KR0175278B1 - 웨이퍼 세정장치 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼 세정장치는 반도체 웨이퍼(100)의 엣지를 세정하기 위한 엣지 세정수단(20)과, 상기 엣지 세정 수단을 수평으로 이동하기 위한 이송수단(40)을 포함하며, 그 결과, 엣지를 세척하는 중에 웨이퍼 상단표면이 바울(10)의 내측벽으로부터 반동되는 파티클을 포함한 세정액과 같은 오염물질로 오염되지 못하게 된다.

Description

반도체 웨이퍼 세정장치

제1도는 종래의 웨이퍼 세정장치의 개략적인 구성도.

제2a도는 본 발명에 따른 반도체 세정장치의 전체 구성도.

제2b도는 제2a도의 웨이퍼 세정장치의 주요부분의 구성도.

제3a도 및 제3b도는 웨이퍼를 로딩 및 언로딩할 때 브러쉬 몸체의 동작 상태의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 웨이퍼 50 : 진공척

10 : 바울 20 : 웨이퍼 엣지 세정 수단

32 : 세정액 공급 수단 40 : 브러쉬 몸체 이송 수단

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 장치에 관한 것이며, 특히 웨이퍼 엣지부분을 세척 하기에 적절하며 웨이퍼의 불량을 야기시키는 바울 내측 벽으로부터 오염물질의 반동을 방지하게 하는 반도체 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조 공정할 때 파티클(particle)이 오염물질로써 작용하기 때문에, 파티클은 장치의 결함을 야기시킨다. 이로 인하여 반도체 소자의 생산비용을 증가시킨다. 파티클이 마이크로 일렉트로닉 제조기술 특히 포토리소그라피(potholithography)의 저해요소로 작용하므로써, 파티클은 각 반도체 소자의 전기적 특성 및 생산에 상당한 영향을 준다.

종래 포토리소그라픽 제조 공정은 반도체 웨이퍼에 포토레지스트(photoresist)막을 형성하는 단계와, 패턴 형성 마스크를 통해 포토레지스트막을 자외선에 노출시키는 단계와, 포토레지스트막의 노출되지 않은 부분을 용해하기 위하여 화학약품을 이용하므로써 웨이퍼를 현상하는 단계와, 현상된 웨이퍼를 검사하는 단계를 포함한다. 현상 웨이퍼를 검사하는 중에 만일 결함 패턴을 발견하게 되면 반드시 상기 서술된 방법이 다시 실행된다.

포토리소그라피에서 사용되는 스테퍼에 있어서, 웨이퍼 스테이지는 외부에서 유입된 및/또는 그 자체 내부에서 발생되는 파티클에 의해서 오염된다. 오염된 웨이퍼로 인하여 웨이퍼는 동일 부분에서 불량 패턴을 발생시키며 그러므로써 스테퍼에서 스테이지 디포커스성 파티클을 발생시킨다.

외부에서 유입된 파티클로 인한 웨이퍼의 결함을 감소하기 위하여 포토레지스트를 도포시킨후 웨이퍼 엣지를 세척하는 것이 필요하다.

이것은 웨이퍼에 포토레지스트막을 형성하는 동안에 포토레지스트막이 웨이퍼 엣지에도 도포되기 때문이다. 웨이퍼 엣지위에 있는 포토레지스트막은 웨이퍼 캐리어내의 웨이퍼 사이에 또는 웨이퍼 및 다른 고체 물체사이에 파티클을 발생시키며, 그로 인해 웨이퍼 스테이지는 파티클 같은 오염물질에 의해서 오염된다. 그 결과로써 오염된 스테이지와 함께 스테퍼를 이용하는 경우에 웨이퍼의 결함을 증가시키는 심각한 문제를 야기시킨다.

제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 세정장치에 있어서, 웨이퍼에 형성된 포토레지스트막을 구비한 반도체 웨이퍼(1)가 바울(또는 공정 챔버)의 개구부를 통해 진공척(2)에 로드 및 고정될 때, 세정액은 단지 엣지부위에 있는 포토레지스트 물질을 제거하기 위해서 웨이퍼의 상단표면의 엣지부위에 세정액 분사 노즐(3)을 통해 분사(스프레이)된다.

