KR20030030038A - 유체공급링과 이의 제조방법 및 이용방법 - Google Patents

유체공급링과 이의 제조방법 및 이용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에서 사용되는 유체공급모듈에 관한 것으로, 이 유체공급모듈은 준비될 기판을 수용하도록 된 공정수용부를 구비하고, 이 공정수용부는 바닥판과 측판을 갖춘다. 상기 유체공급모듈은 공정수용부의 측판에 부착되도록 형성되는 유체공급링을 더 구비하는데, 상기 유체공급링은 다수의 입구와 출구 쌍을 구비하고 다수의 입구와 출구 쌍의 각각은 유체링에 형성되고 개별적인 공급관을 수용하도록 되어 있으며, 각각의 개별적인 공급관은 유체공급링의 출구에서 끝나고 기판의 표면 위에 유체를 직접 분사하도록 형성된 단부를 갖춘다.

Description

유체공급링과 이의 제조방법 및 이용방법{Fluid delivery ring and methods for making and implementing the same}
웨이퍼준비작업과 세척작업은 반도체 장치의 제조과정 중에 수행된다. 이러한 웨이퍼준비작업에서, 웨이퍼는 SRD 모듈에서 회전세척된다. 도 1은 전형적인 선행기술의 SRD 모듈(100)이다. 전술했듯이, SRD 모듈(100)은 SRD 하우징(118)에 단단하게 고정된 회전자(102)를 구비한다. 이 SRD 하우징(118)은 축(117)을 수용하는 구멍을 가지고, 이 축은 모터(116)에 연결된다. 이 모터(116)는 축(117)을 회전시키고, 이에 따라서 스핀들(106) 및 웨이퍼(102)를 회전방향(112)으로 회전시키게 된다. 척(110)은 회전자(102)를 통해서 뻗고 스핀들(106)에 장착된다. 화학물질이 SRD 모듈에서 누출되는 것을 막기 위해서 밀봉부(126)는 스핀들(106)과 축(117) 사이에서 형성된다. 척(110)에 연결된 4개의 스핀들핑거(108; spindle finger)는 이것의 가장자리로 웨이퍼(104)를 지지한다. SRD 모듈(100)에서, 척(110)은 운동방향(114)으로 수직하게 움직인다. 이와 같이, 척(110)은 회전자(102)에서 위쪽으로 움직여서 회전자(102)의 바깥으로 회전자의 입술부(102a)의 위로 뻗는다. 웨이퍼(104)가 회전자의 입술부(102a)의 위로 스핀들핑거(108)까지 움직이면, 척(110)은 회전자(102)쪽으로 아래로 움직여서 웨이퍼(104)는 회전자의 입술부(102a) 아래로 위치된다.
회전자(102)의 바닥판의 내면에 장착되는 후면세정노즐(124)은 웨이퍼(104)의 바닥면에 액체(예컨대, 탈이온화수)를 분사한다. 스피곳(120; spigot)이 회전자(102)의 위인 웨이퍼(104)의 위에 위치된다. 웨이퍼가 높은 회전속도(RPM)로 회전함에 따라서, 관(122)을 통해서 스피곳(120)에 공급된 유체(예컨대, 탈이온화수)는 웨이퍼(104)의 표면에 분사된다. 스피곳은 스피곳의 운동방향(121)으로 수평하게 움직이게 되어 있다. 세정작업이 완료되었을 때, 모아진 유체는 SRD 하우징(118)의 바닥판 뿐만 아니라 회전자(102)의 바닥판에 형성되는 배수구(128)를 통해서 배수된다. 웨이퍼의 표면과 웨이퍼(104)의 바닥에 유체가 분사되면, 유체의 공급은 스피곳(120)을 잠금으로써 멈추어진다. 이후에, 웨이퍼(104)는 높은 분 당 회전속도에 의해서 건조된다. 웨이퍼가 건조되자마자, 척(110)이 다시 회전자(102)내로부터 위쪽으로 움직여서, 처리된 웨이퍼(104)를 내려놓기 위해서 회전자(102)와 회전자의 입술부(102a)의 바깥으로 뻗는다.
몇몇의 문제점이 종래의 SRD 모듈(100)과 관련될 수 있다. 종래의 SRD 모듈과 관련된 주 관심사는 웨이퍼의 표면위로 유체를 공급하기 위한 1개의 스피곳의사용이다. 1개의 유체공급 스피곳의 사용과 관련된 문제는, 웨이퍼의 일부분이 충분한 양의 세정유체에 노출될 수 없어서 이러한 시스템은 최적의 세정작업을 이룰 수 없다. 제 2의 주요한 문제는 처리된 웨이퍼의 재오염을 발생시키는 스피곳의 사용이다. 이것은 유체공급이 중단된 후에도 여분의 액체가 여전히 스피곳(120)에 남아있기 때문에 발생한다. 이와 같이, 빈번히 스피곳(120)에 남아있는 여분의 유체(예컨대, 탈이온화수)는 스피곳(120)으로부터 흘러나와서, 처리된 웨이퍼의 표면을 재오염(예컨대 얼룩이나 미립자 점의 발생)시키는, 웨이퍼(104)의 다른 깨끗한 표면에 떨어진다. 이러한 적하(滴下)가 발생했을 때, SRD 작업은(만약 감지되었다면) 다시 반복되어야만 하기 때문에, SRD 모듈에서 늘어나는 전체시간때문에, 작업량을 감소시킨다. 만약 이러한 문제가 감지되지 않는다면, 세척의 질은 떨어진다.
