KR20150084247A - 브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치 - Google Patents

브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반도체 세정 장치는 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되어 회전하는 브러쉬 어셈블리와, 상기 브러쉬 어셈블리의 내부에 약액을 공급하는 약액 공급부를 구비한다. 상기 브러쉬 어셈블리는, 제1 내부 중공을 갖는 브러쉬 바디, 상기 브러쉬 바디의 외주면에 형성되고 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되는 브러쉬 돌기 및 상기 브러쉬 바디의 내주면에 형성된 지지 돌기를 구비하는 브러쉬와, 상기 제1 내부 중공보다 작은 제2 내부 중공을 갖는 홀더 바디 및 상기 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하는 관통홈을 가지며, 상기 관통홈과 상기 지지돌기가 서로 결합되도록 상기 브러쉬 바디의 상기 제1 내부 중공에 상기 홀더 바디가 삽입되는 브러쉬 홀더와, 상기 제2 내부 중공에 삽입되는 코어 바디, 상기 코어 바디 내부에 설치되고 상기 약액 공급부로부터 약액이 공급되는 내부 약액 공급관 및 상기 내부 약액 공급관에 연결된 내부 약액 배출 라인을 구비하는 브러쉬 코어로 이루어진다.

Description

브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치{semiconductor wafer cleaning apparatus having brush assembly}
본 발명은 반도체 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 표면에는 원하는 패턴을 형성하기 위해서는 수많은 단계의 공정을 진행한다. 각 단계에서 소정의 공정이 수행되는 반도체 웨이퍼 표면에는 불필요한 박막과 각종의 오염물이 형성되고 잔존하게 된다. 이를 제거하기 위하여 반도체 웨이퍼를 세정하여야 한다. .
특히, 반도체 웨이퍼에 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP) 장치를 이용하여 평탄화 공정을 수행할 경우, 연마 슬러리 내에 포함된 콜로이드 연마제가 응집하는 경향이 있어 반도체 웨이퍼 상에 존재한다. 따라서, CMP 공정을 진행한 후에는 그 후속 공정을 진행하기 전에 응집된 연마제 입자들을 제거하기 위하여 세정 공정을 수행해야 한다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 반도체 웨이퍼 상에 잔존하는 불필요한 박막, 오염물 및 연마제 입자들을 제거할 수 있는 브러쉬 어셈블리를 갖는 반도체 웨이퍼 세정 장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 세정 장치는 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되어 회전하는 브러쉬 어셈블리와, 상기 브러쉬 어셈블리의 내부에 약액을 공급하는 약액 공급부를 구비한다.
상기 브러쉬 어셈블리는, 제1 내부 중공을 갖는 브러쉬 바디, 상기 브러쉬 바디의 외주면에 형성되고 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되는 브러쉬 돌기 및 상기 브러쉬 바디의 내주면에 형성된 지지 돌기를 구비하는 브러쉬와, 상기 제1 내부 중공보다 작은 제2 내부 중공을 갖는 홀더 바디 및 상기 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하는 관통홈을 가지며, 상기 관통홈과 상기 지지돌기가 서로 결합되도록 상기 브러쉬 바디의 상기 제1 내부 중공에 상기 홀더 바디가 삽입되는 브러쉬 홀더와, 상기 제2 내부 중공에 삽입되는 코어 바디, 상기 코어 바디 내부에 설치되고 상기 약액 공급부로부터 약액이 공급되는 내부 약액 공급관 및 상기 내부 약액 공급관에 연결된 내부 약액 배출 라인을 구비하는 브러쉬 코어로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 브러쉬 바디는 원통형으로 이루어지고, 상기 브러쉬 돌기는 상기 원통형 브러쉬 바디의 외부 표면에 서로 떨어져 복수개 설치되어 있고, 상기 브러쉬 지지 돌기는 상기 원통형 브러쉬 바디의 내부 표면에 서로 떨어져 복수개 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홀더 바디는 원통형으로 이루어지고, 상기 관통홈은 상기 원통형 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하며 서로 떨어져 복수개 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코어 바디는 원통형으로 이루어지고, 상기 내부 약액 배출 라인은 상기 내부 약액 공급관에 설치된 복수개의 약액 배출홀들 및 상기 약액 배출홀들에 연결된 복수개의 내부 약액 배출 유로들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 약액 공급부는 복수개의 약액 소스들과, 상기 약액 소스들에 연결된 약액 소스관과, 상기 약액 소스관에 설치된 분배 밸브 및 상기 분배 밸브에 연결된 약액 공급관을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 약액 소스는 상기 반도체 웨이퍼를 식각할 수 있는 식각 소스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 브러쉬 어셈블리에는 상기 브러쉬 어셈블리 내부에 공급된 약액을 배출하는 약액 배출부가 더 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 약액 배출부는 상기 브러쉬 어셈블리에 연결된 약액 배출관 및 상기 약액 배출관에 설치된 약액 배출 밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼 및 브러쉬 어셈블리에 세정액을 공급하는 세정 노즐부를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 세정 장치는 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되어 회전하는 브러쉬 어셈블리와, 상기 브러쉬 어셈블리의 내부에 약액을 공급하는 약액 공급부와, 상기 반도체 웨이퍼 및 브러쉬 어셈블리에 세정액을 공급하는 세정 노즐부를 구비한다.