포토레지스트 물질을 제거시키는 것을 포함하는 분사액 대부분은 제1도에서 도시된 굵은 화살표 a로 도시된 것처럼 바울(4)의 하부를 통해 유동하나, 나머지 분사액은 바울(4)의 내측벽으로 부터 반동하여 제1도에서 도시된 바와 같이 굵은선 화살표b 방향으로 웨이퍼(1)의 중앙 표면부를 향해 유동된다.

반동된 용액의 양은 노즐의 세정액 분사압력과, 진공척(2)의 회전수와, 바울의 구조와 같은 세정 조건에 따라서 결정되나, 종래 웨이퍼 세정장치에 있어서 상기 조건 전체를 정확하게 조절하는 것은 매우 어렵다. 세정 조건 중 어떤 것이라도 상기 장치에서 정확히 조절되지 않으면, 웨이퍼의 엣지에 있는 포토레지스트 물질은 안정하게 세척될 수 없으며, 그 결과 용액의 반동으로 인해 세정공정의 균일성이 감소하게 된다. 그러므로써 상기 웨이퍼 세정장치에서 세정공정을 안정하게 기대하는 것은 불가능하다.

[발명의 목적]

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼 엣지를 세척하는 동안에 바울의 내측벽으로 부터 반동되는 오염물질이 웨이퍼 표면을 오염시키는 것을 방지하기 위한 반도체 웨이퍼 세정장치를 제공하기 위한 것이다.

[발명의 구성]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 웨이퍼의 엣지에 대해 세정액을 공급함으로써 웨이퍼의 엣지에 오염물질을 제거하기 위해서 이용되는 웨이퍼를 회전 및 유지하기 위한 진공척과 개구부를 구비한 바울을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정장치는; 상기 웨이퍼의 엣지를 세정하기 위해 상기 바울내측에 위치되며, U자형 단면부의 브러쉬 몸체와 이에 고정되는 브러쉬를 구비하는 엣지 세정 수단과; 상기 브러쉬 몸체내에 위치되고, 상기 브러쉬를 따라서 유동하도록 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 수단과; 상기 바울의 내측부 및 상기 웨이퍼의 엣지 사이에서 상기 브러쉬 몸체를 수평으로 이동하기 위한 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 있어서, 상기 브러쉬는 탄력성 브러쉬판과, 상기 웨이퍼가 회전하는 동안에 상기 엣지와 접촉되며 상기 브러쉬판에 고정되는 다수의 강모를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구성에 있어서, 상기 브러쉬 몸체는 U자형 단면부를 따라서 형성되며 서로로부터 분리되는 제1 및 제2 연장공간부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구성에 있어서, 상기 웨이퍼의 엣지를 세척하는 동안에 상기 웨이퍼의 상단부와 상기 강모의 접촉 나비는 약 1㎜이고, 상기 웨이퍼의 하단부와 상기 강모의 접촉 나비는 약 2㎜이다.

본 발명의 또 다른 구성에 있어서, 상기 세정액 공급 수단은 상기 강모를 따라서 상기 세정액을 분사하도록 상기 제1 및 제2연장 공간부와 각각 전달되게 형성되며 상기 브러쉬 몸체를 통해 관통하게 형성되는 두개 세정공급 라인을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 세정액은 상기 웨이퍼에 피복되는 포토레지스트막을 제거하기 위한 용액이다.

본 발명에 있어서, 상기 수단은 유압을 이용한 액튜에이터 도는 전기모터를 포함한다.

[실시예]

제2도에 있어서, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는 반도체 웨이퍼(100)의 엣지를 세정하기 위한 엣지 세정 수단(20)과, 상기 엣지 세정 수단(20)을 수평으로 이동하기 위한 이송 수단(40)을 포함하며, 엣지를 세척하는 중에 웨이퍼 상단부가 바울(10)내측벽으로부터 반동되는 오염물질로 오염되지 못하게 하는 구성을 갖는다.

다시 제2a도를 참조하면 웨이퍼 세정장치의 웨이퍼 엣지 세정 수단은 개구부를 갖는 바울(10)내에 설치되어 있고, 그리고 브러쉬 몸체(22)를 구비하고 있다. 브러쉬 몸체(22)는 웨이퍼(100)의 엣지를 삽입할 수 있는 U자형 단면부를 구비한다. 단면의 내측에 대해 브러쉬(21)가 부착된다. 이송 수단(40)은 유압을 이용한 작동기 또는 전기모터를 가진다. 이송 수단(40)은 웨이퍼(100)가 진공척(50)에 의해서 회전될 때 및 포토레지스트 제거 용액과 같은 린스액을 공급함으로써 엣지가 세척될 때 바울(10)으로부터 웨이퍼 엣지까지 브러쉬 몸체(22)를 수평으로 이동가능케 한다. 또한 이송 수단(40)은 웨이퍼 엣지의 세척이 완료될 때 엣지로부터 바울의 내측까지 브러쉬 몸체(22)를 이동시킬 수 있다.

제 2b도에 있어서, 브러쉬 몸체(22)는 브러쉬(21)에 고정되는 U자형 단면부를 따라서 위치되는 두 개의 연장 공간부(33a,33b)를 가진다. 또한, 웨이퍼 세정장치는 두 개 라인(32a,32b)을 구비한 세정액 공급 수단(32)을 포함하며, 그중 한 라인(32a)은 연장 공간부(33a)에 대해 브러쉬 몸체(22)의 상단부를 관통하게 형성되며, 다른 라인(32b)은 연장 공간부(33a)에 대해 브러쉬 몸체(22)의 하단부를 관통하게 형성된다. 연장 공간부(33a,33b)는 분리 팁(31)에 의해서 서로로부터 분리된다. 브러쉬(21)는 유연성 금속판과 같은 탄력성 판(21b)과, 탄력성판(21b)의 상단부에 고정되는 다수의 강모(21a)와, 탄력성 판(21a)에 형성되는 다수의 관통 홀(23)을 구비한다. 관통홀(23)은 연장 공간부(33a,33b)교통하게 형성된다.

브러쉬 몸체(22)의 U자형 단면부는 제2b도에 도시된 것처럼, 상단 및 하단부를 가지며, 그 중에 하나는 나머지 하나 보다 더 길다. 즉, 하단부의 길이는 상단부 길이의 거의 두 배이다. 그러므로, 브러쉬 몸체(22)의 U자형 단면부내에 웨이퍼(100)가 삽입될 때, 나비가 약 1mm인 상부 강모(21a)는 웨이퍼의 상단부와 접촉되며, 나비가 약 2mm인 하부 강모(21a)는 웨이퍼(100)의 하단부와 접촉된다.

웨이퍼의 세정 장치의 동작은 제3a 및 제3b도와 관련하여 지금부터 서술될 것이다.

첫째로 제3a도에 도시된 것처럼, 진공척(50)은 반도체 웨이퍼(100)를 수용하기 위해서 바울(10)의 개구부를 통해서 상향으로 이동된다. 만일 웨이퍼(100)가 진공척(50)에 로드 및 고정될 때, 진공척은 고정위치에 위치되도록 하향으로 복귀된다. 진공척이 상향 또는 하향으로 이동할 때, 엣지 세정 수단(20)은 상기 엣지 세정 수단을 수평으로 이동하기 위한 수단(40)에 의해서 바울(10)의 내측 표면에 위치된다.

