KR100539452B1 - 반도체 제조용 스피너 - Google Patents

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KR100539452B1
KR100539452B1 KR1019980043989A KR19980043989A KR100539452B1 KR 100539452 B1 KR100539452 B1 KR 100539452B1 KR 1019980043989 A KR1019980043989 A KR 1019980043989A KR 19980043989 A KR19980043989 A KR 19980043989A KR 100539452 B1 KR100539452 B1 KR 100539452B1
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Abstract

본 발명은 가스의 분사압력에 의해 웨이퍼가 안착되는 척과, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하는 케미컬분사부를 각각 회전시키는 반도체 제조용 스피너에 관한 것이다.
본 발명에 의한 반도체 제조용 스피너는 챔버;와, 웨이퍼가 안착되고, 상기 챔버 내부에서 회전가능하도록 회전축을 구비하는 척;과, 상기 회전축에 설치되고, 다수개의 안내날개가 형성된 핀휠;과, 상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 핀휠을 회전시킴으로써 상기 척을 회전시키는 가스분사부;와, 상기 챔버의 내부에 회전지지되고, 다수개의 케미컬분사구가 형성되어 있으며, 측면에 다수개의 안내날개가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드;와, 상기 원판형분사헤드의 측면에서 가스를 분사하여 상기 원판형분사헤드를 회전시키는 헤드회전부; 및 상기 원판형분사헤드에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬공급라인;을 포함하여 이루어진다.
따라서, 설비의 구성을 단순화하여 설치비용을 절감하고, 설비의 수명을 연장시켜 설비의 유지/보수에 필요한 비용을 절감하며, 웨이퍼의 수율을 향상시키게 하는 효과를 갖는다.

Description

반도체 제조용 스피너
본 발명은 반도체 제조용 스피너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스의 분사압력에 의해 웨이퍼가 안착되는 척과, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하는 케미컬분사부를 각각 회전시킴으로써 설비의 구성을 단순화하고, 수명을 연장시키며, 웨이퍼의 수율을 향상시키게 하는 반도체 제조용 스피너에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 사진, 이온확산, 식각, 증착 등의 공정을 반복적으로 수행하여 반도체장치인 칩으로 제조된다.
이때, 상기 웨이퍼 상에는 다종의 케미컬들이 분사되어 상기 웨이퍼를 가공하고, 일련의 가공을 마친 후에는 세정액을 분사하여 상기 웨이퍼를 세정하게 되며, 이러한 작업을 반복적으로 수행함으로써 상기 웨이퍼를 반도체장치로 제조하게 된다.
이를 위하여 반도체 제조용 스피너가 구성되었고, 일반적으로 상기 반도체 제조용 스피너는 상기 웨이퍼가 내부에 위치하여 가공되는 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼가 안착되는 척 및 상기 웨이퍼를 향하여 케미컬을 분사하는 케미컬분사부를 포함하여 이루어지는 구성을 갖는다.
도1을 참조하여 설명하면, 종래의 반도체 제조용 스피너(10)는 웨이퍼(11)를 가공하는 공정이 이루어지는 챔버(12)를 구비하고 있으며, 상기 챔버(12)의 상부에는 챔버커버(13)가 형성되어 상기 챔버(12)를 개폐시키는 것이 가능하다.
상기 챔버(12)의 내부에는 상기 웨이퍼(11)가 안착되는 척(14)이 설치되어 있고, 상기 척(14)은 상기 챔버(12)의 내부 일측에 회전지지되어 있는 회전축(15)과 고정되어 있다.
그리고, 상기 회전축(15)을 회전시킴으로써 상기 척(14)을 회전시키는 회전구동부(16)가 상기 회전축(15)에 설치되어 있다.
상기 회전구동부(16)는 상기 회전축(15)을 회전시키도록 회전동력을 발생시키는 구동모터(17)를 구비하고 있으며, 상기 구동모터(17)에서 발생된 회전동력을 상기 회전축(15)으로 전달하도록 상기 구동모터(17)에 설치된 구동풀리(18)와, 상기 회전축(15)에 설치된 종동풀리(19) 및 상기 구동풀리(18)와 상기 종동풀리(19)를 연결하는 벨트(20)를 구비하여 이루어진다.
