KR20230105526A - A system of drying a wafer and management method of the system - Google Patents

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KR20230105526A
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이건호
이치복
권민정
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Abstract

Disclosed is a wafer drying system which does not require a driving device to dry a wafer, does not generate a striped pattern occurring during transfer of the wafer between a lifter and a transfer robot, does not cause drying defects due to fluctuations in the surface of a cleaning liquid, and does not require separate infrared drying, and an operation method thereof. According to the present invention, the wafer drying system comprises: a cleaning tank using a cleaning liquid supplied from the outside to perform cleaning a wafer, performing a primary drying process on the wafer for a predetermined time after discharging the cleaning liquid at a constant rate, and activating an infrared heating means installed on the outer lower part after the primary drying process to perform secondary drying of the wafer; and a transfer robot transferring the wafer to be cleaned to the cleaning tank or picking up and transferring the wafer inside the cleaning tank which has been cleaned to the outside.

Description

웨이퍼 건조 시스템 및 상기 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법 {A system of drying a wafer and management method of the system} Wafer drying system and operating method of the wafer drying system {A system of drying a wafer and management method of the system}

본 발명은 웨이퍼 건조와 관련된 것으로, 특히, 웨이퍼를 건조하는데 필요한 구동 장치가 필요하지 않으며, 리프터와 이송로봇 사이의 웨이퍼의 승계 과정에서 발생하는 줄무늬 패턴을 발생하지 않고, 세정액 수면의 요동에 따른 건조 불량이 없으며, 별도의 적외선 건조장치가 필요하지 않는 웨이퍼 건조 시스템에 관한 것이다. The present invention is related to wafer drying, and in particular, it does not require a driving device for drying the wafer, does not generate a stripe pattern that occurs in the process of transferring the wafer between a lifter and a transfer robot, and dries according to fluctuations in the washing liquid surface It relates to a wafer drying system that has no defects and does not require a separate infrared drying device.

반도체 장치에 포함되는 형상(features)들의 크기가 줄어듦에 따라, 반도체 장치가 구현되는 웨이퍼(Wafer)의 제조공정은 초 청정(Ultra Clean) 상태에서 진행되어야 한다. 반도체 제조공정에는 가공 중인 웨이퍼에 부착한 이물질을 제거하는 웨이퍼 클리닝 과정이 필수적으로 진행된다. 웨이퍼의 클리닝은 웨이퍼를 수중 욕조에서 침전시킨 후 다양한 방식으로 이루어진다. As the size of features included in the semiconductor device decreases, a manufacturing process of a wafer in which the semiconductor device is implemented must be performed in an ultra-clean state. In the semiconductor manufacturing process, a wafer cleaning process to remove foreign substances attached to the wafer during processing is essential. Cleaning of the wafer is performed in various ways after the wafer is immersed in a water bath.

종래에 사용중인 배치(Batch) 식 웨이퍼 세정장치의 특성상, 웨이퍼의 세정 후에는 반드시 건조 공정을 수행하여야 한다. 일반적으로 배치식 세정에서의 건조는 마란고니 효과를 유도하기 위하여 리프트 업(Lift Up) 방식의 건조를 채택하고 있으며, 웨이퍼 하부에 남아 있는 물기를 완전하게 제거하기 위하여 적외선(Infrared Ray)을 이용하는 건조 과정을 추가로 실시하고 있다. Due to the characteristics of conventionally used batch type wafer cleaning apparatuses, a drying process must be performed after cleaning wafers. In general, drying in batch cleaning adopts lift-up drying to induce the Marangoni effect, and drying using infrared rays to completely remove moisture remaining on the bottom of the wafer. Additional courses are being conducted.

도 1은 종래의 웨이퍼 건조 방법을 설명한다. 1 illustrates a conventional wafer drying method.

도 1을 참조하면, 웨이퍼의 세정은 웨이퍼 디핑(Dipping) 단계, 1차 건조(Lift-Up Dry), 웨이퍼 이송(Wafer Transfer) 단계 및 2차 건조(2nd Dry) 단계를 포함한다. Referring to FIG. 1 , wafer cleaning includes a wafer dipping step, a lift-up dry step, a wafer transfer step, and a 2nd dry step.

웨이퍼 디핑 단계(Wafer Dipping)에서는 제1이송 로봇(Transfer Robot#1)은 세정이 필요한 웨이퍼(W)를 세정조(B)에 침전시킨다. 세정조(B)에는 세정액(DIW)이 일정량 채워져 있고, 외부에서 세정조(B)로 공급하는 세정액(DIW)은 세정조(B)의 하부에 형성된 드레인(Drain)을 통해 다시 외부로 배출되므로 세정액(DIW)은 일정한 속도의 흐름을 유지하며 침전된 웨이퍼를 세정한다. In the wafer dipping step, the first transfer robot (Transfer Robot #1) deposits the wafer (W) requiring cleaning into the cleaning tank (B). The cleaning tank B is filled with a certain amount of cleaning liquid DIW, and the cleaning liquid DIW supplied from the outside to the cleaning tank B is discharged to the outside through the drain formed at the bottom of the cleaning tank B. The cleaning liquid (DIW) maintains a flow at a constant speed and cleans the deposited wafer.

