KR980011979A - 웨이퍼 세정/건조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 최종 세정을 IPA 용액으로 실시함으로 웨이퍼 표면에서 발생되는 물 반점을 제거한 웨이퍼 세정/건조 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 웨이퍼의 최종 세정이 이루어지는 세정 챔버와, 상기 웨이퍼를 건조하는 보조 챔버와, 상기 보조 챔버 상부 외주면에 형성된 냉각관과, 상기 냉각관 상부에 형성되어 상기 웨이퍼를 건조하는 건조실을 포함하는 웨이퍼 세정 및 건조 장치에 있어서, 상기 세정 챔버와 상기 보조 챔버 하부에 히터를 설치하여 상기 히터에 의해 일정 온도로가열된 세정 챔버 내의 IPA 용액을 이용하여 웨이퍼를 최종 세정하고, 최종 세정이 끝난 상기 웨이퍼를 IPA 중기 분위기의 상기 보조 챔버 내로 이동시켜 상기 웨이퍼 표면에 묻어 있는 액체 상태의 IPA 용액을 제거하며, IPA 용액이 제거된 상기 웨이퍼를 냉각관을 걸쳐 건조실로 이동시켜 상기 웨이퍼를 건조하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 세정/건조 장치 및 방법

본 발명은 웨이퍼 세정/건조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 최종 세정을 IPA(IsoPropyl Alcohol) 용액으로 실시함으로 웨이퍼 표면에서 발생되는 물 반점을 제거한 웨이퍼 세정/건조 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 방법에 따른 웨이퍼의 최종 세정과 건조 방법으로는 세정 챔버에서 웨이퍼를 세정한 후 로봇 암을 이용하여 건조 챔버로 이송하여 건조하는 방법이 있었고, 기화된 IPA 용액을 사용하여 웨이퍼 표면에 있는 탈이온수층을 IPA층으로 치환한 후 상기 IPA층을 기화시켜 건조하는 IPA 건조 드라이어 방식도 있으며, 웨이퍼를 회전시킴으로써 발생되는 원심력을 이용하여 웨이퍼 표면의 탈이온수층을 제거하는 스핀 린스 드라이어 방식도 있었다.

종래의 기술에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(3)을 탈이온수(1)로 최종 세정하는 세정 챔버(2)와, 상기 세정 챔버(2)의 근처에 설치되어 상기 최종 세정된 웨이퍼(3)를 기화된 IPA 용액(7)으로 건조하는 보조 챔버(4)로 구성되어 있다.

상기 보조 챔버(4)의 상부 외주면을 따라 냉각관(5)이 설치되고, 상기 냉각관(5)이 설치된 영역의 보조 챔버(4)의 상부에 건조실(6)이 설치되며, 보조 챔버(4)의 하부에 히터(8)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 웨이퍼 세정 및 건조 장치를 이용하여 웨이퍼를 세정 및 건조 과정을 살펴보면 다음과 같다.

화학 물질 베스와 QDR(Quick Dump Rinse)를 거친 웨이퍼(3)를 탈이온수(1)가 저장된 세정 챔버(2)에서 최종 세정을 실시한다.

이어서, 상기 최종 세정이 끝난 웨이퍼(3)을 IPA 증기(9) 분위기의 상기 보조 챔버(4) 내로 이동시켜 웨이퍼(3)의 표면에 묻어 있는 탈이온수(1)을 제거한다.

이때, 상기 보조 챔버(4) 하부에 형성된 히터(8)을 가열함에 따라 액체 상태의 상기 IPA 용액(7)이 약 82.5℃의 일정 온도를 갖는 IPA 증기(9)가 되며, 상기 IPA 증기(9)는 웨이퍼(3) 표면에 부착된 상온의 탈이온수(1)와 결합하여 다시 액체 상태의 IPA 용액(7)으로 된다.

즉, 상기 IPA 증기(9)와 상온의 상기 웨이퍼(3)에 부착된 탈이온수(1)가 결합시 상기 IPA 증기(9)가 가지고 있던 열에너지가 상기 탈이온수(1)로 이동하여 액체 상태의 IPA 용액(7)이 된다.

이에 따라, 상기 웨이퍼(3) 표면에 부착된 탈이온수(1)와 액체 상태의 상기 IPA 용액(7)이 상기 웨이퍼(3) 표면에서 상기 보조 챔버(4)로 떨어져 상기 웨이퍼(3) 표면에 부착된 탈이온수(1)가 제거되나, 상기 웨이퍼(3) 표면에 일정량의 IPA 용액(7)이 잔재하여 IPA층(10)이 형성된다.

계속해서, IPA층(10)이 형성된 상기 웨이퍼(3)를 냉각관(5)이 설치된 보조 챔버(4)의 영역을 거치게 하는 동안 냉각시키며 건조실(6)로 이동시킨 후 상기 웨이퍼(3) 표면에 형성된 IPA층(10)을 증방시키면 상기 웨이퍼(3)가 완전히 건조된다.

그러나, 상기 웨이퍼에 부착된 탈이온수와 상기 보조 챔버 내에 저장된 IPA 증기의 결합에 의해 액체 상태로 된 IPA 용액이 웨이퍼 표면에서 상기 보조 챔버로 떨어지는 과정에서, 탈이온수가 포함된 상기 IPA 용액에 의해 상기 웨이퍼 표면에 물 반점이 생기게 되는 문제점이 있었다.

또한, 증기 상태에서 액체 상태로 된 IPA 용액 내에 탈이온수가 일정량 포함되어 있으므로 상기 IPA 용액을 재사용시 상기 IPA 용액의 소모량이 증가하는 문제점이 있었다.

이외에도, 상기 상온의 웨이퍼를 IPA 증기가 저장된 상기 보조 챔버내로 이송하는 순간에 상기 웨이퍼와 상기 보조 챔버 사이의 급격한 온도 차이에 의해 IPA 증가가 IPA 용액으로 변화하는 변화율이 증가하여 상기 보조 챔버 내의 IPA 증가량이 급격히 감소하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 웨이퍼 최종 세정 및 건조 과정에서 발생되는 웨이퍼 표면의 물 반점을 제거하고, 상기 건조 과정에서 사용되는 IPA 용액의 소모량을 절감하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 종래의 기술에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 탈이온수 2 : 세정 챔버

3 : 웨이퍼 4 : 보조 챔버

5 : 냉각관 6 : 건조실

7 : IPA 용액 8 : 히터

9 : IPA 증기 10 : IPA층

본 발명은 웨이퍼의 최종 세정이 이루어지는 세정 챔버와, 상기 최종 세정된 웨이퍼를 건조하는 보조 챔버와, 상기 보조 챔버 상부 외주면에 설치된 냉각관과, 상기 냉각관이 설치된 영역의 보조 챔버 상부에 설치되어 상기 웨이퍼를 건조하는 건조실을 포함하는 웨이퍼 세정 및 건조 장치에 있어서, 상기 세정 챔버와 상기 보조 챔버 하부에 히터들을 각각 설치하여 상기 히터에 의해 일정 온도로 가열된 세정 챔버 내의 IPA 용액을 이용하여 웨이퍼를 최종 세정하고, 최종 세정이 끝난 상기 웨이퍼를 IPA 증기 분위기의 상기 보조 챔버 내로 이동시켜 상기 웨이퍼 표면에 묻어 있는 액체 상태의 IPA 용액을 제거하며, IPA 용액이 제거된 상기 웨이퍼를 냉각관을 거쳐 건조실로 이동시켜 상기 웨이퍼를 건조하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치는 종래의 기술에 따른 웨이퍼 세정 및 건조 장치와 거의 동일하며, 장기 최종 세정에 사용되는 세정 챔버(2) 하부에 히터(8)가 형성되어 있고, 상기 세정 챔버(2) 내부에 탈이온수(1) 대신 IPA 용액(7)이 채워진 차이가 있다.

이와 같이 구성되는 웨이퍼 세정 및 건조 장치를 이용한 세정 및 건조 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 화학 물질 배스와 QDR 또는 탈이온수에 의해 세정된 웨이퍼(3)를 세정 챔버(2)의 IPA 용액(7)에 넣어 최종 세정한다. 이때, 상기 IPA 용액(7)은 세정 챔버(2)의 하부에 설치된 히터(8)에 의해 40℃~60℃의 일정 온도로 가열된다.

