KR100632049B1 - 스핀 린스 드라이장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀 린스 드라이장치에 관한 것으로서, 폴리싱후 스핀 척에 클램핑되어 회전하는 웨이퍼에 초순수를 분사함과 아울러 웨이퍼 표면에 브러쉬의 스폰지를 접하도록 하여 웨이퍼를 클리닝하는 스핀 린스 드라이장치에 있어서, 스폰지는 웨이퍼 표면과 접하는 하면이 웨이퍼에서 스핀 척에 클램핑되는 부분까지 연장되도록 형성된다. 따라서, 본 발명은 브러쉬의 스폰지 하면이 웨이퍼에서 클램핑되는 부분까지 연장하여 형성됨으로써 클리닝시 웨이퍼에서 스폰지가 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼의 클리닝 효율을 증대시키고, 이로 인해 후속공정시 웨이퍼의 결함발생을 감소시켜서 수율을 증대시키며, 후속공정을 진행하는 장비 등의 오염을 최소화시키는 효과를 가지고 있다.

Description

스핀 린스 드라이장치{SPIN RINSE DRYER}

도 1은 종래의 기술에 따른 스핀 린스 드라이장치를 도시한 정면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 스핀 린스 드라이장치를 도시한 정면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 스핀 척 111 : 클램프

112 : 걸림편 120 : 초순수분사노즐

130 : 브러쉬 132 : 스폰지

본 발명은 스핀 린스 드라이장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브러쉬의 스폰지 하면이 웨이퍼에서 클램핑되는 부분까지 연장하여 형성됨으로써 클리닝시 웨이퍼에서 스폰지가 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼의 클리닝 효율을 증대시키는 스핀 린스 드라이장치에 관한 것이다.

최근에는 웨이퍼가 대구경화 됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing; 이하 "CMP"라 함)공정이 널리 이 용되고 있다.

CMP 공정이란 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드 위에 밀착시킨 후 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드 사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시키는 방식이다.

CMP 공정을 실시하는 장비에는 CMP 공정을 마친 웨이퍼 표면에 부착된 슬러리를 비롯한 파티클(particle)을 제거하기 위하여 웨이퍼를 케미컬로 세정한 다음 웨이퍼 표면에 잔존하는 파티클과 케미컬의 제거를 위해 스핀 린스 드라이(spin rinse dry) 공정을 실시한다.

스핀 린스 드라이 공정은 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼 표면에 잔존하는 파티클이나 케미컬을 제거하기 위해 초순수를 분사하여 린스하며, 린스완료후 초순수의 분사를 중지하여 건조시키는 공정이다.

종래의 CMP 공정을 마치고 웨이퍼 표면에 잔류하는 파티클이나 케미컬을 제거하기 위하여 초순수로 린스 후 건조시키는 스핀 린스 드라이(spin rinse dry) 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 스핀 린스 드라이장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 스핀 린스 드라이장치(10)는 폴리싱을 마친 웨이퍼(W)를 클램핑하여 회전시키는 스핀 척(11)과, 스핀 척(11)에 클램핑된 웨이퍼(W)를 향해 초순수를 분사하는 초순수분사노즐(12)과, 스핀 척(11)에 클램핑된 웨이퍼(W) 표면에 접하도록 하단에 스폰지(13a)가 부착되는 브러쉬(13)를 포함한다.

스핀 척(11)은 미도시된 모터 등의 회전수단에 의해 회전함으로써 웨이퍼(W) 표면에 부착된 이물질을 원심력에 의해 제거되도록 하고, 회전체(11a)의 가장자리에 웨이퍼(W)의 에지부분을 클램핑하는 클램프(11b)가 일정 간격으로 복수로 설치된다. 클램프(11b) 각각은 웨이퍼(W)의 에지부분을 지지하는 지지턱(11c)이 형성되며, 지지턱(11c)의 상측에 웨이퍼(W)의 에지부분 상단을 클램핑하는 걸림편(11d)이 돌출 또는 삽입되도록 설치된다.

초순수분사노즐(12)은 외부의 초순수공급부(미도시)로부터 공급되는 초순수를 스핀 척(11)에 클램핑된 웨이퍼(W)를 향해 분사함으로써 웨이퍼(W)에 부착된 파티클이나 케미컬 등을 제거하도록 한다.

브러쉬(13)는 웨이퍼(W)를 린스시 하단에 부착되는 PVA(poly vinyl acetate) 재질의 스폰지(13a)를 웨이퍼(W)의 표면에 부착되도록 한 다음 회전시킴으로써 스핀 척(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W) 표면을 클리닝한다.

그러나 이와 같은 종래의 스핀 린스 드라이장치(10)는 브러쉬(13)의 스폰지(13a) 끝단이 회전하는 스핀 척(11)의 걸림편(11d)과의 간섭을 고려하여 웨이퍼(W)의 에지로부터 3mm 내지 5mm 이격되기 때문에 웨이퍼(W)의 에지로부터 스폰지(13a)가 미치지 않는 부분(A)에 대한 클리닝이 이루어지지 못하는 문제점을 가지고 있었다.

특히, 스핀 척(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 파티클이나 케미컬과 같은 이물질이 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 에지부분으로 이동하게 되므로 브러쉬(13)의 스폰지(13a)가 미치지 않는 부분(A)에 이물질이 모이기 때문에 웨이퍼(W)의 클리닝이 완전하지 못하여 후속공정시 웨이퍼(W)에 결함을 발생시킴과 아 울러 후속공정을 진행하는 장비를 오염시키는 원인이 되었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 브러쉬의 스폰지 하면이 웨이퍼에서 클램핑되는 부분까지 연장하여 형성됨으로써 클리닝시 웨이퍼에서 스폰지가 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼의 클리닝 효율을 증대시키며, 이로 인해 후속공정시 웨이퍼의 결함발생을 감소시켜서 수율을 증대시키며, 후속공정을 진행하는 장비 등의 오염을 최소화시키는 스핀 린스 드라이장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 폴리싱후 스핀 척의 클램프에 클램핑되어 회전하는 웨이퍼에 초순수를 분사함과 아울러 웨이퍼 표면에 브러쉬의 스폰지를 접하도록 하여 웨이퍼를 클리닝하는 스핀 린스 드라이장치에 있어서, 스폰지는 웨이퍼 표면과 접하는 하면이 웨이퍼에서 스핀 척에 클램핑되는 부분까지 연장되도록 웨이퍼의 에지부분으로부터 2mm 내지 3mm 되는 부분까지 도달하게 형성되며, 하면과 측면이 이루는 모서리의 각도(θ)가 25도 내지 75도인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 스핀 린스 드라이장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 린스 드라이장치(100)는 폴리싱을 마친 웨이퍼(W)를 스핀 척(110)에 클램핑하여 회전시키고, 초순수분사노즐(120)로부터 웨이퍼(W) 를 향해 초순수를 분사하며, 브러쉬(130)가 회전하는 웨이퍼(W) 표면에서 스핀 척(110)에 클램핑되는 부분까지 연장되는 하면을 가지는 스폰지(132)를 웨이퍼(W) 표면에 접하도록 함과 아울러 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 클리닝을 실시한다.

스폰지(132)는 브러쉬(130)의 몸체(131)에 형성되는 결합홈(미도시)에 상단이 억지 끼워짐으로써 브러쉬(130)의 하단에 장착되며, 외력에 의해 휨이 가능한 PVA(poly vinyl acetate) 재질로 형성된다.

웨이퍼(W)는 스핀 척(110)의 클램프(111)에 결합되는 걸림편(112)에 의해 상면 에지부분이 선택적으로 이탈이 가능하도록 클램핑되는데, 스폰지(132)는 클리닝시 웨이퍼(W) 표면과 접하는 하면이 웨이퍼(W)에서 클램프(111)의 걸림편(112)에 클램핑되는 부분까지 연장되도록 형성된다. 따라서, 스핀 척(110)의 클램프(111)가 걸림편(112)에 의해 웨이퍼(W)를 클램핑하는 부분이 웨이퍼(W) 에지로부터 2mm 내지 3mm 인 점을 감안하면 스폰지(132)는 하면이 웨이퍼(W)의 에지부분으로부터 2mm 내지 3mm 되는 부분에 도달하도록 연장하여 형성된다.

또한, 스폰지(132)는 도 2에 도시된 바와 같이, 연장되도록 형성되는 하면과 측면이 이루는 모서리의 각도(θ)가 25도 내지 75도인 것이 바람직하다. 즉, 스폰지(132)는 하면과 측면이 25도 내지 75도의 각도(θ)를 이루게 됨으로써 브러쉬(130)의 몸체(131)와 결합되는 부분을 변경하지 않아도 되기 때문에 기존의 브러쉬(130)를 설계변경없이도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 스폰지(132)의 하면 가장자리가 스핀 척(110)의 클램프(111)에 돌출되는 걸림편(112)과 접촉되더라도 종래의 스폰지(13a)(도 1에 도시)의 하면과 측면이 거의 90도일 때보다 외력에 대한 변형률이 증가하여 스핀 척(110)에 가해지는 충격이 미비하다.

또한, 스폰지(132)가 그 하면과 측면이 이루는 각도(θ)가 25도 미만일 경우 스폰지(132) 하면의 가장자리 부분이 외력에 대한 변형률이 커져서 웨이퍼(W) 표면과의 밀착력이 저하되어 웨이퍼(W)의 클리닝 효율을 저하시키며, 75도를 초과하는 경우 외력에 대한 변형률이 너무 작아 회전하는 스핀 척(110)의 클램프(111)와 접촉시 스핀 척(110)에 충격을 주어 스핀 척(110)의 회전에 악영향을 미친다.

이와 같은 구조로 이루어진 스핀 린스 드라이장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

폴리싱을 마친 웨이퍼(W)가 스핀 척(110)의 클램프(111) 각각에 마련되어 돌출되는 복수의 걸림편(112)에 의해 상면 에지부분이 클램핑된 상태에서 회전시 브러쉬(130)가 스폰지(132)를 웨이퍼(W) 표면에 밀착시켜서 회전시킴으로써 초순수분사노즐(120)로부터 분사되는 초순수에 의해 웨이퍼(W)를 클리닝한다. 이 때, 스폰지(132)가 웨이퍼(W) 표면에서 클램프(111)의 걸림편(112)에 의해 클램핑되는 부분까지 연장되어 형성됨으로써 스폰지(132)가 웨이퍼(W) 표면에 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼(W)의 클리닝 효율을 증대시키며, 스폰지(132)가 회전하는 스핀척(110)의 걸림편(112)에 걸리더라도 스폰지(132)의 특성상 변형이 허용되므로 스핀 척(110)의 회전에 미치는 영향이 미비하도록 한다.

또한, 스폰지(132)가 그 하면과 측면이 이루는 각도(θ)가 25도 내지 75도이기 때문에 스폰지(132)의 하면 가장자리와 웨이퍼(W) 표면과의 접촉력을 유지시킴과 아울러 스폰지(132)와 클램프(111)의 걸림편(112)과의 접촉시 스핀 척(110)의 회전에 대한 영향을 최소화시킨다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 브러쉬(130)의 스폰지(132) 하면이 웨이퍼(W)에서 스핀 척(110)의 걸림편(112)에 의해 클램핑되는 부분까지 연장하여 형성됨으로써 클리닝시 웨이퍼(W)에서 스폰지(132)가 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼(W)의 클리닝 효율을 증대시킨다. 또한, 후속공정시 웨이퍼(W)의 결함발생을 감소시켜서 수율을 증대시키며, 후속공정을 진행하는 장비 등의 오염을 최소화시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 린스 드라이장치는 브러쉬의 스폰지 하면이 웨이퍼에서 클램핑되는 부분까지 연장하여 형성됨으로써 클리닝시 웨이퍼에서 스폰지가 미치지 않는 부분을 최대한 줄여서 웨이퍼의 클리닝 효율을 증대시키고, 이로 인해 후속공정시 웨이퍼의 결함발생을 감소시켜서 수율을 증대시키며, 후속공정을 진행하는 장비 등의 오염을 최소화시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스핀 린스 드라이장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 폴리싱후 스핀 척의 클램프에 클램핑되어 회전하는 웨이퍼에 초순수를 분사함과 아울러 상기 웨이퍼 표면에 브러쉬의 스폰지를 접하도록 하여 상기 웨이퍼를 클리닝하는 스핀 린스 드라이장치에 있어서,

   상기 스폰지는 상기 웨이퍼 표면과 접하는 하면이 상기 웨이퍼에서 상기 스핀 척에 클램핑되는 부분까지 연장되도록 웨이퍼의 에지부분으로부터 2mm 내지 3mm 되는 부분까지 도달하게 형성되며, 하면과 측면이 이루는 모서리의 각도(θ)가 25도 내지 75도인 것

   을 특징으로 하는 스핀 린스 드라이장치.
2. 삭제

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