KR20220103330A - 웨이퍼 클리닝 장치 및 방법 - Google Patents

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김승호
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Abstract

웨이퍼 클리닝 방법은 노즐이 웨이퍼에 제1 용량의 약액을 공급하는 것, 광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜, 상기 제1 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제1 클리닝 공정을 수행하는 것, 상기 노즐이 제2 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼에 대한 린스 공정을 수행하는 것 및 상기 노즐이 제3 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 제3 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제2 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함하고, 상기 제1 용량의 약액 중 일부, 상기 제2 용량의 약액 중 일부 및 상기 제3 용량의 약액 중 일부는 윈도우 보호부에 유입된다.

Description

웨이퍼 클리닝 장치 및 방법{APPARATUS OF CLEANING WAFER INCLUDING AND METHOD THEREOF}
본 개시는 웨이퍼 클리닝 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 필수적인 웨트 클리닝(wet cleaning) 공정은 웨이퍼 상의 하드 마스크 등을 고온의 약액에 의해 식각하는 공정일 수 있다. 기존의 웨트 클리닝 공정은 배치(batch) 장비에 의해 수행되어 왔으나, 배치 장비로 웨트 클리닝 공정을 수행하는 경우 웨이퍼 상에 흐름성 결함(defect), 건조불량 및 산포 균일성의 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근 웨트 클리닝 공정은 매엽 장비에 의해 수행되고 있으나, 웨이퍼의 위치에 따라 식각 속도(etch rate)의 산포가 균일하지 못한 문제가 발생할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 과제는 식각 속도의 산포를 균일하게 하는 웨이퍼 클리닝 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
본 개시의 실시예들에 따른 웨이퍼 클리닝 방법은 노즐이 웨이퍼에 제1 용량의 약액을 공급하는 것, 광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜, 상기 제1 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제1 클리닝 공정을 수행하는 것, 상기 노즐이 제2 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼에 대한 린스 공정을 수행하는 것 및 상기 노즐이 제3 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 제3 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제2 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있고 상기 제1 용량의 약액 중 일부, 상기 제2 용량의 약액 중 일부 및 상기 제3 용량의 약액 중 일부는 윈도우 보호부에 유입될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 웨이퍼의 상부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 약액을 공급하는 노즐, 상기 웨이퍼의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 약액 중 일부를 상기 웨이퍼의 상면에 분배하는 내측핀, 상기 내측핀의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 광을 공급하는 광원, 상기 광원 및 상기 웨이퍼 사이에 배치되는 윈도우 및 상기 웨이퍼 및 상기 윈도우 사이에 배치되어, 상기 웨이퍼로부터 상기 약액 중 일부가 유입되는 윈도우 보호부를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 웨이퍼의 상부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 약액을 공급하는 노즐, 상기 웨이퍼의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 약액 중 일부를 상기 웨이퍼의 상면에 분배하는 내측핀. 상기 웨이퍼의 양측에 배치되어, 상기 웨이퍼를 지지하는 외측핀, 상기 지지핀의 양측에 배치되어, 상기 약액이 외부로 유출되는 것을 방지하는 보울, 상기 내측핀의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 광을 공급하는 광원, 상기 광원 및 상기 웨이퍼 사이에 배치되는 윈도우, 상기 광원의 양측면 및 상기 윈도우의 양측면을 연결하는 반사판, 상기 웨이퍼 및 상기 윈도우 사이에 배치되어, 상기 웨이퍼로부터 상기 약액 중 일부가 유입되는 윈도우 보호부 및 상기 윈도우 및 상기 윈도우 보호부 사이에 배치되어, 상기 윈도우 보호부를 지지하는 지지핀을 포함할 수 있다, 상기 윈도우 보호부는, 상기 유입된 약액을 저장하는 약액 저장부 및 상기 약액 저장부의 양측에 배치되어, 상기 약액 저장부에 저장된 약액이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 상기 약액 저장부로부터 상기 미리 설정한 값을 초과하는 약액이 유입되고, 상기 유입된 약액을 외부로 배출하는 약액 배출부를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 윈도우가 약액에 의해 오염되지 않을 수 있어, 광원으로부터 조사되는 광이 산란되지 않고 웨이퍼 하부에 공급될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 웨이퍼의 위치에 무관하게 식각 속도의 산포가 균일할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 클리닝 장치를 다른 각도에서 본 단면도이다.
