KR100248564B1

KR100248564B1 - 스핀 드라이어

Info

Publication number: KR100248564B1
Application number: KR1019930005826A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 시라이시; 요시유키 혼다
Original assignee: 다카시마 히로시; 도오교오에레구토론큐우슈우가부시끼가이샤; 히가시 데쓰로; 동경 엘렉트론주식회사
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2013-04-07
Also published as: US5435075A; KR940006180A

Abstract

본 발명인 스핀 드라이어는 여러 개의 웨이퍼를 둘러싸는 광체와, 광체 가운데 여러 개의 웨이퍼를 회전시키는 모터와, 회전수단인 회전축에 대하여 웨이퍼의 면이 실질적으로 직교하여 서로 마주보는 자세가 되도록 웨이퍼 각각을 유지하는 상하 클램프바와, 광체 내에 청정공기 기류를 발생시키는 가스 도입기구 및 가스 배기기구를 갖는다. 광체는 가스도입 기구 및 가스 배기기구가스에 의해 발생되는 가스기류의 흐름방향에 직교하는 광체의 단면적이 가스 기류의 하류측에 가도록 점점 작아지게 형성되어 있다.

Description

스핀 드라이어

제1도는 세척 시스템의 전체개요를 보인 투시사시도,

제2도는 스핀 드라이어가 설치된 건조실 내부를 나타낸 투시단면도,

제3도는 본 발명의 실시예에 관한 스핀 드라이어를 설치한 건조실을 나타내는 종단면도,

제4도는 스핀 드라이어의 회전부분을 나타내는 종단면도,

제5도는 스핀 드라이어의 기류 발생기구를 정면(회전축에 직교하는 방향)에서 보아 나타낸 투시단면도,

제6도는 스핀 드라이어의 기류발생기구를 옆쪽(회전축 방향)에서 보아 나타낸 투시단면도,

제7도는 필터 어셈블리를 나타내는 분해사시도,

제8도는 필터 어셈블리를 나타내는 단면 레이아웃도,

제9도는 스핀 드라이어에 설치된 가스 배기용기를 모식적으로 나타낸 개요사시도,

제10도는 세척 어셈블리를 부착한 스핀 드라이어를 회전축 방향에서 보아 모식적으로 나타낸 투시단면도,

제11도는 세척 어셈블리를 부착한 스핀 드라이어를 회전축에 직교하는 방향에서 보아 모식적으로 나타낸 투시단면도,

제12도는 스핀 드라이어의 베이스 부분의 일부를 잘라 나타낸 평면도,

제13도는 베이스 부분의 일부를 나타낸 종단면도,

제14도는 회전 유지수단 및 베어링 기구와 상부 유지부재 개폐기구 및 암로크 기구를 나타내는 투시단면도,

제15도는 제14도의 XV-XV선을 따라 단면을 취해 회전유지수단을 나타낸 단면도,

제16도는 웨이퍼와 회전유지기구와의 위치관계 및 웨이퍼와 웨이퍼 반송암과의 위치관계를 각각 설명하기 위한 단면도,

제17도는 V자홈이 형성된 웨이퍼 클램프의 일부를 나타내는 부분확대 단면도,

제18도는 약 Y자홈이 형성된 웨이퍼 클램프의 일부를 나타내는 부분확대 단면도,

제19도는 상부 유지부재 개폐기구를 나타내는 종단면도,

제20도는 제19도의 XIX-XIX선을 따라 단면을 취하여 상부 유지부재 개폐기구를 나타낸 단면도,

제21도는 상부 유지부재 개폐기구의 구동부를 광체(筐體) 측면쪽에서 보아 나타낸 도면,

제22도는 상부 유지부재 개폐기구의 구동부를 광체 끝면쪽에서 보아 나타낸 도면,

제23도는 상부 유지부재 개폐기구 선단의 로터에 대하여 걸어맞춤 로크부를 나타낸 단면도,

제24도는 상부 유지부재 개폐기구 선단의 암로크 기구의 구동부를 광체 끝면쪽에서 보아 나타낸 도면,

제25도는 상부 유지부재의 로크부 및 암로크 기구를 나타낸 횡단면도,

제26도는 제25도의 XXVI-XXVI선을 따라 단면을 취하여 로크부 및 암로크 기구를 나타낸 단면도,

제27도는 기체정화기 개폐기구 및 클램프 기구를 나타낸 측면도,

제28도는 기체정화기 개폐기구 및 클램프 기구를 나타내는 평면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 세척장치 20 : 카세트

22 : 입력버퍼부 24 : 세척부

26 : 출력버퍼부 28 : 저장부

30 : 카세트 반송장치 32 : 로더부

34 : 통로 36 : 웨이퍼 반송기구

38 : 척 세척 건조장치 40 : 약액처리장치

41 : 세척장치 44 : 웨이퍼 건조처리장치

46 : 카세트 라이너 47 : 스핀 드라이어

48 : 언로더부 50 : 받침대

52 : 윗판 52 : 부착베이스 기구

54 : 광체(筐體) 54a : 측벽

55 : 축 56 : 로터

57 : 베어링 기구 58 : 모터

59 : 기체정화기 60 : 실린더

61 : 기액배제기구 68 : 피액방지수단

70 : 대차 71 : 승강기구

72 : 피스톤 로드 73 : 암

74 : 웨이퍼 척 80, 81 : 베이스판

83, 84 : 고무 부시 85 : 와셔

86 : 볼트 87, 88 : 위치조정기구

89 : 방진 이음매 92 : 양단벽

93 : 투명 아크릴창 94, 95 : 광센서

96 : 한쪽벽 100, 101 : 플라이휠

102, 103, 104 : 하부 클램프바 105, 106, 107 : 상부클램프바

110, 111 : 불소수지제 파이프 112, 113 : 홈

116 : 파이프 117 : 홈

120, 121 : 브래킷 122 : 위치조정 볼트

123, 124 : 돌편 125 : 베어링 어셈블리

126 : 수평지축 127 : 볼록부

130 : 상부유지부재 개폐기구 131 : 베어링 하우징

133 : 회전축통 134 : 동력전달축

135 : 미캐니컬 로크 136 : 오목부

137 : 에어 실린더 138 : 연결암

139 : 스러스트 볼베어링 140 : 모터

141 : 구동풀리 142 : 감속풀리

143 : 전달풀리 145 : 벨트

146 : 센서

150 : 통체 151 : 로크핀

152 : 로크 스프링 153 : 가이드통

154 : 슬라이드핀 155 : 연결부시

160 : 암로크기구 161 : 가이드 부재

162 : 푸시로드 163 : 에어실린더

163a : 피스톤 로드 164 : 연결암

165 : 로크확인 검지기구 166 : 통모양 가이드부재

167 : 검지로드 168 : 에어실린더

170, 173 : 착탈 어셈블리 175, 176 : 베이스

178 : 베어링 179 : 자성유체실

180 : 영구자석 181 : 폴피스

183 : 냉각수가 통하는 구멍 185 : 라비린스 실

186 : 퍼지가스 도입통 187 : 퍼지가스 도출통로

188 : 강제배기기구 190, 191 : 스링거

193 : 지지대 194 : 모터

195 : 모터 출력축 196 : 커플링

197 : 플라이휠 198 : 회전방지구멍

200 : 스토퍼기구 201 : 스토퍼핀

202 : 회전슬릿판 203 : 펄스센서

211 : 필터 212, 213, 214 : 펀칭판

215 : 통기구멍 216 : 보조틀

220 : 세척액 공급 파이프 221 : 분사노즐

224 : 노즐 230 : 스탠드

231 : 에어실린더 232 : 로드

233 : 요동레버 234 : 브래킷

235 : 샤프트 236 : 힌지레버

237 : 지지암 249 : 배출구

251 : 용기 252 : 집수부

253 : 드레인 254 : 덕트

255 : 블로어 256 : 개구

257 : 바닥부 262 : 칸막이판

264 : 유로 266 : 유로

268 : 방 300, 301 : 세척수단

306, 307 : 헤더 308, 314, 318 : 노즐

390 : 공기공급 통로 391 : 개구

399 : 기체도입구 400 : 청정기체 도입기구

402 : 힌지 이음매 404 : 지축

406 : 바깥테 412 : 필터

414 : 피액방지수단

416a, 416b, 416c, 416d : 스테인리스 강제 다공판

417 : 통기구멍 420 : 보조테

422 : 이오나이저 424 : 실부재

444 : 물방울

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 부착된 액체를 제거하고 건조시키기 위한 스핀 드라이어에 관한 것이다.

초LSI 등의 반도체 디바이스는 갈수록 고집적화되어, 그 회로패턴은 서브미크론 오더까지 미세화되고 있다. 또 반도체 웨이퍼는 8인치, 12인치로 지름이 커지고 있다. 그래서 종래에는 문제화되지 않았던 근소한 양의 입자라도 반도체 웨이퍼에 부착되면, 제품 수율이 대폭 저하된다. 그래서 자동세척장치의 세척조의 산 및 알칼리 용액 중에 반도체 웨이퍼를 침지하여 웨이퍼 표면을 깨끗이 하고 있다.

자동세척장치에서는, 웨이퍼는 약액세척된 후에 수세(水洗)되고, 건조된다. 자동세척장치의 건조실에서는 생산효율을 높이기 위하여 스핀 드라이어가 채용된다. 특개평1-255227호 공보에는 스핀 드라이어가 개시되어 있다. 그러나 종래의 스핀 드라이어에 있어서는 하우징 내의 기류가 웨이퍼 면에 대하여 직교하는 방향으로 흐르는데다가 기류가 흩어지기 쉬우므로, 부착된 물이 웨이퍼로부터 효율적으로 이탈되지 않고, 또 입자 및 수분이 하우징 내로부터 효율적으로 배출되지 않는다.

또 종래의 스핀 드라이어에 있어서는 하우징의 하부나 상부 구석에 가스가 체류하고 체류가스 중에 입자가 포함되어 있으면 가스기류를 정지한 때에 입자가 웨이퍼에 부착되어 웨이퍼가 오염된다.

게다가 종래의 스핀 드라이어에 있어서는 웨이퍼 둘레부와 클램프홈 둘레벽과 서로 간극이 좁아, 이들 간극에 액체가 잔류하기 쉬워 웨이퍼를 완전히 건조시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 하우징 내로부터 액체 및 입자를 효율적으로 배출할 수 있는 스핀 드라이어를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 하나의 목적은 클램프 및 웨이퍼 상호 간극에 액체가 잔류하지 않고 웨이퍼를 완전건조할 수 있는 스핀 드라이어를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 스핀 드라이어는 복수의 기판을 둘러싸는 광체와, 상기 광체 중에서 복수의 기판을 회전시키는 회전수단과 상기 회전수단의 회전축에 대하여 기판의 면이 실질적으로 직교하도록 또 마주보는 자세가 되도록 기판의 각각을 유지하는 클램프 홀더수단과, 상기 광체 내에 가스기류를 발생시키는 기류 발생수단을 갖고, 상기 광체는 상기 가스기류 발생수단에 의해 발생시키는 가스기류의 흐름방향에 직교하는 상기 광체의 단면적이 가스기류의 하류측에 이르도록 차차로 작아지도록 형성되어 있다.

가스기류 발생수단은 광체의 상부에 형성된 가스 도입구에 연이어 통하는 가스 도입기구와, 광체의 하부에 형성된 가스배기구에 연이어 통하는 가스 배기기구를 가진다. 이와 같이 하면 광체 내를 위에서 아래로 다운플로하는 가스기류가 형성된다. 이 경우 가스도입기구는 필터수단과 젖음방지수단을 갖고 있는 것이 좋다. 필터수단은 가스를 광체 내에 통과시키는 한편, 젖음방지수단은 기판으로부터 원심분리된 물방울이 필터수단에 고이지 않도록 방해한다. 더구나 젖음방지수단은 다수의 구멍이 형성된 여러 개의 다공판을 작고 있고, 인접한 다공판은 구멍이 서로 어긋나도록 배치되어 있는 것이 좋다. 가스배기기구는 배기가스를 내벽에 충돌시켜서 기액을 분리하는 용기를 갖고 있는 것이 바람직하다.

그리고, 클램프홀더수단은 다수의 홈이 형성된 클램프바를 갖는 것이 좋다. 홈은 기판을 홈에 넣을 때 기판면과 홈둘레벽과의 간극에 액체가 잘 고이지 않도록 단면 V모양 또는 약 Y모양을 하고 있는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 스핀 드라이어를 반도체 웨이퍼의 세척처리에 사용한 경우의 실시예에 대하여 설명한다.

제1도에 나타내는 것처럼 세척장치(10)는 세척부(24), 입력버퍼부(22) 및 출력 버퍼부(26)의 세 부분으로 구성되어 있다. 입력버퍼부(22)는 세척부(24)의 로더부(32)쪽에 설치되어 있다. 출력 버퍼부(26)는 세척부(24)의 언로더부(48) 쪽에 설치되어 있다. 세척부(24)는 반도체 에이퍼(W)를 세척하기 위한 하부세척 섹션과, 카세트(20)를 세척하기 위한 상부세척섹션을 갖고 있다.

2개의 카세트(20)가 입력버퍼부(22)에 수납되도록 되어 있다. 각 카세트(20)에는 25매의 지름 8인치 실리콘 웨이퍼(W)가 수용되어 있다. 카세트(20)를 반송하기 위한 2대의 카세트 반송장치(30)가 설치되어 있다. 이들 2대의 카세트 반송장치(30)는 턴테이블 위에 설치되어 있다.

또, 인푸시버퍼부(22)의 뒷면 쪽에는 카세트스토거(28)가 설치되어 있다.

세척부(24)에는 9개의 처리부가 설치되어 있다. 처리부(38∼44)는 일렬로, 웨이퍼(W)가 각 처리부에서 순차적으로 세척처리되도록 되어 있다. 여기에서 2개의 처리부(38)는 웨이퍼 척의 세척건조용, 2개의 처리부(40)은 웨이퍼 약액세척용, 4개의 처리부(42)는 웨이퍼 수세용, 마지막의 처리부(44)는 웨이퍼 건조용이다. 이들 처리부(38∼44)의 열을 따라 3대의 웨이퍼 반송기구(36)가 설치되어 있다.

제2도에 나타낸 것처럼, 각 웨이퍼 반송기구(36)는 대차(70)위에 탑재되어 있어 통로(34)를 따라 주행하도록 설치되어 있다. 웨이퍼 반송장치(36)의 승강기구(71)는, 대차(70)의 옆쪽에 부착되어, 서보모터와 볼나사를 갖고 있다. 각 웨이퍼 반송기구(36)는 피스톤로드(72), 암(73), 및 웨이퍼 척(74)을 갖고, 이들에 의해 최대 52매까지 웨이퍼(W)를 파지할 수 있도록 되어 있다. 즉, 척(74)의 하단부에는 유지봉(75)이 상하 한쌍씩 부착되고, 이들 유지봉(75)의 홈 각각에 웨이퍼(W)가 유지되도록 되어 있다.

또, 세척부(24)의 앞쪽에는 투명 아크릴판제의 개폐창(도시하지 않았음)가 부착되어, 각 처리부(38∼44)가 외부에서 보이도록 되어 있다. 또한 세척처리부(24)의 배면부에는 약액과 순수 등이 수용된 다수의 탱크(도시하지 않았음)가 설치되어 있다. 또 카세트라이너(46)가 웨이퍼 반송로(34)의 상방에 이것과 병행하게 설치되어 있다.

제2도에 나타낸 것처럼, 웨이퍼 건조부(44)의 중에는 스핀 드라이어(47)가 설치되어 있다. 스핀드라이어(47)의 회전부분은 받침대(50) 위에 설치되어 있고, 회전유지기구(로터)(56)는 광체(하우징)(54)에 의해 둘러싸여 있다. 하우징(54)은 받침대 프레임(51)의 윗판(52) 위에 부착 베이스기구(53)를 통해 설치되어 있다. 로터(56)는 모터 (58)의 축(55)에 연결되어 있다. 축(55)은 베어링기구(57)에 의해 베이스(175, 176)에 지지되어 있다. 청정기체도입기구(400)는 실린더(60)를 갖는 힌지이음매(402, 404)에서 광체(54)에 연결되어 있다. 청정기체 도입기구(400)는 광체(54)의 내부에 청정기체를 공급하는 역할과 함께, 광체(54)의 상부 개구(399)에 뚜껑을 덮는 역할을 한다. 광체(54)의 하부는 기액배제기구(61)에 연하여 통해 있다.

다음에 제3도, 제4도, 제12도 내지 제18도를 참조하면서 스핀 드라이어(47)의 회전유지기구(56)에 대하여 설명한다.

회전유지기구(56)는 52매의 웨이퍼(W)를 각각 수직으로 세운 자세에서 등피치 간격에서 유지한 것이다. 1쌍의 플라이휠(100, 101)은 같은 축선상에 마주보도록 축 (55)에 연결 지지된 것이다. 축(55)은 광체(54)의 양단벽(92)을 관통하고, 광체(54) 내의 착탈 어셈블리(170, 173)에 의해 로터(56)에 연결되어 있다.

플라이휠(100, 101)의 하부 상호간에는 3개의 하부 유지부재(하부 클램프바) (102, 103, 104)가 연결 고정되어 있다. 또 플라이휠(100, 101)의 상부 상호간에는 3갸의 상부 유지부재(상부 클램프바)(105, 106, 107)가 연결고정되어 있다.

제17도 또는 제18도에 나타낸 것처럼, 웨이퍼(W)는 상하 클램프바(102∼107) 및 플라이휠(100, 101)과 함께 일체적으로 고속회전(자전)하도록 되어 있다. 이들 각 아래 클램프바(102, 103, 104)는 스테인리스제의 환파이프(110)를 불소수지제 파이프(111)내에 클래드한 2중관이다. 불소수지제 파이프(111)의 둘레면에는 다수의 홈(112, 113)이 형성되어, 각 홈(112, 113)에 웨이퍼(W) 둘레부의 일부를 끼워넣도록 되어 있다. 홈(112, 113)은 52개가 등피치 간격으로 늘어서 있다.

제17도에 나타내는 것처럼 홈(112)의 횡단면형상은 V자 모양이다. 홈(112)의 상단개구부 폭(L)은 약 3∼7㎜이고, 홈둘레벽과 중심선이 이루는 각도θ는 15∼45도의 범위 내에서 설정함이 바람직하다. 웨이퍼(W)의 두께는 약 0.5∼0.8㎜ 정도이다. 홈(112)에서 웨이퍼(W)을 받는 경우에, 홈(112)의 둘레벽과 웨이퍼(W)의 상호간극에 순수나 기타의 세척액 등이 잔류하지 않게 된다.

제18도에 나타내는 것처럼, 불소수지제 파이프(111)의 둘레면에 횡단면형상이 약 Y자 모양인 홈(113)을 형성하여도 좋다. 홈(113)의 상단 개구의 폭(L₁)은 약 3∼7㎜ 정도이고, 홈(113) 바닥부의 폭(L₂)은 약 0.85㎜이다. 또 바닥부쪽의 홈둘레벽과 중심선이 이루는 각도θ₁는 약 5°∼8°이다. 각도(θ₁)는 4°∼12°도의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 그리고 개구측의 홈둘레벽과 중심선과 이루는 각도 θ₂는 약 20°이다. 각도 θ₂는 20°∼24°의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직하다. 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서 웨이퍼(W)의 단면은 홈(113)의 바닥부에 접하고 있다.

제15도 및 제16도에 나타낸 것처럼, 중앙의 하부 지지부재(102)는 외파이프(불소수지 파이프)(112)가 원통형상이고, 이 모든 둘레에 걸쳐 홈(112)이 형성되어 있다. 한편, 양 사이드의 하부 지지부재(103, 104)는 외파이프(111)가 돌출부(111a)를 갖는 단면 이형 통형상이고, 이들 돌출부(111a)의 상부 경사면에만 홈(112)이 형성되어 있다. 또, 하부지지부재(103, 104)의 홈(112) 바닥면은 역 R로 만곡되어 있다. 이와 같은 홈(112)은, 웨이퍼(W)가 넘어지는 것(가로로 넘어짐)을 방지하도록 되어 있다.

3개의 윗클램프바(105, 106, 107)는, 웨이퍼(W)를 확실하게 유지하고 로터(56) 전체의 회전밸런스를 좋게 하기 위한 부재이다. 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫(이하, OF라 한다.)이 윗클램프바(105, 106, 107)쪽에 위치하도록 웨이퍼(W)가 위치결정되어 있다.

이들 3개의 상부 지지부재(105, 106, 107)과 함께 상술한 하부 유지부재(102)와 거의 같은 모양의 2중관 구조이다. 불소수지 파이프(116)의 둘레면부에 다수의 홈(117)이 형성되어 있다. 이들 홈(117)은 상술한 아래 클램프바(102)의 홈(112)와 거의 같은 모양이지만 홈(112)보다 약간 폭넓은 형상으로 되어 있다.

제16도에 나타내는 것처럼, 웨이퍼(W)를 플램프유지한 상태에서는 웨이퍼(W) 무게중심(GC)은 로터(56)의 회전축심(RC)에 대하여 약간 어긋난 위치에 있다. 즉, 무게중심(GC)은 회전축심(RC)과 일치하지 않고, 회전축심(RC)보다도 웨이퍼(W)의 OF의 역방향으로 치우쳐 있다. 이와 같이 하면 웨이퍼(W)가 원심력에 의해 OF 측의 역방향에 눌려있으므로, 회전 중에 웨이퍼(W)가 로터(56) 속에서 움직여 돌게 된다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 에지가 손상을 입지 않고, 스핀시의 소음이 대폭 저감된다.

제3도 및 제4도에 나타내는 것처럼, 3개의 윗클램프바(105, 106, 107)는 수평지축(126)에 의해 회동가능하게 지지되어 있다. 도시한 것처럼 윗클램프바(105, 106, 107)을 기립(클램프의 해제)시키고, 웨이퍼 반입반출 동작시의 반송암(36)과 바(105, 106, 107)는 서로 간섭한다. 또한, 윗클램프바(105, 106, 107)을 눕히면, 로크핀(151)이 통체(150) 속에 삽입되어, 그 결과 바(105, 106, 107)이 플라이휠(101)에 이어 붙여지도록 되어 있다.

다음에 제5도 내지 제9도를 참조하면서 하우징(54), 청정기체 도입기구(40) 및 기액배제기구(61)에 대하여 설명한다.

광체(54)는 건조처리용기로서 로터(56)을 둘러싸는 상자모양으로 된 것이고 스테인리스강으로 만들어진다. 광체(54)는 그 상단에 기체도입구(399)를 갖고, 하단에 배출구(249)를 갖는다. 광체(54)는 상부가 하방에 향하여 완만히 조여져 있고(제1단의 조임부), 하부가 배출구(249)에 향하여 급격히 조여져 있다(제2단의 조임부). 광체(54)의 도입구(399)는 580㎜ × 550㎜의 크기이다.

제6도 및 제14도에 보인 것처럼 광체(54)의 양측벽(92)에는 투명 아크릴제의 창(93)이 부착되어, 각 창(93)의 배후의 광센서(94, 95)가 각각 설치되어 있다. 광센서 (94, 95)의 광축은 광체(54) 속에서 웨이퍼(W)를 가로지르도록 되어 있다.

제2도에 나타내는 것처럼, 공기공급 통로(390)가 건조실(44)의 상부에 설치되어, 통로(390)의 개구(391)로부터 청정기체의 다운플로가 청정기체 도입기구(400)에 공급되도록 되어 있다. 제6도에 나타내는 것처럼, 청정기체 도입기구(400)는 바깥테 (407) 및 보조테(420)로 사방을 감싸도록 되어 있다. 바깥테(407) 및 보조테(420)는 직사각형으로 성형된 스테인리스 강판으로 만들어져 있다. 바깥테(406) 속에는 ULPA필터(512) 및 피액(被液)방지수단(414)이 설치되어 있다. 다운플로 에어는 먼저 청정기체 도입기구(400)의 필터(412)를 통과하고, 다음에 피액방지수단(414)을 통과해 빠지도록 되어 있다. 한편, 웨이퍼(W)로부터 원심분리된 액체는, 피액방지수단(414)에 의해 차단되도록 되어 있다.

제5도에 나타내는 것처럼, 보조테(420)는 바깥테(406)의 하부에 부착되어, 피액방지수단(414)의 하단부로부터 웨이퍼(W)중심까지의 길이 거리(H)를 조정하기 위한 스페이서로서의 역할을 한다. 이 거리간극(H)은 웨이퍼(W)에서 원심분리된 지금 5㎜의 물방울이 머무르는 최대지름인 300㎜로 설정되어 있다. 또, 이오나이저(422)가 바깥테(406)의 내벽에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 이오나이저(422)는 웨이퍼(W) 건조시에 양이온 및 음이온을 발생시켜, 웨이퍼(W)에 머무르는 전기를 중화하여 없애는 기능을 갖고 있다.

제7도 및 제8도에 나타낸 것처럼, 피액방지수단(68)은 서로 떨어져 설치된 4장의 스테인리스강제 다공판(416a, 416b, 416c, 416d)를 갖고 있다. 각 펀칭판(416a, 416b, 416c, 416d)에는 다수의 통기구멍(417)이 형성되어 있다. 제일 위의 다공판 (416a)는 필터(412)의 아랫면에 접해 있다. 제일 아래의 다공판(416d)은 광체(54)내의 웨이퍼(W)와 마주보고 있다. 제1다공판(416a) 및 제2다공판(416b)의 통기구멍(417)은 서로 위치가 어긋나 있다. 또, 제2다공판(416b) 및 제3다공판(416c)의 통기구멍(417)도, 제3다공판(416c) 및 제4다공판(416d)의 통기구멍(417)도 각각 서로 위치가 어긋나 있다. 또 제4다공판(416d)의 통기구멍(417)은 전체면에 걸쳐 균등하게 분산형성되어 있다. 피액방지수단(68)은 4장의 다공판(416a, 416b, 416c, 416d)에만 한정되지 않고 여러 장이라면 2장 또는 3장 혹은 5장 이상이라도 좋다.

제5도에 나타내는 것처럼, 뚜껑체(400)는 지축(404)을 중심으로 90°이상 회동하도록 되어 있다. 뚜껑체(400)가 열린 상태에 있어서는 실린더(60)이 고장일 때 이 뚜겅체(400)가 넘어지지 않도록 뚜껑체(400)의 무게중심 위치에 대해서 설계상의 고려가 되어 있다. 또 광체(54)의 기체도입구(399) 주위를 따라 실부재(424)가 설치되어, 뚜껑체(400)가 기밀하게 광체(54)와 접촉하도록 되어 있다. 실부재(424)는 실리콘고무로 만들어져 있다.

다음에 제9도 및 제2도, 제5도, 제6도를 참조하면서 기액배제기구(61)에 대하여 설명한다.

광체(54)의 개구(249)는 기액배제기구(61)의 용기(251)에 연하여 통해 있다. 용기(251)는 그 바닥부(257)의 중앙에 물이 괴기 쉬운 형상으로 되어 있다. 바닥부(257)의 전체는 집수부(252)에 향하여 완만하게 하강되어 있다. 집수부(252)에는 드레인(253)이 설치되어 트랩한 물이 드레인(253)을 통해 배수되도록 되어 있다.

용기(251) 내에는 천정부에서 도중까지 수직으로 내려온 칸막이판(262)가 설치되어 있다. 이 칸막이판(262)의 하단부에는 상하 움직임이 가능하게 되어 있는 유량조정판(264)이 설치되어, 이 아래쪽에 형성된 유로(266)의 단면적을 조정하도록 구성되어 있다. 또, 용기(251) 내의 하류측의 방(268) 측벽(270)에는 개구(256)가 형성되어 있다. 이 개구(256)는 덕트(254)를 통하여 블로어(255)의 흡기측에 연하여 통해 있다.

배기가스는 제9도의 화살표 D에 나타낸 것처럼, 광체(54)로부터 개구(249)를 통하여 용기(251)에 들어가, 칸막이판(262)의 아래쪽을 지나 개구(256)을 통과하고, 다시 덕트(254)를 통하여 블로어(255)에 도달한다. 즉, 기체는 용기(251)의 바닥부(257)에 충돌하여 수평방향으로 흐름이 변화되어 유로조정판(264) 하방의 유로(266)를 통과한 후에 방(268)의 벽면에 충돌하여 다시 바로 옆으로 흘러 방향이 변화된다. 그 때문에 기체의 흐름방향이 변화될 때 기체 중에 포함된 수분이 효율적으로 기체로부터 분리되어, 바닥부(257)에 액체가 고인다. 고인 액체는 드레인(253)을 통하여 배출된다.

다음에 웨이퍼 건조처리 동작에 대하여 특히 하우징(54) 내의 가스기류에 대하여 설명한다.

웨이퍼(W)를 로터(56)와 함께 회전하면서, 덕트(255)를 구동시켜 뚜껑체(400)쪽으로부터 광체(54) 내에 청정기체를 넣는다. 청정기체는 필터(412)를 통하여 광체(54) 내에 도입된다. 한편 웨이퍼(W)로부터 원심분리된 물방울(입상 및 미스트상의 액)은 다공판 어셈블리(414)에 의해 블록되어 광체(54) 윗쪽으로 물이 새는 것을 막는다.

이 경우에 필터커버(400)의 개구면적과 광체 상부개구(399)의 면적을 같게 하였기 때문에 광체(54)의 상부각부에 공기 체류가 발생하지 않는다. 또, 광체(54)의 단면적은 상류측에서 하류측으로 향하여 점차 감소하므로, 공기의 유속은 하류측에 감에 따라 증대된다. 예를 들어, 하부 개구(249)에 있어서 공기의 유속은 1m/sec 정도에 달한다. 그 때문에 6도에 나타낸 것처럼 물방울(444)이 광체(54)의 측벽(54a)에 충돌하여 생기는 비말(튕겨나온 미세한 물방울)은, 웨이퍼(W) 쪽으로 돌아가지 않고 유속이 큰 공기흐름에 따라 하부개구(249) 쪽으로 배출된다.

또, 경사벽면(54a)에 부착된 물방울(444)도 유속이 커진 기체에 의해 벽면(54a)을 따라 아래방향으로 유하가 촉진된다. 이렇게 하여 광체(54)의 단면적을 기체의 흐름방향에 따라 순차적으로 축소하게 되므로, 기체의 유속이 점차 빨라져, 웨이퍼(W)로부터 비산한 작은 물방울 및 벽면(54a)으로부터 튕겨나온 미세한 물방울 등, 광체(054)내에 존재하는 물방울을 빠르고 신속하게 배출할 수 있다.

청정공기의 유량은 광체(54)의 기체도입구(399) 크기를 380㎜×550㎜으로 한 경우에 17㎥/min 정도이다. 또, 광체(54) 내외의 압력차를 50㎜H₂O 정도로 설정한다. 건조초기에는 로터(56)의 회전수를 0에서 500rpm까지 먼저 올려 500rpm의 회전수로 약 60초간 유지한다. 이렇게 하여 웨이퍼(W)에 부착된 큰 물방울을 떨어낸다. 건조종기에는 로터(56)의 회전수를 500rpm까지 상승시켜, 이 회전수를 2∼3분 유지한다. 이렇게 하여 웨이퍼(W)에 부착된 작은 물방울을 떨어낸다. 건조중기에는 모터(58)의 구동을 정지하고 웨이퍼(W)의 건조를 완성시키기 위해 약 20초의 시간을 두고 로터(56)의 회전을 정지한다. 이 결과, 52매의 웨이퍼(W) 표면으로부터 물이 완전히 제거되어 웨이퍼(W)는 완전히 건조상태가 된다.

이렇게 하여, 저속회전시의 건조초기에는 다공판 어셈블리(414)를 충분히 떨어진 곳(높이거리 : H)에 설치하므로, 원심분리된 지름이 큰(약 5㎜)의 물방울은 가장 아래부분의 다공판(416d)에 거의 머무르지 않는다. 그래서 다공판(416a, 416b, 416c, 416d) 및 필터(412)는 물에 잠기지 않는다.

또, 고속 회전시의 건조 중기에는 다공판(416a, 416b, 416c, 416d)의 통기구멍(417)을 서로 다르게 배치하고 있으므로, 원심분리된 (미스트상의) 작은 물방울은 필터(412)에 거의 머무르지 않는다. 그렇기 때문에 필터(412)의 기능은 실질적으로 거의 저하되지 않는다.

게다가 통기구멍(417)을 제일 아랫부분 다공판(416d)의 판면 내에 균등하게 배치하므로, 세척기체가 편류하지 않고 층으로 흐르는 상태에서 광체(54)에 흘러내린다.

게다가, 웨이퍼(W)의 무게중심(GC)을 로터(56)의 회전축(RC)으로부터 편심시켜 놓았으므로 웨이퍼(W)가 로터(56) 원주의 한쪽에 눌려, 웨이퍼(W)의 진동에 의한 소음이 거의 없다.

제10도에 나타내는 것처럼 웨이퍼(W)를 세척하기 위한 세척수단(300, 301)을 광체(54)의 각 부분에 설치하여도 좋다. 상부세척수단(300)은 2계통의 노즐(308, 314)을 갖고, 한쪽 노즐(308)로부터 로트(56)에 세척액을 스프레이하고, 다른쪽 노즐(314)로부터 광체(54)의 내벽(314)에 세척액을 스프레이하도록 되어 있다. 양 노즐(308, 314)는 헤더(306)를 공유하고 있다. 또, 하부 세척수단(301)은 1계통의 노즐(318) 및 헤더(307)가 있다.

제11도에 나타내는 것처럼 각 헤더(306, 307)는 광체(54)의 폭방향 끝부분으로부터 끝부분까지 로터(56)와 평행이 되도록 수평에 설치되어 있다. 노즐(308, 314, 318)의 각각은 직렬로 나란한 다수의 구멍(308a, 314a, 318a)이 있고, 이들 구멍 (308a, 314a, 318a)으로부터 세척액이 스프레이되도록 되어 있다. 또, 하부세척수단 (301)에 의해 클램프바(102, 103, 104, 105, 106, 107)의 회전축(0)쪽 면이 확실하게 세척되도록 되어 있다. 노즐(308, 314, 318)로부터 드라이어나, 건조질소가스 등을 분사시켜, 로터(55) 및 웨이퍼(W)를 건조하도록 하여도 좋다.

제12도, 제13도 및 제2도에 나타내는 것처럼 부착베이스 기구(53)는 받침대(50)의 프레임(51)의 윗판(52) 위에 설치되어 있다. 이 부착베이스 기구(53)는, 광체(54)나 그 밖의 기구를 지지하는 것이므로 XYZ 방향으로 위치 제어된 상술한 웨이퍼 반송암(36)에 대하여 광체(54)를 정확히 위치결정하는 것이다. 부착베이스 기구(53)은, 로터(56)이나 모터(58)의 회전에 수반하는 진동이 주변장치에 전파되지 않도록 하기위해, 상하 2장의 베이스판(80, 81)가 설치되어 있다. 상하 베이스판(80, 81)의 상호 간에는 복수의 방진고무(82)가 삽입되어 있다.

제13도에 나타내는 것처럼, 상하 베이스(80, 81)는 방진이음매(89)에 의해 4 모서리부에 서로 체결되어 있다. 방진이음매(89)는 고무부시(83, 84), 와셔(85), 볼트(86)로 되어 있다. 또, 아래쪽 베이스판(81)의 4 모서리의 근방에는 위치조정기구(87, 88)가 설치되어 있다.

다음에, 제14도, 제15도, 제16도 및 제19도∼제26도를 참조하면서 로터(56)에 대하여 설명한다.

제14도, 제15도에 나타낸 것처럼, 3개의 윗클램프바(105, 106, 107)의 각각의 양단(기단과 선단)은 위치조정 볼트(122)로 대략 원호 상의 브래킷(120, 121)에 연결고정되어 있다. 이들 양단의 브래킷(120, 121)은 스테인리스제이다. 또, 브래킷(120)은 모터(58)쪽에 설치되어 있다. 브래킷(120, 121) 각각의 배면 중앙으로부터 돌편(123, 124)이 각각 돌출되어, 평면적으로 브래킷(120, 121)은 약 T자형을 하고 있다. 돌편(123, 124) 각각은 볼트 구멍을 갖는 두꺼운 부재이다.

돌편(123)은 멈춤쇠로 추축(126)에 박혀 있다. 지축(126)은 베어링 어셈블리(125)에 회전가능하게 지지되어 있다. 베어링 어셈블리(125)는 PEEK재이고, 플라이휠(100)의 상부 뒷면에 붙박이되어 있다. 돌편(123)은 베어링 어셈블리(125) 사이에 위치한다. 추축(126)이 기구(130)에 의해 회동하면, 윗 클램프바(105, 106, 107)가 추축(126)과 함께 회동하고, 기립 또는 가로회전한다.

이 기구(130)를 제14도, 제19도, 제20도에 나타낸다. 기구(130)는 베어링 하우징(131)과, 회전축통(133)과, 동력전달축(134)을 구비하고 있다. 베어링 하우징(131)은 추축(126) 연장방향과 마주보는 광체(54) 한쪽벽(96) 부위에 부착되어, 실기능부착이 되어 있다. 회전축통(133)은 베어링(132)에 회전가능하게 지지되어 있다. 동력전달축(134)은 회전축통(133) 내에 삽입되어 있다.

제14도에 나타낸 것처럼, 기구(130)는, 보통 때는 로터(56)와 간섭하지 않는 위치에 나와 있으나, 윗클램프바(105, 106, 107)를 기립전도시킬 때만 광체(54)의 한쪽으로부터 진출하고, 추축(126)과 걸어맞추도록 되어 있다.

제20도에 나타내는 것처럼, 추축(126)의 한끝 연출부는 경사져 커트되고, 여기에 이맞물림하는 볼록부(127)가 형성되어 있다. 동력전달축(134)과 회전축통(133)은 미캐니컬로크(135)에 의해 서로 잠겨, 양자는 일체가 되어 회전하도록 되어 있다. 한편, 동력전달축(134)는 슬라이드 방향에는 자유로 진퇴이동할 수 있고, 이 동력전달축(134)의 선단이 경사져 커트되고, 여기에 이맞물림하는 오목부(136)가 형성되어 있다. 이 동력전달축(134)가 진출하여, 선단의 이맞물림하는 오목부(136)가 추축(126)의 이맞물림하는 볼록부(127)과 이맞물려 맞춰져 회전력의 전달이 가능하게 되고, 역으로 후퇴함으로써 동력전달축(134)은 추축(126)으로부터 이탈하도록 되어 있다.

제21도 및 제22도에 나타낸 것처럼, 이 동력전달축(134)의 진퇴용 에어실린더(137)가 광체(54)의 한끝벽(92)의 바깥쪽에 설치되어 있다. 이 피스톤로드 선단에 연결 암(138)의 한끝이 연결되어 있다. 이 연결암(138)의 다른 끝은 스러스트 볼베어링(139)를 통하여 동력전달축(134)의 바깥끝과 연결되어 있다. 또 동력전달축(134)의 모터(140) 윗쪽의 베이스판(80) 윗면에 설치되어 있다. 구동풀리(141)와 감속풀리(142)에 벨트(144)가 감겨 걸려 있다. 감속 풀리(142)와 전달풀리(143)에 벨트(145)가 감겨 걸려 있다. 모터(140)의 구동에 의해 회전출통(133)을 전동축(134)과 함께 회전시켜, 회전력을 추축(126)에 전달하도록 되어 있다. 그 회전각도는 센서(156)로 검출되고, 검출결과에 기초하여 모터(140)가 제어되도록 되어 있다.

다음에 제23도∼제26도 및 제14도를 참조하면서 윗클램프바용의 브래킷(121)을 플라이휠(101)과 걸어맞춰 잠그기 위한 로크기구에 대하여 설명한다.

제25도에 나타내는 것처럼, 윗클램프바(105, 106, 107)가 로크된 상태에서는 브래킷(121)의 돌편(124)가 통체(150)에 삽입되어 있다. 통체(150)는 PEEK재로 만들어지고, 2분할 구조로 형성되어, 플라이휠(101)의 상부 뒷면에 붙박이 되어 있다. 윗클램프바(105, 106, 107)를 로크하는 경우는, 통체(150) 가운데에 깊이 삽입한다.

제26도에 나타내는 것처럼, 로크핀(151)을 깊이 압입하여 로크하는 수단으로서 로프스프링(152)이 채용된다. 이 로크스프링(152)는 슬라이드핀(154)에 권장되어 있다. 슬라이드핀(154)는 거의 지름이 큰 단부(154a)에 바깥감김되어 있다. 슬라이드핀(154)은 약간 지름이 큰 단부(154a)를 갖고, 가이드통(153) 내에 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. 가이드통(153)은, 플라이휠(101)의 통체(150) 뒷면쪽에 붙박이되어 있다.

제25도에 나타내는 것처럼, 로크핀(151) 및 슬라이드핀(154)은 연결부재(155)로 의해 연결되어 있어, 양자는 각각 가이드통(150, 153)에 깊게 압입되도록 로크스프링(152)로 힘을 더하고 있다. 또한, 로크해제용 암로크기구(160)가 광체(54)의 한쪽 벽(96)에 설치되어 있다. 이 암로크기구(160)는, 통모양 가이드부재(11)와, 푸시로드(162)와, 에어실린더(163)를 구비하고 있다. 통모양 가이드부재(161)는, 슬라이드핀(154)의 한끝에 마주보는 한쪽 벽(96)에 부착되어 있어 실기능을 갖는다. 푸시로드(162)는 통모양 가이드부재(161) 내에 슬라이드 가능하도록 끼우게 되어 있다. 에어실린더(163)는 푸시로드(162)를 진퇴구동시키기 위한 것이다. 어에실린더(163)는 광체(54)의 다른 끝 벽(92)의 바깥쪽에 설치되어 있다. 피스톤로드(163a) 및 푸시로드(162)는 연결암(164)으로 연결되어 있다. 피스톤로드 (163a)를 진출시키면, 푸시로드(162)가 슬라이드핀(154)를 로크스프링 (152)에 대항하여 눌러 움직이므로, 그 결과 로크핀(151)이 브래킷(121) 돌편(124)의 구멍으로부터 빠져나오도록(암로크되도록) 되어 있다.

도, 암로크 기구(160)의 반대쪽에는 로크확인검지기구(165)가 설치되어 있다. 이 로크확인검지기구(165)는 통모양 가이드부재(166)와 검지로드(167)와, 에어실린더(168)를 구비하고 있다. 통모양 가이드부재(166)는 슬라이드핀(154)의 다른 끝에 대향하는 다른쪽 벽(97)에 부착되어 있고 실기능을 갖는다. 검지로드(167)는, 통모양 가이드부재(166) 내에 슬라이드 가능하게 끼워, 로크핀(151)의 통체(150) 내에 삽입깊이를 검지하기 위한 것이다. 피스톤로드(168a)와 검지로드(167)는 연결부재(170)로 연결되어 있다. 에어실린더(168) 내에는 피스톤로드(168a)를 설정스트로크만 퇴입시키고, 검지로드(167)가 슬라이드핀(154)의 연결부재(155)에 접촉 또는 접촉하지 않고, 이렇게 하여 로크상태인지 암로크 상태인지 확인하는 신호가 운전제어기(도시하지 않았음)에 출력되도록 되어 있다.

제4도에 나타낸 것처럼, 각 5개의 볼트(173)를 연결부(172) 구멍으로부터 각각 빼냄으로서, 로터(56)는 1쌍의 축(55)으로부터 간단하게 빼낼 수 있다. 플라이휠(100, 101)은, 각각의 중앙부로부터 뒷면쪽(바깥쪽)에 향하여 부착축(170)을 일체적으로 돌설하고 있다. 부착축(170)의 선단부에는 약 T자형의 돌기(오목)(171)가 정밀 마무리 가공으로 형성되어 있다. 축(55)의 안쪽 끝면에는 약 역 T자형의 오목부(172)가 정밀마무리 가공에 의해 형성되어 있다. 이들 돌기(171)를 오목부(172)에 이맞물림하도록 끼워맞추고, 양쪽 축(55)의 부착축(170)이 각각 동축적(同軸的)으로 끼워맞춰진다.

정비를 위해 로터(56)을 축(55)에서 떼어내는 경우는 오퍼레이터가 모터(56)를 수동으로 적당하게 회전시키면서 각 5개씩의 연결볼트(173)를 뽑아도 좋다. 로터(56)를 일체로 벗길 수 있기 때문에 정비시에 있어서 로터세척작업이 간단하고 용이하다.

그리고, 베어링기구(57)은 제3도 및 제4도에 나타내는 것처럼 같은 구조이며, 로터(56)를 끼워 서로 대칭형을 이루고 있다. 광체(54) 벽(92)의 바깥쪽면에는 직사각형 통모양의 고정 브래킷(175)이 용접고정되고, 여기에 베어링유닛(176)이 장착되어 있다. 고정 브래킷(175) 및 베어링 유닛(176)에 의해 베어링 하우징이 형성되어 있다.

베어링 유닛(176)은 케이싱(177)과, 스러스트 볼베어링(178)과 자성유체 실(179)을 구비하고 있다. 케이싱(177)은, 그 안끝쪽부가 볼트로 고정브래킷(175)에 체결되어 있다. 또, 케이싱(177)과 고정 브래킷(175) 사이에 실패킹이 삽입되어 있다. 스러스트 볼베어링(178)은 케이싱(177) 내에 장착되어, 회전축(55)을 자유로이 회전하도록 지지하고 있다. 자성유체 실(179)은 케이싱(177) 내의 스러스트 볼베어링(178)에 의해 안끝쪽에 장착되어 있다.

이 자성유체 실(179)는 영구자석(180)을 끼워 한 쌍의 폴피스(181)를 구비하고, 이들의 자력에 의해 회전축(55)의 둘레면 사이에 점성이 있는 겔상의 자성유체를 유지하는 것이다. 폴피스(181)의 바깥둘레에는 홈이 형성되어 이들의 홈에 냉각수가 흘러 통하도록 되어 있다.

게다가 케이싱(177) 내의 자성유체실(179)보다도 안끝쪽에는 라비린스 실 (labyrinth seal)(185)이 되어 있다. 라비린스 실(185)은 케이싱 (177)의 안끝벽 및 회전축(55) 둘레면 사이에 좁은 미로공간(라비린스)를 형성하기 위한 것이다. 이 라비린스 내의 청정기체, 예를 들면 불순물이 거의 포함되지 않는 질소가스(N₂)를 공급하기 위한 퍼지가스도입통로(186)가 케이싱(177)에 설치되어 있다. 또, 퍼지가스도출통로(187)가 고정 브래킷(175)에 설치되어, 이것을 통하여 라비린스 내의 질소가스가 강제배기기구(예를 들면 콘 밤)(188)에 의해 배기되도록 되어 있다. 배기 통로의 단부는 드레인(도시하지 않았음)에 접속되어 있다.

이렇게 한 자성유체실(179)에 의해 광체(54) 내를 실하고, 베어링(178)에서 발생하는 발진이 광체(54) 내에 침입하는 것을 확실히 방지한다. 그리고 라비린스실(185) 및 퍼지가스에 의해 광체(54) 안쪽으로부터 수분의 자성우체실(179)에의 혼입이 억제된다.

그리고 강제배기기구(188)에 의해 퍼지가스를 라비린스 공간으로부터 강제배기시켜, 광체(54) 안쪽으로부터 수분이 침입하여도 이 수분을 퍼지가스와 함께 강제배기할 수 있다.

또, 회전축(55)의 베어링기구(57)보다 안쪽에 스링거(190, 191)가 회전축(55)과 일체로 회전하도록 장착되어 있다. 이들 스링거(190, 191)는 벽(92)의 축 삽통구멍에 의해 안쪽과 바깥쪽에 인접하도록 설치되어 있다. 안쪽의 스링거(190)은 2중 칼라 구조이다. 회전하는 스링거(190, 191)에 의해 분리 비래하는 물방울을 튕겨 떨어낼 수 있다.

제3도에 나타내는 것처럼 회전구동기구(68)는 위쪽 베이스판(80)의 한끝쪽 상부에 지지대(193)를 개재하여 설치한 모터(194)를 갖고 있다. 기구(58)는 모터출력축(195)과 한끝쪽의 회전축(55)을 커플링(196)으로 직결한 다이렉트 드라이브 방식이다. 모터(194)의 구동에 의해 회전축(55)과 함께 회전유지기구(565) 전체가 고속회전되도록 되어 있다.

제16도에서 나타낸 것처럼, 로터(56)의 회전축중심(RC)은 웨이퍼(W)의 무게중심(GC)로부터 그림 속의 아래쪽에 약 4㎜ 어긋난 위치에 있다. 그 이유는 RC와 GC와를 일치시켜 웨이퍼 유지홈(112) 가운데에서 웨이퍼(W)가 진동회전하여, 웨이퍼(W)의 모서리가 마모되고, 또 소음이 발생하는 등 좋지 않기 때문이다.

또 회전축(55)의 적당한 곳에 플라이휠(197)이 부착되어 있어, 이것에 의해 로터(56)가 원활하게 회전할 수 있도록 되어 있다. 플라이휠(197)에는 회전방지구멍(198)이 형성되어 있다. 회전방지구멍(198)에는 스토퍼기구(200)의 스토퍼핀 (201)이 끼우고 뗄 수 있도록 설치되어 있다. 로터(56)에 웨이퍼(W)를 끼우고 뗄 때에는 이 스토퍼핀(201)로 플리아휠(197)의 회전을 멈추어, 로터(56)를 일정한 상향 상태에 정지시킨다. 또, 그 플라이휠(197)에 회전 멈춤 구멍(198)에 대한 스토퍼핀(201)의 위치맞춤을 자동적으로 하기 위해, 회전슬릿판(202)과 펄스센서(203)가 설치되어 있다.

제27도 및 제28도에 나타내는 것처럼, 개폐기구(60)의 에어실린더(231)는 스탠드(230)로 베이스판(80) 위에 지지되어 있다. 실린더(231)의 로드(232)의 선단에는 약 L자형의 요동레버(233)가 연결되어 있다. 샤프트(235)는 광체(54)의 일단벽(92)의 바깥쪽에 한 쌍의 지지브래킷(234)을 개재하여 부착되어, 요동레버(233)와 일체로 회동하도록 되어 있다. 한 쌍의 힌지레버(236)는 이 샤프트(235)로부터 일체로 회동하도록 돌출되어 있다. 한 쌍의 지지암(237)은 이들 힌지레버(236)의 선단에 고정되어 보조틀(216)의 양 외부를 지지하고 있다.

이 개폐기구(60)의 에어실린더(231)의 구동에 의해 요동레버(233)와 샤프트(235)와 힌지레버(236)을 회동시켜, 기체정화기(59)를 약 90°회동할 수 있도록 되어 있다.

다음에 이상과 같이 구성된 본 실시예의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 처리 전의 웨이퍼가 담긴 카세트(20)를 입력버퍼부(22)에 받아 넣어, 카세트저장부(28)에 일시적으로 담는다. 이 저장부(28)의 카세트(20)는 웨이퍼의 처리가 진행함에 따라 암(30)에 의해 로더부(32)에 이재된다.

이 로더부(32) 카세트(20) 내의 미처리 웨이퍼는 웨이퍼 반송암(36)에 의해 적당히 반송되어 척 세척건조장치(38), 약액처리장치(40), 세척장치(42), 본 발명에 관한 웨이퍼 회전건조 처리장치(44)에서 각각 처리되고, 처리 후의 웨이퍼는 다시 카세트(20)에 수용되어 출력 버퍼부(26)로부터 외부로 반출될 수 있다. 상기 약액처리에 사용하는 약액으로서는 예를 들면 암모니아수, 과산화수소수, 염산, 플루오르산, 황산 등이 사용된다.

개폐기구(60)로 광체(54) 위에서 기체 정화기(59)를 열고, 스토퍼기구(200)에서 회전축(55)의 회전을 정지시킨다. 로터(56)를 소정각도로 정지한 채, 그 로터(56)의 윗클램프바(105∼107)를 암로크기구(160)로 로크를 해제한다. 다음에 상부유지부재 개폐기구(130)가 동력전달축(134)를 진출시켜 추축(125)과 걸어맞춰지고, 이 상태에서 회전시켜 윗클램프바(105∼107)를 기립시킨다.

이 상태에서 세척 후의 52매의 웨이퍼(W)를 로터(56) 내에 하강시켜 그 3개의 아래 클램프바(102, 103, 104) 위에 각 웨이퍼(W)를 옮겨 실어 그 하부 곳을 각각의 웨이퍼 유지홈(112)에 받는다.

웨이퍼 반송암(36) 물러나게 해서, 윗클램프바(105∼107)로 웨이퍼(W)를 누른다. 그 다음에 상부유지부재 개폐기구(130)가 동력전달축(134)를 후퇴시켜서 추축(126)으로부터 이탈시키는 한편, 암로크기구(160)가 후퇴동작하고 로크핀(151)이 로크스프링(152)에 의해 자동적으로 이동하여 윗클램프바(105∼107)를 폐상태로 로크한다.

이렇게 하여 회전유지기구(56) 내의 웨이퍼(W)의 세트가 완료되면, 전술한 것과 반대로 개폐기구(60)가 동작하여 기체정화기(59)를 광체(54) 위에 덮이도록 회동하여 막고, 그 막힌 상태를 클램프기구(24)에서 클램프 유지한다. 또, 스토퍼기구(200)가 후퇴하여 회전축(55)의 회전멈춤을 해제한다.

이렇게 하여 준비가 완료되면 회전구동기구(38)의 모터(194)의 구동으로에서 양단의 회전축(55)과 같이 회전유지기구(55) 전체가 소정의 속도로 고속회전한다. 이 때 기액배제기구(61)의 배기 블로어(255)가 가동하여 필터를 통해 청정공기를 다시 청정화하면서 광체(54) 내를 상방에서 하방으로 향하여 지나면서 웨이퍼(W)의 부착수분을 회전원심력으로 분리함과 동시에 기류로 증발시켜 웨이퍼(W)를 건조시킨다.

이 때 청정기체의 도입량은 예를 들면 광체(54)의 크기 580㎜×550㎜에 대하여, 예를 들면 17㎥/min 정도로 함과 동시에 광체(54)의 내외압력차를 예를 들어 50㎜H₂O 정도로 설정하고, 회전유지부재(56)의 회전수를 먼저 0에서부터 500rpm 정도로 올려, 그 500rpm의 회전수에서 예를 들어 60초 정도로 유지하고 이 회전 원심력으로 웨이퍼(W)에 부착된 큰 물방울을 떨어낸다. 그 후 회전유지기구(56)의 회전수를 예를 들어 1500rpm까지 상승시켜 2∼3분 정도 유지하고, 이렇게 하여 웨이퍼(W)에 부착된 작은 물방울을 떨어냄과 동시에 웨이퍼(W) 표면을 기류로 증발시켜 건조한다. 이렇게 한 후 모터(194)의 구동을 정지하고 웨이퍼(W)의 건조를 완성시키기 위하여 예를 들어 20초 정도 걸려 회전유지기구(56)의 회전을 정지한다.

이렇게 하여 웨이퍼(W)의 회전초기시에 있어서 회전수를 예를 들어 약 500rpm으로 낮게 설정하고, 또 그 회전시에 웨이퍼(W)로부터 비교적 입자 지름이 큰(약 5㎜ 이상)의 물방울이 상방에 비산한 최대 높이 이상의 거리(H)를 가지고 기체정화기(59) 내의 피액방지수단으로서 최하단의 펀칭판(214)를 설치하고 있으므로 그 펀칭판(214)에 비교적 입자 지름이 큰 물방울이 부착되는 일이 없어진다.

그리고 그 피액방지수단으로서 3장의 펀칭판(212∼214)을 상하로 간격을 두고, 또 각각의 통기구멍(215)이 상하로 서로 다르도록 배치하므로 웨이퍼(W)에서 비산하는 상술한 큰 물방울은 물론이고, 고속회전시 작은 물방울이 그 3장의 펀칭판(212∼214)을 통과하는 일이 없어진다. 그래서 그 상단의 필터(211)가 수분에 의해 기능이 손상되는 일이 확실히 방지되게 된다.

또 최하단의 펀칭판(214)의 다수의 통기구멍(215)가 전면적으로 균등하게 배치되어 있으므로 광체(54) 내를 지나는 청정기체가 편류를 일으키지 않고 정류된 충류상태에서 흘러내리게 된다. 이 청정기체가 회전유지기구(56)에 유지되어 회전하는 각 웨이퍼(W) 표면과 접촉하고, 이 웨이퍼(W) 표면의 수분을 증발시켜 효율적으로 건조함과 동시에 그 수분을 포함한 기체가 광체(54) 내에 체류하지 않고 다시 층류 상태로 흘러내린다. 그리고 그 광체(54) 내의 단면적이 아래쪽으로 향해 점차 작아지므로, 흘러내리는 기체의 유속은 예를 들어 1m/sec 정도이다. 따라서 광체(54)의 내측면에 충돌한 물방울이 미세화되어, 튀어도 이 물방울이 유속이 커진 기체에 의해 아래방향으로 효율적으로 배출되어 다시 웨이퍼(W)에 부착되지 않는다.

이렇게 하여 광체(54)의 수분을 함유한 기체와 그 광체(54)내면에 걸쳐 흘러내리는 물방울이 빨리 하단의 배출구(91)를 통해 제4도에 나타낸 기액배제기구(61)의 기액분리기(251)에 전달된다. 그래서 함유수분이 분리되어 바닥부의 집수부(252)에 모여 적시에 드레인 배출구(254)로부터 바깥으로 배제되는 한편, 기체는 기액분리기(251)로부터 배기덕트(254)를 통하여 배기플로어(255)로 바깥에 배기된다.

한편, 상술한 바와 같이 회전유지기구(56)를 회전하면서 웨이퍼(11)의 건조조작을 하는 사이, 제3도, 제4도에 나타낸 양단 회전축(55)의 각 베어링기구(57)의 베어링유닛(176)의 냉각수가 통하는 구멍(183)에 냉각수를 통하게 하여, 그 베어링부의 냉각을 도모함과 동시에, 가스도입통로(186)로부터 퍼지가스로서 청정기체, 예를 들어 질소가스를 공급한다.

이렇게 하여 베어링기구(57)의 베어링유닛(176)의 자성유체실(179)에 의해 광체(54) 내를 실하여, 베어링(178)에서 발생하는 발진이 광체(54) 내에 침입하는 것을 확실하게 방지하고, 라비린스실(185) 및 그 좁은 공간에 공급되는 퍼지가스에 의해 광체(54) 안쪽으로부터 수분이 자성유체실(179)로 혼입되는 것을 억제하게 된다.

또, 상기 베어링 기구(57)의 라비린스실(185)의 좁은 공간에 공급된 청정기체를 퍼지가스 도출통로(187)에서 강제배기기구(188)에 의해 외부에 강제배기하여, 광체(54) 안쪽으로부터 수분이 침입하여도, 그 수분을 퍼지가스와 함께 외부에 강제배기할 수 있어, 자성유체실(179)에의 혼입을 더 한층 완전히 방지하게 된다.

그리고, 회전축(55)의 일체로 회전하는 지름이 큰 칼날모양의 스링거(190, 191)가 상기 베어링 기구(57)보다 안쪽에 광체(54)의 축이 끼워 통해진 구멍의 내외에 인접하여 배치되므로 이 스링거(190, 191)에 의해 광체(54) 안쪽으로부터 오는 수분을 튀겨 자성유체실(179)에의 혼입을 확실하게 방지하게 된다. 특히 그 안쪽의 스링거(190)이 2중 칼날구조로 되어 있으므로 광체(54) 안쪽으로부터 베어링부쪽으로 수분이 빠지는 것을 확실하게 저지한다. 이렇게 수분에 약한 자성유체실(179)의 기능을 손상하지 않고 높은 실효과를 유지할 수 있게 된다.

또 웨이퍼(W)의 건조시에는 뚜껑체(50)에 설치된 이오나이저(76)를 구동함으로써, 음이온, 양이온을 발생시켜 웨이퍼(W)에 머무르고 있는 전기를 중화하여 없애고, 웨이퍼 표면에 입자가 부착되는 것을 한층 확실하게 저지할 수 있다.

또, 웨이퍼(W)의 건조시에는 광체(54) 내의 양쪽에 배치된 에어파이프(223)에 외부호스로부터 에어(예를 들어 청정공기 혹은 N₂가스)를 공급하고, 그 각각의 취출노즐(224)로부터 회전유지기구(56)의 주로 하부유지부재(102, 103, 104)의 웨이퍼 유지홈에 분사하여, 그 유지홈과 웨이퍼(W) 사이의 순수나 그 밖의 세척액 등의 불어 없애 한층 건조시간 단축 및 입자의 저감이 가능하게 된다.

이렇게 하여 이 실시예의 회전건조 처리장치(44)에서는 물과 같은 처리액이 부착된 반도체 웨이퍼(W)를, 단시간에 신속하게, 또 웨이퍼 표면에 입자 등을 부착하지 않고 건조시킬 수 있게 된다.

특히, 회전유지기구(56)의 유지부재(102∼107)의 웨이퍼 유지홈(112, 117)이 단면 V자형으로 형성되어 있으므로 그 유지홈(112, 117)의 내측면이 적당하게 열린 각도라도 웨이퍼(W)를 순조롭게 받아들임과 동시에, 그 내측면 전체가 웨이퍼(W)와 평행하게 되지 않고 적당하게 열린 각도를 갖고 경사져 있으므로 그 홈내에 침입한 순수나, 가티 세척액 등의 불순물이 회전에 의해 쉽게 제거되고, 건조 등의 처리시간의 단축이 도모되며, 부착 입자의 저감이 유효하게 되고 회전처리 기능 및 성능이 향상된다.

또, 변형례의 웨이퍼지지홈(113)을 이용하는 경우에도 상기의 단면 V자형의 유지홈(112)과 거의 비슷하게 웨이퍼(W)를 원활하게 받아들여 유지함과 동시에, 그 내측면의 어느 부분에 있어서도 웨이퍼(W)와 평행이 되지 않고 적당히 열린 각도를 유지하여 경사져 있으므로, 그 홈내에 침입한 순수나 그 밖의 세척액 등의 불순물이 회전에 의해 쉽게 제거될 수 있고, 건조 등의 처리시간의 단축이 도모되며, 부착 입자의 저감에 유효하게 되어 회전처리능률 및 성능이 향상된다.

그 웨이퍼 건조 종료 후에 상술한 것과 같이 스토퍼 기구(200)로 회전축(55)의 회전을 중지하여 광체(54) 내의 회전유지기구(56)를 소정 각도에 정지하면서 개폐기구(60)가 동작하여 광체(54) 위로부터 기체 정화기(59)를 열어, 다음에 회전유지기구(56)의 상부유지부재(105∼107)를 암로크기구(160)가 진출동작하여 로크를 해제하면서, 상부유지부재 개폐기구(130)가 진출, 회전동작하여, 그 상부유지부재 (105∼107)를 기립동작시켜 막는다. 이 상태에서 웨이퍼 반송암(36)이 이동해 오면, 회전유지기구(56) 내의 여러 장의 웨이퍼(W)를 수직으로 세운 등피치의 병렬상태대로 클램프하고, 그대로 매달아 올려 광체(54) 상방에 끌어내 다음의 처리공정에 반출하여 가도록 한다. 그 후에 다음의 세척을 마친 웨이퍼(W)가 전번과 마찬가지로 반입세트되어 건조가 반복되도록 된다.

또, 광체(54) 내의 세척을 할 때는 기체정화기(59)를 폐상태로 하여, 그 내부의 좌우의 세척액 공급 파이프(220)에 외부호스로부터 세척액을 공급하고, 이 여러 개의 분사노즐(221)로 의해 세척액을 광체(54)나 회전 유지기구(56)에 분사하여 그 광체(54) 내의 각부를 정기적으로 세척한다.

그리고, 정기적인 세척, 점검, 보수 등의 정비시에는 광체(54) 내의 회전유지기구(56)를 수동으로 적당히 회전시키면서 연결볼트(173)를 벗겨, 양끝의 회전축 (55)로부터 그 회전유지기구(56)전체를 간단히 벗겨 광체(54) 외부에 쉽게 떼어내게 되어 있다. 여기에서 광체(54) 내나 회전유지기구(56)의 세척 등의 정비작업을 매우 간단하고 능률적으로 할 수 있게 된다.

또, 상기 실시예에 있어서는 회전건조 처리장치(44)를 웨이퍼 건조에 적용한 경우에 있어서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 피처리체로서 LCD 기판, 프린트 기판을 건조시키는 경우에는 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 다른 회전처리장치, 예를 들어 레지스트 도포장치, 현상액 도포장치 등에도 적용할 수 있음은 물론이다.

Claims

원심분리에 의해 복수의 기판으로부터 부착액을 제거하기 위한 스핀 드라이어에 있어서, 상부에 가스 도입구가 형성되고 하부에 가스 배기구를 가지며, 복수의 기판을 수용하는 광체와; 상기 광체 내에서 기판을 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단의 축에 대하여 기판의 면이 직교하면서 서로 대향하도록 상기 기판을 유지하는 클램프 홀더수단과; 상기 클램프 홀더수단의 상부에 위치하는 상기 가스 도입구와 연이어 통하는 가스 도입기구와; 상기 클램프 홀더수단의 하부에 위치하는 상기 가스 배기구와 연이어 통하는 가스 배기기구를 구비하며; 가스 기류의 흐름방향과 수직방향으로의 가스 흐름 단면적이 가스 도입구쪽에서보다 가스 배기구쪽에서 더 작아지도록, 상기 가스 도입기구 및 상기 가스 배기기구에 의해 발생된 가스 흐름을 형성하고; 상기 가스 도입기구는 클램프 홀더수단의 기판지지부의 길이보다 더 긴 길이를 가지며, 기판의 직경보다 큰 폭을 가지는 필터수단을 포함함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 가스 도입기구는 기판에서 원심분리에 의해 분리된 부착액이 상기 필터수단에 도달하는 것을 방지하기 위한 젖음방지수단을 구비함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제2항에 있어서, 상기 젖음방지수단은 다수의 구멍이 형성된 여러 개의 다공판들로 구성되며, 상기 다공판들은 일정간격을 두고 서로 대향하도록 배치되고, 인접하는 다공판들이 서로 어긋나도록 배열됨을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 가스 배기기구가, 배기가스를 내부면에 충돌시켜 가스로부터 습기를 제거하기 위한 용기와, 상기 기액 분리용기와 연이어 통하는 진공 배기수단을 구비함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제4항에 있어서, 상기 기액 분리용기 내에 설치되어, 용기 내의 가스 흐름을 제한하거나 변경시키는 기류 조정부재를 더 구비함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 클램프 홀더수단은 기판을 유지하기 위한 여러 개의 클램프바를 구비함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제6항에 있어서, 상기 기판 유지용의 홈은 V자형상으로 형성되고, 각 둘레벽이 홈의 중심선에 대하여 15°-45°로 경사짐을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제6항에 있어서, 상기 각 기판 유지용의 홈이 Y자형상으로 형성되고, 홈의 각 하부 둘레벽은 수직 중심선에 대하여 4°-12°로 경사지고, 홈의 각 상부 둘레벽은 수직 중심선에 대하여 20°-45°경사짐을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 회전수단의 축은 수평으로 이루어짐을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제9항에 있어서, 상기 각 기판은 무게 중심이 상기 회전수단의 회전축에 대하여 편심되도록 상기 클램프 홀더수단에 의해서 유지됨을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 광체는 가스 기류의 흐름을 따라 개방된 바닥으로 접근할수록 가스 흐름의 수직 단면적이 점차 줄어들도록 형성됨을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 광체가, 광체의 단면적이 아래방향으로 갈수록 완만히 줄어드는 제1테이퍼부와; 상기 제1테이퍼부와 상기 가스 배기구 사이에 위치하며, 아래방향으로 갈수록 단면적이 급격히 줄어드는 제2테이퍼부를 구비함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
제1항에 있어서, 상기 회전수단의 축이 수평방향으로 신장함을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
다수의 기판으로부터 부착액을 제거하기 위한 스핀 드라이어에 있어서, 기판을 수용하는 광체와; 상기 광체 내의 기판을 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단의 축에 대하여 기판의 면이 직교하면서 서로 대향하도록 상기 기판을 유지하는 클램프 홀더수단과; 상기 광체의 상부에 형성된 가스 도입구를 가지며, 광체 내에 가스 기류의 흐름을 발생시키는 가스 기류 발생수단과; 상기 가스 도입구와 기판 사이에 배치된 필터수단과; 상기 필터수단과 기판 사이에 배치된 젖음 방지수단을 구비하고; 상기 젖음 방지수단이 다수의 구멍이 형성된 여러 개의 다공판들을 가지며, 상기 다공판들은 일정간격을 두고 서로 대향하도록 배치되고, 인접하는 다공판의 구멍들이 서로 어긋나도록 배열됨을 특징으로 하는 스핀 드라이어.
원심분리에 의해 복수의 기판으로부터 부착액을 제거하기 위한 스핀 드라이어에 있어서, 상부에 가스 도입구가 형성되고 하부에 가스 배기구를 가지며, 복수의 기판을 수용하는 광체와; 상기 광체 내에서 복수의 기판을 회전시키는 회전수단과; 상기 회전수단의 축에 대하여 기판의 면이 직교하며, 서로 대향하여 배열되도록 기판을 유지하는 클램프 홀더수단과; 상기 클램프 홀더수단의 상부에 위치하는 가스 도입구와 연이어 통하는 가스 도입기구와; 상기 클램프 홀더수단의 하부에 위치하는 가스 배기구와 연이어 통하는 가스 배기기구를 구비하며; 가스 도입기구와 가스 배기기구에 의하여 발생되는 가스 기류의 흐름방향에 직교하는 단면적은, 가스 배기구 쪽이 가스 도입구보다 작게 형성되고; 가스 도입기구는 상기 광체의 한쪽에 형성된 기체 도입구에 설치된 필터수단을 가지며; 상기 광체의 기체 도입구의 개구 면적을 상기 필터수단의 출구 측의 개구 면적과 같거나 그 이하로 한 것을 특징으로 하는 스핀 드라이어.