KR19980065775A - 다중 발진 초음파 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 발진 초음파 세정장치에 관한 것으로, 내부에 웨이퍼를 수용하는 세정액을 담고있는 내부 세정조와, 상기 세정액에 진동을 전달하는 진동판을 포함한 초음파 세정장치에 있어서, 상기 진동판은 상기 내부 세정조의 소정부위에 다수개 부착됨을 특징으로 한다.

이와 같이 형성되는 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정장치에서는 진동판이 내부 세정조의 하단에 부착되어 간접적으로 진동할 뿐만아니라 내부 세정조의 측단에 직접 부착되어 진동하게 됨으로써, 내부 세정조내에 구비된 웨이퍼의 세정 효과가 극대화된다.

Description

다중 발진 초음파 세정장치

본 발명은 초음파 세정장치에 관한 것으로 좀더 상세하게는 음파를 발생시키는 진동판을 외부용기에 부착시킴과 아울러, 내부 세정조에도 부착시켜 진동판의 음파를 웨이퍼에 직/간접 전달함으로써 극대화된 세정효과를 얻을 수 있는 다중 발진 초음파 세정장치에 관한 것이다.

최근의 반도체 소자는 점차 고집적화되고 있으며, 배선간의 간격도 더욱 미세한 크기로 형성되고 있다.

따라서, 반도체 소자를 제조하는데 있어서, 이물질이 끼치는 영향력은 점차 증대되고 있으며, 그 결과 반도체 소자의 제조 단계에서부터 이물질 발생을 최대한 억제시키는 노력이 가속화되고 있는 실정이다.

이에 따라, 반도체 소자의 제조 공정 중에 웨이퍼를 세정하여 그 청정도를 향상시키는 웨이퍼 세정 공정은 점차 그 중요함을 더해가고 있다.

도 1은 이러한 기능을 수행하는 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치의 개략적인 형상을 도시한 단면도 이다.

도시된 바와 같이, 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치는 그 내부에 담겨진 세정액속에 웨이퍼(100)를 수용하고 있는 내부 세정조(101)와; 소정의 수용액(H₂O)속에 내부 세정조(101)를 담고 있는 외부 용기(103)와; 외부 용기(103)의 하단에 부착되어 소정의 음파를 발생시키는 진동판(104)과; 내부 세정조(101)의 상부에 형성되어 오염이 제거된 세정액을 공급하는 외부 세정조(102)를 포함하여 형성된다.

이와 같이 형성되는 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치의 세정 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 용기(103)의 하단에 부착되어 있는 진동판(104)은 외부에 형성된 초음파 발생부(105)의 진동에 의해 일정한 주파수로 진동된다.

이때, 진동판(104)에서 발생되는 진동은 외부 용기(103)내에 담겨져 있는 수용액을 진동시키고 이러한 진동은 외부 용기(103)내에 포함되어 있는 내부 세정조(101)에 전달된다.

이러한 진동의 전달에 따라, 내부 세정조(101)를 채우고 있던 세정액은 소정의 폭으로 진동하게 되고 담겨져 있는 웨이퍼(100) 표면에 국부적인 발열 및 고속 흐름을 발생시켜 웨이퍼(100) 표면에 부착되어 있는 파티클(particle)을 제거하고 그 결과 소기의 세정 목적을 달성시킬 수 있다.

이때, 진동판(104)은 내부 세정조와 일정한 이격거리를 유지하지않으면 정확한 진동영역을 확보할 수 없다. 따라서, 그 조립과정은 고도의 정밀성이 요구된다.

한편, 내부 세정조(101)의 측단에는 배수관(106)이 형성되어 오염된 세정액을 외부로 배출시키는 역할을 수행하고 있다.

이때, 배출된 세정액은 필터(미도시)에 의해 필터링되어 오염 요소가 제거된 후에 급수관(107)에 의해 외부 세정조(102)로 공급되고, 공급된 세정액은 하단부에 형성된 내부 세정조(101)로 흘러들어가게 된다.

상기한 바와 같이 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치에서는 내부 세정조(101)와 진동판(104) 사이에 수용액을 매개시켜 진동 세정하는 간접 발진 방식을 채택하고 있다.

그러나 이와 같은 기능을 수행하는 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치에서는 진동판(104)의 진동이 내부 세정조(101) 전체로 파생되지 못하여 우수한 세정 효과를 얻지 못하는 문제점이 있다.

즉, 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치는 간접 세정 방식을 채용하여 내부 세정조(101)와 진동판(104) 사이에 수용액을 매개시키고 매개된 수용액의 진동에 의해 웨이퍼(100) 표면에 부착된 오염물질을 제거하게 되는데 이때 수용액 분자들은 발생하는 음파를 방해하는 요소로 작용하여 세정 효과가 저하되는 문제점이 있다.

또한 외부 용기(103)내에 충분한 양의 수용액이 공급되지 못하는 경우에는 진동판(104)에서 발생된 음파가 공기중으로 분산되어 세정 효과가 현격히 저하되는 문제점이 있다.

또한, 진동판(104) 및 내부 세정조(101)간의 간격유지를 위한 조립과정이 매우 난해하여 제조 공정상의 효율이 저감되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 진동판을 내부 세정조의 하부면에만 부착하는 것이 아니라 내부 세정조의 좌,우측에도 부착하여 진동의 발생이 웨이퍼의 하부 뿐만아니라 좌,우측에서도 일어나도록 하고 그 결과 향상된 세정 효과를 달성할 수 있는 다중 발진 초음파 세정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 진동의 전달이 직/간접적으로 수행됨으로써 세정 효과를 극대화 할 수 있는 다중 발진 초음파 세정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 측면에서 진동하는 추가 진동판을 구비함으로써, 내부 세정조의 하단부에 형성되는 진동판의 조립이 용이하도록 하는 다중 발진 초음파 세정장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 제조 기술에 따른 초음파 세정장치의 개략적인 형상을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정장치를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 웨이퍼 201 : 제 1 진동판

202 : 제 2 진동판 203 : 제 3 진동판

204 : 제 1 초음파 발생부 205 : 제 2 초음파 발생부

206 : 제 3 초음파 발생부 207 : 초음파 발생부

208 : 내부 세정조 209 : 외부 용기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정장치는 내부에 웨이퍼를 수용하는 세정액을 담고있는 내부 세정조와, 상기 세정액에 진동을 전달하는 진동판을 포함하는 초음파 세정장치에 있어서, 상기 진동판은 상기 내부 세정조의 소정부위에 다수개 부착됨을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 내부 세정조는 소정의 진동판이 부착된 외부 용기에 의해 수용됨을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진동판은 2 개임을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진동판은 스테인레스로 형성됨을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진동판은 서로 다른 초음파 발생부에 의해 제어됨을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진동판은 하나의 초음파 발생부에 의해 제어될 수도 있음을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에서는 진동판에 의한 진동이 내부 세정조의 측단 및 하단에서 직·간접적으로 발생됨으로써, 웨이퍼에 부착된 이물질이 용이하게 세정된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기하는 설명에 있어서, 종래의 역할과 동일한 구성요소,예컨데 외부 세정조 등의 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 담겨진 세정액 내부에 웨이퍼(200)를 수용하고 있는 내부 세정조(208)는 일정량의 수용액이 담겨진 소정 용량의 외부 용기(209)에 잠겨있다.

이때, 외부 용기(209)의 하단부에는 하기하는 제 1 초음파 발생부(204)에서 발생하는 초음파신호에 의해 소정폭으로 진동하는 제 1 진동판(201)이 부착되어 있어, 상기 외부 용기(209)에 진동을 전달하게 되고, 이러한 진동은 수용액을 매개로하여 내부 세정조(208)에 전달된다.

여기서, 본 발명의 특징에 따르면, 내부 세정조(208)의 측면에는 복수개, 좀더 바람직하게는 2개의 진동판이 직접 부착되어 있다.

도 2에는 본 발명의 일실시예로써 제 2 및 제 3 진동판(202,203)이 내부 세정조(208)의 측면에 부착된 형상이 도시되어 있다.

따라서, 내부 세정조(208)의 세정액속에 담겨진 웨이퍼(200)는 외부 용기(209)의 하단부에 부착된 제 1 진동판(201)의 진동에 의한 세정효과뿐만 아니라, 부가적으로 부착된 제 2 및 제 3 진동판(202,203)의 진동에 의한 세정 효과까지 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는 외부 용기의 하단부에 부착된 제 1 진동판 이외에도 내부 세정조의 측면에 제 2 및 제 3 진동판이 부가적으로 부착되어, 웨이퍼의 세정 효과가 향상되고, 이에 따라 제 1 진동판 및 내부 세정조 사이에 일정한 이격거리 오차가 발생되더라도, 그 세정 효과는 크게 저감되지 않는다. 그 결과, 제 1 진동판의 조립과정은 종래에 비해 매우 수월하게 진행될 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 세정장치의 세정과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부 용기(209)의 하단부에 부착된 제 1 진동판(201)은 수용액을 매개로 하여 웨이퍼(200)를 세정하게 된다.

또한, 내부 세정조(208)의 표면에 직접 부착되어 있는 제 2 및 제 3 진동판(202,203)은 다른 물질의 매개없이 발생되는 진동을 직접 내부 세정조(208)에 전달하게 된다.

따라서, 내부 세정조(208)에 담겨진 웨이퍼(200)는 제 2 및 제 3 진동판(202,203)의 직접적인 영향에 의하여 향상된 세정을 얻을 수 있다.

즉, 제 2 및 제 3 진동판(202,203)의 진동에 의해 세정액내에서는 압력이 순간적 또는 국부적으로 높아지는 효과가 발생되고, 이러한 효과가 세정액중에 놓여진 웨이퍼(100) 표면에 미치게 되어 웨이퍼(100) 표면은 적절히 세정되는 것이다.

이때 본 발명의 특징에 따르면, 제 1 , 제 2 , 제 3 진동판(201,202,203)의 재질은 스테인레스로 이루어져서, 그 진동효과를 극대화시키고 있다.

한편, 본 발명의 특징에 따르면, 제 1 , 제 2 , 제 3 진동판(201,202,203)은 각각 서로 다른 초음파 발생부 즉, 제 1 , 제 2 , 제 3 초음파 발생부(204,205,206)에 의해 제어되고 있고, 이에 따라 제 1 , 제 2 , 제 3 진동판(201,202,203)은 서로 다른 주파수의 초음파를 전달받을 수 있다.

그 결과, 서로 다른 주파수로 진동하는 제 1 , 제 2 , 제 3 진동판(201,202,203)의 발진에 의해 세정액 내부에는 액체 알갱이가 파괴되는 공동와류(cavitation) 현상이 촉진되고 이에 따라 웨이퍼(200)의 세정효과가 향상된다.

또한, 하나의 세정장치에서 저 주파수(30kHz이하)와 고 주파수(1MHz이하)를 함께 발진하는 것이 가능하여 웨이퍼(200)에 형성된 오염원의 종류에 따라 다양한 세정을 행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 제 1 , 제 2 , 제 3 진동판(201,202,203)은 하나의 초음파 발생부(207)에 의해 제어될 수도 있다.

본 발명의 세정장치가 이와 같이 형성되는 경우에는 장비내에 초음파 발생부(207)가 차지하는 공간이 저감되어 장비를 소형으로 구현할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 실시예에서도 본 발명에 따른 직/간접 방식의 다중 발진 방식을 채용함으로써, 웨이퍼(200)의 앞, 뒤, 모퉁이에 붙어있는 오염 미립자를 최대한 제거하는 효과를 낼 수 있다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 내부 세정조에 담겨진 웨이퍼는 제 2 및 제 3 진동판의 직접적인 진동에의해 세정되고 있다.

본 발명의 세정장치가 이와 같이 외부 용기 및 제 1 진동판의 구비없이 직접 방식만을 채용하여 세정기능을 수행하게 되더라도, 음파전달을 방해하는 물질이 제거되어 있음으로써, 종래의 세정장치보다 향상된 세정 효과를 얻을 수 있다.

상기에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 발진 초음파 세정창치에서는 진동판이 내부 세정조의 하단에 부착되어 간접적으로 진동할 뿐만아니라 내부 세정조의 측단에 직접 부착되어 진동하게 됨으로써, 내부 세정조내에 구비된 웨이퍼의 세정 효과가 극대화된다.

Claims (6)

1. 내부에 웨이퍼를 수용하는 세정액을 담고있는 내부 세정조와, 상기 세정액에 진동을 전달하는 진동판을 포함한 초음파 세정장치에 있어서, 상기 진동판은 상기 내부 세정조의 소정부위에 다수개 부착됨을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 세정조는 소정의 진동판이 부착된 외부 용기에 의해 수용됨을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판은 2 개임을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판은 스테인레스로 형성됨을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판은 서로 다른 초음파 발생부에 의해 제어됨을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판은 하나의 초음파 발생부에 의해 제어됨을 특징으로 하는 다중 발진 초음파 세정장치.