KR20060074545A - 스핀 스크루버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀 스크루버에 관한 것으로서, 스핀 척(110)에 장착되어 회전하는 웨이퍼(W) 표면에 분사노즐(120)로 세정액을 분사하면서 브러쉬(130)를 웨이퍼(W) 표면에 근접하도록 로딩하여 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 세정하는 스핀 스크루버(100)에 있어서, 브러쉬(130)는 하단면에 중심에서 외측을 향하여 나선형으로 형성되는 와류 형성홈(131)이 적어도 하나 이상 형성된다. 따라서, 본 발명은, 웨이퍼를 세정시 브러쉬와 웨이퍼 표면 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화시킴으로써 웨이퍼 표면에 존재하는 이물질 제거능력을 향상시켜서 웨이퍼의 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

Description

스핀 스크루버{SPIN SCRUBBER}

도 1은 종래의 기술에 따른 스핀 스크루버를 도시한 정면도이고,

도 2는 종래의 기술에 따른 스핀 스크루버의 브러쉬를 도시한 저면 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 스핀 스크루버를 도시한 정면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 스핀 스크루버의 브러쉬를 도시한 저면 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 스핀 척 111 : 회전축

120 : 분사노즐 130 : 브러쉬

본 발명은 스핀 스크루버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼를 세정시 브러쉬와 웨이퍼 표면 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화시키는 스핀 스크루버에 관한 것이다.

반도체 소자는 포토리소그래피(photo lithography)공정, 확산공정, 식각공정, 화학기상증착공정 등 다양한 단위공정을 실시함으로써 제조된다. 이러한 단위 공정 실시중에 발생되는 각종 케미컬이나 파티클 등과 같은 이물질을 제거하기 위해 세정공정이 실시된다.

세정공정을 실시하기 위해 다양한 방식과 구조를 가지는 장치들이 개발되어 사용되고 있으며, 이들중 스핀 스크루버(spin scrubber)는 웨이퍼를 회전시킴과 아울러 웨이퍼에 각종 케미컬이나 초순수와 같은 세정액을 분사함으로써 웨이퍼를 세정시키는 것으로서, 매엽식 방법을 채용하여 큰 사이즈의 웨이퍼에 존재하는 이물질을 효과적으로 제거하는데 많이 사용된다.

종래의 웨이퍼 세정에 사용되는 스핀 스크루버를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 스핀 스크루버를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 스핀 스크루버(10)는 세정하고자 하는 웨이퍼(W)를 클램핑하여 회전시키는 스핀 척(11)과, 스핀 척(11)에 클램핑된 웨이퍼(W)를 향해 케미컬이나 초순수 등과 같은 세정액을 분사하는 분사노즐(12)과, 스핀 척(11)에 클램핑된 웨이퍼(W) 표면에 인접하도록 로딩되어 회전하는 브러쉬(13)를 포함한다.

스핀 척(11)은 미도시된 모터 등의 회전수단에 의해 회전함으로써 웨이퍼(W)에 원심력을 가하고, 분사노즐(12)은 외부의 케미컬공급부 또는 초순수공급부로부터 공급되는 케미컬이나 초순수를 웨이퍼(W)를 향해 분사하여 웨이퍼(W)에 부착된 파티클이나 케미컬 등의 이물질을 제거하도록 하며, 브러쉬(13)는 하측에 PVA(poly vinyl acetate) 등과 같은 재질의 스폰지(13a)가 부착됨과 아울러 스핀 척(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W) 표면에 접촉되지 않고 매우 근접한 위치에서 회전함으로 써 웨이퍼(W)와 브러쉬(13)사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하도록 하여 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 이물질의 제거에 도움을 준다.

그러나, 이와 같은 종래의 스핀 스크루버(10)는 브러쉬(13)의 하단면이 도 2에서 나타낸 바와 같이, 평면으로 형성되기 때문에 웨이퍼(W)와의 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하기보단 오히려 정체되는 현상이 발생함으로써 웨이퍼(W)에 부착된 이물질을 제거하는데 효과적이지 못하다. 따라서, 웨이퍼(W)의 세정이 완전하지 못함으로써 웨이퍼(W)로부터 미분리된 이물질은 후속공정시 결함을 발생시켜서 웨이퍼의 수율을 저하시키는 원인이 되었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 세정시 브러쉬와 웨이퍼 표면 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화시킴으로써 웨이퍼 표면에 존재하는 이물질 제거능력을 향상시켜서 웨이퍼의 수율을 증대시키는 스핀 스크루버를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 스핀 척에 장착되어 회전하는 웨이퍼 표면에 분사노즐로 세정액을 분사하면서 브러쉬를 웨이퍼 표면에 근접하도록 로딩하여 회전시킴으로써 웨이퍼를 세정하는 스핀 스크루버에 있어서, 브러쉬는 하단면에 중심에서 외측을 향하여 나선형으로 형성되는 와류 형성홈이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 스핀 스크루버를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스핀 스크루버의 브러쉬를 도시한 저면 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 스크루버(100)는 세정하고자 하는 웨이퍼(W)를 클램핑하여 회전시키는 스핀 척(110)과, 웨이퍼(W) 표면에 케미컬이나 초순수와 같은 세정액을 분사하는 분사노즐(120)과, 하면에 와류형성홈(131)이 형성되어 스핀 척(110)에 의해 회전하는 웨이퍼(W) 표면에 근접하도록 로딩되어 회전하는 브러쉬(130)를 포함한다.

