KR20060068454A - 스핀 세정 장치 - Google Patents

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이승건
이만영
최영철
송주헌
조민수
백균탁
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 스핀척상에 올려놓고 고속으로 회전하면서 웨이퍼를 세정하는 스핀 세정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 스핀 세정 장치는 웨이퍼가 놓여지는 그리고 웨이퍼 가장자리를 잡아주는 복수의 가이드핀들을 갖는 스핀척과; 상기 가이드핀에 각각 설치되어 상기 웨이퍼가 상기 스핀척의 가이드핀에 정상적으로 놓여졌는지를 감지하는 센서부를 포함하되; 상기 센서부는 상기 가이드핀에 놓여진 웨이퍼 가장자리로 광을 조사하는 광센서와; 상기 가이드핀의 상부로부터 이격된 상태로 상기 광센서를 지지하는 그리고 상기 광센서의 광이 상기 가이드핀에 놓여진 웨이퍼로 조사될 수 있도록 제1통로를 갖는 센서 가이드를 포함한다. 이러한 장치에 의하면, 웨이퍼가 가이드핀에 올라탔는지를 정확하게 감지해냄으로써, 스핀척에 부정확하게 놓여질 웨이퍼로 인한 문제를 방지할 수 있다.

Description

스핀 세정 장치{SPIN CLEANING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 스핀 세정 장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2는 웨이퍼가 가이드핀에 부정확하게 얹혀진 상태를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 스핀척
120 : 가이드핀
130 : 센서부
132 : 광센서
134 : 센서가이드
138 : 제어부
본 발명은 웨이퍼를 스핀척상에 올려놓고 고속으로 회전하면서 웨이퍼에 소정의 공정을 진행하는 스핀 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 또는 반도체 칩 등을 제조하기 위해서는 일반적으로 실리콘으로 형성되는 웨이퍼를 반도체 장비를 이용하여 처리한다. 이러한 웨이퍼는 통상적으로 리소그래피, 화학 또는 물리적 증착 및 플라즈마 에칭 등과 같은 일련의 반도체소자 제조공정을 거친다. 상기 반도체소자 제조 공정이 진행되는 동안에, 웨이퍼의 표면에는 화합물 또는 분진 등과 같은 이물질이 잔재하게 되는데, 반도체 소자의 품질을 향상시키기 위해서는 세정 공정을 통해 웨이퍼 표면에 잔재하는 이물질을 완전히 제거하여야한다. 상기 웨이퍼의 표면을 손상하지 않고 상기 웨이퍼상의 이물질을 완전히 세정하기 위한 다양한 세정 방법 및 세정 장치들이 도입되고 있다.
상기 세정 작업은 노즐을 통하여 고압의 순수를 웨이퍼상에 분사한 후에 브러쉬 또는 초음파를 이용하여 웨이퍼 표면에 떨어진 파티클 등의 불순물을 제거하는 작업으로 스핀 세정 장치(Spin Scrubber)라는 웨이퍼 세정 장비를 사용하여 진행된다.
기존의 스핀 세정 장치는 웨이퍼가 정상적으로 로딩되었는지를 확인하기 위해 투광/수광 센서(웨이퍼 감지센서)가 설치되어 있다. 그러나, 웨이퍼가 비정상적으로 스핀척의 핀위에 미세하게 올라타는 현상이 발생했을 경우, 간혹 웨이퍼 감지센서가 정상적으로 웨이퍼를 감지하게 되는 경우가 발생된다. 이처럼, 웨이퍼 감지센서는 웨이퍼가 스핀척에 위치되었을 지를 감지할 뿐, 웨이퍼가 스핀척의 핀(일명 가이드핀이라고도 함)위에 올라탔는지를 감지할 수 있는 능력이 한정되어 있다.
이처럼, 기존의 스핀 세정 장치는 웨이퍼의 중심과 척의 중심이 맞지 않아서 웨이퍼가 스핀척에 부정확하게 얹혀졌음에도 불구하고 이를 제대로 인식하지 못하여 공정이 진행될 경우, 웨이퍼 브로킨(broken)과 동시에 설비가 장시간 다운되는 문제가 발생된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼가 스핀척의 가이드핀에 부정확하게 얹혀졌는지를 체크하여 웨이퍼의 브로킨으로 이어지는 것을 해결할 수 있는 새로운 형태의 스핀 세정 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 웨이퍼의 표면을 세정하기 위한 스핀 세정 장치는 웨이퍼가 놓여지는 그리고 웨이퍼 가장자리를 잡아주는 복수의 가이드핀들을 갖는 스핀척과; 상기 가이드핀에 각각 설치되어 상기 웨이퍼가 상기 스핀척의 가이드핀에 정상적으로 놓여졌는지를 감지하는 센서부를 포함한다.
본 발명에서 상기 센서부는 상기 가이드핀에 놓여진 웨이퍼 가장자리로 광을 조사하는 광센서와; 상기 가이드핀의 상부로부터 이격된 상태로 상기 광센서를 지지하는 그리고 상기 광센서의 광이 상기 가이드핀에 놓여진 웨이퍼로 조사될 수 있도록 제1통로를 갖는 센서 가이드를 포함한다.
본 발명에서 상기 가이드핀은 상기 웨이퍼의 가장자리의 저면을 지지하는 받침부와; 상기 받침부에 놓여진 웨이퍼가 측방향과 측상부로 이탈되지 않도록 하는 홀더부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 홀더부는 상기 센서부의 광이 지나가는 제2통로를 갖는다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하, 첨부된 도면 도 1 및 도 2를 참조하면서 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스핀 세정 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 웨이퍼가 가이드핀에 부정확하게 얹혀진 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명의 스핀 세정 장치는 웨이퍼의 측면으로부터 웨이퍼의 가장자리(edge)를 기계적으로 고정한 후 회전하면서 세정 공정을 진행한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스핀 세정 장치(100)는 웨이퍼의 세정에 필요한 각종 유니트(미도시됨)들을 구비한다. 상기 스핀 세정 장치는 처리기판인 웨이퍼(w)를 수평상태로 유지하는 스핀척(110)과, 상기 웨이퍼가 상기 스핀척에 정상적으로 놓여졌는지를 감지하는 센서부(130)를 갖는다.
