KR100766460B1 - A wafer cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 웨이퍼의 하면으로 메가소닉에너지를 효율적으로 전달하며 챔버내의 공간으로 효율적으로 이용하여 장치의 소형화를 구현할 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and provides a wafer cleaning apparatus capable of efficiently delivering megasonic energy to a lower surface of a wafer and efficiently using the space in a chamber to reduce the size of the device.
본 발명의 구성은 공급구와 배출구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 하부에 설치되며 내부에 중공축이 구비된 회전수단과, 상기 중공회전축에 연결되고 상기 챔버내에 반입된 웨이퍼를 수평으로 장착하는 웨이퍼장착수단과, 상기 웨이퍼의 하면 전체를 향해 메가소닉을 발진시키는 메가소닉발진수단과, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에서 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지수단과, 상기 웨이퍼의 하면과 상기 메가소닉발진수단 사이에 매질액을 공급하는 매질액공급수단과, 상기 웨이퍼의 상면으로 약액을 분사하는 약액분사수단을 포함하여 이루어진다. The configuration of the present invention is equipped with a chamber in which a supply port and an outlet port are formed, a rotating means installed at a lower portion of the chamber and having a hollow shaft therein, and a wafer mounted horizontally to the wafer connected to the hollow rotating shaft and loaded into the chamber. Means, megasonic oscillation means for oscillating the megasonic toward the entire lower surface of the wafer, support means for supporting the megasonic oscillation means inside the wafer mounting means, the lower surface of the wafer and the megasonic oscillation means And a medium liquid supply means for supplying a medium liquid therebetween, and a chemical liquid spraying means for injecting a chemical liquid onto the upper surface of the wafer.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 메사소닉발진수단으로부터 상기 웨이퍼의 하면을 향해 발진되는 메가소닉에너지가 상기 매질액에 의해 효율적으로 전달됨으로 상기 웨이퍼의 세정효율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 기대된다. According to such a configuration, the megasonic energy oscillated from the mesasonic oscillation means toward the lower surface of the wafer is efficiently transferred by the medium liquid, and thus the effect of maximizing the cleaning efficiency of the wafer is expected.
챔버, 웨이퍼Chamber, wafer
Description
도 1은 종래 기술에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도1 is a longitudinal sectional view showing a wafer cleaning apparatus according to the prior art;
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a wafer cleaning apparatus according to the present invention
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 회전수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a modified embodiment of the rotating means of the wafer cleaning apparatus according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 있어 약액분사수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도Figure 4 is a longitudinal sectional view showing a modified embodiment of the chemical liquid injection means in the wafer cleaning apparatus according to the present invention
도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 챔버 내벽을 보호하는 보호컵을 더욱 구비한 변형실시예를 보여주는 종단면도Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view showing a modified embodiment further comprising a protective cup for protecting the chamber inner wall in the wafer cleaning apparatus according to the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명 *Detailed description of the main parts of the drawing
4 : 웨이퍼 20 : 챔버4: wafer 20: chamber
20a : 공급구 20b : 배출구20a:
100 : 회전수단 110 : 모터100: rotation means 110: motor
120 : 중공회전축 300 : 웨이퍼장착수단120: hollow rotating shaft 300: wafer mounting means
310 : 회전브라켓 310' : 매질액배출구310: rotating bracket 310 ': medium liquid outlet
400 : 약액분사수단 410 : 구동기400: chemical liquid injection means 410: driver
420 : 아암 500 : 지지수단 420: arm 500: support means
510 : 중공지지축 520 : 지지체510: hollow support shaft 520: support
600 : 메사소닉발진수단 600' : 통공600: Messonic oscillation means 600 ': through-hole
610 : 메가소닉전달판 610' : 통구610: Megasonic delivery board 610 ': through hole
620 : 메사소닉감쇠수단 700 : 매질액공급수단620: mesasonic attenuation means 700: medium liquid supply means
710 : 매질액공급관 710: medium liquid supply pipe
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 메가소닉발진수단과 약액을 동시에 사용하며 웨이퍼의 양면을 동시에 세정을 할 수 있고 상기 세정과 함께 린스 및 건조를 동일한 챔버에서 순차적으로 수행할 수 있는 매엽스핀방식 웨이퍼 클리닝장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing equipment, which uses a megasonic oscillation means and a chemical solution at the same time, and can simultaneously clean both sides of the wafer, and the single-leaf spin method that can perform rinsing and drying in the same chamber sequentially with the cleaning It is to provide a wafer cleaning apparatus.
일반적으로 반도체 웨이퍼 세정은 웨이퍼 상에 부착된 유기물(organics), 입자(particle), 금속이온(metallic ion) 및 산화물(oxides)등의 세정을 수반한다. 이러한 오염입자들이 적절히 제거되지 않을 경우에는 제조되는 반도체의 품질이나 수율에 막대한 손실을 가져오게 되므로 반도체 전체 공정에서 오염도의 관리는 매우 엄격히 이루어지고 있다. In general, semiconductor wafer cleaning involves cleaning organic materials, particles, metal ions, oxides, and the like deposited on the wafer. If these contaminants are not properly removed, the quality and yield of semiconductors are greatly reduced. Therefore, the degree of contamination is very strictly controlled in the overall semiconductor process.
