KR20050070707A - 웨이퍼 세정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 세정장치 및 방법에 관한 것으로서, 세정 케미칼이 담겨지는 세정용기(10)와, 세정용기(10) 내에 위치하고 세정될 웨이퍼(W)를 지지하는 복수의 프로브(20)와, 프로브(20)에 진동을 전달하게 구성된 프로브진동자(30)를 포함한다. 따라서 웨이퍼의 뒷면에 프로브를 통하여 직접적인 진동 에너지를 전달함으로서, 세정 효율이 높아져서 파티클로 인한 수율 실패가 감소되는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 세정장치 및 방법{A WAFER CLEANING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 웨이퍼 세정장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼를 세정하기 위하여 웨이퍼에 직접적인 에너지를 전달하는 웨이퍼 세정장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 및 다른 아이템들은 종종 매우 높은 수준의 깨끗함을 요구한다. 특히, 반도체 회로를 제조하는 동안, 미세한 파티클들이 웨이퍼 구조의 표면 위에 잔류한다. 때로는 이러한 파티클들은 제거되지 않으면, 회로의 오동작을 유발하거나 동작불능을 야기한다. 따라서, 파티클들은 반도체 표면으로부터 가능한 한 많이 제거되어야 한다.

파티클들을 웨이퍼로부터 제거하는 하나의 방법은 메가소닉 에너지로 구동되는 막대(rod) 가까이에 웨이퍼를 위치시키고, 그 막대 아래에서 웨이퍼를 움직이는 것이다. 메가소닉 에너지는 막대가 파티클들을 웨이퍼 표면으로부터 분리시키는 세정 작용을 하도록 한다. 메가소닉 에너지는 초음파 에너지보다 10 내지 50배 높은 주파수를 가지는, 예를 들어 200 내지1000 kHz의 범위 안에 있는, 에너지이다. 이러한 주파수에서, 약 0.01 내지 10 W/mm2(웨이퍼 표면) 사이의 파워 수준에서 우수한 세정 성능이 얻어진다. 추가적으로, 물 또는 다른 용액과 같은 케미칼들이 웨이퍼의 표면으로 공급되어, 세정 막대가 구동되는 동안에 용액이 웨이퍼와 세정 막대 사이에 있게 된다. 나아가, 세정 작용을 증진하기 위해서, 구동된 세정막대 아래에서 웨이퍼가 회전될 수 있다.

도 1은 세정 막대(rod)(3)에 의해 세정되도록 설치된 웨이퍼(W)의 예를 보이는 단면도이다. 세정용기(1)에 담겨져 있는 세정액(2)은 웨이퍼(W) 표면에 존재하고 세정 막대(3) 주변에 메니스커스(meniscus)를 형성한다. 웨이퍼(W)가 세정 막대(3) 아래에서 회전함에 따라 메니스커스가 비대칭일 수 있다.

세정 막대(3)는 웨이퍼(W) 사이에 있는 세정액(2)으로 고주파 에너지를 전달하는 데 중요한 역할을 한다. 메가소닉 에너지가 세정 막대(3)에 인가되면, 공동 효과(cavity effect)가 세정액(2)에서 일어나, 파동의 1/2 주기동안 용액 안에서 기포가 발생되어 성장하고 다른 1/2 주기동안 터진다. 기포가 발생되고 터짐에 따라 파티클들이 웨이퍼(W) 표면으로부터 분리되고 세정액(2)에 의해 옮겨짐으로써 웨이퍼 표면이 세정된다.

그러나 이러한 종래의 메가소닉 에너지를 이용한 세정 방법은 간접적인 에너지의 전달 방식으로서, 파티클 사이즈 및 그 양상에 따라서 그 효과의 검증 및 신뢰성을 가지기엔 불완전한 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 뒷면에 프로브를 통하여 직접적인 진동 에너지를 전달함으로서, 세정 효율을 높이는 웨이퍼 세정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼 세정장치에 있어서, 세정 케미칼이 담겨지는 세정용기와, 세정용기 내에 위치하고 세정될 웨이퍼를 지지하는 복수의 프로브와, 프로브에 진동을 전달하게 구성된 프로브진동자를 포함하는 웨이퍼 세정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 세정될 웨이퍼를 프로브 위에 올려놓는 단계와, 세정될 웨이퍼 표면에 세정액을 가하는 단계와, 프로브 위의 웨이퍼를 진동시키는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정방법을 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 세정용기(10)와 프로브(20), 그리고 프로브진동자(30)로 크게 구성된다.

