KR20160087547A - 웨이퍼 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 부력에 의한 마찰을 최소화할 수 있는 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.
본 발명은 세정수가 담기는 수조; 상기 수조 내에 일렬로 배열되고, 웨이퍼들이 안착되는 복수개의 카세트; 상기 카세트들을 상기 수조 내에 일렬로 이동시키는 카세트 이동수단; 상기 수조 내측을 구획하도록 설치되고, 세정수가 유동될 수 있는 홀들이 구비된 복수개의 칸막이; 및 상기 수조 일측에 구비되고, 상기 수조 내측으로 세정수를 공급하는 급수관;을 포함하고, 상기 수조는, 세정 공정 중 세정수를 오버 플로우시키는 웨이퍼 세정장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 세정장치 {A wafer cleaning device}
본 발명은 세정수의 부력과 마찰력에 의해 카세트에 안착된 웨이퍼들이 겹치거나 이탈하는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 슬라이싱(slicing) 공정, 랩핑(lapping) 공정, 에칭(etching) 공정, 그라인딩(grinding) 공정, 폴리싱(polishing) 공정 등의 일련의 공정을 거쳐 반도체 소자 제조용 웨이퍼로 생산된다.
이때, 웨이퍼는 공정이 진행되는 과정에서 각종 오염물에 의해 표면이 오염되는데, 대표적인 오염물로는 미세 파티클, 금속오염물, 유기 오염물 등을 들 수 있다. 이러한 오염물은 웨이퍼의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라, 반도체 소자의 물리적 결함 및 특성 저하를 일으키는 원인으로 작용하여, 궁극적으로 반도체 소자의 생산 수율을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 이러한 오염물들을 제거하기 위해서는 일반적으로 산 또는 알칼리 등의 에칭액이나 순수(Deionized water)를 이용하는 습식 세정공정을 거치게 된다.
웨이퍼의 습식 세정 방법은, 대표적으로 매엽식 웨이퍼 세정 방법과 배치식 웨이퍼 세정 방법으로 구분된다.
매엽식 웨이퍼 세정 방법은 단일 웨이퍼에 대해 소량의 세정액을 사용하여 세정하는 방법으로써, 생산 효율이 낮은 대신 크로스 오염이 없고 고 청정도 분위기에서 세정이 진행되므로 세정 효율이 높다는 장점을 갖는다. 그러나, 단일 웨이퍼에 대해 세정이 이루어지기 때문에 대량 생산 체제 하에서 생산 효율이 낮다는 단점이 있다.
이에 반해, 배치식 웨이퍼 세정 방법은 한번에 여러 장의 웨이퍼를 세정하기 때문에 세정시간이 짧고 높은 처리율을 갖고 있어 생산 효율이 크다는 장점이 있으며, 많이 적용되고 있다.
그런데, 웨이퍼의 폴리싱 공정을 진행한 다음, 웨이퍼 표면의 안정화 및 친수성을 유지하기 위하여 wet 상태로 대기하다가 배치식 세정장치로 이동하는데, 배치식 세정장치의 로딩 부분에 구비된 예비 세정조에 복수개의 웨이퍼가 안착된 카세트가 적어도 5-6개씩 담긴 상태에서 이동된다.
상기와 같은 종래의 웨이퍼 세정장치는 예비 세정조의 하측에서 순수가 공급되고, 웨이퍼를 안착시키기 위하여 카세트의 구조 상 하측의 개방된 부분에서 유동이 발생되며, 나아가 카세트 이송할 때 웨이퍼들에 부력을 비롯하여 이동 방향에 대한 저항력 및 가속력이 작용한다.
따라서, 웨이퍼들이 겹치거나, 카세트로부터 이탈하며, 나아가 세정 공정이 안정적으로 이뤄지지 않을 뿐 아니라 웨이퍼를 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 세정수의 부력과 마찰력에 의해 카세트에 안착된 웨이퍼들이 겹치거나 이탈하는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 세정수가 담기는 수조; 상기 수조 내에 일렬로 배열되고, 웨이퍼들이 안착되는 복수개의 카세트; 상기 카세트들을 상기 수조 내에 일렬로 이동시키는 카세트 이동수단; 상기 수조 내측을 구획하도록 설치되고, 세정수가 유동될 수 있는 홀들이 구비된 복수개의 칸막이; 및 상기 수조 일측에 구비되고, 상기 수조 내측으로 세정수를 공급하는 급수관;을 포함하고, 상기 수조는, 세정 공정 중 세정수를 오버 플로우시키는 웨이퍼 세정장치를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는 수조 일측에 세정수를 공급하는 급수관이 장착되고, 수조 내측에 카세트들 사이에 세정수가 유동되는 홀들이 구비된 칸막이들이 장착됨으로써, 급수관을 통하여 세정수가 유입되더라도 카세트의 측면에 부딪히도록 하여 카세트의 하측에서 유동을 저감시킬 수 있고, 칸막이를 통하여 세정수가 일정한 방향으로 안정된 유동을 유도할 수 있다.
