KR960007298Y1 - 웨이퍼 세척장치 - Google Patents

Abstract

요약 없음.

Description

웨이퍼 세척장치

제1도는 종래의 세척장치 노즐부의 동작상태도

제2도는 본 고안에 따른 웨이퍼 세척장치의 구성도

제3도는 본 고안에 따른 웨이퍼 세척장치의 동작상태도

제4도와 제5도는 본 고안에 따른 노즐(1)의 구성 및 작용 상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 20 : 노즐1a : 노즐 팁

2, 21 : 웨이퍼3 : 웨이퍼 스핀척

4 : 압력펌프5 : DI 유틸리티 유입구

6 : 3-웨이 밸브7 : 파이프

8, 23 : 순수9, 25 : 스핀척

24 : 스프레이 노즐

본 고안은 반도체 제조공정에거 감광막을 도포하기전 및 도포후 웨이퍼의 표면을 세척하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 순수를 분가시켜 세척 효과를 제고시키기 위한 웨이퍼의 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정중 리소그래피(lithography)공정에서 감광막을 도포하기 전 또는 도포후의 현상을 거쳐 마스크패턴(mask patten)이 형성되는 웨이퍼는 그의 펴면에 먼지나, 공정후 특정성분을 지닌 미립자등의 불순물이 존재하기 때문에 이를 제거하기 위하여 노즐로부터 분출되는 순수를 상기 웨이퍼의 표면에 분사시키므로서 회전하는 웨이퍼의 원심력에 의해 세척을 일시하게 된다.

또한, 현상과정에서 웨이퍼에서 식각되어야 할 부분은 현상제에 의해 감광막이 용해되어 제거되고, 그후, 상기 현상액의 반응을 멈추게 하므로서 노즐로 부터 분사되는 순수에 의해 용해 된 감광막이 세척되고 웨이퍼를 건조하여 패턴을 형성한다.

여기서, 상기 현상제와 웨이퍼의 표면에 잔류하는 미립자가 결합하여 화합물을 형성하여 부착되기 때문에 상기 노즐로부터 분사되는 순수에 의한 세척이 잘 되지않아 웨이퍼의 패턴불량이 자주발생하였다.

따라서, 세척에 따른 패턴의 불량을 감소시키고자 노즐에 의한 순수의 강력한 분사방법이 요구되고 여러가지 세척장치가 제안된 바 있다.

그러면, 제1도의 (A) 내지 (C)의 첨부된 도면을 참조하여 종래의 노즐에 의한 분사방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 세척장치 노즐부의 동작상태도로서, 제1(A)도는 웨이퍼 센터 부위로 순수를 수직으로 분사하는 세척장치의 노즐부의 동작상태도이고, 제1(B)도는 웨이퍼 센터 부위로 순수를 45° 각도로 분사하는 동작 상태도이고, 제1(C)도는 웨이퍼 전면에 스프레이 노즐을 사용하여 분무형태로 분사하는 동작상태도를 각각 나타낸 것이다.

도면에서 20은 노즐, 21은 웨이퍼, 22은 웨이퍼 스핀척, 23은 순수, 24는 스프레이 노즐, 25는 스핀척을 각각 나타낸다.

도면에 도시한 바와 같이, 노즐(20)에서 분사되는 순수(23)를 상기 웨이퍼(21)의 스핀에 의한 원심력에 의해 세척을 하는 방법을 채용하여 사용하였으나, (A) 및 (B)와 같이 상기 노즐(20)로 부터 떨어지는 순수(23)가 스핀척(spin chuck)(25)에 장착되어 있는 상기 웨이퍼(21)의 중심부로 떨어지고 원심력에 의해 흐르면서 씻겨 내려가기 때문에 세척시간이 많이 소요되고, 노광기에 의해 노광되어 마스크패턴이 상기 웨이퍼(21) 위에 형성되도록 감광막을 식각하는 부분은 상기 현상액에 의해 용해되어 제거되는데, 이때 상기 현상제와 웨이퍼(21)의 표면에 잔류하는 미립자가 결합하여 상기 웨이퍼(21)의 원심력 방향의 방사상으로 화합물을 형성하여 부착되므로 해서 세척이 잘 되지 않는 경우가 발생했다.

또한, 상기의 문제점을 해결하고자 도면의 (C)와 같이 스프레이 노즐(24)을 사용하여 상기 웨이퍼(21)의 전면에 분무하여 세척을 하였으나, 분사압력이 낮아 현상제에 의해 제거된 감광막의 잔재를 깨끗히 세정하지 못하는 문제점이 발생하였다.

그리고, 상기 노즐(20)로 부터 세척을 끝마치고 순수(23)의 분배를 실시하지 않을 경우에는 상기 노즐(20)의 팁(TIP)에서 잔여 순수(23)가 흘러나와 상기 웨이퍼(21)의 표면이나 각 공정의 척에 떨어지기 때문에 미립자와 순수(23)의 친수성으로 인한 오염물질이 형성되어 웨이퍼(21) 공정이 패턴의 불량이 발생하는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 상기 웨이퍼의 전면에 걸쳐 노즐에서 분사되는 순수를 웨이퍼의 회전방향으로 강력하게 분사하므로서 불순물 및 화함물이 원심력에 의해 세척되도록 하고 세척직후 잔여순수가 웨이퍼의 표면에 떨어지지 않도록 한 웨이퍼 세척장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 웨이퍼의 표면을 세척하기 위한 순수를 유입하는 유틸리티 인입구 ; 상기 유틸리티 인입구에 파이프를 통해 입구가 연결되고 입구에 유입되는 순수를 유출하는 2개의 출구를 구비하며, 외부이 제어부로 부터 제어신호를 일가받아 입구에 유입된 순수를 2개의 출구중 어느 한쪽으로 유출되게 교번개폐 동작을 수행하는 3-웨이밸브(3-way valve) ; 상기 3-웨이밸브의 일측 출구에 파이프를 통해 연결되며, 상기 제어부로 부터의 제어신호에 의해 정회전과 역회전을 하여 순수의 흐름을 조정하는 펌프 ; 및 상기 3-웨이밸브의 타측 출구에 파이프를 통해 연결되는 노즐을 구비한다.

이하, 첨부된 도면 제2도 이하를 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 따른 웨이퍼 세척장치의 구성도, 제3도는 본 고안인 웨이퍼 세척장치의 동작상태도, 제4도는 노즐의 상세구성도, 제5도는 노즐의 사용상태도로서, 각 도면에서 1은 노즐, 1a는 노즐 팁, 2는 웨이퍼, 3은 웨이퍼 스핀척, 4는 압력펌프, 5는 순수 유틸리티 유입구, 6은 3-웨이 밸브, 7은 파이프, 8은 순수, 9는 스핀척을 나타낸다.

제2도에 도시한 바와 같이 본 고안은 웨이퍼의 펴면을 세척하기 위한 순수를 유입하기 위해 유틸리티 인입구(5)가 설치되고, 상기 유틸리티 인입구(5)에 파이프(7)로 입구가 연결된 3-웨이밸브(3-way valve)(6)가 설치된다.

상기 3-웨이밸브(3-way valve)(6)는 2개의 출구를 구비하며 외부의 제어부(도면에 도시하지 않음)로 부터 제어신호를 인가받아 입구에 유입된 순수를 2개의 출구중 어느 한쪽으로 유출되게 교번개폐 동작을 수행한다.

상기 3-웨이밸브(6)의 일측 출구는 파이프(7)를 통해 펌프(4)에 연결되며, 상기 펌프(4)는 상기 제어부로 부터의 제어신호에 의해 정회전과 역회전이 가능하다.

또한, 상기 타측 3-웨이밸브(3-way valve)(6)의 타측 출구는 파이프(7)를 통해 노즐(1)이 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 전체적인 동작을 제3도를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

제3(A)도는 순수가 유틸리티 유입구로 인입되어 압력펌프에 저장되는 동작상태도이고, 제3(B)도는 압력펌프에 저장된 순수가 노즐로 이송되어 분사되는 동작상태도이고, 제3(C) 도는 분사된 후 노즐 및 파이프에 잔재하는 순수를 흡입하는 동작상태도를 각각 나타낸 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 상기 유틸리티 유입구(5)로 인입되어 파이프(7)내로 이송되는 순수는 3-웨이밸브(6)의 입구로 유입된다.

이때, 외부로 부터 제어신호를 받은 3-웨이밸브(6)는 압력펌프(4)측의 일측 출구로의 경로를 개방하고, 노즐(1)측의 경로를 차단한다.

이에 따라 3-웨이밸브(6)를 거친 순수는 압력펌프(4)에 저장된다.

