KR100886870B1 - 표면장력 감소 프로세스를 구현한 기판 준비장치 및 방법 - Google Patents

표면장력 감소 프로세스를 구현한 기판 준비장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 표면장력 감소 프로세스를 실시하는 기판을 준비하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 일예에서, 기판 준비 시스템은 기판을 에지 그립하기 위한 핑거를 갖는 척을 포함한다. 척은 기판의 활성면 및 이면 모두에 동시 액세스를 제공하기 위해 중공 (hollow) 하며, 기판을 회전시키도록 구성된다. 시스템은 기판 표면 상에 위치된 분배 아암을 포함한다. 분배 아암은 기판 표면의 중심 영역과 주변 사이를 이동할 수 있고, 각각의 분배 아암은 기판 표면상에서 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 포함한다. 접속부는, 분배 아암이 기판의 중심 영역과 주변 사이를 동시에 이동하고, 기판의 대향면에 정렬되는 것을 유지하도록 상부 분배 아암과 하부 분배 아암을 커플링한다.

Description

표면장력 감소 프로세스를 구현한 기판 준비장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUBSTRATE PREPARATION IMPLEMENTING A SURFACE TENSION REDUCING PROCESS}
본 발명은 일반적으로 기판 및 반도체 웨이퍼 준비 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 표면장력 감소 프로세스를 구현하고 공간 및 프로세스 효율적 시스템을 채용한 기판 및 반도체 웨이퍼의 세정 및 건조에 관한 것이다.
반도체장치의 제조에 있어서는, 여러가지 단계의 제조 프로세스에서 기판의 습식세정을 수행할 필요가 있다. 통상, 집적회로 디바이스는 멀티-레벨 구조의 형태이다. 기판 레벨에서, 확산영역을 갖는 트랜지스터 디바이스는 실리콘 기판 상에 및 내에 형성된다. 후속 레벨에서, 상호연결 금속화 라인이, 원하는 기능성 디바이스를 규정하기 위해 패턴화되고 전기적으로 트랜지스터 디바이스에 연결된다. 공지된 바와 같이, 패턴화된 도전층은 실리콘 이산화물과 같은 유전체 재료에 의해 다른 도전층과 절연된다. 각각의 금속화 레벨에서는, 금속 또는 관련 유전체 재료를 평탄화할 필요가 있다. 표면 지형에서의 더 높은 변형 때문에, 평탄화 없이 추가적인 금속층을 제조하는 것은 실질적으로 더 어려워진다. 일부 애플리케이션에 있어서, 금속화 라인 패턴이 유전체 재료로 형성된 후, 과도한 금속화를 제거하기 위해 금속 CMP동작이 수행된다.
각 CMP동작 다음에는 기판의 습식세정이 수행된다. 습식세정은 제조 프로세스의 임의의 부산물을 세척하고, 오염물질을 제거하며, 후속 제조동작으로 진행하는데 필요한 정도의 세정도를 달성 및 유지하도록 디자인된다. 트랜지스터 디바이스 구조가 더 작고 더 복잡해짐에 따라, 구조적 정의 (structure definition) 를 달성 및 유지하는데 요구되는 정확도는 모든 프로세스 동작에서 유지되는 엄격한 표준 세정도를 필요로 한다. 만약, 습식세정이 완전하지 않거나 효과적이지 못하면, 또는 사후 습식세정 건조가 완전하지 않거나 효과적이지 못하면, 용인할 수 없는 잔여물 또는 오염물질이 프로세싱 환경 내로 도입된다.
유사하게, 하드디스크 드라이브의 제조에 있어서, 평탄화 및 세정동작은 청결하면서 평활한 디스크 기판을 유지하는데 필요하다. 하드디스크 제조에 있어서의 기판 및 또 다른 장치 이용의 유사 기판상에 잔존하는 잔여물이나 오염물질도 용인할 수 없다.
헹굼이나 건조기술, 방법, 및 장치는 많이 공지되어 있으며, 물을 제거하거나 추방하여 기판을 건조시키기 위해, 헹굼과 스크러빙(scrubbing), 담금, 및 열적, 기계적, 화학적, 전기적, 또는 음파에너지 등의 애플리케이션과 같은 동작을 포함한다. 몇몇 스크럽 (scrub) 및 헹굼동작이 제조 부산물과의 활발한 상호작용을 위해 산이나 염기를 채용할 수도 있지만, 원하는 건조기술이 수행되기 전에 최종 헹굼을 수행하기 위해 통상적으로 이온이 제거된 물(DIW)이 이용된다.
하나의 통상적인 건조기술로는 회전, 헹굼 및 건조(SRD)가 공지되어 있다. SRD는 건조될 때까지 기판을 회전시킴으로써 기판의 물을 제거하기 위해 기계적, 원심적 에너지를 이용한다. 통상, SRD장치는 보울(bowl) 내에 기판 탑재 플레이트를 포함하고, 회전하여 기판을 회전시키도록 구성된 샤프트에 탑재된다. 통상, 기판은 이 기판을 수평 배향으로 유지하도록 구성된 탑재 핀을 갖는 스핀 척 또는 기판 탑재 플레이트에 부착된다. 따라서, 스핀 척의 빠른 회전은 기판을 회전시켜 기판 표면으로부터 물을 끌어낸다. 통상, DIW는, 기판 상에 위치되고 DIW 서플라이에 연결된 노즐로부터 분배된다.
본질적으로, SRD 프로세스는 건조를 위해 DIW를 적용하여 기판을 회전시키는 단계를 포함한다. 회전에 의해 완전히 제거되지 않은 물을 추방하기 위해 질소나 불활성가스 증기와 같은 불활성가스의 도입에 의해 건조가 강화될 수 있다. 부가적인 변경은 DIW를 가열하는 단계, SRD 환경을 가열하는 단계, 불활성가스를 가열하는 단계 등을 포함한다.
또 다른 통상적인 건조기술로는 마랑고니(Marangoni) 기술이 공지되어 있다. 통상, 마랑고니 건조는 기판 표면으로부터의 물 제거를 용이하게 하는 적합한 표면장력 그레디언트(gradient)를 도입하기 위해 이소프로필 알콜 (IPA) 과 같은 솔벤트나 화학적 건조액을 이용하는 것을 포함한다. 또한, 마랑고니 기술의 변형은 IPA 증기 전달을 위한 운반가스로서 질소와 같은 불활성가스의 도입을 포함한다.
또한, 종래의 건조기술은 SRD장치와 마랑고니 기술의 조합을 포함한다. 이러한 방법은 스핀 척에 탑재된 기판의 표면에 IPA 또는 IPA 증기의 도입을 포함한다. 스핀 척이 기판을 회전시킴으로써, 원심력은 기판 표면으로부터 물을 몰아내고, 마랑고니 건조는 잔여물이나 오염물질을 최소화 하면서 기판 표면으로부터의 물 제거를 최대화 한다.
