KR20160106407A - 웨이퍼 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 처리 장치에 관한 것으로, 웨이퍼를 거치시키면서 회전시키는 거치대와; 상기 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되고, 힌지축을 중심으로 정해진 각도만큼 왕복 회전 가능하게 설치된 가이드 아암과; 상기 가이드 아암의 연장 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 웨이퍼의 표면에 유체를 분사하는 분사 노즐을; 포함하여 구성되어, 분사 노즐이 가이드 아암을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되어, 가이드 아암의 왕복 회전 운동과 함께, 분사 노즐이 가이드 아암을 따라 왕복 이동하는 것을 병행함으로써, 분사 노즐의 위치 및 경로를 다양하게 정하여 가장자리에서의 선속도 편차를 상쇄시켜 웨이퍼 전체적으로 균일한 처리 공정을 할 수 있게 하는 웨이퍼 처리 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 처리 장치 {WAFER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 세정 헹굼 공정에 사용되는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼 등의 웨이퍼과 연마 정반 사이에 상대 회전 시킴으로써 웨이퍼의 표면을 연마하는 표준 공정으로 알려져 있다.

화학 기계적 연마 공정은 웨이퍼(W)의 연마면을 연마 패드에 밀착시킨 상태로 기계적 작용과 화학적 작용으로 연마시키므로, 웨이퍼(W)의 연마면에는 연마 입자를 비롯하여 많은 이물질이 부착된 상태가 된다.

이에 따라 화학 기계적 연마 공정을 마친 웨이퍼(W)는 세정 공정을 거치게 되는데, 도1 및 도2에 도시된 세정 및 헹굼 장치가 사용된다. 즉, 구동 모터와 회전축(12)을 매개로 연결된 거치대(10)에 웨이퍼(W)를 거치시킨 상태에서, 거치대(10)를 고속으로 회전시키면서 분사 노즐(20)로부터 세정액이나 헹굼액을 분사하면서 세정 및 헹굼 공정을 행한다.

즉, 분사 노즐(20)은, 도2에 도시된 바와 같이 정해진 각도만큼 왕복 회전 운동을 하는 아암(31)의 끝단에 위치 고정되어, 아암(31)의 왕복 회전 운동에 따라 함께 이동(20d)하면서, 웨이퍼(W)의 표면에 세정액이나 헹굼액을 분사한다. 이 때, 웨이퍼(W)도 거치대(10)에 고정된 상태로 회전(10r)되므로, 분사 노즐(20)로부터 분사되는 액체는 웨이퍼(W)의 전체 표면에 도달하게 된다.

그런데, 웨이퍼(W)는 회전 중심(O)으로부터 반경 길이가 멀리 이격된 위치(P1, P2)에서 각속도는 동일하지만, 반경 길이에 비례하여 선속도가 보다 빠르므로, 분사 노즐(20)이 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 정해진 속도로 왕복 이동(20d)하면서 세정액이나 헹굼액(20a)을 웨이퍼(W)의 표면에 분사하면, 분사 노즐(20)로부터 분사되는 세정액이나 헹굼액이 웨이퍼(W)에 균일한 형태로 도달(10s)하므로, 웨이퍼(W)의 중심(O)으로부터 반경 길이가 멀리 떨어진 제2위치(P2)에서는 반경 길이가 더 작게 떨어진 제1위치(P1)에 비하여 보다 세정액이나 헹굼액의 접촉 시간이나 접촉량이 줄어들어, 웨이퍼(W)의 반경 바깥 부분에서의 세정 효율이나 헹굼 효율이 낮아지는 문제가 있었다.

이 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 특정 부분에 국부적으로 이물질(55)이 집중되어 있는 경우에도, 분사 노즐(20)이 정해진 패턴으로 단순 왕복 이동하는 데 그치므로, 이물질(55)이 웨이퍼(W)로부터 분리되는 지 여부를 감지하지 못할 뿐 아니라, 감지한다고 하더라도 이물질(55)의 제거에 오랜 시간이 소요되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 반경길이가 멀리 떨어진 영역(가장자리 영역)을 보다 짧은 시간을 보다 깨끗하게 세정하거나 헹구는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 웨이퍼의 중심으로부터 반경 방향으로 이격된 반경 길이가 길어져 선속도가 보다 빠르더라도 웨이퍼의 표면과 헹굼 또는 세정액과 접촉하는 시간을 보다 충분히 확보하여, 짧은 시간 내에 보다 깨끗한 세정 헹굼 공정을 행하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 표면에 잔류하는 이물질을 감지하여, 짧은 시간 내에 국부적으로 이물질이 집중되는 영역의 세정 및 헹굼 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 처리 장치로서, 상기 웨이퍼를 거치시키면서 회전시키는 거치대와; 상기 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되고, 힌지축을 중심으로 정해진 각도만큼 왕복 회전 가능하게 설치된 가이드 아암과; 상기 가이드 아암의 연장 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 웨이퍼의 표면에 유체를 분사하는 분사 노즐을; 포함하여 구성된 웨이퍼 처리 장치를 제공한다.

이는, 분사 노즐이 가이드 아암을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되어, 가이드 아암의 왕복 회전 운동과 함께, 분사 노즐이 가이드 아암을 따라 왕복 이동하는 것을 병행함으로써, 분사 노즐의 위치 및 경로를 다양하게 정할 수 있도록 하기 위함이다.

예를 들어, 상기 가이드 아암이 왕복 회전 이동하는 동안에 상기 분사 노즐은 상기 가이드 아암의 연장 방향을 따라 이동하되, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 떨어진 위치에서는 상기 가이드 아암의 상기 힌지축에 보다 근접하고, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심에 보다 가깝게 떨어진 위치에서는 상기 가이드 아암의 상기 힌지축으로부터 멀리 이격되게 상기 분사 노즐이 이동하도록 구성될 수 있다.

