KR20070092373A - 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들 - Google Patents

중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들 Download PDF

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KR20070092373A KR1020060022415A KR20060022415A KR20070092373A KR 20070092373 A KR20070092373 A KR 20070092373A KR 1020060022415 A KR1020060022415 A KR 1020060022415A KR 20060022415 A KR20060022415 A KR 20060022415A KR 20070092373 A KR20070092373 A KR 20070092373A
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Abstract

중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들을 제공한다. 이 스핀 스크러버는 습식 세정공정을 수행하는 동안 중력계, 중력센서 및 탄성판을 사용해서 반도체 기판 상에 위치하는 파티클(Particle)들을 용이하게 제거할 수 있는 방안을 제시해준다. 이를 위해서, 상기 스핀 스크러버는 세정공정 통제부 및 세정공정 수행부를 포함할 수 있다. 상기 세정공정 수행부 및 상기 세정공정 통제부는 서로 접촉해서 일체를 이룰 수 있다. 상기 세정공정 수행부는 탄성판을 갖을 수 있다. 상기 세정공정 통제부는 중력계 및 중력센서를 갖을 수 있다. 상기 탄성판은 중력센서 및 중력계 사이를 지나도록 위치해서 변위를 일으킬 수 있다. 상기 중력계는 탄성판의 변위를 계측할 수 있다. 상기 중력센서는 탄성판의 변위를 조절하도록 해줄 수 있다.
습식 세정공정, 스핀 스크러버, 중력계.

Description

중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들{SPIN SCRUBBERS HAVING GRAVIMETER, GRAVISENSOR AND ELASTIC PLATE}
도 1 은 본 발명에 따른 스핀 스크러버를 보여주는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 1 의 스핀 스크러버의 일부를 보여주는 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 도 1 의 스핀 스크러버의 일부를 보여주는 개략도이다.
도 4 는 도 1 의 스핀 스크러버를 사용해서 습식 세정공정을 수행하는 방법을 설명해주는 개략도이다.
본 발명은 반도체 제조 장비들에 관한 것으로써, 상세하게는, 습식 세정공정에 이용되도록 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들을 제공한다.
일반적으로, 스핀 스크러버는 증착공정 또는 식각공정 후 반도체 기판 상의 파티클들을 제거하는데 사용될 수 있다. 상기 파티클들은 질소 가스를 반도체 기판 상에 노출시켜서 건식으로 제거될 수 있다. 이때에, 상기 질소 가스는 대기압과 다 른 압력을 가지고 반도체 기판 상에 노출되어지기 때문에 반도체 회로 배선들을 반도체 기판 상에 쓰러뜨릴 수 있다. 이를 위해서, 상기 스핀 스크러버는 반도체 회로 배선들에 물리적 충격을 주지 않기 위해서 습식 세정공정을 수행하여 반도체 기판 상의 파티클들을 제거할 수 있다. 이때에, 상기 스핀 스크러버는 물의 표면에 부상하는 파티클들을 제거하기 위해서 브러쉬를 사용할 수 있다.
그러나, 상기 브러쉬는 습식 세정공정을 수행하는 동안 반도체 회로 배선들을 반도체 기판 상에 쓰러뜨릴 수 있다. 왜냐하면, 상기 브러쉬의 끝단들은 습식 세정공정을 수행하는 동안 반도체 회로 배선들 및 물의 표면 사이에 위치하지 않을 수 있기 때문이다. 즉, 상기 브러쉬의 끝단은 습식 세정공정을 수행하기 전 계측기를 사용해서 반도체 기판의 상면에 육안으로 조준되고 그리고 필요에 따라서 반도체 기판의 상면으로부터 상부를 향하여 소정 높이에 위치하도록 육안으로 조절될 수 있다. 이를 통해서, 상기 브러쉬는 반도체 기판의 상부측에 위치하도록 여러 단계들을 통해서 육안으로 조절된 그의 끝단을 가지고 반도체 회로 배선들을 쓰러뜨릴 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 기판 및 물의 표면 사이의 소정 높이에 브러쉬의 끝단들이 위치하도록 하는데 적합한 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 구현하기 위해서, 본 발명은 습식 세정공정에 이용되도 록 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버를 제공한다.