SRD와 마랑고니 기술 조합의 한계는 통상적인 종래기술 SRD가 웨이퍼 또는 기판의 한측면만을 헹굼 및 건조시킨다는 것이다. 스핀 척에 탑재된 기판은 헹굼 및 건조를 위해 노출된 하나의 표면만을 갖는다. 현재의 제조환경에서 원하는 레벨의 세정도를 달성 및 유지하기 위해, 동시의 양측면의 헹굼 및 건조가 필요하다.
전술한 관점에서, 제조 프로세스에 대해 훨씬 더 엄격한 세정도를 충족 및 초과하기 위해 웨이퍼 및 다른 기판의 세정 및 건조를 최대화 하는 기판 준비 시스템 및 방법이 필요하다.
대략적으로, 본 발명은, 기판의 세정, 건조, 에칭, 또는 또 다른 원하는 프로세싱을 효과적이면서 유효하게 제공하기 위한 표면장력 감소 프로세스를 실시하고, 기판의 상면 또는 활성면과 이면 양자상에서의 프로세싱을 동시에 수행하는 기판 준비 시스템을 제공한다. 본 발명은, 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스, 또는 방법을 포함하여 다수의 방식으로 실시될 수 있다. 본 발명의 몇가지 실시예가 이하에 기술된다.
1실시예로서, 기판을 헹굼 및 건조시키기 위한 시스템이 기술된다. 이 시스템은 기판을 에지 그립 (grip) 하기 위한 핑거를 갖는 척을 포함한다. 척은 기판을 회전시키도록 구성된다. 또한, 시스템은 기판의 활성면 상에 위치된 상부 분배 아암(dispense arm) 및 기판의 이면 아래에 위치된 하부 분배 아암을 포함한다. 상부 분배 아암은 기판의 활성면의 중심 영역과 주변 사이를 이동할 수 있고, 하부 분배 아암은 기판의 이면의 중심 영역과 주변 사이를 이동할 수 있다. 또한, 각각의 분배 아암은 기판의 활성면과 이면 각각에 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 포함한다. 또한, 시스템은, 상부 분배 아암과 하부 분배 아암이 기판의 중심 영역과 주변 사이를 이동하고, 상부 분배 아암과 하부 분배 아암이 기판의 대향면상에 정렬되는 것을 유지하기 위해 상부 분배 아암과 하부 분배 아암을 커플링하는 접속을 포함한다.
또 다른 실시예로, 기판을 헹굼 및 건조시키기 위한 시스템이 기술된다. 이 시스템은 기판을 회전시키도록 구성되고 기판을 에지 그립하기 위한 핑거를 갖는 척을 포함한다. 또한, 시스템은 기판의 활성면에 인접하여 위치된 제 1 분배 아암 및 기판의 이면에 인접하여 위치된 제 2 분배 아암을 포함한다. 제 1 분배 아암은, 기판의 활성면의 중심 영역과 주변 에지 사이에서 이동할 수 있으며, 기판의 활성면 상에 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 포함한다. 제 2 분배 아암은, 기판의 이면의 중심 영역과 주변 에지 사이에서 이동할 수 있으며, 기판의 이면 상에 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 포함한다. 또한, 시스템은 척 내에 기판을 둘러싸는 스프레이 실드(shield)를 포함한다. 스프레이 실드는 슬라이딩 도어로 구성된다. 슬라이딩 도어가 개방위치에 있는 경우, 기판을 삽입 및 척의 핑거로부터 기판을 제거하기 위한 액세스가 제공된다.
또 다른 실시예로서, 기판을 준비하기 위한 시스템이 기술된다. 이 시스템은 기판을 에지 그립하기 위한 핑거를 갖고, 기판을 회전시키도록 구성된 척을 포함한다. 시스템에 있어서, 제 1 분배 아암은 기판의 활성면 근방에 위치된다. 제 1 분배 아암은 기판의 활성면의 중심 영역과 주변 에지 사이에서 이동할 수 있다. 또한, 제 1 분배 아암은 기판의 활성면 상에 유체를 전달하기 위한 제1공급라인쌍을 포함한다. 제1공급라인쌍은 주변 에지를 향한 방향으로 구부러진다. 또한, 시스템은 기판의 이면 근방에 위치된 제 2 분배 아암을 포함한다. 제 2 분배 아암은 기판의 이면의 중심 영역과 주변 에지 사이에서 이동할 수 있다. 또한, 제 2 분배 아암은 기판의 이면 상에 유체를 전달하기 위한 제2공급라인쌍을 포함한다. 제2공급라인쌍은 주변 에지를 향한 방향으로 구부러진다.
본 발명은 많은 장점을 갖고 있다. 본 발명의 하나의 주목할 만한 이점 및 장점은 기판의 상면 또는 활성면과 이면 양자의 동시 준비에 있다. 스핀들 (spindle) 및 척의 중공 (hollow) 디자인은 세정, 건조, 또는 다른 프로세싱을 위해 기판의 활성면과 이면 양자로의 액세스를 제공한다.
또 다른 장점은, 본 발명이 복수의 기판 크기에 대해 구성되는데 용이하다는 것이다. 기판 척의 일 크기를 또 다른 크기로 교환하기 위한 절차는 통합된 프로세스 시스템에 대한 최소 다운 시간 및 다수의 애플리케이션을 신속하고 효율적으로 제공한다. 또한, 디자인은 스핀들 모터 위치의 조절에 의한 벨트 변경 또는 장력 조절의 용이함을 제공한다.
또 다른 장점은 기존의 프로세스 장비에 시스템을 통합하여, 향상된 품질 및 오염으로 인한 결점 또는 스크랩 (scrap) 이 더 적은 제품의 양을 생성하는 능력이다. 스프레이 실드 및 스프레이 실드 도어의 낮은 프로파일은 많은 시스템에서 바람직하고, 공기식(pneumatic) 도어가 간단히 형성되어 시스템 내에서 입자를 발생시키지 않는다.
본 발명의 또 다른 장점은, 본 발명의 도면을 참조하여 본 발명의 원리를 예시형태로 기술하는 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
본 발명은 참조도면과 함께 이하의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 수 있으며, 동일한 구성 엘리먼트에는 동일한 참조부호를 붙인다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템을 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 1실시예에 따른 분배 아암 어셈블리의 상세도를 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 1실시예에 따른 상부 분배노즐 및 하부 분배노즐의 상세도를 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 1실시예에 따른 중공 척을 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템의 척 및 스프레이 실드를 나타낸다.
도 4c는 본 발명의 1실시예에 따른 이동가능 핑거 엑츄에이터를 나타낸다.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼가 그 상에 위치된 척을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 척의 제거를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템의 하부 또는 하면을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 1실시예에 따른 세정 및 건조 프로세스를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 1실시예에 따라 소정 포인트에서 정지된 하부 분배 아암 및 계속 이동하도록 허용된 상부 분배 아암을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 프로세싱 스테이션을 나타낸다.
