KR200198412Y1 - Wafer developing apparatus - Google Patents

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Abstract

본 고안은 웨이퍼 현상시 패턴형성을 균일하게 하는 웨이퍼 현상장치에 관한 것으로, 종래 기술에 의한 웨이퍼 현상장치에서 현상작업시 회전척과 웨이퍼 사이의 열전달에 의한 웨이퍼 표면의 중앙부와 주변부와의 온도 불균일에 따른 웨이퍼 패턴현성의 균일도가 좋지 못한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 현상액을 분사하는 현상액노즐 및 세정액을 분사하는 세정액노즐이 상부에 설치되고, 웨이퍼를 파지한 채 회전하는 회전척이 내부에 배치된 컵과, 상기 웨이퍼의 이면을 지지하여 승강시키는 다수개의 승강봉들과, 이 승강봉들을 승강구동하는 모터와, 상기 승강봉들의 승강운동을 제어하는 제어기를 가지는 승강수단을 구비하여 현상작업시의 웨이퍼 표면상의 온도 차이가 없어 웨이퍼 표면 전체에 형성된 패턴이 균일하게 되는 이점이 있다.The present invention relates to a wafer developing device which makes pattern formation uniform during wafer development. The present invention relates to a wafer developing device in which the wafer development apparatus according to the prior art has a temperature unevenness between the central portion and the peripheral portion of the wafer surface due to heat transfer between the chuck and the wafer during the developing operation. In order to solve the problem of poor uniformity of wafer pattern development, a cup having a developer nozzle for injecting a developer and a cleaning liquid nozzle for injecting a cleaning solution is installed thereon, and a rotating chuck rotating inside the wafer while holding the wafer; And a lifting means having a plurality of lifting rods supporting and lifting the back surface of the wafer, a lifting and lowering motor for driving the lifting rods, and a lifting and lowering means for controlling a lifting movement of the lifting rods. There is an advantage that the pattern formed over the entire wafer surface is uniform since there is no temperature difference of the phases.

Description

웨이퍼 현상장치Wafer Developer

제1도는 종래 기술에 의한 웨이퍼 현상장치의 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a wafer developing apparatus according to the prior art.

제2도는 본 고안에 의한 웨이퍼 현상장치의 구성을 보인 단면도.2 is a cross-sectional view showing the configuration of a wafer developing apparatus according to the present invention.

제3도는 본 고안에 의한 웨이퍼 현상장치를 사용하여 현상작업을 하는 상태를 보인 단면도.3 is a cross-sectional view showing a state in which the developing operation using the wafer developing apparatus according to the present invention.

제4도는 본 고안 및 종래 기술에 의한 현상장치를 사용하여 형성된 웨이퍼 패턴의 형성 균일도를 보인 그래프.Figure 4 is a graph showing the uniformity of the formation of the wafer pattern formed using the developer according to the present invention and the prior art.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : 웨이퍼 22 : 회전척21 wafer 22 rotation chuck

25 : 현상액노즐 26 : 세정노즐25: developer nozzle 26: cleaning nozzle

28 : 승강봉 29 : 모터28: lifting rod 29: motor

본 고안은 웨이퍼의 현상작업에 사용되는 현상장치에 관한 것으로, 특히 8 인치 이상의 대 구경 웨이퍼의 패턴형성을 위한 현상작업시에 현상액의 반응균일도를 향상시키도록 한 웨이퍼 현상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a developing apparatus used for developing a wafer, and more particularly to a wafer developing apparatus for improving the reaction uniformity of a developing solution during a developing operation for pattern formation of a large-diameter wafer of 8 inches or larger.

일반적인 웨이퍼 현상장치를 보인 제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 웨이퍼 현상 장치는 웨이퍼(1)를 파지하여 회전시키는 회전척(2)을 구비한 모터(4)가 사용된 현상액 및 세정액들을 포집하여 배출하는 컵(3)의 내부에 배치되어 있고, 이 컵(3)의 상부에는 회전척(2)에 파지되어 회전하는 웨이퍼(1)의 표면에 현상액을 분사하는 현상액노즐(5)과 세정작업을 위한 세정액을 웨이퍼(1)의 표면에 분사하는 세정액노즐(6)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 1 showing a typical wafer developing apparatus, the conventional wafer developing apparatus collects the developer and cleaning solutions in which a motor 4 having a rotating chuck 2 for holding and rotating the wafer 1 is used. And a developer nozzle 5 for cleaning the developer 3 onto the surface of the wafer 1 which is held by the rotary chuck 2 and is rotated on the upper surface of the cup 3. The cleaning liquid nozzle 6 which sprays the cleaning liquid for work | work to the surface of the wafer 1 is provided.

