KR20180005965A - 웨이퍼 세정장치 - Google Patents

웨이퍼 세정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180005965A
KR20180005965A KR1020160086355A KR20160086355A KR20180005965A KR 20180005965 A KR20180005965 A KR 20180005965A KR 1020160086355 A KR1020160086355 A KR 1020160086355A KR 20160086355 A KR20160086355 A KR 20160086355A KR 20180005965 A KR20180005965 A KR 20180005965A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
steam
ipa
pattern
spin chuck
Prior art date
Application number
KR1020160086355A
Other languages
English (en)
Inventor
김대희
Original Assignee
주식회사 지엠텍
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 지엠텍 filed Critical 주식회사 지엠텍
Priority to KR1020160086355A priority Critical patent/KR20180005965A/ko
Publication of KR20180005965A publication Critical patent/KR20180005965A/ko

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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • 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
    • 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
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • 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
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • 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
    • H01L21/683—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 supporting or gripping
    • H01L21/687—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • 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
    • H01L21/683—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 supporting or gripping
    • H01L21/687—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft

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)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 IPA(이소프로필알코올)를 이용한 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼에 스팀을 공급하여 예열한 상태에서 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하여 세정함으로써 세정액의 표면장력에 의한 패턴의 붕괴를 방지할 수 있는 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.
본 발명은 웨이퍼의 패턴면에 IPA(이소프로필알코올)를 공급하여 세정하는 장치에 있어서, 상면에 지지대가 돌출형성되어 상기 웨이퍼의 패턴면이 상향하도록 지지한 상태에서 회전시키는 스핀척; 상기 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하는 IPA공급수단; 상기 스핀척의 상면과 웨이퍼의 하면 사이에 구비되는 스팀분사부를 통해 상기 패턴면의 이면에 스팀을 공급하는 스팀공급수단; 상기 스핀척의 회전시 IPA의 비산을 방지하도록 감싸는 쉴드; 및 스팀이 상기 웨이퍼의 패턴면으로 공급되는 것을 방지하도록 기류를 형성하는 가스 분사수단;을 포함한다.

Description

웨이퍼 세정장치{CLEANING APPARATUS OF WAFER}
본 발명은 IPA(이소프로필알코올)를 이용한 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼에 스팀을 공급하여 예열한 상태에서 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하여 세정함으로써 세정액의 표면장력에 의한 패턴의 붕괴를 방지할 수 있는 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.
기존의 반도체 제조 공정에 있어서 습식세정의 건조는 현재 패턴 붕괴(Pattern Leaning or Collapse)를 방지하기 위하여 가온된 IPA(60℃~80℃)를 사용하여 건조하거나 초임계 CO2(Super Critical CO2, SCCO2)를 사용하여 기판을 건조하고 있다. 그러나 SCCO2는 고비용의 건조방식이라 극히 제한적으로 사용되고 있으며, 일반적으로는, 선폭 20nm 이하의 패턴이 형성된 기판을 세척하기 위하여, 특히 STI 공정과 스토리지 노드(Storage Node) 공정에서는 가온된 IPA 건조방법이 적용되고 있다.
패턴의 붕괴 메커니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 도 1을 참조하면, 건조 공정 중에 σmax > σcrit의 조건이 형성될 때, 즉, 건조시 패턴이 받는 스트레스가 임계 스트레스보다 클 때, 패턴의 붕괴가 발생한다.
상술한 패턴 붕괴를 방지하기 위해서는 σmax를 감소시켜야 하고, 이를 구현하기 위해서는 기판에 남아있는 세척액의 표면장력(Surface Tension, γ)을 감소시키거나 접촉각(Contact Angle,θ)을 90°에 근접하게 만들어야 한다. 이를 위한 방법으로서, 앞에서도 언급했듯이 현재 20nm 이하의 장치에서는 가온된 IPA 건조기를 기판의 건조에 사용하고 있으며 상온의 기판에 70℃이상의 IPA를 공급하여 상온의 N2를 이용하고 있다. 그러나 상온의 기판에 IPA를 공급하므로 건조공정이 시작될 때 순간적인 IPA의 온도는 냉각되어 가열된 IPA의 효과를 보지 못하고 중심부 지역에 패턴의 붕괴가 빈번하게 발생하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼에 스팀을 공급하여 예열한 상태에서 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하여 세정함으로써 세정액의 표면장력에 의한 패턴의 붕괴를 방지할 수 있는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 스팀이 웨이퍼의 패턴면으로 올라오지 못하도록 하고 파티클을 용이하게 배출할 수 있는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 웨이퍼의 패턴면에 IPA(이소프로필알코올)를 공급하여 세정하는 장치에 있어서, 상면에 지지대가 돌출형성되어 상기 웨이퍼의 패턴면이 상향하도록 지지한 상태에서 회전시키는 스핀척; 상기 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하는 IPA공급수단; 상기 스핀척의 상면과 웨이퍼의 하면 사이에 구비되는 스팀분사부를 통해 상기 패턴면의 이면에 스팀을 공급하는 스팀공급수단; 상기 스핀척의 회전시 IPA의 비산을 방지하도록 감싸는 쉴드; 및 스팀이 상기 웨이퍼의 패턴면으로 공급되는 것을 방지하도록 기류를 형성하는 가스 분사수단;을 포함한다.