도 3은 도 2의 웨이퍼 클리닝 장치를 I-I’에서 바라본 투영도이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 윈도우 보호부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 웨이퍼 클리닝 공정의 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 웨이퍼 클리닝 공정의 흐름도이다.
도 9 내지 도 13는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14 및 도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다.
도 16 및 도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 웨이퍼 클리닝 장치를 다른 각도에서 본 단면도이다. 도 3은 도 2의 웨이퍼 클리닝 장치를 I-I’에서 바라본 투영도이다. 도 4 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 윈도우 보호부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 노즐(110), 내측핀(120), 외측핀(130), 보울(140), 하우징(150) 및 윈도우 보호부(160)를 포함할 수 있다.
노즐(110)은 웨이퍼(W)의 상부에 배치될 수 있다. 노즐(110)은 웨이퍼(W)에 약액(C)을 공급할 수 있다. 노즐(110)은 약액(C)을 웨이퍼(W)의 상면에 토출하는 방식으로 웨이퍼(W)에 약액(C)을 공급할 수 있다. 약액(C)은 웨이퍼(W) 상면을 식각하는데 사용되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 약액(C)은 웨이퍼(W) 상면의 질화실리콘(SiN) 및 폴리실리콘(polysilicon)에 대한 식각 공정을 수행하는데 사용될 수 있고, 인산(H3PO4), 암모니아수(NH4OH) 및 TMAH(tetramethylammonium hydroxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
내측핀(120)은 웨이퍼(W)의 하부에 배치될 수 있다. 내측핀(120)의 상면은 웨이퍼(W)의 하면과 접할 수 있다. 내측핀(120)은 복수개가 원형으로 배치될 수 있다. 내측핀(120)은 웨이퍼(W)의 중심축(X1)을 기초로 복수개가 균일한 각도로 이격되어 배치될 수 있다. 도면에는 6개의 내측핀(120)이 각각 60˚의 각도로 서로 이격되어 배치된 것으로 도시되었으나, 이는 일 예시일 뿐이며 이에 한정하지 아니한다. 예를 들어, 내측핀(120)은 8개 또는 12개가 배치될 수 있고, 각각 45˚, 30˚의 각도로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 내측핀(120)의 높이(H1)는 3cm이하일 수 있다. 내측핀(120)에는 외부로부터 동력이 공급될 수 있다. 내측핀(120)은 동력에 의해 제1 방향(A1) 또는 제2 방향(A2)으로 회전할 수 있다. 내측핀(120)이 회전함에 따라 내측핀(120)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)도 제1 방향(A1) 또는 제2 방향(A2)으로 회전할 수 있다. 웨이퍼(W)가 내측핀(120)에 의해 회전함으로써 노즐(110)로부터 공급되는 약액(C)은 웨이퍼(W)의 상면에 균일하게 분배될 수 있다.
외측핀(130)은 웨이퍼(W)의 양측에 배치될 수 있다. 외측핀(130)은 웨이퍼(W)의 중심축(X1)을 따라 복수개가 균일하게 배치될 수 있다. 외측핀(130)은 복수개가 균일한 각도로 이격되어 배치될 수 있다. 외측핀(130)의 개수는 내측핀(120)의 개수와 동일할 수 있다. 외측핀(130)은 수직 방향으로 이동할 수 있다. 외측핀(130)이 수직방향을 따라 상측으로 이동하는 경우, 외측핀(130)은 웨이퍼(W)의 양측면과 접할 수 있고, 웨이퍼(W)를 수평방향으로 지지할 수 있다. 외측핀(130)이 수직방향을 따라 하측으로 이동한 경우, 외측핀(130)은 웨이퍼(W)의 양측면과 접하지 않을 수 있고, 웨이퍼(W)를 수평방향으로 지지하지 않을 수 있다.