1차 건조 단계(Lift-up Dry)에서는 리프터(Lifter)를 이용하여 세정이 완료된 웨이퍼(W)를 세정조(B)의 외부로 배출하여 웨이퍼(W)의 표면을 1차로 건조한다. 도 1에는 하나의 웨이퍼(W)가 세정조(B)에 투입되어 세정 되는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 도 1이 측 단면도의 형태로 도시되었기 때문이고 실제의 세정과정에는 복수의 웨이퍼(W)가 세정조(B)에 투입되어 세정 된다. In the primary drying step (Lift-up Dry), the surface of the wafer (W) is primarily dried by discharging the cleaned wafer (W) to the outside of the cleaning tank (B) using a lifter. In FIG. 1, one wafer (W) is shown as being put into the cleaning tank (B) and cleaned, but this is because FIG. is put into the cleaning tank (B) and cleaned.

웨이퍼 이송(Wafer Transfer) 단계는 1차 건조가 완료되어 리프터(Lifter)에 위치하는 웨이퍼(W)를 제2이송로봇(Transfer Robot#2)이 픽업하여 적외선 배스(IR Bath)의 내부로 이송한다. In the wafer transfer step, the first drying is completed and the wafer (W) located on the lifter is picked up by the second transfer robot (Transfer Robot#2) and transferred to the inside of the IR bath. .

2차 건조(2nd Dry) 단계에서는 적외선램프(IR Lamp)를 이용하여 웨이퍼(W)에 남아 있는 세정액(DIW)을 건조한다. In the 2nd Dry step, the cleaning liquid (DIW) remaining on the wafer (W) is dried using an infrared lamp (IR Lamp).

도 1에 도시된 종래의 웨이퍼 건조 과정은 웨이퍼(W)의 이송에 필요한 리프터(Lifter)가 반드시 필요한데, 리프터(Lifter)는 파티클(Particle)이나 메탈(Metal)의 오염원으로 작용할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 웨이퍼의 리프트 업(Lift up) 과정에서 리프터(Lifter)의 동작을 제어하는 모터(미도시)의 진동으로 인해 세정 후의 웨이퍼(W)가 서로 겹치는 문제가 발생할 수 있다. 세정액(DIW)이 계속하여 공급되기 때문에 세정액(DIW)의 표면에는 일정한 수준의 진동이 있는데, 세정이 완료된 웨이퍼(W)가 세정조(B)로부터 배출되는 웨이퍼(W)에 영향을 줄 수 있다. 특히, 세정에 필요한 세정조(B)와 건조에 필요한 적외선 배스(IR Bath)가 필요하다는 단점이 있다. The conventional wafer drying process shown in FIG. 1 necessarily requires a lifter to transfer the wafer W, but the lifter has a disadvantage in that it can act as a source of contamination of particles or metal. . Also, in the process of lifting the wafer, vibration of a motor (not shown) controlling the operation of a lifter may cause the wafers W after cleaning to overlap each other. Since the cleaning liquid DIW is continuously supplied, there is a certain level of vibration on the surface of the cleaning liquid DIW, and the cleaned wafer W may affect the wafer W discharged from the cleaning tank B. . In particular, there is a disadvantage in that a washing tank B for cleaning and an IR bath for drying are required.

도 2는 리프터와 로봇의 웨이퍼 승계과정에서 웨이퍼에 발생하는 줄무늬 패턴을 설명한다. 2 illustrates a stripe pattern generated on a wafer during a wafer transfer process between a lifter and a robot.

도 2를 참조하면, 제2이송로봇(#2)이 리프터(Lifter)에서 웨이퍼(W)를 픽업하여 승계하는 과정에서 발생하는 줄무늬 패턴(붉은색 원의 내부)을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a stripe pattern (inside a red circle) generated in the process of the second transfer robot #2 picking up and succeeding the wafer W from the lifter can be confirmed.

