KR20040100547A - 웨이퍼 고정 스핀 척 - Google Patents

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KR20040100547A
KR20040100547A KR1020030032949A KR20030032949A KR20040100547A KR 20040100547 A KR20040100547 A KR 20040100547A KR 1020030032949 A KR1020030032949 A KR 1020030032949A KR 20030032949 A KR20030032949 A KR 20030032949A KR 20040100547 A KR20040100547 A KR 20040100547A
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Abstract

웨이퍼 에지에 존재하는 입자오물의 제거를 극대화하기 위한 웨이퍼 에지 세정공정에서 본 발명의 웨이퍼 고정 스핀 척은 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 및 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 다수의 핀이 구비된 다수의 웨이퍼 고정부를 구비하며, 웨이퍼 고정부는 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 전환한다. 또는, 본 발명의 또 다른 웨이퍼 고정 스핀 척은, 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 및 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 핀을 구비한 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부를 구비하며, 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부는 교대로 상기 웨이퍼를 고정한다.

Description

웨이퍼 고정 스핀 척{Wafer Spin Chuck}
본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD 기판 등의 피처리기판을 유지함과 동시에, 회전시키는 웨이퍼 고정 스핀 척에 관한 것이다.
반도체 제조 공정을 단순화하기 위한 노력은 원가 절감 차원에서 중요하며, 또한 꾸준히 시도되고 있다. 그 중에서 반도체의 뒷면과 에지(edge)에 존재하는 입자오물을 제거하기 위한 에지 세정공정의 경우 사진식각공정(photolithography), 습식식각공정(wet etch), 건식식각공정(dry etch) 등의 많은 공정 스텝을 요구하고 있다. 이러한 에지 세정공정을 단순화하기 위한 시도로 스핀 척(spin chuck)에 웨이퍼를 두고 웨이퍼를 회전하는 중 웨이퍼의 표면에 세정액을 공급하여 입자오물을 제거하는 방법이 개발되었다.
이러한 종래 방법에서, 웨이퍼를 고정하는 스핀 척의 핀(pin) 때문에 웨이퍼의 에지를 세정할 때 웨이퍼의 에지와 핀이 맞닿는 부분에 세정이 완벽하게 되지 않고 입자오물이 그대로 존재하는 경우가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 고정 스핀 척에서 웨이퍼를 고정하는 핀의 구조를 새로이 제시하고, 새로운 방법으로 동작하는 핀을 제시하는 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 관한 웨이퍼 고정 스핀 척의 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A부를 확대한 확대도이다.
도 2는 도 1에 나타나는 웨이퍼 고정 스핀 척의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타나는 웨이퍼 고정 스핀 척의 웨이퍼 고정부의 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 관한 웨이퍼 고정 스핀 척의 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 B부를 확대한 확대도이다.
도 5는 도 4에 나타나는 웨이퍼 고정 스핀 척의 평면도이다.
도 6은 도 4에 나타나는 웨이퍼 고정 스핀 척의 웨이퍼 고정부의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 회전동작부 20 : 공급통로
20a : 제1 이격공간부 20b: 제2 이격공간부
30 : 가이드링 50 : 웨이퍼 고정부
50a, 150a : 핀 100 : 웨이퍼
152 : 제1 웨이퍼 고정부 154 : 제2 웨이퍼 고정부
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정 스핀 척은, 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 ; 및 상기 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 상기 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 다수의 핀이 구비된 다수의 웨이퍼 고정부를 포함하며, 바람직하게는 상기 웨이퍼 고정부는 상기 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 전환한다.
상기 회전동작부는 하부로부터 상부에 위치한 상기 웨이퍼 고정부의 위치까지 보호가스를 공급하기 위한 공급통로를 내부에 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 웨이퍼 고정 스핀 척은 상기 회전동작부의 상부와 상기 웨이퍼 하부의 사이에 위치하고, 웨이퍼를 세정하는 세정액이 상기 웨이퍼의 가장자리에 흐르도록 가이드하는 가이드링을 더 포함한다.
상기 웨이퍼 고정부는 상기 가이드링을 관통하여 형성되고, 상기 다수의 핀은 상기 가이드링 상부에 돌출되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 웨이퍼 고정부를 각각의 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 동시에 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 동시에 전환하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수의 웨이퍼 고정부를 각각의 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 순차적으로 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 순차적으로 전환하는 것도 바람직하다.
다수의 상기 웨이퍼 고정부가 상기 웨이퍼의 가장자리에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정 스핀 척은, 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 ; 및 상기 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 상기 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 핀을 구비한 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 고정부를 포함하며, 바람직하게는 상기 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 상기 다수의 제2 웨이퍼 고정부는 교대로 상기 웨이퍼를 고정한다.
상기 회전동작부는 하부로부터 상부에 위치한 상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 고정부의 위치까지 보호가스를 공급하기 위한 공급통로를 내부에 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 회전동작부의 상부와 상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 하부의 사이에 위치하고, 웨이퍼를 세정하는 세정액이 상기 웨이퍼의 가장자리에 흐르도록 가이드하는 가이드링을 더 포함한다.
상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 고정부는 상기 가이드링을 관통하여 형성되고, 상기 핀은 상기 가이드링 상부에 돌출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 웨이퍼 고정부 및 상기 제2 웨이퍼 고정부는 상기 회전동작부의 가장자리에 번갈아가며 위치하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.
