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KR20210098137A - 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법 - Google Patents

제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법 Download PDF

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KR20210098137A
KR20210098137A KR1020200011953A KR20200011953A KR20210098137A KR 20210098137 A KR20210098137 A KR 20210098137A KR 1020200011953 A KR1020200011953 A KR 1020200011953A KR 20200011953 A KR20200011953 A KR 20200011953A KR 20210098137 A KR20210098137 A KR 20210098137A
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권기수
최주원
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Abstract

실시예는 제1 세정조; 상기 제1 세정조의 상부에 구비되는 커버; 상기 제1 세정조의 하부에 구비되는 배수부; 상기 제1 세정조 내부의 제1 측면과 제2 측면에 각각 구비되는 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛; 및 상기 제1,2 세정 유닛을 각각 이동시키는 제1,2 이동 유닛을 포함하고, 상기 제1,2 세정 유닛은 각각, 서로 다른 높이에 구비되는 복수의 세정액 공급관; 상기 복수의 세정액 공급관 각각의 일측을 개폐하는 밸브; 상기 복수의 세정액 공급관 각각에 복수 개 구비되는 노즐들을 포함하고, 하나의 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 동일하고, 다른 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 다른 잉곳의 제1 세정 장치를 제공한다.

Description

제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법{FIRST CLEANING APPARATUS, CLEANING EQUIPMENT AND METHOD INCLUDING THE SAME}
실시예는 웨이퍼의 세정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어로 쏘잉된 복수의 웨이퍼에서 파티클들을 분리하는 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법에 관한 것이다.
통상적인 실리콘 웨이퍼는, 단결정 잉곳을 만들기 위한 단결정 성장 공정과, 단결정 잉곳을 절삭(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 절삭공정과, 상기 절삭으로 인하여 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하는 연삭(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼를 경면화하고 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정 공정을 포함하여 이루어진다.
연마 공정 후의 세정 공정과 별개로, 상술한 절삭 공정 후에 웨이퍼를 연삭하기 전에, 웨이퍼의 표면에 부착된 파티클들을 분리하는 세정 공정이 필요할 수 있다.
이는, 단결정 잉곳을 웨이퍼의 두께로 절삭할 때, 연마가루 등의 이물질(파티클)이 발생하여 웨이퍼에 부착되기 때문이다.
일반적으로, 웨이퍼의 세정 장치는 세정액으로 채워진 세정조 내에 분리된 복수의 웨이퍼가 고정된 잉곳 블록을 소정 시간동안 담금하여 웨이퍼를 세정할 수 있다. 그러나 세정조 내에 잉곳 블록을 정지시킨 상태로 세정할 경우, 불균일한 세정을 유발할 수 있다.
또한, 세정조 내에서 세정액과 함께 공기를 주입하여 마이크로 버블을 발생시키셔 웨이퍼의 이물질을 제거하는 방법도 있다. 그러나, 세정조 내에서 세정액과 마이크로 버블의 부딪힘 만으로는 웨이퍼의 표면에 부착된 다양한 크기의 파티클들을 모두 제거하기 어려울 수 있다.
실시예는 잉곳으로부터 절삭되니 웨이퍼들의 표면에서 다양한 크기의 파티클들을 충분히 제거하고자 한다.
실시예는 제1 세정조; 상기 제1 세정조의 상부에 구비되는 커버; 상기 제1 세정조의 하부에 구비되는 배수부; 상기 제1 세정조 내부의 제1 측면과 제2 측면에 각각 구비되는 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛; 및 상기 제1,2 세정 유닛을 각각 이동시키는 제1,2 이동 유닛을 포함하고, 상기 제1,2 세정 유닛은 각각, 서로 다른 높이에 구비되는 복수의 세정액 공급관; 상기 복수의 세정액 공급관 각각의 일측을 개폐하는 밸브; 상기 복수의 세정액 공급관 각각에 복수 개 구비되는 노즐들을 포함하고, 하나의 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 동일하고, 다른 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 다른 잉곳의 제1 세정 장치를 제공한다.
