KR102435925B1 - 분사 세정 장치 및 그를 구비한 asc 공정 자동화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉곳이 투입되는 세정 챔버; 상기 잉곳을 고정하는 고정수단; 움직이면서 상기 잉곳을 향해 세정액을 분사하는 분사 노즐; 상기 분사 노즐을 이동가능하게 지지하는 이송 레일;을 포함하며, 상기 분사 노즐은 다수개의 분사공을 포함하는 분사 세정 장치를 제공한다.

Description

분사 세정 장치 및 그를 구비한 ASC 공정 자동화 장치{As Sliced Cleaning process automation apparatus}
본 발명은 웨이퍼 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ASC 공정을 수행하는 자동화된 ASC 공정 자동화 장치에 관한 것이다.
단결정 실리콘 잉곳(Single Crystal Silicon Ingot)은 일반적으로 초크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다. 이 방법은 챔버 내의 도가니에서 다결정 실리콘(Polycrystal silicon)을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 이를 서서히 상승시키면서 원하는 지름의 단결정 실리콘 잉곳(이하, 잉곳)으로 성장시키는 방법이다.
단결정 실리콘 웨이퍼(Single Silicon Wafer)의 제조 공정은 크게는, 잉곳을 만들기 위한 단결정 성장(Growing) 공정과, 잉곳을 슬라이싱(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 슬라이싱(Slicing) 공정과, 슬라이싱 공정에 의해 얻어진 웨이퍼의 깨짐, 일그러짐을 방지하기 위해 그 외주부를 가공하는 외주 그라인딩(Edge Grinding) 공정과, 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 랩핑(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정(Cleaning) 공정을 포함한다.
한편, 잉곳을 웨이퍼로 절단하는 슬라이싱 공정은 와이어 쏘잉 장치(Wire Sawing apparatus)에 의해 이루어진다.
도 1은 일반적인 와이어 쏘잉 장치의 동작을 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 쏘잉 장치(1000)는, 잉곳(IG)의 상부를 고정하는 빔(B)과, 잉곳(IG)을 승하강 가능하게 지지하도록 빔(B)을 클램핑하는 잉곳 클램프(1100)와, 잉곳 클램프(1100)의 하부에서 회전하는 다수의 롤러들(1200, 1300)과, 다수의 롤러들(1200, 1300)에 감겨지면서 정역으로 회전하는 와이어(W)와, 와이어(W)를 향해 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐(미도시)을 구비한다.
와이어 쏘잉 장치(1000)는 와이어(W)를 빠른 속도로 주행시키면서 그 위에 슬러리를 분사시키고, 잉곳(IG)은 와이어(W)를 향해 점점 하강한다. 이때, 와이어(W)에 묻은 슬러리와의 마찰에 의해 잉곳(IG)은 다수의 웨이퍼로 절단된다.
와이어 쏘잉 공정이 완료되면, 전술한 외주 그라인딩 공정을 수행하기 전 단계로서, 웨이퍼들에 묻어있는 슬러리, 오일, 절삭분말 등 이물질을 제거하고, 웨이퍼들의 상부에 고정된 빔(B)을 제거하여 웨이퍼들을 박리하는 일련의 과정들인 ASC(As Sliced Cleaning) 공정을 더 수행한다.
ASC 공정은 다양한 장치들이 조합된 ASC 공정 장치를 통해 이루어진다. ASC 공정 장치는 등유 세정(WN-420), 로딩(Loading), 울트라 클린(Ultra Clean), 1차 린스(Rinse), 2차 린스, 3차 린스, 웨이퍼 박리, 언로딩(Unloading) 등 ASC 공정에 필요한 과정들을 순차적으로 수행한다.
그런데, ASC 공정을 수행하는 각 과정의 장치들과, 장치들 사이의 연결 구간(진행 구간)은 자동화가 진행되지 않은 부분이 많아서 수작업으로 이루어지고 있다. 이러한 수작업 과정은 작업자의 숙련도에 따라서 ASC 공정의 품질 이상(웨이퍼 표면에 얼룩 발생 및 불균일한 세정, 웨이퍼의 파손 등)을 야기할 뿐만 아니라 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있다.
