KR20000017914U - 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척에 관한 것으로, 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척은 회전축과, 회전축의 상단에 설치되는 그리고 그 상면에 반도체 웨이퍼가 진공 흡착되는 턴테이블 및 턴테이블과 동일 평면상으로 그 턴테이블의 외주면으로부터 연장되어 형성되는 꽃잎 형상의 부분들을 포함한다.

Description

반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척{A SPINDLE CHUCK FOR A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION INSTALLATION}

본 고안은 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼의 표면에 감광액(Photo Resist : PR)을 고르게 도포해주는 스핀 코팅설비나 감광액 현상설비 등의 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼를 진공 흡착하여 고속으로 회전시키기 위한 스핀들 척이 사용되고 있다.

도 1에서 보여주는 바와 같이, 현재 스핀 코팅 설비에 설치되어 사용중인 스핀들 척의 사이즈는 69mm 이고 진공 홀이 5개인 척으로 8 Inch(200mm) 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼의 표면에 감광액을 코팅하게 된다. 그러나 종래 스핀들 척은 턴테이블 사이즈가 웨이퍼 사이즈에 비하여 상대적으로 너무 작다. 따라서 웨이퍼 표면에 감광액을 코팅하기 위하여 스핀들 척이 고속회전할 때, 순간적인 회전 사이클의 변동, 또는 웨이퍼의 휨 또는 턴테이블의 흡착면에 (흠집으로 인한) 불균일성으로 흡착도가 저하되거나 진공 리크(leak) 현상으로 웨이퍼의 브로킨(broken) 및 이탈이 비일비재하게 발생하게 된다. 특히, 이러한 문제는 웨이퍼의 직경(12 Inch)이 커질수록 더욱 심화되어 발생하게 된다.

이러한 공정 진행중의 웨이퍼 이탈로 인한 파손은 장비의 운행 정지는 물론 고가의 장비에 손상을 가져오는 대형 사고를 야기하는 원인이 된다. 이 경우 장비의 교체 및 수리 그리고 장비 전체의 클리닝으로 재가동 되기까지 시간 및 인력의 낭비와 장비의 수율 저하로 인한 막대한 경제적인 손실을 가져오는 문제점을 안고 있다.

이와 같이 웨이퍼를 진공 흡착한 상태에서 고속 회전시키는 스핀들 척은 반도체 제조 공정에 있어서 중요한 부분을 차지하고 것이다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 보다 안정적으로 웨이퍼가 진공 흡착될 수 있도록 하여 고속 회전시 웨이퍼의 브로킨 및 웨이퍼의 이탈을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 스핀들 척의 사시도;

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 스핀들 척의 사시도;

도 3은 본 고안에 따른 스핀들 척이 적용된 스핀 코팅 설비를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스핀들 척 12 : 회전축

14 : 턴테이블 14a : 베이스 부분

14b,14c : 꽃잎 형상의 부분 20 : 반도체 웨이퍼

30 : 공정컵 32 : 분사 노즐

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 스핀들 척은 회전축과; 상기 회전축의 상단에 설치되는 그리고 그 상면에 반도체 웨이퍼가 진공 흡착되는 턴테이블을 포함하되; 상기 턴테이블은 원형의 베이스 부분과, 그 베이스 부분과 동일 평면상으로 그 베이스 부분의 외주면으로부터 연장되어 형성되는 꽃잎 형상의 부분을 구비한다.

이와 같은 본 고안은 상기 꽃잎 형상의 부분들은 상기 턴테이블과 일체로 형성되며 그 형상은 "" 또는 "" 으로 이루어진다.

이와 같은 본 고안은 상기 부분들이 일체로 형성된 상기 턴테이블은 웨이퍼 지름의 1/2를 넘지 않는 사이즈를 갖는다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 스핀들 척의 사시도이다. 도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 스핀들 척의 사시도이다.

도 1에서 보여주는 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 스핀들 척(10)은 회전축(12)과 턴테이블(14)로 이루어진다. 상기 턴테이블(14)은 상기 회전축(12)의 일단에 설치된다. 상기 턴테이블(14)은 ""의 4잎 클로버 형상으로, 원형의 베이스 부분(14a)과 그 베이스 부분(14a)의 외주면으로부터 연장되어 형성되는 4개의 꽃잎 형상의 부분(14b)들로 이루어진다. 상기 꽃잎 형상의 부분(14b)들은 상기 베이스 부분(14a)과 동일 평면상에 형성된다. 상기 베이스 부분(14a)과 꽃잎 형상의 부분(14b)들에는 반도체 웨이퍼(20)를 진공 흡착하기 위한 진공홀(16)들이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 진공홀들(16)은 상기 턴테이블(14)의 상면에 다양하게 배열 형성될 수 있다. 상기 진공홀(16)들은, 상기 턴테이블(14)의 상면에 반도체 웨이퍼(20)가 놓여졌을 때, 상기 반도체 웨이퍼(20)를 진공 흡착할 수 있도록 배치된다.