제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛은, 상기 제1 세정조의 중앙 영역을 사이에 두고 서로 마주보고 배치될 수 있다.
제1,2 이동 유닛은 상기 제1,2 세정 유닛을 각각 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1,2 세정 유닛은 각각, 상부로부터 하부로 제1 내지 제n(여기서, n은 2이상의 정수) 세정액 공급관을 포함하고, 상기 제1 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은 수평 방향으로부터 ±10°이내일 수 있다.
제m(m은 n보다 작은 정수) 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은, 상기 제n 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각보다 크고, 여기서, 상기 분사각은 상기 수평 방향에 대한 상기 노즐들의 분사 각도일 수 있다.
제n 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은 수평 방향에 대하여 상부로 30~50°를 이룰 수 있다.
복수의 노즐들은 순수(DIW) 및 계면 활성제를 포함하는 세정액을 공급할 수 있다.
제1 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간은, 상기 제n 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간보다 클 수 있다.
다른 실시예는 상술한 제1 세정 장치; 제1 세정 장치와 인접하여 구비되고, 제2 세정조와, 상기 제2 세정조에 채워진 순수, 상기 제2 세정조의 하부에 구비된 초음파 발생 유닛, 및 상기 제2 세정조를 수직 방향으로 진동시키는 교반 유닛을 포함하는 제2 세정 장치; 상기 제2 세정 장치와 인접하여 구비되고, 제3 세정조와, 상기 제3 세정조에 구비되고 복수의 잉곳을 하나의 빔으로부터 박리시키는 분리액을 포함하는 제3 세정 장치; 및 상기 제3 세정 장치로부터 상기 복수의 웨이퍼를 수납 장치로 이송하는 이송 장치를 포함하는 세정 장비를 제공한다.
노즐들에서 공급되는 세정액과 상기 제2 세정 장치의 제2 세정조에 채워진 순수는 동일한 조성을 가질 수 있다.
제1 세정 장치에서 상기 웨이퍼로부터 분리되는 제1 파티클의 크기는 상기 제2 세정 장치에서 상기 웨이퍼로부터 분리되는 제2 파티클의 크기보다 클 수 있다.
복수의 웨이퍼는 본딩층을 통하여 하나의 빔에 고정되고, 상기 제3 세정 장치에서 상기 분리액은 상기 본딩층을 용해하여 상기 복수의 웨이퍼 각각을 상기 빔으로부터 분리할 수 있다.
복수의 웨이퍼는 본딩층을 통하여 하나의 빔에 고정되고, 상기 빔에 연결된 플레이트를 파지하여, 상기 제1 세정 장치로부터 상기 제2 장치로 또는 상기 제2 세정 장치로부터 상기 제3 세정 장치로 이동시키는 지그를 더 포함할 수 있다.
이송 장치는 상기 복수의 웨이퍼를 카세트의 분리된 영역들에 각각 하나씩 삽입할 수 있다.
또 다른 실시예는 제1 세정 장치에서 빔에 고정된 복수의 웨이퍼들에 세정액을 분사하여, 상기 웨이퍼들 표면의 큰 파티클(large particle)들을 분리하는 (a) 단계; 제2 세정 장치에서 상기 빔에 고정된 복수의 웨이퍼들 표면의 작은 파티클(small particle)들을 분리하는 (2) 단계; 및 제3 세정 장치에서 상기 빔으로부터 상기 복수의 웨이퍼들을 분리하는 (c) 단계를 포함하는 웨이퍼의 세정 방법을 제공한다.
(b) 단계에서, 초음파 및 순수의 교반(agitation)에 의하여 상기 웨이퍼들로부터 상기 작은 파티클들이 분리될 수 있다.
(a) 단계와 (b) 단계의 사이 또는 상기 (b) 단계와 (c) 단계의 사이에서, 지그가 상기 빔에 연결된 플레이트를 파지하여 상기 복수의 웨이퍼들을 이동할 수 있다.
