KR100748480B1 - Ultrasonic device for cleaning and ultrasonic cleaning system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 Batch type 반도체 세정용 초음파장치에서의 세정조내 높이에 따른 음압분포 측정결과를 나타낸 도면이고,1 is a view showing a sound pressure distribution measurement results according to the height in the cleaning tank in a conventional batch type ultrasonic cleaning device for cleaning,
도 2a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템의 빔확산용 압전소자의 구조를 나타낸 단면도이고,Figure 2a is a cross-sectional view showing the structure of the beam diffusion piezoelectric element of the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention,
도 2b는 도 2a의 평면도이고,FIG. 2B is a top view of FIG. 2A
도 3a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템의 기본원리를 나타낸 단면도이고,Figure 3a is a cross-sectional view showing the basic principle of the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention,
도 3b는 도 3a의 평면도이고,3B is a top view of FIG. 3A;
도 3c는 도 3a의 다른 실시예에 따른 평면도이고,3C is a plan view according to another embodiment of FIG. 3A,
도 3d는 도 3a의 또 다른 실시예에 따른 평면도이고,3D is a plan view according to another embodiment of FIG. 3A,
도 4a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 일실시예의 단면도이고,Figure 4a is a cross-sectional view of an embodiment showing an ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention,
도 4b는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 다른 실시예의 단면도이고,Figure 4b is a cross-sectional view of another embodiment showing an ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention,
도 5a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 또 다른 실시예의 단면도이고,Figure 5a is a cross-sectional view of another embodiment showing an ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention,
도 5b는 5a의 다른 일실시예를 나타낸 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템 단면도이다.Figure 5b is a cross-sectional view of the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to another embodiment of the present invention 5a.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 양극편 2: 양극부 1: anode piece 2: anode part
3: 음극부 10: 빔확산용 압전소자3: cathode 10: piezoelectric element for beam diffusion
11: 니어필드 12: 파필드11: nearfield 12: farfield
13: 확산층 20: 세정수13: diffusion layer 20: washing water
30: 세정조 31: 전원선30: washing tank 31: power line
40: 초음파음장40: ultrasonic sound field
본 발명은 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수축팽창으로 초음파를 발생하는 다수개의 빔확산용 압전소자가 파필드 및 니어필드로 구성되는 확산층의 일측에 접합되고, 양극편의 너비 크기에 따라 확산각이 조절되어 상기 확산층을 통과하는 초음파가 상기 파필드에서 확산, 중첩이 되어 세정조내에 있는 피세정물인 웨이퍼 등에 고르게 분포됨으로 인해 음압의 편차를 최소한으로 감소시킴으로써, 웨이퍼 등의 손상을 최소한으로 줄이며 세정할 수 있는 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic cleaning device, and more particularly, a plurality of beam diffusion piezoelectric elements generating ultrasonic waves by shrinkage expansion are bonded to one side of a diffusion layer composed of farfield and nearfield, The diffusion angle is adjusted according to the width of the anode piece, so that the ultrasonic pressure passing through the diffusion layer is diffused and overlapped in the far field and evenly distributed to the wafer, which is the object to be cleaned, in the cleaning tank. The present invention relates to an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic device for cleaning that can be cleaned with minimal damage to the back.
반도체 제조의 프로세스 중에서 가장 기본적인 기술의 하나가 세정 기술이다. 반도체 제조 과정은 웨이퍼의 표면을 형성하기 위하여 여러 단계의 공정을 거치게 되는데, 각 단계에서 소정의 공정이 수행되 반도체 웨이퍼 및 반도체 제조장비에는 각종 오염물이 생기고 잔존하게 되므로 일정 시간간격으로 반도체 웨이퍼 및 반도체 제조장비를 세정하여 공정을 진행해야 한다. 그러므로 세정 기술은 반도체 제조 공정 중에 발생하는 여러 가지 오염물을 물리적, 화학적 방법을 구사해서 제거하려는 것이다. One of the most basic techniques of the semiconductor manufacturing process is the cleaning technique. The semiconductor manufacturing process goes through several steps to form the surface of the wafer. In each step, a predetermined process is performed, and various contaminants are generated and remain in the semiconductor wafer and the semiconductor manufacturing equipment. The manufacturing equipment should be cleaned to proceed with the process. Therefore, cleaning technology aims to remove various contaminants generated during the semiconductor manufacturing process by using physical and chemical methods.
