KR20220067489A - 건조 특성이 개선된 스핀 린스 건조기 - Google Patents

건조 특성이 개선된 스핀 린스 건조기 Download PDF

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트레버 토마스
마틴 아이레스
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에스피티에스 테크놀러지스 리미티드
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Abstract

본 발명에 따르면, 기판을 처리하는 스핀 린스 건조기로서, 엔클로저, 기판을 지지하는 회전가능 지지대, 엔클로저 내에서 회전가능 지지대 위에 위치되고 연속적인 하면을 갖는 회전가능 부재, 및 회전가능 부재를 회전시키는 드라이브를 구비하는 스핀 린스 건조기가 제공된다.
웨이퍼의 세정 중에, 웨이퍼로부터 튀는 액체는, 엔클로저의 상부벽이 아닌 회전가능 부재에 충돌하여, 회전가능 부재 상에 액적을 형성할 수도 있다. 세정액의 흐름이 멈춘 후에, 드라이브는 회전가능 부재를 고속으로 회전시킬 수 있고, 이는 원심력을 통해 회전가능 부재로부터 액적을 방출하는 경향이 있다. 다음으로, 액체는 웨이퍼로부터 떨어져 엔클로저의 벽을 따라 내려가기 때문에, 세정된 웨이퍼의 오염 가능성이 크게 감소하게 된다.
상기 회전가능 부재 및 지지대는 일체로 형성되어 함께 회전할 수도 있다. 대안으로, 이들은 별개의 부재일 수도 있다.

Description

건조 특성이 개선된 스핀 린스 건조기{SPIN RINSE DRYER WITH IMPROVED DRYING CHARACTERISTICS}
본 발명은 스핀 린스 건조기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 원치 않는 오염의 가능성을 줄이기 위한 수단을 구비한 스핀 린스 건조기에 관한 것이다.
스핀 린스 건조기(Spin Rinse Dryer; SRDs)는 기판을 세정하기 위하여 반도체 산업 및 관련 산업에서 공통적으로 이용되고 있다. 스핀 린스 건조기는 독립형 유닛으로서 사용될 수도 있고, 다른 기능을 실행하기 위한 추가의 시스템(예컨대, 습식 에칭 시스템, 포토레지스트 시스템, 또는 전기화학적 퇴적 시스템)을 포함하는 보다 대형의 시스템에 통합될 수도 있다.
SRDs의 공통 기능은 (통상 원형의) 피가공물 또는 (특히 반도체 산업에 있어서의) 웨이퍼 기판을 세정 및 건조하는 것이다. 세정 스텝 중에는, 웨이퍼를 수평면 내에서 비교적 저속(통상 50 내지 200 rpm)으로 회전시키면서 웨이퍼에 세정 유체(통상 수용액)을 분무한다. 일반적으로, 이러한 작업은 챔버 또는 엔클로저 내에서 실행되고, 이에 의해 액체 스프레이의 누설(escape)을 방지하고 웨이퍼를 제어된 환경으로 유지하는 것을 보장한다. 프로세스 볼륨은 통상적으로 챔버 내에서의 유체 흐름을 돕도록 웨이퍼의 위로부터 (N2와 같은) 불활성 기체로 퍼지된다. 세정 유체에 의해 웨이퍼로부터 오염물이 제거되면, 유체의 흐름은 정지되고, 웨이퍼의 건조를 촉진하도록 웨이퍼가 (대략 2000 내지 2500 rpm에 이르는) 고속으로 회전하여, 추가의 프로세스 스텝으로의 취줄 및 이동을 위한 준비 상태로 된다.