대한민국 등록특허: 10-1078145호(2011년10월24일)Republic of Korea Patent No. 10-1078145 (October 24, 2011) 일본 특허공보: 특허 제5726812호(20415년4월10일)Japanese Patent Publication: Patent No. 5726812 (April 10, 20415)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼를 건조하는데 필요한 구동 장치가 필요하지 않으며, 리프터와 이송로봇 사이의 웨이퍼의 승계 과정에서 발생하는 줄무늬 패턴을 발생하지 않고, 세정액 수면의 요동에 따른 건조 불량이 없으며, 별도의 적외선 건조장치가 필요하지 않는 웨이퍼 건조 시스템을 제안하는 것에 있다. Technical problems to be solved by the present invention do not require a driving device for drying the wafer, do not generate a stripe pattern that occurs in the process of transferring the wafer between the lifter and the transfer robot, and fail to dry due to fluctuations in the washing liquid surface. It is to propose a wafer drying system that does not require a separate infrared drying device.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법을 제안하는 것에 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to propose a method of operating the wafer drying system.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템은, 외부에서 공급되는 세정액을 이용하여 웨이퍼의 세정을 수행하고, 상기 세정액을 일정한 속도 배출한 후 일정 시간 상기 웨이퍼에 대해 1차 건조 과정을 수행하고, 1차 건조 과정이 완료된 후 외부 하부에 설치된 적외선 가열수단을 활성화하여 상기 웨이퍼의 2차 건조를 수행하는 세정조 및 세정의 대상이 되는 상기 웨이퍼를 상기 세정조로 이송하거나 세정이 완료된 상기 세정조 내부의 웨이퍼를 픽업하여 외부로 이송하는 이송로봇을 포함한다. The wafer drying system according to the present invention for achieving the above technical problem performs cleaning of a wafer using a cleaning solution supplied from the outside, discharges the cleaning solution at a constant rate, and then performs a primary drying process on the wafer for a certain period of time. and after the primary drying process is completed, a cleaning tank for performing secondary drying of the wafer by activating an infrared heating means installed in the lower part of the exterior, and transporting the wafer to be cleaned to the cleaning tank or cleaning the wafer after cleaning is completed. It includes a transfer robot that picks up the wafer inside the cleaning tank and transfers it to the outside.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 운영 방법은, 세정의 대상이 되는 웨이퍼를 상기 세정조로 이송하는 단계, 상기 세정조에서 상기 웨이퍼를 세정하는 단계, 상기 세정액을 상기 세정조에서 외부로 일정 속도로 배출하여 세정이 완료된 상기 웨이퍼와 상기 세정액을 분리하여 상기 웨이퍼를 1차 건조하는 단계 및 상기 세정조의 외부 하부에 설치된 상기 적외선 가열수단을 활성화하여 상기 웨이퍼를 2차 건조하는 단계를 포함한다. A method of operating a wafer drying system according to the present invention for achieving the other technical problem includes transferring a wafer to be cleaned to the cleaning tank, cleaning the wafer in the cleaning tank, and adding the cleaning liquid to the cleaning tank. The wafer is discharged at a constant speed from the cleaning tank to separate the cleaning liquid from the wafer, and the wafer is primarily dried by activating the infrared heating means installed at the outer lower portion of the cleaning tank to secondarily dry the wafer Include steps.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템 및 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법은, 웨이퍼를 건조하는데 필요한 구동 장치가 필요하지 않으며, 리프터와 이송로봇 사이의 웨이퍼의 승계 과정에서 발생하는 줄무늬 패턴을 발생하지 않고, 세정액 수면의 요동에 따른 건조 불량이 없으며, 별도의 적외선 건조장치가 필요하지 않다는 장점이 있다. As described above, the wafer drying system and the operating method of the wafer drying system according to the present invention do not require a driving device to dry the wafer, and generate a stripe pattern generated in the process of transferring the wafer between the lifter and the transfer robot. There is an advantage in that there is no drying defect due to the fluctuation of the surface of the washing liquid without the need for a separate infrared drying device.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 종래의 웨이퍼 건조 방법을 설명한다.
도 2는 리프터와 로봇의 웨이퍼 승계과정에서 웨이퍼에 발생하는 줄무늬 패턴을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 일 실시 예이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법의 일 실시 예이다.
도 5는 종래의 건조 방법과 본 발명의 건조 방법을 비교한 것이다.
도 6은 드레인 플로우 속도 및 세정액의 온도에 대응하여 형성되는 파티클 (particle)의 양의 상관관계의 일 예이다. 1 illustrates a conventional wafer drying method.
2 illustrates a stripe pattern generated on a wafer during a wafer transfer process between a lifter and a robot.
3 is an embodiment of a wafer drying system according to the present invention.
4 is an embodiment of a method of operating a wafer drying system according to the present invention.
5 is a comparison between the conventional drying method and the drying method of the present invention.
6 is an example of a positive correlation of particles formed in response to a drain flow rate and a temperature of a cleaning solution.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the advantages in operation of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings describing exemplary embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like members.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 일 실시 예이다. 3 is an embodiment of a wafer drying system according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템(300)은, 세정조(310) 및 이송로봇(320)을 포함한다. Referring to FIG. 3 , a wafer drying system 300 according to the present invention includes a cleaning tank 310 and a transfer robot 320 .

세정조(310)는 드레인(311) 및 적외선 가열수단(313)을 포함한다. The cleaning tank 310 includes a drain 311 and an infrared heating means 313 .

드레인(311)은 세정조(310) 내부에 채워진 세정액(DIW)을 외부로 배출하는 통로이고, 적외선 가열수단(313)은 세정조(310)의 하부 외면에 설치되어 세정조(310)의 외부 가열을 통해 세정조(310)의 내부에 위치하는 웨이퍼(W)를 간접 가열하여 웨이퍼(W)의 건조 과정을 수행할 수 있도록 한다. 도 3에는 하나의 드레인(311)이 도시되어 있지만, 복수의 드레인을 설치하는 실시 예도 가능하다. 예를 들면, 세정조(310)의 상부, 중앙 및 하부에 각각 하나씩 설치하여, 건조 속도의 차별을 두는 실시 예도 가능할 것이다. The drain 311 is a passage through which the cleaning liquid (DIW) filled inside the cleaning tub 310 is discharged to the outside, and the infrared heating means 313 is installed on the outer surface of the lower portion of the cleaning tub 310 to prevent the outside of the cleaning tub 310. The wafer W located inside the cleaning bath 310 is indirectly heated through heating so that the drying process of the wafer W can be performed. Although one drain 311 is shown in FIG. 3, an embodiment in which a plurality of drains are installed is also possible. For example, an embodiment in which drying speeds are discriminated by installing one at the top, center, and bottom of the washing tub 310 may be possible.

