KR101188071B1 - 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 세정 장치는 세정조와, 상기 세정조 내에 마련된 기판 지지부와, 상기 세정조의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부와, 상기 세정조의 외측에 마련된 전극부를 포함한다.
상기와 같은 발명은 세정 장치에 전극부를 구비함으로써, 기판의 표면으로부터 분리된 미세한 파티클을 완전히 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

세정 장치{CLEANING APPARATUS}

본 발명은 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정 효율을 높이기 위한 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 기판(Wafer)을 세정하는 방법에는 건식(Dry) 세정과, 습식(Wet) 세정이 있다. 이러한 세정 방법 중 습식 세정은 배스 내에 케미컬과 같은 세정액을 이용하여 반도체 기판의 불순물을 제거하는 기술이다.

습식 세정은 건식 세정에 비해 장치 비용이 낮고 처리량이 우수하며, 여러 종류의 오염을 동시에 제거 가능하여 반도체 기판의 세정 공정에 널리 사용되고 있다.

최근에는 반도체 기판의 세정력을 더욱 향상시키기 위해 케미컬과 더불어 초음파를 사용하고 있으나, 이는 기판으로부터 분리된 파티클에 대해서는 처리하지 못해 기판으로부터 분리된 파티클이 기판의 표면에 재부착되는 등의 문제점을 발생시킨다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 기판의 표면에서 분리된 파티클을 완전히 제거하기 위한 세정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 세정 장치는 세정조와, 상기 세정조 내에 마련된 기판 지지부와, 상기 세정조의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부와, 상기 세정조의 외측에 마련된 전극부를 포함한다.

본 발명은 세정 장치에 전극부를 구비함으로써, 기판의 표면으로부터 분리된 미세한 파티클을 완전히 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 캐소드 전극판과 애노드 전극판을 적절하게 배치시킴으로써, 미쳐 이동하지 못한 파티클을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 서로 다른 주파수를 발생시키는 메가소닉 발생부를 구비함으로써, 미세한 파티클 이외에 큰 크기의 파티클도 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 자외선 발생부를 구비함으로써, 세정 효율을 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세정 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 세정 장치의 동작을 나타낸 단면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 세정 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 세정 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 세정 장치의 동작을 나타낸 단면도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 세정 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 세정 장치는 기판(W)이 수용되는 세정조(100)와, 상기 세정조(100) 내에 마련된 기판 지지부(200)와, 상기 세정조(100)의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부(300)와, 상기 세정조(100)의 외측에 마련된 전극부(400)를 포함한다.

세정조(100)는 내부에 소정 공간이 형성된 박스 형상으로 형성되며, 상부에는 기판(W)이 인입될 수 있도록 개방 형성된다. 도시되지는 않았으나, 세정조(100)의 외측에는 외조(미도시)가 더 형성될 수 있다.

외조는 세정조(100)의 상반부 외측에 설치될 수 있으며, 이로 인해 세정조(100)에 담겨진 세정액은 외조로 오버플로우(Overflow)될 수 있다. 상기와 같이, 오버플로우된 세정액은 별도의 순환 시스템에 의해 세정조(100)로 재공급될 수 있다.

세정액으로는 황산-과산화수소-물(SPM), 암모니아수-과산화수소-물(SC-1), 염산-과산화수소-물(SC-2), 묽은 불소산, 초순수 등이 사용될 수 있으며, 이를 단독 또한 조합되어 사용될 수 있다.

상기에는 세정조(100)가 오버플로우되는 구조로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 외조가 설치되지 않은 단일의 세정조(100)로 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기에서는 세정조(100)를 사각 박스 형상으로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고 상부가 개방된 원형 박스 또는 사각 박스 이외의 다각 박스 형상으로 형성될 수 있다.

세정조(100)의 내부에는 세정조(100)에 인입되는 기판(W)을 지지할 수 있도록 기판 지지부(200)가 더 마련될 수 있다. 기판 지지부(200)는 세정조(100)에 인입되는 낱장의 기판(W) 또는 다수의 기판(W)을 지지할 수 있도록 소정의 홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 기판(W)의 세 영역을 지지하여 기판(W)을 세정조(100) 내에서 안정적으로 지지할 수 있다.

이러한 기판 지지부(200)는 기판(W)을 세정조(100) 바닥면에 수직한 방향으로 세워 장착할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이로 인해 기판 세정 시 기판 지지부(200)와의 간섭을 방지하여 세정 효율을 높일 수 있다.