보울(140)은 외측핀(130)의 양측에 배치될 수 있다. 보울(140)은 웨이퍼(W)가 회전함에 따라 약액(C)이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있고, 약액(C)이 기화된 퓸(fume)이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
하우징(150)은 내측핀(120)의 하부에 배치될 수 있다. 하우징(150)은 광원(151), 윈도우(153), 반사판(155) 및 지지핀(157)을 포함할 수 있다. 광원(151)은 하우징(150)의 하부에 배치될 수 있다. 광원(151)은 웨이퍼(W)에 광을 공급할 수 있다. 광원(151)은 윈도우(153) 및 윈도우 보호부(160)를 통해 웨이퍼(W)에 광을 공급할 수 있다. 광원(151)은 웨이퍼(W)에 광을 공급하여 웨이퍼(W)의 온도를 상승시키거나 유지할 수 있다. 예를 들어, 광원(151)이 공급하는 광의 파장은 400nm 내지 1100nm일 수 있다. 광원(151)에 의해 공급되는 광은 약액(C)에 의해 흡수되지 않고, 약액(C)을 통과할 수 있고, 웨이퍼(W)의 온도를 상승시키거나 유지할 수 있다. 또한, 광원(151)에 의해 공급되는 광은 약액(C)에 의해 흡수되지 않아, 약액(C)에 의한 퓸이 형성되지 않을 수 있다.
윈도우(153)는 하우징(150)의 상부에 배치될 수 있다. 윈도우(153)는 단면이 직사각형 형상일 수 있다. 윈도우(153)는 광원이 통과할 수 있는 투명한 재질일 수 있다. 예를 들어, 윈도우(153)는 석영을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반사판(155)은 광원(151)의 및 윈도우(153)의 양측단을 연결할 수 있다. 반사판(155)은 단면이 반원 형상일 수 있다. 반사판(155)의 하부는 광원(151)의 양측단과 접할 수 있고, 광원(151)을 수평 방향으로 지지할 수 있다. 반사판(155)의 상부는 윈도우(153)의 양측면과 접할 수 있고, 윈도우(153)를 수평방향으로 지지할 수 있다. 일 실시예에서, 광원(151)이 웨이퍼(W)에 공급한 광 중 일부는 웨이퍼(W)에 흡수되지 않고 반사될 수 있다. 반사판(155)은 웨이퍼(W)에 흡수되지 않은 광을 반사시켜 다시 웨이퍼(W)에 공급할 수 있다.
지지핀(157)은 하우징(150)의 상단에 배치될 수 있다. 도면에는 지지핀(157)이 윈도우(153) 상에 배치된 것으로 도시되었으나, 지지핀(157)은 반사판(155) 상에 배치될 수 있다. 지지핀(157)은 복수개가 원형으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 지지핀(157)은 6, 8 또는 12개가 배치될 수 있고, 각각 60˚, 45˚ 및 30˚의 각도로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 지지핀(157)의 높이(H1)는 10cm 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 지지핀(157)은 생략될 수 있다.
윈도우 보호부(160)는 하우징(150)의 상부에 배치될 수 있다. 윈도우 보호부(160)는 지지핀(157) 상에 배치될 수 있고, 지지핀(157)에 의해 수직 방향으로 지지될 수 있다. 윈도우 보호부(160)는 약액 저장부(161) 및 약액 배출부(163)를 포함할 수 있다.
약액 저장부(161)는 웨이퍼(W)와 수직방향으로 제1 거리(D1)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1 거리(D1)는 내측핀(120)의 높이(H1)와 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 약액 저장부(161)는 윈도우(153)로부터 수직 방향으로 제2 거리(D2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제2 거리(D2)는 지지핀(157)의 높이(H2)와 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 지지핀(157)이 생략된 경우, 약액 저장부(161)는 윈도우(153)와 접할 수 있다. 약액 저장부(161)는 상부가 개방된 수조 형상일 수 있다. 약액 저장부(161)의 수평 방향 내측면 및 하면은 윈도우(153)의 상면과 평행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 약액 저장부(161)에는 웨이퍼(W)로부터 약액(C)이 유입될 수 있다. 웨이퍼(W)가 회전하는 경우, 웨이퍼(W)로부터 약액(C)이 유출될 수 있고, 유출된 약액(C) 중 일부는 보울(140)을 통해 약액 저장부(161)에 유입될 수 있다. 따라서, 윈도우(153)에 약액(C)이 유입되지 않을 수 있고, 약액(C)의 유입으로 인한 윈도우(153)의 오염을 방지할 수 있다.