이를 통해, 분사 노즐이 웨이퍼의 회전중심에 접근할 수록 반경 방향의 단위 시간당 이동량이 원주 방향의 단위 시간당 이동량에 비하여 더 커지고, 분사 노즐이 웨이퍼의 가장자리에 접근할 수록 원주 방향의 단위 시간당 이동량이 반경 방향의 단위 시간당 이동량에 비하여 더 커지므로, 웨이퍼의 가장자리에서 반경 방향으로 이동하면서 소요되는 시간이 보다 더 길어지므로, 웨이퍼의 가장자리에서도 선속도의 편차를 상쇄할만큼 충분한 양의 유체를 분사 노즐로부터 공급받는 것이 가능해진다. 따라서, 웨이퍼 전체 표면에 균일한 양의 유체가 공급되면서, 전체적으로 균일한 처리 효율을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 상기 분사 노즐의 분사 높이는 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이에 따라, 처리 공정에 유입되는 웨이퍼의 종류에 따라 분사 노즐의 높이를 다양하게 조절할 수 있다.

분사 노즐의 분사 높이를 조절하는 것은 상기 가이드 아암이 상하 이동하는 것에 의하여 상기 분사 노즐의 분사 높이가 상하 방향으로 조절될 수 있다.

그리고, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 이격된 제2위치에서는 상기 회전 중심으로부터 덜 이격된 제1위치에 비하여 보다 높은 위치에서 유체를 분사하면서 처리 공정이 행해진다.

이와 같이, 웨이퍼의 회전 중심으로부터 반경 길이가 더 멀리 떨어지게 위치한 제2위치에서 보다 더 높은 위치에서 유체를 분사하여, 제2위치에서 분사 노즐로부터 분사되는 유체가 웨이퍼 표면에 접촉하는 면적을 더 넓게 유도함으로써, 회전 중심으로부터 멀리 떨어져 회전에 따른 선속도가 더 빠른 제2위치에서도, 분사 노즐로부터의 유체가 충분히 접촉할 수 있도록 하여 세정, 헹굼 또는 건조 효율을 제1위치와 동등한 수준으로 유지할 수 있다. 이를 통해, 웨이퍼 전체 표면에 걸쳐 선속도의 차이에 무관하게, 세정이나 헹굼, 건조를 위한 유체를 웨이퍼에 공급하는 것이 가능해져, 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 분사 노즐은 상기 가이드 아암에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 이격된 제2위치에서는 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 덜 이격된 제1위치에 비하여 수평면에 대한 경사각이 더 작아 보다 더 뉘여진 자세로 유체를 분사한다.

이와 같이, 웨이퍼의 회전 중심으로부터 반경 길이가 더 멀리 떨어지게 위치한 제2위치에서 보다 더 낮은 분사각으로 뉘여서 유체를 분사하여, 제2위치에서 분사 노즐로부터 분사되는 유체가 웨이퍼 표면에 접촉하는 면적을 더 넓게 유도함으로써, 회전 중심으로부터 멀리 떨어져 회전에 따른 선속도가 더 빠른 제2위치에서도, 분사 노즐로부터의 유체가 충분히 접촉할 수 있도록 하여 세정, 헹굼 또는 건조 효율을 제1위치와 동등한 수준으로 유지할 수 있다. 이를 통해, 웨이퍼 전체 표면에 걸쳐 선속도의 차이에 무관하게, 세정이나 헹굼, 건조를 위한 유체를 웨이퍼에 공급하는 것이 가능해져, 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '반경 방향' 및 이와 유사한 용어는, 웨이퍼의 회전 중심으로부터 바깥으로 멀어지거나 가까워지는 방향 성분을 나타낼 뿐만 아니라, 웨이퍼의 회전 중심으로부터 바깥으로 멀어지거나 가까워지는 방향 성분과 함께 원주 방향 성분이 있는 방향 성분을 포함하는 것으로 정의한다.

본 발명에 따르면, 거치대에 웨이퍼를 고정시킨 상태로 고속 회전하는 상태에서, 헹굼이나 세정을 위하여 세정액이나 헹굼액 또는 건조용 가스 등의 유체를 고압 분사함에 있어서, 웨이퍼의 회전 속도 별로 유체 분사 높이와 분사 방향을 조절하여, 정해진 시간 동안에 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 균일하고 깨끗한 세정을 할 수 있도록 할 수 있게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명은, 분사 노즐이 상기 연마 패드의 중심으로부터 반경 길이가 더 짧은 제1위치에 비하여 반경 위치가 더 긴 제2위치에서 유체를 분사하는 분사각을 낮추거나 분사 높이를 보다 더 높게 유지하여 웨이퍼의 표면에 접촉하는 유체의 면적을 연마 패드의 반경 길이에 따른 선속도 차이를 보상하여, 웨이퍼 전체 표면에 걸쳐 선속도의 차이에 무관하게, 세정이나 헹굼, 건조를 위한 유체를 웨이퍼에 공급하는 것이 가능해져, 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 분사 노즐이 상기 연마 패드의 중심으로부터 반경 길이가 더 짧은 제1위치에 비하여 반경 위치가 더 긴 제2위치에서 유체를 분사하는 분사 노즐의 이동 속도를 더 낮게 유지하여 웨이퍼의 표면에 접촉하는 유체의 접촉 시간을 길게 확보하는 것에 의하여 연마 패드의 반경 길이에 따른 선속도 차이를 보상하여, 웨이퍼 전체 표면에 걸쳐 선속도의 차이에 무관하게, 세정이나 헹굼, 건조를 위한 유체를 웨이퍼에 공급하는 것이 가능해져, 웨이퍼의 처리 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은, 분사 노즐이 상기 연마 패드의 중심으로부터 반경 길이가 더 짧은 제1위치에 비하여 반경 위치가 더 긴 제2위치에서 유체를 분사하는 분사 노즐의 분사압을 더 높게 유지하여 웨이퍼의 표면에 접촉하는 유체의 타격력을 증대시키는 것에 의하여 연마 패드의 반경 길이에 따른 선속도 차이에 의해 발생되는 헹굼, 세정 및 건조 효율을 보상하여, 웨이퍼 처리 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 분사 노즐이 제1위치와 제2위치에 대해서만 단속적으로 분사각과, 분사압력과, 분사 높이와, 이동 속도 중 어느 하나 이상이 변화할 수도 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 분사 노즐은 제1위치와 상기 제2위치의 사이를 이동하는 동안에 분사각과, 분사압력과, 분사 높이와, 이동 속도 중 어느 하나 이상을 연속적으로 변화시켜, 웨이퍼의 중심으로부터의 반경 거리에 따른 선속도 차이를 정확하게 보상할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '처리' 및 이와 유사한 용어는 처리 대상물인 웨이퍼 또는 기판을 세정하는 세정 공정과, 웨이퍼 또는 기판을 헹구는 헹굼 공정과, 웨이퍼 또는 기판을 건조시키는 건조 공정 및 그 밖에 웨이퍼 또는 기판에 유체를 공급하는 작업이 필요한 모든 공정을 통칭하는 것으로 정의한다.