상기 스핀척(110)은 하면에 회전축(114)을 형성하는 회전플레이트(112)와, 회전플레이트(112)의 상면 가장자리를 따라 일정 간격으로 복수개로 설치되어 웨이퍼(W)의 하면 가장자리와 측면을 지지하며 회전플레이트(112)가 회전시 웨이퍼 가장자리의 상측을 지지하는 가이드핀(120)들을 포함한다. 상기 회전플레이트(112) 는 원판 형상을 가지고, 그 하측에 형성된 회전축(114)이 회전력을 제공하는 회전구동수단(도시않음)과 연결되어 있으며, 그 상면 가장자리를 따라 일정 간격으로 복수의 가이드핀(120)들이 설치된다.
상기 가이드핀(120)은 웨이퍼의 가장자리 저면을 지지하는 받침부(122)와, 상기 받침부(122)의 상측으로부터 돌출되어 상기 웨이퍼의 가장자리 측면을 지지하는 홀더부(124)를 포함한다.
한편, 상기 센서부(130)는 상기 웨이퍼(w)가 상기 가이드핀(120)의 받침부(122)에 정상적으로 놓여졌는지를 감지하게 된다. 상기 센서부(130)는 상기 가이드핀 각각으로 광을 조사하는 광센서(132)들와, 상기 가이드핀(120)의 상부로부터 이격된 상태로 상기 광센서(132)를 지지하는 센서가이드(134) 그리고 각각의 광센서(132)로부터 웨이퍼가 받침부(122)에 위치하였다는 신호를 받으면 공정을 진행시키는 제어부(138)를 갖는다. 상기 센서가이드(134)는 상기 광센서(132)로부터 조사되는 광이 상기 가이드핀(120)에 놓여진 웨이퍼를 감지할 수 있도록 상기 광이 지나가는 제1통로(136)를 갖으며, 상기 가이드핀의 홀더부(124)에도 상기 제1통로(136)를 통해 광이 지나가는 제2통로(126)가 형성된다.
상기 센서부(130)는 상기 가이드핀(120)과 분리되어 설치됨으로써, 스핀척(110)의 회전을 할 경우 스핀척과 회전하고 상기 센서부(130)는 상기 센서가이드에 고정된다.
본 발명에서 가장 중요한 구성요소인 상기 센서부(130) 각각은 반송로봇의 기계적인 오차 혹은 엔지니어의 포지션 설정 실수로 인해 상기 가이드핀에 부정확 하게 놓여지는 웨이퍼(w)를 감지하게 된다.
상기 광센서(132)는 웨이퍼 가장자리가 위치하는 가이드핀의 받침부(122) 부분을 감지하기 때문에, 웨이퍼가 가이드핀에 잘못 얹혀지는 것을 정확하게 감지하게 된다.
만약, 도 2에서와 같이, 웨이퍼(w)가 스핀척의 가이드핀(120)에 비스듬하게 놓여지면, 센서부(130)가 이를 인식하여 제어부(138)로 에러신호를 제공하고, 제어부(138)에서는 이를 신호를 받으면 상기 스핀척의 구동을 중단시킴과 동시에 알람부재를 통해 경고알람을 발생시키게 된다.
상기 웨이퍼는 반도체 기판(semiconductor substrate), 유리 기판(glass substrate) 또는 액정 패널(liquid crystal panel) 등과 같은 기판(substrate)일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 스핀 세정 장치는 웨이퍼가 스핀척에 비스듬하게 놓여지는 경우, 센서부가 이를 감지해냄으로써, 웨이퍼의 브로킨을 사전에 차단할 수 있는 이점이 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 스핀 세정 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 스핀 세정 장치에 의하면, 웨이퍼가 가이드핀에 올라탔는지를 감지해냄으로써, 스핀척에 부정확하게 놓여질 웨이퍼로 인한 문제를 방지 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼의 표면을 세정하기 위한 스핀 세정 장치에 있어서:
    웨이퍼가 놓여지는 그리고 웨이퍼 가장자리를 잡아주는 복수의 가이드핀들을 갖는 스핀척과;
    상기 가이드핀에 각각 설치되어 상기 웨이퍼가 상기 스핀척의 가이드핀에 정상적으로 놓여졌는지를 감지하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    광센서와;
    상기 가이드핀의 상부로부터 이격된 상태로 상기 광센서를 지지하는 그리고 상기 광센서의 광이 상기 가이드핀에 놓여진 웨이퍼를 감지할 수 있도록 제1통로를 갖는 센서 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드핀은
    상기 웨이퍼의 가장자리의 저면을 지지하는 받침부와;
    상기 받침부에 놓여진 웨이퍼가 측방향과 측상부로 이탈되지 않도록 하는 홀 더부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홀더부는 상기 센서부의 광이 지나가는 제2통로를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀 세정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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