(c) 단계에서 분리된 웨이퍼들을, 한 장씩 이송하여 카세트에 각각 삽입하는 (d) 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법은, 제1 세정 장치에서 고압으로 분사되는 세정액으로 웨이퍼 표면의 큰 파티클들을 주로 제거하고 제2 세정 장치에서 초음파 및 세정액의 교반 작용에 의하여 웨이퍼 표면의 작은 파티클들을 주로 제거하고 추가로 브러시 등의 웨이퍼의 표면 접촉을 진행하여, 절삭 공정 후에 웨이퍼 표면의 파티클들을 클리닝할 수 있다.
도 1은 제1 세정 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 공급되는 잉곳 블록을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 세정액 공급관 및 노즐의 구성을 나타낸 도면이고,
도 4a는 도 1의 복수의 세정액 공급관에 구비된 노즐의 세정액 분사각을 나타낸 도면이고,
도 4b 및 도 4c는 잉곳 블록에 세정액이 공급되는 것을 나타낸 도면이고,
도 5는 제1 세정 장치를 포함하는 세정 장비의 일 실시예의 구성을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 세정 방법의 흐름도이고,
도 7은 본 발명에 따른 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법의 효과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 1은 제1 세정 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 공급되는 잉곳 블록을 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 세정 장치의 일 실시예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 제1 세정 장치(100)의 일 실시예는 제1 세정조(110)와, 제1 세정조(110)의 상부에 구비되는 커버(120)와, 제1 세정조(110)의 하부에 구비되는 배수부(130)와, 제1 세정조(110) 내부의 제1 측면과 제2 측면에 각각 구비되는 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛, 및 상기 제1,2 세정 유닛을 각각 이동시키는 제1,2 이동 유닛(미도시)을 포함한다.
제1 세정조(110)의 상부에는 커버(120)가 구비되는데, 커버의 제1 단부(120a)는 제1 세정조(110)에 고정되고 제2 단부(120b)는 서로 이격되어 구비되거나 또는 제2 단부(120b)들이 서로 접촉하면서 상기 제1 세정조(110)의 상부를 클로징(closing)할 수 있다.
배수부(130)는 제1 세정조(110)의 하부에 구비되어, 웨이퍼의 세정 후에 공급되는 순수(DIW)와 계면 활성제 및 파티클 등을 제1 세정조(110)의 밖으로 배출할 수 있다.
제1 세정조(110)의 내부에는 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛이 구비되는데, 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛은 웨이퍼들이 배치되는 제1 세정조(110)의 중앙 영역을 사이에 두고 서로 마주보고 배치될 수 있다. 도 1에서 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛은 웨이퍼를 사이에 두고 서로 대칭으로 배치되므로, 따로 구분하여 설명하지는 않는다.
도시되지는 않았으나, 제1,2 이동 유닛이 상기 제1,2 세정 유닛과 연결되어 배치되어, 상기 제1,2 세정 유닛을 수평 방향, 상세하게는 각각 'a' 방향과 'b'방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 도 2의 잉곳 블록이 세정조(110) 내부로 인입될 때, 제1,2 이동 유닛이 제1,2 세정 유닛을 세정조(110)의 측벽들 방향으로 이동시켜서 세정조(110)의 중앙 영역을 넓게 확보한다. 그리고, 세정조(110)의 중앙 영역에 잉곳 블록이 주입된 후에는, 상기 제1,2 이동 유닛은 상기 제1,2 세정 유닛을 잉곳 블록과 인접한 위치까지 접근시킬 수 있다.
예를 들면 제1 세정 유닛은, 서로 다른 높이에 구비되는 복수의 세정액 공급관들(161~165)과, 각각의 세정액 공급관들(161~165)에 구비된 복수의 노즐들(151~155)과, 상기 복수의 세정액 공급관들(161~165)에 세정액을 공급하는 제1 세정액 공급 라인(180)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1의 세정액 공급관 및 노즐의 구성을 나타낸 도면이다.
