KR20030062144A - 반도체 기판의 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 정재파 감소를 위한 혼합형 발진부를 갖는 반도체 기판의 세정 장치를 개시한다.

본 발명에 따르면, 복수의 진동 플레이트는 피세정물과 세정액을 수용하는 세정조의 적어도 하나 이상의 면에 장착되어, 2 이상의 서로 다른 레벨의 초음파를 발생하여 상기 피세정물을 세정하며, 이때 진동 플레이트는 세정액과 접하는 면의 반대면에 서로 다른 주파수를 가진 초음파들을 각각 발생하는 복수의 초음파 발생기를 구비한다.

그 결과, 주파수간의 혼합을 이용한 다단계의 주파수 대역을 활용한 복진동 플레이트를 설치하여 정재파 범위를 줄여 기판의 세정 능력을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 기판의 세정 장치{APPARATUS FOR RINSING OF SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 기판의 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 진동 정재파 감소를 위한 혼합형 발진부를 갖는 반도체 기판의 세정 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 장치의 제조 공정, 특히 세정 공정에 있어서 반도체 웨이퍼나 LCD용 유리 기판 등을 약액이나 린스액(또는 세정액) 등의 처리액이 저유된 처리조에 순차 침적하여 세정을 행하는 액처리 방법이 널리 채용되고 있다.

일반적으로 반도체 기판의 세정 장치는 반도체 웨이퍼와 세정액을 수용하는세정조의 밑부분에 복수의 진동 플레이트를 접착제 등으로 접착하여 기판의 세정 처리를 수행한다.

즉, 진동 플레이트에 장착된 초음파 진동자를 사용하여 초음파를 발생시키므로써, 세정액의 쌍극자(dipole)를 회전시켜 세정액에 담겨져 있는 반도체 기판을 세정하는데, 그 세정 정도는 초음파 진동자에서 발생하는 초음파의 주 진행 방향에 큰 영향을 받는다.

도 1은 일반적인 반도체 기판의 세정 장치에 이용되는 단일 주파수 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 진동자(10)를 하나의 진동 플레이트(20)에 장착하여 세정시 이용하는 경우에는 하나의 입사파와 상기 입사파가 세정액의 표면에 반사하는 반사파의 파장의 형태가 넓기 때문에 정재파(STANDING WAVE), 즉 진동 정재파의 범위가 크고, 이에 따라 데드존(DEAD ZONE)이 넓어져 세정 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 기판의 세정시 정재파 발생을 줄여 세정 품질의 저하를 방지하기 위한 반도체 기판의 세정 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 반도체 기판의 세정 장치에 이용되는 단일 주파수 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 기판의 세정 장치에 이용되는 혼합형 주파수 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 도면이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 기판의 세정 장치는, 피세정물과 세정액을 수용하는 세정조; 상기 세정조의 적어도 하나 이상의 면에 장착되어, 상기 세정액에 진동을 전달하기 위한 하나 이상의 진동 플레이트; 및 상기 세정액이 상기 진동 플레이트에 접하는 반대측에 설치되고, 서로 다른 주파수를 가진 초음파들을 각각 발생하는 복수의 초음파 발생기를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기한 복수의 초음파 발생기 중 하나는 대략 28 킬로헤르츠의 초음파를 발생하고, 다른 하나는 대략 40 킬로헤르츠의 초음파를 발생하는 것을 특징으로 하고, 상기한 복수의 초음파 발생기들은 상기 적어도 하나 이상의 진동 플레이트들에 각각 서로 다른 초음파를 발생하는 초음파 발생기 쌍으로 설치되어, 상기 세정조의 바닥면에 복수 쌍으로 설치된 것을 특징으로 하며, 상기한 복수의 초음파 발생기들은 상기 세정조의 적어도 한 측면에 복수 쌍으로 설치된 것을 특징으로 한다.

이러한 반도체 기판의 세정 장치에 의하면, 주파수간의 혼합을 이용한 다단계의 주파수 대역을 활용한 복진동 플레이트를 설치하여 정재파 범위를 줄여 기판의 세정 능력을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 본 발명에 따른 반도체 기판의 세정 장치에 이용되는 혼합형 주파수 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치는 세정조(100) 및 저면 진동부(200)를 포함한다.

세정조(100)는 피세정물들, 예를 들어 웨이퍼(W)들과 세정액을 수용한다. 특히 수용되는 웨이퍼(W)를 지지하기 위해 일정 망 형상의 저면 지지대(110)를 구비하여, 웨이퍼의 저면에 설치되는 저면 진동부(200)와 일정 거리만큼 이격시키는 것이 바람직할 것이다.

제1 내지 제3 진동 플레이트(210, 220, 230)로 이루어진 저면 진동부(200)는 세정조(100)의 저면에 접착제 등을 통해 접착되어, 적어도 2 이상의 서로 다른 레벨의 초음파를 세정조(100)의 상향 수직 방향으로 발생하여 피세정물(W)을 세정한다.

