KR20030045418A - Method for cleaning a processed article - Google Patents

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KR20030045418A
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성순환
배도인
윤명식
김국광
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A method for cleaning a processed article is provided to be capable of cleaning the local portion alone and the inner surface as well as the outer surface of the processed article. CONSTITUTION: An Nd-YAG(Yttrium Aluminum Granet) laser is prepared(S10). A laser beam is irradiated from the Nd-YAG layer toward a predetermined portion of a processed article(S12). The laser beam irradiated from the Nd-YAG laser is condensed by using a lens before the laser beam arrives at the predetermined portion of the processed article(S14). Then, the predetermined portion of the processed article is cleaned by removing contaminated material generated on the predetermined portion of the processed article using the condensed laser beam(S16). At the time, the laser beam having a wavelength of 532nm and an energy of 250mJ, is irradiated from the Nd-YAG laser at the oscillating frequency of 10 Hz.

Description

피처리물의 클리닝 방법{Method for cleaning a processed article}Method for cleaning a processed article}

본 발명은 피처리물의 클리닝 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피처리물에 흡착되어 있는 반응 부산물(by-product) 등과 같은 오염 물질을 클리닝하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning a workpiece, and more particularly, to a method for cleaning contaminants such as reaction by-products and the like adsorbed on a workpiece.

최근, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 그리고, 상기 반도체 장치는 파티클을 포함하는 오염 물질에 심각한 영향을 받기 때문에 상기 반도체 장치를 제조할 때 상기 오염 물질에 대한 관리가 엄격하게 요구되고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, manufacturing techniques have been developed in the direction of improving the degree of integration, reliability, response speed, and the like of the semiconductor device. In addition, since the semiconductor device is severely affected by contaminants including particles, management of the contaminants is strictly required when manufacturing the semiconductor device.

이와 같이, 상기 오염 물질을 엄격하게 관리함에도 불구하고, 상기 오염 물질로 인한 불량이 발생하는 경우가 빈번하게 발생한다. 따라서, 상기 반도체 장치를 제조하기 위한 설비들 구성하는 부품들에 대한 클리닝이 수시로 이루어지고 있다. 상기 클리닝에 있어서, 반응 부산물과 같은 공정성 오염 물질은 케미컬을 사용하여 제거하고, 상기 설비 자체에서 발생하는 설비성 오염 물질은 주로 스크러버(scrubber)를 사용하여 제거한다.As such, despite the strict management of the pollutants, defects caused by the pollutants frequently occur. Therefore, the cleaning of the components constituting the facilities for manufacturing the semiconductor device is often performed. In the cleaning process, process contaminants such as reaction by-products are removed using chemicals, and facility contaminants generated in the facility itself are mainly removed using a scrubber.

상기 케미컬을 사용하는 클리닝에 대한 일 예는 미합중국 특허 제4,924,890호(issued to Giles et al.)에 개시되어 있고, 상기 스크러버를 사용하는 클리닝에 대한 일 예는 미합중국 특허 제5,975,098호(issued to Yoshitani et al.)에 개시되어 있다.An example of cleaning using the chemical is disclosed in US Pat. No. 4,924,890 (issued to Giles et al.), And an example of cleaning using the scrubber is US Pat. No. 5,975,098 (issued to Yoshitani et. al.).

그러나, 상기 케미컬 또는 스크러버를 사용할 경우, 상기 오염 물질이 형성되어 있는 부위만을 클리닝하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 상기 클리닝으로 인한 설비의 손상이 빈번하게 발생한다. 특히, 세라믹 등과 같은 코팅층이 설비 표면에 형성되어 있을 경우, 상기 클리닝으로 인한 코팅층은 심각하게 손상된다. 또한, 상기 클리닝은 상기 설비 내부면에 대한 클리닝이 전혀 이루어지지 않고 있다.However, when using the chemical or the scrubber, it is not easy to clean only the part where the contaminant is formed. Therefore, damage to the equipment due to the cleaning frequently occurs. In particular, when a coating layer such as ceramic is formed on the surface of the equipment, the coating layer due to the cleaning is seriously damaged. In addition, the cleaning is not performed at all on the inner surface of the facility.

본 발명의 목적은, 피처리물의 국부적인 부위만을 클리닝하기 위한 방법을제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method for cleaning only localized portions of a workpiece.

