KR20050058752A

KR20050058752A - Ozone unit

Info

Publication number: KR20050058752A
Application number: KR1020030090715A
Authority: KR
Inventors: 조인배; 임진국
Original assignee: 동부아남반도체 주식회사
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-17

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 습식세정에 사용되는 오존수를 생성 공급하는 오존유니트(ozone unit)에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone unit for producing and supplying ozone water for use in wet cleaning of semiconductor wafers.

본 발명은, 오존가스를 생성하는 오존나이저와, 생성된 오존가스를 초순수에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수생성장치(OZD)와, 상기 오존수생성장치(OZD)를 통과한 후 잔존하는 오존가스를 분해시키는 오존가스분해장치(OZT)로 구성되는 오존유니트에 있어서, 상기 오존수생성장치(OZD)와 오존가스분해장치(OZT) 사이에 상기 오존수생성장치(OZD)로부터의 잔존 오존가스를 유입받아 재차 초순수에 용해시켜 2차 생성 오존수를 생성한 후 남는 2차 잔존 오존가스를 상기 오존가스분해장치(OZT)측으로 유출하기 위한 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an ozonizer for generating ozone gas, an ozone water generator (OZD) for dissolving the generated ozone gas in ultrapure water to generate ozone water, and an ozone gas remaining after passing through the ozone water generator (OZD). In an ozone unit composed of an ozone gas decomposing device (OZT) for decomposing, a residual ozone gas from the ozone water generating device (OZD) is introduced between the ozone water generating device (OZD) and the ozone gas decomposing device (OZT), and again. It is characterized in that it comprises a membrane for discharging secondary residual ozone gas remaining after dissolving in ultrapure water to produce secondary generated ozonated water to the ozone gas decomposition device (OZT) side.

따라서, 오존가스분해장치(OZT)의 수명을 연장하여 교체비용을 절감하고, 잦은 트러블 발생을 방지하여 공정안정화를 이루면서 웨이퍼 손실을 절감시켜 생산수율을 향상시키며, 최종 배기되는 오존가스의 양을 줄여 그 누출에 따른 위험을 감소시키는 등의 다대한 효과가 있다.Therefore, the replacement cost is reduced by extending the life of the ozone gas cracker (OZT), and the process is stabilized by preventing frequent troubles, thereby reducing wafer loss while improving production yield, and reducing the amount of ozone gas exhausted. There is a great effect, such as reducing the risk of leaks.

Description

Ozone Unit {OZONE UNIT}

본 발명은 반도체 웨이퍼 습식세정에 사용되는 오존수를 생성 공급하는 오존유니트(ozone unit)에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 오존수생성장치(OZD)와 오존가스분해장치(OZT) 사이에 멤브레인(membrane)을 구비하여 오존수생성장치(OZD)에서 오존수 생성시 초순수에 용해되지 못하고 배출되는 잔존 오존가스를 재차 걸러 제거시킴으로써 오존가스분해장치(OZT)로의 잔존 오존가스의 유입을 최소화시키는 오존유니트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone unit for generating and supplying ozone water for use in wet cleaning of semiconductor wafers, and more particularly, to a membrane between an ozone water generator (OZD) and an ozone gas cracker (OZT). The present invention relates to an ozone unit for minimizing the inflow of residual ozone gas into the ozone gas decomposer (OZT) by removing the remaining ozone gas that is not dissolved in ultrapure water when ozone water is generated in the ozone water generator (OZD).

일반적으로, 반도체소자 제조공정중에서 웨이퍼의 세정공정은 웨이퍼상에 박막을 증착하기 전의 전처리나, 이온주입 및 식각의 후처리로서 많이 이루어지고 있다. 세정공정에서는 파티클, 금속 불순물, 유기계 등의 오염을 제거하며, 반도체 소자의 패턴이 미세해짐에 따라서 제거되지 못하고 웨이퍼 상면에 잔류하는 오염의 허용범위가 좁아지기 때문에 세정공정의 중요성은 더욱 높아지고 있다.In general, in the semiconductor device manufacturing process, the wafer cleaning process is performed as a pretreatment before depositing a thin film on the wafer, or as a post-treatment of ion implantation and etching. In the cleaning process, the contamination of particles, metal impurities, organic systems, and the like is removed, and as the pattern of the semiconductor device becomes finer, the cleaning process becomes more important because the tolerance of contamination remaining on the upper surface of the wafer is narrowed.