도1은 일반적인 웨이퍼의 세정을 위한 처리 장치를 도시한 도면,
도2는 도1의 웨이퍼 처리 장치에 의한 웨이퍼의 세정액 도달 상태를 설명하기 위한 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치의 구성을 도시한 사시도,
도4는 도3의 정면도,
도5는 도3의 웨이퍼 처리 장치의 제1처리 방식을 도시한 평면도,
도6a는 도3의 웨이퍼 처리 장치에 의한 제2처리 방식을 도시한 평면도,
도6b는 도6a에 도시된 제2처리방식이 구현되는 구성의 정면도,
도7a는 도3의 웨이퍼 처리 장치에 의한 제1처리 방식을 도시한 평면도,
도7b는 도7a에 도시된 제3처리방식이 구현되는 구성의 정면도,
도8은 웨이퍼의 이물질 감지에 의한 제3처리방식을 구현하는 구성을 순차적으로 도시한 순서도,
도9a는 도8에 따른 제4처리 방식이 구현되는 구성의 평면도,
도9b는 도9a에 도시된 제4처리 방식이 구현되는 구성의 정면도,
도10a은 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 분사 노즐의 구성을 도시한 종단면도,
도10b는 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 또 다른 형태의 분사 노즐의 구성을 도시한 개략도,
도11은 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 분사 노즐 조립체를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치의 구성을 도시한 사시도, 도4는 도3의 정면도, 도5는 도3의 웨이퍼 처리 장치의 제1처리 방식을 도시한 평면도, 도6a는 도3의 웨이퍼 처리 장치에 의한 제2처리 방식을 도시한 평면도, 도6b는 도6a에 도시된 제2처리방식이 구현되는 구성의 정면도, 도7a는 도3의 웨이퍼 처리 장치에 의한 제1처리 방식을 도시한 평면도, 도7b는 도7a에 도시된 제2처리방식이 구현되는 구성의 정면도, 도8은 웨이퍼의 이물질 감지에 의한 제3처리방식을 구현하는 구성을 순차적으로 도시한 순서도, 도9a는 도8에 따른 제3처리 방식이 구현되는 구성의 평면도, 도9b는 도9a에 도시된 제3처리 방식이 구현되는 구성의 정면도, 도10a은 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 분사 노즐의 구성을 도시한 종단면도, 도10b는 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 또 다른 형태의 분사 노즐의 구성을 도시한 개략도, 도11은 본 발명의 웨이퍼 처리 장치에 적용 가능한 분사 노즐 조립체를 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 거치시키고 회전시키는 거치대(110)와, 거치대(110)에 거치된 웨이퍼(W)의 표면에 세정액이나 헹굼액이나 건조 기체 중 어느 하나 이상의 유체를 분사하는 분사 노즐(120)과, 분사 노즐(120)의 분사 방향과 분사 높이와 분사압과 이동 속도 중 어느 하나 이상을 조절하는 분사노즐 조절부와, 웨이퍼(W)의 이물질 분포를 감지하는 이물질 감지부(140, 140')와, 분사 노즐(120)의 분사 조건 및 위치를 제어하는 제어부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 거치대(110)는, 처리 공정이 행해지는 웨이퍼의 반대면을 흡입하여 고정시킨 상태로 웨이퍼(W)와 함께 회전시키도록 구성될 수도 있고, 도4에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 가장자리를 지지하는 핀에 의하여 웨이퍼(W)를 위치시킨 상태에서 웨이퍼(W)와 함께 회전시키도록 구성될 수도 있다.

이를 위하여, 거치대(110)는 구동 모터(미도시)에 의하여 회전 구동되는 회전축(112)과 함께 회전 구동된다. 거치대(110)의 둘레에는 세정 헹굼 공정 중에 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하는 차단벽(55)이 형성될 수도 있다.

상기 분사노즐 조절부는, 단위 시간당 공급량이나 분사압을 조절하여 분사 노즐(120)에 세정액, 헹굼액, 건조 기체 등의 유체(120a)를 선택적으로 공급하는 유체 공급부(P)와, 분사 노즐(120)이 설치되고 분사 노즐(120)의 위치를 이동시키는 가이드 부재(130)와, 가이드 부재(130)에 대하여 분사 노즐(120)의 자세를 회전(120r)에 의해 조절하여 유체의 분사 방향을 조절하는 분사노즐 경사조절부(R)로 구성된다.

여기서, 유체 공급부(P)는, 세정액과 헹굼액, 질소 가스 또는 건조 공기의 각 저장소로부터 분사 노즐(120)까지 연장되는 배관과, 배관에 설치된 유량 밸브로 구성된다. 이에 따라, 분사 노즐(120)에 연결된 배관들 중에 분사하고자 하는 유체 저장소와 연통되는 배관의 유량 밸브를 선택적으로 개방하고, 개방 정도를 조절하는 것에 의하여, 유체 공급부(P)는 분사 노즐(120)에서 분사되는 유체의 단위 시간당 분사량 및 분사압과 분사 유체의 종류를 조절한다.

