KR101207384B1 - Method and apparatus for cleaning of semiconductor wafer using micro nano-bubble - Google Patents
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Abstract
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은; 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존(O3)과 질소(N2)를 믹싱펌프(Mixing Pump)에 넣고 믹싱(Mixing)하여 기능수를 얻는 기능수생성과정과; 상기 기능수를 마이크로 나노버블 제너레이터를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만드는 나노버블 생성과정과; 상기 마이크로 나노버블을 반도체 기판표면의 아래위에서 분사를 하거나 자연스럽게 흐르도록 뿌려주어 반도체 기판표면의 유기물을 세정하여서 이루어지고,
또한, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치는; 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존과 질소를 믹싱펌프로 믹싱(mixing)한 기능수를 나노버블 제너레이터를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만들고 이를 분사펌프로 분사하는 마이크로 나노버블 발생기와; 일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트를 갖고 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사되어 버블분사세정이 이루어지는 제1차세정조와; 일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트를 갖고 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사됨과 동시에 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 분사하여 2류체분사세정이 이루어지는 제2차세정조와; 상기 제1차세정조와 상기 제2차세정조 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제1차에어커튼과; 다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제2차에어커튼과; 탈이온수(DIW)를 분사하여 반도체 기판을 세척하는 린스조와; 다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제3차에어커튼과; 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 반도체 기판을 건조시키는 건조조와; 상기 제1차세정조와, 제2차세정조 및 린스조에는, 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서가 각각 구비되고, 각각의 세정구간마다 물체감지 근접센서의 신호를 받아 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있도록 콘베이어 속도 조절용 콘베이어모터를 구비하여서 이루어진다.
이러한 본 발명은 세정단계에서 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, Deionized water)에 오존과 질소가 첨가된 기능수를 마이크로 나노버블(5um이하)로 만들어 피세척물에 직접 분사함으로써 피세척물에서 흘러내리는 마이크로 나노버블이 유분을 도포하여 부상하고 파티클 및 유분이 포함된 폐세정액은 가라앉거나 일측으로 배수됨에 따라 피세정물에 오염물질이 부착되지 않아 세정효과가 뛰어나고, 각 근접센서와 컨베어모터의 속도설정에 따라 피세척물의 오염정도에 따른 세정시간을 손쉽게 조절할 수 있으며, 각 세정구간 사이에는 에어커텐이 형성되어 세정된 오염물질이나 물이 다음 세정구간으로 유입되는 것을 방지하고, 피세척물의 크기와 관계없이 콘베이어의 폭 조절로 손쉽게 피세척물의 세정이 이루어지는 효과가 있다.The semiconductor cleaning method using the micro nanobubble of the present invention; A functional water generation process of mixing ozone (O 3 ) and nitrogen (N 2 ) in deionized water (DIW) without mixing the washing liquid into a mixing pump to obtain a functional water; A nanobubble generating process of passing the functional water through a micronanobubble generator to make micronanobubbles of 5 nm or less; The micro nanobubbles are sprayed on or under the surface of the semiconductor substrate or sprinkled to flow naturally, thereby cleaning the organic material on the surface of the semiconductor substrate.
In addition, the semiconductor cleaning device using a micro nanobubble of the present invention; A microbubble of 5 nm or less is made by passing a nanobubble generator through a nanobubble generator by mixing functional water mixed with ozone and nitrogen in a deionized water (DIW) without using a cleaning solution. A nanobubble generator; The organics portion on one side has an overflow tank which is to have the organic matter in multiples which flows processed multiples depending on the water flow connected to the organic material in multiples consists of water played in the oil separation through the filter supplying water to the mixing pump of ozone (O 3) And a first washing tank having a port for exhausting nitrogen (N 2 ) and having nanobubbles sprayed by the injection pump of the micro nanobubble generator to perform bubble spray cleaning. The organics portion on one side has an overflow tank which is to have the organic matter in multiples which flows processed multiples depending on the water flow connected to the organic material in multiples consists of water played in the oil separation through the filter supplying water to the mixing pump of ozone (O 3) And a second port having a port for exhausting nitrogen (N 2 ), the nanobubble being injected into the injection pump of the micro-nanobubble generator, and the clean dry air (CDA) being injected, thereby performing two-fluid jet cleaning. Car wash tank; A first air curtain positioned between the first cleaning tank and the second cleaning tank and forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not pass over; A second air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall; A rinse bath for cleaning the semiconductor substrate by spraying DI water; A third air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall; A drying bath for drying the semiconductor substrate with a clean dry air (CDA); The first cleaning tank, the second cleaning tank and the rinsing tank are each provided with an object sensing proximity sensor capable of sensing the entry of the substrate, and the transfer speed of the semiconductor substrate is received by the object sensing proximity sensor for each cleaning section. Conveyor motor for adjusting the speed of the conveyor so as to operate separately.
In the present invention, the functional water added with ozone and nitrogen to deionized water (DIW, Deionized water) is made into a micro nanobubble (less than 5um) in the cleaning step and sprayed directly on the object to be cleaned. As the flowing micro nanobubbles float and apply oil, the waste washing liquid containing particles and oil sinks or drains to one side, so that no contaminants are attached to the object to be cleaned. The cleaning time can be easily adjusted according to the contamination level of the object to be cleaned. An air curtain is formed between each cleaning section to prevent the pollutants or water from being washed into the next cleaning section. Irrespective of the size, the width of the conveyor can be easily adjusted to clean the object to be cleaned.
Description
본 발명은 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정단계에서 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, Deionized water)에 오존과 질소가 첨가된 기능수를 마이크로 나노버블(5um이하)로 만들어 피세척물에 직접 분사함으로써 피세척물에서 흘러내리는 마이크로 나노버블이 유분을 도포하여 부상하고 파티클 및 유분이 포함된 폐세정액은 가라앉거나 일측으로 배수됨에 따라 피세정물에 오염물질이 부착되지 않아 세정효과가 뛰어나고, 각 근접센서와 컨베어모터의 속도설정에 따라 피세척물의 오염정도에 따른 세정시간을 손쉽게 조절할 수 있으며, 각 세정구간 사이에는 에어커텐이 형성되어 세정된 오염물질이나 물이 다음 세정구간으로 유입되는 것을 방지하고, 피세척물의 크기와 관계없이 콘베이어의 폭 조절로 손쉽게 피세척물의 세정이 이루어지는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for cleaning a semiconductor using micro nanobubbles and a device thereof, and more particularly, to a functional water in which ozone and nitrogen are added to deionized water (DIW) without using a cleaning liquid in a washing step. The micro nanobubble flowing down from the cleansing object by floating it into the cleansing object by making it into a bubble (less than 5 μm) is applied by floating oil, and the waste washing liquid containing particles and oils sinks or drains to one side. Excellent cleaning effect due to no contaminants attached to the product, and the cleaning time can be easily adjusted according to the contamination level of the cleansing object according to the speed setting of each proximity sensor and conveyor motor, and an air curtain is formed between each cleaning section. Prevents contaminants or water from entering the next cleaning section and ensures that the conveyor How to easily adjust the width of the blood cleaning semiconductor cleaning using micro-nano bubble cleaning water is made and to the device.
일반적으로 반도체 분야는 다양한 종류의 공정 가스 또는 액체가 사용되므로 사용시간의 경과에 따라 다양한 챔버에서 생성되는 반응물이 부품 등에 형성, 접착된다. 이러한 경우 일정 주기에 따라 부품을 세정해 주어야 하는 상황이 발생하며, 특히 사용된 장비의 부품을 이설한 후 다시 재사용하는 경우 부품 전체의 세정은 필연적이다.In general, in the semiconductor field, various kinds of process gases or liquids are used, and reactants generated in various chambers are formed and adhered to components according to the use time. In such a case, it is necessary to clean the parts according to a certain period. In particular, when parts of the used equipment are reused after re-assembling the parts, cleaning of the entire parts is inevitable.
종래의 반도체 분야에서 개시된 세정방법은 사용된 기체 또는 액체의 종류에 따라 그 세정방법을 달리하며, 크게는 건식방법과 습식방법으로 나눌 수 있다. 이중 건식방법으로는 증기 상 세정(Vapor phase cleaning), UV세정, 스퍼터링 세정, 순수 열적 세정(Purely thermally enhanced cleaning)법 등이 있다.The cleaning method disclosed in the conventional semiconductor field varies depending on the type of gas or liquid used, and can be broadly divided into a dry method and a wet method. Dual dry methods include vapor phase cleaning, UV cleaning, sputtering cleaning, and purely thermally enhanced cleaning.
도 3은 종래에 일반적으로 이용되는 습식 세정 방법을 나타내는 단계도로, 이중 습식방법은 특정 화학용액에 처리하고자 하는 대상을 침지시킨 후, 다시 초음파 처리 및 린스과정을 거친 다음, 베이킹하여 건조시키는 공정을 거치게 된다. Figure 3 is a step showing a conventional wet cleaning method commonly used, the double wet method is a step of immersing the object to be treated in a specific chemical solution, and then subjected to ultrasonic treatment and rinsing process again, followed by baking and drying Going through.