세정조(100)의 바닥부에는 메가소닉 발생부(300)가 마련된다. 메가소닉 발생부(300)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 사각 플레이트 형상 이외에 원형, 바(bar) 또는 각 형상의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 메가소닉 발생부(300)는 세정조(100)에 안착된 기판(W)을 향해 메가소닉 주파수를 발생시켜 기판(W)의 표면에 존재하는 미세한 파티클을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 메가소닉 발생부(300)는 세정조(100)의 외측 하부에 설치될 수도 있다.

세정조(100)의 외측에는 본 발명에 따른 전극부(400)가 더 구비될 수 있다. 이러한 전극부(400)는 캐소드(Cathode) 전극판(420)과 애노드(Anode) 전극판(440)을 포함할 수 있다.

캐소드 전극판(420)은 세정조(100) 외부의 일측벽에 설치될 수 있으며, 애노드 전극판(440)은 캐소드 전극판(420)의 대향 배치되도록 세정조(100) 외부의 타측벽에 설치될 수 있다.

이러한 캐소드 전극판(420) 및 애노드 전극판(440)은 바(bar) 타입의 전극판 또는 다각 플레이트 타입으로 형성될 수 있다. 여기서, 캐소드 전극판(420)과 애노드 전극판(440)의 높이는 기판(W)에 대응되는 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기판(W)이 세정조(100) 내에 인입되어 기판 지지부(200)에 안착되면, 메가소닉 발생부(300)가 작동되어 세정조(100)의 하부에서 상부를 향해 일정 주파수를 발생시킨다.

이로 인해 세정액의 진동에 의해 기판(W)의 표면에 형성된 파티클은 기판(W)으로부터 분리되어 세정이 진행된다. 여기서, 메가소닉 발생부(300)에 의해 각각의 파티클은 (+)극과 (-)극의 성질을 갖게 되며, 극성을 가진 파티클은 각가 캐소드 전극판(420)과 애노드 전극판(440)을 향해 이동하게 되어 기판(W)으로부터 분리된 파티클이 용이하게 제거할 수 있다.

즉, (+)극성을 가지는 파티클은 캐소드 전극판(420)의 인력에 의해 캐소드 전극판(420)을 향해 이동하고, 반면, (-)극성을 가지는 파티클은 캐소드 전극판(420)의 척력에 의해 반대편으로 이동한다.

한편, (-)극성을 가지는 파티클은 애노드 전극판(440)의 인력에 의해 애노드 전극판(440)을 향해 이동하고, (+)극성을 가지는 파티클은 애노드 전극판(440)의 척력에 의해 반대편으로 이동한다.

이로부터 기판(W)에 표면에 존재하거나 기판(W)의 표면으로부터 분리된 미세한 파티클은 기판(W)의 표면으로부터 확실하게 분리되며, 이로 인해 기판(W)의 세정 효율을 높여줄 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 메가소닉 발생기(300)와 대향 마련된 한 쌍의 전극부(400)로부터 기판(W)의 세정을 수행하였지만, 이에 한정되지 않고 본 발명에 따른 세정 장치는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정 장치는 세정조(100)와, 상기 세정조(100) 내에 마련된 기판 지지부(200)와, 상기 세정조(100)의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부(300)와, 상기 세정조(100)의 외측에 형성된 다수의 전극부(400)를 포함한다. 여기서, 전극부(400)를 제외한 구성은 위에 설명된 바와 동일하므로 생략한다.

전극부(400)는 캐소드 전극판(420)과 애노드 전극판(440)을 포함하며, 캐소드 전극판(420)과 애노드 전극판(440)은 수평으로 대향 배치될 수 있다. 또한, 캐소드 전극판(420)의 상부에는 애노드 전극판(440)이 더 마련되며, 캐소드 전극판(420)과 수평으로 대향 배치된 애노드 전극판(440)의 상부에는 캐소드 전극판(420)이 더 구비될 수 있다.

메가소닉 발생부(300)가 작동되면, 기판(W)의 하부 표면에 형성된 (+)극성의 파티클은 캐소드 전극판(420)을 향해 이동하고, 기판(W)의 하부 표면에 형성된 (-)극성의 파티클은 애노드 전극판(440)을 향해 이동하여 기판(W)의 세정 효율을 높이게 된다.

또한, 기판(W)의 상부 표면에 형성된 (+)극성의 파티클과 (-)극성의 파티클도 각각 캐소드 전극판(420)과 애노드 전극판(440)을 향해 이동하여 기판(W) 표면의 파티클이 제거될 수 있다.

여기서, 기판(W)의 하부 표면에서 미처 애노드 전극판(440)을 향해 이동하지 못한 파티클(P1)은 세정액이 오버 플로우되는 동안 기판(W)의 상부면을 향해 이동하게 되고, 캐소드 전극판(420)의 상부에 마련된 애노드 전극판(440)을 향해 이동함으로써, 기판(W) 표면에 잔류하는 파티클을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세정 장치는 세정조(100)와, 상기 세정조(100) 내에 마련된 기판 지지부(200)와, 상기 세정조(100)의 바닥부에 마련된 다수의 메가소닉 발생부(300)와, 상기 세정조(100)의 외측에 형성된 전극부(400)를 포함한다. 여기서, 메가소닉 발생부(300)를 제외한 구성은 위에 설명된 바와 동일하므로 생략한다.

메가소닉 발생부(300)는 세정조(100)의 바닥부에 구비되며, 이러한 메가소닉 발생부(300)는 제1 메가소닉 발생기(320)와 제2 메가소닉 발생기(340)를 포함한다.

제1 메가소닉 발생기(320)와 제2 메가소닉 발생기(340)는 서로 다른 주파수를 인가할 수 있으며, 예컨대, 제1 메가소닉 발생기(320)는 고주파를 발생시키고, 제2 메가소닉 발생기(340)는 저주파를 발생시킬 수 있다.

제1 메가소닉 발생기(320)는 고주파를 발생시킴으로써, 미세한 크기의 파티클을 제거할 수 있으며, 제2 메가소닉 발생기(340)는 저주파를 발생시켜 비교적 큰 파티클을 용이하게 제거할 수 있다.

제1 메가소닉 발생기(320)와 제2 메가소닉 발생기(340)는 동시에 작동될 수 있으며, 제1 메가소닉 발생기(320)가 작동된 후에 제2 메가소닉 발생기(340)가 작동될 수 있다.

이로 인해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세정 장치는 미세한 작은 파티클과 함께 큰 크기를 가지는 파티클을 동시에 제거할 수 있어 세정 효율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 메가소닉 발생부(300)를 제1 메가소닉 발생기(320)와 제2 메가소닉 발생기(340)로 나누어 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 3개 이상의 메가소닉 발생기로 구분될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세정 장치는 세정조(100)와, 상기 세정조(100) 내에 마련된 기판 지지부(200)와, 상기 세정조(100)의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부(300)와, 상기 세정조(100)의 외측에 형성된 전극부(400)와, 상기 세정조(100)의 내측에 형성된 자외선 발생부(500)를 포함한다. 여기서, 자외선 발생부(500)를 제외한 구성은 위에 설명된 바와 동일하므로 생략한다.

자외선 발생부(500)는 세정조(100)의 내측 예컨대, 세정조(100)의 대향하는 내측벽에 설치될 수 있으며, 상하로 다수개가 이격되도록 마련될 수 있다.

이러한 자외선 발생부(500)는 메가소닉 발생부(300)로부터 세정이 진행되는 동안 자외선을 기판(W)의 표면에 발생시켜 세정을 수행함으로써, 세정 효율을 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한 자외선 발생부(500)는 세정조(100)의 내측벽 이외에도 바닥부에 설치될 수 있으며, 자외선 발생부(500) 대신에 적외선을 발생시킬 수 있도록 적외선 발생부를 사용할 수 있음은 물론이다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

100: 세정조 200: 기판 지지대
300: 메가소닉 발생부 400: 전극부
500: 자외선 발생부 W: 기판

Claims (7)

1. 세정조;
   상기 세정조 내에 마련된 기판 지지부;
   상기 세정조의 바닥부에 마련된 메가소닉 발생부; 및
   상기 세정조의 외측에 마련된 복수의 캐소드(Cathode) 전극판과 복수의 애노드(Anode) 전극판으로 형성된 전극부;
   를 포함하는 세정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전극부는 세정조의 외측에 대향 마련된 세정 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 메가소닉 발생부는 서로 다른 주파수를 발생시키는 제1 메가소닉발생기 및 제2 메가소닉발생기를 포함하는 세정 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 세정조 내에는 자외선 발생부를 더 포함하는 세정 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 자외선 발생부는 세정조의 내측벽에 대향 설치되는 세정 장치.
6. 삭제
7. 삭제

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