상기 최종 세정이 끝난 웨이퍼(3)를 IPA 증기(9) 분위기의 상기 보조 챔버(4)내로 이송시켜 웨이퍼(3) 표면에 묻어 있던 액체 상태의 IPA 용액(7)을 제거한다.

이를 좀 더 상세히 언급하면, 상기 보조 챔버(7) 하부에 형성된 히터(8)를 가열함에 따라 생성된 약 82.5℃의 IPA 증기(9)가 상기 웨이퍼(3) 표면에 기 부착된 액체 상태의 IPA 용액(7)과 결합하여 일정 온도의 IPA 용액(7)이 됨으로서 상기 웨이퍼 표면(3)에 IPA층(10)이 형성된다.

즉, 상기 IPA 증기(9)가 가지고 있던 열에너지가 상기 웨이퍼(3)에 부착된 액체 상태의 IPA 용액(7)으로 이동하여 일정 온도의 IPA 용액(7)이 된다.

이에 따라, 상기 웨이퍼(3) 표면에 부착된 액체 상태의 IPA 용액(7)이 상기 보조 챔버(4) 하부로 떨어져 상기 웨이퍼(3) 표면에 부착된 IPA 용액(7)이 제거된다.

계속해서, 상기 IPA층(10)이 형성된 상기 웨이퍼(3)를 냉각관(5)이 설치된 영역의 보조 챔버(4)를 거치게 하는 동안 냉각시키며 건조실(6)로 이동시킨 후 상기 웨이퍼(3)를 건조시켜 상기 웨이퍼(3) 표면에 형성된 IPA층(10)을 완전히 증발시킨다.

따라서, 상기 건조된 웨이퍼(3)의 표면에 물 반점과 같은 얼룩이 전혀 생기지 않는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼의 최종 세정을 탈이온수 대신에 일정 온도의 IPA 용액으로 실시하고 상기 웨이퍼에 부착된 IAP 용액을 기화시켜 상기 웨이퍼 표면에 물 반점이 근본적으로 발생하지 않도록 하는 잇점이 있다.

또한, 웨이퍼의 최종 세정을 일정 온도의 IPA 용액으로 실시함으로써, 상기 웨이퍼를 IPA 증기가 저장된 보조 챔버로 이동시 발생되었던 상기 웨이퍼와 상기 IPA 증기 사이의 온도차가 적어 상기 IPA 증가가 감소되는 정도를 줄일 수 있는 잇점이 있다.

또한, 상기 웨이퍼 건조 과정에서 액체 상태로 변화된 IPA 용액을 탈이온수가 거의 포함되지어 있지 않으므로, 상기 IPA 용액을 재 사용할 수 있어 IPA 용액의 소모량을 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 웨이퍼의 최종 세정이 이루어지는 세정 챔버와, 상기 최종 세정된 웨이퍼를 IPA(isopropyl alcohol) 증기로 건조하는 보조 챔버와, 상기 보조 챔버의 상부에 설치되어 상기 건조된 웨이퍼를 재 건조시키는 건조실을 포함하는 웨이퍼 세정 및 건조 장치에 있어서, 상기 세정 챔버에 채워진 IPA 용액을 소정의 온도로 가열하기 위한 히터가 상기 세정 챔버 하부에 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 및 건조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세정 챔버의 IPA 용액이 40℃~60℃의 일정 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 및 건조 장치.
3. 소정 온도의 IPA(isopropyl alcohol) 용액이 저장된 세정 챔버에서 웨이퍼를 최종 세정하는 단계와, 소정 온도의 IPA 증기 분위기를 갖는 보조 챔버에서 상기 웨이퍼 표면에 묻어 있는 액체 상태의 IPA 용액을 제거하는 단계와, 상기 IPA 용액이 제거된 웨이퍼를 건조실에서 재 건조하는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정 및 건조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 세정 챔버의 IPA 용액을 40℃~60℃의 일정한 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 및 건조 방법.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.