더구나, 반도체 웨이퍼에서 상기한 오염입자의 세정공정은 반도체 전체 공정에서 약 40%을 차지할 정도로 가장 빈번하게 사용되는 공정일 뿐만 아니라, 극초대형집적회로(ULSI) 기술에서 요구되는 초청정(ultra-clean) 웨이퍼 상태를 유지하는 데 필수 불가결한 중요 공정이다.Moreover, the above-mentioned cleaning process of the contaminated particles in the semiconductor wafer is not only the most frequently used process, accounting for about 40% of the overall semiconductor process, but also the ultra-clean required in the ultra-large integrated circuit (ULSI) technology. A critical process is indispensable for maintaining wafer status.
상기 오염입자의 제거를 위한 세정방법으로는 크게 기계적 방법, 화학적 방법 그리고 초음파 방법 등이 사용되어 왔는 데, 마이크론 이하 크기의 오염입자를 제거하기 위한 기술로서는 고주파인 초음파를 사용하는 메가소닉 방법이 오염입자의 세정 효율이 높고 안전하여 대표적인 세정기술로서 주목을 받고 있다.As a cleaning method for removing the contaminated particles, mechanical methods, chemical methods, and ultrasonic methods have been largely used. As a technique for removing contaminant particles having a micron or less size, the megasonic method using high frequency ultrasonic waves is contaminated. The cleaning efficiency of the particles is high and safe, attracting attention as a representative cleaning technology.
이러한 종래기술을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 웨트배치(wet batch)방식 세정기술(RCA세정이라고도 함)은, 세정용 화합물을 채운 욕조(bath) 속에 웨이퍼가 적층된 카세트를 담근 채, 고주파(약 1 MHz 근방), 고출력의 메가소닉을 발생시켜 그 에너지를 상기 화합물을 통해 웨이퍼 표면에 평행하게 전달시키는 방식이다.In more detail, the wet batch cleaning technique (also referred to as RCA cleaning) is a high frequency (approximately high frequency) method in which a wafer in which a wafer is stacked is immersed in a bath filled with a cleaning compound. Near 1 MHz), a high power megasonic is generated and its energy is transferred parallel to the wafer surface through the compound.
그러나, 상기 웨트배치 방식에 의하면, 일련의 세정을 위해 상기 카세트를 수개의 욕조에 차례대로 침적해야 되므로 과다한 시간이 소요되고, 상기 웨이퍼의 세정을 위해 수개의 욕조가 필요하게 되므로 세정장치가 현저하게 대형화되는 등의 문제점이 있었다. However, according to the wet batch method, since the cassette has to be sequentially deposited in several bathtubs for a series of cleanings, an excessive amount of time is required, and several tubs are required for cleaning the wafer. There was a problem such as enlargement.
따라서, 상기 웨트배치방식을 보완하기 위해 고안된 것이 매엽스핀방식으로서, 메가소닉에너지를 사용하는 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 대해 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Therefore, what is designed to complement the wet batch method is a single-leaf spin method, the detailed description of the single-leaf spin method according to the prior art using megasonic energy with reference to the drawings as follows.
도 1은 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 의한 웨이퍼클리닝장치를 보여주는 종단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a wafer cleaning apparatus by a single-leaf spin method according to the prior art.
도시된 바에 의하면, 상기 매엽식세정장치는 챔버(2)와, 상기 챔버(2)의 하 부에 장착된 회전수단(10)과, 상기 회전수단(10)에 연결되어 반입된 웨이퍼(4)를 장착한 채 회전하는 웨이퍼장착수단(30)과, 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면을 향해 약액을 분사하는 약액분사수단(40)과, 상기 웨이퍼(4)의 상부에 장착된 메가소닉발진수단(60)으로 구성되어 있다. As shown, the sheet cleaning apparatus includes a
상기 회전수단(10)은 상기 챔버(2)의 하부에 장착되고 출력축(12a)을 구비한 모터(12)로 구성되고, 상기 출력축(12a)의 상단부에 형성된 허브(12a')에 상기 웨이퍼장착수단(30)이 연결되어 있다. The rotating
상기 웨이퍼장착수단(30)은 상기 허브(12a')의 좌우측 방향으로 수평하게 장착된 한쌍의 스포크(32)와 상기 좌우측 스포크(32)의 원심측 단부에 각각 형성된 한쌍의 홀더(34)로 구성되어, 상기 홀더(34)에 의해 상기 웨이퍼(4)가 도면상 수평으로 장착되게 된다. The wafer mounting means 30 is composed of a pair of
또한, 상기 웨이퍼장착수단(30)에 장착된 웨이퍼(4)의 상부와 하부에는 상기 약액분사수단(40)이 각각 설치되어 있다. In addition, the chemical liquid injection means 40 is provided on the upper and lower portions of the
상기 약액분사수단(40)은 약액을 공급하는 상,하부 약액공급관(42,44)과 상기 상,하부 약액공급관(42,44)의 단부에 설치된 상,하부 노즐(42a,44a)로 구성되며, 상기 웨이퍼(4)의 가장자리에서 상기 상,하부 노즐(42a,4a)이 대향되게 위치하도록 설치되어 있다. The chemical liquid injection means 40 is composed of upper and lower chemical liquid supply pipes (42, 44) for supplying the chemical liquid and upper and lower nozzles (42a, 44a) installed at the ends of the upper and lower chemical liquid supply pipes (42, 44) The upper and
따라서, 상기 노즐(42a,44a)을 통해 상기 약액이 상기 웨이퍼(4)의 상면 반원과 하면 반원을 향해 분사된다. Therefore, the chemical liquid is injected toward the upper and lower semicircles of the
한편, 상기 웨이퍼장착수단(30)의 상부에는 메가소닉에너지를 발진시키는 메 가소닉발진수단(60)의 수평봉(62)이 설치되어 있다. On the other hand, a
즉, 상기 수평봉(62)은 상기 웨이퍼장착수단(30)에 장착되는 웨이퍼(4)의 상부에 상기 웨이퍼(4)의 상면 우측 가장자리에서 상기 웨이퍼(4)의 중심까지 연장되어 고정 설치되어 있는 것이다. That is, the
이와 같은 구성을 가진 종래 매엽스핀방식의 작동에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the conventional single-leaf spin method having such a configuration in detail as follows.
