KR100872488B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 가공 과정 중 기판 상에 존재하는 잔존물 등을 세정하기 위한 기판 세정 장치에 관한 것으로, 회전력을 제공하는 모터, 상기 모터의 회전력에 의해 회전될 수 있도록 상기 모터에 연결되며 그 상부에 기판이 안착될 수 있도록 형성되는 스핀척, 상기 스핀척에 안착된 기판의 상면으로부터 기설정된 간격만큼 이격되어 상기 기판을 덮은 상태에서 상기 스핀척과 함께 회전할 수 있도록 상기 스핀척에 체결되며, 상기 기판의 측면부의 적어도 일부를 개방하도록 형성되는 스핀커버, 그리고 상기 기판에 세정제를 분사하는 세정액 분사유닛을 포함한다.

기판, 세정, 스핀 코터

Description

기판 세정 장치{CLEANING SYSTEM FOR SUBSTRATE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 스핀커버가 체결된 상태를 도시한 측면도와 사시도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 스핀커버의 체결을 설명하기 위한 부분 확대도 및 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 작용 원리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10... 모터, 20... 스핀척,

21... 결합홈, 22... 측부홈,

30... 스핀커버, 31... 다리부,

32... 돌기, 40... 세정액 분사유닛

본 발명은 기판 가공 과정 중 기판 상에 존재하는 잔존물 등을 세정하기 위 한 기판 세정 장치에 관한 것이다.

유리(glass) 등의 기판과 반도체 소자의 제조 공정에 사용되는 스핀 코터(spin coater)는 기판 등에 도포막을 형성하는 장비이다. 스핀 코터는 기판 중앙부에 도포액을 공급하고 기판을 회전시킴으로써 원심력에 의해 도포액을 기판 전면에 분산 확장시킴으로써 균일한 두께의 도포막을 형성한다.

기판에 비아(via) 등을 형성하기 위해서 레이저 드릴링(laser drilling)을 실시하기 전에, 스핀 코터가 열화 방지를 목적으로 기판 상에 보호막(도포막)을 형성한다. 또한, 레이저 드릴링 후에는 다시 스핀 코터가 기판 상의 도포막을 제거하고 레이저 가공에 따른 각종 잔존물과 이물질 등을 세정한다.

상기한 비아홀 형성의 예 외에도, 일반적으로 알려져 있는 반도체 제조의 노광 공정에서는, 스핀 코터에서 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼 상에 감광액 또는 현상액을 분사하여 감광막의 도포 및 현상 공정을 수행하게 된다. 여기서도 포토레지스트 흄(fume)이나 파티클(particle)이 다량으로 발생하여 잦은 클리닝 작업이 요구된다.

기판이나 웨이퍼 상에 잔존하는 각종 오염물질, 이물질, 파티클 등은 제품의 품질을 낮출 뿐만 아니라 제조 수율을 저하시키는 큰 요인이 된다.

종래에는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 스핀 코터 내에 세정물질을 분사할 수 있는 분사노즐을 구비하고, 웨이퍼나 기판을 회전시키는 동시에 세정물질을 분사시키면서 웨이퍼나 기판을 세정할 수 있었다.

그러나, 세정된 이물질이 웨이퍼나 기판 상에 다시 쌓이는 등, 웨이퍼나 기 판 상에 여전히 이물질 등이 잔존하는 문제점이 남아 수율 저하의 문제가 해결되지 않는 곤란함이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 가공하는 과정에서 기판 가공의 잔여물을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것이다.

삭제

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 기판 세정 장치는 회전력을 제공하는 모터, 상기 모터의 회전력에 의해 회전될 수 있도록 상기 모터에 연결되며 상부에 기판이 안착될 수 있도록 형성되는 스핀척, 상기 스핀척에 안착된 기판의 상면으로부터 기설정된 간격만큼 이격되어 상기 기판을 덮은 상태에서 상기 스핀척과 함께 회전할 수 있도록 상기 스핀척에 체결되며, 상기 기판의 측면부의 적어도 일부를 개방하도록 형성되는 스핀커버, 그리고 상기 기판에 세정제를 분사하는 세정액 분사유닛을 포함한다. 상기 스핀커버는 하단에 상기 스핀척과 결합하는 복수의 다리부를 포함할 수 있고, 상기 스핀척은 상기 복수의 다리부가 각각 삽입되는 복수의 결합홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 다리부는 하단의 일측부에 형성된 돌기를 포함할 수 있고, 상기 결합홈은 상기 돌기가 삽입될 수 있도록 하단 측부에 형성된 측부홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 돌기와 상기 측부홈은 상기 스핀척의 회전방향과 반대방향에 형성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2b에는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구조가 도시되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 모터(10), 스핀척(20), 스핀커버(30), 및 세정액 분사유닛(40)을 포함한다.

