KR20110064059A - Apparatus and method for cleaning wafer - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A cleaning device and method thereof are provided to match the end of a nozzle with the direction of a centrifugal force even though nozzle swing starts at a location out of the center of a wafer, thereby increasing cleaning efficiency. CONSTITUTION: A spray head(120) sprays cleaning liquid supplied from a cleaning liquid supply pipe(130). A spray nozzle(140) supplies different cleaning liquid to the cleaning liquid supply pipe. A driving unit drives the spray head. The driving unit includes an arm(160), a forward/backward cylinder unit(170), and a rising/dropping shaft(180). A wafer(110) is placed on a spin head(212) of a chamber(217).

Description

세정 장치 및 방법{Apparatus and method for cleaning wafer}Cleaning apparatus and method {Apparatus and method for cleaning wafer}

본 발명은 반도체 소자의 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼의 세정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 세정 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cleaning of silicon wafers used as substrates of semiconductor devices, and more particularly, to an apparatus and method for cleaning wafers.

반도체소자 제조의 재료로서 실리콘(Si) 웨이퍼 (wafer)가 널리 사용되고 있다.Silicon (Si) wafers are widely used as materials for semiconductor device manufacturing.

웨이퍼의 제조공정에서 오염물의 존재는 제조될 반도체의 성능과 수율에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 각 공정 후 웨이퍼 표면의 오염물은 기하급수적으로 늘어나게 되고 이 오염물에 의해 반도체 소자의 수율은 급격히 감소하게 된다. 따라서, 웨이퍼 세정 공정은 웨이퍼 표면의 모든 오염물을 완벽히 제거하는 것이 가장 이상적인 목표인데, 현실적인 방법으로 웨이퍼의 제조 과정에서 각 공정의 전과 후에 세정을 실시하여 기하 급수적으로 증가하는 오염물을 최소한의 비율로 감소시킬 수 있다.The presence of contaminants in the wafer's manufacturing process directly affects the performance and yield of the semiconductor to be manufactured. After each process, contaminants on the wafer surface increase exponentially and the yield of semiconductor devices is drastically reduced by these contaminants. Therefore, the wafer cleaning process is the ideal goal to completely remove all contaminants on the wafer surface. In a realistic way, the wafer cleaning process is performed before and after each process to reduce the exponentially increasing contaminants to a minimum rate. You can.

도 1 및 도 2는 종래의 웨이퍼 세정 장치들을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 웨이퍼 세정 장치들을 설명한다.1 and 2 are schematic diagrams of conventional wafer cleaning apparatuses. Hereinafter, a conventional wafer cleaning apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

매엽식 세정 장치는 세정액 분사와 함께 메가소닉(megasonic)을 인가하여 웨 이퍼를 세정한다. 도 1에 도시된 매엽식 세정 장치는 웨이퍼(10)를 안착시킬 수 있는 챔버(70), 상기 웨이퍼(10)를 웨이퍼 고정 핀(20)으로 지지한 상태에서 회전시키는 스핀 헤드(30), 상기 스핀 헤드(30) 상의 웨이퍼(10)에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐부(40)와 세정액 공급 배관(50) 및 상기 세정액 공급 노즐부(40)가 상기 웨이퍼(10) 중심부로 스윙 이동되도록 회전시키는 스윙구동부(60)를 포함하여 이루어진다.The single wafer cleaning apparatus cleans the wafer by applying megasonic along with the cleaning liquid injection. The single wafer cleaning apparatus shown in FIG. 1 includes a chamber 70 capable of seating the wafer 10, a spin head 30 rotating the wafer 10 in a state supported by the wafer fixing pin 20, and The cleaning liquid supply nozzle part 40, the cleaning liquid supply pipe 50, and the cleaning liquid supply nozzle part 40 that supply the cleaning liquid to the wafer 10 on the spin head 30 are rotated so as to swing to the center of the wafer 10. It comprises a swing driving unit 60 to.

그리고, 도 2에 도시된 종래의 매엽식 세정 장치는 도 1에 도시된 매엽식 세정 장치와 스윙구동부(60a)의 스윙(swing) 방향이 다른 타입이다. 즉, 도 2에 도시된 매엽식 세정 장치는 기본적으로 도 1에 도시된 장치와 동일하나, 상기 점선으로 도시된 상기 스윙구동부(60a)의 스윙방향이 도 1에 도시된 것과 상이하다.In addition, the conventional single leaf cleaning apparatus shown in FIG. 2 is of a different type of swing direction between the single leaf cleaning apparatus shown in FIG. 1 and the swing driving unit 60a. That is, the single wafer cleaning apparatus shown in FIG. 2 is basically the same as the apparatus shown in FIG. 1, but the swing direction of the swing driving unit 60a shown by the dotted line is different from that shown in FIG. 1.