우선, 상기 웨이퍼장착수단(30)에 상기 웨이퍼(4)가 장착되고 상기 회전수단(10)에 의해 상기 웨이퍼(4)가 회전을 하게 된다. First, the
이때, 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면에는 상기 약액분사수단(40)에 의해 약액이 도포되게 된다. At this time, the chemical liquid is applied to the upper and lower surfaces of the
여기서, 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면 반원과 하면 반원을 향해서만 분사되지만 상기 웨이퍼(4)가 고속으로 회전을 하고 있으므로 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면과 하면 전체를 도포할 수 있게 된다. Here, the chemical liquid is sprayed only toward the upper semi-circle and the lower semi-circle of the
이와 동시에 상기 수평봉(62)에서는 상기 웨이퍼(4)의 상면을 향해 메가소닉에너지를 발진시키게 되고 상기 메가소닉은 상기 웨이퍼(4)의 상면에 전달되어 상기 웨이퍼의 상면을 용이하게 세정하게 한다. At the same time, the
그러나, 이와같은 종래 기술에 의한 매엽스핀방식에 의하면 다음과 같은 구성상 문제점이 제기된다. However, according to such a single-leaf spin method according to the prior art, the following configuration problems are raised.
우선, 상기 수평봉(62)이 상기 웨이퍼(4)의 상부 일부에만 설치되어 상기 웨이퍼(4)가 회전하면서 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지를 일부분 에서만 전달받기 때문에, 상기 메가소닉에너지의 상기 웨이퍼(4)로의 전달효율이 떨어지게 되고, 그 결과, 세정공정이 늦어지게 되어 웨이퍼의 처리량이 떨어지게 되는 문제점이 있었다. First, since the
또한, 상기 웨이퍼(4)가 고속으로 회전하는 경우 상기 웨이퍼(4)의 상면으로 뿌려지는 약액은 원심력에 의해 상기 웨이퍼(4)로부터 이탈되게 되어, 상기 수평봉(62)과 상기 웨이퍼(4)의 사이에는 약액이 존재하기가 힘들어, 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지는 상기 웨이퍼(4)와 상기 수평봉(62) 사이의 공기층을 통해 전달될 수 밖에 없고, 또한 상기 수평봉(62)에서 발전되는 메가소닉에너지는 360°전방향으로 발산되어 상기 웨이퍼(4)로의 메가소닉에너지의 전달효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.In addition, when the
또한, 상기 수평봉(62)이 상기 웨이퍼(4)의 상부에 설치되어 있으므로 상기 수평봉(62)으로부터 발진되는 메가소닉에너지는 상기 웨이퍼(4)의 하면보다 상면에 먼저 전달되게 되어, 상기 웨이퍼(4)의 상면에 상대적으로 강도가 강한 메가소닉에너지가 전달됨으로서 웨이퍼의 상면에 형성된 디바이스에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있었다. In addition, since the
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 메가소닉에너지의 전달효율을 높혀 웨이퍼의 세정공정을 단축하고 처리량도 높일 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus capable of shortening the wafer cleaning process and increasing the throughput by increasing the transfer efficiency of megasonic energy. will be.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 강도가 강한 메가소닉에너지로부터 웨이퍼 의 상면이 손상되는 것을 방지하면서 효율적으로 세정할 수 있는 웨이퍼클리닝장치를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus capable of efficiently cleaning while preventing the top surface of the wafer from being damaged by strong megasonic energy.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기술적 사상에 의한 웨이퍼클리닝장치는, 청정공기가 공급되는 공급구가 형성된 챔버와, 상기 챔버에 장착되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 회전수단과, 상기 중공회전축과 연결되어 회전되며 상기 챔버내에 반입된 웨이퍼를 장착하는 웨이퍼장착수단과, 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 웨이퍼의 하면을 향해 메가소닉을 발진시키며 매질액을 배출하는 하나 이상의 통공이 형성된 메가소닉발진수단과, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 챔버의 외부로부터 상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하여 설치되고 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지수단과, 상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공에서 상기 웨이퍼의 하면을 향해 매질액을 배출하도록 하여 상기 매질액을 통해 상기 웨이퍼 하면으로 메가소닉에너지를 전달함과 동시에 세정과 린스를 수행하게 하는 매질액공급수단과, 상기 웨이퍼의 상부에서 상기 웨이퍼의 상면으로 약액을 분사하는 약액분사수단과, 상기 챔버에 형성되고 세정 후의 오염물질을 배출하는 배출구를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a wafer cleaning apparatus including a chamber having a supply port through which clean air is supplied, and a hollow rotating shaft mounted to the chamber and having a hollow formed in the axial direction. Means, wafer mounting means for mounting a wafer rotated in connection with the hollow rotating shaft and mounted in the chamber, and at least one through hole for oscillating the megasonic and discharging the medium liquid from the lower portion of the wafer toward the lower surface of the wafer. The formed megasonic oscillation means, support means for supporting the megasonic oscillation means and installed in the wafer mounting means through a hollow formed in the hollow rotating shaft from the outside of the chamber, and the megasonic oscillation means. The medium liquid is discharged from the through hole toward the lower surface of the wafer. A medium liquid supply means for transferring megasonic energy to the lower surface of the wafer and performing cleaning and rinsing, a chemical liquid spraying means for injecting a chemical liquid from an upper portion of the wafer to an upper surface of the wafer, and formed in the chamber. The technical configuration is characterized by including an outlet for discharging contaminants after cleaning.