KR101923382B1 - Rinsing and drying device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스핀식 헹굼 건조 장치에 관한 것으로, 스핀식 헹굼 건조 장치는, 상부에 기판이 안착되며 회전 가능하게 마련되는 기판거치부와, 기판거치부의 측면 둘레에 배치되는 가드링과, 기판거치부의 주변을 감싸도록 형성되며 가드링의 내부에 배치되는 스핀커버를 포함하는 것에 의하여, 기판거치부가 회전함에 따른 상승 기류를 저감시키고, 기판의 2차 오염을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a spin type rinsing and drying apparatus, and more particularly, to a spin type rinsing and drying apparatus, which comprises a substrate mounting portion on which a substrate is mounted and rotatably mounted, a guard ring disposed around the side surface of the substrate mounting portion, By including the spin cover which is formed so as to surround the periphery of the guard ring and is disposed inside the guard ring, an advantageous effect of reducing the ascending airflow due to rotation of the substrate holder and preventing secondary contamination of the substrate can be obtained.
Description
본 발명은 스핀식 헹굼 건조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기판의 세정 건조시 비정상적인 유체 유동에 의한 기판의 2차 오염을 방지할 수 있는 스핀식 헹굼 건조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spin-type rinsing and drying apparatus, and more particularly, to a spin-type rinsing and drying apparatus capable of preventing secondary contamination of a substrate due to abnormal fluid flow during cleaning and drying of a substrate.
화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 연마층이 구비된 반도체 제작을 위한 웨이퍼와 연마 정반의 사이에 슬러리를 공급한 상태로 상대 회전시킴으로써 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 공정이다. A chemical mechanical polishing (CMP) process is a process of planarizing a surface of a wafer by relatively rotating the wafer in a state where a slurry is supplied between a wafer for manufacturing a semiconductor equipped with a polishing layer and a polishing table.
화학 기계식 연마 시스템은 웨이퍼 등의 기판을 화학 기계적으로 연마하는 다수의 연마 스테이션, 연마 공정 이후에 웨이퍼의 표면에 부착된 연마 입자 및 슬러리를 세정하는 세정 스테이션, 세정 스테이션에서 세정된 웨이퍼를 헹굼 건조시키는 헹굼 건조 스테이션으로 구성될 수 있다.A chemical mechanical polishing system includes a plurality of polishing stations for chemically mechanically polishing a substrate such as a wafer, a cleaning station for cleaning the abrasive particles and slurry attached to the surface of the wafer after the polishing process, a cleaning station for rinsing and drying the cleaned wafer And a rinse drying station.
여기서, 세정 공정은 2단계로 분류되어 수행될 수 있으며, 제1세정 스테이션에서는 암모니아액을 분사하면서 브러싱하여 1차적으로 세정하고, 제2세정 스테이션에서는 불산용액을 분사하면서 브러싱하여 2차적으로 세정하는 것에 의해 웨이퍼의 표면에 부착된 연마 입자와 슬러리를 제거한다. 그리고, 헹굼 건조 스테이션에서는 암모니아액 등의 약액을 헹구어 제거하고 웨이퍼를 건조시킬 수 있다.Here, the cleaning process can be performed in two stages. In the first cleaning station, the ammonia solution is sprayed while being brushed and then primarily cleaned. In the second cleaning station, the hydrofluoric acid solution is sprayed while being sprayed, Thereby removing abrasive particles and slurry adhering to the surface of the wafer. In the rinsing and drying station, the chemical liquid such as an ammonia solution can be rinsed and removed to dry the wafer.
도 1은 종래의 화학 기계적 연마시스템의 스핀식 헹굼 건조 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 건조 스테이션에서의 웨이퍼 스핀식 헹굼 건조 장치(1)는, 둘레가 커버(10)로 둘러싸인 공간 내에서 웨이퍼(W)를 파지하여 회전축(21)을 중심으로 모터에 의해 스핀 회전하는 웨이퍼 거치부(20)가 구비되고, 헹굼수 공급기(50)가 설치되어 헹굼수(desalted water) 또는 순수(deionized water)(55)를 분사하여 웨이퍼(W)의 표면에 묻어있는 약액을 헹구어 배기시키고, 고속으로 회전시키면서 웨이퍼(W)의 표면에 묻어있는 헹굼수를 원심력으로 배기시키면서 건조시킨다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a configuration of a spin-type rinsing and drying apparatus of a conventional chemical mechanical polishing system. 1, the wafer spin type rinsing and drying
또한, 기체 공급부(30)로부터 케이싱(5)의 내부에 공기가 유입되면, 상단(44)보다 좁은 단면적의 하단(42)을 갖도록 형성된 유동 안내부(40)에 의하여 공기가 가속되면서 케이싱(5)의 내부로 배기됨으로써, 케이싱(5)의 내부에는 하방으로의 공기 유동장이 형성될 수 있고, 이를 통해 웨이퍼(W)의 표면으로부터 주변으로 튀어나가는 액적이 케이싱(5) 내에서 부유하는 것을 방지할 수 있다.When the air is introduced into the
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(10)의 내측에서 웨이퍼 거치부(20)가 스핀 회전할 시, 웨이퍼 거치부(20)의 주변에서 발생하는 회전 기류(커버의 내면을 따라 맴도는 기류)에 의해 상승 기류가 발생하는 문제점이 있고, 이와 같은 상승 기류에 의하여 케이싱(5)의 내부의 파티클(웨이퍼 거치부의 하부 파티클)과 웨이퍼(W)로부터 비산된 액적이 상부 방향으로 이동(비산 높이 증가)하면 웨이퍼(W)의 2차 오염이 발생하는 문제점이 있다.2, when the
특히, 먼지 등의 이물질이 포함된 액적이 상승된 후 웨이퍼(W)의 표면으로 낙하할 경우에는, 웨이퍼(W)에 반점(watermark)이 생기는 치명적인 문제가 발생할 수 있다.Particularly, when a droplet containing foreign matter such as dust drops and then drops to the surface of the wafer W, a fatal problem that a watermark is formed on the wafer W may occur.
더욱이, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존에는 커버(10)의 내측에서 웨이퍼 거치부(20)가 스핀 회전함에 따라 웨이퍼 거치부(20)의 하부에 부압이 형성되고, 웨이퍼 거치부(20)의 하부에 형성된 부압에 의해 웨이퍼 거치부(20)의 하부에 구비된 드레인포트에서 흄(fume)이 역류하는 문제점이 있다.3, a negative pressure is formed in the lower portion of the
이를 위해, 최근에는 케이싱 내부에서의 비정상적인 상승 기류를 방지하고, 비정상적 유동에 의한 웨이퍼의 2차 오염을 방지하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.To this end, in recent years, various investigations have been made to prevent abnormal ascending air currents inside the casing and to prevent secondary contamination of wafers due to abnormal flow, but development is still required.
본 발명은 기판의 헹굼 건조 공정 중에 헹굼 건조에 방해가 되는 비정상적 유체 유동을 최소화하고, 비정상적인 유체 유동에 의한 기판의 2차 오염을 저감시키는 스핀식 헹굼 건조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a spin-type rinsing and drying apparatus for minimizing an abnormal fluid flow obstructing rinsing drying during a rinsing and drying process of a substrate, and reducing secondary contamination of the substrate due to abnormal fluid flow.
특히, 본 발명은 가드링의 내측에서 기판거치부가 회전함에 따른 비정상적인 상승 기류의 발생을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Particularly, it is an object of the present invention to prevent the occurrence of an abnormal ascending air flow due to the rotation of the substrate mount on the inner side of the guard ring.
또한, 본 발명은 기판의 헹굼 건조 공정 중에 기판에 오염된 액적이 낙하함에 따른 반점 발생을 방지하며, 헹굼 건조 공정에 소요되는 시간을 단축하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent the occurrence of spots due to dropping of contaminated droplets on the substrate during the rinsing and drying process of the substrate, and to shorten the time required for the rinsing and drying process.
또한, 본 발명은 기판거치부의 회전시 기판거치부의 하부 압력을 높여 드레인포트에 역압이 형성되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent a back pressure from being formed in the drain port by raising the lower pressure of the substrate holder when rotating the substrate holder.
또한, 본 발명은 기판의 표면을 향한 기체 유동의 저항성을 낮출 수 있으며, 케이싱 내부에서의 비정상적 기체 기류를 효과적으로 억제하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention can lower the resistance of the gas flow toward the surface of the substrate and effectively suppress the abnormal gas flow inside the casing.
또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to improve stability and reliability and to improve the yield.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스핀식 헹굼 건조 장치는, 상부에 기판이 안착되며 회전 가능하게 마련되는 기판거치부와, 기판거치부의 측면 둘레에 배치되는 가드링과, 기판거치부의 주변을 감싸도록 형성되며 가드링의 내부에 배치되는 스핀커버를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a spin type rinsing and drying apparatus comprising: a substrate mounting unit having a substrate mounted thereon and rotatably mounted thereon; A guard ring, and a spin cover which is formed to surround the periphery of the substrate mount and is disposed inside the guard ring.
이는, 기판의 헹굼 건조 공정 중에 비정상적 유체 유동을 최소화하고, 비정상적인 유체 유동에 의한 기판의 2차 오염을 줄이기 위함이다.This is to minimize abnormal fluid flow during the rinse and dry process of the substrate and to reduce secondary contamination of the substrate by abnormal fluid flow.
