KR100209731B1 - Cleaning apparatus for semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로, 복수개의 웨이퍼를 담고 있는 카세트가 장치내로 로딩되면 장치의 하부에서 세정액이 공급되고 이와 동시에 그 장치의 양측면에서 유압에 의한 공기가 분사되는 것을 특징으로 하여 다음과 같은 효과가 있다.The present invention relates to a wafer cleaning apparatus, wherein when a cassette containing a plurality of wafers is loaded into the apparatus, the cleaning liquid is supplied from the lower portion of the apparatus, and at the same time, air is injected by hydraulic pressure from both sides of the apparatus. Same effect.

첫째, 세정 탱크의 측면에서 분사되는 공기에 의해 세정액의 거품을 발생시키므로 별도의 버블 장치를 사용하지 않는다.First, since bubbles of the cleaning liquid are generated by the air injected from the side of the cleaning tank, a separate bubble device is not used.

그러므로 세정 장비의 구조를 단순화하는 효과가 있다.Therefore, there is an effect of simplifying the structure of the cleaning equipment.

둘째, 세정액이 공급되는 상하의 방향뿐만 아니라 그에 수직한 방향으로도 세정액의 흐름이 발생하므로 웨이퍼 중앙부의 이물질이 효과적으로 제거된다.Second, since the cleaning liquid flows not only in the vertical direction in which the cleaning liquid is supplied, but also in a direction perpendicular thereto, foreign substances in the center of the wafer are effectively removed.

Description

웨이퍼 세정 장치Wafer cleaning equipment

본 발명은 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로, 특히 세정액의 흐름조절 및 포말 발생을 공기 유압식으로 하여 세정 효과를 높이고 장비의 구조를 단순화시키는데 적당하도록한 웨이퍼 세정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer cleaning apparatus, and more particularly, to a wafer cleaning apparatus adapted to increase the cleaning effect and simplify the structure of the equipment by controlling the flow of the cleaning liquid and foam generation by air hydraulic pressure.

일반적으로 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 웨이퍼 표면에 잔류하는 미세입자들이 소자의 특성에 크게 영향을 미치게 된다.In general, as semiconductor devices are highly integrated, fine particles remaining on the wafer surface greatly affect the device characteristics.

따라서, 최근에는 이러한 웨이퍼 표면에 포함된 미세한 입자들을 제거하는 웨이퍼 세정기술이 반도체 소자의 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되었다.Therefore, in recent years, the wafer cleaning technology for removing the fine particles contained in the wafer surface has emerged very important in the manufacturing process of the semiconductor device.

현재의 ULSI 기술에서는 이미 0.5㎛ 레벨의 패턴치수의 디바이스가 양산되고 있는데, 그와 같은 미세한 디멘션(Dimension)이 관여하는 프로세스에서는 당연히 초청정(超淸淨)환경이 필요하고, 다시 그것을 유지하기 위한 표면처리, 세정기술이 필요하다.In the current ULSI technology, devices having a pattern dimension of 0.5 µm are already in mass production, and a process involving such fine dimensions naturally requires an ultra-clean environment, and in order to maintain it again, Surface treatment and cleaning techniques are required.

특히, 웨이퍼의 대구경화 및 칩 사이즈의 감소에 따라 웨트공정(Wet Process)에 의한 배스 시스템(Bath System)의 개발이 계속되고 있다.In particular, the development of a bath system by the wet process has continued as the wafer size and chip size decrease.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 웨이퍼 세정 장치에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a wafer cleaning apparatus of the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래 기술의 웨이퍼 세정 공정의 순서를 나타낸 흐름도이고, 제2도는 종래 기술의 웨이퍼 세정 장치의 구성 블록도이다. 그리고 제3도는 종래 기술의 세정 탱크의 구조 단면도이다.1 is a flowchart showing the procedure of the wafer cleaning process of the prior art, and FIG. 2 is a block diagram of the structure of the wafer cleaning apparatus of the prior art. 3 is a structural cross-sectional view of the cleaning tank of the prior art.

종래 기술의 웨이퍼 세정 공정은 제1도에서와 같이, 식각 공정을 포함하여 세정 공정을 필요로 하는 공정이 끝나면 이어지는 다른 공정을 실시하는 것이 아니라 웨이퍼를 세정 장치내로 투입하여 세정 공정을 실시하게 된다.In the prior art wafer cleaning process, as shown in FIG. 1, when the process requiring the cleaning process including the etching process is completed, the wafer is introduced into the cleaning apparatus, and the cleaning process is performed instead of the subsequent process.

