KR20010033702A - 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 유체 및 초음파를 가진 용기 내에서 기판을 처리하기 위한 방법에 관한 것이다. 용기의 반대 쪽 벽은 적어도 두 곳의 초음파 방사 영역을 가진다. 기판의 우수하고 균질하며 집중적 초음파 처리는 초음파 방사 영역이 개별적으로 제어되는 것에 기인하여 성취된다.

Description

기판을 처리하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR TREATING SUBSTRATES}
이런 형태의 장치는 예를 들어, 본 출원의 양수인에게 속하는 WO95/02473 또는 DE 197 22 423 에서 공지되었다. 이런 장치로 기판은 공정 중에 유체 용기에서 처리되며, 처리 유체는 유입구를 거쳐서 유체 용기 속으로 유입된다.
유체 처리와 동시에 또는 뒤이어서, 클리닝 과정의 개선 및 가속을 위해 초음파가 기판으로 조사된다. 이와 관련하여, 균일한 클리닝 효과를 내기 위해 기판으로 균일하게 조사되는 것이 중요하다. 그러나 조사 콘(cone)은 상이한 조사 강도를 발생하거나 또는 사각이 일어나기 때문에 기판으로의 균일한 방사는 공지된 장치로는 가능하지 않다. WO 95/02473 에 공지된 장치에서, 초음파 방사 장치는 양쪽 벽 상으로 제공된다. 초음파 방사 장치는 초음파 스트립을 수평하게 확장함으로써 형성된다. 기판으로의 균일한 방사를 위해, 기판을 위한 보호 장치가 유체 용기의 측 벽 내면 상에 배치되며 초음파 방사 영역은 오프셋된다. 이렇게 해서는, 기판으로의 균일한 방사에 대한 개선은 제한되는데, 이는 초음파 방사 영역에 배치되어 그로인해 감쇠를 발생시키는 보호 장치가 보호 장치가 없는 영역의 경우와는 다른 조사 강도를 일으키기 때문이다. 더욱이, 이런 배치는 대향 측벽에서 기판으로의 조사 때 서로 충돌하는 초음파 파동을 가진 상호 효과(reciprocal effect) 및 파동 켄칭(wave quenching)을 일으키는 문제가 있으며, 그 결과 기껏해야 기판으로의 제한된 균일한 조사 및 그로인한 제한된 클리닝 효과만 가능하다.
US 4,909,266 은 초음파 파동이 클리닝 효과를 증대시키기 위해 선택적으로 짧게 조사되는 초음파에 의해 기판을 처리하기 위한 장치를 개시한다. 이 장치는 균일한 클리닝 효과를 방해하는 앞서 설명된 어떠한 상호 효과나 파동 켄칭도 방지하지 않는다.
JP 9-199 464 A (요약서) 는 클리닝 될 기판에서 상이한 크기를 가진 입자들을 제거하기 위해 다른 주파수를 가진 초음파 방사 영역 그룹을 가진 장치를 개시한다. 이 장치는 역시 초음파 파동의 상호 작용 및 켄칭 때문에 어떠한 균일한 클리닝 효과도 생기지 않는다는 결점이 있다.
본 발명은 용기의 대향 벽들에 개별적으로 활성화되는 적어도 두 곳의 초음파 방사 영역을 제공함으로써 적어도 하나의 유체 및 초음파에 의해 유체 용기속의 기판을 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1 은 유체 용기의 대향한 벽 상에 초음파 방사 영역을 가진 본 발명 장치의 개략도이다.
도 2 는 본 발명 장치의 평면도이다.
도 3A 및 3B 는 유체 용기의 대향한 벽 상의 초음파 방사 영역의 배치를 도시하는 개략도이다.
