KR20020019487A - 반도체 웨이퍼의 뒷면을 세정하기 위한 조정가능한노즐조립체를 갖춘 회전, 세정, 건조스테이션 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 노즐조립체(116)는 제 1 및 제 2단부를 갖는 커넥터튜브(128)를 포함하는 바, 이 커넥터튜브(128)의 외측면에는 나사산이 형성되어 있다. 관통하는 개구부를 갖는 제 1캡(132a)은 상기 커넥터튜브(128)의 제 1단부에 나사산이 형성되고, 관통하는 개구부를 갖는 제 2캡은 상기 커넥터튜브(128)의 제 2단부에 나사산이 형성되어 있으며, 각각의 제 1캡과 제 2캡은 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 갖는다. 노즐조립체는 채널(134a)을 형성하는 튜브부(134b)를 갖는 노즐(134)을 포함하고, 튜브부(134b)는 노즐(134)의 위치가 축방향으로 그리고 회전방향으로 조정될 수 있도록 제 1커넥터캡(132a)의 개구부내에 배치된다. 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션과, 반도체 웨이퍼의 바닥면 즉 뒷면을 회전세정하는 방법도 설명되어 있다.

Description

반도체 웨이퍼의 뒷면을 세정하기 위한 조정가능한 노즐조립체를 갖춘 회전, 세정, 건조스테이션 {Spin, rinse, and dry station with adjustable nozzle assembly for semiconductor wafer backside rinsing}
반도체장치의 제조에는 다양한 웨이퍼 준비과정이 수행되는 바, 이러한 준비과정 중 하나에서 탈이온수(deionized water)가 잔류 화학용액을 세정해내고 미립자오염물질을 제거하도록 예컨대 회전, 세정, 건조스테이션의 웨이퍼에 분무된다. 최근까지, 웨이퍼 오염물질을 효과적으로 세정하고 제어하기 위한 노력은 주로 웨이퍼의 윗면에 집중되어 왔다. 반도체산업이 예컨대 300mm보다 더 큰 웨이퍼와 예컨대 0.18㎛보다 더 작은 크기로 이동되어감에 따라, 바닥면 즉 웨이퍼 뒷면의 웨이퍼 오염물질을 효과적으로 세정하고 제어하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 도1a는 회전, 세정, 건조스테이션의 웨이퍼의 바닥면에 탈이온수를 분무하는 데에 이용된 종래의 기술을 나타내는 개략적인 단면도로서, 여기에 도시된 것과 같이 웨이퍼(10)는 웨이퍼의 윗면(10a)이나 바닥면(10b)에 미립자오염물질의 유입을 방지하기 위해 웨이퍼(10)의 가장자리에 접촉하는 롤러(14)에 의해 지지된다. 액체공급튜브(20)를 매개로 탈이온수원(18)에 결합되는 노즐(16)은 통(12)의 바닥에 위치된다. 웨이퍼(10)가 회전될 때, 노즐(16)은 웨이퍼의 바닥면(10b)쪽으로 탈이온수를 분무한다.
웨이퍼의 바닥면을 완전히 세척하기 위해서는 탈이온수의 분무가 웨이퍼의 중심에 닿게 해야 한다. 만일 분무가 단지 웨이퍼의 주변부에만 닿으면, 웨이퍼의 회전에 의해 생성된 원심력은 탈이온수가 웨이퍼의 중심에 닿는 것을 방지하게 된다. 그 결과, 잔류 화학용액과 예컨대 미립자와 같은 오염물질은 웨이퍼의 바닥면의 중심부에서 제거될 수 없게 된다. 만일 웨이퍼의 바닥면에 있는 미립자오염물질의 양이 허용치를 초과하면, 항복률은 상당히 감소될 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시된 노즐(16)의 확대도이다. 도 1b에 도시된 것과 같이, 노즐(16)은 일반적으로 엘보우형상의 한쌍의 출구(16b)가 뻗어나오는 기저부(16a)를 포함한다. 출구(16b)의 수직부는 약간 안으로, 즉 기저부(16a)쪽으로 약간 경사져 있다. 기저부(16a) 아래에는 나사부(16c)와 커넥터부(16d)가 형성되어 있다. 나사부(16c)는 노즐(16)을 적소에 지지하기 위해 통(12;도 1a참조)의 바닥면 아래에 배치된 설비내에 나사고정된다. 액체공급튜브(20;도 1a참조)의 일단은 커넥터부(16d)에 결합된다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 롤러(12)가 부착되는 스핀들아암과 스핀들핑거를 회전시키는 회전축이 통의 바닥면의 중심에 위치되기 때문에, 노즐(16)은 통의 바닥면의 중심으로부터 일정 거리에 위치된다. 이 중심을 벗어난 위치설정의 결과로서, 노즐(16)의 출구(16b)로부터 분무된 탈이온수는 웨이퍼(10)의 바닥면(10b)의 주변부쪽으로 안내된다. 엘보우형상의 출구(16b)는 강성의 플라스틱으로 형성되고, 이에 따라 이런 출구의 위치는 최소범위로만 조정될 수 있다. 더우기, 노즐(16)이 설비내로 완전히 나사고정될 때 노즐(16)의 높이는 고정되어 상승될 수 없게 된다.
