KR200286810Y1

KR200286810Y1 - Sipn scrubber

Info

Publication number: KR200286810Y1
Application number: KR2020020013298U
Authority: KR
Inventors: 문현철
Original assignee: 한국디엔에스 주식회사
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2002-08-24

Abstract

본 고안은 반도체 제조를 위한 스핀 스크러버에 관한 것으로, 본 고안의 스핀 스크러버는 피처리면이 위쪽을 향하도록 기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과, 기판의 피처리면으로 세정액을 공급하는 세정액 분사 노즐과, 기판의 피처리면을 건조시키기 위하여, 상기 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함한다.The present invention relates to a spin scrubber for manufacturing a semiconductor, the spin scrubber of the present invention, a spin chuck for holding the substrate rotatably so that the surface to be processed upward, a cleaning liquid spray nozzle for supplying a cleaning liquid to the surface to be processed, and In order to dry the to-be-processed surface of a board | substrate, the gas injection nozzle which injects a high temperature gas to the to-be-processed surface of the said board | substrate is included.

Description

Spin Scrubber {SIPN SCRUBBER}

본 고안은 반도체 제조를 위한 스핀 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a spin scrubber for semiconductor manufacturing.

최근에 반도체 소자가 고직접화되면서 기판 상에 구현해야 하는 회로의 패턴이 작아짐으로 인해 기판 상의 패턴은 미세한 파티클(paticle)에 의해서도 반도체 소자의 불량을 발생시키게 되므로 세정공정이 더욱 중요해지고 있다.In recent years, as the semiconductor device becomes more direct and the pattern of the circuit to be implemented on the substrate becomes smaller, the cleaning process becomes more important because the pattern on the substrate generates defects of the semiconductor device even by fine particles.

세정공정에서 파티클을 제거하기 위하여 물리적인 방법을 채용하고 있는 장치로는 스핀 스크러버(spin scrubber)를 들 수 있으며, 스핀 스크러버는 반도체 소자의 제조공정에서 마스크(mask) 및 기판의 표면 또는 뒷면에 있는 파티클(particle)을 세정하는 장치이다.A device that employs a physical method to remove particles in the cleaning process is a spin scrubber, which is a mask and substrate on the surface or back surface of the semiconductor device manufacturing process. It is a device for cleaning particles.

스핀 스크러버로 기판을 세정하는 방법은 초순수를 이용하여 세정하는 방법, 초순수와 브러시를 이용하여 세정하는 방법, 초음파를 이용하여 세정하는 방법등이 있다.Methods for cleaning a substrate with a spin scrubber include a method of cleaning using ultrapure water, a method of cleaning using ultrapure water and a brush, and a method of cleaning using ultrasonic waves.

브러시를 이용한 세정 방법을 간단히 설명하면, 기판을 스핀척에 진공으로 고정시키고 스핀시키는 동안 회전섬유 브러시로 기판에 접촉시키고 기판과 브러시의 움직임으로써 기판의 고속 세척동작을 수행한다. 세척중에 순수(deionized water) 및 세정제가 분사된다. 기판의 스크러빙이 완료되고 나면, 기판을 순수로 린스(rinse)하고 고속 회전으로 건조시킨다. 이때, 건조 효율을 높이기 위해 스핀 회전중인 기판의 중앙부에 질소가스와 같은 비산화성 가스를 분사해서, 기판 표면으로부터 부착액을 제거하는 건조방법이 제시되었다. 그러나 이 건조방법에서는 기판의 중앙부분은 완전 건조되지만, 기판의 가장자리부분은 불완전 건조가 되기 쉽다. 특히 콘택트홀과 같은 오목부를 가지는 패턴박막의 경우는, 분사한 가스에 의해 기판의 가장자리부에서 부착액을 완전히 제거할 수 없었다. 또한 기판의 크기가 커지면 커질 수록 워터 마크가 생겼고, 그 전체 면을 완전 건조시키는 것이 곤란하게 되었다.Briefly, the cleaning method using a brush is described. A high speed cleaning operation of the substrate is performed by contacting the substrate with a rotating fiber brush while the substrate is vacuumed to the spin chuck and spinning. Deionized water and detergent are sprayed during the washing. After scrubbing of the substrate is complete, the substrate is rinsed with pure water and dried at high speed. At this time, in order to increase the drying efficiency, a drying method has been proposed in which a non-oxidizing gas such as nitrogen gas is injected into the center of the substrate during spin rotation to remove the adhesion liquid from the substrate surface. In this drying method, however, the center portion of the substrate is completely dried, but the edge portion of the substrate is likely to be incompletely dried. In particular, in the case of a pattern thin film having a concave portion such as a contact hole, the adhesion liquid could not be completely removed from the edge portion of the substrate by the injected gas. In addition, the larger the size of the substrate, the more watermarks appear, and it becomes difficult to completely dry the entire surface.