상기 브러쉬 어셈블리는, 제1 내부 중공을 갖는 원통형 브러쉬 바디, 상기 원통형 브러쉬 바디의 외주면에 형성되고 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 브러쉬 돌기들 및 상기 원통형 브러쉬 바디의 내주면에 형성되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 지지 돌기들을 구비하는 브러쉬와, 상기 제1 내부 중공보다 작은 제2 내부 중공을 갖는 원통형 홀더 바디 및 상기 원통형 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 관통홈들을 가지며, 상기 관통홈들과 상기 지지 돌기들이 서로 결합되도록 상기 브러쉬 바디의 상기 제1 내부 중공에 상기 홀더 바디가 삽입되는 브러쉬 홀더와, 상기 제2 내부 중공에 삽입되는 원통형 코어 바디, 상기 코어 바디 내부에 설치되고 상기 약액 공급부로부터 약액이 공급되는 내부 약액 공급관 및 상기 내부 약액 공급관에 연결되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 내부 약액 배출 라인들을 구비하는 브러쉬 코어로 이루어진다.
본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 의한 반도체 웨이퍼 세정 장치는 약액이 원활하게 공급되는 브러쉬 어셈블리가 반도체 웨이퍼와 균일하게 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 의한 반도체 웨이퍼 세정 장치는 브러쉬 어셈블리 내부로 약액, 특히 식각 소스를 공급함으로써 반도체 웨이퍼의 표면 식각 균일도를 높일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 반도체 웨이퍼 식각 장치는 반도체 웨이퍼에 상에 존재하는 불필요한 박막, 오염물 및 연마제 입자들을 보다더 용이하게 제거할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위하여 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5와 비교를 위한 비교예의 브러쉬를 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리의 브러쉬와 브러쉬 홀더간의 결합관계를 설명하기 위하여 도시한 결합도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 9 내지 도 11의 브러쉬 어셈블리와 비교를 위한 비교예의 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로 구현될 수 있으며, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리를 구비하는 반도체 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위하여 도시한 정면도 및 측면도이다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 웨이퍼 세정 장치(200)는 브러쉬 어셈블리(100), 약액 공급부(250), 약액 배출부(270) 및 세정 노즐부(290)를 포함할 수 있다.
브러쉬 어셈블리(100)는 반도체 웨이퍼(202)의 표면(FS, front surface) 및 배면(BS, back surface)에 접촉되어 회전함으로써 반도체 웨이퍼(202)를 세정한다. 브러쉬 어셈블리(100)는 외주면에 브러쉬 돌기(102)가 형성되어 있고, 브러쉬 돌기(102)가 반도체 웨이퍼(202)의 표면(FS)나 배면((BS)에 접촉되어 반도체 웨이퍼(202)를 세정할 수 있다. 브러쉬 어셈블리(100)는 PVA(Polyvinlyalcol) 스폰지(sponge)로 이루어질 수 있고, 브러쉬 돌기(102)도 PVA 스폰지로 이루어질 수 있다.