여기서 세정용기(10)는 세정을 위한 케미칼이 담겨져 있으며, 이 세정용기(10)내에 세정될 웨이퍼(W)의 하면에서 지지하는 프로브(20)가 설치된다.

프로브(20)는 웨이퍼(W)를 충분히 지지하면서도 하기에서 설명하는 프로브진동자(30)를 통하여 충분한 진동을 전달할 수 있는 개수가 설치되고, 비교적 규칙적으로 배열된다.

그리고 프로브(20)는 거의 모든 케미칼에 의한 영향을 받지 않는 석영(quartz)으로 만들어지는 것이 바람직하다. 그러나 다른 물질로 만들어 질 수 도 있으며, 예를 들어 사파이어, 탄화규소, 질화붕소, 탄소 유리, 유리질 카본이 코팅된 흑연, 다른 적당한 물질 또는 이들의 조합을 가지고 석영과 함께 또는 석영 없이 만들 수 있다.

그리고 프로브(20)의 하부에 직접 결합되어 프로브(20)에 진동을 전달하는 프로브진동자(30)가 설치된다.

프로브진동자(30)는 진동모터 또는 진동을 발생시킬 수 있는 구동수단이면 가능하다.

한편, 일예로써, 프로브진동자(30)는 프로브(20)에 진동을 전달하나, 도시되지는 않았지만 다른 실시예로 세정용기(10) 자체에 진동을 가할 수 있으며, 메가소닉을 이용한 세정방법과 병행하여 사용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법은 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 세정될 웨이퍼(W)를 프로브(20) 위에 올려놓는 단계(100)와, 세정될 웨이퍼(W) 표면에 세정액을 가하는 단계(200)와, 프로브(20) 위의 웨이퍼(W)를 진동시키는 단계(300)를 포함한다.

또한, 프로브(20) 위의 웨이퍼(W)를 진동시키는 단계(300) 이후에, 메가소닉 에너지를 인가하는 단계(400)가 더 포함된다.

구동은, 세정될 웨이퍼(W)를 프로브(20)에 올려놓는다. 그리고 프로브진동자(30)에 전원을 인가하여 프로브(20)를 진동시킨다. 따라서 프로브(20)의 상부에 놓여진 웨이퍼(W)도 같이 흔들리면서 세정액에 의하여 세정된다. 이때, 웨이퍼(W)의 표면에 붙어있는 파티클도 용이하게 제거된다.

한편, 진동을 발생하는 프로브진동자(20)의 세기를 컨트롤할 수 있다.

또한, 메가소닉 에너지를 인가하여 웨이퍼(W) 세정을 도울 수 있다.

이처럼 웨이퍼(W)에 접촉되는 프로브(20)에서 직접 웨이퍼(W)에 진동을 전달하여 세정 효과를 높이게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 웨이퍼 세정장치 및 방법은, 웨이퍼의 뒷면에 프로브를 통하여 직접적인 진동 에너지를 전달함으로서, 세정 효율이 높아져서 파티클로 인한 수율 실패가 감소되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 세정장치를 개략적으로 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치의 구성도이고,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법을 나타낸 흐름도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 세정용기 20 : 프로브

30 : 프로브진동자

Claims (5)

1. 웨이퍼 세정장치에 있어서,

   세정 케미칼이 담겨지는 세정용기와,

   상기 세정용기 내에 위치하고 세정될 웨이퍼를 지지하는 복수의 프로브와,

   상기 프로브에 진동을 전달하게 구성된 프로브진동자,

   를 포함하는 웨이퍼 세정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로브는 상기 프로브진동자에 직접 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로브진동자는 진동모터로 구동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
4. 세정될 웨이퍼를 프로브 위에 올려놓는 단계와,

   상기 세정될 웨이퍼 표면에 세정액을 가하는 단계와,

   상기 프로브 위의 웨이퍼를 진동시키는 단계,

   를 포함하는 웨이퍼 세정방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 프로브 위의 웨이퍼를 진동시키는 단계 이후에, 메가소닉 에너지를 인가하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.