상기와 같이 구성된 현상장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the developing apparatus configured as described above is as follows.

일단 감광제(7)가 도포되어 감광된 상태의 웨이퍼(1)가 회전척(2)에 놓여져 진공작용에 의해 고정되어 회전하게 되면, 먼저 현상액노즐(5)이 소정의 회전수로 회전하는 웨이퍼(1)의 표면에 현상액을 분사하여 현상작업을 실시하게 된다.Once the photosensitive agent 7 is applied and the photosensitive wafer 1 is placed on the rotary chuck 2 to be fixed and rotated by a vacuum action, first, the developer nozzle 5 rotates at a predetermined rotational speed ( The developer is sprayed onto the surface of 1) to perform the development work.

일정 시간의 현상작업이 끝나게 되면, 세정작업이 시작된다. 즉 세정액노즐(6)을 통해 세정액이 분사되어 현상작업시에 발생된 현상이물들을 제거하게 된다. 이러한 세정작업이 끝나게 되면 건조과정과 웨이퍼(1)를 굽는 과정을 거쳐 현상을 완료하게 된다.When the development work for a certain time is completed, the cleaning work is started. That is, the cleaning liquid is sprayed through the cleaning liquid nozzle 6 to remove the developing foreign matters generated during the developing operation. When the cleaning operation is completed, the development is completed through a drying process and a process of baking the wafer 1.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 웨이퍼 현상장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described conventional wafer developing apparatus has the following problems.

즉 현상하고자 하는 웨이퍼(1)의 직경이 큰 경우(예를 들어 8인치 이상)에 있어서는 웨이퍼(1)의 표면에 도포된 현상액에 의해 현상이 진행되는 동안에 회전척(2)과 웨이퍼(1) 사이의 열전달로 인해 웨이퍼 표면의 중앙부와 주변부 사이의 은도균일도의 유지가 어려워 웨이퍼(1) 중앙부와 주변부간의 온도 불균일이 발생하게 된다. 이러한 온도불균일은 현상과정에 영향을 미쳐 결과적으로 웨이퍼(1) 패턴형성의 균일도를 제어할 수 없게 된다. 이와 같은 현상에 대한 실험결과가 제4도에 도시되어 있다. 여기서 볼 수 있는 것과 같이 종래 기술에 의한 웨이퍼 현상장치에 의하면 웨이퍼(1)의 중앙부와 주변부에서 형성된 패턴크기의 편차(b)가 많이 나타남을 알 수 있다.That is, in the case where the diameter of the wafer 1 to be developed is large (for example, 8 inches or more), the rotary chuck 2 and the wafer 1 during development are performed by the developer applied to the surface of the wafer 1. Due to the heat transfer therebetween, it is difficult to maintain the silver uniformity between the center portion and the peripheral portion of the wafer surface, resulting in a temperature nonuniformity between the center portion and the peripheral portion of the wafer 1. This temperature nonuniformity affects the development process, and as a result, the uniformity of the wafer 1 pattern formation cannot be controlled. Experimental results for this phenomenon are shown in FIG. As can be seen here, according to the wafer developing apparatus according to the prior art, it can be seen that a large variation (b) of the pattern size formed in the central portion and the peripheral portion of the wafer 1 appears.

또한 상기와 같은 작동순서로 현상과정을 진행하게 되면 수 마이크로 크기의 기포(bubble) 등이 발생하여 고집적화되는 경향에 따른 웨이퍼의 미소패턴이 잘 형성되지 않는 문제점이 있다.In addition, when the development process is performed in the above-described operating sequence, bubbles of several micro size may occur, and thus, the micro pattern of the wafer may not be well formed due to the tendency to be highly integrated.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 대구경 웨이퍼의 현샅파정에서 발생하는 웨이퍼 각 부분의 온도 불균일을 방지하여 현상액 반을 균일도를 향상시켜 균일한 웨이퍼 패턴 형성을 하고, 또 현상액의 흡습도를 향상시켜 웨이퍼의 미소패턴이 잘 형성되도록 하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by preventing the temperature irregularity of each portion of the wafer generated in the current wave of the large diameter wafer to improve the uniformity of the half of the developer to form a uniform wafer pattern In addition, the hygroscopicity of the developer is improved so that the micro pattern of the wafer is formed well.

상기와 같은 본 고안의 목적은 현상액을 분사하는 현상액노즐 및 세정액을 분사하는 세정액노즐이 상부에 설치되고, 웨이퍼를 파지한 채 회전하는 회전척이 내부에 배치된 컵과, 상기 웨이퍼의 이면을 지지하여 승강시키는 다수개의 승강봉들과, 이 승강봉들을 승강구동하는 모터와, 상기 승강봉들의 승강운동을 제어하는 제어기를 가지는 승강수단을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 웨이퍼 현상장치에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above is to support a cup having a developer nozzle for injecting a developer and a cleaning liquid nozzle for injecting a cleaning solution, and a rotating chuck rotating therein while holding the wafer, and a back surface of the wafer. And elevating means having a plurality of elevating rods for elevating, elevating rods, a motor for elevating and elevating the elevating rods, and a controller for controlling the elevating movement of the elevating rods.

상기와 같은 본 고안에 의한 웨이퍼 현상장치를 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the wafer developing apparatus according to the present invention as described above in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings as follows.

제2도는 본 고안에 의한 현상장치의 구성을 보인 단면도이고, 제3도는 본 고안에 의한 현상장치를 사용하여 현상작업을 하는 상태를 보인 단면도이며, 제4도는 웨이퍼에 형성된 패턴의 형성균일도를 보인 그래프이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of the developing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a developing operation using the developing apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a formation uniformity of the pattern formed on the wafer. It is a graph.

제2도 내지 제3도에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 웨이퍼 현상장치의 구성은 현상액을 분사하는 현상액노즐(25) 및 세정액을 분사하는 세정액노즐(26)이 상부에 설치되고, 웨이퍼(21)를 파지한 채 회전하는 회전척(22)이 내부에 배치된 컵(23)과, 상기 웨이퍼(21)를 승강시키기 위한 승강수단으로 구성된다.As shown in Figs. 2 to 3, the wafer developing apparatus according to the present invention has a developer nozzle 25 for spraying the developer and a cleaner nozzle 26 for spraying the cleaning solution, and the wafer 21 The rotating chuck 22 which rotates while holding | maintenance) is comprised by the cup 23 arrange | positioned inside, and the lifting means for raising and lowering the said wafer 21.

상기 컵(23)의 상부에 배치된 상기 현상액노즐(25)은 웨이퍼(21) 표면에 도포된 감광제(27)에 노광을 한 후 현상을 하기 위한 현상액을 도포하는 것이고, 세정액노즐(26)은 웨이퍼(21)에 있는 이물질이나 현상시 발생된 현상이물을 씻어내기 위한 세정액으로 분사하기 위한 것이다.The developer nozzle 25 disposed above the cup 23 exposes the photosensitive agent 27 applied to the surface of the wafer 21 and then applies a developer for development. The cleaning solution nozzle 26 The foreign matter on the wafer 21 or the developing foreign matter generated during the development is to be sprayed into the cleaning liquid for washing away the foreign matter.

상기 회전척(22)은 모터(24)에 의해 구동되며, 회전척(22)에는 가공을 위한 웨이퍼(21)가 진공작용에 의해 파지된다. 회전척(22)은 작업단계에 따라 미리 정해진 소정의 회전속도로 회전된다.The rotary chuck 22 is driven by the motor 24, and the wafer 21 for processing is gripped by the vacuum chuck 22. The rotary chuck 22 is rotated at a predetermined rotational speed according to the working step.

상기 컵(23)은 가공되는 웨이퍼(21)를 파지한 채 회전하는 회전척(22)이 배치되고 현상과정 및 세정과정에서 사용한 현상액과 세정액 및 이에 섞여 있는 이물질들을 포집하여 외부로 배출하는 역할을 한다. 즉 상기한 현상액과 세정액 및 이에 섞여 있는 이 물질들은 컵(23)의 저면부로 모여져서 컵(23)의 저면부에 형성된 배출구(도시되지 않음)를 통해 배출된다. 또한 웨이퍼(21)를 승강시키는 승강봉들(28)이 컵(23)의 저면을 관통해서 설치되어 있다.The cup 23 has a rotary chuck 22 which rotates while holding the wafer 21 to be processed, and collects and discharges the developer and the cleaning solution used in the developing and cleaning processes and the foreign substances mixed therein to the outside. do. That is, the developer, the cleaning solution, and the substances mixed therewith are collected at the bottom of the cup 23 and discharged through an outlet (not shown) formed at the bottom of the cup 23. In addition, elevating rods 28 for elevating the wafer 21 penetrate the bottom surface of the cup 23.

상기 승강수단은 웨이퍼(21)의 이면을 지지하여 승강시키는 다수개의 승강봉들(28)과, 이 승강봉들(28)을 구동하는 모터(29) 및 상기 승강봉들(28)의 승강운동을 제어하는 제어기(30)로 구성된다.The elevating means includes a plurality of elevating rods 28 supporting and lifting the back surface of the wafer 21, a motor 29 driving the elevating rods 28, and elevating movements of the elevating rods 28. Consists of a controller 30 to control the.

상기 승강봉들(28)은 상기 컵(23)의 하부를 관통하여 설치되어 있으며, 웨이퍼(21)의 이면과 접촉하게 되는 말단부외 형상은 웨이퍼(21)의 이면부와의 접촉면적이 최소가 되도록 뽀족하게 형성된다. 이러한 승강봉들(28)의 재질은 열전도도가 낮은 테플론과 같은 것이 바람직하다. 이러한 승강봉들(28)의 승강운동은 제어기(30)에 의해 제어되어 모터(29)로 구동되어진다.The lifting rods 28 are installed through the lower portion of the cup 23, and the outer end shape of the lifting rods 28 coming into contact with the rear surface of the wafer 21 has a minimum contact area with the rear surface of the wafer 21. Form as pointed as possible. The material of the elevating rods 28 is preferably made of Teflon having low thermal conductivity. The lifting motion of these lifting rods 28 is controlled by the controller 30 and driven by the motor 29.

상기와 같은 구성으로 되어진 웨이퍼 현상장치를 이용한 웨이퍼 현상과정은 다음과 같다.A wafer developing process using the wafer developing apparatus having the above configuration is as follows.

먼저 감광이 되어진 레이퍼(21)가 회전척(22)에 파지되어 일정한 회전수로 회전하게 되고, 이때 세정액노즐(26)에서 세정액이 분사되어 웨이퍼(21)의 표면에 뿌려져 웨이퍼(21)를 세정하는 단계가 수행된다. 이때의 회전수는 약 100rpm이고, 시간은 5초가량이다.First, the photosensitive raper 21 is gripped by the rotary chuck 22 and rotated at a constant rotational speed. At this time, the cleaning liquid is sprayed from the cleaning liquid nozzle 26 to be sprayed onto the surface of the wafer 21 to dispose the wafer 21. A cleaning step is performed. The rotation speed at this time is about 100rpm, the time is about 5 seconds.

위와 같은 일정 시간 동안의 세정액 분사가 끝나게 되면, 이전 단계에서 분사되어진 세정액을 건조하는 단계가 진행된다. 즉 회전척(22)에 파지된 웨이퍼(21)가 일정속도로 회전하게 되면 웨이퍼(21)가 회전함에 의해 발생되는 원심력에 의해 웨이퍼(21) 표면에 분사되어 남아있던 세정액이 웨이퍼(21)의 주변부로 밀려나면서 건조가 진행된다. 이때의 회전수는 1500rpm이고 약 5∼10초간 진행된다.When the cleaning solution is sprayed for a predetermined time as described above, a step of drying the cleaning solution sprayed in the previous step is performed. That is, when the wafer 21 held by the rotary chuck 22 rotates at a constant speed, the cleaning liquid that has been sprayed onto the surface of the wafer 21 by the centrifugal force generated by the rotation of the wafer 21 remains in the wafer 21. As it is pushed to the periphery, drying proceeds. The rotation speed at this time is 1500rpm and proceeds for about 5 to 10 seconds.

일정 시간 동안의 건조단계가 끝나게 되면 현상단계로 넘어가게 된다. 이 단계에서도 역시 회전척(22)에 파지된 웨이퍼(21)가 일정 속도로 회전하게 되며 이러한 회전에 의해 현상액노즐(25)에서 분사된 현상액이 웨이퍼(21)의 표면에 골고루 퍼지게 된다. 이때의 회전수는 100-300rpm이고 5∼10초간 진행된다.When the drying step is over for a certain period of time, the process proceeds to the development stage. In this step, the wafer 21 held by the rotary chuck 22 also rotates at a constant speed, and the developer injected from the developer nozzle 25 is spread evenly on the surface of the wafer 21 by this rotation. The rotation speed at this time is 100-300rpm and proceeds for 5-10 seconds.

일정 시간 동안의 현상액분사가 끝나면 제어기(30)에서 발생된 신호에 의해 승강봉들(28)이 상승하여 웨이퍼(21)를 회전척(22)으로부터 분리하여 상승시킨다. 이러한 상태에서 일정 시간 동안 현상액이 일정한 온도를 유지하도록 하여 현상을 진행시킨다. 현상이 완료되면 승강봉들(28)이 하강하여 웨이퍼(21)를 다시 회전척(22)에 위치되도록 한다. 이 때 웨이퍼(21)는 승강봉들(28)에 의해 지지되어 정지된 상태로 50-120초 정도 유지되며, 현상액의 온도는 20∼40도이다.After the developer injection for a predetermined time, the lifting rods 28 are raised by the signal generated by the controller 30 to separate and lift the wafer 21 from the rotary chuck 22. In this state, the developer is maintained at a constant temperature for a predetermined time to advance the development. When the development is completed, the lifting rods 28 are lowered so that the wafer 21 is placed on the rotary chuck 22 again. At this time, the wafer 21 is supported by the elevating rods 28 and is maintained for about 50 to 120 seconds in a stopped state, the temperature of the developer is 20 to 40 degrees.

그리고 다시 세정액노즐(26)을 통해 세정액을 웨이퍼(21)의 표면에 분사시켜 세정을 실시하게 된다. 이 때 웨이퍼(21)는 회전척(22)에 진공작용에 의해 파지되어 일정한 속도로 회전하게 된다. 이 때의 회전수는 500∼1000rpm이다.Then, the cleaning liquid is sprayed onto the surface of the wafer 21 through the cleaning liquid nozzle 26 to perform cleaning. At this time, the wafer 21 is gripped by the vacuum chuck 22 by the vacuum action to rotate at a constant speed. The rotation speed at this time is 500-1000 rpm.

이러한 세정과정이 끝나면 세정과정에서 분사되어 웨이퍼(21)에 남아 있는 세정액을 건조시키는 단계가 진행된다. 이 때의 회전수는 1500∼3000rpm이고, 10∼30초 가량 진행된다.After the cleaning process is completed, the cleaning process is performed in the cleaning process to dry the cleaning solution remaining on the wafer 21. The rotation speed at this time is 1500-3000 rpm, and it advances for about 10-30 second.

상기와 같은 본 고안에 의한 웨이퍼 현상장치는 웨이퍼의 현상과정 동안 웨이퍼를 회전척과 분리하여 회전척과의 열전달이 발생되지 않도록 하므로 현상작업시 웨이퍼 상의 위치에 따른 온도차이가 없어 현상이 고르게 되어 제4도에서 볼 수 있는 것처럼 웨이퍼 중앙부와 주변부 사이의 패턴 사이즈의 편차(a)가 종래 기술에 의해 현상된 웨이퍼 패턴 사이즈 편차(b)보다 균일하게 형성되는 효과가 있다.The wafer developing apparatus according to the present invention as described above separates the wafer from the rotating chuck during the developing process of the wafer so that heat transfer with the rotating chuck does not occur, so that there is no temperature difference according to the position on the wafer during the developing operation. As can be seen from the above, there is an effect that the deviation (a) of the pattern size between the wafer center portion and the peripheral portion is formed more uniformly than the wafer pattern size deviation (b) developed by the prior art.

Claims (3)

현상액을 분사하는 현상액노즐 및 세정액을 분사하는 세정액노즐이 상부에 설치되고, 웨이퍼를 파지한 채 회전하는 회전척이 내부에 배치된 컵과, 상기 웨이퍼의 이면을 지지하여 승강시키는 다수개의 승강봉들과, 이 승강봉들을 승강구동하는 모터와, 상기 승강봉들의 승강운동을 제어하는 제어기를 가지는 승강수단을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 웨이퍼 현상장치.A developer nozzle for injecting the developer and a cleaning liquid nozzle for injecting the cleaning solution are provided on the upper portion, a cup having a rotating chuck rotating therein while holding the wafer, and a plurality of lifting rods supporting and lifting the back surface of the wafer. And elevating means having a motor for elevating and elevating the elevating rods, and a controller for controlling the elevating movement of the elevating rods. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼의 이면에 접촉되는 승강봉들의 말단부 형상은 접촉면적이 최소가 되도록 뾰족하게 형성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 현상장치.The wafer developing apparatus according to claim 1, wherein the end portions of the elevating rods contacting the rear surface of the wafer are sharply formed so as to have a minimum contact area. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승강봉들의 재질이 테플론임을 특징으로 하는 웨이퍼 현상장치.The wafer developing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the lifting rods are made of Teflon.
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