이에 있어, 화학적인 방법은 표면의 오염을 수세 및 에칭, 그리고 산화 환원 반응 등에 의해서 제거하는 것으로, 여러 가지 화학 약품이나 가스를 사용하는 것이다. 화학적 방법에서는 부착된 입자는 순수 또는 화학세정액으로 제거하고, 유기물은 용재로 용해하거나 산화성 산으로 제거, 또는 산소 플라즈마 중에서 탄화하여 제거하는데, 경우에 따라서는 표면을 일정량 에칭해서 새로운 청정 표면을 노출시키기도 한다. In this regard, the chemical method is to remove surface contamination by washing with water, etching, and a redox reaction, and to use various chemicals and gases. In chemical methods, the adhered particles are removed with pure or chemical cleaning liquids, and the organics are dissolved with solvents, with oxidizing acids, or carbonized in oxygen plasma.In some cases, the surface is etched to expose new clean surfaces. do.
또 다른 방법인 물리적 방법에서는, 초음파 에너지에 의해서 부착물을 박리하거나, 브러시로 불식하거나, 고압수를 사용하여 부착물을 제거하고 있다. 일반적으로 물리적 방법은 화학적 수법과 조합함으로써 효율적인 세정이 이루어진다.In another method, which is a physical method, the deposit is peeled off by ultrasonic energy, brushed off, or the deposit is removed using high pressure water. In general, physical methods are effectively cleaned by combining with chemical techniques.
즉, 초음파 세정이란 피세정물에 부착된 오염물질을 물리적(초음파), 화학적수단(화학세정액)을 이용해서 제거하고, 제거된 오염물질이 다시 부착되지 않도록 하는 것이다. 초음파에 의한 물리적 현상이란 초음파의 케비네이숀(공동)현상에 의 해 이루어지는 것을 의미하며, 상기 케비테이숀 현상이란 초음파의 에너지가 액중에 전파될 때 초음파의 압력에 의해 미세기포가 생성되고 소멸되는 현상으로 매우 큰 압력(수십 기압에서 수백 기압)과 고온(수 백도에서 수 천도)을 동반한다.That is, ultrasonic cleaning is to remove contaminants attached to the object to be cleaned using physical (ultrasound) and chemical means (chemical cleaning solution), and to prevent the removed contaminants from reattaching. Physical phenomena by ultrasonic waves means the cavitation of the ultrasonic waves (cavity) phenomenon. The cavitation phenomena means that micro bubbles are generated and extinguished by the pressure of ultrasonic waves when the energy of ultrasonic waves propagates in a liquid. The phenomenon is accompanied by very large pressures (tens of hundreds to hundreds) and high temperatures (hundreds to thousands).
상기와 같은 현상은 극히 짧은 시간(수 만분의 일초에서 수십만 분의 일초)내에 생성과 소멸을 반복하게 된다. 이 충격파에 의해서 액속에 담겨있는 피 세척물의 내부 깊숙이 보이지 않는 곳까지 짧은 시간 내에 세정이 이루어진다.Such phenomena repeat the generation and disappearance in a very short time (one tenths of thousands to one hundred thousandths of a second). The shock wave washes in a short time until the inside of the object to be cleaned contained in the liquid is not visible deeply.
실제의 경우에는 케비테이숀에 의한 충격 에너지에 더하여 초음파 자체의 방사압에 의한 교반효과 열작용 등이 세제와 상승작용을 일으켜 높은 세정효과를 이루어 낸다. In practice, in addition to the impact energy caused by the cavitation, the stirring effect due to the radiation pressure of the ultrasonic wave itself, synergistic effect with the detergent produces a high cleaning effect.
