KR100779443B1 - 웨이퍼제조시스템 및 웨이퍼제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼제조시스템 및 웨이퍼 제조방법을 제공한다. 웨이퍼제조시스템은 스크러버장치 및 그 스크러버장치 상부에 수직으로 배열된 건조장치를 구비한다. 스크러버장치는 기계적인 스크럽작업을 위해 웨이퍼를 수용하도록 구성되고, 건조장치는 기계적인 스크럽작업을 한 후에 건조를 위해 스크러버장치로부터 웨이퍼를 수용하도록 구성된다. 세척과 건조작업은 수직 방위의 웨이퍼로 달성된다. 리프터로드에 부착된 에지홀더는 스크러버장치를 통과하여 건조장치로 웨이퍼를 리프팅한다. 웨이퍼제조방법은 스크러빙부에 웨이퍼를 수용하는 단계, 및 스크러빙부로부터, 수직 배열에 있어서 스크러빙부 상부에 위치지정된 건조부로, 내부적으로 리프팅하는 단계를 포함한다.

Description

웨이퍼제조시스템 및 웨이퍼제조방법{WAFER PREPARATION SYSTEMS AND METHODS FOR PREPARING WAFERS}
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼제조시스템 및 웨이퍼제조방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 공간과 효율적인 공정시스템을 이용하는 반도체 웨이퍼의 세척 및 건조에 관한 것이다.
반도체장비의 제조에 있어서, 화학기계연마(이하 CMP)작업과 웨이퍼세척을 수행할 필요성이 있다. 통상, 집적회로장비는 다층구조의 형태로 되어 있다. 그 기판층에, 확산영역을 갖춘 트랜지스터장비가 형성된다. 연속층에 있어서, 상호접속금속선이 패턴화되고 원하는 기능성 장비를 한정하도록 트랜지스터장비에 전기접속된다. 이미 공지된 바와 같이, 패턴화된 전도층은 이산화규소와 같은 절연재로 다른 전도층과 절연된다. 더 많은 금속층과 이와 연관된 절연층들이 형성됨으로써, 절연재를 평탄화할 필요성이 증가한다. 평탄화가 되지 않으면, 표면형태에서의 많은 변동으로 인해, 추가적인 금속층의 제조가 실질적으로 더욱 어려워진다. 다른 응용에서, 금속선패턴(예컨대, 구리금속)은 절연재로 형성되어, 과잉 금속화물을 제거하기 위해 금속 CMP작업이 수행된다. 이러한 임의의 CMP작업 후에, 평탄화된 웨이퍼는 미립자와 오염물질을 제거하기 위해 세척된다.
종래기술에서, 통상, 웨이퍼세척시스템은 웨이퍼의 양측면을 스크러빙하기 위해 폴리비닐알코올(이하 PVA)브러쉬가 사용된 브러쉬부를 구현한다. PVA브러쉬재는, 웨이퍼의 정교한 표면에의 손상을 끼치지 않도록 충분히 부드럽게 구성되고, 또한, 잔여물과 화학물질 및 미립자를 제거하여 웨이퍼표면과의 양호한 기계적인 접촉을 제공할 수 있다. 통상, 각 브러쉬는 브러쉬를 통해 화학물질 또는 탈이온화수를 운반하도록 구성된다. 통상, 2개의 브러쉬부가 사용되며, 각 브러쉬부는 한쌍의 브러쉬를 갖추는데, 한 브러쉬부에서는 화학물질을 도포하고 다른 브러쉬부에서는 탈이온화수를 도포할 수 있도록 사용된다. 이러한 이중 브러쉬부 접근법은 세척성능을 향상시킬 뿐만 아니라 산출량을 증가시키기 위해 도시된다. 세척시스템의 한 물리적 레이아웃(layout)은 길이방향(즉, 수평방향)을 따라 브러쉬부를 배열하는 것이다. 따라서, 웨이퍼는 운반시스템을 따라 한 브러쉬부로부터 그 다음 브러쉬부로 이동한다. 일단 웨이퍼가 2개의 브러쉬부에서 처리되면, 그 다음에, 웨이퍼는, 이 웨이퍼가 회전과 세정 및 건조(이하 SRD)작업을 받을 수 있는, 예컨대 SRD부 혹은 건조부로 이동된다. 이러한 부들은 수평하게 배치되기 때문에, 큰 세척실 설치면적, 일부 시스템에서는, 3 피트 너비로 6 내지 7 피트 만큼 긴 설치면적을 차지한다.
또한, 다른 웨이퍼세척시스템에서, 웨이퍼세척시스템과 건조시스템은 수평하게 배열되지만 수직방위으로 웨이퍼를 조종한다. 선단작동로봇(end effector robot)은 웨이퍼를 조정하고 각 세척부와 건조시스템 사이로 웨이퍼를 이송하도록 구성된다. 수직방위로 웨이퍼를 세척하는 것이 효율적이지만, 실제로 이러한 구조는 상당한 세척실설치면적을 차지한다. 또한, 이러한 배열은 공정의 각 단계에서 웨이퍼를 조정하는 로봇을 필요로 한다. 즉, 로봇은, 각 세척부의 내부와 외부로, 그리고 건조기의 내부와 외부로 웨이퍼를 이송하기 위해서 필요하다. 세척이 가능하도록 구성되었지만, 상호작용하는 이 평면에 미립자가 도입될 수 있고 공정을 늦출 수 있다.
전술된 관점에서, 웨이퍼제조시스템은 더욱 소형화되고, 더욱 작은 세척실 설치면적을 차지하며, 제조작업들(예컨대, 세척과 에칭, 건조 등과 같은 작업) 사이에서 과도한 이송작업으로부터 웨이퍼를 보호해야 할 필요성이 있다.