즉, 가드링의 내측에서 기판거치부가 기판을 거치한 상태로 고속 회전하면, 기판거치부의 회전에 따라 강제적으로 발생된 공기 유동에 의해 기판거치부와 가드링의 사이 공간에 회전 기류(맴돌이 기류)가 발생되고, 이 회전 기류에 의해 기판거치부의 하부로부터 상부 방향으로 토네이도와 같은 상승 기류가 발생함에 따라, 기판거치부의 하부에 위치하던 파티클과 기판으로부터 비산된 액적이 상승 기류를 따라 상승된 후 다시 기판에 들러붙는 2차 오염이 발생하는 문제점이 있다.That is, when the substrate mounting part is rotated at a high speed while the substrate mounting part is mounted on the inner side of the guard ring, a rotating air current (eddy current) is generated in the space between the substrate mounting part and the guard ring by forced air flow, And a rising air current such as a tornado is generated in the upward direction from the lower portion of the substrate mounting portion by the rotating air current, the droplets scattered from the substrate and the substrate located at the lower portion of the substrate mounting portion rise along the upward flow There is a problem that second pollution that sticks to the substrate occurs.
그러나, 본 발명은 기판거치부의 주변을 감싸도록 스핀커버를 배치하고, 스핀커버를 이용하여 기판거치부가 회전함에 따른 기류의 유입을 억제하는 것에 의하여, 기판거치부의 주변에서 비정상적(과도한)인 상승 기류가 발생하는 것을 최소화할 수 있으므로, 기판거치부의 하부에 위치하던 파티클과 기판으로부터 비산된 액적이 상승 기류를 따라 상승된 후 기판에 다시 달라붙는 기판의 2차 오염을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.However, according to the present invention, a spin cover is disposed so as to surround the periphery of the substrate mounting portion, and the inflow of the airflow due to the rotation of the substrate mounting portion is suppressed by using the spin cover, It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the secondary contamination of the substrate which is located on the lower part of the substrate mounting part and which is scattered from the substrate and rises along the ascending air flow, .
스핀커버는 기판거치부가 회전함에 따라 발생되는 회전 기류를 억제할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 스핀커버는, 기판거치부의 측면 둘레에 배치되는 측면커버부와, 측면커버부의 하단에 연결되며 기판거치부의 하부에 배치되는 하부커버부를 포함한다.The spin cover may be formed in various structures that can suppress the rotating air current generated as the substrate holder rotates. In one example, the spin cover includes a side cover portion disposed around the side surface of the substrate mounting portion, and a lower cover portion connected to a lower end of the side cover portion and disposed below the substrate mounting portion.
보다 구체적으로, 기판거치부는, 가드링의 내부에 회전 가능하게 배치되는 스핀 플레이트와, 스핀 플레이트의 상면에 구비되며 기판을 지지하는 기판지지부와, 스핀 플레이트의 가장자리 외측으로 돌출되게 배치되며 기판지지부와 스핀 플레이트의 회전축을 연결하는 연결부를 포함하고, 스핀커버는 연결부의 측면 둘레와 하부를 막도록 배치된다.More specifically, the substrate holder includes a spin plate rotatably disposed inside the guard ring, a substrate support provided on the upper surface of the spin plate for supporting the substrate, a substrate support portion disposed to protrude outside the edge of the spin plate, And a connection portion connecting the rotation axis of the spin plate, and the spin cover is disposed so as to close the side circumference and the lower portion of the connection portion.
이와 같이, 기판거치부의 측면 둘레와 하부가 스핀커버에 의해 차단되도록 하는 것에 의하여, 가드링의 내측에 형성되는 회전 기류(맴돌기 기류)의 세력을 약화(유속을 저감)시킬 수 있으며, 결과적으로 가드링의 내측에서의 회전 기류에 의한 비정상적인 상승 기류를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, by making the side surface and the bottom of the substrate mounting portion to be blocked by the spin cover, it is possible to weaken (reduce the flow rate) the force of the rotating air current (the swirling air current) formed inside the guard ring, It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the abnormal ascending airflow caused by the rotating airflow inside the ring.
또한, 스핀커버는 상하 방향을 따라 선택적으로 승강 가능하게 마련될 수 있다. 이와 같이, 스핀커버가 상하 방향을 따라 선택적으로 승강하도록 하는 것에 의하여, 기판의 거치 및 이동시 기판의 원활한 이동을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the spin cover may be provided so as to be selectively movable up and down along the vertical direction. In this manner, by selectively raising and lowering the spin cover along the vertical direction, an advantageous effect of ensuring smooth movement of the substrate upon mounting and moving of the substrate can be obtained.
그리고, 스핀커버에는 스핀커버의 내부에 유입된 유체를 스핀커버의 외부로 배출하기 위한 배출홀이 형성된다. 일 예로, 배출홀은 하부커버부의 상면에 인접한 측면커버부의 최하단에 형성된다. 이와 같이, 측면커버부의 최하단에 배출홀을 형성하는 것에 의하여, 스핀커버의 내부에 유입된 유체가 스핀커버의 내부의 특정 위치(예를 들어, 측면커버부의 최하단 부위)에 고여지거나 정체되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The spin cover is formed with a discharge hole for discharging the fluid introduced into the spin cover to the outside of the spin cover. For example, the discharge hole is formed at the lowermost end of the side cover portion adjacent to the upper surface of the lower cover portion. By forming the discharge hole at the lowermost end of the side cover portion in this manner, the fluid introduced into the inside of the spin cover can be stuck or stagnated at a specific position (for example, the lowermost portion of the side cover portion) inside the spin cover It is possible to obtain an advantageous effect of minimization.
바람직하게, 스핀커버는 기판이 회전하는 동안 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 기판이 회전하는 동안 스핀커버가 함께 회전하도록 하는 것에 의하여, 스핀커버의 내부로 유입된 유체에 원심력을 작용(유체가 스핀커버의 중심에서 멀어지는 방향으로 이동하도록 원심력이 작용)시킬 수 있으므로, 스핀커버의 내부로 유입된 유체의 배출율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 배출홀은 측면커버부의 최하단에 형성되기 때문에, 스핀커버를 회전시켜 유체가 측면커버부의 최하단 부위로 이동하도록 하는 것에 의하여, 스핀커버의 내부로 유입된 유체의 배출율을 높일 수 있다.Preferably, the spin cover can be configured to rotate together while the substrate rotates. Thus, by allowing the spin cover to rotate together while the substrate rotates, a centrifugal force acts on the fluid that has flowed into the spin cover (a centrifugal force acts so that the fluid moves away from the center of the spin cover) , It is possible to obtain an advantageous effect of increasing the discharge rate of the fluid introduced into the inside of the spin cover. In particular, since the discharge hole is formed at the lowermost end of the side cover portion, the discharge rate of the fluid introduced into the spin cover can be increased by rotating the spin cover to move the fluid to the lowermost portion of the side cover portion.
배출홀은 유체를 배출 가능한 다양한 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 배출홀은 폭보다 긴 길이를 갖는 장공홀 형태로 형성될 수 있다. 다르게는 배출홀을 원형홀 형태로 형성하는 것도 가능하다The discharge holes may be formed in various shapes capable of discharging the fluid. For example, the discharge hole may be formed in the shape of a long hole having a length longer than the width. Alternatively, it is also possible to form the discharge hole in the form of a circular hole
바람직하게, 배출홀은 스핀커버의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된다. 이와 같이, 스핀커버의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 배출홀을 형성하는 것에 의하여, 스핀커버의 내부에 유입된 유체를 스핀커버의 원주 방향을 따라 균일하게 배출할 수 있다.Preferably, a plurality of discharge holes are formed so as to be spaced along the circumferential direction of the spin cover. By forming a plurality of discharge holes so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction of the spin cover, the fluid introduced into the spin cover can be uniformly discharged along the circumferential direction of the spin cover.
또한, 하부커버부에는 스핀커버의 내부에 유입된 유체를 하부커버부의 중심에서 하부커버부의 외측 방향으로 안내하는 경사안내부가 형성될 수 있다. 일 예로, 경사안내부는 하부커버부의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 이와 같이, 하부커버부의 가장자리를 따라 경사안내부를 형성하는 것에 의하여, 하부커버부의 가장자리부에 유입(또는 스핀커버의 회전에 의해 하부커버부의 가장자리부로 이동)된 유체를 경사안내부의 경사를 따라 바깥 방향(배출홀을 통해 배출되는 방향)으로 원활하게 이동시킬 수 있으므로, 스핀커버의 내부로 유입된 유체의 배출율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The lower cover part may be provided with an inclined guide part for guiding the fluid introduced into the spin cover to the outer side of the lower cover part from the center of the lower cover part. For example, the inclined guide portion may be formed along an edge of the lower cover portion. By forming the inclined guide portion along the edge of the lower cover portion as described above, the fluid that flows into the edge portion of the lower cover portion (or moves to the edge portion of the lower cover portion by rotation of the spin cover) is guided along the inclination of the inclined guide portion in the outward direction (In a direction of being discharged through the discharge hole), it is possible to obtain an advantageous effect of further increasing the discharge rate of the fluid introduced into the spin cover.
가드링(guard ring)은 기판거치부의 측면 둘레를 감싸도록 배치되며, 회전하는 기판으로부터 원심력에 의해 배출된 유체를 수집한다. 일 예로, 가드링은 스핀커버의 측면 둘레에 이격되게 배치되는 상부 가드링과, 상부 가드링의 하부에 배치되는 하부 가드링을 포함한다.The guard ring is arranged to surround the side surface of the substrate mount and collects the fluid discharged by the centrifugal force from the rotating substrate. In one example, the guard ring includes an upper guard ring disposed spaced apart from a side surface of the spin cover, and a lower guard ring disposed under the upper guard ring.
이때, 기판으로부터 배출된 유체의 외부 유출(상부 가드링의 외측으로의 유출)을 최소화할 수 있도록 상부 가드링은 절곡된 단면 형태를 갖도록 형성될 수 있다.At this time, the upper guard ring may be formed to have a bent cross-sectional shape so as to minimize the outflow of fluid discharged from the substrate (outflow of the upper guard ring).