세정조(310)의 재질을 석영(quartz)으로 하는 경우, 적외선 가열수단(313)이 가열한 세정조(310)의 내부에 위치하는 웨이퍼(W)에 간접 열을 전달할 수 있다. When the cleaning tub 310 is made of quartz, indirect heat may be transferred to the wafer W positioned inside the cleaning tub 310 heated by the infrared heating unit 313 .

세정조(310)는 외부에서 공급되는 세정액(DIW)을 세정이 진행되는 동안에는 보유하고 있다가 세정이 완료된 후에는 하부에 설치된 드레인(311)으로 배출함으로써, 세정이 완료된 웨이퍼(W)의 1차 건조를 수행하며, 1차 건조가 완료된 후에는 적외선 가열수단(313)을 활성화하여 1차 건조 후에도 웨이퍼(W)에 잔류하는 세정액을 2차 건조한다. 세정액(DIW)의 배출 속도는 세정액의 온도에 따라 다르게 결정되며, 이에 대해서는 후술한다. The cleaning tank 310 retains the cleaning liquid (DIW) supplied from the outside while cleaning is in progress, and discharges the cleaning solution (DIW) supplied from the outside to the drain 311 installed at the bottom after the cleaning is completed, so that the first cleaning liquid (DIW) of the cleaned wafer (W) is discharged. Drying is performed, and after the primary drying is completed, the infrared heating means 313 is activated to secondarily dry the cleaning solution remaining on the wafer W even after the primary drying. The discharge speed of the cleaning liquid (DIW) is determined differently according to the temperature of the cleaning liquid, which will be described later.

세정조(310)의 하부 내면에는 세정의 대상이 되는 복수의 웨이퍼(W)가 위치하는 웨이퍼 가이드(312)를 설치하는 것이 바람직하다. It is preferable to install a wafer guide 312 on the inner surface of the lower portion of the cleaning tub 310 to position a plurality of wafers W to be cleaned.

이송로봇(320)은 세정의 대상이 되는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 가이드(312)로 이송하거나, 세정이 완료된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 가이드(312)로부터 픽업하여 외부로 이송하는 기능을 수행한다. The transfer robot 320 transfers the wafer W to be cleaned to the wafer guide 312 or picks up the cleaned wafer W from the wafer guide 312 and transfers it to the outside.

하나의 이송로봇(320)을 이용하여 위에 설명한 웨이퍼의 이송을 모두 수행하는 것이 가능하지만, 세정의 대상이 되는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 가이드(312)로 이송하는 제1 이송로봇(320-1)과 세정이 완료된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 가이드(312)에서 픽업하여 외부로 이송하는 제2 이송로봇(320-2)을 구분하여 사용하는 실시 예도 가능할 것이다. Although it is possible to perform all of the wafer transfer described above using a single transfer robot 320, the first transfer robot 320-1 transfers the wafer W to be cleaned to the wafer guide 312 An embodiment in which the second transfer robot 320 - 2 that picks up the over-cleaned wafer W from the wafer guide 312 and transports it to the outside may be separately used.

제1 이송 로봇(320-1)은 세정의 대상이 되는 웨이퍼(W)를 세정조(310)의 내부에 설치된 웨이퍼 가이드(312)로 이송하는데, 도 3에는 세정조(310)의 내부에 세정액(DIW)가 채워진 상태에서 웨이퍼(W)가 이송되는 것으로 도시되어 있지만, 실시 예에 따라서는 세정액(DIW)이 채워지지 않은 상태에서 웨이퍼(W)를 웨이퍼 가이드(312)로 이송하는 것도 가능하다. 사전에 일정한 온도로 세팅된 세정조(310)는 웨이퍼(W)가 투입되기 전에 세정액(DIW)의 오버플로(over flow)가 유지된 상태로 있으며, 웨이퍼(W)가 투입된 후 미리 설정한 세정 시간이 경과 한 후에야 세정액(DIW)을 드레인(311)을 통해 외부로 배출한다. The first transfer robot 320-1 transfers the wafer W to be cleaned to the wafer guide 312 installed inside the cleaning tub 310. In FIG. 3, the cleaning liquid is inside the cleaning tub 310. Although the wafer (W) is shown as being transferred in a state in which (DIW) is filled, it is also possible to transfer the wafer (W) to the wafer guide 312 in a state in which the cleaning liquid (DIW) is not filled, depending on the embodiment. . In the cleaning tank 310 set at a constant temperature in advance, the overflow of the cleaning solution DIW is maintained before the wafer W is introduced, and the cleaning bath 310 presets the cleaning solution after the wafer W is introduced. Only after the elapse of time, the cleaning liquid (DIW) is discharged to the outside through the drain 311 .

도 3의 좌측에 도시된 세정조(310)의 내부에 설치된 웨이퍼 가이드(312)에는 세정의 대상이 되는 복수의 웨이퍼(W)가 위치하며, 세정조(310) 내부를 채운 상태로 드레인(311)을 통해 배출되는 세정액(DIW)이 웨이퍼(W)의 세정을 수행하고 있다. A plurality of wafers W to be cleaned are positioned in the wafer guide 312 installed inside the cleaning tub 310 shown on the left side of FIG. ) is cleaning the wafer (W).

