KR100757911B1

KR100757911B1 - 웨이퍼의 액처리장치

Info

Publication number: KR100757911B1
Application number: KR1020060079219A
Authority: KR
Inventors: 문성길
Original assignee: (주)이노맥스
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2007-09-12

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 액처리 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 분사되는 약품처리시 스핀척으로부터 비산되는 약액을 효과적으로 구분하여 분리 수집하고 재활용하거나 배출시킬 수 있도록 한 웨이퍼의 액처리 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 스핀척은 제자리에서 회전작동이 이루어지고 가스의 배출이 이루어지도록 설치되고, 스핀챔버는 상기 스핀척의 외주연을 감싼 상태로 약액을 수집할 수 있게 설치되며, 상기 스핀챔버의 내측으로서 상기 스핀척과 인접한 위치엔 다단으로 덕트를 형성한 약액분리챔버를 설치하되, 상기 스핀척의 상부 외주연엔 하부에 간극을 갖도록 가이더를 설치하고, 상기 약액분리챔버는 상기 스핀챔버의 내측에서 승하강이 가능하게 설치되어 상기 스핀척과 상기 약액분리챔버의 여러 덕트 중 해당하는 약액의 덕트와 상응되게 높낮이를 조절하여 액처리 후에 남게 되는 약액을 분리 수집할 수 있게 구성하여 이루어짐을 특징으로 한다.

웨이퍼, 약액, 처리, 스핀척, 스핀챔버, 약액분리챔버

Description

웨이퍼의 액처리장치{Device for Liquid Treatment of Wafer}

도 1은 본 발명의 바람직한 일례로서 전체적인 형태를 보여주는 종단면도,

도 2는 도 1의 요부 확대 단면도,

도 3은 도 1에 있어서 스핀챔버 및 약액분리챔버를 기준으로 나타낸 일부 절결 평면도,

도 4는 본 발명에 있어서 약액분리챔버의 승,하강 작동이 이루어지는 관계를 설명하기 위하여 도 1과 대응되게 나타낸 종단면도,

도 5는 종래의 액처리장치를 보여주는 개략 계통도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 스핀척, 12: 중심축,

14: 시트부재, 20: 스핀챔버,

22: 구획실, 30: 약액분리챔버,

32: 덕트, 34: 배출구,

62: 이동간, 40: 가이더,

42: 간극, 50: 웨이퍼,

60: 승하강기구, 100: 기대,

102: 고정간 104: 가로대

본 발명은 웨이퍼의 액처리 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 액처리시 스핀척으로부터 비산되는 약액을 효과적으로 구분하여 분리 수집하고 재활용하거나 배출시킬 수 있도록 한 웨이퍼의 액처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 있어서 웨이퍼의 약액 처리공정에 관한 선행기술로서 미국특허 제4,930,717호 및 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 구동모터(1)에 의하여 회전구동되는 구동축(2)에 의하여 지지체(3)를 제자리에서 회전되도록 스핀척(4)을 구성하고, 스핀척(4)의 지지체(3) 상부에서 웨이퍼(5)는 비접촉의 원리에 입각하여 정위치로 비접촉식 위치고정이 이루어진 상태에서 상기 웨이퍼(5)의 상부에는 처리하고자 하는 약액을 도관(a,b,c)을 통하여 선택적으로 낙하 공급하게 되면, 약액은 웨이퍼(5)의 상부표면에 낙하하되 웨이퍼(5)가 제자리에서 회전이 이루어지게 되므로 원심력에 의하여 외측으로 퍼져 웨이퍼(5) 전체를 도포하여 약액에 의한 처리가 수행되게 된다.

이와 같이 웨이퍼(5)의 표면에 도포된 후에 내부 가스에 의하여 외향으로 비산되는 약액은 스핀척(4)의 승,하강시켜 높낮이를 조절하여 약액분리챔버(6)의 여러 덕트(d,e,f) 중 웨이퍼(5)의 높이에 상응하는 위치의 덕트에 따라 각각 약액을 수집하였다가 각각의 덕트(d,e,f)에 독립적으로 설치된 도관(g,h,i) 및 밸브(7a,7b)를 각각 경유하여 그대로 외부로 배출시키거나 아니면 밸브(7a,7b)를 경 유하여 용기(8a,8b)에 보관하였다가 재활용하는 방식을 채택하고 있다.