특히, ASC 공정 장치에서 등유 세정(WN-420)은 점 형태의 분사 방식을 갖는 분사 노즐을 통해 강제적으로 이물질을 분리시키는 과정을 포함한다. 이때, 작업자의 숙련도에 따라서 분사 노즐을 통해 웨이퍼에 가해지는 압력이 달라지면서 불균일한 세정, 충격으로 인한 웨이퍼의 파손 등 ASC 공정의 품질에 영향을 미치게 된다.
따라서 본 발명은 ASC 공정에서 등유 세정 과정과 그 연결 구간(진행 구간)을 자동화하고 분사 세정 방식을 개선함으로써 ASC 공정의 품질을 향상시키고 시간과 비용을 절감시킬 수 있는 분사 세정 장치 및 그를 구비한 ASC 공정 자동화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 잉곳이 투입되는 세정 챔버; 상기 잉곳을 고정하는 고정수단; 움직이면서 상기 잉곳을 향해 세정액을 분사하는 분사 노즐; 상기 분사 노즐을 이동가능하게 지지하는 이송 레일;을 포함하며, 상기 분사 노즐은 다수개의 분사공을 포함하는 분사 세정 장치를 제공한다.
상기 세정 챔버의 상부에 설치되는 레일부; 및 상기 레일부를 따라 상기 잉곳을 이송시키는 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 고정수단은 상기 잉곳의 일측을 고정하는 제1 클램프; 및 상기 제1 클램프와 나란하게 배치되고, 상기 잉곳의 타측을 고정하는 제2 클램프를 포함할 수 있다.
상기 고정수단은 상기 제1 클램프를 향해 상기 제2 클램프를 접근하거나 이격시키도록 상기 제2 클램프를 이동가능하게 지지하는 클램프 이송바를 더 포함할 수 있다.
상기 분사 노즐은 상기 잉곳의 웨이퍼들 측면 일측에 배치되는 제1 분사 노즐; 상기 잉곳의 웨이퍼들 측면 타측에 배치되는 제2 분사 노즐을 포함할 수 있다.
상기 이송 레일은 상기 제1 분사 노즐을 수직 이동가능하게 지지하는 제1 수직레일; 및 상기 제2 분사 노즐을 수직 이동가능하게 지지하는 제2 수직레일을 포함할 수 있다.
상기 제1 분사 노즐을 수평 이동가능하게 지지하는 제1 수평레일; 및 상기 제2 분사 노즐을 수평 이동가능하게 지지하는 제2 수평레일을 포함할 수 있다.
상기 제1 수평레일과 상기 제2 수평레일은 상기 잉곳을 사이에 두고, 상기 잉곳의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제1 수평레일은 상기 제1 수직레일에 이동가능하게 설치되고, 상기 제2 수평레일은 상기 제2 수직레일을 따라 각각 이동가능하게 설치될 수 있다.
상기 분사 노즐은 상기 잉곳의 길이 방향을 따라 배치된 제1 길이가 상기 잉곳의 수직 방향을 따라 배치된 제2 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
상기 다수개의 분사공은 격자 무늬 형태로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 잉곳이 투입되는 세정 챔버; 상기 잉곳을 고정하는 고정수단; 움직이면서 상기 잉곳을 향해 세정액을 분사하는 분사 노즐; 상기 분사 노즐을 상기 잉곳의 상부 영역에서 양 측면 영역까지 이동가능하게 지지하는 이송 레일;을 포함하며, 상기 분사 노즐은 다수개의 분사공을 포함하는 분사 세정 장치를 제공한다.
상기 이송 레일은 상기 분사 노즐을 수직 이동가능하게 지지하며, 상기 잉곳을 사이에 두고 이격 배치되는 제1 및 제2 수직레일; 상기 제1 및 제2 수직레일의 상부를 연결하는 상부 수평레일을 포함할 수 있다.
상기 분사 노즐은 상기 잉곳의 길이 방향을 따라 배치된 제1 길이가 상기 잉곳의 수직 방향을 따라 배치된 제2 길이 보다 길게 형성될 수 있다.