도 3은 종래의 웨이퍼 세정 장치의 세정액 공급 노즐부를 나타낸 도면이다. 이하에서 도 3을 참조하여 종래의 웨이퍼 세정 장치의 문제점을 설명한다.3 is a view showing a cleaning liquid supply nozzle unit of a conventional wafer cleaning apparatus. Hereinafter, a problem of the conventional wafer cleaning apparatus will be described with reference to FIG. 3.

도시된 바와 같이 종래의 매엽식 세정 장치는, 상기 웨이퍼(10)와 수직인 방향에 대하여 세정액 공급 노즐부(40)가 이루는 각도(이하 노즐 각도)가 10~20 도(°) 정도로 고정되어 있거나, 상기 세정액 공급 노즐부(400의 이동 방향으로 노즐 각도를 최소 0도에서 최대 15~20 도 정도로 한정적으로 조절할 수 있다.As shown in the drawing, the conventional single wafer cleaning apparatus has a fixed angle (hereinafter referred to as a nozzle angle) of the cleaning liquid supply nozzle unit 40 in a direction perpendicular to the wafer 10, or about 10 to 20 degrees. In addition, the nozzle angle in the moving direction of the cleaning solution supply nozzle unit 400 may be limited to about 15 to 20 degrees.

따라서, 웨이퍼의 중심부는 웨이퍼 회전에 의한 원심력이 존재하지 않아 노즐의 스윙이 중심부에서 시작될 경우 세정액이 상기 웨이퍼의 중심부 상의 파티클들을 가장자리로 밀어내지 못한다.Therefore, there is no centrifugal force due to the rotation of the wafer in the center of the wafer so that the cleaning liquid does not push particles on the center of the wafer to the edge when the swing of the nozzle starts at the center.

또한, 웨이퍼의 중심에서 벗어난 위치에서 노즐의 스윙이 시작될 경우, 노즐 끝이 향하는 방향이, 웨이퍼 회전에 의한 원심력(유체의 이동 방향과 동일)이 반대가 되는 영역이 생긴다. 즉, 스윙시작점부터 웨이퍼의 중심까지가 이러한 영역이 된다. 따라서, 상기 영역에서는 노즐에서 분사되는 세정액의 흐름에 대해, 웨이퍼 상에 존재하는 세정액의 흐름이 부딪히게 되어 와류를 일으킬 수 있고, 이때 웨이퍼 상의 파티클들이 웨이퍼 가장자리를 거쳐 밖으로 빠져나가지 못하고 웨이퍼 상에 고착되어 파티클 제거 효율이 떨어진다.In addition, when the swing of the nozzle starts at a position off the center of the wafer, there is a region in which the direction toward which the nozzle tip faces is opposite to the centrifugal force (same as the moving direction of the fluid) due to the wafer rotation. In other words, this area is from the swing start point to the center of the wafer. Thus, in this region, the flow of the cleaning liquid present on the wafer may collide with the flow of the cleaning liquid sprayed from the nozzle, causing vortices, in which particles on the wafer do not escape out through the wafer edge but stick to the wafer. Particle removal efficiency.

그리고, 파티클 제거 효율의 향상을 위하여 해당 부분의 반복 세정을 하려면, 노즐 스윙 시작점은 웨이퍼 중심부로 하고 스윙 끝점은 특정 부분 또는 가장자리로 설정하여 같은 궤적에 대한 반복 스윙을 해야 한다. 이때, 같은 궤적의 반복 스윙에 의한 장치의 기계적 부하가 증가되는 문제점이 있다. 특히, 웨이퍼의 일부분에 대한 반복 스윙의 경우, 스윙의 끊어짐에 의한 세정력의 저하가 생길 수 있다.In order to repeatedly clean the corresponding part for improving particle removal efficiency, the swing swing start point should be set to the center of the wafer and the swing end point should be set to a specific part or edge to repeat the swing for the same trajectory. At this time, there is a problem that the mechanical load of the device by the repeated swing of the same trajectory is increased. In particular, in the case of a repetitive swing on a part of the wafer, the cleaning force may be lowered due to the break of the swing.

또한, 노즐의 각도가 고정되면, 세정액의 종류나 그 양 및 메가소닉 조건 등의 세정 인자들에 대한 최적 각도의 구현의 시도가 불가능하다. 또한, 노즐 각도가 약 15~20도 이내로 한정되면, 다른 세정 인자들에 대한 최적 각도 구현 시도에 한계가 생긴다.In addition, when the angle of the nozzle is fixed, it is impossible to attempt to implement the optimum angle with respect to the cleaning factors such as the type and amount of the cleaning liquid and the megasonic conditions. In addition, if the nozzle angle is limited to within about 15-20 degrees, there is a limit in attempting to implement an optimal angle for other cleaning factors.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 중심에서 벗어난 위치에서 노즐 스윙을 시작할 때, 스윙 지점에 따라 실시간으로 노즐 끝이 향하는 방향을 웨이퍼 회전에 의한 원심력 방향과 일치하게 제어하는 웨이퍼 세정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to match the direction of the centrifugal force due to the rotation of the wafer to the direction of the nozzle tip in real time according to the swing point when starting the nozzle swing at a position off the wafer center. It is to provide a wafer cleaning apparatus and method for controlling.