또한, 하부 가드링에는 가드링의 내부에 유입된 유체(원심력에 의해 기판으로부터 상부 가드링의 내면벽으로 배출된 유체)를 가드링의 외측으로 배출하는 유체배출유로가 형성된다. 일 예로, 유체배출유로는 상부 가드링과 하부 가드링의 사이에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 하부 가드링은 상부 가드링의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성되어 상부 가드링의 하단에 중첩되게 배치되고, 유체배출유로는 상부 가드링의 내면과 하부 가드링의 내면 사이에 마련되는 공간에 형성된다. 이와 같이, 상부 가드링의 내경보다 작은 외경을 갖도록 하부 가드링을 형성하고, 하부 가드링이 상부 가드링의 하단에 중첩되게 배치되도록 하여, 상부 가드링의 내면과 하부 가드링의 내면 사이에 마련되는 공간에 유체배출유로를 형성하는 것에 의하여, 상부 가드링의 내면으로 배출된 유체의 배출율(가드링 외측으로의 배출율)을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 상부 가드링의 내면으로 배출된 유체는 상부 가드링의 내면을 따라 흐르게 되는데, 상부 가드링의 내면을 따라 흐르는 유체는 유체배출유로를 통해 자연스럽게 하부 가드링의 외면을 따라 배출될 수 있기 때문에, 상부 가드링의 내면에 수집된 유체는 특정 위치에 고여지거나 정체되지 않고 곧바로 가드링의 외부로 배출될 수 있다.The lower guard ring is provided with a fluid discharge path for discharging the fluid (fluid discharged from the substrate to the inner surface wall of the upper guard ring by the centrifugal force) into the guard ring to the outside of the guard ring. In one example, the fluid discharge passage may be formed between the upper guard ring and the lower guard ring. More specifically, the lower guard ring is formed to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper guard ring and superimposed on the lower end of the upper guard ring, and the fluid discharge passage is provided between the inner surface of the upper guard ring and the inner surface of the lower guard ring Is formed in the space. In this manner, the lower guard ring is formed so as to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper guard ring, and the lower guard ring is disposed so as to overlap the lower end of the upper guard ring so as to be provided between the inner surface of the upper guard ring and the inner surface of the lower guard ring The discharge rate of the fluid discharged to the inner surface of the upper guard ring (the discharge rate to the outside of the guard ring) can be advantageously increased. That is, the fluid discharged to the inner surface of the upper guard ring flows along the inner surface of the upper guard ring because the fluid flowing along the inner surface of the upper guard ring can be discharged naturally along the outer surface of the lower guard ring through the fluid discharge path , The fluid collected on the inner surface of the upper guard ring can be discharged to the outside of the guard ring immediately without being stuck or stagnated at a specific position.
상부 가드링은 기판이 회전하는 동안 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 상부 가드링은 기판의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다. 이와 같이, 기판이 회전하는 동안 상부 가드링이 함께 회전하도록 하는 것에 의하여, 기판으로부터 상부 가드링의 내면으로 배출된 유체에 원심력을 작용(유체가 가드링의 내면에 밀착되는 방향으로 원심력이 작용)시킬 수 있으므로, 상부 가드링의 내면으로 배출된 유체의 이탈 및 되튐을 취소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판이 회전하는 방향으로 가드링을 함께 회전시키는 것에 의하여, 원심력에 의해 기판으로부터 유출된 유체가 가드링의 내면까지 도달하는 시간이 길어질 수 있으므로, 유출된 유체의 속도를 낮추는 효과를 얻을 수 있으며, 결과적으로, 유체가 가드링의 내면에 도달할 시 발생되는 충격량이 작아져서 유체의 되튐을 줄이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The upper guard ring may be configured to rotate together while the substrate rotates. Preferably, the upper guard ring is configured to rotate in the same direction as the rotation direction of the substrate. Thus, by causing the upper guard ring to rotate together while the substrate is rotating, centrifugal force acts on the fluid discharged from the substrate to the inner surface of the upper guard ring (centrifugal force acts in a direction in which the fluid is in close contact with the inner surface of the guard ring) It is possible to obtain an advantageous effect of canceling the release and bounce of the fluid discharged to the inner surface of the upper guard ring. Further, by rotating the guard ring together in the direction in which the substrate rotates, the time taken for the fluid, which has flowed out from the substrate due to the centrifugal force, to reach the inner surface of the guard ring can be prolonged, As a result, the amount of impulse generated when the fluid reaches the inner surface of the guard ring is reduced, thereby advantageously reducing the backlash of the fluid.
스핀식 헹굼 건조 장치는 기판거치부의 하부에서 기체를 배기시키는 배기포트를 포함한다. 바람직하게, 배기포트는 스핀커버의 외면과 가드링의 내면 사이의 공간과 연통되게 형성된다.The spin-type rinsing and drying apparatus includes an exhaust port for evacuating gas from a lower portion of the substrate mounting portion. Preferably, the exhaust port is formed to communicate with a space between the outer surface of the spin cover and the inner surface of the guard ring.
이와 같이, 가드링의 내부에서 기판거치부의 주변 공간을 스핀커버를 이용하여 공간적으로 차단하고, 스핀커버의 외면과 가드링의 내면 사이의 공간과 연통되게 배기포트를 형성하는 것에 의하여, 배기포트에 의한 배기 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By thus forming the exhaust port so as to communicate with the space between the outer surface of the spin cover and the inner surface of the guard ring by spatially shielding the peripheral space of the substrate mounting portion inside the guard ring using the spin cover, It is possible to obtain an advantageous effect of improving the exhaust efficiency.
즉, 스핀커버가 배제된 구조에서는, 기판거치부가 회전함에 따른 회전 기류의 영향에 의해 기판거치부의 측면과 커버의 사이에 일종의 에어 커튼과 같은 양압 영역(도 3의 붉은색 압력 영역)이 강제적으로 형성된다. 이와 같은 에어 커튼(양압 영역)은 기판거치부의 하부에 배치된 배기포트로의 배기 흐름(배기 기류 흐름)을 방해하기 때문에 배기포트에 의한 배기 효율이 저하되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 가드링의 내부에서 스핀커버를 이용하여 기판거치부가 회전함에 따른 회전 기류의 발생 영역을 공간적으로 차단하고, 스핀커버의 외측 영역(회전 기류가 발생되는 영역과 공간적으로 분리된 영역)에서 배기가 이루어지도록 하는 것에 의하여, 회전 기류에 의한 배기 효율 저하(배기압과 배기량의 저하)를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 배기 유로(스핀커버의 외면과 가드링의 내면 사이의 공간)에서 회전 기류에 의한 압력 차이 발생을 최소화할 수 있기 때문에, 배기 유로 공간 상에서의 국부적인 압력 차이에 의한 배기 효율 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 배기포트부의 입구에는 음압이 안정적으로 유지될 수 있으므로, 기체의 배기 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, in the structure in which the spin cover is excluded, a positive pressure area (a red pressure area in FIG. 3) such as a kind of air curtain is forcibly provided between the side of the substrate mounting part and the cover due to the influence of the rotating airflow caused by rotation of the substrate mounting part . Such an air curtain (positive pressure region) interferes with the exhaust flow (flow of the exhaust gas) to the exhaust port disposed at the lower portion of the substrate mounting portion, so that the exhaust efficiency by the exhaust port is lowered. However, according to the present invention, the generation area of the rotating airflow due to the rotation of the substrate holder is spatially blocked using the spin cover in the guard ring, and the outer area of the spin cover (the area separated spatially from the area where the rotating air current is generated ), It is possible to obtain an advantageous effect of preventing a reduction in exhaust efficiency (reduction in exhaust pressure and exhaust amount) due to the rotating air flow. In other words, in the present invention, it is possible to minimize the occurrence of a pressure difference due to the rotating air flow in the exhaust flow path (the space between the outer surface of the spin cover and the inner surface of the guard ring), so that the exhaust efficiency due to the local pressure difference An advantageous effect of minimizing the deterioration can be obtained. Further, since the negative pressure can be stably maintained at the inlet of the exhaust port portion, an advantageous effect of increasing the exhaust efficiency of the gas can be obtained.
또한, 스핀식 헹굼 건조 장치는 가드링의 외측에 배치되며 가드링의 외측으로 배출된 유체를 케이싱의 외부로 드레인하는 드레인포트를 포함한다.The spin type rinsing and drying apparatus further includes a drain port which is disposed outside the guard ring and drains the fluid discharged outside the guard ring to the outside of the casing.
이와 같이, 기판거치부의 하부(가드링의 내측 영역)에 드레인포트를 형성하지 않고, 가드링의 외측 영역에 드레인포트를 형성하는 것에 의하여, 드레인포트에서 흄(fume)이 역류하는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By thus forming the drain port in the outer region of the guard ring without forming the drain port in the lower portion of the substrate mounting portion (inner region of the guard ring), it is advantageous to prevent the fume from flowing backward in the drain port Effect can be obtained.
즉, 가드링의 내측 영역에서 기판거치부의 하부에 드레인포트가 배치되면, 기판거치부 및 스핀커버가 회전함에 따른 상승 기류와 배기포트의 배기압에 의해 기판거치부의 하부에는 부압(음압)이 형성되고, 이 부압에 의해 기판거치부의 하부에 구비된 드레인포트에서 흄(fume)이 역류하는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 드레인포트를 가드링의 외측에 배치하는 것에 의하여, 드레인포트의 입구에 양압을 형성할 수 있으므로, 드레인포트를 통한 흄(fume)의 역류를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, when the drain port is disposed at the lower portion of the substrate mounting portion in the inner region of the guard ring, a negative pressure (negative pressure) is formed in the lower portion of the substrate mounting portion by the upward flow of the substrate holder and the spin cover, This negative pressure has a problem that the fume flows backward from the drain port provided at the lower portion of the substrate mounting portion. However, in the present invention, by arranging the drain port on the outside of the guard ring, positive pressure can be formed at the inlet of the drain port, so that an advantageous effect of preventing the back flow of the fume through the drain port can be obtained.