상기 제1 길이를 따라 배치되는 상기 다수개의 분사공은 상기 잉곳의 길이를 커버하도록 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 다수의 등유 배스를 포함하며 와이어 쏘잉이 완료된 잉곳의 세정이 이루어지는 등유 세정부; 및 상술한 어느 한 형태의 분사 세정 장치를 포함하는 ASC 공정 자동화 장치를 제공한다.
본 발명의 분사 세정 장치 및 그를 구비한 ASC 공정 자동화 장치에 따르면, 등유 세정 과정과 그 연결 구간(진행 구간)을 자동화하고 분사 방식을 개선함으로써 작업자에 상관없이 ASC 공정의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 와이어 쏘잉 장치의 동작을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ASC 공정 자동화 장치의 개략적인 정면 구성도이다.
도 3은 도 2의 로딩부, 등유 세정부, 분사 세정 장치에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 세정 장치의 정면 구성도 및 동작도이다.
도 5는 도 4의 평면 구성도 및 동작도이다.
도 6은 도 5의 분사 노즐의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 세정 장치의 정면 구성도 및 동작도이다.
이하, 실시 예들은 포인터된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ASC 공정 자동화 장치의 개략적인 정면 구성도이고, 도 3은 도 2의 로딩부, 등유 세정부, 분사 세정 장치에 대한 확대도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예의 ASC 공정 자동화 장치(1)는 로딩부(10), 등유 세정부(20), 분사 세정 장치(30), 본 세정부(40), 웨이퍼 박리부(50), 언로딩부(60), 이송 유닛(100), 레일부(200) 및 세정 챔버(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
로딩부(10)는 와이어 쏘잉이 완료된 잉곳(IG, 이하 도 1 참조)이 등유 세정부(20)로 투입되도록 하는 기구 또는 장치로 구성될 수 있다. 로딩부(10)를 통해 제공되는 잉곳(IG)은 슬라이싱 공정(와이어 쏘잉 공정)이 끝나 다수의 웨이퍼로 절개된 상태이다. 웨이퍼들의 상부에는 아직 빔(B, 이하 도 1 참조)이 본드 등 접착물질에 의해 부착된 상태이다. 이하, 빔(B)과 웨이퍼들이 결합되어 잉곳(IG)의 형상(원기둥)을 유지한 것을 잉곳(IG)이라고 부르고, 빔(B)에 부착되어 있으며 분리될 수 있는 슬라이싱된 개별적인 부분은 웨이퍼로 부르기로 한다.
로딩부(10)는 상술한 잉곳(IG)을 와이어 쏘잉 장치부로터 등유 세정부(20)로 이송하여 투입할 수 있다. 예를 들어 로딩부(10)는 하부에는 바퀴가 달리고, 상부에는 잉곳(IG)을 거치할 수 있는 선반 또는 지그를 포함하는 로더(Loarder)로 실시될 수 있다.
로딩부(10)에 의해 등유 세정부(20)로 투입된 잉곳(IG)은 등유 세정부(20)에 의해 등유 세정 과정을 수행할 수 있다. 등유 세정부(20)는 와이어 쏘잉 과정에서, 슬러리에 포함된 알칼리 오일(Alkali Oil)을 웨이퍼 표면에서 제거할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 등유 세정부(20)는 후술할 이송 유닛(100)에 의해 잉곳(IG)이 순차적으로 담궈지는 다수의 등유 배스(21, 22, 23, 24)를 포함할 수 있다. 예를 들어 다수의 등유 배스(21, 22, 23, 24)는 4개로 이루어질 수 있으며, 각각의 등유 배스(21, 22, 23, 24)에는 서로 다른 농도의 등유가 수용될 수 있다. 물론, 등유 배스라고 명칭하였지만 다수의 등유 배스(21, 22, 23, 24) 중 일부에는 등유가 아닌 다른 세정액이 채워질 수도 있다.
각각의 등유 배스(21, 22, 23, 24)에는 일정한 시간 동안 잉곳(IG)이 순차적으로 담궈질 수 있다. 이를 위해 이송 유닛(100)은 잉곳(IG)을 등유 배스(21, 22, 23, 24)를 향해 하강시켜 등유에 담근 후 상승시키거나 다른 등유 배스(21, 22, 23, 24)로 이동시킨 후 승하강 시킬 수 있다.