초음파 세정은 주로 액정 디스플레이(LCD) 장치용 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 데이터 저장 등을 위한 자기 디스크 같은 피세정물을 세정하거나 헹구는 데 사용된다. 통상적인 초음파 세정 시스템에서, 피세정물은 초음파 진동자에 의해 활성화되는 진동판으로부터 초음파가 적용되는 세정수를 포함하는 세정조로 도입된다. 초음파는 진동 에너지를 피세정물상의 파티클에 적용시켜서 파티클 및 다른 오염 물질이 피세정물에서 효과적으로 제거될 수 있게 한다.Ultrasonic cleaning is primarily used for cleaning or rinsing objects, such as glass substrates for liquid crystal display (LCD) devices, semiconductor wafers, magnetic disks for data storage, and the like. In a conventional ultrasonic cleaning system, the object to be cleaned is introduced into a cleaning bath containing cleaning water to which ultrasonic waves are applied from a diaphragm activated by an ultrasonic vibrator. Ultrasonic waves apply vibrational energy to particles on the object to be cleaned so that particles and other contaminants can be effectively removed from the object to be cleaned.
최근에, 반도체 장치가 고집적화되면서 웨이퍼 상에 구현해야 하는 패턴 (pattern)도 아주 작아졌다. 그래서 웨이퍼상의 패턴은 아주 미세한 파티클 (particle)에 의해서도 반도체 소자의 불량을 발생하게 함으로써 세정 공정의 중요성이 더욱 더 부각되고 있다.In recent years, as semiconductor devices have been highly integrated, the pattern to be implemented on a wafer has also become very small. Therefore, the importance of the cleaning process is becoming more and more important because the pattern on the wafer causes defects in the semiconductor device even by very fine particles.
일반적으로, 웨이퍼 세정은 세정액, 브러시 및 초음파를 이용하여 이루어지 고 있다.In general, wafer cleaning is performed using a cleaning liquid, a brush, and ultrasonic waves.
도 1은 기존의 Batch type 반도체 세정용 초음파장치에 있어서, 빔확산용 압전소자의 진동에 의해 초음파가 발생되어 세정조 내 반도체 웨이퍼를 세정함에 있어 세정조내 높이에 따른 음압분포 측정결과 음압이 고르게 분포되지 못해 세정이 되는 부분과 세정되지 않는 부분이 나타난다는 것을 측정한 높이에 따른 음압분포 측정결과이다.1 is a conventional batch type ultrasonic cleaning apparatus, in which ultrasonic waves are generated by vibration of a beam diffusion piezoelectric element to clean a semiconductor wafer in a cleaning tank, the sound pressure distribution measurement result according to the height in the cleaning tank is equally distributed. This is the result of sound pressure distribution measured according to the height, which shows that the parts that are not distributed and are cleaned and the parts that are not cleaned appear.
즉, 세정작업의 진행과정에서 작동 주파수, 세정수의 조건, 소요전력, 냉각조건 등과 같은 세정조건의 순간적인 변동에 의해 초음파 세기의 변동폭이 크고, 음압의 편차에 따라 반도체 웨이퍼의 표면에 국부 또는 전반적인 손상을 입히게 되는 치명적인 문제점이 있어 왔기에, 음압분포를 고르게 하여 웨이퍼 손상을 줄일 수 있는 세정용 반도체 및 FPD 세정용 초음파장치의 개발이 절실한 실정이다.That is, in the course of the cleaning operation, the variation of ultrasonic intensity is large due to the instantaneous fluctuation of cleaning conditions such as operating frequency, cleaning water condition, power consumption, cooling condition, etc. Since there has been a fatal problem that causes overall damage, development of a cleaning semiconductor and an ultrasonic device for FPD cleaning that can reduce wafer damage by uniformly distributing negative pressure is urgently needed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초음파를 발생하는 다수개의 빔확산용 압전소자가 파필드 및 니어필드로 구성되는 확산층의 일측에 접합되고, 양극편의 너비 크기에 따라 상기 확산층을 통과하는 초음파가 상기 파필드에서 확산, 중첩이 되어 세정조내에 있는 피세정물인 웨이퍼, FPD 등에 고르게 분포됨으로 인해 음압의 편차를 최소한으로 감소시킴으로써, 피세정물의 손상을 최소한으로 줄이고 세정효율를 높일 수 있는 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is a plurality of beam diffusion piezoelectric elements for generating ultrasonic waves are bonded to one side of the diffusion layer consisting of farfield and nearfield, the width of the anode piece Ultrasonic waves passing through the diffusion layer are diffused and superimposed in the far field according to the size, and are evenly distributed in the wafer, FPD, etc., in the cleaning tank, thereby minimizing negative pressure variations, thereby minimizing damage to the object to be cleaned. The present invention provides an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic device for cleaning, which can reduce and increase cleaning efficiency.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
본 발명에 따른 일실시예는 반도체 웨이퍼를 세정하는 초음파 시스템에 있어서, 일측에는 양극부가 증착되고, 타측에는 음극부가 증착되는 다수개의 빔확산용 압전소자와, 상기 다수개의 빔확산용 압전소자에 일측이 접합되는 확산층으로 이루어지는 초음파 장치와; 상기 확산층 일측면에 접합되며, 내부에 세정수를 함유하는 세정조와; 상기 빔확산용 압전소자에 전원을 공급하는 전원선; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, in an ultrasonic system for cleaning a semiconductor wafer, a plurality of beam diffusion piezoelectric elements having one anode portion deposited on one side and the cathode portion deposited on the other side, and one side of the plurality of beam diffusion piezoelectric elements An ultrasonic device comprising the diffusion layer to be bonded; A washing tank bonded to one side of the diffusion layer and containing washing water therein; A power supply line supplying power to the beam diffusion piezoelectric element; Characterized in that comprises a.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예는 반도체 웨이퍼를 세정하는 초음파 시스템에 있어서, 일측에는 양극부가 증착되고, 타측에는 음극부가 증착되는 다수개의 빔확산용 압전소자와, 상기 다수개의 빔확산용 압전소자에 일측이 접합되는 확산층으로 이루어지는 초음파 장치와; 상기 확산층이 양측에 각각 접합되며, 내부에 세정수를 함유하는 세정조와; 상기 빔확산용 압전소자에 전원을 공급하는 전원선; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in the ultrasonic system for cleaning a semiconductor wafer, a plurality of beam diffusion piezoelectric elements, the anode portion is deposited on one side, the cathode portion is deposited on the other side, the plurality of beam diffusion piezoelectric elements An ultrasonic device comprising a diffusion layer, the one side of which is bonded to the ultrasonic wave; A washing tank in which the diffusion layers are respectively bonded to both sides and contain washing water therein; A power supply line supplying power to the beam diffusion piezoelectric element; Characterized in that comprises a.
