KR200286810Y1 - 스핀 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조를 위한 스핀 스크러버에 관한 것으로, 본 고안의 스핀 스크러버는 피처리면이 위쪽을 향하도록 기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과, 기판의 피처리면으로 세정액을 공급하는 세정액 분사 노즐과, 기판의 피처리면을 건조시키기 위하여, 상기 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함한다.

Description

스핀 스크러버{SIPN SCRUBBER}

본 고안은 반도체 제조를 위한 스핀 스크러버에 관한 것이다.

최근에 반도체 소자가 고직접화되면서 기판 상에 구현해야 하는 회로의 패턴이 작아짐으로 인해 기판 상의 패턴은 미세한 파티클(paticle)에 의해서도 반도체 소자의 불량을 발생시키게 되므로 세정공정이 더욱 중요해지고 있다.

세정공정에서 파티클을 제거하기 위하여 물리적인 방법을 채용하고 있는 장치로는 스핀 스크러버(spin scrubber)를 들 수 있으며, 스핀 스크러버는 반도체 소자의 제조공정에서 마스크(mask) 및 기판의 표면 또는 뒷면에 있는 파티클(particle)을 세정하는 장치이다.

스핀 스크러버로 기판을 세정하는 방법은 초순수를 이용하여 세정하는 방법, 초순수와 브러시를 이용하여 세정하는 방법, 초음파를 이용하여 세정하는 방법등이 있다.

브러시를 이용한 세정 방법을 간단히 설명하면, 기판을 스핀척에 진공으로 고정시키고 스핀시키는 동안 회전섬유 브러시로 기판에 접촉시키고 기판과 브러시의 움직임으로써 기판의 고속 세척동작을 수행한다. 세척중에 순수(deionized water) 및 세정제가 분사된다. 기판의 스크러빙이 완료되고 나면, 기판을 순수로 린스(rinse)하고 고속 회전으로 건조시킨다. 이때, 건조 효율을 높이기 위해 스핀 회전중인 기판의 중앙부에 질소가스와 같은 비산화성 가스를 분사해서, 기판 표면으로부터 부착액을 제거하는 건조방법이 제시되었다. 그러나 이 건조방법에서는 기판의 중앙부분은 완전 건조되지만, 기판의 가장자리부분은 불완전 건조가 되기 쉽다. 특히 콘택트홀과 같은 오목부를 가지는 패턴박막의 경우는, 분사한 가스에 의해 기판의 가장자리부에서 부착액을 완전히 제거할 수 없었다. 또한 기판의 크기가 커지면 커질 수록 워터 마크가 생겼고, 그 전체 면을 완전 건조시키는 것이 곤란하게 되었다.

따라서, 기존에는 스핀 스크러버 장치에서 1차 건조를 마친 후, 베이크에서 기판에 남아있는 물기를 제거하는 후속 건조 공정을 추가로 실시할 수 밖에 없었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기판을 보다 효과적으로 건조시킬 수 있는 새로운 형태의 스핀 스크러버를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스핀 스크러버의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;

도 2는 가스 분사 노즐에 설치된 가열부를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 턴테이블

120 : 스핀컵

130 : 초순수 분사노즐

140 : 브러시 유닛

150 : 가스 분사 수단

152 : 가스 분사 노즐

154 : 이동부

170 : 가열부

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 스핀 스크러버는 피처리면이 위쪽을 향하도록 기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과, 기판의 피처리면으로 세정액을 공급하는 세정액 분사 노즐과, 기판의 피처리면을 건조시키기 위하여, 상기 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함한다.

본 실시예에서 상기 가스 분사 노즐은 상기 가스를 순간 가열시키기 위하여 히팅 코일이 감겨져 있는 가열부를 더 포함한다.

본 실시예에서 상기 가스 분사 노즐이 상기 기판의 중앙으로부터 기판의 가장자리로 이동하면서 가스를 분사할 수 있도록, 상기 가스 분사 노즐을 이동시키기 위한 이동기구를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 가스는 질소가스, 이산화탄소가스, 아르곤가스, 헬륨가스, 공기로 이루어지는 군으로부터 선택된1종 또는 2종 이상의 가스를 상기 피처리면으로 분사하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 가스는 80-90?? 온도로 가열된 상태로 상기 피처리면으로 분사되는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 2에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 스핀 스크러버(100)는 턴테이블(110), 스핀컵(120), 초순수 분사노즐(130), 브러시 유닛(140), 가스 분사 수단(150)으로 이루어진다.

상기 턴테이블(110) 상면에는 세척하기 위한 반도체 기판(W)가 놓여진다. 상기 스핀컵(120)은 주변 장비 보호를 위해 상기 턴테이블 주변를 둘러싼다. 상기 브러시 유닛(140)은 아암(142)과, 상기 아암(142)에 설치된 브러시(144)로 이루어진다. 상기 브러시 유닛(140)은 상기 브러시(144)가 상기 기판(W)의 가장자리와 중심부근 사이를 왕복하면서 상기 기판 표면의 파티클을 제거한다. 상기 브러시(144)는 기판 한 매의 세정이 끝나면 상기 세정조 옆에 위치된 홈 영역으로 이동하여 대기하게 된다. 상기 초순수 분사노즐(130)은 상기 기판 표면으로 초순수를 공급한다. 이처럼, 상기 턴테이블(110)에 장착되어 회전하는 기판(W)의 표면에 초순수 분사노즐(130)로부터 초순수가 분사되며, 초순수가 분사된 기판(W) 표면에 접하여 수평운동하는 브러시(144)에 의해 기판(W) 표면에 존재하는 파티클을 제거하게 된다.

상기 가스 분사 수단(150)은 상기 기판(W)의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하여 상기 기판의 피처리면을 건조시키기 위한 것으로, 상기 가수 분사 수단은 가스 분사 노즐(152)과 이동부(154)로 이루어진다.

상기 이동부(154)는 상기 가스 분사 노즐(152)이 상기 기판(W)의 중앙으로부터 기판의 가장자리로 이동하면서 가스를 분사할 수 있도록, 상기 가스 분사 노즐을 이동시키기 위한 것으로, 아암(156)과, 회전축(158) 그리고 구동모터(160)로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스분사 노즐(152)에는 가스를 분사하기 전 가스를 순간 가열시키기 위한 가열부(170)가 설치된다. 이 가열부(170)는 순간 가열에 적합한 히팅 코일을 구비한다. 상기 히팅 코일의 특성상 순간 온도 조절이 가능하다.

예컨대, 상기 가스는 질소가스, 이산화탄소가스, 아르곤가스, 헬륨가스, 공기로 이루어지는 군으로부터 선택된1종 또는 2종 이상의 가스일 수 있다. 그리고 상기 가스는 상기 가열부에 의해 80-90?? 온도로 가열된 상태로 상기 피처리면으로 분사되는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 고안의 스핀 스크러버는 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사함으로써 건조 효과를 극대화시킬 수 있다. 다시 말해, 기판 표면에 잔존하는 물기가 고온의 가스에 의해 증발됨으로써 건조되는 것이다. 그 뿐만 아니라, 가스를 기판의 피처리면 중앙에서부터 가장자리로 이동시킴으로써 피처리면 전체를 고르게 건조시킬 수 있는 것이다.

여기서, 본 고안의 구조적인 특징은, 기판의 피처리면으로 고온의 건조가스를 분사할 수 있는 노즐을 갖는데 있다. 또한, 노즐이 기판의 피처리면 중앙에서부터 가장자리로 이동 가능하다는데 있다.

이상에서, 본 고안에 따른 스핀 스크러버의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 고안을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 기판을 고속 회전시킴과 동시에 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사함으로써, 기판의 피처리면에 남아있는 물기를 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 가스 분사 노즐이 이동하면서 기판에 건조 가스를 분사함으로써 기판의 피처리면 전체에 걸쳐 건조 효율이 향상되는 이점이 있다. 이처럼, 스핀 스크러버에서 기판 건조가 효과적으로 실시됨으로써, 추가적으로 기판을 건조시키기 위한 베이크 과정이 불필요하다.

Claims (3)

1. 스핀 스크러버에 있어서,

   피처리면이 위쪽을 향하도록 기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과,

   기판의 피처리면으로 세정액을 공급하는 세정액 분사 노즐과,

   기판의 피처리면을 건조시키기 위하여, 상기 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 스크러버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 분사 노즐은 상기 가스를 순간 가열시키기 위하여 히팅 코일이 감겨져 있는 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 스크러버.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가스 분사 노즐이 상기 기판의 중앙으로부터 기판의 가장자리로 이동하면서 가스를 분사할 수 있도록, 상기 가스 분사 노즐을 이동시키기 위한 이동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 스크러버.