본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼 중심에서 벗어난 지점에서 노즐 스윙을 시작하더라도 노즐 끝과 원심력 방향을 실시간으로 일치시켜 한 번의 연속적인 스윙으로 높은 세정 효율을 얻는 웨이퍼 세정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a wafer cleaning apparatus and method which achieves high cleaning efficiency in one continuous swing by matching the nozzle tip and the centrifugal force direction in real time even when the nozzle swing starts at a point away from the center of the wafer.

본 발명의 또 다른 목적은, 노즐 각도 외에 다른 세정 인자들에 대한 최적 각도 구현이 가능한 웨이퍼 세정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a wafer cleaning apparatus and method capable of realizing an optimal angle for cleaning factors other than the nozzle angle.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 세정액 공급 배관; 상기 세정액 공급 배관으로부터 공급받은 세정액을 분사하는 분사 헤드; 및 상기 분사 헤드를 구동하는 구동부를 포함하여 이루어지고, 여기서, 상기 분사 헤드는 상기 세정액의 분사 방향과 0~60 도(°)의 각도 내에서 스윙하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정액 공급 장치를 제공한다.The present invention to solve the above problems the cleaning liquid supply pipe; An injection head for injecting a cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply pipe; And a driving unit for driving the ejection head, wherein the ejection head is provided to swing within an angle of 0 to 60 degrees with the ejection direction of the cleaning liquid. To provide.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 웨이퍼를 회전시키는 회전장치가 구비된 챔버; 상기 웨이퍼의 배면에 세정액을 분사하는 제 1 세정 장치; 및 상기 웨이퍼의 전면에 세정액을 분사하는 제 2 세정 장치를 포함하여 이루어지고, 여기서, 제 2 세정 장치는 상기 웨이퍼에 수직인 방향과 0~60 도의 각도 내에서 스윙하며 세정액을 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치를 제공한다.According to another embodiment of the invention, the chamber is provided with a rotating device for rotating the wafer; A first cleaning device for spraying a cleaning liquid on the back surface of the wafer; And a second cleaning device spraying the cleaning solution on the entire surface of the wafer, wherein the second cleaning device swings the cleaning solution in an angle of 0 to 60 degrees with a direction perpendicular to the wafer. A wafer cleaning apparatus is provided.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 웨이퍼의 중앙 부근에서 세정액의 분사를 시작하는 단계; 상기 웨이퍼의 중앙을 지나며, 상기 웨이퍼와 수직인 방향과 0~60 도의 각도로 세정액을 분사하는 단계; 및 상기 웨이퍼의 외주에서 세정액의 분사를 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법을 제공한다.According to still another embodiment of the present invention, there is provided a method, comprising: injecting a cleaning liquid near a center of a wafer; Spraying the cleaning liquid past the center of the wafer and at an angle of 0 to 60 degrees with a direction perpendicular to the wafer; And terminating the injection of the cleaning liquid on the outer circumference of the wafer.

상술한 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치 및 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the above-described wafer cleaning apparatus and method according to the present invention.

첫째, 웨이퍼 중심에서 벗어난 위치에서 노즐 스윙을 시작할 때, 스윙 지점에 따라 실시간으로 노즐 끝이 향하는 방향을 웨이퍼 회전에 의한 원심력 방향과 일치하게 제어할 수 있다.First, when starting the nozzle swing from the position off the center of the wafer, it is possible to control the direction of the nozzle tip in real time according to the swing point to match the centrifugal force direction by the wafer rotation.

둘째, 웨이퍼 중심에서 벗어난 지점에서 노즐 스윙을 시작하더라도 노즐 끝과 원심력 방향을 실시간으로 일치시켜 한 번의 연속적인 스윙으로 높은 세정 효율을 얻을 수 있다.Secondly, even if the nozzle swing starts at the point away from the center of the wafer, the nozzle tip and the centrifugal force direction are matched in real time to achieve high cleaning efficiency with one continuous swing.

셋째, 노즐 각도 외에 다른 세정 인자들에 대한 최적 각도 구현이 가능하다.Third, it is possible to realize the optimum angle for other cleaning factors in addition to the nozzle angle.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described. The same components as in the prior art are given the same names and the same reference numerals for convenience of description, and detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼의 세정액 공급 장치 및 이를 포함하는 웨이퍼 세정 장치의 일실시예를 설명한다.4 is a view showing an embodiment of a wafer cleaning apparatus according to the present invention. Hereinafter, with reference to Figure 4 will be described an embodiment of a cleaning liquid supply apparatus for a wafer and a wafer cleaning apparatus including the same according to the present invention.

먼저, 웨이퍼의 세정액 공급 장치는, 세정액 공급 배관(130)과 상기 세정액 공급 배관으로부터 공급받은 세정액을 분사하는 분사 헤드(120) 및 상기 분사 헤드(120)를 구동하는 구동부를 포함하여 이루어진다. 여기서, 구동부는, 암(arm, 160)과 전진/후진 실린더부(170), 상승/하강 축(180) 및 상승/하강 실린더부(190)을 포함하여 이루어진다.First, the cleaning liquid supply apparatus for a wafer includes a cleaning liquid supply pipe 130, an injection head 120 for injecting the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply pipe, and a driving unit for driving the injection head 120. Here, the driving unit includes an arm 160, a forward / backward cylinder unit 170, an up / down shaft 180, and a up / down cylinder unit 190.

여기서, 상기 분사 헤드(120)는 상기 세정액의 분사 방향과 0~60 도(°)의 각도 내에서 스윙할 수 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 분사 헤드(120)에는 복수 개의 분사 노즐(140)이 연결되어 있는데, 상기 분사 노즐(140)은 서로 다른 종류의 세정액을 상기 세정액 공급 배관(130)에 공급한다.Here, the spray head 120 may swing within an angle of 0 to 60 degrees with the spray direction of the cleaning liquid. In addition, a plurality of injection nozzles 140 are connected to the injection head 120, and the injection nozzles 140 supply different types of cleaning liquids to the cleaning liquid supply pipe 130.

그리고, 가스 분사 노즐(280)은 질소 가스 등을 분사하는데, 에칭액의 공급과 동시에 질소 기체 기포가 분사되어 에칭시 에칭 반응 부산물이 일부분에 고여 있음으로 해서 균일한 에칭을 악화시키는 것을 방지할 수 있다.In addition, the gas injection nozzle 280 injects nitrogen gas and the like, and at the same time as the supply of the etching liquid, nitrogen gas bubbles are injected to prevent the deterioration of uniform etching due to the accumulation of etching reaction by-products during the etching. .

이하에서, 상술한 세정액 공급 장치를 포함하는 웨이퍼 세정 장치의 일실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a wafer cleaning apparatus including the cleaning liquid supply apparatus described above will be described.

챔버(217, 챔버 벽만이 도시됨) 내에 웨이퍼(110)가 안착되어 있는데, 구체적으로 상기 웨이퍼(110)는 웨이퍼 고정 핀(210)에 의하여 가장 자리가 고정되고 웨이퍼 지지핀(211)에 의하여 지탱된다. 여기서, 웨이퍼 지지핀은(211)은 실제로는 웨이퍼가 로딩(loading)된 서셉터(미도시) 등을 고정하며, 따라서 후술하는 바와 같이 웨이퍼의 회전이 가능하다. 그리고, 스핀 축(213)에 고정된 스핀 헤드(212)의 작동에 의하여 상기 웨이퍼(110)는 회전할 수 있다.The wafer 110 is seated in the chamber 217 (only the chamber wall is shown), specifically, the wafer 110 is edged by the wafer fixing pin 210 and supported by the wafer support pin 211. do. Here, the wafer support pin 211 actually fixes a susceptor (not shown) on which the wafer is loaded, and thus, the wafer can be rotated as described below. In addition, the wafer 110 may rotate by the operation of the spin head 212 fixed to the spin axis 213.

여기서, 웨이퍼(110)는 상술한 세정액 공급 장치에 의하여 전면이 세정되는 것뿐 아니라, 배면도 세정될 필요가 있다. 본 실시예에서는 웨이퍼의 배면은 전면과 다른 방식으로 세정한다. 즉, 복수 개의 세정액 분기 배관(260)으로부터 혼합된 세정액은, 또 다른 세정액 공급 배관(250)을 통하여 웨이퍼 배면 세정액 공급 노즐(240)에 의하여 웨이퍼(110)의 배면에 분사된다.Here, not only the front surface of the wafer 110 is cleaned by the cleaning liquid supply device described above, but also the back surface needs to be cleaned. In this embodiment, the back of the wafer is cleaned in a different manner from the front. That is, the cleaning liquid mixed from the plurality of cleaning liquid branch pipes 260 is injected onto the back surface of the wafer 110 by the wafer back cleaning liquid supply nozzle 240 through another cleaning liquid supply pipe 250.

도 5는 도 4의 세정액 공급 노즐부의 기동을 나타낸 도면이다. 이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정 방법을 설명한다.FIG. 5 is a diagram illustrating the starting of the cleaning liquid supply nozzle unit of FIG. 4. FIG. Hereinafter, a wafer cleaning method using the wafer cleaning apparatus according to the present invention described above with reference to FIGS. 4 and 5 will be described.

먼저, 챔버(217) 내부의 스핀 헤드(212) 상에 웨이퍼(110)를 안착시킨다. 그리고, 상기 스핀 축(213)에 고정된 스핀 헤드(212)의 작동에 의하여 상기 웨이퍼(110)를 회전시킨다. 이 때, 웨이퍼(110)의 전면과 배면에 세정액 및 가스를 분사하여 표면의 파티클(particle)을 제거하는 등의 세정을 실시한다.First, the wafer 110 is seated on the spin head 212 in the chamber 217. The wafer 110 is rotated by the operation of the spin head 212 fixed to the spin axis 213. At this time, the cleaning liquid and gas are sprayed onto the front and rear surfaces of the wafer 110 to clean particles such as particles.

이하에서, 웨이퍼 전면의 세정에 대하여 상술한다. Hereinafter, the cleaning of the entire surface of the wafer will be described in detail.

세정액 공급 배관(130)으로부터 공급된 세정액은, 분사 헤드(120)를 통하여 분사된다. 여기서, 세정액은 NH4OH, H2O2, H2O 조합의 SC1,HCl, H2O2 조합의 SC2, 오 존과 수소 및 산소 중 적어도 하나의 가스 용존수, 상기 가스 용존수에 산이나 염기성 케미칼을 첨가한 혼합액 및 불산 희석액 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 도시된 바와 같이 복수 개의 분사 노즐(140)이 구비되어 2개 이상의 세정액이 혼합되어 사용될 수도 있다.The cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply pipe 130 is injected through the injection head 120. Here, the washing liquid is NH 4 OH, H 2 O 2 , SC 2 of the H 2 O combination, SC 2 of the H 2 O 2 combination, gas dissolved water of at least one of ozone and hydrogen and oxygen, the acid in the gas dissolved water However, any one of a mixed solution and a hydrofluoric acid diluent added with a basic chemical may be used, and as illustrated, a plurality of spray nozzles 140 may be provided to mix two or more cleaning solutions.

그리고, 상기 분사 헤드(120)는 구동부에 의하여 구동되는데, 암(160)이 전진/후진 실린더부(170)와 상승/하강 축(180) 및 상승/하강 실린더부(190)의 기동에 의하여 움직인다. 그리고, 상기 분사 헤드(120)는 상기 세정액의 분사 방향과 0~60 도(°)의 각도 내에서 스윙할 수 있다. 여기서, 상기 분사 헤드(120)과 암(160)의 이음부(150)에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 분사헤드가 0~60 도의 각도 내에서 이동이 가능하며, 각도 변화에 따라 웨이퍼와 분사 헤드 간의 거리가 변하면 분사 헤드를 상승 또는 하강 기동시킨다.In addition, the injection head 120 is driven by a drive unit, the arm 160 is moved by the start / backward cylinder portion 170 and the up / down shaft 180 and the up / down cylinder 190 is activated. . In addition, the spray head 120 may swing within an angle of 0 to 60 degrees with the spraying direction of the cleaning liquid. Here, the injection head 120 and the joint portion 150 of the arm 160, as shown in Figure 5 the injection head can be moved within an angle of 0 ~ 60 degrees, the wafer and the injection in accordance with the angle change If the distance between the heads changes, the spray head is raised or lowered.

이때, 상기 분사헤드(120)는 상기 웨이퍼(110)의 중앙에서부터 시작하여 외주 방향으로 기동하거나, 상기 웨이퍼(110)의 중앙에서 조금 떨어진 거리에서 시작하여 상기 웨이퍼(110)의 중앙을 지나 외주 방향으로 기동할 수 있다. 이때, 분사헤드(20)의 수평 기동은 상기 전진/후진 실린더부(170)에 의하여 조정됨은 당연하다.In this case, the ejection head 120 starts in the outer circumferential direction starting from the center of the wafer 110 or starts at a distance slightly away from the center of the wafer 110 and passes through the center of the wafer 110 in the outer circumferential direction. Can be started. At this time, it is natural that the horizontal start of the injection head 20 is adjusted by the forward / backward cylinder unit 170.