가이드 부재(130)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 분사 노즐(120)이 설치되는 가이드 아암(131)과, 가이드 아암(131)의 높이를 조절하는 수직 부재(132)로 이루어진다.

가이드 아암(131)은 웨이퍼(W)의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 길게 연장 형성되고, 수직 부재(132)에 대하여 힌지축(131x)을 중심으로 회전 구동부(M)에 의해 회동 가능하게 설치된다. 이에 따라, 분사 노즐(120)이 하나만 설치된 경우에도 거치대(110)에서 자전하는 웨이퍼(W)의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 왕복 이동하면서 웨이퍼(W)의 전체 표면에 유체(120a)를 분사할 수 있게 된다. 그리고, 가이드 아암(131)에는 분사 노즐(120)이 이동할 수 있는 경로(예를 들어, 레일)가 가이드 아암(131)의 연장 방향을 따라 형성되어, 분사 노즐(120)이 가이드 아암(131)의 연장 방향을 따라 자유 자재로 왕복 이동(120x)할 수도 있다. 예를 들어, 분사 노즐(120)의 이동 방식은 리니어 모터의 원리로 영구 자석과 전류 제어되는 코일로 구현될 수 있다.

수직 부재(132)는 상호 간에 상하 이동이 가능한 제1수직부재(132a)와 제2수직부재(132b)로 이루어져, 제1수직 부재(132a)가 제2수직부재(132b)에 대하여 상하 이동(132y)하는 거리에 따라 수직 부재(132)의 전체 높이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1수직부재(132a)는 제2수직 부재(132b)에 대하여 공압이나 리니어 모터의 원리로 상하 이동하게 구성될 수 있다. 이에 따라, 가이드 아암(131)에 설치된 분사 노즐(120)의 분사 높이가 조절된다.

분사노즐 경사조절부(R)는 가이드 아암(131)에 대하여 분사 노즐(120)을 회전(120r)시켜 분사 노즐(120)의 자세를 조절한다. 예를 들어, 가이드 아암(131)에 마련된 경로(예를 들어, 레일)를 따라 이동하는 이동 부재에 대하여 분사 노즐(120)을 회전 구동하는 형태로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 분사 노즐(120)로부터 분사되는 유체(120a)는 웨이퍼(W)의 판면에 대하여 수직 방향으로 도달할 수도 있지만, 중력 방향에 대하여 기울어진 방향으로도 도달할 수 있다.

상기 분사 노즐(120)은 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼(W)의 표면에 세정액이나 헹굼액 등의 액체를 고압 분사하여 웨이퍼(W)의 세정 공정 및 헹굼 공정을 행한다. 경우에 따라서는, 상기 분사 노즐(120)은, 웨이퍼(W)의 표면에 질소 가스나 건조 공기 등의 건조 기체를 고압 분사하여 웨이퍼(W)의 표면을 건조시킨다.

이를 위하여, 분사 노즐(120, 120')은 유체 공급부(P)로부터 공급되는 헹굼액, 세정액, 순수, 스팀, 스팀과 액체의 혼합물, 세정액 등의 액체와 기체의 혼합 가스, 건조 공기 등 중에 어느 하나만을 분사하도록 구성될 수도 있지만, 도10a 및 도10b에 도시된 바와 같이 하나의 분사 노즐(120, 120')을 통해 이들 액체와 기체가 혼합된 상태로 분사될 수 있다.

예를 들어, 도10a에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(120, 120')에는 중앙부에 고압의 건조 공기나 질소 가스 등의 기체(66)가 공급되는 통로(121a)가 마련된 기체 공급부(121)가 마련되고, 기체 공급부(121)의 둘레에 세정액이나 헹굼액 등의 액체(77)이 공급되는 통로(121a)가 마련된 액체 공급부(121)가 마련되고, 노즐의 토출구(120e)에서 유도재(124)에 의해액체(77)를 중심을 향하여 유도함으로써, 액체(77)의 이동 경로가 중앙부를 향하는 방향으로 전환(77d')되면서 기체 공급부(121)를 통과한 기체(77d')와 만나면서, 회오리 또는 와류 형태의 기체에 액체가 액적 형태(77p)로 혼합된 혼합 기체(88x)로 유체(120a)가 토출되어, 웨이퍼(W)의 세정 및 헹굼 효율을 보다 높일 수 있다.

또 다른 형태로서,분사 노즐(120)은 도10b에 도시된 바와 같이, 스팀 발생기(91)에서 발생된 스팀만을 유체(120a)로서 분사하거나, 스팀 발생기(91)에서 발생된 스팀과 질소 가스 공급부(93)로부터 질소를 혼합하여 분사하거나, 순수 공급부(92)로부터 순수만을 공급하거나, 스팀 발생기(91)로부터의 스팀과 순수 공급부(92)로부터의 순수와 질소가스 공급부(93)로부터의 질소 가스 중 2개 이상이 조합된 형태를 웨이퍼(W)에 분사할 수도 있다.

이 때, 스팀이 분사되는 온도는 섭씨 60도 내지 섭씨 90도를 유지하면서, 스팀의 압력은 0.1MPa 내지 0.32 MPa을 유지하고 웨이퍼(W)의 표면과 분사 노즐(120)의 토출구 사이의 간극을 5mm 내지 15mm로 유지하는 것이 스팀의 열을 이용하여 웨이퍼(W)에 잔류하는 슬러지나, 유기물, 브러쉬 및 실리카 입자들을 제거하는 데 탁월하다. 특히, 텅스텐이 연마층으로 사용된 웨이퍼(W)에 대해서는 높은 이물질의 제거 효율을 나타내었다. 이와 동시에, 순수 공급부(92)로부터 스팀과 혼합되기 위하여 공급되는 순수의 양은 2.4리터/min 내지 4.8리터/min인 경우에 높은 세정 효율을 나타냈다.