약액 저장부(161)에 유입된 약액(C)의 표면은 표면 장력에 의해 일정하게 유지될 수 있다. 약액 저장부(161)에 유입된 약액(C)의 표면은 약액 저장부(161)의 수평 방향 내측면과 평행할 수 있다. 즉, 약액 저장부(161)에 유입된 약액(C)의 표면은 윈도우(153)의 상면 및 하면, 약액 저장부(161)의 하면 및 내측면과 평행할 수 있다. 따라서, 광원(151)로부터 웨이퍼(W)에 공급되는 광은 약액 저장부(161)에서 산란되지 않고, 웨이퍼(W)에 도달할 수 있고, 웨이퍼(W)의 위치에 무관하게 식각 속도(etch rate)의 산포가 균일할 수 있다.
약액 배출부(163)는 약액 저장부(161)의 양측에 배치될 수 있다. 약액 배출부(163)는 단면이 삼각형상일 수 있다. 약액 배출부(163)의 내측면은 약액 저장부(161)의 수직 방향 외측면과 접할 수 있다. 약액 배출부(163)의 상면 및 하면은 각각 약액 저장부(161)의 외측면 상단 및 하단으로부터 보울(140)을 향해 수평 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 약액 배출부(163)의 상면의 길이는 하면의 길이보다 클 수 있다.
도 5를 참조하면, 약액 배출부(163)에는 약액 저장부(161)로부터 약액(C)이 유입될 수 있다. 약액 저장부(161) 내부에 약액(C)이 미리 설정한 값을 초과하여 유입된 경우, 미리 설정한 용량을 초과하는 약액(C)은 약액 저장부(161)로부터 약액 배출부(163)로 유입될 수 있다. 약액 배출부(163)로 흐른 약액(C)은 상면을 따라 외부로 배출될 수 있다.
약액(C)을 원활하게 배출하기 위해 약액 배출부(163)에는 다양한 처리가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 약액 배출부(163)의 상면에 소수막 코팅을 수행하거나, 별도의 장치(미도시)를 통해 약액 배출부(163)를 가열할 수 있다. 이러한 처리가 수행된 경우, 약액(C)의 표면 장력 및 약액(C)과 상면 사이의 접착력을 감소시켜, 약액 배출부(163)가 약액(C)을 원활하게 배출할 수 있다. 다른 실시예에서, 약액 배출부(163)의 상면에 미세한 크기의 홀을 형성하고, 별도의 장치(미도시)를 통해 해당 홀에 유체를 공급하여 약액(C)을 원활하게 배출할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 별도의 장치(미도시)를 통해 약액 배출부(163)를 진동시키거나 회전시켜 약액(C)을 원활하게 배출할 수 있다. 따라서, 약액 저장부(161) 내부의 약액(C)의 용량은 미리 설정한 값 이하로 유지될 수 있고, 웨이퍼 클리닝 장치(100)의 다른 구성요소가 약액(C)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법의 흐름도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 웨이퍼 클리닝 공정의 흐름도이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 웨이퍼 클리닝 공정의 흐름도이다. 도 9 내지 도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 약액(C)을 공급할 수 있다(S610). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제1 시간 동안 웨이퍼(W)에 약액(C)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 시간은 5초 내지 7초일 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 노즐(110)을 통해 웨이퍼(W)에 약액(C)을 공급할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 제1 용량의 약액(C)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 용량은 100cc 이하일 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 10을 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 대한 제1 클리닝 공정을 수행할 수 있다(S620). 제1 클리닝 공정은 웨이퍼(W)의 상면에 제1 퍼들(P1)을 형성하는 것을 포함할 수 있다(S621). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제2 시간 동안 제1 퍼들(P1)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 시간은 5초 내지 7초일 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)의 온도를 상승시키고, 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써 약액(C)을 웨이퍼(W)의 상면에 고르게 분배하여 제1 퍼들(P1)을 형성할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 광원(151)을 통해 웨이퍼(W)의 온도를 상승시킬 수 있고, 내측핀(120)을 통해 웨이퍼(W)를 회전시켜 제1 퍼들(P1)을 형성할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)의 온도를 제1 온도에서 제2 온도로 상승시킬 수 있고, 웨이퍼(W)를 제1 속도로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 온도는 100° 이하일 수 있고, 제2 온도는 180° 내지 220° 일 수 있으며, 제1 속도는 12rpm 내지 18rpm일 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)가 회전함으로써, 웨이퍼(W) 상면의 약액(C) 중 일부는 웨이퍼(W)로부터 유출되어 윈도우 보호부(160)에 유입될 수 있다. 웨이퍼(W)로부터 유출된 약액(C) 중 일부는 보울(140)을 통해 윈도우 보호부(160)에 유입될 수 있다. 윈도우 보호부(160)에 유입된 약액(C)은 약액 저장부(161)에 저장될 수 있다. 약액 저장부(161)에 저장된 약액(C)의 양이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 약액 배출부(163)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
