KR20070008769A - Cleaning apparatus for semiconductor device manufacturing - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 분야에 통상적으로 사용되는 화학적 세정장치를 나타낸다. 1 shows a chemical cleaning apparatus commonly used in the art.
도 2는 미라 온 트랙 장비의 브러쉬 구조를 나타낸다.2 shows a brush structure of the mummy track equipment.
도 3은 상기 도 2에 도시되어 있는 미라 온 트랙 장비에 구비된 상부 브러쉬의 전면 커버 구조를 나타낸다.3 is a front cover structure of the upper brush provided in the mummy track device shown in FIG.
도 4는 상기 도 2에 도시되어 있는 상부 브러쉬의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰된 상태를 나타낸다. FIG. 4 shows the front assembly fixing clamp of the upper brush shown in FIG. 2 broken. FIG.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상부 브러쉬 전면 커버를 나타낸다.5 shows a top brush front cover in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 상기 도 5에 도시된 상부 브러쉬의 전면 커버가 미라 온 트랙 장비에 설치된 상태를 나타낸다.FIG. 6 illustrates a state in which the front cover of the upper brush illustrated in FIG. 5 is installed in the mummy track device.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
300: 상부 브러쉬 전면 커버 302: 지지대300: upper brush front cover 302: support
304: 미라 온 트랜 장비 내벽 306: 상부 브러쉬304: inner wall of the Miraon Tran equipment 306: upper brush
본 발명은 반도체 디바이스 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 표면에 존재하는 슬러리 및 이물질등의 파티클을 제거하기 위한 웨이퍼 세정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly, to a wafer cleaning apparatus for removing particles such as slurry and foreign matter present on a wafer surface.
최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 반도체 디바이스도 비약적으로 발전하고 있다. 이로 인해 그 기능적인 면에 있어서도 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되어 반도체 디바이스의 집적도는 점차 증가되고 있는 실정이다. 이러한 반도체 디바이스의 고집적화 및 대용량화 추세로 인해 메모리셀을 구성하는 각각의 단위소자 사이즈가 축소됨에 따라 제한된 면적내에 다층구조를 형성하는 고집적화기술 또한 눈부신 발전을 거듭하고 있다.Recently, with the rapid development of the information communication field and the rapid popularization of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. As a result, it is required to operate at high speed and have a large storage capacity in terms of its functional aspects, and thus the degree of integration of semiconductor devices is gradually increasing. Due to the trend toward higher integration and higher capacity of semiconductor devices, as the size of each unit device constituting the memory cell is reduced, a high integration technology for forming a multilayer structure within a limited area has also been remarkably developed.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 회로 기하구조를 형성함으로써 제조하게 되는데, 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 공정은 크게 반도체 기판 내부로 3족 또는 5족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온주입 공정, 반도체 기판 상에 물질막을 형성하는 박막증착(deposition)공정, 상기 박막증착 공정으로 형성된 물질막을 원하는 형상으로 패터닝하는 식각 공정, 웨이퍼 표면에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 폴리싱하여 단차를 없애는 연마 공정을 비롯하여 불순물 제거를 위한 웨이퍼 세정 공정등과 같은 여러 단위 공정들로 이루어져 있다.In general, semiconductor devices are manufactured by depositing and patterning thin films that perform various functions on the wafer surface to form a variety of circuit geometries. An impurity ion implantation process for implanting impurity ions of Group 5, a thin film deposition process for forming a material film on a semiconductor substrate, an etching process for patterning the material film formed by the thin film deposition process into a desired shape, an interlayer insulating film on the wafer surface, etc. After the deposition, the wafer surface is polished in a batch, and a plurality of unit processes such as a polishing process for removing steps and a wafer cleaning process for removing impurities are performed.
