KR20090030373A

KR20090030373A - 케미컬 분사 장치

Info

Publication number: KR20090030373A
Application number: KR1020070095623A
Authority: KR
Inventors: 이광렬
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-25

Abstract

케미컬 분사 장치는 분사부 및 제어부를 포함한다. 분사부는 회전하는 웨이퍼의 중심 위치에서 케미컬을 일정 구간을 따라 왕복하는 스캔 방식에 의해 분사한다. 제어부는 분사부와 전기적으로 연결되고, 외부로부터 분사부에 의해 이루어지는 스캔 방식에 대한 공정 조건을 입력 받아, 분사부의 동작이 끝나는 위치가 일정 구간의 양 지점 중 어느 하나와 일치하도록 분사부의 스캔 속도를 제어한다. 따라서, 웨이퍼의 위치에 따라 동일한 량의 케미컬이 분사되도록 할 수 있다.

Description

케미컬 분사 장치{APPARATUS FOR DISPENSING A CHEMICAL}

본 발명은 케미컬 분사 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼를 세정하기 위하여 케미컬을 상기 웨이퍼에 분사하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 실리콘(silicon)을 기초로 한 웨이퍼로부터 제조 된다. 구체적으로, 상기 반도체 소자는 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정, 검사 공정 등을 포함하여 제조된다.

상기와 같은 공정들 중 세정 공정에서는 상기 웨이퍼를 수납 용기에 수납시킨 다음, 여러 종류의 케미컬을 상기 웨이퍼에 분사하는 세정 방식이 사용될 수 있다.

여기서, 상기 웨이퍼에 상기 케미컬이 균일하게 분산되도록 하기 위하여, 먼저 상기 웨이퍼는 중앙에 회전척이 결합되어 자체적으로 회전하고, 상기 케미컬을 분사하는 분사부는 상기 웨이퍼의 중심 위치에서 스캔 방식에 따라 일정 구간을 왕복하면서 분사한다.

이때, 상기 분사부에는 스캔 동작을 제어하기 위하여 여러 셋팅값이 사용자로 하여금 입력된다. 상기 셋팅값은 일 예로, 스캔 위치, 스캔 가속도, 스캔 등속도, 스캔 감속도, 스캔 시간, 스캔 시간 등을 포함할 수 있다.

그러나, 이렇게 많은 상기 셋팅값이 단순히 일부 부정확할 수 있는 사용자에 의하여 계산되어 입력되기 때문에, 경우에 따라서는 상기 분사부의 스캔 방식에 따른 분사가 상기 웨이퍼의 위치에 균일하게 이루어지지 않을 수 있는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 분사부의 스캔 분사를 통해 케미컬이 웨이퍼에 균일하게 분산되도록 할 수 있는 케미컬 분사 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 케미컬 분사 장치는 분사부 및 제어부를 포함한다. 상기 분사부는 회전하는 웨이퍼의 중심 위치에서 케미컬을 일정 구간을 따라 왕복하는 스캔 방식에 의해 분사한다. 상기 제어부는 상기 분사부와 전기적으로 연결되고, 외부로부터 상기 분사부에 의해 이루어지는 스캔 방식에 대한 공정 조건을 입력 받아, 상기 분사부의 동작이 끝나는 위치가 상기 일정 구간의 양 지점 중 어느 하나와 일치하도록 상기 분사부의 스캔 속도를 제어한다.

여기서, 상기 스캔 방식에 대한 공정 조건은 스캔 구간, 스캔 시간 및 스캔 횟수를 포함한다. 이에, 상기 스캔 구간, 상기 스캔 시간 및 상기 스캔 횟수는 상기 웨이퍼의 직경이 작고 상기 웨이퍼의 회전 속도가 빠를수록 짧거나 적게 입력되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 케미컬 분사 장치에 따르면, 제어부에 사용자에 의하여 분사부의 스캔 구간, 스캔 시간 및 스캔 횟수와 같은 공정 조건이 입력되면, 상기 제어부는 이 를 통해 상기 분사부의 스캔이 끝나는 위치가 상기 스캔 구간의 양 지점 중 어느 하나와 일치하도록 상기 분사부의 스캔 속도를 제어함으로써, 상기 분사부로 하여금 상기 웨이퍼에 케미컬이 균일하게 분산되도록 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 분사 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케미컬 분사 장치를 나타낸 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 케미컬 분사 장치의 제어부에 의한 분사부의 제어를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케미컬 분사 장치(100)는 분사부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.