세정액 공급 라인(180)과 세정액 공급관(161)의 사이에는 밸브(171)가 구비되어, 세정액 공급 라인(180)으로부터 세정액 공급관(161)으로 공급되는 세정액의 유량을 조절할 수 있다. 세정액 공급관(161)에는 복수의 노즐들(151a~151f)이 구비되는데, 상기 노즐들(151a~151f)의 개수는 6개에 한정하지 않으며, 하나의 세정액 공급관(161)에 연결된 상기 노즐들(151a~151f)로부터 상기 잉곳 블록 방향으로 분사되는 세정액의 분사각과 유량 및 세기는 동일할 수 있다.
도 2의 잉곳 블록은 잉곳으로부터 분리된 복수의 웨이퍼(10)들이 본딩층(20)을 통하여 빔(30)에 고정되고, 상기 빔(30)의 상부에 연결된 플레이트(40)를 지그(50)가 파지하여, 제1 세정조(110)에 인입하거나 탈출시킬 수 있다.
플레이트(40)의 양측면에는 홈이 형성되어, 지그(50)가 상기 한 쌍의 홈에 삽입되어 상기 플레이트(40)를 파지할 수 있다. 지그(50)는, 잉곳 블록을 제1 세정조에 인입 또는 탈출시키는 작용 외에 후술하는 다른 세정조로 이동시킬 수도 있다.
본딩층은 탄산칼슘 등으로 이루어지고, 웨이퍼(10)는 잉곳으로부터 복수의 웨이퍼(10)로 절삭된 이후이나, 빔(30)에 복수의 웨이퍼(10)가 고정된 상태이므로 잉곳 블록이라고 칭할 수 있다. 빔(30)에 고정된 웨이퍼(10)들은 서로 약 0.3 밀리미터 이격된 상태일 수 있다. 도 1에서, 웨이퍼(10)에 세정액이 고압으로 분사되어 웨이퍼들(10)의 표면 및 웨이퍼들(10) 사이의 큰 파티클들을 주로 제거할 수 있다.
제1,2 세정 유닛은 각각 상부로부터 하부로 제1 내지 제n 세정액 공급관을 포함하고, 여기서 n은 2이상의 정수일 수 있다. 도 1에서는 n은 5이고, 따라서, 제1,2 세정유닛은 각각 5개씩의 세정액 공급관을 포함한다.
도 1에서 상부로부터 하부로 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)이 구비되고, 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)에는 각각 복수의 노즐들(151~155)이 구비될 수 있다. 세정액은 세정액 공급 라인(180)으로부터 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)을 통하여 각각 제1 노즐들 내지 제5 노즐들(151~155)로 분사될 수 있다.
이때, 각각의 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)에 구비된 제1 노즐들 내지 제5 노즐들(151~155)에서 웨이퍼(10) 방향으로 분사되는 세정액의 분사각이 서로 다를 수 있다.
도 4a는 도 1의 복수의 세정액 공급관에 구비된 노즐의 세정액 분사각을 나타낸 도면이다. 각각의 세정액 공급관에는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 노즐이 구비되고, 도 4a에서는 노즐의 분사각을 수평 방향을 기준으로 하여 설명한다.
그리고, 웨이퍼를 사이에 두고 양측에 제1,2 세정 유닛이 대칭으로 구비되며, 설명의 편의상 도 4a에서는 우측의 제1 세정액 공급 유닛만을 설명한다.
도 4a에서 제1 세정액 공급관(161)에 구비된 노즐(151)의 세정액 분사각(θ1)은 수평 방향으로부터 ±10°이내일 수 있다. 여기서, 상기의 분사각(θ1)은, 노즐(151)에서 분사되는 세정액의 중심부가 수평 방향의 가상의 선과 이루는 각도를 측정한 것이다.
그리고, 제1 세정액 공급관(161)으로부터 제5 세정액 공급관(165)으로 갈수록 각각에 구비된 노즐들(151~155)에서의 세정액 분사각이 상기의 수평 방향으로부터 점차 커질 수 있는데, 즉, 도 4a에서 θ1<θ2<θ3<θ4<θ5이거나, 또는 θ1<θ2=θ3=θ4=θ5일 수 있다. 그리고, 상기의 분사각(θ1)은, 수평 방향으로부터 ±10°일 수 있으나, 다른 분사각들(θ2~θ5)은 수평 방향에 대하여 하부를 향할 수 있다. 또한, 도 4a에서 제일 하부에 구비된 세정액 공급관인 제5 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각(θ5)은 수평 방향에 대하여 하부로 30 내지 50°의 각도를 이룰 수 있다.