폭 넓게 기술하자면, 본 발명은, 시스템의 설치면적을 최소화하고, 웨이퍼이송작업을 최소화하여 선단작동기용 로봇과 같은 보조시스템을 최소화하면서, 수직으로 방향지정되고 필수적인 웨이퍼 처리를 달성하도록 구성된 스크러버와 건조기를 통합시킨 웨이퍼제조시스템을 제공함으로써 이러한 필요성을 충족시킨다. 본 발명은 공정, 장치, 시스템, 장비, 혹은 방법 등과 같은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 이하에, 본 발명의 다양한 독창적인 실시형태들이 기술된다.
일 실시형태에서, 웨이퍼제조시스템이 기술된다. 웨이퍼 제조 시스템은, 기계적인 스크러빙을 위해 웨이퍼를 수용하도록 구성된 스크러버장치를 구비한다. 건조장치는 수직방위로, 스크러버상에 위치된다. 건조장치는 기계적인 스크럽 세척을 한 후에 스크러버장치로부터 웨이퍼를 수용하여 웨이퍼를 건조시키도록 구성된다.
다른 실시형태에서, 웨이퍼제조방법이 기술된다. 웨이퍼 제조 방법은, 스크러빙부내에 웨이퍼를 수용하는 단계를 구비한다. 추가로, 이 방법은 스크러빙부로부터 그 스크러빙부상부에 수직으로 배열된 건조부로 웨이퍼를 리프팅하는 단계를 제공한다.
또 다른 실시형태에서, 웨이퍼 스크러빙 및 건조장치가 기술된다. 웨이퍼스크러빙건조장치는, 수직방위로 웨이퍼를 스크러빙하도록 방향지정된 스크럽브러쉬를 갖춘 스크러버장치를 구비한다. 건조장치는 스크러버장치의 상부영역상에 위치되며, 건조장치는 스크러버장치로부터 웨이퍼를 수용하도록 구성된다. 웨이퍼는 스크러버장치의 상부영역에 있는 슬롯으로부터 건조기에 의해 수직방위로 수용된다.
또 추가적인 실시형태에서, 반도체 웨이퍼제조장치가 기술된다. 반도체 웨이퍼제조장치는, 웨이퍼 세척부 및 그 웨이퍼 세척부 상부에 실장된 건조부를 구비한다.
본 발명은 상당히 많은 장점이 있다. 가장 주목할 만한 점은, 수직방위의 웨이퍼제조시스템이 시스템 설치면적을 현저하게 감소시키며 요구되는 세척실 작업공간을 감소시킨다는 것이다. 수직방위는 넓은 작업공간 영역에 걸쳐 제조 시스템을 연장하고 하나의 제조부 또는 장치로부터 그 다음의 제조부 또는 장치로 웨이퍼를 이송하도록 조정하는 반복 로봇 웨이퍼를 요구하는 종래기술보다 상당한 향상을 나타낸다. 본 발명은 요구된 작업공간을 최소화할 뿐만 아니라 반복 로봇의 조정을 최소화하여, 작업비용 및 잠재적인 오염을 감소시킨다.
본 발명의 다른 장점은, 스크러버장치와 건조장치에, 화학세척 또는 에칭공정, 및 탈이온화수 세정 (rinse) 을 수용함으로써, 웨이퍼제조공정에 증가된 융통성을 제공하는 실시형태이다. 수직방위의 웨이퍼제조시스템은, 웨이퍼 공정이 지시하는 결합이 무엇이든지 화학물질과 탈이온화수 모두를 도포할 수 있는 스크러버장치에, 2 중 브러쉬 세트를 통합시킨다. 또한, 건조장치는 화학물질과 탈이온수를 도포하도록 구성되며, 수직 방위로, 웨이퍼제조시스템이 시스템에서 웨이퍼를 더욱 고처리하여 더 청정한 환경을 통합시킬 수 있다. 따라서, 제 1스크럽작업은 가장 활발하게 될 수 있고, 연속적인 에칭, 세척 및 세정작업은 더욱 청정한 조건하에서 실행될 수 있으며, 연속적인 작업들은 수직으로 방향지정된 시스템의 더 높은 위치에서 이루어진다.
마지막으로, 본 발명의 바람직한 일 실시형태는 종래기술보다 증가된 산출량을 갖는 더욱 효과적인 공정을 제공한다. 단일 로봇이 웨이퍼제조시스템의 스크러버장치 내로 웨이퍼를 로딩할 수 있고, 건조장치로부터 웨이퍼를 언로딩할 수 있다. 수직방위의, 다중 웨이퍼제조시스템은 더 작은 작업공간 영역에서 자원을 공유하도록 구현되어, 달성된 효율 및 절약을 최대화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태 및 장점은 본 발명의 원리를 실례로 도해한 첨부도면에 관련하여 얻어진, 다음의 상세한 설명으로부터 알게 된다.
본 발명은 첨부도면에 관련하여, 다음의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이다. 이 설명을 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 번호는 동일한 구조 엘리먼트로 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수직으로 방향지정된 웨이퍼 스크러버-건조장치를 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조장치의 로드/언로드 위치를 도해한 도면이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 폐쇄된 위치에서의 건조장치를 도해한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버장치의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버장치의 외부로 웨이퍼를 이송하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버 브러쉬조립체의 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 에지홀더의 상세도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 리프팅된 웨이퍼의 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 개방위치, 로드/언로드위치 및 폐쇄위치의 상세한 위치를 갖는 3개의 위치 각각에서의 건조장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 웨이퍼제조공정의 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조기의 상세도이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조기의 평면도이다.