브러쉬 어셈블리(100)가 회전하면 반도체 웨이퍼(202)도 회전함으로써 반도체 웨이퍼(202)가 세정될 수 있다. 브러쉬 어셈블리(100)는 약액 공급부(250)를 통하여 공급되는 약액이 원할하게 공급될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 반도체 웨이퍼 세정 장치(200)는 약액 공급부(250) 및 세정 노즐부(290)를 통하여 약액 및 세정액을 공급한 후나, 약액 및 세정액을 공급하는 과정중에 브러쉬 어셈블리(100)로 세정할 경우 반도체 웨이퍼(202)를 보다더 잘 세정할 수 있다. 브러쉬 어셈블리(100)의 구조에 대하여는 후에 자세하게 설명한다.
약액 공급부(250)는 브러쉬 어셈블리(100)의 내부에 약액을 공급할 수 있다. 약액 공급부(250)는 복수개의 약액 소스들(DI, HF)과, 약액 소스들(DI, HF)에 연결된 약액 소스관(210a, 210b)과, 약액 소스관(210a, 210b)에 설치된 분배 밸브(214) 및 분배 밸브(214)에 연결된 약액 공급관(216)을 구비할 수 있다.
약액 소스(DI, HF)들중에는 반도체 웨이퍼(202)를 식각할 수 있는 식각 소스(HF)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 약액 소스로 DI(탈이온수) 및 HF(불산 용액)을 표시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 불산 용액은 탈이온수에 희석화된 용액일 수 있다. 예컨대, 불산 용액은 탈이온수에 0.5% 불산이 포함된 용액일 수 있다.
약액 소스관(210a, 210b)은 분배 밸브(214)가 연결될 수 있다. 분배 밸브(214)는 3 웨이 밸브(3 way valve)일 수 있다. 즉, 분배 밸브(214)는 입력측 라인이 2개이고, 출력측 라인은 1개일 수 있다. 이에 따라, 분배 밸브(214)는 약액 소스관들중 어느 하나의 관을 선택하여 약액 공급관(216)으로 약액을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 웨이퍼 세정 장치(200)는 브러쉬 어셈블리(100)의 내부에 약액 공급부(250)를 통하여 약액, 예컨대 식각 소스(HF)를 공급함으로써 브러쉬 어셈블리(100)가 반도체 웨이퍼(202)와 균일하게 접촉할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 웨이퍼 세정 장치(200)는 반도체 웨이퍼(202)의 식각 균일도를 높일 수 있고, 반도체 웨이퍼에 상에 존재하는 불필요한 박막, 오염물 및 연마제 입자들을 보다더 용이하게 제거할 수 있다.
세정 노즐부(290)는 반도체 웨이퍼(202)나 브러쉬 어셈블리(100)에 세정액을 공급할 수 있다. 세정 노즐부(290)는 세정액 소스(SC1)과, 세정액 소스(SC1)에 연결된 세정액 소스관(208)과, 세정액 소스관(208)에 연결된 세정 노즐관(204), 세정 노즐관(204)에 설치된 세정 노즐(206)을 구비할 수 있다.
세정액 소스(SC1)는 암모니아, 과산화수소수 및 탈이온수를 혼합한 혼합액일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 세정 노즐부(290)를 통하여 반도체 웨이퍼(202)나 브러쉬 어셈블리(100)에 세정액을 공급함으로써 브러쉬 어셈블리(100)를 이용하여 보다더 용이하게 반도체 웨이퍼(202)를 세정할 수 있다.
약액 배출부(270)는 브러쉬 어셈블리(100)에 연결된 제1 약액 배출관(218), 제1 약액 배출관(218)에 설치된 약액 배출 밸브(220) 및 약액 배출 밸브(220)에 연결된 제2 약액 배출관(222)를 포함할 수 있다. 약액 배출부(270)는 양액 배출 밸브(220) 및 약액 배출관(218, 222)를 통하여 브러쉬 어셈블리(100)에 머금고 있는 약액을 빠르게 외부로 배출할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5와 비교를 위한 비교예의 브러쉬를 도시한 사시도이다.
구체적으로, 본 발명의 반도체 웨이퍼 세정 장치(200)에 이용되는 브러쉬 어셈블리(100)는 도 3에 도시한 브러쉬 코어(110), 도 4에 도시한 브러쉬 홀더(130), 도 5에 도시한 브러쉬(150)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바에 따라 설명의 편의상 도 5의 브러쉬(150)를 먼저 설명하고, 이어서 브러쉬 홀더(130) 및 브러쉬 코어(110)을 차례로 설명한다.
브러쉬(150)는 제1 내부 중공(154)을 갖는 브러쉬 바디(152), 브러쉬 바디(152)의 외주면에 형성되고 반도체 웨이퍼(도 1 및 도 2의 202)의 표면에 접촉되는 브러쉬 돌기(158) 및 브러쉬 바디(152)의 내주면에 형성된 지지 돌기(156)를 구비할 수 있다.
제1 내부 중공(154)은 브러쉬(150)의 회전축에 평행하게 브러쉬 바디(152)의 내부에 형성되는 관통 구멍일 수 있다. 브러쉬 바디(152)는 원통형으로 이루어질 수 있다. 브러쉬 바디(152)의 내외경간 차이(t1), 즉 외피 두께는 도 6의 비교예의 브러쉬(150a)를 구성하는 브러쉬 바디(152a)의 내외경간 차이(t2), 즉 외부 두께보다 작게 구성할 수 있다.
이렇게 브러쉬 바디(152)의 내외경간 차이(t1)를 작게 할 경우 브러쉬 바디(152) 내로 유입되는 약액을 외부로 보다더 잘 방출할 수 있다. 도 6에서, 참조번호 154a 및 158a는 각각 내부 중공 및 브러쉬 돌기일 수 있다.
브러쉬 돌기(158)는 원통형 브러쉬 바디(152)의 내부 표면에 서로 떨어져 복수개 설치되어 있을 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 브러쉬 바디(152) 및 브러쉬 돌기(158)는 PVA(Polyvinlyalcol) 스폰지로 이루어질 수 있고, 약액이나 세정액을 머금을 수 있다.
상기 브러쉬 홀더(130)는 브러쉬 바디(152)의 상기 제1 내부 중공(154)에 삽입될 수 있다. 브러쉬 홀더(130)는 상기 브러쉬 바디(152)의 제1 내부 중공(154)보다 작은 제2 내부 중공(134)을 갖는 홀더 바디(132)와, 상기 홀더 바디(132)의 내주면 및 외주면을 관통하는 관통홈(136)을 가질 수 있다.
상기 홀더 바디(132)는 관통홈(136)과 상기 브러쉬 바디(152)의 지지 돌기(156)가 서로 결합되도록 브러쉬 바디(152)의 상기 제1 내부 중공(154)에 삽입될 수 있다. 상기 홀더 바디(132)는 원통형으로 이루어질 수 있다. 상기 관통홈(136)은 상기 원통형 홀더 바디(132)의 내부 표면 및 외부 표면 사이를 관통하며 서로 떨어져 복수개 설치되어 있을 수 있다.
브러쉬 코어(110)는 브러쉬 홀더(130)의 제2 내부 중공(134)에 삽입되는 코어 바디(112), 상기 코어 바디(112) 내부에 설치되고 약액이 공급되는 내부 약액 공급관(도 10의 120) 및 상기 내부 약액 공급관(도 10의 120)에 연결된 내부 약액 배출 라인(도 3 및 도 10의 116, 118)을 구비할 수 있다.
상기 코어 바디(112)는 내부에 내부 약액 공급관(120)이 설치된 원통형으로 이루어질 수 있다. 내부 약액 배출 라인(도 3 및 도 10의 116, 118)은 상기 내부 약액 공급관(도 10의 120)에 설치된 복수개의 약액 배출홀들(도 3 및 도 10의 116) 및 상기 약액 배출홀들(도 3 및 도 10의 116)에 연결된 복수개의 내부 약액 배출 유로들(도 3 및 도 10의 118)을 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리의 브러쉬와 브러쉬 홀더간의 결합관계를 설명하기 위하여 도시한 결합도이다.
구체적으로, 도 7 및 도 8은 각각 브러쉬와 브러쉬 홀더간의 결합 관계를 설명하기 위한 분해 사시도 및 일부 단면도이다. 앞서 설명한 바와 같이 브러쉬 홀더(130)는 브러쉬 바디(152) 내부, 즉 내부 중공(154)으로 삽입될 수 있다.
브러쉬 홀더(130)의 홀더 바디(132)가 브러쉬 바디(152) 내부로 삽입시 상기 브러쉬 홀더(130)의 관통홈(136)과 상기 브러쉬 바디(152)의 지지 돌기(156)가 서로 맞추어 결합되게 할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이 브러쉬 코어(110) 상에 브러쉬 홀더(130)를 매개로 브러쉬(150)가 체결될 수 있다. 브러쉬 홀더(130)는 브러쉬 바디(152)의 내외경 차이를 크게 하지 않았기 때문에 브러쉬(150)와 브러쉬 코어(110)간의 체결 관계를 보다 더 정확하게 하기 위하여 설치될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 12 및 도 13은 도 9 내지 도 11의 브러쉬 어셈블리와 비교를 위한 비교예의 도면이다.
구체적으로, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리(100)의 각 구성 요소들인 브러쉬 코어(110), 브러쉬 홀더(130) 및 브러쉬(150)를 결합한 결합도이고, 도 10은 도 9의 브러쉬 어셈블리(100)의 일단면도이고, 도 11은 도 10의 일부 확대도이다.
도 12는 도 9와 비교를 위한 비교예의 브러쉬 어셈블리(100a)의 각 구성 요소들인 브러쉬 코어(110a) 및 브러쉬(150a)를 결합한 결합도이고, 도 13은 도 10과 비교를 위한 비교예의 브러쉬 어셈블리(100a)의 일단면도이다.
도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 브러쉬 어셈블리(100)는 외측에서 반도체 웨이퍼(도 1 및 도 2의 202)와 접촉하여 세정 내지 식각을 수행할 수 있는 브러쉬(150)를 구비할 수 있다. 브러쉬(150)은 브러쉬 바디(152) 및 브러쉬 바디(152)의 외부 표면에 브러쉬 돌기(158)를 구비할 수 있다. 브러쉬(150)의 일측에는 브러쉬 바디(152)) 내부를 개폐할 수 있는 덮개(160)가 설치될 수 있다. 덮개(160)는 도 11에 도시한 와 같이 체결 보조 부재(162)를 통해 브러쉬(150), 브러쉬 홀더(130) 및 브러쉬 코어(110)에 체결될 수 있다.
도 12의 비교예의 브러쉬 어셈블리(100a)의 브러쉬(150a)는 앞서 설명한 바와 같이 내외경간 차이(t2)가 본 발명의 브러쉬 어셈블리(100)의 내외경간 차이(t1)보다 커서 약액이 잘 흐르지 않을 수 있다. 도 12 및 도 13에서, 참조번호 152a는 브러쉬 바디이고, 158a는 브러쉬 돌기이고, 160a는 덮개이다.
도 9 및 도 10의 브러쉬 어셈블리(100)는 브러쉬(150) 내부에 브러쉬 코어(110)를 홀딩 내지 체결할 수 있는 브러쉬 홀더(130)를 구비한다. 앞서 설명한 바와 같이 브러쉬 코어(110)는 약액이 공급되는 내부 약액 공급관(120) 및 내부 약액 공급관(120)에 연결된 내부 약액 배출 라인(116, 118)을 구비할 수 있다. 내부 약액 배출 라인(116, 118)은 내부 약액 공급관(120)에 연결되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 내부 약액 배출 라인들(116, 118)을 구비할 수 있다.
내부 약액 배출 라인(116, 118)은 내부 약액 공급관(120)에 설치된 복수개의 약액 배출홀들(116) 및 약액 배출홀들(116)에 연결된 복수개의 내부 약액 배출 유로들(118)을 포함할 수 있다. 도 13은 도 10과 비교를 위한 것으로, 약액 배출홀들(116a) 및 내부 약액 배출 유로들(118a)을 포함하는 내부 약액 배출 라인이 도시되어 있다.