종래에는 등유 배스(21, 22, 23, 24)에 잉곳(IG)을 담그는 과정을 작업자가 수작업으로 수행했지만 본 발명은 이송 유닛(100)에 의해 잉곳(IG)을 다수의 등유 배스(21, 22, 23, 24)에 순차적으로 담글 수 있으므로 등유 배스(Kerosene Bath) 과정을 자동화할 수 있다.
등유 세정이 끝난 잉곳(IG)은 분사 세정 장치(30)에 의해서 예비 세정(Pre-Cleaning)하는 과정을 거칠 수 있다.
분사 세정 장치(30)는 본 세정 단계를 수행하기 전 단계로서, 정적인 등유 세정 과정을 통해 웨이퍼에 묻은 등유, 이물질을 적극적으로 제거하기 위한 과정을 수행할 수 있다. 따라서 분사 세정 장치(30)는 보다 강제적이고 동적인 분사 수단을 포함하여 실시될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
본 세정부(40)는 잉곳(IG)을 다수 회(여러 차례) 세정하는 과정을 수행할 수 있다. 이를 위해 본 세정부(40)는 다수의 배스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 세정부(40)는 울트라 클린(Ultra Clean)을 수행하는 제1 배스(41), DIW를 이용하여 제1 린스(Rinse) 과정을 수행하는 제2 배스(42), DIW를 이용하여 제2 린스 과정을 수행하는 제3 배스(43), Hot DIW(예를 들어 80
Figure 112020041345654-pat00001
를 이용하여 제3 린스 과정을 수행하는 제4 배스(44)를 포함할 수 있다.
상술한 본 세정부(40)의 제1 배스 내지 제4 배스(41~44)에서는 이송 유닛(100)에 의해 이송되는 잉곳(IG)이 순차적으로 담궈지면서 세정이 이루어질 수 있다.
웨이퍼 박리부(50)는 잉곳(IG)을 다수의 웨이퍼들로 박리시킬 수 있다. 이를 위해, 웨이퍼 박리부(50)는 이송 유닛(100)에 의해 이송된 잉곳(IG)에 부착된 빔(B)을 제거할 수 있다.
언로딩부(60)는 웨이퍼 박리부(50)에 인접 설치되며, 다수의 웨이퍼들을 외부로 배출할 수 있다. 언로딩부(60)는 웨이퍼 박리부(50)로부터 상기 다수의 웨이퍼들을 파지하여 이동시키는 언로딩 로봇을 포함하는 언로더(Unloader)로 실시될 수 있다. 예를 들어 언로딩 로봇은 다수의 웨이퍼들을 한꺼번에 웨이퍼 박리부(50)에서 인출할 수도 있으며, 개별적으로 낱개로 인출할 수도 있다. 이때, FOUP 등 카세트가 함께 사용될 수 있다.
이송 유닛(100)은 상술한 등유 세정부(20), 분사 세정 장치(30), 본 세정부(40), 웨이퍼 박리부(50)를 연속적으로 진행하면서 잉곳(IG)을 선형 및 승하강 이송시킬 수 있다. 예를 들어 이송 유닛(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 잉곳(IG)을 클램핑하는 클램핑부(110), 잉곳(IG)을 진행방향(x축)으로 이동시키는 선형 이송부(120) 및 잉곳(IG)을 수직이동(z축) 시키는 승하강 이송부(130)를 포함할 수 있다.
레일부(200)는 등유 세정부(20), 분사 세정 장치(30), 본 세정부(40), 웨이퍼 박리부(50)를 따라 설치되며, 이송 유닛(100)이 장착될 수 있다. 예를 들어 레일부(200)는 길이 방향(x축 방향)을 따라서 ASC 공정 자동화 장치 모두를 연결하도록 길게 설치될 수 있다. 레일부(200)는 하나의 레일, 복수의 레일 등으로 실시될 수 있다. 따라서 이송 유닛(100)은 레일부(200)를 따라서 ASC 공정 과정을 연속적으로 이동할 수 있다.