상술한 세정액 공급관의 배열을 통하여, 제1 세정액 공급관(161)에 구비된 노즐(151)은 웨이퍼의 상부 영역에 세정액을 공급하는데, 이때 세정액은 웨이퍼의 상부 영역을 세정하고, 웨이퍼의 표면을 따라 웨이퍼의 하부 영역으로 흘러내릴 수 있다.
그리고, 제5 세정액 공급관(165)에 구비된 노즐(155)은 웨이퍼의 하부 영역과 비슷한 높이에 위치하므로, 제5 세정액 공급관(165)에 구비된 노즐(155)로부터 세정액이 웨이퍼(10)의 아랫 부분으로 공급될 수 있다.
여기서, 제1 세정액 공급관(161)에서 공급되는 세정액은 웨이퍼(10)의 상부 영역으로 분사된 후 하부 영역으로 흘러내릴 수 있는데, 제5 세정액(165)에서 공급되는 세정액은 웨이퍼(10)의 하부 영역으로 곧장 분사될 수 있다.
따라서, 웨이퍼의 상부 영역에 공급되는 세정액이 웨이퍼의 표면을 세정하는 시간이 웨이퍼의 하부 영역에 공급되는 세정액이 웨이퍼의 표면을 세정하는 시간보다 더 클 수 있다. 따라서, 제1 세정액 공급관(161)에 구비된 밸브(171)의 개방 시간을, 상기 제n 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간보다 크게 설정할 수도 있다.
또한, 제m(m은 n보다 작은 정수) 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간은, 제(m+1) 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간보다 클 수 있다.
도 4b 및 도 4c는 잉곳 블록에 세정액이 공급되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4b에서, 서로 이격된 복수의 웨이퍼(10)들이 본딩층(20)을 통하여 빔(30)에 고정되고, 상기 빔(30)의 상부에 플레이트(40)가 연결된 잉곳 블록을 측면에서 도시하고 있다.
도 4c에서, 도 4b에 도시된 잉곳 블록에 세정액이 공급되는 것을 도시한다. 상세하게는, 세정액은 세정액 공급 라인(180)으로부터 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)을 통하여 제1 노즐들 내지 제5 노즐들(미도시)을 통하여 웨이퍼(10)들에 세정액이 공급될 수 있다.
세정액 공급 라인(180)과 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)의 사이에는 밸브(171~175)가 각각 구비되어, 세정액 공급 라인(180)으로부터 공급되는 세정액의 유량을 조절할 수 있다.
제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)의 후면에는 각각 복수 개의 제1 노즐들 내지 제5 노즐들(미도시)이 구비되어, 세정액을 웨이퍼(10) 방향으로 분사할 수 있다. 여기서, '후면'이라 함은 웨이퍼(10)를 마주보는 제1 내지 제5 세정액 공급관(161~165)의 측면일 수 있다.
도 5는 제1 세정 장치를 포함하는 세정 장비의 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 세정 방법의 흐름도이다. 이하에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 세정 장비 및 세정 방법을 설명한다.
먼저, 상술한 제1 세정 장치에서 웨이퍼를 세정하는데, 상세하게는 웨이퍼의 표면에 고압의 세정액을 분사하여 세정할 수 있다(S100).
이때, 제1 세정 장치(100)에 구비된 복수의 세정액 공급관에서는 동시에 세정액을 웨이퍼에 공급할 수도 있으나, 시간 간격을 가지고 서로 번갈아 세정액을 웨이퍼에 공급할 수도 있다. 이때, 상부에 구비된 세정액 공급관의 세정액 공급 횟수를 하부에 구비된 세정액 공급관의 세정액 공급 횟수보다 크게 할 수 있다.
표 1은 제1 내지 제5 세정액 공급관의 세정액 공급 순서 및 세정 시간의 일 실시예를 나타낸다.