웨이퍼처리장비, 즉, 웨이퍼 스크러빙과, 세척, 에칭, 헹굼 및, 건조에 대한 본 발명이 기술된다. 바람직한 일 실시형태에서, 웨이퍼제조시스템은 웨이퍼를 수용한 후, 건조장치의 내부로 그 웨이퍼를 이송하도록 구성된 웨이퍼스크러빙장치를 구비한다. 이러한 바람직한 일 실시형태에 있어서, 건조장치는 웨이퍼스크러빙장치상부에 위치된다. 아래의 설명에서, 다수의 특정한 설명들이 본 발명의 통찰을 위해 기술된다. 그러나, 당해분야의 숙련자들에게는, 본 발명이 이러한 일부 또는 모든 특정한 설명 없이도 실시될 수 있음을 이해한다. 다른 실례에 있어서, 널리 공지된 처리작업은 본 발명의 모호성을 피하기 위해서 상세히 기술되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 수직으로 방향지정된 스크러버-건조장치를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 건조장치(104)는 스크러버장치(102)상에 실장되며 웨이퍼제조시스템(100)으로서 통합된다. 스크러버장치(102) 위로 건조장치(104)의 실장은 다양한 방식으로 행해질 수 있다. 예컨대, 건조장치(104)는 스크러버장치(102)의 일부와 볼트로 체결될 수 있거나, 하우징 지지부에 실장될 수 있거나, 벽면에 부착될 수 있거나, 혹은 적당한 지지부재를 사용하여 스크러버장치(102) 위로 걸쳐놓을 수 있다. 어떠한 경우에서든, 건조장치(104)는, 유용한 세척실공간을 절약하고 아래에 기술될 다른 장점들을 달성하기 위해서 스크러버장치(102)상에 위치된다.
일 실시형태에 있어서, 건조장치는 고정된 건조기하우징(104b)을 향해 이동하거나 멀리 이동하도록 구성된 이동가능한 건조기하우징(104b)을 포함하여, 이하에 보다 상세히 기술된 개방, 폐쇄 및 로드/언로드의 위치를 규정한다. 도 1a는 개방위치에서의 웨이퍼제조시스템(100)의 건조장치(104)를 도시한다. 고정된 건조기하우징(104b)은 시스템(100)의 건조장치(104)와 스크러버장치(102)를 걸쳐놓아 지지하는 시스템지지부재(106)에 고정된다. 일 실시형태에 있어서, 실장지지대(106a)는 스크러버장치(102)와 고정된 건조기하우징(104b) 사이에 위치된다.
스크러버장치(102)의 제 2슬롯개구부(102c)를 통해 건조장치(104)로 들어가는 웨이퍼(110)가 도시된다. 돌기부(105b,105c)는 건조장치(104)내에서 웨이퍼(110)를 지지하도록 구성되며, 피봇돌기부(105c)는 웨이퍼(110) 의 에지에 대해 선회하도록 구성되어 그것의 실장부에 웨이퍼(110)를 고정시킨다. 일 실시형태에서, 웨이퍼(110)는 리프터로드제어기(108)로 구동되는 리프터로드(112)상의 에지홀더(114)를 사용하여, 스크러버장치(102)를 통과하여 리프팅된다.
웨이퍼(110)는 정면패널도어(102a)내에 위치된 제 1슬롯개구부(102g)를 통해 스크러버장치(102)로 들어간다. 제 1슬롯개구부(102g)는 이 제 1슬롯개구부(102g)를 개방하거나 밀폐하기 위해 요구되는 방향(102b')으로 활주하는 슬라이더도어(102b)로 개방되거나 폐쇄되도록 구성된다. 통상, 처리될 웨이퍼(110)는 제 1슬롯개구부(102g)를 통해서 웨이퍼제조시스템(100)으로 도입되고, 슬라이더도어(102b)는 시스템을 밀폐하기 위해 폐쇄한다. 웨이퍼(110)는 스크러버장치(102)내에서 스크러빙된 후에 리프터로드(112)에 실장된 에지홀더(114)에 의해 건조장치(104)로 리프팅된다. 웨이퍼(110)는 제 2슬롯개구부(102c)를 통해 스크러버장치(102)를 빠져나가고, 도 1a에 도시된 바와 같이 건조장치가 개방위치에 있을 경우에, 건조장치(104)내로 천이된다. 웨이퍼(110)는 돌기부(105b,105c)와 피봇돌기부(105a)에 의해 건조장치(104)에 실장되어 고정된다. 웨이퍼(110)는 건조장치(104)에서 건조되고, 세척 및 건조된 웨이퍼(110)는 웨이퍼제조시스템(100)으로부터 제거된다. 여기서 기술되었듯이, 건조화란 용어는 예컨대 웨이퍼의 회전, 웨이퍼의 세정, 웨이퍼에 화학물질의 도포 및 그 다음의 웨이퍼의 세정(예컨대, HF와 같은 화학물질로 에칭을 수행하기 위해) 과 같은 다수의 가능한 작업 및, 간단한 건조화와 같은 작업을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, "건조", "건조화", "건조기", "건조장치" 및, "건조시스템"이란 용어는 여기서 한정된 작업들의 임의의 하나 또는 결합 및 그것들의 유사한 응용을 포함하도록 이해되어 사용될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조장치(104)의 로드/언로드 위치를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 이동가능한 건조기하우징(104a)은 고정된 건조기하우징(104b)의 방향으로 이동한다. 완전하게 건조장치(104)내에 있는 웨이퍼(110)는 돌기부(105b,105c)에 의해 지지된다. 피봇돌기부(105a)는 들어올려지고 체결되지 않은 위치에서 웨이퍼(110)의 에지에 부착하기 위해 아래방향으로 선회하여서, 돌기부(105b,105c) 및 피봇돌기부(105a)로 실장한 웨이퍼를 고정시킨다.