한편, 상술한 분사 세정 장치(30)는 ASC 공정 자동화 장치에서는 하나의 과정(Part)를 구성하지만, 개별적으로도 하나의 분사 세정 장치(30)를 구성할 수도 있다. 따라서 분사 세정 장치(30)는 분사 세정 장치(30)로 명칭할 수 있다.
분사 세정 장치(30)는 배스 형태의 세정조에 담그어지는 정적인 세정 방식과 달리 세정액을 직접적으로 웨이퍼에 분사하는 방식을 가지므로 동적 세정 장치, 강제 세정 장치, 적극적 세정 장치 등으로 부를 수 있다.
이하, 실시예의 분사 세정 장치(30)에 대해서 상술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 세정 장치의 정면 구성도 및 동작도이고, 도 5는 도 4의 평면 구성도 및 동작도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 분사 세정 장치(30)는, 세정 챔버(300)와, 분사 노즐(310, 350), 이송 레일(320), 고정수단(330)을 포함할 수 있다.
세정 챔버(300)는 잉곳(IG)이 투입되고 잉곳(IG)에 대한 세정 과정이 진행되는 공간을 형성한다. 세정 챔버(300) 내부에는 세정액이 분사되고 웨이퍼로부터 이물질이 분리되므로 외부와 차단될 필요가 있다. 세정 챔버(300)는 외부로부터 오염물질 유입을 막고 세정액과 이물질, 가스 등이 배출되는 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 세정 챔버(300)의 하부에는 세정후의 세정액 및 이물질 등이 배출될 수 있는 배출구가 형성되고, 세정 챔버(300)의 상부에는 수분, 가스 등이 배출될 수 있는 배기구가 형성될 수 있다.
세정 챔버(300)의 상부에는 잉곳(IG)이 운반되고, 세정이 끝난 잉곳(IG)이 다음 과정으로 배출되도록 레일부(200)가 설치될 수 있다. 예를 들어 레일부(200)는 등유 세정부(20)와 본 세정부(40)를 연결하도록 세정 챔버(300)의 상부 내측에 배치될 수 있다. 상술한 이송 유닛(100)은 레일부(200)를 따라 이동가능하게 설치되면서, 잉곳(IG)을 이송시킬 수 있다.
세정 챔버(300)의 내측에는 상술한 분사 노즐(310, 350), 이송 레일(320), 고정수단(330)이 설치될 수 있다.
분사 노즐(310, 350)은 움직이면서 잉곳(IG)을 향해 적정한 압력의 세정액을 직접 분사할 수 있다. 여기서 세정액은 DIW, 등유(WN-420) 등을 사용할 수 있다.
예를 들어 분사 노즐(310, 350)은 잉곳(IG)의 웨이퍼들 측면 일측에 배치되는 제1 분사 노즐(310)과, 잉곳(IG)의 웨이퍼들 측면 타측에 배치되는 제2 분사 노즐(350)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 분사 노즐(310)과 제2 분사 노즐(350)은 잉곳(IG)의 길이 방향 좌 우측에 각각 배치될 수 있다.
이송 레일(320)은 상술한 제1 분사 노즐(310)과 제2 분사 노즐(350)을 각각 수직 이동 및 수평 이동시키면서 잉곳(IG)의 여러 영역에 세정액이 분사되도록 분사 노즐(310, 350)들을 움직일 수 있다.
예를 들어 이송 레일(320)은 제1 분사 노즐(310)을 수직 이동가능하게 지지하는 제1 수직레일(321)과, 제2 분사 노즐(350)을 수직 이동가능하게 지지하는 제2 수직레일(323)을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 수직레일(321)과 제2 수직레일(323)은 z축 방향과 나란하게 배치될 수 있다. 따라서 제1 분사 노즐(310)과 제2 분사 노즐(350)은 z축을 따라 이동하면서 잉곳(IG)에 대한 세정을 수행할 수 있다.
또한, 이송 레일(320)은 제1 분사 노즐(310)을 수평 이동가능하게 지지하는 제1 수평레일(340)과, 제2 분사 노즐(350)을 수평 이동가능하게 지지하는 제2 수평레일(360)을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1 수평레일(340)과 제2 수평레일(360)은 잉곳(IG)을 사이에 두고, 잉곳(IG)의 길이 방향을 따라 나란하게 배치된다. 즉, 제1 수평레일(340)과 제2 수평레일(360)은 y축 방향과 나란하게 배치될 수 있다. 따라서 제1 분사 노즐(310)과 제2 분사 노즐(350)은 y축을 따라 이동하면서 잉곳(IG)의 길이 방향을 따라 세정을 수행할 수 있다.
또한, 제1 수평레일(340)은 제1 수직레일(321)에 이동가능하게 설치되고, 제2 수평레일(360)은 제2 수직레일(323)을 따라 각각 이동가능하게 설치될 수 있다.
고정수단(330)은 이송 유닛(100)에 의해 세정 챔버(300) 내부로 운반된 잉곳(IG)을 안정적으로 거치할 수 있다. 즉, 고정수단(330)은 이송 유닛(100)으로부터 잉곳(IG)을 인계 받아, 세정 과정동안 잉곳(IG)을 안정적으로 고정 지지할 수 있다.
예를 들어 고정수단(330)은 제1 클램프(331)와, 제1 클램프(331)를 향해 이동가능하게 설치되는 제2 클램프(332)를 포함할 수 있다.
제1 클램프(331)는 잉곳(IG)의 일측을 고정 지지할 수 있다. 예를 들어 제1 클램프(331)는 잉곳(IG)의 상부에 부착된 빔(B)에 장착될 수 있다. 물론, 제1 클램프(331)는 잉곳(IG)의 일측면(가장자리의 노출된 웨이퍼의 일면)에만 장착되거나 빔(B)과 잉곳(IG)의 일측면에 모두 장착될 수도 있다.
제2 클램프(332)는 제1 클램프(331)와 나란하게 배치되고, 잉곳(IG)의 타측을 고정할 수 있다. 마찬가지로, 제2 클램프(332)는 잉곳(IG)의 타측면(가장자리의 노출된 웨이퍼의 일면)에만 장착되거나 빔(B)과 잉곳(IG)의 타측면에 모두 장착될 수도 있다.
상술한 고정수단(330)은 제1 클램프(331)를 향해 제2 클램프(332)를 접근하거나 이격시키도록 제2 클램프(332)를 이동가능하게 지지하는 클램프 이송바(333)를 더 포함할 수 있다. 즉, 클램프 이송바(333)는 y축 방향으로 이동할 수 있다.
따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 이송 유닛(100, 도 3 참조)에 의해 운반된 잉곳(IG)은 일측이 제1 클램프(331)와 접촉되도록 놓여질 수 있고, 제1 클램프(331)와 이격된 상태로 나란하게 배치된 제2 클램프(332)는 클램프 이송바(333)에 의해 잉곳(IG)의 타측과 접촉되도록 움직일 수 있다. 세정이 완료된 후에는 제2 클램프(332)는 클램프 이송바(333)에 의해 제1 클램프(331)와 멀어지도록 움직이게 되고, 잉곳(IG)은 분리되어 이송 유닛(100)에 의해 다음 공정(예를 들어 본 세정부)으로 이동할 수 있다.
전술한 실시예에서 고정수단(330)은 세정 과정동안 잉곳(IG)을 고정시켰지만 세정 과정 동안, 잉곳(IG)을 회전시키거나 분사 노즐(310, 350)을 향해 이동시키도록 구성될 수도 있을 것이다.
종래에는 예비 세정 과정을 작업자가 수작업으로 수행했지만 본 발명의 ASC 공정 자동화 장치는 세정 챔버(300) 내부에 운반된 잉곳(IG)을 분사 노즐(310, 350)에 의해 균일하고 안정적으로 세정액을 분사하도록 제어할 수 있으므로 예비 세정 과정을 자동화할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 분사 노즐(310, 350)은 고정수단(330)에 고정된 잉곳(IG)의 일측면을 향해 세정액을 일정한 압력으로 분사할 수 있다.
도 6는 도 5의 분사 노즐의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(310)은 분사관(311)과, 분사관(311)에 연결되는 분사헤드(312)를 포함할 수 있다.