따라서, 세정수의 부력과 마찰력에 의해 카세트에 안착된 웨이퍼들이 겹치거나 이탈하는 것을 방지할 수 있고, 나아가 세정 공정이 안정적으로 이뤄지도록 하여 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치가 일부 절개 도시된 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치에 적용된 카세트가 도시된 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치에 적용된 칸막이가 도시된 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 카세트 이동 상태가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 세정 공정 상태가 도시된 도면.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치가 일부 절개 도시된 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치에 적용된 카세트 및 칸막이가 도시된 도면이다.
본 발명의 웨이퍼 세정장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 수조(110)와, 복수개의 카세트(120)와, 복수개의 칸막이(130)와, 급수관(140)과, 칸막이 승강수단(150)을 포함하도록 구성된다.
상기 수조(110)는 일방향으로 길게 형성된 것으로써, 세정수가 오버 플로우될 수 있도록 상측이 개방된 형태로 구성될 수 있다.
물론, 상기 수조(110)는 본격적인 세정이 이뤄지는 세정 공간을 제공할 수 있지만, 실시예에서 세정 전에 웨이퍼(W)를 wet 상태로 대기시키는 세정전 공간을 제공하도록 구성된다.
상기 카세트들(120)은 웨이퍼들(W)을 세운 상태에서 일정 간격을 두고 일렬로 안착시킬 수 있도록 구성되는데, 실시예에서 한 쌍의 수평 지지대(121)와, 한 쌍의 수직 플레이트(122,123)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 수평 지지대들(121)은 웨이퍼들(W)의 하단 양측을 지지할 수 있는 곡면의 수평바 형상으로 구성되고, 상기 웨이퍼들(W)의 하단 양측이 안착될 수 있도록 복수개의 슬롯(slot : 121h)이 일렬로 구비된다.
상기 수직 플레이트들(122,123)은 유속이 빠른 세정수의 유동이 부딪히더라도 상기 웨이퍼들(W)을 보호할 수 있도록 상기 웨이퍼들(W)의 직경보다 큰 원판 형상으로 구성된다.
이때, 상기 수직 플레이트들(122,123)은 상기 웨이퍼들(W)과 수평하게 위치되며, 그 사이를 가로지르도록 상기 수평 지지대들(121)의 양단이 고정된다.
상기 카세트들(120)은 상기 수조(110) 내측에 소정 간격을 두고 일렬로 배열되고, 상기 카세트들(120)을 다른 세정 공간으로 이동하기 위하여 상기 수조(110) 내에 일렬로 이동시키는 카세트 이동수단(미도시)이 추가로 구비될 수 있으며, 자세한 구성은 일반적인 사항이라 생략하기로 한다.
상기 칸막이들(130)은 복수개의 홀(130h)이 구비된 플레이트 형상으로써, 세정수의 유동 저항을 저감시키기 위하여 상기 수조(110) 내측에 일렬로 배열된 카세트들(120) 사이를 구획할 수 있도록 설치되며, 상기 칸막이들(130)의 홀들(130h)이 상기 수조(110) 내측에 위치한 카세트(130)의 수직 플레이트들(122,123)과 대향되도록 설치된다.
또한, 상기 칸막이들(130)을 통과하는 세정수의 유동을 일정 방향으로 유도하기 위하여 상기 홀들(130h)의 직경이 가변되도록 구성되는데, 세정수가 유입되는 방향 측에서 홀(130h)의 직경(D1)이 세정수가 유출되는 방향 측에서 홀(130h)의 직경(D2)보다 크게 구성된다.
물론, 상기 칸막이들(130)의 설치 방향은 세정수가 유입되는 방향을 고려하여 일방향으로만 세정수가 유동하도록 결정된다.
따라서, 세정수가 상기 칸막이(130)의 홀들(130h)을 통하여 일방향으로 유동하며, 상기 홀들(130h)을 통과할수록 유속이 빨라지더라도 상기 카세트(120)의 수직 플레이트(123)에 부딪히도록 하여 안정적인 유속을 유지할 수 있다.
상기 급수관(140)은 세정수의 부력을 줄이기 위하여 상기 수조(110) 일측에 구비되는데, 상기 급수관(140)과 가장 근접하도록 상기 수조(110) 내측에 위치한 카세트(120)의 수직 플레이트(123)를 향하여 순수 등의 세정수를 공급하도록 구성된다.
따라서, 상기 급수관(140)을 통하여 상기 세정수가 공급되면, 세정수의 유동이 상기 카세트(120)의 수직 플레이트(123)에 부딪히도록 하여 안정적인 유속을 유지할 수 있다.