여기서 상기 압력펌프(4)는 외부의 제어부로 부터의 제어신호에 의해 일정량의 순수가 저장될 때까지 계속 회전하며, 일정량의 순수가 저장되면, 외부의 제어신호는 극성이 바뀌어 인가되고 이에 따라 압력펌프는 순수를 유입할 때와 반대인 역회전을 하게 되며, 이와 동시에 상기 3-웨이밸브(6)에도 제어신호가 인가되어 3-웨이밸브(6)의 유입구를 차단하고 압력펌프(4)측의 일측출구의 노즐(1)측의 타측출구를 개방하게 하여 압력펌프(4)의 역회전에 의해 순수가 노즐(1)측으로 일정한 압력을 가지고 유출되게 한다.

이에 따라 순수는 노즐(1)의 하측에 놓여지는 웨이퍼의 전면에 다량으로 분사되므로서 현상전의 불순물 및 현상후의 현상제어 녹아 제거되고 남은 화학물질을 순식간에 세척할 수 있게 된다.

노즐(1)을 통한 순수는 웨이퍼로 분사되어 웨이퍼의 저면을 세척하게 된다.

상기와 같은 동작을 반복하여 세척작업이 끝나 더 이상 순수(8)를 공급하지 않으면 상기 제어신호는 다시 압력펌프(4)의 순수를 유입하는 방향의 정회전을 하도록 입정시간동안 인가되어 노즐(1)에 잔재하는 순수를 압력펌프(4)로 되빨아들여 잔여 순수가 웨이퍼에 떨어지는 것을 방지한다.

이제, 제4도와 제5도를 참조하여 본 고안에 따른 노즐(1)의 구성 및 작용을 상세히 살펴본다.

제4도에 도시한 바와 같이, 상기 노즐(1)의 하측 팁(tip)(1a)은 하측단 중앙을 중심으로 엇갈리게 반반씩 5°∼10°로 구부려져 순수(8)를 상기 웨이퍼(2)의 스핀방향과 순방향으로 분사이 되도록 하였다.

이에 따라 상기 웨이퍼(2)의 전면에 걸쳐 원심력에 의해 세정이 이루어진다.

좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 웨이퍼(2)의 회전방향과 같은 방향으로 상기 노즐팁(NOZZLE TIP)(1a)이 반반씩 서로 등지게 꺾여지도록 형성되고, 상기 웨이퍼(2)의 원심력과 노즐(1)에서 분출되는 순수(8)가 상기 웨이퍼(2)의 회전방향으로 전면에 걸쳐 순식간에 분사하여 세척되므로서 오염물질 및 현상제와 순수의 화합물이 제거되게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성되어 작용하는 본 고안은, 웨이퍼의 표면을 세척하는 순수를 소정의 압력을 가하여 노즐로부터 강력하게 분사시키므로서 웨이퍼에 잔재하는 화합물 및 오염물질을 제거하여 도포전 또는 도포후 현상하여 패턴을 형성하는 웨이퍼의 세척에 의한 불량을 최소화시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 감광막을 도포하기전 및 도포후 현상에 의해 패턴을 형성하는 웨이퍼(2)의 표면을 세척하는 세척장치에 있어서,

   상기 웨이퍼(2)의 펴면을 세척하기 위한 순수를 유입하는 유틸리티 인입구(5) ;

   상기 유틸리티 인입구(5)에 파이프(7)를 통해 입구가 연결되고 입구에 유입되는 순수(8)를 유출하는 2개의 출구를 구비하며, 외부의 제어부로 부터 제어신호를 인가받아 입구에 유입된 순수를 2개의 출구중 어느 한쪽으로 유출되게 교번개폐 동작을 수행하는 3-웨이밸브(3-way valve)(6) ;

   상기 3-웨이밸브(6)의 일측 출구에 파이프(7)를 통해 연결되며, 상기 제어부로 부터의 제어신호에 의해 정회전과 역회전을 하여 순수(8)의 흐름을 조정하는 펌프(4) ; 및

   상기 3-웨이밸브(6)의 타측 출구에 파이프(7)를 통해 연결되는 노즐(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세척장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐(1)은 그 하측의 팁(1a)이 반반씩 서로 등지게 소정의 각도로 꺾여지도록 형성되도록 하여 상기 분출되는 순수(8)가 상기 웨이퍼(2)의 전면으로 순식간에 분사하여 세척되도록 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세척장치.