제1 클리닝 공정은 제1 퍼들(P1)을 이용하여 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다(S623). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제3 시간 동안 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제3 시간은 50초 내지 70초일 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)는 광원(151)을 통해 웨이퍼(W)에 광을 공급하고, 웨이퍼(W)를 회전시켜 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 광을 공급하여 웨이퍼(W)의 온도를 제2 온도로 유지시킬 수 있고, 웨이퍼(W)를 제2 속도로 회전시켜 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 속도는 3rpm 내지 7rpm일 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행하여, 웨이퍼(W)의 상면에 존재하는 질화실리콘 및 폴리실리콘을 선택적으로 제거할 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)가 회전함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 분배된 약액(C) 중 일부는 웨이퍼(W)에서 유출되어 약액 저장부(161)에 유입 및 저장될 수 있고, 저장된 약액(C)이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 약액 배출부(163)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 대한 린스 공정을 수행할 수 있다(S630). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제4 시간 동안 웨이퍼(W)에 대한 린스 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제4 시간은 4초 내지 6초일 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 제2 용량의 약액(C)을 공급할 수 있고, 웨이퍼(W)를 제3 속도로 회전시켜 웨이퍼(W)에 대한 린스 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 용량은 제1 용량과 동일할 수 있고, 제3 속도는 제1 속도 및 제2 속도보다 클 수 있으며 120rpm 내지 180rpm일 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)가 웨이퍼(W)에 린스 공정이 수행하는 경우, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 외측핀(130)을 수직 방향 상측으로 이동시킬 수 있고, 외측핀(130)이 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 지지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 제1 속도 및 제2 속도보다 큰 제3 속도로 회전하더라도 웨이퍼(W)가 내측핀(120) 상에서 이탈하지 않을 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)가 웨이퍼(W)에 린스 공정이 수행함에 따라, 웨이퍼(W)의 온도는 제2 온도에서 제3 온도로 하강할 수 있다. 예를 들어, 제3 온도는 100° 내지 140°일 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 별도의 냉각 장치(미도시)를 통해 웨이퍼(W)를 냉각시킬 수 있고, 다른 실시예에서, 웨이퍼(W)에 대한 린스 공정이 수행됨에 따라 웨이퍼(W)의 온도는 함께 하강할 수 있다.
한편, 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 웨이퍼(W)를 제1 속도 및 제2 속도보다 큰, 제3 속도로 회전시키기 때문에, 웨이퍼(W)의 상면에 약액(C)이 분배되지 않고, 웨이퍼(W)의 외부로 배출될 수 있다. 웨이퍼(W)의 외부로 배출된 약액(C) 중 일부는 웨이퍼(W)에서 유출되어 약액 저장부(161)에 유입 및 저장될 수 있고, 저장된 약액(C)이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 약액 배출부(163)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 6, 도 8, 도 12 및 도 13을 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 대한 제2 클리닝 공정을 수행할 수 있다(S640). 제2 클리닝 공정은 웨이퍼(W)의 상면에 제2 퍼들(P2)을 형성하는 것을 포함할 수 있다(S641). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제5 시간동안 제2 퍼들(P2)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제5 시간은 제2 시간보다 작을 수 있고, 4초 내지 6초일 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 제3 용량의 약액(C)을 공급하고, 웨이퍼(W)에 광을 공급하여 웨이퍼(W)의 온도를 제3 온도에서 제4 온도로 상승시키며, 웨이퍼(W)를 제4 속도로 회전시켜 제2 퍼들(P2)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제4 온도는 제2 온도와 동일할 수 있다.
