KR100710805B1 - 반도체 소자 제조에 사용되는 기판 세정 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 소자 제조에 사용되는 기판 세정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼들을 세정하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 지지부재는 상하로 일정거리 이격되도록 복수의 웨이퍼들을 지지한다. 지지 부재는 받침대에 설치되며 웨이퍼 가장자리가 삽입되는 홈들이 형성된 지지 로드들을 가진다. 지지 로드는 받침대에 고정 설치된 고정 로드들과 받침대에서 이동가능하도록 받침대에 설치된 이동 로드를 가진다. 이동 로드는 웨이퍼가 지지 로드들 사이로 이동되도록 통로를 제공하는 개방 위치와 공정 진행시 웨이퍼가 지지 로드들로부터 벗어나지 않도록 하는 차단 위치 간에 이동된다.
세정, 지지 로드, 용기, 고정 로드, 이동 로드

Description

반도체 소자 제조에 사용되는 기판 세정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING SUBSTRATES USED IN MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES}
도 1은 일반적인 매엽식 세정 장치의 일 예를 보여주는 단면도;
도 2는 일반적인 배치식 세정 장치의 일 예를 보여주는 단면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 보여주는 사시도;
도 4는 도 3의 장치의 종단면도;
도 5는 도 3의 지지부재의 사시도;
도 6은 이동 로드의 개방 위치 및 차단 위치의 일 예를 보여주는 평면도;
도 7은 이동 로드의 개방 위치 및 차단 위치의 다른 예를 개략적으로 보여주는 평면도;
도 8은 도 4의 회전 부재, 위치 조절 부재, 그리고 승강 부재를 개략적으로 보여주는 도면; 그리고
도 9는 도 8의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단한 단면도;
도 10은 도 8의 'A' 영역의 단면도;
도 11a 내지 도 16은 도 3의 장치를 사용하여 세정 공정이 수행되는 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 용기 200 : 지지 부재
220 : 받침대 240 : 지지 로드
242 : 고정 로드 244 : 이동 로드
260 : 위치 조절 부재 300 : 회전 부재
400 : 승강 부재 500 : 세정액 공급 부재
본 발명은 반도체 소자를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 기판을 세정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 증착, 사진, 식각, 그리고 연마 등과 같은 다양한 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 세정 공정은 이들 단위 공정들을 수행할 때 반도체 웨이퍼의 표면에 잔류하는 잔류 물질(residual chemicals), 작은 파티클(small particles), 오염물(contaminants), 또는 불필요한 막을 제거하는 공정이다. 최근에 웨이퍼에 형성되는 패턴이 미세화됨에 따라 세정 공정의 중요도는 더욱 커지고 있다.
반도체 웨이퍼의 세정 공정은 반도체 웨이퍼 상의 오염물질을 화학적 반응에 의해 식각 또는 박리시키는 화학 용액 처리 공정(약액 처리 공정), 약액 처리된 반도체 웨이퍼를 탈이온수로 세척하는 린스 공정, 그리고 린스 처리된 반도체 웨이퍼 를 건조하는 건조 공정으로 이루어진다.
상술한 세정 공정을 수행하는 장치로 일반적으로 도 1과 같이 원심력을 이용하여 하나의 웨이퍼에 대해 건조 공정을 수행하는 스핀 건조기(spin dryer)와 도 2와 같이 세정액에 복수의 웨이퍼들이 잠기도록 하여 공정을 수행하는 배치식 건조기가 사용되고 있다.
그러나 도 1에 도시된 장치(910) 사용시 건조 효율은 높으나 하나의 웨이퍼(W)에 대해 공정이 수행되므로 생산성이 매우 낮다. 또한, 도 2에 도시된 장치(920) 사용시 생산성은 높으나 어느 하나의 웨이퍼(W)에 부착된 오염물질로 인해 다른 웨이퍼들(W)이 오염되기 쉬우며, 웨이퍼들(W) 간에 세정 균일도 및 웨이퍼의 세정 효율이 매우 낮다.
본 발명은 세정 효율을 향상시키고 생산성을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판 세정 장치를 제공한다. 상기 기판 세정 장치는 기판들을 지지하는 지지부재, 상기 지지부재를 회전시키는 회전부재, 그리고 상기 지지부재에 놓여진 상기 기판들 각각으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 포함한다. 상기 지지부재는 기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 상기 기판들을 지지한다.
일 예에 의하면, 상기 지지부재는 상기 회전부재에 의해 회전되는 받침대와 상기 받침대에 제공되며 공정 진행시 상기 기판들의 측부와 접하도록 상하방향으로 수직하게 위치되는 복수의 지지로드들을 가진다.