기판 준비에 대한 발명이 기술된다. 바람직한 실시예에 있어서, 장치 및 방법은 표면장력 감소 프로세스를 실시하고 정확히 제어된 프로세스로 동시에 상면 또는 활성면과 하면 또는 이면 양자상에서 웨이퍼 또는 다른 기판의 헹굼 및 건조를 제공하는 기판 헹굼 및 건조장치를 포함한다. 1실시예에 있어서, 기판 헹굼 및 건조장치는, 브러쉬 박스 프로세싱에 후속하여 기판을 헹구고 건조시키기 위한 본 발명의 실시예에 따라 하나 이상의 브러쉬 박스 스크러빙 장치 및 하나 이상의 기판 건조기를 포함할 수 있는 기판 세정 및 건조시스템에서 실시된다.
이하의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 설명된다. 그러나, 본 발명이 일부 또는 모든 이러한 특정 세부사항없이 실시될 수도 있다는 것을 당업자는 알 수 있을 것이다. 다른 예에 있어서는, 본 발명이 불필요하게 불명료해지지 않도록 하기 위해 공지의 프로세스 동작은 상세히 기술하지 않는다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템(100)을 나타낸다. 기판 건조시스템(100)은 기판(128)을 유지하도록 구성된 중공 척(122)을 부착하고 적하 트레이(138; drip tray) 내 및 상에 배치된 중공 스핀들(123)을 포함한다. 상부 분배 아암(110)은 기판(128)의 상면 상에 위치되고, 하부 분배 아암(112)은 상부 분배 아암(110)에 대칭적으로 대향되어 위치되고 기판(128) 하면 또는 이면의 아래에 위치된다. 상부 분배 아암(110)은 분배 아암 구동 샤프트 하우징(118) 내에 배치된 분배 아암 구동 샤프트(도시하지 않았음)에 기계적으로 접속된 상부 분배 아암 지지포스트(114)에 의해 지지된다. 하부 분배 아암(112)은 상부 분배 아암 지지포스트(114)에 기계적으로 접속된(도시하지 않았음) 하부 분배 아암 지지포스트(116)에 의해 지지된다.
기판(128)은 핑거(126)를 갖는 중공 척(122)에 부착된다. 중공 척(122)은, 이 중공 척(122)이 부착된 중공 스핀들(123)의 회전에 의해 회전하도록 구성된다. 스핀들 모터(120)는, 구동벨트(132)에 의해 중공 축(123)에 적용되어, 회전 에너지를 제공하도록 구성되며, 중공 스핀들(123), 척(122) 및, 핑거(126)에서 중공 척(122)에 고정된 기판을 회전시킨다.
중공 척(122), 핑거(126) 및 기판(128)을 둘러싸는 것은 스프레이 실드(124)이다. 스프레이 실드(124)는 헹굼 및 건조 프로세스로부터의 유체를 중공 척(122) 주위의 영역에 함유하도록 구성된다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 스프레이 실드(124)는, 기판(128)의 삽입 및 제거를 위해 중공 척(122)으로의 측면 액세스를 제공하도록 반원형의 공기식 시스템에 자기적으로 커플링되는 슬라이딩 도어(도 4a, 4b 및 4d 참조)로 구성된다. 스프레이 실드(124) 및 도어의 구성 및 동작은 도 4a를 참조하여 이하에서 보다 상세히 기술한다.
1실시예에 있어서, 웨이퍼 센서아암(130a)은 상부 분배 아암 지지포스트(114)와 스프레이 실드(124) 사이에 위치되고, 기판(128) 표면 상에 웨이퍼 센서(130b)를 위치시키도록 구성된다. 웨이퍼 센서((130b)는 기판(128)의 존재를 감지하고, 핑거(126)에 배치된 기판(128)의 정확한 위치결정와 배향을 결정하도록 구성된다. 1실시예에 있어서, 기판(128)은 이동가능 핑거(127; 도 4a, 4b 및 4c 참조)를 고정시키기 위해 정확히 위치되고, 기판 건조시스템(100)에서 기판 준비를 진행해야 한다. 웨이퍼 센서(130b)는, 이동가능 핑거(127)가 기판을 적절한 위치에 고정시킬 수 있게 하는 기판(128)의 레벨 배향 및 정확한 위치결정을 감지 및 보장하여, 헹굼, 건조, 또는 다른 기판 준비를 진행한다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 건조제는 기판(128)의 활성면 및 이면에 도포된다. 예시의 건조제는 IPA, IPA증기, 질소(N2)가스, 및 또 다른 불활성 가스나 기화된 화학제를 포함한다. 몇몇 건조제는 드립(drip) 트레이(138) 내에 트랩(trap)될 수 있는 과도한 증기를 야기하거나 부산물을 생성한다. 배기관(134)은 공수된 화학제 또는 증기의 방출을 위해 제공되고, 배수관(136)은 세정제 및 건조제의 임의의 유체 잔여물들 배출하도록 제공된다.
상부 분배 아암(110)과 하부 분배 아암(112)은 세정, 건조, 헹굼을 제공하거나, 오목한 척(122) 상의 핑거(126)에 위치된 기판의 각 활성면 및 이면에 상부 분배노즐(111a) 및 하부 분배노즐(111b)을 통해 원하는대로 약제(agent)나 유체를 공급하기 위해 제공된다. 1실시예에 있어서, 상부 분배 아암(110)과 하부 분배 아암(112)은 기판(128)의 대향측의 동일한 위치에 위치된 상호간 반영된 형태이다.
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템(100)을 나타낸다. 도 2에 나타낸 투시도는 기판 건조시스템(100)의 척(122)에 위치된 웨이퍼(128)를 나타낸다. (도 4a를 참조하여 이하 보다 상세히 기술된) 스프레이 실드의 개구는 웨이퍼(128)를 삽입 또는 척(122)으로부터 웨이퍼를 제거하기 위한 엑세스를 허용한다. 상부 분배 아암 지지포스트(114)에 의해 지지된 상부 분배 아암(110)은 웨이퍼(128) 상에 위치된다. 배기관(134)을 갖는 드립 트레이(138)는 도 2에 나타낸 기판 건조시스템(100)의 하부 피처(feature)를 둘러싼다.
도 3a는 본 발명의 1실시예에 따른 분배 아암 어셈블리(102)의 상세도를 나타낸다. 나타낸 실시예에 있어서, 건조제 공급부(109a) 및 세정제 공급부(109b)는, 세정제 및 건조제가 기판의 활성면(도 3a에는 도시하지 않았음)에 도포되는 상부 분배노즐(111a)로 상부 분배 아암(110)을 따라 라우팅된다. 건조제 공급부(113a) 및 세정제 공급부(113b)는, 세정제 및 건조제가 기판의 이면(도 3a에는 도시하지 않았음)에 도포되는 하부 분배노즐(11b)로 하부 분배 아암(112)을 따라 라우팅된다. 다른 실시예에 있어서, 임의의 원하는 약제, 증기, 또는 다른 유체가 공급부(109a, 109b, 113a, 113b)를 통해 라우팅되어, 분배노즐(111a, 111b)을 통해 분배된다.
1실시예에 있어서, 기판의 활성면 및 이면에 걸친 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)의 위치결정은 분배 아암 구동 샤프트 하우징(118) 내에 포함된 분배 아암 구동 샤프트(도시하지 않았음) 및 분배 아암 제어기(도시하지 않았음)에 의해 제어된다. 분배 아암 구동 샤프트 하우징(118)의 외부에 위치된 전기 접속기(119)는 그 하우징 내에 배치된 분배 아암 제어기로의 전력 접속을 제공한다.
1실시예에 있어서, 분배 아암 구동 샤프트는, 상부 분배 아암(110)을 위치시키기 위해 구동 샤프트와 상부 분배 아암(110) 사이의 직접적인 기계적 접속을 제공하는 상부 분배 아암 지지포스트(114)에 기계적으로 접속된다. 상부 분배 아암(110)은, 이 상부 분배 아암(110)을 이동시켜 기판의 활성면(상면)에 걸쳐 상부 분배노즐(111a)을 위치시키기 위해 상부 분배 아암 지지포스트(114)에 관해 피봇(pivot)하도록 구성된다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 헹굼 및 건조 프로세스는 기판의 중심 영역으로부터 기판의 주변 영역까지 회전하는 기판의 반경을 따라 세정제 및 건조제를 분배한다. 따라서, 상부 분배 아암(110)은 중심 영역으로부터 주변 영역 바깥쪽으로 향하여 회전되는 기판의 표면을 따라 이동된다.
하부 분배 아암(112)은 상부 분배 아암(110)의 이동을 반영하도록 구성된다. 따라서, 상부 분배 아암(110)이 중심 영역으로부터 주변 영역 바깥쪽으로 향하는 회전 기판의 표면을 따라 이동함에 따라, 하부 분배 아암(112)은 기판의 대향면 또는 이면 상에 상부 분배 아암(110)이 실질적으로 대향하여 위치되며, 상부 분배 아암(110)과 함께 기판의 중심 영역으로부터 외부로 이동한다. 그러나, 1실시예에 있어서, 하부 분배 아암(112)은 분배 아암 구동 샤프트에 기계적으로는 접속되지 않는다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 하부 분배 아암(112)은 상부 분배 아암 지지포스트(114)와 하부 분배 아암 지지포스트(116)를 통해 상부 분배 아암(110)에 자기적으로 접속된다. 자기 접속은 하부 분배 아암(112)에 의해 반영되는 상부 분배 아암(110)의 포지티브 (positive) 기계적 제어를 제공한다. 1실시예에 있어서, 자기 커플링은 하부 분배 아암(112)의 이동 정도의 제어를 제공하는 자석에 의한다. 예컨대, 하부 분배 아암(112)은 중공 스핀들(123)의 내벽에 접근함에 따라 기판 주변의 근처에서 정지될 수 있다. 하부 분배 아암(112)이 기판(128)의 이면 주변 영역 근처에 정지하여 유지되는 동안 상부 분배 아암(110)은 기판의 주변 영역으로 계속 이동할 수 있다. 도 1 및 이하에 기술된 도 4a 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 하부 분배 아암(112)이 중공 스핀들(123)의 범위 내에서의 이동에 제한되지만, 상부 분배 아암(110)의 이동은 핑거(126)로 진행될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 1실시예에 따른 상부 분배노즐(111a) 및 하부 분배노즐(111b)을 상세히 나타낸다. 도시된 실시예에 있어서, 상부 분배노즐(111a)은, 상부 분배 아암 헤드(140a)에 부착되고 일반적으로 아래쪽으로 안내되는 건조제 공급부(109a)로부터의 노즐 및 세정제 공급부(109b)로부터의 노즐을 포함한다. 유사하게, 하부 분배노즐(111b)은, 하부 분배 아암 헤드(140b)에 부착되고 일반적으로 윗쪽으로 안내되는 건조제 공급부(113a)로부터의 노즐 및 세정제 공급부(113b)로부터의 노즐을 포함한다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 기판은 회전되는 중공 스핀들(123)에 부착된 중공 척(122)에 탑재된다. 상부 분배노즐(111a)은 기판(128)의 상면 또는 활성면에서 안내되고, 하부 분배노즐은 기판(128)의 하면 또는 이면에서 안내된다. 1실시예에 있어서, 상부 분배노즐(111a) 및 하부 분배노즐(111b)은 기판의 주변 영역을 향한 방향으로 각각 구부러진다. 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)이 척(122)에 부착되어 그 척으로 회전하는 기판(128)의 중심으로부터 방향 (142)의 기판(128)의 주변 영역으로 이동됨에 따라, 상부 분배 아암 헤드(140a) 상의 세정제 공급부(109b)로부터의 노즐과 하부 분배 아암 헤드(140b) 상의 세정제 공급부(113b)로부터의 노즐을 통해 기판(128)의 활성면 및 이면에 세정제가 도포된다. 이하, 보다 상세히 기술하는 바와 같이, 1실시예에 있어서, 상부 분배 아암 헤드(140a) 상의 건조제 공급부(109a)로부터의 노즐과 하부 분배 아암 헤드(140b) 상의 건조제 공급부(113a)로부터의 노즐을 통해 도포되는 건조제가 세정제 바로 다음에 도포된다. 따라서, 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)이 방향 (142)으로 기판의 표면을 통해 이동됨에 따라, 세정제 및 건조제가 척(122)에 부착된 회전 기판의 상면 및 하면 양자에 도포된다.
도 4a는 본 발명의 1실시예에 따른 중공 척(122)을 나타낸다. 중공 척(122)은 지지, 회전, 및 기판의 상면 또는 활성면과 이면으로의 액세스를 제공하기 위해 기판 건조시스템(100; 도 1 참조)에 커플링되도록 구성된다. 도 4a에 있어서의 중공 척(122)은 위에서 본 것이다. 1실시예에 있어서, 원형의 중공 척(122)은 중공 스핀들(123)에 커플링되도록 구성된다. 중공 스핀들(123)은 이하에 기술한 바와 같이 회전하도록 구동되고, 원형의 척(122)은 이 중공 척(122)에 부착된 기판(128)을 회전시키도록 자유롭게 회전한다. 원통형의 중공 스핀들(123)은 회전력을 제공하기 위한 구동벨트(132; 예컨대 도 1 참조)의 부착을 제공하도록 구성된다. 1실시예에 있어서, 중공 스핀들(123)은 기판 건조시스템(100)으로의 부착을 위해 제공되는 고정부와 척(122)으로의 부착을 위해 제공되는 회전부를 포함한다. 기판(128)의 활성면 및 이면 모두에 대한 액세스를 제공함으로써, 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)이 회전 기판(128)의 양면에 세정, 건조, 또는 또 다른 약제를 동시에 공급할 수 있게 한다.