본 발명의 목적은 초음파로 기판 표면을 더 균일하고 집중적으로 처리를 할 수 있는 기판 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적은 대향 한 초음파 방사 영역이 동시에 활성화 되지 않는 방식으로 한 쪽 용기 벽의 초음파 방사 영역이 다른 한 쪽 용기 벽의 초음파 방사 영역에 대한 시간적 관계에서 활성화하는 본 발명에 의하여 구현된다. 초음파 방사 영역의 시간적으로 엇갈린 활성화는 초음파 파동으로 부터 또는 그 사이의 상호 효과, 상호 작용 및 켄칭이 상이하게 특히 대향하도록 배치된 초음파 방사 영역으로 부터 조사되도록 한다. 이것은 기판 전표면에 걸쳐 초음파로 기판을 균일하고, 우수하며 집중적으로 처리되도록 한다.
용기 한 쪽 벽의 초음파 방사 영역은 바람직하게는 시간순으로 엇갈리게 배열되어, 훨씬 더 전술한 상호 효과를 감소시킨다. 그러나 일실시예에 따르면, 용기 벽의 각 n 번째 초음파 방사 영역(예를 들어 n = 3 일때 제 1, 제 4 및 제 7 그리고 제 2 , 제 5 및 제 8 등)은 동시에 활성화 되며 그 결과 복수 특히 방사 영역 그룹이 활성화되고 따라서 각각 시간순으로 엇갈리게 배열된 활성화에 대해서 처리 속도는 전술한 불이익한 상호 효과가 발생함이 없이 증가될 수 있다.
처리 과정 동안 기판은 바람직하게 기판의 균일한 표면 처리를 가능하게 하도록 초음파 방사 영역에 대해 상하로 움직인다.
일실시예에 따르면, 한 쪽 용기 벽의 각 초음파 방사 영역은 대향한 용기 벽의 방사 영역이 서로 중첩하기 때문에 어떠한 초음파 처리도 일어나지 않는 영역을 방지하기 위해 다른 한 쪽의 용기 벽의 초음파 방사 영역에 대해 공간적으로 오프셋된다.
상기 초음파 방사 영역은 바람직하게 스트립형이며, 세로 또는 가로로 배치된다.
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 유익한 실시예를 기초로 설명될 것이다.
도 1 은 기판을 처리하기 위한 장치(1)를 단면으로 도시한다. 상기 장치(1)는 오목한 부분(4)이 있는 용기 기저부(3) 및 용기 측벽(7,8)을 가진 유체 용기(2)를 포함한다. 시선 방향으로 평행하게 차례로 향해진, 예를 들어 웨이퍼 같은 기판(12) 뿐만 아니라 상부의 유체 표면(11)을 가지는 처리 유체(10)가 유체 용기 내에 배치된다. 기판의 끝 부분(12)은 실시예에서 소위 칼날 모양을 가진 기판 수용 장치(13) 위에 놓여있다.
실시예에서 기판 수용 장치(12)는 단독으로 기판을 지탱하지 못하거나 단독으로 기판을 서로 평행하게 유지할 수 없기 때문에, 실시예에서 웨이퍼 표면에 수직하게 연장된 슬롯 부재로 구현된 웨이퍼(12)용 가이드(15)가 유체 용기(2) 측벽(7,8) 내면 상에 제공된다. 상기 가이드(15)는 동일한 높이로 대향한 벽(7,8) 상에 배치된다.
실시예에서, 용기 벽 위에서 기판(12) 방향으로 초음파, 바람직하게는 예를 들어 900 에서 1100 KHz 의 주파수 범위의 메가사운드를 방사하는 초음파 방사 장치(20,21)가 용기 벽(7,8) 상에 배치된다. 초음파 방사 장치(20,21)의 배치는 도 2 및 3 를 기초로 상세히 설명될 것이다. 대향 배치된 가이드(15) 때문에 수평 영역(25,26)이 생기며, 영역(26)에 비례해서 영역(25)에서는 기판(12)을 향해 더 적은 방사만이 가능하다.
블레이드(13)의 존재로 인해, 기판으로의 균일한 초음파 조사를 성취하도록 기판이 영역(25,26)에 대해 움직이게 하기 위해, 초음파 처리 동안 기판(12)을 올리고 내리는 것이 가능하다.
초음파 방사 장치(20,21)의 배치 및 구조는 도 2 및 3 을 기초로 더 자세히 설명될 것이다. 도시된 바와 같이, 초음파 방사 장치는 각각의 용기 벽(7,8) 상의 외면에 장착되는, 바람직하게는 접부착되는 스트립형 초음파 방사 소자로 각각 구성된다. 스트립형 초음파 방사 소자는 공지되어서 더 상세히는 설명하지 않을 것이다.
실시예에서, 12 개의 스트립형 초음파 방사 소자(20a­20l)가 우측 용기 벽(8) 상에 장착되며, 이 소자들은 대응하는 수의 초음파 방사 영역을 한정한다. 스트립형 초음파 방사 소자(20a­20f)는 용기 벽(8) 상부 반면 상에 서로 평행하게 장착되어, 평행한 소자 사이에 작은 자유 공간(30)이 생긴다. 초음파 방사 소자(20a­20f)의 바로 아래에는 서로 평행하게 배치된 스트립형 초음파 방사 소자(20g­20l) 가 있다. 자유 공간(31)은 상부 초음파 방사 소자(20a­20f) 및 하부 방사 소자(20g­20l) 사이에 생긴다.
유사한 방식으로, 초음파 방사 소자는 대향 벽(7) 상에 장착된다. 그러나, 단지 10 개의 초음파 방사 소자(21a­21j)가 용기 벽(7) 상에 바람직하게는 부착되듯이 장착되어, 초음파 방사 소자(21a­21e)는 제 1 상부 열을 형성하며, 초음파 방사 소자(21f­21j)는 제 1 열 바로 아래에 초음파 방사 소자의 제 2 열을 형성한다. 용기 벽(7)상에 장착된 초음파 방사 소자(21a­21j)는 대향 용기 벽(8)의 초음파 방사 소자(20a­20f,20g­20l) 사이의 중간 공간(30)을 커버하며 각각 부분적으로 반대편 용기 벽(8)의 두 개의 인접한 초음파 방사 소자를 중첩하도록 배치된다. 측벽(7 ,8) 상의 각각의 초음파 방사 소자 사이의 공간 관계는 도 3 A 및 3B 에서 잘 볼수 있다.
초음파 방사 소자(20a­20l)는 도 2 에 개략적으로 도시되며 라인(36)을 거쳐서 초음파 방사 소자로 연결된 활성화 제어 장치(35)에 의해 개별적으로 활성화된다. 같은 식으로, 용기 벽(7)상의 초음파 방사 소자(21a­21j)는 개별적으로 활성화 될 수 있어, 도시되지 않은 제 2 활성화 제어 장치 또는 도 2 에 도시된 활성화 제어 장치(35)를 거쳐서 활성화된다.
용기(2)에 배치된 기판(12)을 처리하는 동안, 대향한 측벽(7,8) 상의 초음파 방사 소자는 특히 웨이브 켄칭(wave quenching) 이나 정재파와 같은 상호 효과를 피하는 방식으로 개별적으로 활성화된다. 각 초음파 방사 소자는 상이한 시간에 활성화되거나 맥동하므로 상호 효과를 피하는 방식으로 개별적으로 활성화가 일어난다. 이와 관련하여, 상호 효과가 발생할 위험이 거의 없기 때문에, 대향한 초음파 방사 소자, 예를 들어 소자(20a,20g)는 동시에 활성화 될 수 있다. 즉, 단일 소자로 다루어 진다. 더욱이, 공간 간격 때문에, 각 n 번째 초음파 방사 소자 및 그 아래에 배치된 초음파 방사 소자는, 활성화되지 않아서 각 방사 소자에서 조사되는 초음파 파동사이에 어떤 상당한 상호 효과도 예상되지 않는 적어도 하나의 초음파 방사 소자가 각 n 번째 초음파 방사 소자 사이에 배치되기 위해 동시에 활성화 될수 있다.(여기서 n≥2).