통상적으로, 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 상기와 같은 여러 단위 공정들을 여러 번 반복 실시하게 된다. 그리고, 반도체 디바이스 제조공정에서는 박막을 형성하는 공정 또는 박막을 식각하는 공정에서 여러 종류의 반응물질이 발생되는데, 이들 물질들은 대부분 웨이퍼 상부 표면에 남게 된다. 따라서, 웨이퍼 표면에 존재하는 반응물질들을 후공정을 진행하기 전에 완전히 제거되어야 하는데, 이러한 목적으로 실시하는 것이 세정공정이다.Typically, in order to manufacture a semiconductor device, the above-described various unit processes are repeatedly performed several times. In the semiconductor device manufacturing process, various kinds of reactants are generated in a process of forming a thin film or etching a thin film, and most of these materials remain on the upper surface of the wafer. Therefore, the reactants present on the wafer surface must be completely removed before proceeding with the post process, which is a cleaning process.
세정이란 웨이퍼 표면의 세정만을 생각하기 쉽지만 세정공정은 반도체 제조장치 전체에 해당되는 초청정화를 위한 기술로서 광범위하게 파악되지 않으면 안된다. 즉, 웨이퍼 표면의 세정만이 아닌 제조환경, 사용기구, 부품등의 청정화까지 포함하는 기술이다. 그러나, 웨이퍼 표면의 세정은 그 중에서도 가장 중요하고 까다로운 초청정화 기술로서, 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 웨이퍼 표면의 오염이 반도체 디바이스의 신뢰성이나 수율에 직접적인 영향을 미치게 되므로 무엇보다도 이러한 세정공정의 중요성이 커져 가고 있는 바, 실질적으로 이러한 세정공정은 반도체 장치의 제조공정의 매 단계에서 실시되고 있다.It is easy to think of cleaning only on the surface of the wafer, but the cleaning process must be widely understood as a technique for ultra-cleaning of the entire semiconductor manufacturing apparatus. In other words, the technology includes not only cleaning the wafer surface, but also cleaning of the manufacturing environment, use mechanisms, and components. However, cleaning of the wafer surface is the most important and demanding ultra-cleaning technique among them. As the integration of semiconductor devices increases, contamination of the wafer surface directly affects the reliability and yield of semiconductor devices, and thus, the cleaning process becomes more important. In practice, this cleaning process is carried out at every stage of the manufacturing process of the semiconductor device.
한편, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염에는 단지 파티클이나 금속원자, 또는 유기물만이 아니라 공정중에 발생하는 결정의 데미지나 변질층도 오염의 일종이라고 볼 수 있다. 이러한 웨이퍼 표면의 오염을 제거하기 위한 세정방법으로서, 세정화합물을 이용하는 화학적 방법과 스핀 스크러버를 이용하는 물리적 방법이 있다. On the other hand, the contamination present on the wafer surface is not only particles, metal atoms, or organic matters, but also damage to crystals or altered layers generated during the process may be considered as a kind of contamination. As a cleaning method for removing contamination of the wafer surface, there are a chemical method using a cleaning compound and a physical method using a spin scrubber.
먼저, 화학적 세정방법으로서는, RCA 세정으로 불리우는 습식 세정 방법이 가장 보편적으로 이용되고 있는데, 일반적으로 유기물은 H2SO4등과 같은 산을 사용하여 제거하고, 자연산화막은 플루오르화수소 수용액을 사용하여 제거한다. 그리고, 파티클 또는 금속불순물은 RCA 세정을 이용하여 제거하는데, 암모니아(NH4OH) 수용액과 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)의 혼합액인 SC-1은 파티클 제거에 유효하고, 염산(HCl), 과산화수소 및 물의 혼합액인 SC-2는 금속불순물 제거에 유효한 특성을 가지고 있다.First, as a chemical cleaning method, a wet cleaning method called RCA cleaning is most commonly used. In general, organic materials are removed using an acid such as H 2 SO 4 , and a natural oxide film is removed using an aqueous hydrogen fluoride solution. . Particles or metal impurities are removed by RCA washing, and SC-1, a mixture of ammonia (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water (H 2 O), is effective for removing particles. SC-2, a mixture of hydrochloric acid (HCl), hydrogen peroxide and water, is effective for removing metal impurities.