세정시에는 피세척물에서 불순물인 파티클 및 유분(기름기), 얼룩 등을 미리 완벽하게 제거하는 것이 고성능의 소자를 만드는데 대단히 중요하므로 세정 후 다음 공정에서 불량이 발생하지 않도록 완벽하게 세정이 이루어지도록 해야한다. When cleaning, it is very important to completely remove impurities, oil (oil), stains, etc. from the object to be cleaned in advance, so make sure that the cleaning is done completely so that no defect occurs in the next process after cleaning. do.
이 중 탱크에 버블을 만들어 담아놓고 로봇팔로서 피세정물인 반도체 기판을 버블탱크에 몇 분간 담그면 버블이 유분을 끌고 물 표면까지 올라가는 방법으로 로봇팔로 피세정물인 반도체 기판을 버블탱크에 담근 후 꺼내는 과정을 몇 번 반복함으로써 세정하는 버블세정방법이 있었다.The process of immersing the semiconductor substrate to be cleaned in a bubble tank with a robot arm by immersing the semiconductor substrate as a robot arm in a tank for a few minutes for a few minutes to bubble the oil and rising to the water surface. There was a bubble washing method for washing by repeating a few times.
그러나, 이러한 종래의 버블세정방법은 피세척물을 로봇팔로 잡고서 버블탱크에 넣고 꺼내는 과정을 반복하여야 하기 때문에 크기가 큰 피세척물을 세정하기에는 무리가 있는 구조적인 문제점이 있었다.However, such a conventional bubble cleaning method has a structural problem that is too difficult to clean the large sized object to be cleaned because the object to be cleaned with the robot arm to repeat the process of putting into the bubble tank.
또한, 로봇팔로서 반도체 기판을 버블탱크 속에 담근 후 위로 꺼내므로 반도체 기판을 다시 꺼내는 과정에서 물 표면에 떠있는 유기물(기름기)이 다시 반도체 기판에 부착되어 세정의 효과가 반감되는 문제점이 있었다.
In addition, since the semiconductor substrate is immersed in a bubble tank and then taken out, the organic substrate (oil) floating on the water surface is attached to the semiconductor substrate again in the process of removing the semiconductor substrate again, thereby reducing the cleaning effect.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세정단계에서 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, Deionized water)에 오존과 질소가 첨가된 기능수를 마이크로 나노버블(5um이하)로 만들어 피세척물에 직접 분사함으로써 피세척물에서 흘러내리는 마이크로 나노버블이 유분을 도포하여 부상하고 파티클 및 유분이 포함된 폐세정액은 가라앉거나 일측으로 배수됨에 따라 피세정물에 오염물질이 부착되지 않아 세정효과가 뛰어나고, 각 근접센서와 컨베어모터의 속도설정에 따라 피세척물의 오염정도에 따른 세정시간을 손쉽게 조절할 수 있으며, 각 세정구간 사이에는 에어커텐이 형성되어 세정된 오염물질이나 물이 다음 세정구간으로 유입되는 것을 방지하고, 피세척물의 크기와 관계없이 콘베이어의 폭 조절로 손쉽게 피세척물의 세정이 이루어지는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, in the cleaning step without using the cleaning solution in the deionized water (DIW, Deionized water) to make the functional water added with ozone and nitrogen into the micro nanobubble (less than 5um) to be washed By spraying directly on the water, the micro nanobubble flowing down from the object is floated by applying oil, and the waste washing liquid containing particles and oil sinks or drains to one side, so the contaminants do not adhere to the object to be cleaned. The cleaning time can be easily adjusted according to the contamination level of the cleaned object according to the speed setting of each proximity sensor and the conveyor motor, and an air curtain is formed between each cleaning section to clean the pollutants or water to the next cleaning section. It prevents the inflow, and the width of the conveyor makes it easy to clean the object regardless of the size of the object. Eojineun it is an object to provide a semiconductor device and a cleaning method using a micro-nano bubbles.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은;In order to achieve the above object, the semiconductor cleaning method using a micro nanobubble of the present invention;
세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존(O3)과 질소(N2)를 믹싱펌프(Mixing Pump)에 넣고 믹싱(Mixing)하여 기능수를 얻는 기능수생성과정과;A functional water generation process of mixing ozone (O 3 ) and nitrogen (N 2 ) in deionized water (DIW) without mixing the washing liquid into a mixing pump to obtain a functional water;
상기 기능수를 마이크로 나노버블 제너레이터를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만드는 나노버블 생성과정과;A nanobubble generating process of passing the functional water through a micronanobubble generator to make micronanobubbles of 5 nm or less;
상기 마이크로 나노버블을 반도체 기판표면의 아래위에서 분사를 하거나 자연스럽게 흐르도록 뿌려주어 반도체 기판표면의 유기물을 세정하여서 이루어지는 특징이 있다.The micro nanobubbles are sprayed on or under the surface of the semiconductor substrate or sprinkled to flow naturally, thereby cleaning the organic material on the surface of the semiconductor substrate.
또한, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치는; In addition, the semiconductor cleaning device using a micro nanobubble of the present invention;
세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존과 질소를 믹싱펌프로 믹싱(mixing)한 기능수를 나노버블 제너레이터를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만들고 이를 분사펌프로 분사하는 마이크로 나노버블 발생기와;A microbubble of 5 nm or less is made by passing a nanobubble generator through a nanobubble generator by mixing functional water mixed with ozone and nitrogen in a deionized water (DIW) without a cleaning solution through a mixing pump. A nanobubble generator;
일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트를 갖고 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사되어 버블분사세정이 이루어지는 제1차세정조와;The organics portion on one side has an overflow tank which is to have the organic matter in multiples which flows processed multiples depending on the water flow connected to the organic material in multiples consists of water played in the oil separation through the filter supplying water to the mixing pump of ozone (O 3) And a first washing tank having a port for exhausting nitrogen (N 2 ) and having nanobubbles sprayed by the injection pump of the micro nanobubble generator to perform bubble spray cleaning.
일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트를 갖고 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사됨과 동시에 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 분사하여 2류체분사세정이 이루어지는 제2차세정조와;The organics portion on one side has an overflow tank which is to have the organic matter in multiples which flows processed multiples depending on the water flow connected to the organic material in multiples consists of water played in the oil separation through the filter supplying water to the mixing pump of ozone (O 3) And a second port having a port for exhausting nitrogen (N 2 ), the nanobubble being injected into the injection pump of the micro-nanobubble generator, and the clean dry air (CDA) being injected, thereby performing two-fluid jet cleaning. Car wash tank;
상기 제1차세정조와 상기 제2차세정조 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제1차에어커튼과; A first air curtain positioned between the first cleaning tank and the second cleaning tank and forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not pass over;
다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제2차에어커튼과;A second air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall;
탈이온수(DIW)를 분사하여 반도체 기판을 세척하는 린스조와;A rinse bath for cleaning the semiconductor substrate by spraying DI water;
다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제3차에어커튼과;A third air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall;
청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 반도체 기판을 건조시키는 건조조와;A drying bath for drying the semiconductor substrate with a clean dry air (CDA);
상기 제1차세정조와, 제2차세정조 및 린스조에는, 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서가 각각 구비되고, 각각의 세정구간마다 물체감지 근접센서의 신호를 받아 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있도록 콘베이어 속도 조절용 콘베이어모터를 구비하는 특징이 있다.
The first cleaning tank, the second cleaning tank and the rinsing tank are each provided with an object sensing proximity sensor capable of sensing the entry of the substrate, and the transfer speed of the semiconductor substrate is received by the object sensing proximity sensor for each cleaning section. It is characterized by having a conveyor motor for controlling the conveyor speed so as to operate separately.
이와 같이, 본 발명은 세정단계에서 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, Deionized water)에 오존과 질소가 첨가된 기능수를 마이크로 나노버블(5um이하)로 만들어 피세척물에 직접 분사함으로써 피세척물에서 흘러내리는 마이크로 나노버블이 유분을 도포하여 부상하고 파티클 및 유분이 포함된 폐세정액은 가라앉거나 일측으로 배수됨에 따라 피세정물에 오염물질이 부착되지 않아 세정효과가 뛰어나고, 각 근접센서와 컨베어모터의 속도설정에 따라 피세척물의 오염정도에 따른 세정시간을 손쉽게 조절할 수 있으며, 각 세정구간 사이에는 에어커텐이 형성되어 세정된 오염물질이나 물이 다음 세정구간으로 유입되는 것을 방지하고, 피세척물의 크기와 관계없이 콘베이어의 폭 조절로 손쉽게 피세척물의 세정이 이루어지는 효과가 있다.As such, the present invention does not use the cleaning solution in the washing step, by making the functional water added ozone and nitrogen to deionized water (DIW, Deionized water) to make a micro nanobubble (less than 5um) to be sprayed directly to the object to be cleaned As the micro nanobubbles flowing out of the water apply oil to the surface, and the waste washing liquid containing particles and oil sinks or drains to one side, it has excellent cleaning effect because no contaminants adhere to the object to be cleaned. According to the speed setting of the conveyor motor, the cleaning time according to the contamination level of the cleansed object can be easily adjusted, and an air curtain is formed between each cleaning section to prevent the inflow of the cleaned contaminants or water into the next cleaning section. Irrespective of the size of the cleaning material, the width of the conveyor can be easily cleaned by washing the object.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1은 본 발명 일 실시 예인 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치의 구성을 설명한 설명도,
도 2는 본 발명 일 실시 예인 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치의 구상을 설명한 측단면 설명도,
도 3은 종래에 일반적으로 이용되는 습식 세정 방법을 나타내는 단계도.1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a semiconductor cleaning device using micro nanobubbles according to an embodiment of the present invention;
2 is a side cross-sectional view illustrating a concept of a semiconductor cleaning device using micro nanobubbles according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a step showing a conventional wet cleaning method commonly used.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.For reference, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator.
그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은, 세정액을 사용하지 않고 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존(O3)과 질소(N2)를 믹싱펌프(Mixing Pump)에 넣고 믹싱(Mixing)하여 기능수를 얻는 기능수생성과정과; 상기 기능수를 마이크로 나노버블 제너레이터를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만드는 나노버블 생성과정과; 상기 마이크로 나노버블을 반도체 기판표면의 아래위에서 분사를 하거나 자연스럽게 흐르도록 뿌려주어 반도체 기판표면의 유기물을 세정하여서 이루어진다.In the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention, ozone (O 3 ) and nitrogen (N 2 ) are added to a mixing pump in a deionized water (DIW) without using a cleaning solution. A functional number generation process of obtaining a functional number; A nanobubble generating process of passing the functional water through a micronanobubble generator to make micronanobubbles of 5 nm or less; The micro nanobubbles are sprayed on or under the surface of the semiconductor substrate or sprinkled to flow naturally, thereby cleaning the organic material on the surface of the semiconductor substrate.
환경배려형의 반도체 세정기술로써, 전해이온수 세정, 기능수 세정, 초음파 세정 등이 개발되어, 이미 실용화되어 있는 실정이다. As an environmentally friendly semiconductor cleaning technology, electrolytic ion water cleaning, functional water cleaning, ultrasonic cleaning, and the like have been developed and are already in practical use.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은 또한, 새로운 환경배려형의 세정기술로서, 직경 0.1um이하의 마이크로 나노버블을 사용한 것이다.The semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention also uses a micro nanobubble having a diameter of 0.1 μm or less as a new environmentally friendly cleaning technology.
하기 [표 1]에는 기액(氣液)계면제어기술을 사용한 세정기술의 특징이나 제어인자를 함께 정리했다. 기능수는 액체 가스가 완전히 용해한 상태로써, 오존을 용해시킨 오존수 세정이 대표적이다. 또한, 공기 중에 안개, 증기를 존재시키는 세정방법을 안개(Mist)세정이나 증기(Vapor)세정이라고 부른다. 물을 고속으로 피세정물에 공급하여, 그 충격력으로 세정하는 것이 사출(Jet)세정이라고 불린다. Table 1 summarizes the characteristics and control factors of the cleaning technique using the gas-liquid interface control technique. Functional water is a state in which a liquid gas is completely dissolved, and ozone water washing in which ozone is dissolved is typical. In addition, a cleaning method in which mist and steam are present in the air is called mist cleaning or vapor cleaning. Supplying water to the object to be cleaned at high speed and washing with the impact force is called jet cleaning.
한편, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은 수중에 직경 0.1um이하의 마이크로 나노버블(기포)을 존재시켜서 세정을 하는 것으로, 앞에서 서술한 다른 방법과는 다르다.
On the other hand, the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention is to wash by the presence of a micro nanobubble (bubble) having a diameter of 0.1um or less in water, different from the other methods described above.
방식
system
용해/용존 기포 Mist?Vapor 안개,증기
Dissolved / Dissolved Bubbles Mist Vapor Mist, Vapor
OzonOzon
VaporVapor
AerosolAerosol
물리인자mainly
Physical factor
(용해도, ppm)Henry's integer
(Solubility, ppm)
(표면적)(%)Void rate
(Surface Area) (%)
(표면적)(Pa,%)Vapor pressure
(Surface Area) (Pa,%)
제어인자mainly
Control factor
수소, pH)
메가소닉Oxidation restoration (ozone,
Hydrogen, pH)
Megasonic
밀도Bubble Diameter,
density
제거대상물mainly
Object to be removed
파티클
금속Organic matter
particle
metal
(파티클)Organic matter
(particle)
(파티클)Organic matter
(particle)
과제Practical
assignment
(高溶解度)Even if hired
(高 溶解度)
고밀도화Bubble
Densification
고농도화Gas
High concentration
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은 아래와 같은 특성에 기인한다. 아래에 기술한 특성에 의해, 미립자는 기포표면과의 정전(靜電)상호작용, 유기물은 기포표면과의 소수(疎水)상호작용에 의한 제거가 기대된다.The semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention is due to the following characteristics. The characteristics described below are expected to remove the fine particles by the electrostatic interaction with the bubble surface and the organic matter by the hydrophobic interaction with the bubble surface.
1)단위체적당의 표면적이 크다.1) The surface area per unit volume is large.
2)기포표면이 소수성이다(물과 친하지않다)2) Bubble surface is hydrophobic (not friendly to water)
3)기포표면이 정(正) 또는 부(負)에 대전(帶電)된다3) The surface of the bubble is charged positively or negatively
4)기포에 적절한 물리력을 가하면 붕괴한다.4) It collapses when an appropriate physical force is applied to the bubble.
5)수중에서의 체류시간이 길기 때문에 고체표면에의 작용효율이 향상된다.5) Due to the long residence time in water, the working efficiency on the solid surface is improved.
6)미세하기 때문에 복잡한 형상에도 대응가능하다.
6) Because of its fine shape, it can cope with complicated shapes.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은 대량의 부품을 단시간에서의 처리에 적응하기 위해, 환경친화적이고 안전한 기포합일방지제의 개발에 의하여 고밀도 마이크로 나노버블을 실현, 그 막대한 표면적을 바탕으로 한 높은 세정능력과 분리능력을 특징으로 하는 세정방법이다. 주로 마이크로 버블에 의한 탈지세정기술을 들어서, 기술개요 및 공정적용의 효과 등에 대해서 개략적으로 설명한다.
The semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention realizes high-density micro nanobubbles by developing an environmentally friendly and safe antifoaming agent in order to adapt a large amount of components to a short time treatment, and based on its enormous surface area. It is a cleaning method characterized by high cleaning ability and separation ability. The degreasing cleaning technique mainly by microbubbles will be described, and the outline of the technology and the effect of the process application will be described in outline.
[그림 1] 세척제를 이용한 세정과 기포를 이용한 세정과의 원리비교
[Figure 1] Comparison of the principle of cleaning with detergent and cleaning with bubble
상기 [그림 1]에는 세척제 및 기포를 이용한 세정방법의 원리를 그림으로 나타낸다. 일반적으로 세척제에 의한 기본적 세정원리는 세척제의 용해력이나 물리적 박리력이다. 그 근본적인 과제는 세척제와 제거물과의 친화성이 강하기 때문에 세척제에서 오염물을 분리할 수 없다. 이 때문에 처리량이 많아질수록, 제거대상물이 세척제 안에 축적되어버려, 안정적인 세정력의 확보가 곤란하게 된다. 일본국내에서는 세척제비용으로 연간 약500억엔을 사용한다는 계산도 있다.[Figure 1] shows the principle of the cleaning method using a cleaning agent and air bubbles. In general, the basic cleaning principle of the cleaning agent is the solvent's dissolving power or physical peeling force. The fundamental challenge is that the contaminants cannot be separated from the cleaner because of their high affinity for the cleaner and the remover. For this reason, as the throughput increases, the removal object accumulates in the cleaning agent, making it difficult to secure stable cleaning power. It is also calculated that in Japan, about 50 billion yen is spent annually for the cost of cleaning agents.