일 실시형태에 있어서, 로드/언로드 위치는 2단계로 된 위치이다. 로드위치의 제 1단계에서, 웨이퍼(110)는 에지홀더(114)에 의해 건조장치(104)내로 리프팅되어 웨이퍼(110)의 하부에지가 돌기부(105b,105c)의 약간 위로 위치된다. 그 다음으로, 웨이퍼가 강하될 경우, 돌기부(105b,105c)가 에지에 의해 웨이퍼(110)를 고정할 위치에서, 웨이퍼(110)의 하부에지 아래로 위치되도록 이동가능한 하우징(104a)이 위치된다. 그 후, 적재위치의 제 2단계에서, 웨이퍼(110)는 돌기부(105b,105c) 위로 강하되고, 피봇돌기부(105a)는 아래로 선회하면서 웨이퍼(110)의 상부에지를 고정시켜, 건조장치(104)에 웨이퍼(110)를 실장하는 작업을 종료시킨다. 그 후, 에지홀더(114)는 건조장치(104)에서 철수하기 때문에 이동가능한 건조기하우징(104a)이 폐쇄위치로 계속 놓일 수 있다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 폐쇄위치에 있는 건조장치(104)를 도시한 것이다. 이동가능한 건조기하우징(104a)은 고정된 건조기하우징(104b)과 만나서 겹쳐지고 건조장치(104)를 밀폐하게 위치된다. 밀페된 건조장치(104)내부에서, 돌기부(105b,105c)에 실장되고 피봇돌기부(105a)로 고정된 웨이퍼(110)가 도시된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버장치(102)의 사시도이다. 전면패널도어(102)는 스크러버조립체의 다양한 구성요소의 접근을 허용하는 개방위치에서 도시된다. 제 1슬롯개구부(102g)는 전면패널도어(102a)내에 위치된다. 스크러빙작업중에, 전면패널도어(102a)는 폐쇄위치에 있으며, 웨이퍼(110)는 제 1슬롯개구부(102g)를 통과하여 스크러버장치(102)내로 삽입된다.
제 2슬롯개구부(102c)는 스크러버장치(102)의 상부에 있는 상부면(102f)에 도시된다. 상부도어(102d)는 개방 혹은 폐쇄위치로 상부도어(102d)의 이동방향을 표시한 화살표방향을 따라 개방위치에서 도시된다. 본 발명의 일 실시형태에 따라 상부도어(102d)의 이동을 제어하는 위치지정바아(102d)에 접속된 상부도어(102d)가 도시된다. 다른 실시형태에 있어서, 상부도어(102d)의 위치는, 이동가능한 건조기하우징(104a)의 위치에 따라 상부도어(102d)를 위치시키는 이동가능한 건조기하우징(104a; 도 1a 내지 도 1c 참조)의 바닥면에 실장된 핀, 브랫킷, 혹은 다른 장치들로 제어된다. 또 다른 실시형태에 있어서, 상부도어(102d)는 스크러버장치(102)내에 위치되며, 스크러버장치(102)내에, 이미 공지된 기계적 동작에 의해 위치된다.
4개의 브러쉬(120)가 스크러버장치(102)내에 도시되며, 대향측상에 2개의 브러쉬(120)가 존재하도록 대칭적으로 상기 브러쉬(120)는 구성된다. 상부면(102f)에 가장 인접한 2개의 브러쉬(120)는 한세트의 상부브러쉬(120)로 규정하고, 그 세트의 상부브러쉬(120) 아래에 있는 2개의 브러쉬(120)는 한세트의 하부브러쉬(120)로 규정한다. 각 브러쉬(120)의 위에는 각 브러쉬(120) 보다 위에 분무기(122)가 되도록 구성된 다중 노즐 헤드를 포함한 다기관이 도시된다.
스크럽작업 중에, 브러쉬(120)는 한세트의 하부브러쉬(120)가 웨이퍼(110)에 접촉하게 위치되어 스크럽작업을 수행할 때, 한세트의 상부브러쉬(120)가 웨이퍼(110)로부터 멀리 후퇴되도록, 쌍으로 웨이퍼(110)의 대향측을 스크러빙하도록 구성된다. 그 이후에, 스크러버(102)는 한세트의 상부브러쉬(120)를 위치시켜, 한세트의 상부브러쉬(120)가 웨이퍼(110)에 접촉하여 스크럽작업을 수행하고 한세트의 하부브러쉬(120)가 웨이퍼(110)로부터 후퇴되도록 구성된다. 한세트의 분무기(122)는 각 브러쉬(120)와 연동되어 있으며 각 브러쉬(120)에 대하여 고정위치된다. 이 고정위치는 각 브러쉬(120)상에 있으며, 분무기(122)는 필요에 따라서 스크러빙작업용 액체, 세척용 액체, 또는 에칭용 액체를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수직방위의 스크러빙작업은 스크러빙공정에서 불순물의 스크러빙진행을 증진시킨다. 이러한 불순물의 세척진행에 있어서, 웨이퍼의 스크러빙동작이 스크러버(102)에서 더 많이 진행될수록, 그 동작은 더욱 청결하게 된다. 실례에 의하면, 한세트의 하부브러쉬가 스크러빙공정을 수행하고, 예컨대, 일부 화학물질/탈이온화수용액(즉, 불화수소(HF) 혹은 이러한 다른 화학물질)을 사용함으로써 동작을 개시하여, 초기 스크러빙작업을 수행시킨다. 전술된 바와 같이, 한세트의 상부브러쉬(120)는, 한세트의 하부브러쉬가 웨이퍼(110)와 접촉하고 스크러빙작업을 수행하고 있는 동안에, 웨이퍼(110)로부터 멀리 후퇴된다. 브러쉬(120)상에 위치된 분무기(122)는 공정중에 탈이온화수 혹은 화학물질을 도입할 수 있다. 또 다른 방법으로, 화학물질 혹은 탈이온화수는 브러쉬를 통해 도입될 수 있다.