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 웨이퍼의 상면으로는 약액이 분사되고 상기 웨이퍼의 하면을 향해서는 매질액을 통해 메가소닉에너지가 효율적으로 전달하면서 웨이퍼의 하면의 세정을 수행하게 됨으로서, 상기 웨이퍼의 양면을 동시에 효율적 으로 세정하게 되어 세정효율이 높고 웨이퍼의 처리량도 증가되는 효과가 기대된다.According to this configuration, the chemical liquid is injected onto the upper surface of the wafer and the lower surface of the wafer is cleaned while the megasonic energy is efficiently transferred through the medium liquid toward the lower surface of the wafer. At the same time, it is effectively cleaned, so the cleaning efficiency is high and wafer throughput is expected to be increased.
여기서, 상기 회전수단은 상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축을 구비한 모터로 구성될 수 있다.Here, the rotating means may be formed of a motor having a hollow rotating shaft through which the chamber penetrates from the bottom to the wafer mounting means and is hollow in the axial direction.
상기 회전수단은 모터와; 상기 챔버를 하부로부터 내부로 관통하여 상기 웨이퍼장착수단과 연결되고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축과; 상기 모터의 회전력을 상기 중공회전축으로 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성될 수 있다.The rotating means includes a motor; A hollow rotating shaft penetrating the chamber from the bottom to the inside to be connected to the wafer mounting means and having a hollow in an axial direction; It may be configured to include a power transmission unit for transmitting the rotational force of the motor to the hollow rotating shaft.
또한, 상기 메가소닉발진수단의 상면에 재치되며 상기 메가소닉발진수단에 형성된 통공과 일치되는 통구가 형성되고 상기 메가소닉발진수단에서 발진된 메가소닉 에너지를 상기 웨이퍼에 손실없이 전달하면서 상기 메가소닉발진수단의 상면을 보호하는 메가소닉전달판을 더욱 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the megasonic oscillation is placed on the upper surface of the megasonic oscillation means and is formed in accordance with the hole formed in the megasonic oscillation means and the megasonic oscillation while transferring the megasonic energy generated by the megasonic oscillation means to the wafer without loss. It is preferable to further provide a megasonic transfer plate for protecting the upper surface of the means.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 메가소닉발진수단의 상면에 상기 메가소닉전달판을 더욱 구비함으로서 상기 메가소닉발진수단을 약액과 각종힘에 의한 파괴로부터 보호하고 상기 메가소닉발진수단에 의해 발진되는 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼에 더욱 효율적으로 전달되는 효과가 기대된다. According to this configuration, the megasonic oscillation means is further provided on the upper surface of the megasonic oscillation means to protect the megasonic oscillation means from destruction by chemical liquids and various forces, and the megasonic oscillation by the megasonic oscillation means. The effect of energy being transferred to the wafer more efficiently is expected.
그리고, 상기 지지수단은 상기 중공회전축에 형성된 중공을 통과하는 중공지지축과, 상기 지지축의 상부로부터 일체로 연장되며 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 위치하고 상단부에 상기 메가소닉발진수단을 장착하는 지지체를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. The support means includes a hollow support shaft passing through a hollow formed in the hollow rotating shaft, and a support integrally extending from an upper portion of the support shaft and positioned inside the wafer mounting means to mount the megasonic oscillation means at an upper end thereof. It is preferable to be configured.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 메가소닉발진수단을 지지하는 지지체가 설치됨으로서 상기 챔버내의 공간을 효율적으로 이용하게 되어 장치를 소형화시킬 수 있는 효과가 기대된다. According to such a configuration, the support for supporting the megasonic oscillation means is provided inside the wafer mounting means, so that the space in the chamber can be efficiently used, and the device can be miniaturized.
그리고, 상기 매질액공급수단은 상기 중공지지축에 형성된 중공을 통과하며 상단부가 상기 메가소닉발진수단에 형성된 상기 통공과 연결되는 매질액공급관을 구비하는 것이 바람직하다. The medium liquid supplying means preferably includes a medium liquid supplying pipe passing through a hollow formed in the hollow support shaft and having an upper end connected to the through hole formed in the megasonic oscillating means.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 중공축내부에 상기 매질액공급관이 설치됨으로서 장치가 소형화되는 효과가 기대된다. According to such a configuration, the medium is expected to be miniaturized by installing the medium liquid supply pipe in the hollow shaft.
그리고, 상기 약액분사수단은 상기 챔버에 장착된 구동기와 상기 구동기와 연결되어 상기 웨이퍼의 상부에서 소정의 왕복운동하는 아암과 상기 아암에 설치되어 상기 웨이퍼의 상면을 향해 약액을 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하여 구성되거나, 상기 챔버의 상부 내면에 설치된 하나 이상의 노즐로 이루어져 상기 웨이퍼의 상면을 향해 분사되는 것이 바람직하다. In addition, the chemical liquid injection means is connected to the driver and the driver mounted in the chamber and a predetermined reciprocating arm in the upper portion of the wafer and one or more nozzles installed on the arm to spray the chemical liquid toward the upper surface of the wafer It is preferably composed of one or more nozzles provided on the upper inner surface of the chamber is injected toward the upper surface of the wafer.
그리고, 상기 웨이퍼 장착수단은 상기 중공회전축에 하단부가 연결되고 상단부에 상기 웨이퍼를 장착하는 홀더가 구비된 회전브라켓으로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, the wafer mounting means is preferably made of a rotary bracket having a lower end connected to the hollow rotating shaft and a holder for mounting the wafer at the upper end.
그리고, 상기 웨이퍼로부터 튀기는 약액으로부터 상기 챔버를 보호하고 상기 웨이퍼의 상면에 오염물의 유입을 방지하기 위해 상기 챔버와 상기 웨이퍼장착수단 사이에 상기 웨이퍼장착수단의 상부로부터 측면을 감싸면서 설치되는 보호컵이 더욱 구비되는 것이 바람직하며, 상기 챔버에는 상기 챔버의 상부로부터 상기 챔버의 내부로 관통된 승강축을 구비한 보호컵승강수단이 장착되고, 상기 보호컵의 일측이 상기 승강축에 연결되어 승강되는 것이 더욱 바람직하다. In addition, a protective cup is installed between the chamber and the wafer mounting means to cover the side from the top of the wafer mounting means in order to protect the chamber from the chemical liquid splashing from the wafer and to prevent contaminants from entering the upper surface of the wafer. Preferably, the chamber is equipped with a protective cup lifting means having a lifting shaft penetrated into the chamber from the upper portion of the chamber, one side of the protective cup is connected to the lifting shaft is further elevated desirable.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 보호컵은 약액으로부터 상기 챔버의 내벽을 보호하게 되고, 상기 승강수단에 의해 상기 챔버내를 상,하로 승강하기 때문에 상기 웨이퍼장착수단에 상기 웨이퍼를 용이하게 장착할 수 있게 된다.According to such a configuration, the protective cup protects the inner wall of the chamber from the chemical liquid, and the lifting means lifts the chamber up and down, so that the wafer can be easily mounted on the wafer mounting means. do.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼클리닝장치의 일실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of a wafer cleaning apparatus according to the technical spirit of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 바람직한 실시예를 보여주는 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 회전수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도이고, 도4는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 약액분사수단의 변형실시예를 보여주는 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치에 챔버 내벽을 보호하는 보호컵을 더욱 구비한 변형실시예를 보여주는 종단면도이다. Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a preferred embodiment of the wafer cleaning apparatus according to the present invention, Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a modified embodiment of the rotating means of the wafer cleaning apparatus according to the present invention, Figure 4 is 5 is a longitudinal sectional view showing a modified embodiment of the chemical liquid spraying means of the wafer cleaning apparatus, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a modified embodiment further including a protective cup for protecting the chamber inner wall in the wafer cleaning apparatus according to the present invention.
