KR20030040014A - 세정용 2유체 분사 노즐, 세정 장치 및 이들을 이용한반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

세정용 2유체 분사 노즐, 세정 장치 및 이들을 이용한반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

세정용 2유체 분사 노즐은 외부로부터 공급되는 2종류의 유체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부(21)와, 이 혼합부(21)로부터 수용된 상기 혼합 유체를 피세정물 표면을 향하는 소정의 가속 방향에 따라 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라 직선형 또한 관형의 직관부(22)와, 그 출구에 접속된 만곡부(23)를 구비한다. 만곡부(23)는 직관부(22)의 내면과 연속하는 내면을 갖는다. 만곡부(23)의 내면은 직관부(22)로부터 분출되는 유체가 통과하는 공간에 대해 볼록형으로 만곡한 곡면이 되어 외측으로 넓어지고 있다.

Description

세정용 2유체 분사 노즐, 세정 장치 및 이들을 이용한 반도체 장치의 제조 방법{TWO-FLUID CLEANING JET NOZZLE, CLEANING EQUIPMENT AND METHOD OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 세정용 2유체 분사 노즐 및 이를 구비한 세정 장치에 관한 것이다. 특히, 반도체 웨이퍼, 액정 기판, 디스크 기판, 포토 마스크 등의 기판 표면에 부착되어 있는 오염물을 제거하기 위한 세정용 2유체 분사 노즐 및 세정 장치에 관한 것이다. 또한, 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 과정에 있어서는 반도체 웨이퍼의 표면 상에 다양한 오염물이 부착되는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 또는 스패터법에 의해 절연막이나 금속막을 형성하면, 형성된 막의 표면에는 파티클형의 오염물이 부착된다. 또한, 드라이 에칭에 의한 패턴 형성 후에는 에칭 잔사(레지스트 잔사)나 금속 오염물이 부착된다. 이들 오염물을 제거하는 방법으로서, 일본 특허 공개 평10-156229호 공보에 개시된 바와 같이, 세정용 2유체 분사 노즐을 이용하여 액적 분사시켜 세정하는 방법이 제안되어 있다.
도9에, 종래의 세정용 2유체 분사 노즐(51)의 단면도를 도시한다. 이 세정용 2유체 분사 노즐(51)은 기체와 액체를 혼합하여 형성한 액적을 기체 속에 분사하고, 피세정물 표면에 충돌시킴으로써 세정을 행하는 것이다. 세정용 2유체 분사 노즐(51)에 있어서는, 기체 유입구(2)와 액체 유입구(3)로부터 가압된 기체와 액체가 각각 공급되고, 도9에 있어서의 혼합부(21)에서 혼합한다. 이렇게 하여, 액체는 기체 속에 뜨는 액적이 된다. 기체는 기체 유입구(2)로부터 고압으로 공급되므로, 직관부(22)에 있어서 빠른 흐름을 발생한다. 혼합부(21)에서 발생한 액적은 직관부(22)에 있어서 기체의 흐름에 의해 가속된다. 또한, 가속과 동시에 액적의 입경이 작아진다. 이렇게 하여, 직관부 출구(4)로부터 액적이 분사된다.
도10에, 종래의 세정용 2유체 분사 노즐을 구비한 세정 장치의 단면 모식도를 도시한다. 여기서는, 피세정물로서 반도체 웨이퍼(10)를 예를 들어 설명한다. 이 세정 장치는 반도체 웨이퍼(10)를 보유 지지하기 위한 스테이지(11)와, 스테이지(11)를 회전시키기 위한 모터(12)와, 스테이지(11) 상에 설치되는 반도체 웨이퍼(10)의 세정해야 할 표면을 향하도록 배치된 세정용 2유체 분사 노즐(51)과, 세정시의 액적의 비산을 방지하는 세정컵(52)을 구비하고 있다. 세정컵(52)에는 배기구(53)가 하방을 향해 형성되어 있다. 이 세정 장치의 동작에 대해 설명한다. 반도체 웨이퍼(10)를 스테이지(11)에 설치 고정하고, 모터(12)의 구동에 의해 소정의 회전수로 회전시킨다. 기체와 액체가 세정용 2유체 분사 노즐(51) 내부에 공급되고, 선단부로부터 액적과 기체가 분사된다. 그 결과, 액적이 반도체 웨이퍼(10)표면의 오염물에 충돌하여 오염물은 제거된다. 반도체 웨이퍼(10) 표면으로부터 제거된 오염물과, 세정용 2유체 분사 노즐(51)로부터 분사된 액적과 기체 중 대부분은 반도체 웨이퍼(10)의 외주를 향해 흘러 배기구(53)로부터 배출된다.
