KR100895032B1 - 스핀 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 스핀 헤드는 기판 측으로 처리액을 분사하는 백노즐과 백노즐에 수용된 처리액으로부터 발생되는 흄을 흡입하는 흡입관을 포함한다. 따라서, 백노즐을 이용하여 기판에 대해 소정의 공정을 진행한 이후 또는 이전에 흡입관을 작동시키면, 기판 주변의 흄을 흡입할 수 있고, 그 결과 흄에 의해 기판의 식각이 요구되지 않는 부분이 식각되는 것이 방지된다.
스핀 헤드, 백노즐

Description

스핀 헤드{SPIN HEAD}
본 발명은 스핀 헤드에 관한 것이다.
일반적으로, 기판에 소자를 형성하기 위해서는 기판 위에 박막을 형성하고, 상기 박막에 대해 패터닝 공정을 진행하여 패턴을 형성한다. 일반적인 패터닝 공정에는 감광막 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정 및 감광막 박리 공정을 순차적으로 진행하여 박막을 패터닝하는 사진 식각 공정이 있다.
식각 공정은 식각액 또는 식각가스를 이용하여 기판 위에 형성된 물질을 식각하는 공정으로, 상기 사진 식각 공정에 요구되는 식각 공정 외에, 매엽식 식각 장비를 이용하여 기판의 후면에 증착된 박막을 식각하는 식각 공정이 있다. 기판의 후면에 증착된 박막은 후속 공정에서 이물질로 작용하므로 상기 박막을 제거하는 것이 바람직하다.
한편, 기판의 후면 식각 공정에 사용되는 스핀 헤드는 구동 모터에서 발생된 회전력이 벨트에 의해 중공축 주위의 스핀들로 전달되어 스핀 헤드가 회전하게 되며, 스핀 헤드에 설치된 백노즐을 통해 기판의 후면으로 식각액(etchant)을 분사하 여 기판 후면을 식각한다.
하지만, 상기 백노즐을 이용한 기판의 식각 공정이 완료된 후에, 상기 백노즐에 수용된 식각액이 기화되어 발생된 흄은 상기 기판을 추가적으로 식각할 수 있다. 상기 흄에 의한 식각 현상은 기판의 의도하지 않은 부분을 식각할 수 있다.
본 발명의 목적은 흄에 의해 기판의 의도하지 않은 부분이 식각되는 것을 방지할 수 있는 스핀 헤드를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 스핀 헤드는 회전 가능한 몸체, 상기 몸체의 상부에 구비되어 기판을 지지하는 척킹핀, 중공형의 형상을 갖고 상기 몸체와 결합하여 상기 몸체를 회전시키는 회전축, 상기 회전축 내부에 구비되어 상기 척킹핀이 지지하는 기판의 후면에 처리액을 분사하는 백노즐, 및 상기 회전축 내부에 구비되어 상기 처리액으로부터 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출하는 흡입관을 포함한다. 상기 흡입관은 상기 몸체의 표면으로부터 돌출되고 측부에 개구부가 형성되어 상기 개구부를 통해 상기 흄을 흡입하는 돌출부, 및 상기 돌출부의 상부에 구비되어 상기 백노즐로부터 분사된 상기 처리액이 상기 흡입관으로 유입되는 것을 방지하는 덮개부를 포함한다.
삭제
본 발명에 따른 스핀 헤드는 기판의 후면에 식각액을 분사하는 백노즐과 인 접하여 상기 식각액으로부터 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출하는 흡입관을 포함한다. 따라서, 상기 백노즐을 이용한 기판의 식각 공정이 완료된 후에도, 상기 흄에 의해 기판이 추가적으로 식각되는 것을 방지하여 기판의 의도하지 않은 부분이 식각되는 것을 방지할 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스핀 헤드(600)는 웨이퍼(W)를 고정한 상태에서 상기 웨이퍼(W)를 회전시키는 장치로, 상기 스핀 헤드(600)는 몸체(100), 상기 몸체(100)로부터 돌출되어 웨이퍼(W)를 지지하는 척킹핀(110)과 지지핀(120), 상기 몸체(100)의 둘레에 구비되는 보호 용기(500), 상기 몸체(100)와 결합하여 상기 몸체(100)를 회전시키는 회전축(200), 상기 회전축(200)의 내부에 구비되는 노즐 몸체(410)를 포함한다.
상기 몸체(100)는 원형 형상을 갖고, 상기 몸체(100)의 하부에는 회전축(200)이 결합된다. 상기 회전축(200)은 구동부(도 2의 300)와 결합하여 상기 몸체(100)는 상기 구동부의 회전력에 의해 회전운동을 할 수 있고, 그 결과 상기 몸체(100)에 지지된 상기 웨이퍼(W)가 회전할 수 있다.
또한, 상기 몸체(100)의 상면에는 다수의 관통홀들(미도시)이 형성되고, 상기 다수의 관통홀들을 통해 상기 척킹핀(110) 및 상기 지지핀(120)이 상기 몸체(100)의 표면으로부터 돌출된다.