이들 문제를 근본적으로 해결하기 위해서, 기포가 가지는 특성, 즉 기포표면은 소수성이라는 것, 기포는 부력을 가지고 있다는 것에 착안했다. 즉, 수중에 기포를 존재시키면 소수성의 기포표면에 유지(油脂)의 흡착이 된다. 또한 기포는 부력을 가지고 있으므로 부착한 유지를 수면까지 부상시켜, 분리할 수 있다고 추측되기 때문이다. 공장의 세정공정에서는 다양한 크기나 복잡형상을 가진 수백 개의 피세정물을 일괄적으로 세정할 필요가 있다. 그 요구사양은 주로 다음 세가지 점이다.In order to solve these problems fundamentally, we focused on the characteristics of bubbles, that is, the bubble surface is hydrophobic, and that bubbles have buoyancy. In other words, if bubbles are present in the water, fats and oils are adsorbed on the surface of the hydrophobic bubbles. In addition, since bubbles have buoyancy, it is assumed that the oils and fats attached can be lifted to the surface and separated. In the plant cleaning process, it is necessary to collectively clean hundreds of objects to be cleaned in various sizes and complex shapes. The requirements are mainly three points.
첫째, 수분이내에 세척제 레벨의 높은 청정도를 달성할 것First, achieve high cleanliness levels of detergent within minutes
둘째, 처리의 균일성을 확보할 것Second, ensure uniformity of treatment
셋째, 세정성능의 장기적인 유지가 가능할 것
Third, long-term maintenance of cleaning performance should be possible.
세척제 레벨의 청정도를 실현하기 위해서는 대량의 유지를 단시간에 제거하지 않으면 안되므로, 기포의 표면적을 크게 할 필요가 있다.In order to realize the cleanliness level of the cleaning agent, a large amount of fats and oils must be removed in a short time, so the surface area of the bubbles needs to be increased.
직경d의 기포의 체적V은 , 기포의 표면적 S는 로, 단위체적 당의 표면적은 S/V=6/d가 된다. 이 식으로부터 단위체적 당의 표면적은 기포직경에 반비례한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 기포직경의 축소와 기포의 고밀도화가 생산성의 확보의 관점에서는 중요하게 된다.The volume V of bubbles of diameter d is , The surface area of the bubble S The surface area per unit volume is S / V = 6 / d. It can be seen from this equation that the surface area per unit volume is inversely proportional to the bubble diameter. Therefore, reduction of bubble diameter and increase of bubble density become important from the viewpoint of securing productivity.
기포직경의 축소는, 고체표면의 구석구석까지 기포를 작용시켜, 처리의 균일성을 확보하기 위해서도 필요하다. 세정성능의 장기적인 유지를 위해서는, 기포의 부력을 이용한 오염물질의 효과적인 부상이 필요하게 된다.The reduction of the bubble diameter is also necessary in order to apply bubbles to every corner of the solid surface to ensure uniformity of treatment. For long-term maintenance of the cleaning performance, effective flotation of contaminants using buoyancy of bubbles is required.
한편, 오염된 입자제거는, 수중에서의 기포표면의 대전(帶電), 및 미립자표면의 대전을 이용하게 된다. 산화철 미립자를 이용해서 마이크로 나노버블 표면에의 흡착현상을 검토한 결과, 마이크로 나노버블의 표면전위가 부(負), 산화철의 표면전위가 정(正)의 pH영역에서 흡착이 일어나는 것, 흡착효율은 양자의 표면전위의 영향을 강하게 받는다는 것이 밝혀졌다.On the other hand, contaminated particle removal utilizes the charging of the bubble surface in water and the charging of the fine particle surface. As a result of examining the adsorption phenomenon on the surface of the micro nanobubbles using the fine particles of iron oxide, adsorption occurs in the pH range where the surface potential of the micro nanobubbles is negative and the surface potential of the iron oxide is positive, and the adsorption efficiency Has been found to be strongly influenced by both surface potentials.
이처럼 미립자세정의 경우에는 기포와 미립자 간의 정전상호작용의 제어가 중요하게 된다.
As such, in the case of fine particle cleaning, it is important to control the electrostatic interaction between the bubbles and the fine particles.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법에서의 마이크로 나노버블의 생성은 기체와 체를 물리적인 힘으로 부숴서 작게 하는 것이나, 작은 구멍에서의 분출 등으로도 생성하는 것이 가능하다. 마이크로 나노버블의 고밀도화의 과제는 어떠한 생성수단을 사용하더라도 순수물 중에서 기포끼리 빈번하게 접촉하면, 합일(합체)가 일어나서, 기포가 크게 되어버린다는 것이다.The production of the micro nanobubbles in the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention can be produced by smashing the gas and the sieve with physical force or by ejecting them from a small hole. The problem of increasing the density of the micro nanobubbles is that if bubbles are frequently contacted in pure water, even if any production means is used, coalescence occurs and the bubbles become large.
하기의 [그림 2]에는 고속도 카메라를 이용해서 촬영한 기포합일의 순간을 나타낸다. 이처럼 수중에서 마이크로 나노버블끼리 충돌하면 기포들이 합체를 반복하면서 점점 더 커지게 되어버린다.
[Figure 2] below shows the instant of bubble bubble shot using high speed camera. When micro nanobubbles collide with each other like this, bubbles repeatedly become coalesced and become larger.
실온(28도), 500uS 간격, 셔터속도 10uS Room temperature (28 degrees), 500uS increments, shutter speed 10uS
[그림 2] 고속현미경 비디오카메라에 의한 기포융합현상의 관찰
[Figure 2] Observation of bubble fusion phenomenon by high speed microscope video camera
이 때문에 순수물에서 실현되는 마이크로 나노버블의 밀도에는 한계가 있어, 물만으로 생성시킨 마이크로 나노버블로는, 탈지세정에 필요한 기포밀도를 얻는 것이 어렵다. 특정의 화학물질은, 기포의 합일방지의 효과를 가지고 있는 것이 보고되어 있는바, 세정에 적합한 첨가제로써 환경부하, 비용, 안전성, 실용성 등을 고려해서, 화학적 관점, 세정의 관점에서 다음의 5조건을 설정하여, 화학물질의 분자량, 극성 등 여러 인자에 대한 많은 검토를 행하였다.
For this reason, the density of the micro nanobubbles realized in pure water is limited, and it is difficult for the micro nanobubbles produced by water only to obtain the bubble density required for degreasing cleaning. It has been reported that certain chemical substances have the effect of preventing the unification of bubbles. As an additive suitable for cleaning, the following five conditions are considered in terms of chemical and cleaning in consideration of environmental load, cost, safety and practicality. In this regard, many studies were conducted on various factors such as molecular weight and polarity of chemical substances.
첫째,화학적 성질의 관점에서 첨가제First, additives in terms of chemical properties
1) 물에 임의적으로 가용할 것1) Randomly soluble in water
2) 안전한 화학물질(독극물, PRTR 대상외)일 것2) Must be a safe chemical (toxic, outside of PRTR)
3) 저농도에서의 효과 발휘할 것
3) To exert effect at low concentration
둘째, 세정의 관점에서 첨가제Second, additives in terms of cleaning
4) 저발포성(물과 반응해서 거품발생)일 것4) Low foaming (bubble by reaction with water)
5) 온수(50도 이상)에서의 효과유지할 것
5) Maintain the effect in hot water (over 50 degree)
이에 따라 하기 [그림 3]에서 개발된 첨가제를 아주 미량 더해서 생성시킨 고밀도 마이크로 나노버블과, 첨가제가 없는 경우의 사진을 나타낸다. 첨가제가 있는 용기에서는 고밀도의 마이크로 나노버블의 존재에 의해 용기 안이 마치 우유처럼 하얗게 흐려진 상태라는 걸 알 수 있다.
Accordingly, the high density micro nanobubbles produced by adding a very small amount of the additive developed in [Figure 3] below, and the picture without the additive are shown. In the container with the additive, it can be seen that the inside of the container is clouded white like milk due to the presence of high density micro nanobubbles.
[그림 3] 기포융합방지의 첨가제를 이용한 고밀도 마이크로 버블과 용기 내의 확대사진 (좌 : 첨가제 있음, 우 : 첨가제 없음)
[Figure 3] Close-up photo of high density microbubble and container using anti-foam additives (left: with additives, right: without additives)
이처럼 기포합일의 억제효과를 가진 첨가제의 효과는 절대적이다.
As such, the effect of additives having an inhibitory effect on bubble synthesis is absolute.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법에서 마이크로 나노버블의 중요한 역할 중에 하나는, 기포의 표면에 가공유나 절삭유 등의 기름성분이 흡착되는 것이다.
One of the important roles of the micro nanobubbles in the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention is to adsorb oil components such as processing oil and cutting oil on the surface of the bubbles.
[그림 4] 고속현미경 비디오카메라에 의한 유지제거과정의 관찰
[Figure 4] Observation of oil removal process by high speed microscope video camera
상기 [그림 4]에는 고속 카메라를 이용한 가시화의 대표이미지를 나타낸 것으로, 슬라이드글라스 위에 가공용 유지를 엷게 도포하고, 그 밑 쪽에 설치한 주사침에서 천천히 연속적으로 기포를 공급(①)하여, 그 모습을 고속현미 경 비디오카메라로 촬영한 것으로, 실린지에서 떨어져 나와 아래쪽에서 부상한 기포는 기름표면에 잠시 동안 머무르고, 그 사이에 기름이 기포표면 전체에 전개(②)한다. 그 후 기포는 기름표면에서 이탈(③)한다. 이때, 기포표면에는 원래의 광택을 잃고 얇은 유막(油膜)이 부착되어 있는 모습을 확인할 수 있다. 기포가 이탈한 후의 부착유는 확실히 초기상태보다 적어져서, 수초 이내에 기판 위의 기름은 거의 완전히 소거(④)된다. [Figure 4] shows a representative image of visualization using a high-speed camera. The oil is applied to the slide glass thinly, and the bubbles are continuously supplied (①) from the needle placed below, and the state is rapidly changed. Filmed with a microscopic video camera, the bubble that emerges from the syringe and floats from the bottom stays on the oil surface for a while, and the oil develops on the entire bubble surface (2). After that, the bubble is separated from the oil surface (③). At this time, the surface of the bubble loses its original luster and can be seen that a thin oil film is attached. After the bubble escapes, the adhered oil is certainly less than the initial state, so that the oil on the substrate is almost completely removed within a few seconds.
상기 [그림 4]의 우측에 나타내듯이 소수성인 기름은 수중에서 불안정한 상태로 존재한다. 거기에 기포라고 하는 형태로 소수장(疏水場)을 제공하면, 기름분자는 그 친화성에 의해 소수기(基)를 기포측으로 향하면서 표면 부착한다. 이때, 기포 한 개가 흡착가능한 기름의 양은 극미량이기는 하나, 그 반복에 의해 기판상의 기름을 제거하는 것이 가능하게 된다. 이것이 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법에서 마이크로 나노버블에 의한 기름의 제거원리이다.As shown in the right side of [Figure 4], hydrophobic oils exist in an unstable state in water. When a hydrophobic field is provided therein in the form of bubbles, oil molecules adhere to the surface of the hydrophobic group toward the bubble side due to its affinity. At this time, the amount of oil that one bubble can adsorb is very small, but it is possible to remove the oil on the substrate by repetition. This is the principle of oil removal by the micro nanobubbles in the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention.
이때, 기포 한 개가 흡착가능한 유지(油脂)는 극소량이기는 하나, 그것 빈번하게 반복됨으로써 고체상의 기름을 제거하는 것이 가능하므로, 대량의 유지를 실용적인 시간범위에서 제거하기 위해서는, 되도록 표면적을 증대시킬 것, 즉 마이크로 나노버블의 고밀도화가 중요하게 된다. 또한 일반적으로 세정을 필요로 하는 대상부품은 곡면이나 요철 등 복잡한 형상을 하고 있어, 처리의 균일성을 꾀하기 위해서는 기포의 미세화가 중요하다는 것도 이 실험을 통해 증명된다.
At this time, the fat or oil that can be adsorbed by one bubble is very small, but since it is frequently repeated, it is possible to remove the oil in the solid state. Therefore, in order to remove a large amount of fat and oil in a practical time range, the surface area should be increased as much as possible. In other words, the density of the micro nanobubbles becomes important. In addition, in general, the target parts requiring cleaning have complicated shapes such as curved surfaces and irregularities, and it is also proved through this experiment that the refinement of bubbles is important for achieving uniformity of treatment.
[그림 5] 마이크로 버블의 세정원리 구상도
[ Fig. 5] Microcirculation principle of cleaning
상기 [그림 5]에는 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법의 마이크로 나노버블에 의한 탈지세정의 원리를 나타낸다. 마이크로 나노버블 발생부에서 생성시킨 고밀도의 마이크로 나노버블을 부품군에 공급, 부상한 유지를 오버플로우 조(槽)측에 흘려 보냄으로써 세정수 속의 유지의 분리가 가능하게 된다.
[Fig. 5] shows the principle of degreasing cleaning by micro nanobubbles in the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention. The oil and fat in the washing water can be separated by supplying the high density micro nanobubbles produced by the micro nanobubble generating unit to the component group and flowing the retained fat to the overflow tank side.
이렇게 아주 미량의 첨가제를 이용한 고밀도의 마이크로 나노버블의 생성, 마이크로 나노버블에 의한 유지의 제거원리를 이용하여 이들 특성을 살린 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법이 구현되는 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치가 개발되었다. 하기 [그림 6]에는 이런 마이크로 나노버블 세정시스템의 구상도를 나타낸다.
Thus, the micro-nanosphere of the present invention is implemented, in which a semiconductor cleaning method using the micro-nanobule of the present invention utilizing these characteristics by using the generation of high density micro nanobubbles using a very small amount of additives and the removal principle of oils and fats by the micro nanobubbles is implemented. A semiconductor cleaning device using bubbles has been developed. Figure 6 shows the schematic of this micro-nanobubble cleaning system.
[그림 6] 마이크로 나노버블 세정장치의 구상도
[Figure 6] Schematic diagram of micro nano bubble cleaning device
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치의 주요기능은, 마이크로 나노버블 발생기에서 생성한 마이크로 나노버블을 통 내부의 피세정물을 효율적으로 작용시키는 것이다. 또한, 마이크로 나노버블 세정의 경우에는, 유분 분리작용에 의해 수면에 유막이 형성되므로, 세정조(槽)로 부상한 제거기구와 오버플로우 조를 설치한다. 이런 본 발명의 특징은, The main function of the semiconductor cleaning device using the micro nanobubble of the present invention is to effectively operate the object to be cleaned inside the microbubble generated by the micronanobubble generator. In addition, in the case of micro nanobubble cleaning, since an oil film is formed on the water surface by the oil-separation action, the removal mechanism and the overflow tank which floated as a washing tank are provided. This feature of the invention,
첫째, 저비용이다. 즉, 물을 기반으로 한 세정수에 의한 낮은 운용비용이 소오된다.First, it is low cost. That is, low operating costs due to water-based washing water are consumed.
둘째, 저환경부하(負荷)이다. 즉, 물을 기반으로 한 세정수로 하수를 별도의 처리없이 흘려 보낼 수 있다.Second, low environmental load. That is, the sewage can be sent to the water-based washing water without any treatment.
셋째, 안전성이다. 즉, 미량의 무독의 화학물질의 첨가로 안전하다.
Third is safety. That is, it is safe to add trace amounts of non-toxic chemicals.
하기 [그림 7]에는 기계부품에 부착한 세정하기 어려운 소수성 절삭유(難洗淨性 疏水性 切削油)의 마이크로 나노버블 세정(10초) 전후의 이미지를 나타낸다. 세정 전에 표면에 끈적끈적하게 부착되어 있던 기름은, 본 발명 마이크로 나노버블 세정에 의해 완전히 제거되어, 린스 후에 부착한 물방울의 습윤성에 의해, 기름이 제거되어 부품표면이 친수(親水)적이 되어있는 것을 알 수 있다.
[Figure 7] shows images before and after micro nanobubble cleaning (10 seconds) of hydrophobic cutting oil which is difficult to clean attached to mechanical parts. The oil sticking to the surface before washing is completely removed by the micro nanobubble washing of the present invention, and the wetness of the water droplets attached after rinsing removes the oil and makes the surface of the part hydrophilic. Able to know.
[그림 7] 부착된 부품을 마이크로 버블로 세정한 전후의 사진
[ Figure 7] Photos before and after cleaning attached parts with micro bubble
하기 [그림 8]에는 본 발명 마이크로 나노버블의 세정효과를 나타낸다. 원주형 부품의 전면(全面)에 난세정성의 소수성유를 도포하여, 마이크로 나노버블 세정(2min)을 하여, 순수(純水)에서의 린스, 질소가스의 분무건조를 하여, 세정전후의 잔류유분을 측정, 유분밀도(㎍/㎠)를 산출한다. 세정전에 1280㎍/㎠였던, 잔류유분밀도는, 기포없이 세정(흐르는 물만으로 세정)에서는 약 반정도, 첨가제 없이 한 수mm오더의 기포에서는, 180㎍/㎠이다. 이에 반해, 마이크로 나노버블 세정에서는 잔류유분은 4.8㎍/㎠로, 기포없음 보다는 약 100배, 통상의 기포와 비교해서도 약 30배이상 높은 세정도를 나타낸다. [Figure 8] shows the cleaning effect of the present invention micro nanobubbles. Hard-washing hydrophobic oil is applied to the entire surface of the cylindrical part, micro-nanobubble washing (2 min) is performed, rinsing in pure water, spray drying of nitrogen gas, and residual oil before and after washing. The oil content density (μg / cm 2) is calculated. The residual oil density, which was 1280 µg / cm 2 before washing, was about half that in washing without bubbles (washing only with running water), and 180 µg / cm 2 with bubbles of a few mm order without additives. On the other hand, in the micro nanobubble cleaning, the residual oil is 4.8 µg / cm 2, which is about 100 times higher than no bubbles and about 30 times higher than normal bubbles.
이 수치는 시판의 알칼리세정제와 비교해도 손색없는 청정도이다. 기포의 미세화에 의한 표면적의 증대와 복잡형상의 고체표면에의 균일확산에 의해, 마이크로 나노버블만으로 세척제 레벨이 높은 청정도를 실현 가능하다는 것이 증명되어있다.
This figure is comparable to a commercial alkali cleaner. By increasing the surface area due to the miniaturization of bubbles and spreading uniformly on a solid surface of a complex shape, it has been proved that high cleanliness level can be achieved with only micro nanobubbles.
[그림 8] 마이크로 버블에 의한 난세정성 유지의 세정결과
[ Fig. 8] Cleaning result of maintaining poor rinsability by micro bubble
특히, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치의 마이크로 나노버블 세정에서 가장 중요한 것은 세정수의 반복사용을 가능하게 하는 것이다. 아주 미량의 첨가제밖에 포함하지 않는다고는 하나, 세정수를 빈번하게 교환한다면 실용성이 떨어지기 때문이다.
In particular, the most important thing in the micro nanobubble cleaning of the semiconductor cleaning device using the micro nanobubble of the present invention is to enable repeated use of the washing water. Although it contains only a very small amount of additives, it is because the practical use is poor if the washing water is changed frequently.
[그림 9] 마이크로 버블에 의한 반복 세정결과
[ Figure 9] Repeated cleaning result by micro bubble
상기 [그림 9]에는 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치를 사용해서, 수백 개의 부품을 반복해서 세정한 결과를 나타내었다. 처리횟수와는 상관없이 세정도는 거의 일정하게 유지되고 있음을 알 수 있다. 한편, 같은 장치로 알칼리 세정제를 사용해서 세정한 경우에는 처리배치(batch)수에 의해 청정도가 악화하고 있다.[Figure 9] shows the result of repeatedly cleaning hundreds of components using the semiconductor cleaning device using the micro nanobubble of the present invention. Regardless of the number of treatments, the degree of cleaning remains almost constant. On the other hand, when washing | cleaning using an alkaline detergent with the same apparatus, the cleanliness deteriorates with the batch water.
이처럼 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치의 마이크로 나노버블 세정은 높은 세정효과와 유분분리의 기능을 가지고 있어, 그 기능을 바탕으로 하여 양호한 반복특성을 얻을 수 있는 것이 확인된다.
Thus, the micro nanobubble cleaning of the semiconductor cleaning device using the micro nanobubble of the present invention has a high cleaning effect and a function of oil separation, and it is confirmed that good repeatability can be obtained based on the function.
하기 [그림 10]에는 공장의 기존세정장치를 개조해서 마이크로 나노버블을 적용한 경우의 청정도의 추이를, 종래의 알칼리 세정제를 이용한 경우의 청정도 범위와 함께 나타내었다. [Figure 10] shows the trend of the cleanliness when the micro-nanobubble is applied by modifying the existing cleaning device of the factory together with the cleanliness range when using the conventional alkali cleaner.
본 발명의 마이크로 나노버블 세정에서는 청정도는 10ug/㎠이하로, 그 청정도는 변화를 보이는 일없이, 1개월 이상에 걸쳐서 안정적임을 알 수 있다. In the micro nanobubble cleaning of the present invention, the cleanliness is 10 ug / cm 2 or less, and the cleanliness is stable for over 1 month without showing any change.
하기 [그림 10]의 우측에는 6개월간 연속사용 후의 채취한 세정수와 분리된 유지를 나타낸다. The right side of [Figure 10] shows the oil and water separated from the washed water after 6 months of continuous use.
본 발명의 마이크로 나노버블에 의한 완전한 분리성능에 의해 수 만개의 부품을 세정한 후에도 세정수는 완전한 투명성을 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
It can be seen that the washing water maintains complete transparency even after cleaning tens of thousands of parts due to the complete separation performance by the micro nanobubbles of the present invention.
본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법을 유기용제(솔벤트)의 세정공정에 적용한 경우, 배출량환산은 약1000분의 1, 알칼리세정제와 비교해서는 배출량은 약 12분의 1이다. 국내의 세척제세정에 본 발명의 마이크로 나노버블 세정을 적용했다고 가정하면, 약40만톤의 배출량의 삭감이 가능하게 된다. 이처럼 막대한 환경부하 저감효과와 더불어, 세척제 세정과 비교해서 운용비용은 10분의 1이하라는 실적이 보고되어 있다. 게다가, 안정적인 세정공정의 구축에 의한 제품품질의 향상도 실현되어 있다.
When the semiconductor cleaning method using the micro nanobubble of the present invention is applied to the cleaning process of the organic solvent (solvent), Emission conversion is about 1/1000, alkali cleaner Emissions are about one twelve. Assuming that the micro nanobubble cleaning of the present invention is applied to domestic detergent cleaning, about 400,000 tons of Reduction of discharge becomes possible. In addition to the enormous environmental load reduction effect, it is reported that the operating cost is less than one tenth as compared to cleaning the detergent. In addition, improvement of product quality is also realized by establishing a stable cleaning process.
[그림 10] 공장에 있어서의 세정결과와 세정수의 상태
[ Figure 10] Cleaning Results and Condition of Cleaning Water in Factory
21세기는 환경의 세기로 불리며, 일렉트로닉스 분야의 제조공정에 있어서의 환경부하저감에 대한 대처가 점점 더 중요하게 되고 있다.The 21st century is called the century of the environment, and the handling of environmental load reduction in the manufacturing process of the electronics field is becoming more and more important.
특히 세정공정 중에서는 대량의 유기오염을 제거하기 위해서 대량의 세척제를 소비하고 있다. 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은 큰 표면적을 바탕으로 높은 세정능력과 높은 유지(油脂)분리능력을 특징으로, 환경부하저감, 비용삭감 효과가 크게 기대된다.In particular, the cleaning process consumes a large amount of detergent to remove a large amount of organic pollution. The semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention is characterized by high cleaning ability and high oil-separating ability based on a large surface area, and is expected to greatly reduce environmental load and cost.
이처럼 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법은, 종래의 방법과는 원리를 완전히 달리하는 새로운 계면제어형의 세정방법이다. 이후로도 점점 더 활발한 연구개발에 의해, 탈지세정뿐만 아니라, 반도체나 액정 등 환경부하가 높으면서, 높은 청정도를 요구하는 분야에도 널리 사용될 것이 기대된다. 그리고, 장래 저환경부하의 표준적인 세정방법으로써 지구환경보호에 크게 공헌할 것을 확신한다.
As described above, the semiconductor cleaning method using the micro nanobubbles of the present invention is a new interface control type cleaning method which is completely different from the conventional method. Since then, the research and development is increasingly active, it is expected to be widely used not only for degreasing cleaning but also for fields requiring high cleanliness with high environmental load such as semiconductors and liquid crystals. We are convinced that it will contribute to the protection of the global environment as a standard cleaning method for low environmental load in the future.