1실시예에 있어서, 스프레이 실드(124)는 척(122)을 둘러싼다. 스프레이 실드(124)는 중공 스핀들(123) 및 부착된 척(122)을 포함하는 공동 내의 공간에 세정, 건조, 또는 또 다른 프로세스에 사용된 유체를 제한하도록 구성된다. 세정, 건조, 또는 또 다른 약제가 프로세싱 동안 기판에 도포됨으로써, 회전 기판으로부터 배출될 수도 있는 작은 물방울들은 스프레이 실드(124)에 의해 막혀져 중공 스핀들(123) 및 부착된 척(122)을 갖는 내부 공동 내에 제한된다. 스프레이 실드(124)는 PET, 플라스틱, 폴리우레탄, 또는 쉽게 세정되고 세정실 애플리케이션에 적절한 강도 및 형태를 제공하기 위한 임의의 적절한 가벼운 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 중공 스핀들(123) 및 부착된 척(122)을 갖는 공동이나 내부영역에 액세스를 제공하도록 구성된다. 1실시예에 있어서, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는, 내부영역 또는 공동에 대한 액세스를 제공하기 위해 슬라이딩 개방되는 중공 스핀들(123) 및 척(122)을 둘러싸는 실질적인 고체 스프레이 실드(124)를 생성하기 위해 슬라이딩 폐쇄되는 스프레이 실드(124)부로 구성된다. 스프레이 실드 도어(152)가 개방위치에 있으면, 기판(128)은 척(122) 내로 삽입되거나 척(122)으로부터 제거될 수 있다. 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)를 개방함으로써 제공된 액세스는, 기판(128)이 핑거(126)에서 수신되기 위해 적절한 위치 및 배향으로 로봇(도시하지 않았음)에 의해 삽입될 수 있게 한다. 일단 기판이 삽입되어 핑거(126)에 부착되면, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 중공 스핀들(123) 및 척(122)의 공동 내의 유체의 순환 억제를 유지하기 위해 폐쇄될 수 있다. 1실시예에 있어서, 기판(128)이 핑거(126) 내에 삽입되고, 웨이퍼 센서(130b)가 적절한 배향 및 위치결정을 감지 및 보장한다. 일단 적절한 배향 및 위치결정이 보장되면, 이동가능 핑거(127; 도 4a 참조)는 기판(128)을 적당한 위치에 고정시킨다. 로봇(도시하지 않았음)이 물러나고, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)가 닫힘으로써, 스핀들(123)이 회전할 수 있게 하여 척(122)을 회전시키고 기판(128)에 탑재시킨다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 개방 또는 폐쇄된 위치에 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)를 위치시키기 위한 액츄에이션은 공기식 엑츄에이터(도시하지 않았음)에 의해 제공된다. 공기식 튜브(150)는 스프레이 실드(124)의 베이스 또는 하부영역에서 일부의 스프레이 실드(124)부 주변을 따라 라우팅된다. 1실시예에 있어서, 공기식 튜브(150)는 이 튜브 내에서 자기 볼 또는 베어링으로 구성된다. 공기식 엑츄에이터는 공기식 튜브(150)의 내부를 따라 자기 볼을 이동시킨다. 공기식 튜브(150)의 제1단부에 공기압이 공급되면, 배기(배출) 또는 진공이 공기식 튜브(150)의 제2단부에 제공됨으로써, 배기(배출) 또는 진공에 대한 압력경로를 따라 공기식 튜브(150) 내의 자기 볼이 이동할 수 있다. 1실시예에 있어서, 공기식 엑츄에이터는 제1 및 제2단 모두에 압력을 공급하여, 공기식 튜브(150)의 제1단부 및 제2단부 모두에 배기 또는 진공을 제공하도록 구성가능하다. 이러한 방식에서는, 방향 화살표 (154)로 나타낸 바와 같은 양 방향으로 공기식 튜브의 길이 내에서의 이동을 위해 자기 볼이 구성된다. 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 자기 볼에 자기적으로 부착하기 위한 자기 래치(도시하지 않았음)로 구성된다. 자기 볼이 공기식 튜브(150)를 따라 튜브(150) 내에서 이동함에 따라, 자기 래치는 자기 볼에 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)를 부착하여, 공기식 튜브(150) 내의 자기 볼의 위치에 커플링된 개방위치 또는 폐쇄위치로 슬라이딩됨으로써 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)를 개방 또는 폐쇄시킨다. 1실시예에 있어서, 도어 위치 센서(158)는 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)의 상태를 나타내기 위해 제공된다.
도 4b는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템(100)의 척(122) 및 스프레이 실드(124)를 나타낸다. 도 4b에 나타낸 투시도에서, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는, 척(122) 및 스핀들(도 4b에는 보이지 않음)의 내부 공동을 완전히 둘러싸고, 프로세싱 영역 주위에 스프레이 실드(124)의 보전을 유지하는 폐쇄위치에 있다.
슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)가 개방위치에 있으면, 기판(128)을 삽입 또는 제거하기 위한 액세스가 제공된다. 핑거(126)는 중공 스핀들(123) 및 척(122) 상에 기판(128)을 수신하고 지지하도록 구성된다. 1실시예에 있어서, 이동가능 핑거(127)는 기판(128)을 적절한 위치에 확보하기 위해 제공된다. 기판(128)이 삽입되면, 적어도 2개의 핑거(126)가 기판(128)을 수신하도록 구성된다. 기판(128)이 로봇(도시하지 않았음)에 의해 핑거(126)에 위치됨에 따라, 이동가능 핑거(127)는 개방 또는 비고정 위치에 놓여진다. 기판(128)이 핑거(126)에 적절하게 위치되면, 이동가능 핑거(127)는 적절한 위치에 기판(128)을 고정시키기 위해 기판(128)의 에지로 피봇한다. 따라서, 적절하게 위치된 기판(128)은 핑거(126) 및 이동가능 핑거(127)에 의해 에지에서 지지된다. 1실시예에 있어서, 핑거(126) 및 이동가능 핑거(127)는 중공 스핀들(123) 및 척(122)의 회전축으로부터 약간 중심에서 벗어나게 기판(128)을 위치시키도록 구성된다. 약간 중심에서 벗어난 위치결정은 핑거(126)에 대해 기판(128)을 추가적으로 확보하고, 중공 스핀들(123)의 회전동안 발생된 이동가능 핑거(127)에 대한 압력을 최소화하도록 구성된다.
1실시예에 있어서, 이동가능 핑거(127)를 위한 엑츄에이터(125; 도 4c 참조)는 중공 스핀들(123)에 인접하여 위치되고, 중공 스핀들(123)의 고정부에 부착된다. 도 4c는 본 발명의 1실시예에 따른 이동가능 핑거 엑츄에이터(125)를 나타낸다. 이동가능 핑거 엑츄에이터(125)는, 이동가능 핑거(127)가 개방 또는 비고정 위치에 있을 때, 중공 스핀들(123)의 회전부의 이동 또는 회전을 방지하도록 구성된다. 일단 기판이 위치되고 이동가능 핑거(127)가 기판을 적절한 위치에 고정시키면, 이동가능 핑거 엑츄에이터는 중공 스핀들(123)의 회전부의 이동 및 회전을 허용하도록 구성된다. 1실시예에 있어서, 중공 스핀들(123)의 회전은, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)가 폐쇄위치에 있는 것을 도어 위치 센서(158)가 나타낼 때까지 또한 방지되고, 따라서 기판을 삽입 또는 제거하기 위해 사용된 임의의 로봇은 중공 스핀들(123) 및 척(122)으로부터 물러난다.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 그 상에 웨이퍼(128)가 위치된 척(122)을 나타낸다. 도 4d에 나타낸 실시예에 있어서, 웨이퍼(128)는 핑거(126) 내에 위치되어 이동가능 핑거(127)에 의해 적절한 위치에 고정된다. 따라서, 웨이퍼(128)는 핑거(126) 및 이동가능 핑거(127)에서의 에지에 의해 적절한 위치에 유지된다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 일단 이동가능 핑거(127)가 적절한 위치에 웨이퍼(128)를 고정시키고 센서(130b)가 웨이퍼(128)의 존재 및 적절한 배향을 나타내면, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 폐쇄되고, 스핀들(도시하지 않았음), 척(122), 웨이퍼(128) 주위에 연속적인 스프레이 실드(124)를 제공하도록 용인된다. 1실시예에 있어서, 도어 위치 센서(158)는 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)의 위치를 폐쇄되거나 폐쇄되지 않는 것 중 하나로서 감지한다.