이 스핀 스크러버는 세정공정 수행부 및 세정공정 통제부를 포함한다. 상기 세정공정 통제부는 중력계 및 중력센서를 갖는다. 상기 중력계 및 중력센서는 수직으로 배치되어서 전기적으로 서로 접속한다. 상기 세정공정 수행부는 탄성판 및 브러쉬부를 갖는다. 상기 브러쉬부는 중력계 및 중력센서를 잇는 연장선으로부터 이격되도록 배치된다. 상기 탄성판은 브러쉬부로부터 연장해서 중력계 및 중력센서 사이에 위치하도록 배치된다. 상기 세정공정 수행부 및 세정공정 통제부는 부분적으로 상부 및 하부 덮개들로 감싸진다.
이제, 본발명에 따른 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버는 참조된 참조 도면들을 참고해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 스핀 스크러버를 보여주는 개략도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 1 의 스핀 스크러버의 일부를 보여주는 개략도이고, 그리고 도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 도 1 의 스핀 스크러버의 일부를 보여주는 개략도이다.
도 1 을 참조하면, 스핀 스크러버(110)는 세정공정 통제부(103), 세정공정 수행부(106) 및 기판 안착부(109)를 포함한다. 상기 기판 안착부(109)는 기판 척(94) 및 척 지지대(98)를 갖는다. 상기 척 지지대(98)는 회전 운동(A6)이 가능하도록 기판 척(94) 아래에 위치해서 기판 척(94)과 접촉한다. 따라서, 상기 기판 척(94)은 척 지지대(98)와 함께 회전 운동(A6)을 하도록 배치될 수 있다.
상기 기판 안착부(109)에 인접되게 세정공정 수행부(106) 및 세정공정 통제 부(103)가 배치된다. 상기 세정공정 통제부(103) 및 상기 세정공정 수행부(106)는 상부 및 하부 덮개들(14, 44)로 감싸져서 보호될 수 있다. 이를 위해서, 상기 상부 및 하부 덮개들(14, 44)은 하나 이상의 나사(16)들로 결합될 수 있다. 상기 세정공정 통제부(103)의 상부 덮개(14)의 상면은 세정공정 수행부(106)의 상부 덮개(14)의 상면과 다른 높이에 위치한다.
상기 세정공정 수행부(106)의 하부 덮개(44)의 일단은 세정공정 수행부(106)의 하부 덮개(44)의 하면의 다른 단과 동일 높이에 위치하지 않는다. 상기 세정공정 수행부(106)의 하부 덮개(44)의 일단은 기판 안착부(109))의 기판 척(94)과 마주하도록 하부 덮개(44)로부터 돌출하도록 배치된다. 이때에, 상기 하부 덮개(44)의 일단에 브러쉬(48)가 배치된다.
상기 세정공정 수행부(106)의 하부 덮개(44)의 하면의 다른 단은 세정공정 통제부(103)의 하부 덮개(44)의 하면과 동일 높이에 위치한다. 상기 세정공정 통제부(103)의 하부 덮개(44) 아래에 매개부(54)가 배치된다. 상기 매개부(54)는 하나 이상의 나사(58)들을 통해서 하부 덮개(44)에 고정된다. 상기 매개부(54) 아래에 브러쉬 지지대(70)가 배치된다. 상기 브러쉬 지지대(70)는 매개부(54)에 고정된다. 상기 브러쉬 지지대(70)에 인접되게 중력 센서(62)가 배치된다. 상기 중력 센서(62)는 변위 전달선(64)을 통해서 중력계(4)에 전기적으로 접속된다.
한편, 상기 브러쉬 지지대(70)는 세정공정 통제부(103) 및 세정공정 수행부(106)가 상/ 하 운동(A1) 및 회전운동(A2) 가능하도록 세정공정 통제부(103) 내 배치될 수 있다. 이를 통해서, 상기 세정공정 수행부(106)는 기판 척(94)의 상부측에 서 좌/ 우 운동(A5) 가능하도록 배치될 수 있다. 상기 기판 척(94)은 척 지지대(98)를 통해서 세정공정 수행부(106) 아래에서 회전운동(A6) 가능하도록 배치될 수 있다. 상기 브러쉬(48)는 회전운동(A4) 가능하도록 하부 덮개(44) 내 배치될 수 있다. 그리고, 상기 브러쉬(48)는 중력(F)을 받아서 기판 척(98)에 가까이 인접되도록 배치될 수 있다.
도 2 를 참조하면, 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 가하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 상부 덮개(14) 및 하부 덮개(44) 사이에 위치되고 그리고 세정공정 통제부(103) 및 세정공정 수행부(106)에 걸쳐서 배치되는 탄성판(28)을 포함한다. 먼저, 상기 탄성판(28)의 일단은 중력계(4) 및 중력센서(62) 사이에 위치된다. 상기 중력계(4) 및 중력센서(62)는 탄성판(28)의 상부 및 하부에 각각 위치해서 변위 측정선(8) 및 변위 입수선(68)을 통하여 전기적으로 서로 접속한다. 더우기, 상기 중력센서(62)는 변위 전달선(64)을 통해서 변위 입수선(68)과 전기적으로 접속한다.