따라서, 기존에는 스핀 스크러버 장치에서 1차 건조를 마친 후, 베이크에서 기판에 남아있는 물기를 제거하는 후속 건조 공정을 추가로 실시할 수 밖에 없었다.Therefore, in the past, after the first drying in the spin scrubber apparatus, there was no choice but to perform a subsequent drying step of removing moisture remaining on the substrate in the bake.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기판을 보다 효과적으로 건조시킬 수 있는 새로운 형태의 스핀 스크러버를 제공하는데 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object is to provide a new type of spin scrubber that can dry the substrate more effectively.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 스핀 스크러버의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;1 is a view schematically showing the configuration of a spin scrubber according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 가스 분사 노즐에 설치된 가열부를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a heating unit installed in the gas injection nozzle.

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

110 : 턴테이블110: turntable

120 : 스핀컵120: spin cup

130 : 초순수 분사노즐130: ultrapure water injection nozzle

140 : 브러시 유닛140: brush unit

150 : 가스 분사 수단150 gas injection means

152 : 가스 분사 노즐152: gas injection nozzle

154 : 이동부154: moving part

170 : 가열부170: heating unit

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 의하면, 스핀 스크러버는 피처리면이 위쪽을 향하도록 기판을 회전가능하게 유지하는 스핀척과, 기판의 피처리면으로 세정액을 공급하는 세정액 분사 노즐과, 기판의 피처리면을 건조시키기 위하여, 상기 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하는 가스 분사 노즐을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a spin scrubber includes a spin chuck for rotatably holding the substrate so that the surface to be processed faces upwards, a cleaning liquid jet nozzle for supplying a cleaning liquid to the surface to be processed of the substrate, In order to dry the to-be-processed surface, the gas injection nozzle which injects a high temperature gas to the to-be-processed surface of the said board | substrate is included.

본 실시예에서 상기 가스 분사 노즐은 상기 가스를 순간 가열시키기 위하여 히팅 코일이 감겨져 있는 가열부를 더 포함한다.In the present embodiment, the gas injection nozzle further includes a heating unit in which a heating coil is wound to instantaneously heat the gas.

본 실시예에서 상기 가스 분사 노즐이 상기 기판의 중앙으로부터 기판의 가장자리로 이동하면서 가스를 분사할 수 있도록, 상기 가스 분사 노즐을 이동시키기 위한 이동기구를 더 포함할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the gas injection nozzle may further include a moving mechanism for moving the gas injection nozzle to move the gas injection nozzle while moving from the center of the substrate to the edge of the substrate.