제3 용량 및 제4 속도는 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 제2 퍼들(P2)을 형성함에 따라 감소할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 제2 퍼들(P-2)을 형성하기 시작하는 시점의 제3 용량은 100cc일 수 있고, 제4 속도는 제3 속도와 동일할 수 있다. 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 제2 퍼들(P2)을 형성함에 따라 제3 용량 및 제4 속도는 점차 감소할 수 있고, 웨이퍼 클리닝 장치(100)가 제2 퍼들의 형성을 완료한 시점의 제3 용량은 0cc일 수 있고, 제4 속도는 0rpm일 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)가 회전함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 분배된 약액(C) 중 일부는 웨이퍼(W)에서 유출되어 약액 저장부(161)에 유입 및 저장될 수 있고, 저장된 약액(C)이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 약액 배출부(163)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
제2 클리닝 공정은 제2 퍼들(P2)를 이용하여 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다(S643). 웨이퍼 클리닝 장치(100)는 제6 시간 동안 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제6 시간은 제3 시간과 동일할 수 있다.
웨이퍼 클리닝 장치(100)는 웨이퍼(W)에 광을 공급하여 웨이퍼(W)의 온도를 제4 온도로 유지할 수 있고, 웨이퍼(W)를 제5 속도로 회전시켜 웨이퍼(W)에 대한 클리닝 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제5 속도는 제3 속도와 동일할 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)가 회전함으로써, 웨이퍼(W)의 상면에 분배된 약액(C) 중 일부는 웨이퍼(W)에서 유출되어 약액 저장부(161)에 유입 및 저장될 수 있고, 저장된 약액(C)이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 약액 배출부(163)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(200)는 노즐(210), 내측핀(220), 외측핀(230), 보울(240), 하우징(250) 및 윈도우 보호부(260)를 포함할 수 있다. 노즐(210), 내측핀(220), 외측핀(230), 보울(240) 및 하우징(250)은 도 1 내지 도 5의 노즐(110), 내측핀(120), 외측핀(130), 보울(140) 및 하우징(150)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 하우징(250)은 광원(251), 윈도우(253), 반사판(255), 및 지지핀(257)을 포함할 수 있다.
윈도우 보호부(260)는 약액 저장부(261) 및 약액 배출부(263)를 포함할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 약액 저장부(261)는 상부에 홀이 형성될 수 있고, 이점을 제외하고, 도 1 내지 도 5의 약액 저장부(161)와 동일할 수 있다. 홀은 약액 저장부(261)의 내측면 및 외측면을 관통하여 형성될 수 있다. 홀은 내측면으로부터 외측면으로 수직 방향 하측을 향해 연장되어 형성될 수 있다.
약액 배출부(263)는 약액 저장부(261)의 양측면에 배치될 수 있다. 약액 배출부(263)는 일측이 약액 저장부(261)의 홀과 연통되고, 타측이 외부와 연결된 파이프일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 약액 배출부(263)는 컴프레셔를 더 포함할 수 있다. 컴프레셔는 약액 배출부(263)의 상부에 배치될 수 있다.
약액 저장부(261)에 저장된 약액이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 미리 설정한 값을 초과하는 약액(C)은 홀을 통해 약액 배출부(263)로 유입될 수 있다. 이 경우, 컴프레셔는 홀에 존재하는 약액(C)을 흡수하여 약액 배출부(263)로 약액(C)이 유입되는 것을 원활하게 할 수 있다. 약액 배출부(263)에 유입된 약액은 외부로 배출될 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 웨이퍼 클리닝 장치(300)는 노즐(310), 내측핀(320), 외측핀(330), 보울(340), 하우징(350) 및 윈도우 보호부(360)를 포함할 수 있다. 노즐(310), 내측핀(320), 외측핀(330), 보울(340) 및 하우징(350)은 도 1 내지 도 5의 노즐(110), 내측핀(120), 외측핀(130), 보울(140) 및 하우징(150)과 동일할 수 있다.
윈도우 보호부(360)는 웨이퍼(W)를 향해 볼록한 형상일 수 있다. 윈도우 보호부(360)는 표면에 약액(C)이 맺히지 않고, 광원(351)으로부터 웨이퍼(W)에 공급되는 광이 산란하지 않는 재질일 수 있다. 웨이퍼(W)가 회전함에 따라 윈도우 보호부(360)에는 웨이퍼(W)로부터 약액(C)이 유입될 수 있다. 윈도우 보호부(360)에 유입된 약액(C)은 표면을 따라 외부로 배출될 수 있다.