상기 척킹핀(110)은 별도의 핀구동부(미도시)와 결합되고, 상기 핀구동부의 회전력에 의하여 상기 척킹핀(110)이 회전하여 상기 웨이퍼(W)의 측부를 지지하거나, 상기 웨이퍼(W)와 이격될 수 있다. 또한, 상기 지지핀(120)은 상기 척킹핀(110)과 인접하게 위치하여 상기 웨이퍼(W)의 하부를 지탱한다.
또한, 본 발명에 따른 스핀 헤드(600)는, 웨이퍼(W) 표면의 일정한 막을 제거하기 위하여 산 용액(Acid Solution)을 사용하기 때문에, 상기 스핀 헤드(600)의 주변에 배치된 장비를 보호하기 위하여 상기 몸체(100) 주변에 상기 보호용기(500)가 구비된다. 본 도면에서는 도시되지 않았지만, 상기 보호 용기(500)의 주변에는 상기 스핀 헤드(600)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)를 에칭하기 위한 각종 유니트(미도시)들이 더 구비된다.
한편, 상기 회전축(200)은 중공형의 형상을 가져 상기 회전축(200)의 내부에 는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에는 상기 노즐 몸체(410)가 구비된다.
상기 노즐 몸체(410)의 내부에는 상기 웨이퍼(W)의 배면을 식각하기 위한 식각액을 분사하는 제 1 백노즐(420), 제 2 백노즐(421), 상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421) 사이에 형성되어 식각액이 기화되어 발생된 흄을 흡입하는 흡입관(414)이 구비된다.
상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421)은 식각액 공급부(미도시) 와 결합되고, 상기 식각액 공급부에는 밸브가 구비되어 상기 식각액 공급부로부터 상기 제 1 및 제 2 백노즐(420,421) 측으로 제공되는 식각액의 유량이 제어될 수 있다.
상기 흡입관(414)은 상기 몸체(100)의 회전 중심과 인접하여 상기 몸체(100)로부터 돌출되고, 상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421)은 상기 흡입관(414)을 사이에 두고 서로 마주보는 위치에 형성된다. 상기 흡입관(414)은 상기 제 1 및 제 2 백노즐(420,421) 내부에 수용된 식각액으로부터 발생되는 흄을 흡입하여 외부로 배출시킨다. 상기 흡입관(414)의 구조 및 기능에 대한 보다 상세한 설명은 도 3b를 이용하여 설명된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 몸체(100)에는 두 개의 백노즐들, 즉, 상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421)이 구비된다. 하지만, 스핀 헤드의 몸체에 두 개 이상의 백노즐들이 구비될 수 있다. 단, 스핀 헤드의 몸체에 두 개 이상의 백노즐들이 구비되는 경우에, 백노즐들은 흡입관을 둘러싸도록 위치하여 각각의 백노즐들과 몸체의 회전 중심과의 이격거리는 흡입관과 상기 회전 중심과의 이 격거리 보다 큰 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드의 개략적인 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 부분 확대도이다. 보다 상세하게는, 도 3a는 스핀 헤드가 기판에 대해 식각 공정을 진행할 때의 백노즐들과 흡입관을 확대한 도면이고, 도 3b는 스핀 헤드가 기판에 대해 식각 공정을 진행하기 전 또는 후의 백노즐들과 흡입관을 확대한 도면이다.
도 2를 참조하면, 스핀 헤드(600)는 척킹핀(110) 및 지지핀(120)이 구비된 몸체(100), 상기 몸체(100)와 결합하여 상기 몸체(100)를 회전시키는 회전축(200), 상기 회전축(200)의 내부에 구비되어 웨이퍼(W)의 후면에 식각액을 분사하는 제 1 및 제 2 백노즐(420,421) 및 상기 회전축(200)과 결합하여 상기 회전축에 동력을 전달하는 구동부(300)를 포함한다.
상기 구동부(300)는 구동모터(310), 구동 풀리(320) 및 벨트(330)를 포함한다. 상기 구동모터(310)에서 발생된 회전력이 상기 벨트(330)에 의해 회전축(200)으로 전달되면, 상기 회전력에 의해 상기 몸체(100)가 회전하고, 그 결과 상기 회전축(200)과 결합된 몸체(100), 및 상기 몸체(100)에 지지된 웨이퍼(W)가 회전할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 상기 회전축(200)에 구비된 제 1 백노즐(420) 및 제 2 백노즐(421)로부터 상기 웨이퍼(W)의 후면 측으로 식각액이 분사되고, 그 결과, 상기 상기 식각액에 상기 웨이퍼(W) 상에 형성된 박막이 식각된다.
한편, 상기 흡입관(414)의 상부에는 덮개부(418)가 구비된다. 상기 덮개 부(418)는 상기 웨이퍼(W) 측으로 분사된 식각액(430)이 상기 흡입관(414)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
도 3b를 참조하면, 상기 웨이퍼(W)에 대해 식각 공정이 완료되면, 상기 흡입관(414)이 작동하여 상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421) 내부에 수용된 식각액으로부터 발생된 흄(431)을 흡입한다. 상기 흄(431)은 상기 제 1 백노즐(420) 및 상기 제 2 백노즐(421)이 상기 식각액(430)을 분사하지 않을 때, 상기 제 1 및 제 2 백노즐(420,421) 내부에 수용된 상기 식각액(430)이 기화되어 발생된다.
상기 흄(431)은, 상기 식각액(430)과 같이, 상기 웨이퍼(W) 상에 증착된 박막을 식각할 수 있는 성분을 가질 수 있으므로 상기 웨이퍼(W)는 상기 흄(431)에 의해 식각될 수 있다. 하지만, 상기 흄(431)에 의해 발생되는 식각 작용은 작업자 또는 장비에 의해 제어되기 어렵고, 그 결과 상기 흄(431)은 상기 웨이퍼(W)의 식각이 요구되지 않는 부분을 식각 시킬 수 있다. 이는 곧, 상기 웨이퍼(W)에 대한 이상 식각 현상을 일으켜 상기 웨이퍼(W)에 여러가지의 문제점을 일으킬 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 흄(431)을 흡입하여 외부로 배출시킬 수 있는 흡입관(414)이 제공되므로 상기 흄(431)은 상기 흡입관(414)에 의해 외부로 배출된다. 상기 흡입관(414)은 몸체(100)로부터 돌출된 부분에 다수의 개구부(416)가 형성된다. 상기 흡입관(414)이 상기 식각액(430)으로부터 발생된 흄(431)을 흡일할 때, 상기 개구부(416)는 상기 흄(431)이 상기 흡입관(414) 측으로 이동하는 이동 통로가 된다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 흡입관(414)은 웨이퍼(W)에 대한 식각 공정이 완료된 후에 작동하여 웨이퍼(W)의 이상 식각을 발생시키는 흄을 흡입한다. 하지만, 상기 흡입관(414)은 상기 웨이퍼(W)에 대해 식각 공정을 진행하기 전에 작동되어 상기 웨이퍼(W) 주변으로 발생되는 흄을 제거할 수도 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스핀 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 부분 확대도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 -- 몸체 110 -- 척킹핀
120 -- 지지핀 200 -- 회전축
300 -- 구동부 320 -- 구동 풀리
330 -- 벨트 410 -- 노즐 몸체
414 -- 흡입관 416 -- 흡입구
418 -- 덮개부 420 -- 제 1 백노즐
421 -- 제 2 백노즐 430 -- 식각액
431 -- 흄 500 -- 보호 용기
600 -- 스핀 헤드 W -- 웨이퍼

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 회전 가능한 몸체;
    상기 몸체의 상부에 구비되어 기판을 지지하는 척킹핀;
    중공형의 형상을 갖고, 상기 몸체와 결합하여 상기 몸체를 회전시키는 회전축;
    상기 회전축 내부에 구비되고, 상기 척킹핀이 지지하는 기판의 후면에 처리액을 분사하는 백노즐; 및
    상기 회전축 내부에 구비되어 상기 처리액으로부터 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출하는 흡입관을 포함하고,
    상기 흡입관은,
    상기 몸체의 표면으로부터 돌출되고 측부에 개구부가 형성되어 상기 개구부를 통해 상기 흄을 흡입하는 돌출부; 및
    상기 돌출부의 상부에 구비되어 상기 백노즐로부터 분사된 상기 처리액이 상기 흡입관으로 유입되는 것을 방지하는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  4. 회전 가능한 몸체;
    상기 몸체의 상부에 구비되어 기판을 지지하는 척킹핀;
    중공형의 형상을 갖고, 상기 몸체와 결합하여 상기 몸체를 회전시키는 회전축;
    상기 회전축 내부에 구비되어 상기 척킹핀이 지지하는 기판의 후면에 처리액을 분사하는 백노즐; 및
    상기 회전축 내부에 구비되어 상기 처리액으로부터 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출하는 흡입관을 포함하고,
    상기 흡입관은 상기 몸체의 회전 중심에 인접하여 구비되며,
    상기 백노즐은 상기 흡입관의 주변에 위치하되, 상기 백노즐과 상기 몸체의 회전 중심과의 이격거리는 상기 흡입관과 상기 몸체의 회전 중심과의 이격거리 보다 큰 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 회전축에 상기 백노즐이 복수개 구비되고, 상기 백노즐은 상기 흡입관 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리액은 식각액인 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  7. 회전 가능한 몸체;
    상기 몸체의 상부에 구비되어 기판을 지지하는 척킹핀;
    상기 몸체에 설치되고, 상기 척킹핀이 지지하는 기판의 후면에 처리액을 분사하는 백노즐; 및
    상기 몸체에 설치되고, 상기 백노즐과 별개로 구비되며, 상기 처리액으로부터 발생된 흄을 흡입하여 외부로 배출하는 흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 흡입관은,
    상기 몸체의 상면보다 돌출되어 위치하고, 측부에 상기 흄이 유입되는 개구부가 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
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