다음으로, 상기 탄성판(28)의 타단은 브러쉬(48)의 상부에 위치된다. 상기 탄성판(28)의 타단은 브러쉬(48)의 상부에 위치하는 브러쉬부(46)와 접촉한다. 즉, 상기 브러쉬부(46)는 중력계(4) 및 중력센서(62)를 잇는 연장선으로부터 이격되도록 배치된다. 상기 브러쉬부(46)는 브러쉬(48)가 도 1 과 같이 회전 운동(A4) 가능하도록 도와주는 부재이다. 상기 탄성판(28)의 타단은 브러쉬부(46)와 접촉하지 않을 수 있다. 상기 탄성판(28)의 타단에 탄력 발생부(26)가 배치된다. 상기 탄력 발생부(26)는 상부 덮개(14)를 지나서 상/ 하 운동(A3) 가능하도록 탄성판(28)과 접촉한다. 즉, 상기 탄력 발생부(26)는 상부 덮개(14)에 위치하는 탄성 홀(18)을 통 해서 상/ 하 운동(A3)을 할 수 있다. 상기 탄성판(28)은 브러쉬부(46)로부터 중력센서(62)로 향해 가면서 두께가 줄어드는 형태를 갖는다.
더불어서, 상기 탄력 발생부(26)를 감싸도록 상부 덮개(14) 상에 무게 추(22)가 배치된다. 이를 위해서, 상기 무게 추(22)는 고정 홈(24)을 가질 수 있다. 상기 무게 추(22)는 고정 홈(24)을 통해서 탄력 발생부(26)의 상부에 삽입할 수 있다. 상기 무게 추(22)는 질량의 크기 별로 준비될 수 있다. 상기 무게 추(22)가 탄력 발생부(26)에 접촉하는 경우, 상기 탄성판(28)은 변위(D1)를 중력계(4) 및 중력센서(62)에 전달할 수 있다. 즉, 상기 무게 추(22)는 브러쉬부(46)에 중력(F)을 인가해서 세정공정 통제부(103) 및 세정공정 수행부(106)가 브러쉬 지지대(70)를 통하여 도 1 의 상/ 하 운동(A1) 가능하도록 해준다. 이를 통해서, 상기 브러쉬(46)는 도 1 의 기판 척(94)과 더 가까이 인접하도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 중력계(4)는 탄성판(28)의 변위(D1)를 전달받고 그리고 물리적 충격을 전기적 신호로 바꾸어서 변위 측정선(8) 및 지시침을 사용하여 중력 수치를 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 중력센서(62)는 탄성판(28)의 변위(D1)를 전달받아서 물리적 충격을 전기적 신호로 바꾸어서 브러쉬(48)가 받는 중력 값을 나타낼 수 있다. 이때에, 상기 중력센서(62)는 중력값을 중력계(4)의 중력 수치와 비교할 수 있다. 상기 중력값 및 중력 수치가 일치하지 않는 경우, 상기 중력센서(62)는 무게 추(22)를 교환할 것을 지시할 수 있다.
도 3 을 참조하면, 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 가하기 위해서, 본 발명의 다른 실시예는 상부 덮개(14) 및 하부 덮개(44) 사이에 위치되고 그리고 세정공정 통제부(103) 및 세정공정 수행부(106)에 걸쳐서 배치되는 탄성판(39)을 포함한다. 먼저, 상기 탄성판(39)의 일단은 탄력 발생부(37)에 접촉된다. 상기 탄력 발생부(37)는 중력계(4) 및 중력센서(62) 사이에 배치된다. 상기 탄력 발생부(37)는 압축 판스프링의 형태를 가질 수 있다. 상기 탄력 발생부(37)는 압축 판스프링 이외의 다른 형태를 가질 수 있다.
다음으로, 상기 중력계(4)에 접촉되어서 상부 덮개(14)를 지나는 압력대(31)가 배치된다. 상기 압력대(31)는 유도홀(33)을 통해서 상부 덮개(14)와 나사 결합하도록 배치된다. 이를 통해서, 상기 압력대(31)는 변위측정선(35)을 가지고 탄력 발생부(37)의 상부에 위치할 수 있다. 상기 압력대(31)가 탄력 발생부(37)와 접촉하는 경우, 상기 중력계(4) 및 중력센서(62)는 탄력 발생부(37)의 상부 및 하부에 각각 위치해서 변위 측정선(35) 및 변위 입수선(68)을 통하여 전기적으로 서로 접속한다. 더우기, 상기 중력센서(62)는 변위 전달선(64)을 통해서 변위 입수선(68)과 전기적으로 접속한다.