또한 상기 가스 분사수단은 상기 스핀척의 상부에 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 가스분사수단과 스핀척 사이에는 내부가 중공된 원통형의 기류형성부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 기류형성부는 내부의 기압보다 바깥쪽의 기압이 낮도록 측벽이 외측으로 볼록하며 유선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 기류형성부는 상기 가스가 상기 기류형성부를 통과하면서 상기 웨이퍼와 쉴드 사이 공간으로 흐르도록 유도하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼에 스팀을 공급하여 예열한 상태에서 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하여 세정함으로써 세정액의 표면장력에 의한 패턴의 붕괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 웨이퍼에 예열을 위한 스팀을 효과적으로 공급할 수 있다.
또한 스팀이 웨이퍼의 패턴면으로 올라와 습기가 차는 것을 방지하고 파티클이 패턴면에 부착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 있어, 세척 공정 중에 웨이퍼상에 형성된 패턴의 붕괴 과정을 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 실시예의 스팀공급부를 도시한 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 실시예의 스팀공급수단을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 스팀생성부를 도시한 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 다른 스팀생성부를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치(1)는 스핀척(10)과 IPA공급수단(20)과 스팀공급수단과 가스분사수단(60)을 포함한다.
상기 스핀척(10)의 상면에는 복수개의 지지대(12)가 형성되어 웨이퍼(W)를 패턴이 형성된 면(패턴면)이 위로 향하도록 지지하고 지지대(12)에 지지된 웨이퍼(W)를 클램프(13)에 의해 고정한 상태에서 회전시키는 구성요소이다. 상기 클램프는 공지의 수단이다. 따라서 상기 웨이퍼(W)는 지지대(12)에 지지되기 때문에 스핀척(10)의 상면에서 일정한 간극이 형성되도록 부상되어 지지된다. 상기 스핀척(10)은 하부에 구비된 스핀들(11)에 의해 회전된다.
상기 IPA공급수단(20)은 상기 웨이퍼(W)의 패턴면을 세정하기 위하여 상기 웨이퍼(W)가 상기 스핀척(10)에 고정된 상태로 회전할 때 상기 웨이퍼(W)의 패턴면에 IPA를 공급하는 구성요소이다. 통상 IPA는 60~80℃로 가온된 상태로 공급된다.
상기 스팀공급수단은 상기 웨이퍼(W)의 하면(패턴면의 반대면)에 공급되어 웨이퍼(W)를 예열하기 위한 구성요소이다. 도시된 바와 같이, 상기 스팀공급수단은 스팀분사부(40)를 포함하는데, 상기 스팀분사부(40)는 상기 스핀척(10)의 상면과 웨이퍼(W) 사이의 간극에 위치되며, 후술하는 스팀생성부(도 5의 '420')에서 공급된 스팀은 유로(L)를 통해 스팀분사부(40)에 공급한다.
한편, 스핀척(10)의 회전으로 IPA나 수분 등이 주변으로 비산되는 것을 방지하기 위하여 스핀척(10)은 쉴드(30)에 의해 감싸져 있다.
상기 쉴드(30)는 상부와 하부가 개방된 원통형상으로 형성되며, 상부에 형성된 개방부를 통해 질소(N2)가스를 분사하는 가스분사수단(60)이 구비된다. 상기 가스분사수단(60)은 질소가스를 상방에서 하방으로 일정한 압력으로 분사하여 스핀척(10) 상부의 기류를 하방으로 향하도록 형성하는 구성요소이다.