모터(10)는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구동을 위한 회전력을 제공한다.

스핀척(20)은 모터(10)에 연결되어 회전 가능하도록 설치된다. 스핀척(20)은 모터(10)의 회전축(11)에 직접 연결될 수도 있고 다른 연결 부재를 매개로 하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 스핀척(20)의 하단에 별도의 스핀들(23)이 구비되고, 이 스핀들(23)이 모터(10)의 회전축(11)에 장착됨으로써, 스핀척(20)이 모터(10)에 의해 회전 가능하도록 연결될 수도 있다.

또한, 스핀척(20)의 상부에는 기판(W)이 안착될 수 있다. 기판(W)은 작업자의 수작업에 의해 스핀척(20)의 상부에 놓여질 수도 있고 진공 흡착방식에 의해 스핀척(20)의 상부에 안착되어 수평 고정될 수 있다. 또한, 스핀척(20)의 상단 둘레에 복수개의 지지대(24)가 장착되어 지지대(24) 위에 안착될 수도 있다. 지지대(24)에는 지지홈(25)이 형성되어 있어 지지홈(25)에 기판(W)이 끼워짐으로써 안착될 수 있다. 또한, 스핀척(20)의 내부는 세정 작업 후의 배기를 위해 일정 부분 이 관통 형성된다.

기판(W)은 반도체 웨이퍼, 디스플레이 장치용 유리 기판 등 임의의 기판일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판(W)을 가공하는 과정에서 발생하는 잔존물이나 부스러기(debris)를 세정하는 장비이다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 유리 기판의 레이저 드릴링(laser drilling) 과정에서 발생하는 잔존물이나 부스러기를 세정하기 위해 사용될 수 있으며, 나아가 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는 유리 기판 상에 수용성 막을 형성한 후 레이저 가공을 수행하는 경우에도 사용될 수 있다.

한편, 스핀척(20)은 결합홈(21)과 측부홈(22)을 포함한다.

도 2a 내지 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, 결합홈(21)은, 기판(W)이 안착된 상태에서 스핀커버(30)가 체결될 수 있도록 스핀척(20) 상단 여분의 공간에 수직 방향으로 복수개가 형성된다.

측부홈(22)은 결합홈(21) 각각의 하단 측부에 수평 방향으로 형성된다. 예를 들면, 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 스핀척(20)이 회전되었을 때 회전방향과 반대방향, 그리고 결합홈(21)의 위치에서 접선 방향으로 측부홈(22)은 형성된다. 도 3a의 단면도에는, 스핀커버(30)가 스핀척(20)에 체결된 상태에서 아직 회전하지 않을 때에, 결합홈(21)에 다리부(31)가 삽입되어 있고, 측부홈(22)에 돌기(32)가 미결합되어 빈 공간을 형성하고 있는 모습이 도시되어 있다.

스핀커버(30)는 다리부(31)와 돌기(32)를 포함한다.

스핀커버(30)는 스핀척(20)에 안착되어 있는 기판(W)의 상면을 덮고 개폐 가 능하도록 스핀척(20)에 체결된다. 이때, 스핀커버(30)의 하단에는 기설정된 길이를 갖는 복수개의 다리부(31)가 형성되어 있어 기판(W)의 상면으로부터 이격된 거리를 유지할 수 있다.

또한, 스핀커버(30)는 본 실시예를 도시한 도면에서와 같이, 플레이트(plate) 형태로 형성되어 기판(W)의 측부를 개방시키는 것이 바람직하다. 그러면, 스핀커버(30)를 기판(W) 상부에 덮었을 때에도, 다리부(31)가 위치하는 측부 외에는 기판(W)의 측부가 개방되어 있어, 개방된 공간을 통해 세정 작업에 따른 배기가 이루어질 수 있다.

다리부(31)는 결합홈(21)의 위치에 대응하여 스핀커버(30)의 하단에 형성될 수 있고, 다리부(31) 각각은 결합홈(21) 각각에 삽입됨으로써 스핀커버(30)가 스핀척(20)에 체결될 수 있다.

돌기(32)는 다리부(31)가 결합홈(21)에 삽입되었을 때 측부홈(22)의 크기, 형태 및 방향과 맞도록 다리부(31)의 일측부에 형성된다. 그래서, 도 3b의 확대도와 단면도에 도시되어 있는 바와 같이, 스핀커버(30)가 체결된 상태로 스핀척(20)이 회전하였을 때, 회전방향과 반대방향으로 형성되어 있는 측부홈(22)에 돌기(32)가 삽입되게 함으로써 스핀커버(30)가 스핀척(20)에 고정될 수 있는 것이다.

세정액 분사유닛(40)은 스핀척(20)의 일측에 위치하여, 스핀커버(30)가 열렸을 때에 기판(W) 상면에 세정제를 분사한다. 세정액 분사유닛(40)은 세정액과 증류수 등과 같은 세정제를 저장하는 저장용기(미도시)와, 세정제를 기판(W) 상면에 효과적으로 분사할 수 있는 분사노즐(미도시)을 구비할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치의 작용 원리와 그 효과를 설명하기 위한 도면이다.

기판(W) 위에 도포막의 형성 또는 제거 작업 후에 기판(W)에 남아있는 각종 이물질 등을 제거하기 위해, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 스핀척(20) 상부에 진공 흡착방식 등을 이용하여 기판(W)을 안착시키고, 스핀척(20)이 장착되어 있는 모터(10)를 구동하여 스핀척(20)을 회전시킨다. 기판(W) 위에 세정액 등을 공급하면서 기판(W)이 안착된 스핀척(20)을 회전시키면, 세정액 등에 의해 씻긴 각종 이물질이 원심력에 의해 기판 상면으로부터 분리되어 스핀척(20) 외부로 떨어져 나가게 된다.

도 4를 참조하면, 기판(W) 위에 스핀커버(30)를 덮고, 스핀커버(30)가 체결된 스핀척(20)을 회전시키면, 스핀커버(30)와 스핀척(20) 사이의 공간에 있던 공기가 외부로 흘러나가고 이에 따라 이 공간에 음압(압력(정압, static pressure)이 낮아지는 현상)이 유도된다. 즉, 상기 스핀커버(30)와 상기 스핀척(20) 사이의 공간의 압력이 외부 대기압력보다 낮아지게 된다. 도 4의 기판(W) 위 유체(예를 들면, 세정액과 상기 세정액에 용해된 각종 이물질)는 이와 같은 공기의 배출 및 음압에 의해 스핀커버(30)와 스핀척(20) 사이의 공간을 흘러 고속으로 스핀척(20) 외부로 흘러나가게 된다. 이러한 작용 원리는 벤츄리 효과(Ventury effect; 고압으로 흐르는 유체가 저압의 구간을 통과할 때 속도가 빨라지고, 압력(정압)이 낮아지는 현상)로 알려져 있다. 따라서, 기판(W)에 남아있던 이물질과 세정 후 스핀척(20) 밖으로 빠져나가지 못하고 다시 기판(W) 위에 쌓였던 가공 잔존물이 보다 효과적으로 스핀척(20) 외부로 배출될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하도록 인정되는 범위의 모든 변경 및/또는 수정을 포함한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 반도체 소자, 유리 기판 등의 제조 공정에 있어 기판에 잔존하는 파티클과 각종 이물질 등을 더 효과적이고 강력히 세정할 수 있고, 이에 따라 제품 품질 향상 및 제조 수율 향상을 도모할 수 있다. 특히, 유리 기판 상에 수용성 막을 형성한 후 레이저 드릴링 공정을 수행하는 경우에, 수용성 막 및 레이저 드릴링 공정에서 발생하는 잔존물이나 부스러기를 보다 효과적으로 세정할 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 회전력을 제공하는 모터,

   상기 모터의 회전력에 의해 회전될 수 있도록 상기 모터에 연결되며 상부에 기판이 안착될 수 있도록 형성되는 스핀척,

   상기 스핀척에 안착된 기판의 상면으로부터 기설정된 간격만큼 이격되어 상기 기판을 덮은 상태에서 상기 스핀척과 함께 회전할 수 있도록 상기 스핀척에 체결되며, 상기 기판의 측면부의 적어도 일부를 개방하도록 형성되는 스핀커버, 그리고

   상기 기판에 세정제를 분사하는 세정액 분사유닛을 포함하고,

   상기 스핀커버는 하단에 상기 스핀척과 결합하는 복수의 다리부를 포함하고,

   상기 스핀척은 상기 복수의 다리부가 각각 삽입되는 복수의 결합홈을 포함하는 기판 세정 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다리부는 하단의 일측부에 형성된 돌기를 포함하고,

   상기 결합홈은 상기 돌기가 삽입될 수 있도록 하단 측부에 형성된 측부홈을 포함하는 기판 세정 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 돌기와 상기 측부홈은 상기 스핀척의 회전방향과 반대방향에 형성되는 기판 세정 장치.

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