더불어, 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 반도체 웨이퍼를 세정하는 초음파 시스템에 있어서, 일측에는 양극부가 증착되고, 타측에는 음극부가 증착되는 다수개의 빔확산용 압전소자와, 상기 다수개의 빔확산용 압전소자에 일측이 접합되는 확산층으로 이루어지는 초음파 장치와; 상기 확산층이 저면 중심을 향해 길이방향으로 하향경사진 경사면에 접합되되, 내부에 세정수를 함유하는 세정조와; 상기 빔확산용 압전소자에 전원을 공급하는 전원선; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in an ultrasonic system for cleaning a semiconductor wafer, a plurality of beam diffusion piezoelectric elements having one anode portion deposited on one side and the cathode portion deposited on the other side, and the plurality of beam diffusion piezoelectric elements An ultrasonic device comprising a diffusion layer having one side bonded to the device; A washing tank bonded to the inclined surface inclined downward in the longitudinal direction toward the center of the bottom surface, the washing tank including washing water therein; A power supply line supplying power to the beam diffusion piezoelectric element; Characterized in that comprises a.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 Batch type 반도체 세정용 초음파장치에서의 세정조내 높이에 따른 음압분포 측정결과를 나타낸 도면이고, 도 2a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템의 빔확산용 압전소자의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 평면도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템의 기본원리를 나타낸 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 평면도이고,도 3c는 도 3a의 다른 실시예에 따른 평면도이고, 도 3d는 도 3a의 또 다른 실시예에 따른 평면도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 일실시예의 단면도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 다른 실시예의 단면도이고, 도 5a는 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템을 나타낸 또 다른 실시예의 단면도이고, 도 5b는 5a의 다른 일실시예를 나타낸 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템 단면도이다.1 is a view showing a sound pressure distribution measurement results according to the height in the cleaning tank in the conventional batch type ultrasonic cleaning ultrasonic device, Figure 2a is a piezoelectric beam diffusion of the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention The structure of the device is a cross-sectional view, Figure 2b is a plan view of Figure 2a, Figure 3a is a cross-sectional view showing the basic principle of the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic device for cleaning according to the present invention, Figure 3b is a plan view of Figure 3a, Figure 3c is a plan view according to another embodiment of Figure 3a, Figure 3d is a plan view according to another embodiment of Figure 3a, Figure 4a is an embodiment of an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic device for cleaning according to the present invention Figure 4b is a cross-sectional view of another embodiment showing an ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention, Figure 5a is a cleaning according to the present invention And another embodiment of a cross-sectional view of the ultrasonic cleaning system using a ultrasonic device, Figure 5b is a cross-sectional ultrasonic cleaning system for cleaning apparatus using ultrasonic waves according to the present invention showing the other embodiment of the example 5a.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템은 양극부(2)와 음극부(3)를 양면에 형성하는 빔확산용 압전소자(10)의 수축팽창으로 초음파가 발생하고 이를 전달하는 확산층(13)을 통과시 파필드(12)에서 상기 초음파가 확산, 중첩되어, 음압의 편차를 감소시킴으로 인한 웨이퍼 손상을 최소한으로 줄이며 세정하기 위한 초음파 (세정)장치이며, 빔확산용 압전소자(10), 확산층(13), 세정조(30), 전원선(31)으로 구성된다.As shown, the ultrasonic cleaning system using the ultrasonic cleaning device according to the present invention generates ultrasonic waves by contraction expansion of the beam diffusion
상기 빔확산용 압전소자(10)는 사각형, 원형 또는 여러 가지 형태의 판(압전세라믹) 일측에 양극부(2)가 형성되고, 타측에 음극부(3)가 형성되는 구성을 가지되, 상기 양극부(2)는 다수개의 양극편(1)이 일정간격 이격되어 횡과 종으로 증착되는 형태를 갖는다.The beam
상기 빔확산용 압전소자(10)는 다수개의 양극편(1)으로 이루어진 양극부(2)를 일면에 형성하고, 타면 전체에 음극부(3)를 통체로 하는 형태를 비롯하여, 다수개의 양극편(1)으로 이루어진 양극부(2)를 상면에서 형성하되, 하면에서 측면 또는 상면까지 이어지는 음극부(3)로 형성된 형태 및 하나의 양극편(1)과 음극점을 양단면에 갖는 다수개의 빔확산용 압전소자(10)들의 통체 등 여러형태로 적용되어 형성될 수 있다.The beam
상기 확산층(13)은 상기 빔확산용 압전소자(10)의 일측에 접합되는 형태를 갖되, 상기 빔확산용 압전소자(10)의 음극부(3)와 일측이 접합된다. 상기 확산층(13)은 니어필드(근거리음장)(11)와 파필드(원거리음장)(12)로 구성되어 지며, 상기 빔확산용 압전소자(10)의 음극부(3)와 상기 확산층(13)의 일측이 접합되는 형태를 취한다.The
상기 니어필드(11)가 끝나고 파필드(12)가 시작되는 구간의 거리 N= D2-λ 2/ 4λ 로써, D는 양극편(1)의 너비를 나타내며, 상기 니어필드(11)(근거리)가 끝 난후 파필드(12) 영역에서 확산되는 근거리 음장 밖의 음의 확산각도 sin γ0= 1.2λ / D 로 나타내어 진다. 즉, 상기 양극편(1)의 너비가 작아질수록 확산각도 sin γ0가 커지게 되므로 상기 피세정물(14)에 확산되는 초음파의 중첩에 의한 원거리 음장을 조절할 수 있게 된다. 상기 확산층(13)은 다수개의 상기 빔확산용 압전소자(10)를 일면에 접합하되, 상기 빔확산용 압전소자(10)와 마찬가지로 사각, 원형, 육각 등 여러 형태로 형성되어 상기 빔확산용 압전소자(10)를 횡과 종으로 일정간격 이격하거나, 횡 또는 종으로 일정간격 이격하며 다중배열시켜 일면에 접합시킬 수 있다. The distance N = D 2 -λ 2 / 4λ between the end of the
또한, 상기 확산층(13)은 Quartz(석영), STS(스테인리스강), Teflon(테플론), Al(알루미늄), Steel(철) 등의 재질로 형성될 수 있다.In addition, the
상기 양극편(1), 빔확산용 압전소자(10), 확산층(13)은 사각형상과 더불어 원형, 삼각형, 직사각형, 평행사변형 등의 여러 형태로 적용될 수 있고, 이들을 포함하는 초음파장치 또한 사각, 원형, 삼각형, 직사각형, 평행사변형 등의 여러 형상을 가질 수 있다.The
상기 세정조(30)는 빔확산용 압전소자(10)를 일측에 접합하는 확산층(13)의 타측면에 접합되는 것으로서 내부에 세정수(20)를 함유하며, 다수개의 반도체 웨이퍼 및 피세정물(14)이 내부에 안치되며 상기 피세정물(14)의 주변에 진공가스(15)가 발생되는 형태를 갖는다. 또한 상기 세정조(30) 내부에는 공기, 네온, 수소, 질소, 산소, 헬륨, 아르곤 등의 가스 중 어느 하나가 투입된다.The
더불어 본 발명에 따른 다른 실시예에서는 상기 빔확산용 압전소자(10)가 접합 된 확산층(13)이 상기 세정조(30)의 일측면, 양측면, 삼측면 또는 사측면 및 바닥면에 각각 접합되어, 상기 세정조(30) 내부로 초음파음장(40)를 발생시켜 피세정물(14)을 세척하는 형태를 갖는다.In addition, in another embodiment according to the present invention, the
상기 전원선(31)은 빔확산용 압전소자(10)에 전원을 공급하게 된다.The
또한, 본 발명에 따른 또 다른 실시예에서는 상기 세정조(30)의 저면중심을 향해 길이방향으로 하향경사진 경사면을 가지며 깔대기 형상을 취하게 되고, 상기 세정조(30)의 경사면 외부에서 확산층(13)이 접합되는 형태를 가진다.In addition, in another embodiment according to the present invention has an inclined surface inclined in the longitudinal direction toward the bottom center of the bottom of the
이에 따른 형태는 도 5a와 도 5b에서 보는 바와 같이 상기 세정조(30)의 경사면은 길이방향으로 하향경사지되, 다수개의 각을 형성할 수 있으며, 이에 따라 경사면에 접합되는 확산층(13) 또한 다수개를 사용할 수 있다. Thus, as shown in FIGS. 5A and 5B, the inclined surface of the
이렇듯 상기 세정조(30)의 저면에 형성된 경사면과 그에 접합되는 다수개의 확산층(13)으로 인해 상기 세정조(30) 내부에서 피세정물(웨이퍼, FPD)을 세정하는 초음파음장(40)의 중첩, 확산을 극대화 할 수 있다.As such, the superposition of the
이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 작용 및 원리를 설명하도록 한다.Hereinafter will be described the operation and principle of the preferred embodiment of the present invention having the configuration and structure as described above.
본 발명에 따른 일실시예의 세정용 초음파 장치를 이용한 초음파 세정시스템은 다수개의 양극편(1)으로 이루어진 양극부(2)를 일면에 형성하고, 상기 양극부(2)와 대응되도록 타면에 음극부(3)를 형성하는 빔확산용 압전소자(10)의 상기 음극부(3)가 초음파가 직진성을 갖는 니어필드(11)와 초음파가 확산, 중첩되어 통과되는 파필드(12)로 구성된 확산층(13)의 일면에 접합된다.In an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic cleaning device according to an embodiment of the present invention, an
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는 상기 확산층의 일면이 상기 세정조(30)의 일측면, 양측면, 삼측면 또는 사측면 및 바닥면에 각각 접합되는 형태 및 상기 세정조(30)의 길이방향으로 하향경사진 경사면에 다수개가 접합되는 형태를 취한다.In addition, in another embodiment according to the present invention, one surface of the diffusion layer is bonded to one side, both sides, three sides, or four sides and a bottom surface of the
상기 세정조(30) 내부에는 세정수(20)로 채워져 있으며, 반도체 웨이퍼 및 FPD 등 여러 피세정물(14)이 다수 개 안치하게 된다.The
상기 빔확산용 압전소자(10)의 양극부(2)와, 음극부(3) 또는 상기 빔확산용 압전소자(10)의 음극부(3)와 접합되는 확산층(13) 부분을 전원선(31)으로 연결하여 전원을 공급해주게 되며, 상기 빔확산용 압전소자(10)가 수축팽창하여 초음파를 발생시킨다.A portion of the
상기 빔확산용 압전소자(10)로부터 발생된 초음파는 확산층(13)의 니어필드(11) 부분에서 직진성을 갖으며 이동하게 되고, 이어서 파필드(12) 부분에서 확산, 중첩되어 상기 확산층(13)의 타단에 접합 되어 있는 세정조(30)의 내부로 초음파가 전달된다.Ultrasonic waves generated from the beam
이렇게 파필드(12) 영역에서 확산, 중첩이 되어 세정조(30) 내부로 진행되는 초음파로 인해 음압의 편차를 감소하고, 웨이퍼 및 피세정물(14)의 손상을 최소로 줄임으로써 미세패턴의 손상을 방지하며 세정할 수 있게 되는 것이다.As a result of the ultrasonic waves diffused and overlapped in the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수축팽창으로 초음파를 발생하는 다수개의 빔확산용 압전소자가 파필드 및 니어필드로 구성되는 확산층의 일측에 접합되고, 양극편의 너비 크기에 따라 확산각이 조절되어 상기 확산층을 통과하는 초음파가 상기 파필드에서 확산, 중첩이 되어 세정조내에 있는 피세정물인 웨이퍼 등에 고르게 분포됨으로 인해 음압의 편차를 최소한으로 감소시킴으로써, 웨이퍼 등의 손상을 최소한으로 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, a plurality of beam diffusion piezoelectric elements generating ultrasonic waves by shrinkage expansion are bonded to one side of a diffusion layer composed of farfield and nearfield, and the diffusion angle is adjusted according to the width of the anode piece. Ultrasonic waves passing through the diffusion layer are diffused and superimposed in the farfield and are evenly distributed in the wafer, which is the object to be cleaned, in the cleaning tank, thereby minimizing negative pressure variations, thereby minimizing damage to the wafer. have.
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KR20060037270A (en) * | 2003-06-11 | 2006-05-03 | 골드핑거 테크놀로지스, 엘엘씨 | Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution |
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