KR20050017923A - 양면 메가소닉 세정장치 - Google Patents

양면 메가소닉 세정장치

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Abstract

본 발명은 양면 메가소닉 세정장치에 관한 것으로, 웨이퍼 및 세정액을 내장하는 챔버배쓰; 챔버배쓰의 상부에 설치되는 커버; 챔버배쓰의 하부에 설치되어, 챔버배쓰 내의 세정액에 진동에너지를 가하는 제1진동수단; 및 커버에 설치되어, 챔버배쓰 내의 세정액에 진동에너지를 가하는 제2진동수단을 포함하여 구성된다.

Description

양면 메가소닉 세정장치{Two Side Megasonic Cleaner}
본 발명은 웨이퍼 세정장치에 관한 것으로, 상세하게는 메가소닉 에너지를 이용하여 웨이퍼를 세정하는 세정장치에 관한 것이다.
반도체 제조 과정에서 발생되는 각종 오염물을 제거하기 위하여 건식, 습식 등의 여러 세정장치가 사용되고 있다. 이들 세정장치 중에서 습식 세정장치는 세정의 목적에 따라 각종 화학약품(chemical) 및 부수적 장치가 사용되는 데, 이들 부수장치들 중의 하나가 메가소닉(megasonic) 장치이다. 초음파보다 20배 이상 높은 주파수로 동작하는 메가소닉 세정장치는 세정의 효과를 향상시키기 위하여 케미컬 배쓰(chemical bath) 또는 순수 배쓰(DIW bath)에 장착되어 사용되고 있다.
도1은 종래의 메가소닉 세정장치의 개략구성도이다. 도1에 도시된 바와같이, 세정장치는 챔버(10), 챔버의 하부에 장착된 메가소닉 진동자(11), 진동자(11)의 진동에너지를 전달하는 중간매체(13), 중간매체(13)를 통해 전달된 진동에너지에 의하여 진동하는 세정액(15), 세정액(15) 및 웨이퍼(16)가 들어있는 챔버배쓰(12), 그리고 챔버배쓰(12)의 상부를 덮는 커버(14) 등으로 구성되어 있다.
종래 메가소닉 세정장치의 작용을 보면, 하부에 장착된 진동자(11)의 진동에너지는 중간매체(13) 및 세정액(15)를 통해 간접적으로 웨이퍼(16)에 전달된다. 여기서, 중간매체(13) 없이 진동자(11)에서 세정액(15)으로 직접 진동에너지를 전달하는 구조를 가질 수도 있다.
그런데, 이러한 직간접 방식의 종래 메가소닉 세정장치는 진동자가 세정장치의 하부에만 위치하여, 진동자와 거리가 먼 배쓰 상단부에는 진동에너지의 전달이 미미하다. 그 결과, 세정이 완료된 웨이퍼의 이물질 제거정도를 비교하였을 때, 진동자와 가까이 있는 웨이퍼의 하단부분은 이물질 제거효과가 좋으나, 진동자와 거리가 떨어진 웨이퍼의 상단부분은 상대적으로 이물질의 제거효과가 떨어진다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼의 하단부분 뿐만 아니라 상부부분의 이물질 등을 효과적으로 제거시켜 세정의 효율을 최대로 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세정장치의 상부, 배쓰 커버에 순수를 담을 수 있는 별도의 커버배쓰를 설치하고, 커버배쓰 내에 별도의 메가소닉 진동자를 구비하여 본체배쓰에 담겨 있는 웨이퍼의 상부부분에 묻어 있는 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있는 양면 메가소닉 세정장치를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 양면 메가소닉 세정장치의 구성도이다. 도2에 도시된 바와같이, 양면 메가소닉 세정장치는 챔버(10), 챔버메가소닉진동자(11), 챔버배쓰(12), 중간매체(13), 커버(14), 커버배쓰(21), 커버메가소닉진동자(22) 등으로 구성된다.
챔버(10)는 세정장치 본체의 형태를 구성하는 구조물이다.
챔버메가소닉진동자(11)는 챔버(10)의 하부, 즉 세정액(15)이 채워져 있는 챔버배쓰(12)의 내측 하단부에 설치되는 데, 600∼1000㎑ 의 고주파를 발진시킨다. 챔버메가소닉진동자(11)는 압전변환기(piezoelectric transducer) 등을 포함하는 데, 압전변환기가 전기적으로 여기되어 진동하면서 고주파를 발생한다. 발생되는 고주파는 세정액 등의 액체에 진동에너지를 전달하며, 이때 세정액이 교반되어 웨이퍼 표면에 묻어 있는 미립자를 비롯한 금속불순물, 유기오염물질, 흡착분자 등의 다양한 대상물을 떨어뜨린다.