한편, 스핀 스크러버를 사용하는 물리적 세정 방법으로서는, 스핀부에 로딩된 웨이퍼 표면에 순수를 분사함과 동시에 고속으로 회전시키켜 세정하는 린스 방식과 디-소닉(D-sonic) 파워가 인가된 순수를 웨이퍼 표면에 분사하여 오염물질을 제거하는 디-소닉 방식이 있다. 그러나, 두 가지 방식 모두 세정공정이 진행되는 동안 계속해서 스핀 스크러버의 스핀부에 의해 웨이퍼가 고속으로 회전되므로 웨이퍼 상에 분사된 순수는 원심력에 의해 웨이퍼 중심으로부터 밀려나게 된다. 따라서, 세정 공정이 완료될 때까지 웨이퍼 상에 지속적으로 순수를 공급하여야 한다.On the other hand, as a physical cleaning method using a spin scrubber, a rinse method and a pure water to which D-sonic power is applied are sprayed at a high speed while the pure water is sprayed onto the wafer surface loaded in the spin section. There is a de-sonic method of spraying the wafer surface to remove contaminants. However, in both methods, the wafer is rotated at a high speed by the spin portion of the spin scrubber during the cleaning process, so that the pure water injected on the wafer is pushed away from the center of the wafer by centrifugal force. Therefore, pure water must be continuously supplied onto the wafer until the cleaning process is completed.
하기의 도 1에는 본 분야에 통상적으로 사용되는 화학적 세정장치(100)가 도시되어 있다.Figure 1 below shows a
도 1을 참조하면, 상기 화학적 세정장치(100)는 화학적 기계적 연마공정을 수행하기 위해 카세트(102) 내부에 탑재된 다수개의 웨이퍼(104)를 낱장으로 취출하고, 상기 연마 공정을 완료한 웨이퍼(104)를 세정하여 다시 상기 카세트(102)에 탑재시키는 팩토리 인터페이스(factory interface:106)와, 상기 팩토리 인터페이스(106)에서 취출된 상기 웨이퍼(104)를 이송시키는 적재 로봇(108)과, 상기 적재 로봇(108)에서 반송되는 웨이퍼(104)를 슬러리 및 폴리싱 장치를 이용하여 화학적 기계 연마하는 화학적 기계 연마장치(Chemical Mechanical Polishing:110)를 포함하여 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 적재 로봇(108), 연마 장치(110) 및 팩토리 인터페이스(106)에 연결되어 연마, 정화 및 이송공정을 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the
여기서, 상기 적재 로봇(108)은 상기 팩토리 인터페이스(106)에서 취출된 상기 웨이퍼(104)를 이송시킬 뿐만 아니라, 상기 연마 장치(110)에서 화학적 기계 연마를 완료한 상기 웨이퍼(104)를 상기 팩토리 인터페이스(106)에 반송시킨다.Here, the
또한, 상기 팩토리 인터페이스(106)는 상기 카세트(102) 내부에 탑재된 웨이퍼(104)를 취출하는 인터페이스 로봇(112)과, 상기 인터페이스 로봇(112)에 의해 취출된 웨이퍼(104)를 일시적으로 안착시켜 상기 적재 로봇(108)에 전달하는 웨이퍼 트랜스퍼 장치(114)와, 상기 연마 장치(110)에서 화학적 기계 연마가 완료된 웨이퍼(104)를 세정 또는 정화하는 웨이퍼 세정장치(116)를 포함하여 구성된다.In addition, the
이와 같이, 상기와 같은 화학적 세정장치(100)를 이용한 화학적 기계 연마(CMP) 세정은 CMP 설비에 세정 장치를 연결하여 웨이퍼가 건조되기 전에 화학 약품을 사용하여 세정하는 것이다. 현재 양산에 주로 사용되고 있는 CMP 세정 장치는 LAM사의 미라 온 트랙(MIRRA ON-TRAK) 장비로서, HF와 NH4OH가 세정 공정에 이용된 다.As such, chemical mechanical polishing (CMP) cleaning using the
도 2는 상기 미라 온 트랙 장비의 브러쉬(200) 전체 구조를 나타내며, 도 3은 상부 브러쉬(202)의 전면 커버 구조를 나타낸다.2 shows the entire structure of the
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 미라 온 트랙 장비의 브러쉬(200)에는 상부 브러쉬(202), 하부 브러쉬(204), 전면 기어(206), 후면 기어(208) 및 전면 기어 커버(210)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 하부 브러쉬(204)는 상부 브러쉬(202) 하부에 위치하므로, 도면상으로 용이하게 확인할 수 없음을 이해하여야 한다.2 and 3, the