본 발명의 다른 목적은, 피처리물의 표면 뿐만 아니라 내부면까지 클리닝하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for cleaning not only the surface but also the inner surface of a workpiece.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피처리물의 클리닝 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a cleaning method of an object according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔을 집중시키는 방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram illustrating a method of concentrating a laser beam according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 물질이 흡착되어 있는 피처리물을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a to-be-processed object to which contaminants are adsorbed according to an embodiment of the present invention.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 가시광선 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 열원을 마련하는 단계; 및 상기 열원으로부터 방출되는 열을 사용하여 피처리물을 클리닝하는 단계를 포함한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a heat source having a wavelength in the visible or infrared region; And cleaning the workpiece by using heat emitted from the heat source.

이와 같이, 상기 클리닝은 열을 사용하기 때문에 국부적인 부위의 클리닝을 용이하게 실시할 수 있다. 그리고, 상기 국부적인 부위를 계속적으로 가열함으로서 상기 피처리물의 내부면까지도 클리닝할 수 있다.In this way, since the cleaning uses heat, it is possible to easily clean the localized area. Further, by heating the localized portion continuously, even the inner surface of the object can be cleaned.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

상기 열원은 레이저인 것이 바람직하다. 이는, 상기 레이저가 고밀도의 열원으로서, 국부적인 부위를 고속으로 가열시키기 때문이다. 특히, 상기 레이저는 열변형층이 협소하다는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 레이저가 접촉하는 피처리물의 면적은 약 0.2mm이고, 열변형층은 약 0.05mm이다. 반면에, 플라즈마의 경우에는, 상기 플라즈마가 접촉하는 피처리물의 면적은 3.2mm이고, 열변형층은 약 0.4mm이다. 또한, 상기 레이저는 비접촉식이기 때문에 상기 피처리물에 가해지는 손상을 최소화할 수 있다.It is preferable that the said heat source is a laser. This is because the laser heats up the localized portion at high speed as a high-density heat source. In particular, the laser has the advantage that the thermal strain layer is narrow. Specifically, the area of the workpiece to be in contact with the laser is about 0.2 mm, and the heat deformation layer is about 0.05 mm. On the other hand, in the case of plasma, the area of the workpiece to which the plasma contacts is 3.2 mm, and the heat deformation layer is about 0.4 mm. In addition, since the laser is contactless, damage to the workpiece can be minimized.

이와 같이, 상기 클리닝에서는, 상기 레이저가 방출하는 레이저 빔을 상기 피처리물의 표면에 조사한다. 따라서, 상기 표면의 온도가 급격하게 상승하여 상기표면 부위의 온도가 용융됨과 동시에 증발된다. 따라서, 상기 피처리물에 흡착되어 있는 반응 부산물과 같은 오염 물질이 클리닝된다. 이때, 상기 레이저 빔을 조사하는 시간을 조정함으로서 상기 표면 뿐만 아니라 상기 표면 내부에 흡착되어 있는 오염 물질을 클리닝할 수 있다.In this cleaning, the laser beam emitted by the laser is irradiated onto the surface of the workpiece. Therefore, the temperature of the surface rises rapidly, and the temperature of the surface portion melts and evaporates at the same time. Thus, contaminants such as reaction by-products adsorbed on the workpiece are cleaned. At this time, by adjusting the time to irradiate the laser beam can clean the contaminants adsorbed on the surface as well as the surface.

그리고, 실시예에서는 상기 레이저로서 Nd-YAG 레이저를 사용한다.In the embodiment, an Nd-YAG laser is used as the laser.

상기 Nd-YAG 레이저는 고체 레이저의 하나로서, 화학적인 조성은 Nd3+이온이 Y3+대신에 약 1% 정도 YAG(yttrium aluminium granet) 결정에 포함되어 있는 Nd:Y3Al5O12이다. 그리고, 상기 Nd-YAG 레이저의 제원은 다음과 같다.The Nd-YAG laser is a solid laser, and the chemical composition is Nd: Y 3 Al 5 O 12 in which Nd 3+ ions are contained in the yttrium aluminum granet (YAG) crystal about 1% instead of Y 3+ . . In addition, the specifications of the Nd-YAG laser is as follows.

일 예로서, 파장은 1,064nm이고, 발진 주파수는 10 내지 30Hz 정도이고, 에너지는 200 내지 300mJ 이다.As an example, the wavelength is 1,064 nm, the oscillation frequency is on the order of 10 to 30 Hz, the energy is 200 to 300mJ.