도 3의 중간에 도시된 세정조(310)를 참조하면, 세정액(DIW)의 공급을 중단하고 세정액(DIW)을 드레인(311)을 통해 배출함으로써 세정액(DIW)의 양이 감소하며, 따라서 웨이퍼 가이드(312)에 위치하는 웨이퍼(W)가 세정액(DIW)과 분리되는 것을 확인할 수 있다. 세정액은 외부에서 추가로 공급되지 않는 상태에서 분당 10리터의 속도로 드레인(311)을 통해 배출되는 것이 바람직하지만, 웨이퍼(W)의 크기 및 웨이퍼(W)의 수에 따라 배출 속도로 조절할 수 있다. Referring to the cleaning tank 310 shown in the middle of FIG. 3 , the supply of the cleaning liquid DIW is stopped and the cleaning liquid DIW is discharged through the drain 311 to reduce the amount of the cleaning liquid DIW, and thus the wafer It can be confirmed that the wafer W positioned on the guide 312 is separated from the cleaning liquid DIW. The cleaning solution is preferably discharged through the drain 311 at a rate of 10 liters per minute without being additionally supplied from the outside, but the discharge rate can be adjusted according to the size and number of wafers W. .

세정이 완료된 웨이퍼(W)가 세정액(DIW)과 분리된 상태로 일정한 시간이 경과 하면 웨이퍼(W) 외면의 세정액이 세정조(310)로 자유낙하 하기 때문에 자연 건조가 이루어지게 되고, 따라서 경과 시간의 정도에 따라 웨이퍼(W)의 상부는 건조되고 하부에만 약간의 세정액(DIW)이 잔류하게 될 것이다. 웨이퍼 가이드(312)에 위치하는 웨이퍼(W) 전체가 세정액(DIW)과 분리된 상태일 때는 물론이고, 웨이퍼(W)의 상부만이 세정액(DIW)과 분리되고 하부의 일부가 세정액(DIW)에 담겨 있는 상태일 때에도 건조 시간이 경과 함에 따라 웨이퍼(W)의 하부의 일부에만 세정액(DIW)이 잔류하게 될 것이다. When the cleaned wafer (W) is separated from the cleaning liquid (DIW) for a certain period of time, the cleaning liquid on the outer surface of the wafer (W) falls freely into the cleaning tank 310, so natural drying is performed, and thus the elapsed time Depending on the degree of , the upper part of the wafer W is dried and a little bit of the cleaning liquid DIW remains only on the lower part. Not only when the entire wafer W located on the wafer guide 312 is separated from the cleaning liquid DIW, only the upper portion of the wafer W is separated from the cleaning liquid DIW, and a part of the lower portion is separated from the cleaning liquid DIW. Even when it is immersed in the wafer W, the cleaning liquid DIW will remain only on a part of the lower part of the wafer W as the drying time elapses.

세정조(310)에 세정액(DIW)이 모두 배출된 후 세정조(310)의 하부 외부에 설치된 적외선 가열장치(313)를 활성화함으로써 1차 건조 과정을 종료한 웨이퍼(W)의 하부에 잔류하는 세정액(DIW)을 완전하게 건조 시킨다. After the cleaning liquid (DIW) is completely discharged from the cleaning bath 310, the infrared heating device 313 installed outside the lower part of the cleaning bath 310 is activated to remove the residue remaining at the bottom of the wafer W after the first drying process. Dry the cleaning liquid (DIW) completely.

상술한 웨이퍼(W)의 건조 과정은 아래와 같이 요약할 수 있다. The aforementioned drying process of the wafer W can be summarized as follows.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법의 일 실시 예이다. 4 is an embodiment of a method of operating a wafer drying system according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법(400)은, 세정 대상이 되는 웨이퍼를 세정조로 이송하는 단계(410), 세정조에서 웨이퍼를 세정하는 단계(420), 세정이 완료된 웨이퍼를 1차 건조하는 단계(430) 및 1차 건조가 완료된 웨이퍼를 2차 건조하는 단계(440)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , a method 400 of operating a wafer drying system according to the present invention includes transferring a wafer to be cleaned to a cleaning tank (410), cleaning the wafer in the cleaning tank (420), and cleaning Step 430 of firstly drying the completed wafer and step 440 of secondarily drying the firstly dried wafer.

세정 대상이 되는 웨이퍼를 세정조로 이송하는 단계(410)에서는 제1 이송로봇(320-1)이 세정의 대상이 되는 웨이퍼를 픽업하여 세정조(310)의 웨이퍼 가이드(312)로 이송한다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼 가이드(312)에는 복수의 웨이퍼(W)가 위치하게 될 것이다. In step 410 of transferring the wafer to be cleaned to the cleaning tank, the first transfer robot 320-1 picks up the wafer to be cleaned and transfers it to the wafer guide 312 of the cleaning tank 310. As described above, a plurality of wafers W will be positioned in the wafer guide 312 .

