KR101037180B1 - 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조 - Google Patents

Abstract

웨이퍼에 대한 약액분사각을 확대 내지 변경하여 웨이퍼의 일부분에 대한 약액의 집중을 방지하기 위한 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조가 제공된다. 그 웨이퍼 처리조는 내부에서 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 보울과, 그 보울이 일체적으로 설치되며 웨이퍼를 향하는 약액의 좌, 우 분사각도를 조절할 수 있는 노즐장치와, 보울에 일체적으로 설치되며 노즐장치의 좌, 우 회동각도를 조절하기 위한 액튜에이터로 구성된다.

반도체 제조, 처리조, 보울, 노즐, 액튜에이터

Description

반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조{A Bath for Treating Wafer in System for Manufacturing Semiconductor}

본 발명은 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조에 관한 것으로, 더 자세하게는 웨이퍼 표면에 약액을 보다 넓은 영역에 균일하고 신속하게 분사할 수 있고 약액사용의 효율을 증대시킬 수 있는 노즐장치를 구비한 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조에 관한 것이다.

최근 반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 표면에 잔류하는 파티클(particle), 미립자 금속 불순물, 유기 오염물, 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거하기 위해 습식 세정 공정을 수행한다. 이와 같은 습식 세정공정에서 보울(bowl)이라 칭하는 처리조 내에 웨이퍼에 약액을 분사하여 웨이퍼를 세정하거나 처리하는 공정이 필수적으로 행해지고 있다.

이와 같은 보울에서의 웨이퍼에 대한 약액분사는, 도 1에 도시된 바와 같이, 보울(1)에 일체형으로 구비된 고정식 노즐(2)들에 의해 실행된다. 즉, 보울(1)에 일체형으로 고정된 복수의 노즐(2)은 보울(1)의 내부의 웨이퍼지지부재(3)에 구비 된 복수의 스핀들(4)상에 지지된 웨이퍼(w)를 향해 소정의 약액을 분사함으로써 웨이퍼를 처리한다

그러나 일반적인 보울에서의 웨이퍼에 대한 노즐의 약액분사에는 다소의 문제점이 초래되는 것으로 나타났다. 즉, 각각의 노즐이 보울에 고정형으로 고정되어 있어 웨이퍼에 대한 약액의 분사가 노즐의 일부 도는 제한됨 범위의 분사각으로만 한정되어 웨이퍼의 특정부분으로만 약액이 집중되는 문제점이 있다.

또한 이와 같은 약약의 제한적이고 집중적인 분사로 인해 전체적인 약액의 사용효율이 저하되는 문제점이 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보울에 배치되는 웨이퍼에 대한 약액 분사각을 확대 내지 변경하여 웨이퍼의 특정부분에 대한 약액의 집중을 방지하기 위한 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 웨이퍼에 대한 약액분사각을 확대 내지 조정할 수 있어 약액의 사용효율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 웨이퍼에 대한 약액의 분사각을 확대 또는 조정할 수 있는 노즐을 구비하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조는, 내부에서 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 보울과, 그 보울이 일체적으로 설치되며, 웨이퍼를 향하는 약액의 좌, 우 분사각도를 조절할 수 있는 노즐장치와, 보울에 일체적으로 설치되며, 노즐장치의 좌, 우 회동각도를 조절하기 위한 액튜에이터를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조에 의하면, 보울에 설치되는 약액분사노즐을 분사각을 확대 내지 조정할 수 있도록 설치하여 웨이퍼에 대한 액액의 분사면적을 확대 및 조정할 수 있어 약액을 웨이퍼에 대해 전체적으로 균일하고 신속하게 분사할 수 있으므로, 약액 사용효율을 극대화 시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 수단 또는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 웨이퍼 처리조의 노즐장치 및 액튜에이터를 상세히 보여주는 분해사시도이며, 도 4는 도 2의 웨이퍼 처리조의 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 처리조에서의 노즐장치의 각각의 노즐들의 분사각이 조절되는 상태를 보여주는 평면도이다.

도 2 내지 5를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조는 기본적으로 보울(10)을 구비한다. 그 보울(10)은 웨이퍼(w)는 물론 여러 구 성요소들이 내장될 수 있도록 충분한 체적의 원통형으로 형성된다.