챔버배쓰(12)는 보통 석영으로 이루어지고 상부에는 커버(14)가 구비되어 있다. 내부에 순수(deionized water) 또는 세정액 등이 채워지고, 세정액 속에는 세정의 대상이 되는 웨이퍼(16)가 담구어 진다. 한편, 챔버배쓰(12)는 챔버(10)에 내장되는 데, 챔버(10)의 하부에 채워진 전달매체(13), 즉 순수에 잠기도록 위치한다.
커버배쓰(21)는 커버(14)의 하부, 즉 챔버배쓰(12)의 폭보다 작게 형성되고, 그 높이는 챔버배쓰(12)에 채워진 세정액의 상부면보다 아래에 위치하도록, 커버배쓰(21)의 일측이 챔버배쓰(12)의 세정액에 잠길 수 있는 정도로 한다. 커버배쓰(21)의 내부에는 전달매체인 순수(23)가 채워진다.
커버메가소닉진동자(22)는 커버(14)의 일측, 즉 커버배쓰(21)의 내부에 채워진 순수에 진동에너지를 직접적으로 전달할 수 있도록 위치한다. 커버메가소닉진동자(22)는 챔버메가소닉진동자(11)와 동일 내지 유사한 구조 및 동작을 갖는다. 다만, 동작에 있어서, 커버메가소닉진동자(22)는 챔버메가소닉진동자(11)와 교대로 동작한다.
이러한 구조를 갖는 양면 메가소닉 세정장치의 동작을 보면, 먼저 하부에 설치된 챔버메가소닉진동자(11)를 동작시키면, 중간매체(13)인 순수에 의하여 진동에너지가 챔버배쓰(12) 내의 세정액(15)에 전달된다. 이때 웨이퍼(16)에 묻어 있는 이물질 등이 제거된다. 그러나, 챔버메가소닉진동자(11)의 동작시에는 웨이퍼(16)의 하부에 묻어있는 이물질 등이 주로 떨어지고, 웨이퍼(16)의 상부에 묻어있는 이물질 등의 분리는 미흡하다. 챔버메가소닉진동자(11)가 일정시간 동안 동작한 후에는 챔버의 상부에 위치하는 커버메가소닉진동자(22)를 작동시킨다. 커버메가소닉진동자(22)가 작동하면, 중간매체(23)인 순수를 매개로 하여 진동에너지가 챔버배쓰(12) 내의 세정액(15)에 전달된다. 이때, 웨이퍼(16)의 상부에 묻어있는 이물질 등이 주로 떨어진다.
만약, 챔버메가소닉진동자(11)와 커버메가소닉진동자(22)이 동시에 동작하는 경우에는 양방향에서 전달된 진동에너지가 상쇄되므로, 양 진동자의 동작은 교대로 이루어질 필요가 있다. 여기서, 교대되는 시간은 먼저 챔버메가소닉진동자(11)의 동작이 완료된 후에 커버메가소닉진동자(22)를 동작시키는 2단계 동작메커니즘을 취할 수도 있으나, 웨이퍼의 상하면 이물질을 동시적 분리를 위해서는 양 진동자를 교대로 연속하여 동작시키는 다단계 동작방식이 바람직하다.
이상의 구조 및 동작을 갖는 양면 메가소닉 세정장치에 의하면, 웨이퍼의 하부면의 이물질은 물론 상부면의 이물질도 효과적으로 제거함으로써, 세정의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도1은 종래의 메가소닉 세정장치의 개략구성도, 그리고
도2는 본 발명에 따른 양면 메가소닉 세정장치의 구성도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 챔버 11: 챔버메가소닉진동자
12: 챔버배쓰 13, 23: 전달매체
14: 커버 15: 세정액
16: 웨이퍼 21: 커버배쓰
22: 커버메가소닉진동자

Claims (4)

  1. 웨이퍼 및 세정액을 내장하는 챔버배쓰;
    상기 챔버배쓰의 상부에 설치되는 커버;
    상기 챔버배쓰의 하부에 설치되어, 상기 챔버배쓰 내의 세정액에 진동에너지를 가하는 제1진동수단; 및
    상기 커버에 설치되어, 상기 챔버배쓰 내의 세정액에 진동에너지를 가하는 제2진동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 메가소닉 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 내부면측에 설치되며, 상기 챔버배쓰 내의 세정액에 접촉가능한 높이와 상기 챔버배쓰의 폭보다 작은 폭을 가지는 공간을 형성하며, 내부 공간에는 진동에너지를 전달하는 진동전달매체로 채워지는 커버배쓰를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 메가소닉 세정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1진동수단에서 상기 챔버배쓰 내의 세정액으로 진동에너지를 전달하는 진동전달매체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 메가소닉 세정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1진동수단 및 제2진동수단은 교대로 동작하는 것을 특징으로 하는 양면 메가소닉 세정장치.
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