그리고, 상기 가스는 질소가스, 이산화탄소가스, 아르곤가스, 헬륨가스, 공기로 이루어지는 군으로부터 선택된1종 또는 2종 이상의 가스를 상기 피처리면으로 분사하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 가스는 80-90?? 온도로 가열된 상태로 상기 피처리면으로 분사되는 것이 바람직하다.The gas is preferably sprayed with one or two or more kinds of gases selected from the group consisting of nitrogen gas, carbon dioxide gas, argon gas, helium gas and air to the surface to be treated. And the gas is 80-90 ?? It is preferable to spray to the to-be-processed surface in the state heated to temperature.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 2에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 스핀 스크러버(100)는 턴테이블(110), 스핀컵(120), 초순수 분사노즐(130), 브러시 유닛(140), 가스 분사 수단(150)으로 이루어진다.1 and 2, the spin scrubber 100 according to the embodiment of the present invention includes a turntable 110, a spin cup 120, an ultrapure water injection nozzle 130, a brush unit 140, and a gas injection means ( 150).

상기 턴테이블(110) 상면에는 세척하기 위한 반도체 기판(W)가 놓여진다. 상기 스핀컵(120)은 주변 장비 보호를 위해 상기 턴테이블 주변를 둘러싼다. 상기 브러시 유닛(140)은 아암(142)과, 상기 아암(142)에 설치된 브러시(144)로 이루어진다. 상기 브러시 유닛(140)은 상기 브러시(144)가 상기 기판(W)의 가장자리와 중심부근 사이를 왕복하면서 상기 기판 표면의 파티클을 제거한다. 상기 브러시(144)는 기판 한 매의 세정이 끝나면 상기 세정조 옆에 위치된 홈 영역으로 이동하여 대기하게 된다. 상기 초순수 분사노즐(130)은 상기 기판 표면으로 초순수를 공급한다. 이처럼, 상기 턴테이블(110)에 장착되어 회전하는 기판(W)의 표면에 초순수 분사노즐(130)로부터 초순수가 분사되며, 초순수가 분사된 기판(W) 표면에 접하여 수평운동하는 브러시(144)에 의해 기판(W) 표면에 존재하는 파티클을 제거하게 된다.The semiconductor substrate W for cleaning is placed on the top surface of the turntable 110. The spin cup 120 is wrapped around the turntable to protect peripheral equipment. The brush unit 140 includes an arm 142 and a brush 144 provided on the arm 142. The brush unit 140 removes particles on the surface of the substrate while the brush 144 reciprocates between the edge of the substrate W and the center root. The brush 144 moves to the groove area located next to the cleaning tank and waits after the cleaning of one substrate is completed. The ultrapure water injection nozzle 130 supplies ultrapure water to the substrate surface. In this way, ultrapure water is injected from the ultrapure water injection nozzle 130 onto the surface of the substrate W that is mounted on the turntable 110 and rotates, and the brush 144 moves in a horizontal manner in contact with the surface of the substrate W on which the ultrapure water is injected. As a result, particles existing on the surface of the substrate W are removed.

상기 가스 분사 수단(150)은 상기 기판(W)의 피처리면으로 고온의 가스를 분사하여 상기 기판의 피처리면을 건조시키기 위한 것으로, 상기 가수 분사 수단은 가스 분사 노즐(152)과 이동부(154)로 이루어진다.The gas injection means 150 is for drying a target surface of the substrate by injecting a hot gas to the target surface of the substrate (W), the water injection means is a gas injection nozzle 152 and the moving unit 154 )

상기 이동부(154)는 상기 가스 분사 노즐(152)이 상기 기판(W)의 중앙으로부터 기판의 가장자리로 이동하면서 가스를 분사할 수 있도록, 상기 가스 분사 노즐을 이동시키기 위한 것으로, 아암(156)과, 회전축(158) 그리고 구동모터(160)로 이루어진다.The moving unit 154 moves the gas injection nozzle to move the gas injection nozzle 152 so that the gas injection nozzle 152 moves from the center of the substrate W to the edge of the substrate. And a rotation shaft 158 and a drive motor 160.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스분사 노즐(152)에는 가스를 분사하기 전 가스를 순간 가열시키기 위한 가열부(170)가 설치된다. 이 가열부(170)는 순간 가열에 적합한 히팅 코일을 구비한다. 상기 히팅 코일의 특성상 순간 온도 조절이 가능하다.As shown in FIG. 2, the gas injection nozzle 152 is provided with a heating unit 170 for heating the gas before the gas is injected. This heating part 170 is equipped with the heating coil suitable for instant heating. Instantaneous temperature control is possible due to the characteristics of the heating coil.

예컨대, 상기 가스는 질소가스, 이산화탄소가스, 아르곤가스, 헬륨가스, 공기로 이루어지는 군으로부터 선택된1종 또는 2종 이상의 가스일 수 있다. 그리고 상기 가스는 상기 가열부에 의해 80-90?? 온도로 가열된 상태로 상기 피처리면으로 분사되는 것이 바람직하다.For example, the gas may be at least one gas selected from the group consisting of nitrogen gas, carbon dioxide gas, argon gas, helium gas, and air. And the gas is 80-90 ?? It is preferable to spray to the to-be-processed surface in the state heated to temperature.

이처럼, 본 고안의 스핀 스크러버는 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사함으로써 건조 효과를 극대화시킬 수 있다. 다시 말해, 기판 표면에 잔존하는 물기가 고온의 가스에 의해 증발됨으로써 건조되는 것이다. 그 뿐만 아니라, 가스를 기판의 피처리면 중앙에서부터 가장자리로 이동시킴으로써 피처리면 전체를 고르게 건조시킬 수 있는 것이다.As such, the spin scrubber of the present invention can maximize the drying effect by injecting a hot gas to the surface to be treated of the substrate. In other words, the water remaining on the surface of the substrate is dried by evaporation by the hot gas. In addition, the entire surface to be treated can be evenly dried by moving the gas from the center of the surface to the edge of the substrate.

여기서, 본 고안의 구조적인 특징은, 기판의 피처리면으로 고온의 건조가스를 분사할 수 있는 노즐을 갖는데 있다. 또한, 노즐이 기판의 피처리면 중앙에서부터 가장자리로 이동 가능하다는데 있다.The structural feature of the present invention lies in having a nozzle capable of injecting a high temperature dry gas onto a surface to be treated of a substrate. In addition, the nozzle is movable from the center of the surface to be processed of the substrate to the edge.

이상에서, 본 고안에 따른 스핀 스크러버의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the spin scrubber according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is just described, for example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. to be.

이와 같은 본 고안을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 첫째, 기판을 고속 회전시킴과 동시에 기판의 피처리면으로 고온의 가스를 분사함으로써, 기판의 피처리면에 남아있는 물기를 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 가스 분사 노즐이 이동하면서 기판에 건조 가스를 분사함으로써 기판의 피처리면 전체에 걸쳐 건조 효율이 향상되는 이점이 있다. 이처럼, 스핀 스크러버에서 기판 건조가 효과적으로 실시됨으로써, 추가적으로 기판을 건조시키기 위한 베이크 과정이 불필요하다.Applying the present invention can obtain the following effects. First, by rotating the substrate at a high speed and spraying a hot gas to the surface to be processed, the water remaining on the surface to be processed can be effectively removed. In addition, there is an advantage that the drying efficiency is improved over the entire surface to be treated of the substrate by injecting a dry gas onto the substrate while the gas injection nozzle is moved. As such, since the substrate drying is effectively performed in the spin scrubber, the baking process for drying the substrate is unnecessary.

Claims

In the spin scrubber,

A spin chuck which rotatably holds the substrate such that the surface to be processed faces upward;

A cleaning liquid jet nozzle for supplying a cleaning liquid to the target surface of the substrate;

And a gas injection nozzle for injecting a high temperature gas to the surface to be processed to dry the surface to be processed on the substrate.

The method of claim 1,

And the gas injection nozzle further comprises a heating unit in which a heating coil is wound to instantaneously heat the gas.

The method of claim 1,

And a moving mechanism for moving the gas injection nozzle to move the gas injection nozzle while moving the gas injection nozzle from the center of the substrate to the edge of the substrate.