즉, 보울(10)은 원통형의 본체(12)와, 그 본체(12)의 내측 상부에 배치되는 원판형의 지지부재(14)와, 그 지지부재(14)의 주변에 일정간격으로 돌출 형성되어 웨이퍼(w)를 지지하기 위한 복수의 스핀들(16)을 구비한다. 물론, 본체(12)는 약액 공급 및 회수시스템(미도시)에 연결되고, 지지부재(14)는 회전가능하게 설치될 수 있는 바, 이와 같은 기술적 구성은 본 기술분야의 당업자라면 용이하게 이해할 수 있는 것이므로 설명의 명확성을 위해 생략한다.

보울(10)에는 그 내부에 배치되는 웨이퍼(w)에 약액을 분사하여 공급하기 위한 노즐장치(20)가 설치된다.

그 노즐장치(20)는 보울(10)의 본체(12)의 일측에 고정되는 지지부재(22)를 구비한다. 그 지지부재(22)는 보울(20)의 본체(12)의 외주면과 동일한 곡률반경을 지니며, 용접 또는 다른 고정방식에 의해 일체적으로 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 지지부재(22)에는 후술되는 노즐이 고정 설치되는 복수의 고정공(222)이 형성되는 것이 바람직하다.

그 지지부재(22)에는 복수의 노즐(24)이 일정 간격으로 설치된다. 각각의 노즐(24)은 그 분사단(24a)이 웨이퍼(w)를 향하도록 'ㄱ'자형으로 절곡 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 각각의 노즐(24)은 좌, 우로 회전 또는 회동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 노즐(24)의 회전을 위해 각각의 노즐(24)의 몸체에는, 지지부재(22)의 각각의 고정공(222)에 삽입 고정되어 각각의 해당 노즐(24)을 회전시키기 위한 베어링(242)이 설치되는 것이 바람직하다. 각각의 베어링(242) 은 링베어링으로 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 각각의 노즐(24)의 단부에는 약액을 공급하기 위한 호스(h)가 연결된다.

또한, 본 발명에 따른 노즐장치(20)는 각각의 노즐(24)의 몸체의 대체로 하부에서 실제적인 회전 동력을 전달받기 위한 타이밍 풀리(26)를 구비한다. 선택적으로, 타이밍 풀리(26)는 기어 또는 스프로킷과 같은 동력 수용수단으로 교체될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 노즐장치(20)는 각각의 타이밍 풀리(26)를 상호 연결시킴은 물론 각각의 타이밍 풀리(26)를 동시적으로 회전 구동시키기 위한 동력을 전달할 수 있도록 타이밍 벨트(28)를 구비한다. 선택적으로, 타이밍 벨트(28)는 체인 또는 벨트 등과 같은 동력 전달수단으로 교체될 수 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 처리조에는 노즐장치(20)를 구동시키기 위한 액튜에이터(30)가 일체적으로 설치된다.

그 액튜에이터(30)는 보울(10)의 본체(12)에 고정되는 모터(32)를 구비한다. 그 모터(32)는 정회전 및 역회적 구동이 가능한 가역 스텝모터로 형성되는 것이 바람직하다.

그 모터(32)에는 정회전 또는 역회전 가능한 구동로드(34)가 회전 가능하게 설치된다.

또한, 그 구동로드(34)의 단부에는 노즐장치(20)의 타이밍 벨트(28)에 연결되어 그 타이밍 벨트(28)를 구동시키기 위한 구동풀리(36)를 일체로 구비한다.

선택적으로, 액튜에이터(30)는, 웨이퍼 처리장치를 전체적으로 제어하기 위 해 그 처리장치에 설치되는 콘트롤러(40)에 연결된다. 이와 같은 구성에 따라 처리장치에서의 웨이퍼(w)의 처리공정 중 액튜에이터(30)는 콘트롤러(40)의 명령 또는 제어에 따라 작동되어 노즐장치(20)를 작동시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 소자 처리장치의 웨이퍼 처리조의 작동 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 웨이퍼(w)를 보울(10)의 지지부재(14)에 구비된 스핀들(16)에 설치한 상태에서 웨이퍼(w)의 약액처리를 위해 콘트롤러(40)가 액튜에이터(30)를 작동시키면 노즐장치(20)가 작동함과 동시에 약액(e)이 웨이퍼(w)로 분사되어 그 웨이퍼를 약액 처리할 수 있는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 콘트롤러(40)가 액튜에이터(30)에 작동명령 및 전원을 공급하면, 액튜에이터(30)의 모터(32)가 가역 작동된다. 이와 같이 모터(32)가 작동되면, 그 모터(32)에 연결된 구동로드(34)는 설정된 범위 또는 영역에서 정회전 및 역회적 구동됨과 동시에 그 구동로드(34)의 단부에 구비된 구동풀리(36) 또한 정회전 및 역회전을 연속반복적으로 행한다.

이와 같이 액튜에이터(30)의 구동풀리(36)가 가역 회전되면 그 구동풀리(36)에 접속되는 노즐장치(20)의 타이밍 벨트(28)가 동일하게 정회전 및 역회전을 연속 반복적으로 행하게 된다. 이와 같이 타이밍 벨트(28)가 가역 회전 구동되면, 그 타이밍 벨트(28)에 연결된 각각의 노즐(24)이 좌, 우로 회전되거나 회동되는 것이다. 이때, 각각의 노즐(24)은 그 노즐 몸체에 구비된 베어링(242)에 의해 지지부재(22)의 고정공(222)에 고정됨으로써, 각각의 노즐(24)의 좌, 우 회전이 원할할 뿐 아니 라 소음을 방지할 수 있는 것이다.

이와 같이, 각각의 노즐(24)이 지지부재(22)를 중심으로 좌, 우로 회전되면서 분사단(24a)을 통해 약액(e)을 분사함으로써, 그 약액(e)은 웨이퍼(w)상에 조절되고 광범위한 영역으로 분사될 수 있는 것이다.

이와 같이, 웨이퍼상에 확대된 영역에 약액을 균일하고 신속하게 분사할 수 있으므로 약액 분사시간을 감소시킬 수 있음은 물론 약액 사용효율을 현저히 향상시킬 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 종래기술에 따른 반도체 제조장치의 웨이퍼 처리조에서의 약액의 분사상태를 보여주는 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조를 보여주는 사시도.

도 3은 도 2의 웨이퍼 처리조의 노즐장치 및 액튜에이터를 상세히 보여주는 분해사시도.

도 4는 도 2의 웨이퍼 처리조의 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 처리조에서의 노즐장치의 각각의 노즐들의 분사각이 조절되는 상태를 보여주는 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 보울 20: 노즐장치

30: 액튜에이터 40: 콘트롤러

Claims (6)

1. 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조에 있어서,

   내부에서 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 보울;

   상기 보울이 일체적으로 설치되며, 상기 웨이퍼를 향하는 약액의 좌, 우 분사각도를 조절할 수 있는 노즐장치; 및

   상기 보울에 일체적으로 설치되며, 상기 노즐장치의 좌, 우 회동각도를 조절하기 위한 액튜에이터를 포함하며,

   상기 노즐장치는

   상기 보울의 본체의 일측에 고정되는 지지부재;

   상기 지지부재에 회전가능하게 지지되며 상기 웨이퍼를 향해 약액을 분사하기 위한 복수의 노즐;

   상기 각각의 노즐의 하부에 일체로 고정되는 타이밍 풀리; 및

   상기 각각의 타이밍 풀리를 상호 연결시켜 동시적으로 회전 구동시키기 위한 동력을 상기 액튜에이터로부터 전달받는 타이밍 벨트를 포함하는 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조.
2. 제1항에 있어서, 상기 보울은 원통형의 본체와, 상기 본체의 내측 상부에 배치되는 원판형의 지지부재와, 상기 지지부재의 주변에 일정간격으로 돌출 형성되어 웨이퍼를 지지하기 위한 복수의 스핀들을 구비하는 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 보울의 본체에 고정되는 지지부재에는 상기 각각의 노즐이 삽입되는 복수의 고정공이 형성되며;

   상기 각각의 노즐에는, 상기 지지부재의 각각의 고정공에 삽입 고정되어 상기 각각의 해당 노즐을 회전시키기 위한 베어링이 설치되는 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조.
5. 제1항에 있어서, 상기 액튜에이터는

   상기 보울의 본체에 고정되는 가역모터;

   상기 가역모터에 설치되며 정회전 및 역회전 가능한 구동로드; 및

   상기 구동로드의 단부에 일체로 구비되며 상기 노즐장치의 타이밍 벨트에 연결되는 구동풀리를 포함하는 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조.
6. 제1항에 있어서,

   상기 반도체 처리장치를 전체적으로 제어하기 위해 그 처리장치에 설치되며, 상기 웨이퍼의 처리공정 중 상기 액튜에이터를 제어하기 위한 콘트롤러를 더 포함하는 반도체 처리장치의 웨이퍼 처리조.

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