는 2개 이상의 웨이퍼가 상하로 적치시키는 공간이 마련되고, 상기 버퍼 기구는 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 제2세정기구로부터 일정한 높이에서 상기 버퍼기구에 상기 웨이퍼를 적치시키는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  28. 제 23항에 있어서,
    상기 버퍼 기구는 상기 제2세정기구로부터 상기 웨이퍼를 공급받고, 그 다음에 행해지는 상기 처리 기구에 상기 웨이퍼를 공급할 수 있도록 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구.
  29. 제 23항에 있어서,
    상기 버퍼기구는 적치되어 있는 웨이퍼의 젖음 상태를 유지도록 액체를 공급하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정기구.
KR1020140144639A 2013-10-24 2014-10-24 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구 KR20150047442A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140144639A KR20150047442A (ko) 2013-10-24 2014-10-24 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구
CN201520652693.2U CN205122542U (zh) 2014-10-24 2015-08-26 晶元处理装置
CN201521052655.XU CN205564714U (zh) 2014-10-24 2015-08-26 晶元多步骤清洗机

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130126916 2013-10-24
KR20130126916 2013-10-24
KR1020140144639A KR20150047442A (ko) 2013-10-24 2014-10-24 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150047442A true KR20150047442A (ko) 2015-05-04

Family

ID=55588757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140144639A KR20150047442A (ko) 2013-10-24 2014-10-24 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150047442A (ko)
CN (2) CN205564714U (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140542A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 주식회사 케이씨 기판 이송 장치 및 그 방법
CN108573904A (zh) * 2018-04-14 2018-09-25 安徽吉乃尔电器科技有限公司 一种硅板机械清洗装置
KR101962090B1 (ko) * 2018-12-03 2019-03-26 권종진 웨이퍼 폴리싱 장치 및 그 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108022855A (zh) * 2016-11-03 2018-05-11 上海新昇半导体科技有限公司 一种半导体晶片湿法清洗设备
KR102533567B1 (ko) * 2018-09-07 2023-05-17 항저우 중구이 일렉트로닉 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 화학, 기계적 평탄화 장비와 웨이퍼 이송방법, 웨이퍼 평탄화 유닛
CN114888983A (zh) * 2022-05-31 2022-08-12 杭州中为光电技术有限公司 硅片自动倒角清洗一体化设备
CN115172221A (zh) * 2022-07-26 2022-10-11 北京烁科精微电子装备有限公司 一种晶圆清洗装置保湿功能的控制方法、装置及存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170140542A (ko) * 2016-06-13 2017-12-21 주식회사 케이씨 기판 이송 장치 및 그 방법
CN108573904A (zh) * 2018-04-14 2018-09-25 安徽吉乃尔电器科技有限公司 一种硅板机械清洗装置
KR101962090B1 (ko) * 2018-12-03 2019-03-26 권종진 웨이퍼 폴리싱 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN205564714U (zh) 2016-09-07
CN205122542U (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150047442A (ko) 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 다단계 세정기구
US7591601B2 (en) Coater/developer, coating/developing method, and storage medium
KR101760552B1 (ko) 기판 세정 장치, 기판 세정 방법 및 기억 매체
US8757180B2 (en) Substrate processing apparatus
KR100934318B1 (ko) 기판처리장치
US20140202499A1 (en) Substrate processing method
KR102364243B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 프로그램 기록 매체
JP7246147B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
CN216298969U (zh) 模块化抛光系统
JP2014167996A (ja) 研磨装置および研磨方法
US7789577B2 (en) Coating and developing system, coating and developing method and storage medium
KR20210106022A (ko) 웨이퍼 처리 툴들 및 그의 방법들
JP2010067871A (ja) 基板搬送装置およびそれを備えた基板処理装置
KR101664784B1 (ko) 다양한 처리 공정이 가능한 웨이퍼 처리 시스템
JP7137408B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
KR101591957B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20160076329A (ko) 다양한 웨이퍼 연마 공정을 처리할 수 있는 웨이퍼 처리 시스템
KR101610003B1 (ko) 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정 장치
KR20130052997A (ko) 버퍼
KR101489230B1 (ko) 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정 장치
KR102096944B1 (ko) 기판처리장치 및 방법
KR102347973B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20140101947A (ko) 기판처리장치
US20230207355A1 (en) Apparatus and method for treating a substrate
KR20130019543A (ko) 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal