KR20070073311A - Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy - Google Patents

Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy Download PDF

Info

Publication number
KR20070073311A
KR20070073311A KR1020060001062A KR20060001062A KR20070073311A KR 20070073311 A KR20070073311 A KR 20070073311A KR 1020060001062 A KR1020060001062 A KR 1020060001062A KR 20060001062 A KR20060001062 A KR 20060001062A KR 20070073311 A KR20070073311 A KR 20070073311A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
cleaning
rod
ultrasonic
cleaning liquid
Prior art date
Application number
KR1020060001062A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김성곤
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060001062A priority Critical patent/KR20070073311A/en
Publication of KR20070073311A publication Critical patent/KR20070073311A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

An apparatus and a method for cleaning a wafer using megasonic energy are provided to transfer vibration to an entire surface of the wafer by using a quartz rod reaching both edges of the wafer. A rotatable wafer supporting member is used for supporting a wafer(W). A cleaning solution supply member supplies a cleaning solution to the wafer. A vibration transfer member is positioned across a front surface of the wafer in order to vibrate the cleaning solution by transferring ultrasonic energy to the cleaning solution. A vibration oscillation member is used for oscillating the vibration transfer member. The vibration transfer member includes a porous quartz rod(200).

Description

웨이퍼 초음파 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING WAFERS USING MEGASONIC ENERGY}Ultrasonic Wafer Cleaner and Wafer Cleaning Method Using the Same {APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING WAFERS USING MEGASONIC ENERGY}

도 1은 종래 기술에 따른 초음파 세정장치를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic cleaning device according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 초음파 세정장치에 있어서 일부를 도시한 평면도.Figure 2 is a plan view showing a part of the ultrasonic cleaning apparatus according to the prior art.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 세정장치를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing an ultrasonic cleaning device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 세정장치에 있어서 일부를 도시한 평면도.Figure 4 is a plan view showing a part of the ultrasonic cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100; 제네레이터 200; 로드100; Generator 200; road

300; 세정액 400; 웨이퍼 지지대300; Washing liquid 400; Wafer support

500; 노즐 600; 세정용기500; Nozzle 600; Cleaning container

610; 배출구 700; 모터610; Outlet 700; motor

본 발명은 웨이퍼 세정장치 및 세정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 에너지를 이용하여 웨이퍼를 세정하는 초음파 세정장치 및 이를 이용한 웨이 퍼 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer cleaning apparatus and a cleaning method, and more particularly, to an ultrasonic cleaning apparatus for cleaning a wafer using ultrasonic energy and a wafer cleaning method using the same.

현재 반도체 소자의 집적도가 높아져 감에 따라 패턴의 크기 및 패턴들 사이의 간격이 매우 좁아지고 있다. 이에 따라, 웨이퍼 세정 공정의 중요성이 점차로 증가하고 있다. 그 이유는 웨이퍼의 표면에 오염입자가 존재할 경우 후속 공정시 패턴 불량이 유발될 수 있기 때문이다. 또한, 오염 입자가 미세 패턴들 사이에 존재할 경우 반도체 소자의 오작동을 유발할 수 있기 때문이다. 미세 패턴의 크기가 1㎛ 이하로 줄어들면서 허용 가능한 오염 입자의 크기도 작아지고 있다. 통상적으로 이렇게 작은 크기의 오염 입자는 기존의 세정 방법으로는 제거하기가 용이하지 않다. 따라서, 세정 효율을 높이기 위한 연구가 다각적으로 진행되고 있는데, 이러한 연구의 핵심은 오염 입자의 강한 점착력(adhesion force)을 극복할 수 있는 힘을 웨이퍼에 효과적으로 제공하는 데에 달려 있다고 볼 수 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, the size of patterns and the spacing between patterns become very narrow. Accordingly, the importance of the wafer cleaning process is gradually increasing. This is because the presence of contaminants on the surface of the wafer may cause pattern defects in subsequent processes. In addition, when contaminant particles are present between the fine patterns, it may cause malfunction of the semiconductor device. As the size of the fine pattern is reduced to 1 μm or less, the size of acceptable contaminant particles is also decreasing. Typically, these small contaminant particles are not easy to remove by conventional cleaning methods. Accordingly, researches to improve the cleaning efficiency have been conducted in various ways, and the core of such research is to effectively provide a wafer with a force capable of overcoming the strong adhesion force of contaminated particles.

이러한 연구의 결과물 중의 하나가, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면을 향하는 고주파수로 극도로 교반된 초순수(30)와 같은 유체의 흐름으로 웨이퍼(W)의 오염 입자를 제거하는 초음파 세정장치(1)이다. 초순수(30)를 교반시키는 에너지는 압전변환기와 같은 에너지 발생기(10)에서 나오고, 이 에너지는 석영 로드(20)를 통해 초순수(30)에 전달되는 것이다. 즉, 석영 로드(20)를 통해 초순수(30)로 전달된 에너지는 초순수(30)를 고주파수로 교반시키고, 이렇게 교반된 초순수(30)는 웨이퍼(W)를 진동시켜 웨이퍼(W)의 표면으로부터 파티클을 제거하는 것이다. 이때, 웨이퍼(W)는 지지대(40)의 회전에 따라 회전되면서 전체 표면이 세정된다.One result of this study is to remove contaminating particles of the wafer W with a flow of fluid, such as ultrapure water 30, which is extremely stirred at high frequencies towards the surface of the wafer W, as shown in FIG. Ultrasonic cleaning device 1. The energy for stirring the ultrapure water 30 comes from an energy generator 10 such as a piezoelectric transducer, and this energy is transferred to the ultrapure water 30 through the quartz rod 20. That is, the energy transferred to the ultrapure water 30 through the quartz rod 20 agitates the ultrapure water 30 at high frequency, and the stirred ultrapure water 30 vibrates the wafer W from the surface of the wafer W. To remove particles. At this time, the wafer W is rotated in accordance with the rotation of the support 40 to clean the entire surface.

종래에 있어서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 석영 로드(20)는 원 위치(a)에서 웨이퍼(W)의 중심 위치(b)까지 로드(load)된다. 이와 같이 석영 로드(20)가 웨이퍼(W) 전면을 포괄하지 못하고 중심까지만 위치되므로 석영 로드(20)를 통해 전해지는 초음파 에너지(Megasonic Energy)가 미치는 영역(A)은 웨이퍼(W)의 일부에 제한된다. 웨이퍼(W)가 회전하면서 세정 공정이 진행된다 할지라도 초음파 에너지가 미치는 영역(A)이 제한적일 수 밖에 없으므로 실질적으로 유효한 세정면적 또한 제한적일 수 밖에 없다. 그러므로, 실질적으로 유효한 세정면적이 확대되어 단위시간 대비 세정효과가 극대화될 수 있는 세정장치 및 세정방법의 필요성이 대두된다.Conventionally, as shown in FIG. 2, the quartz rod 20 is loaded from the original position a to the center position b of the wafer W. As shown in FIG. Thus, since the quartz rod 20 does not cover the entire surface of the wafer W and is located only to the center, the region A of the ultrasonic energy transmitted through the quartz rod 20 is applied to a part of the wafer W. Limited. Even if the cleaning process is performed while the wafer W rotates, the area A applied by the ultrasonic energy is limited, so the effective cleaning area is also limited. Therefore, there is a need for a cleaning apparatus and a cleaning method capable of maximizing a substantially effective cleaning area to maximize the cleaning effect relative to unit time.

본 발명은 종래 기술에서의 요구 내지는 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실질적으로 유효한 세정면적이 확대되어 단위시간 대비 세정효과를 극대화시킬 수 있는 웨이퍼 초음파 세정장치 및 세정방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to meet the demands and needs of the prior art, and an object of the present invention is to provide a wafer ultrasonic cleaning apparatus and a cleaning method capable of maximizing the cleaning effect compared to a unit time by substantially increasing the cleaning area. Is in.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치 및 세정방법은 단위시간당 웨이퍼에 전달되는 초음파 에너지양을 증가시킨 것을 특징으로 한다.Ultrasonic wafer cleaning apparatus and cleaning method according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the amount of ultrasonic energy delivered to the wafer per unit time.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치는, 웨이퍼를 지지하는 회전가능한 웨이퍼 지지부재, 상기 웨이퍼에 세정액을 제공하는 세정액 공급부재, 상기 웨이퍼의 전면을 가로지도록 위치되어 상기 웨이퍼 에 제공된 세정액에 초음파 에너지를 전달하여 상기 세정액을 진동시키는 진동 전달부재, 및 상기 진동 전달부재를 발진시키는 진동 발생부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Ultrasonic wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention that can implement the above features, a rotatable wafer support member for supporting a wafer, a cleaning liquid supply member for providing a cleaning liquid to the wafer, is positioned to cross the front surface of the wafer And a vibration transmitting member for transmitting ultrasonic energy to the cleaning liquid provided on the wafer to vibrate the cleaning liquid, and a vibration generating member for oscillating the vibration transmitting member.

본 실시예의 장치에 있어서, 상기 진동 전달부재는 중공의 석영 로드를 포함한다. 상기 석영 로드는 상기 웨이퍼 상에 로딩되는 경우 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 그 끝단이 상기 웨이퍼의 에지 상에 위치한다.In the apparatus of this embodiment, the vibration transmitting member comprises a hollow quartz rod. The quartz rod is positioned on the edge of the wafer so that the quartz rod crosses the front surface of the wafer when loaded on the wafer.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치는, 배출구가 하단에 구비된 세정용기, 상기 세정용기 안에 위치하고 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지대, 상기 웨이퍼를 회전시키도록 상기 웨이퍼 지지대에 조합된 구동기, 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼에 세정액을 제공하는 노즐, 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 일단이 상기 웨이퍼의 에지 상에 위치하여 상기 웨이퍼에 제공된 세정액에 초음파 에너지를 전달하여 상기 세정액을 진동시키는 로드, 및 상기 로드의 타단과 조합되어 상기 로드에 전달할 초음파 에너지를 발생시키는 진동자를 포함하는 것을 특징으로 한다.Ultrasonic wafer cleaning apparatus according to a modified embodiment of the present invention that can implement the above features, a cleaning container having a discharge port at the bottom, a wafer support located in the cleaning container to support the wafer, the wafer support to rotate the wafer A driver coupled to the nozzle, a nozzle for providing a cleaning liquid to the wafer mounted on the wafer support, one end of which is positioned on an edge of the wafer so as to cross the front surface of the wafer to transfer ultrasonic energy to the cleaning liquid provided to the wafer, wherein the cleaning liquid And a vibrator for generating ultrasonic energy to be transmitted to the rod in combination with the other end of the rod.

본 변형 실시예의 장치에 있어서, 상기 로드는 사파이어, 탄화규소, 질화붕소, 탄소유리, 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성된다.In the apparatus of this modified embodiment, the rod is composed of any one or a combination thereof selected from the group consisting of sapphire, silicon carbide, boron nitride, carbon glass, and quartz.

본 변형 실시예의 장치에 있어서, 상기 세정액은 탈이온수, 불산과 탈이온수와의 혼합액, 수산화암모늄과 과산화수소 및 탈이온수와의 혼합액, 불화암모늄과 불산 및 탈이온수와의 혼합액, 인산과 탈이온수와의 혼합액 중에서 선택된 어느 하 나 또는 이들의 조합이다.In the apparatus of this modified embodiment, the cleaning liquid is deionized water, a mixture of hydrofluoric acid and deionized water, a mixture of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide and deionized water, a mixture of ammonium fluoride and hydrofluoric acid and deionized water, phosphoric acid and deionized water Any one selected from the mixture, or a combination thereof.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정방법은, 회전 가능한 웨이퍼 지지대에 웨이퍼를 장착하는 단계, 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼를 회전시키는 단계, 상기 웨이퍼에 초음파 에너지를 전달하는 로드를 로딩시키되 상기 로드가 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 상기 로드의 일단을 상기 웨이퍼의 에지 위로 위치시키는 단계, 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼에 세정액을 제공하는 단계, 및 상기 로드를 초음파 에너지로 발진시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the wafer cleaning method according to an embodiment of the present invention capable of implementing the above features, the method includes mounting a wafer on a rotatable wafer support, rotating the wafer mounted on the wafer support, and a rod for transferring ultrasonic energy to the wafer. Loading the substrate, positioning one end of the rod over the edge of the wafer such that the rod crosses the front surface of the wafer, providing a cleaning liquid to the wafer mounted on the wafer support, and oscillating the rod with ultrasonic energy. It characterized in that it comprises a step of.

본 발명에 의하면, 석영 로드가 웨이퍼의 에지에서부터 에지까지 미치므로 석영 로드를 통해 전달되는 초음파 에너지는 웨이퍼 전면에 미치게 된다. 따라서, 초음파 에너지가 웨이퍼 전면에 미침으로써 실질적으로 유효한 세정면적이 확대된다. 실질적으로 유효한 세정면적이 확대됨으로써 단위시간당 초음파 에너지양이 많아져 웨이퍼의 세정효과를 더욱 높일 수 있게된다.According to the present invention, since the quartz rod extends from the edge of the wafer to the edge, the ultrasonic energy transmitted through the quartz rod reaches the front of the wafer. Thus, the ultrasonic energy reaches the entire surface of the wafer, thereby expanding the substantially effective cleaning area. As the effective cleaning area is substantially enlarged, the amount of ultrasonic energy per unit time increases, thereby further enhancing the cleaning effect of the wafer.

이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치 및 웨이퍼 세정방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, a wafer ultrasonic cleaning apparatus and a wafer cleaning method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages over the present invention and prior art will become apparent through the description and claims with reference to the accompanying drawings. In particular, a device for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is well pointed out and claimed in the claims. However, the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention can be best understood by referring to the following detailed description with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the various drawings.

(실시예)(Example)

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치에 있어서 일부를 도시한 평면도이다.3 is a cross-sectional view of the ultrasonic wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view showing a part of the ultrasonic wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 초음파 세정장치(1000)는 세정용기(600;Cleaning Vessel)와, 세정용기(600) 안에 위치하여 세정될 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지부재로서의 웨이퍼 지지대(400;Wafer Support)와, 웨이퍼 지지대(400)에 장착된 세정될 웨이퍼(W)의 표면상에 세정액(300;Cleaning Solution)을 공급할 세정액 공급부재로서의 노즐(500;Nozzle)과, 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정액(300)을 발진시키는 진동 전달부재로서의 로드(200;Rod)와, 로드(200)에 전달할 발진 에너지를 발생시키는 진동 발생부재로서의 제네레이터(100;Generator)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the wafer ultrasonic cleaning apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention supports a cleaning vessel 600 and a wafer supporting the wafer W to be cleaned by being located in the cleaning vessel 600. A wafer support 400 as a member, a nozzle 500 as a cleaning solution supply member for supplying a cleaning solution 300 to the surface of the wafer W to be cleaned mounted on the wafer support 400; A rod 200 as a vibration transmitting member for oscillating the cleaning liquid 300 supplied to the wafer W surface, and a generator 100 as a vibration generating member for generating oscillation energy to be transmitted to the rod 200. It is configured to include.

세정용기(600)는 위쪽이 개방되어 있고 개방된 위쪽에는 세정액을 세정용기(600) 안으로 공급하는 노즐(500)이 배치되어 있다. 세정용기(600) 하부에는 세정액을 외부로 배출시키기 위한 배출구(610;Drain)가 있다. 세정용기(600) 상부로부터는 노즐(500)을 통해 깨끗한 세정액이 세정용기(600)내의 웨이퍼(W) 표면으로 지속적으로 공급되고 세정작용에 의해 이물질이 함유된 세정액은 배출구(610)를 통해 외부로 배출된다.The cleaning container 600 is open at an upper side thereof, and a nozzle 500 for supplying the cleaning liquid into the cleaning container 600 is disposed at the upper side of the cleaning container 600. The lower portion of the cleaning container 600 has a drain 610 (Drain) for discharging the cleaning liquid to the outside. From the upper portion of the cleaning vessel 600, the cleaning liquid is continuously supplied to the surface of the wafer W in the cleaning vessel 600 through the nozzle 500, and the cleaning liquid containing foreign matters is discharged through the outlet 610. To be discharged.

웨이퍼 지지대(400)는 세정용기(600) 안에 위치하며, 세정될 웨이퍼(W)가 웨 이퍼 지지대(400)에 장착된다. 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(400) 위에 세정을 위한 위치로 장착되었을 때 로드(20)와는 충분히 가깝게 위치하는 것이 바람직하다. 그러면, 로드(200)와 웨이퍼(W) 사이에 공급되는 세정액(300)의 교란이 웨이퍼(W)의 표면 위의 이물질을 분해하거나 웨이퍼(W) 표면으로부터 분리시킨다. 그리고, 웨이퍼 지지대(400)는 모터(700)와 같은 구동기와 조합되어 있어서 모터(700)의 동작에 의해 회전한다. 따라서, 웨이퍼 지지대(400) 상에 장착된 웨이퍼(W) 또한 세정을 하는 동안 소정의 회전수로 회전한다.The wafer support 400 is located in the cleaning container 600, and the wafer W to be cleaned is mounted on the wafer support 400. Preferably, the wafer W is positioned close enough to the rod 20 when the wafer W is mounted in a position for cleaning on the wafer support 400. Then, the disturbance of the cleaning liquid 300 supplied between the rod 200 and the wafer W decomposes or separates the foreign matter on the surface of the wafer W from the surface of the wafer W. The wafer support 400 is combined with a driver such as the motor 700 to rotate by the operation of the motor 700. Accordingly, the wafer W mounted on the wafer support 400 also rotates at a predetermined rotation speed during cleaning.

로드(200)는 웨이퍼 지지대(400)에 장착된 웨이퍼(W)의 상부에 배치된다. 로드(200)는 노즐(500)을 통해 웨이퍼(W) 상에 공급되는 세정액(300)에 강력한 초음파 진동을 인가한다. 세정액(300)에 가하여 준 강력한 초음파에 의해 캐비테이션(cavitation) 기포가 파열하여 이물질 사이에 틈을 만들고, 그 틈으로 기포들이 침투하여 파열함으로써 완전하게 이물질이 웨이퍼(W) 표면으로부터 분리되게 만든다. 그런데, 캐비테이션에 의한 웨이퍼의 손상 우려가 있는 경우 또는 이물질의 크기가 가령 1㎛ 이하 정도로 매우 작은 경우에는 메가헤르쯔(MHz) 단위의 초음파를 이용한 초음파(Megasonic) 세정을 하는 것이 적합하다. The rod 200 is disposed above the wafer W mounted on the wafer support 400. The rod 200 applies powerful ultrasonic vibration to the cleaning liquid 300 supplied on the wafer W through the nozzle 500. The cavitation bubbles rupture by the powerful ultrasonic waves applied to the cleaning liquid 300 to create a gap between the foreign matters, and the bubbles penetrate into the gaps and rupture to completely separate the foreign matters from the wafer W surface. However, when there is a risk of damaging the wafer by cavitation or when the size of the foreign matter is very small, for example, about 1 μm or less, it is suitable to perform ultrasonic cleaning using ultrasonic waves in megahertz (MHz).

세정액(300)으로는 웨이퍼(W) 상에 부착된 이물질 제거 및 린스의 목적으로 초순수(deionized water,H2O)를 사용할 수 있다. 초순수 이외에 케미컬(chemical), 가령 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2) 및 초순수(H2O)와의 혼합액, 불산(HF)과 초순수(H2O)와의 혼합액, 불화암모늄(NH4F)과 불산(HF) 및 초순수(H2O)와의 혼합 액, 인산(H3PO4)과 초순수(H2O)와의 혼합액 등 세정 공정 조건에 따라 적절한 것을 세정액(300)으로 선택할 수 있다. 한편, 세정액은 온도가 높을수록 높은 세정효과를 나타내며, 온도는 적절하게 조절될 수 있다. 그리고, 상술한 다양한 세정액은 제거하고자 하는 이물질의 종류에 따라 어느 하나를 사용하거나, 또는 이들을 혼합하거나 또는 순차적으로 사용될 수 있다.As the cleaning liquid 300, deionized water (H 2 O) may be used for the purpose of removing and rinsing foreign matter attached to the wafer (W). In addition to ultrapure water, chemicals such as ammonium hydroxide (NH 4 OH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and ultrapure water (H 2 O) are mixed, a mixture of hydrofluoric acid (HF) and ultrapure water (H 2 O) The cleaning liquid 300 may be selected according to the cleaning process conditions, such as a mixed liquid of NH 4 F), hydrofluoric acid (HF) and ultrapure water (H 2 O), and a mixed liquid of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and ultrapure water (H 2 O). Can be. On the other hand, the higher the temperature of the cleaning liquid shows a higher cleaning effect, the temperature can be adjusted appropriately. In addition, the above-described various cleaning solutions may be used according to the kind of foreign matter to be removed, or may be mixed or sequentially used.

로드(200)는 가령 원형 단면을 가진 속이 비어있는 중공 형태를 지닌다. 원형 단면의 크기는 임의적이다. 로드(200)는 세정액(300)을 발진시키기에 적합한 형태이면 어떤 형태라도 상관없으므로 원형이 아닌 다른 단면 형태로 디자인될 수 있다. 로드(200)는 초음파 에너지(Megasonic Energy)를 효과적으로 전달한다고 알려져 있는 석영(quartz)으로 만들어져 있는 것이 바람직하다. 석영으로 이루어진 로드(200)는 대부분의 세정액에 만족스럽게 사용될 수 있지만, 불산을 포함하는 세정액에는 식각될 염려가 있다. 따라서, 로드(200)는 석영 이외에 사파이어(sapphire), 탄화규소(silicon carbide), 질화붕소(boron nitride), 탄소유리(vitreous cabon) 또는 이들의 조합을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.The rod 200 has a hollow hollow shape, for example with a circular cross section. The size of the circular cross section is arbitrary. The rod 200 may be designed to have a cross-sectional shape other than a circular shape as long as it is a shape suitable for oscillating the cleaning liquid 300. The rod 200 is preferably made of quartz, which is known to effectively transmit ultrasonic energy. The rod 200 made of quartz can be used satisfactorily for most cleaning solutions, but there is a concern that the rod 200 made of quartz may be etched. Thus, the rod 200 may be configured to include sapphire, silicon carbide, boron nitride, carbon glass, or a combination thereof in addition to quartz.

제네레이터(110)는 로드(200)에 전달할 진동을 발생시키는 진동자(vibrator)로서 음향적으로 또는 가능하게 다른 방법으로 로드(200)의 일단과 결합한다. 제네레이터(100)는 로드(200)로 전달되는 초음파, 예를 들어, 메가헤르쯔(MHz) 단위의 고주파 신호를 발생시키는 기능을 맡고 있다. 이러한 제네레이터(100)로서는 전기적인 에너지를 물리적인 진동에너지로 변환시키는 압전변환기(piezoelectric transducer)를 그 예로 들 수 있다.The generator 110 couples with one end of the rod 200 acoustically or possibly in another way as a vibrator that generates vibrations to be transmitted to the rod 200. The generator 100 is responsible for generating an ultrasonic wave, for example, a high frequency signal in megahertz (MHz), which is transmitted to the rod 200. Examples of such a generator 100 include a piezoelectric transducer that converts electrical energy into physical vibration energy.

도 2를 참조하면, 로드(200)는 원 위치(a)에 대기중이거나 휴지하고 있다가 로드(load)시 그 끝부분(200a)이 웨이퍼(W)의 에지 위치(b)까지 도달한다. 즉, 로드(200)는 웨이퍼(W) 전면을 커버할 수 있도록 웨이퍼(W)의 전면을 가로지르도록 로드된다. 로드(200)가 웨이퍼(W) 전면을 커버하므로 로드(200)를 통해 전달되는 초음파 에너지의 미치는 영역(A)은 거의 모든 웨이퍼(W) 전면이다. 초음파 에너지가 미치는 영역(A)이 거의 모든 웨이퍼(W) 전면을 커버하므로 단위시간당 웨이퍼(W)에 전달되는 초음파 에너지양이 그만큼 증가된다. 따라서, 웨이퍼(W)에서 실질적으로 유효한 세정면적이 확대된다. 세정처리가 완료되면 로드(200)는 그 끝부분이 원위치(a)까지 후퇴하여 언로드된다.Referring to FIG. 2, the rod 200 is waiting or resting at the original position a, and when the load 200 is loaded, the end portion 200a reaches the edge position b of the wafer W. That is, the rod 200 is loaded to cross the front surface of the wafer W so as to cover the front surface of the wafer W. Since the rod 200 covers the front surface of the wafer W, the area A of the ultrasonic energy transmitted through the rod 200 is almost all of the wafer W front surfaces. Since the area A applied by the ultrasonic energy covers almost the entire surface of the wafer W, the amount of ultrasonic energy delivered to the wafer W per unit time increases by that amount. Thus, the substantially effective cleaning area in the wafer W is enlarged. When the cleaning process is completed, the rod 200 is unloaded with its end retracted to the original position (a).

상기와 같이 구성된 웨이퍼 초음파 세정장치(1000)는 다음과 같이 동작한다.The ultrasonic wafer cleaning apparatus 1000 configured as described above operates as follows.

웨이퍼 지지대(400) 상에 세정될 웨이퍼(W)를 장착한다. 웨이퍼 지지대(400)에 웨이퍼(W)가 장착되면 모터(700)를 동작시켜 웨이퍼 지지대(400)를 회전시킴으로써 웨이퍼 지지대(400)에 장착된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.The wafer W to be cleaned is mounted on the wafer support 400. When the wafer W is mounted on the wafer support 400, the motor 700 is operated to rotate the wafer support 400 to rotate the wafer W mounted on the wafer support 400.

로드(200)가 웨이퍼(W) 위에 적당한 간격을 가지도록 하여 세정 위치에 오도록 한다. 이때, 로드(200)는 웨이퍼(W)의 표면 전체를 가로지도록 일단이 웨이퍼(W)의 에지 위치(b)에 오도록 한다.The rod 200 is placed at the cleaning position with an appropriate distance on the wafer W. At this time, the rod 200 has one end at the edge position b of the wafer W so as to cross the entire surface of the wafer W.

로드(200)가 세정 위치에 오면 노즐(500)을 통해 웨이퍼(W) 표면으로 세정액(400)을 공급한다. 세정액(400)은 세정 공정이 진행되는 동안 지속적으로 공급될 수 있도록 한다. 또한, 웨이퍼(W)를 장착한 웨이퍼 지지대(400)는 세정 공정이 진 행되는 동안 웨이퍼(W)가 지속적으로 회전될 수 있도록 모터(700)를 동작시켜 웨이퍼 지지대(400)가 지속적으로 회전되게 한다.When the rod 200 is in the cleaning position, the cleaning liquid 400 is supplied to the surface of the wafer W through the nozzle 500. The cleaning liquid 400 may be continuously supplied during the cleaning process. In addition, the wafer support 400 equipped with the wafer W operates the motor 700 to continuously rotate the wafer W during the cleaning process so that the wafer support 400 continuously rotates. do.

로드(200)가 세정 위치에 오고 세정액(300)이 공급되면 제네레이터(100)를 동작시켜 로드(200)를 초음파, 예를 들어, 메가헤르쯔(MHz) 단위의 고주파수로 발진시킨다.When the rod 200 comes to the cleaning position and the cleaning liquid 300 is supplied, the generator 100 is operated to oscillate the rod 200 at high frequency in ultrasonic waves, for example, megahertz (MHz).

발진된 로드(200)는 웨이퍼(W) 표면위로 공급된 세정액(300)을 교반시킨다. 이렇게 교반된 세정액(300)은 웨이퍼(W) 표면으로부터 이물질이 분리되도록 한다. 이때, 상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 지속적으로 회전시키고 세정액(300)도 또한 지속적으로 웨이퍼(W) 표면 위로 공급하도록 한다. 웨이퍼(W) 표면으로부터 분리된 이물질을 포함하는 세정액은 지속적으로 공급되는 깨끗한 세정액과 교체되어 배출구(610)를 통해 외부로 배출된다.The oscillated rod 200 agitates the cleaning liquid 300 supplied onto the wafer W surface. The stirred cleaning solution 300 allows foreign substances to be separated from the wafer W surface. At this time, as described above, the wafer W is continuously rotated, and the cleaning liquid 300 is also continuously supplied onto the wafer W surface. The cleaning liquid including the foreign matter separated from the surface of the wafer W is replaced with the clean cleaning liquid continuously supplied and discharged to the outside through the outlet 610.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. And, it is possible to change or modify within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the written description, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 석영 로드가 웨이퍼의 에지에서부터 에지까지 미치므로 석영 로드를 통해 전달되는 초음파 에너지는 웨이퍼 전면에 미치게 된다. 따라서, 종래에 비해 동일한 시간으로 더욱 배가된 세정력을 얻어 세정효과가 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, since the quartz rod extends from the edge of the wafer to the edge, ultrasonic energy transmitted through the quartz rod reaches the entire surface of the wafer. Therefore, there is an effect that the cleaning effect is improved by obtaining a cleaning power more doubled in the same time as compared with the conventional.

Claims (7)

웨이퍼를 지지하는 회전가능한 웨이퍼 지지부재;A rotatable wafer support member for supporting a wafer; 상기 웨이퍼에 세정액을 제공하는 세정액 공급부재;A cleaning liquid supply member for providing a cleaning liquid to the wafer; 상기 웨이퍼의 전면을 가로지도록 위치되어 상기 웨이퍼에 제공된 세정액에 초음파 에너지를 전달하여 상기 세정액을 진동시키는 진동 전달부재; 및A vibration transmitting member positioned to cross the front surface of the wafer to transmit ultrasonic energy to the cleaning liquid provided on the wafer to vibrate the cleaning liquid; And 상기 진동 전달부재를 발진시키는 진동 발생부재;A vibration generating member for oscillating the vibration transmission member; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.Ultrasonic wafer cleaning apparatus comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진동 전달부재는 중공의 석영 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.The vibration transmitting member is ultrasonic wafer cleaning apparatus, characterized in that it comprises a hollow quartz rod. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 석영 로드는 상기 웨이퍼 상에 로딩되는 경우 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 그 끝단이 상기 웨이퍼의 에지 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.And wherein the quartz rod is positioned on an edge of the wafer such that the quartz rod crosses the entire surface of the wafer when loaded on the wafer. 배출구가 하단에 구비된 세정용기;A washing container having an outlet at a bottom thereof; 상기 세정용기 안에 위치하고 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지대;A wafer support positioned in the cleaning vessel and supporting the wafer; 상기 웨이퍼를 회전시키도록 상기 웨이퍼 지지대에 조합된 구동기;A driver coupled to the wafer support to rotate the wafer; 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼에 세정액을 제공하는 노즐;A nozzle providing a cleaning liquid to a wafer mounted on the wafer support; 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 일단이 상기 웨이퍼의 에지 상에 위치하여 상기 웨이퍼에 제공된 세정액에 초음파 에너지를 전달하여 상기 세정액을 진동시키는 로드; 및A rod positioned at an edge of the wafer so as to cross the entire surface of the wafer to vibrate the cleaning liquid by transferring ultrasonic energy to the cleaning liquid provided to the wafer; And 상기 로드의 타단과 조합되어 상기 로드에 전달할 초음파 에너지를 발생시키는 진동자;A vibrator combined with the other end of the rod to generate ultrasonic energy to be transmitted to the rod; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.Ultrasonic wafer cleaning apparatus comprising a. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 로드는 사파이어, 탄화규소, 질화붕소, 탄소유리, 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.The rod ultrasonic cleaning apparatus, characterized in that the rod is composed of any one or a combination thereof selected from the group consisting of sapphire, silicon carbide, boron nitride, carbon glass, and quartz. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 세정액은 탈이온수, 불산과 탈이온수와의 혼합액, 수산화암모늄과 과산화수소 및 탈이온수와의 혼합액, 불화암모늄과 불산 및 탈이온수와의 혼합액, 인산과 탈이온수와의 혼합액 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 초음파 세정장치.The cleaning solution is any one selected from deionized water, a mixture of hydrofluoric acid and deionized water, a mixture of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide and deionized water, a mixture of ammonium fluoride and hydrofluoric acid and deionized water, a mixture of phosphoric acid and deionized water or a mixture thereof Ultrasonic wafer cleaning apparatus characterized in that the combination. 회전 가능한 웨이퍼 지지대에 웨이퍼를 장착하는 단계;Mounting a wafer on a rotatable wafer support; 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼를 회전시키는 단계;Rotating a wafer mounted on the wafer support; 상기 웨이퍼에 초음파 에너지를 전달하는 로드를 로딩시키되, 상기 로드가 상기 웨이퍼의 전면을 가로지르도록 상기 로드의 일단을 상기 웨이퍼의 에지 위로 위치시키는 단계;Loading a rod that delivers ultrasonic energy to the wafer, placing one end of the rod over an edge of the wafer such that the rod crosses the front surface of the wafer; 상기 웨이퍼 지지대에 장착된 웨이퍼에 세정액을 제공하는 단계; 및Providing a cleaning liquid to a wafer mounted on the wafer support; And 상기 로드를 초음파 에너지로 발진시키는 단계;Oscillating the rod with ultrasonic energy; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.Wafer cleaning method comprising a.
KR1020060001062A 2006-01-04 2006-01-04 Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy KR20070073311A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060001062A KR20070073311A (en) 2006-01-04 2006-01-04 Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060001062A KR20070073311A (en) 2006-01-04 2006-01-04 Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070073311A true KR20070073311A (en) 2007-07-10

Family

ID=38507935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060001062A KR20070073311A (en) 2006-01-04 2006-01-04 Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070073311A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090288689A1 (en) * 2008-05-26 2009-11-26 Pukyong National University Industry-University Cooperation Foundation Ultrasonic cleaning system for removing high dose ion implanted photoresist in supercritical carbon dioxide
KR20170015600A (en) 2015-07-29 2017-02-09 주식회사 포스코 Scrap removing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090288689A1 (en) * 2008-05-26 2009-11-26 Pukyong National University Industry-University Cooperation Foundation Ultrasonic cleaning system for removing high dose ion implanted photoresist in supercritical carbon dioxide
KR20170015600A (en) 2015-07-29 2017-02-09 주식회사 포스코 Scrap removing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8607806B2 (en) Megasonic precision cleaning of semiconductor process equipment components and parts
US8083856B2 (en) Ultrasonic cleaning apparatus and ultrasonic cleaning method
US20060130871A1 (en) Megasonic cleaner having double cleaning probe and cleaning method
KR100526192B1 (en) Apparatus and Method For Cleaning Wafer
JP2008288541A (en) Single wafer processing cleaning apparatus
JP4230804B2 (en) Semiconductor wafer cleaning apparatus and cleaning method using the same
KR20070073311A (en) Apparatus and method for cleaning wafers using megasonic energy
KR101017104B1 (en) Supersonic nozzle and wafer cleaning apparatus compring the same
JP3927936B2 (en) Single wafer cleaning method and cleaning apparatus
KR100873937B1 (en) Apparatus for cleaning wafer and method for cleaning wafer
KR100576823B1 (en) Substrate cleaning apparatus
JP4144201B2 (en) Wet cleaning processing equipment
KR100694798B1 (en) Method for cleaning the subsrtrate
KR19980065775A (en) Multi Oscillation Ultrasonic Cleaner
JP5685881B2 (en) Ultrasonic cleaning method
KR100870525B1 (en) Apparatus for cleaning substrate
JP5803154B2 (en) Ultrasonic cleaning equipment
KR100951922B1 (en) Ultrasonic cleaning apparatus using the multi frequency
JP2007266194A (en) Cleaning method of semiconductor substrate, and cleaning apparatus of semiconductor substrate using it
KR20090058307A (en) Supersonic nozzle and wafer cleaning apparatus compring the same
JP2005235897A (en) Apparatus and method for substrate cleaning
KR20110062026A (en) Substrate cleaning apparatus
KR20090125484A (en) Apparatus and method for cleaning substrate
KR100576411B1 (en) A wafer cleaning device and method
KR20090041805A (en) Apparatus for ultrasonic cleaning of substrate

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination