KR20020065943A - 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로, 웨이퍼척(3a,3b)이 상하로 분리되고, 분리된 상,하부 웨이퍼척(3a,3b)의 단부에 서로 대응되는 영구자석(7)이 부착되되, 분리된 상,하부 웨이퍼척(3a,3b) 사이에 배면 세정노즐(2b)이 위치한 구성으로 이루어지며, 본 발명의 웨이퍼 세정장치에 의하여 웨이퍼(1)는 전면과 배면이 동시에 세정되므로 공정을 크게 단축할 수 있고, 모터(9)의 회전력이 손실없이 웨이퍼(1)에 전달되므로 정밀한 세정작업이 이루어 질 수 있을 뿐만 아니라, 특히 벨트를 이용하여 회전력을 전달하는 종래의 기술과는 달리 마모에 의한 부품교체가 불필요하므로 장치의 유지비를 절감할 수 있다.

Description

양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치{A Wafer Cleaning Device}

본 발명은 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로, 연속 사용하더라도 공정의 정확도를 기할 수 있으면서 장기간 사용하더라도 웨이퍼의 회전에 소요되는 부품의 교체가 불필요한 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와같이, 반도체 디바이스 제조공정에는 웨이퍼 표면에 여러가지 물질을 도포 및 증착시키고 식각하여 패터닝하거나 또는 소정 분위기에서 열처리하는 등의 다수의 공정이 있으며, 이러한 공정을 통하여 표면에 부착된 이물질은 이후의 공정에서 결함으로 작용하므로 이들을 제거하기 위한 별도의 웨이퍼 세정공정이 필요하다.

가장 일반적인 지금까지의 매엽식 웨이퍼 세정장치는 도 1a에서 보는 바와같이, 웨이퍼(1) 위에 세정노즐(2)이 위치하면서 웨이퍼(1)의 전면에 약액이 분사되고, 웨이퍼(1)가 안착되어 있는 웨이퍼척(3)이 회전하여 분사된 약액이 웨이퍼(1)에 균일하게 퍼지도록 구성되어 있다. 아울러 회전속도는 도시되지 아니한 모터에 의하여 조절되며, 이때의 회전력은 회전축(4)을 통하여 웨이퍼척(3)으로 전달된다. 미설명부호 5는 웨이퍼핀이다.

또한, 세정노즐(2)이 웨이퍼(1)의 전면으로 고정되어 있어 양면을 모두 세정하기 위하여는 도 1b 및 도1c에서 보는 바와같이, 웨이퍼(1)의 방향을 180° 회전시켜주어야 한다.

즉, 전면 세정이 완료된 웨이퍼(1)는 웨이퍼 이송로봇(6)에 의하여 웨이퍼 회전장치(도면도시 생략)로 이송되고, 이송된 웨이퍼(1)는 웨이퍼 회전장치에 의하여 도 1c에서 보는 바와같이 배면이 위로 향하도록 회전된 후 다시 웨이퍼 이송로봇(6)에 의하여 웨이퍼척(3)으로 이송된다.

따라서, 종래의 매엽식 세정장치는 약액 분사장치가 한쪽 방향으로 고정되어 있어 양면을 동시에 세정할 수 없으며, 웨이퍼(1)의 방향을 바꾸어 2회 세정하여야하므로 작업성이 저하된다.

한편, 양면 세정을 할 수 있는 방법으로 웨이퍼(1)의 하부에 웨이퍼(1)와 웨이퍼척(3) 사이의 공간으로 수평방향으로 약액을 분사하는 방법이 고려될 수 있으나, 이 경우는 약액이 회전하는 웨이퍼(1)의 중심부까지 전달되기 위해서는 높은 분사압력이 요구되며, 분사된 약액이 웨이퍼 핀(5)과 충돌하게 되어 약액이 웨이퍼(1)의 배면에 균일하게 분사되기 어렵게 된다. 그러므로 양면 세정을 하기 위해서는 웨이퍼(1)의 배면에 웨이퍼(1)와 수직 방향으로 약액이 분사되어야 함은 필수적이다.

그러나, 웨이퍼(1) 세정시 회전축(4)에 연결되어 회전되는 웨이퍼척(3)을 통과하여 배면에서 약액을 분사하는 것은 매우 어려운 일이 아닐 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 한국공개특허 제2000-77317호에 개시된 기술에서는 양면 세정을 위한 장치로 웨이퍼의 전면과 배면에 각각 세정액을 분무하는 세정노즐들을 구비한 세정장치가 기재되어 있으며, 배면 세정노즐은 파이프 형태의 통공을 통하여 웨이퍼의 배면을 향하고 있고, 원통형 파이프는 웨이퍼척과 연결됨과 동시에 벨트에 의해 웨이퍼척은 모터와 연결되어 회전되도록 구성되어 있다.

이 기술에 의하여 웨이퍼는 양면이 동시에 세척되는 것이 가능해 졌으나, 이 기술은 백래시(덜거덕거림)에 의한 축의 흔들림과 토크의 변동과 회전수의 변동이 있어 정밀함을 요구하는 장비에는 사용될 수 없었으며, 또한 계속적인 사용에 의해 벨트가 마모됨에 따라 세척되는 웨이퍼의 회전속도가 더더욱 열화되어 공정의 정확도를 기할 수 없을 뿐만 아니라 벨트를 일정기간 사용 후 교체해야 하는 문제점이있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계속적으로 사용하더라도 공정의 정확도를 기할 수 있는 웨이퍼 양면 세정장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 또한 본 발명의 다른 목적은 장기간 사용하더라도 웨이퍼의 회전에 소요되는 부품의 교체가 불필요하게 양면 동시세정이 가능한 매엽식 반도체 웨이퍼 세정장치를 제공하는 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 일면 세정용 웨이퍼 세정장치 개념도.

도 2는 본 발명의 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 웨이퍼 2a,2b : 세정노즐

3a,3b : 웨이퍼척 4 : 회전축

5 : 웨이퍼핀 6 : 이송로봇

7 : 영구자석 8 : 통공

9 : 모터 10 : 웨이퍼그립

본 발명은 세정노즐이 웨이퍼의 상하 양면에 설치된 통상의 웨이퍼 양면 세정장치에 있어서, 웨이퍼척이 상하로 분리되고, 분리된 웨이퍼척의 단부에 서로 대응되는 영구자석이 부착되되, 상부 웨이퍼척의 중앙부는 통공이 형성되어 있으며, 분리된 웨이퍼척 사이에 배면 세정용 세정노즐이 위치하는 것으로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 단면도로서 웨이퍼(1)는 웨이퍼 그립(10)에 의하여 고정되며, 웨이퍼척(3a,3b)은 상부 웨어퍼척(3a)과 하부 웨이퍼척(3b)으로 분리되어 있다. 분리된 웨이퍼척(3a,3b)의 단부에 서로 대응되는 영구자석(7)이 부착되어 있으며, 분리된 웨이퍼척(3a,3b) 사이의 공간에 배면 세정노즐(2b)이 위치한다. 아울러 하부 웨이퍼척(3b)은 회전축(4)과 연결되며, 회전축(4)은 모터(M)와 연결된다.

또한, 상부 웨이퍼척(3a)은 중앙부분에 통공(8)이 형성되어 있으며, 배면 세정노즐(2b)은 분리된 웨이퍼척(3a,3b) 사이의 공간과 상부 웨이퍼척(3a)의 중앙부분에 형성된 통공(8)을 통과하여 웨이퍼(1)의 배면 중심을 향하도록 90° 정도로 굴곡된다. 아울러 전면 세정노즐(2a)은 종래의 기술에서와 동일하게 웨이퍼(1)의 전면 중심을 향하도록 위치한다.

또한, 웨이퍼척(3a,3b)의 단부에 부착되는 영구자석(7)은 서로 대응되는 위치에 위치하며 서로 반대의 극을 가진다. 아울러 부착되는 영구자석(7)의 개수는 제한이 없으나 2개 내지 4개가 효율적이며, 상하부 웨이퍼척(3a,3b)의 간격은 배면 세정노즐(2b)이 위치할 때 이들 웨이퍼척(3a,3b)의 회전에 방해받지 아니할 정도면 충분하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치의 작용효과를 설명하면, 모터(9)가 구동됨에 따라 회전력은 회전축(4)을 거쳐 하부 웨이퍼척(3b)에 전달되며, 하부 웨이퍼척(3b)의 회전력은 상부 웨이퍼척(3a,3b)과 함께 서로간의 영구자석(7)의 인력을 통하여 상부 웨이퍼척(3a)에 전달된다.

아울러, 상부 웨이퍼척(3a)에 전달된 회전력에 의하여 웨이퍼(1)는 회전하게 되며, 결과적으로 모터(9)의 회전력은 상,하부 웨이퍼척(3a,3b)이 분리되었더라도웨이퍼(1)에 손실없이 전달된다.

그리고, 모터(9)의 구동과 동시에 전면 및 배면의 세정노즐(2a,2b)에서는 약액이 분사되어 웨이퍼(1)의 전면과 배면을 동시에 세정하게 된다. 분사된 약액은 웨이퍼(1)의 중심을 향하지만 회전하는 웨이퍼(1)의 원심력에 의하여 분사된 약액이 웨이퍼(1)의 가장자리로 확산되어 웨이퍼(1)의 전면과 배면은 균일하게 세정될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치에 의하면, 웨이퍼는 전면과 배면이 동시에 세정되므로 공정을 크게 단축할 수 있으며, 모터의 회전력이 손실없이 웨이퍼에 전달되므로 정밀한 세정작업이 이루어 질 수 있고, 특히 벨트를 이용하여 회전력을 전달하는 종래의 기술과는 달리 마모에 의한 부품교체가 불필요하므로 장치의 유지비를 절감할 수 있다.

또한, 자석을 사용하는 본 발명의 웨이퍼 세정장치에 의하여 화학약품에 노출되는 상부 웨이퍼척과 모터의 회전력을 전달하는 하부 웨이퍼척이 완전히 분리되어 씰링될 수 있는 구조이므로, 상부의 웨이퍼척의 구동에 지장을 주지 않으면서도 부식성이 강한 화학약품, 예를 들어 불산이나 염산 등과 같은 화학약품을 사용할 경우에도 실제 구동원인 모터와 관련 전기 전자부품의 화학약품으로 인한 부식 및 열화를 방지할 수 있어 고신뢰성의 장비를 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 세정노즐(2a,2b)이 웨이퍼(1)의 상하 양면에 설치된 통상의 웨이퍼 세정장치에 있어서, 웨이퍼척(3a,3b)이 상하로 분리되고, 분리된 상,하부 웨이퍼척(3a,3b)의 단부에 서로 대응되는 영구자석(7)이 부착되되, 분리된 상,하부 웨이퍼척(3a,3b) 사이에 배면 세정노즐(2b)이 위치한 것을 특징으로 하는 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상부 웨이퍼척(3a)은 중앙부분에 통공(8)이 형성된 것을 특징으로 하는 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치.
3. 제 1항에 있어서,

   하부 웨이퍼척(3b)은 회전축(4)을 통하여 모터(9)와 직접 연결된 것을 특징으로 하는 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치.
4. 제 1항에 있어서, 배면 세정노즐(2b)은 상부 웨이퍼척(3a)과 하부 웨이퍼척(3b) 사이의 공간과 상부 웨이퍼척(3a)에 형성된 통공(8)을 통하여웨이퍼(1)의 배면 중심을 향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 양면 동시세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치.