예를 들어, 제1 진동 플레이트(210)는 서로 다른 주파수 레벨의 초음파를 출력하는 제1 진동자(212)와 제2 진동자(214)로 이루어져, 출력 레벨이 다른 주파수간의 혼합을 이용하여 다단계의 주파수 대역을 세정시 이용한다. 여기서, 진동자는 세척물 표면에 달라붙은 오염물을 완전 제거하기 위해 세정액 중에 강력한 초음파를 발사하여 초음파 진동을 유발하는 압전 초음파 진동자이다.

일례로, 제1 진동자는 28㎑의 공진 주파수를 갖고, 제2 진동자는 40㎑의 공진 주파수를 갖는 것이 바람직할 것이다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 2개의 진동자(212, 214)를 하나의 진동 플레이트(210)에 장착하여 세정시 이용하는 경우에는 단주파 방식에서 일어날 수 있는 정재파 발생을 다주파 방식으로 변환함으로써 정재파 범위를 현저히 줄여 고른 세정 능력을 발생시킬 수 있다.

동작시, 진동 플레이트에서는 고주파를 발진시켜 파장이 작은 음파가 액면에 분리 유도되어, 기판에 공포 현상을 전달하여 웨이퍼 표면에 있는 미립자들을 제거한다. 특히 도시하지는 않았지만, 초음파가 발진하는 진동파에서 발생하는 열의 억제, 음파의 난반사 및 수용조 하부의 공기 방울을 제거하기 위해 혼합형 진동 플레이트(200)와 수용조(100)와의 사이에는 항상 일정량의 물을 흘려줄 수도 있을 것이다.

상기한 도면상에서는 하나의 진동 플레이트에 2개의 진동자를 구비하는 것을 도시하였으나, 3개 또는 그 이상의 진동자를 구비하더라도 본 발명의 요지를 벗어나지는 않을 것이다.

또한, 이상에서는 세정조의 저면에 혼합형 진동부를 구비하는 것을 그 일례로 설명하였으나, 세정조의 측면에도 혼합형 진동부를 구비할 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치는 세정조(100), 저면 진동부(200) 및 측면 진동부(300)를 포함하고, 상기한 도 2a와 동일한 동작을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일 도면 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

복수의 진동 플레이트(310)로 이루어지는 측면 진동부(300)는 세정조(100)의 측면에 장착되어, 적어도 2 이상의 서로 다른 레벨의 초음파를 세정조(100)의 수평 방향으로 발생하여 피세정물(W)을 세정한다. 물론 도면상에는 측면 진동부(300)에 측면 지지대(120)를 구비하는 일례를 설명하였으나, 측면 지지대(120)는 생략할 수도 있을 것이다.

동작시, 저면 진동부(200)는 세정조의 저면에 장착되어 서로 다른 레벨의 초음파를 세정조(100)의 수직 상향 방향으로 출력하여 웨이퍼(W)의 불순물을 제거하고, 측면 진동부(300)는 세정조(100)의 측면에 장착되어 서로 다른 레벨의 초음파를 세정조(100)의 수평 방향으로 출력하여 웨이퍼(W)의 불순물을 제거한다.

상기한 도 3에서는 세정조의 저면과 한쪽 측면에 진동부를 장착하는 것으로 설명하였으나, 세정조의 저면과 양쪽 측면에 진동부를 장착할 수도 있을 것이고, 세정조의 한쪽 측면이나 양쪽 측면에만 측면 진동부를 장착하여 세정 작업을 수행할 수도 있을 것이며, 세정조의 상측부, 즉 세정액의 표면과 가장 근접하는 부분에 진동부를 장착하여 세정 작업을 수행할 수도 있을 것이나, 그에 대한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 출력이 다른 주파수간의 혼합을 이용한 다단계의 주파수 대역을 활용하기 때문에 정재파의 발생을 줄일 수 있고, 이에 따라 세정 능력이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 세정조내에 수용되는 세정액에 초음파를 발생하기 위해 구비되는 진동 박스내에 진동자를 부착할 때, 복진동용판에 서로 다른 출력 레벨의 진동자, 예를 들어, 28㎑와 40㎑ 진동자를 동시에 각각 부착 설치하여 단순 주파수에서 일어날 수 있는 진동 정재파 발생을 다주파 방식으로 변환함으로써 정재파 범위를 현저히 줄여 고른 세정면을 발생시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 피세정물과 세정액을 수용하는 세정조;

   상기 세정조의 적어도 하나 이상의 면에 장착되어, 상기 세정액에 진동을 전달하기 위한 하나 이상의 진동 플레이트; 및

   상기 세정액이 상기 진동 플레이트에 접하는 반대측에 설치되고, 서로 다른 주파수를 가진 초음파들을 각각 발생하는 복수의 초음파 발생기를 포함하는 반도체 기판의 세정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 초음파 발생기 중 하나는 대략 28 킬로헤르츠의 초음파를 발생하고, 다른 하나는 대략 40 킬로헤르츠의 초음파를 발생하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 초음파 발생기들은 상기 적어도 하나 이상의 진동 플레이트들에 각각 서로 다른 초음파를 발생하는 초음파 발생기 쌍으로 설치되어, 상기 세정조의 바닥면에 복수 쌍으로 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 초음파 발생기들은 상기 세정조의 적어도 한 측면에 복수 쌍으로 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 장치.