다른 예로서, 파장은 532nm이고, 발진 주파수는 5 내지 15 Hz 정도이고, 에너지는 200 내지 300mJ 이다.As another example, the wavelength is 532 nm, the oscillation frequency is on the order of 5 to 15 Hz, and the energy is 200 to 300 mJ.

그리고, 상기 열원으로부터 열을 방출시킬 때 상기 열을 집중시키는 것이 바람직하다. 이는, 상기 집중시킨 열을 사용하여 피처리물을 클리닝하는 것이 바람직하기 때문이다. 따라서, 상기 피처리물의 국부적인 부위의 클리닝을 보다 효율적으로 실시할 수 있다.And it is preferable to concentrate the heat when dissipating heat from the heat source. This is because it is preferable to clean the workpiece using the concentrated heat. Therefore, cleaning of the local part of the said to-be-processed object can be performed more efficiently.

특히, 상기 열원으로서 레이저를 사용할 경우, 상기 레이저가 방출하는 레이저 빔을 집중시킴으로서 피처리물의 미세 부위까지 클리닝이 가능하다. 따라서, 미세한 오염 물질이 흡착되어 있는 부위의 클리닝을 용이하게 실시할 수 있다.In particular, when the laser is used as the heat source, the laser beam emitted by the laser can be concentrated to clean the minute portion of the workpiece. Therefore, cleaning of the site | part which the fine pollutant adsorb | sucked can be performed easily.

그리고, 상기 열의 집중은 렌즈를 사용한다.The heat is concentrated using a lens.

그리고, 상기 피처리물은 주로 반도체 제조 설비를 구성하는 부품들로서 폴리머 등과 같은 반응 부산물을 포함하는 오염 물질이 많이 흡착되는 부품들이다. 예를 들면, 상기 부품들은 식각 설비의 반응 챔버, CVD 설비의 반응 챔버 등이 있다.In addition, the to-be-processed object is mainly a part of a semiconductor manufacturing facility, and parts to which a lot of pollutants including reaction by-products such as polymers are adsorbed. For example, the components include a reaction chamber of an etching facility, a reaction chamber of a CVD facility, and the like.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 피처리물의 클리닝 방법을 나타낸다.1 shows a cleaning method of a workpiece.

도 1을 참조하면, Nd-YAG 레이저를 마련한다.(S10 단계) 상기 Nd-YAG 레이저는 532nm의 파장을 갖고, 10Hz로 발진하고, 250mJ의 에너지를 갖는 레이저 빔을 조사한다.Referring to FIG. 1, an Nd-YAG laser is provided (step S10). The Nd-YAG laser has a wavelength of 532 nm, oscillates at 10 Hz, and irradiates a laser beam having an energy of 250 mJ.

이어서, 상기 Nd-YAG 레이저를 사용하여 피처리물의 클리닝 부위로 레이저 빔을 조사한다.(S12 단계)Subsequently, the laser beam is irradiated to the cleaning portion of the workpiece using the Nd-YAG laser (step S12).

상기 레이저 빔을 상기 클리닝 부위로 조사하는 도중에 상기 레이저 빔을 집중시킨다.(S14 단계)The laser beam is concentrated while irradiating the laser beam to the cleaning portion (step S14).

도 2는 상기 레이저 빔을 집중시키는 방법을 나타낸다.2 shows a method of concentrating the laser beam.

도 2를 참조하면, 상기 Nd-YAG 레이저(20)를 통하여 조사되는 레이저 빔(20a)을 렌즈(22)를 통과시킨다. 이에 따라, 렌즈(20)를 통과한 레이저 빔(20b)은 미세 부위에 집중(22c)된다.Referring to FIG. 2, the lens 22 passes the laser beam 20a irradiated through the Nd-YAG laser 20. As a result, the laser beam 20b passing through the lens 20 is concentrated 22c at the minute portion.

상기 미세 부위의 면적은 상기 Nd-YAG 레이저(20)와 렌즈(22)와의 거리 조정또는 상기 렌즈(22)와 상기 피처리물의 클리닝 부위와의 거리 조정에 의해 용이하게 조절할 수 있다.The area of the micro site can be easily adjusted by adjusting the distance between the Nd-YAG laser 20 and the lens 22 or the distance between the lens 22 and the cleaning site of the object.

이와 같이, 집중시킨 레이저 빔(20c)을 사용하여 상기 피처리물의 클리닝 부위를 클리닝한다.(S16 단계)In this manner, the concentrated laser beam 20c is used to clean the cleaning part of the object to be processed (step S16).

도 3은 오염 물질이 흡착되어 있는 피처리물을 나타낸다.3 shows a workpiece to which contaminants are adsorbed.

도 3을 참조하면, 상기 피처리물(30)의 표면 부위에 미세한 오염 물질(30a, 30b)들이 흡착되어 있다. 따라서, 상기 집중시킨 레이저 빔을 상기 오염 물질(30a, 30b)이 흡착된 부위에 조사한다. 이에 따라, 상기 오염 물질(30a, 30b)이 흡착된 부위가 가열된다. 따라서, 상기 오염 물질(30a, 30b)이 흡착되어 있는 부위의 온도가 급격하게 상승된다. 따라서, 상기 오염 물질(30a, 30b)이 흡착되어 있는 부위의 온도가 용융됨과 동시에 증발된다. 그리고, 상기 증발에 의해 상기 오염 물질(30a, 30b)이 클리닝된다. 그리고, 상기 오염 물질(30a, 30b)이 흡착되어 있는 부위를 계속적으로 가열하여 상기 피처리물(30)의 내부면까지 클리닝한다.Referring to FIG. 3, fine contaminants 30a and 30b are adsorbed on the surface portion of the workpiece 30. Therefore, the concentrated laser beam is irradiated to the sites where the pollutants 30a and 30b are adsorbed. Accordingly, the site where the pollutants 30a and 30b are adsorbed is heated. Therefore, the temperature of the site where the pollutants 30a and 30b are adsorbed rises rapidly. Therefore, the temperature of the site where the pollutants 30a and 30b are adsorbed is melted and evaporated at the same time. The pollutants 30a and 30b are cleaned by the evaporation. Subsequently, the site where the contaminants 30a and 30b are adsorbed is continuously heated to clean the inner surface of the workpiece 30.

따라서, 레이저 빔과 같은 열원을 사용함으로서 국부적인 부위의 클리닝을 용이하게 실시할 수 있다. 이에 따라, 상기 피처리물에 가해지는 손상을 최소화할 수 있다. 특히, 최근의 코팅층이 형성되어 있는 피처리물의 클리닝에 상기 방법을 적극적으로 응용할 수 있다.Therefore, by using a heat source such as a laser beam, it is possible to easily perform cleaning of the localized portion. Accordingly, damage to the workpiece can be minimized. In particular, the method can be actively applied to the cleaning of the object to be treated with the recent coating layer.

그리고, 상기 피처리물의 표면 부위 뿐만 아니라 내부면까지도 클리닝을 용이하게 실시할 수 있다. 이에 따라, 상기 피처리물의 세정에 따른 효율을 상승시킨다.In addition, not only the surface portion but also the inner surface of the object can be easily cleaned. As a result, the efficiency due to the cleaning of the object is increased.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (5)

가시광선 또는 적외선 영역의 파장을 갖는 열원을 마련하는 단계; 및Providing a heat source having a wavelength in the visible or infrared region; And 상기 열원으로부터 방출되는 열을 사용하여 피처리물을 클리닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피처리물의 클리닝 방법.And cleaning the object to be processed using heat emitted from the heat source. 제1항에 있어서, 상기 열원은 532nm의 파장을 갖는 Nd-YAG 레이저인 것을 특징으로 하는 피처리물의 클리닝 방법.The method of claim 1, wherein the heat source is an Nd-YAG laser having a wavelength of 532 nm. 제1항에 있어서, 상기 열원은 1,064nm의 파장을 갖는 Nd-YAG 레이저인 것을 특징으로 하는 피처리물의 클리닝 방법.The method of claim 1, wherein the heat source is an Nd-YAG laser having a wavelength of 1,064 nm. 제1항에 있어서, 상기 열원을 방출되는 열을 집중시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피처리물의 클리닝 방법.The method of claim 1, further comprising concentrating heat emitted from the heat source. 제4항에 있어서, 상기 열의 집중은 렌즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 피처리물의 클리닝 방법.5. The cleaning method according to claim 4, wherein the heat is concentrated using a lens.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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