한편, 상기 스핀들 척(10)의 턴테이블(14)은 로딩될 반도체 웨이퍼 사이즈의 1/2를 넘지 않는 범위내에서 제작되는 것이 바람직하다. 그 턴테이블의 사이즈가 반도체 웨이퍼의 1/2보다 클 경우에는 백 사이드 린스(back side rinse) 공정시 약액이 턴테이블에 묻기 때문에 그것을 예방하기 위한 것이다.

이와 같은 스핀들 척(10)의 턴테이블(14)은 반도체 웨이퍼(20)를 홀딩하는 면적이 기존의 단순한 원형의 턴테이블보다 커짐에 따라 8 Inch 및 12 Inch 반도체 웨이퍼에서도 안정적으로 진공흡착하여 고속회전이 가능한 것이다. 따라서, 불안전한 반도체 웨이퍼의 홀딩상태를 가져와 진공 에러를 유발시키는 진공리크(Leak)현상을 줄일 수 있다. 또한, 본 고안의 스핀들 척은 기존의 원형 턴테이블보다 원심력이 큰 사이클을 그림으로서 동일한 RPM 대비 기존보다 RPM 타임을 줄일 수 있다.

예컨대, 본 고안의 스핀들 척(10')은 도 2에서 보여주는 바와 같이, 원형의 베이스 부분(14a)과 그 베이스 부분(14a)의 외주면으로부터 연장되어 형성되는 3개의 꽃잎 형상의 부분(14c)들로 이루어진 ""의 3잎 클로버 형상의 턴테이블(14')을 구비할 수 있다.

도 3은 본 고안에 따른 스핀들 척이 적용된 스핀 코팅 설비를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 반도체 웨이퍼(20)는 이송 장치(미도시됨)에 의하여 상기 스핀들 척(10)의 턴테이블(14) 상면에 위치된다. 이때, 별도의 구동력에 의해 상기 스핀들 척(10)이 상승하면서 상기 반도체 웨이퍼(20)가 상기 턴테이블의 상면에 얹혀진다. 상기 턴테이블(14) 상면에 얹혀진 반도체 웨이퍼(20)는 진공 흡착된다. 상기 반도체 웨이퍼는 기존의 단순한 원형의 턴테이블에 비하여 보다 안정적으로 상기 턴테이블(14)에 홀딩된다. 상기 스핀들 척의 회전축(12) 하단에는 회전 모터(40)가 연결 설치되어 있다. 이와 같이 반도체 웨이퍼(20)가 상기 스핀들 척의 턴테이블(14)에 얹혀진 상태에서 상기 스핀들 척은 정해진 속도로 회전함과 동시에 상기 공정 컵(30)의 상방에 위치된 분사 노즐(32)로부터 감광액이 떨어지면서 반도체 웨이퍼(20) 표면 위에 감광액이 도포되는 것이다.

이와 같이 본 고안의 스핀들 척을 사용하면 반도체 제조 공정에서는 쉽게 발생하는 진공 로스 문제를 현저히 줄일 수 있다.

이와 같은 본 고안을 적용하면, 본 고안의 스핀들 척은 반도체 웨이퍼를 홀딩하는 면적이 기존의 단순한 원형의 턴테이블보다 넓기 때문에 반도체 웨이퍼를 진공흡착 후 고속회전을 안정적으로 수행할 수 있다. 따라서, 불안전한 반도체 웨이퍼의 홀딩상태에 의한 진공 에러를 줄일 수 있는 것이다. 또한, 기존의 원형 턴테이블보다 원심력이 큰 사이클을 형성하므로서 동일한 RPM 대비 기존보다 RPM 타임을 줄일 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼가 안정적으로 홀딩되기 때문에 고속 회전시 발생되는 반도체 웨이퍼의 브로킨 및 이탈을 최소화할 수 있으며, 결과적으로 제품의 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척에 있어서:

   회전축과;

   상기 회전축의 상단에 설치되는 그리고 그 상면에 반도체 웨이퍼가 진공 흡착되는 턴테이블 및;

   상기 턴테이블과 동일 평면상으로 그 턴테이블의 외주면으로부터 연장되어 형성되는 꽃잎 형상의 부분들을 포함하여,

   반도체 웨이퍼가 상기 꽃잎 형상의 부분과 상기 턴테이블에 보다 안정적으로 놓여질 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척.
2. 제 1 항에 있어서

   상기 꽃잎 형상의 부분들은 상기 턴테이블과 일체로 형성되며 그 형상은 "" 또는 "" 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척.
3. 제 2 항에 있어서

   상기 부분들이 일체로 형성된 상기 턴테이블은 웨이퍼 지름의 1/2를 넘지 않는 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 스핀들 척.