순서 세정액 공급관 좌 및/또는 우 세정 시간(h:m:s)
1 제1 세정액 공급관 좌 00:01:00
2 제2 세정액 공급관 좌 00:01:00
3 제3 세정액 공급관 좌 00:01:00
4 제1 세정액 공급관 우 00:01:00
5 제2 세정액 공급관 우 00:01:00
6 제3 세정액 공급관 우 00:01:00
7 제4 세정액 공급관 좌/우 00:01:00
8 제5 세정액 공급관 좌/우 00:01:00
표 1에 기재된 바와 같이, 웨이퍼의 좌측에 구비된 제1,2,3 세정액 공급관에 연결된 밸브가 개방되어, 제1,2,3 세정액 공급관에 연결된 노즐들로부터 웨이퍼에 세정액이 공급된 후, 웨이퍼의 우측에 구비된 제1,2,3 세정액 공급관에 연결된 밸브가 개방되어, 제1,2,3 세정액 공급관에 연결된 노즐들로부터 웨이퍼에 세정액이 공급된다. 그리고, 웨이퍼의 좌측과 우측에 구비된 제4,5 세정액 공급관에 연결된 밸브가 개방되어, 제4,5 세정액 공급관에 연결된 노즐들로부터 웨이퍼에 세정액이 공급될 수 있다. 이때, 각각의 세정액 공급관의 밸브의 개방 시간은 서로 동일하되, 예를 들면 각각 1분씩일 수 있다.
표 1에서, 웨이퍼의 좌측의 상부 영역으로부터 중앙 영역에 세정액을 분사하고, 웨이퍼의 우측의 상부 영역으로부터 중앙 영역에 세정액을 분사한 후, 웨이퍼의 좌측과 우측의 하부 영역에 모두 세정액을 분사할 수 있다. 그리고, 세정하고자 하는 웨이퍼의 특성에 따라서 다른 세정 방법을 진행할 수도 있다.
제1 세정 장치에서 웨이퍼의 표면에 세정액이 직접 분사되어 주로 큰 파티클(particle)들이 웨이퍼에서 분리될 수 있다.
그리고, 제1 세정 장치(100)와 인접하여 구비된 제2 세정 장치(200)에서 웨이퍼를 세정한다. 이때, 상술한 지그를 통하여 웨이퍼를 제1 세정 장치(100)로부터 제2 세정 장치(200)로 운반할 수 있다.
제2 세정 장치(200)는 제2 세정조(210)의 내부에 순수(DIW)가 채워질 수 있는데, 제2 세정조(210)의 내부에 채워진 순수에는 계면 활성제가 첨가될 수도 있다. 이때, 제2 세정조(210)에 채워진 순수는 제1 세정 장치(100)에서 웨이퍼에 분사되는 제1 세정액과 동일한 조성일 수 있다.
제2 세정 장치(200)는 제2 세정조(210)의 하부에는 초음파 발생 유닛(220) 및 제2 세정조를 진동시키는 교반 유닛(230)이 구비될 수 있다. 초음파 발생 유닛(220)에서는 초음파를 발생시키고, 제2 세정조(210) 내부의 순수(DIW)는 교반 유닛(230)에 의하여 일정 방향으로 흐름이 발생할 수 있다. 이때 제2 세정 유닛(200)에서 웨이퍼로부터 분리되는 파티클은 제1 세정 유닛(100)에서 웨이퍼로부터 분리되는 파티클보다 크기가 작을 수 있다. 여기서, '크기'는 파티클이 구형이면 지름을 뜻하고, 다면체이면 한면의 길이를 뜻할 수 있다.
제2 세정 장치(200)에서는 초음파 및 교반 작용을 통하여 주로 작은 파티클들을 웨이퍼로부터 분리하여 제거할 수 있다(S200).
제2 세정 장치(200)와 인접하여 제3 세정 장치(300)가 구비될 수 있다. 제3 세정 장치(300)는 제3 세정조(310)를 포함하고, 제3 세정조(310)의 내부에는 분리액(320)이 채워질 수 있다.