웨이퍼(110)의 중심부는 웨이퍼 회전에 의한 원심력이 존재하지 않음을 고려하면, 웨이퍼(110)의 중심에서 벗어난 위치에서 노즐의 스윙이 시작되는 것이 바람직하다. 이 때, 웨이퍼(110) 상에 분사되는 세정액은 웨이퍼(110)의 회전에 의한 원심력에 의하여 웨이퍼(110)의 가장 자리 방향의 힘을 받는데, 세정액의 분사 지 점이 웨이퍼의 중앙을 지날 때 원심력의 방향이 바뀌면서 세정액이 받는 힘의 방향도 바뀐다. 따라서, 분사 헤드(120)가 웨이퍼(110)의 중앙을 지날 때 상기 분사 헤드(120)가 스윙하면 즉 기울어진 방향을 바꾸면, 세정액의 분사 방향과 세정액이 받는 원심력의 방향이 일치하여 웨이퍼(110) 상의 파티클 들이 세정액과 함께 웨이퍼(110)의 외주(가장자리)를 거쳐 외부로 이탈될 수 있다.Considering that there is no centrifugal force due to the rotation of the wafer in the center of the wafer 110, the swing of the nozzle is preferably started at a position deviating from the center of the wafer 110. At this time, the cleaning liquid sprayed on the wafer 110 receives the force in the edge direction of the wafer 110 by the centrifugal force caused by the rotation of the wafer 110. When the spraying point of the cleaning liquid passes through the center of the wafer, As the direction changes, the direction of the force applied to the cleaning liquid also changes. Therefore, when the jet head 120 swings when the jet head 120 passes through the center of the wafer 110, that is, when the inclination direction is changed, the jet direction of the cleaning liquid and the direction of the centrifugal force received by the cleaning liquid coincide with each other. Particles on the) may be separated to the outside through the outer circumference (edge) of the wafer 110 together with the cleaning liquid.

그리고, 상술한 이유로 인하여 웨이퍼(100)의 중심에서 벗어난 위치에서 노즐의 스윙을 시작하나, 세정 효율을 고려하면 웨이퍼(100)의 중앙으로부터 반경의 20% 이내의 거리에서 세정액의 분사를 시작하는 것이 바람직하다. 즉, 직경 약 300 밀리미터(mm)의 웨이퍼의 경우 중앙에서 30 밀리미터 이격된 위치에서 세정액을 분사하여, 중상을 경유하여 반대편 외부까지 세정액을 분사하면 직선 거리로 약 180 밀리미터 정도만큼 세정액을 분사한다.The nozzle starts swinging at a position off the center of the wafer 100 due to the above-described reasons. However, in consideration of the cleaning efficiency, it is preferable to start spraying the cleaning liquid within a distance of 20% of the radius from the center of the wafer 100. desirable. That is, in the case of a wafer having a diameter of about 300 millimeters (mm), the cleaning liquid is sprayed at a position separated by 30 millimeters from the center, and when the cleaning liquid is sprayed to the outside of the opposite side via the middle phase, the cleaning liquid is sprayed by about 180 millimeters in a straight line distance.

그리고, 그리고, 가스 분사 노즐(280)은 에칭액의 공급과 동시에 질소 기체 기포를 분사형, 웨이퍼 상에 일부 잔존한 에칭 부산물과 반응하여 제거할 수 있다.In addition, the gas jet nozzle 280 may remove nitrogen gas bubbles by reacting with the etching by-products remaining on the wafer at the same time as the etching liquid is supplied.

그리고, 웨이퍼의 배면은 도시된 바와 같이 복수 개의 세정액 분기 배관(260)으로부터 혼합된 세정액을, 또 다른 세정액 공급 배관(250)을 통하여 웨이퍼 배면 세정액 공급 노즐(240)에 의하여 웨이퍼(110)의 배면에 분사한다. 이때, 웨이퍼의 배면에도 질소 기체 등을 공급할 수 있다.The back surface of the wafer is a rear surface of the wafer 110 with the cleaning liquid mixed from the plurality of cleaning liquid branch pipes 260 as shown in FIG. 2 by the wafer back cleaning liquid supply nozzle 240 through another cleaning liquid supply pipe 250. Spray on. At this time, nitrogen gas or the like can also be supplied to the back surface of the wafer.

표 1은 상술한 방법으로 웨이퍼를 세정한 실시예 1, 2와 종래의 방법에 따른 비교예를 실시한 조건 및 효과를 나타낸 것이다. 그리고, 표 2는 표 1에 도시된 실시예 1,2와 비교예의 단위 공정별 세부 공정 조건을 나타낸 표이다. Table 1 shows the conditions and effects of Examples 1 and 2 in which the wafer was cleaned by the above-described method and Comparative Examples according to the conventional method. And, Table 2 is a table showing the detailed process conditions for each unit process of Examples 1 and 2 and Comparative Example shown in Table 1.

비교예와 실시예 1,2에서 세정액은, 오존수, DHF, 수소수 및 암모니아수 혼합액, 수소수 및 오존수의 차례로 주입하였고, 세정액을 웨이퍼 중심에서 가장자리 방향으로 공급하였다.In Comparative Examples and Examples 1 and 2, the cleaning solution was injected in order of ozone water, DHF, hydrogen water and ammonia water mixture solution, hydrogen water and ozone water, and the cleaning solution was supplied from the wafer center to the edge direction.

표 1에 나타난 바와 같이 실시예 1,2는 비교예에 비하여 세정 효율의 획기적 증가를 나타내었고, 세정액의 분사 방향이 클수록 효과는 더 크다. 이러한 효과는, 도 6a 내지 도6c에 도시된 비교예와 실시예 1,2의 세정 후 사진에서 알 수 있다. 비교예에 비하여 실시예 1,2는 세정 후 웨이퍼 상의 파티클의 개수가 현저히 감소되었음을 알 수 있다.As shown in Table 1, Examples 1 and 2 showed a significant increase in the cleaning efficiency compared to the comparative example, the larger the spraying direction of the cleaning liquid, the greater the effect. This effect can be seen in the photographs after cleaning of Comparative Examples and Examples 1 and 2 shown in FIGS. 6A to 6C. Compared with the comparative example, Examples 1 and 2 show that the number of particles on the wafer is significantly reduced after cleaning.

조건Condition 노즐 각도Nozzle angle 노즐끝과 윈심력방향Nozzle tip and winsime direction 세정효율에 대항 상대비율 (LPD≥50 nm)Relative ratio against cleaning efficiency (LPD≥50 nm) 비교예Comparative example 7 도7 degree 서로 반대 방향Opposite directions 100100 실시예 1Example 1 서로 같은 방향In the same direction 757757 실시예 2Example 2 15도15 degrees 서로 같은 방향In the same direction 768768

단위공정Unit process DIO3 DIO 3 DHFDHF DIH2+NH4OHDIH 2 + NH 4 OH DIH2 DIH 2 N2 dryN 2 dry gas/chemical 농도gas / chemical concentration 35~37 ppm35-37 ppm 1%One% 1.8 ppm1.8 ppm 1.8 ppm1.8 ppm 온도(℃)Temperature (℃) 2525 2525 2525 2525 time(초)time (seconds) 3030 2020 9090 9090 3030 spin speed(rpm)spin speed (rpm) 10001000 10001000 10001000 10001000 20002000 nozzle swing time(회)nozzle swing time 1One 00 1One 1One 00 nozzlenozzle 1.01.0 1.01.0 1.11.1 1.11.1 1010 flow rate(L/min)flow rate (L / min) ○○ ○○ ○○ phph 10.01~10.0410.01-10.04

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

상술한 웨이퍼 세정 장치 및 방법은, 실리콘 웨이퍼 제조 공정에서 웨이퍼 상의 파티클 등 불순물을 효율적으로 제거할 수 있다.The above-described wafer cleaning apparatus and method can efficiently remove impurities such as particles on the wafer in the silicon wafer manufacturing process.

도 1 및 도 2는 종래의 웨이퍼 세정 장치들을 개략적으로 나타낸 도면이고,1 and 2 are schematic views of conventional wafer cleaning apparatuses,

도 3은 종래의 웨이퍼 세정 장치의 세정액 공급 노즐부를 나타낸 도면이고,3 is a view showing a cleaning liquid supply nozzle portion of a conventional wafer cleaning apparatus;

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,4 is a view showing an embodiment of a wafer cleaning apparatus according to the present invention,

도 5는 도 4의 세정액 공급 노즐부의 기동을 나타낸 도면이고,FIG. 5 is a view showing the starting of the cleaning liquid supply nozzle unit of FIG. 4;

도 6a 내지 도6c는 비교예와 실시예 1,2에 따른 웨이퍼의 세정 효과를 나타낸 도면이다.6A to 6C are views illustrating cleaning effects of wafers according to Comparative Examples and Examples 1 and 2;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 웨이퍼 120 : 세정액 공급 노즐부110: wafer 120: cleaning liquid supply nozzle portion

130 : 세정액 공급 배관 140 : 세정액 분기 배관130: cleaning liquid supply pipe 140: cleaning liquid branch piping

150 : 노즐부와 암의 이음부 160 : 암150: joint of the nozzle portion and the arm 160: arm

170 : 전진/후진 실린더부 180 : 상승/하강 축170: forward / backward cylinder section 180: up / down shaft

190 : 상승/하강 실린더부 210 : 웨이퍼 고정 핀190: up / down cylinder portion 210: wafer holding pin

211 : 웨이퍼 지지 핀 212 : 스핀 헤드211: wafer support pin 212: spin head

213: 스핀 축 240 : 세정액 공급 노즐213: spin axis 240: cleaning liquid supply nozzle

250 : 웨이퍼 하부 세정액 공급 배관250: Wafer cleaning liquid supply pipe

260 : 웨이퍼 하부 세정액 분기 배관260: branch wafer cleaning liquid branch piping

217 : 챔버 217 : 질소 가스 분사 노즐217: chamber 217: nitrogen gas injection nozzle

280 : 가스 분사 노즐280: gas injection nozzle

Claims (10)

세정액 공급 배관;Cleaning liquid supply pipe; 상기 세정액 공급 배관으로부터 공급받은 세정액을 분사하는 분사 헤드; 및An injection head for injecting a cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply pipe; And 상기 분사 헤드를 구동하는 구동부를 포함하여 이루어지고,It comprises a drive unit for driving the injection head, 여기서, 상기 분사 헤드는 상기 세정액의 분사 방향과 0~60 도(°)의 각도 내에서 스윙하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정액 공급 장치.Here, the jetting head is a cleaning solution supply apparatus for a wafer, characterized in that provided to swing within an angle of 0 to 60 degrees (°) with the jetting direction of the cleaning liquid. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분사 헤드에 구비된 복수 개의 분사 노즐을 더 포함하고, 상기 분사 노즐은 서로 종류의 세정액을 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정액 공급 장치.And a plurality of spray nozzles provided in the spray head, wherein the spray nozzles spray different kinds of cleaning liquids. 웨이퍼를 회전시키는 회전장치가 구비된 챔버;A chamber having a rotating device for rotating the wafer; 상기 웨이퍼의 배면에 세정액을 분사하는 제 1 세정 장치; 및A first cleaning device for spraying a cleaning liquid on the back surface of the wafer; And 상기 웨이퍼의 전면에 세정액을 분사하는 제 2 세정 장치를 포함하여 이루어지고,It comprises a second cleaning device for injecting a cleaning liquid to the entire surface of the wafer, 여기서, 제 2 세정 장치는 상기 웨이퍼에 수직인 방향과 0~60 도의 각도 내에서 스윙하며 세정액을 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.Here, the second cleaning device is a wafer cleaning device, characterized in that for spraying the cleaning liquid swinging within an angle of 0 to 60 degrees with a direction perpendicular to the wafer. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 세정 장치는,The method of claim 3, wherein the second cleaning device, 세정액 공급 배관;Cleaning liquid supply pipe; 상기 세정액 공급 배관으로부터 공급받은 세정액을 분사하고, 상기 세정액의 분사 방향과 0~60 도의 각도 내에서 스윙하도록 구비된 분사 헤드; 및An injection head provided to spray the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply pipe and swing within an angle of 0 to 60 degrees with the spraying direction of the cleaning liquid; And 상기 분사 헤드를 구동하는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.Wafer cleaning apparatus comprising a drive unit for driving the injection head. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 분사 헤드는, 상승/하강 및 전진/후진 기동이 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The jetting head is a wafer cleaning apparatus, characterized in that the up / down and forward / backward start is possible. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 분사 헤드는, 상기 웨이퍼의 중앙 부근으로부터 시작하여 상기 웨이퍼의 중앙을 지나 상기 웨이퍼의 외주로 기동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.And the ejection head is moved from the vicinity of the center of the wafer to the outer periphery of the wafer past the center of the wafer. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 세정 장치는,The method of claim 3, wherein the second cleaning device, NH4OH, H2O2, H2O 조합의 SC1, HCl, H2O2 조합의 SC2, 오존과 수소 및 산소 중 적어도 하나의 가스 용존수, 상기 가스 용존수에 산이나 염기성 케미칼을 첨가한 혼합액 및 불산 희석액 중 어느 하나를 웨이퍼에 분사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.NH 4 OH, H 2 O 2, in H 2 O in combination SC1, HCl, H 2 O 2 combination in the SC2, ozone and hydrogen and at least one gas of dissolved oxygen, the gas dissolved number addition of an acid or basic chemicals A wafer cleaning apparatus, characterized in that one of the mixture and hydrofluoric acid diluent is sprayed on the wafer. 웨이퍼의 중앙 부근에서 세정액의 분사를 시작하는 단계;Starting spraying of the cleaning liquid near the center of the wafer; 상기 웨이퍼의 중앙을 지나며, 상기 웨이퍼와 수직인 방향과 0~60 도의 각도로 세정액을 분사하는 단계; 및Spraying the cleaning liquid past the center of the wafer and at an angle of 0 to 60 degrees with a direction perpendicular to the wafer; And 상기 웨이퍼의 외주에서 세정액의 분사를 종료하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.Wafer cleaning method comprising the step of terminating the injection of the cleaning liquid on the outer periphery of the wafer. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 세정액의 분사는, 상기 웨이퍼의 중앙으로부터 반경의 20% 이내의 거리에서 시작되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.Spraying of the cleaning liquid is initiated at a distance within 20% of a radius from the center of the wafer. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 세정액의 분사 방향은, 상기 웨이퍼의 중앙에서 상기 웨이퍼와 수직인 방향에 대하여 스윙하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.And the spraying direction of the cleaning liquid swings in a direction perpendicular to the wafer at the center of the wafer.
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