이를 통해 스팀분사부(40)에서 분사되는 스팀이 웨이퍼(W)의 패턴면(상면)으로 공급되어 패턴면에 습기가 차는 것을 방지하는 것이다.
또한 질소가스에 의해 하향하는 기류를 형성함으로써 쉴드(30) 내부에 존재하는 파티클이 패턴면에 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 의한 다른 실시예로서, 상기 가스 분사수단(60)과 스핀척(10) 사이에 기류형성부(70)가 더 구비되는 것이다. 상기 기류형성부(70)는 전체적으로 상부와 하부가 개방되고 내부가 중공형성된 원통형태이다. 특히, 본 실시예에서는 기류형성부(70)의 측벽이 외측으로 볼록하며 유선형으로 형성된다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 측벽을 형성함으로써 가스분사수단(60)에서 하방으로 분사되는 질소가스는 기류형성부(70)를 통과하면서 베르누이의 정리에 의해 기류형성부(70)의 내부보다 바깥쪽의 기압이 낮게 된다(P1<P2). 따라서 질소가스는 기압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐르므로 기류형성부(70)의 하단을 통과하여 웨이퍼(W)의 바깥쪽으로 흐르게 되는 것이다. 이로써 스팀이 웨이퍼(W)의 패턴면(상면)으로 올라오는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
도 4를 참조하면, 스핀척 상에 돌출형성된 지지대에 지지되고, 클램프에 의해 고정된 웨이퍼(W)는 스핀척(10)의 상면으로부터 일정 공간을 두고 수평하게 이격되어 있다. 상기 웨이퍼(W)의 하면과 스핀척(10)의 상면 사이 공간에 스팀분사부(40)가 구비되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스팀분사부는 복수의 분사홀(41a)이 형성되는 선형의 분사관(40A)으로 구성된다. 후술하는 스팀생성부(420)에서 공급된 스팀이 상기 분사홀(41a)을 통해 분사되어 웨이퍼(W)의 이면(하면)을 예열하게 되는 것이다. 상기 분사관(40A)은 일단이 상기 웨이퍼(W)의 중심 하방에 위치되고, 상기 분사관(40A)의 길이는 상기 웨이퍼(W)의 반경보다 작거나 동일하다. 상기 분사관(40A)의 길이가 웨이퍼(W)의 반경보다 크게 형성되면 분사홀(41a)을 통해 분사되는 스팀이 웨이퍼의 상면(패턴면)으로 올라와 습기가 차게 된다. 미설명부호 '100'은 웨이퍼를 전달하는 로봇 암이다. 로봇 암(100)이 진입 후 하강하여 웨이퍼(W)를 지지대(도 2의 '12')에 올려 놓고 다시 후퇴함으로써 웨이퍼(W)를 스핀척(10)에 전달하는 것이다. 이와 같이 분사관(40A)은 로봇 암(100)이 진입할 때 간섭되지 않는 위치에 구비된다.
도 5는 본 발명에 의한 스팀분사부의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 스팀분사부는 복수의 분사홀(41b)이 형성된 부채꼴 형태의 분사판(40B)이다. 상기 부채꼴 형태의 분사판(40B)은 도 3에 도시된 분사관(40A)에 비해 웨이퍼(W)의 하면의 넓은 면적에 스팀을 분사할 수 있어 예열 시간을 단축할 수 있다. 그러나 역시 로봇 암(100)의 진입 시 간섭되지 않아야 하므로 부채꼴 형태의 분사판(40B)은 중심각이 180°미만으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하여 본 실시예에 의한 스팀공급수단(400)을 구체적으로 설명한다.
상기 스핀공급수단(400)은 순수공급부(410)와 스팀생성부(420)와 스팀분사부(40)를 포함한다.
상기 순수공급부(410)에서 공급된 순수는 순수 매뉴얼 밸브(411)와 순수 오토밸브(412)를 통해 스팀생성부(420)로 전달된다. 또한 순수공급부(410)와 스팀생성부(420) 사이에는 유량계(413)를 구비하여 정량공급할 수 있다.
이와 같이 순수가 스팀생성부(420)로 전달되고, 스팀생성부(420)는 순수를 가열하여 스팀을 생성하고, 생성된 스팀은 체크밸브(415)를 통해 스팀분사부(40)로 전달한다.
한편, 스팀생성부(420)에서 생성된 스팀을 스팀분사부(40)를 통해 웨이퍼(W)의 하면에 분사할 때 분사압이 낮을 수 있다. 이를 보완하기 위하여 캐리어가스를 혼합하여 공급한다.