상술한 지그를 통하여 웨이퍼를 제2 세정 장치(200)로부터 제3 세정 장치(300)로 운반할 수 있다. 이때, 제3 세정 장치(300)에 인입되는 웨이퍼는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 웨이퍼(10)들이 본딩층(20)을 통하여 빔(30)에 고정되고, 상기 빔(30)이 상부의 플레이트(40)에 연결된 상태일 수 있다.
제3 세정조(310)의 분리액(320)의 작용으로 탄산칼슘이 주성분인 본딩층(20)이 용해되어, 빔(30)으로부터 각각의 웨이퍼(10)들이 분리될 수 있다(S300). 분리액(320)은 고온의 상태이며, 고온의 분리액(320)에 본딩층이 용해될 수 있다.
제1 세정 장치(100)에서는 빔(30) 및 플레이트(40)에는 세정액이 분사되지 않을 수 있으나, 제2 세정 장치(200)와 제3 세정 장치(300)에서 제2 세정조(210)의 순수 및 제3 세정조(310)의 분리액(320)에는 잉곳 블록의 빔(30) 및 플레이트(40)까지 잠길 수도 있다.
그리고, 분리된 낱장의 웨이퍼들을 제3 세정조(310)외 외부로 탈출시킨 후에, 브러시 등으로 웨이퍼들의 표면을 접촉하여 미세 파티클(fine particle)들을 추가로 제거할 수도 있다.
그리고, 이송 장치(400)가 상기의 분리된 낱장의 웨이퍼들 각각을 수납 장치(500)로 운송할 수 있다. 예를 들면, 수납 장치(500)는 카세트 타입일 수 있고, 웨이퍼들 각각이 카세트의 분리된 영역 내에 한 장씩 삽입될 수 있다(S400).
도 7은 본 발명에 따른 제1 세정 장치, 이를 포함하는 세정 장비 및 방법의 효과를 나타낸 도면이다.
도 7에서 세로축은 세정 후의 웨이퍼 표면의 구리 오염도를 나타낸다. 종래의 장치 및 방법에 따른 세정 후에 웨이퍼의 표면의 파티클 특히 구리(Cu) 오염도보다 본 발명에 따른 장치 및 방법에 따라 웨이퍼를 세정한 후에 웨이퍼의 표면의 구리 오염도가 현저하게 작아진 것을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 웨이퍼 20: 본딩층
30: 빔 40: 플레이트
50: 지그 100: 제1 세정 장치
110: 제1 세정조 120: 커버
120a, 120b: 제1,2 단부 130: 배수부
151~155: 노즐 161~165: 제1~5 세정액 공급관
171~175 : 밸브 180: 세정액 공급 라인
200: 제2 세정 장치 210: 제2 세정조
220: 초음파 발생 유닛 230: 교반 유닛
300: 제3 세정 장치 310: 제3 세정조
320: 분리액

Claims (18)

  1. 제1 세정조;
    상기 제1 세정조의 상부에 구비되는 커버;
    상기 제1 세정조의 하부에 구비되는 배수부;
    상기 제1 세정조 내부의 제1 측면과 제2 측면에 각각 구비되는 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛; 및
    상기 제1,2 세정 유닛을 각각 이동시키는 제1,2 이동 유닛을 포함하고,
    상기 제1,2 세정 유닛은 각각, 서로 다른 높이에 구비되는 복수의 세정액 공급관;
    상기 복수의 세정액 공급관 각각의 일측을 개폐하는 밸브;
    상기 복수의 세정액 공급관 각각에 복수 개 구비되는 노즐들을 포함하고,
    하나의 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 동일하고,
    다른 세정액 공급관에 구비되는 복수의 노즐들은 세정액의 분사각이 서로 다른 잉곳의 제1 세정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 세정 유닛과 제2 세정 유닛은, 상기 제1 세정조의 중앙 영역을 사이에 두고 서로 마주보고 배치되는 제1 세정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1,2 이동 유닛은 상기 제1,2 세정 유닛을 각각 수평 방향으로 이동시키는 잉곳의 제1 세정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1,2 세정 유닛은 각각, 상부로부터 하부로 제1 내지 제n(여기서, n은 2이상의 정수) 세정액 공급관을 포함하고,
    상기 제1 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은 수평 방향으로부터 ±10°이내인 제1 세정 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    제m(m은 n보다 작은 정수) 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은, 상기 제n 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각보다 큰 제1 세정 장치(여기서, 상기 분사각은 상기 수평 방향에 대한 상기 노즐들의 분사 각도이다).