오염물과 액체와 기체 중 대부분은 배기구(53)로부터 배출된다고 해도, 일부의 액체는 미스트화하고, 원래 반도체 웨이퍼(10)의 표면에 부착되어 있던 오염물은 원래 기체 속에 포함되어 있던 파티클과 함께, 세정컵(52)의 상부로 말려 올라가, 일정 확률로 반도체 웨이퍼 표면에 재부착하게 되는 문제가 있다.
또한, 종래의 세정용 2유체 분사 노즐 내지 이를 구비한 세정 장치에서는 분사되는 기체의 대부분이 직접, 피세정물의 세정해야 할 표면(이하,「피세정물」이라 함)에 송풍되므로, 피세정면이 건조한 상태가 되어 파티클이 부착되기 쉬워진다. 또한, 상술한 바와 같이 제거된 오염물이 세정컵(52) 내로 말려 올라갈 때에, 원래 기체 속에 포함되는 파티클이 피세정면에 충돌할 기회도 많아지므로, 피세정면에 파티클이 부착된다는 문제도 있었다. 특히, 반도체 기판 등이 기판 표면에 미세 패턴이 형성되어 있는 경우, 기체 속의 파티클이 충돌함으로써 미세 패턴에 손상이 생기는 경우가 있다.
또한, 배기구(53)가 피세정물의 하방에 접속되어 있으므로, 액체와 기체를 신속하게 배출하는 것이 곤란하였다. 이 점에 있어서도, 일부 미스트화한 미소한 액적이나, 일단 제거된 오염물이나 기체 속의 파티클이 세정컵(52)의 상부로 날아올라가기 쉬워져 피세정물에 부착되는 것을 조장하고 있었다.
본 발명은 피세정면으로의 오염물의 재부착이나, 파티클의 부착이나, 파티클의 충돌에 의한 미세 패턴으로의 손상 등을 억제하는 세정용 2유체 분사 노즐 및 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 세정용 2유체 분사 노즐 중 하나의 국면에서는, 외부로부터 공급되는 2종류의 유체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부와, 상기 혼합부로부터 수용한 상기 혼합 유체를 피세정물 표면을 향하는 소정의 가속 방향에 따라 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라 직선형 또한 관형의 직관부와, 상기 직관부 출구에 접속된 만곡부를 구비하고, 상기 만곡부는 상기 직관부의 내면과 연속하는 내면을 갖고, 상기 만곡부의 내면은 상기 직관부로부터 분출되는 유체가 통과하는 공간에 대해 볼록형으로 만곡한 곡면이 되어 외측으로 넓어지고 있다. 이 구성을 채용함으로써, 직관부 출구로부터 분사된 액적 및 기체 중, 액적은 그대로 직선적으로 진행하여 피세정면에 충돌하여 오염물을 제거할 수 있지만, 기체는 코안다 효과에 의해 만곡부의 내면에 따라서 흐르게 되므로, 직접 피세정면에 충돌하지 않고, 원래 기체 속에 포함되어 있던 파티클도 기체의 흐름을 타고 이동하므로, 파티클이 피세정면에 충돌하는 것은 방지할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의거하는 세정용 2유체 분사 노즐의 다른 국면에서는, 외부로부터 공급되는 2종류의 유체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부와, 상기 혼합부로부터 수용한 상기 혼합 유체를 소정의 가속 방향에 따라 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라 직선형 또한 관형의 직관부와,상기 직관부 출구로부터 이격하여 상기 가속 방향에 대해 대략 수직인 방향으로 배치된 기체 차폐판을 구비하고, 상기 기체 차폐판은 상기 직관부의 중심선을 연장한 선과 교차되는 위치에 개구부를 갖는다. 이 구성을 채용함으로써, 기체의 대부분은 기체 차폐판에 충돌하여 피세정물에는 거의 송풍되지 않는다. 한편, 액적은 관성의 법칙에 의해 그대로 직진하여, 개구부를 통과하여 피세정면에 충돌하므로, 보다 확실하게 액적만을 피세정면에 충돌시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 세정 장치 중 하나의 국면에서는 피세정물을 설치하기 위한 스테이지와, 상기 스테이지의 상기 피세정물의 설치 위치를 향해 배치된 세정용 2유체 분사 노즐과, 상기 스테이지를 둘러싸는 벽 부재와, 상기 벽 부재 중, 상기 피세정물을 상기 스테이지에 설치했을 때의 상기 피세정물의 피세정 표면을 연장한 평면과 교차되는 위치에 배치된 배기구를 구비하였다. 