분사 노즐(120)로부터 스팀 및 액체와의 혼합 기체가 직류 형태로 분사될 수도 있지만, 세정 효율을 보다 높이기 위하여 도10a에 도시된 바와 같이 와류 (회오리) 형태로 분사될 수도 있다.

분사 노즐(120)은 가이드 부재(130)에 하나로 위치 고정되어 유체를 웨이퍼(W)에 분사하게 구성될 수도 있고, 도11에 도시된 바와 같이 하나의 가이드 아암(131')에 다수의 분사 노즐(120')이 장착될 수도 있다. 직경이 300mm인 웨이퍼를 기준으로 가이드 아암(131)에 분사 노즐(120)이 3개 이하로 설치되는 경우에는 분사 노즐(120)이 가이드 아암(131)에 마련된 경로를 따라 이동(120x) 가능하게 설치되는 것이 바람직하지만, 가이드 아암(131)에 분사 노즐(120)이 4개 이상으로 설치되는 경우에는 웨이퍼의 표면에 유체를 충분히 골고루 분사 공급할 수 있으므로 분사 노즐(120)이 가이드 아암(131)에 위치 고정된 상태로 각각의 분사노즐 경사조절부(R1, R2,..., R7)에 의하여 회동 가능하게 설치될 수도 있다.

상기 이물질 감지부(140, 140')는 웨이퍼(W)의 상면에 빔을 조사하거나 다양한 각도에서 촬영한 이미지로부터 웨이퍼(W)의 이물질(55)의 분포를 감지한다. 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼(W)가 거치대(110)에서 회전하는 상태에서, 분사 노즐(120)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 유체(120a)가 분사되므로, 이물질(55)의 분포는 웨이퍼(W)의 반경 방향으로의 어느 위치에 있는지를 감지하면 충분하다.

다만, 도면에 도시되지 않았지만, 웨이퍼(W)가 회전되지 않는 상태에서 분사 노즐(120, 120')로부터 분사되는 유체(120a)에 의하여 처리 공정이 행해질 수도 있으므로, 웨이퍼(W)가 자전하지 않는 경우에는 이물질 감지부(140, 140')에 의해 웨이퍼의 반경 길이 뿐만 아니라 원주 방향으로의 위치도 함께 감지된다.

이물질 감지부(140, 140')에서 빔을 조사하여 이물질의 분포를 파악하는 것은, 웨이퍼의 표면에 조사된 빔이 이물질이 위치한 웨이퍼의 표면에 도달하면 이물질에서의 난반사에 의해 수광부에 빔이 수신되지 않고, 웨이퍼의 표면에 조사된 빔이 이물질이 없는 웨이퍼의 표면에 도달하면 전반사에 의해 수광부에 빔이 수신되므로, 자전하고 있는 웨이퍼 상의 이물질 분포 위치를 감지할 수 있다.

또한, 이물질 감지부(140, 140')에서 촬영한 촬영 이미지로부터 이물질의 분포를 감지하는 것은 이미 공지된 촬영 이미지의 분석 기법을 통해 이루어질 수 있다. 즉, 처리 공정이 행해지는 웨이퍼(W)의 표면에 전자빔을 조사하거나 촬영하여 얻은 이미지에 기초하되, 바람직하게는 다양한 각도에서 얻어진 촬영 이미지에 기초하여, 웨이퍼의 표면에 묻어있는 이물질의 그림자에 의한 음양 표시로부터 이물질의 분포 위치를 감지할 수 있다.

이와 같이, 이물질 감지부(140, 140')에서 웨이퍼(W)의 이물질(55)의 분포 위치를 감지하는 것은 처리 공정 중에 실시간으로 행해진다. 이물질 감지부(140, 140')는 웨이퍼(W)의 상측에서 촬영하거나 빔을 조사하여 이물질의 분포 위치를 감지할 수도 있고, 가이드 아암(131)에 설치되어 가이드 아암(131)의 왕복 회전 운동을 하면서 이물질의 분포 위치를 감지할 수도 있다.

이물질 감지부(140, 140')에서 감지된 이물질의 분포 영역에 대한 정보는 제어부(140)로 전송된다.

상기 제어부(150)는 분사 노즐(120, 120')의 위치에 따라 분사 노즐(120, 120')로부터 분사되는 유체(120a)의 분사압, 단위시간당 분사량, 분사 높이, 분사 각도 등을 조절하며, 분사 노즐(120)이 가이드 아암(131)을 따라 이동(120x)하는 경우에 이동 속도를 조절한다.

그리고, 이물질 감지부(140, 140')로부터 수신된 이물질 분포 영역에서는 분사 노즐(120, 120')로부터 보다 높은 분사압으로 유체(120a)를 조사하고, 보다 높은 분사압으로 유체(120a)를 조사하였는 데에도 이물질이 제거되지 않으면, 분사 노즐(120, 120')을 보다 뉘여서 유체(120a)를 분사하여, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 이물질을 제거한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)의 제1처리방식을 도5를 참조하여 상술한다.

웨이퍼(W)가 거치대(110)에 거치된 상태로 자전(110r)하는 동안에, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)에 보다 근접한 제1위치(P1)와 보다 멀리 떨어진 제2위치(P2)는 동일한 각속도로 회전하지만, 제1위치(P1)의 반경 길이(R1)에 비하여 제2위치(P2)의 반경 길이(R2)가 더 길기 때문에 웨이퍼의 선속도가 더 크게 된다.