만일 포토레지스트로 피복된 반도체 웨이퍼(100)가 진공척에 로드되어 고정위치에 위치된다면, 웨이퍼의 엣지를 세정하는 단계는 제3b도에서 도시된 것처럼 수행된다. 웨이퍼는 진공척의 회전에 따라 일정속도로 회전하기 시작하고, 이와 동시에, 엣지 세정 수단(20)은 웨이퍼의 엣지에 대해 바울(10)의 내측 표면으로부터 이동되어서, 엣지 세정 수단(20)의 브러쉬 강모(21a)가 웨이퍼의 엣지 부위, 즉, 웨이퍼의 단부부분과, 그것의 상단 및 하단 표면부와 인접하게 된다.

세정액은 두 개 세정액 공급 라인(32a,32b)을 통해 제2b도에 도시된 것처럼 연장 공간부(33a,33b)내에 분사된다. 분사액은 강모를 향해 관통 홀(23)을 통해 스프레이 되고 그때 강모를 따라서 유동한다. 관통 홀(23)을 통해 분사된 용액은 일정하게 유지된다. 이것은 연장 공간부(33a,33b)가 분리팁(31)에 의해서 서로로부터 분리되고 각 연장공간부에 인가되는 압력이 일정하게 유지되기 때문이다.

관통홀을 통해 분사되는 용액은 회전 강모를 따라서 유동하고 그러므로써 웨이퍼의 엣지에 포토레지스트 물질은 강모에 의해서 제거된다.

[발명의 효과]

상술한 동작관계를 갖는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따라 상기에서 서술된 바와 같이, 웨이퍼 엣지를 세척하는 동안에 바울의 내측벽으로부터 반동되는 오염물질로써 반도체 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

더우기, 반도체 웨이퍼의 엣지에 대해 브러쉬 강모를 통해 유동하면서 일정하게 분사하기 때문에, 엣지를 세척하기 위해서 공급되는 세정액의 양은 상당히 감소될 수 있다. 또한 웨이퍼의 분사액의 압력으로 인한 진동으로 야기되는 결합물질의 반동을 방지케 할 수 있다.

또한, 브러쉬가 웨이퍼의 엣지를 세척하기 위해서 세정액을 이용하여 웨이펴의 엣지부에만 피복된 포토레지스트 물질을 제거하기 때문에, 제거효율은 종래 웨이퍼 세정 장치의 재거 효율 보다 비교적 향상될 수 있다.

Claims (7)

1. 웨이퍼의 엣지에 대해 세정액을 공급함으로써 웨이퍼의 엣지부위에 오염물질을 제거하기 위해서 이용되는 웨이퍼를 유지 및 회전하기 위한 진공척과 개구부를 구비한 바울을 가지는 반도체 웨이퍼 세정장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 엣지를 세정하기 위해 상기 바울 내측에 위치되며, U자형 단면부의 브러쉬 몸체와 이에 고정되는 브러쉬를 구비하는 엣지 세정수단과, 상기 브러쉬 몸체내에 위치되고, 상기 브러쉬를 따라서 유동하도록 세정액을 공급하기 위한 세정액 공급 수단과, 상기 바울의 내측부 및 상기 웨이퍼의 엣지 사이에서 상기 브러쉬 몸체를 수평으로 이동하기 위한 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 브러쉬는 탄력성판과, 상기 웨이퍼가 회전하는 동안에 상기 엣지와 접촉되며 상기 브러쉬판에 대해 설치되는 다수의 강모를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 브러쉬 몸체는 U자형 단면을 따라서 형성되며 서로로부터 분리되는 제1 및 제2연장공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 엣지를 세척하는 동안에, 상기 웨이퍼의 상단부와 상기 강모의 접촉나비는 약 1mm이고, 상기 웨이퍼의 하단부와 상기 강모의 접촉나비는 약 2mm인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 세정액 공급수단은 상기 강모를 따라서 상기 세정액을 분사하도록 상기 제1 및 제2 연장 공간부와 각각 전달되게 형성되며 상기 브러쉬 몸체를 통해 관통하게 형성되는 두개 세정 공급 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
6. 제 1항, 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 세정액은 상기 웨이퍼에 피복되는 포토레지스트막을 제거하기 위한 용액인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 수단은 유압을 이용한 작동자 또는 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정장치.