현재, 오염제거 성능면에서 실용적인 세정방법은 웨이퍼를 베쓰(bath)내에 담그어 세정하는 습식세정방법으로, 이 방법은 다수의 웨이퍼를 일렬로 배열한 카세트를 약액베쓰, 수세베쓰, 건조기에 넣고 순서대로 처리해 가는 것이다. 즉, 약액베쓰에서 약품처리하여 웨이퍼로부터 오염을 제거하고, 수세베쓰에서 웨이퍼에 잔류된 약품을 초순수로 희석시킨 후, 건조기에서 건조하여 청정한 실리콘 표면을 얻는다.Currently, a practical cleaning method in terms of decontamination performance is a wet cleaning method in which a wafer is immersed in a bath, and the method is performed by placing a cassette in which a plurality of wafers are arranged in a chemical bath, a washing bath, and a dryer in order. It's going to be processed. That is, the chemical treatment in the chemical bath to remove the contamination from the wafer, the chemical remaining on the wafer in Sucebetsu diluted with ultrapure water, dried in a dryer to obtain a clean silicon surface.

특히, 최근 선호하고 있는 습식세정방법중 하나는 오존(O₃)을 사용하는 방법으로, 오존을 초순수에 용해시킨 오존수의 특징은 유기물을 산화하고, 분해, 제거할 수 있다는 것이기 때문에, 약액을 오존수로 대체하여 사용하는 것이다.In particular, one of the recently preferred wet cleaning methods uses ozone (O ₃ ), and ozone water in which ozone is dissolved in ultrapure water is capable of oxidizing, decomposing and removing organic substances. It is used instead.

오존수의 세정공정에의 도입으로 얻을 수 있는 장점중 가장 큰 것은 오존수 자체가 상당히 싸다는 것, 분해속도가 빠르다는 것이며, 오존수는 사용후, 물과 산소로 분해되기 때문에 폐액처리에 드는 비용을 저렴하게 할 수 있고, 또한 수세가 필요없기 때문에 초순수의 사용량도 상당히 줄일 수 있다. The biggest advantage of the introduction of ozone water to the cleaning process is that the ozone water itself is considerably cheaper and the decomposition rate is faster. Since ozone water is decomposed into water and oxygen after use, the cost of waste liquid treatment is low. In addition, the use of ultrapure water can be significantly reduced because no water washing is required.

이러한 오존수 세정을 위한 오존수를 생성하여 공급하는 오존유니트에 대한 계통도를 도 1에 나타내고, 개략 설명한다.The schematic diagram of the ozone unit which produces | generates and supplies ozone water for such ozone water washing | cleaning is shown in FIG.

산소가스(O₂ gas)와 질소가스(N₂ gas)가 오존나이저(ozonizer)를 통해 오존가스로 전환되고, 전환된 오존가스는 오존수생성장치(OZD)를 통하여 초순수(ultra pure water)에 용해되게 된다. 이와 같은 원리로 오존수가 생성되어 공정에 적용되나, 오존수생성장치(OZD)를 통과한 후, 잔존하는 오존가스(즉, 초순수에 용해되지 않은 오존가스)는 오존가스분해장치(OZT)를 통해 O와 O₂로 분해되어 배기(exhaust)된다.Oxygen gas (O ₂ gas) and nitrogen gas (N ₂ gas) are converted into ozone gas through ozonizer, and the converted ozone gas is dissolved in ultra pure water through ozone water generator (OZD). Will be. In this way, ozone water is generated and applied to the process, but after passing through the ozone water generator (OZD), the remaining ozone gas (that is, ozone gas not dissolved in ultrapure water) is passed through the ozone gas cracker (OZT). And decomposed into O ₂ and exhausted.

그리고, 오존수농도모니터(OZM)는 생성된 오존수의 농도를 체크하여, 화면상에 디스플레이한다.The ozone water concentration monitor OZM checks the concentration of the generated ozone water and displays it on the screen.

미설명 도면부호들은 통상적으로 라인계통에 구비되는 압력/유량조절기, 밸브류, 게이지류, 펌프류 등을 나타낸다.Unexplained reference numerals generally indicate pressure / flow regulators, valves, gauges, pumps, and the like provided in the line system.