세정조에서 웨이퍼를 세정하는 단계(420)에서는 웨이퍼 가이드(312)에 안착한 웨이퍼(W)가 일정시간 동안 세정액(DIW)에 침전된 상태로 세정과정을 수행하도록 한다. 여기서 일정시간은 웨이퍼(W)가 세정액(DIW)의 온도와 동일한 온도로 상승하여 안정화하는 데 필요하고 이는 세정액(DIW)이 웨이퍼(W)에 잔존하는 이물질을 웨이퍼(W)의 표면으로부터 분리하는데 필요한 시간이 되며, 실시 예에 따라 차이가 있기는 하지만 적어도 20초(seconds) 정도의 시간이 필요하다. In step 420 of cleaning the wafer in the cleaning bath, the cleaning process is performed while the wafer W seated on the wafer guide 312 is deposited in the cleaning liquid DIW for a predetermined time. Here, a certain period of time is required for the wafer (W) to rise to the same temperature as that of the cleaning liquid (DIW) and stabilize it, which is necessary for the cleaning liquid (DIW) to separate foreign substances remaining on the wafer (W) from the surface of the wafer (W). It is a necessary time, and although there is a difference depending on the embodiment, a time of at least 20 seconds is required.

세정이 완료된 웨이퍼를 1차 건조하는 단계(430)에서는 세정조(310)에 채워진 세정액(DIW)을 드레인(311)을 통해 배출함으로써 웨이퍼(W)와 세정액(DIW)을 분리한 후 일정 시간 건조를 수행한다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)에 잔류하는 세정액(DIW)을 최소로 하기 위해서는 세정액(DIW)의 배출 속도를 조절할 필요가 있으며 실시 예에 따라 차이가 있지만, 분당 10리터의 속도가 적절할 것이다. In step 430 of firstly drying the cleaned wafer, the cleaning liquid DIW filled in the cleaning tank 310 is discharged through the drain 311 to separate the wafer W from the cleaning liquid DIW and then dry it for a certain period of time. do As described above, in order to minimize the amount of the cleaning liquid DIW remaining on the wafer W, it is necessary to adjust the discharge speed of the cleaning liquid DIW, and although there is a difference depending on the embodiment, a speed of 10 liters per minute is appropriate.

1차 건조가 완료된 웨이퍼를 2차 건조하는 단계(440)는 세정조(310)의 외부 하부에 설치된 적외선 가열장치(313)를 활성화하여 1차 건조된 웨이퍼(W)에 잔류하는 세정액(DIW)을 적외선을 이용하여 2차 건조 시킨다. In step 440 of secondary drying the wafer after the primary drying is complete, the infrared heating device 313 installed at the outer lower portion of the cleaning tank 310 is activated to remove the cleaning liquid (DIW) remaining in the primary dried wafer (W). is dried secondarily using infrared rays.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 자연적인 1차 건조 및 적외선을 이용한 강제적인 2차 건조를 세정조(310)를 이용하여 수행함으로써, 별도의 적외선 건조장치가 필요하지 않다는 것을 알 수 있다. 따라서, 세정조와 별도의 적외선 건조장치의 웨이퍼 이송이 필요없다. As described above, in the present invention, since natural primary drying and forced secondary drying using infrared rays are performed using the washing tank 310, it can be seen that a separate infrared drying device is not required. Therefore, there is no need for wafer transfer by an infrared drying device separate from the cleaning tank.

도 5는 종래의 건조 방법과 본 발명의 건조 방법을 비교한 것이다. 5 is a comparison between the conventional drying method and the drying method of the present invention.

도 5의 수직 점선의 좌측에는 종래의 리프트 업(Lift up) 건조 방식을 적용한 웨이퍼가 도시되어 있고 수직 점선의 우측에는 본 발명의 건조 방식을 적용한 웨이퍼가 각각 도시되어 있다. The left side of the vertical dotted line in FIG. 5 shows wafers using the conventional lift-up drying method, and the right side of the vertical dotted line shows wafers using the drying method of the present invention.

좌측의 종래의 방식을 적용한 웨이퍼는, 웨이퍼의 직경이 300mm, 리프트 업 스피드가 1.5mm/sec, 및 건조 시간 200sec인 웨이퍼로, 리프터와 이송 로봇의 웨이퍼 승계과정에서의 줄무늬 패턴이 발생한다는 점에 대해서는 도 2의 설명에서 이미 언급하였다. The wafer to which the conventional method on the left is applied is a wafer with a wafer diameter of 300 mm, a lift-up speed of 1.5 mm/sec, and a drying time of 200 sec. It has already been mentioned in the description of FIG. 2 .

수직 점선 우측의 본 발명에 따른 건조 방법을 적용한 웨이퍼는, 세정액의 드레인 플로우 속도(Flowrate)와 건조시간을 다르게 한 3개의 테스트 웨이퍼를 각각 나타낸다. The wafers to the right of the vertical dotted line to which the drying method according to the present invention is applied represent three test wafers in which the drain flow rate of the cleaning liquid and the drying time are different.

드레인 플로우 속도는 10 litter/min, 건조시간은 300sec 인 우측 3개의 웨이퍼 중 좌측에 있는 제1 테스트 웨이퍼는 건조시 발생하는 줄무늬 패턴이 없지만, 드레인 플로우 속도가 낮을 경우 마란고니 효과를 크게 기대할 수 없다는 단점이 있어, 전체적인 파티클 수준이 우측의 2개의 테스트 웨이퍼에 비해 낮다. Among the three wafers on the right with a drain flow rate of 10 litter/min and a drying time of 300 sec, the first test wafer on the left has no stripe pattern generated during drying, but when the drain flow rate is low, the Marangoni effect cannot be expected. There is a downside, the overall particle level is lower compared to the two test wafers on the right.