상기 칸막이 승강수단(150)은 상기 칸막이들(130)을 상기 수조(110) 상측으로 승강시킬 수 있도록 구성되며, 상기 카세트들(120)의 이동 전에 상기 칸막이들(130)을 개별적으로 상승시킬 수 있도록 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 카세트 이동 상태가 도시된 도면이다.
상기 카세트들(120)을 상기 수조(110) 내측에서 이동시키기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 칸막이 승강수단(150)에 의해 상기 칸막이들(130)을 상기 수조(110) 상측으로 상승시킨 다음, 상기 카세트들(120)을 일렬로 이동시킬 수 있다.
또한, 세정 공정이 진행되기 위하여 상기 칸막이 승강수단(150)에 의해 상기 칸막이들(130)을 상기 수조(110) 내측으로 하강시키고, 상기 카세트들(120) 사이를 구획하도록 한다.
물론, 상기 칸막이 승강수단(150)은 상기 칸막이들(130)을 하나씩 상승 또는 하강시킬 수 있으며, 한정되지 아니한다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 세정 공정 상태가 도시된 도면이다.
상기 수조(110) 내측이 상기 칸막이들(130)에 의해 여러 개의 세정 공간으로 구획되고, 각각의 세정 공간에 상기 카세트들(120)이 위치되면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수조(110) 일측의 급수관(140)을 통하여 세정수가 공급된다.
물론, 기존에 수조의 하측에서 세정수가 공급되는 것에 비해 수조(110)의 측면에서 세정수가 공급되기 때문에 세정수의 부력을 줄일 수 있다.
이와 같이, 상기 급수관을 통하여 공급된 세정수는 상기 칸막이들(130)의 홀들(130h)을 통과하면서 일방향으로 유동을 형성하고, 여러 개의 세정 공간에서 웨이퍼들(W)을 세정 또는 wet 상태로 만든 다음, 상기 수조(110)로부터 오버 플로우된다.
이때, 세정수의 유동 저항이 상기 칸막이들(130)에 의해 상기 카세트(120)에 안착된 웨이퍼들(W)에 영향을 미치는 것을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 급수관(140)을 통하여 공급된 세정수는 근접한 카세트(120)의 수직 플레이트(123)에 부딪혀 유속이 저감되고, 상기 칸막이들(130)의 홀들(130h)을 통과하여 다른 세정 공간으로 유입되는 세정수는 유속이 높아지더라도 역시 근접한 카세트(120)의 수직 플레이트(123)에 부딪혀 유속이 저감된다.
이와 같이, 상기 칸막이들(130)에 의해 세정수의 유동 저항을 저감시키고, 상기 칸막이들(130)의 홀들(130h)에 의해 세정수의 유동 방향을 일정하게 유지하며, 상기 카세트들(120)의 수직 플레이트(123)에 의해 세정수의 유속을 안정적으로 유지함으로써, 세정수에 의한 부력과 마찰력이 상기 카세트(120)에 안착된 웨이퍼들(W)에 미치는 영향을 줄일 수 있고, 웨이퍼들(W)이 겹치거나 부딪히는 것을 방지할 수 있다.
110 : 수조 120 : 카세트
130 : 칸막이 140 : 급수관
150 : 칸막이 승강수단

Claims (6)

  1. 세정수가 담기는 수조;
    상기 수조 내에 일렬로 배열되고, 웨이퍼들이 안착되는 복수개의 카세트;
    상기 카세트들을 상기 수조 내에 일렬로 이동시키는 카세트 이동수단;
    상기 수조 내측을 구획하도록 설치되고, 세정수가 유동될 수 있는 홀들이 구비된 복수개의 칸막이; 및
    상기 수조 일측에 구비되고, 상기 수조 내측으로 세정수를 공급하는 급수관;을 포함하고,
    상기 수조는,
    세정 공정 중 세정수를 오버 플로우시키는 웨이퍼 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카세트는,
    상기 웨이퍼들의 하측이 안착되는 복수개의 슬롯이 구비된 한 쌍의 수평 지지대와,
    상기 수평 지지대들의 양단이 고정되고, 상기 웨이퍼들과 수평하게 위치하는 한 쌍의 수직 플레이트를 포함하는 웨이퍼 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 급수관은,
    상기 수직 플레이트를 향하여 세정수를 공급하도록 상기 수조 일측에 구비되는 웨이퍼 세정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카세트들의 이동 전에 상기 칸막이를 상승시키는 칸막이 승강수단;을 더 포함하는 웨이퍼 세정장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칸막이는,
    전/후면에서 상기 홀의 직경이 다르게 구성되는 웨이퍼 세정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 칸막이는,
    세정수가 유입되는 방향에서 홀의 직경(D1)이 세정수가 유출되는 방향에서 홀의 직경(D2)보다 크게 형성되는 웨이퍼 세정장치.
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