카세트 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)로의 복귀 전의 최종 세성 등과 같은 일부 중요한 프로세스 스텝에서는, 이러한 "세정 및 건조(wash and dry)" 프로세스에 의해 웨이퍼를 적절하게 세정하는 것 뿐만 아니라, SRD 챔버로부터의 취출 시에 웨이퍼가 완전히 건조되는 것이 필수적인 것이다. 웨이퍼 표면 상에 수적(aqueous droplet)이 존재하면, 기판 상의 디바이스가 손상될 가능성이 있다. 예컨대, 세정되는 층이 구리와 같은 금속인 경우에, 수적은 기판의 표면의 부식 또는 과도한 산화를 일으킬 가능성이 있다. 이것은 수율의 저하를 야기할 수 있으므로 바람직하지 않다.
다수의 프로세스 스텝을 단일의 자동화 시스템으로 통합하게 되면, 비용, 생산성 및 수율 등과 같은 많은 이점이 있다. 전기화학적 퇴적 시스템의 경우에, 프로세스 시퀀스는, 예비 세정 스텝(pre-clean step), 이어서 다수의 금속 퇴적 스텝, 그리고 웨이퍼 카세트 또는 FOUP로 복귀하기 전의 여러 개의 퇴적후 웨이퍼 세정 스텝(post-deposition wafer clean step)을 포함할 수 있다.
(예컨대) 범프 메탈라이제이션(bump metallization)에 비교적 두꺼운 (수 마이크론) 금속 퇴적 스텝이 필요한 경우에, 생산 시스템을 비용 효율적으로 하기 위해서는 비교적 많은 수의 모듈(10을 초과하는 퇴적 스테이션)이 필요하다. 클린 룸의 공간이 고가이고, 이에 따라 툴(tool)의 풋프린트(footprint)가 전체적인 툴 소유 비용의 주요 원인으로 되기 때문에, 반도체 자본 설비의 부분에서 풋프린트를 최소화하는 것이 중요하다. 이에 의해, 프로세스 모듈들을 수직으로 "적층하여(stacking)" 클린 룸의 풋프린트를 최소화하면서 생산성을 향상시키는 방안에 이르게 되었다. 예컨대, US 9421617은 하나의 SRD 모듈이 제2 SRD 모듈 위에 배치되어 있는 구조를 나타내고 있다(해당 문서의 도 2 참조).
도 1a 및 도 1b는 US 6497241에 개시된 유형과 유사한 종래의 보울형 SRD(bowl type SRD)의 개략도를 나타내고 있다. 도 1a에서, 챔버(1)의 상부는 개방되어 있으므로, 웨이퍼(3)를 위로부터 챔버(1) 내로 삽입하고 챔버(1)로부터 제거할 수 있다. 도 1b에서, 챔버(1)는 엔클로저를 제공하기 위한 평평한 덮개(7)를 구비한다. 웨이퍼(3)는 측벽의 슬릿을 통하여 챔버(1) 내로 삽입되고 챔버(1)로부터 제거될 수 있다. 대안으로, 웨이퍼(3)가 도 1a에 도시된 장치와 유사한 방식으로 삽입 및 제거될 수 있도록 덮개(7)를 제거할 수도 있다.
챔버(1)는 통상적으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 등과 같은 폴리머 재료로 제조될 수 있다. 재료의 선택은, 웨이퍼를 처리하는데 사용되는 세정 유체의 성질에 크게 의존한다. 일부의 세정 유체는 종래의 폴리머 재료와 호환성이 없으며, 이들 유체 유체를 사용하는 경우, 스테인리스강 또는 다른 금속을 사용하여 챔버를 제작할 수 있다.
챔버는, 웨이퍼(3)를 유지하고 대략 3000 rpm에 이르는 속도로 회전하도록 제어될 수 있는 로터 조립체(2)를 구비한다. 스프레이 노즐 또는 일련의 스프레이 노즐(4a)이 웨이퍼(3)의 평면 위에 위치하고, 웨이퍼의 전면을 향하고 있다. 마찬가지로, 스프레이 노즐 또는 일련의 스프레이 노즐(4b)이 웨이퍼(3)의 평면 아래에 위치하고, 웨이퍼의 후면을 향하고 있다.