종래의 SRD 모듈과 관계되는 다른 문제는, 화학적으로 적합하지 않은 부분을 가진다는 것이다. 종래의 SRD 모듈에서, 상기 척(110)은 일반적으로 알루미늄으로 만들어지고, 상기 회전자(102)는 폴리우레탄으로 만들어지며, 상기 스피곳은 스테인레스강으로 만들어진다. 이러한 부분은 SRD 모듈로 유입된 유체와 화학반응할 수 있다. 결과적으로, SRD 모듈로 오염물질이 더 유입될 수 있다. 예컨대, 척(110)이 회전자(102)내에서 위아래로 움직임에 따라, 척의 박편(薄片)의 일부가 상기 회전자(102)와 SRD 모듈(100)내에 미립자와 오염물질을 발생시킨다. 이러한 오염물질은 웨이퍼 표면을 브러쉬 세정하는 이전 작업으로부터 SRD 모듈내에 잔존하는 화학물질(예컨대, HF, NH3OH 등)과 함께 반응할 수 있다. 발생된 미립자와 잔존하는 화학물질이 있는 상기 척(110)의 오염물질 사이에서의 이러한 화학반응의 결과로, SRD 모듈 뿐만 아니라 웨이퍼(104)가 재오염된다.
오염물질의 유입에 덧붙여서, 상기 종래의 SRD 모듈은 매우 복잡한 형상을 가지는 척을 사용한다. 종래의 SRD 모듈에서, 상기 척(110)은 상기 웨이퍼(104)를 수용하고 공급하기 위해서 회전자(102)를 통해서 위아래로 움직인다. 이와 같이, 실제방위에서 정지되기 위해서 상기 척이 적절하게 조정된 채로 남아 있어야만 한다는 것은 불가피한 일이다. 척이 적절하지 않게 배열된 상태에서, 상기 웨이퍼를 적절하게 수용하고 공급하지 못하는 것은, 상기 척의 재배열을 요구한다. 상기 척을 재배열하는 공정은 시간을 매우 낭비하며, 노동집약적이다. 결과적으로, 상기 척을 재배열하기 위해서, 상기 SRD 모듈은 늘어난 시간과 이로 인한 작업량의 감소를 위해서 공정에서 벗어나야만 한다.
그러므로, 전술한 관점에서 기판면의 재오염없이 기판면의 효과적인 세정을 가능하게 하는 화학적으로 적합한 SRD 모듈을 위한 기술이 필요하게 되었다.
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼의 세척에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼의 회전과 세정 및 건조모듈(이하 SRD 모듈)에 사용되는 유체공급링에 관한 것이다.
도 1은 SRD 모듈의 전형적인 선행기술을 설명하는 도면이고,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른, SRD 공정수용부가 아래위치에 있는 간략화된 SRD 모듈의 단면도,
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상기 SRD 공정수용부가 아래위치에서 한정되는 도 2a에 도시된 SRD 모듈의 단면도,
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 다수의 슬롯을 가지는 확장되고, 간략화된 유체공급링의 단면도,
도 3b는 본 발명의 한 양상에 따른, 안내채널을 가지는 유체공급링의 확장되고, 간략화된 단면도,
도 3c는 본 발명의 다른 양상에 따른, 하나의 연속적인 공급관을 사용하는 SRD 모듈의 확장된 부분단면도,
도 4a는 본 발명의 또 다른 양상에 따른, 다수의 링입구와 이에 따르는 다수의 링출구 및 이에 따르는 다수의 슬롯을 가지는 유체공급링의 사시도,
도 4b는 본 발명의 다른 양상에 따른, 유체공급링의 평면도,
도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 유체공급링의 간략화된 단면도,
도 4d-1은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 유체공급링의 여러 중공 공동부들 중의 하나와 슬롯을 도시하는 부분사시도,
도 4d-2는 본 발명의 또 다른 양상에 따른, 유체공급링의 제거된 체적을 나타내는 도 4d-1의 슬롯의 사시도이다.
넓게 말하자면, 본 발명은 SRD 모듈의 세정작업의 최적화를 위한 장치와 이와 관련된 방법을 제공함으로써, 상기의 필요성을 충족한다. 바람직하게, 상기 SRD 모듈은 화학적으로 적합한 부분으로부터 제조되고, 세정될 기판면에 세정유체의 균일한 공급이 용이하게 되도록 한다. 상기 SRD 모듈은 링입구(ring inlet)의 갯수가 링출구(ring outlet)의 갯수와 같은 다수의 링입구와 이의 반대쪽에 다수의 링출구를 가지는 공급링을 구비하도록 형성된다. 또한, 각 링입구와 이의 반대쪽의 각각의 링출구 사이에 형성되는 다수의 슬롯(slot)을 구비한다. 한 실시예에서, 다수의 공급관은 세정유체를 다수의 링입구와 링출구 및 슬롯을 사용하는 기판면 위에 공급하도록 형성된다. 본 발명은 공정이나 장치, 시스템, 장비 또는 방법으로서 포함하는 다양한 방법으로 실시될 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예가 아래에 설명된다.
한 실시예에서, 기판을 준비하는 데에 사용되는 유체공급 모듈이 소개된다. 이 유체공급 모듈은 준비될 기판을 수용하도록 된 공정수용부를 구비한다. 공정수용부는 바닥판과 측판을 가진다. 또한, 공정수용부의 측판에 부착되도록 형성된 유체공급링이 유체공급 모듈내에 구비된다. 이 유체공급링은 다수의 입구와 출구의 쌍을 구비한다. 상기 다수의 입구와 출구는 유체공급링에 각각 형성되고, 개별적인 공급관을 수용하도록 된다. 각각의 개별적인 공급관은 각각의 유체공급링의 출구에서 끝나고, 유체를 기판면 위에 직접 분사하도록 형성된 단부를 가진다.
다른 실시예에서, 유체공급링을 만드는 방법이 소개된다. 이 방법은 측면과 상부면 및 하부면을 가지는 고체링을 만듦으로써 시작한다. 그 후에, 다수의 슬롯이 고체링의 하부면 쪽에 형성되어 있다. 다수의 슬롯은 각각 고체링으로 뻗어서 고체링의 측면에 인접한 측판과 고체링의 상부면에 인접한 상판을 한정한다. 그러므로, 상기 방법은 다수의 슬롯의 각각에서 입구와 출구를 만드는 것으로 진행된다. 상기 입구는 슬롯의 측판과 고체링의 하부면이 교차하여 구획되고, 상기 출구는 슬롯의 상부판과 고체링의 하부면이 교차하여 구획된다. 상기 개별적인 입구와출구 및 슬롯은 관을 수용하는 경로를 형성한다. 이 관은 유체를 유체공급링내의 영역으로 공급하도록 형성된다.