웨이퍼의 세정 공정은 통상적으로 1차와 2차로 나뉘어 진다.The cleaning process of the wafer is usually divided into primary and secondary.

그리고 세정 공정이 끝나면 웨이퍼의 건조 공정을 하여 웨이퍼 표면의 습기를 제거하게 된다.After the cleaning process is completed, the wafer is dried to remove moisture from the wafer surface.

이때, 상기의 세정 공정에 사용되는 세정 장치의 기본적인 구성은 제2도에서와 같다.At this time, the basic configuration of the cleaning apparatus used in the cleaning process is the same as in FIG.

먼저, 식각 공정이 끝난 웨이퍼를 담고 있는 웨이퍼 카세트가 장치내로 로딩되면 상기 웨이퍼 카세트를 향하여 상부와 하부에서 분사되는 세정액에 의해 웨이퍼를 세정하는 세정 탱크(Cleaning Bath)(1)와, 상기 세정 탱크(1)의 상부에 구성되어 DI 등의 세정액을 분사하는 세정액 샤워 장치(2)와, 상기 세정 탱크(1)의 하부에 구성되어 DI 등의 세정액을 분사하는 세정액 분출 장치(4)와, 상기 세정액 샤워 장치(2)와 세정액 분출 장치(4)에 의해 세정 탱크(1)내로 세정액의 공급이 완료되면 세정액의 포말을 발생시키는 버블 장치(3)와, 세정 공정이 끝나면 세정액을 외부로 배출하는 드레인 유닛(5) 등을 포함하여 구성된다.First, when the wafer cassette containing the wafer having been etched is loaded into the apparatus, a cleaning bath 1 for cleaning the wafer by the cleaning liquid sprayed from the top and the bottom toward the wafer cassette, and the cleaning tank ( 1) a cleaning liquid shower device 2 configured to inject a cleaning liquid such as DI and the like, a cleaning liquid ejecting device 4 configured to inject a cleaning liquid such as DI and a lower liquid of the cleaning tank 1, and the cleaning liquid. The bubble device 3 which generates foam of the cleaning liquid when the supply of the cleaning liquid is completed into the cleaning tank 1 by the shower device 2 and the cleaning liquid ejecting device 4, and a drain for discharging the cleaning liquid to the outside after the cleaning process is completed. It comprises a unit 5 and the like.

이때, 시스템의 종류에 따라 상기와 같이 상, 하부에서 세정액이 공급되기도 하고 상부 또는 하부의 어느 한 방향에서만 세정액이 공급되기도 한다.At this time, the cleaning liquid may be supplied from the upper and lower portions as described above, or the cleaning liquid may be supplied only from one of the upper and lower portions.

상기와 같이 구성된 종래 기술의 웨이퍼 세정 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the prior art wafer cleaning apparatus configured as described above is as follows.

식각 공정 등의 케미컬 배스(Chemical Bath)의 공정이 끝나면 복수개의 웨이퍼를 담고 있는 웨이퍼 카세트가 세정 탱크(Cleaning Bath)(1)로 로딩된다.After the process of the chemical bath such as the etching process, the wafer cassette containing the plurality of wafers is loaded into the cleaning bath 1.

상기의 웨이퍼 카세트가 로딩되면 세정 탱크(1)의 상단부에 구성된 세정액 샤워 장치(2)에서 세정액이 분사되고, 동시에 상기 세정 탱크(1)의 하단부에 구성된 세정액 분사 장치(4)에서 세정액이 분출되어 1~3초내에 공급이 완료되면 버블장치(3)에서 세정액에 포말을 일으키게 된다.When the wafer cassette is loaded, the cleaning liquid is injected from the cleaning liquid shower device 2 configured at the upper end of the cleaning tank 1, and at the same time, the cleaning liquid is ejected from the cleaning liquid injection device 4 configured at the lower end of the cleaning tank 1. When the supply is completed within 1 to 3 seconds, the bubbler 3 foams into the cleaning liquid.

상기에서와 같이 웨이퍼의 1차 세정 공정이 끝나면 상기의 웨이퍼 카세트를 파이널 린스 배스(Final Rinse Bath)에 투입하여 세정액의 오버플로우 과정을 거쳐 건조 시스템에서 웨이퍼를 건조하여 세정 공정을 마무리하게 된다.As described above, when the first cleaning process of the wafer is completed, the wafer cassette is introduced into a final rinse bath to complete the cleaning process by drying the wafer in a drying system through an overflow process of the cleaning solution.

종래 기술의 웨이퍼 세정 장치는 제3도에서와 같이, 세정 탱크에서 작업 진행시에 배스(Bath)상단부의 샤워 시스템(Shower System)에서 세정액이 공급되고 있으나 하단부에서 1~3초내에 세정액이 가득차게 되어 웨이퍼의 상단부만 작업 효과를 갖게 된다.In the prior art wafer cleaning apparatus, as shown in FIG. 3, the cleaning liquid is supplied from the shower system at the upper end of the bath when the working process is performed in the cleaning tank, but the cleaning liquid is filled in the lower end within 1 to 3 seconds. Thus, only the upper end of the wafer has a working effect.

그리고 세정액의 공급이 끝난후에 세정 효과를 높이기 위하여 세정액의 포말을 발생시키게 되는데, 이때의 세정액 포말 발생 장치가 세정 탱크 하단부에 구성되어 있어 웨이퍼가 밀집되어 있는 중앙 부분의 이물질 제거가 어렵다.After the supply of the cleaning liquid, the foam of the cleaning liquid is generated in order to increase the cleaning effect. At this time, the cleaning liquid foam generating device is configured at the lower end of the cleaning tank, so that it is difficult to remove foreign substances in the central part where the wafer is concentrated.

또한, 상기와 같이 장비내에 샤워 시스템과 버블 장치를 설치하기 위해서는 많은 공간을 필요로 한다.In addition, the installation of a shower system and a bubble device in the equipment as described above requires a lot of space.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 웨이퍼 세정 장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 세정액의 흐름조절 및 포말 발생을 공기 유압식으로 하여 세정 효과를 높이고 장비의 구조를 단순화시키는데 적당하도록한 웨이퍼 세정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art wafer cleaning apparatus as described above, and the wafer cleaning apparatus which is suitable to increase the cleaning effect and simplify the structure of the equipment by the flow control and foam generation of the cleaning liquid to be air-hydraulic. The purpose is to provide.

제1도는 종래 기술의 웨이퍼 세정 공정의 순서를 나타낸 흐름도.1 is a flow chart showing the procedure of the wafer cleaning process of the prior art.

제2도는 종래 기술의 웨이퍼 세정 장치의 구성 블록도.2 is a block diagram of a configuration of a wafer cleaning apparatus of the prior art.

제3도는 종래 기술의 세정 탱크의 구조 단면도.3 is a structural cross-sectional view of a cleaning tank of the prior art.

제4도는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 공정의 순서를 나타낸 흐름도.4 is a flow chart showing the sequence of the wafer cleaning process according to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 구성 블록도.5 is a block diagram illustrating a configuration of a wafer cleaning apparatus according to the present invention.

제6a도와 제6b도는 본 발명의 세정 탱크의 구성도 및 세정동작을 나타낸 구조단면도.6A and 6B are structural cross-sectional views showing the construction and cleaning operation of the cleaning tank of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

50 : 세정 탱크 51 : 공기 공급 유닛50: cleaning tank 51: air supply unit

52 : 세정액 공급 장치 53 : 드레인 유닛52: cleaning liquid supply device 53: drain unit

본 발명의 웨이퍼 세정 장치는 복수개의 웨이퍼를 담고 있는 카세트가 장치내로 로딩되면 장치의 하부에서 세정액이 공급되고 이와 동시에 그 장치의 양측면에서 유압에 의한 공기가 분사되는 것을 특징으로 한다.The wafer cleaning apparatus of the present invention is characterized in that when a cassette containing a plurality of wafers is loaded into the apparatus, the cleaning liquid is supplied from the lower portion of the apparatus, and at the same time, air by hydraulic pressure is injected from both sides of the apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 웨이퍼 세정 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the wafer cleaning apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제4도는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 공정의 순서를 나타낸 흐름도이고, 제5도는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 구성 블록도이다.4 is a flowchart showing a procedure of a wafer cleaning process according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the wafer cleaning apparatus according to the present invention.

본 발명의 세정 장치는 버블 장치를 채택하지 않고 세정 탱크의 양측면에서 공기를 분사시켜 세정액의 포말을 발생시켜 웨이퍼 세정 효과를 높인 것이다.In the cleaning apparatus of the present invention, air is blown from both sides of the cleaning tank without using a bubble device to generate foam of the cleaning liquid, thereby enhancing the wafer cleaning effect.

식각 공정을 포함하여 웨이퍼 세정을 필요로 하는 공정이 끝나면 세정 장치의 클러닝 배스에 웨이퍼들을 담고 있는 카세트를 로딩시켜 세정액을 공급시켜 웨이퍼 세정 동작을 하게 된다.After the process requiring the wafer cleaning including the etching process, the cassette containing the wafers is loaded into the cleaning bath of the cleaning apparatus to supply the cleaning liquid to perform the wafer cleaning operation.