노즐(4a, 4b)로부터의 유체는 웨이퍼(3)에 충돌하고, 원심분리기에서와 같이, 웨이퍼(3)로부터 튕겨져 챔버(1)의 측벽에 충돌하고, 챔버(1)의 베이스의 배기 포트(도시 생략)로부터 제거된다. 세정 단계 후에, 불활성 퍼지 가스(N2 등)를 웨이퍼(3)를 향해 유도하여 웨이퍼를 건조하는 것을 도울 수 있다. 그러나 웨이퍼(3)를 건조시킨 후에도, 일부 유체가 챔버(1)의 벽 상에 유지될 수 있고, 도 1b의 장치에서는, 챔버의 덮개(7)의 하면 상에 액적(6)이 형성될 가능성이 있다. 이들 액적은 챔버(1)로부터 웨이퍼(3)를 제거하는 중에 웨이퍼(3) 상에 낙하하여 웨이퍼(3)를 오염시킬 가능성이 있다.
분명한 것은, 도 1a의 장치에서는, 액적이 형성될 가능성이 있는 덮개가 없기 때문에, 그러한 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 도 1a의 장치는 로우 프로파일의 SRD 모듈 설계와 호환성이 없다. 도 1a에 도시된 바와 같은 다수의 SRD를 수직으로 적층하는 경우, 상부 모듈의 하면에 액적이 형성되는 것을 피하기 위하여 모듈들 사이에 큰 간격이 필요하게 된다.
덮개의 하면 상에 액적이 형성되는 문제에 대처하기 위하여 대체의 방안이 제안되고 있다. 예컨대, (전술한) US 9421617은, 덮개(10)가 원추형(도 2a에 개략적으로 도시됨)으로 형성되어 있고, 그 결과 액적이 웨이퍼로부터 멀어지게 하향으로, 그리고 반경방향 외측으로 흐르는 경향이 있는 장치를 나타내고 있다. 이러한 효과는, 덮개의 하면을 소수성 표면으로서 형성함으로써 높아질 수 있다. 도 2b는 덮개(12)가 돔으로서 형성되어 있는 장치를 나타내고 있으며, 이 돔은 다시 소수성의 하면을 가질 수 있다. 퍼지 가스용의 노즐을 돔(12)의 상부에 마련하여, 불활성 퍼지 가스(N2 등)를 돔(12)의 내면을 따라 향하게 하여, 액적을 웨이퍼로부터 멀어지게 반경 방향 외측으로 밀어낼 수 있다.
그러나 이들 장치는 모두 웨이퍼 위에 상당한 수직 방향 공간을 필요로 하므로, 고밀도의 수직 방향의 챔버 적층에는 적합하지 않다.
따라서 본 발명의 목적은, 고밀도의 수직 방향의 적층을 가능하게 하고, 세정 및 건조 후의 웨이퍼의 오염 리스크를 줄일 수 있는 로우 프로파일의 스핀 린스 건조기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 기판을 처리하는 스핀 린스 건조기로서, 엔클로저, 기판을 지지하는 회전가능 지지대, 엔클로저 내에서 회전가능 지지대 위에 위치되고 연속적인 하면을 갖는 회전가능 부재, 및 회전가능 부재를 회전시키는 드라이브를 구비하는 스핀 린스 건조기가 제공된다.
웨이퍼의 세정 중에, 웨이퍼로부터 튀는 액체는, 엔클로저의 상면이 아닌, 회전가능 부재의 하면에 충돌하여, 회전가능 부재 상에 액적을 형성할 수 있다. 세정액의 흐름이 멈춘 후에, 드라이브는 회전가능 부재를 고속으로 회전시킬 수 있고, 이는 원심력을 통해 회전가능 부재의 하면으로부터 액적을 방출하는 경향이 있다. 다음으로, 액체는 웨이퍼로부터 떨어져 엔클로저의 벽을 따라 내려가기 때문에, 세정된 웨이퍼의 오염 가능성이 크게 감소하게 된다.