또 다른 실시예에서, 유체공급링을 사용하는 모듈에서 반도체 웨이퍼를 세정하기 위한 방법이 소개된다. 이 방법은 일반적으로 원형의 바닥판과 측판을 가지는 공정수용부를 제공함으로써 시작한다. 상기 측판은 바닥판으로부터 위쪽으로 뻗어서 원통형 챔버를 형성한다. 이 측판은 바닥판으로부터 측판의 상단까지 뻗는 다수의 채널을 더 포함한다. 다음으로, 상기 방법은 유체공급링을 공정수용부의 측판에 부착함으로써 진행된다. 그 후에, 다수의 공급관이 공정수용부를 사용하는 유체공급링내로 삽입된다. 이 유체공급링은 다수의 링입구와 링출구의 쌍 및 다수의 개별적인 슬롯을 포함한다. 결과적으로, 유체는 상기 공급관에 공급되고, 공정수용부내에 있는 반도체웨이퍼의 표면 위로 직접 분사된다.
다른 실시예에서, 기판회전모듈에서 사용되는 공정수용부의 측판에 부착된 유체공급링이 소개된다. 이 유체공급링은 유체공급링에 형성되는 다수의 입구와 출구 쌍을 포함한다. 다수의 입구와 출구의 쌍은 각각 개별적인 공급관을 수용하도록 되어 있다. 각각의 개별적인 공급관은, 유체공급링의 각 출구에서 끝나고 기판의 표면에 유체를 직접 분사하도록 형성된 단부를 가진다.
다른 실시예에서, 기판세정모듈에서 사용되는 유체공급링이 소개된다. 이 유체공급링은 측판과 하부면 및 일반적으로 원형인 상판을 가지는 삼각형 구조물을 구비한다. 이 유체공급링은 다수의 입구와 출구의 쌍을 포함한다. 이 입구는 측판과 하부면 사이에서 구획되고, 출구는 하부면과 상판 사이에서 구획된다. 각각의입구와 출구의 쌍은 다수의 개별적인 공급관을 수용하고, 고정하도록 형성되어 있다. 각각의 개별적인 공급관은 각각의 개별적인 출구에서 끝나고, 준비될 기판면에 유체를 공급하도록 형성된다.
본 발명의 장점은 다양하다. 그 중에서도, 1개의 유체공급스피곳을 사용하는 대신에, 기판면에 균일하게 유체를 공급하기 위해서 복수의 유체공급점을 가지는 유체공급링이 사용된다. 본 발명의 상기 유체공급링은 다수의 공급관을 통해서 유체를 공급하고, 이 유체는 다수의 입구와 출구를 통해서 이송된다. 본 발명에서, 상기 출구는 기판면의 단부로부터 떨어지도록 형성된다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 스피곳에 잔존하는 유체의 잠재적 비말(飛沫)에 의해 기판의 다른 깨끗한 면의 오염의 후처리공정을 제거한다. 본 발명의 SRD 모듈의 또 다른 장점은 SRD 모듈은 회전세정작업으로의 오염물질의 유입을 막기 위하여 화학적으로 적합한 모든 부분이 사용된다는 것이다. 본 발명의 유체공급링의 또 다른 장점은 구형장치를 개선할 수 있어서, SRD 모듈이 다양한 크기의 웨이퍼를 회전세정할 수 있도록 한다. 특히, 이 유체공급링은 유체를 웨이퍼 표면 위의 복수의 임계접촉점에 공급할 수 있어서, SRD 모듈의 전체 성능을 최적화한다.
본 발명의 다른 관점과 장점은 본 발명의 원리를 예를 통해서 설명하는 첨부도면과 관련하여 다음의 자세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명은 다음의 첨부도면과 같은, 구조의 요소를 나타내는 참조부호와 관련된 다음의 자세한 설명에 의해서 빠르게 이해될 것이다.
표면의 재오염의 가능성을 최소화하는 한편, 기판면의 세정작업을 최적화하기 위해서 SRD 모듈에서 사용되는 유체공급링과 SRD 모듈을 설명한다. 바람직하게, 이 SRD 모듈은 모든 화학적으로 적합한 부분을 포함하도록 형성된다. 바람직한 실시에서, 상기 SRD 모듈은 세정될 기판면 위에 세정유체의 균일한 공급이 용이하게 되도록 형성된다. 바람직하게, 이 SRD 모듈은 다수의 링입구와 이의 반대쪽의 다수의 링출구를 가지는 유체공급링을 구비하며, 링입구의 갯수와 이의 반대쪽의 링출구의 갯수는 동일하다. 세정유체는 다수의 링입구와 링출구를 사용하는 다수의 공급관을 통해서 유체공급링에 균일하게 공급되도록 형성된다.
다음에서, 본 발명을 완전하게 이해하기 위해서, 다양하고 특별한 상세설명이 이루어질 것이다. 그러나, 당해업자에게 본 발명은 이러한 특별한 상세설명 없이도 실행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 예에서, 본 발명이 불필요하게 불명료하게 되지 않도록 하기 위해서, 주지의 공정작업은 상세하게 설명되지 않았다.