한편, 스핀식 헹굼 건조 장치는 스핀커버에 장착되며 기판을 감지하는 기판감지부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 스핀커버에 기판감지부를 장착하고, 기판감지부를 통해 기판이 정상적으로 거치된 것으로 확인되면, 기판의 헹굼 건조 공정이 행해지도록 하는 것에 의하여, 헹굼 건조 공정 중에 기판의 손상을 방지하고 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Meanwhile, the spin type rinsing and drying apparatus may include a substrate sensing part mounted on the spin cover and sensing the substrate. By thus mounting the substrate sensing unit on the spin cover and confirming that the substrate is normally mounted through the substrate sensing unit, the substrate is subjected to the rinsing and drying process, thereby preventing damage to the substrate during the rinsing and drying process, Can be obtained.
또한, 스핀식 헹굼 건조 장치는 스핀커버에 장착되며 기판의 저면을 세정하는 세정부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 스핀식 헹굼 건조 장치에서 기판의 저면 세정이 함께 이루어지도록 하는 것에 의하여, 기판의 저면에 잔류된 이물질에 의한 기판이송장비 및 주변 장치의 2차 오염을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, the spin-type rinsing and drying apparatus may include a cleaning unit mounted on the spin cover and cleaning the bottom surface of the substrate. In this way, by performing the bottom cleaning of the substrate together in the spin-type rinsing and drying apparatus, it is possible to obtain a favorable effect of preventing secondary contamination of the substrate transfer equipment and the peripheral device by the foreign substances remaining on the bottom surface of the substrate.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '상승기류 완화' 또는 이와 유사한 용어는 기판거치부가 회전함에 따라 기판거치부의 하부로부터 상부로 발생되는 상승기류의 유속 및 상승 높이를 줄이는 것을 지칭하는 것으로 정의된다.The term " rising airflow mitigation " or similar term in this specification and claims is defined to mean reducing the flow rate and elevation height of the upward flow generated from the bottom to the top of the substrate mount as the substrate mount rotates.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '비정상적 유동' 및 이와 유사한 용어는 기판의 헹굼공정에 방해가 되는 유동을 통칭한다.The term " abnormal flow " and similar terms in this specification and claims generally refer to flows that interfere with the rinsing process of the substrate.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판의 헹굼 건조 공정 중에 비정상적 유체 유동을 최소화하고, 비정상적인 유체 유동에 의한 기판의 2차 오염을 줄이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, an advantageous effect of minimizing the abnormal fluid flow during the rinsing and drying process of the substrate and reducing the secondary contamination of the substrate by abnormal fluid flow can be obtained.
특히, 본 발명에 따르면, 기판거치부의 주변을 감싸도록 스핀커버를 배치하고, 스핀커버를 이용하여 기판거치부가 회전함에 따른 기류의 유입을 억제하는 것에 의하여, 기판거치부의 주변에서 비정상적(과도한)인 상승 기류가 발생하는 것을 최소화할 수 있으므로, 기판거치부의 하부에 위치하던 파티클과 기판으로부터 비산된 액적이 상승 기류를 따라 상승된 후 기판에 다시 달라붙는 기판의 2차 오염을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particularly, according to the present invention, a spin cover is disposed so as to surround the periphery of the substrate mounting portion, and an inflow of airflow due to rotation of the substrate mounting portion is suppressed by using a spin cover, It is possible to minimize the secondary contamination of the substrate which is located on the lower portion of the substrate mounting portion and the droplets scattered from the substrate along with the upward flow and then sticks back to the substrate .
다시 말해서, 기판거치부의 측면 둘레와 하부가 스핀커버에 의해 차단되도록 하는 것에 의하여, 가드링의 내측에 형성되는 회전 기류(맴돌기 기류)의 세력을 약화(유속을 저감)시킬 수 있으며, 결과적으로 가드링의 내측에서의 회전 기류에 의한 비정상적인 상승 기류를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 기판이 고속회전하는 조건에서도 안정적인 챔버 분위기(안정적인 기류 흐름)를 조성하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In other words, by making the side surface and the bottom of the substrate mounting portion to be blocked by the spin cover, it is possible to weaken (reduce the flow rate) the force of the rotating air current (the swirling air current) formed inside the guard ring, It is possible to obtain an advantageous effect of minimizing the abnormal ascending airflow caused by the rotating airflow inside the ring. Therefore, it is possible to obtain a favorable effect of creating a stable chamber atmosphere (stable air flow) even under the condition that the substrate rotates at a high speed.
또한, 본 발명에 따르면, 가드링의 내부에서 스핀커버를 이용하여 기판거치부가 회전함에 따른 회전 기류의 발생 영역을 공간적으로 차단하고, 스핀커버의 외측 영역(회전 기류가 발생되는 영역과 공간적으로 분리된 영역)에서 배기가 이루어지도록 하는 것에 의하여, 회전 기류에 의한 배기 효율 저하를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 배기 유로(스핀커버의 외면과 가드링의 내면 사이의 공간)에서 회전 기류에 의한 압력 차이 발생을 최소화할 수 있기 때문에, 배기 유로 공간 상에서의 국부적인 압력 차이에 의한 배기 효율 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, the generation area of the rotating airflow due to the rotation of the substrate holder by using the spin cover in the guard ring is spatially blocked, and the outer area of the spin cover (spatially separated from the area where the rotating air current is generated Thereby making it possible to obtain an advantageous effect of preventing the exhaust efficiency from being lowered by the rotating air stream. In other words, in the present invention, it is possible to minimize the occurrence of a pressure difference due to the rotating air flow in the exhaust flow path (the space between the outer surface of the spin cover and the inner surface of the guard ring), so that the exhaust efficiency due to the local pressure difference An advantageous effect of minimizing the deterioration can be obtained.
또한, 본 발명에 따르면, 드레인포트를 가드링의 외측에 배치하는 것에 의하여, 드레인포트의 입구에 양압을 형성할 수 있으므로, 드레인포트를 통한 흄(fume)의 역류를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, since the positive pressure can be formed at the inlet of the drain port by disposing the drain port outside the guard ring, an advantageous effect of preventing the back flow of the fume through the drain port can be obtained have.
또한, 본 발명에 따르면 기판의 헹굼 건조 공정 중에 기판에 오염된 액적이 낙하함에 따른 반점 발생을 방지할 수 있으며, 헹굼 건조 공정에 소요되는 시간을 단축하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of spots due to dropping of contaminated droplets on the substrate during the rinsing and drying process of the substrate, and it is possible to obtain an advantageous effect of shortening the time required for the rinsing and drying process.
또한, 본 발명에 따르면 기판의 표면을 향한 기체 유동의 저항성을 낮출 수 있으며, 케이싱 내부에서의 비정상적 기체 기류를 효과적으로 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to lower the resistance of the gas flow toward the surface of the substrate and to obtain an advantageous effect of effectively suppressing the abnormal gas flow inside the casing.
또한, 본 발명에 따르면 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, an advantageous effect of improving the stability and reliability and improving the yield can be obtained.
도 1은 종래의 화학 기계식 연마시스템의 스핀식 헹굼 건조 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 웨이퍼 거치부의 회전에 의해 발생하는 기류를 도시한 도면,
도 3은 종래의 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 웨이퍼 거치부의 회전에 의한 압력 변화를 도시한 도면,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 4의 스핀커버를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치를 설명하기 위한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서 기체의 배기 흐름을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 9의 'A'부분의 확대 단면도,
도 11은 도 9의 'B'부분의 확대 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서, 가드링에 형성되는 경사안내부를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서, 기판감지부 및 세정부를 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 기판거치부의 회전시의 기류 변화를 도시한 도면,
도 15는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 기판거치부의 회전시의 압력 변화를 도시한 도면이다.1 is a view for explaining a spin-type rinsing and drying apparatus of a conventional chemical mechanical polishing system,
2 is a view showing the air flow generated by the rotation of the wafer mounting portion in the conventional spin type rinsing and drying apparatus,
3 is a view showing a pressure change due to rotation of a wafer mounting portion in a conventional spin type rinsing and drying apparatus,
4 to 6 are views for explaining a spin-type rinsing and drying apparatus according to the present invention,
FIG. 7 is a view for explaining the spin cover of FIG. 4,
8 is a sectional view for explaining a spin-type rinsing and drying apparatus according to the present invention,
9 is a view for explaining an exhaust flow of a gas as a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention,
10 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'A' in FIG. 9,
11 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'B' in FIG. 9,
12 is a view for explaining an inclined guide formed on a guard ring as a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention,
FIG. 13 is a view for explaining a substrate sensing unit and a cleaning unit, which is a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention;
FIG. 14 is a diagram showing a change in the air flow during rotation of the substrate mounting portion in the spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention,
Fig. 15 is a diagram showing the pressure change during rotation of the substrate mounting portion in the spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention. Fig.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 4의 스핀커버를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서 기체의 배기 흐름을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 도 9의 'A'부분의 확대 단면도이고, 도 11은 도 9의 'B'부분의 확대 단면도이다. 또한, 도 12는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서, 가드링에 형성되는 경사안내부를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치로서, 기판감지부 및 세정부를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 4 to 6 are views for explaining the spin-type rinsing and drying apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining the spin cover of FIG. 9 is a sectional view for explaining a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention. FIG. 9 is a view for explaining an exhaust flow of a gas as a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention, And FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'B' of FIG. 12 is a view for explaining an inclined guide formed on a guard ring as a spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention. FIG. 13 is a spin-type rinsing and drying apparatus according to the present invention, Fig.
도 4 내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치(2)는, 상부에 기판(10)이 안착되며 회전 가능하게 마련되는 기판거치부(120)와, 기판거치부(120)의 측면 둘레에 배치되는 가드링(200)과, 기판거치부(120)의 주변을 감싸도록 형성되며 가드링(200)의 내부에 배치되는 스핀커버(300)를 포함한다.4 to 13, the spin-type rinsing and drying
참고로, 본 발명에 기판(10)이라 함은 스핀식 헹굼 건조 장치(2)를 이용하여 헹굼 및 건조 처리될 수 있는 처리대상물로 이해될 수 있으며, 기판(10)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 기판(10)으로서는 웨이퍼가 사용될 수 있다.For reference, the
도 4를 참조하면, 기판거치부(120)는 케이싱(110)의 내부에 회전 가능하게 제공되며, 기판거치부(120)의 상부에는 기판(10)이 거치된다.Referring to FIG. 4, a
여기서, 케이싱(110)은 내부에 소정 처리 공간을 갖도록 제공되며, 케이싱(110)의 사이즈 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Here, the
케이싱(110)의 내부 처리 공간에는 후술할 기체안내부(130)의 하단이 수용되고, 기판거치부(120)가 수용될 수 있다. 참고로, 케이싱(110)의 내부 처리 공간은 외부와 완전히 밀폐된 공간, 및 외부와 연통될 수 있는 하나 또는 복수개의 구멍이 형성된 개방 공간을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.A lower end of a
케이싱(110)의 상부에는 케이싱(110)의 내부 기판(10)을 향해 기체를 공급하기 위한 기체공급부(102)가 연결될 수 있다. 기체공급부(102)는 통상의 송풍기으로 형성되거나 반도체 제조 라인에 구비된 하방유동장치(FFT)로 형성될 수 있다.A
참고로, 기체공급부(102)를 통해 공급되는 기체로서는 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 다양한 기체가 사용될 수 있다. 일 예로, 기체공급부(102)는 수증기 또는 증기, 질소 가스 등을 공급하도록 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 기체공급부로부터 공급되는 기체로서 기판의 표면에 불필요한 화학 작용을 야기시키지 않는 다양한 기체가 사용될 수 있으며, 기체의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.For reference, a variety of gases may be used as the gas supplied through the
케이싱(110)의 상부에는 기체공급부(102)를 통해 공급된 기체를 기판(10)의 표면을 향해 기체를 안내하여, 기판(10)의 상측에 기체유동장(gas flow field)을 형성하기 위한 기체안내부(130)가 형성된다.The gas supplied through the
기체안내부(130)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 기체안내부(130)는 중앙부를 통하여 기체가 통과할 수 있는 일종의 튜브 형태로 형성될 수 있는 바, 기체안내부(130)는 기체공급부(102)로부터 기체가 유입되는 상단에 비해 케이싱(110)의 내부에 위치하는 하단이 상대적으로 작은 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는, 기체공급부(102)로부터 공급되는 기체의 유속이 작더라도, 기체안내부(130)의 상단 및 하단의 단면적 차이 만큼 유속이 증가하여, 케이싱(110) 내부에 의도된 유속의 기체유동장이 형성될 수 있게 한다. 이와 같은 기체유동장은 기판(10)의 표면으로부터 주변으로 튀어나가는 액적이 케이싱(110)의 내부에서 부유하는 것을 방지할 수 있게 한다.The
기판거치부(120)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 기판(10)을 지지 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 기판거치부(120)는 상부 가드링(210)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 스핀 플레이트(122)와, 스핀 플레이트(122)의 상면에 구비되며 기판(10)을 지지하는 기판지지부(124)와, 스핀 플레이트(122)의 가장자리 외측으로 돌출되게 배치되며 기판지지부(124)와 스핀 플레이트(122)의 회전축을 연결하는 연결부(126)를 포함한다.The
스핀 플레이트(122)의 상면에 구비되며 기판(10)이 안착되는 기판지지부(124)를 포함한다.And a
일 예로, 스핀 플레이트(122)는 대략 십자 형태를 이루도록 제공될 수 있다. 경우에 따라서는 스핀 플레이트가 원판 형태로 형성되거나 다각형 또는 여타 다른 기하학적 형태로 형성되는 것도 가능하며, 스핀 플레이트의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.In one example, the
기판지지부(124)는 기판(10)을 지지 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 기판지지부(124)는 기판(10)의 가장자리를 지지하도록 구비된다. 바람직하게, 고속 회전중에 기판(10)이 요동하는 것을 방지할 수 있도록 기판지지부(124)에는 기판(10)의 외주 끝단을 수용 지지하기 위한 요입부(미도시)가 형성될 수 있다.The
또한, 스핀 플레이트(122)의 상면에는 소정 간격을 두고 이격되게 복수개의 거치핀(미도시)이 구비될 수 있으며, 기판(10)의 저면은 거치핀의 상단에 거치될 수 있다. 이때, 거치핀의 갯수 및 배치구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Further, a plurality of mounting pins (not shown) may be provided on the upper surface of the
연결부(126)는 스핀 플레이트(122)의 가장자리 외측으로 돌출되게 배치되며 기판지지부(124)와 스핀 플레이트(122)의 회전축을 연결한다.The
연결부(126)는 회전축에 의해 연동되는 연동핀에 의해 동작하며, 기판지지부(124)가 선택적으로 기판(10)을 지지하는 지지위치에서 기판(10)의 지지 상태가 해제되는 해제위치로 이동할 수 있게 한다.The
참고로, 기판거치부(120)에는 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판(10)이 거치(화학 기계적 연마 공정에서 연마된 연마면이 상면을 이루도록 거치)될 수 있고, 기판거치부(120)에 거치된 기판(10)은 300rpm ~ 2500rpm의 속도로 회전하게 된다.For reference, the
아울러, 기판(10)의 상부에는 기판(10) 상에 헹굼수를 분사하기 위한 헹굼수 공급부(160)가 제공될 수 있다. 일 예로, 헹굼수 공급부(160)는 고속으로 회전하는 기판거치부(120)에 거치된 기판(10)의 상면에 순수 또는 탈염수로 이루어진 헹굼수를 고압으로 분사하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 스핀식 헹굼 건조 장치(2)에 도달하기 이전의 세정 공정에서 기판(10)의 세정에 사용되었던 약액과 기판(10)의 표면에 잔류하는 입자 등의 이물질을 기판(10)의 표면에서 제거할 수 있다.In addition, a rinsing
가드링(200)(guard ring)은 스핀커버(300)로부터 이격되게 기판거치부(120)의 측면 둘레를 감싸도록 배치되며, 회전하는 기판(10)으로부터 원심력에 의해 배출된 유체를 수집한다.The
일 예로, 가드링(200)은 스핀커버(300)의 측면 둘레에 이격되게 배치되는 상부 가드링(210)과, 상부 가드링(210)의 하부에 배치되는 하부 가드링(220)을 포함한다.The
상부 가드링(210)(upper guard ring)은 기판거치부(120)의 측면 둘레를 감싸도록 배치되며, 회전하는 기판(10)으로부터 원심력에 의해 배출된 유체를 수집한다.The
상부 가드링(210)은 소정 높이를 갖는 링 형태로 형성되며, 기판(10)은 상부 가드링(210)의 내부 영역에 배치된 상태에서 회전할 수 있다. 바람직하게 기판(10)으로부터 배출된 유체의 외부 유출(상부 가드링의 외측으로의 유출)을 최소화할 수 있도록 상부 가드링(210)은 절곡된 단면 형태를 갖도록 형성될 수 있다.The
여기서, 상부 가드링(210)이 절곡된 단면 형태로 형성된다 함은, 상부 가드링(210)이 전체적으로 절곡된 형태이거나, 상부 가드링(210)의 상단부만이 부분적으로 절곡된 형태인 것을 모두 포함하는 개념으로 정의된다. 경우에 따라서는 상부 가드링이 직선 단면 형태를 갖도록 형성되는 것도 가능하다.Here, the
하부 가드링(220)(lower guard ring)은 상부 가드링(210)의 하부에 배치된다.A
이때, 하부 가드링(220)에는 가드링(200)의 내부에 유입된 유체(D)(원심력에 의해 기판으로부터 상부 가드링의 내면벽으로 배출된 유체)를 가드링(200)의 외측으로 배출하는 유체배출유로(230)가 형성된다.At this time, the fluid D (fluid discharged from the substrate to the inner surface wall of the upper guard ring by the centrifugal force) introduced into the
일 예로, 유체배출유로(230)는 상부 가드링(210)과 하부 가드링(220)의 사이에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 하부 가드링(220)은 상부 가드링(210)의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성되어 상부 가드링(210)의 하단에 중첩되게 배치되고, 유체배출유로(230)는 상부 가드링(210)의 내면과 하부 가드링(220)의 내면 사이에 마련되는 공간에 형성된다.For example, the
바람직하게, 유체배출유로(230)는 가드링(200)의 원주 방향을 따라 링 형태로 형성된다. 이와 같이, 유체배출유로(230)를 링 형태로 형성하는 것에 의하여, 가드링(200)의 내부의 유체를 가드링(200)의 원주 방향을 따라 균일하게 가드링(200)의 외부로 배출하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 유체배출유로가 가드링의 원주 방향을 따라 이격되게 배치된 복수개의 배출홀(312)을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.Preferably, the
이와 같이, 상부 가드링(210)의 내경보다 작은 외경을 갖도록 하부 가드링(220)을 형성하고, 하부 가드링(220)이 상부 가드링(210)의 하단에 중첩되게 배치되도록 하여, 상부 가드링(210)의 내면과 하부 가드링(220)의 내면 사이에 마련되는 공간에 유체배출유로(230)를 형성하는 것에 의하여, 상부 가드링(210)의 내면으로 배출된 유체(D)의 배출율(가드링 외측으로의 배출율)을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상부 가드링(210)의 내면으로 배출된 유체(D)는 상부 가드링(210)의 내면을 따라 흐르게 되는데, 상부 가드링(210)의 내면을 따라 흐르는 유체(D)는 유체배출유로(230)를 통해 자연스럽게 하부 가드링(220)의 외면을 따라 배출될 수 있기 때문에, 상부 가드링(210)의 내면에 수집된 유체는 특정 위치에 고여지거나 정체되지 않고 곧바로 가드링(200)의 외부로 배출될 수 있다.The
아울러, 상부 가드링(210)은 기판이 회전하는 동안 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 상부 가드링(210)은 기판의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다.In addition, the
이와 같이, 기판이 회전하는 동안 상부 가드링(210)이 함께 회전하도록 하는 것에 의하여, 기판으로부터 상부 가드링(210)의 내면으로 배출된 유체에 원심력을 작용(유체가 가드링의 내면에 밀착되는 방향으로 원심력이 작용)시킬 수 있으므로, 상부 가드링(210)의 내면으로 배출된 유체의 이탈 및 되튐을 취소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By causing the
또한, 기판(10)이 회전하는 방향으로 가드링(200)을 함께 회전시키는 것에 의하여, 원심력에 의해 기판(10)으로부터 유출된 유체가 가드링(200)의 내면까지 도달하는 시간이 길어질 수 있으므로, 유출된 유체의 속도를 낮추는 효과를 얻을 수 있으며, 결과적으로, 유체가 가드링(200)의 내면에 도달할 시 발생되는 충격량이 작아져서 유체의 되튐을 줄이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Further, by rotating the
참고로, 본 발명의 실시예에서는 가드링(200)이 두개의 링 부재(상부 가드링 및 하부 가드링)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 가드링이 단 하나의 링 부재로 형성되는 것도 가능하다.For reference, in the embodiment of the present invention, the
스핀커버(300)는 기판거치부(120)의 주변을 감싸도록 배치되며, 기판거치부(120)가 회전함에 따라 기판거치부(120)의 하부로부터 상부로 발생되는 상승기류를 완화시키기 위해 마련된다.The
여기서, 상승 기류라 함은, 가드링(200)의 내측에서 기판거치부(120)가 기판을 거치한 상태로 고속 회전하면, 기판거치부(120)의 회전에 따라 강제적으로 발생된 공기 유동에 의해 기판거치부(120)와 가드링(200)의 사이 공간에 회전 기류(맴돌이 기류)가 발생되고, 이 회전 기류에 의해 기판거치부(120)의 하부로부터 상부 방향으로 발생하는 토네이도와 같은 기류를 의미한다.Herein, the rising air flow is a phenomenon in which when the
보다 구체적으로, 스핀커버(300)는 기판거치부(120)가 회전함에 따라 발생되는 회전 기류를 감싸도록 마련되며, 기판거치부(120)가 회전함에 따른 기류의 유입을 차단하는 것에 의하여, 가드링(200)의 내측에서 회전 기류에 의한 상승 기류의 발생을 억제할 수 있다.More specifically, the
스핀커버(300)는 기판거치부(120)가 회전함에 따라 발생되는 회전 기류를 최대한 억제할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.The
일 예로, 스핀커버(300)는, 기판거치부(120)의 측면 둘레에 배치되는 측면커버부(310)와, 측면커버부(310)의 하단에 연결되며 기판거치부(120)의 하부에 배치되는 하부커버부(320)를 포함한다. 경우에 따라서는 스핀커버가 측면커버부와 하부커버부 중 어느 하나만을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.The
측면커버부(310)는 중공의 링 형태로 형성될 수 있으며, 기판거치부(120)의 측면 둘레를 감싸도록 배치된다.The
바람직하게 측면커버부(310)는 가드링(200)과 동일한 단면 형태를 갖도록 형성된다. 이와 같이, 측면커버부(310)와 가드링(200)이 동일한 단면 형태를 갖도록 형성하는 것에 의하여, 측면커버부(310)와 가드링(200)의 사이에서 회전 기류의 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the
하부커버부(320)는 측면커버부(310)의 직경에 대응되는 직경을 갖는 원형 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 측면커버부(310)의 하부를 막도록 배치된다. 아울러, 하부커버부(320)에는 기판거치부(120)의 회전축이 통과될 수 있는 통과홀(미도시)이 형성된다.The
이와 같이, 기판거치부(120)를 감싸도록 스핀커버(300)를 배치하고, 스핀커버(300)를 이용하여 기판거치부(120)가 회전함에 따른 기류의 유입을 차단하는 것에 의하여, 가드링(200)의 내측에 형성되는 회전 기류(맴돌기 기류)의 세력을 약화(유속을 저감)시킬 수 있으며, 결과적으로 가드링(200)의 내측에서의 회전 기류에 의한 비정상적인 상승 기류를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By disposing the
또한, 기판거치부(120)의 회전에 의한 비정상적인 상승 기류의 발생을 최소화하는 것에 의하여, 케이싱(110) 내부의 파티클(특히, 기판거치부의 하부에 존재하는 파티클)과 기판(10)으로부터 비산된 액적이 상부 방향으로 이동(비산 높이 증가)하는 것을 최소화할 수 있으며, 파티클 및 액적에 의한 기판(10)의 2차 오염을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Particles (particularly, particles present in the lower portion of the substrate mount) inside the
바람직하게, 스핀커버(300)는, 기판거치부(120)가 회전함에 따른 회전 기류의 발생 영역 중, 가드링(200)의 내면에 대한 회전 기류의 유속이 가장 높은 위치를 차단하도록 형성된다.The
바람직하게, 기판거치부(120)의 회전에 의한 회전 기류는 스핀 플레이트의 가장자리 외측으로 돌출된 연결부(126)의 위치에서 가장 빠르고 가장 강하게 나타나기 때문에, 스핀커버(300)는 연결부(126)를 감싸도록 형성된다.The
이와 같이, 기판거치부(120)를 구성하는 구성요소 중, 공기에 대한 마찰면적이 가장 넓은 연결부(126)를 감싸도록 스핀커버(300)를 형성하는 것에 의하여, 기판거치부(120)의 회전에 의한 회전 기류(특히, 가장 유속이 빠른 회전 기류 부위)를 보다 효과적으로 완화시키는 유리한 효과를 얻을 수 있으며, 결과적으로 상승 기류의 발생을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By forming the
또한, 스핀커버(300)는 상하 방향을 따라 선택적으로 승강 가능하게 마련될 수 있다. 이와 같이, 스핀커버(300)가 상하 방향을 따라 선택적으로 승강하도록 하는 것에 의하여, 기판의 거치 및 이동시 기판의 원활한 이동을 보장하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the
이때, 스핀커버(300)의 상하 이동은 상부 가드링(210)의 상하 이동에 의해 연동되어 행해지는 것도 가능하나, 경우에 따라서는 상부 가드링의 상하 이동과 별도로 스핀커버의 상하 이동이 독립적으로 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다.At this time, the
그리고, 스핀커버(300)에는 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체를 스핀커버(300)의 외부로 배출하기 위한 배출홀(312)이 형성된다.The
즉, 기판이 회전하는 동안 기판으로부터 배출된 유체 중 일부가 스핀커버(300)의 내부로 유입될 수 있으며, 스핀커버(300)의 배출홀(312)은 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체를 스핀커버(300)의 외부로 배출하도록 마련된다.That is, part of the fluid discharged from the substrate during the rotation of the substrate may be introduced into the interior of the
배출홀(312)은 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체를 스핀커버(300)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 위치 및 구조로 형성될 수 있다.The
일 예로, 배출홀(312)은 하부커버부(320)의 상면에 인접한 측면커버부(310)의 최하단에 형성된다. 이와 같이, 측면커버부(310)의 최하단에 배출홀(312)을 형성하는 것에 의하여, 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체가 스핀커버(300)의 내부의 특정 위치(예를 들어, 측면커버부(310)의 최하단 부위)에 고여지거나 정체되는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.For example, the
바람직하게, 스핀커버(300)는 기판이 회전하는 동안 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 스핀커버(300)는 기판의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다.Preferably, the
이와 같이, 기판이 회전하는 동안 스핀커버(300)가 함께 회전하도록 하는 것에 의하여, 스핀커버(300)의 내부로 유입된 유체에 원심력을 작용(유체가 스핀커버(300)의 중심에서 멀어지는 방향으로 이동하도록 원심력이 작용)시킬 수 있으므로, 스핀커버(300)의 내부로 유입된 유체의 배출율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 배출홀(312)은 측면커버부(310)의 최하단에 형성되기 때문에, 스핀커버(300)를 회전시켜 유체가 측면커버부(310)의 최하단 부위로 이동하도록 하는 것에 의하여, 스핀커버(300)의 내부로 유입된 유체의 배출율을 높일 수 있다.By causing the
배출홀(312)은 유체를 배출 가능한 다양한 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 배출홀(312)은 폭보다 긴 길이를 갖는 장공홀 형태로 형성될 수 있다. 다르게는 배출홀(312)을 원형홀 형태(또는 다각형 홀 형태)로 형성하는 것도 가능하다The
바람직하게, 배출홀(312)은 스핀커버(300)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된다. 이와 같이, 스핀커버(300)의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 배출홀(312)을 형성하는 것에 의하여, 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체를 스핀커버(300)의 원주 방향을 따라 균일하게 배출할 수 있다. 경우에 따라서는 배출홀이 연속적인 링 형태로 형성되는 것도 가능하다. 다만, 배출홀이 연속적인 링 형태로 형성되는 경우에는, 측면커버부와 하부커버부가 독립적으로 분리되기 때문에, 분리된 2개의 커버부(측면커버부와 하부커버부)를 연결하기 위한 별도의 연결부재가 이용될 수 있다.Preferably, a plurality of discharge holes 312 are formed spaced along the circumferential direction of the
한편, 도 12를 참조하면, 하부커버부(320)에는 스핀커버(300)의 내부에 유입된 유체를 하부커버부(320)의 중심에서 하부커버부(320)의 외측 방향으로 안내하는 경사안내부(322)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the
일 예로, 경사안내부(322)는 하부커버부(320)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 이와 같이, 하부커버부(320)의 가장자리를 따라 경사안내부(322)를 형성하는 것에 의하여, 하부커버부(320)의 가장자리부에 유입(또는 스핀커버의 회전에 의해 하부커버부의 가장자리부로 이동)된 유체를 경사안내부(322)의 경사를 따라 바깥 방향(배출홀(312)을 통해 배출되는 방향)으로 원활하게 이동시킬 수 있으므로, 스핀커버(300)의 내부로 유입된 유체의 배출율을 보다 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.For example, the
참고로, 본 발명의 실시예에서는 하부커버부의 가장자리 영역에만 경사안내부가 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 하부커버부에 전체적으로 경사안내부를 형성(예를 들어, 하부커버부의 상면을 원뿔 형태로 형성)하는 것도 가능하다.For example, in the embodiment of the present invention, the inclined guide portion is formed only in the edge region of the lower cover portion. However, in some cases, the inclined guide portion may be formed in the lower cover portion as a whole (for example, ).
도 9를 참조하면, 스핀식 헹굼 건조 장치(2)는 기판거치부(120)의 하부에서 기체(A)를 배기시키는 배기포트(142)를 포함한다.9, the spin type rinsing and drying
배기포트(142)는 가드링(200)의 내부의 기체를 케이싱(110)의 외부로 배기시키기 위해 마련된다. 바람직하게, 배기포트(142)는 스핀커버(300)의 외면과 가드링(200)의 내면 사이의 공간과 연통되게 형성된다.The
이와 같이, 가드링(200)의 내부에서 기판거치부(120)의 주변 공간을 스핀커버(300)를 이용하여 공간적으로 차단하고, 스핀커버(300)의 외면과 가드링(200)의 내면 사이의 공간과 연통되게 배기포트(142)를 형성하는 것에 의하여, 배기포트(142)에 의한 배기 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.The peripheral space of the
즉, 스핀커버가 배제된 구조에서는, 기판거치부가 회전함에 따른 회전 기류의 영향에 의해 기판거치부의 측면과 커버의 사이에 일종의 에어 커튼과 같은 양압 영역(도 3의 붉은색 압력 영역)이 강제적으로 형성된다. 이와 같은 에어 커튼(양압 영역)은 기판거치부의 하부에 배치된 배기포트로의 배기 흐름(배기 기류 흐름)을 방해하기 때문에 배기포트에 의한 배기 효율이 저하되는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 가드링(200)의 내부에서 스핀커버(300)를 이용하여 기판거치부(120)가 회전함에 따른 회전 기류의 발생 영역을 공간적으로 차단하고, 스핀커버(300)의 외측 영역(회전 기류가 발생되는 영역과 공간적으로 분리된 영역)에서 배기가 이루어지도록 하는 것에 의하여, 회전 기류에 의한 배기 효율 저하(배기압과 배기량의 저하)를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에서는 배기 유로(스핀커버(300)의 외면과 가드링(200)의 내면 사이의 공간)에서 회전 기류에 의한 압력 차이 발생을 차단할 수 있기 때문에, 배기 유로 공간 상에서의 국부적인 압력 차이에 의한 배기 효율 저하를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, in the structure in which the spin cover is excluded, a positive pressure area (a red pressure area in FIG. 3) such as a kind of air curtain is forcibly provided between the side of the substrate mounting part and the cover due to the influence of the rotating airflow caused by rotation of the substrate mounting part . Such an air curtain (positive pressure region) interferes with the exhaust flow (flow of the exhaust gas) to the exhaust port disposed at the lower portion of the substrate mounting portion, so that the exhaust efficiency by the exhaust port is lowered. However, in the present invention, by using the
또한, 스핀식 헹굼 건조 장치(2)는 가드링(200)의 외측에 배치되며 가드링(200)의 외측으로 배출된 유체를 케이싱(110)의 외부로 드레인하는 드레인포트(115)를 포함한다.The spin type rinse and
이와 같이, 기판거치부(120)의 하부(가드링의 내측 영역)에 드레인포트(115)를 형성하지 않고, 가드링(200)의 외측 영역에 드레인포트(115)를 형성하는 것에 의하여, 드레인포트(115)에서 흄(fume)이 역류하는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Thus, by forming the
즉, 가드링(200)의 내측 영역에서 기판거치부(120)의 하부에 드레인포트(115)가 배치되면, 기판거치부(120) 및 스핀커버(300)가 회전함에 따른 상승 기류와 배기포트(142)의 배기압에 의해 기판거치부(120)의 하부에는 부압(음압)이 형성되고, 이 부압에 의해 기판거치부(120)의 하부에 구비된 드레인포트(115)에서 흄(fume)이 역류하는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 드레인포트(115)를 가드링(200)의 외측에 배치하는 것에 의하여, 드레인포트(115)의 입구에 양압을 형성할 수 있으므로, 드레인포트(115)를 통한 흄(fume)의 역류를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.That is, when the
다시 말해서, 기판거치부(120)의 회전시 배기포트(142)부의 입구에는 음압이 형성되게 하여 기체의 배기 효율을 높이면서, 드레인포트(115)의 입구에는 양압이 형성되게 하여 흄의 역류를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.In other words, negative pressure is formed at the inlet of the
도 13을 참조하면, 스핀식 헹굼 건조 장치(2)는 스핀커버(300)에 장착되며 기판을 감지하는 기판감지부(400)와, 스핀커버(300)에 장착되며 기판의 저면을 세정하는 세정부(400') 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 스핀커버(300)에는 기판감지부(400)와 세정부(400')가 모두 장착될 수 있다.13, the spin-type rinse and
일 예로, 기판감지부(400)는 스핀커버(300)의 하부커버부(320)에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 기판감지부가 스핀커버의 여타 다른 위치에 장착될 수 있다.For example, the
기판감지부(400)로서는 기판을 감지할 수 있는 통상의 광센서, 와전류 센서 등이 사용될 수 있으며 기판감지부(400)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.As the
이와 같이, 스핀커버(300)에 기판감지부(400)를 장착하고, 기판감지부(400)를 통해 기판이 정상적으로 거치된 것으로 확인되면, 기판의 헹굼 건조 공정이 행해지도록 하는 것에 의하여, 헹굼 건조 공정 중에 기판의 손상을 방지하고 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.By mounting the
세정부(400')는 스핀커버(300)의 하부커버부(320)에 장착될 수 있다. 경우에 따라서는 세정부가 스핀커버의 여타 다른 위치에 장착될 수 있다.The cleaning part 400 'may be mounted on the
세정부(400')로서는 기판의 저면을 세정할 수 있는 다양한 세정 수단이 사용될 수 있다. 일 예로, 세정부(400')는 세정 유체를 분사하여 기판의 저면을 세정하도록 구성될 수 있다.As the cleaning portion 400 ', various cleaning means capable of cleaning the bottom surface of the substrate can be used. As an example, the cleaning section 400 'may be configured to clean the bottom surface of the substrate by spraying a cleaning fluid.
여기서, 세정 유체라 함은, 세정액(예를 들어, 순수), 스팀, 이종 유체 등과 같이 기판의 저면에 분사되어 세정을 수행할 수 있는 분사 대상 물질을 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, 세정 유체의 종류의 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Herein, the cleaning fluid may be understood as a concept including all of the substances to be sprayed which are sprayed on the bottom surface of the substrate, such as a cleaning liquid (for example, pure water), steam, The present invention is not limited or limited by the kind of fluid.
바람직하게 기판 저면의 세정은 기판의 회전이 이루어지기 전에 행해진다. 이와 같이, 스핀식 헹굼 건조 장치에서 기판의 저면 세정이 함께 이루어지도록 하는 것에 의하여, 기판의 저면에 잔류된 이물질에 의한 기판이송장비 및 주변 장치의 2차 오염을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the cleaning of the bottom surface of the substrate is performed before the rotation of the substrate is performed. In this way, by performing the bottom cleaning of the substrate together in the spin-type rinsing and drying apparatus, it is possible to obtain a favorable effect of preventing secondary contamination of the substrate transfer equipment and the peripheral device by the foreign substances remaining on the bottom surface of the substrate.
한편, 도 14는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 기판거치부의 회전시의 기류 변화를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 스핀식 헹굼 건조 장치에서, 기판거치부의 회전시의 압력 변화를 도시한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 14 is a view showing a change in air flow during rotation of the substrate mounting portion in the spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention, and FIG. 15 is a graph showing changes in air flow during rotation of the substrate mounting portion in the spin type rinsing and drying apparatus according to the present invention. Fig. In addition, the same or equivalent portions as those in the above-described configuration are denoted by the same or equivalent reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
참고로, 도 2를 참조하면, 기존에는 기판거치부(웨이퍼 거치부)의 회전에 따라 강제적으로 발생된 공기 유동에 의해 기판거치부와 가드링(커버)의 사이 공간에 회전 기류(맴돌이 기류)가 발생되고, 이 회전 기류에 의해 기판의 상부에 매우 빠른 속도의 상승 기류가 발생하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, a rotating air current (eddy current) is generated in a space between a substrate mounting part and a guard ring (cover) by a forced air flow according to rotation of a substrate mounting part (wafer mounting part) And an upward flow of air at a very high speed is generated in the upper portion of the substrate by the rotating air current.