본 발명의 이점은, 스핀 린스 건조기가 로우 프로파일의 스핀 린스 건조기로서 제공될 수 있다는 것이다. 본 발명의 로우 프로파일의 스핀 린스 건조기는 대략 300 mm 이하의 수직 방향 높이를 가질 수 있다. 이것은 모듈들이 수직 방향으로 적층되어 있는 용례에 특히 적합하다.
회전가능 부재의 하면은, 기판이 회전가능 지지대에 의해 지지되어 있을 때 기판의 상면에 실질적으로 평행하게 배치될 수도 있다.
회전가능 지지대는, 회전가능 지지대와 회전가능 부재가 함께 회전하도록 회전가능 부재에 연결될 수도 있다. 회전가능 부재로부터 하향으로 다수의 아암이 연장될 수도 있고, 각 아암의 하단으로부터 반경 방향 내측으로 프롱(prong)이 연장될 수도 있으며, 프롱은 회전가능 지지대로서 작용한다. 원주 방향으로 등간격으로 3개의 아암이 있을 수도 있다.
드라이브는 엔클로저 옆에 위치될 수도 있고, 회전가능 부재 및 회전가능 지지대에 연결되어 이들을 회전시키도록 구동할 수도 있다.
회전가능 지지대 및 회전가능 부재는 서로 연결되어 있지 않을 수도 있고, 별개로 회전할 수도 있다. 회전가능 지지대 및 회전가능 부재는 공통의 축을 중심으로 회전하도록 배치될 수도 있다. 엔클로저 옆에 단일의 드라이브가 위치될 수도 있고, 단일의 드라이브는 회전가능 부재 및 회전가능 지지대 양자에 연결되어 이들을 회전시키도록 구동할 수도 있다. 드라이브는 텔레스코픽 샤프트를 통하여 회전가능 부재 및 회전가능 지지대에 연결될 수도 있다. 다른 장치에 있어서, 엔클로저 옆에 2개의 드라이브가 위치될 수도 있고, 이들 드라이브 중 제1 드라이브는 회전가능 부재에 연결되어 이를 회전시키도록 구동할 수도 있고, 드라이브 중 제2 드라이브는 회전가능 지지대에 연결되어 이를 회전시키도록 구동할 수도 있다.
엔클로저와 회전가능 부재는 모두 평면도로 보아 원형일 수도 있다. 회전가능 부재의 직경은 엔클로저의 내경보다 약간 작을 수도 있다. 회전가능 부재의 직경은 처리 대상 기판의 직경보다 클 수도 있다.
회전가능 부재는 폴리카보네이트와 같은 소수성 재료로 형성될 수도 있다.
회전가능 부재는 단일 부분으로서 형성될 수도 있다.
회전가능 부재에는 리브와 같은 보강 피처가 형성되어 있을 수도 있다.
스핀 린스 건조기는 회전가능 지지대 상에 위치된 기판을 향하여 액체를 유도하도록 회전가능 지지대의 위아래에 위치된 노즐을 구비할 수도 있다.
스핀 린스 건조기는 대기압 미만의 압력에서 동작 가능할 수도 있다.
스핀 린스 건조기는 약 300 mm 미만의 수직 방향의 높이를 가질 수도 있다.
본 발명은 또한, 모듈 중 적어도 하나가 전술한 스핀 린스 건조기인 기판 처리 모듈의 스택을 포함하는 기판 처리 장치로까지 확장된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 회전가능 부재 아래에서 엔클로저 내의 회전가능 지지대 상에 기판을 지지하는 단계, 상기 회전가능 지지대 위아래의 노즐로부터 기판으로 액체를 유도하여 기판을 세정하는 단계, 상기 회전가능 지지대를 회전시켜 상기 기판으로부터 액체를 제거하는 단계, 상기 회전가능 부재를 회전시켜 상기 회전가능 부재로부터 액체를 제거하는 단계, 및 상기 엔클로저로부터 기판을 제거하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공된다.