도 13의 도 10과 비교할 때 브러쉬(150a)의 내외경간 차이가 커서 약액 배출 유로들(118a)의 길이가 짧아 약액이 잘 흐르지 않을 수 있다. 이에 따라, 도 12 및 도 13의 브러쉬 어셈블리(100a)는 반도체 웨이퍼의 세정 내지 식각 효과가 떨어질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 브러쉬 어셈블리, 102: 브러쉬 돌기, 110: 브러쉬 코어, 130: 브러쉬 홀더 150: 브러쉬, 202: 반도체 웨이퍼, 250: 약액 공급부, 270: 약액 배출부, 290: 세정 노즐부

Claims (10)

  1. 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되어 회전하는 브러쉬 어셈블리; 및
    상기 브러쉬 어셈블리의 내부에 약액을 공급하는 약액 공급부를 구비하되,
    상기 브러쉬 어셈블리는,
    제1 내부 중공을 갖는 브러쉬 바디, 상기 브러쉬 바디의 외주면에 형성되고 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되는 브러쉬 돌기 및 상기 브러쉬 바디의 내주면에 형성된 지지 돌기를 구비하는 브러쉬;
    상기 제1 내부 중공보다 작은 제2 내부 중공을 갖는 홀더 바디 및 상기 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하는 관통홈을 가지며, 상기 관통홈과 상기 지지돌기가 서로 결합되도록 상기 브러쉬 바디의 상기 제1 내부 중공에 상기 홀더 바디가 삽입되는 브러쉬 홀더; 및
    상기 제2 내부 중공에 삽입되는 코어 바디, 상기 코어 바디 내부에 설치되고 상기 약액 공급부로부터 약액이 공급되는 내부 약액 공급관 및 상기 내부 약액 공급관에 연결된 내부 약액 배출 라인을 구비하는 브러쉬 코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브러쉬 바디는 원통형으로 이루어지고,
    상기 브러쉬 돌기는 상기 원통형 브러쉬 바디의 외부 표면에 서로 떨어져 복수개 설치되어 있고,
    상기 브러쉬 지지 돌기는 상기 원통형 브러쉬 바디의 내부 표면에 서로 떨어져 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 홀더 바디는 원통형으로 이루어지고,
    상기 관통홈은 상기 원통형 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하며 서로 떨어져 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 코어 바디는 원통형으로 이루어지고,
    상기 내부 약액 배출 라인은 상기 내부 약액 공급관에 설치된 복수개의 약액 배출홀들 및 상기 약액 배출홀들에 연결된 복수개의 내부 약액 배출 유로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 약액 공급부는 복수개의 약액 소스들과, 상기 약액 소스들에 연결된 약액 소스관과, 상기 약액 소스관에 설치된 분배 밸브 및 상기 분배 밸브에 연결된 약액 공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 약액 소스는 상기 반도체 웨이퍼를 식각할 수 있는 식각 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 브러쉬 어셈블리에는 상기 브러쉬 어셈블리 내부에 공급된 약액을 배출하는 약액 배출부가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 약액 배출부는 상기 브러쉬 어셈블리에 연결된 약액 배출관 및 상기 약액 배출관에 설치된 약액 배출 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼 및 브러쉬 어셈블리에 세정액을 공급하는 세정 노즐부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
  10. 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되어 회전하는 브러쉬 어셈블리;
    상기 브러쉬 어셈블리의 내부에 약액을 공급하는 약액 공급부; 및
    상기 반도체 웨이퍼 및 브러쉬 어셈블리에 세정액을 공급하는 세정 노즐부를 구비하되,
    상기 브러쉬 어셈블리는,
    제1 내부 중공을 갖는 원통형 브러쉬 바디, 상기 원통형 브러쉬 바디의 외주면에 형성되고 상기 반도체 웨이퍼의 표면에 접촉되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 브러쉬 돌기들 및 상기 원통형 브러쉬 바디의 내주면에 형성되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 지지 돌기들을 구비하는 브러쉬;
    상기 제1 내부 중공보다 작은 제2 내부 중공을 갖는 원통형 홀더 바디 및 상기 원통형 홀더 바디의 내주면 및 외주면을 관통하고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 관통홈들을 가지며, 상기 관통홈들과 상기 지지 돌기들이 서로 결합되도록 상기 브러쉬 바디의 상기 제1 내부 중공에 상기 홀더 바디가 삽입되는 브러쉬 홀더; 및
    상기 제2 내부 중공에 삽입되는 원통형 코어 바디, 상기 코어 바디 내부에 설치되고 상기 약액 공급부로부터 약액이 공급되는 내부 약액 공급관 및 상기 내부 약액 공급관에 연결되고 서로 떨어져 위치하는 복수개의 내부 약액 배출 라인들을 구비하는 브러쉬 코어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 장치.
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