반면에, 도 14를 참조하면, 본 발명에서는 기판거치부(120)의 주변에 스핀커버(300)를 배치하고, 회전 기류가 발생하는 기판거치부(120)의 주변 공간이 가드링(200)의 내부에서 공간적으로 차단되도록 하는 것에 의하여, 기판(10) 상부에서 상승 기류가 기존(도 2)에 비해 매우 낮은 속도로 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 기존(도 2) 대비 기판(10) 상부의 상승 기류 속도가 70% 이상 현저하게 줄어든 것을 확인할 수 있다.14, the
또한, 도 3을 참조하면, 기존에는 기판거치부(웨이퍼 거치부)가 회전함에 따른 회전 기류의 영향에 의해 기판거치부의 측면과 커버의 사이에 일종의 에어 커튼과 같은 양압 영역(붉은색 압력 영역)이 강제적으로 형성됨을 확인할 수 있다. 이와 같은 에어 커튼(양압 영역)은 기판거치부의 하부에 배치된 배기포트로의 배기 흐름(배기 기류 흐름)을 방해하기 때문에 배기포트에 의한 배기 효율을 저하시킨다.3, a pressure region (a red pressure region) such as a kind of air curtain is formed between the side of the substrate mounting portion and the cover due to the influence of the rotating air current due to rotation of the substrate mounting portion (wafer mounting portion) Can be forcibly formed. Such an air curtain (positive pressure region) interferes with the exhaust flow (exhaust gas flow) to the exhaust port disposed at the lower portion of the substrate mounting portion, thereby lowering the exhaust efficiency by the exhaust port.
반면, 도 15를 참조하면, 본 발명에서는 가드링(200)의 내부에서 스핀커버(300)를 이용하여 기판거치부(120)가 회전함에 따른 회전 기류의 발생 영역을 공간적으로 차단하고, 스핀커버(300)의 외측 영역(회전 기류가 발생되는 영역과 공간적으로 분리된 영역)에서 배기가 이루어지도록 하는 것에 의하여, 배기 유로(스핀커버의 외면과 가드링의 내면 사이의 공간) 상에서 회전 기류에 의한 압력 차이가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있으며, 압력 차이에 의한 배기 효율 저하가 발생되지 않음을 알 수 있다.15, in the present invention, by using the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood that the present invention can be changed.
102 : 기체공급부 110 : 케이싱
120 : 기판거치부 122 : 스핀 플레이트
124 : 가장자리 거치부 126 : 거치핀
200 : 가드링 210 : 상부 가드링
220 : 하부 가드링 230 : 유체배출유로
300 : 스핀커버 310 : 측면커버부
320 : 하부커버부 312 : 배출홀
400 : 기판감지부 400' : 세정부102: gas supply unit 110: casing
120: substrate holder 122: spin plate
124: edge mounting portion 126: mounting pin
200: guard ring 210: upper guard ring
220: lower guard ring 230: fluid discharge passage
300: Spin cover 310: Side cover part
320: lower cover part 312: exhaust hole
400: substrate detection unit 400 ': cleaning unit
Claims (27)
상부에 기판이 안착되며, 회전 가능하게 마련되는 기판거치부와;
상기 기판거치부의 측면 둘레에 배치되는 가드링과;
상기 가드링의 내면으로부터 이격되며 상기 기판거치부의 주변을 감싸도록 형성되며, 상기 기판거치부의 회전시 상기 기판거치부의 둘레에서 발생하는 회전 기류의 발생 영역을 상기 가드링의 내부의 공간에서 분리하는 스핀커버와;
상기 회전 기류의 유입이 차단되는 상기 스핀커버의 외면과 상기 가드링의 내면 사이의 사이 공간과 연통되게 형성되며, 상기 기판거치부의 하부에서 음압으로 기체를 배기하는 배기포트를;
포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
As a spin-type rinsing and drying apparatus,
A substrate holder on which a substrate is mounted and rotatably mounted;
A guard ring disposed around the side surface of the substrate mount;
A guard ring which is spaced apart from an inner surface of the guard ring and surrounds the periphery of the substrate holder and which separates a generation region of a rotating air current generated around the substrate holder when the substrate holder is rotated, A cover;
An exhaust port formed to communicate with an interspace between the outer surface of the spin cover and the inner surface of the guard ring from which the rotating airflow is blocked, and exhausting gas from the lower portion of the substrate mounting portion under a negative pressure;
Wherein the spin-type rinsing and drying apparatus comprises:
상기 스핀커버는,
상기 기판거치부의 측면 둘레에 배치되는 측면커버부와;
상기 측면커버부의 하단에 연결되며 상기 기판거치부의 하부에 배치되는 하부커버부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
The method according to claim 1,
In the spin cover,
A side cover portion disposed on a side surface of the substrate mounting portion;
A lower cover portion connected to a lower end of the side cover portion and disposed at a lower portion of the substrate mounting portion;
Wherein the spin-type rinsing and drying apparatus comprises:
상기 스핀커버는 선택적으로 승강 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the spin cover is selectively movable up and down.
상기 스핀커버에는 상기 스핀커버의 내부에 유입된 유체를 상기 스핀커버의 외부로 배출하기 위한 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the spin cover is provided with a discharge hole for discharging the fluid introduced into the spin cover to the outside of the spin cover.
상기 스핀커버는 회전 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the spin cover is rotatably provided.
상기 배출홀은 상기 하부커버부의 상면에 인접한 상기 측면커버부의 최하단에 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the discharge hole is formed at the lowermost end of the side cover portion adjacent to the upper surface of the lower cover portion.
상기 배출홀은 상기 스핀커버의 원주 방향을 따라 이격되게 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein a plurality of the discharge holes are formed so as to be spaced along the circumferential direction of the spin cover.
상기 배출홀은 원형홀 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the discharge hole is formed in the shape of a circular hole.
상기 배출홀은 폭보다 긴 길이를 갖는 장공홀 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the discharge hole is formed in the shape of an elongated hole having a length longer than a width.
상기 하부커버부에는 상기 스핀커버의 내부에 유입된 유체를 상기 하부커버부의 중심에서 상기 하부커버부의 외측 방향으로 안내하는 경사안내부가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the lower cover portion is formed with an inclined guide portion for guiding the fluid introduced into the spin cover to the outer side of the lower cover portion from the center of the lower cover portion.
상기 경사안내부는 상기 하부커버부의 가장자리를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the inclined guide portion is formed along an edge of the lower cover portion.
상기 가드링에는 상기 가드링의 내부에 유입된 유체를 상기 가드링의 외측으로 배출하는 유체배출유로가 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the guard ring is provided with a fluid discharge passage for discharging the fluid introduced into the guard ring to the outside of the guard ring.
상기 가드링은,
상기 스핀커버의 측면 둘레에 이격되게 배치되는 상부 가드링과;
상기 상부 가드링의 하부에 배치되는 하부 가드링을;
포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
13. The method of claim 12,
The guard ring may include:
An upper guard ring disposed so as to be spaced apart from a side surface of the spin cover;
A lower guard ring disposed under the upper guard ring;
Wherein the spin-type rinsing and drying apparatus comprises:
상기 유체배출유로는 상기 상부 가드링과 상기 하부 가드링의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the fluid discharge passage is formed between the upper guard ring and the lower guard ring.
상기 하부 가드링은 상기 상부 가드링의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성되어 상기 상부 가드링의 하단에 중첩되게 배치되고,
상기 유체배출유로는 상기 상부 가드링의 내면과 상기 하부 가드링의 내면 사이에 마련되는 공간에 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the lower guard ring is formed to have an outer diameter smaller than an inner diameter of the upper guard ring and is arranged to overlap the lower end of the upper guard ring,
Wherein the fluid discharge path is formed in a space provided between an inner surface of the upper guard ring and an inner surface of the lower guard ring.
상기 유체배출유로는 상기 가드링의 원주 방향을 따라 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the fluid discharge path is formed in a ring shape along a circumferential direction of the guard ring.
상기 상부 가드링은 회전 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the upper guard ring is rotatably provided.
상기 상부 가드링은 상기 기판과 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
18. The method of claim 17,
Wherein the upper guard ring rotates in the same direction as the substrate.
상기 상부 가드링은 절곡된 단면 형태를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the upper guard ring is formed to have a bent cross-sectional shape.
상기 가드링의 외측에 배치되며 상기 유체를 드레인하는 드레인포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
13. The method of claim 12,
And a drain port which is disposed outside the guard ring and drains the fluid.
상기 기판거치부의 회전시 상기 드레인포트의 입구에는 양압이 형성되는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
21. The method of claim 20,
And a positive pressure is formed at the inlet of the drain port when the substrate holder is rotated.
상기 스핀커버에 장착되며 상기 기판을 감지하는 기판감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
22. The method according to any one of claims 1 to 21,
And a substrate sensing unit mounted on the spin cover to sense the substrate.
상기 스핀커버에 장착되며 상기 기판의 저면을 세정하는 세정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
22. The method according to any one of claims 1 to 21,
Further comprising a cleaning unit mounted on the spin cover and cleaning the bottom surface of the substrate.
상기 기판거치부는,
상기 가드링의 내부에 회전 가능하게 배치되는 스핀 플레이트와;
상기 스핀 플레이트의 상면에 구비되며 상기 기판을 지지하는 기판지지부와;
상기 스핀 플레이트의 가장자리 외측으로 돌출되게 배치되며, 상기 기판지지부와 상기 스핀 플레이트의 회전축을 연결하는 연결부를; 포함하고,
상기 스핀커버는 상기 연결부의 측면 둘레와 하부를 막도록 배치된 것을 특징으로 하는 스핀식 헹굼 건조 장치.
22. The method according to any one of claims 1 to 21,
The substrate mounting portion includes:
A spin plate rotatably disposed inside the guard ring;
A substrate supporting unit provided on an upper surface of the spin plate and supporting the substrate;
A coupling portion that protrudes outside the edge of the spin plate and connects the rotation axis of the spin plate to the substrate support portion; Including,
Wherein the spin cover is disposed so as to close a side surface and a bottom of the connection portion.
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|---|---|---|---|
| KR1020170025894A KR101923382B1 (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Rinsing and drying device |
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