기판은 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 기판일 수도 있다.
이상 본 발명을 설명했지만, 본 발명은, 이상에서, 또는 이하의 설명, 도면 또는 청구범위에서 설명하는 피처의 임의의 조합으로까지 확장된다. 예컨대, 본 발명의 일 양태와 관련하여 개시한 임의의 피처는, 본 발명의 다른 양태와 관련하여 개시한 임의의 피처와 조합될 수도 있다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참고로 하여 예시적으로만 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술의 스핀 린스 건조기의 개략도이고,
도 2a 및 도 2b는, 세정된 웨이퍼의 오염을 줄이는 것을 목적으로 하는 수단을 구비하는 종래의 스핀 린스 건조기의 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 스핀 린스 건조기의 제1 실시형태의 개략적인 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 스핀 린스 건조기의 측면도이고,
도 5a 및 도 5b는, 대안의 구동 수단을 나타내는, 도 3과 유사한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태를 도시한다. 도 3의 스핀 린스 건조기는 본체(21)와 덮개(22)에 의해 형성되는 엔클로저를 구비하고, 웨이퍼(29)를 위한 회전가능 지지대(23)를 구비한다. 연속적인 하면을 갖는 원반 형태의 회전가능 부재(27)가 웨이퍼(29)의 위에 그리고 엔클로저의 덮개(22)의 아래에 위치되어 있다. 세정 중에 웨이퍼(29)로부터 튀는 액체는, 엔클로저의 덮개(22)가 아닌, 회전가능 부재(27)의 하면에 충돌하여, 액적이 덮개(22) 대신에 회전가능 부재(27) 상에 형성된다. 다음으로, 회전가능 부재(27)를 회전시켜 원심력에 의해 하면으로부터 액적을 제거할 수 있다.
도 3에 도시된 특정의 버전에 있어서는, 웨이퍼(29)를 위한 회전가능 지지대(23)와 회전가능 부재(27)가 일체로 형성되어 있다. 원주 방향으로 등간격으로 이격된 3개의 아암이 회전가능 부재(27)로부터 하향으로 연장되고, 웨이퍼(29)는 아암의 하단으로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 3개의 프롱 상에 지지되어 있다. 엔클로저의 덮개(22)를 수직으로 관통하여 연장하는 중앙 샤프트(25)에 의해 회전가능 부재(27)가 회전되고, 그에 따라 아암 및 프롱이 회전된다. 중앙 샤프트(25)는 챔버의 일측에 위치된 모터(28)에 의해 회전하도록 동력이 공급되고, 모터(28)의 샤프트는 수직으로 연장되고 벨트 드라이트(26)에 의해 중앙 샤프트(25)에 연결되어 있다. 구동 수단을 엔클로저 옆에 배치함으로써, 스핀 린스 건조기의 전체 높이가 낮아진다.
웨이퍼의 세정 중에, 회전가능 부재(27)와 웨이퍼(29)를 위한 회전가능 지지대(23)는. 노즐(24a, 24b)로부터 세정 유체가 분무되는 동안 (통상적으로, 50 내지 200 rpm으로) 회전된다. 챔버의 모든 내면은 산란 스프레이에 의해 적셔지고, 이것은, 웨이퍼(29)에 떨어질 수 있는 매달린 액적(도 1b에 도시된 것과 유사)을 형성할 가능성이 있다.
웨이퍼(29)가 세정되면, 유체 공급이 오프되고, 웨이퍼(29)는 고속(통상, 2000 내지 2500 rpm)으로 회전되어 건조된다. 질소 등의 불활성 건조 퍼지 가스를 사용할 수도 있다. 이러한 고속 회전 중에는, (원심력에 의해 물이 웨이퍼(29)로부터 반경 방향으로 멀어지게 이동시킴으로써) 웨이퍼(29)가 건조될 뿐만 아니라, 웨이퍼(29)의 바로 위에 위치하는 회전가능 부재(27)도 건조된다. 회전가능 부재(27) 상에 형성된 액적은 원심력에 의해 비산된다. 회전이 종료되면, 웨이퍼(29) 위에 액제의 방울이 없으며, 그에 따라 웨이퍼(29)에 액제가 떨어질 위험이 없다. 또한, 이것은 로우 프로파일 패키지(즉. 최소 수직 높이)로 실현된다.
통상적으로, 회전가능 부재(27)는 웨이퍼(29)보다 큰 직경을 갖는다. 예컨대, 웨이퍼(29)가 300 mm의 직경을 가지면, 회전가능 부재(27)는 320 mm의 직경을 가질 것이다. 또한, 회전가능 부재(27)는 챔버 벽에 가능한한 근접하게, 바람직하게는 챔버 벽의 최대 10 mm 이내까지 연장된다. 이것은, 챔버의 덮개(22)의 하면으로부터 웨이퍼(29) 상으로 액체가 떨어질 위험을 더욱 줄인다. 유체의 배수 채널은 챔버 벽 근처에 위치될 수 있다. 또한, 회전가능 부재(27)의 상부는 (노즐로부터의 스프레이가 챔버의 덮개(22)의 하면에 충돌하는 위험을 줄이기 위하여) 챔버의 덮개(22)의 하면에 근접하게 위치되어야 하고, 바람직하게는 챔버의 덮개(22)의 하면의 3 mm 이내에 위치된다.
도 4는, 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩을 가능하게 하도록 챔버가 개방된 상태의 로우 프로파일 스핀 린스 건조기를 도시한다. 이 경우에, 챔버의 하부 부분(31)은 고정되어 있는 상부 부분(32)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하지만, 챔버의 하부 부분(31)을 고정시키고, 챔버의 상부 부분(32)을 이동시키는 것도 가능하다. 이러한 개폐 동작은, 전기 모터나 공압 또는 유압 피스톤을 이용하여 구현될 수 있다.
챔버가 개방되면, 웨이퍼(39)는 회전가능 지지대(33) 내로 삽입되거나 회전가능 지지대(33)로부터 제거될 수 있다. 유지 아암들 사이의 내경은, 웨이퍼(39)가 챔버 내 및 회전가능 지지대(33) 상에 배치될 수 있도록 웨이퍼(39)의 직경보다 커야 한다. 또한, 노치 정렬이 필요한 경우에는, 웨이퍼의 로딩 또는 언로딩이 발생하기 전에, 회전가능 지지대(33) 내의 웨이퍼(39)의 위치를 회전방향으로 정렬시킬 필요가 있다. 이것은, 웨이퍼(39)를 회전가능 지지대(33)로부터 들어올리고, 언로딩 스텝 이전에, 웨이퍼(39) 상의 노치 또는 플랫을 회전가능 지지대 상의 정해진 방향(orientation)으로 정렬시키는 것을 가능하게 하는 중앙 리프트 필러(40)에 의해 달성된다.
도 4의 특정 버전의 챔버는, 개방 시에 대략 215 mm의 최대 높이를 갖는다. 이에 의해, 챔버들을 대략 225 mm의 피치로 적층할 수 있으므로, 공간을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
본 발명은 도 3에 도시된 특정의 구동 장치로 한정되지 않는다. 도 5a는, 회전가능 지지대(53) 및 회전가능 부재(54)가 공통의 축을 중심으로 회전하도록 배치된 별개의 부재인 변형예를 도시한다. 웨이퍼(53)용의 회전가능 지지대(53)는 웨이퍼를 아래로부터 지지함으로써, 웨이퍼의 로딩 및 언로딩 과정을 단순화 할 수 있다. 회전가능 지지대(53) 및 회전가능 부재(54)는 단일의 모터(51)에 의해 구동되고, 텔레스코픽 샤프트 커플링(52)을 매개로 상기 모터에 연결되어 있다(텔레스코픽 형태는, 챔버의 상부 부분 및 하부 부분을 서로로부터 멀어지게 이동시켜 챔버를 개방하는 데에 필요함). 도 5b는, 회전가능 지지대(53) 및 회전가능 부재(54)에 별개의 모터(61, 62)가 제공되고, 이들이 다시 공통의 축을 중심으로 회전하도록 배치되어 있는 대안의 버전을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 실시형태와 마찬가지로, 모터 또는 모터들(61, 62)은 전체 높이를 가능한한 낮게 유지하기 위해 챔버의 측면에 배치되어 있다.
