KR0122998Y1 - 스핀 스크러버 장치에 사용되는 갭 조절 기기 - Google Patents
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Abstract
스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 상기 스핀 스크러버 장치에 탑재되는 실제 기판과의 갭을 조절하는 갭 조절 기기에 관하여 개시한다. 상기 갭 조절 기기는 서로 이격되어 있는 복수의 전극들을 갖는 갭 조절용 기판 및 상기 전극들에 연결된 전기 저항계로 구성되어 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실제 반도체 기판간의 갭을 조절한다. 본 고안을 통해, 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실리콘 기판 사이의 갭을 정확히 조절 및 관리할 수 있어 미립자의 제거능력을 향상시킬 수 있으며, 갭의 정확한 조절로 실리콘 기판에 손상(damage)을 막을 수 있어 반도체 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
Description
제1도는 일반적인 반도체 제조에 사용되는 스핀 스크러버(spin scrubber)장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
제2도는 상기 제1도의 부러쉬를 확대하여 도시한 도면이다.
제3도는 본 고안에 의한 갭 조절 기기를 도시한 개략도이다.
제4도는 상기 제3도의 갭 조절 기기를 스핀 스크러버에 부착한 상태를 도시한 도면이다.
본 고안은 반도체 장치의 제조공정에 사용되어 기판의 표면에 존재하는 불순물을 제거하는 스핀 스크러버(spin scrubber) 장치에 관한 것으로, 특히 상기 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 상기 스핀 스크러버 장치에 탑재되는 실제 기판과의 갭을 조절하는 갭 조절 기기에 관한 것이다.
회로패턴의 미세화가 계속되고, LSI가 고밀도, 고집적화됨에 따라, 미립자(particle)나 금속 불순물등으로 대표되는 미세오염(micro-contamination)이 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되었다. 상기 미립자 또는 금속불순물등의 제거는 통상 습식세정공정에 의해 행해지며, 웨이퍼상의 미립자를 비롯한 금속불순물, 유기오염물질, 표면피막(자연산화막, 흡착분자)등의 다양한 대상물을 제거하기 위해서 초LSI프로세스에서는 복수의 세정액에 의한 처리를 조합하여 하나의 세정시스템을 형성하고 있다.
또한, 상기 미립자 또는 금속 불순물을 제거하기 위하여 스핀 스크러버 장치가 이용되고 있다. 상기 스핀 스크러버 장치는 물리적 방법에 의하여 실리콘 기판위에 부착된 미립자를 제거하는 장치이다. 상기 스핀 스크러버 장치 및 그 동작 상태를 제1도 및 제2도를 참조하여 살펴본다.
구체적으로, 제1도는 통상 반도체 제조공정에 사용되는 스핀 스크러버 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 제2도는 상기 제1도의 브러쉬를 확대하여 도시한 도면이다.
제1도 및 제2도에서, 참조번호 1은 스크러버 장치의 몸체를 나타내며, 참조번호 3은 브러쉬(5)가 부착되는 팔(이하, 암이라 칭한다)을 나타내며, 참조번호 4는 반도체 기판이 탑재된 카세트가 놓이는 카세트 지지대를 나타내며, 참조번호 7은 반도체 기판에 놓이는 진공 척을 나타낸다. 또한, 참조번호 8은 상기 제1도의 브러쉬의 밑부분으로 반도체 기판에 접촉되는 브러쉬 와샤를 나타낸다.
다음에, 상기 스핀 스크러버 장치의 동작 상태를 살펴보면,
상기 카세트 지지대(4)상에 위치한 카세트에서 실제의 반도체 기판, 예컨대 실리콘 기판(도시 안됨)이 이동되어 진공척(7)의 표면에 위치하여 고정된다. 이어서, 상기 실리콘 기판이 탑재된 진공척(7)을 회전시키면서 상기 진공척(7)의 주위에 위치한 노즐(도시 안됨)을 통하여 순수한 물을 분사하여 실리콘 기판에 물막을 형성시킨후 브러쉬(5)를 갖는 암(3)을 실리콘 기판의 상면 중앙으로 이동시킨후 아래로 하강시킨다. 다음에, 아래로 하강된 브러쉬(5)를 실리콘 기판의 중심에서 가장자리로 이동시켜 물리적 힘으로 실리콘 기판에 부착된 미립자(particle)를 제거한다. 상기 하강된 브러쉬(5)를 실리콘 기판의 가장자리로 이동시키는 것은 여러차례 반복하여 미립자를 보다 완벽하게 제거할 수 있다.
상기 브러쉬(5)와 반도체 기판과의 접촉으로 인한 미립자의 제거능력은 브러쉬(5)와 실리콘 기판사이의 갭, 다시말하면 브러쉬(5)와 실리콘 기판사이의 접촉 면적에 의하여 결정된다. 구체적으로 브러쉬(5)와 실리콘 기판사이의 갭이 커서 실리콘 기판과의 접촉면적이 작거나 거의 접촉하지 않으면 미립자의 제거능력이 떨어지고, 이와 반대로 갭이 너무 작아 접촉 면적이 커지면 실리콘 기판에 손상(damage)을 주어 반도체 소자의 신뢰성 및 수율에 커다란 영향을 미치게 된다. 따라서 브러쉬(5)와 실리콘 기판사이의 갭의 조절은 스핀 스크러버 장치의 이용에 있어서 매우 중요하여 주기적으로 갭을 조정할 뿐만 아니라 교체하고 있다.
그러나, 이제까지는 상기 스크러버 장치의 브러쉬를 정기적으로 교체 또는 조절시, 실리콘 기판과 브러쉬 사이의 갭을 조절할 수 있는 조절 기구가 없어서 정확한 갭의 조절이 불가능하다. 또한, 교체 및 조절시에 정확하게 갭을 설정하더라도 반도체 기판을 사용하면서 초기 설정된 갭을 정확하게 유지 및 관리할 수 없다.
따라서, 본 고안의 목적은 실리콘 기판과 브러쉬 사이의 갭을 정확히 조절 및 관리할 수 있는 갭 조절 기기를 제공하는 데 있다.
상기 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 서로 이격되어 있는 복수의 전극들을 갖는 갭 조절용 기판 및 상기 전극들에 연결된 전기 저항계로 구성되어 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실제 반도체 기판간의 갭을 조절하는 갭 조절 기기를 제공한다.
상기 갭 조절용 기판은 실리콘 기판 또는 전기가 통하지 않는 절연물질로 구성하거나 실리콘 기판에 폴리실리콘 또는 산화막을 증착하여 사용 할 수 있다.
또한, 상기 전극들은 전도체로 구성하며, 바람직하게는 텅스텐실리사이드, 불순물이 도핑된 폴리실리콘, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 일군에서 선택된 어느하나로 구성할 수 있다.
본 고안은 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실리콘 기판 사이의 갭을 정확히 조절 및 관리할 수 있어 미립자의 제거능력을 향상시킬 수 있으며, 갭의 정확한 조절로 실리콘 기판에 손상(damage)을 막을 수 있어 반도체 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
이하 본 고안을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 고안에 의한 갭 조절 기기를 개략적으로 도시한 도면이고, 제4도는 상기 제3도의 갭 조절 기기를 스핀 스크러버 장치에 장착한 상태를 도시한 도면이다.
제3도 및 제4도에서, 참조 부호 9는 기판, 예컨대 실리콘 기판을 나타내며, 참조 부호 11은 전극들을 나타내며, 참조번호 13은 전기 저항계를 나타낸다. 또한, 참조 번호 14는 스크러버 장치의 몸체를 나타내며, 참조번호 12는 실제의 기판에 순수한 물을 분산할 때 쓰이는 노즐을 나타내며, 참조번호 15는 브러쉬(17)가 부착되는 팔(arm)을 나타낸다.
상기 제3도 및 제4도의 전극간격은 본 고안에서는 약 0.5mm 정도로 구성하였으나, 브러쉬의 구경에 따라 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 본 고안의 전극은 알루미늄으로 포일 형태로 구성하였으나, 바람직하게는 텅스텐 실리사이드, 불순물이 도핑된 폴리실리콘 및 텅스텐으로 이루어진 일군에서 선택된 어느 하나를 이용하여 박막 형태고 구성할 수도 있다.
다음에, 본 고안에 의한 갭 조절 기기를 스핀 스크러버 장치에 적용하여 브러쉬와 기판의 갭이 조절되는 원리를 설명한다.
본 고안의 갭 조절 기기는 브러쉬(17)와 실제 기판의 접촉 유무를 판단하는데 있어서, 실제 사용중인 실리콘 기판과 동일 두께의 갭 조절용 기판(9)위에 전도체인 접촉용 전극(11) 2개를 사용한다. 이 접촉용 전극(11)은 각각 전기저항계(13, ohmmeter)의 양, 음극에 연결시킨후 두 전극의 도통 유무를 전기저항계(13)의 저항값으로 판단한다. 따라서, 두 전극(11)이 연결되지 않고 끊어질때는 저항값이 무한대이며 도통시는 임의의 저항값을 얻을 수 있다. 그러나 두 전극(11)을 도통시키는 역할을 하는 스핀 스크러버의 브러쉬(17)는 테플론 재질이므로 부도체이나 이 브러쉬(17)는 공정 적용시 항상 습기를 포함하고 있으므로 이 습기에 의하여 전도체 역할을 할 수 있다.
상기 특성을 이용하여 갭 조절 기기를 제작하였다. 여기서, 갭을 조절하는 과정을 구체적으로 살펴보면, 먼저, 스핀 스크러버의 진공 척에 갭 조절기기를 설치한다. 이어서, 스핀 스크러버의 브러쉬를 마이크로 미터를 조절하여 갭 조절기기의 갭 조절용 기판의 두 전극 상으로 하강시키면서 갭 조절 기기의 전기저항계를 주시하여 동시 접촉함에 따른 두 전극의 도통 유무를 전기저항계의 의하여 판단하고, 임의의 저항값을 얻는다. 여기서, 상기 브러쉬가 두 전극상에 동시에 접촉하여 임의의 저항값을 가지면, 이를 표준으로 하여 피처리 기판과의 갭을 유지한 후 공정을 진행한다. 이 방법에 의하여 브러쉬 갭을 조절한 결과 10회 반복시 오차라 0.1mm내에 위치함을 확인하였다.
본 고안을 통해, 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실리콘 기판 사이의 갭을 정확히 조절 및 관리할 수 있어 미립자의 제거능력을 향상시킬 수 있으며, 갭의 정확한 조절로 실리콘 기판에 손상(damage)을 막을 수 있어 반도체 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
이상 본 고안을 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예에 국한되지 아니하고, 당업자가 가진 통상적인 지식의 범위내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.
Claims (4)
- 서로 이격되어 있는 복수의 전극들을 갖는 갭 조절용 기판 및 상기 전극들에 연결된 전기 저항계로 구성되어 스핀 스크러버 장치의 브러쉬와 실제 반도체 기판간의 갭을 조절하는 갭 조절 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 갭 조절용 기판은 실리콘 기판 또는 전기가 통하지 않는 절연물질로 구성하는 것을 특징으로 하는 갭 조절 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 갭 조절용 기판은 실리콘 기판에 폴리실리콘 또는 산화막을 증착하여 구성하는 것을 특징으로 하는 갭 조절 기기.
- 제1항에 있어서, 상기 전극들은 텅스텐 실리사이드, 불순물이 도핑된 폴리실리콘, 알루미늄 및 텅스텐으로 이루어진 일군에서 선택된 어느하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 갭 조절 기기.
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| KR2019940026478U KR0122998Y1 (ko) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 스핀 스크러버 장치에 사용되는 갭 조절 기기 |
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| KR2019940026478U KR0122998Y1 (ko) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 스핀 스크러버 장치에 사용되는 갭 조절 기기 |
Publications (2)
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| KR960015575U KR960015575U (ko) | 1996-05-17 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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1994
- 1994-10-11 KR KR2019940026478U patent/KR0122998Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR960015575U (ko) | 1996-05-17 |
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