이때, 제4도에서와 같이 웨이퍼 세정 동작시에 세정 탱크의 측면에서 공기를 분출시키게 된다.At this time, air is blown off the side of the cleaning tank during the wafer cleaning operation as shown in FIG.

그리고 2차 웨이퍼 세정 동작 및 웨이퍼 건조 공정을 하게 된다.Secondary wafer cleaning operations and wafer drying processes are performed.

상기와 같이 웨이퍼 세정 동작시에 세정 탱크 측면에서 공기를 분사하는 본 발명의 세정 장치의 구성은 다음과 같다.As described above, the configuration of the cleaning apparatus of the present invention that injects air from the cleaning tank side during the wafer cleaning operation is as follows.

먼저, 식각 공정이 끝난 웨이퍼를 담고 있는 웨이퍼 카세트가 장치내로 로딩되면 상기 웨이퍼 카세트를 향하여 상부 또는 하부에서 분사되는 세정액에 의해 웨이퍼를 세정하는 세정 탱크(Cleaning Bath)(50)와, 상기 세정 탱크(50)의 상부 또는 하부에 구성되어(본 발명의 실시예에서는 하부에서 세정액이 공급되는 오버 플로우 방식이다.) DI 등의 세정액을 공급하는 세정액 공급 장치(52)와, 상기 세정 탱크(50)의 측면에서 세정 동작시에 공기를 분사하는 공기 공급 유닛(51)과, 세정 공정이 끝나면 세정액을 외부로 배출하는 드레인 유닛(53) 등을 포함하여 구성된다.First, when a wafer cassette containing an etched wafer is loaded into the apparatus, a cleaning bath 50 for cleaning the wafer by a cleaning liquid sprayed from the top or the bottom toward the wafer cassette, and the cleaning tank ( The cleaning liquid supplying device 52 configured to supply the cleaning liquid such as DI or the like, in the upper or lower portion of the cleaning medium 50 in the embodiment of the present invention. The air supply unit 51 which injects air at the time of a washing | cleaning operation from the side surface, and the drain unit 53 etc. which discharge | release a washing | cleaning liquid to the exterior after a washing | cleaning process are comprised.

상기의 공기 공급 유닛(51)에서 유압에 의해 세정 탱크(50)내부로 공급되는 공기는 세정 탱크(50)의 양측면에 구성되는 공기 유입구를 통하여 분사된다.Air supplied into the cleaning tank 50 by hydraulic pressure from the air supply unit 51 is injected through air inlets formed on both sides of the cleaning tank 50.

상기의 공기 유입구는 제6a도와 제6b도에서와 같이, 세정 탱크(50)의 양측면에 복수개가 구성되는 것으로 마주 보는 공기 유입구의 위치가 서로 엇갈려 구성된다.As shown in FIG. 6A and FIG. 6B, the air inlets are configured such that a plurality of air inlets are disposed on both sides of the cleaning tank 50 so as to alternate with each other.

이때, 공기 유입구를 통하여 분사되는 공기 분사 각도는 5°정도이다.At this time, the air injection angle is injected through the air inlet is about 5 °.

제6a도와 제6b도는 본 발명의 세정 탱크의 구성도 및 세정 동작을 나타낸 구조단면도이다.6A and 6B are structural cross-sectional views showing the construction and cleaning operation of the cleaning tank of the present invention.

상기와 같은 본 발명의 세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정 동작은 다음과 같다.The wafer cleaning operation using the cleaning apparatus of the present invention as described above is as follows.

복수개의 웨이퍼가 담겨있는 카세트가 세정 장치내로 로딩되면 세정액 공급장치(52)에서 세정 탱크(50)내로 세정액을 공급하게 된다.When the cassette containing the plurality of wafers is loaded into the cleaning apparatus, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply device 52 into the cleaning tank 50.

이때, 양측면에서 공기 공급 유닛(51)을 통한 공기가 세정 탱크(50)내로 유입되면서 그의 압력으로 세정액에서 작은 포말이 발생되고 세정액은 공기의 압력에 의해 웨이퍼의 이물질을 제거하며 중앙 부분으로 하나의 흐름을 만들며 진행되어 오게 된다.At this time, air from the air supply unit 51 flows into the cleaning tank 50 from both sides, and small pressure is generated in the cleaning liquid at the pressure thereof, and the cleaning liquid removes foreign matters from the wafer by the pressure of air, It's going to make a flow.

상기와 같이 양방향에서 진행되어온 두 물줄기는 제6b도에서와 같이 카세트의 중앙부에서 서로 충돌하게 된다.As described above, the two streams which have been advanced in both directions collide with each other at the center of the cassette as shown in FIG.

상기의 충돌로 인한 간섭 효과로 중앙부의 이물질은 효과적으로 제거된다.Due to the interference effect of the collision, foreign matter in the center can be effectively removed.

상기와 같은 본 발명의 웨이퍼 세정 장치는 세정 탱크내의 세정액의 흐름을 세정 탱크의 양측면에서 공급되는 공기의 압력에 의해 상하의 방향뿐만 아니라 그에 수직한 방향으로도 세정액의 흐름이 발생하여 다음과 같은 효과가 있다.In the wafer cleaning apparatus of the present invention as described above, the flow of the cleaning liquid in the cleaning tank is generated not only in the vertical direction but also in the direction perpendicular to the vertical direction by the pressure of the air supplied from both sides of the cleaning tank. have.

첫째, 세정 탱크의 측면에서 분사되는 공기에 의해 세정액의 거품을 발생시키므로 별도의 버블 장치를 사용하지 않는다.First, since bubbles of the cleaning liquid are generated by the air injected from the side of the cleaning tank, a separate bubble device is not used.

그러므로 세정 장비의 구조를 단순화하는 효과가 있다.Therefore, there is an effect of simplifying the structure of the cleaning equipment.

둘째, 세정액이 공급되는 상하의 방향뿐만 아니라 그에 수직한 방향으로도 세정액의 흐름이 발생하므로 웨이퍼 중앙부의 이물질이 효과적으로 제거된다.Second, since the cleaning liquid flows not only in the vertical direction in which the cleaning liquid is supplied, but also in a direction perpendicular thereto, foreign substances in the center of the wafer are effectively removed.

Claims (7)

복수개의 웨이퍼를 담고 있는 카세트가 장치내로 로딩되면 장치의 하부에서 세정액이 공급되고 이와 동시에 그 장치의 양측면에서 유압에 의한 공기가 분사되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.And when a cassette containing a plurality of wafers is loaded into the apparatus, a cleaning liquid is supplied from the lower portion of the apparatus, and at the same time, air by hydraulic pressure is injected from both sides of the apparatus. 제1항에 있어서, 세정액이 장치의 상부에서 공급되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The wafer cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning liquid is supplied from the top of the apparatus. 제1항에 있어서, 세정액이 장치의 하부와 상부에서 동시에 공급되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The wafer cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning liquid is supplied simultaneously from the bottom and the top of the apparatus. 제1항에 있어서, 장치의 양측면에서 공기를 분사하는 유입구는 서로 대응되는 타측의 유입구와 그 위치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.2. The wafer cleaning apparatus according to claim 1, wherein the inlets for injecting air from both sides of the apparatus are different from the inlets of the other sides corresponding to each other. 제1항에 있어서, 분사되는 공기는 분사 각도가 5°(±2°)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The wafer cleaning apparatus according to claim 1, wherein the jetted air has a jet angle of 5 ° (± 2 °). 복수개의 웨이퍼를 담고 있는 웨이퍼 카세트가 장치내로 로딩되면 상기 웨이퍼 카세트를 향하여 상부 또는 하부에서 분사되는 세정액에 의해 웨이퍼를 세정하는 세정 탱크(Cleaning Bath)와, 상기 세정 탱크의 상부 또는 하부에 구성되어 DI 등의 세정액을 공급하는 세정액 공급 장치와, 상기 세정 탱크의 측면에서 세정 동작시에 공기를 분사하는 공기 공급 유닛과, 세정 공정이 끝나면 세정액을 외부로 배출하는 드레인 유닛 등을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.When a wafer cassette containing a plurality of wafers is loaded into the apparatus, a cleaning bath for cleaning the wafers with a cleaning liquid injected from the top or the bottom toward the wafer cassette and a cleaning bath configured at the top or the bottom of the cleaning tank are DI. A cleaning liquid supply device for supplying a cleaning liquid, such as a cleaning liquid, an air supply unit for injecting air during the cleaning operation from the side of the cleaning tank, and a drain unit for discharging the cleaning liquid to the outside after the cleaning process is completed. Wafer cleaning apparatus. 제6항에 있어서, 공기 공급 유닛에서 분사되는 공기는 세정 탱크의 양측면에 구성된 복수개의 공기 유입구를 통하여 세정 탱크내로 유입되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 장치.The wafer cleaning apparatus according to claim 6, wherein the air injected from the air supply unit is introduced into the cleaning tank through a plurality of air inlets formed on both sides of the cleaning tank.
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KR101010486B1 (en) * 2003-12-30 2011-01-21 엘지디스플레이 주식회사 An alignment strip device and the stripping method

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