일 예에 의하면, 상기 지지 로드들은 상기 받침대에 고정결합되는 고정 로드들과 기판이 상기 지지 로드들 사이로 유입될 수 있는 통로를 제공하는 개방 위치와 상기 통로를 차단하는 차단 위치 간에 이동가능한 적어도 하나의 이동 로드를 포함하고, 상기 지지부재에는 상기 적어도 하나의 이동 로드를 구동하는 위치 조절 부재가 더 제공된다.
일 예에 의하면, 상기 고정 로드와 상기 이동 로드 각각에는 그 길이방향을 따라 기판의 가장자리가 삽입되는 홈들이 형성된다. 상기 이동 로드에 형성된 상기 홈들 각각은 링 형상으로 제공되는 것이 바람직하다.
일 예에 의하면, 상기 위치 조절 부재는 일단이 상기 이동 로드에 고정 결합되며 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치되는 수평 로드, 상기 수평 로드의 타단에 고정 결합되며 수직 방향으로 배치되는 수직 로드, 그리고 상기 수직 로드를 회전시키는 구동기를 포함하며, 상기 이동 로드는 상기 기판의 원주를 따라 이동된다.
일 예에 의하면, 상기 이동 로드는 그 길이방향의 중심축을 기준으로 상기 수평 로드 상에서 회전 가능하도록 상기 수평 로드에 결합된다.
일 예에 의하면, 상기 회전 부재는 상기 받침대에 고정 결합되는 회전축과 상기 회전축을 고정하는 구동기를 포함하며, 상기 수평 로드는 상기 받침대 상에 또는 상기 받침대 내에 제공되고 상기 수직 로드는 상기 회전축에 내에 제공된 공간에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
일 예에 의하면, 상기 지지부재는 2개의 상기 고정 로드와 1개의 상기 이동 로드를 구비하며, 상기 이동 로드가 상기 개방 위치에 배치될 때 상기 고정 로드들 중 어느 하나와 상기 이동 로드는 상기 지지부재에 놓여진 기판의 중심을 기준으로 서로 대향되도록 배치된다.
일 예에 의하면, 상기 지지부재는 2개의 상기 고정 로드와 1개의 상기 이동 로드를 구비하며, 상기 고정 로드들과 상기 이동 로드는 상기 차단 위치에서 서로 등각으로 위치된다.
일 예에 의하면, 상기 세정액 공급 부재는 서로 상이한 높이로 배치된 복수의 노즐들을 포함하며, 각각의 상기 노즐은 상기 지지부재에 놓여진 기판의 중심을 향해 세정액을 분사하도록 배치된다.
일 예에 의하면, 상기 기판 세정 장치는 상기 지지 부재를 수용하며 공정이 수행되는 공간을 제공하는 용기와 상기 용기에 대한 상기 지지 부재의 상대적 높이를 조절하기 위해 상기 용기 또는 상기 지지 부재를 승하강시키는 승강부재를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 세정액 공급 부재는 상기 용기 외부에 설치되며 세정액이 유입되는 통로가 제공된 몸체와 서로 높이를 달리하여 상기 몸체로부터 상기 용기 내까지 연장되고 상기 기판의 중심을 향해 세정액을 분사하도록 배치된 복수의 노즐들을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 세정액 공급 부재는 상기 기판으로 약액을 공급하는 적어도 하나의 약액 공급 부재와 상기 기판으로 세척액을 공급하는 적어도 하나의 세척액 공급 부재를 포함한다. 상기 약액 공급 부재는 상기 기판들 각각으로 약액을 공급하도록 복수의 노즐들을 포함하고, 상기 세척액 공급 부재는 상기 기판들 각각으로 세척액을 공급하도록 복수의 노즐들을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 받침대 내에는 상기 수평로드가 배치되고 회전되는 부채꼴 형상의 안내부가 제공되고, 상기 안내부는 그 양단이 상기 수평 로드의 회전 범위를 제한하는 중심각을 가지도록 제공된다.
또한, 본 발명은 기판들을 세정하는 방법을 세공한다. 상기 방법에 의하면, 복수의 고정 로드들과 적어도 하나의 이동 로드를 가지는 지지로드들을 이용하여 기판들을 지지하는 세정 장치를 사용하여 세정 공정을 수행하되, 상기 지지로드들 사이로 기판들이 유입되는 통로를 제공하는 개방 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 기판들을 지지로드들 사이로 이동하고, 상기 기판들이 상기 지지로드로부터 이탈되는 것을 방지하는 차단 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 지지 로드를 회전하고 상기 기판으로 세정액을 공급한다. 상기 기판들의 가장자리가 상기 지지로드들 각각에 제공된 홈에 삽입됨으로써 상기 기판들은 상기 지지로드들에 의해 지지될 수 있다.
일 예에 의하면, 하나의 상기 이동 로드와 두 개의 상기 고정 로드들을 사용하여 기판들을 지지하며, 상기 이동 로드가 상기 차단 위치로 이동될 때 상기 고정 로드들과 상기 이동 로드는 서로 등각으로 위치되고, 상기 이동 로드가 상기 개방 위치로 이동될 때상기 고정 로드들 중 어느 하나와 상기 이동 로드는 상기 지지부 재에 놓여진 기판의 중심을 기준으로 서로 대향되도록 위치된다.
일 예에 의하면, 상기 기판으로 세정액의 공급은 상기 기판들 각각의 중심을 향해 약액을 공급하고, 이후에 상기 기판들 각각의 중심을 향해 세척액을 공급하며, 이후에 상기 기판의 세정액의 공급이 완료된 이후에 상기 지지로드를 회전시켜 상기 기판들을 건조한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 16을 참조하면서 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공된 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
도 3은 본 발명의 세정 장치(10)의 사시도이고, 도 4는 도 3의 장치(10)의 종단면도이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 세정 장치(10)는 용기(100), 지지 부재(200), 회전 부재(300), 승강 부재(400), 그리고 세정액 공급 부재(500)를 가진다. 용기(100)는 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 지지 부재(200)는 공정 진행시 용기(100) 내에 배치되어 웨이퍼들(W)과 같은 복수의 웨이퍼들(W)을 지지한다. 회전 부재(300)는 공정 진행시 웨이퍼들(W)이 회전되도록 지지 부재(200)를 회전시킨다. 세정액 공급 부재(500)는 지지 부재(200)에 의해 지지된 웨이퍼들(W)로 세정액을 공급한다. 승강 부재(400)는 지지 부재(200)가 용기(100)의 상부 또는 용기(100) 내로 이동되도록 지지 부재(200)를 상하로 이동시킨다. 이하, 상술한 각각의 구성에 대해 상세히 설명한다.
용기(100)는 대체로 상부가 개방된 공간을 가지는 컵 형상을 가진다. 용기(100)의 측벽(112)에는 후술할 노즐들(524, 544)이 삽입되는 개구들(106)이 제공된다. 용기(100)의 하부벽(114) 중앙에는 후술할 지지 부재(200)의 회전축(320)이 삽입되는 통공(102)이 제공되고, 용기(100)의 하부벽(114) 가장자리에는 공정에 사용된 세정액이 배출되는 배출구(104)가 제공된다. 배출구(104)에는 배출관(120)이 결합된다. 배출관(120)에는 그 내부 통로를 개폐하는 밸브(120a)가 설치된다.
도 5는 지지 부재(200)의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 지지 부재(200)는 받침대(220), 지지 로드들(240), 그리고 위치 조절 부재(260)를 가진다. 받침대(220)는 대체로 원판 형상을 가지며, 용기(100) 내 공간에 위치된다. 받침대(220)의 중심과 지지 부재(200)에 놓여진 웨이퍼(W)의 중심은 동일한 수직축 상에 위치된다. 지지 로드(240)는 복수의 웨이퍼들(W)을 지지한다. 웨이퍼들(W)은 상하 방향으로 이격되도록 지지 로드(240)에 적층되고, 각각의 웨이퍼(W)는 패턴이 형성된 상면이 상부를 향하도록 지지 로드(240)에 위치된다. 지지 로드들(240)은 받침대(220) 상에 설치된다. 지지 로드들(240)은 복수의 고정 로드들(242)과 적어도 하나의 이동 로드(244)를 가진다. 고정 로드들(242)과 이동 로드(244)는 이들 사이에 제공된 공간으로 웨이퍼들(W)이 놓여질 수 있도록 서로 이격되게 배치된다.
고정 로드들(242)은 받침대(220)에 고정설치된다. 고정 로드들(242)는 긴 로드 형상을 가지며, 상하 방향으로 수직하게 받침대(220)에 설치된다. 고정 로드들 (242) 각각에는 그 길이 방향을 따라 복수 개의 홈들(245)이 제공된다. 홈들(245)은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 형성된다. 각각의 홈(245)은 링 형상으로 제공되고, 홈(245)에는 웨이퍼(W)의 가장자리가 삽입된다.
이동 로드(244)는 고정 로드들(242)와 대체로 동일한 형상을 가진다. 이동 로드(244)는 개방 위치와 차단 위치 간에 이동 가능하도록 받침대(220)에 제공된다. 개방 위치는 웨이퍼(W)가 고정 로드들(242)와 이동 로드(244) 사이에 제공된 공간으로 이동되는 통로를 제공할 수 있는 위치이다. 차단 위치는 공정이 진행될 때 웨이퍼(W)가 고정 로드들(242)과 이동 로드(244)에 의해 둘러싸인 공간으로부터 벗어나지 않도록 웨이퍼(W)의 이동을 차단하는 위치이다.
고정 로드들(242)은 받침대(220)의 상부면 가장자리 끝단에 고정 설치된다. 이동 로드(244)는 받침대(220)의 상부면 가장자리 끝단을 따라 원주 방향으로 일정각도 회전되도록 설치된다. 도 6은 이동 로드(244)의 개방 위치와 차단 위치의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6에서는 지지 로드들(240)로 2개의 고정 로드들(242)과 1개의 이동 로드(244)가 제공된 경우를 예로 들어 설명한다. 도 6에서 점선으로 표시된 이동 로드(244)는 개방 위치에서의 이동 로드(244)를 나타내고, 실선으로 표시된 이동 로드(244)는 차단 위치에서의 이동 로드(244)를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 이동 로드(244)와 2개의 고정 로드들(242)은 이동 로드(244)가 개방 위치로 이동되면 대체로 직삼각형을 이루고 이동 로드(244)가 차단 위치로 이동되면 대체로 정삼각형을 이루도록 배치된다. 즉, 제 1 고정 로드(242a)와 제 2 고정 로드(242b)는 받침대(220)의 중심을 기준으로 120도(°) 간격으로 배치되고, 이동 로드(244)는 받침대(220)의 중심을 기준으로 제 1 고정 로드들(242a)와 대향되도록 배치되는 위치(개방 위치)와 제 2 고정 로드들(242b)로부터 멀어지는 방향으로 받침대(220)의 중심을 기준으로 약 60도(°) 이격된 위치(차단 위치) 간에 회전 이동된다.
상술한 배치로 인해, 이동 로드(244)가 개방 위치에 있는 동안 웨이퍼(W)의 지름의 양단 및 일측에서 웨이퍼(W)가 지지 로드들(240)에 의해 지지되므로 웨이퍼(W)가 지지 로드들(240) 상에 안정적으로 놓여진다. 또한, 이동 로드(244)가 차단 위치에 있는 동안 고정 로드들(242)과 이동 로드(244)가 등각으로 배치되므로 공정 진행시 웨이퍼(W)를 가장 안정적으로 지지할 수 있다.
그러나 도 6에 도시된 지지 로드들(240)의 배치와 달리, 고정 로드들(242)과 이동 로드(244)는 웨이퍼(W)가 지지 로드들(240)에 놓여질 때 웨이퍼(W)의 이동을 간섭하지 않고 공정 진행시 웨이퍼(W)가 지지 로드들(240)로부터 벗어나는 것을 방지하는 다양한 배치로 제공될 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 로드(244)는 개방 위치에서 웨이퍼(W)로부터 일정 거리 이격되도록 제공되고, 개방 위치와 차단 위치가 이동될 때 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 직선 이동될 수 있다. 도 7에서 점선으로 표시된 이동로드(244)는 개방 위치에 위치된 이동 로드이고, 실선으로 표시된 이동 로드(244)는 차단 위치에 위치된 이동 로드이다.
또한, 도 6에서는 지지 로드들(240)로서 2개의 고정 로드들(242)와 1개의 이동 로드(244)가 제공된 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 고정 로드들(242)의 수 및 이동 로드(244)의 수는 이와 달리 다양하게 제공될 수 있다. 또한, 도 5에서 각각의 고정 로드들(242) 및 이동 로드(244)에 3 개의 홈들(245)이 제공되어, 지지 부재(200)가 동시에 3 매의 웨이퍼들(W)을 지지하는 것으로 도시하였다. 그러나 이와 달리 2 매 또는 4 매 이상의 웨이퍼들(W)을 동시에 지지할 수 있도록, 각각의 고정 로드들(242) 및 이동 로드(244)에는 2개 또는 4 개 이상의 홈들(245)이 제공될 수 있다.
회전 부재(300)는 공정 진행 중 웨이퍼들(W)이 회전되도록 지지 부재(200)를 회전하고, 위치 조절 부재(260)는 이동 로드(244)를 개방 위치와 차단 위치 간 이동시키며, 승강 부재(400)는 지지 부재(200)를 상하방향으로 수직 구동한다.
도 8은 회전 부재(300), 위치 조절 부재(260), 그리고 승강 부재(400)를 개략적으로 보여준다. 도 8을 참조하면, 회전 부재(300)는 받침대(220)의 저면 중앙에 고정 결합된 회전축(320)과 이를 회전시키는 구동기(340)를 가진다. 회전축(320)은 대체로 원통 형상을 가진다. 구동기(340)로는 제 1 풀리((342), 제 2 풀리(344), 모터(346), 그리고 벨트(348)를 포함하는 어셈블리가 사용될 수 있다. 제 1 풀리((342)는 회전축(320)의 외주면을 감싸도록 회전축(320)에 고정결합되고, 제 2 풀리(344)는 모터(346)에 의해 회전되도록 모터(346)에 결합되고, 벨트(348)는 제 1 풀리((342)와 제 2 풀리(344)를 감싸도록 제공되어 모터(346)의 회전력을 회전축(320)으로 전달한다.
위치 조절 부재(260)는 수평 로드(262), 수직 로드(264), 그리고 구동기(266)를 가진다. 수평 로드(262)는 긴 로드 형상을 가지며, 대체로 수평 방향으로 제공된다. 예컨대, 수평 로드(262)는 받침대(220)의 반경 방향을 따라 제공된다. 수직 로드(264)는 긴 로드 형상을 가지며, 대체로 수직 방향으로 제공된다. 이동 로드(244)는 수평 로드(262)의 일단으로부터 상부로 연장되도록 수평 로드(262)에 결합된다. 수직 로드(264)는 수평 로드(262)의 타단으로부터 하부로 연장되도록 수평 로드(262)에 결합된다. 수직 로드(264)는 모터(346)와 같은 구동기에 의해 회전되며, 이와 함께 수평 로드(262) 및 이동 로드(244)가 회전된다. 구동기(266)로는 모터가 사용될 수 있다.
일 예에 의하면, 회전축(320)은 중공 원통 형상으로 제공되고 수직 로드(264)는 회전축(320) 내 공간(322) 내에 설치된다. 또한, 받침대(220) 내에는 수평 로드(262)가 제공되고 회전될 수 있는 공간(224)이 제공된다. 도 9는 도 8의 선 Ⅰ- Ⅰ을 따라 절단한 단면도로 받침대(220) 내부 구조를 보여준다. 도 9를 참조하면, 받침대(220) 내 공간(224)은 원형의 중앙부(224a)와 대체로 부채꼴 형상의 안내부(224b)를 가진다. 중앙부(224a)는 회전축(320) 내에 제공된 공간(322)으로부터 연장되고, 안내부(224b)는 이로부터 일측 방향으로 연장된다. 안내부(224b)는 수평 로드(262)의 회전각에 해당되는 중심각을 가진다. 안내부(224b)의 양단은 각각 이동 로드(244)의 이동 위치를 제한하여 이동 로드(244)가 개방 위치와 차단 위치 사이에서만 이동되도록 한다. 이동 로드(244)가 도 6과 같이 이동되는 경우, 안내부(224b)는 약 60 도(°)의 중심각을 가지도록 제공된다. 즉, 이동 로드(244)가 개방 위치에 있을 때 수평 로드(262)는 안내부(224b)의 일단과 접하고, 이동 로드(244)가 차단 위치에 있을 때 수평 로드(262)는 안내부(224b)의 타단과 접한다. 도 5에 도시된 바와 같이 안내부(224b)가 형성된 받침대(220)의 가장자리 영역 상단은 안내부(224b)의 끝단이 상부로 노출되도록 호 형상으로 절곡된다.
이동 로드(244)는 그 중심축을 기준으로 수평 로드(262) 상에서 회전 가능하도록 수평 로드(262)에 결합된다. 이는 이동 로드(244)가 웨이퍼(W)의 측부를 따라 개방 위치와 차단 위치가 이동될 때 이동 로드(244)가 웨이퍼(W)에 손상을 가하지 않고 원활하게 이동되도록 한다.
도 10은 도 8의 'A' 부분의 단면도로 이동 로드(244)가 수평 로드(262)에 결합되는 구조를 개략적으로 보여준다. 도 10을 참조하면, 수평 로드(262)에는 체결홀(640)이 제공된다. 체결홀(640)은 그 하부에 제공되어 후술하는 나사(660)의 머리부(662)를 수납하는 수납부(642)와 이로부터 상부로 연장되며 나사산이 형성된 나사부(644)를 가진다. 이동 로드(244)의 하단에는 나사(660)가 삽입되는 체결부(620)가 제공된다. 체결부(620)는 이동 로드(244)의 끝단에 제공되며 수평 로드(262)의 나사부(644)로부터 연장된 나사부(622)와 이로부터 위로 연장되며 나사부(622)에 형성된 나사산의 바깥지름(산지름)보다 큰 직경으로 제공된 원통형의 수납부(624)를 가진다. 수평 로드(262)와 이동 로드(244)는 나사(660)에 의해 결합된다. 나사(660)는 하단으로부터 머리부(662)와 로드부(664)를 가지며, 로드부(664)는 머리부(662)와 인접한 위치부터 순차적으로 제 1 나사부(664a), 삽입부(664b), 그리고 제 2 나사부(664c)를 가진다. 제 1 나사부(664a)와 제 2 나사부(664c)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 삽입부(664b)의 외주면에는 나사산이 제공되지 않는다. 수평 로드(262)와 이동 로드(244)가 결합될 때, 머리부(662)는 수평 로드(262)의 체결홀(640)의 수납부에 위치되고, 제 1 나사부는 체결홀(640)의 나사부(644)에 위치되며, 삽입부(622b)는 이동 로드(244)의 나사부(624)에 위치되고 제 2 나사부622c)는 이동 로드(244)의 수납부(622)에 위치된다.
상술한 이동 로드(244)와 수평 로드(262)의 체결 구조는 수평 로드(262) 상에서 이동 로드(244)가 회전되기 위한 구조의 일 예를 보여주는 것이며, 이동 로드(244)와 수평 로드(262)의 체결은 이와 상이한 다양한 구조에 의해 이루어질 수 있다.
위치 조절 부재(260)의 구동기(266)와 회전 부재(300)는 하우징(420)에 의해 감싸여지고, 하우징(420)은 회전축(320)의 하부에 결합된다. 승강 부재(400)는 하우징(420)에 결합되어 하우징(420)을 상하로 수직 방향으로 직선이동시킨다. 예컨대, 승강 부재(400)는 상하로 수직하게 제공되는 스크류, 스크류를 회전시키는 모터, 그리고 스크류 및 하우징(420)에 결합되어 스크류의 회전에 의해 상하로 직선 이동되는 결합 부재를 가지는 어셈블리일 수 있다.
세정액 공급 부재(500)는 웨이퍼들(W) 상으로 세정액을 공급한다. 세정액 공급 부재(500)는 불산, 황산, 인산, 또는 암모늄 등과 같은 약액을 공급하는 약액 공급 부재(520)와 탈이온수와 같은 세척액을 공급하는 세척액 공급 부재(540)를 가진다. 약액 공급 부재(520)는 몸체(522)와 노즐들(524)을 가진다. 몸체(522)는 용기(100)의 외부에 용기(100)와 인접하게 위치된다. 몸체(522)는 대체로 긴 로드 형상을 가지며 상하로 수직하게 배치된다. 몸체의 내부에는 약액이 이동되는 통로가 형성된다. 몸체(522)에는 약액 공급관(140)이 연결되며, 약액은 약액 저장부(도시되지 않음)로부터 약액 공급관(140)을 통해 몸체(522)로 공급된다. 약액 공급관 (140)에는 그 내부 통로를 개폐하거나 그 내부 통로를 흐르는 약액의 유량을 조절하는 밸브(140a)가 설치된다. 또한, 상술한 배출관(120)으로부터 회수관(160)이 분기되고, 회수관(160)은 약액 공급관(140)과 연결된다. 회수관(160)에는 내부 통로를 개폐하는 밸브(160a)가 설치된다. 용기(100)로부터 배출된 약액은 회수관(160)과 약액 공급관(140)을 통해 다시 용기(100)로 공급되어 재사용된다. 회수관(160)에는 펌프(162), 필터(164), 그리고 히터(166)가 설치된다. 펌프(162)는 약액에 유동압을 제공하고, 필터(164)는 약액으로부터 오염물질을 제거하며, 히터(166)는 약액이 공정 온도를 유지하도록 약액을 가열한다.
노즐들(524)은 몸체(522)로부터 수평 방향으로 연장된다. 노즐들(524)은 용기(100) 내에서 동시에 공정 수행이 가능한 웨이퍼들(W)의 수와 동일하게 제공된다. 노즐들(524)은 지지 부재(200)에 지지된 웨이퍼들(W) 간의 간격과 동일한 간격으로 상하 방향으로 이격되도록 몸체(522)에 결합된다. 각각의 노즐(524)은 용기(100)의 측벽(112)에 제공된 홀(106)을 통해 용기(100) 내로 삽입된다. 몸체(522)로 유입된 약액은 노즐(524)을 통해 각각의 웨이퍼(W)로 공급된다. 노즐(524)은 웨이퍼(W)의 중심을 향해 약액을 공급하도록 배치된다. 선택적으로 노즐(524)은 웨이퍼(W)의 중심에서 가장자리까지 동시에 약액을 공급하도록 형상지어질 수 있다. 서로 상이한 종류의 약액이 순차적으로 공급될 수 있도록 약액 공급 부재(520)는 복수 개가 제공된다.
세척액 공급 부재(540)는 몸체(542)와 노즐들(544)을 가진다. 세척액 공급 부재(540)의 몸체(542) 및 노즐들(544)은 약액 공급 부재(520)의 몸체(522) 및 노즐들(524)과 대체로 유사한 형상으로 제공된다. 몸체(522)에는 세척액 공급관(180)이 연결된다. 세척액은 세척액 저장부(도시되지 않음)로부터 세척액 공급관(180)을 통해 몸체(542)로 공급된다. 세척액 공급관(180)에는 그 내부 통로를 개폐하거나 그 내부 통로를 흐르는 세척액의 유량을 조절하는 밸브(180a)가 설치된다.
다음에는 도 11a 내지 도 16을 참조하여 공정이 수행되는 과정을 설명한다. 도 11a, 도 12a, 도 13a, 도 14 내지 도 16은 본 발명의 장치(10)의 종단면도이고, 도 11b, 도 12b, 그리고 도 13b는 본 발명의 장치(10)의 평면도이다. 또한, 도 11a, 도 12a, 도 13a, 그리고 도 14 내지 도 16에서 내부가 빈 상태로 도시된 밸브는 세정액이 흐르도록 밸브(140a, 180a)가 개방된 상태를 나타내고, 내부가 채워진 밸브는 세정액의 흐름이 차단되도록 밸브(140a, 180a)가 닫힌 상태를 나타낸다.
처음에 도 11a에 도시된 바와 같이 승강 부재(400)에 의해 지지 부재(200)가 승강한다. 지지 부재(200)는 지지 로드들(240)에 제공된 홈(245)이 용기(100)의 상부에 위치될 때까지 승강한다. 이 때, 도 11b에 도시된 바와 같이 이동 로드(244)는 개방 위치에 위치된다. 도 12a와 도 12b에 도시된 바와 같이 웨이퍼들(W)이 이송 로봇(도시되지 않음)에 의해 지지 로드들(240) 사이로 이동되어 지지 로드들(240)에 의해 지지된다. 웨이퍼들(W)은 1 매씩 순차적으로 이동될 수 있으며, 선택적으로 모든 웨이퍼들(W)이 동시에 이동될 수 있다. 다음에 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 이동 로드(244)를 차단 위치로 이동하여 웨이퍼(W)가 지지 로드들(240)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 이후 지지 부재(200)는 웨이퍼(W)가 용기(100) 내에 위치되도록 하강한다. 다음에 웨이퍼들(W) 상으로부터 막질, 유기물, 또는 오염물질을 제거하는 약액 처리 공정이 수행된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 웨이퍼들(W)은 회전되고, 약액 공급관(140)에 설치된 밸브(140a)가 개방되어 노즐(524)을 통해 각각의 웨이퍼(W)로 약액이 공급된다. 약액 처리가 완료되면 웨이퍼들(W) 상으로부터 약액을 제거하는 세척 공정이 수행된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 웨이퍼들(W)은 회전되고, 세척액 공급관(180)에 설치된 밸브(180a)가 개방되어 노즐(524)을 통해 각각의 웨이퍼(W)로 세척액이 공급된다. 세척 공정이 완료되면 웨이퍼들(W)을 건조하는 건조 공정이 수행된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 회전 부재(300)는 고속으로 회전되고, 웨이퍼(W)에 부착된 탈이온수는 원심력에 의해 제거된다.
본 발명의 장치를 사용하여 공정 진행시, 복수의 웨이퍼들에 대해 동시에 공정 수행이 가능하므로 생산성이 우수하고, 각각의 웨이퍼에 대해 독립적으로 세정 공정이 수행되므로 세정 효율이 향상된다.

Claims (20)

  1. 기판을 세정하는 장치에 있어서,
    기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 상기 기판들을 지지하는 지지부재와;
    상기 지지부재를 회전시키는 회전부재와;
    상기 지지부재에 놓여진 상기 기판들 각각으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재와;
    상기 지지 부재를 수용하며 공정이 수행되는 공간을 제공하는 용기와; 그리고,
    상기 용기에 대한 상기 지지 부재의 상대적 높이를 조절하기 위해 상기 용기 또는 상기 지지 부재를 승하강시키는 승강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 기판을 세정하는 장치에 있어서,
    기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 상기 기판들을 지지하는 지지부재와;
    상기 지지부재를 회전시키는 회전부재와; 그리고
    상기 지지부재에 놓여진 상기 기판들 각각으로 세정액을 공급하는 세정액 공급부재를 포함하되,
    상기 지지부재는,
    상기 회전부재에 의해 회전되는 받침대와;
    상기 받침대에 제공되며, 공정 진행시 상기 기판들의 측부와 접하도록 상하방향으로 수직하게 위치되는 복수의 지지로드들을 포함하고,
    상기 지지 로드들은,
    상기 받침대에 고정결합되는 고정 로드들과;
    기판이 상기 지지 로드들 사이로 유입될 수 있는 통로를 제공하는 개방 위치와 상기 통로를 차단하는 차단 위치 간에 이동가능한 적어도 하나의 이동 로드를 포함하고,
    상기 지지부재는 상기 적어도 하나의 이동 로드를 구동하는 위치 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 로드와 상기 이동 로드 각각에는 그 길이방향을 따라 기판의 가장자리가 삽입되는 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동 로드에 형성된 상기 홈들 각각은 링 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치 조절 부재는,
    일단이 상기 이동 로드에 고정 결합되며 상기 기판의 반경 방향을 따라 배치되는 수평 로드와;
    상기 수평 로드의 타단에 고정 결합되며 수직 방향으로 배치되는 수직 로드와; 그리고
    상기 수직 로드를 회전시키는 구동기를 포함하여,
    상기 이동 로드는 상기 기판의 원주를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동 로드는 그 길이방향의 중심축을 기준으로 상기 수평 로드 상에서 회전 가능하도록 상기 수평 로드에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    상기 받침대에 고정 결합되는 회전축과;
    상기 회전축을 회전시키는 구동기를 포함하며,
    상기 수평 로드는 상기 받침대 상에 또는 상기 받침대 내에 제공되고, 상기 수직 로드는 상기 회전축에 내에 제공된 공간에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 지지부재는 2개의 상기 고정 로드와 1개의 상기 이동 로드를 구비하며,
    상기 이동 로드가 상기 개방 위치에 배치될 때, 상기 고정 로드들 중 어느 하나와 상기 이동 로드는 상기 지지부재에 놓여진 기판의 중심을 기준으로 서로 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    2개의 상기 고정 로드와 1개의 상기 이동 로드를 구비하며,
    상기 고정 로드들과 상기 이동 로드는 상기 차단 위치에서 서로 등각으로 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  11. 제 1 항, 또는 제 3 항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액 공급 부재는 서로 상이한 높이로 배치된 복수의 노즐들을 포함하며,
    각각의 상기 노즐은 상기 지지부재에 놓여진 기판의 중심을 향해 세정액을 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  12. 제 3 항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 세정 장치는 상기 지지 부재를 수용하며 공정이 수행되는 공간을 제공하는 용기와;
    상기 용기에 대한 상기 지지 부재의 상대적 높이를 조절하기 위해 상기 용기 또는 상기 지지 부재를 승하강시키는 승강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 세정액 공급 부재는,
    상기 용기 외부에 설치되며 세정액이 유입되는 통로가 제공된 몸체와;
    서로 높이를 달리하여 상기 몸체로부터 상기 용기 내까지 연장되고 상기 기판의 중심을 향해 세정액을 분사하도록 배치된 복수의 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  14. 제 1 항, 또는 제 3항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정액 공급 부재는,
    상기 기판으로 약액을 공급하는 적어도 하나의 약액 공급 부재와;
    상기 기판으로 세척액을 공급하는 적어도 하나의 세척액 공급 부재를 포함하되,
    상기 약액 공급 부재는 상기 기판들 각각으로 약액을 공급하도록 복수의 노즐들을 포함하고,
    상기 세척액 공급 부재는 상기 기판들 각각으로 세척액을 공급하도록 복수의 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 받침대 내에는 상기 수평로드가 배치되고 회전되는 부채꼴 형상의 안내부가 제공되고,
    상기 안내부는 그 양단이 상기 수평 로드의 회전 범위를 제한하는 중심각을 가지도록 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  16. 삭제
  17. 복수의 고정 로드들과 적어도 하나의 이동 로드를 가지는 지지로드들을 이용하여 기판들을 지지하는 세정 장치를 사용하여 세정 공정을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 지지로드들 사이로 기판들이 유입되는 통로를 제공하는 개방 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 기판들을 지지로드들 사이로 이동하고, 상기 기판들이 상기 지지로드로부터 이탈되는 것을 방지하는 차단 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들을 회전하고 상기 기판으로 세정액을 공급하되,
    상기 기판들의 가장자리가 상기 지지로드들 각각에 제공된 홈에 삽입됨으로써 상기 기판들은 상기 지지로드들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  18. 복수의 고정 로드들과 적어도 하나의 이동 로드를 가지는 지지로드들을 이용하여 기판들을 지지하는 세정 장치를 사용하여 세정 공정을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 지지로드들 사이로 기판들이 유입되는 통로를 제공하는 개방 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 기판들을 지지로드들 사이로 이동하고, 상기 기판들이 상기 지지로드로부터 이탈되는 것을 방지하는 차단 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들을 회전하고 상기 기판으로 세정액을 공급하되,
    하나의 상기 이동 로드와 두 개의 상기 고정 로드들을 사용하여 기판들을 지지하며, 상기 이동 로드가 상기 차단 위치로 이동될 때 상기 고정 로드들과 상기 이동 로드는 서로 등각으로 위치되고, 상기 이동 로드가 상기 개방 위치로 이동될 때 상기 고정 로드들 중 어느 하나와 상기 이동 로드는 상기 지지로드에 놓여진 기판의 중심을 기준으로 서로 대향되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  19. 복수의 고정 로드들과 적어도 하나의 이동 로드를 가지는 지지로드들을 이용하여 기판들을 지지하는 세정 장치를 사용하여 세정 공정을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 지지로드들 사이로 기판들이 유입되는 통로를 제공하는 개방 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들이 상하 방향으로 일정거리 이격되어 서로 적층되게 놓여지도록 기판들을 지지로드들 사이로 이동하고, 상기 기판들이 상기 지지로드로부터 이탈되는 것을 방지하는 차단 위치로 상기 이동 로드를 위치시킨 후 상기 기판들을 회전하고 상기 기판으로 세정액을 공급하되,
    상기 기판으로 세정액의 공급은 상기 기판들 각각의 중심을 향해 약액을 공급하고, 이후에 상기 기판들 각각의 중심을 향해 세척액을 공급하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판의 세정액의 공급이 완료된 이후에 상기 기판들을 회전시켜 상기 기판들을 건조하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
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