드레인 플로우 속도는 15 litter/min, 건조 시간 200sec 인 중간에 있는 제2 테스트 웨이퍼 및 드레인 플로우 속도가 20 litter/min, 건조 시간이 150sec인 우측에 있는 제3 테스트 웨이퍼 모두 건조시 발생하는 줄무늬 패턴이 없다는 점은 동일하다. 다만, 우측의 제3 테스트 웨이퍼와 같이 드레인 플로우 속도가 높을 경우, 웨이퍼(W) 하부의 건조 부족 현상으로 인해 파티클이 웨이퍼(W)의 하부로 몰리는 단점이 발생할 수 있다. The second test wafer in the middle with a drain flow rate of 15 litter/min and a drying time of 200 sec and the third test wafer on the right with a drain flow rate of 20 litter/min and a drying time of 150 sec all have stripe patterns generated during drying It is the same that no However, when the drain flow rate is high, as in the third test wafer on the right, a disadvantage in that particles flock to the lower portion of the wafer W may occur due to insufficient drying of the lower portion of the wafer W.

따라서, 테스트 웨이퍼 상태로 판단할 때, 드레인 플로우 속도를 10~20 litter/min으로 하는 것이 바람직하다는 결론을 내릴 수 있을 것이다. Therefore, it can be concluded that it is preferable to set the drain flow rate to 10 to 20 litter/min when judging from the test wafer state.

도 6은 드레인 플로우 속도 및 세정액의 온도에 대응하여 형성되는 파티클 (particle)의 양의 상관관계의 일 예이다. 6 is an example of a correlation between the amount of particles formed in response to the drain flow rate and the temperature of the cleaning solution.

도 6을 참조하면, 드레인 플로우 속도 및 세정액의 온도에 따라 형성되는 파티클 (particle)의 양이 변한다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6 , it can be seen that the amount of particles formed varies according to the drain flow rate and the temperature of the cleaning solution.

드레인 플로우 속도가 1mm/sec 일 경우, 세정액의 온도가 20~40℃일 때에는 파티클 (particle)의 양이 적고(少), 세정액의 온도가 40~60℃ 및 60~80℃로 온도가 증가할 수록 파티클 (particle)의 양이 많아(多)진다. When the drain flow rate is 1 mm/sec, the amount of particles is small when the temperature of the cleaning solution is 20 to 40 ° C, and the temperature of the cleaning solution increases to 40 to 60 ° C and 60 to 80 ° C. The more the number of particles, the greater the number of particles.

드레인 플로우 속도는 1.5mm/sec 일 경우, 세정액의 온도가 40~60℃ 일 때는 파티클 (particle)의 양이 적고(少), 세정액의 온도가 20~40℃ 및 60~80℃일 때에는 파티클 (particle)의 양이 증가한다. When the drain flow rate is 1.5 mm/sec, the amount of particles is small when the temperature of the cleaning solution is 40 to 60 ° C, and the particle ( particle) increases.

드레인 플로우 속도는 2mm/sec 일 경우, 세정액의 온도가 60~80℃에서 40~60℃ 및 20~40℃로 감소할 때 파티클 (particle)의 양이 증가한다. When the drain flow rate is 2 mm/sec, the amount of particles increases when the temperature of the cleaning solution decreases from 60 to 80 °C to 40 to 60 °C and 20 to 40 °C.

다만, 세정이 완료된 웨이퍼의 효과적인 건조를 위해서는 세정조의 용량, 웨이퍼의 직경, 건조 시간 및 세정액의 온도에 따라 드레인 플로우 속도를 다르게 하여야 한다는 것이 바람직하다는 것은 분명하다. However, it is clear that it is preferable to vary the drain flow rate according to the capacity of the cleaning tank, the diameter of the wafer, the drying time, and the temperature of the cleaning solution in order to effectively dry the cleaned wafer.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. The above-described present invention can be implemented as computer readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. there is

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다. In the above, the technical idea of the present invention has been described together with the accompanying drawings, but this is an illustrative example of a preferred embodiment of the present invention, but does not limit the present invention. In addition, it is obvious that anyone skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

310: 세정조
311: 드레인
312: 웨이퍼 가이드
313: 적외선 가열수단
320: 이송로봇
320-1: 제1 이송로봇
320-2: 제2 이송로봇 310: cleaning tank
311: drain
312: wafer guide
313: infrared heating means
320: transfer robot
320-1: first transfer robot
320-2: 2nd transfer robot

Claims (10)