상기 분사부(110)는 반소체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼(10)를 세정하기 위하여 상기 웨이퍼(10)에 케미컬(20)을 분사한다. 상기 케미컬(20)은 일 예로, 황산(H2SO4), 염산(HCl), 불산(HF), 과산화 수소 용액(H2O2), 탈이온수(H2O) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 분사부(110)는 구체적으로, 일정한 분사각을 갖는 하나의 분사 노즐로부터 일정한 분사 속도로 상기 케미컬(20)을 분사한다. 여기서, 일정한 상기 분사 속도는 상기 웨이퍼(10)에서 상기 케미컬(20)이 튀지 않을 조건에서 가장 빠른 속도일 수 있다. 한편, 상기 분사부(110)는 상기 분사 노즐과 달리, 하나의 위치에 형성된 분사구를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 분사부(110)는 상기 웨이퍼(10)의 직경이 매우 넓다면, 두 개 이상의 분사 노즐들 또는 분사구들을 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 웨이퍼(10)는 상기 분사부(110)로부터 분사된 상기 케미컬(20)이 넓게 퍼지도록 하기 위하여 회전한다. 이를 위해, 상기 웨이퍼(10)는 중심에 회전력(C)을 제공하는 회전척이 결합될 수 있다.

상기 분사부(110)는 상기 웨이퍼(10)의 중심(C)을 기준으로 일정 거리만큼 스캔하면서 상기 케미컬(20)을 상기 웨이퍼(10)에 분사한다. 즉, 상기 분사부(110)는 상기 웨이퍼(10)의 중심(C)을 포함하는 스캔 구간(SS)을 따라 이동하면서 상기 웨이퍼(10)에 상기 케미컬(20)을 분사한다. 여기서, 상기 스캔 구간(SS)은 상기 웨이퍼(10)의 중심(C)을 기준으로 서로 대향하는 두 개의 제1 및 제2 지점(P1, P2)을 지정함으로써, 설정된다.

상기 스캔 구간(SS)은 상기 웨이퍼(10)의 직경과 상기 웨이퍼(10)의 회전 속도에 따라 설정된다. 상기 스캔 구간(SS)은 상기 웨이퍼(10)의 직경이 작고 상기 웨이퍼(10)의 회전 속도가 빠를수록 짧게 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 웨이퍼(10)는 그 회전 속도가 통상적으로 지정되어 있으므로, 상기 스캔 구간(SS)은 실 질적으로 상기 웨이퍼(10)의 직경에 따라 다르게 설정된다.

상기 스캔 구간(SS)은 상기 웨이퍼(10)의 직경에 약 60% 내지 약 70%의 거리만큼 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 구간(SS)은 상기 웨이퍼(10)의 직경이 약 200㎜일 경우, 약 120㎜ 내지 약 140㎜로 설정될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 지점(P1, P2)은 상기 웨이퍼(10)의 중심(C)으로부터 약 60㎜ 내지 약 70㎜만큼 이격된 위치에 지정될 수 있다.

이로써, 상기 분사부(110)가 상기 스캔 구간(SS)을 따라 상기 케미컬(20)을 회전하는 상기 웨이퍼(10)에 분사함으로써, 상기 웨이퍼(10)에 분사된 상기 케미컬(20)을 상기 웨이퍼(10)의 모든 위치로 분산시킬 수 있다. 즉, 상기 케미컬(20)을 통해 상기 웨이퍼(10)를 전체적으로 세정할 수 있다.

이때, 상기 분사부(110)에서 분사되는 상기 케미컬(20)을 연속적으로 다르게 적용하여 상기 웨이퍼(10)의 세정을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 분사부(110)는 먼저, 황산(H2SO4) 및 염산(HCl)과 같은 강산을 분사하고, 다음 탈이온수(H2O)를 상기 웨이퍼(10)에 분사하여 상기 강산을 씻을 수 있다. 이와 달리, 상기 분사부(110)는 상기 케미컬(20)로써, 식각용 용액을 사용한다면, 상기 웨이퍼(10)를 식각하는 공정을 진행시킬 수도 있다.

상기 제어부(120)는 실질적으로, 상기 분사부(110)가 상기 스캔 구간(SS)에서 스캔하는 속도(V)를 제어한다. 이때, 상기 제어부(120)에는 기본적으로, 상기 분사부(110)가 상기 스캔 구간(SS)에서 스캔하는 횟수(N)가 먼저 입력된다.

상기 스캔 횟수(N)는 실질적으로, 상기 웨이퍼(10)의 세정 또는 식각을 전체 적으로 원활하게 진행되도록 하는 수치이며, 이는 실질적으로, 상기 웨이퍼(10)의 회전 속도 및 상기 웨이퍼(10)의 직경에 좌우된다. 구체적으로, 상기 웨이퍼(10)의 회전 속도는 상기에서 언급하였듯이, 통상적으로 정의되어 있으므로, 실질적으로는 상기 웨이퍼(10)의 직경에 좌우된다. 예를 들어, 상기 웨이퍼(10)의 직경이 약 200㎜일 경우, 상기 스캔 횟수는 약 3회 내지 약 10회일 수 있다.

상기 제어부(120)는 상기 분사부(110)가 스캔하는 속도(V)를 제어하기 위하여 사용자로 하여금 상기 스캔 구간(SS)을 결정짓는 상기 제1 및 제2 지점(P1, P2)과 상기 분사부(110)가 스캔하기 위한 시간(T)을 더 입력 받는다.