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른, SRD 모듈(200)의 간략화된 단면도이다. 도시되었듯이, 이 SRD 모듈(200)은 SRD 공정수용부(202)를 구비하고, 이는 본 실시예에서 하부위치로 한정된다. 이 SRD 공정수용부(202)는 일반적으로 원통형이고, 원통형인 SRD 공정챔버(218)내에서 한정된다. 이 SRD 공정수용부(202)는 축(217)에서 한정되고, 이 축은 회전방향(212)으로 회전되도록 형성된다. 상기 SRD공정수용부(202)는 상부위치를 갖도록 하부위치로부터 위쪽으로 움직이게 되어 있다. 스핀들(206)은 이 SRD 공정수용부(202)내에 위치되고, 한쪽 단부는 단단하게 고정되고 다른쪽 단부는 척(210)에 연결되며, 회전자(202)를 통해서 뻗도록 형성된다. 다수의 스핀들핑거(208)는 척(210)에 장착되고, SRD 세정동안에 웨이퍼(104)를 지지하도록 형성된다.
SRD 공정수용부(202)의 측판(202b)은 링(226)으로서 실제적으로 같은 수평면내에 형성되는 입술부(202a)를 갖추는데, 이것은 링지지부(211)에 장착된다. SRD 회전자의 이 입술부(202a)는 SRD 공정챔버(218)의 내면 주위로 뻗는 연속적인 링이 되도록 형성된다. 한 실시예에서, 다수의 채널(202b')이 SRD 공정수용부(202)의 회전자 바닥판(202b")을 따라, 그리고 SRD 공정수용부(202)의 회전자 측판(202b)의 내부에 형성된다. 각각의 채널(202b')은 SRD 공정수용부(202)의 회전자 바닥판(202b")에 형성된 다수의 바닥판구멍(202c)의 각각으로부터 위쪽으로 실제적으로는 SRD 공정수용부(202)의 입술부(202a)까지 뻗도록 형성된다. 당해업자에게 채널(202b')의 갯수는 특별한 응용에 따라서 달라질 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 한 전형적인 실시예에서, 채널(202b')의 갯수는 1개에서 12개까지의 범위로 형성된다. 바람직한 실시예에서, 채널(202b')의 갯수는 거의 약 8개이다.
유체공급링(220)은 SRD 공정수용부(202)의 입술부(202a)와 맞물리도록 형성된다. 이 유체공급링(220)은 회전세정작업동안에 웨이퍼(104)의 표면에 유체를 공급하도록 형성된다. 이 유체는 액체(예컨대 탈이온화수, 화학물질 등)나 가스가 될 수 있다. 유체는 다수의 연속적인 공급관(222)을 통해서 유체공급링으로 공급되도록 형성된다. 이 공급관(222)은 다수의 바닥판구멍(202c)을 통해서 먼저 이송된다. 이 후에, 이 공급관(222)은 채널(202b')로 이송되고, SRD 공정수용부의 입술부(202a)에서 유체공급링(220)의 다수의 링입구(220e)와 링출구(220e')로 이송된다.
각각의 공급관(222)은 다수의 밀봉부(224)로 고정된다. 이 밀봉부(224)는 바닥판구멍(202c)에 거의 가깝게 위치된다. 이와 같이, 밀봉부는 각 채널(202b')의 개방부에 실제적으로 가깝도록 구획된다. 이 다수의 밀봉부(224)를 사용하면 이들이 SRD 공정수용부(202)의 바닥판에 한정된 위치에 안정되게 각 공급관(222)을 유지하여서 좋다. 이 밀봉부(224)는 SRD 공정수용부(202)와 유체공급링(220)으로의 오염물질의 유입을 막도록 더 형성된다. 이 도면의 실시예가 하나의 공급관(222)을 사용하고 있지만, 다른 실시예에서는 다수의 공급관(222)이 각각의 채널(202b')을 통해서 넣어질 수 있도록 본 발명이 실시될 수 있다는 것이 당해업자에게 이해되어야 한다. 이러한 상황에서, 공급관(222)의 크기는 다수의 공급관(222)이 각각의 채널(202b')로 넣어지도록 변경될 수 있다. 또한, 각각의 채널(202b')의 크기는 하나 이상의 공급관(222)이 각 채널(202b')로 넣어질 수 있도록 변경될 수 있다. 물론, 다른 것들에 복수의 더 작은 공급관(222)이 넣어지는 반면에, 물론 응용에 따라서 이 모듈은 몇 개의 채널(202b')에 1개의 공급관(222)이 넣어지도록 되어 있다. 또한, 다수의 공급관(222)이 각 채널(202b')에 넣어지는 상황에서, 필요하다면 상기 모듈은 각 공급관(222)이 준비될 웨이퍼의 표면에 다른 형태의 유체를 공급할 수 있도록 되어 있다. 유체공급링(220)과 링입구(220e), 링출구(220e') 및 공급관의형태와 관련된 추가적인 상세한 설명은 도 3a 내지 도 4d-2와 관계해서 아래에서 설명된다.
상기 SRD 공정챔버(218)는 SRD 공정수용부(202) 위에 한정된다. 이 SRD 공정챔버(218)는, SRD 공정수용부(202)가 상부위치에 있을때 SRD 공정수용부(202) 주위를 둘러쌀 수 있도록 SRD 공정수용부(202)보다 약간 더 크게 형성된다. 밀봉부(228')를 갖추는 멈추개(228)는 SRD 공정챔버(218)의 내면에 형성된다. 이 실시예에서, 각각의 멈추개(228)와 밀봉부(228')는 연속적인 링으로 뻗는다. 그러나, 멈추개(228)와 밀봉부(228')가 어떤 갯수나 어떤 모양의 연속적인 링이 될 수 있다는 것은 당해업자에게 이해되어야만 한다.
전술했듯이, SRD 공정수용부(202)가 하부위치에 있을 때, 웨이퍼(104)는 SRD 공정챔버(218)의 입구(218a)를 통해서 통과된다. 한 실시예에서 이 웨이퍼(104)는 웨이퍼 이송경로에서 로보트팔이 있는 입구(218a)를 통해서 통과된다. 웨이퍼(104)가 회전세정작업을 마치면, 이 웨이퍼(104)는 로보트팔로 공정챔버(218)로부터 제거된다. 이 실시예에서, 로보트팔이 공정챔버(218)로부터 웨이퍼(104)를 공급하고 제거하기 위해서 사용되고 있지만, 공정챔버로부터 웨이퍼를 공급하고 제거하는 기능이 달성되기만 한다면 다른 동등한 기구(예컨대, 웨이퍼 이송경로)도 사용가능하다는 것이 당해업자에게 이해되어야만 한다.
도 2b는 SRD 공정수용부(202)가 상부위치에 있는, 도 2a에 도시된 SRD 모듈(200)의 간략화된 부분단면도이다. 이 실시예에서, 전술되었듯이 공압실린더(219)가 브래킷(205)을 들어올리기 위해서 형성되고, 결과적으로 상기SRD 공정수용부(202)는 상부위치로 브래킷(205)위에 장착된다. 공압실린더(219)가 브래킷(205)을 들어올리기 위해서 사용되지만, 브래킷(205)을 상부위치로 또는 상부위치로부터 위아래로 움직이는 기능이 달성되기만 한다면, 당해업자에게 다른 동등한 구동기구(예컨대, 전기 실린더, 서보모터, 스크류 드라이브, 벨트 드라이브)가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.
또한, 이 실시예에서 도 2b의 실시예의 척(210, 도시되지 않음)은 제자리에 있도록 형성된다. 그러므로, 웨이퍼를 상부위치나 하부위치로 움직이기 위해서 척의 운동을 사용하는 종래의 SRD 모듈과는 달리, 본 발명의 이 실시예는 SRD 공정수용부(202)를 움직이기 위해서 공압실린더(219)를 사용한다. 결과적으로, 본 발명은 선행기술에 대하여 몇 개의 장점이 있다. 첫째로, 척(210)이 제자리에 있음에 따라, 선행기술의 SRD 모듈과는 달리, 본 발명은 복잡한 척을 설계할 필요성과 관련된 문제를 제거한다. 둘째로, 척(210)이 SRD 공정수용부(202)내에서 위 또는 아래로 움직이지 않기 때문에, 이 척(210)은 오염물질과 미립자를 SRD 공정수용부(202)내로 유입시키지 않는다. 한 실시에서, 본 발명의 척(210)은 웨이퍼 받침판을 가지는 중공코어 척이 될 수 있다.
도 2b에 도시되듯이, SRD 공정수용부(202)는 SRD 회전자(202)의 상단이 SRD 공정챔버(218)의 멈추개(228)에 의해서 맞물리게 될 때까지 올려진다. 도시되듯이, SRD 공정수용부(202)가 상부위치에 있을 때, 웨이퍼(104)는 링(226)의 약간 위에 위치된다. 유체공급링(220)이 SRD 공정수용부(202)의 입술부(202a)에 맞물림에 따라서, 유체공급링(220)의 링출구(220e')가 웨이퍼(104)로부터 충분히 떨어지도록되어 있기 때문에 좋다. 이와 같이, 링출구(220e')에 있는 공급관(222)으로부터 나오는 어떤 유체방울도 상기 SRD 처리된 웨이퍼(104)의 표면을 재오염시키지 않는다. 즉, 어떤 유체방울도 웨이퍼(104)의 세정된 표면에 접촉하지 않고, 간단히 회전자(202)에 떨어진다.
도 3a는 본 발명의 한 양상에 따른, 유체공급링(220)의 확대되고 간략화된 단면도이다. 도시되듯이, 이 실시예에서, 유체공급링(220)의 단면은 삼각형으로 형성되고, 링 측판(220a)과 링 상판(220b) 및 링 중공부 아랫면(220c)에 의해서 한정된다. 이 링 중공부 아랫면(220c)은 출구면(220h)에 인접해 있다. 한 실시예에서, 유체공급링(220)의 상부면을 한정하는 링 상판(220b)은 아래쪽으로 경사진 면으로 형성된다. 이 링 아랫면 중공부(220c)는 유체공급링(220)내에 형성된 슬롯(220f)으로서 한정되는 부분적인 공동부로 나타난다. 링입구(220e)로서 한정되는 개구부는 중공부 아랫면(220c)과 링측판(220a)이 교차하여 구획된다. 이와 같은 방법으로, 링출구(220e')로서 한정되는 구멍은 출구면(220h)과 링상부판(220b) 사이에서 한정된다. 이 도면에 도시되지 않은 공급관(222)은 링입구(220e)를 통해서 유체공급링(220)으로 넣어진다.
도시되듯이 도 3a의 형상에서, 유체공급링(220)은 다수의 슬롯(220f)을 가지는 고체코어구조로 형성된다. 그러나, 도 3b의 실시예에서 도시된 것처럼 다른 형태에서, 유체공급링은 고체구조물일 수 있다. 도 3b의 유체공급링(220')은 링구조(220a1)에 의해서 한정된다. 안내채널(220f')은 링구조(220a1)내에 위치되도록 형성된다. 이 실시예에서, 공급관(222)은 링입구(220e)를 통해서 유체공급링(220)의 안내채널(220f')로 넣어진다. 바람직하게, 각각의 링입구(220e)와 링출구(220e')의 내경은 거의 약 1/8인치에서 약 5/32인치의 영역이고, 바람직한 직경은 약 1/8인치이다.
도 3a와 도 3b의 실시에서 유체공급링(220)이 삼각형의 형태이지만, 유체공급링(220)의 단면은 어떤 모양으로도 될 수 있다는 것이 당해업자에게 이해되어야만 한다. 또한, 단지 하나의 공급관(222)이 도 3b에 도시되었지만, SRD 모듈의 작업을 최적화하기 위해서 실시된 웨이퍼의 크기나 공정에 의해서 어떤 갯수의 공급관도 각 채널을 통해서 넣어질 수 있다는 것이 당해업자에게 이해되어야만 한다. 아래에 도시되듯이, 전형적인 300mm 웨이퍼를 위해서, 8개의 공급관(222)이 유체공급링(220) 주위로 동등하게 형성된다. 물론, 모든 공급관(220)이 동시에 사용되는 것이 필요하지는 않고, 다른 형태의 유체가 응용에 따라서 다양한 공급관(222)에 제공될 수 있다.
도 3c는 본 발명의 한 양상에 따른, 연속적인 공급관(222)의 사용을 도시하는 SRD 모듈(200)의 확장된 부분단면도이다. 이 실시예에서, 초기에 상기 공급관(222)은 SRD 공정수용부(202)의 바닥판구멍(202c)를 통해서 SRD 공정수용부(202)의 측면(202b)의 채널(202b')로 넣어진다. 그 후에, 이 공급관(222)은 채널(202b')과 SRD 공정수용부(202)의 입술부를 통해서 유체공급링(220)의 링입구(202e)까지 공급된다. 결과적으로, 이 공급관(222)은 링출구(220e')를 통해서 유체공급링(220)으로 내보내어진다. 도시되듯이, 한 실시예에서, 유체공급경로의 보전을 향상시키도록 바람직하게 상기 공급관(222)은 하나의 연속관이 되어 경로전체에서 오염물질의 유입을 막는다. 그러나, 다른 실시예에서도 공급관(222)을 형성하기 위해서 복수의 관 부분이 서로 연결될 수 있다.
도 3c의 실시예에서 도시되듯이, 밀봉부(224)는 공급관이 제자리에 있게 하기 위해서, 그리고 유체의 누출을 막기 위해서 채널(220b')을 따라 SRD 공정수용부(202)의 바닥판(202b")에 위치된다. 밀봉부(224)에 덧붙여, 선택적인 밀봉부(224')가 SRD 공정수용부(202)의 측판(202b)내와 실제적으로는 SRD 공정수용부(202)의 입술부(202a)와 가깝게, 채널(202b')의 상단쪽으로 형성될 수 있다. 이 선택적인 밀봉부(224')는 채널(202b')내에서 상기 공급관을 더욱 안정되게 하고, 회전세정작업으로의 오염물질의 유입을 더욱 막기 위해서 사용될 수 있다.
바람직하게, 하나의 공급관을 사용하는 SRD 모듈에서, 공급관(222)의 내경은 거의 약 0.060인치에서 약 0.188인치까지의 범위이고, 바람직하게는 약 0.060인치이다. 이와 같이, 약 1/8인치의 공급관을 위해서, 유체의 유량은 35 psi에서 거의 약 0.7이 될 수 있다.
도 3c의 SRD 모듈(200)은 웨이퍼(104)표면의 재오염없이 유체를 웨이퍼(104)의 표면으로 공급하도록 형성된다. 종래의 SRD 모듈에서, 유체는 웨이퍼(104)의 표면위에 위치한 스피곳을 경유해서 웨이퍼(104)의 표면에 공급된다. 이와 같이, 잔존하는 유체의 방울은 처리된 웨이퍼의 표면을 재오염시킨다. 이와 대조하여, 바람직하게, 본 발명의 이 실시예에서, 유체공급링(220)은 이 유체공급링(220)의 링출구(220e')가 웨이퍼(104)로부터 충분히 떨어지도록, SRD 공정수용부(202)의 입술부(202a)에 연결된다. 웨이퍼(104)의 이격은 수평면에 웨이퍼(104)의 표면을 위치시킴으로써 달성되고, 이것은 유체공급링(220)의 링출구(220e')의 수평면 아래로 실제적으로 위치된다. 또한, 링출구(220e')가 위치되는 수직면은 웨이퍼(104)의 단부의 측판보다 SRD 공정수용부(202)의 측판(202b)에 더 가깝게 형성된다. 따라서, 공급관(222)에 잔존하는 유체방울은 웨이퍼(104)의 다른 세척, 세정, 또는 준비된 표면을 재오염시킬 수 없다.
또한, 바람직하게 공급관(222)과 유체공급링(220) 및 SRD 공정수용부(202)는 화학적으로 활성화되지 않는 물질(예컨대, 테프론™)로부터 제조된다. 이것은 선행기술의 종래 SRD 모듈의 화학적으로 부적합한 부분의 사용과 관련된 문제들이 제거되어서 바람직하다. 그러나, 공급관(222)과 유체공급링(220), SRD 공정수용부(202) 및 SRD 모듈의 다른 모든 부분이 SRD 모듈내로의 오염물질의 유입을 감소시키기 위해서 화학적으로 적합하기만 하면 다른 물질로부터 제조될 수 있다.(예컨대, 플루로로이, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루로이드(PVDF), 폴리에틸렌 등)
도 4a는 다수의 링입구(220e)와 이에 따르는 링출구(220e') 및 슬롯(220f)을 가지는 유체공급링(220)의 사시도이다. 도 4a의 실시예에서, 링입구(220e)와 이에 따르는 반대쪽의 링출구(220e')는 링입구(220e)가 실제적으로 대칭되도록 유체공급링(220)의 주위로 한정되도록 형성된다. 한 실시예에서, 링입구(220e)와 링출구(220e')의 갯수는 약 8개이다. 그러나, 링입구(220e)와 링출구(220e')의 쌍은 어떤 갯수도 될 수도 있고, 기판위의 요구되는 유체도포프로파일을 달성하기 위해서 임의의 상대적인 이격을 이용해서 배열될 수 있다. 슬롯(220f)으로서 한정되는 다수의 중공부는 유체공급링(220)내에서 실제적으로는 각각의 링입구(220e)와 이에 따르는 링출구(220e') 사이에서 한정된다. 한 바람직한 실시예에서, 슬롯(220f)의 갯수는 링입구(220e)와 링출구(220e')의 쌍과 같게 형성된다. 공급관이 링입구(202e)들 중 하나를 통해서 유체공급링(220)에 삽입된 후에, 유체공급링(220)으로부터 공급링(222)이 빠져나올 수 있도록 슬롯(202f)이 형성되어 있다. 그러므로, 하나의 실시에서, 유체(예컨대, 탈이온화수)는 실제적으로 공급관(222)을 통해서 웨이퍼(104)의 표면위로 균일하게 분배된다. 이와 같이, 바람직하게, 웨이퍼(104)의 표면위로 유체를 공급하기 위해서 공급관(222)이 링입구(220e)를 통해, 그리고 이와 반대쪽 링출구(220e')의 밖으로 넣어진다.
도 4a에는 각 공급관(222)의 전체적인 방향이 도시되어 있다. 도시되듯이, 각 공급관(222)은 일반적으로 중앙구역방향(240)에서 웨이퍼(104)의 중앙구역(241) 쪽으로 향하고 있다. 이와 같이 한 실시예에서, 탈이온화수는 웨이퍼(104)의 중앙구역(241) 쪽으로 향하게 된다. 그러나, 다른 실시예에서, 웨이퍼의 위에 형성된 막의 에칭(etching)층에 사용되는 화학물질(예컨대, 불화수소)과 같은 다른 유체와 가스(예컨대, 질소)가 하나 이상의 링입구(220e)와 링출구(220e')의 남겨진 쌍을 사용하는 SRD 모듈에 공급될 수 있다.
도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른, 유체공급링(220)의 평면도이고, 링입구(220e)와 이에 따르는 링출구(220e') 및 슬롯(220f)의 위치를 도시한다. 도시되듯이, 300mm 웨이퍼에 대해, 한 실시예에서, 유체공급링의 내경 D220은 거의 약 13.5인치에서 약 4인치의 영역이고, 바람직하게는 약 13.125인치이다. 또한, 2개의 인접한 링입구(220e) 뿐만 아니라, 2개의 인접한 링출구(220e') 사이의 원형거리에 상응한 각도는 거의 약 30도에서 약 180도의 범위이고, 바람직하게는 약 45도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 4b의 유체공급링(220)의 A-A단면은 도 4c에 도시된다. 도 4c의 실시예에서, 다수의 링입구(220e)와 이에 따르는 링출구(220e') 및 슬롯(220f)이 도시되어 있다. 또한, 유체공급링(220)의 아래쪽으로 경사진 링 상판(220b)이 도시된다.
도시되듯이, 바람직하게 각 슬롯(220f)의 너비는 거의 0.125인치에서 약 0.250인치의 범위이고, 바람직하게는 약 1/8인치이다. 또한, 유체공급링(220)의 두께 T220는 거의 약 0.75인치로부터 약 2.00인치의 범위이고, 바람직하게는 약 1.722인치이다.
도 4d-1은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 유체공급링(220)의 몇몇의 중공부들 중 하나와 슬롯(220f)을 도시하는 유체공급링(220)의 부분사시도이다. 도시되듯이, 제거된 체적(220f1)은 링입구(220e)를 통해서 삽입되고, 링출구(220e')를 통해서 배출되도록 유체공급링내에서 한정된다. 도시되듯이, 한 실시예에서 제거된 체적(220f1)은 실제적으로 유체공급링(220)의 체적과 유사한 형상을 가질 수 있다. 그러나, 당해업자에게 제거된 체적(220f1)의 형상은 다른 형태일 수 있다는 것이 이해되어져야만 한다.
도 4d-2는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 도 4d-1의 슬롯의 제거된 체적(220f1)의 사시도이다. 도시되듯이, 이 제거된 체적(220f1)은 고체코어를 가지고 테플론™으로 만들어진다. 바람직한 실시예에서, 제거된 체적의 두께 Tvolume는 거의 약 0.125인치로부터 약 0.250인치의 범위이고, 바람직하게는 약 1/8인치이다.
전술된 발명이 분명한 이해를 위해서 자세하게 설명되었다 하더라도, 특별한 변화와 변경이, 첨부된 청구항의 범주내에서 실시될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 예컨대, 여기에서 설명된 실시예들은 주요하게 SRD웨이퍼이지만, 본 발명의 SRD 모듈은 어떤 형태의 기판의 회전세정을 위해서도 매우 적합하다. 또한, 여기에서 설명된 실시는 특별하게 300mm 웨이퍼를 사용하는 SRD 모듈에 적용되었지만, 본 발명의 SRD 모듈은 하드디스크와 같은 어떠 크기의 웨이퍼나 기판의 회전세정을 위해서도 적합하다. 따라서, 이들 실시예는 제한하기 위한 것이 아닌 설명으로 고려되며, 본 발명은 여기에서 주어진 상세한 설명에 제한되지 않으나, 첨부된 청구항의 범주내에서 변경될 수 있다.