이로 인하여, 도1 및 도2에 도시된 종래와 같이 분사 노즐(20)을 아암(31)의 끝단에 위치 고정시킨 상태로 왕복 회전 운동을 하면서 유체(120a)를 웨이퍼(W)에 분사하면, 웨이퍼(W)의 회전 중심으로부터 멀어진 위치에서는 유체(120a)와의 접촉 시간이 줄어들어 충분한 세정 또는 헹굼 등의 처리가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

그러나, 도5에 도시된 바와 같이, 가이드 아암(131)이 왕복 회전 운동(120d)을 하는 동안에, 분사 노즐(120)이 가이드 아암(131)의 연장 방향을 따라 이동한다. 즉, 가이드 아암(131)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)에 근접한 제2위치(P1)에 도달하면, 분사 노즐(120)은 가이드 아암(131)의 끝단으로 이동하여 가이드 아암(131)의 힌지축(131x)과 분사 노즐(120) 사이의 길이(L1)가 길어지고, 가이드 아암(131)이 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 멀리 떨어진 제2위치(P2)에 접근할수록, 분사 노즐(120)은 가이드 아암(131)의 힌지축(131x)에 보다 가까워지게 이동하여 가이드 아암(131)의 힌지축(131x)과 분사 노즐(120) 사이의 길이(L2)가 짧아지게 이동한다.

이와 같이, 가이드 아암(131)의 왕복 회전 운동(120d)과 분사 노즐(120)의 직선 왕복 이동(120x)을 병행하는 것에 의하여, 분사 노즐(120)이 웨이퍼(W)의 회전중심(O)에 접근할 수록 반경 방향의 단위 시간당 이동량이 원주 방향의 단위 시간당 이동량에 비하여 더 커지고, 분사 노즐(120)이 웨이퍼(W)의 가장자리에 접근할 수록 원주 방향의 단위 시간당 이동량이 반경 방향의 단위 시간당 이동량에 비하여 더 커지는 형태가 되므로, 웨이퍼(W)의 가장자리에서 보다 더 길게 분사 노즐(120)로부터 유체(120a)를 공급받는 것이 가능해진다.

이를 통해, 가이드 아암(131)의 왕복 회전 운동(120d)과 분사 노즐(120)의 직선 왕복 이동(120x)을 병행하여, 웨이퍼(w)의 반경 길이(R1, R2)에 따른 선속도 편차(V1, V2)를 상쇄시키는 분사 노즐(120)의 이동 경로를 구성할 수 있게 되어, 웨이퍼(W)의 전체 표면에 균일한 양의 유체(120a)가 공급되면서, 전체적으로 균일한 처리 효율을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)의 제2처리방식을 도6a 및 도6b를 참조하여 상술한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)는, 분사 노즐(120)은 정해진 속도로 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동할 수도 있지만, 웨이퍼(W)의 회전 중심에서 멀리 떨어진 제2위치(P2)에서의 이동 속도(120u2)는 웨이퍼(W)의 회전 중심에 보다 근접하게 떨어진 제1위치(P1)에서의 이동 속도(120u1)에 비하여 보다 느린 속도로 이동할 수 있다. 즉, 수직 부재(132)에 대한 가이드 아암(131)의 회전 속도를 분사 노즐(120)의 위치에 따라 제1위치(P1)에 비하여 제2위치(P2)에서 보다 느리게 제어된다.

이와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 가깝게 이격된 제1위치(P1)와 보다 멀리 이격된 제2위치(P2)에서의 분사 노즐(120)의 이동 속도(120u2)는 제1위치(P1)에서의 이동 속도(120u1)에 비하여 더 작게 조절되어, 웨이퍼(W)의 중심(O)으로부터 멀리 떨어져 선속도의 차이(V1, V2)가 발생되더라도, 도6a에 도시된 바와 같이 제2위치(P2)에 보다 많은 양의 유체(120a)가 웨이퍼(W)에 공급됨에 따라, 분사 노즐(120)에 의해 분사되는 세정액 등의 유체(120a)가 웨이퍼 표면의 전체에 걸쳐 균일한 양이 접촉하게 하여 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 가이드 부재(130)는 미리 정해진 제1위치(P1)와 제2위치(P2)에서 노즐의 이동 속도를 단계적으로 감속하도록 구성될 수도 있지만, 분사 노즐(120)의 왕복 이동 거리 전체에 걸쳐, 회전 중심(O)으로부터 멀어지는 거리에 비례하여 분사 노즐(120)의 왕복 이동 속도가 완만하게 가속되거나 감속되게 조절될 수도 있다. 이를 통해, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 반경 길이가 멀어질수록 발생되는 선속도(V1, V2)의 편차를 분사 노즐(120)의 이동 속도 조절에 의해 상쇄시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)는, 가이드 부재(130)에 의하여, 분사 노즐(120)은 동일한 높이로 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동할 수도 있지만, 도6b에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전 중심에서 멀리 떨어진 제2위치(P2)에서는 웨이퍼(W)의 회전 중심에 보다 근접하게 떨어진 제1위치(P1)의 분사 높이(Pr1)에 비하여 보다 더 높은 높이(Pr2)에서 세정액이나 헹굼액 또는 건조 공기 등의 유체(120a)를 분사한다.

이와 같이, 분사 노즐(120)의 분사 높이를 조절하면서 이동(120d')하는 것은, 가이드 부재(130)의 가이드 아암(131)이 수직 부재(132)에 대하여 왕복 회전 운동(120d)하는 동안에 제1수직부재(132a)가 제2수직부재(132b)에 대하여 상하 이동(132y)하는 거리를 조절하는 것에 의하여 행해질 수 있다.