더불어서, 상기 탄성판(39)의 타단은 브러쉬(48)의 상부에 위치된다. 상기 탄성판(39)의 타단은 브러쉬(48)의 상부에 위치하는 브러쉬부(46)와 접촉한다. 즉, 상기 브러쉬부(46)는 중력계(4) 및 중력센서(62)를 잇는 연장선으로부터 이격되도록 배치된다. 상기 브러쉬부(46)는 브러쉬(48)가 회전 운동 가능하도록 도와주는 부재이다. 상기 탄성판(39)의 타단은 브러쉬부(46)와 접촉하지 않을 수 있다. 상기 탄성판(39)은 중력센서(62)로부터 브러쉬부(46)로 향해 가면서 두께가 줄어드는 형태를 갖는다.
상기 압력대(31)가 탄력 발생부(37)와 접촉하는 경우, 상기 탄성판(39)은 변위(D2)를 브러쉬(48)에 전달할 수 있다. 즉, 상기 압력대(31)는 브러쉬부(46)에 중력(F)을 인가해서 세정공정 통제부(103) 및 세정공정 수행부(106)가 브러쉬 지지대(70)를 통하여 도 1 의 상/ 하 운동(A1) 가능하도록 해준다. 이를 통해서, 상기 브러쉬(48)는 도 1 의 기판 척(94)과 더 가까이 인접하도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 중력계(4)는 탄성판(39)에 변위(D2)를 전달하고 그리고 물리적 충격을 전기적 신호로 바꾸어서 변위측정선(35) 및 지시침을 사용하여 중력 수치를 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 중력센서(62)는 탄성판(39)의 변위(D2)를 전달받아서 물리적 충격을 전기적 신호로 바꾸어서 브러쉬(48)가 받는 중력 값을 나타낼 수 있다. 이때에, 상기 중력센서(62)는 중력값을 중력계(4)의 중력 수치와 비교할 수 있다. 상기 중력값 및 중력 수치가 일치하지 않는 경우, 상기 중력센서(62)는 중력계(4)의 회전운동을 조절할 것을 지시할 수 있다.
본 발명의 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들의 동작은 첨부된 도면들을 참조해서 설명하기로 한다.
도 4 는 도 1 의 스핀 스크러버를 사용해서 습식 세정공정을 수행하는 방법을 설명해주는 개략도이다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 스핀 스크러버(110) 내 반도체 기판(80)을 투입한다. 상기 반도체 기판(80)은 기판 안착부(109)의 기판 척(94) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 인가한다. 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 인가하고 그것(F)을 감지하는 방법은 도 2 같이 무게 추(22)를 탄력 발생부(26) 에 삽입하는 것과, 상기 탄력 발생부(26)를 사용해서 무게 추(22)의 중력(F)으로 탄성판(28)에 변위(D1)를 발생시키는 것과, 상기 탄성판(28)의 변위(D1)를 중력계(4)로 측정하고 중력센서(62)로 조절하는 것을 포함할 수 있다. 이때에, 상기 탄력 발생부(26)는 탄성판(28)의 변위(D1)를 발생시키는 동안 상부 덮개(14)의 탄성홀(18)을 통해서 상/ 하 운동(A3)을 할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 인가하고 그것(F)을 감지하는 방법은 도 3 과 같이 중력계(4)를 회전시켜서 압력대(31)에 중력(F)을 인가시키는 것과, 상기 압력대(31)를 탄력 발생부(37)에 접촉시켜서 중력계(4)의 중력(F)으로 탄성판(39)에 변위(D2)를 발생시키는 것과, 상기 탄성판(39)의 변위(D2)를 중력센서(62)로 조절하는 것을 포함할 수도 있다.
상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 인가하고 감지하는 방법은 본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예에 따라서 수행하여 브러쉬(48)의 끝단을 반도체 기판(80)으로부터 상부를 향해서 원하는 높이에 위치시킬 수 있다. 이는 종래기술 대비 계측기의 눈금을 육안으로 반복적으로 확인하지 않도록 해준다. 왜냐하면, 상기 중력계(4)는 중력 수치들을 사용하여 반도체 기판(80)으로부터 상부를 향해서 브러쉬(48)의 끝단을 원하는 높이에 위치시킬 수 있기 때문이다. 상기 중력센서(62)는 중력계(4)에 나타난 중력 수치가 브러쉬(48)에 인가된 중력 값과 일치하는지를 확인시켜줄 수 있다.
계속해서, 상기 브러쉬(48)에 중력(F)을 인가하고 그것(F)을 감지하는 방법을 수행한 후, 상기 스핀 스크러버(110)는 세정공정 통제부(103) 내 브러쉬 지지대 (70)를 상/ 하 운동(A1) 및 회전 운동(A2)시켜서 세정공정 수행부(106)를 반도체 기판(80)의 상부에 위치시킬 수 있다. 이때에, 상기 스핀 스크러버(110)는 세정공정 수행부(106)를 통해서 브러쉬(48)를 반도체 기판(80)에 더욱 인접시킬 수 있다. 이를 통해서, 상기 브러쉬(48)의 끝단은 반도체 기판(80)으로부터 상부를 향해서 원하는 높이에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 스핀 스크러버(110)는 브러쉬(48)를 회전운동(A4)시킬 수 있다.
다음으로, 상기 스핀 스크러버(110)는 기판 안착부(109) 내 척 지지대(98)를 회전 운동(A6)시켜서 기판 척(94) 및 반도체 기판(80)을 회전시킬 수 있다. 그리고, 상기 스핀 스크러버(110)는 반도체 기판(80) 상에 물(도면에 미 도시)을 뿌릴 수 있다. 상기 반도체 기판(80) 상에 물을 뿌린 후, 상기 스핀 스크러버(110)는 브러쉬 지지대(70)의 회전 운동(A2)을 이용하여 반도체 기판(80) 상에서 세정공정 수행부(106)를 반복적으로 좌/ 우 운동(A5)시킬 수 있다. 이때에, 상기 스핀 스크러버(110)는 브러쉬(48) 및 물을 사용해서 반도체 기판(80)으로부터 파티클들을 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 반도체 기판 및 물의 표면 사이의 소정 높이에 브러쉬의 끝단들이 위치하도록 하는데 적합한 중력계, 중력센서 및 탄성판을 갖는 스핀 스크러버들을 제공하는데 있다. 이를 통해서, 본 발명은 반도체 기판 상에 위치하는 파티클(Particle)들을 용이하게 제거할 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 기판을 습식 세정시키는 스핀 스크러버에 있어서,
    수직으로 배치되어서 전기적으로 서로 접속하도록 중력계 및 중력센서를 가지는 세정공정 통제부; 및
    상기 중력계 및 상기 중력센서를 잇는 연장선으로부터 이격되도록 배치된 브러쉬부, 그리고 상기 브러쉬부로부터 연장해서 상기 중력계 및 상기 중력센서 사이에 위치하도록 배치된 탄성판을 가지는 세정공정 수행부를 포함하되,
    상기 세정공정 수행부 및 상기 세정공정 통제부는 부분적으로 상부 및 하부 덮개들로 감싸지는 것이 특징인 스핀 스크러버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중력계에 접촉되어서 상기 상부 덮개와 나사 결합하도록 배치되되, 그것은 변위측정선을 가지는 압력대; 및
    상기 중력계 및 상기 중력센서 사이에 배치되는 탄력 발생부를 더 포함하되,
    상기 탄력 발생부는 상기 탄성판과 접촉하도록 배치되고, 상기 압력대는 상기 탄력 발생부의 상부에 위치하는 것이 특징인 스핀 스크러버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러쉬부의 상부에 위치하고 그리고 상기 상부 덮개를 지나서 상/ 하 운동이 가능하도록 배치되는 탄력 발생부; 및
    상기 탄력 발생부를 감싸서 상기 상부 덮개 상에 위치하는 무게 추를 더 포함하되,
    상기 탄력 발생부는 상기 탄성판과 접촉하는 것이 특징인 스핀 스크러버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정공정 수행부 아래에 위치해서 기판 척 및 척 지지대를 가지는 기판 안착부를 더 포함하되,
    상기 척 지지대는 회전운동이 가능하도록 상기 기판 척 아래에 위치해서 상기 기판 척과 접촉하고, 상기 세정공정 수행부는 상기 세정공정 통제부를 통해서 상기 기판 안착부의 상부측에서 반복적으로 좌/ 우 운동이 가능하도록 배치되는 것이 특징인 스핀 스크러버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101481816B1 (ko) * 2014-09-15 2015-01-12 아이씨티웨이주식회사 상대중력계 스태빌라이저

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