도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 척(122)의 제거를 나타낸다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 척(122)은 복수의 기판 크기를 수용하도록 교환가능하다. 상술한 바와 같이, 중공 스핀들(123)은 회전부 및 고정부를 포함한다. 핀(126) 및 이동가능 핀(127)을 갖는 척(122)은, 중공 스핀들(123)의 회전이 그 상에 배치된 척(122) 및 기판(128)을 회전시키기 위해 중공 스핀들의 회전부에 부착하도록 구성된다. 본 발명의 1실시예에 있어서, 척(122)은 PET, 플라스틱, 폴리우레탄, 또는 또 다른 적절한 재료의 실질적인 고체 조각으로 제조되고, 기판을 수신하기 위한 핀(126) 및 이동가능 핀(127) 뿐만 아니라, 회전하도록 구성된 중공 스핀들(123) 내의 링 또는 베어링에 척(122)을 부착하기 위한 부착 포인트(156; 도 4a 참조)를 포함한다. 1실시예에 있어서, 척(122)은 특정 기판 크기를 위한 기판 건조시스템(100)의 구성이 원하는 기판 크기를 위한 대응하는 척(122)의 부착만을 요구하도록 특정 기판 크기에 대해 구성된다. 예컨대, 통상의 반도체 웨이퍼 크기는 200mm 및 300mm 웨이퍼를 포함한다. 본 발명의 1실시예는 200mm 구성 및 300mm 구성을 포함하고, 원하는 웨이퍼 크기를 위한 재구성은 부착 포인트(156)에서 중공 스핀들(123)로부터 척(122)을 단절시키므로써 오직 하나의 척(122)의 제거와, 원하는 기판 크기를 위한 척(122)의 교체를 필요로 한다.
도 6은 본 발명의 1실시예에 따른 기판 건조시스템(100)의 하부 또는 하면을 나타낸다. 나타낸 실시예에 있어서, 기판 건조시스템(100)은 뒤집어져 있으며, 드립 트레이(138)는 제거되어 있다. 또한, 기판 건조시스템(100)에 통상적으로 구성된 구동벨트 커버가 제거되어 있으며, 중공 스핀들(123) 주위에, 그리고 스핀들 모터(120)의 하부에 부착된 풀리(pulley) 주위에 구성되는 구동벨트(132)가 나타난다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 1실시예에서, 구동벨트(132)는 스핀들(123)의 회전부(123a) 주위를 둘러싸고 스핀들(123) 및 부착된 척(도 6에는 도시하지 않았음)을 회전시키기 위해 회전력을 제공하기 위한 스핀들 모터(120)에 의해 구동된다. 또한, 스핀들(123)의 고정부(123b)는 기판 건조시스템(100)에 및 그 고정부에 부착된 이동가능 핑거 엑츄에이터(125)와 함께 부착된 것을 나타내고 있다. 배기관(134)은 드립 트레이(138; 도 6에서는 제거됨)에 의해 둘러싸인 공간으로부터의 배출을 제공한다. 설명의 목적을 위해, 하부 분배 아암(112)은 하부 분배 아암 지지포스트(116)로부터 제거했다.
도 1 내지 도 6를 참조하면, 기판 건조시스템(100)의 구현의 1실시예는 기판(128)을 세정 및 건조하기 위한 독창적인 방법을 제공한다. 세정되어 건조되는 기판(128)의 크기에 따라 원하는 척(122)이 선택되어 구성된다. 통상, 단일 크기의 기판(128)의 배치(batch)가 효율적인 구현을 위해 프로세싱되지만, 구성의 용이함은 복수의 기판 크기의 프로세싱을 제공한다.
슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는, 상술한 바와 같은 공기식 튜브(150) 내의 자기 볼이나 베어링을 이동시키는 공기식 엑츄에이터에 의해 개방위치에 위치된다. 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)상의 자기 래치는 자기 볼에 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)를 자기적으로 커플링하고, 자기 볼이 공기식 튜브(150)를 통해 이동함에 따라, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 개방위치로 슬라이딩된다. 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)가 개방위치에 위치되면, "닫히지 않음"상태가 도어 센서(158)에 의해 감지된다.
로봇(도시하지 않았음)은 기판(128)을 척(122) 상에 삽입한다. 기판(128)을 핑거(126)에서 수신하고, 이동가능 핑거(127)는 척(122) 상의 위치로 기판을 부착하여 고정시키기 위해 엑츄에이터(125)에 의해 위치되며, 그 기판(128)은 핑거(126) 및 이동가능 핑거(127)의 그 에지에서 지지된다. 로봇이 물러나고, 슬라이딩 스프레이 실드 도어(152)는 폐쇄위치로 슬라이딩된다. 폐쇄상태는 도어 센서(158)에 의해 감지된다.
웨이퍼 센서아암(130a)에 부착된 웨이퍼 센서(130b)는 기판(128)의 존재 및 배향을 감지한다. 만약, 기판(128)이 존재하고 정확하게 배향되면(예컨대, 레벨), 부착된 척(122)을 갖는 중공 스핀들(123)은 회전하도록 허용된다. 중공 스핀들(123)은 300RPM이하, 및 원하는 애플리케이션에 의존하여 3000RPM까지 회전하도록 구성된다. 중공 스핀들(123) 회전은 구동벨트(132)를 사용하여 중공 스핀들(123)을 회전시키는 스핀들 모터(120)에 의해 발생된다. 1실시예에 있어서, 스핀들 모터(120)는 구동벨트(132)의 장력 조절을 제공하도록 구성된다. 예컨대, 스핀들 모터(132)의 위치는 각각 구동벨트(132)의 장력을 감소 또는 증가시키기 위해 중공 스핀들(123) 쪽으로 또는 벗어나게 조절될 수 있다.