이와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 가깝게 이격된 제1위치(P1)에서의 분사 높이에 비하여 보다 멀리 이격된 제2위치(P2)에서의 분사 노즐(120)의 분사 높이를 더 높게 조절되어, 웨이퍼(W)의 중심(O)으로부터 멀리 떨어져 선속도의 차이(V1, V2)가 발생되더라도, 제1위치(P1)에서 웨이퍼(W)의 표면에 분사하는 면적(120S1')에 비하여 제2위치(P2)에서 보다 넓은 면적(120S2')에 유체(120a)를 공급함으로써, 웨이퍼 표면의 전체에 걸쳐 균일한 양이 접촉하게 하여 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 동시에, 유체 공급부(P)는 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 멀어질수록 분사 노즐(120)로부터 분사되는 유체(120a)의 분사압을 높여, 제2위치(P2)에서 보다 넓은 면적에 유체(120a)를 공급하면서도 단위 면적당 공급 유량을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 가이드 부재(130)는 미리 정해진 제1위치(P1)와 제2위치(P2)에서 노즐의 분사 높이를 단계적으로 조절하도록 구성될 수도 있지만, 분사 노즐(120)의 왕복 이동 거리 전체에 걸쳐, 회전 중심(O)으로부터 멀어지는 거리에 비례하여 분사 노즐(120)의 분사 높이를 완만하게 높이거나 낮추는 형태로 조절될 수도 있다. 이를 통해, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 반경 길이가 멀어질수록 발생되는 선속도(V1, V2)의 편차를 분사 노즐(120)의 분사 높이 조절과 분사압의 조절에 의해 상쇄시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)의 제3처리방식을 도7a 및 도7b를 참조하여 상술한다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)는, 가이드 부재(130)에 의하여, 분사 노즐(120)은 동일한 자세로 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동할 수도 있지만, 도7b에 도시된 바와 같이 분사노즐 경사조절부(R)에 의하여 웨이퍼(W)의 회전 중심에서 멀리 떨어진 제2위치(P2)에서는 웨이퍼(W)의 회전 중심에 보다 근접하게 떨어진 제1위치(P1)에 비하여 보다 더 경사진 자세로 세정액이나 헹굼액 또는 건조 공기를 분사한다.

이와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 가깝게 이격된 제1위치(P1)에서의 분사 방향(ang1)에 비하여 보다 멀리 이격된 제2위치(P2)에서의 분사 노즐(120)의 분사 방향의 경사각(ang2)을 수평면에 더 근접하게 조절(120r)되어, 웨이퍼(W)의 중심(O)으로부터 멀리 떨어져 선속도의 차이(V1, V2)가 발생되더라도, 제1위치(P1)에서 웨이퍼(W)의 표면에 분사하는 면적(120S1)에 비하여 제2위치(P2)에서 보다 넓은 면적(120S2)에 유체(120a)를 공급함으로써, 웨이퍼 표면의 전체에 걸쳐 균일한 양이 접촉하게 하여 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 동시에, 유체 공급부(P)는 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 멀어질수록 분사 노즐(120)로부터 분사되는 유체(120a)의 분사압을 높여, 제2위치(P2)에서 보다 넓은 면적에 유체(120a)를 공급하면서도 단위 면적당 공급 유량을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 가이드 부재(130)는 미리 정해진 제1위치(P1)와 제2위치(P2)에서 노즐의 분사각도를 단계적으로 조절하도록 구성될 수도 있지만, 분사 노즐(120)의 왕복 이동 거리 전체에 걸쳐, 회전 중심(O)으로부터 멀어지는 거리에 비례하여 분사 노즐(120)의 분사각도를 완만하게 높이거나 낮추는 형태로 조절될 수도 있다. 이를 통해, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 반경 길이가 멀어질수록 발생되는 선속도(V1, V2)의 편차를 분사 노즐(120)의 분사 높이 조절과 분사압의 조절에 의해 상쇄시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)의 제4처리방식을 도8 내지 도9b를 참조하여 상술한다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치(100)는, 처리 공정을 행하기 이전과 처리 공정을 행하는 과정에서 이물질 감지부(140, 140')에 의하여 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 이물질의 분포 영역을 감지하고, 이물질(55)이 분포된 영역에는 보다 높은 세정력을 갖도록 유체(120a)를 분사하여 처리 공정을 행할 수 있다.

구체적으로는, 처리 공정을 시작하기에 앞서, 웨이퍼(W)의 상측에 위치하거나 가이드 아암(131)에 위치한 이물질 감지부(140, 140')로부터 광을 조사하거나 이미지를 촬영하여 웨이퍼(W)상의 이물질이 국부적으로 많이 분포된 영역을 감지한다(S110).

그리고 나서, 거치대(110)와 함께 웨이퍼(W)가 자전하면서, 전술한 제1처리방식 내지 제3처리방식 중 어느 하나 이상을 적용하면서, 세정 노즐(120)로부터 유체(120a)를 웨이퍼(W)의 표면에 분사한다. 이 때, 도9a에 예시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 이격된 제1위치(P1)와 동일한 반경 길이를 잇는 제1영역(S1)에 이물질(55)이 집중된 것으로 감지되면, 회전 중심(O)으로부터 보다 더 멀리 이격된 제2위치(P2)와 동일한 반경 길이를 잇는 제2영역(S2)과 동등하거나 오히려 그보다 더 높은 분사압으로 제1위치(P1)에 유체(120a)를 분사한다(S120). 이에 의하여, 집중 분포된 이물질(55)이 분사 노즐(120)로부터 높은 분사압으로 분사되는 유체(120a)에 의하여 보다 용이하게 제거된다.

정해진 시간동안 S120 단계에서와 같이 처리 공정을 행한 이후 또는 처리 공정을 행하면서, 이물질 감지부(140, 140')에서는 S110에서 감지되었던 이물질(55)이 제거되었는지를 다시 검사한다.

그 결과, S110 단계에서 감지된 이물질(55)이 S120 단계에서의 고압 분사되는 유체(120a)에 의해 깨끗하게 제거되면, 전술한 제1처리방식 내지 제3처리방식 중 어느 하나 이상의 조합 방식으로 처리 공정을 정해진 시간 동안 진행한다(S140).

그러나, S110 단계에서 감지된 이물질(55)이 S120 단계에서의 고압 분사되는 유체(120a)에 의해 제거되지 않았다면, 도9b에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(120)의 분사각(ang1, ang2)을 더 작게 하여, 웨이퍼(W)의 판면에 보다 더 평행한 방향으로 뉘여 고압의 유체(120a)를 이물질(55)이 집중 배치된 제1영역(S1)에 분사하여, 이물질(55)이 웨이퍼(W)의 판면에 대하여 전단 방향으로의 힘에 의해 보다 더 확실하게 분리 제거될 수 있도록 한다(S130).