도시된 바에 의하면, 청정공기가 흡입되는 공급구(20a)가 상부에 형성된 챔버(20)와, 상기 챔버(20)에 회전수단(100)이 장착되어 있다. As shown in the drawing, a
여기서, 상기 회전수단(100)은, 도2에 도시된 바에 의하면, 내부에 축방향으로 중공이 형성되어 있는 중공회전축(120)을 구비한 모터(110)로 이루어져 있으며, 상기 모터(110)는 챔버(20)의 하부에 장착되어 있다. 상기 모터(110)는 모터(100)의 중심부에 설치되고 회전축의 역할을 하는 상기 중공회전축(120)을 구동한다.Here, the rotation means 100, as shown in Figure 2, consists of a
한편, 도3에 도시된 바에 의하면, 상기 회전수단(100)은 모터(110)와; 상기 챔버(20)를 하부로부터 내부로 관통하고 축방향으로 중공이 형성된 중공회전축 (120)과; 상기 모터(110)의 회전력을 상기 중공회전축(120)으로 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 3, the rotating means 100 is a
상기 동력전달부는 상기 모터(110)와 상기 중공회전축(120)에 각각 결합되는 폴리(112,112′)와 상기 폴리(112,112′) 사이에 설치되는 밸터(111)를 포함하여 구성된다. The power transmission unit includes a
여기서, 상기 중공회전축(120)에는 웨이퍼장착수단(300)이 연결된다. Here, the wafer mounting means 300 is connected to the hollow
상기 웨이퍼장착수단(300)은 상단부에 웨이퍼를 수평으로 장착시킬 수 있는 홀더(320)가 적어도 두개 이상 설치된 회전브라켓(310)으로 이루어져 있고, 상기 회전브라켓(310)의 하단부가 상기 중공회전축(120)에 연결되어 있는 것이다. The wafer mounting means 300 is composed of a
도면에 도시된 실시예에 의하면, 상기 회전브라켓(310)은 원형 또는 다각형의 측벽으로 감싸진 내부공간을 형성하고 그 하부에는 매질액배출구(310')를 구비하고 있다. According to the embodiment shown in the figure, the
그러나 상기 회전브라켓(310)의 형상은 다른 변형예도 가능하다. However, the shape of the
즉, 상기 중공회전축(120)에 다수의 로드(rod)를 방사상으로 장착시키고 그 각각을 상기 챔버(20)내의 상부로 절곡시키며 그 상단부에 각각 홀더(320)를 구비하게 하는 형상도 가능한 것이다.That is, it is also possible to radially mount a plurality of rods on the hollow
이와 같은 구성에 의하면, 상기 매질액배출구(310')는 별도로 형성될 필요가 없게 된다. According to such a configuration, the medium liquid outlet 310 'does not need to be formed separately.
또한, 상기 웨이퍼장착수단(300)은 웨이퍼를 일반적으로는 수평으로 장착하지만 소정의 각도로 장착하도록 구성될 수 있다. In addition, the wafer mounting means 300 may be configured to mount the wafer in a horizontal but generally at a predetermined angle.
또한, 상기 웨이퍼장착수단(300)에 장착되는 상기 웨이퍼(4)의 상면이 일반적으로 디바이스가 형성되는 면이지만 거꾸로 장착되더라도 본 발명은 유효한 세정효과를 달성할 수 있다.In addition, although the upper surface of the
한편, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 내부공간에는 지지수단(500)이 설치되고, 상기 지지수단(500)에는 1개 이상의 통공(600')이 형성된 메가소닉발진수단(600)이 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체를 향해 메가소닉에너지를 발진시킬 수 있도록 재치된다. Meanwhile, the support means 500 is installed in the internal space of the wafer mounting means 300, and the megasonic oscillation means 600 having one or more through
그리고, 상기 지지수단(500)은 상기 중공회전축(120)의 중공을 통과하여 상기 챔버(20)의 하부에서 내부로 설치된 중공지지축(510)과, 상기 중공지지축(510)의 상단부가 상기 챔버(20)내의 상부를 향하여 일체로 연장되어 형성된 지지체(520)로 구성되어 있고, 상기 지지체(520)의 상단에 상기 메가소닉발진수단 (600)이 설치되어 있다. The support means 500 includes a
또한, 상기 메가소닉발진수단(600)의 상면에는 상기 메가소닉발진수단(600)에 형성된 통공(600')과 대응되는 통구(610')가 형성된 메가소닉전달판(610)이 상기 메가소닉발진수단(600)의 상면과 밀착되게 장착되어 상기 메가소닉발진수단 (600)을 약액으로부터 보호하고 메가소닉에너지를 상기 웨이퍼(4)의 하면으로 원활하게 전달되게 한다. In addition, the
또한, 상기 지지수단(500)의 내부에는 매질액공급수단(700)이 설치된다. In addition, the medium liquid supply means 700 is installed inside the support means 500.
상기 매질액공급수단(700)은 상단부가 상기 통공(600')과 연결되고 상기 중공지지축(510)에 형성된 중공을 통과하는 매질액공급관(710)으로 이루어져, 매질액 을 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이에 형성되는 공간으로 분출시키게 된다. The medium liquid supply means 700 comprises a medium
따라서, 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이의 공간에는 상기 매질액으로 계속 채워져 상기 메가소닉발진수단(600)에서 발진되는 메가소닉에너지를 상기 웨이퍼(4)의 하면을 향해 효율적으로 전달되게 하는 것이다. Therefore, the space between the lower surface of the
또한, 상기 매질액에 의해 상기 웨이퍼(4)의 하면이 세정되게 된다. In addition, the lower surface of the
한편, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 상부에는 약액분사수단(400)이 설치된다. On the other hand, the chemical injection means 400 is installed on the wafer mounting means 300.