상기와 같은 브러쉬 구조에 의하면, CMP 세정시 웨이퍼(도시되지 않음)가 상기 상부 브러쉬(202) 및 하부 브러쉬(204) 사이에 위치하게 되고, 상기 상부 브러쉬(202) 및 하부 브러쉬(204)가 회전하면서 웨이퍼 표면의 파티클등을 제거하게 된다.According to the brush structure as described above, during CMP cleaning, a wafer (not shown) is positioned between the
이와 같이, 상기 상부 브러쉬(202) 및 하부 브러쉬(204)는 워터 폴리싱 후 웨이퍼에 존재하는 슬러리 및 이물질등의 파티클을 제거하는 역할을 담당하는데 상기 상부 브러쉬(202)에 구비된 전면 커버(212)의 구조상의 문제로 인해 브러쉬 교체시 도 4에 도시된 상부 브러쉬(202)의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되는 문제점이 있다.As such, the
즉, 도 4를 참조하여 확인할 수 있는 것과 같이, 상기 상부 브러쉬의 전면 커버(212)와 미라 온 트랙 장비의 벽면(214) 사이에는 갭(참조부호 A)이 존재한다. 따라서, 상부 브러쉬(202)를 교체하기 위해 엔지니어가 힘을 가할 경우(참조부호 B), 상기 갭(A)이 존재함으로 인해 상부 브러쉬 전면 커버(212)가 엔지니어의 힘을 견디지 못하고 참조부호 C로 나타낸 상부 브러쉬의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되어 결국 상부 브러쉬의 전면 커버(212)가 내려앉게 된다. 이처럼, 상부 브러쉬의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰될 경우, 브러쉬 모터로부터 브러쉬측으로 동력전달이 원활히 이루어지지 않아 웨이퍼 세정을 위한 브러쉬의 역할을 충분히 수행할 수 없고, 그로 인해 반도체 디바이스의 품질저하가 유발되는 결과를 낳게 된다.That is, as can be seen with reference to FIG. 4, there is a gap (reference A) between the
상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상부 브러쉬의 전면 커버의 디자인을 변경하여 브러쉬 교체시 상부 브러쉬의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되는 문제점을 해소할 수 있는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus capable of solving the problem that the front assembly fixing clamp of the upper brush is broken when the brush is replaced by changing the design of the front cover of the upper brush. Is in.
본 발명의 다른 목적은, 브러쉬 모터로부터 브러쉬측으로의 동력전달이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus for smoothly power transmission from the brush motor to the brush side.
본 발명의 다른 목적은, 반도체 디바이스의 품질저하를 최소화할 수 있도록 하는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer cleaning apparatus capable of minimizing the deterioration of a semiconductor device.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는, 웨이퍼 세정시 웨이퍼의 상부 및 하부에 위치하는 상부 브러쉬 및 하부 브러쉬; 및 상기 상부 브러쉬의 말단에 형성되며, 브러쉬 교체시 엔지니어의 힘이 가해지는 부분에 지지대가 형성되어 있는 상부 브러쉬 전면 커버를 포함함을 특징으로 한다.Wafer cleaning apparatus according to the present invention for achieving the above object, the upper brush and the lower brush which is located on the top and bottom of the wafer during wafer cleaning; And an upper brush front cover formed at an end of the upper brush and having a support formed at a portion to which an engineer's force is applied when the brush is replaced.
바람직하게는, 상기 지지대는 상부 브러쉬 전면 커와 세정장치 내벽 사이에 갭이 형성되지 않도록, 세정장치 내벽에 닿도록 형성된다. Preferably, the support is formed to contact the inner wall of the cleaner so that no gap is formed between the upper brush front beaker and the inner wall of the cleaner.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various other forms without departing from the scope of the present invention, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete and common knowledge It is provided to fully inform the person of the scope of the invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상부 브러쉬 전면 커버(300)를 나타낸다. 그리고, 도 6은 상기 도 5에 도시된 상부 브러쉬의 전면 커버(300)가 미라 온 트랙 장비에 설치된 상태를 나타낸다.5 shows an upper
종래 기술에 따른 상부 브러쉬 전면 커버와 비교해 볼 때, 도 5에 도시되어 있는 본 발명에 따른 상부 브러쉬 전면 커버(300)에는 상부 브러쉬(306) 교체시 엔지니어의 힘이 가해지는 부분(참조부호 D)에 미라 온 트랙 장비 내벽(304)과의 갭을 없애기 위한 지지대(302)가 형성되어 있는 것이 특징이다.Compared to the upper brush front cover according to the prior art, the upper
종래에는 상부 브러쉬의 전면 커버를 미라 온 트랙 장비에 설치하였을 경우, 상부 브러쉬의 전면 커버와 미라 온 트랙 장비와의 사이에 갭이 존재하였다. 따라서, 상부 브러쉬 교체를 위하여 엔지니어가 힘을 가할 경우 상부 브러쉬의 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되고, 이로 인해 브러쉬 모터로부터 브러쉬측으로 동 력이 전달되지 못하여 결과적으로 세정 공정이 원활히 진행되지 못하는 문제점이 있었다.Conventionally, when the front cover of the upper brush is installed in the mira on track equipment, a gap exists between the front cover of the upper brush and the mira on track equipment. Therefore, when an engineer applies force to replace the upper brush, the front assembly fixing clamp of the upper brush is broken, and thus, power cannot be transferred from the brush motor to the brush side, and as a result, the cleaning process does not proceed smoothly.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여, 상부 브러쉬 전면 커버(300) 구조를 개선하였다. 상기 상부 브러쉬 전면 커버(300)에 구비된 지지대(302)는 상기 상부 브러쉬 전면 커버(300)와 미라 온 트랙장비의 내벽(304) 사이에 갭이 형성되지 않도록, 상기 상부 브러쉬 전면 커버(302)로부터 상기 세정장치의 내벽(304)에 이르도록 형성하는 것이 바람직하다. Therefore, in the present invention, in order to solve the above conventional problems, the structure of the upper
이처럼 개선된 상부 브러쉬 전면 커버(300)를 미라 온 트랙 장비에 설치할 경우, 도 6의 참조부호 E를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 지지대(302)로 인해 상부 브러쉬 전면 커버(300)와 미라 온 트랙 장비 내벽(304) 사이의 갭이 없어지게 된다.When the improved upper
이처럼, 상기 상부 브러쉬 전면 커버(300)와 미라 온 트랙 장비 내벽(304) 사이의 갭이 없어질 경우, 상부 브러쉬(306) 교체를 위해 엔지니어가 힘을 주더라도 상부 브러쉬 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되는 종래의 문제점은 발생하지 않게 되어 원활한 세정 공정을 진행할 수 있게 된다. As such, when the gap between the upper
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상부 브러쉬 및 하부 브러쉬가 구비된 웨이퍼 세정 장치에 있어서, 상기 상부 브러쉬의 전면 커버에 웨이퍼 세정 장치의 내벽과의 갭을 없애기 위한 지지대를 형성한다. 그 결과, 브러쉬 교체시 엔지니어 가 힘을 가하더라도 상부 브러쉬 전면 어셈블리 고정 클램프가 브로큰되지 않아 원활한 웨이퍼 세정 공정을 진행할 수 있게 되어 반도체 디바이스의 품질저하를 최소화할 수 있다. As described above, according to the present invention, in the wafer cleaning apparatus provided with the upper brush and the lower brush, a support for removing a gap with the inner wall of the wafer cleaning apparatus is formed in the front cover of the upper brush. As a result, the upper brush front assembly retaining clamp does not break even when an engineer exerts force to replace the brush, enabling a smooth wafer cleaning process to minimize degradation of semiconductor devices.
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Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |