KR100418341B1 - 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어 - Google Patents

반도체 웨이퍼 스핀 드라이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 습식 세정 후 웨이퍼를 회전시켜 건조시키는 스핀 드라이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건조 공정시 웨이퍼 가이드에 순수(純水)가 잔류하는 현상을 방지함과 아울러 순수의 배출 흐름을 원활하게 할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 관한 것이다.
본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어는, 지지부(21) 및 이 지지부(21)로부터 연장되는 연장부(22)를 갖추어 쳄버(10) 내부에서 웨이퍼(2)의 둘레를 지지하면서 로터에 의하여 회전하는 웨이퍼 가이드(20)와, 상부에 복수의 노즐판(31)이 돌출되고, 각 노즐판(31)에 웨이퍼(10)가 끼워지는 슬롯(32)이 형성되며, 각 슬롯(32)에 질소가스 토출구(33)가 형성되어서 상기 쳄버(10)의 내부 하단에 웨이퍼(2) 로딩과 언로딩시 웨이퍼(2)들의 하단을 받치는 리프터(30)를 포함하는 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 있어서, 상기 웨이퍼 가이드(20)의 지지부(21)와 연장부(22)가 이루는 구석부(25) 내각이 둔각을 이루도록 상기 연장부(22)에 경사면(26)을 형성시키고, 상기 쳄버(10)의 내측 하단에 상기 리프터(30)가 삽입되는 요입구(34)를 형성하여 스핀 건조시 리프터(30)를 잠입시킴과 아울러, 요입구(34)의 하단에 배출구(35)를 형성시켜 웨이퍼로부터 탈리된 순수를 배출시킬 수 있도록 하여서 구성됨을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 웨이퍼 가이드의 연장부에 경사면을 형성하여 순수가 잘 미끄러질 수 있도록 함으로써 웨이퍼 스핀시 웨이퍼 가이드에 순수가 체류하는 현상이 방지되므로, 스핀 후 웨이퍼 가이드에 잔존하는 순수가 웨이퍼 표면으로 흘러 줄무늬성 파티클을 생성하는 현상을 방지할 수 있고, 종래에 쳄버의 내측으로 돌출되어 있던 리프터를 하단의 요입구로 잠입시킴과 아울러 요입구에 배출구를 형성함으로써 탈리된 순수의 배출 흐름을 원활하게 유도할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 스핀 드라이어{Spin Dryer for Semiconductor Wafer}
본 발명은 반도체 웨이퍼의 습식 세정 후 웨이퍼를 회전시켜 건조시키는 스핀 드라이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건조 공정시 웨이퍼 가이드에 순수(純水)가 잔류하는 현상을 방지함과 아울러 순수의 배출 흐름을 원활하게 유도할 수 있도록 한 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 통상적으로 웨이퍼의 표면에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하여 노광 및 현상 공정을 거쳐 패턴을 형성하고, 후속 공정인 식각 또는 이온주입공정을 거친 다음 포토레지스트를 제거하게 된다.
포토레지스트를 제거하는 통상적인 방법으로서는 플라즈마를 이용하여 1차적으로 제거하며, 1차 세정공정 과정에서 생성된 불순물 및 잔류 포토레지스트는 화학약품을 이용한 2차 세정공정을 통하여 제거하며, 화학약품을 이용한 2차 세정공정 후 순수(DIW, Deionized Water)를 이용하여 잔류하는 화학약품과 파티클(Paticle, 미립자)을 제거하는 3차 세정공정을 진행하게 되며, 이후 웨이퍼를 스핀 드라이어에 장착하여 건조시키게 된다.
첨부도면 도 1은 웨이퍼를 건조시키는 종래의 일반적인 스핀 드라이어의 개략적인 구성을 나타내고 있고, 도 2는 웨이퍼 가이드(20)를 상세하게 나타내고 있으며, 도 3에는 리프터(30) 및 그 설치구조를 상세하게 나타내고 있다.
스핀 드라이어는, 이미 잘 알려진 바와 같이, 쳄버(10) 내부에 웨이퍼(2)의 둘레를 최소 3군데, 통상적으로는 5군데 지지하면서 로터(도시생략)에 의하여 회전하는 웨이퍼 가이드(20)가 갖추어지고(도시된 예에서는 복잡함을 피하기 위해 위쪽으로 2개만 도시하고 있다), 쳄버(10)의 내부 하단에는 웨이퍼(2) 로딩과 언로딩시 웨이퍼(2)들의 하단을 받치는 리프터(30)가 모터(도시생략)에 의해 업/다운 되도록 설치되어 있다.
상기 웨이퍼 가이드(20)는 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 지지부(21)와, 이 지지부(21)로부터 직각으로 연장되는 연장부(22)를 갖추며, 상기 지지부(21)에는 길이방향으로 고무계의 소프트한 재질로 이루어진 지지봉(23)이 인입되어 있음과 아울러 다수의 웨이퍼(2)가 끼워지기 위한 슬롯(24)이 형성되어 있다. 웨이퍼(2)는 상기 슬롯(24)에 끼워져서 상기 지지봉(23)에 의하여 지지된다.
상기 리프터(30)는 그 상부에 3개의 노즐판(31)이 돌출되어 쳄버(10)의 길이방향으로 연장되어 있고, 각 노즐판(31)에는 웨이퍼(10)가 끼워지는 슬롯(32)이 형성되어 있으며, 각 슬롯(32)에는 질소가스가 토출되는 토출구(33)가 하나 이상 형성되어 있다.
이러한 종래의 스핀 드라이어는, 웨이퍼 가이드(20)들이 젖혀져 해제된 상태에서 쳄버(10) 내부로 웨이퍼(2)가 진입되면 리프터(30)가 상승하여 리프터(30)에 형성된 노즐판(31)의 슬롯(32)에 웨이퍼(2)가 끼워져 지지되고, 이후 웨이퍼 가이드(20)들이 웨이퍼(2)의 둘레를 향하여 이동되어 그들의 슬롯(24)에 웨이퍼(2)가 파지되면 리프터(30)가 하강하며, 이후 로터에 의하여 상기 웨이퍼 가이드(20)들이 회전됨으로써 그 원심력에 의하여 웨이퍼(2) 표면에 잔류하는 순수가 탈리되게 된다. 하강된 리프터(30)에서는 각 토출구(33)로부터 질소가스가 토출되어서 노즐판(31)의 슬롯(32)에 잔류하는 순수를 제거 및 건조시키게 됨으로써 건조를 마치고 웨이퍼(2)를 다시 지지할 경우 슬롯(32)에 체류하는 순수가 건조 완료된 웨이퍼(2)에 되묻지 않도록 하는 것이다.
상술한 바와 같이 스핀 드라이어는 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼(10)상에 잔류하는 순순를 탈리시키게 되는데, 웨이퍼 가이드(20)의 형상이 지지부(21)로부터 연장부(22)가 직각으로 형성되어 있기 때문에 그 구석부(25)에서는 원심력에 의하여 순수가 배출되지 못하고 체류하게 된다. 이 때문에 로터의 회전이 멈춰지면 구석부(25)에 체류하던 순수가 웨이퍼(2) 표면으로 흐르게 됨으로써 웨이퍼(2) 표면에 요컨대 물자국 같은 '줄무늬성 파티클' 이 생기게 되는 문제가 발생한다.
또한, 종래의 스핀 드라이어에서는 리프터(30)가 쳄버(10)의 내측으로 돌출되어 있게 되므로 웨이퍼(20)로부터 탈리된 순수의 배출 흐름(Drain Flow)를 방해하게 됨으로써 건조후에도 물기가 여전히 남게 되는 불합리한 점이 있었다.
결국에는 웨이퍼 표면에 잔존하는 물기와 파티클에 의하여 예를들면 절연막 공정 등의 후속 공정에서의 불량률이 증가하게 되는 문제로 귀착되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 가이드를 원심력 작용시에도 순수를 원활히 배출시킬 수 있는 구조로 함으로써 웨이퍼 상에 줄무늬성 파티클의 형성을 방지함과 아울러 리프터를 배수가 원할한 구조로 배치함으로써 쳄버 내에 물기가 남는 것을 방지한 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 스핀 드라이어를 개략적으로 나타내는 도면
도 2는 종래 스핀 드라이어에서의 웨이퍼 가이드를 상세하게 나타내는 도면
도 3은 종래 스핀 드라이어에서의 질소가스 노즐및 이의 장착구조를 상세하게 나타내는 도면
도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 가이드를 나타내는 도면
도 5는 본 발명에 의한 질소가스 노즐 및 이의 장착구조를 나타내는 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 웨이퍼 10 : 쳄버
20 : 웨이퍼 가이드 21 : 지지부
22 : 연장부 23 : 지지봉
24 : 슬롯 25 : 구석부
26 : 경사면 30 : 리프터
31 : 노즐판 32 : 슬롯
33 : 토출구 34 : 요입구
35 : 배출구
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어는, 지지부 및 이 지지부로부터 연장되는 연장부를 갖추어 쳄버 내부에서 웨이퍼의 둘레를 지지하면서 로터에 의하여 회전하는 웨이퍼 가이드와, 상부에 복수의 노즐판이 돌출되고, 각 노즐판에 웨이퍼가 끼워지는 슬롯이 형성되며, 각 슬롯에 질소가스 토출구가 형성되어서 상기 쳄버의 내부 하단에 웨이퍼 로딩과 언로딩시 웨이퍼들의 하단을 받치는 리프터를 포함하는 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 있어서, 상기 웨이퍼 가이드의 지지부와 연장부가 이루는 구석부 내각이 둔각을 이루도록 상기 연장부에 경사면을 형성시키고, 상기 쳄버의 내측 하단에 상기 리프터가 삽입되는 요입구를 형성하여 스핀 건조시 리프터를 잠입시킴과 아울러, 요입구의 하단에 배출구를 형성시켜 웨이퍼로부터 탈리된 순수를 배출시킬 수 있도록 하여서구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면 도 4 및 도 5에 의거 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
반도체 웨이퍼 스핀 드라이어는, 지지부(21)와, 이 지지부(21)로부터 연장되는 연장부(22)를 갖추어 쳄버(10) 내부에서 웨이퍼(2)의 둘레를 지지하면서 로터에 의하여 회전하는 웨이퍼 가이드(20)를 갖추고 있다. 또한, 상부에 복수의 노즐판(31)이 돌출되고, 각 노즐판(31)에 웨이퍼(10)가 끼워지는 슬롯(32)이 형성되며, 각 슬롯(32)에 질소가스 토출구(33)가 형성되어서 상기 쳄버(10)의 내부 하단에 웨이퍼(2) 로딩과 언로딩시 웨이퍼(2)들의 하단을 받치는 리프터(30)를 포함하고 있다.
상기 웨이퍼 가이드(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 지지부(21)와 연장부(22)가 이루는 구석부(25)의 내각이 둔각을 이루도록 상기 연장부(22)에 경사면(26)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 리프터(30)는 도 5에 도시된 바와 같이, 쳄버(10)의 내측 하단에 상기 리프터(30)가 삽입되는 요입구(34)를 형성시켜 스핀 건조시 리프터(30)가잠입되도록 함과 아울러, 요입구(34)의 하단에 배출구(35)를 형성시켜 웨이퍼(2)로부터 탈리된 순수가 배출되도록 한 구조로 되어 있다.