한편, 상기 챔버(12)의 내측 상부에는 케미컬공급원(21)으로부터 상기 케미컬을 공급받아 상기 웨이퍼(11)를 향하여 상기 케미컬을 분사하는 펜슬형(Pencil-type) 케미컬분사노즐(22)이 설치되어 있으며, 상기 펜슬형 케미컬분사노즐(22)은 케미컬공급관(23)에 의해 상기 케미컬공급원(21)에 연결되어 상기 케미컬을 공급받는다.
그리고, 상기 웨이퍼(11)를 세정하도록 탈이온수를 분사하는 펜슬형 탈이온수분사노즐(24)이 상기 펜슬형 케미컬분사노즐(22)에 근접하여 설치되어 있으며, 상기 펜슬형 탈이온수분사노즐(24)은 탈이온수공급관(25)에 의해 상기 탈이온수공급원(26)에 연결되어 상기 탈이온수를 공급받아 상기 웨이퍼(11)를 향하여 분사한다.
상기 케미컬공급관(23)과, 탈이온수공급관(25)에는 각각 상기 케미컬과, 탈이온수의 유량을 조절하는 유량조절밸브(27)가 설치되어 있고, 또한 상기 케미컬공급관(23)과, 탈이온수공급관(25)을 개폐시키는 개폐밸브(28)가 설치되어 공정이 실시되는 동안에만 상기 케미컬 및 탈이온수를 공급하도록 구성되어 있다.
한편, 상기 척(14)의 하부에는 상기 웨이퍼(11) 상에 분사된 상기 케미컬을 상기 챔버(12)의 외부로 배출시키도록 케미컬배출부(29)가 설치되어 있으며, 상기 케미컬배출부(29)는 상기 케미컬을 수집하는 케미컬수집판(30)과, 상기 케미컬수집판(30)에 수집된 상기 케미컬을 배출시키는 케미컬배출관(31)을 구비하여 이루어진다.
그리고, 상기 케미컬수집판(30)의 상부에는 상기 케미컬에서 발생한 증기 등을 상기 챔버(12)의 외부로 배출시키도록 가스배기관(32)이 설치되어 있으며, 상기 케미컬수집판(30)의 하부에는 상기 회전축(15)과 상기 회전구동부(16)의 회전마찰에 의해 발생한 파티클(Particle) 등을 상기 챔버(12)의 외부로 배출시키도록 별개의 가스배기관(33)이 설치되어 있다.
따라서, 상기 웨이퍼(11)가 상기 챔버(12)의 내부에 설치된 상기 척(14) 상에 안착되면, 상기 회전구동부(16)는 상기 회전축(15)을 회전시켜 상기 척(14) 상에 안착된 상기 웨이퍼(11)를 회전시킨다.
상기 웨이퍼(11)가 회전하게 되면, 상기 펜슬형 케미컬분사노즐(22)은 상기 케미컬공급원(21)으로부터 상기 케미컬을 공급받아 상기 웨이퍼(11)를 향해 분사함으로써 상기 웨이퍼(11)를 가공하는 공정을 실시하며, 가공이 끝나면 상기 펜슬형 탈이온수분사노즐(24)이 상기 탈이온수공급원(26)으로부터 상기 탈이온수를 공급받아 상기 웨이퍼(11)를 향해 분사함으로써 상기 웨이퍼(11)를 세정한다.
그리고, 공정을 마친 후에 상기 케미컬 또는 탈이온수는 상기 케미컬수집판(30) 상에 수집되고, 상기 케미컬배출관(31)에 의해 상기 챔버(12)의 외부로 배출된다.