이를 통해, 상기 제어부(120)는 상기 분사부(110)가 상기 시간(T) 동안 상기 스캔 구간(SS)을 먼저 설정된 상기 스캔 횟수(N)만큼 진행하도록 상기 분사부(110)의 스캔 속도(V)를 자동적으로 산출한다.

이때, 상기 제어부(120)는 상기 분사부(110)의 끝나는 위치가 상기 제1 및 제2 지점(P1, P2) 중 어느 하나와 일치하도록 상기 스캔 속도(V)를 산출한다. 이는, 상기 분사부(110)가 상기 스캔 구간(SS)에서 상기 스캔 횟수(N)만큼 균일하게 상기 케미컬(20)이 분사되도록 하기 위해서이다.

이와 같이, 공정 조건 중 상기 스캔 횟수(N)가 상기 웨이퍼(10)의 직경과 상기 웨이퍼(10)의 회전 속도에 따라 먼저 입력된 상기 제어부(120)에 사용자에 의하여 상기 분사부(110)의 스캔 구간(SS)을 설정하기 위한 제1 및 제2 지점(P1, P2)과 상기 분사부(110)의 스캔하고자 시간(T)이 더 입력되면, 상기 제어부(120)는 이를 통해 상기 분사부(110)의 스캔이 끝나는 위치가 상기 제1 및 제2 지점(P1, P2) 중 어느 하나와 일치하도록 상기 분사부(110)의 스캔 속도(V)를 제어함으로써, 상기 분사부(110)로 하여금 상기 웨이퍼(10)의 위치에 따라 상기 케미컬(20)이 균일하게 분산되도록 할 수 있다.

한편, 상기 웨이퍼(10)는 별도의 수용부(30)에 수용될 수 있다. 이는, 상기 분사부(110)로부터 상기 케미컬(20)이 상기 웨이퍼(10)로 분사되는 동안, 상기 웨이퍼(10)의 가장자리로 흐르는 상기 케미컬(20)을 수용하기 위해서이다.

상기 수용부(30)는 상기 분사부(110)가 상기 케미컬(20)을 상기 웨이퍼(10)로 분사하는 동안, 상기 웨이퍼(10) 상에서 튈 수 있는 상기 케미컬(20)도 수용할 수 있도록 상기 웨이퍼(10)보다 충분히 넓은 크기를 가질 수 있다.

또한, 상기 수용부(30)는 상기 웨이퍼(10)의 중심(C)과 결합되어 상기 웨이퍼(10)를 회전시키는 상기 회전척이 결합될 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼(10)를 회전시키기 위하여 상기 수용부(30) 자체가 회전할 수도 있다.

한편, 상기 수용부(30)의 하부에는 그에 수용된 상기 케미컬(20)을 배출하기 위한 배출부(40)가 형성될 수 있다. 이에, 상기 배출부(40)로부터 배출된 상기 케미컬(20)을 별도의 여과 장치를 이용하여 여과한 후, 재활용될 수 있다. 이로써, 제조 원가를 절감할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 본 발명은 공정 조건 중 스캔 횟수가 웨이퍼의 직경과 상기 웨이퍼의 회전 속도에 따라 기설정된 제어부에 사용자에 의하여 스캔 구간을 설정하기 위한 제1 및 제2 지점과 상기 분사부의 스캔하고자 하는 시간만을 간단하게 입력하여 상기 분사부의 스캔 속도를 자동적으로 제어함으로써, 상기 웨이퍼에 케미컬을 균일하게 분산시키는데 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케미컬 분사 장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 케미컬 분사 장치의 제어부에 의한 분사부의 제어를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 웨이퍼 20 : 케미컬

30 : 수용부 40 : 배출부

100 : 케미컬 분사 장치 110 : 분사부

120 : 제어부

Claims

회전하는 웨이퍼의 중심 위치에서 케미컬을 일정 구간을 따라 왕복하는 스캔 방식에 의해 분사하는 분사부; 및

상기 분사부와 전기적으로 연결되고, 외부로부터 상기 분사부에 의해 이루어지는 스캔 방식에 대한 공정 조건을 입력 받아, 상기 분사부의 동작이 끝나는 위치가 상기 일정 구간의 양 지점 중 어느 하나와 일치하도록 상기 분사부의 스캔 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 케미컬 분사 장치.
제1항에 있어서, 상기 스캔 방식에 대한 공정 조건은 스캔 구간, 스캔 시간 및 스캔 횟수를 포함하고,

상기 스캔 구간, 상기 스캔 시간 및 상기 스캔 횟수는 상기 웨이퍼의 직경이 작고 상기 웨이퍼의 회전 속도가 빠를수록 짧거나 적게 입력되는 것을 특징으로 하는 케미컬 분사 장치.