상기한 구조로 이루어진 본 발명의 스핀 드라이어는, 쳄버(10) 내부로 웨이퍼(2)가 진입되면 리프터(30)가 요입구(34)로부터 상승하여 웨이퍼(2)를 지지하게 되고, 이후 웨이퍼 가이드(20)들이 웨이퍼(2)의 둘레를 파지하면 리프터(30)가 다시 요입구(34)로 하강하여 잠입되고, 이후 로터에 의하여 상기 웨이퍼 가이드(20)들이 회전됨으로써 그 원심력에 의하여 웨이퍼(2) 표면에 잔류하는 순수가 탈리되게 된다. 탈리된 순수는 쳄버(10) 내측 하단을 흐르게 되는데, 이때 리프터(30)가 요입구(34)로 잠입된 상태를 유지함으로써 순수가 요입구(34)로 흘러들어가게 되어 순수의 흐름이 원활히 이루어지게 됨과 아울러, 요입구(34)에 배출구(35)가 형성되어 있어 요입구(34)로 유입된 순수가 원활히 배출되게 된다.
또한, 웨이퍼(2)를 회전시켜 순수를 탈리시키는 과정에서는 웨이퍼(2)에 잔류하는 순수가 원심력을 받아 바깥으로 흩어지게 되는데, 이때에 웨이퍼(2)의 둘레를 지지하고 있는 웨이퍼 가이드(20)의 지지부(21)와 연장부(22)가 이루는 구석부(25) 내각이 종래와 같이 직각으로 형성되지 않고 연장부(22)에 경사면(26)을 형성한 둔각을 이루고 있으므로 원심력을 받은 순수가 구석부(25)에 체류하지 못하고 경사면(26)을 타고 미끄러져서 이탈되게 됨으로써 물기를 완전히 제거할 수 있다. 따라서, 로터의 회전이 멈춰지더라도 웨이퍼 가이드(20)의 구석부(25)에는 더 이상 순수가 잔존하지 않으므로, 종래와 같이 웨이퍼(2) 표면으로 순수가 흘러 줄무늬성 파티클이 생성되는 문제는 발생하지 않게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 의하면, 웨이퍼 가이드의 연장부에 경사면을 형성하여 순수가 잘 미끄러질 수 있도록 함으로써 웨이퍼 스핀시 웨이퍼 가이드에 순수가 체류하는 현상이 방지되므로, 스핀 후 웨이퍼 가이드에 잔존하는 순수가 웨이퍼 표면으로 흘러 줄무늬성 파티클을 생성하는 현상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
또한, 종래에 쳄버의 내측으로 돌출되어 있던 리프터를 하단의 요입구로 잠입시킴과 아울러 요입구에 배출구를 형성함으로써 탈리된 순수의 배출 흐름을 원활히 유지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

  1. 지지부(21) 및 이 지지부(21)로부터 연장되는 연장부(22)를 갖추어 쳄버(10) 내부에서 웨이퍼(2)의 둘레를 지지하면서 로터에 의하여 회전하는 웨이퍼 가이드(20)와, 상부에 복수의 노즐판(31)이 돌출되고, 각 노즐판(31)에 웨이퍼(10)가 끼워지는 슬롯(32)이 형성되며, 각 슬롯(32)에 질소가스 토출구(33)가 형성되어서 상기 쳄버(10)의 내부 하단에 웨이퍼(2) 로딩과 언로딩시 웨이퍼(2)들의 하단을 받치는 리프터(30)를 포함하는 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어에 있어서,
    상기 웨이퍼 가이드(20)의 지지부(21)와 연장부(22)가 이루는 구석부(25) 내각이 둔각을 이루도록 상기 연장부(22)에 경사면(26)을 형성시키고,
    상기 쳄버(10)의 내측 하단에 상기 리프터(30)가 삽입되는 요입구(34)를 형성하여 스핀 건조시 리프터(30)를 잠입시킴과 아울러, 요입구(34)의 하단에 배출구(35)를 형성시켜 웨이퍼로부터 탈리된 순수를 배출시킬 수 있도록 하여서 구성됨을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 스핀 드라이어.
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