외부에서 공급되는 세정액을 이용하여 웨이퍼의 세정을 수행하고, 상기 세정액의 온도에 따라 결정되는 속도로 상기 세정액을 배출한 후 일정 시간 상기 웨이퍼에 대해 1차 건조 과정을 수행하고, 1차 건조 과정이 완료된 후 외부 하부에 설치된 적외선 가열수단을 활성화하여 상기 웨이퍼의 2차 건조를 수행하는 세정조; 및
세정의 대상이 되는 상기 웨이퍼를 상기 세정조로 이송하거나 세정이 완료된 상기 세정조 내부의 웨이퍼를 픽업하여 외부로 이송하는 이송로봇을
포함하는 웨이퍼 건조 시스템. The wafer is cleaned using a cleaning solution supplied from the outside, the cleaning solution is discharged at a rate determined by the temperature of the cleaning solution, and then a primary drying process is performed on the wafer for a certain period of time. After completion, the cleaning tank performs secondary drying of the wafer by activating an infrared heating means installed in the lower part of the exterior; and
A transfer robot that transfers the wafer to be cleaned to the cleaning tank or picks up and transfers the wafer inside the cleaning tank to the outside.
A wafer drying system comprising: 제1항에서, 상기 세정조는,
외부에서 공급되는 상기 세정액을 상기 웨이퍼의 세정이 진행되는 동안에는 보유하고 있다가 웨이퍼의 세정이 완료된 후에는 하부에 설치된 적어도 하나의 드레인을 통해 외부로 배출하는 웨이퍼 건조 시스템. In claim 1, the washing tank,
A wafer drying system that retains the cleaning liquid supplied from the outside while the cleaning of the wafer is in progress and discharges it to the outside through at least one drain installed at a lower portion after the cleaning of the wafer is completed. 제2항에서, 상기 드레인을 통해 외부로 상기 세정액을 배출할 때의 드레인 플로우 속도는,
세정조의 용량, 웨이퍼의 직경, 건조 시간 및 세정액의 온도에 따라 다르게 설정되는 웨이퍼 건조 시스템. In claim 2, the drain flow rate when discharging the washing liquid to the outside through the drain,
A wafer drying system that is set differently according to the capacity of the cleaning tank, the diameter of the wafer, the drying time, and the temperature of the cleaning solution. 제1항에서, 상기 이송로봇은,
상기 웨이퍼를 상기 세정조의 내부로 이송하는 제1 이송로봇; 및
세정이 완료된 상기 세정조에 위치하는 상기 웨이퍼를 외부로 이송하는 제2 이송로봇을
포함하는 웨이퍼 건조 시스템. In claim 1, the transfer robot,
a first transfer robot transferring the wafer into the cleaning tank; and
A second transfer robot that transfers the wafer located in the cleaning tank to the outside after cleaning is completed.
A wafer drying system comprising: 제2항에서, 상기 드레인은,
상기 세정조의 상부, 중앙부 및 하부 중 적어도 한 곳에 적어도 하나가 설치되는 웨이퍼 건조 시스템. In claim 2, the drain,
At least one wafer drying system is installed in at least one of the upper part, the central part and the lower part of the cleaning tank. 제5항에 기재된 웨이퍼 건조 시스템의 운영 방법으로,
세정의 대상이 되는 웨이퍼를 상기 세정조로 이송하는 단계;
상기 세정조에서 상기 웨이퍼를 세정하는 단계;
상기 세정액을 상기 세정조에서 외부로 상기 세정액의 온도에 따라 결정된 속도로 배출하여 세정이 완료된 상기 웨이퍼와 상기 세정액을 분리하여 상기 웨이퍼를 1차 건조하는 단계; 및
상기 세정조의 외부 하부에 설치된 상기 적외선 가열수단을 활성화하여 상기 웨이퍼를 2차 건조하는 단계를
포함하는 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법. As a method of operating the wafer drying system according to claim 5,
transferring a wafer to be cleaned to the cleaning tank;
cleaning the wafer in the cleaning bath;
discharging the cleaning solution out of the cleaning tank at a rate determined according to the temperature of the cleaning solution to separate the cleaned wafer from the cleaning solution and primarily drying the wafer; and
Secondarily drying the wafer by activating the infrared heating means installed at the outer lower portion of the cleaning tank.
A method of operating a wafer drying system comprising: 제6항에서, 상기 웨이퍼를 세정하는 단계는,
상기 웨이퍼가 상기 세정액에 적어도 20초 이상 침전상태를 유지하도록 하는 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법. The method of claim 6, wherein the cleaning of the wafer comprises:
A method of operating a wafer drying system in which the wafer is kept immersed in the cleaning liquid for at least 20 seconds or more. 제6항에서, 상기 세정액을 상기 세정조에서 외부로 배출하는 속도는,
상기 세정조의 용량, 상기 웨이퍼의 직경, 상기 웨이퍼를 1차 건조하는 시간 및 상기 세정액의 온도에 따라 다르게 설정되는 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법. In claim 6, the speed at which the washing liquid is discharged from the washing tank to the outside is,
A method of operating a wafer drying system that is set differently according to the capacity of the cleaning tank, the diameter of the wafer, the time for primary drying the wafer, and the temperature of the cleaning liquid. 제6항에서,
2차 건조된 상기 웨이퍼를 외부로 이송하는 단계를
더 포함하는 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법. In paragraph 6,
The step of transferring the secondary dried wafer to the outside
Operating method of the wafer drying system further comprising. 제9항에서,
상기 세정의 대상이 되는 웨이퍼를 상기 세정조로 이송하는 단계는 제1 이송로봇이 수행하고,
상기 2차 건조된 상기 웨이퍼를 외부로 이송하는 단계는 제2 이송로봇이 수행하는 웨이퍼 건조 시스템의 운영방법. In paragraph 9,
The step of transferring the wafer to be cleaned to the cleaning tank is performed by a first transfer robot,
The step of transferring the secondary dried wafer to the outside is a method of operating a wafer drying system performed by a second transfer robot.
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