한세트의 하부브러쉬(120)를 사용한 제 1스크럽작업이 종결된 후에, 한세트의 하부브러쉬(120)가 멀리 이동하는 만큼 한세트의 상부브러쉬(120)가 웨이퍼를 향해 이동된다. 한세트의 상부브러쉬(120)를 사용하여, 제 2스크럽작업이 수행될 수 있다. 실례에 의하면, 제 2스크럽작업은 대부분의 화학물질과 미립자를 제거하기 위해 다른 (묽은) 화학물질 혹은 탈이온화수를 사용할 수 있다. 또한, 분무기(122)도 임의의 화학물질 또는 미립자를 제거하도록 도움이 될 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버장치(120)의 외부로 웨이퍼(110)를 이송하는 도면이다. 웨이퍼(110)는 리프터로드(112)에 부착된 에지홀더(114)로 스크러버장치(102)를 통해 리프팅된다. 상부도어(102d)는 상부면(102f)의 상부슬롯(102c)을 통해 웨이퍼(110)가 스크러버장치(102)를 나올 수 있는 개방위치에 있어야 한다. 스크러버장치(102)에서 빠져나오면, 웨이퍼는 건조장치(104)로 이송되는데, 이는 아래에 더욱 상세히 기술한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크러버브러쉬조립체(200)를 도해한 것이다. 스크러버브러쉬조립체(200)는 전술된 바와 같이, 한세트의 상부브러쉬(120)와 한세트의 하부브러쉬(120)로 구성된 4개의 브러쉬(120)를 구비한다. 스크러빙작업중에, 브러쉬(120)는 원하는 스크러빙작용을 하기 위해 회전하도록 구성된다. 전술된 바와 같이, 한세트의 상부브러쉬(120) 혹은 한세트의 하부브러쉬(120)가 임의의 시간에 웨이퍼(110)와 접촉하여 스크러빙작업을 실행한다. 한세트의 하부브러쉬가 스크러빙작업을 실행하는 동안에, 한세트의 상부브러쉬는 웨이퍼(110)로부터 멀리 후퇴된다. 한세트의 상부브러쉬(120)가 스크러빙작업을 수행하는 동안에는, 한세트의 하부브러쉬(120)는 웨이퍼(110)로부터 멀리 후퇴된다. 브러쉬의 위치지정 및 회전은 브러쉬제어조립체(202)에 의해 제어된다.
웨이퍼(110)는 스크럽작업 중에, 웨이퍼구동롤러(206a,206b)에 의해 적소에 지지된다. 웨이퍼구동롤러(206a,206b)는 롤러아암(204a,204b)에 실장된다. 추가로, 웨이퍼에 대해 브러쉬(120)의 회전으로 달성되어진 스크럽 작업외에, 웨이퍼구동롤러(206a,206b)는 웨이퍼(110)의 회전을 구동시킨다. 스크러빙작업 중에, 에지홀더(114)는 웨이퍼(110)로부터 후퇴된다. 웨이퍼구동롤러(206a,206b)는 웨이퍼(110)를 지지하고 모터(208)로 구동되어 웨이퍼(110)를 회전시킨다. 또한, 웨이퍼(110)는 롤러아암(204a,204b)으로 오르내리게 함으로써 탈중심스크러빙을 달성하도록 위 또는 아래로 이동될 수 있다.
스크러빙작업이 종결되면, 에지홀더(114)는 리프터로드제어기(108')에 의해 구동된 리프터로드(112)의 적소에 들어올려진다. 도해된 실시형태의 리프터로드제어기(108')는 서보모터(servo motor)이지만, 다른 실시형태에서는, 스크러버장치(102)를 통하여 건조장치(104)로 웨이퍼(110)를 제어가능하게 들어올리고 내리기 위한 공기식, 수압식, 선형액츄에이터, 또는 임의의 적당한 기계장비일 수 있다(도 1 참조).
도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 에지홀더(114)의 상세도이다. 에지홀더(114)는 리프터로드(112)의 선단에 부착되고, 웨이퍼(110)의 에지의 일부로 웨이퍼(110)를 지지하도록 구성된다. 단면도로 도시된 바와 같이 에지홀더(114)의 내부는 "V"자형상으로 구성된다. 이러한 구조는 웨이퍼(110)의 표면과의 접촉면(즉, 작동영역)을 최소화하면서, 전술된 바와 같이 스크러버장치(102)를 통해 건조장치(104)의 위치로 웨이퍼(110)를 리프팅하기에 충분한 지지를 제공한다.
도 3c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 리프팅된 웨이퍼(110)를 도시한 것이다. 스크럽작업의 종료시에, 에지홀더(114)는 승강리로드제어기(108' 혹은 108)로 구동된 리프터로드(112)에 의해 리프팅된다. 에지홀더가 웨이퍼(110)를 지지하게 위치되면, 브러쉬(120)는 브러쉬제어조립체(202)에 의해 후퇴된다. 리프터로드(112)가 화살표방향(210a)으로 에지홀더(114)를 리프팅시켜 화살표방향(210b)으로 스크러버브러쉬조립체(200)를 통과하여 웨이퍼(110)를 들어올린다. 웨이퍼(110)가 들어올려지면서, 웨이퍼(110)의 지지대는 웨이퍼구동롤러(206a,206b)로부터 에지홀더(114)로 전달되고, 이러한 방식으로 웨이퍼는 스크러버장치(102)를 통해 건조장치(104)로 리프팅된다.