100, 200, 300: 웨이퍼 클리닝 장치
110, 210, 310: 노즐
120, 220, 320: 내측핀
130, 230, 330: 외측핀
140, 240, 340: 보울
150, 250, 350: 하우징
151, 251, 351: 광원
153, 253, 353: 윈도우
155, 255, 355: 반사판
157, 257, 357: 지지핀
160, 260, 360: 윈도우 보호부
161, 261: 약액 저장부
163, 263: 약액 배출부

Claims (10)

  1. 노즐이 웨이퍼에 제1 용량의 약액을 공급하는 것;
    광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜, 상기 제1 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제1 클리닝 공정을 수행하는 것;
    상기 노즐이 제2 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼에 대한 린스 공정을 수행하는 것; 및
    상기 노즐이 제3 용량의 약액을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 광원이 광을 상기 웨이퍼에 공급하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 제3 용량의 약액을 통해 상기 웨이퍼에 대한 제2 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함하고,
    상기 제1 용량의 약액 중 일부, 상기 제2 용량의 약액 중 일부 및 상기 제3 용량의 약액 중 일부는 윈도우 보호부에 유입되는, 웨이퍼 클리닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클리닝 공정을 수행하는 것은,
    상기 광원이 상기 웨이퍼에 광을 공급하여 상기 웨이퍼의 온도를 제1 온도에서 제2 온도로 상승시키고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 제1 속도로 회전시켜 제1 퍼들을 형성하는 것; 및
    상기 광원이 상기 웨이퍼에 광을 공급하여 상기 웨이퍼의 온도를 제2 온도로 유지하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 제2 속도로 회전시켜 상기 웨이퍼에 대한 상기 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함하는, 웨이퍼 클리닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 린스 공정을 수행하는 것은,
    상기 웨이퍼를 상기 제2 온도에서 제3 온도로 냉각시키는 것; 및
    상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 제3 속도로 회전시키는 것을 포함하는, 웨이퍼 클리닝 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 클리닝 공정을 수행하는 것은,
    상기 광원이 상기 웨이퍼에 광을 공급하여 상기 웨이퍼의 온도를 상기 제3 온도에서 제4 온도로 상승시키고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 제4 속도로 회전시켜 제2 퍼들을 형성하는 것; 및
    상기 광원이 상기 웨이퍼에 광을 공급하여 상기 웨이퍼의 온도를 상기 제4 온도로 유지하고, 상기 내측핀이 상기 웨이퍼를 제5 속도로 회전시켜 상기 웨이퍼에 대한 상기 제2 클리닝 공정을 수행하는 것을 포함하는, 웨이퍼 클리닝 방법.
  5. 웨이퍼의 상부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 약액을 공급하는 노즐;
    상기 웨이퍼의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 약액 중 일부를 상기 웨이퍼의 상면에 분배하는 내측핀;
    상기 내측핀의 하부에 배치되어, 상기 웨이퍼에 광을 공급하는 광원;
    상기 광원 및 상기 웨이퍼 사이에 배치되는 윈도우; 및
    상기 웨이퍼 및 상기 윈도우 사이에 배치되어, 상기 웨이퍼로부터 상기 약액 중 일부가 유입되는 윈도우 보호부를 포함하는 웨이퍼 클리닝 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 윈도우 보호부는,
    상기 유입된 약액을 저장하는 약액 저장부; 및
    상기 약액 저장부의 양측에 배치되어, 상기 약액 저장부에 저장된 약액이 미리 설정한 값을 초과하는 경우, 상기 약액 저장부로부터 상기 미리 설정한 값을 초과하는 약액이 유입되고, 상기 유입된 약액을 외부로 배출하는 약액 배출부를 포함하는, 웨이퍼 클리닝 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 약액 배출부에는 소수막 코팅이 수행된, 웨이퍼 클리닝 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 약액 배출부에는 열이 공급되는, 웨이퍼 클리닝 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 약액 배출부에는 복수의 홀이 형성된, 웨이퍼 클리닝 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 약액 배출부는 진동 또는 회전하여 상기 약액을 외부로 배출하는, 웨이퍼 클리닝 장치.
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