회전가능 지지대 및 회전가능 부재를 2개의 개별 부분으로서 형성함으로써, 로터 조립체의 전체 사이즈를 줄일 수 있고, 그 결과 작은 직경의 챔버를 가질 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 장치는, 회전가능 지지대 및 회전가능 부재가 상이한 속도로 회전하는 것을 가능하게 하므로, 웨이퍼를 세정 및 건조하는 데에 보다 많은 프로세스 유연성을 허용할 수도 있다. 또한, 도 5b에 도시된 장치는 회전가능 지지대 및 회전가능 부재가 서로 독립적으로 회전할 수 있게 한다.
2개의 구동 조립체를 동작시키는 경우, 회전가능 부재는, 건조할 필요가 있는 표면 형태(surface morphology)를 포함하지 않고, 단지 보다 큰 액적의 제거만을 필요로 하기 때문에, 통상적으로 웨이퍼의 최대 속도보다 작은 최대 속도를 가진다(대략 1000 rpm 이하). 프로세스가 탈이온수 클린(deionized water clean)을 사용하는 경우, 회전가능 부재는, 폴리카보네이트와 같은 소수성 플라스틱 재료로 제조될 수 있지만, 재료의 선택은 물론 프로세스의 화학적 성질(process chemistry)과의 적합성에 의존한다.
회전가능 부재는 통상 기계적 견고성을 보증하도록 단일의 부품으로서 기계 가공되거나 성형된다. 또한, 회전가능 부재에는, 그것의 강성을 증가시키기 위해 중심으로부터 방사상으로 뻗는 리브 또는 이와 유사한 보강 피처가 형성될 수도 있다.
도 3, 도 5a 및 도 5b는 제한된 수의 습식 노즐만을 도시하고 있다. 실제로는, 스핀 린스 건조기는, 웨이퍼의 상면 및 하면(전후) 모두에 접근 가능한 여러 개의 습식 노즐을 구비하고 있다. 프로세스 요건에 따라, 다양한 유량, 구동 압력 및 스프레이 형상의 노즐을 사용할 수 있다. 스프레이 형상의 공통적인 옵션은 팬 및 솔리드 콘(solid cone)이다. 통상의 노즐 유량은 35 psi (대략 240 kPa)에서 분당 1 리터이므로, 4개의 유체 노즐을 이용하는 스핀 린스 건조기는 분당 1 리터로 동작한다.
챔버는 물의 공급 중에 중에 밀봉될 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼를 대기압보다 낮은 압력, 통상 10 내지 100 Torr (대략 133 내지 1330 Pa)로 처리할 수 있다.
본 발명의 특정의 실시형태만을 설명하였지만, 당업자는, 본 발명이 이들 실시형태로 한정되지 않으며, 첨부의 청구범위 내에서 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (22)

  1. 기판을 처리하는 스핀 린스 건조기로서,
    엔클로저;
    상기 기판을 지지하는 회전가능 지지대;
    상기 엔클로저 내에서 상기 회전가능 지지대 위에 위치되고 연속적인 하면을 갖는 회전가능 부재; 및
    상기 회전가능 부재를 회전시키는 드라이브
    를 구비하는 스핀 린스 건조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전가능 부재의 하면은, 상기 기판이 상기 회전가능 지지대에 의해 지지되어 있을 때 기판의 상면에 실질적으로 평행하게 배치되는 것인 스핀 린스 건조기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전가능 지지대는, 상기 회전가능 지지대와 상기 회전가능 부재가 함께 회전하도록 상기 회전가능 부재에 연결되는 것인 스핀 린스 건조기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회전가능 부재로부터 하향으로 다수의 아암이 연장되고, 각 아암의 하단으로부터 반경 방향 내측으로 프롱(prong)이 연장되며, 상기 프롱은 상기 회전가능 지지대로서 작용하는 것인 스핀 린스 건조기.