만일 대향한 용기 벽 상에 공간적으로 중첩된 초음파 방사 소자가 동시에 활성화 되면, 초음파 방사 소자에서 조사된 초음파 파동 사이에 최대 상호 효과 또는 상호 작용이 일어난다. 이런 이유로, 활성화는 측벽(7,8) 상에 정반대 방향으로 배치되거나 쪼는 부분적으로 중첩한 초음파 방사 소자가 동시에 활성화되지 않는 방식으로 이루어진다. 따라서, 예를 들어, 발생된 초음파 파동 사이에 상당한 상호 효과가 일어남이 없이 용기 벽(7) 상에 배치된 초음파 방사 소자(21c)는 물론 용기 벽(8) 상에 배치된 초음파 방사 소자(20a,20f)를 동시에 활성화시키는 것도 생각할 수 있다.
다수의 소자들이 소자들 사이에 일어나는 상호 효과없이 활성화 되기 때문에, 앞선 예에서처럼 다수 초음파 방사 소자의 동시 활성화는 처리 유체 내로 조사되는 초음파 에너지를 증가시켜 처리 속도를 증가시키기에 유리하다.
본 발명은 일실시예와 관련하여 앞서서 설명되었다. 그러나, 변경 또는 다른 구현이 발명의 개념에서 벗어남이 없이 당업자에게 가능하다. 예를 들어, 스트립형 초음파 방사 소자는 도시된 것처럼 세로로 배치되는 것보다 가로로 배치될 수 있다. 더욱이, 초음파 방사 소자의 수는 필요에 따라 변할 수 있다.

Claims (15)

  1. 대향 배치된 용기 벽(7,8)이 개별적으로 활성화되는 적어도 두 개의 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)을 가지는, 적어도 하나의 유체 및 초음파에 의해 유체 용기 내의 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    용기 벽(7,8)의 대향한 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)이 동시에 활성화 되지 않는 방식으로 한 쪽 용기 벽(7,8)의 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 다른 한 쪽 용기 벽(8,7)의 상기 초음파 방사 영역(21a­21j;20a­20l)에 대해 시간 순차적인 관계로 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 용기 벽(7,8)의 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 시간적으로 엇갈리게 배열되도록 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 각 n 번째 초음파 방사 영역 (20a­20l;21a­21j)은 동시에 활성화 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 벽(7,8)의 대향 배치된 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 동시에 활성화 되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 과정 동안 상기 기판(12)은 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)에 대해 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 처리 과정 동안 상기 기판(12)은 상하로 움직이는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 대향한 용기 벽(7,8)이 개별적으로 활성화 될 수 있는 적어도 두 개의 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)을 가지는, 적어도 하나의 유체 및 초음파에 의해 유체 용기 내에서 기판을 처리하는 장치에 있어서, 한 쪽 용기 벽(7,8)의 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 다른 쪽 용기 벽(8,7)의 상기 초음파 방사 영역(21a­21j;20a­20l)에 대해 시간 순차적 관계로 활성화 될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 용기벽(7,8)의 상기 초음파방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 시간 순차적으로 엇갈리게 활성화 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 용기 벽(7,8)의 복수의 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 동시에 활성화 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)에 대해 상기 기판(12)을 상대적으로 움직임이는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)에 대해 기판(12)을 상대적인 움직이는 수단으로서 기판(12)을 상하로 움직이기 위한 블레이드형 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쪽 용기 벽(7,8)의 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 다른 쪽 용기 벽(7,8)의 상기 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)에 대해 시간적으로 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 방사 영역 (20a­20l;21a­21j)은 스트립형인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립형 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 세로로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립형 초음파 방사 영역(20a­20l;21a­21j)은 가로로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
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