상기한 오존가스분해장치(OZT)는 오존가스를 망간(Mn)과 반응시켜 산화망간(MnO₂)을 생성시킴으로써 분해하는 것으로, 오존가스분해장치(OZT)내의 망간이 산화되어 더 이상의 반응이 일어나지 못하는 경우 짧은 수명주기로 부품교체가 이루어지는데, 수명이 다 되었을 경우 완전 분해되지 못한 오존가스가 오존공정이 종료된 이후에 오존가스검출센서(OZS)에 의해 감지되어 배기되지만, 이 과정에서 오존 누출이 발생되고 있어 인체에 악영향을 미치며, 잦은 트러블로 인해 빈번히 공정 스톱을 유발시키고 있다.The ozone gas decomposer (OZT) is decomposed by reacting ozone gas with manganese (Mn) to produce manganese oxide (MnO ₂ ), and manganese in the ozone gas decomposer (OZT) is oxidized so that no further reaction occurs. If it fails to do so, the parts are replaced with a short life cycle. When the life is over, ozone gas, which cannot be completely decomposed, is detected and exhausted by the ozone gas detection sensor (OZS) after the ozone process is completed. It is adversely affecting the human body, and frequently causes a process stop due to frequent troubles.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로써, 오존가스분해장치(OZT)로 유입되는 잔존 오존가스를 근본적으로 최소화시키는 오존유니트를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an ozone unit that fundamentally minimizes the remaining ozone gas flowing into the ozone gas decomposition device (OZT).

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 웨이퍼의 습식세정을 위한 오존수를 생성 공급하기 위해, 오존가스를 생성하는 오존나이저와, 생성된 오존가스를 초순수에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수생성장치(OZD)와, 상기 오존수생성장치(OZD)를 통과한 후 잔존하는 오존가스를 분해시키는 오존가스분해장치(OZT)로 구성되는 오존유니트에 있어서, 상기 오존수생성장치(OZD)와 오존가스분해장치(OZT) 사이에 상기 오존수생성장치(OZD)로부터의 잔존 오존가스를 유입받아 재차 초순수에 용해시켜 2차 생성 오존수를 생성한 후 남는 2차 잔존 오존가스를 상기 오존가스분해장치(OZT)측으로 유출하기 위한 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존유니트를 제공한다.The present invention for achieving the above object, an ozonizer for generating ozone gas, and ozone water generator for dissolving the generated ozone gas in ultrapure water to generate and supply ozone water for wet cleaning of a semiconductor wafer. (OZD) and an ozone unit comprising an ozone gas decomposer (OZT) for decomposing ozone gas remaining after passing through the ozone water generator (OZD), wherein the ozone water generator (OZD) and the ozone gas decomposer Residual ozone gas from the ozone water generator (OZD) is introduced between (OZT) and dissolved in ultrapure water again to generate secondary generated ozonated water and the remaining residual ozone gas is discharged to the ozone gas cracker (OZT). It provides an ozone unit comprising a membrane for.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 오존유니트에 대한 계통도를 나타낸다. 2 shows a schematic diagram of an ozone unit according to the present invention.

본 발명에 따르면, 오존가스분해장치(OZT)의 수명을 연장시키고 최종 배기되는 오존가스의 양을 최소화시키기 위하여, 오존수생성장치(OZD)에서 초순수에 용해되지 못하고 배출되는 잔존 오존가스의 오존가스분해장치(OZT)로의 유입을 최소화시킬 목적으로, 오존수생성장치(OZD)와 오존가스분해장치(OZT) 사이에 잔존 오존가스를 재차 걸러 제거시키는 멤브레인(membrane)을 구비시킨다.According to the present invention, in order to extend the life of the ozone gas decomposer (OZT) and to minimize the amount of the finally discharged ozone gas, ozone gas decomposition of residual ozone gas which is not dissolved in ultrapure water and discharged from the ozone water generator (OZD) In order to minimize the inflow to the apparatus OZT, a membrane is provided between the ozone water generator OZD and the ozone gas cracker OZT to filter out remaining ozone gas again.

도 3은 본 발명에 따라 오존유니트에 구비되는 멤브레인을 도시한 개략설명도이다.3 is a schematic diagram illustrating a membrane provided in the ozone unit according to the present invention.

멤브레인(10)에는 오존수생성장치(OZD)로부터 공급되는 잔존 오존가스가 유입되는 잔존 오존가스 유입구(12)와, 그 타측에 멤브레인(10)을 통해서도 초순수에 용해되지 못하고 잔존하는 2차 잔존 오존가스가 오존가스분해장치(OZT)측으로 유출되는 2차 잔존가스 유출구(14)가 동일방향으로 구비된다.The membrane 10 has a residual ozone gas inlet 12 through which residual ozone gas supplied from an ozone water generator (OZD) flows, and a secondary residual ozone gas remaining without being dissolved in ultrapure water through the membrane 10 on the other side thereof. The secondary residual gas outlet 14 which flows out toward the ozone gas decomposition device OZT side is provided in the same direction.

그리고, 잔존 오존가스의 흐름에 대해 수직방향으로 초순수와 생성된 2차 생성 오존수가 흐르도록, 일측에 초순수가 유입되는 초순수 유입구(16)와, 그 타측에 유입된 초순수에 잔존 오존가스가 용해되어 생성된 2차 생성 오존수가 유출되는 2차 생성 오존수 유출구(18)가 구비된다.The remaining ozone gas is dissolved in the ultrapure water inlet 16 through which ultrapure water flows into one side and the ultrapure water introduced into the other side so that the ultrapure water and the generated secondary generated ozone water flow in a direction perpendicular to the flow of the residual ozone gas. A secondary generated ozone water outlet 18 through which the generated secondary generated ozone water flows is provided.

이러한 멤브레인(10)은 유입된 초순수가 흐르는 다수개의 필터(11)를 구비하며, 유입된 잔존 오존가스는 필터의 미세홀(hole)(미도시)을 통과하면서 흐르는 초순수에 용해된다.The membrane 10 includes a plurality of filters 11 through which the ultrapure water flowed in, and the residual ozone gas introduced therein is dissolved in the ultrapure water flowing while passing through a hole (not shown) of the filter.

이로써, 멤브레인(10)을 거친 잔존 오존가스의 양은 현저하게 줄어들게 되며, 이로 인해 오존가스분해장치(OZT)로 유입되는 2차 잔존 오존가스의 양이 대폭 감소되게 되는 것이다.As a result, the amount of residual ozone gas that has passed through the membrane 10 is significantly reduced, thereby greatly reducing the amount of secondary residual ozone gas flowing into the ozone gas cracker OZT.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 오존가스분해장치(OZT)의 수명을 연장하여 교체비용을 절감하고, 잦은 트러블 발생을 방지하여 공정안정화를 이루면서 웨이퍼 손실을 절감시켜 생산수율을 향상시키며, 최종 배기되는 오존가스의 양을 줄여 그 누출에 따른 위험을 감소시키는 등의 다대한 효과가 달성될 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the replacement cost by extending the life of the ozone gas cracker (OZT), to prevent the occurrence of frequent troubles, to improve the production yield by reducing the wafer loss while stabilizing the process, the final exhaust of the ozone gas A great effect can be achieved, such as reducing the amount and reducing the risk of the leak.

도 1은 종래의 오존유니트에 대한 계통도,1 is a schematic diagram of a conventional ozone unit,

도 2는 본 발명에 따른 오존유니트에 대한 계통도,2 is a schematic diagram of an ozone unit according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 오존유니트에 구비되는 멤브레인을 도시한 개략설명다.3 is a schematic diagram showing a membrane provided in the ozone unit according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 멤브레인(membrane) 11 : 필터(filter)10: membrane 11: filter

12 : 잔존 오존가스 유입구 14 : 2차 잔존 오존가스 유출구12: remaining ozone gas inlet 14: second remaining ozone gas outlet

16 : 초순수 유입구 18 : 2차 생성 오존수 유출구16: ultrapure water inlet 18: secondary generated ozone water outlet

Claims

In order to generate and supply ozone water for wet cleaning of a semiconductor wafer, an ozonizer for generating ozone gas, an ozone water generator (OZD) for dissolving the generated ozone gas in ultrapure water, and an ozone water generator (OZD) In the ozone unit composed of an ozone gas decomposition device (OZT) for decomposing the remaining ozone gas after passing through

Secondary residual ozone remaining after generating residual secondary ozone water by receiving residual ozone gas from the ozone water generator (OZD) between the ozone water generator (OZD) and the ozone gas cracker (OZD) and dissolving it in ultrapure water again. An ozone unit, characterized in that it comprises a membrane for flowing out the gas to the ozone gas decomposition device (OZT) side.

The method of claim 1,

The membrane,

A residual ozone gas inlet through which the remaining ozone gas supplied from the ozone water generator (OZD) flows;

A secondary residual ozone gas outlet provided on the other side in the same direction as the residual ozone gas inlet and allowing the secondary residual ozone gas to flow out to the ozone gas decomposer (OZT);

An ultrapure water inlet provided to supply the ultrapure water in a direction perpendicular to the flow of the remaining ozone gas;

A secondary generated ozone water outlet provided on the other side of the ultrapure water inlet to allow the secondary generated ozone water to flow out;

An ozone unit, characterized in that composed of a plurality of filters to generate the secondary generated ozonated water by passing the remaining ozone gas introduced while the ultrapure water introduced through the inside flows.