KR980012052A - 반도체 웨이퍼 습식 처리장치 - Google Patents

반도체 웨이퍼 습식 처리장치 Download PDF

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KR980012052A KR1019960028893A KR19960028893A KR980012052A KR 980012052 A KR980012052 A KR 980012052A KR 1019960028893 A KR1019960028893 A KR 1019960028893A KR 19960028893 A KR19960028893 A KR 19960028893A KR 980012052 A KR980012052 A KR 980012052A
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Abstract

본 발명은 다수개의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 운반통이 입조되고, 하부에 배출구가 형성된 처리조 몸체 내부에 처리액을 공급하여 상기 배출구로 배출시키므로써, 흐르는 처리액을 이용하여 웨이퍼 습식 처리를 하는 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 관한 것으로써, 처리조 몸체 내부에 처리액을 공급하기 위하여, 입조된 웨이퍼 위쪽에서 처리액을 공급하는 상부 처리액 공급부와, 입조된 웨이퍼 옆쪽에서 처리액을 공급하는 측방향 처리액 공급부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
제1도는 종래의 웨이퍼 습식 처리장치를 개략적으로 도시한 단면도로써, 오버플로윙 방식의 종래의 장치를 도시한 도면.
제2도는 종래의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치를 개략적으로 도시한 단면도로써, 다운플로링 방식의 종래의 장치를 도시한 도면.
제3도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 바람직한 일실시예를 도시한 개략적인 사시도.
제4도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 바람직한 일실시예를 도시한 개략적인 단면도.
제5도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 다른 실시예를 도시한 개략적으로 도시한 단면도.
제6도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 또다른 실시예를 도시한 개략적인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30, 50, 60 : 웨이퍼 31, 51, 61 : 처리조 몸체
31-1, 51-1, 61-1 : 처리조 몸체 벽 31-3, 51-3, 61-3 : 배출구
32, 52, 62 : 공급라인 33, 53, 63 : 웨이퍼 운반통
34, 54, 64 : 측방향 처리액 공급부 34-2, 54-2 : 공간
34-1 : 측방향 처리액 공급부의 공급부 34-3, 54-3 : 분출구
35, 55, 65 : 상부 처리액 공급부 36, 56, 66 : 필터
37, 57, 67 : 펌프 38, 58, 68 : 배출라인
52a, 52b : 가지라인 59a, 59b : 흐름제어수단
본 발명은 반도체 장치(Device) 제조공정 중 반도체 웨이퍼의 세정 등의 습식처리에 사용되는 반도체 웨이퍼 습식 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치(Device) 제조 공정은 여러종류의 웨이퍼 습식처리를 포함하고 있다. 특히 반도체 웨이퍼 세정기술은 반도체 제조공정에서 그 중요성이 강조되고 있다. 따라서, 웨퍼 세정 등을 포함한 웨이퍼 습식처리를 위한 장치 개발이 계속되고 있다. 반도체 웨이퍼의 세정 등을 수행하는 종래의 일반적인 반도체 웨이퍼 습식 처리 장치는, 바닥으로 세정수 등과 같은 처리액이 유입되어 넘쳐흐르는 처리조 몸체에, 반도체 웨이퍼를 입조(入槽)시켜 세정 등의 습식처리를 하는 미국특허 No. 5,293,373의 오버플로잉(Over-flowing) 방식을 채택하고 있다.
제1도는 종래의 웨이퍼 습식 처리장치를 개략적으로 도시한 단면도로써, 오버플로윙 방식의 종래의 장치를 도시한 도면이다.
오버플로윙 방식의 종래 웨이퍼 습식 처리장치는, 제1도에 도시한 바와 같이, 공급라인(12)이 연결된 공급구(11-2)가 바닥에 형성되어 공급구(11-2)로 유입된 처리액이 벽(11-1)으로 흘러넘치는 처리조 몸체(11)와, 처리조 몸체(11)에 입조되는 보트(Boat) 또는 카세트(Cassette)등과 같은 웨이퍼 운반통(13)을 포함하여 구성된다. 웨이퍼 운반통(13)에는 다수개의 웨이퍼(10)가 직립으로 정렬되어 장착되는데, 웨이퍼(10) 장착을 위해 웨이퍼 운반통(13)의 측하부에 삽입홈과 같은 웨이퍼 접촉부(13-1)가 형성된다. 또한 웨이퍼 운반통(13)은 바닥과 상면이 개구되어 처리조 몸체(11) 내로 유입된 처리액 예로써 순수와 같은 세정수 또는 화학 용액 등이 웨이퍼와 웨이퍼 사이를 통과하며 웨이퍼를 세정하거나, 에칭(Etching)과 같은 화학 반응을 하게 된다.
처리조 몸체의 벽(11-1)을 넘어 도량(15)으로 흘러넘친 처리액은, 필터(16)에 의해 걸러진 후 재순환되어 진다. 도면부호(17)는 펌프로써 처리액의 순환과 같은 처리액 공급을 위해 사용된다.
그런데 이와 같은 오버플로윙 방식의 종래 장치는, 처리액의 흐름이 하부에서 상부로 스르는 오버플로윙 방식이므로해서 생기는 문제가 있다. 이는 웨이퍼 운반통(13)의 측하부에 형성된 웨이퍼 접촉부(13-1) 즉, 웨이퍼를 장착하기 위한 삽입홈에는 오염물질들이 상존하게 되는데, 이러한 오염물질이 처리액의 흐름을 따라 하부에서 상부로 이동하여 웨이퍼(10) 표면과 접촉할 기회가 많아지므로써 발생하게 된다.
상술한 오버플로윙 방식의 문제점을 해결하기 위한 종래 반도체 웨이퍼 습식 처리 장치로써, 처리액이 상부에서 하부로 흐르는 하향흐름(Down Flowing) 방식이 제안되었다. (참조, 24th Symposium On ULSI ULTRA Clean Technology, Japan)
제2도는 종래의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치를 개략적으로 도시한 단면도로써, 다운플로윙 방식의 종래의 장치를 도시한 도면이다.
다운플로윙 방식의 종래의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치는, 제2도에 도시한 바와 같이, 처리조 몸체 벽(21-1)의 둘레에 형성된 도랑(25)으로부터 처리조 몸체(21) 내부로 처리액이 유입되어, 상부에서 하부로 흐르고 처리조 몸체(21) 바닥에 형성된 배출구(21-3)를 통하여 배출된다. 이러한 다운플로윙 방식을 이용한 종래 장치는 웨이퍼 운반통(23)의 웨이퍼 접촉부(23-1)가 처리조 몸체(21)의 배출구(21-3) 쪽에 있으므로해서 웨이퍼 접촉부(23-1)의 오염물질이 웨이퍼(20)에 접촉할 기회를 줄이므로써 오염 문제를 상당히 개선하였다.
그러나, 제1도와 제2도에 도시한 상술한 오버플로윙 방식과 다운플로윙 방식의 종래 장치들은, 공히 웨이퍼 측면 또는 모서리 부위에 대한 처리효과가 미흡한 취약점을 가지고 있다. 이는 두 방식 모두 처리액이 일정한 방향으로만 흐름을 갖고 있으므로해서, 웨이퍼 측면 또는 모서리 부위와 같이 흐름의 영향을 직접 받지 않는 부위는 세정 등의 습식처리 효과가 떨어지게 되는 것이다.
이에 본 발명은 상술한 종래의 장치들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 처리액의 흐름을 하향 외에 측방향의 흐름을 갖도록하여, 오염물질 제거 등의 웨이퍼 습식처리 효과가 향상된 반도체 웨이퍼 습식 처리장치를 제공하는 목적을 가지고 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 다수개의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 운반통이 입조되고, 하부에 배출구가 형성된 처리조 몸체 내부에 처리액을 공급하여 배출구로 배출시키므로써, 흐르는 처리액을 이용하여 웨이퍼 습식 처리를 하는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치는, 처리액 몸체 내부에 처리액을 공급하기 위하여, 입조된 웨이퍼 위쪽에서 처리액을 공급하는 상부 처리액 공급부와, 입조된 웨이퍼 옆쪽에서 처리액을 공급하는 측방향 처리액 공급부가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 측방향 처리액 공급부는, 입조된 웨이퍼 테두리에 대응하는, 웨이퍼 양층의 처리조 몸체 벽을 이중벽으로하여 이중벽 사이에 형성되는 공간과, 공간으로 처리액을 공급하도록 몸체 벽에 형성되는 공급구와, 이중벽중 내벽(內璧)에 형성되는 다수개의 분출구를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도와 제4도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 바람직한 일실시예를 도시한 도면으로써, 제3도는 개략적인 사시도이고, 제4도는 개략적인 단면도이며, 제3도와 제4도의 같은 부위는 같은 도면부호를 사용하였다. 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치는, 제3도와 제4도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트 또는 카세트 등과 같이 다수개의 웨이퍼(30)가 장착된 웨이퍼 운반통(33)이 입조되고 하부에 배출구(31-3)가 형성된 처리조 몸체(31)와, 처리조 몸체 벽(31-1)둘레에 형성된 도랑으로써, 공급라인(32)이 연결되어 처리액을 공급받고 만수시 처리조 몸체 내부로 처리액이 범람되도록 형성되는 상부 처리액 공급부(35)와, 입조된 웨이퍼(30) 옆쪽에서 처리액을 공급하는 측방향 처리액 공급부(34)를 포함하고 있다.
측방향 처리액 공급부(34)는, 처리조 몸체(31-1)을 이중벽으로하여 이중벽 사이에 형성되는 공간(34-2)과, 공간으로 처리액을 공급하도록 몸체 벽에 형성되는 측방향 처리액 공급부의 공급구(34-1)와, 이중벽 중 내벽(內璧)에 형성되는 다수개의 분출구(34-3)를 포함하고 있다. 측방향 처리액 공급부의 분출구(34-3)는 웨이퍼 운반통(33)에 정렬되어 장착된 웨이퍼(30) 측면에 포함한 웨이퍼 가장자리를 겨냥하여 처리액을 분출하도록 형성되고, 마찬가지로 처리조 몸체 벽(31-1)에 형성되는 공간(34-2) 역시 웨이퍼 측면에 대응하는 벽에만 형성하여도 된다. 공간(34-2) 및 분출구(34-3)가 형성된 분출구가 형성된 처리조 몸체 벽(31-1)은 착탈식으로 교환가능하게 형성할 수 있는데, 이렇게 하므로써 다양한 크기의 분출구가 형성된 처리조 몸체 벽을 선택적으로 교환할 수 있게 된다. 즉 처리액의 측방향 공급의 량 및 유무 또는 처리액의 흐름 속도 및 강도를 조절할 수 있게 된다.
분출구(34-3)는 하향의 처리액 흐름의 속도, 강도 및 파티클의 정도를 고려하여, 필료한 만큼의 양 또는 흐름 속도 및 강도를 갖도록 그 크기와 위치를 결정하여 형성한다. 또한 분출구 부위는 마모 및 마찰에 잘 견딜 수 있는 재질로 형성하면 좋다.
배출구(31-3)에는, 종래 장치와 마찬가지로, 배출라인(38)이 연결되는데 처리조 몸체(31)로부터 배출되는 처리액을 그대로 배출시키거나, 제3도와 제4도에 도시한 바와 같이, 공급라인(32)과 연결되어 그를 통해 배출되는 처리액이 필터(36)에 의해 결러지고 펌프(37)에 의해 재순환되도록 형성된다.
따라서 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치의 동작은, 상부 처리액 공급부(35)인 도랑으로 유입된 세정수 또는 화학 용액 등과 같은 처리액이, 처리조 몸체 벽(31-1) 위로 범람되어 처리조 몸체(31) 내의 웨이퍼(30) 상부쪽으로 처리액을 공급됨과 동시에, 측방향 처리액 공급부의 공급부(34-1)를 통하여 처리조 몸체 벽에 형성된 공간(34-2)을 채우고 분출구(34-3)을 채우고 분출구(34-3)를 통하여 웨이퍼(30) 측면을 향하여 공급되게 된다. 따라서 처리액이 하향 및 측향을 이루며 흐르므로써 웨이퍼(30)의 전부위가 흐르는 처리액의 영향권에 놓인 상태에서 세정 등의 습식처리가 이루어지게 된다.
제5도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치의 다른 실시예는 상부 처리액 공급부(55)와 측방향 처리액 공급부(54)가 각기 동작하도록 형성한 것이다.
즉, 제5도에 도시한 바와 같이, 상부 처리액 공급부(55)와 측방향 처리액 공급부(54)가 원류(原流)인 주(主)공급라인(52)으로부터 갈라지고, 각기 조절되는 흐름제어수단(59a, 59b)이 각각 형성된, 지류(支流)인 가지라인(52a, 52b)에 각각 연결되어 공급받도록 형성된 것이다. 이렇게 형성하면 상부 처리액 공급부(55)와 측방향 처리액 공급부(54)를 각기 동작시킬 수도있고, 또한 같이 동작시킬 수도 있게 된다. 즉, 필요에 따라 웨이퍼(50) 상부로만, 또는 웨이퍼(50) 측면으로만 공급할 수 있고, 또한 웨이퍼 상부와 측면으로 동시에 공급할 수도 있게 되는 것이다.
제6도는 본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 따른 또다른 실시예를 도시한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치의 또다른 실시예는, 제6도에 도시한 바와 같이, 처리조 몸체 벽(61-1)을 관통하는 분출구 즉, 측방향 처리액 공급부(64)를 형성한 것이다. 이러한 형태는 그 구조가 간단한 장점이 있다.
제5도에 도시한 본 발명의 다른 실시예 및 제6도에 도시한 본 발명의 또다른 실시예의 다른 부위는 공히, 제4도에 도시한 본 발명의 일실시예와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 측방향 처리액 공급부(54, 64)의 분출구(54-3, 64)가 형성되는 처리조 몸체 벽(51-1, 61-1)을 처리조 몸체(51. 61)내의 웨이퍼 측면에 대응하는 웨이퍼 양측의 벽(51-1, 61-1)에 형성하면 바람직하고, 또한 착탈식으로 형성하여 교환가능하도록 형성한다. 또한 분출구(54-2, 64)는 제4도에 도시한 본 발명의 일실시예에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 측면 부위를 겨냥하도록 위치를 결정하고, 처리액의 양 또는 흐름 속도 및 강도에 맞게 그 크기를 조절하며, 분출구의 부위는 마모 및 마찰에 잘 견딜 수 있는 재질로 형성한다.
제5도와 제6도의 미설명 도면부호(53, 63)은 웨이퍼 운반통, (60)은 웨이퍼, (65)는 상부 처리액 공급부, (56, 66)은 필터, (57, 67)은 펌프, (58, 68)은 배출라인, 그리고 (51-3, 61-3)은 배출구를 나타낸다.
본 발명의 반도체 웨이퍼 습식 처리장치는, 처리액이 일정한 방향으로만 흐름을 갖고 있으므로 해서, 웨이퍼 측면 또는 모서리 부위와 같이 흐름의 영향을 직접 받지 않는 부위는 세정 등의 습식처리 효과가 떨어지게 되는 종래의 장치와는 달리, 웨이퍼의 측면을 포함한 웨이퍼 가장자리 부분까지 오염물질 제거에 탁월한 효과가 있다. 또한 웨이퍼에 부착되어 제거가 쉽지 않은 파티클(particle)도 다 방향으로 흐르는 처리액에 의해 용이하게 제거될 수 있다.

Claims (9)

  1. 다수개의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 운반통이 입조되고, 하부에 배출구가 형성된 처리조 몸체 내부에 처리액을 공급하여 상기 배출구로 배출시키므로써, 흐르는 처리액을 이용하여 웨이퍼 습식 처리를 하는 반도체 웨이퍼 습식 처리장치에 있어서, 상기 처리조 몸체 내무에 처리액을 공급하기 위하여, 상기 입조된 웨이퍼 위쪽에서 처리액을 공급하는 상부 처리액 공급부와, 상기 입조된 웨이퍼 옆쪽에서 처리액을 공급하는 측방향 처리액 공급부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측방향 처리액 공급부는, 상기 입조된 웨이퍼 테두리에 대응하는 웨이퍼 양측에 형성된 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 측방향 처리액 공급부는, 상기 입조된 웨이퍼 테두리에 대응하는 웨이퍼 양측의 처리조 몸체 벽을 이중벽으로하여 상기 이중벽 사이에 형성되는 공간과, 상기공간으로 처리액을 공급하도록 상기 몸체 벽에 형성되는 공급구와, 상기 이중벽 중 내벽(內壁)에 형성되는 다수개의 분출구를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상부 처리액 공급부는, 상기 처리조 몸체 벽 둘레에 형성되되, 만수되어 범람시 상기 처리조 몸체 내부로 범람되도록 형성된 도랑과, 상기도랑으로 처리액을 공급하는 공급라인을 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 측방향 처리액 공급부의 공급구는, 상기 도랑으로 개구되어, 도랑으로부터 처리액을 공급받도록 형성된 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 분출구가 형성된 처리조 몸체 벽은, 착탈식으로 형성하여 교환이 가능한 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 상부 처리액 공급부와 측방향 처리액 공급부는, 각기 조절되는 흐름제어수단이 형성된 별도의 공급라인 연결되어 공급받거나, 또는 주(主)공급라인으로부터 갈라지고 각기 조절되는 흐름제어수단이 각각 형성된 가지 라인에 각각 연결되어 공급받는 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 상부 처리액 공급부는, 상기 처리조 몸체 벽 둘레에 형성되되, 만수되어 범람시 상기 처리조 몸체 내부로 범람되도록 형성된 도랑과, 상기 도랑으로 처리액을 공급하는 공급라인을 포함하여 이루어지고, 상기 측방향 처리액 공급부는, 상기 입조된 웨이퍼 테두리에 대응하는 웨이퍼 양측의 처리조 몸체 벽에 형성되어, 상기 상부 처리액 공급부의 도랑으로부터 상기 처리조 몸체 내부로 처리액을 유통시키는 다수개의 분출구를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 불출구가 형성된 처리조 몸체 벽은, 착탈식으로 형성하여 교환이 가능한 것이 특징인 반도체 웨이퍼 습식 처리장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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