분사관(311)으로부터 공급된 세정액은 분사헤드(312)를 통해 분사될 수 있다. 이를 위해 분사헤드(312)의 분사면(312a)에는 다수개의 분사공(312b)이 형성될 수 있다.
다수개의 분사공(312b)을 포함하는 실시예의 분사 노즐(310, 350)은 종래 하나의 분사공(312b)에 의한 점분사 방식을 개선하여 선분사 또는 면분사 형태를 갖게 되므로 세정액의 분사량을 늘릴 수 있고, 접촉면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 다수개의 분사공(312b)은 격자 무늬(Grid Pattern) 형태로 분사 노즐의 일면(312a)에 배치될 수 있다. 이처럼 격자 무늬로 분사공(312b)들이 배치되면, 세정액이 더욱 균일하게 배분되어 분사될 수 있기 때문에 잉곳(IG)의 세정을 균일하게 수행할 수 있다.
또한, 분사 노즐(310)은 잉곳(IG)의 길이 방향을 따라 배치된 제1 길이(L1)가 잉곳(IG)의 수직 방향을 따라 배치된 제2 길이(L2) 보다 길게 형성될 수 있다. 즉, 분사 노즐(310)의 y축 방향 길이는 z축 방향의 길이보다 클 수 있다. 이처럼 분사 노즐(310)의 y축 방향 길이가 길게 되면 잉곳(IG)의 길이 방향에 대한 세척 성능을 높일 수 있다.
여기서, 제1 길이(L1)를 따라 배치되는 분사공(312b)은 잉곳(IG)의 길이를 커버(cover)하도록 배치될 수 있다. 이처럼 분사 노즐(310)의 분사공(312b)들이 잉곳(IG)의 길이를 커버하도록 충분히 배치되면, 분사 노즐(310)은 잉곳(IG)의 길이 방향(y축)으로 이동하지 않고 제자리에서 세정을 수행할 수도 있을 것이다.
제1 분사 노즐(310)과 제2 분사 노즐(350)은 동일한 형태로 실시될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 세정 장치의 정면 구성도 및 동작도이다. 본 실시예에서는 중복된 설명을 피하기 위해서 전술한 실시예와 다른 부분을 위주로 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 분사 세정 장치(30a)에서 분사 노즐(310a)은 다수개가 아닌 1개로 이루어질 수 있다. 여기서 분사 노즐(310a)은 잉곳(IG)의 상부 영역(x축 방향)에서 양 측면 영역(z축 방향)까지 이동할 수 있다. 이를 위해 분사 노즐(310a)의 이동 방향을 제공하는 이송 레일(320)은 잉곳(IG)의 상부 영역에서 양 측면에 모두 배치될 수 있다. 예를 들어 이송 레일(320a)은 제1 수직레일(321), 제2 수직레일(323), 상부 수평레일(322)을 포함할 수 있다.
제1 수직레일(321)과 제2 수직레일(323)은 분사 노즐(310a)을 수직 이동가능하게 지지하며, 잉곳(IG)을 사이에 두고 z축 방향으로 나란하도록 이격 배치된다. 상부 수평레일(322)은 제1 수직레일(321)과 제2 수직레일(323)의 상부를 연결하며 x축 방향으로 배치된다. 즉, 제1 수직레일(321)과 상부 수평레일(322), 제2 수직레일(323)은 서로 연결되며, 분사 노즐(310a)은 제1 수직레일(321)과 상부 수평레일(322), 제2 수직레일(323)을 따라 이동할 수 있다.
따라서 분사 노즐(310a)은 잉곳(IG)의 상부 영역에서 양 측면 영역까지 이동하면서 잉곳(IG)을 향해 세정액을 분사할 수 있다.