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제n 세정액 공급관에 구비된 노즐들의 분사각은 수평 방향에 대하여 상부로 30~50°를 이루는 제1 세정 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은 순수(DIW) 및 계면 활성제를 포함하는 세정액을 공급하는 제1 세정 장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    제1 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간은, 상기 제n 세정액 공급관에 구비된 밸브들의 개방 시간보다 큰 제1 세정 장치.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항의 제1 세정 장치;
    상기 제1 세정 장치와 인접하여 구비되고, 제2 세정조와, 상기 제2 세정조에 채워진 순수, 상기 제2 세정조의 하부에 구비된 초음파 발생 유닛, 및 상기 제2 세정조를 수직 방향으로 진동시키는 교반 유닛을 포함하는 제2 세정 장치;
    상기 제2 세정 장치와 인접하여 구비되고, 제3 세정조와, 상기 제3 세정조에 구비되고 복수의 잉곳을 하나의 빔으로부터 박리시키는 분리액을 포함하는 제3 세정 장치; 및
    상기 제3 세정 장치로부터 상기 복수의 웨이퍼를 수납 장치로 이송하는 이송 장치를 포함하는 세정 장비.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 노즐들에서 공급되는 세정액과 상기 제2 세정 장치의 제2 세정조에 채워진 순수는 동일한 조성을 가지는 세정 장비.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 세정 장치에서 상기 웨이퍼로부터 분리되는 제1 파티클의 크기는 상기 제2 세정 장치에서 상기 웨이퍼로부터 분리되는 제2 파티클의 크기보다 큰 세정 장비.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 웨이퍼는 본딩층을 통하여 하나의 빔에 고정되고, 상기 제3 세정 장치에서 상기 분리액은 상기 본딩층을 용해하여 상기 복수의 웨이퍼 각각을 상기 빔으로부터 분리하는 세정 장비.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 웨이퍼는 본딩층을 통하여 하나의 빔에 고정되고, 상기 빔에 연결된 플레이트를 파지하여, 상기 제1 세정 장치로부터 상기 제2 장치로 또는 상기 제2 세정 장치로부터 상기 제3 세정 장치로 이동시키는 지그를 더 포함하는 세정 장비.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 이송 장치는 상기 복수의 웨이퍼를 카세트의 분리된 영역들에 각각 하나씩 삽입하는 세정 장비.
  15. 제1 세정 장치에서 빔에 고정된 복수의 웨이퍼들에 세정액을 분사하여, 상기 웨이퍼들 표면의 큰 파티클(large particle)들을 분리하는 (a) 단계;
    제2 세정 장치에서 상기 빔에 고정된 복수의 웨이퍼들 표면의 작은 파티클(small particle)들을 분리하는 (2) 단계; 및
    제3 세정 장치에서 상기 빔으로부터 상기 복수의 웨이퍼들을 분리하는 (c) 단계를 포함하는 웨이퍼의 세정 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 초음파 및 순수의 교반(agitation)에 의하여 상기 웨이퍼들로부터 상기 작은 파티클들이 분리되는 웨이퍼의 세정 방법.
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    상기 (a) 단계와 (b) 단계의 사이 또는 상기 (b) 단계와 (c) 단계의 사이에서, 지그가 상기 빔에 연결된 플레이트를 파지하여 상기 복수의 웨이퍼들을 이동하는 웨이퍼의 세정 방법.
  18. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 분리된 웨이퍼들을, 한 장씩 이송하여 카세트에 각각 삽입하는 (d) 단계를 더 포함하는 웨이퍼의 세정 방법.
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