따라서 스팀생성부(420)의 일측에는 캐리어가스 공급부(430)와, 상기 캐리어가스를 가열하는 히터(450)와, 상기 캐리어가스를 스팀분사부(40)에 혼합 분사하게 하는 체크밸브(435)를 포함한다. 상기 캐리어 가스공급부(430)와 히터(450) 사이에는 캐리어가스 매뉴얼 밸브(431)와, 캐리어가스 오토밸브(432)와, 가스 필터(433)와 유량계(434)가 구비된다. 본 실시예에서는 캐리어가스를 질소(N2)가스로 구성한다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 스팀생성부(420)를 설명한다.
도시된 바와 같이, 스팀생성부(420)는 히터(422)를 구비한 몸체(421)와, 순수공급관(423)과, 보온재(424)와 커버(425)를 포함한다.
상기 몸체(421)는 원기둥형태로 형성되는데, 히터(422)가 몸체(421)의 두께부분에 삽입되어 고르게 열전달되어 몸체(421) 전체가 일정한 온도를 유지한다.
특히, 상기 몸체(421)의 외주면에는 나선형태의 그루브(groove, 421a)가 형성되어 있고 순수공급관()90423도 역시 나선형태로 감겨져 있다. 따라서 상기 몸체(421)를 회전하게 되면 나선형태의 순수 공급관(423)을 외주면에 형성된 그루브(421a)에 장착할 수 있게 된다. 이 상태에서 상기 히터를 작동시켜 몸체를 가열하게 되면 순수공급관(421a)에 열이 전달되어 순수 공급관(421a)내에서 흐르고 있는 순수를 가열하여 스팀을 형성할 수 있는 것이다.
상기 순수공급관(421a)은 일단에 순수 공급부(도 2의 '410')와 연결되어 순수가 유입되는 유입구(423a)가 형성되고, 타단은 스팀이 유출되어 스팀분사부(40)와 연결되는 유출구(423b)가 형성되어 있다.
한편, 상기 순수 공급관(423)이 감겨진 몸체(()421의 외측에는 내부가 중공된 원통형의 보온재(424)가 구비되어 열손실을 최소화할 수 있다. 상기 보온재(424)의 상부와 하부에는 각각 상부보온재(42a)와 하부보온재(424b)가 구비되어 열손실을 최소화한다.
또한 상기 보온재(442)는 내부가 중공되고 하부가 밀봉된 커버(425)에 장착된다. 상기 커버(425)는 원통형으로서 하부는 밀봉되어 있으나 상부는 개방되어 있고, 상기 커버(425)의 상부에는 상부커버(425a)로 밀봉한다. 상기 상부보온재(424a)와 상부커버(425a)에는 히터 삽입공이 형성된다.
이하에서는 본 발명에 의한 실시예의 작동상태를 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 첫 번째 단계에서는 웨이퍼(W)의 하부에 구비되는 스팀분사부(40)에 스팀을 공급하여 상기 웨이퍼(W)를 예열한된다. 상기 스팀은 스팀 분사부(40)를 통하여 웨이퍼(W)의 하부, 즉, 웨이퍼의 양면 중에 패턴이 형성되지 않은 면으로 공급된다. 스팀 분사부(40)에 의하여 스팀이 분사되면서 온도 센서(미도시)에 의하며 웨이퍼의 온도가 감지되면서 웨이퍼의 온도가 조절될 수 있다.
상기 스팀의 온도는 150~200℃인 것이 바람직하다. 스팀의 온도가 150℃에 이르지 못하면 효과적인 웨이퍼의 예열이 수행되지 않아 패턴이 무너질 가능성이 있으며, 200℃를 초과하는 경우에는, 통상적으로 불소수지로 이루어진 스핀척이 변형될 우려가 있다.