중공 스핀들(123)은 척(122)에 대한 부착을 제공 및 회전시키도록 구성된 자유롭게 회전하는 회전부(123a)와, 기판 건조시스템(100)에 부착을 제공하는 고정된 고정부(123b)를 갖도록 구성된다. 또한, 이동가능 핑거 엑츄에이터(125)의 부착은 중공 스핀들(123)의 고정부(123b)상에 제공된다. 자유롭게 회전하는 회전부(123a)는, 고정의 하우징 내에서 자유롭게 회전할 수 있는, 중공 인테리어를 갖는 샤프트 베어링과 유사하게 구성될 수 있다. 구동벨트(132)는 중공 스핀들(123)의 회전부(123a)의 하부에 구성된다. 핑거(126) 및 이동가능 핑거(127)를 포함하는 척(122)은, 부착 포인트(156)에서 중공 스핀들(123)의 회전부(123a)의 상부영역에 부착되어 복수의 기판 크기를 수용하기 위해 용이하게 구성가능한 척(122)을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 건조시스템(100)에 위치된 기판(128)의 경우, 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)은 회전 기판(128)의 거의 중심에 위치된다. 상부 분배 아암(110)은 기판(128)의 상면 또는 활성면에서 상부 분배노즐(111a)을 안내하고, 하부 분배 아암(112)은 기판(128)의 하면 또는 이면에 하부 분배노즐(111b)을 안내한다. 자기적으로 커플링된 상부 분배 아암(110)과 하부 분배 아암(112)은 기판(128)의 대향측에 실질적으로 동일한 위치에 위치된다.
1실시예에 있어서, 세정제는 세정제 공급부 (109b 및 113b)를 통해 회전 기판(128)의 활성면 및 이면에 분배된다. 건조제는 건조제 공급부 (109a 및 113b)를 통해 회전 기판(128)의 활성면 및 이면에 분배된다. 1실시예에 있어서, 상부 분배 아암(110)이 회전 기판(128)의 중심 영역으로부터 주변으로 기판(128)의 활성면에 걸쳐 이동함에 따라 세정제가 건조제에 선행하도록 상부 분배 아암 헤드(140a)는 상부 분배노즐(111a)을 안내한다. 유사하게, 하부 분배 아암(112)이 회전 기판의 중심 영역으로부터 주변으로 기판(128)의 이면을 통해 이동함에 따라 세정제가 건조제에 선행하도록 하부 분배 아암 헤드(140b)는 하부 분배노즐(111b)을 안내한다. 1실시예에 있어서, 상부 분배노즐(111a) 및 하부 분배노즐(111b)은, 기판을 프로세싱하는 동안 통상의 노즐 이동방향으로 기판의 중심에서 기판의 에지를 향하여 구부러지도록 배향된다. 세정제는 원하는 애플리케이션에 따라 복수의 화학제 또는 DIW로부터 선택된다. 본 발명은 기판의 세정, 에칭, 및 헹굼을 위한 실시예를 포함한다. 예시의 세정제는 DIW, HF 용액, NH4OH, H2O2, 또는 HCl, HNO3, H2CO3, HBr, H3PO4, H2SO4 등과 같은 임의의 산을 포함한다. 예시의 건조제는 IPA, 디아세톤, 에틸락테이트, 에틸알콜, 메틸피롤리돈 등을 포함한다. 상술한 바와 같이, 건조제가 세정제 다음에 분배될 때, 회전되는 기판 에지의 바깥쪽으로 유체를 이동함으로써 그 유체의 제거를 용이하게 하는 세정제의 표면장력이 감소된다.
도 7은 본 발명의 1실시예에 따른 세정 및 건조 프로세스를 나타낸다. 기판의 중심 영역으로부터 기판의 주변 영역으로 향해 이동하는 동안 세정제는 회전 기판의 상면 및 이면에 건조제에 앞서 도포된다. 세정제는 기판의 표면을 세정, 에칭, 또는 헹구도록 구성되고, 영역(170)로의 건조제의 도입으로, 유체의 표면장력이 감소되고, 유체 및 잔여물의 이동이 강화됨으로써 기판의 표면을 건조시킨다.
상부 분배 아암(110)은 상부 분배 아암 지지포스트(114)와 하부 분배 아암 지지포스트(116)를 통해 하부 분배 아암(112)에 자기적으로 커플링되고, 상부 분배 아암은 분배 아암 구동 샤프트 하우징(118) 내에 포함된 분배 아암 구동 샤프트에 자기적으로 접속된다. 1실시예에 있어서, 회전 기판(128)의 상면을 통한 중심 영역으로부터 주변 영역으로의 상부 분배 아암(110)의 이동은, 분배 아암 구동 샤프트 하우징(118) 내에 포함된 분배 아암 제어기에 의해 안내된다. 분배 아암 제어기는 상부 분배 아암(110)을 위치시키는 분배 아암 구동 샤프트를 안내한다. 자기적으로 커플링된 하부 분배 아암(112)은, 이면을 통해 회전 기판(128)의 중심 영역으로부터 주변으로 이동하는 상부 분배 아암(110)의 이동을 반영한다. 이것은 상면 및 이면의 동시 세정 및 건조를 제공한다.
본 발명의 1실시예에 있어서, 제동기(brake) 또는 조속기(governor)는 중공 스핀들(123)의 내면과 하부 분배노즐(111b)사이의 접촉을 방지하기 위해 하부 분배 아암(112)에 구성된다. 상술한 바와 같이, 기판 프로세싱은 회전 기판의 중심으로부터 회전 기판의 주변으로 진행한다. 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)은 기판 에지의 소정의 포인트 또는 근처까지 회전 기판의 활성면 및 이면을 통해 동기적으로 이동한다. 소정의 포인트에서, 상부 분배 아암(110)이 계속 이동하는 동안, 하부 분배 아암(112)은 정지되므로, 기판 에지까지 또는 기판 에지를 통해 원하는 바대로 상부 분배노즐(111a)을 이동시킨다. 도 8은 본 발명의 1실시예에 따라 소정의 포인트에서 정지된 하부 분배 아암(112)과, 계속 이동하도록 허용된 상부 분배 아암(110)을 나타낸다. 1실시예에 있어서, 또 다른 제동기 또는 조속기가 스핀들(123) 및 척(122) 공동 내에서 상부 분배 아암(110)의 이동의 제한을 규정하는 상부 분배 아암(110)에 대해 구성된다. 상부 분배 아암(110)이 프로세싱 영역의 중심 영역으로 리턴되는 것과 같이 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)이 정렬되면, 자기 커플링이 복원되어 상부 분배 아암(110) 및 하부 분배 아암(112)이 다시 한번 이동되거나 함께 이동된다.
세정제 및 건조제로부터의 과도한 유체가 스프레이 실드(124)에 의해 기판 건조시스템(100) 상으로 분산되는 것이 막혀지므로, 스핀들(123) 및 척(122)의 오목한 공동 내에 함유된다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상기 기술한 바와 같이, 유체 잔여물은 드립 트레이(138)에서 수집되어, 배수관(136)을 통해 배수된다. 몇몇 실시예에 있어서, 증기화된 가스는 건조제로 사용되고, 축적된 연기 또는 가스의 경우에는, 드립 트레이(138)의 범위 내에서 그러한 연기 또는 가스를 방출하기 위해 배기관(134)이 제공된다.