도 1a에 도시된 것과 같은 종래의 회전, 세정, 건조스테이션에서 노즐의 제한된 조정가능성을 고려할 때, 노즐로부터 분무된 탈이온수가 웨이퍼의 바닥면의 중심에 닿도록 시스템을 형성하는 데에 문제점이 발생된다. 웨이퍼가 통내에 배치될 때 상황을 더 복잡하게 하기 위해, 조작자는 불투명한 웨이퍼가 조작자의 시야를 가리므로 탈이온수가 웨이퍼의 바닥면에 닿았는지를 말할 수 없다. 따라서, 비록 제한된 조정을 할 수 있다 해도, 조작자는 탈이온수의 분무가 웨이퍼의 바닥면의 중심에 적당하게 닿는지를 결정할 신뢰성 있는 방법이 없게 된다.
전술된 점으로 볼 때, 탈이온수의 분무가 웨이퍼의 중심에 닿는지를 확신하는 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법과 장치를 제공할 필요가 있다.
본 발명은 일반적으로 반도체 제조에 관한 것으로, 더 상세하게는 조정가능한 노즐조립체와, 이 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 회전, 세정, 건조스테이션과, 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법에 관한 것이다.
도 1a는 회전, 세정, 건조스테이션내의 웨이퍼의 바닥면에 탈이온수를 분무하는 데에 이용된 종래의 기술을 나타내는 개략적인 단면도이고,
도 1b는 도 1a에 도시된 노즐(16)의 확대상세도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 바닥면을 분무하는 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션의 간략한 측면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 바닥면을 분무하는 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션의 간략한 측면도,
도 4는 도 2에 도시된 통(102)의 평면도,
도 5는 본 발명의 조정가능한 노즐조립체에 이용될 수 있는 통의 사시도,
도 6은 도 2에 도시된 조정가능한 노즐조립체(116)의 확대상세도,
도 7a와 도 7b는 2개의 다른 노즐형상의 측면도,
도 8a는 도 6에 도시된 커넥터캡(132a)의 단면도,
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따라 제조될 수 있는 밀봉부재를 나타내는 도 6에 도시된 커넥터캡(132a)의 단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법을 나타내는 흐름도(200)이다.
본 발명은, 간략히 말하자면 조정가능한 노즐을 포함하는 노즐조립체를 구비함으로써 상기 요구를 만족시킨다. 조정가능한 노즐의 위치를 조정함으로써, 노즐은 이로부터 분무된 액체가 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 안내되도록 방향설정될 수 있다. 또한, 본 발명은 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션과, 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면 노즐조립체가 형성되는 바, 이 노즐조립체는 제 1단부와 제 2단부를 갖고, 외측면에 나사산이 형성되어 있는 커넥터튜브를 포함하며, 관통하는 개구부를 갖는 제 1캡은 커넥터튜브의 제 1단부에 나사산이 형성되어 있고, 관통하는 개구부를 갖는 제 2캡은 커넥터튜브의 제 2단부에 나사산이 형성되어 있다. 각각의 제 1캡과 제 2캡은 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 갖는다. 노즐조립체는 채널을 한정하는 튜브부를 갖는 노즐을 포함하고, 튜브부는 노즐의 위치가 축방향과 회전방향으로 조정될 수 있게 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치된다.
일실시예에서, 노즐조립체는 커넥터튜브에 배치된 제 1 및 제 2너트를 더 포함하여 이루어지는 바, 바람직하다면 제 1 및 제 2너트 중 하나는 커넥터튜브와 일체로 형성될 수 있고, 제 1 및 제 2커넥터캡의 나사산이 형성된 내측면은 바람직하게는 제 1직경을 갖고, 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면의 개구부는 제 2직경을 갖되, 제 2직경은 제 1직경보다 작으며, 테이퍼진 면이 제 1 및 제 2커넥터캡의 나사산이 형성된 내측면과 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면의 개구부 사이에서 뻗도록 되어 있다.
일실시예에서, 노즐은 내부에 형성된 채널을 구비하는 헤드부를 더 포함하여 이루어지고, 이 실시예에서, 노즐의 헤드부내에 형성된 채널은 노즐의 튜브부내에 형성된 채널에 수직한 평면에 대해 35도 내지 75도의 각도에 형성된다.
일실시예에서, 제 1밀봉부재는 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면에 가깝게 설치되고, 제 2밀봉부재는 커넥터튜브의 제 1 및 제 2단부에 가깝게 설치되어 있고, 이 실시예에서 제 1밀봉부재는 바람직하게는 갈라진 링밀봉부로 되어 있고, 제 2밀봉부재는 차단용 끼움밀봉부로 되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼를 회전세정하는 회전, 세정, 건조스테이션이 제공되는 바, 이 회전, 세정, 건조스테이션은 바닥벽과 측벽을 갖는 통을 포함하고, 회전부재가 통내에 배치되며, 회전가능한 회전축에 부착된다. 다수의 지지부재는 회전부재에 부착되고, 회전부재의 위에 반도체 웨이퍼를 지지하도록 되어 있다. 또, 회전, 세정, 건조스테이션은 회전가능한 회전축을 회전시키는 모터와 통내에 장착된 조정가능한 노즐조립체를 포함한다. 조정가능한 노즐조립체는 액체의 분무가 통내에 지지된 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 향하도록 위치된다.
조정가능한 노즐조립체는, 바람직하게는 제 2커넥터캡의 개구부에 배치된 액체공급튜브를 더 포함하고, 이 액체공급튜브는 바람직하게는 탈이온수원에 결합된다.
일실시예에서, 상기 조정가능한 노즐조립체는 통의 바닥벽의 개구부내에 배치되고, 이 실시예에서 조정가능한 노즐조립체는 노즐의 위치가 수직하게 그리고 회전가능하게 조정될 수 있도록 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치되는 노즐의 튜브부를 포함한다. 다른 실시예에서, 조정가능한 노즐조립체는 노즐의 위치가 수직하게 그리고 회전가능하게 조정될 수 있도록 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치되는 노즐의 튜브부를 포함한다.
일실시예에서, 조정가능한 노즐조립체는 커넥터튜브에 배치된 제 1 및 제 2너트를 더 포함하고, 이 제 1 및 제 2너트는 조정가능한 노즐조립체가 통내에 어떻게 장착되는지에 따라 커넥터튜브를 통의 바닥벽이나 측벽에 고정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법이 제공되는 바, 이 방법에서 통내에 배치된 반도체 웨이퍼의 바닥벽쪽으로 액체를 분무하는 조정가능한 노즐을 갖는 통이 먼저 형성된 다음, 액체가 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심에 조정가능한 노즐로부터 분무된다. 바람직하게는, 액체가 분무되기 전에 조정가능한 노즐은 이로부터 분무된 액체가 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 향하도록 방향이 설정된다.
본 발명의 일실시예에서, 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계는, 반도체 웨이퍼가 회전세정을 위해 통내에 배치되는 위치쪽으로 향하도록 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계와, 반도체 웨이퍼가 회전세정을 위해 배치되는 위치의 통내에 투명한 기질을 배치하는 단계, 조정가능한 노즐로부터 투명한 기질의 바닥면쪽으로 액체를 분무하는 단계, 액체가 투명한 기질의 바닥면에 닿는 것을 관측하는 단계, 액체가 투명한 기질의 중심에 닿지 않는 경우에 조정가능한 노즐의 위치를 조정하는 단계, 액체가 투명한 기질의 중심에 닿을 때까지 위의 단계들을 반복하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 노즐조립체는, 바람직하게는 조작자가 예컨대 스핀들의 높이가 회전스테이션마다 변화될 수 있는 것과 같이 회전스테이션의 공차를 보상하도록 노즐의 위치를 쉽게 조정할 수 있게 한다. 본 발명의 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법에 있어서, 실질적으로 투명한 기질은 바람직하게는 예컨대 탈이온수와 같은 액체가 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심에 분무되게 하여 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 데에 이용되고, 이는 웨이퍼의 전체 바닥면이 완전히 세정되게 한다. 테스트는 적당하게 방향이 설정된 조정가능한 노즐을 갖춘 본 발명의 노즐조립체의 이용이 도 1a와 도 1b에 도시된 종래의 노즐에 대해 반도체 웨이퍼의 바닥면에 개선된 웨이퍼 미립자의 수를 줄일 수 있게 한다.
상기 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 본 발명의 제한없는 실시예에 의해 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부도면을 참조하여 상세히 설명될 것인 바, 도 1a와 도 1b는 배경기술란에서 설명되고 있다.
본 발명은 노즐이 수직하게 (또는 노즐조립체가 측면에 장착될 때 수평하게) 그리고 회전가능하게 조정가능한 노즐조립체를 제공한다. 또한, 본 발명은 조정가능한 노즐조립체가 반도체 웨이퍼의 바닥면을 분무하는 데에 이용되는 회전, 세정, 건조스테이션을 제공한다. 또, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 바닥면, 즉 뒷면을 회전세정하는 방법을 제공하는 바, 이 방법의 일실시예에서 예컨대 웨이퍼와 같은 실질적으로 투명한 기질이 조정가능한 노즐을 적당히 정렬되게 하는 데에 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 바닥면을 분무하는 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션(100)의 간략한 측면도이다. 여기에 도시된 것과 같이, 통(102)은 바닥벽(102a)과, 이 바닥벽(102a)으로부터 위로 뻗는 측벽(102b)을 포함한다. 다수의 롤러(104)는 전형적으로는 4개로 이루어진 다수의 롤러를 갖춘 측면 가장자리를 따라 실질적으로 투명한 웨이퍼(106)를 지지한다. 각 롤러(104)는 대응되는 스핀들핑거(108) 중 하나에 배치된다. 각 스핀들핑거(108)는 회전축(112)에 번갈아 장착되는 스핀들아암(110)에 장착된다. 당업계의 숙련자들에게는 잘 공지되어 있는 것과 같이, 회전축(112)은 이 회전축과 여기에 연결된 구조물을 회전시키는 회전모터(114)에 결합된다. 통(102)의 바닥벽(102b)에 장착되는 조정가능한 노즐조립체(116)는 액체공급튜브(120)를 통해 탈이온수원(118)에 결합된다. 조정가능한 노즐조립체(116)는 바닥벽(102b)의 마주보는 면에 배치된 한쌍의 너트(122a,122b;122b는 도 2에는 도시되지 않음)에 의해 바닥벽(102b)에 고정되는 바, 이는 나중에 더 상세히 설명될 것이다.
실질적으로 투명한 웨이퍼(106)의 이용은, 조작자가 조정가능한 노즐조립체(116)로부터 분무된 탈이온수가 웨이퍼(106)의 바닥면의 중심에 닿는지를 시각적으로 결정할 수 있게 한다. 만일 탈이온수의 분무가 웨이퍼(106)의 바닥면의 중심에 닿지 않으면, 조작자는 노즐을 적당히 조정할 수 있으며, 잘못 정렬하게 되면 노즐의 위치는 이 노즐을 수즉하게, 즉 위와 아래로 이동시킴으로써, 또는 노즐을 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 노즐이 적당히 정렬될 때, 반도체 웨이퍼의 회전세정이 개시될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 바닥면을 분무하는 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 회전, 세정, 건조스테이션(100')의 간략한 측면도이다. 여기에 도시된 것과 같이, 조정가능한 노즐조립체(116)는 통(102)의 측벽(102a)에 장착된다. 조정가능한 노즐조립체(116)는 측벽(102a)의 마주보는 면에 배치된 한쌍의 너트(122a,122b;122b는 도 3에는 도시되지 않음)에 의해 측벽(102a)에 고정된다. 이 형상에 있어서, 노즐이 잘못 정렬된 경우 노즐의 위치는 노즐을 수평하게, 즉 앞뒤로 이동시킴으로써, 또는 노즐을 회전시킴으로써 조정될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 통(102)의 평면도이다. 도 4에 도시된 것과 같이, 각각이 스핀들핑거(108) 중 하나에 장착되는 4개의 롤러(104)는 스핀들아암(110) 위의 실질적으로 투명한 웨이퍼(106)를 지지한다. 상기 설명된 것과 같이, 노즐의 방향을 설정하는 동안, 실질적으로 투명한 웨이퍼(106)의 이용은 조작자가 노즐로부터 분무된 탈이온수가 웨이퍼의 바닥면의 중심에 닿는지를 결정할 수 있게 한다. 만일 노즐이 적당히 방향설정되지 않으면, 필요한 조정은 아래에서 더 상세히 설명되는 것과 같이 반도체 웨이퍼의 처리가 시작되기 전에 실질적으로 투명한 웨이퍼(106)를 이용하여 실시될 수 있다. 조정가능한 노즐조립체(116)로부터의 탈이온수의 분무가 통(102)내에서 회전할 때 스핀들아암(110)에 의해 간헐적으로 저지될 것이라는 것은 도 4로부터 명백해질 것이다. 예컨대 회전세정 동안 이용된 대략 100rpm∼1,800rpm의 고속의 회전속도에서, 이러한 간헐적인 저지는 효과적인 탈이온수의 양이 웨이퍼의 바닥면의 중심에 도달하는 것을 방지하지는 않는다.
도 5는 본 발명의 조정가능한 노즐조립체에 이용될 수 있는 통의 사시도이다. 여기에 도시된 것과 같이, 통(102)은 바닥벽(102b)과, 이 바닥벽(102b)으로부터 위로 뻗는 측벽(102b)을 포함한다. 바닥벽(102)은 당업계의 숙련자들에게는 잘 공지된 것과 같이, 예컨대 통(102)내에 배치된 반도체 웨이퍼를 회전하도록 뻗는 도 2와 도 3에 도시된 회전축(112)을 통해 내부에 형성된 개구부(124)를 갖는다. 일반적으로 원통형상으로 되어 있는 측벽(102a)은, 회전, 세정, 건조스테이션내의 흐르는 물을 모으는 채널(126)을 구비한다. 통(102)은 예컨대 폴리프로필렌과 같은 임의의 적당한 재료로 제조될 수 있다. 당업계의 숙련자들에게는 잘 공지된 것과 같이, 통의 직경은 처리되는 반도체 웨이퍼의 직경보다 큰 바람직한 크기로 선택된다.
도 6은 도 2에 도시된 조정가능한 노즐조립체(116)의 확대상세도이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 수집관(128)은 통(102)의 바닥벽(102b)내의 개구부(130)를 통해 뻗는다. 수집튜브(128)의 외측면은 예컨대 7/16∼20개의 나사산으로 나사가공된다. 각각이 관통하는 개구부를 갖는 커넥터캡(132a,132b)은, 커넥터튜브(128)의 마주보는 단부에 형성된다. 커넥터캡(132a,132b)내의 개구부를 한정하는 내측면의 일부는, 커넥터튜브(128)의 외측면에 대응되게 나사산이 형성된다. 이는 커넥터캡(132a,132b)이 커넥터튜브(128)의 마주보는 단부에 나사가공되게 한다.
커넥터튜브(128)는 한쌍의 너트(122a,122b)에 의해 바닥벽(102b)에 고정되는 바, 너트(122a)는 바닥벽(102b)의 윗면에 맞물리고 너트(122b)는 바닥벽(102b)의 아랫면에 맞물린다. 바람직하게는, 너트(122a,122b) 중 하나는 커넥터튜브(128)와 일체로 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 너트(122a)는 커넥터튜브(128)와 일체로 형성되고, 이 실시예에서 너트(122a)가 바닥벽(102b)의 윗면에 맞물리도록개굽부(130)를 통해 삽입된 후에, 너트(122b)는 바닥벽(102b)의 바닥면에 맞물릴 때까지 커넥터튜브에 나사결합된다. 또한, 용접과 같은 다른 고정방법이 바닥벽(102b)에 커넥터튜브(128)를 고정하는 데에 이용될 수 있음은 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다.
계속 도 6과 관련하여, 노즐(134)은 내부에 형성된 채널(134a)을 갖고, 튜브부(134b)와 헤드부(134c)를 포함한다. 튜브부(134b)는 커넥터캡(132a)의 개구부내에 배치된다. 노즐(134)내에 형성된 채널(134a)의 방위는 헤드부(134c)에서 변경된다. 특히, 헤드부(134c)내에 형성된 채널(134a)의 일부는 바람직하게는 각도 θ로 형성되는 바, 이는 튜브부(134b)내에 형성된 채널(134a)의 일부에 수직한 평면에 대해 대략 35도 내지 대략 75도가 되고, 본 발명의 일실시예에서, 헤드부(134c)내에 형성된 채널(134a)의 일부는 각도 θ로 형성되는 바, 이는 튜브부(134b)내에 형성된 채널(134a) 일부에 수직한 평면에 대해 대략 54.5도가 된다.
커넥터튜브(128)의 마주보는 단부에서, 액체공급튜브(120)의 일단은 커넥터캡(132b)의 개구부내에 배치된다. 액체공급튜브(120)의 다른 일단은 탈이온수원(118)과 유체연통되어 결합된다. 과정에 있어서, 탈이온수원(118)으로부터의 탈이온수는 커넥터튜브(128)의 내측통로내로 액체공급튜브(120)를 통해 흐른다. 탈이온수는 노즐(134)의 채널(134a)을 통해 커넥터튜브(128)로 흘러나간다.
도 7a와 도 7b는 2개의 다른 노즐형상의 측면도이다. 도 7a에 도시된 것과 같이, 노즐(134')은 단일의 강성 튜브로 형성된다. 이 노즐형상에 있어서, 헤드부(134'c)는 튜브부(134'b)에 상대적인 각도를 갖는 노즐부(134')를 포함한다.헤드부(134')내의 채널(134'a)의 상대각도는, 바람직하게는 도 6과 관련하여 상기 설명된 것과 동일하다. 도 7b에 도시된 것과 같이, 헤드부(134''c)는 고체블록으로 이루어진다. 이 노즐형상에서, 헤드부(134''c)내의 채널(134''a)은 튜브부(134''b)내의 채널(134''a)에 상대적인 각도로 형성되어 있다. 헤드부(134''c)내의 채널(134''a)의 상대각도는, 바람직하게는 도 6과 관련하여 상기 설명된 것과 동일하다. 도 6, 도 7a, 도 7b에 도시된 노즐형상으로 볼 때, 다양한 헤드부가 바람직한 각도로 노즐내에 형성된 채널의 방향을 변경하는 데에 이용될 수 있음은 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다.
도 8a는 도 6에 도시된 커넥터캡(132a)의 단면도이다. 여기에 도시된 것과 같이, 나사산이 형성된 내측면(136)은 윗면(138)의 개구부(138a)보다 큰 직경을 갖는다. 테이퍼진 면(140)은 나사산이 형성된 내측면(136)과 윗면(138)의 개구부(138a) 사이로 뻗는다. 본 발명의 일실시예에서, 커넥터캡(132b)의 형상(도 6참조)은 도 8a에 도시된 것과 동일하다.
도 8b는 밀봉부재가 본 발명의 일실시예에 따라 설치될 수 있음을 나타내는 도 6에 도시된 커넥터캡(132a)의 단면도이다. 여기에 도시된 것과 같이, 바람직하게는 일반적으로 사다리꼴형상을 갖는 밀봉부재(142)가 윗면(138)에 가깝게 위치된다. 밀봉부재(142)의 크기는 이 부재(142)의 테이퍼진 외측면이 커넥터캡(132a)의 테이퍼진 면(140)에 단단하게 지지되도록 선택된다. 더우기, 밀봉부재(142)의 더 좁은 개구부는 노즐(134)의 튜브부(134b)를 알맞게 수용하도록 선택된 직경을 갖는다. 일실시예에서, 밀봉부재(142)는 갈라진 링밀봉부로 될 수 있다.
또한, 바람직하게는 일반적으로 사다리꼴형상을 갖는 밀봉부재(144)는, 커넥터캡(132a)이 그 위에 나사산이 형성될 때 커넥터튜브(128)의 일단에 가깝게 위치된다. 밀봉부재(144)의 크기는 이 부재(144)의 테이퍼진 외측면의 적어도 일부가 커넥터튜브(128)의 내경보다 더 큰 직경을 갖도록 선택된다. 이러한 형상을 갖춘 밀봉부재(144)는, 커넥터튜브(128)의 일단에 있는 개구부내에 단단하게 지지된다. 더우기, 밀봉부재(144)의 더 좁은 개구부는 노즐(134)의 튜브부(134b)를 알맞게 수용하도록 선택된 직경을 갖는다. 일실시예에서, 밀봉부재(144)는 차단용 끼움밀봉부로 될 수 있다.
노즐(134)의 튜브부(134b)는, 이 튜브부(134b)와 밀봉부재(142,144) 사이의 압축끼움에 의해 커넥터캡(132a)의 개구부내의 적소에 지지된다. 압축끼움의 각도가 주로 튜브부(134b)의 상대적인 크기와 밀봉부재(142,144)의 더 좁은 개구부의 함수임은 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다. 압축끼움의 각도는, 바람직하게는 노즐이 작동 중에 있을 때 튜브부(134b)를 적소에 단단하게 지지하는 데에 충분한 반면, 이와 동시에 튜브부(134b)의 위치가 과도한 힘을 이용하지 않고 손으로 조정될 수 있게 한다.
본 발명의 압축끼움정렬에 의해, 노즐(134)의 위치는 축방향 또는 회전방향으로 조정될 수 있다. 특히, 노즐(134)의 축방향위치는 커넥터캡(132a)의 개구부내에 튜브부(134b)를 슬라이딩시킴으로써 조정될 수 있다. 노즐이 예컨대 도 2에 도시된 것과 같은 통의 바닥벽에 장착될 때, 축방향의 슬라이딩이동은 노즐의 수직높이를 조정하게 된다. 노즐이 예컨대 도 3에 도시된 통의 측벽에 장착될 때, 이 축방향의 슬라이딩이동은 노즐의 수평위치를 조정하게 된다. 노즐(134)의 각위치는 커넥터캡(132a)의 개구부내에서 튜브부(134b)를 회전시켜 조정될 수 있다.
또한, 도 8b에 도시된 밀봉부재의 정렬은 커넥터캡(132b;도 6참조)과 연관하여 사용될 수 있다. 이러한 정렬에 의해, 액체공급튜브(120)는 튜브와 예컨대 도 8b에 도시된 밀봉부재(142,144)와 같은 밀봉부재 사이의 압축끼움에 의해 커넥터캡(132b)의 개구부내의 적소에 지지된다. 압축끼움의 각도는 주로 액체공급튜브(120)의 상대적인 크기와 밀봉부재의 더 좁은 개구부의 함수임은 당업계의 숙련자들에게 자명할 것이다. 일실시예에서, 액체공급튜브는 1/4인치의 플라스틱튜브로 될 수 있다. 압축끼움의 각도는, 바람직하게는 노즐이 작동 중에 있을 때 액체공급튜브(120)를 적소에 단단하게 지지하는 데에 충분하다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법의 과정을 나타내는 흐름도(200)이다. 이 방법은, 예컨대 도 6에 도시된 조정가능한 노즐이 이 노즐로부터 분무된 액체가 반도체 웨이퍼의 회전세정을 위해 배치될 위치쪽으로 향하도록 방향이 설정되는 단계(202)로 시작된다. 조정가능한 노즐은, 예컨대 도 5에 도시된 조정가능한 통내에 형성될 수 있다. 204번으로 표시된 단계에서, 원형상의 웨이퍼로 될 수 있는 실질적으로 투명한 기질은, 반도체 웨이퍼가 회전세정을 위해 배치될 위치내에 배치된다. 예로서, 이는 도 2와 도 3에 도시된 것과 같은 스핀들아암 위에 위치된 롤러와 함께 실질적으로 투명한 웨이퍼를 지지함으로써 성취될 수 있다. 206번으로 표시된 단계에서, 예컨대 탈이온수와 같은 액체는 실질적으로 투명한 웨이퍼의 바닥면쪽으로 분무된다. 208번으로 표시된단계에서, 액체는 웨이퍼의 바닥면에 닿는 것이 관측된다. 웨이퍼는 실질적으로 투명하기 때문에, 조작자는 액체가 위로부터 웨이퍼를 통해 관측하여 웨이퍼의 바닥면에 간단히 닿는지를 결정할 수 있다. 위에서 상세히 설명된 것과 같이, 웨이퍼의 바닥면이 바람직하지 않은 미립자오염물질을 제거하기 위해 완전히 세정되도록, 액체는 웨이퍼의 바닥면의 중심에 닿아야만 한다.
상기 방법은 조정가능한 노즐의 위치에 대한 조정이 필요한지가 관측에 의해 결정되는 결정단계(210)로 진행되어 간다. 만일 액체가 웨이퍼의 바닥면의 중심에 닿으면, 조정가능한 노즐은 조정이 필요하지 않고 이 방법이 212번으로 표시된 단계로 진행되어 가도록 적당히 정렬된다. 다른 한편으로는, 만일 액체가 웨이퍼의 주변부에 닿으면 위치조정이 필요하게 되고 이 방법은 214번으로 표시된 단계로 진행되어 간다. 이와 유사하게 만일 관측될 때 액체가 예컨대 탈이온수의 압력이 불충분한 경우에 웨이퍼의 바닥면에 전혀 닿지 않음을 알게 되면, 조정이 필요하게 되고 이 방법은 214번으로 표시된 단계로 진행되어 간다.
214번으로 표시된 단계에서, 조정가능한 노즐의 위치는 액체의 분무가 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 향하도록 조정된다. 예컨대 도 8b의 설명과 관련하여 상기 설명된 것과 같이, 조정가능한 노즐의 위치는 헤드부(134c)의 위치를 변경하도록 커넥터캡(132a)내의 튜브부(134b)를 슬라이딩시키거나 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 특히, 조정가능한 노즐조립체가 통의 바닥벽에 장착될 때, 헤드부(134c)의 수직높이는 튜브부(134b)를 커넥터캡(132a)내에서 위아래로 슬라이딩시킴으로써 변경될 수 있다. 어떤 경우에는, 탈이온수가 웨이퍼의 바닥면에 도달하지 않는 경우에는 웨이퍼의 바닥면에 더 가까워지도록 헤드부(134c)를 상승시킴으로써 가능하게 될 수 있다. 탈이온수가 웨이퍼의 바닥면의 주변부에 닿는 경우에는 헤드부(134c)의 수직높이와 각위치를 변경시킴으로써 가능하게 될 수 있다. 조정가능한 노즐의 위치가 조정될 때, 이 방법은 단계(206,208,210)가 반복될 수 있도록 206번으로 표시된 단계로 귀환된다.
조정가능한 노즐이 적당히 정렬되는 단계(210)로 결정될 때, 이 방법은 212번의 단계로 진행되어 간다. 이 212으로 표시된 단계에서, 반도체 웨이퍼의 회전세정이 시작되어 방법이 실시된다. 비정상적인 상황 없이 조정가능한 노즐로부터의 탈이온수의 분무는, 조정가능한 노즐이 이미 실질적으로 투명한 웨이퍼를 이용하여 정렬되어 있으므로 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심에 닿게 된다. 결국, 탈이온수의 분무가 웨이퍼의 바닥면의 중심에 실제로 닿는 것을 시각적으로 확인하기 위해 웨이퍼나 통을 통해 볼 수 없음에도 불구하고, 조작자는 반도체 웨이퍼의 바닥면이 완전히 세정됨을 확신할 수 있게 된다.
조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계에 이용된 실질적으로 투명한 기질이 예컨대 원형인 웨이퍼로 형성될 필요가 없음은 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다. 바람직하게는, 예컨대 다각형상과 같은 다른 형상을 갖는 실질적으로 투명한 기질이 사용될 수 있다. 본 발명의 설명과 관련하여 사용된 것과 같이, '실질적으로 투명한 기질'이란 말은 기질의 한쪽의 대상이나 이미지가 기질의 다른쪽에서 보여질 수 있도록 충분한 빛을 전달하는 기질임을 의미한다.
본 발명의 조정가능한 노즐의 요소들은, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 임의의 적당한 재료로 형성될 수 있다. 실질적으로 투명한 웨이퍼는 바람직하게는 폴리카보네이트로 형성되지만, 아크릴수지와 유리 같은 다른 적당한 재료도 이용될 수 있다. 폴리카보네이트가 이용될 때, 실질적으로 투명한 웨이퍼는 장식이 없는 시트를 가공하여 제조될 수 있다. 폴리카보네이트가 아닌 다른 재료가 이용될 때, 실질적으로 투명한 기질을 제조하기 위해 다른 공지된 기술을 이용하는 것이 더 적당할 수 있음은 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다.
본 발명의 노즐조립체는, 바람직하게는 조작자가 예컨대 스핀들의 높이가 회전스테이션마다 변화될 수 있는 것과 같이 회전스테이션의 공차를 보상하도록 노즐의 위치를 쉽게 조정할 수 있게 한다. 본 발명의 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법에 있어서, 실질적으로 투명한 기질은 바람직하게는 예컨대 탈이온수와 같은 액체가 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심에 분무되게 하여 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 데에 이용되고, 이는 웨이퍼의 전체 바닥면이 완전히 세정되게 한다. 테스트는 적당하게 방향이 설정된 조정가능한 노즐을 갖춘 본 발명의 노즐조립체의 이용이 도 1a와 도 1b에 도시된 종래의 노즐에 대해 반도체 웨이퍼의 바닥면에 개선된 웨이퍼 미립자의 수를 줄일 수 있게 한다.
요약하자면, 본 발명은 조정가능한 노즐조립체와, 이 조정가능한 노즐조립체를 포함하는 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 회전, 세정, 건조스테이션 및, 반도체 웨이퍼를 회전세정하는 방법을 제공한다. 본 발명은 몇 가지 바람직한 실시예로 설명되어 있으며, 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 특징과 실시예로부터 당업계의 숙련자들에게는 자명할 것이다. 예컨대, 노즐조립체는 복합노즐을 포함하도록 수정될 수 있거나, 하나 이상의 노즐조립체가 통내에 장착될 수 있다. 그리고, 실시예와 상기 설명된 바람직한 특징은 청구범위로 한정될 수 있다.

Claims (20)

  1. 제 1단부와 제 2단부를 갖고, 외측면에 나사산이 형성되어 있는 커넥터튜브와;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 1단부에 나사산이 형성되어 있는 제 1캡;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 2단부에 나사산이 형성되어 있는 제 2캡; 및,
    채널을 한정하고, 상기 노즐의 위치가 축방향과 회전방향으로 조정될 수 있도록 상기 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치되는 튜브부를 갖는 노즐;을 포함하여 이루어진 노즐조립체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 커넥터튜브에 배치된 제 1 및 제 2너트를 더 포함하여 이루어진 노즐조립체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2너트 중 하나는 상기 커넥터튜브와 일체로 형성되어 있는 노즐조립체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2커넥터캡의 나사산이 형성된 내측면은 제 1직경을 갖고, 상기 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면의 개구부는 제 2직경을 갖되, 상기 제 2직경은 상기 제 1직경보다 작으며, 테이퍼진 면이 상기 제 1 및 제 2커넥터캡의 나사산이 형성된 내측면과 상기 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면의 개구부 사이에서 뻗도록 되어 있는 노즐조립체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 노즐은 내부에 형성된 채널을 구비하는 헤드부를 더 포함하여 이루어진 노즐조립체.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 노즐의 헤드부내에 형성된 채널은 노즐의 튜브부내에 형성된 채널에 수직한 평면에 대해 35도 내지 75도의 각도에 형성되는 노즐조립체.
  7. 제 1항에 있어서, 제 1밀봉부재가 상기 제 1 및 제 2커넥터캡의 윗면에 가깝게 설치되고, 제 2밀봉부재가 상기 커넥터튜브의 제 1 및 제 2단부에 가깝게 설치되어 있는 노즐조립체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1밀봉부재는 갈라진 링밀봉부로 되어 있고, 상기 제 2밀봉부재는 차단용 끼움밀봉부로 되어 있는 노즐조립체.
  9. 바닥벽과 측벽을 갖는 통;
    상기 통내에 배치되고, 회전가능한 회전축에 부착되는 회전부재;
    상기 회전부재에 부착되고, 상기 회전부재의 위에 반도체 웨이퍼를 지지하도록 되어 있는 다수의 지지부재;
    상기 회전가능한 회전축을 회전시키는 모터; 및,
    상기 통내에 장착되고, 액체의 분무가 상기 통내에 지지된 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 향하도록 위치되는 조정가능한 노즐조립체;를 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼를 회전세정하는 회전, 세정, 건조스테이션.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는 상기 통의 바닥벽내의 개구부에 배치되도록 되어 있는 회전, 세정, 건조스테이션.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는
    제 1 및 제 2단부를 갖고, 외측면에 나사산이 형성되어 있는 커넥터튜브와;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 1단부에 나사산이 형성되어 있는 제 1캡;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 2단부에 나사산이 형성되어 있는 제 2캡;
    채널을 형성하고, 일부가 수직 및 회전방향으로 조정될 수 있도록 상기 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치되는 튜브부를 갖는 노즐;을 더 포함하여 이루어진 회전, 세정, 건조스테이션.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는 통의 측벽내의 개구부에 배치되는 회전, 세정, 건조스테이션.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는
    제 1 및 제 2단부를 갖고, 외측면에 나사산이 형성되어 있는 커넥터튜브와;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 1단부에 나사산이 형성되어 있는 제 1캡;
    관통하는 개구부를 갖고, 윗면과 나사산이 형성된 내측면을 가지며, 상기 커넥터튜브의 제 2단부에 나사산이 형성되어 있는 제 2캡;
    채널을 형성하고, 일부가 수직 및 회전방향으로 조정될 수 있도록 상기 제 1커넥터캡의 개구부내에 배치되는 튜브부를 갖는 노즐;을 더 포함하여 이루어진 회전, 세정, 건조스테이션.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는 커넥터튜브에 배치된 제 1 및 제 2너트를 더 포함하여 이루어지되, 이 제 1 및 제 2너트는 통의 바닥벽에 커넥터튜브를 고정하도록 되어 있는 회전, 세정, 건조스테이션.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 액체공급튜브는 상기 제 2커넥터캡의 개구부내에 배치되고, 탈이온수원에 결합되도록 되어 있는 회전, 세정, 건조스테이션.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐조립체는 상기 커넥터튜브에 배치된 제 1 및 제 2너트를 더 포함하여 이루어지되, 이 제 1 및 제 2너트는 통의 바닥벽에 커넥터튜브를 고정하도록 되어 있는 회전, 세정, 건조스테이션.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 액체공급튜브는 상기 제 2커넥터캡의 개구부내에 배치되고, 탈이온수원에 결합되도록 되어 있는 회전, 세정, 건조스테이션.
  18. 내부에 배치된 반도체 웨이퍼의 바닥벽쪽으로 액체를 분무하는 조정가능한 노즐을 갖는 통을 구비하는 단계와;
    상기 조정가능한 노즐로부터 상기 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심에 액체를 분무하는 단계;를 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐로부터 액체를 분무하기 전에, 상기 조정가능한 노즐로부터 분무된 액체가 상기 반도체 웨이퍼의 바닥면의 중심쪽으로 향하도록 상기 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계를 더 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계는
    상기 반도체 웨이퍼가 회전세정을 위해 통내에 배치되는 위치쪽으로 향하도록 조정가능한 노즐의 방향을 설정하는 단계와;
    상기 반도체 웨이퍼가 회전세정을 위해 배치되는 위치의 통내에 투명한 기질을 배치하는 단계;
    상기 조정가능한 노즐로부터 상기 투명한 기질의 바닥면쪽으로 액체를 분무하는 단계;
    상기 액체가 상기 투명한 기질의 바닥면에 닿는 것을 관측하는 단계;
    상기 액체가 상기 투명한 기질의 중심에 닿지 않는 경우에 상기 조정가능한 노즐의 위치를 조정하는 단계; 및,
    상기 액체가 상기 투명한 기질의 중심에 닿을 때까지 상기 단계들을 반복하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 반도체 웨이퍼의 바닥면을 회전세정하는 방법.
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