전술된 도 1a 내지 도 1c를 참조로 하면, 건조장치(104)의 일 실시형태는 개방위치와 로드/언로드위치 및, 폐쇄위치 등 3가지 위치를 갖는다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 개방위치, 로드/언로드위치 및 폐쇄위치의 세부 웨이퍼 위치의 3 개의 위치 각각의 건조장치(104)의 측면도를 도시한다. 도 4a에서, 건조장치(104)는 개방위치에 있다. 이동가능한 건조하우징(104a)은 고정된 건조하우징(104b)에서 가능한 가장 멀리 떨어진 거리(Dopen)에 있다. 이동가능한 건조기하우징(104a)이 이 위치로부터 이동할 수 있는 유일한 방향은 고정된 건조기하우징(104b)쪽이며, 이러한 이동은 화살표방향(252)으로 표시된다. 웨이퍼(110)는 리프터로드(112)의 선단에 있는 에지홀더(114)로 지지된 측면도로 보여진다. 피봇돌기부(105a)는 들어올려진 혹은 체결되지 않은 위치에서 도시된다. 돌기부(105b,105c)는 측면으로부터 단일구조로 나타내진다.
도 4a에서, 웨이퍼는 평판(250)상에 점으로 나타내진 돌기부(105b,105c) 위에 실제로 놓인다. 이러한 위치로부터, 이동가능한 건조하우징(104a)은 로드/언로드위치로 진행할 수 있다.
도 4b는 로드/언로드위치를 도시한다. 이동가능한 건조기하우징(104a)은 고정된 건조기하우징(104b)에 인접한 위치로 이동되는데, 하우징 사이의 거리는 DL/U으로 표시된다. 로드/언로드위치로부터, 이동가능한 건조기하우징(104a)은 화살표방향(254)으로 표시된 바와 같이 고정된 건조기하우징(104b)으로부터 멀리 혹은 고정된 건조기하우징을 향하여 이동될 수 있다. 로드/언로드위치에서, 웨이퍼(110)는 돌기부(105b,105c)상에 위치되며, 피봇돌기부(105a)는 들어올려져 체결되지 않은 위치로부터 아래로 선회하여, 웨이퍼(110)의 에지에 부착되고, 돌기부(105b,105c)와 피봇돌기부(105a)에 실장한 웨이퍼를 고정시킨다. 상세하게 웨이퍼를 도시한 바와 같이, 피봇돌기부(105a) 및 돌기부(105b,105c)에 의해 웨이퍼는 평판(250)에 실장되어 고정된다. 그런 후에 리프터로드(112)는 웨이퍼(110)로부터 멀리 건조장치(104)의 외부로 에지홀더(114)를 후퇴시킨다.
도 4c는 폐쇄위치에서 건조장치(104)를 도시한다. 이동가능한 건조기하우징(104a)은 건조장치(104)를 밀폐하는 고정된 건조기하우징(104b)과 맞물려진다. 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 웨이퍼(110)는 피봇돌기부(105a)와 돌기부(105b,105c)로 평판(250)에, 그리고 밀폐된 건조장치(104)의 고정된 건조기하우징(104b)의 일부에 고정되게 실장된다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 웨이퍼제조공정(300)의 도면이다. 웨이퍼(110)는 선단작동기(304)로 (예컨대, 원하는 위치로 혹은 이 위치로부터 이동되게) 조종되며, 웨이퍼는 진공홀드(306) 혹은 이러한 다른 장치로 선단작동기(304)에 고정되거나, 세척실을 표준 및 무결한 상태로 유지하면서 웨이퍼를 효율적으로 이송하도록 된 선단작동기(304) 혹은 다른 로봇아암으로 웨이퍼를 고정한다. 웨이퍼(110)는 스크러버장치(102)내로 삽입(302a)되고 스크러버조립체내에 위치지정(302b)된다. 일 실시형태에서, 다중 스크러빙공정들은 각 공정으로 성취되어 웨이퍼가 더욱 청결해진다. 스크럽작업이 종결된 후에, 웨이퍼는 (스크러버장치(102)내로부터) 건조장치(104)내로 이송(302c)되고 건조공정을 위해 위치(302d)된다. 일 실시형태에서, 건조장치(104)내에서 종결된 공정은 웨이퍼(110)를 회전시키는 단계, 웨이퍼(110)를 세정하는 단계, 웨이퍼(110)를 에칭하는 단계, 웨이퍼(110)를 건조하는 단계 등을 포함한다. 건조공정을 종결하면, 웨이퍼(110)는 선단작동기(304)로 추출(302e)되되, 진공홀드(306) 혹은 전술된 다른 고정장치 또는 방법으로 선단작동기에 고정된다. 일 실시형태에서, 선단작동기(304)는 도해된 웨이퍼제조공정(300)의 개시시점에서 웨이퍼(110)를 삽입(302a)시킨 선단작동기(304)와 동일한 로봇에 실장된다. 바람직하게, 2개 이상의 선단작동기가 사용될 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조기(104)의 상세도이다. 전술된 바와 같이, 건조기(104)는 이동가능한 건조기하우징(104a)과 고정된 건조기하우징(104b)을 구비한다. 일 실시형태에서, 이동가능한 건조기하우징(104a)은 개방, 로드/언로드, 혹은 폐쇄위치 중 하나에 기계적으로 위치된다. 웨이퍼(110)는 전술된 바와 같이 건조기(104)내로 이송되고, 평판(250)상에 실장되어 돌기부(105)에 의해 고정된다. 평판(250)은 실장블록(354)을 사용하는 스핀모터(352)에 부착되어서, 고정된 웨이퍼(110)와 함께 회전하게 된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 일련의 노즐(350)은 웨이퍼(110)의 후면에 세정액을 분무하기 위해 제공된다.
일 실시형태에서, 웨이퍼(110)는 건조기(104)가 개방위치에 있을 때 건조기(104)로 이송된다. 웨이퍼(110)는 스크럽작업이 종결된 후에 스크러버(102)를 통해 리프팅되고(도 1a 참조), 건조기(104)가 개방위치에 있는 동안에 스크러버(102) 위에 있는 건조기(104)로 들어간다. 이동가능한 건조기하우징(104a)은 로드/언로드위치로 이동되고, 웨이퍼(110)는 도 1a 내지 도 1c를 참조로 하여 기술된 바와 같이 돌기부(105)를 사용하여 평판(250)에 실장된다. 웨이퍼(110)의 작업면(예컨대, 이 위에 제조된 장비를 갖춘 측면)은 이동가능한 건조기하우징(104a)과 맞닿게 위치되며, 일단 웨이퍼(110)가 실장되면, 이 이동가능한 건조기하우징(104a)은 고정된 건조기하우징(104b)에 다시 맞물리게 이동되어 폐쇄위치로 건조기(104)를 밀폐한다.
폐쇄위치에 있어서, 건조기(104)는 웨이퍼(110)의 회전, 세정, 에칭, 혹은 건조작업 중 임의의 작업을 실행하게 되어 있다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 건조기(104)의 평면도이다. 도 6b는 로드/언로드위치에 있는 건조기(104)를 도시한 것이고, 도 6c는 폐쇄위치에서 건조기(104)를 도시한 것이다. 일 실시형태에서, 서보모터(359)는 건조기(104)의 측면상에 위치되어 이동가능한 건조기하우징(104a)의 위치를 제어한다. 로드/언로드위치(도 6b 참조)에서는, 웨이퍼(110)가 돌기부(105b,105c)를 사용하여 평판(250)에 실장된다. 전술된 바와 같이, 피봇돌기부(105a)는 실장한 웨이퍼(110)를 고정하도록 사용된다. 일단 웨이퍼(110)가 위치되고 에지홀더(114; 도 3a 내지 도 3b 참조)가 건조기(104)로부터 빠져나오면, 서보모터(359)는 이동가능한 건조기하우징(104a)을 고정된 건조기하우징(104b)과 폐쇄위치에서 구동한다. 웨이퍼(110)의 후면은 고정된 건조기하우징(104b)에 면하는 측면으로, 세정액 혹은 처리용 화학물질을 일련의 노즐(350)로 분사하여 세정된다. 웨이퍼(110)의 작업면은 평판(250)과 맞닿고 웨이퍼(110)의 그 측면에 노즐(358)로 액체를 분사하여 세정(혹은 세정후에 에칭)된다. 도 6b 및 도 6c는 일 실시형태에 따른 웨이퍼(110)의 작업면에 액체를 분사하는 대표적인 노즐(358)을 도시하며, 노즐(358)은 임의의 적당한 위치 혹은 바람직한 공정의 필요성과 웨이퍼(110)의 크기에 따른 임의의 적당한 형태로 위치될 수 있다.
배수관(360)은 건조장치(104)로부터 액체를 제거하는 것으로 도 6b와 도 6c에 도시되어 있다. 배수관(360)은 액체를 제거하기 위해 건조한 환경에서 필요로 하지만, 바람직한 일 실시형태에서, 평면도에는 도시되진 않았으나 배수관(360)은 건조기(104)의 하부에 위치되면 가장 효과적이다.
일단 웨이퍼(110)가 제조시스템(100)을 통해 처리되면, 웨이퍼는 이미 널리 공지된 제조작업을 통해 처리될 수 있다. 이미 널리 공지된 바와 같이, 이러한 작업은 산화물재료와 전도성재료(예컨대, 알루미늄, 구리, 혼합물 및 이와 유사한 재료)의 침착 혹은 스퍼터링(sputtering)을 포함한다. 또한 "후위"공정으로 공지된 공정은 에칭작업을 포함한다. 이러한 에칭작업은 집적회로장비의 상호접속구조를 한정하는 데에 필요한 금속선망과 비아(via) 및 기하학적 패턴의 네트워크를 한정하도록 구성된다. 이러한 작업들 사이에서, 화학기계연마(CMP)작업은 더욱 효율적인 제조를 달성하기 위해 표면의 평탄화를 필요로 한다. 임의의 이러한 작업 후에, 웨이퍼는 집적회로설비를 제조하는 그 다음 작업으로 진행되기 전에 세척되고 건조될 필요가 있다. 일단 종결되면, 웨이퍼는 다이로 절단되고, 각각의 다이는 하나의 집적회로칩을 나타낸다. 그 다음에, 칩은 적당한 패키지(package)내에 놓이고, 소비자용 전자제품과 같은 바람직한 제품에 통합된다.
본 발명은 다수의 바람직한 실시형태의 관점에서 기술되어 있지만, 전술된 명세서와 도면에 의해 당업자는 다양한 대체예, 부가예, 변경예 및, 그 균등물을 알 수 있다. 그러므로, 본 발명은 그 사상 및 범주내에 있을 때 이러한 변형과, 첨가, 변경 및, 동등함을 포함하도록 의도된다.