본 발명의 분사 세정 장치 및 그를 구비한 ASC 공정 자동화 장치에 따르면, 등유 세정 과정과 그 연결 구간(진행 구간)을 자동화하고 분사 세정 방식을 개선함으로써 작업자에 상관없이 ASC 공정의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명의 ASC 공정 자동화 장치에 따르면, ASC 공정에서 수행되는 각 과정과, 과정들 사이의 연결 구간(진행 구간)을 레일부(200)와 이송 유닛에 의해 연결하고, 각 과정들을 자동화하고 연속적으로 수행할 수 있기 때문에 ASC 공정의 품질을 향상시키고 시간과 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : ASC 공정 자동화 장치 10 : 로딩부
11 : 로더(Loader) 20 : 등유 세정부
21, 22, 23, 24 : 등유 배스 30, 30a : 분사 세정 장치
40 : 본 세정부 50 : 웨이퍼 박리부
60 : 언로딩부 100 : 이송 유닛
200 : 레일부 300 : 세정 챔버
310, 310a : 제1 분사 노즐 320 : 이송 레일
321 : 제1 수직레일 322 : 상부 수평레일
323 : 제2 수직레일 330 : 고정수단
331 : 제1 클램프 332 : 제2 클램프
333 : 클램프 이송바 340 : 제1 수평레일
350 : 제2 분사 노즐 360 : 제2 수평레일
500 : 웨이퍼 박리유닛 600 : 언로더(Unloader)

Claims (16)

  1. 다수의 등유 배스를 포함하며 와이어 쏘잉이 완료된 잉곳의 세정이 이루어지는 등유 세정부; 및
    분사 세정 장치를 포함하고,
    상기 분사 세정 장치는,
    잉곳이 투입되는 세정 챔버;
    상기 잉곳을 고정하는 고정수단;
    움직이면서 상기 잉곳을 향해 세정액을 분사하는 분사 노즐;
    상기 분사 노즐을 이동가능하게 지지하는 이송 레일;
    상기 세정 챔버의 상부에 설치되는 레일부; 및
    상기 레일부를 따라 상기 잉곳을 이송시키는 이송 유닛을 포함하며,
    상기 등유 배쓰 각각에는 서로 다른 농도의 등유가 수용되고,
    상기 이송 유닛은 상기 잉곳을 클램핑하는 클램핑부, 상기 잉곳을 진행방향으로 이동시키는 선형 이송부 및 상기 잉곳을 수직이동시키는 승하강 이송부를 포함하고,
    상기 레일부는 길이 방향을 따라서 ASC 공정 자동화 장치 모두를 연결하도록 설치되고,상기 분사 노즐은 다수개의 분사공을 포함하는 ASC 공정 자동화 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정수단은
    상기 잉곳의 일측을 고정하는 제1 클램프; 및
    상기 제1 클램프와 나란하게 배치되고, 상기 잉곳의 타측을 고정하는 제2 클램프를 포함하고,
    상기 고정수단은 상기 제1 클램프를 향해 상기 제2 클램프를 접근하거나 이격시키도록 상기 제2 클램프를 이동가능하게 지지하는 클램프 이송바를 더 포함하는 ASC 공정 자동화 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 분사 노즐은
    상기 잉곳의 웨이퍼들 측면 일측에 배치되는 제1 분사 노즐;
    상기 잉곳의 웨이퍼들 측면 타측에 배치되는 제2 분사 노즐을 포함하고,
    이송 레일은
    상기 제1 분사 노즐을 수직 이동가능하게 지지하는 제1 수직레일;
    상기 제2 분사 노즐을 수직 이동가능하게 지지하는 제2 수직레일;
    상기 제1 분사 노즐을 수평 이동가능하게 지지하는 제1 수평 레일; 및
    상기 제2 분사 노즐을 수평 이동가능하게 지지하는 제2 수평 레일을 포함하는 ASC 공정 자동화 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 수평레일과 상기 제2 수평레일은 상기 잉곳을 사이에 두고, 상기 잉곳의 길이 방향을 따라 나란하게 배치되는 ASC 공정 자동화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 수평레일은 상기 제1 수직레일에 이동가능하게 설치되고,
    상기 제2 수평레일은 상기 제2 수직레일을 따라 각각 이동가능하게 설치되는 ASC 공정 자동화 장치.
  10. 제1항, 제3항, 제5항, 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 노즐은 상기 잉곳의 길이 방향을 따라 배치된 제1 길이가 상기 잉곳의 수직 방향을 따라 배치된 제2 길이 보다 길게 형성된 ASC 공정 자동화 장치.
  11. 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수개의 분사공은 격자 무늬 형태로 배치된 ASC 공정 자동화 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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