스팀이 분사, 공급됨에 따라 웨이퍼가 예열되고, 이때, 웨이퍼는 추후 단계에서 웨이퍼의 패턴 형성 면에 공급되는 IPA의 온도와 거의 동일하거나 유사한 온도까지 예열된다. 바람직하게는 패턴 형성 면에 공급되는 IPA의 온도와 ±5℃인 온도까지 예열되어야 한다. 예를 들어, 웨이퍼의 패턴 형성 면에 공급되는 IPA는 웨이퍼의 패턴이 붕괴되는 현상을 막기 위하여 70℃ 정도로 가온된 상태로 공급되고, 이 경우, 웨이퍼는 공급되는 스팀에 의하여 65 내지 75℃의 온도로 예열되는 것이 바람직하다. 예열된 웨이퍼의 온도가 65℃ 미만인 경우에는, 패턴의 붕괴를 막기에 불충분하다. 한편, 예열된 웨이퍼의 온도가 75℃를 초과하는 경우에는, 공급되는 IPA가 공급되는 동시에 순간적으로 기화되어 워터마크(Watermark)가 발생하거나 패턴이 붕괴될 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
상기 예열이 완료된 다음에는 웨이퍼의 상부, 즉, 패턴 형성 면에 IPA(이소프로필알코올)를 공급하여 세척 및 건조가 수행된다. IPA는 공급원으로 공급받아 분사노즐을 통하여 웨이퍼의 패턴 형성 면으로 분사된다. 이때, 상기 IPA는 표면장력을 줄이기 위하여 가온된 상태로 공급되고, 통상적으로는 60~80℃의 온도로 공급된다.
상기 방법에 따라 웨이퍼가 세척 및 건조가 수행될 때에, 웨이퍼의 하부에 질소(N2) 기체를 공급하여, 스팀을 이용한 예열시 액화된 미량의 DIW를 건조하는 단계가 추가될 수 있다. 상기 질소 기체는 도시된 바와 같이 스핀척(12)의 내부에 구비된 질소 기체 공급수단(15), 또는 별도로 구비된 공급수단을 통하여 웨이퍼의 하면으로 공급된다.
IPA의 분사는 패턴 형성 면에 공급되는 IPA의 온도저하를 유발 후 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, IPA의 온도 저하 및 그에 따른 웨이퍼의 온도 저하를 방지하기 위하여, 상기 세척이 수행되는 동안에, 즉, 상부에 IPA 공급이 중단될 때까지, 웨이퍼의 하면이 가온상태로 유지되는 것이 바람직하다. 가온의 방법으로는 예열에 사용되는 스팀이 IPA 공급이 중단될 때까지 계속 공급되거나, 또는, 웨이퍼 중심부의 온도가 70℃에 도달하면 IPA의 공급을 개시하는 동시에 스팀 공급을 중단하고, 이후 가온된 N2를 건조가 끝날 때까지 공급하는 것도 한가지 방법일 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 의한 스팀생성부(420)를 설명한다.
도시된 바와 같이, 스팀생성부(520)는 히터(522)를 구비한 몸체(521)와, 순수공급관(523)과, 보온재(524)와 커버(525)를 포함한다.
상기 몸체(521)는 원기둥형태로 형성되는데, 히터(522)가 몸체(521)의 두께부분에 삽입되어 고르게 열전달되어 몸체(521) 전체가 일정한 온도를 유지한다.
특히, 상기 몸체(521)의 내부에는 나선형태의 순수공급관(523)이 구비된다. 상기 순수공급관(523)은 일단에 순수 공급부(도 6의 '410')와 연결되어 순수가 유입되는 유입구(523a)가 형성되고, 타단은 스팀이 유출되어 스팀분사부(40)와 연결되는 유출구(523b)가 형성되어 있다. 상기 순수공급관(523)은 스테인리스 재질로 별도로 형성한 다음(도 10의 (a) 참조), 상기 몸체(521)를 알루미늄 재질로 주물형성할 때 상기 순수공급관(523)을 삽입하여 몸체(521)를 주물제작한다(도 10의 (b)참조). 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 주물형성된 몸체(521)에는 히터(522)를 삽입하기 위한 삽입공(522a)이 형성된다.
이 상태에서 상기 히터(522)를 작동시켜 몸체(521)를 가열하게 되면 순수공급관(523)에 열이 전달되어 순수 공급관(523)내에서 흐르고 있는 순수를 가열하여 스팀을 형성할 수 있는 것이다. 특히, 상기 몸체(521)의 내부에 순수 공급관(523)이 삽입되어 있기 때문에 열전달이 매우 효율적이다. 또한 본 실시예와 달리 몸체(521)를 주물제작할 때 나선형태의 유로를 형성하고 별도의 순수 공급관(523)을 제작, 삽입하지 않을 수 있으나, 이 경우, 순수의 오염이 문제될 수 있다.
한편, 상기 몸체(521)의 외측에는 내부가 중공된 원통형의 보온재(524)가 구비되어 열손실을 최소화할 수 있다. 상기 보온재(524)의 상부와 하부에는 각각 상부보온재(524a)와 하부보온재(524b)가 구비되어 열손실을 최소화한다.
또한 상기 보온재(524)는 내부가 중공되고 하부가 밀봉된 커버(525)에 장착된다. 상기 커버(525)는 원통형으로서 하부는 밀봉되어 있으나 상부는 개방되어 있고, 상기 커버(525)의 상부에는 상부커버(525a)로 밀봉한다. 상기 상부보온재(524a)와 상부커버(525a)에는 히터 삽입공이 형성된다.
1: 실시예(웨이퍼 세정장치)
10: 스핀척
11: 스핀들
12: 지지대
13: 클램프
20: IPA공급수단
30: 쉴드
40: 스팀공급부
60: 가스분사수단
70: 기류형성부
400: 스팀 공급수단
410: 순수공급부
420,520: 스팀생성부
421,521: 몸체
422,522: 히터
423,523: 순수 공급관
424,524: 보온재
425,525: 커버
430: 캐리어가스공급부
440: 스팀분사부
450: 캐리어가스 히터

Claims (5)

  1. 웨이퍼의 패턴면에 IPA(이소프로필알코올)를 공급하여 세정하는 장치에 있어서,
    상면에 지지대가 돌출형성되어 상기 웨이퍼의 패턴면이 상향하도록 지지한 상태에서 회전시키는 스핀척;
    상기 웨이퍼의 패턴면에 IPA를 공급하는 IPA공급수단;
    상기 스핀척의 상면과 웨이퍼의 하면 사이에 구비되는 스팀분사부를 통해 상기 패턴면의 이면에 스팀을 공급하는 스팀공급수단;
    상기 스핀척의 회전시 IPA의 비산을 방지하도록 감싸는 쉴드; 및
    스팀이 상기 웨이퍼의 패턴면으로 공급되는 것을 방지하도록 기류를 형성하는 가스 분사수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 분사수단은 상기 스핀척의 상부에 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스분사수단과 스핀척 사이에는 내부가 중공된 원통형의 기류형성부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기류형성부는 내부의 기압보다 바깥쪽의 기압이 낮도록 측벽이 외측으로 볼록하며 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기류형성부는 상기 가스가 상기 기류형성부를 통과하면서 상기 웨이퍼와 쉴드 사이 공간으로 흐르도록 유도하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
KR1020160086355A 2016-07-07 2016-07-07 웨이퍼 세정장치 KR20180005965A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086355A KR20180005965A (ko) 2016-07-07 2016-07-07 웨이퍼 세정장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086355A KR20180005965A (ko) 2016-07-07 2016-07-07 웨이퍼 세정장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180005965A true KR20180005965A (ko) 2018-01-17

Family

ID=61025812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160086355A KR20180005965A (ko) 2016-07-07 2016-07-07 웨이퍼 세정장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180005965A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6100487B2 (ja) 基板処理装置
TWI490930B (zh) 乾燥基板的裝置及方法
JP6317547B2 (ja) 基板処理方法
US9337065B2 (en) Systems and methods for drying a rotating substrate
US20140231013A1 (en) Substrate processing apparatus
JP6191953B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR20180005962A (ko) 웨이퍼 세정장치
CN110226217B (zh) 基板处理装置以及基板处理方法
KR20180005965A (ko) 웨이퍼 세정장치
US20070157947A1 (en) Substrate drying apparatus and method of substrate drying using the same
US6598312B2 (en) Wafer drying apparatus
KR20180005964A (ko) 웨이퍼 세정장치
TW202011501A (zh) 基板處理裝置、處理液以及基板處理方法
KR20180005963A (ko) 웨이퍼 세정장치
JP7390837B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP6611848B2 (ja) 基板処理装置
KR101092193B1 (ko) 기판 건조용 노즐 유닛 및 그를 구비한 기판 건조 장치
JPH11340187A (ja) 洗浄乾燥装置および洗浄乾燥方法
KR101809570B1 (ko) 가열부 및 이를 구비하는 세정장치
KR101256290B1 (ko) 기판 건조 장치
US20210366737A1 (en) Substrate processing apparatus and method for processing substrate
KR200182724Y1 (ko) 반도체 웨이퍼 건조장치
KR101418361B1 (ko) 기판건조장치
KR100901457B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20170110235A (ko) 기판 세척방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment