KR20150118898A - 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법 및 상기 방법의 수행을 위한 웨이퍼 홀더 - Google Patents

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Abstract

액체에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키는 방법, 및 상기 방법의 수행을 위한 웨이퍼 홀더가 제공된다. 상기 방법은, 연장형 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 상에 기판을 유지하는 단계로서, 기판은 웨이퍼 홀더 상에 수직으로 세워져 있는 것인, 기판을 유지하는 단계; 기판 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지를 액체로부터 증기를 포함하는 기체 공간으로 이동시키는 단계로서, 이 증기는 기판 상에 응결되지 않고, 기판에 부착하는 액체 잔여물의 표면 장력을 낮추는 것인, 이동시키는 단계; 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지의 중앙에 있는 슬롯을 통해 웨이퍼 기판과 웨이퍼 홀더 사이의 액체 잔여물을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

웨이퍼 기판을 건조시기 위한 방법 및 상기 방법의 수행을 위한 웨이퍼 홀더{METHOD FOR DRYING WAFER SUBSTRATES AND WAFER HOLDER FOR CONDUCTION OF THE METHOD}
본 발명은 액체에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키는 방법, 및 상기 방법의 수행을 위한 웨이퍼 홀더를 제공한다.
액체에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키는 한 가지 방법은, 기판이 액체로부터 증기를 포함하는 기체 공간으로 이동되는 방법으로서, 이 증기는 기판 상에서 응결되지 않고, 기판에 부착하는 액체 잔여물의 표면 장력을 낮춘다.
상기 방법 및 이에 의해 이용되는 물리적 효과는 상기 방법의 수행에 적합한 장치와 같이, 제EP0385536 A1호에 기술되어 있다.
이와 같은 방법의 목표는 잔여물 없는 기판의 건조이다. 먼저 웨이퍼 홀더와 기판 사이에 부착된 액체 잔여물은 기판의 표면 상에 확산될 수 있고, 건조 이후에, 기판 상에 입자를 남길 수 있다. 그러므로, 본 방법의 성공은 건조 기판 상에서 발견되는 입자의 수를 결정함으로써 체크될 수 있다.
상기 방법을 개선하고, 보다 구체적으로, 건조 기판 상에서 발견되는 입자의 수가 감소될 수 있는 방법을 나타내는 것이 본 발명의 목적이다.
이 목적은 용액에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은, 연장형(elongated) 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 상에 기판을 유지하는 단계로서, 기판은 웨이퍼 홀더 상에 수직으로 세워져 있는 것인, 기판을 유지하는 단계; 기판 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지를 액체로부터 증기를 포함하는 기체 공간으로 이동시키는 단계로서, 이 증기는 기판 상에서 응결되지 않고, 기판에 부착하는 액체 잔여물의 표면 장력을 낮추는 것인, 이동시키는 단계; 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지의 중앙에 있는 슬롯을 통해 웨이퍼 기판과 웨이퍼 홀더 사이의 액체 잔여물을 제거하는 단계를 포함한다.
이 목적은 웨이퍼 기판을 건조시기키 위한 웨이퍼 홀더에 의해 부가적으로 달성되고, 상기 웨이퍼 홀더는, 쐐기 모양 에지를 향해 위쪽 방향으로 좁아지는 연장형 본체를 포함하고, 쐐기 모양 에지는 웨이퍼 기판을 유지하기 위해 제공된다. 웨이퍼 홀더는 쐐기 모양 에지의 중앙에 있는 슬롯에 의해 특징지어 진다.
기판과 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 사이에 트래핑(trapping)되고 기판 위에서 확산될 조짐이 있는 액체 잔여물은 슬롯을 통해 제거된다. 슬롯은 0.3 mm 이상, 1.2 mm 이하의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 슬롯은 기판을 유지하는데 이용되는 쐐기 모양 에지의 길이에 걸쳐 적어도 연장된다. 따라서, 슬롯의 길이는 한줄로 서 있는 2개의 기판 간의 거리에 적어도 대응한다.
아래쪽 방향에서, 슬롯은 0.5 mm 이상의 깊이까지 웨이퍼 홀더를 아래로 이끄는 채널에 병합되는 것이 바람직하다. 채널은 슬롯의 풋프린트 및 상기 깊이를 갖는 공간을 정의한다. 채널의 폭 및 길이는, 깊이 방향에서, 슬롯의 폭 및 길이에 대응하는 것이 바람직하다. 기판 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지가 기체 공간으로 이동된 이후에, 모세관력 때문에 액체가 슬롯 아래에 제공된 공간에 남아 있을 수 있다.
친수성 특징 때문에, 기판과 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 사이에 트래핑 될 조짐을 보이는 액체 잔여물은, 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지와 기판의 접촉이 끊어지는 경우, 기판 상에 부착되어 남아 있는 것보다 채널에 있는 액체와 결합하는 경향이 더욱 많다.
슬롯을 통한 액체 잔여물의 능동적 흡입은 요구되지도 않고 의도되지도 않는다. 그러므로, 펌프를 제공하고 제어하는 비용 및 불편함이 필요 없다.
웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지의 표면은 매끄럽다. 개별 기판의 가이딩을 위한 그루브 또는 다른 함몰과 같은 요철은 예상되지 않는데, 왜냐하면, 이와 같은 구조물은 기판과 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지와 기판 사이에 트래핑되는 액체 잔여물의 부피를 증가시키는데 기여하기 때문이다.
기판 및 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지는 웨이퍼 홀더를 들어올림으로써 액체로부터 기체 공간으로 이끄는 것이 바람직한데, 왜냐하면 이의 움직임은 매우 정확하게 제어될 수 있기 때문이다. 대안적으로, 기판은 액체 레벨을 낮춤으로써 기체 공간으로 이동될 수 있다.
웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 또는 전체 웨이퍼 홀더는 액체에 의한 화학적 변화에 대해 저항력 있는 물질로 구성된다. 예를 들어, 적합한 물질은 플라스틱 또는 유리이다. 실리콘도 마찬가지로 적합하다. 플루오로폴리머(fluoropolymers), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK) 또는 석영 유리가 제공되는 것이 특히 바람직하다.
웨이퍼 기판은 반도체 웨이퍼인 것이 바람직하고, 특히, 실리콘 웨이퍼이다.
액체는 물 또는 수용액인 것이 바람직하고, 예를 들어, 소량의 염화 수소를 포함하는 물이다.
제WO95/28736 A1호에 기술된 장치와 결합하고 방법에 유사한 본 발명을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명의 이해에 대한 보완은 물론 상기 공개의 내용에 대한 명시적 기준이 만들어 진다.
웨이퍼 기판을 건조시키기 위해 선호되는 디바이스는, 본 발명의 웨이퍼 홀더는 물론, 기판을 위한 수신 디바이스를 갖는 액체 충전 탱크를 포함한다. 본 발명의 웨이퍼 홀더는, 이에 인접한 베어링 디바이스와 함께, 수신 디바이스의 일부이고, 베어링 디바이스처럼, 수직적으로 이동 가능한 설계를 갖는다. 이것은 베어링 디바이스와 관계없이 들어올려지고 낮아질 수 있다. 탱크 밖으로 들어올려지는 기판을 수용 및 유지하기 위해 가이드를 갖는 후드가 탱크 위에 제공된다. 바람직하게, 웨이퍼 기판을 건조시키기 위해 선호되는 디바이스는 탱크 위에 이동 가능한 홀더를 갖고, 이는 기판의 제거를 위해 후드의 개방 동안 그리고 개방 이후에, 웨이퍼 기판을 일시적으로 유지한다.
처음에, 기판은 탱크를 충전한 액체에 침지된다. 이때에, 이 기판은 탱크의 수신 디바이스에 의해 유지된다. 중간에 있는 본 발명의 웨이퍼 홀더 및 베어링 디바이스는 기판에 지지면을 제공한다. 건조 동작은 수신 디바이스의 도움으로 기판을 들어올림으로써 개시된다. 이러한 움직임 동안, 기판 및 적어도 본 발명의 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지는 액체를 떠나지만, 베어링 디바이스는 액체에 남아 있다. 이런 경우에, 기판은 본 발명의 웨이퍼 홀더 및 후드의 가이드에 의해 유지된다. 기판을 지지하기 위한 이동 가능한 홀더가 제자리에 배치된 이후에 또는 기판이 후드의 가이드 내에 클램핑된 이후에, 후드는 들어올려지고, 그런 이유로, 웨이퍼 홀더로부터 기판의 분리가 야기된다.
이들의 친수성 특징 때문에, 기판과 본 발명의 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 사이에 트래핑된 액체 잔여물은, 웨이퍼 홀더로부터 기판의 분리를 통해, 기판에 부착하여 남아 있는 것보다 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지에 있는 슬롯 속으로 퍼지는 경향이 더욱 많다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지는 수평으로부터 경사져서 배치된다. 경사각은 0°이상, 3 ° 이하인 것이 바람직하다. 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 상의 이와 같은 경사도는 탱크의 수신 디바이스에 배치되는 기판이 기울어진 위치를 채택하는 효과를 달성한다. 이러한 경사진 위치에서, 기판의 평면은 더 이상 수직이 아니고, 기울기의 방향은 모든 기판에 대해 동일하다. 이것의 결과는, 기판이 단지 하나의 측면에 의해서만 후드의 가이드와 접촉할 수 있다는 것이다. 이 표면은 기판의 전면 또는 후면일 수 있다. 기판으로서 반도체 웨이퍼의 경우, 전면은 전자 구조물의 형성이 예상되는 표면이다. 가이드와의 접촉에 의해 손상으로부터 전면을 보호하기 위해서, 인접 기판의 후면 및 전면이 서로 마주보고, 기판이 경사진 위치를 채택하도록 강요되기 때문에, 기판의 후면만이 후드의 가이드와 접촉하는 방식으로 수신 디바이스 상에 기판을 배치하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 기판을 건조시기 위한 방법 및 상기 방법의 수행을 위한 웨이퍼 홀더를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명은 도면을 참조하여 이후에 설명된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따라 형상화된 웨이퍼 홀더의 개략적 단면도를 도시하고, 이 단면은 슬롯에 대해 직각으로 제공한다.
도 3은 본 발명에 따라 형상화된 웨이퍼 홀더 상에 기판의 본 발명에 따른 배치의 개략적 단면도를 도시하고, 이 단면은 슬롯의 중앙을 통해 제공한다.
도 4 및 도 5는 발견된 입차의 위치를 나타내는 맵을 도시한다.
도 1에 따른 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 웨이퍼 홀더(1)는, 쐐기 모양 에지(3)로 위쪽 방향으로 좁아지는 연장형 본체(2)를 포함한다. 에지의 중앙에 슬롯(4)이 제공되고, 이 슬롯(4)은 웨이퍼 기판의 유지를 위해 제공되는 쐐기 모양 에지의 길이에 걸쳐 적어도 연장된다. 슬롯 밑에, 채널(5)이 있고, 이 채널(5)은 깊이(T)까지 아래로 웨이퍼 홀더(1) 내로 연장된다.
도 2에 따른 웨이퍼 홀더(1)는 채널(5)에 의해 도 1에 따른 웨이퍼 홀더(1)와 상이하고, 채널(5)은 웨이퍼 홀더(1) 내로 더욱 깊게 연장된다.
도 3의 예시에 따라, 연장형 본체(2)의 쐐기 모양 에지(3)는 수평으로부터 경사져서 배치된다. 웨이퍼 기판(6)은 웨이퍼 홀더(1)의 쐐기 모양 에지(3) 상의 기울어진 위치에 있고, 웨이퍼 기판의 후면(7)만이 후드(9)의 가이드(8)와 접촉하게 된다.
실시예 및 비교예:
25개의 실리콘의 연마된 반도체 웨이퍼의 2개 그룹 각각은, 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 상에 서 있는 반도체 웨이퍼를 물이 충전된 탱크로부터, 2-프로판올 증기를 함유하는 기체 공간으로 이동시킴으로써, 동일한 방식으로 건조되었다. 그룹 A(실시예 그룹)의 웨이퍼 홀더는 도 1에 따른 슬롯이 제공되지만, 슬롯은 그룹 B(비교예 그룹)의 웨이퍼 홀더에는 빠졌다. 그 외에는, 웨이퍼 홀더 간에 어떠한 차이도 없다.
웨이퍼 홀더와의 접촉면의 영역에서 입자의 존재를 위해 건조된 반도체 웨이퍼가 검사되었고, 발견된 입자의 위치가 맵 상에 등록되었다.
실시예를 나타내는 맵(도 4)과 비교예를 나타내는 맵(도 5)의 비교는 실시예에 따라 취해진 건조가 상당히 낮은 레벨의 잔여물을 갖는다는 것을 도시한다.

Claims (5)

  1. 용액에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법에 있어서,
    연장형 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지 상에 기판을 유지하는 단계로서, 상기 기판은 상기 웨이퍼 홀더 상에 수직으로 세워져 있는 것인, 기판을 유지하는 단계;
    상기 기판 및 상기 웨이퍼 홀더의 상기 쐐기 모양 에지를 액체로부터 증기를 포함하는 기체 공간으로 이동시키는 단계로서, 상기 증기는 기판 상에서 응결되지 않고, 상기 기판에 부착하는 액체 잔여물의 표면 장력을 낮추는 것인, 이동시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼 홀더의 상기 쐐기 모양 에지의 중간에 있는 슬롯을 통해 상기 웨이퍼 기판과 상기 웨이퍼 홀더 사이의 액체 잔여물을 제거하는 단계
    를 포함하는 용액에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯을 통한 액체 잔여물의 어떠한 능동적 흡입도 없는 것인, 용액에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기판은, 수평으로부터 경사지도록 상기 웨이퍼 홀더의 쐐기 모양 에지를 배열함으로써, 상기 웨이퍼 홀더의 상기 쐐기 모양 에지 상의 기울어진 위치에 배치되는 것인, 용액에 침지된 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 방법.
  4. 웨이퍼 기판을 건조시키기 위한 웨이퍼 홀더에 있어서,
    쐐기 모양 에지를 향해 위쪽 방향으로 좁아지는 연장형(elongated) 본체로서, 상기 쐐기 모양 에지는 상기 웨이퍼 기판을 유지하기 위해 제공되는 것인, 연장형 본체
    를 포함하고, 상기 웨이퍼 홀더는 상기 쐐기 모양 에지의 중앙에 있는 슬롯을 특징으로 하는 것인, 웨이퍼 홀더.
  5. 제 4 항에 있어서, 0.5 mm 이상의 깊이까지 아래로 상기 슬롯으로부터 상기 웨이퍼 홀더 내로 연장되는 채널을 특징으로 하는 것인, 웨이퍼 홀더.
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