도 9는 본 발명의 1실시예에 따른 기판 프로세싱 스테이션(200)을 나타낸다. 1실시예에 있어서, 적어도 하나의 기판 건조시스템(100)은 기판 전송 및 노출을 최소화할 뿐만 아니라, 세정실 플로어 공간 요건을 최소화하는 효율적인 프로세싱을 위한 기판 프로세싱 스테이션을 생성하기 위해 적어도 하나의 브러쉬 박스 스크러버(202; scrubber)와 통합된다. 본 실시예에 있어서, 적어도 하나의 기판 건조시스템(100)은, 우선 기판이 적어도 하나의 브러쉬 박스(202)에서의 하나 이상의 동작을 통해 프로세싱된 후, 헹굼, 건조, 또는 또 다른 프로세스를 위해 적어도 하나의 기판 건조시스템(100)으로 전달되도록 적어도 하나의 브러쉬 박스(202)와 함께 구성된다. 예컨대, 기판 건조시스템(100)은 전송거리를 최소화하고 시스템 또는 도구 풋프린트(foot print)를 최소화하기 위해 브러쉬 박스(202)의 상면에 탑재될 수도 있다. 또한, 세정실 환경에서, 여과시스템은 고도의 증가된 세정도 레벨을 유지할 수 있다. 따라서, 스크러빙의 더 불결한 프로세스가 더 낮은 레벨로 수행될수록, 기판 헹굼 및 건조의 더 증가된 세정기 동작이 더 높은 레벨로 수행된다.
또 다른 실시예에 있어서, 기판 프로세싱 스테이션(200)은 세정실 플로어 공간의 효율적인 사용을 최대화하고, 기판 프로세싱 방법 및 시스템의 경제적이면서 효율적인 구현을 활용하기 위해, 통합된 기판 프로세싱 클러스터 모듈 또는 클러스터 도구로 또한 공지된 기판 프로세싱 도구의 클러스터에 통합된다. 단지 일예로서, 본 발명의 1실시예는 예컨대, 웨이퍼 처리 시스템, 로드(load) 및 언로드 모듈, 커플링 에칭 로드 록(etch load lock)을 갖는 에칭 프로세스 모듈 및, 화학적 기계적 평탄화(CMP) 프로세스 모듈을 포함하는 통합된 기판 프로세싱 클러스터 모듈에 통합된다. 본 발명의 실시예는 사후(post)-CMP 세정 및 포스트-에칭 세정 동작을 처리할 수 있는 세정 프로세스 모듈로서 클러스터 모듈에 통합된다.
전술한 발명이 이해의 명확화를 위해 일부 세부사항으로 설명되었지만, 일정한 변경 및 변형이 첨부된 청구항의 범위내에서 실행될 수도 있다는 것은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제한이 아닌 예로서 간주되며, 본 발명은 여기에서 제공된 세부사항에 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항의 범위 및 등가물내에서 변형될 수도 있다.

Claims (15)

  1. (a) 기판을 에지 그립 (grip) 하기 위한 핑거 (finger) 를 갖고, 상기 기판을 회전시키도록 구성된 척;
    (b) 상기 기판의 활성면에 인접하여 위치되고, 상기 기판의 활성면의 중심 영역과 주변 에지 사이를 이동할 수 있으며, 상기 기판의 활성면상에서 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 더 갖는 제 1 분배 아암;
    (c) 상기 기판의 이면에 인접하여 위치되고, 상기 기판 이면의 중심 영역과 주변 에지 사이를 이동할 수 있으며, 상기 기판의 이면상에서 유체를 전달하기 위한 공급라인쌍을 더 갖는 제 2 분배 아암;
    (d) 상기 제 1 분배 아암 및 상기 제 2 분배 아암이 상기 기판의 중심 영역과 주변 에지 사이를 이동할 때, 상기 제 1 분배 아암 및 상기 제 2 분배 아암이 상기 기판의 대향면상에서 정렬을 유지하도록 상기 제 1 분배 아암과 상기 제 2 분배 아암을 커플링하는 접속부; 및
    (e) 상기 척 내의 상기 기판을 둘러싸고, 슬라이딩 도어로 구성된 스프레이 실드를 구비하며,
    상기 슬라이딩 도어가 개방위치에 있으면, 상기 척의 핑거로부터 상기 기판을 삽입 및 제거하기 위한 액세스가 제공되는, 기판 준비 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배 아암과 상기 제 2 분배 아암을 커플링하는 상기 접속부는 자기 접속부인, 기판 준비 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 도어로 구성된 상기 스프레이 실드의 베이스를 따라 배치된 공기식 튜브 (pneumatic tube);
    상기 공기식 튜브 내에 배치된 자기 볼 (magnetic ball); 및
    상기 슬라이딩 도어에 구성된 자기 래치 (latch) 를 더 구비하며,
    상기 자기 래치는, 상기 공기식 튜브 내의 상기 자기 볼의 이동이 개방위치 또는 폐쇄위치 중 어느 하나에 상기 슬라이딩 도어를 위치시키기 위해 상기 슬라이딩 도어를 슬라이딩하도록 상기 공기식 튜브에 상기 슬라이딩 도어를 슬라이딩 가능하게 부착하도록 구성되는, 기판 준비 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 복수의 기판 크기 각각에 대한 특정 크기의 척과 교환할 수 있도록 구성되는, 기판 준비 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 척은 상기 기판의 활성면 및 이면 모두에 동시 액세스를 제공하는 중공 (hollow) 척인, 기판 준비 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배 아암의 공급라인쌍 각각 및 상기 제 2 분배 아암의 공급라인쌍 각각은 에칭액, 세정액, 헹굼액, 및 건조제 중 어느 하나를 공급하도록 구성되는, 기판 준비 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 세정액은 HF, NH4OH, H2O2, HCl, HNO3, H2CO3, HBr, H3PO4, 및 H2SO4 중 하나를 포함하는, 기판 준비 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 건조제는 이소프로필 알콜, 디아세톤, 에틸락테이트, 에틸글리콜, 및 메틸피롤리돈 중 하나를 포함하는, 기판 준비 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 척의 핑거에서 기판의 정확한 위치를 결정하도록 구성된 기판 센서를 더 구비하는, 기판 준비 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배 아암의 공급라인쌍 각각은 상기 기판의 활성면 쪽으로 안내되고 상기 기판의 주변 에지 쪽으로 구부러진 노즐을 갖고, 상기 제 2 분배 아암의 공급라인쌍 각각은 상기 기판의 이면 쪽으로 안내되고 상기 기판의 주변 에지 쪽으로 구부러진 노즐을 갖는, 기판 준비 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 통합된 기판 프로세싱 모듈로서 하나 이상의 브러쉬 박스 스크러버와 통합되는, 기판 준비 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템은, 웨이퍼 처리 시스템, 로드 및 언로드 모듈, 및 에칭 프로세스 모듈을 포함하는 기판 프로세싱 클러스터 모듈과 통합되는, 기판 준비 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템은, 웨이퍼 처리 시스템, 로드 및 언로드 모듈, 및 화학적 기계적 평탄화 프로세스 모듈을 포함하는 기판 프로세싱 클러스터 모듈과 통합되는, 기판 준비 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템은, 웨이퍼 처리 시스템, 로드 및 언로드 모듈, 에칭 프로세스 모듈, 및 화학적 기계적 평탄화 프로세스 모듈을 포함하는 기판 프로세싱 클러스터 모듈과 통합되는, 기판 준비 시스템.
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