  5. 제4항에 있어서, 원주 방향으로 등간격으로 3개의 아암이 있는 것인 스핀 린스 건조기.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이브는 상기 엔클로저 옆에 위치되고, 상기 회전가능 부재 및 상기 회전가능 지지대에 연결되어 이들을 회전시키도록 구동하는 것인 스핀 린스 건조기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 회전가능 지지대 및 상기 회전가능 부재는 서로 연결되어 있지 않고, 별개로 회전하는 것인 스핀 린스 건조기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회전가능 지지대 및 상기 회전가능 부재는 공통의 축을 중심으로 회전하도록 배치되는 것인 스핀 린스 건조기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 엔클로저 옆에 단일의 드라이브가 위치되고, 상기 단일의 드라이브는 상기 회전가능 부재 및 상기 회전가능 지지대 양자에 연결되어 이들을 회전시키도록 구동하는 것인 스핀 린스 건조기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 드라이브는 텔레스코픽 샤프트를 통하여 상기 회전가능 부재 및 상기 회전가능 지지대에 연결되는 것인 스핀 린스 건조기.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 엔클로저 옆에 2개의 드라이브가 위치되어 있고, 이들 드라이브 중 제1 드라이브는 상기 회전가능 부재에 연결되어 이를 회전시키도록 구동하며, 상기 드라이브 중 제2 드라이브는 상기 회전가능 지지대에 연결되어 이를 회전시키도록 구동하는 것인 스핀 린스 건조기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔클로저와 상기 회전가능 부재는 모두 평면도로 보아 원형인 것인 스핀 린스 건조기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 회전가능 부재의 직경은 상기 엔클로저의 내경보다 약간 작은 것인 스핀 린스 건조기.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 회전가능 부재의 직경은 처리 대상 기판의 직경보다 큰 것인 스핀 린스 건조기.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전가능 부재는 폴리카보네이트와 같은 소수성 재료로 형성되는 것인 스핀 린스 건조기.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전가능 부재는 단일 부분으로서 형성되는 것인 스핀 린스 건조기.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전가능 부재에는 리브와 같은 보강 피처가 형성되어 있는 것인 스핀 린스 건조기.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전가능 지지대 상에 위치된 기판을 향하여 액체를 유도하도록 상기 회전가능 지지대의 위아래에 위치된 노즐을 구비하는 것인 스핀 린스 건조기.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀 린스 건조기는 대기압 미만의 압력에서 동작 가능한 것인 스핀 린스 건조기.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀 린스 건조기의 수직 높이는 약 300 mm 미만인 것인 스핀 린스 건조기.
  21. 기판 처리 모듈의 스택을 포함하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판 처리 모듈 중 적어도 하나는 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 스핀 린스 건조기인 것인 기판 처리 장치.
  22. 기판 처리 방법으로서,
    회전가능 부재 아래에서 엔클로저 내의 회전가능 지지대 상에 기판을 지지하는 단계;
    상기 회전가능 지지대 위아래의 노즐로부터 기판으로 액체를 유도하여 기판을 세정하는 단계;
    상기 회전가능 지지대를 회전시켜 상기 기판으로부터 액체를 제거하는 단계;
    상기 회전가능 부재를 회전시켜 상기 회전가능 부재로부터 액체를 제거하는 단계; 및
    상기 엔클로저로부터 기판을 제거하는 단계
    를 포함하는 기판 처리 방법.
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