그러나, 상기 구동모터(17)가 점차 고가화되어감에 따라 설비비용이 증가하게 되었고, 상기 웨이퍼(11)가 점차 대구경화되어감에 따라 고성능의 구동모터가 필요하게 되며, 또한 그 부피도 커지게 되어 설비의 구성이 복잡해지고, 설치면적이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 동력전달에 사용되는 상기 벨트(20)가 노후됨에 따라 설비를 자주 교체해야 하므로 설비의 유비/보수비용이 증가하게 되고, 회전마찰에 의해 상기 벨트(20)에서 발생하게 되는 파티클이 상기 웨이퍼(11)에 악영향을 끼쳐 웨이퍼의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 웨이퍼(11) 상에 상기 케미컬, 또는 탈이온수를 분사하는 분사노즐이 펜슬형으로 형성되어 있으므로 상기 케미컬, 또는 탈이온수가 상기 웨이퍼(11) 상에 고르게 분사되지 않아 가공이 불균일하게 이루어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 펜슬형 케미컬분사노즐(22)을 왕복이동시키는 왕복이송수단을 구비하여 상기 케미컬이 고르게 분사되도록 시도하였으나, 이는 설비의 구성을 복잡하게 하고, 상기 펜슬형 케미컬분사노즐(22)의 이동속도를 조절하는 것이 어려워 설비를 구성하는 것이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 설비의 구성을 간단하게 하고, 설치 및 유지/보수에 필요한 비용을 절감하며, 웨이퍼 상에 케미컬을 균일하게 분사함으로써 웨이퍼의 수율을 향상시키게 하는 반도체 제조용 스피너를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 반도체 제조용 스피너는, 챔버의 내부에 회전지지된 회전축을 구비하여 회전가능한 척 상에 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 향하여 케미컬을 분사함으로써 상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 실시하는 반도체 제조용 스피너에 있어서, 상기 회전축에 설치되고, 다수개의 안내날개가 형성된 핀휠; 및 상기 척을 회전시키도록 상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 핀휠을 회전시킴으로써 상기 회전축을 회전시키는 가스분사부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 스피너는 챔버의 내부에 설치되어 회전하는 척 상에 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 향하여 케미컬을 분사함으로써 상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 실시하는 반도체 제조용 스피너에 있어서, 상기 챔버의 내부에 회전지지되어 있고, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하도록 상기 웨이퍼의 공정면에 대응하여 형성되며, 다수개의 케미컬분사구가 형성되어 있고, 측면에 다수개의 안내날개가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드;와, 상기 원판형분사헤드의 측면에서 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키는 헤드회전부; 및 상기 원판형분사헤드로 상기 케미컬을 공급하도록 상기 원판형분사헤드에 연결된 케미컬공급라인; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 스피너는 웨이퍼를 가공하는 공정이 이루어지는 챔버;와, 상기 웨이퍼가 안착되고, 상기 챔버 내부의 일측에 회전지지된 회전축을 구비하여 회전가능한 척;과, 상기 회전축에 설치되고, 다수개의 안내날개가 형성된 핀휠;과, 상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 핀휠이 설치된 회전축을 회전시킴으로써 상기 척을 회전시키는 가스분사부;와, 상기 챔버의 내부에 회전지지되어 있고, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하도록 상기 웨이퍼의 공정면에 대응하여 형성되며, 다수개의 케미컬분사구가 형성되어 있고, 측면에 다수개의 안내날개가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드;와, 상기 원판형분사헤드의 측면에서 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키는 헤드회전부; 및 상기 원판형분사헤드에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬공급라인;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 반도체 제조용 스피너(40)는 케미컬이 분사되어 웨이퍼(41)를 가공하는 공정이 이루어지는 챔버(42)가 구비되어 있으며, 상기 챔버(42)의 상부에는 챔버커버(43)가 형성되어 상기 챔버(42)를 개폐시키는 것이 가능하다.
상기 챔버(42)의 내부에는 상기 웨이퍼(41)가 안착되는 척(44)이 설치되어 있으며, 상기 척(44)은 상기 챔버(42)의 내부 일측에 회전지지된 회전축(45)을 구비하여 회전이 가능하도록 구성된다.
이때, 상기 회전축(45)은 상기 챔버(42)의 내벽에 돌출하여 형성되고, 중앙에 삽입홈이 형성되어 있는 회전지지블록(46)에 삽입됨으로써 상기 챔버(42)의 내벽에 회전지지되어 있다.
그리고, 상기 회전축(45)에는 다수개의 안내날개(47)가 형성된 핀휠(48)이 설치되어 있으며, 상기 척(44)을 회전시키도록 상기 안내날개(47)에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 핀휠(48)을 회전시키는 가스분사부(49)가 상기 핀휠(48)에 근접하여 설치되어 있다.
여기서, 도3을 참조하여 설명하면, 상기 핀휠(48)은 원판형의 몸체(50) 측면에 다수개의 상기 안내날개(47)가 등간격을 이루며 배치되어 있으며, 상기 안내날개(47)에 상기 가스가 분사되면 상기 가스의 분사압력에 의해 양력이 작용하게 되고, 상기 안내날개(47)에 작용하는 상기 양력에 의해 상기 핀휠(48)이 회전하게 되는 구성이다.
다시, 도2를 참조하여 설명하면, 상기 가스분사부(49)는 상기 가스를 공급하는 가스공급원(51)을 구비하고 있으며, 상기 가스공급원(51)과 가스공급관(52)에 의해 연결되어 상기 안내날개(47)를 향해 상기 가스를 분사하는 가스분사노즐(53)을 구비하고 있다.
그리고, 상기 가스공급원(51)과 상기 가스분사노즐(53)의 중간에는 상기 가스의 분사량을 조절하여 상기 척(44)의 회전속도를 조절하도록 유량조절기(54)가 설치되어 있으며, 상기 가스공급원(51)과 상기 유량조절기(54)의 중간에는 상기 가스량을 수동으로 조절하는 것이 가능하도록 유량조절밸브(55)가 상기 가스공급관(52)에 설치되어 있고, 또한 공정이 진행되는 동안에만 상기 가스가 공급되도록 상기 가스공급관(52)을 개폐시키는 개폐밸브(56)가 설치되어 있다.
한편, 상기 반도체 제조용 스피너(40)는 상기 안내날개(47)의 회전수를 감지하여 상기 유량조절기(54)에 제어신호를 인가함으로써 상기 척(44)의 회전속도를 조절하는 제어부(57)를 구비하고 있다.
상기 제어부(57)는 상기 안내날개(47)에 설치된 인식표지(도시하지 않음)를 감지하여 상기 핀휠(48)의 회전수를 측정하는 회전수감지센서(58)를 구비하고 있으며, 상기 회전수감지센서(58)에서 인가된 신호를 접수하여 상기 척(44)의 회전속도를 측정한 후, 요구되는 회전속도로 상기 척(44)을 회전시키도록 상기 유량조절기(54)에 제어신호를 인가하는 회전속도제어기(59)를 구비하고 있다.
한편, 상기 회전축(45)의 하부에는 상기 척(44)의 회전을 정지시키도록 상기 회전축(45)과 마찰접촉하여 상기 회전축(45)의 회전을 정지시키는 회전정지부(60)가 설치되어 있다.
상기 회전정지부(60)는 상기 회전축(45)과 마찰접촉하는 스토퍼(61)와, 상기 스토퍼(61)를 직선이동시켜 상기 회전축(45)과 접촉/이격시키는 공압실린더(62)를 구비하여 이루어지고, 상기 공압실린더(62)에는 상기 스토퍼(61)를 직선이동시키도록 공압을 공급하는 공압공급원(63)이 연결되어 있으며, 상기 공압실린더(62)와 상기 공압공급원(63)의 중간에는 공압의 공급 및 크기를 조절하도록 개폐밸브(64) 및 공압조절밸브(65)가 설치되어 있다.
따라서, 상기 반도체 제조용 스피너(40)의 동작관계에 대해 설명하면, 상기 웨이퍼(41)가 상기 챔버(42)의 내부로 로딩되어 상기 척(44) 상에 안착되면, 상기 가스공급원(51)으로부터 상기 가스를 공급받은 상기 가스분사노즐(53)은 상기 핀휠(48)에 형성된 상기 안내날개(47)를 향해 상기 가스를 분사하고, 상기 핀휠(48)은 회전을 하게 된다.
상기 핀휠(48)의 회전에 의해 상기 회전축(45)이 회전하게 되고, 상기 회전축(45)에 고정된 상기 척(44)이 동시에 회전하게 되므로 상기 웨이퍼(41)가 상기 챔버(42)의 내부에서 회전하게 된다.
그리고, 회전하는 상기 웨이퍼(41) 상에 상기 케미컬이 분사되어 상기 웨이퍼(41)를 가공하는 공정을 실시하게 되며, 이때 상기 회전수감지센서(58)는 상기 안내날개(47)에 설치된 인식표지를 감지함으로써 상기 핀휠(48)의 회전수를 측정한다.
상기 회전수감지센서(58)는 상기 회전속도제어기(59)에 상기 핀휠(48)의 회전수를 측정한 신호를 인가하게 되고, 상기 회전속도제어기(59)는 상기 회전수감지센서(58)에서 인가된 신호를 접수하여 상기 척(44)의 회전수를 측정한 후, 상기 척(44)의 회전속도를 요구되는 회전속도로 조절하도록 상기 유량조절기(54)에 제어신호를 인가한다.
그리고, 상기 웨이퍼(41)의 가공이 끝난 후에는 상기 공압공급원(63)으로부터 공압을 공급받은 상기 공압실린더(62)가 동작하여 상기 스토퍼(61)를 직선이동시킴으로써 상기 회전축(45)과 접촉시키고, 이때 상기 회전축(45)은 상기 스토퍼(61)와의 접촉마찰에 의해 정지하게 되며, 따라서 상기 척(44)이 정지하게 된다.
한편, 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 상기 반도체 제조용 스피너(40)에는 상기 척(44) 상에 안착되어 회전하는 상기 웨이퍼(41)를 가공하는 공정이 이루어지도록 상기 웨이퍼(41) 상에 케미컬을 분사하는 케미컬분사부(66)가 설치되어 있다.
도4에 도시한 바와 같이, 상기 케미컬분사부(66)는 상기 챔버(42)의 내부에 회전지지되어 있고, 상기 웨이퍼(41) 상에 케미컬을 분사하도록 상기 웨이퍼(41)의 공정면에 대응하여 형성되며, 다수개의 케미컬분사구(67)가 형성되어 있고, 측면에 다수개의 안내날개(68)가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드(69)를 구비하고 있으며, 상기 원판형분사헤드(69)는 헤드고정대(70)에 의해 상기 챔버(42)의 내부에 회전지지되어 있다.
이때, 상기 안내날개(68)의 길이 및 개수는 상기 원판형분사헤드(69)에 요구되는 회전수 및 회전속도에 따라 변형이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
다시, 도2을 참조하여 설명하면, 상기 케미컬분사부(66)에는 상기 원판형분사헤드(69)의 측면에서 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드(69)를 회전시키는 헤드회전부(71)를 구비하고 있으며, 또한 상기 원판형분사헤드(69)에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬공급라인(72)이 구비되어 있다.
상기 헤드회전부(71)는 상기 안내날개(68)에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 발생된 양력에 의해 상기 원판형분사헤드(69)를 회전시키도록 상기 원판형분사헤드(69)의 측면에 설치된 가스분사노즐(73) 및 상기 가스분사노즐(73)로 상기 가스를 공급하도록 가스공급관(74)에 의해 연결된 가스공급원(75)을 구비하고 있다.
그리고, 상기 가스분사노즐(73)과 상기 가스공급원(75)의 중간에는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(76) 및 공정이 진행되는 동안에만 상기 가스가 공급되도록 상기 가스공급관(74)을 개폐시키는 개폐밸브(77)가 설치되어 있다.
한편, 상기 케미컬공급라인(72)에는 상기 웨이퍼(41)를 가공하도록 상기 원판형분사헤드(69)에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬공급원(78)과, 상기 케미컬을 세정하기 위해 분사되는 탈이온수를 공급하는 탈이온수공급원(79) 및 세정을 마친 상기 웨이퍼(41)와 상기 원판형분사헤드(69)를 건조시키기 위하여 분사되는 질소가스를 공급하도록 질소가스공급원(80)이 각각 구비되어 있다.
여기서, 상기 헤드회전부(71)에 구비된 상기 가스공급원(75)으로부터 상기 원판형분사헤드(69)를 회전시키도록 분사되는 상기 가스는 질소가스인 것이 바람직하며, 이는 상기 웨이퍼(41) 및 상기 원판형분사헤드(69)를 건조시키는 효과를 향상시키기 위함이다.
그리고, 각각의 상기 케미컬공급원(78)과, 탈이온수공급원(79) 및 질소가스공급원(80)에는 상기 케미컬과, 탈이온수 및 질소가스를 공급하기 위한 공급관(81)이 각각 연결되어 있으며, 각각의 상기 공급관(81)에는 각각의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(82) 및 공정이 진행되는 동안에만 상기 케미컬과, 탈이온수 및 질소가스가 공급되도록 상기 공급관(81)들을 개폐시키는 개폐밸브(83)가 설치되어 있다.
또한, 상기 케미컬공급원(78)과, 탈이온수공급원(79)에 각각 연결된 상기 공급관(81)에는 상기 케미컬과 탈이온수의 유량을 정확하게 조절하여 공급하도록 유량조절기(84)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 각각의 상기 공급관(81)들은 상기 헤드고정대(70)에 삽입되어 상기 원판형분사헤드(69)와 연결되어 있는 통합공급관(85)과 연결되어 있으며, 각각의 상기 개폐밸브(83)와, 유량조절밸브(82) 및 유량조절기(84)를 조절함으로써 선택적으로 상기 케미컬과, 탈이온수 및 질소가스를 상기 원판형분사헤드(69)로 공급할 수 있다.
따라서, 상기 반도체 제조용 스피너(40)에 구비된 상기 케미컬분사부(66)의 동작관계에 대해서 설명하면, 상기 웨이퍼(41)가 상기 척(44)에 안착되어 회전하면 상기 원판형분사헤드(69)는 상기 케미컬공급원(78)으로부터 상기 케미컬을 공급받아 상기 웨이퍼(41)를 향해 분사함으로써 상기 웨이퍼(41)를 가공하는 공정을 실시한다.
이때, 상기 헤드회전부(71)에 구비된 상기 가스공급원(75)은 상기 가스분사노즐(73)로 상기 가스를 공급하고, 상기 가스분사노즐(73)은 상기 가스를 상기 안내날개(68)로 분사하여 상기 원판형분사헤드(69)를 회전시키며, 이는 상기 케미컬이 상기 웨이퍼(41) 상에 균일하게 분사되게 한다.
상기 웨이퍼(41)를 가공하는 것이 끝나면, 상기 원판형분사헤드(69)는 상기 탈이온수공급원(79)으로부터 상기 탈이온수를 공급받아 상기 웨이퍼(41)를 향하여 분사하여 상기 웨이퍼(41)를 세정하며, 세정을 마치게 되면 다시 상기 질소가스공급원(80)으로부터 공급받은 상기 질소가스를 상기 웨이퍼(41) 상에 분사하여 상기 웨이퍼(41)를 건조시킴으로써 공정을 마치게 된다.
한편, 상기 반도체 제조용 스피너(40)에는 도2에 도시한 바와 같이, 상기 챔버(42)의 내부에 분사된 상기 케미컬을 배출하도록 상기 챔버(42)의 중간에 설치되어 상기 케미컬을 수집하는 고깔형상의 케미컬수집판(86)과, 상기 케미컬수집판(86)에 수집된 상기 케미컬을 배출시키는 케미컬배출관(87)을 구비하는 케미컬배출부(88)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 케미컬 등에서 발생한 증기, 또는 상기 원판형분사헤드(69)를 회전시키기 위하여 분사된 상기 가스를 배기시키도록 상기 챔버(42)의 상측에 설치된 가스배기관(89)과, 상기 가스배기관(89)으로 상기 케미컬이 흡입되는 것을 방지하도록 상기 가스배기관(89)의 상부에 설치된 케미컬흡입방지판(90)을 구비하는 상부가스배기부(91)를 구비하는 것이 바람직하며, 그리고 상기 척(44)을 회전시키기 위하여 상기 회전축(45)에 설치된 상기 핀휠(48)에 분사되는 상기 가스를 배기시키도록 상기 챔버(42)의 하측에 설치된 가스배기관(92)을 구비하는 하부가스배기부(93)가 더 설치되는 것도 바람직하다.
따라서, 상기 척(44)의 회전구동을 상기 가스분사부(49)에서 분사되는 상기 가스의 분사압력에 의해 실시하므로, 설비의 구성이 단순해지고, 설치비용을 절감할 수 있으며, 설비의 수명을 연장시킴으로써 설비의 유지/보수 비용을 절감히고, 설비를 구성하는 각각의 부품 간의 마찰에 의해 발생하는 파티클에 의한 영향을 방지함으로써 상기 웨이퍼(41)에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼(41)에 상기 케미컬 및 탈이온수 등을 분사하는 분사노즐을 원판형분사헤드(69)로 형성하여 설치하고, 상기 원판형분사헤드(69)의 측면에 형성된 상기 안내날개(68)에 상기 가스를 분사하여 상기 원판형분사헤드(69)을 회전시킴으로써 상기 웨이퍼(41) 상에 상기 탈이온수 및 탈이온수 등을 균일하게 분사하는 것이 가능하므로 상기 웨이퍼(41)에 대한 세정, 식각 또는 건조효과 등을 향상시켜 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있으며, 상기 원판형분사헤드(69)의 회전속도를 조절함으로써 웨이퍼의 수율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너에 의하면 설비의 구성을 단순화하여 설치비용을 절감할 수 있고, 설비의 수명을 연장시켜 설비의 유지/보수에 필요한 비용을 절감하며, 설비를 구성하는 각각의 부품 간의 마찰에 의해 발생하는 파티클에 의한 악영향을 방지하여 웨이퍼불량이 발생하는 것을 방지하고, 상기 웨이퍼에 탈이온수 및 탈이온수 등을 균일하게 분사함으로써 웨이퍼의 수율을 향상시키게 하는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도1은 종래의 반도체 제조용 스피너를 나타낸 부분단면도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 반도체 제조용 스피너를 나타낸 부분단면도이다.
도3은 도2의 핀휠을 나타낸 사시도이다.
도4는 도2의 원판형분사헤드를 나타낸 평면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 반도체 제조용 스피너 11, 41 : 웨이퍼(Wafer)
12, 42 : 챔버(Chamber) 13, 43 : 챔버커버(Chamber Cover)
14, 44 : 척(Chuck) 15, 45 : 회전축
16 : 회전구동부 17 : 구동모터
18 : 구동풀리 19 : 종동풀리
20 : 벨트(Belt) 21, 78 : 케미컬공급원
22 : 펜슬형 케미컬분사노즐 23 : 케미컬공급관
24 : 펜슬형 탈이온수분사노즐 25 : 탈이온수공급관
26, 79 : 탈이온수공급원 27, 55, 76, 82 : 유량조절밸브
28, 56, 64, 77, 83 : 개폐밸브 29, 88 : 케미컬배출부
30, 86 : 케미컬수집판 31, 87 : 케미컬배출관
32, 33, 89, 92 : 가스배기관 46 : 회전지지블록
47, 68 : 안내날개 48 : 핀휠(Pinwheel)
49 : 가스분사부 50 : 몸체
51, 75 : 가스공급원 52, 74 : 가스공급관
53, 73 : 가스분사노즐 54, 84 : 유량조절기
57 : 제어부 58 : 회전수감지센서
59 : 회전속도제어기 60 : 회전정지부
61 : 스토퍼(Stopper) 62 : 공압실린더
63 : 공압공급원 65 : 공압조절밸브
66 : 케미컬분사부 67 : 케미컬분사구
69 : 원판형분사헤드 70 : 헤드고정대
71 : 헤드회전부 72 : 케미컬공급라인
80 : 질소가스공급원 81 :공급관
85 : 통합공급관 90 : 케미컬흡입방지판
91 : 상부가스배기부 93 : 하부가스배기부

Claims (7)

  1. 챔버의 내부에 회전지지된 회전축을 구비하여 회전가능한 척 상에 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 향하여 케미컬을 분사함으로써 상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 실시하는 반도체 제조용 스피너에 있어서,
    상기 회전축에 설치되고, 다수개의 안내날개가 형성된 핀휠;
    상기 척을 회전시키도록 상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사 압력에 의해 상기 핀휠을 회전시킴으로써 상기 회전축을 회전시키기 위하여 가스공급원과, 상기 가스공급원에 연결되고, 상기 안내날개를 향해 상기 가스를 분사하는 가스분사노즐 및 상기 가스의 분사량을 조절하여 상기 척의 회전속도를 조절하도록 상기 가스공급원과 상기 가스분사노즐의 중간에 설치된 유량조절기를 포함하는 가스분사부;
    상기 안내날개의 회전수를 감지하여 상기 유량조절기에 제어신호를 인가함으로써 상기 척의 회전속도를 조절하기 위하여 상기 안내날개에 설치된 인식표지를 감지하여 상기 핀휠의 회전수를 측정하는 회전수감지센서 및 상기 회전수감지센서에서 인가된 신호를 접수하여 상기 척의 회전속도를 측정한 후, 요구되는 회전속도로 상기 척을 회전시키도록 상기 유량조절기에 제어신호를 인가하는 회전속도제어기를 포함하는 제어부; 및
    상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 마친 후, 상기 척의 회전을 정지시키도록 상기 회전축의 회전을 정지시키기 위하여 상기 회전축과 마찰접촉하는 스토퍼 및 상기 스토퍼를 직선이동시켜 상기 회전축과 접촉/이격시키는 공압실린더를 포함하는 회전정지부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 스피너.
  2. 챔버의 내부에 설치되어 회전하는 척 상에 웨이퍼를 안착시키고, 상기 웨이퍼를 향하여 케미컬을 분사함으로써 상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 실시하는 반도체 제조용 스피너에 있어서,
    상기 챔버의 내부에 회전지지되어 있고, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하도록 상기 웨이퍼의 공정면에 대응하여 형성되며, 다수개의 케미컬분사구가 형성되어 있고, 측면에 다수개의 안내날개가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드;
    상기 원판형분사헤드의 측면에서 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키기 위하여 상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키도록 상기 원판형분사헤드의 측면에 설치된 가스분사노즐 및 상기 가스분사노즐로 상기 가스를 공급하는 가스공급원을 포함하는 헤드회전부; 및
    상기 원판형분사헤드로 상기 케미컬을 공급하도록 상기 원판형분사헤드와 연결된 케미컬공급라인;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 스피너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 스피너.
  4. 웨이퍼를 가공하는 공정이 이루어지는 챔버;
    상기 웨이퍼가 안착되고, 상기 챔버 내부의 일측에 회전지지된 회전축을 구비하여 회전가능한 척;
    상기 회전축에 설치되고, 다수개의 안내날개가 형성된 핀휠;
    상기 안내날개에 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 핀휠이 설치된 회전축을 회전시킴으로써 상기 척을 회전시키기 위하여 가스공급원과 상기 가스공급원에 연결되고, 상기 안내날개를 향해 상기 가스를 분사하는 가스분사노즐 및 상기 가스의 분사량을 조절하여 상기 척의 회전속도를 조절하도록 상기 가스공급원과 상기 가스분사노즐의 중간에 설치된 유량조절기를 포함하는 가스분사부;
    상기 챔버의 내부에 회전지지되어 있고, 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하도록 상기 웨이퍼의 공정면에 대응하여 형성되며, 다수개의 케미컬분사구가 형성되어 있고, 측면에 다수개의 안내날개가 등간격을 이루며 형성된 원판형분사헤드;
    상기 원판형분사헤드의 측면에서 가스를 분사하여 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키기 위하여 상기 안내날개에 상기 가스를 분사하고, 상기 가스의 분사압력에 의해 상기 원판형분사헤드를 회전시키도록 상기 원판형분사헤드의 측면에 설치된 가스분사노즐 및 상기 가스분사노즐로 상기 가스를 공급하는 가스공급원을 포함하는 헤드회전부; 및
    상기 원판형분사헤드에 상기 케미컬을 공급하는 케미컬공급라인;
    상기 안내날개의 회전수를 감지하여 상기 유량조절기에 제어신호를 인가함으로써 상기 척의 회전속도를 조절하기 위하여 상기 안내날개에 설치된 인식표지를 감지하여 상기 핀휠의 회전수를 측정하는 회전수감지센서; 및 상기 회전수감지센서에서 인가된 신호를 접수하여 상기 척의 회전속도를 측정한 후, 요구되는 회전속도로 상기 척을 회전시키도록 상기 가스량조절부에 제어신호를 인가하는 회전속도제어기를 포함하는 제어부; 및
    상기 웨이퍼를 가공하는 공정을 마친 후, 상기 척의 회전을 정지시키도록 상기 회전축의 회전을 정지시키기 위하여 상기 회전축과 마찰접촉하는 스토퍼 및 상기 스토퍼를 직선이동시켜 상기 회전축과 접촉/이격시키는 공압실린더를 포함하는 회전정지부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 스피너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에 분사된 상기 케미컬을 배출하도록 상기 챔버의 중간에 설치되어 상기 케미컬을 수집하는 고깔형상의 케미컬수집판과, 상기 케미컬수집판에 수집된 상기 케미컬을 배출시키는 케미컬배출관을 구비하여 이루어지는 케미컬배출부가 설치된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 스피너.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 원판형분사헤드를 회전시키기 위하여 분사된 상기 가스를 배기시키도록 상기 챔버의 상측에 설치된 가스배기관과, 상기 가스배기관으로 상기 케미컬이 흡입되는 것을 방지하도록 상기 가스배기관의 상부에 설치된 케미컬흡입방지판을 구비하는 상부가스배기부가 설치된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 스피너.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 척을 회전시키기 위하여 상기 회전축에 설치된 상기 핀휠에 분사된 상기 가스를 배기시키도록 상기 챔버의 하측에 하부가스배기부가 설치된 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 스피너.
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