Claims (23)

  1. 삭제
  2. 기계적인 스크럽 세척을 위해 웨이퍼(110)를 수용하도록 구성된 스크러버장치(102), 및
    상기 스크러버장치 상부에 수직으로 배열되고 상기 기계적인 스크럽 세척 후에 상기 웨이퍼를 수용하여 건조하도록 구성된 건조장치(104)을 구비하며,
    상기 스크러버장치는, 상기 웨이퍼를 수용하는 제 1슬롯개구부(102g) 및 상기 제 1슬롯개부와는 상이하고 상기 건조장치로 안내하는 제 2슬롯개구부(102c)를 포함하고,
    상기 건조장치는 제 1하우징측(104a)과 제 2하우징측(104b)을 구비하며,
    상기 제 1하우징측은 폐쇄위치에서 상기 제 2하우징측과 결합되고, 상기 폐쇄위치와 다른 위치에서는 상기 제 2하우징측으로부터 분리되도록 구성되는, 웨이퍼제조시스템.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2하우징측은 상기 스크러버장치에 관하여 고정된 방위로 위치되며, 상기 제 1하우징측은 상기 제 2하우징측에 대해서 이동가능한, 웨이퍼제조시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1하우징측은 수직방향에 대해 직각방향으로 이동가능한, 웨이퍼제조시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는, 상기 제 2슬롯개구부를 통하여, 스크러버장치내로부터 상기 건조장치내로 이송되도록 구성되는, 웨이퍼제조시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    제 1선단과 제 2선단을 갖춘 리프터로드(lifter rod; 112), 및
    상기 제 1선단에서 상기 리프터로드에 부착되어 수직 방위로 상기 웨이퍼를 지지하도록 구성된 에지홀더(edge holder; 114)를 더 구비하는, 웨이퍼제조시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리프터로드는 상기 스크러버장치로부터 상기 건조장치로 상기 웨이퍼를 이송하도록 구성되는, 웨이퍼제조시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스크러버장치를 통하여 상기 건조장치로 상기 리프터로드를 이동시키는 리프터로드제어기(108)를 더 구비하는, 웨이퍼제조시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 리프터로드제어기는, 상기 리프터로드를 오르내리도록 하는 서보모터, 공기식 시스템, 선형액츄에이터시스템 및, 수압식시스템 중 하나로 되어 있는, 웨이퍼제조시스템.
  11. 제 1슬롯개구부(102g)를 통하여 스크러빙부(102)내로 웨이퍼(110)를 수용하는 단계;
    상기 스크러빙부를 밀폐하도록 상기 제 1슬롯개구부를 폐쇄하는 단계;
    제 2슬롯개구부(102c)를 개방하는 단계; 및
    상기 스크러빙부로부터 상기 제 2슬롯개구부를 통해, 상기 스크러빙부 상부에 수직으로 배열된 건조부(104)로 상기 웨이퍼를 리프팅하는 단계를 포함하고,
    상기 건조장치는 제 1하우징측(104a)과 제 2하우징측(104b)을 구비하며,
    상기 제 1하우징측은 폐쇄위치에서 상기 제 2하우징측과 결합되고, 상기 폐쇄위치와 다른 위치에서는 상기 제 2하우징측으로부터 분리되도록 구성되는, 웨이퍼제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1슬롯개구부를 통한 상기 웨이퍼의 수용은 상기 스크러빙부의 상부 이외에서 위치지정되는, 웨이퍼제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 리프팅은 상기 스크러빙부의 내부로부터, 그리고 상기 스크러빙부 상부로부터 외부로인, 웨이퍼제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 상기 스크러빙부로부터 상기 건조부내로 수용되는, 웨이퍼제조방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 건조부의 외부로 상기 웨이퍼를 이송하는 단계를 더 포함하는, 웨이퍼제조방법.
  16. 수직 방위로 존재하는 웨이퍼(110)를 스크러빙하도록 방향지정된 스크럽 브러쉬(scrub brushes; 120)를 갖춘 스크러버장치(102), 및
    상기 스크러버장치의 상부영역상에 위치되고, 상기 스크러버장치의 상기 상부영역에 있는 슬롯(102c)으로부터 상기 수직 방위로, 상기 웨이퍼를 수용하도록 구성되어 있고, 개방위치, 로드/언로드위치 및 폐쇄위치 중 하나의 위치로 천이하도록 구성된 건조장치(104)를 구비하고,
    상기 건조장치는 제 1하우징측(104a)과 제 2하우징측(104b)을 구비하며,
    상기 제 1하우징측은 폐쇄위치에서 상기 제 2하우징측과 결합되고, 상기 폐쇄위치와 다른 위치에서는 상기 제 2하우징측으로부터 분리되도록 구성되는, 웨이퍼스크러빙건조장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제 1선단과 제 2선단을 갖춘 리프터로드(112);
    상기 리프터로드의 상기 제 1선단에 부착되고, 수직 방위로, 상기 웨이퍼를 고정시키도록 구성된 에지홀더(114) 및;
    상기 스크러버장치를 통해, 상기 건조장치로 상기 리프터로드를 들어올리도록 구성된 리프터제어기(108)를 더 구비하는, 웨이퍼스크러빙건조장치.
  18. 삭제
  19. 웨이퍼세척부(102), 및
    상기 웨이퍼세척부 상부에 실장된 건조부(104)를 구비하며,
    상기 웨이퍼세척부는 폐쇄시스템과 같이 밀폐되도록 구성되고, 상기 건조부는 폐쇄시스템과 같이 밀폐되도록 구성되고,
    상기 건조장치는 제 1하우징측(104a)과 제 2하우징측(104b)을 구비하며,
    상기 제 1하우징측은 폐쇄위치에서 상기 제 2하우징측과 결합되고, 상기 폐쇄위치와 다른 위치에서는 상기 제 2하우징측으로부터 분리되도록 구성되는, 반도체 웨이퍼제조장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    제 1선단과 제 2선단을 갖춘 리프터로드(112), 및
    상기 리프터로드의 상기 제 1선단에 접속되어 있는 에지홀더(114)를 더 구비하는, 반도체 웨이퍼제조장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 에지홀더는 수직 방위로, 웨이퍼를 지지하도록 구성되는, 반도체 웨이퍼제조장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 리프터로드는 상기 웨이퍼세척부를 통해, 상기 건조부로 상기 웨이퍼를 지지하는 상기 에지홀더를 리프팅하도록 구성되는, 반도체 웨이퍼제조장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 건조부는 회전, 건조, 세정 및, 화학물질의 도포 중 하나 이상의 공정을 수행하도록 구성되는, 반도체 웨이퍼제조장치.
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