스핀 척(110)은 상측면에 로딩된 웨이퍼(W)를 미도시된 클램핑수단에 의해 클램핑하며, 모터(미도시)로부터 회전력을 제공받아 회전하기 위하여 하측에 회전축(111)이 구비된다.

분사노즐(120)은 스핀 척(110)에 클램핑된 웨이퍼(W)의 상측에 설치되고, 필요에 따라 외부의 케미컬공급부 또는 초순수공급부로부터 케미컬이나 초순수와 같은 세정액을 공급받아 웨이퍼(W) 표면을 향하여 분사시킨다.

브러쉬(130)는 모터(미도시)의 회전력을 전달받아 회전하기 위하여 상측에 회전축(132)이 구비되고, 하측에 PVA(poly vinyl acetate) 등과 같은 재질의 스폰지(133)가 부착되며, 웨이퍼(W)의 세정시 웨이퍼(W) 표면에 인접하도록 로딩되어 회전함으로써 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화하 기 위하여 하단면에 와류형성홈(131)이 형성된다.

와류형성홈(131)은 브러쉬(130)의 하단면에 중심에서 외측을 향하여 나선형으로 형성되고, 하나 또는 복수로 형성되는데, 도 4에서 나타낸 본 실시예에서 네 개로 이루어지며, 각각은 90도를 이루고 있다.

와류형성홈(131)은 단면형상이 "∨"자 형상을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 와류형성홈(131)내에 무리한 턱이 형성되지 않게 됨으로써 브러쉬(130)의 하단면과 웨이퍼(W) 표면 사이에 존재하는 세정액의 와류를 원활하게 형성하도록 한다.

브러쉬(130)는 웨이퍼(W)를 세정시 와류형성홈(131)의 나선형 형성방향과 반대방향(A)으로 회전시킴이 바람직하다. 따라서, 브러쉬(130)가 회전시 와류형성홈(131)내에 위치한 세정액이 와류형성홈(131)으로부터 벗어날 때 운동방향이 꺾임으로써 강한 와류를 형성하게 된다.

이와 같은 구조로 이루어진 스핀 스크루버의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

세정을 하고자 하는 웨이퍼(W)가 스핀 척(110)상에 로딩되어 장착되면 스핀 척(110)이 회전함과 동시에 분사노즐(120)로부터 세정액이 웨이퍼(W) 표면으로 분사된다. 이 때, 브러쉬(130)는 웨이퍼(W) 표면에 접촉되지 않고 최대한 근접하도록 로딩되어 회전한다.

분사노즐(120)로부터 분사되는 세정액은 브러쉬(130)의 하단면에 형성된 와류형성홈(131)을 따라 와류를 형성하여 외측으로 분출되어 웨이퍼(W)의 회전력에 의해 웨이퍼(W)의 가장자리를 따라 이동하면서 웨이퍼(W) 표면에 부착된 케미컬이 나 파티클 등의 이물질과 함께 외부로 배출된다. 따라서, 브러쉬(130)의 와류형성홈(131)에 의해 브러쉬(130) 하단면에 위치하는 세정액은 정체되는 현상없이 강한 와류를 형성하게 된다.

또한, 와류형성홈(131)은 단면형상이 "∨"자 형상을 가짐으로써 와류형성홈(131)내에 턱이 형성되지 않음으로써 브러쉬(130) 하단면에서 세정액이 와류형성홈(131)내에서 충돌하게 됨으로써 운동에너지를 손실하는 것을 최소화시킴과 아울러 브러쉬(130)의 하단면과 웨이퍼(W) 표면 사이에 존재하는 세정액의 와류를 원활하게 형성토록 한다. 그리고, 브러쉬(130)가 와류형성홈(131)의 나선형 형성방향과 반대방향(B)으로 회전됨으로써 와류형성홈(131)내에 위치한 세정액이 와류형성홈(131)으로부터 벗어날 때 운동방향이 꺾임으로써 보다 강한 와류를 형성하여 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 분리되기 힘든 이물질이라도 쉽게 분리시킨다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 웨이퍼(W)를 세정시 브러쉬(130)와 웨이퍼(W) 표면 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화시킴으로써 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 이물질 제거능력을 향상시켜서 웨이퍼(W)의 수율을 증대시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 스크루버는 웨이퍼를 세정시 브러쉬와 웨이퍼 표면 사이에 존재하는 케미컬이나 초순수와 같은 세정액이 와류를 형성하는 것을 극대화시킴으로써 웨이퍼 표면에 존재하는 이물질 제거능력을 향상시켜서 웨이퍼의 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스핀 스크루버를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

1. 스핀 척에 장착되어 회전하는 웨이퍼 표면에 분사노즐로 세정액을 분사하면서 브러쉬를 상기 웨이퍼 표면에 근접하도록 로딩하여 회전시킴으로써 상기 웨이퍼를 세정하는 스핀 스크루버에 있어서,

   상기 브러쉬는 하단면에 중심에서 외측을 향하여 나선형으로 형성되는 와류 형성홈이 적어도 하나 이상 형성되는 스핀 스크루버.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 와류형성홈은,

   "∨"자 형상을 가지는 것

   을 특징으로 하는 스핀 스크루버.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 브러쉬는,

   상기 웨이퍼를 세정시 상기 와류형성홈의 나선형 형성방향과 반대방향으로 회전하는 것

   을 특징으로 하는 스핀 스크루버.

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