이 구성을 채용함으로써, 피세정면의 외주를 향해 발생하는 기체 흐름의 연장 상에 배출구가 배치되어 있으므로, 기체는 배출구로부터 원활하게 배출할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의거하는 세정 장치의 다른 국면에서는, 피세정물을 설치하기 위한 스테이지와, 상기 스테이지의 상기 피세정물의 설치 위치를 향해 배치된 세정용 2유체 분사 노즐을 구비하고, 상기 세정용 2유체 분사 노즐은 외부로부터 공급되는 2종류의 액체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부와, 상기 혼합부로부터 수용한 상기 혼합 유체를 피세정물 표면을 향한 소정의 가속 방향에 따라 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라 직선형 또한 관형의 직관부와, 상기 직관부 출구에 접속된 만곡부를 포함하고, 상기 만곡부는 상기 직관부의 내면과 연속하는 내면을 갖고, 상기 만곡부의 내면은 상기 직관부로부터 분출되는 유체가 통과하는 공간에 대해 볼록형으로 만곡한 곡면이 되어 외측으로 넓어지고 있고, 상기 만곡부의 단부는 상기 피세정물을 상기 스테이지에 설치했을 때의 상기 피세정물의 피세정 표면에 대략 평행한 평면 내에 있다. 이 구성을 채용함으로써, 만곡부 내면에 따라 흐른 기체는 만곡부의 단부로부터 피세정물의 표면에 따른 흐름으로서 방출되므로, 기체의 배출이 보다 원활하게 행해져 말려 올라감 등을 방지할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의거하는 세정 장치의 또 다른 국면에서는 피세정물을 설치하기 위한 스테이지와, 상기 스테이지의 상기 피세정물의 설치 위치를 향해 배치된 세정용 2유체 분사 노즐을 구비하고, 상기 세정용 2유체 분사 노즐은 외부로부터 공급되는 2종류의 유체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부와, 상기 혼합부로부터 수용한 상기 혼합 유체를 소정의 가속 방향에 따라 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라서 직선형 또한 관형의 직관부와, 상기 직관부 출구로부터 이격하여 상기 가속 방향에 대해 대략 수직인 방향에 배치된 기체 차폐판을 포함하고, 상기 기체 차폐판은 상기 직관부의 중심선을 연장한 선과 교차되는 위치에 개구부를 갖는다. 이 구성을 채용함으로써, 기체의 대부분은 기체 차폐판에 충돌하여 피세정면에는 거의 송풍되지 않는다. 한편, 액적은 관성의 법칙에 의해 그대로 직진하고, 개구부를 통과하여 피세정면에 충돌하므로, 보다 확실하게 액적만을 피세정면에 충돌시켜 피세정면의 세정을 행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 반도체 장치의 제조 방법 중 하나의 국면에서는 상술한 어느 하나에 기재된 세정용 2유체 분사 노즐을 이용한다. 이 방법을 채용함으로써, 피세정물의 표면에 손상을 부여하거나, 일단 제거된 오염물의 재부착이나 기체 속의 파티클의 부착을 방지할 수 있어 양호한 세정을 행할 수 있으므로, 효율적인 높은 수율로 반도체 장치를 제조할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 반도체 장치의 제조 방법의 다른 국면에서는, 상술한 어느 하나에 기재된 세정 장치를 이용한다. 이 방법을 채용함으로써, 피세정물의 표면에 손상을 부여하거나, 일단 제거한 오염물의 재부착이나 기체 속의 파티클의 부착을 방지할 수 있어 양호한 세정을 행할 수 있으므로, 효율적인 높은 수율로 반도체 장치를 제조할 수 있다.
도1은 본 발명에 의거하는 제1 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐 단면도.
도2는 본 발명에 의거하는 제1 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐 내부에서의 액체 및 기체의 흐름을 도시한 설명도.
도3은 본 발명에 의거하는 제2 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐 단면도.
도4는 본 발명에 의거하는 제2 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐의 기체 차폐판 근방의 사시도.
도5는 본 발명에 의거하는 제3 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐의 단면도.
도6은 본 발명에 의거하는 제4 실시 형태에 있어서의 세정 장치의 하나의 예를 도시한 단면도.
도7은 본 발명에 의거하는 제4 실시 형태에 있어서의 세정 장치의 다른 예를 도시한 단면도.
도8은 본 발명에 의거하는 제4 실시 형태에 있어서의 세정 장치의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도9는 종래 기술에 의거하는 세정용 2유체 분사 노즐의 단면도.
도10은 종래 기술에 의거하는 세정 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 기체 유입구
3 : 액체 유입구
4 : 직관부 출구
5 : 개구부
6 : 기체 차폐판
7 : 부착 부재
10 : 반도체 웨이퍼
11 : 스테이지
12 : 모터
13 : 세정 챔버
14 : 배출구
21 : 혼합부
22 : 직관부
23 : 만곡부
24, 25 : 간극
26 : 단부
41 : (기체의 흐름을 도시함) 화살표
42 : (액적의 흐름을 도시함) 화살표
51, 91, 92, 93 : 세정용 2유체 분사 노즐
52 : 세정컵
100 : 피세정면
<제1 실시 형태>
도1을 참조하여 본 발명에 의거하는 제1 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐(91)에 대해 설명한다. 도1에 도시한 바와 같이, 이 세정용 2유체 분사 노즐(91)은 종래와 같은 혼합부(21) 및 직관부(22)에다가, 직관부 출구(4)에 접속된 만곡부(23)를 구비한다. 만곡부(23)는 직관부(22) 내면과 연속하는 내면을 갖고 있다. 도1에 도시한 바와 같이, 만곡부(23) 내면은 직관부(22)로부터 분출되는 유체가 통과하는 공간에 대해 볼록형으로 만곡한 곡면이 되어 외측으로 넓어지고 있다.