또한, 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치는, 제1,2차세정조(20,20)에 각각 설치되어 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만들어 피세정체에 분사하는 마이크로 나노버블 발생기(10)와, 반도체 기판 표면에 기능수로 만들어진 마이크로 나노버블을 분사하여 유분을 제1차로 세정하는 세정구간인 제1차세정조(20)과, 상기 세정된 반도체 기판에 버블과 AIR를 동시에 분사하여(2류체 분사세정) 파티클을 제거하고 유분을 제2차로 세정하는 세정구간인 제2차세정조(30)와, 제1차세정조(20)와 제2차세정조(30) 사이에 위치되어 차고 차가운 공기(60)(CDA: Cool Dry Air)로 에어커튼벽을 형성시켜 분리시킴으로써 물의 이동을 방지시키는 제1차에어커튼(61)과, 세정된 반도체 기판에 탈이온수를 분사하여 린스하는 린스조(40)와, 상기 제2차세정조(30)와 린스조(40) 사이에서 에어커튼벽을 형성시켜 분리시킴으로써 물의 이동을 방지시키는 제2차에어커튼(62)과, 린스한 반도체 기판을 에어로 건조시키는 건조조(50)와, 상기 린스조(40)와 건조로(50) 사이에서 에어커튼벽을 형성시켜 분리시킴으로써 물의 이동을 방지시키는 제3차에어커튼(63)으로 구성된다.In addition, the semiconductor cleaning apparatus using the micro nanobubble of the present invention, micro nanobubble generator (10) which is installed in the first and second cleaning tanks (20, 20), respectively, to create a micro nanobubble of 5nm or less to spray to the object to be cleaned And, by spraying the micro nanobubble made of functional water on the surface of the semiconductor substrate, the
상기 마이크로 나노버블 발생기(10)는, 세정액을 사용하지 않고, 탈이온수(DIW, deionized water)에 오존(O3)과 질소(N2)를 믹싱펌프(11)로 믹싱(mixing)한 기능수를 나노버블 제너레이터(12)를 통과시켜 5nm이하의 마이크로 나노버블을 만들어 마이크로 나노버블탱크(13)에 보관하고 이를 분사펌프(14)에 의해 피세척물에 분사한다. The micro nanobubble generator 10 is a functional water obtained by mixing ozone (O 3 ) and nitrogen (N 2 ) with a mixing pump 11 in deionized water (DIW) without using a cleaning solution. After passing through the
상기 제1차세정조(20)는, 일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로(21)를 갖고, 하부가 통하는 격벽(22a)을 갖고 유기물배수로(21)와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터(22b)를 거쳐 믹싱펌프(11)로 재생된 물을 공급하는 오버플로우조(22)를 가지며, 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트(23)를 갖고 상기 마이크로 나노버블 발생기(10)의 분사펌프(14)로 나노버블이 분사되어 피세정체인 반도체 기판의 버블분사세정이 이루어지는 세정공간으로, 선단부에는 피세정체인 반도체 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서(S1)가 설치되고, 물체감지 근접센서(S1)의 신호를 받아 피세정체인 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있는 속도조절용 콘베이어모터(C1)에 의해 속도조절되어 작동되는 콘베이어(V1)가 구비된다.The
상기 제2차세정조(30)는, 일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로(31)를 갖고, 유기물배수로(31)와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터(33b)를 거쳐 믹싱펌프(11)로 물을 공급하는 오버플로우조(32)를 가지며, 오존(O3) 및 질소(N2)를 배기할 수 있는 포트(33)를 갖고, 상기 마이크로 나노버블 발생기(10)의 분사펌프(14)로 나노버블이 분사됨과 동시에 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 피세정체로 분사하여(2류체분사세정) 피세정체인 반도체 기판의 유기물을 세정함과 동시에 파티클을 제거하는 세정공간으로, 선단부에는 피세정체인 반도체 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서(S2)가 설치되고, 물체감지 근접센서(S2)의 신호를 받아 피세정체인 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있는 속도조절용 콘베이어모터(C2)에 의해 속도조절되어 작동되는 콘베이어(V2)가 구비된다.The
상기 제1차에어커튼(61)은, 상기 제1차세정조(20)와 상기 제2차세정조(30) 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정되어 오염된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)(60)로 에어커튼벽을 형성시켜 공간을 분리시킨다.The
상기 린스조(40)는, 탈이온수(DIW; deionized water)를 분사하여 피세정체인 반도체 기판의 세척이 이루어지는 세척공간으로, 선단부에는 피세정체인 반도체 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서(S3)가 설치되고, 물체감지 근접센서(S3)의 신호를 받아 피세정체인 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있는 속도조절용 콘베이어모터(C3)에 의해 속도조절되어 작동되는 콘베이어(V3)가 구비된다.The rinse
상기 제2차에어커튼(62)은, 제2차세정조(30)와 린스조(40) 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정되어 오염된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)(60)로 에어커튼벽을 형성시켜 공간을 분리시킨다.The
상기 건조조(50)는, 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)(60)로 피세정체인 반도체 기판을 건조시키기 위한 건조공간으로, 후방선단부에는 피세정체인 반도체 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서(S4)가 설치된다. 이때, 물체감지 근접센서(S4)의 신호를 받아 피세정체인 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있는 속도조절용 콘베이어모터(도시않음)에 의해 속도조절되어 작동되는 콘베이어(V4)가 구비된다.The drying
상기 제3차에어커튼(63)은, 린스조(40)와 건조조(50) 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정되어 오염된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)(60)로 에어커튼벽을 형성시켜 공간을 분리시킨다.
The third air curtain (63) is located between the rinse tank (40) and the drying tank (50) and is cleaned in the next cleaning section so that contaminated water does not pass over the clean dry air (CDA; Clean Dry Air) ( 60) form an air curtain wall to separate the space.
이러한 본 발명의 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치는, 마이크로 나노버블 발생기(10)에서 탈이온수(DIW; deionized water), 오존(O3), 질소(N2)를 믹싱펌프(11)(Mixing Pump)에 넣고 동작을 시키면, 0.1mm ~ 5mm 사이즈의 버블이 발생되고, 이것으로 마이크로 나노버블을 발생시키는 버블제너레이터(12)에 통과시키면, 나노버블탱크(13)에는 마이크로 나노버블이 순환하면서 계속 만들어진다. 이렇게 마이크로 나노버블이 충전된 마이크로 나노버블탱크(13)에는 물 높이에 따라 감지되는 4개의 센서(예를 들면, HH,H,L,LL)가 있다. HH센서는 탱크의 물이 넘침을 인지하게 되며, LL센서는 탱크의 물이 하나도 없음을 나타내며, L센서는 물의 보충을 H센서는 탱크의 물이 적당함을 표시하며 안정적인 수위를 지속적으로 유지하면서 분사펌프(14)를 통해 버블세정을 시작할 수 있게 된다.In the semiconductor cleaning apparatus using the micro nanobubbles of the present invention, the deionized water (DIW), ozone (O 3 ), and nitrogen (N 2 ) are mixed in the micro nanobubble generator 10 (Mixing). When it is put into a pump), bubbles of 0.1 mm to 5 mm are generated, and when they pass through the
제1세정구간인 제1세정조(20)로 반도체 기판이 콘베어벨트(V1)를 타고 들어오면 물체감지 근접센서(S1)가 이를 감지하면서 분사펌프(14)를 동작시켜 피세정물인 반도체 기판에 마이크로 나노버블을 분사시킴으로서 기판의 유분(유기물)을 나노버블로 세정하게 된다. 상기 콘베어벨트(V1)의 속도는 속도조절용 콘베어모터(C1)에 의해서 빠르거나 느리게 그때의 상황에 따라 적절히 속도조절된다.When the semiconductor substrate enters the conveyor belt V1 through the
제1세정조(20)와 제2세정조(30) 사이에는 제1차에어커튼(61)이 설치되어 제1세정조(20)에서 세정에 사용된 오염된 물이나 유분(유기물)이 제2세정조(30)로 전달되는 것을 차단하게 된다.The
제2세정구간인 제2세정조(30)의 콘베어벨트(V2)로 반도체 기판이 들어오면 이를 물체감지 근접센서(S2)가 감지하고, 이때에는 분사펌프(14)와 공기(CDA)(60)를 동시에 공급하고 동작시켜 피세정물인 반도체 기판에 나노버블과 공기(60)를 사용한 2류체로 기판의 유분(유기물)을 2차로 제거하면서 파티클(PARTICLE)을 세정하게 된다.When the semiconductor substrate enters the conveyor belt V2 of the
제2세정조(30)와 린스조(40) 사이에는 제2차에어커튼(62)이 설치되어 제2세정조(30)에서 세정에 사용된 오염된 물이나 유분(유기물) 및 파티클이 린스조(40)로 전달되는 것을 차단하게 된다.A
제3세정구간인 린스조(40)의 콘베어벨트(V3)로 반도체 기판이 들어오면 이를 물체감지 근접센서(S3)가 감지하고, 이때 버블분사펌프는 정지되고 탈이온수(DIW)를 사용한 린스세정을 하게 된다. When the semiconductor substrate enters the conveyor belt V3 of the rinse
린스조(40)와 건조조(50) 사이에는 제3차에어커튼(63)이 설치되어 린스조(40)에서 린스 사용된 오염된 물이 건조조(50)로 전달되는 것을 차단하게 된다.The
그리고, 제4구간인 건조조(50)의 콘베어벨트(V4)로 물을 사용하여 세정된 반도체 기판이 들어오면 이를 공기(air knife)로 건조하게 된고, 서서히 콘베어벨트(V4)로 이동중인 기판을 후방측에 설치된 물체감지 근접센서(S4)가 감지하되면, 모든 과정은 정지되고 이로서 건조를 포함한 피세정체의 세정과정은 모두 마치게 된다.
Then, when the semiconductor substrate cleaned with water enters the conveyor belt V4 of the drying
이러한 본 발명은, 반도체 세정공정 중에서는 대량의 유기오염을 제거하기 위해서 대량의 세척제를 소비하고 있는 추세의 반도체 세정방법과는 달리, 규제대상인 세정제를 사용하지 않기 때문에 친환경적이며, 충분한 세정효과를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 세정제 미사용으로 인한 비용절감 및 세척 후 폐수처리 비용 또한 절감할 수 있는 장점을 갖게 된다.In the semiconductor cleaning process, unlike the semiconductor cleaning method in which a large amount of cleaning agent is consumed to remove a large amount of organic pollution, the present invention is environmentally friendly and does not use a cleaning agent that is regulated, and thus can realize sufficient cleaning effect. In addition, the cost savings due to the non-use of the cleaner and the post-cleaning waste water treatment cost may also be reduced.
이렇게 마이크로 나노버블을 이용한 본 발명의 반도체 세정방법은, 종래의 방법과는 원리를 완전히 달리하는 새로운 계면제어형의 세정방법으로, 이후로도 점점 더 활발한 연구개발에 의해, 탈지세정뿐만 아니라, 반도체나 액정 등 환경부하가 높으면서, 높은 청정도를 요구하는 분야에도 널리 사용될 것이 기대된다. 그리고, 장래 저환경부하의 표준적인 반도체 세정방법으로써 지구환경보호에 크게 공헌할 것을 확신한다.
Thus, the semiconductor cleaning method of the present invention using the micro nanobubbles is a new interface-controlled cleaning method that is completely different from the conventional method. It is expected to be widely used in the field where high environmental load and high cleanliness are required. In the future, we are confident that it will contribute to the global environmental protection as a standard semiconductor cleaning method with low environmental load.
10 : 마이크로 나노버블 발생기 11 : 믹싱펌프
12 : 버블제너레이터 13 : 마이크로 나노버블탱크
14 : 분사펌프
20 : 제1세정조 21 : 유기물배수로
22 : 오버플로우 22a : 격벽
22b : 필터 23 : 포트
30 : 제2세정조 31 : 유기물배수로
32 : 오버플로우 32a : 격벽
32b : 필터 33 : 포트
40 : 린스조
50 : 건조조
60 : 공기(CDA: Cool Dry Air) 61 : 제1차에어커튼
62 : 제2차에어커튼 63 : 제3차에어커튼
C1,C2,C3 : 속도조절용 콘베어모터
S1,S2,S3,S4 : 물체감지 근접센서
V1,V2,V3,V4 : 콘베어벨트10: micro nano bubble generator 11: mixing pump
12: Bubble Generator 13: Micro Nano Bubble Tank
14: injection pump
20: first washing tank 21: organic wastewater
22:
22b: filter 23: port
30: second washing tank 31: organic wastewater
32: overflow 32a: bulkhead
32b: filter 33: port
40: rinse tank
50: drying tank
60: cool dry air (CDA) 61: primary air curtain
62: 2nd air curtain 63: 3rd air curtain
C1, C2, C3: Conveyor Motor for Speed Control
S1, S2, S3, S4: Object Detection Proximity Sensor
V1, V2, V3, V4: Conveyor Belt
Claims (9)
상기 마이크로 나노버블에 의한 반도체 기판표면의 세정이 세정조 내부에서 이루어질 경우, 세정 후, 파티클(particle)은 물속 아래쪽으로 모이고, 유기물들은 물의 위쪽으로 부상하여 흐름에 의해 일측 하부로 흐르게 배수처리함으로써 세정조 위쪽에서 담겨지고 위쪽으로 빼내지는 반도체 기판에 유기물의 재부착을 방지하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정방법.A functional water generation process of obtaining a functional water obtained by mixing ozone (O 3 ) and nitrogen (N 2 ) in deionized water (DIW) without using a cleaning solution; The deionized water (DIW), ozone (O 3 ), and nitrogen (N 2 ), which are functional water, were put into a mixing pump and operated to obtain bubbles having a size of 0.1 mm to 5 mm, which were passed through a micro nanobubble generator to 5 nm. A nanobubble generation process for making the following micro nanobubbles; A method of cleaning a semiconductor using micro nanobubbles for spraying or spraying the micro nanobubbles on or below the surface of a semiconductor substrate to clean organic substances on the surface of the semiconductor substrate;
When the surface of the semiconductor substrate is cleaned inside the cleaning tank by the micro nanobubbles, after cleaning, particles are collected under water, and organic matter floats upwards of the water to be discharged to one side by a flow and drained. A method of cleaning a semiconductor using micro nanobubbles, characterized in that the organic material is prevented from reattaching to the semiconductor substrate contained in the top of the tank and pulled upward.
상기 마이크로 나노버블에 의한 반도체 기판표면의 세정이 상기 세정조 내부에서 이루어질 때, 파티클(particle)은 물속 아래쪽으로 모이고, 유기물들은 물의 위쪽으로 부상하여 물흐름에 의해 하부로 흘러 배수처리됨에 따라 반도체 기판에 유기물의 재부착을 방지하는 유기물배수로가 상기 세정조 일측에 형성되고, 유기물배수로는 격벽에 의해 다단 분리되어 유분분리로 인해 물의 재생이 이루어지는 오버플로우조로 공급되며, 오버플로우조에서 재생된 물은 필터를 거쳐 마이크로 나노버블 발생기의 믹싱펌프로 공급되어 물의 리사이클링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치.A microbubble of 5 nm or less is made by passing a nanobubble generator through a nanobubble generator by mixing functional water mixed with ozone and nitrogen in a deionized water (DIW) without using a cleaning solution. A nanobubble generator; A nano-bubble discharge port of the micro nanobubble generator is installed on at least one of the bottom, side or top of the microbubble generator to spray or sprinkle to flow naturally or below the surface of the semiconductor substrate to clean particles and organic matter on the surface of the semiconductor substrate A semiconductor cleaning apparatus using micro nanobubbles provided;
When the surface of the semiconductor substrate is cleaned inside the cleaning tank by the micro nanobubbles, particles are collected downward in the water, and organic matter floats upward and flows downward to the bottom by the water flow. An organic water drainage path for preventing reattachment of organic matter is formed on one side of the cleaning tank, and the organic water drainage path is separated into multiple stages by a partition wall and supplied to an overflow tank where water is regenerated by oil separation. A semiconductor cleaning device using micro nanobubbles, characterized in that water is recycled through a filter and supplied to a mixing pump of a micro nanobubble generator.
상기 세정조는;
일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사되어 버블분사세정이 이루어지는 제1차세정조와;
일측에 유기물이 부상하여 물흐름에 따라 흘러 배수처리되는 유기물배수로를 갖고 유기물배수로와 연결되어 유분분리로 물의 재생이 이루어져 필터를 거쳐 믹싱펌프로 물을 공급하는 오버플로우조를 가지며 상기 마이크로 나노버블 발생기의 분사펌프로 나노버블이 분사됨과 동시에 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)를 분사하여 2류체분사세정이 이루어지는 제2차세정조와;
상기 제1차세정조와 상기 제2차세정조 사이에 위치되어 다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제1차에어커튼을 구비함을 특징으로 하는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치. 5. The method of claim 4,
The cleaning tank;
The organic nano-floor generator has an organic tank in which one side floats and flows according to the water flow, and is connected to the organic drainage channel. A first cleaning tank in which the nanobubbles are sprayed by the injection pump to perform bubble spray cleaning;
The organic nano-floor generator has an organic tank in which one side floats and flows according to the water flow, and is connected to the organic drainage channel. A second washing tank in which a nanobubble is injected into the injection pump and sprays clean dry air (CDA) to perform two-fluid jet cleaning;
And a first air curtain positioned between the first cleaning tank and the second cleaning tank and forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall over. A semiconductor cleaning device using micro nanobubbles.
상기 세정조 다음에는;
다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제2차에어커튼과;
탈이온수(DIW)를 분사하여 반도체 기판을 세척하는 린스조와;
다음 세정구간으로 세정된 물이 넘어가지 않도록 청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 커튼벽을 이루는 제3차에어커튼과;
청정건조공기(CDA; Clean Dry Air)로 반도체 기판을 건조시키는 건조조를 더 구비하는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치. The method of claim 4 or 6;
After the cleaning bath;
A second air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall;
A rinse bath for cleaning the semiconductor substrate by spraying DI water;
A third air curtain forming a curtain wall with clean dry air (CDA) so that the water cleaned in the next cleaning section does not fall;
A semiconductor cleaning device using micro nanobubbles further comprising a drying bath for drying a semiconductor substrate with clean dry air (CDA).
상기 제1차세정조와, 제2차세정조 및 린스조에는, 기판의 진입을 감지할 수 있는 물체감지 근접센서가 각각 구비되고, 각각의 세정구간마다 물체감지 근접센서의 신호를 받아 반도체 기판의 이송속도를 개별로 동작시킬 수 있도록 콘베이어 속도 조절용 콘베이어모터를 각각 구비하는 마이크로 나노버블을 이용한 반도체 세정장치. The method of claim 7;
The first cleaning tank, the second cleaning tank and the rinsing tank are each provided with an object sensing proximity sensor capable of sensing the entry of the substrate, and the transfer speed of the semiconductor substrate is received by the object sensing proximity sensor for each cleaning section. A semiconductor cleaning device using micro nanobubbles each provided with a conveyor motor for controlling a conveyor speed so as to operate separately.
Priority Applications (1)
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