Claims (29)

  1. 바닥판과 측판을 가지고, 준비될 기판을 수용하도록 된 공정수용부와;
    이 공정수용부의 측판에 부착되도록 형성된 유체공급링;을 구비하되, 이 유체공급링은 그 안에 형성되는 다수의 입구와 출구의 쌍을 구비하며 각각의 입구와 출구의 쌍은 개별적인 공급관을 수용하도록 되어 있으며, 각각의 공급관은 상기 유체공급링의 각 출구에서 끝나는 단부를 구비하며 기판의 표면으로 유체를 보내도록 형성되어 있는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 회전자의 측판은 공급관의 갯수와 같은 다수의 채널을 구비하여서, 상기 유체공급링에 있는 다수의 입구와 출구의 쌍으로 이어지는 다수의 채널을 통해서 상기 공급관이 유체를 공급하도록 되어 있는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 개별적인 공급관의 각 단부는 일반적으로 유체공급링에 의해서 한정된 중앙구역 쪽으로 향하되, 이 중앙구역은 기판의 위치를 한정하는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 유체공급링은 각각의 입구와 출구의 쌍의 위치에 형성되고, 각각의 슬롯은 개별적인 공급관을 위한 경로를 형성하도록 된 다수의 슬롯을 더 구비하는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 유체공급링과 공정수용부 및 개별적인 공급관은 각각 화학적으로 불활성인 물질로부터 한정되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 유체공급링은 삼각형 단면을 갖는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 입구와 출구의 쌍은 삼각형 단면의 반대쪽 모서리에서 형성되고, 이 입구와 출구의 쌍의 출구는 중앙구역에 아주 가까운 모서리들 중 하나의 주위에 형성되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 유체공급링의 출구는 기판의 직경보다 더 큰 유체공급링의 링 직경 주위에 형성되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 공정수용부는 기판을 잡고 회전시키는 척을 둘러싸도록 형성되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 척은 소정의 높이에 고정되도록 형성되고, 공정수용부는 제 1위치와 제 2위치 사이에서 이동하도록 형성되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 공정수용부 측판의 개별적인 채널내에 공급관을 고정하도록 형성된 개별적인 밀봉부를 더 구비하는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 유체는 하나 이상의 탈이온화수와 화학물질 및 가스로부터 선택되고, 이들 각각은 준비작업을 할 수 있도록 기판면에 공급되도록 된, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 반도체 웨이퍼인, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  14. 측면과 상부면 및 하부면을 갖춘 고체링을 형성하는 단계와;
    다수의 슬롯이 각각 고체링으로 뻗고 측면에 근접한 측판과 상부면에 근접한 상부판을 한정하는, 고체링의 하부면에 다수의 슬롯을 형성하는 단계 및;
    다수의 슬롯의 각각에서 측판과 하부면이 교차하여 한정되는 내부구멍과 상부판과 하부면이 교차하여 한정되는 외부구멍을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 개별적인 내부구멍과 외부구멍 및 슬롯은 유체를 유체공급링내의 영역에 공급하는 관을 수용하는 경로를 한정하도록 된, 유체공급링의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 화학적으로 불활성인 물질로부터 상기 고체링과 상기 관이 한정되는 단계를 더 포함하는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 상부면은 유체공급링에 의해 공급되는 유체의 공급돌출부를 형성하는 아래쪽으로 경사진, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 출구구멍은, 상기 링의 직경이 준비될 기판의 직경보다 크게 되도록 유체공급링의 상부판과 하부면의 교차지점에서 링의 방위로 배열되는, 기판준비에 사용되는 유체공급모듈.
  18. 전체적으로 원형인 바닥판과, 원통형 챔버를 형성하기 위해서 바닥판으로부터 위쪽으로 뻗은 측판 및, 바닥판으로부터 측판의 상단으로 뻗은 측판의 다수의 채널을 갖춘 공정수용부를 구비하는 단계와;
    유체공급링을 공정수용부의 측판에 부착하는 단계;
    다수의 링입구와 링출구의 쌍과 다수의 개별적인 슬롯을 갖춘 유체공급링에 공정수용부를 이용하여 다수의 공급관을 삽입하는 단계;
    유체를 공급관에 공급하는 단계 및;
    유체를 공정수용부내에 형성된 반도체 웨이퍼의 표면 위에 분사하는 단계;를 포함하는, 유체공급링을 사용하여 모듈에서 반도체웨이퍼를 세정하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상단과, 하단, 그 안에 형성된 웨이퍼 입구를 갖추되, 상기 하단은 회전자의 주위를 둘러싸도록 형성된 공정챔버를 구비하는 단계를 더 포함하는, 유체공급링을 사용하여 모듈에서 반도체웨이퍼를 세정하는 방법.
  20. 제 18항에 있어서, 유체공급링에 공정수용부를 사용하여 다수의 공급관을 삽입하는 단계는,
    개별적인 공급관을 개별적인 채널에 삽입하는 단계와;
    개별적인 공급관을 슬롯을 사용하여 개별적인 입구과 출구의 쌍에 넣는 단계;를 포함하는, 유체공급링을 사용하여 모듈에서 반도체웨이퍼를 세정하기 위한 방법.
  21. 제 18항에 있어서, 공정수용부내에 반도체웨이퍼를 잡고 회전시키도록 형성된 척을 구비하는 단계와;
    공정수용부의 측판의 개별적인 채널내에 공급관을 고정시키도록 형성된 다수의 밀봉부를 구비하는 단계;를 더 포함하는, 유체공급링을 사용하여 모듈에서 반도체웨이퍼를 세정하는 방법.
  22. 기판의 표면에 직접 유체를 분사하도록 형성되고 각각이 유체공급링의 각 출구에서 끝나는 단부를 갖춘 각 개별적인 공급관을 수용하도록 된 다수의 입구와 출구의 쌍이 형성되고, 공정수용부의 측판에 부착되는, 기판회전모듈에 사용되는 유체공급링.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 각각의 개별적인 공급관은 전체적으로 중앙구역의 방향으로 기판의 표면에 유체를 공급하도록 형성되고, 상기 중앙구역은 준비될 기판의 위치인 유체공급링.
  24. 제 22항에 있어서, 상기 유체공급링과 공정수용부 및 개별적인 공급관은 화학적으로 불활성인 물질로부터 각각 한정되는 유체공급링.
  25. 제 22항에 있어서, 상기 유체공급링의 출구는 준비될 기판의 직경보다 더 큰 유체공급링의 직경 주위에 형성되는 유체공급링.
  26. 측판과 하부면 및 전체적으로 원형인 상판을 갖춘 삼각형 구조물과;
    입구는 측판과 하부면 사이에 한정되고, 출구는 하부면과 상부판 사이에 한정되며, 다수의 개별적인 공급관을 수용하고 고정하도록 형성되되, 각각의 개별적인 공급관은 준비될 기판의 표면 위에 유체를 공급하면서 개별적인 출구의 각각에서 끝나도록 형성된, 다수의 입구와 출구의 쌍;을 구비하는 기판세정모듈에 사용되는 유체공급링.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 유체공급링은 화학적으로 불활성 물질로 구성되는 유체공급링.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 입구와 출구의 쌍은 측판과 하부면 및 상판과 하부면 사이에서 개별적으로 형성되는 유체공급링.
  29. 제 26항에 있어서, 상기 삼각형구조물 내에 한정되고서 삼각형 구조물의 하부면에서 각각의 입구와 출구의 쌍들 사이에 형성되는 다수의 슬롯을 더 구비하는 유체공급링.
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