도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 관한 웨이퍼 고정 스핀 척은 웨이퍼의 뒷면 및 에지 세정공정의 대상이 되는 웨이퍼(100)를 수평상태로 유지시키고 회전하는 회전동작부(10)를 가진다. 패턴이 형성된 웨이퍼(100)의 주면을 아래로 향하도록 배치한다. 웨이퍼(100)의 회전중 웨이퍼(100)의 이면에는 세정액이 공급되어 웨이퍼(100) 표면과 에지의 입자오물을 제거한다.
패턴이 형성된 웨이퍼(100)의 주면을 아래로 하여 유지하며 웨이퍼(100)의 이면과 에지를 세정하기 위해 공급되는 세정액이 웨이퍼(100)의 주면에 침입하는 것을 방지할 필요가 있다. 또, 이와 함께 미처리된 웨이퍼(100)의 양면을 세정하는 경우에도, 한 쪽의 면을 세정한 후, 다른 쪽 면을 세정할 때, 세정액이 세정완료된 면에 침입하는 것을 방지할 필요가 있다. 이와 같은 필요성에 따라서, 세정액 침입방지용의 보호가스, 예를 들면 질소 가스를 웨이퍼(100)의 하측면에 공급하여 세정액이 들어가는 것을 방지한다.
이를 위하여, 회전동작부(10)는 하부가 원통형으로 형성되어 외부로부터 주입된 질소 가스 등의 보호가스의 통로로 사용된다. 상기 보호가스는 회전동작부(10) 내부에 형성된 공급통로(20)를 통하여 웨이퍼(100)의 하측면에 공급된다.
여기서, 회전동작부(10)의 상부 가장자리와 상기 웨이퍼(100) 하부의 사이에 위치하여 세정하고자 하는 웨이퍼(100)의 하측면의 부위를 조절하는 가이드링(30)이 설치된다. 상기 가이드링(30)은 회전동작부(10)와 이격되어 고정된다. 회전동작부(10)로부터 공급되는 보호가스의 압력으로 인하여 웨이퍼(100)와 가이드링(30)은 이격되어 위치한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 공급통로(20)를 통하여 공급된 보호가스는 제1 이격공간부(20A)를 통과하여 흐른다. 이 경우, 베르누이의 정리에 의해, 웨이퍼(100)상부에 흐르던 세정액은 압력이 낮아진 웨이퍼(100)의 하측면과 가이드링(30) 사이의 제2 이격공간부(20B)로 들어온 후, 보호가스와 함께 제1 이격공간부(20A)를 통해 나간다. 상기 가이드링(30)의 너비를 조절함으로써, 세정액이 웨이퍼(100) 하측면과 접촉하여 세정하는 부위를 조절할 수 있다.
회전동작부(10)의 상부 가장자리에는 웨이퍼(100)가 회전시 이탈되는 것을 방지하기 위하여 웨이퍼(100)의 측면을 고정하는 웨이퍼 고정부(50)가 있다. 웨이퍼 고정부(50)는 회전가능한 몸체와 회전가능한 몸체 상부에 돌출 형성된 다수의 핀(50A)으로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서는 웨이퍼 고정부(50)는 2개의 핀(50A)으로 구성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 고정부(50)는 가이드링(30)을 관통하여 형성되고, 상기 다수의 핀(50A)은 상기 가이드링(30) 상부에 돌출되어 있다. 웨이퍼 고정부(50)의 회전가능한 몸체의 하단은 회전동작부(10)의 상부에 매몰되어 있다. 상기 웨이퍼 고정부(50)는 축을 중심으로한 회전을 통하여 상기 핀(50A)이 웨이퍼(100)와 접촉할 때 웨이퍼(100)가 고정된다. 상기 다수의 핀(50A)은 상기 웨이퍼 고정부(50)의 회전가능한 몸체 상부의 가장자리에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 핀(50A)은 웨이퍼(100)를 고정할 때 웨이퍼(100)의 에지에 손상이 가는 것을 방기위해 화학적 비활성, 내열성, 낮은 마찰계수를 가진 소재, 예를 들면, 테프론 등으로 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)의 세정공정 중에 웨이퍼 고정부(50)는 상기웨이퍼 고정부(50)의 축을 중심으로 회전하여 웨이퍼(100)를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 전환하여 웨이퍼를 고정시키게 한다. 이로써, 웨이퍼(100) 에지와 핀(50A)의 접촉으로 인하여 에지의 세정이 되지 아니한 부분도 세정될 수 있다.
여기서, 웨이퍼(100)를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 전환하는 방법으로는, 다수의 웨이퍼 고정부(50)를 동시에 회전하여 각 웨이퍼 고정부(50)의 핀(50A)을 동시에 전환하거나, 다수의 웨이퍼 고정부(50)를 순차적으로 회전하여 각 웨이퍼 고정부(50)의 핀(50A)을 순차적으로 전환할 수 있다. 상기 동시 전환의 경우, 웨이퍼(100)가 회전동작부(10)에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 회전 중인 웨이퍼(100)가 정지상태에 있을 때 실행됨이 바람직하다.
상기 다수의 웨이퍼 고정부(50)는 웨이퍼(100)를 지지하기 위하여 적어도 3개 이상으로 구성된다. 웨이퍼(100)를 고정하는 압력을 균일하게 하기 위하여 상기 다수의 웨이퍼 고정부(50)는 상기 웨이퍼(100)의 가장자리에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 관한 웨이퍼 고정 스핀 척을 도시한 것이다. 이 도면에 있어서, 도 1a와 동일 또는 해당 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 관한 웨이퍼 고정 스핀 척에서, 회전동작부(10)의 상부 가장자리에는 웨이퍼(100)가 회전시 이탈되는 것을 방지하기 위하여 웨이퍼(100)의 측면을 고정하는 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152) 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)가 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 제1 웨이퍼고정부(152) 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)는 회전가능한 몸체와 회전가능한 몸체 상부에 돌출 형성된 핀(150A)으로 이루어진다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152) 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)는 교대로 상기 웨이퍼(100)를 고정한다. 예를 들어, 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152)의 핀(150A)이 웨이퍼(100)를 고정시키고 있는 경우, 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)가 동시에 회전하여 상기 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)의 핀(150A)으로 웨이퍼(100)를 고정시킨 후 상기 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152)가 회전하여 웨이퍼(100)와의 접촉이 떨어진다. 이로써, 웨이퍼(100)와 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152)의 핀(150A)의 접촉으로 인하여 에지세정이 되지 아니한 부분도 세정될 수 있다.
상기 제1 웨이퍼 고정부(152) 및 상기 제2 웨이퍼 고정부(154)는 상기 회전동작부(10)의 가장자리에 번갈아가며 위치하는 것이 바람직하다. 상기 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152) 및 상기 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)는 웨이퍼(100)를 지지하기 위하여 각각 적어도 3개 이상으로 구성되는 것이 바람직하다. 웨이퍼(100)를 고정하는 압력이 균일하게 하기 위하여, 상기 다수의 제1 웨이퍼 고정부(152) 및 상기 다수의 제2 웨이퍼 고정부(154)는 상기 웨이퍼(100)의 가장자리에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 고정 스핀 척에 의하면, 웨이퍼를 고정하는 핀과 웨이퍼가 접촉한 에지부분의 입자오물도 세정할 수가 있어서 후속공정의 오염오인을 줄일 수 있다.

Claims (12)

  1. 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 ; 및
    상기 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 상기 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 다수의 핀이 구비된 다수의 웨이퍼 고정부를 포함하며,
    상기 웨이퍼 고정부는 상기 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 전환하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전동작부는 하부로부터 상부에 위치한 상기 웨이퍼 고정부의 위치까지 보호가스를 공급하기 위한 공급통로를 내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전동작부의 상부와 상기 웨이퍼 하부의 사이에 위치하고, 웨이퍼를 세정하는 세정액이 상기 웨이퍼의 하측면에 흐르도록 가이드하는 가이드링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 웨이퍼 고정부는 상기 가이드링을 관통하여 형성되고, 상기 다수의 핀은 상기 가이드링 상부에 돌출되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 웨이퍼 고정부를 각각의 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 동시에 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 동시에 전환하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 웨이퍼 고정부를 각각의 웨이퍼 고정부의 축을 중심으로 순차적으로 회전하여 상기 웨이퍼를 고정시키는 핀을 다른 핀으로 순차적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 웨이퍼 고정부가 상기 웨이퍼의 가장자리에 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  8. 웨이퍼를 상부에 위치시키고 회전하는 회전동작부 ; 및
    상기 회전동작부의 상부 가장자리에 위치하고, 회전가능한 몸체 상부에 상기 웨이퍼를 고정시키는 돌출된 형태의 핀을 구비한 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 다수의 제2 웨이퍼 고정부를 포함하며,
    상기 다수의 제1 웨이퍼 고정부 및 상기 다수의 제2 웨이퍼 고정부는 교대로 상기 웨이퍼를 고정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 회전동작부는 하부로부터 상부에 위치한 상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 고정부의 위치까지 보호가스를 공급하기 위한 공급통로를 내부에 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 회전동작부의 상부와 상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 하부의 사이에 위치하고, 웨이퍼를 세정하는 세정액이 상기 웨이퍼의 가장자리에 흐르도록 가이드하는 가이드링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 고정부 및 제2 웨이퍼 고정부는 상기 가이드링을 관통하여 형성되고, 상기 핀은 상기 가이드링 상부에 돌출되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정 스핀 척.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 고정부 및 상기 제2 웨이퍼 고정부는 상기 회전동작부의 가장자리에 번갈아가며 위치하는 것을 웨이퍼 고정 스핀 척.
KR10-2003-0032949A 2003-05-23 2003-05-23 웨이퍼 고정 스핀 척 KR100513276B1 (ko)

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