물론, 이때 스핀척(4)에 가스를 공급하는 방식은 외부로부터 칼라(9)를 경유하여 구동축(2)의 내부에 형성된 유로를 경유 지지체(3)의 상부로 배출시킬 수 있게 되어 있다.

그러나, 이러한 형태의 종래 약액 처리장치는 회전작동하는 스핀척(4)이 사용하는 약액의 종류가 달라질 때마다 지지체(3)를 포함하여 스핀척(4) 전체를 회전 작동이 이루어지는 상태에서 또한 가스가 외부로부터 공급되는 상태에서 동시에 승,하강시키고 그 위치를 변위시켜 덕트(d,e,f)의 위치에 맞게 위치를 설정하여야 하므로 가스공급수단, 회전동력전달수단을 포함하여 승 하강을 위한 관련구성이 크고 복잡하며, 전체를 작동시키기 위하여 필요로 하는 동력도 커질 수밖에 없고 작동 중에 자주 고장을 발생시키는 단점이 있다.

게다가 덕트(d,e,f)를 포함하여 다단으로 층층이 분리되면서 위치의 변위가 구분될 정도로 작동이 이루어지기 위해서는 개별적인 덕트의 상하폭이 커져야 하므로 결국 덕트(d,e,f)를 포함하는 약액분리챔버(6)도 그 크기가 커지게 되어 전체적인 장치의 비대화를 가져오게 되는 등 비경제적인 문제점이 계속 발생되고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발이 이루어진 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명의 주목적은 스핀척의 지지체에 약액을 포집하여 집중 배출이 가능하도록 가이더를 설치하여 다단의 덕트에 있어서 상,하 방향 폭을 크게 줄일 수 있도 록 하고 각 덕트의 독립적인 배출구와 대응하는 위치에, 스핀챔버도 방사상으로 구획하여 구획실을 형성하고 이들 구획실에 서로 종류가 다른 약액을 수집할 수 있게 구성하여 약액분리챔버를 포함하여 스핀챔버도 보다 작고 경제적으로 활용할 수 있게 구성하여 전체적인 장치도 컴팩트 하면서 유지비용도 절감할 수있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 약액을 분리 수거하기 위한 챔버를 스핀챔버와 약액분리챔버로 구분하여 나누어 구성하고 스핀챔버의 내부에서 약액분리챔버가 단순히 승하강 작동이 이루어질 수 있도록 하여 전체적인 구조를 단순화시키고 작동 중에 고장이나 오동작이 발생할 가능성을 배제시키고 승,하강 작동을 위한 소요동력도 크게 절감시켜 경제적으로 활용할 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명은 위와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 스핀척은 제자리에서 회전작동이 이루어지고 가스의 배출이 이루어지도록 설치되고, 스핀챔버는 상기 스핀척의 외주연을 감싼 상태로 약액을 수집할 수 있게 설치되며, 상기 스핀챔버의 내측으로서 상기 스핀척과 인접한 위치엔 다단으로 덕트를 형성한 약액분리챔버를 설치하되, 상기 스핀스핀척의 상부 외주연엔 하부에 간극을 갖도록 가이더를 설치하여 이루어지는 웨이퍼의 액처리장치를 제공한다.

또한, 상기 약액분리챔버는 상기 스핀챔버의 내측에서 승하강이 가능하게 설치되어 상기 스핀척과 상기 약액분리챔버의 여러 덕트 중 해당하는 약액의 덕트와 상응되게 높낮이를 조절하여 액처리 후에 남게 되는 약액을 분리 수집할 수 있게 구성되는 웨이퍼의 액처리 장치를 제공한다.

더욱이, 상기 약액분리챔버의 각 덕트에 마련되는 독립적인 배출구와 대응하는 위치에, 스핀챔버도 방사상으로 구획하여 구획실을 형성하고 이들 구획실에 서로 종류가 다른 약액을 수집할 수 있게 구성하여 이루어지는 웨이퍼의 액처리 장치를 제공한다.

위와 같이 다양하게 이루어지는 본 발명에 의하여 스핀척의 지지체에 가이더를 설치하여 다단의 덕트에 있어서 상,하 방향 폭을 크게 줄일 수 있고 각 덕트의 독립적인 배출구와 스핀챔버의 구획실에 의하여 여러 종류의 약액을 각각 분리하여 수집할 수 있고 각종 챔버를 포함하여 구성부품도 작게 구성하여 전체적인 장치도 구조를 단순화시키고, 이에따라 작동 중에 고장이나 오동작이 발생할 가능성을 배제시키고 승,하강 작동을 위한 소요동력도 크게 절감시켜 경제적으로 활용할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 4에 예시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 공통적으로, 스핀척(10)은 제자리에서 회전작동이 이루어지면서 가스의 배출이 이루어지도록 설치되고, 스핀챔버(20)는 상기 스핀척(10)의 외주연을 감싼 상태로 약액을 수집할 수 있게 설치되며, 상기 스핀챔버(20)의 내측으로서 상기 스핀척(10)과 인접한 위치엔 다단으로 덕트를 형성한 약액분리챔버(30)를 설치하되, 상기 스핀척(10)의 상부 외주연엔 하부에 간극을 갖도록 가이더(40)를 설치하여 이루어지 게 된다.

이때, 상기 스핀척(10)은 중심축(12)을 통하여 공급되는 가스가 시트부재(14)의 저부를 통하여 방사상으로 배출될 수 있게 구성되고, 그 상부엔 웨이퍼(50)가 정위치하게 되며, 상부 외주연에 가이더(40)를 설치하여 이루어지고, 상기 가이더(40)는 내측으로 상향 만곡된 단면 형태를 갖도록 이루어져 스핀척(10)의 상부 외주연에 고정 설치되고 하부에는 상기 스핀척(10)과는 간극(42)이 마련되어 이루어진다.

또한, 상기 약액분리챔버(30)는 상기 스핀챔버(20)의 내측에서 승 하강이 가능하게 설치되고 상기 스핀척(10)과 상기 약액분리챔버(30)의 여러 덕트(32) 중 해당하는 약액의 덕트와 상응되게 높낮이를 조절하여 액처리 후에 남게 되는 약액을 분리 수집할 수 있게 구성된다.

이때, 상기 약액분리챔버(30)의 승 하강이 이루어지도록 하는 방식은 예를 들면 승하강기구(60)에 의하여 그 작동이 이루어지도록 하되, 상기 승하강기구(60)는 상기 약액분리챔버(30)의 저부에 고정 설치되고 일부는 스핀챔버(20)를 경유하고 다른 일부는 기대(100)를 경유하도록 복수로 설치되는 이동간(62)과, 상기 이동간(62)의 하부 가로대 중심에 설치되는 암나사부(64)와, 상기 기대(100)에 고정 설치되는 고정간(102)과, 그리고 상기 고정간(102)의 가로대(104) 중앙에서 제자리의 회전이 가능하게 설치되고 구동모터(66)에 의하여 상기 암나사부(64)를 경유하여 설치되는 수나사봉(68)의 결합된 형태로 구성되어 구동모터(66)의 정, 역전 회전 방향에 따라 수나사봉(68)도 정, 역전 회전하면서 이 수나사봉(68)에 치합되어 있 던 암나사부(64)가 상승 또는 하강되고, 이에 따라 상기 이동간(62) 및 상기 약액분리챔버(30)의 위치도 승, 하강되면서 그 위치를 조절하여 여러 덕트(32) 중 원하는 덕트의 위치에 자리 잡을 수 있도록 할 수 있다.

더욱이, 상기 약액분리챔버(30)의 각 덕트(32)에 마련되는 독립적인 배출구(34)와 대응하는 위치에, 스핀챔버(20)도 방사상으로 구획하여 구획실(22)을 형성하고 이들 구획실(22)에 서로 종류가 다른 약액을 수집할 수 있게 구성하여 이루어지게 된다.

즉, 상기 약액분리챔버(30)의 여러 다단 형태의 덕트(32)는 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성하고 그 중 각각의 덕트(32)에는 각각 연통되도록 개별적으로 배출구(34)를 마련하고, 이들 배출구(34)의 하부 위치에는 상기 스핀챔버(20)의 내측 하부에 이와 상응되게 구획실(22)을 각각 마련하여 상기 여러 덕트(32) 중 해당되는 덕트에 상승 또는 하강하여 위치를 자리잡게 되는 스핀척(10)의 가이더 간극(42)이 위치하게 되면 그 해당되는 덕트에 약액이 수집되어 배출구(34)를 경유 대기하고 있던 구획실(22)에 약액이 모아지도록 그 구성이 이루어지게 된다.

다음은 전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 대하여 그 작동이 이루어지는 과정을 살펴보기로 한다.

우선, 우선 처리하고자 하는 웨이퍼(50)를 스핀척(10)의 상부에 수평으로 위치시킨 다음에 중심축(12)를 통하여 가스를 공급하게 되면 공급된 가스는 시트부재(14)의 저부 간극을 통하여 외측 방사상으로 분사 배출된다.

이때, 상기 가스가 외향으로 방사상으로 배출되면 상기 웨이퍼(50)의 외향으 로 가스가 배출되면서 그 압력이 상승하게 되는 반면에 웨이퍼(50)의 하부로서 스핀척(10)의 시트부재(14) 상부 공간 내부의 압력은 낮아지게 되는 부압이 작용하게 되면서 웨이퍼(50)의 저부 내,외측의 압력차가 존재하게 되는 현상인 비접촉의 원리에 의하여 상기 웨이퍼(50)는 부상하고 스핀척(10)의 상부에서 정위치한 상태로 정지된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 이와 같이 웨이퍼(50)가 정지된 상태에서 중심축(12)을 회전시키게 되면 중심축(12)과 고정 설치된 스핀척(10)도 함께 회전하고, 웨이퍼(50)도 상기 스핀척(10)과 같이 제자리에서 회전작동이 이루어지게 된다.

위와 같이 웨이퍼(50)가 정위치하고 회전이 이루어지는 상태에서 처리를 위한 약액을 일정량 웨이퍼(50)의 중심 상부에 낙하시키게 되면, 낙하된 약액은 제자리에서 회전작동하는 웨이퍼(50)의 상부 표면을 타고 원심력에 의하여 외향으로 고르게 퍼지면서 이동하여 웨이퍼(50)의 표면에 고르게 도포된 상태를 유지하고 남게 되는 약액은 웨이퍼(50)의 상부 표면을 타고 넘어가 분리되어 외측으로 비산되더라도 이는 다른 곳으로 비산되는 것이 아니라 가이더(40)에 의하여 그 하부로 모아지고 간극(42)을 통하여 대기하고 있던 인접된 약액분리챔버(30)의 해당 덕트(32) 내부로 공급되어 덕트(32)의 내부로 유입된 약액은 포집되어 배출구(34)를 경유 낙하하여 스핀챔버(20)의 구획실(22)에 모아져서 재활용할 수 있게 된다.

물론, 상기 약액분리챔버(30)의 경우 승하강기구(60)에 의하여 그 위치를 조절할 수 있는데, 이 경우 구동모터(66)의 정, 역전 회전 방향에 따라 수나사봉(68)도 정, 역전 회전하면서 이 수나사봉(68)에 치합되어 있던 암나사부(64)가 상승 또 는 하강되고, 이에 따라 상기 이동간(62) 및 상기 약액분리챔버(30)의 위치도 승, 하강되면서 그 위치를 조절하여 상기 약액분리챔버(30)의 여러 덕트(32) 중 원하는 덕트의 위치에 자리 잡을 수 있도록 하여 사용하는 약액에 따라 그 종류에 맞게 구분하여 상기 약액분리챔버(30)의 높낮이를 조절하여 포집 및 회수되는 약액이 서로 혼입되지 않고 일정하게 사용할 수 있다.

이상 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 스핀척(10)에 약액을 포집하여 집중 배출이 가능하도록 가이더(40)를 설치하여 약액이 외부로 손실되는 것을 사전에 방지하고, 약액분리챔버(30) 중 다단의 덕트(32)에 있어서 상,하 방향 폭을 크게 줄일 수 있도록 하고 각 덕트(32)의 독립적인 배출구(34)와 대응하는 위치에, 스핀챔버(20)도 방사상으로 구획하여 구획실(22)을 형성하고 이들 구획실(22)에 서로 종류가 다른 약액을 수집할 수 있게 구성하여 약액분리챔버(30)를 포함하여 스핀챔버(20)도 보다 작고 경제적으로 활용할 수 있게 구성하여 전체적인 장치도 컴팩트 하면서 유지비용도 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 약액을 분리 수거하기 위한 챔버를 스핀챔버(20)와 약액분리챔버(30)로 구분하여 나누어 구성하고 스핀챔버(20)의 내부에서 약액분리챔버(30)가 승하강기구(60)에 의하여 단순히 상승 또는 하강 작동이 이루어질 수 있도록 하여 전체적인 구조를 단순화시키고 작동 중에 고장이나 오동작이 발생할 가능성을 배제시키며 상승 또는 하강 작동을 위한 소요동력도 크게 절감시켜 경제적으로 활용할 수 있는 등의 우수한 효과를 갖는다.

Claims

스핀척(10)은 제자리에서 회전작동이 이루어지면서 가스의 배출이 이루어지도록 설치되고,

스핀챔버(20)는 상기 스핀척(10)의 외주연을 감싼 상태로 약액을 수집할 수 있게 설치되며,

상기 스핀챔버(20)의 내측으로서 상기 스핀척(10)과 인접한 위치엔 다단으로 덕트를 형성한 약액분리챔버(30)를 설치하되,

상기 스핀척(10)의 상부 외주연엔 하부에 간극을 갖도록 가이더(40)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.
제1항에 있어서,

상기 스핀척(10)은 중심축(12)을 통하여 공급되는 가스가 시트부재(14)의 저부를 통하여 방사상으로 배출될 수 있게 구성되고,

상기 스핀척(10)의 상부엔 웨이퍼(50)가 정위치하게 되며,

상기 스핀척(10)의 상부 외주연에 가이더(40)를 설치하여 이루어지되,

상기 가이더(40)는 내측으로 상향 만곡된 단면 형태를 갖도록 이루어져 스핀척(10)의 상부 외주연에 고정 설치되고 하부에는 상기 스핀척(10)과는 간극(42)이 마련되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.
제1항에 있어서,

상기 약액분리챔버(30)는 상기 스핀챔버(20)의 내측에서 승 하강이 가능하게 설치되고,

상기 스핀척(10)과 상기 약액분리챔버(30)의 여러 덕트(32) 중 해당하는 약액의 덕트와 상응되게 높낮이를 조절하여 액처리 후에 남게 되는 약액을 분리 수집할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.
제3항에 있어서,

상기 약액분리챔버(30)는 승하강기구(60)에 의하여 승 하강이 이루어지도록 하되,

상기 승하강기구(60)는 상기 약액분리챔버(30)의 저부에 고정 설치되고 일부는 스핀챔버(20)를 경유하고 다른 일부는 기대(100)를 경유하도록 복수로 설치되는 이동간(62)과,

상기 이동간(62)의 하부 가로대 중심에 설치되는 암나사부(64)와, 상기 기대(100)에 고정 설치되는 고정간(102)과, 그리고

상기 고정간(102)의 가로대(104) 중앙에서 제자리의 회전이 가능하게 설치되고 구동모터(66)에 의하여 상기 암나사부(64)를 경유하여 설치되는 수나사봉(68)의 결합된 형태로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.
제1항에 있어서,

상기 약액분리챔버(30)의 각 덕트(32)에 마련되는 독립적인 배출구(34)와 대응하는 위치에, 스핀챔버(20)도 방사상으로 구획하여 구획실(22)을 형성하고 이들 구획실(22)에 서로 종류가 다른 약액을 수집할 수 있게 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.
제5항에 있어서,

상기 약액분리챔버(30)의 여러 다단 형태의 덕트(32)는 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성하고 그 중 각각의 덕트(32)에는 각각 연통되도록 개별적으로 배출구(34)를 마련하고,

상기 배출구(34)의 하부 위치에는 상기 스핀챔버(20)의 내측 하부에 이와 상응되게 구획실(22)을 각각 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 액처리장치.