도2에, 이 세정용 2유체 분사 노즐(91)의 내부에서의 액체 및 기체의 흐름을모식적으로 도시한다. 혼합부(21)에서 액체와 기체가 혼합하여 액적을 발생한다. 액적의 직경은 기체가 흐름을 타고 직관부(22)를 통과함으로써 작아진다. 직관부 출구(4)로부터 분사된 기체는 코안다 효과에 의해 화살표 41로 나타낸 바와 같이 만곡부(23)의 내면에 따라서 외측으로 넓어지는 흐름을 발생하고, 이것은 만곡부(23)를 나온 후, 피세정물에 따른 흐름이 된다. 종래의 세정용 2유체 분사 노즐(51)(도9 참조)에 있어서의 문제로서, 분사되는 기체의 대부분이 직선 피세정면에 송풍되므로, 피세정면이 건조하여 파티클이 부착되기 쉬운 상태가 되고, 또한 기체 속의 파티클이 피세정면에 충돌하기 때문에, 피세정면에 파티클이 부착된다고 하는 문제나, 피세정면에 미세 패턴이 형성되어 있는 경우, 기체 속의 파티클이 피세정면에 충돌함으로써 미세 패턴에 손상을 부여해 버린다는 문제가 있었지만, 본 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐(91)에서는 직관부 출구(4)로부터 분사된 액적 및 기체 중, 액적은 그대로 화살표 42로 나타낸 바와 같이 피세정면(100)에 충돌하지만, 기체는 상술한 바와 같이 만곡부(23)의 내면에 따라서 흐르기 때문에, 직접 피세정면(100)에 충돌하지 않고, 원래 기체 속에 포함되어 있던 파티클도 기체의 흐름을 타고 이동하므로, 피세정면(100)에 충돌하는 것은 방지할 수 있다. 왜냐하면, 통상 기체 속에 포함되는 파티클의 입경은 1 ㎛ 이하로 작고, 한편 분사되는 액적은 입경이 수십 ㎛로서, 파티클은 질량이 작기 때문에, 기체의 흐름에 따라서 이동하지만, 액적은 질량이 크기 때문에 관성력이 강하고, 기체의 흐름에 따르지 않고 직선적으로 피세정면을 향해 진행하기 때문이다. 따라서, 기체의 대부분이 피세정면에 직접 송풍되는 사태를 회피할 수 있으므로, 피세정면으로의 파티클 부착이 억제되어 미세 패턴에 있어서의 손상 발생도 방지할 수 있다.
또, 직관부(22)는 관내의 단면적이 2 ㎟ 이상 20 ㎟ 이하인 것이 바람직하다. 단면적이 2 ㎟보다 작은 경우에는, 기체의 유량이 지나치게 적어져 액적의 분사 속도가 느려지고, 액적으로서 분사되는 액체의 양이 작아지게 되어 세정 효율이 저하된다. 또한, 단면적이 20 ㎟보다 큰 경우에는, 기체의 유량이 지나치게 많아져 세정을 행하는 공간의 배기 효율이 악화되어, 상술한 바와 같은 미스트의 말려 올라감에 의한 문제를 발생한다.
또, 직관부(22)의 길이는 20 ㎜ 이상 200 ㎜ 이하가 바람직하다. 직관부(22)의 길이가 20 ㎜보다 짧은 경우, 액적의 가속이 불충분해져 분사 속도가 느려지기 때문에, 액적 1개당의 세정력이 불충분해진다. 또한, 액적 속도가 느린 경우, 액적이 직진하고자 하는 관성력이 작아지기 때문에, 기체의 흐름을 타고 만곡부(23)의 내면에 따라 이동하는 것이 많아져, 피세정면에 충돌하는 액적이 적어진다. 따라서, 전체적으로 세정 효과가 작아진다. 한편, 직관부(22)의 길이가 200 ㎜보다 긴 경우, 직관부(22) 내에서의 유체 저항이 커지므로, 이 경우도 액적의 분사 속도가 느려져, 역시 액적 1개당 세정력도, 전체적으로 세정 효과도 작아진다. 따라서, 직관부(22)의 길이는 20 ㎜ 이상 200 ㎜ 이하가 바람직하다.
상술한 바와 같이 직관부의 단면적과 길이의 바람직한 수치적 범위를 정하는 데 있어서는, 이하의 고찰에 의거하고 있다. 즉, 직관부에서의 액적의 가속도 내지 액적의 분사 속도는 직관부의 길이와, 직관부의 내부를 흐르는 기체의 속도와,기체의 유량과, 액체의 유량에 의해 결정된다. 그래서 직관부의 형상이 불변하는, 즉 직관부 내의 단면적 및 길이가 일정하다고 가정하여, 예를 들어 기체의 유량을 적게 하면, 직관부 내를 흐르는 기체의 유속이 느려져, 액적 분사 속도가 느려진다. 또한, 액체 유량을 많게 하는 경우도 직관부 내를 흐르는 기체와 액체의 적산 질량이 커지므로, 직관부에서의 액적의 가속도가 작아져, 액적 분사 속도가 느려진다. 따라서, 액적 분사 속도의 저하를 피하기 위해서는 기체의 유량에 맞추어 액체의 유량을 제한해야만 한다. 단, 액체의 유량을 지나치게 적게 하면, 액적의 갯수가 감소하여 세정 효과가 저하해 버리므로, 최저한의 액체 유량이 필요하다. 또한, 직관부에서의 기체 속도는 직관부 내의 관내의 단면적과 기체의 유량으로 결정된다. 예를 들어, 단면적을 작게 하는 경우, 기체의 속도를 동일하게 유지하기 위해서는 단면적을 작게 한 것과 같은 비율로 기체의 유량을 적게 할 필요가 있다. 단, 액적 분사 속도를 저하시키지 않기 위해서는 액체의 유량도 동일한 비율로 적게 할 필요가 있다. 그러나, 액체의 유량을 지나치게 낮추면 상술한 바와 같이 세정 효과의 저하를 초대한다. 또한, 단면적을 크게 하는 경우, 기체의 유량도 많게 하게 되지만, 세정 챔버의 배기 효율이 악화되므로, 종래 기술과 같은 미스트의 말려 올라감에 의한 피세정면으로의 파티클 부착의 문제가 발생한다. 이러한 점을 고려하여, 상술한 바와 같이 직관부의 단면적 및 길이의 바람직한 수치적 범위를 정하고 있다.
<제2 실시 형태>
도3, 도4를 참조하여, 본 발명에 의거하는 제2 실시 형태에 있어서의 세정용2유체 분사 노즐(92)에 대해 설명한다. 도3에 도시한 바와 같이, 세정용 2유체 분사 노즐(92)에서는 혼합부(21), 직관부(22)는 종래의 것이나 제1 실시 형태에 있어서의 것과 동일하다. 본 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐(92)에서는, 직관부 출구(4)로부터 간극(24)을 통해 이격한 위치에 기체 차폐판(6)이 배치되어 있다. 기체 차폐판(6) 근방의 사시도를 도4에 도시한다. 기체 차폐판(6)과 직관부(22) 사이는, 도3, 도4에 예를 도시한 바와 같이 어느 하나의 부착 부재(7)를 이용하여 접속하면 된다. 기체 차폐판(6)은 직관부(22)에 의해 가속되는 방향, 즉 가속 방향으로 대략 수직인 방향에 배치되어 있고, 직관부(22)의 중심선을 연장한 선과 교차되는 위치에 개구부(5)를 갖는다.
직관부 출구(4)로부터 분사된 액적은 관성의 법칙에 따라 그대로 직진하고, 기체 차폐판(6)의 개구부(5)를 통과하여 피세정면에 충돌한다. 한편, 직관부 출구(4)로부터 분사된 기체는 액적만큼은 직진성을 갖고 있지 않으므로, 그 대부분이 기체 차폐판(6)에 충돌하여 기체 차폐판(6)의 상면에 따른 흐름이 된다. 따라서, 피세정면에는 거의 송풍되지 않는다. 이에 의해, 피세정면에는 기체를 그다지 충돌시키지 않고 액적을 충돌시킬 수 있다.
또, 간극(24)의 거리는 개구부(5)를 액적이 통과할 수 있고, 또한 개구부(5)로부터 나오는 기체의 양이 문제가 되지 않을 정도가 되는 거리를 구하여 적절하게 조정함으로써 결정할 수 있다.
<제3 실시 형태>
도5를 참조하여, 본 발명에 의거하는 제3 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐(93)에 대해 설명한다. 이 세정용 2유체 분사 노즐(93)은, 제1 실시 형태에서 나타낸 세정용 2유체 분사 노즐(91)에 기체 차폐판(6)을 접속한 구조인 것이다.
이 세정용 2유체 분사 노즐(93)의 경우, 제1 실시 형태에서 설명한 만곡부(23)의 효과와 제2 실시 형태에서 설명한 기체 차폐판(6)과의 양방의 효과에 의해, 기체의 대부분이 직접 피세정면에 송풍되지 않고, 만곡부(23)와 기체 차폐판(6) 사이의 간극(25)으로부터 측방으로 배출된다. 따라서, 피세정면으로의 파티클 부착을 억제할 수 있어 파티클 충돌에 의한 미세 패턴으로의 손상도 방지할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도6을 참조하여, 본 발명에 의거하는 제4 실시 형태에 있어서의 세정 장치 에 대해 설명한다. 이 세정 장치는 피세정면(100)을 상부 방향으로 반도체 웨이퍼(10)를 보유 지지하기 위한 스테이지(11)와, 스테이지(11)를 회전시키기 위한 모터(12)와, 제1 실시 형태에서 설명한 세정용 2유체 분사 노즐(91)을 구비한다. 또, 이 세정 장치는 스테이지(11)나 세정용 2유체 분사 노즐(91)을 둘러싸는 벽 부재를 포함하는 세정 챔버(13)를 구비하고 있다. 세정 챔버(13)의 벽 부재에 있어서는 피세정물인 반도체 웨이퍼(10)의 피세정면(100)을 연장한 평면과 교차되는 위치에 배기구(14)가 배치되어 있다.
또한, 만곡부(23)의 단부(26)는 반도체 웨이퍼(10)의 피세정면(100)에 대략 평행한 평면 내에 있다. 도6의 예에서는, 직관부(22)가 피세정면에 수직이므로,단부(26)는 직관부(22)에 대해 대략 수직인 관계에 있지만, 가령 직관부(22)가 피세정면(100)에 대해 경사지게 배치되어 있다고 해도, 단부(26)는 피세정면(100)에 대략 평행한 평면 내에 있도록 배치된다.
세정을 행할 때에는, 우선 반도체 웨이퍼(10)를 스테이지(11)에 설치 고정하고, 모터(12)에 의해 소정의 회전수로 회전시킨다. 기체와 액체가 세정용 2유체 분사 노즐(91) 내에 공급되고, 세정용 2유체 분사 노즐(91)의 선단부로부터 액적과 기체가 분사된다. 분사된 액적은 반도체 웨이퍼(10)의 피세정면에 충돌한다. 한편, 분사된 기체는 만곡부(23)의 내면에 따라서 흐르고, 또한 반도체 웨이퍼(10)의 피세정면에 따른 흐름이 되어, 반도체 웨이퍼(10)의 외주를 향해 흐른다. 이 기체가 흐르는 연장 상에 배출구(14)가 배치되어 있으므로, 기체는 배출구(14)로부터 세정 챔버(13) 밖으로 배출된다. 액적도 피세정면에 충돌한 후는 반도체 웨이퍼(10)의 회전에 수반하는 원심력과 피세정면 부근의 기체의 흐름을 타고, 기체와 함께 배출구(14)로부터 세정 챔버(13) 밖으로 배출된다.
또, 상술한 예에서는 세정 장치는 제1 실시 형태에서 설명한 세정용 2유체 분사 노즐(91)을 구비하는 것으로 하였지만, 세정용 2유체 분사 노즐(91) 대신에 다른 세정용 2유체 분사 노즐을 구비해도 좋다. 예를 들어, 도7에 도시한 바와 같이 세정용 2유체 분사 노즐(92)을 구비해도 좋다. 또한, 도8에 도시한 바와 같이 세정용 2유체 분사 노즐(93)을 구비해도 좋다. 이들 세정 장치에 있어서는, 각각 기체의 대부분이 직접 피세정면에 충돌하지 않고 측방으로 흐르기 때문에, 오염물의 재부착이나 기체 중의 파티클의 부착을 방지할 수 있어, 파티클 충돌에 의한 피세정면으로의 손상도 방지할 수 있다.
또, 세정 챔버(13) 내부를 외기로부터 차단된 밀폐 구조로 하여, 그 내부를 향해 질소나 건조 공기 등의 가스를 공급하는 가스 공급구(15)를 구비하면, 세정용 2유체 분사 노즐로부터 분사된 기체와 액체가 보다 효율적으로 보다 신속하게 세정 챔버 밖으로 배출된다. 특히, 공지 기술에 의한 내부 기압 유지 수단을 구비함으로써, 세정 챔버(13) 내의 압력을 대기압보다 낮게 해 두면, 세정용 2유체 분사 노즐 내의 기체 압력과 세정 챔버(13) 내의 압력과의 차이가 보다 커지고, 세정용 2유체 분사 노즐로부터 분출되는 기체가 만곡부(23)의 내면 등에 따라서 흐르기 쉬워진다. 이로 인해, 기체가 피세정면에 직접 충돌하는 것을 보다 확실하게 회피할 수 있다.
<제5 실시 형태>
본 발명에 의거하는 제5 실시 형태에 있어서의 반도체 장치의 제조 방법은 그 제조 공정의 일부로서, 상기 각 실시 형태에 있어서의 세정용 2유체 분사 노즐 또는 세정 장치를 이용하여 세정을 행하는 공정을 포함한다. 세정 공정을 이와 같이 행함으로써, 피세정물의 표면에 손상을 부여하거나, 일단 제거한 오염물의 재부착이나 기체 속의 파티클 부착을 방지할 수 있어 양호한 세정을 행할 수 있으므로, 효율적으로 높은 수율로 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 직관부 출구로부터 분사된 액적 및 기체 중, 액적은 그대로 직선적으로 진행하여 피세정면에 충돌하여 오염물을 제거할 수 있지만, 기체는코안다 효과에 의해, 직관부 출구에 접속된 만곡부의 내면에 따라서 흐르기 때문에, 말려 올라감을 방지할 수 있어 오염물의 재부착 등을 방지할 수 있다. 또한, 분사된 기체의 대부분은 직접 피세정면에 충돌하지 않고, 원래 기체 속에 포함되어 있던 파티클도 기체의 흐름을 타고 이동하므로, 파티클이 피세정면에 부착 또는 충돌하는 것을 억제할 수 있다.

Claims (3)

  1. 외부로부터 공급되는 2종류의 유체를 혼합하여 혼합 유체로 하기 위한 혼합부와,
    상기 혼합부로부터 수용된 상기 혼합 유체를 피세정물 표면을 향하는 소정의 가속 방향에 따라서 가속시키기 위해 상기 가속 방향에 따라서 직선형 또한 관형의 직관부와,
    상기 직관부 출구에 접속된 만곡부를 구비하고,
    상기 만곡부는 상기 직관부의 내면과 연속하는 내면을 갖고, 상기 만곡부의 내면은 상기 직관부로부터 분출되는 유체가 통과하는 공간에 대해 볼록형으로 만곡한 곡면이 되어 외측으로 넓어지고 있는 것을 특징으로 하는 세정용 2유체 분사 노즐.
  2. 피세정물을 설치하기 위한 스테이지와,
    상기 스테이지의 상기 피세정물의 설치 위치를 향해 배치된 세정용 2유체 분사 노즐과,
    상기 스테이지를 둘러싸는 벽 부재와,
    상기 벽 부재 중, 상기 피세정물을 상기 스테이지에 설치했을 때의 상기 피세정물의 피세정 표면을 연장한 평면과 교차되는 위치에 배치된 배기구를 구비한 것을 특징으로 하는 세정 장치.
  3. 제1항에 기재된 세정용 2유체 분사 노즐을 이용한 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
KR10-2002-0041849A 2001-11-14 2002-07-18 세정용 2유체 분사 노즐, 세정 장치 및 이들을 이용한반도체 장치의 제조 방법 KR100474957B1 (ko)

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