정해진 시간 동안 S130 단계에서와 같이 처리 공정을 행하거나 처리 공정을 행하면서, 이물질 감지부(140, 140')에서는 S120이후에 감지된 이물질이 제거되었는지를 다시 검사한다. 그리고 그 결과에 따라, S130 단계와 S140단계 중 어느 하나를 진행한다.

상기와 같이 웨이퍼 처리 장치(100)를 이용한 제4처리방식은 이물질이 집중 배치된 영역에 보다 더 높은 세정력 또는 헹굼력을 갖는 유체(120a)를 분사함으로써, 웨이퍼(W)의 표면이 깨끗해지는 데에 소요되는 세정 시간을 보다 더 짧게 줄일 수 있게 되어, 웨이퍼의 처리 효율과 공정 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 분사 노즐(120)이 왕복 이동하게 구성되지 않고, 도7에 도시된 바와 같이, 고정 바(129)에 다수의 분사 노즐(120')이 설치되고, 각각의 분사 노즐(120')이 각각의 분사노즐 경사조절부(R1, R2,...,R7)에 의하여 고정 바(129)에 대하여 독립적으로 분사 각도(120r)를 조절할 수 있고, 동시에 유체 공급부(P)로부터 공급되는 세정액, 헹굼액 등의 유체(120a)의 분사압이 조절되게 구성될 수 있다.

이와 같이 다수의 분사 노즐(120)이 고정 바(129)에 설치되어, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 멀리 떨어진 위치일 수록 경사각을 낮게 조절하고 분사압을 높이거나, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)으로부터 멀리 떨어진 위치일 수록 고정 바(129)를 보다 더 높게 경사진 형태로 설치하여 분사 높이를 조절하는 것 중 어느 하나 이상을 채택함으로써, 웨이퍼(W)의 반경 길이에 따른 선속도의 차이에도 불구하고 웨이퍼(W)의 전체 표면에 세정액이 균일하게 공급되어 세정, 헹굼 및 건조 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통해, 본 발명은, 거치대(110)에 웨이퍼(W)를 고정시킨 상태로 고속 회전하는 상태에서, 헹굼이나 세정을 위하여 세정액이나 헹굼액 또는 건조용 가스 등의 유체(120a)의 분사 높이나, 분사 각도, 노즐의 이동 속도, 분사압 중 어느 하나 이상을 분사노즐 조절부에 의해 조절함으로써, 정해진 시간 동안에 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 균일하고 깨끗한 세정을 할 수 있도록 할 수 있게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼(W)의 처리 공정에 스팀을 사용하여 세정, 헹굼, 건조 공정 등을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 슬러지나 유기물, 브러쉬 입자나 실리카 입자 등의 이물질을 보다 높은 효율로 웨이퍼(W) 표면으로부터 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 웨이퍼(W) 상의 이물질 분포를 감지하고, 이물질이 많은 영역에 대해 보다 높은 분사압으로 유체(120a)를 분사하거나 뉘인 경사도로 유체(120a)를 분사함으로써, 웨이퍼(W)에 잔류하는 이물질을 보다 짧은 시간 내에 확실하게 제거하여 처리 효율을 높일 수 있는 잇점을 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 110: 거치대
120, 120': 분사 노즐 129: 고정 바
130: 가이드 부재 131: 가이드 아암
132: 수직 부재 P: 유체 공급부
R: 분사노즐 경사조절부

Claims (12)

1. 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 처리 장치로서,
   상기 웨이퍼를 거치시키면서 회전시키는 거치대와;
   상기 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 연장되고, 힌지축을 중심으로 정해진 각도만큼 왕복 회전 가능하게 설치된 가이드 아암과;
   상기 가이드 아암의 연장 방향을 따라 이동 가능하고, 상기 웨이퍼의 표면에 유체를 분사하는 분사 노즐을;
   포함하여 구성된 웨이퍼 처리 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드 아암이 왕복 회전 이동하는 동안에 상기 분사 노즐은 상기 가이드 아암의 연장 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 떨어진 위치에서는 상기 가이드 아암의 상기 힌지축에 보다 근접하고, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심에 보다 가깝게 떨어진 위치에서는 상기 가이드 아암의 상기 힌지축으로부터 멀리 이격되게 상기 분사 노즐이 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 분사 노즐의 분사 높이는 상하로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 가이드 아암이 상하 이동하는 것에 의하여 상기 분사 노즐의 분사 높이가 상하 방향으로 조절되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 이격된 제2위치에서는 상기 회전 중심으로부터 덜 이격된 제1위치에 비하여 보다 높은 위치에서 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 분사 노즐은 상기 가이드 아암에 대하여 회전 가능하게 설치되어, 상기 분사 노즐이 상기 웨이퍼의 회전 중심으로부터 멀리 이격된 위치에서는 수평면에 대한 경사각이 더 작은 자세로 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
8. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분사 노즐은 기체와 액체가 혼합되어 회오리 형태로 고압 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
9. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분사 노즐로부터 분사되는 유체는 세정액, 헹굼액, 순수, 스팀, 질소 가스, 건조 공기 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
   
10. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 노즐로부터 분사되는 유체는 섭씨 60도 내지 섭씨 90도로 가열된 스팀을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 분사 노즐로부터 분사되는 유체에는 순수나 질소 가스 중 어느 하나 이상을 포함하되, 스팀의 압력은 0.1MPa 내지 0.32MPa이고, 상기 분사 노즐의 토출구로부터 상기 웨이퍼 표면까지의 간극이 5mm 내지 15mm이고, 상기 순수는 상기 스팀에 2.4리터/min 내지 4.8리터/min만큼 공급되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 분사 노즐은 상기 웨이퍼의 반경 방향 성분을 갖는 방향으로 연장된 고정 바에 다수 고정되고, 상기 고정 바에 대하여 분사 각도가 독립적으로 조절되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.

Images