상기 약액분사수단(400)은 상기 챔버(20)의 외측면에 장착된 구동기(410)와, 상기 구동기(410)에 연결되고 상기 챔버(20)의 외부에서 상기 챔버(20)의 내부로 관통되어 설치된 아암(420)과, 상기 아암(420)에 적어도 하나 이상 설치된 노즐 (430)로 구성되어 있다. The chemical liquid injection means 400 is connected to the
상기 구동기(410)는 상기 아암(420)의 상기 웨이퍼(4)의 상부에서 도면상 전후로 왕복운동을 시켜 상기 웨이퍼(4)의 상면에 약액이 균일하게 뿌려지도록 한다.The
그러나, 상기 약액분사수단(400)은 도 4에 도시된 바와 같은 변형실시예도 가능하다. 즉, 상기 챔버(20)의 상측면에 다수의 노즐(430)을 직접 설치하고 상기 노즐(430)을 통해 약액을 상기 웨이퍼(4)의 상면으로 분사시키는 것이다. 이와 같은 변형실시예에 의하면 상기 구동기(410)는 필요없게 된다. However, the chemical liquid injection means 400 may be modified as shown in FIG. 4. That is, a plurality of
이와 같이, 상기 약액분사수단(400)에 의해 분사되는 약액은 상기 웨이퍼장착수단(300)에 장착된 웨이퍼(4)의 상면을 향해 분출되게 되는 데, 이때 상기 웨이퍼(4)의 고속회전으로 인해 상기 웨이퍼(4)의 상면에 분사되는 상기 약액이 상기 챔버(20) 내부에서 상기 챔버(20)의 벽방향으로 비산되어 상기 챔버(20)의 내부벽을 오염시킬 우려가 있다. As such, the chemical liquid injected by the chemical liquid spraying means 400 is ejected toward the upper surface of the
따라서, 이를 방지하기 위해, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼장착수단 (300)의 외측을 감싸는 보호컵(330)을 설치하는 것이 바람직하다. Therefore, in order to prevent this, as shown in Figure 5, it is preferable to install a
여기서, 상기 보호컵(330)은 상기 챔버(20)에 장착된 보호컵승강수단에 의해 상,하로 승강할 수 있게 하는 것이 바람직하다. Here, the
상기 보호컵승강수단은 구동부(350)와, 상기 구동부(350)에 의해 구동되고 상기 챔버(20)의 상부에서 내부로 관통하여 설치된 승강축(350')으로 구성되고, 상기 보호컵(330)은 상기 승강축(350′)의 하단부에 장착된다.The protective cup lifting means is composed of a
한편, 상기 챔버(20)의 일측에는 상기 공급구(20a)를 통해 흡입된 공기와 상기 약액공급수단(700) 및 매질액공급수단(700)에 의해 공급된 약액이 동시에 상기 챔버(20)의 하부로 배출되는 배출구(20b)가 형성되어 있다. On the other hand, one side of the
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치의 동작을 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The operation of the wafer cleaning apparatus according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to a preferred embodiment shown in the drawings.
우선, 도시되지 않은 게이트밸브를 이용하여 상기 챔버(20)내를 개구시키고, 로봇에 의해 상기 웨이퍼장착수단(300)에 상기 웨이퍼(4)를 장착시키고 난 후 상기 챔버(20)를 폐쇄시킨다. First, the
이때, 상기 웨이퍼장착수단(300)의 홀더(320)는 상기 웨이퍼(4)가 움직이지 않도록 고정하며, 그 후 상기 회전수단(100)이 작동하여 상기 웨이퍼장착수단(300)을 회전시킨다.
At this time, the
이와 동시에 상기 메가소닉발진수단(600)에 의해 메가소닉에너지가 발진되어 상기 웨이퍼(4)의 하면으로 향하게 되고, 상기 매질액공급관(710)을 통해 공급되는 매질액이 상기 통공(600')과 통구(610')를 통해 분출되어 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610)사이에 형성된 공간을 메우게 된다. At the same time, the megasonic energy is oscillated by the megasonic oscillation means 600 to be directed toward the lower surface of the
따라서, 상기 메가소닉발진수단(600)을 통해 발진된 메가소닉에너지는 상기 메가소닉전달판(610)과 상기 매질액에 의해 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체면을 향해 동시에 효율적으로 전달되게 된다. Therefore, the megasonic energy oscillated through the megasonic oscillation means 600 is efficiently transferred simultaneously to the entire lower surface of the
그리고, 상기 웨이퍼(4)의 하면과 상기 메가소닉전달판(610) 사이로 공급된 상기 매질액은 상기 지지수단(500)과 그 외곽에 설치된 웨이퍼장착수단(300)과의 사이에 형성된 공간으로 유동하고 상기 매질액배출구(310')를 통해 상기 웨이퍼장착수단(300)의 외곽으로 배출되게 된다. In addition, the medium liquid supplied between the lower surface of the
한편, 상기 웨이퍼(4)의 상부에서는 상기 약액분사수단(400)에 의해 상기 웨이퍼(4)의 상면을 향해 약액이 분사된다. 그리고, 상기 약액은 상기 웨이퍼(4)의 상면을 세정하고 난 후 상기 웨이퍼(4)의 회전에 의한 원심력에 의해 방사상으로 밀려 결국 상기 배출구(20b)를 통해 배출되게 된다. On the other hand, the chemical liquid is injected from the upper portion of the
이와 같은 작동에 의해 상기 웨이퍼(4)의 상면은 상기 메가소닉에너지에 의한 세정효과와 상기 약액에 의한 화학적세정효과가 결합되어 높은 수준의 세정효과를 얻을 수 있다. By this operation, the upper surface of the
또한, 상기 약액분사수단(400)의 상기 아암(420)은 상기 웨이퍼(4)의 상부를 상기 구동기(410)에 의해 도면상 전후 방향으로 소정의 왕복운동을 하게 된다. 따 라서, 상기 노즐(430)에 의해 분사되는 약액이 상기 웨이퍼(4)의 상면상에 균일하게 뿌려지게 된다. In addition, the
그리고, 상기 공급구(20a)를 통해 공급되는 청정공기가 상기 웨이퍼(4)의 중심부로 분사되어 방사상으로 이동하게 됨으로 상기 웨이퍼(4)의 상부에 비산되는 이물질을 상기 배출구(20b)로 배출시키게 된다. In addition, the clean air supplied through the
한편, 상기 매질액과 상기 약액을 린스액으로 바꾸고 상기 매질액분사수단과 상기 약액분사수단(400)을 통해 분사시키면 상기 웨이퍼(4)의 린스도 행할 수 있게 되며, 상기 분사를 중단하면 상기 웨이퍼(4)의 회전에 의한 원심력에 의해 상기 웨이퍼(4)의 건조공정도 동일한 챔버(20)에서 행할 수 있게 된다. Meanwhile, when the medium liquid and the chemical liquid are changed into a rinse liquid and sprayed through the medium liquid spraying means and the chemical liquid spraying means 400, the rinsing of the
나아가, 상기 건조공정을 원활하게 하기 위해 상기 웨이퍼(4)의 양면에 표면장력이 작은 이소프로필알콜(IPA)등을 약액분사수단(400)과 상기 매질액공급수단(700)을 통하여 도포하고, 상기 웨이퍼(4)에 중앙부에 N2 가스를 분사시켜줌으로서 건조공정을 단축시킬 수도 있다. Furthermore, in order to facilitate the drying process, isopropyl alcohol (IPA) having a small surface tension is applied to both surfaces of the
결국, 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치는 상기 웨이퍼(4)의 하면 전체를 향해 메가소닉에너지를 발진시켜 메가소닉에너지에 의한 세정효과와 함께 약액에 의한 세정효과를 효율적으로 결합함으로서 세정효과를 극대화 시킬 뿐만 아니라, 상기 웨이퍼(4)의 처리량도 종래 웨트배치방식에 의한 처리량에 뒤지지 않고, 상기 웨이퍼(4)의 세정과 린스 그리고 건조공정을 동일한 챔버(20)에서 행할 수 있게 되는 것이다.
As a result, the wafer cleaning apparatus according to the present invention oscillates the megasonic energy toward the entire lower surface of the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼클리닝장치는 다음과 같은 구성상 효과를 달성할 수 있다. As described above, the wafer cleaning apparatus according to the present invention can achieve the following structural effects.
우선, 상기 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼의 하면 전체에 동시에 미치게 되고 상기 웨이퍼의 하면에 매질액을 분출시킴으로서, 상기 메가소닉에너지가 상기 웨이퍼에 효율적으로 전달되어 상기 웨이퍼의 세정효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 기대된다. First, the megasonic energy spreads over the entire lower surface of the wafer at the same time and ejects the medium liquid on the lower surface of the wafer, so that the megasonic energy is efficiently transferred to the wafer to maximize the cleaning efficiency of the wafer. Is expected.
또한, 상기 웨이퍼장착수단의 내부에 상기 지지수단을 설치하고 상기 지지수단의 내부에 상기 매질액분사수단을 설치함으로서 챔버내의 공간이 효율적으로 이용되어 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 기대된다. In addition, by installing the support means inside the wafer mounting means and by installing the medium liquid injection means inside the support means, the space in the chamber can be effectively used to reduce the size of the device.
그리고, 상기 웨이퍼의 하면을 향해 상기 메가소닉에너지를 발진시킴으로서 민감한 상기 웨이퍼의 상면에는 상기 메가소닉에너지가 간접적으로 전달됨으로서 강한 메가소닉에너지에 의한 상기 웨이퍼 상면의 손상을 방지할 수 있는 효과가 기대된다. In addition, the megasonic energy is oscillated toward the lower surface of the wafer, so that the megasonic energy is indirectly transferred to the upper surface of the sensitive wafer, thereby preventing the damage of the upper surface of the wafer due to the strong megasonic energy. .
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| US8845812B2 (en) | 2009-06-12 | 2014-09-30 | Micron Technology, Inc. | Method for contamination removal using magnetic particles |
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