KR20070038232A - Batch type wet cleaning apparatus for wafer - Google Patents

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박병완
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Abstract

웨이퍼를 세정하기 위한 QDR (Quick Dump Rinse) 세정조의 상단 및 중간 높이에 각각 순수 분사 노즐이 설치된 뱃치식 습식 세정 장치에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 뱃치식 습식 세정 장치는 세정 대상의 웨이퍼를 수납할 수 있는 제1 높이의 내부 공간이 마련된 QDR 세정조와, 상기 QDR 세정조의 상단에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제1 분사 노즐과, 상기 QDR 세정조의 내측벽에서 상기 제1 높이보다 작은 제2 높이의 위치에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제2 분사 노즐을 포함한다. Disclosed is a batch wet cleaning apparatus in which pure water spray nozzles are respectively provided at upper and middle heights of a QDR (Quick Dump Rinse) cleaning tank for cleaning a wafer. The batch wet cleaning apparatus according to the present invention is provided with a QDR cleaning tank having an internal space having a first height for accommodating a wafer to be cleaned, and installed at an upper end of the QDR cleaning tank to spray the cleaning liquid into the internal space of the QDR cleaning tank. And a second spray nozzle installed at a position of a second height smaller than the first height on the inner wall of the QDR cleaning tank, for spraying the cleaning liquid into the internal space of the QDR cleaning tank.

QDR, 순수 분사 노즐, 순수 샤워, 드레인 QDR, pure spray nozzle, pure shower, drain

Description

웨이퍼의 뱃치식 습식 세정 장치 {Batch type wet cleaning apparatus for wafer} Batch type wet cleaning apparatus for wafer

도 1은 종래 기술에 따른 습식 세정 장치에서 사용하는 QDR 세정조의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a QDR cleaning tank used in the wet cleaning apparatus according to the prior art.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래 기술에 따른 습식 세정 장치를 이용한 QDR 세정 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 2A, 2B and 2C are views sequentially illustrating a QDR cleaning process using a wet cleaning apparatus according to the prior art.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 세정 장치에서 사용하는 QDR 세정조의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a QDR cleaning tank for use in a wet cleaning apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 습식 세정 장치를 이용한 QDR 세정 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 4A, 4B and 4C are diagrams sequentially illustrating a QDR cleaning process using a wet cleaning apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 습식 세정 장치, 112: QDR 세정조, 114: 제1 순수 분사 노즐, 116: 제2 순수 분사 노즐. 100: wet cleaning device, 112: QDR cleaning tank, 114: first pure jet nozzle, 116: second pure jet nozzle.

본 발명은 반도체 제조용 웨트스테이션 설비에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 뱃치식 습식 세정 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to wet station equipment for semiconductor manufacturing, and more particularly, to a batch wet cleaning apparatus for wafers.

반도체 소자 제조 공정은 웨이퍼에 대한 사진 공정, 식각 공정, 박막 증착 공정, 이온 주입 공정, 금속 배선 공정 등 일련의 단위 공정들로 이루어진다. The semiconductor device manufacturing process includes a series of unit processes such as a photo process, an etching process, a thin film deposition process, an ion implantation process, and a metal wiring process for a wafer.

최근, 반도체 소자의 패턴 미세화 및 고집적화가 가속화되어 감에 따라 공정진행 중에 발생하는 파티클 또는 각종 오염물에 의해 제품 수율 및 신뢰성에 미치는 영향력이 커지고 있다. 이에 따라, 대부분의 단위 공정에서는 그 단위 공정의 진행 전후에 웨이퍼 세정 공정을 수행하고 있다. In recent years, as the pattern refinement and high integration of semiconductor devices are accelerated, the influence on the product yield and reliability by particles or various contaminants generated during the process is increasing. Accordingly, in most unit processes, the wafer cleaning process is performed before and after the unit process proceeds.

통상적인 웨이퍼 세정을 위한 습식 세정 공정은 웨이퍼를 뱃치식으로 소정의 케미칼 배쓰 (chemical bath)에 담그는 케미칼 처리 공정과, 케미칼 처리된 웨이퍼를 QDR (Quick Dump Rinse) 세정조에 수납하여 순수 (deionized water) 등을 이용해 웨이퍼에 묻은 케미칼을 세정하는 QDR 공정과, QDR 공정에서 세정된 웨이퍼를 다시 파이널린스 세정조(final rinse bath)에 담금으로써 웨이퍼를 최종 세정하는 파이널린스 공정과, 최종 세정된 웨이퍼를 건조시키는 건조 공정을 포함한다. Conventional wet cleaning processes for cleaning wafers include a chemical treatment process in which the wafers are batch-immersed in a predetermined chemical bath, and the chemically processed wafers are stored in a QDR (Quick Dump Rinse) cleaning tank for deionized water. QDR process for cleaning the chemicals on the wafer using a wafer, etc., final cleaning process for final cleaning of the wafer by dipping the wafer cleaned in the QDR process into a final rinse bath, and drying the final cleaned wafer. And a drying step.

상기한 습식 세정 공정중 QDR 공정에서는 케미칼 처리 공정의 결과 발생되는 반응 부산물 및 반도체 웨이퍼 표면에 잔류하는 불순물 입자를 제거하기 위하여 순수 분사 단계 및 배수(quick drain) 단계를 거친다. In the wet cleaning process, the QDR process is followed by a pure spray step and a quick drain step to remove reaction by-products resulting from the chemical treatment process and impurity particles remaining on the surface of the semiconductor wafer.

도 1은 종래 기술에 따른 습식 세정 장치(10)에서 사용하는 QDR 세정조(12)의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the QDR cleaning tank 12 used in the wet cleaning apparatus 10 according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 습식 세정 장치(10)의 QDR 세정조(12)는 웨이퍼(W)가 수납되는 세정조 내부의 상부에 장착되어 순수를 상기 QDR 세정조 (12) 내에 분사하는 2개의 순수 분사 노즐(14)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the QDR cleaning tank 12 of the wet cleaning apparatus 10 according to the related art is mounted on an upper portion of the cleaning tank in which the wafers W are accommodated to spray pure water into the QDR cleaning tank 12. It includes two pure spray nozzles 14.

상기한 종래 기술에 따른 습식 세정 장치를 사용하여 QDR 세정 공정을 행하는 경우, 먼저 상기 QDR 세정조(12)의 순수 분사 노즐(14)로부터 순수를 분사하여 웨이퍼(W)에 묻어 있는 케미칼을 세정한다. 이 때, 상기 순수 분사 노즐(14)은 상기 QDR 세정조(12)의 상부에 설치되어 탑-다운(top-down) 방식으로 순수 샤워가 이루어진다. When performing the QDR cleaning process using the above-described wet cleaning apparatus according to the prior art, first, pure water is sprayed from the pure water spray nozzle 14 of the QDR cleaning tank 12 to clean the chemical on the wafer W. . At this time, the pure water spray nozzle 14 is installed on the top of the QDR cleaning tank 12 to perform a pure shower in a top-down manner.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래 기술에 따른 습식 세정 장치(10)를 이용한 QDR 세정 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 2A, 2B and 2C are diagrams sequentially illustrating a QDR cleaning process using the wet cleaning apparatus 10 according to the prior art.

도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 순수 분사 노즐(14)로부터 분사되는 순수에 의한 순수 샤워가 이루어지기 전에, 먼저 상기 QDR 세정조(12) 내에 웨이퍼(W)가 수납된 상태에서 순수 업-플로우 공정을 행한다. 그 후, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 QDR 세정조(12) 내에 있는 순수를 드레인 시킨 후, 상기 QDR 세정조(12)로부터 순수를 분사하여 순수 샤워 공정을 행한다. 그 후, 도 2c에 도시한 바와 같이 다시 순수 업-플로우를 실시한다. 이 때, 도 2b에 도시한 바와 같은 순수 샤워 공정중에는 상기 순수 분사 노즐(14)이 QDR 세정조(12)의 상부에 위치해 있기 때문에 순수 샤워시 웨이퍼(W)의 하단까지 균일한 샤워가 이루어지기 어렵다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 위치별로 웨이퍼 표면에 묻어 있는 케미칼이 공기중에 노출되는 시간이 증가되어 케미칼이 순수에 의해 세정되기 전에 웨이퍼 표면에서 자연 건조되는 현상이 다발하며, 그에 따라 웨이퍼상에서 불량 발생을 초래하게 된다. As shown in FIG. 2A, the pure water up-flow in the state in which the wafer W is stored in the QDR cleaning tank 12 before the pure shower by the pure water sprayed from the pure water spray nozzle 14 is performed. The process is performed. Thereafter, as shown in FIG. 2B, after the pure water in the QDR cleaning tank 12 is drained, pure water is sprayed from the QDR cleaning tank 12 to perform a pure shower process. Thereafter, pure up-flow is again performed as shown in Fig. 2C. At this time, during the pure shower process as shown in FIG. 2B, since the pure spray nozzle 14 is positioned above the QDR cleaning tank 12, a uniform shower is made to the bottom of the wafer W during the pure shower. it's difficult. As a result, the time for which the chemicals buried on the wafer surface are exposed to air is increased for each position of the wafer W, and a phenomenon in which the chemicals are naturally dried on the wafer surface before the chemical is cleaned by pure water occurs, resulting in defects on the wafer. Will result.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, QDR 세정 공정시 순수 샤워에 의한 웨이퍼 세정 효과를 향상시킴으로써 불량 발생을 방지하고 안정적인 세정 공정을 행할 수 있는 뱃치식 습식 세정 장치를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems in the prior art, to improve the wafer cleaning effect by the pure shower during the QDR cleaning process to provide a batch type wet cleaning apparatus that can prevent the occurrence of defects and perform a stable cleaning process will be.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 뱃치식 습식 세정 장치는 세정 대상의 웨이퍼를 수납할 수 있는 제1 높이의 내부 공간이 마련된 QDR (Quick Dump Rinse) 세정조와, 상기 QDR 세정조의 상단에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제1 분사 노즐과, 상기 QDR 세정조의 내측벽에서 상기 제1 높이보다 작은 제2 높이의 위치에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제2 분사 노즐을 포함한다. In order to achieve the above object, the batch-type wet cleaning apparatus according to the present invention is provided with a QDR (Quick Dump Rinse) cleaning tank provided with an internal space of a first height for accommodating a wafer to be cleaned, and installed on top of the QDR cleaning tank. And a first injection nozzle for injecting the cleaning liquid into the internal space of the QDR cleaning tank and a second height smaller than the first height on the inner wall of the QDR cleaning tank to spray the cleaning liquid into the internal space of the QDR cleaning tank. And a second spray nozzle for

바람직하게는, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이의 1/2이다. 또한 바람직하게는, 상기 제2 분사 노즐은 상기 QDR 세정조의 내측벽중 상호 대면하는 2개의 측벽에 각각 설치된다. Preferably, the second height is one half of the first height. Also preferably, the second spray nozzles may be provided on two side walls facing each other among the inner walls of the QDR cleaning tank.

본 발명에 의하면, QDR 세정조에서의 드레인 단계에서 웨이퍼 표면에 묻어 있는 케미칼이 공기 중에 노출되는 시간이 줄어들게 되어 웨이퍼상에 잔류하는 케미칼이 웨이퍼 표면에서 자연 건조되는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, QDR 세정조 내에서 안정적인 웨이퍼 세정이 가능하게 되어 웨이퍼의 세정 효율이 증가되고 웨이퍼의 위치별 불량 발생을 방지할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent the chemical residue on the wafer surface from being exposed to the air in the drain step of the QDR cleaning tank, thereby preventing the chemical residue remaining on the wafer from naturally drying on the wafer surface. As a result, stable wafer cleaning can be performed in the QDR cleaning tank, thereby increasing the cleaning efficiency of the wafer and preventing the occurrence of defects for each position of the wafer.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세 히 설명한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 습식 세정 장치(100)에서 사용하는 QDR 세정조(112)의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the QDR cleaning tank 112 used in the wet cleaning apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 습식 세정 장치(100)에서 세정 대상의 웨이퍼(W)가 수납될 수 있는 QDR 세정조(112)에는 그 상단에 2개의 제1 순수 분사 노즐(114)이 설치되어 있다. 상기 제1 순수 분사 노즐(114)은 웨이퍼(W)가 수납되어 있는 QDR 세정조 (112) 내부 공간에 순수를 분사한다. 또한, 상기 QDR 세정조(112)에는 상기 QDR 세정조(112)의 내측벽에서 상기 QDR 세정조(112)의 높이 보다 낮은 높이의 위치에 2개의 제2 순수 분사 노즐(116)이 설치되어 있다. 상기 제2 순수 분사 노즐(116)은 상기 제1 순수 분사 노즐(114)이 설치되어 있는 높이보다 낮은 높이에 설치되어 상기 QDR 세정조(112)의 내부 공간에 순수를 분사한다. 바람직하게는, 상기 제2 순수 분사 노즐(116)은 상기 제1 순수 분사 노즐(114)이 설치되어 있는 높이의 1/2인 높이에 설치된다. Referring to FIG. 3, in the wet cleaning apparatus 100 according to the present invention, two first pure water spray nozzles 114 are disposed at an upper end thereof in the QDR cleaning tank 112 in which the wafer W to be cleaned may be accommodated. It is installed. The first pure water spray nozzle 114 sprays pure water into a space inside the QDR cleaning tank 112 in which the wafer W is accommodated. The QDR cleaning tank 112 is also provided with two second pure water jet nozzles 116 at positions lower than the height of the QDR cleaning tank 112 on the inner wall of the QDR cleaning tank 112. . The second pure water jet nozzle 116 is installed at a height lower than the height at which the first pure water jet nozzle 114 is installed to inject pure water into the internal space of the QDR cleaning tank 112. Preferably, the second pure water jet nozzle 116 is installed at a height that is 1/2 of the height at which the first pure water jet nozzle 114 is installed.

상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 습식 세정 장치를 사용하여 QDR 세정 공정을 행하는 경우, 먼저 상기 QDR 세정조(112)의 제1 순수 분사 노즐(114) 및 제2 순수 분사 노즐(116)로부터 동시에 상기 QDR 세정조(112)의 내부에 순수를 분사하여 웨이퍼(W)에 묻어 있는 케미칼을 세정한다. 상기 제1 순수 분사 노즐(114) 및 제2 순수 분사 노즐(116)를 이용한 순수 분사가 동시에 이루어짐으로써 순수 샤워가 진행되는 동안 웨이퍼(W)상에 순수가 골고루 공급되어 웨이퍼(W)상의 케미칼이 공기에 노출되어 있는 시간이 감소되어 세정 효율이 높아진다. In the case of performing the QDR cleaning process using the wet cleaning apparatus according to the present invention having the above-described configuration, firstly from the first pure water spray nozzle 114 and the second pure water spray nozzle 116 of the QDR cleaning tank 112 simultaneously. Pure water is injected into the QDR cleaning tank 112 to clean the chemical on the wafer (W). Pure water spraying using the first pure water spray nozzle 114 and the second pure water spray nozzle 116 is performed at the same time so that pure water is uniformly supplied onto the wafer W during the pure shower. The time of exposure to air is reduced and the cleaning efficiency is increased.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 습식 세정 장치(100)를 이용한 QDR 세정 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 4A, 4B, and 4C are diagrams sequentially illustrating a QDR cleaning process using the wet cleaning apparatus 100 according to the present invention as shown in FIG. 3.

도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 제1 순수 분사 노즐(114) 및 제2 순수 분사 노즐(116)로부터 분사되는 순수에 의한 순수 샤워가 이루어지기 전에, 먼저 상기 QDR 세정조(112) 내에 웨이퍼(W)가 수납된 상태에서 순수 업-플로우 공정을 행한다. 그 후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 QDR 세정조(112) 내에 있는 순수를 드레인 시킨 후, 상기 QDR 세정조(112)에 설치된 상기 제1 순수 분사 노즐(114) 및 제2 순수 분사 노즐(116)로부터 순수를 동시에 분사하여 순수 샤워 공정을 행한다. 그 후, 도 4c에 도시한 바와 같이 다시 순수 업-플로우를 실시한다. As shown in FIG. 4A, before the pure shower by the pure water sprayed from the first pure water spray nozzle 114 and the second pure water spray nozzle 116 is performed, the wafer (1) in the QDR cleaning tank 112 is first formed. The pure up-flow process is performed in the state where W) is accommodated. Thereafter, as shown in FIG. 4B, after the pure water in the QDR cleaning tank 112 is drained, the first pure water spray nozzle 114 and the second pure water spray nozzle installed in the QDR cleaning tank 112 are discharged. Pure water is sprayed simultaneously from 116 to perform the pure shower process. Thereafter, pure up-flow is again performed as shown in Fig. 4C.

본 발명에 의하면, QDR 세정조 내에서 서로 다른 높이에 설치된 제1 순수 분사 노즐 및 제2 순수 분사 노즐로부터 분사되는 순수에 의해 상기 QDR 세정조 내에 수납된 웨이퍼상의 모든 위치에서 균일한 순수 샤워가 이루어질 수 있다. 따라서, QDR 세정조에서의 드레인 단계에서 웨이퍼 표면에 묻어 있는 케미칼이 공기 중에 노출되는 시간이 줄어들게 되어 웨이퍼상에 잔류하는 케미칼이 웨이퍼 표면에서 자연 건조되는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, QDR 세정조 내에서 안정적인 웨이퍼 세정이 가능하게 되어 웨이퍼의 세정 효율이 증가되고 웨이퍼의 위치별 불량을 방지할 수 있다. According to the present invention, a uniform pure shower is made at all positions on the wafer accommodated in the QDR cleaning tank by the pure water sprayed from the first and second pure water spray nozzles installed at different heights in the QDR cleaning tank. Can be. Therefore, the exposure time of the chemical deposited on the wafer surface in the air in the draining step of the QDR cleaning tank is reduced, thereby preventing the chemical residue remaining on the wafer from naturally drying on the wafer surface. As a result, stable wafer cleaning can be performed in the QDR cleaning tank, thereby increasing wafer cleaning efficiency and preventing wafer-specific defects.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.

Claims (4)

세정 대상의 웨이퍼를 수납할 수 있는 제1 높이의 내부 공간이 마련된 QDR (Quick Dump Rinse) 세정조와, A QDR (Quick Dump Rinse) cleaning tank provided with an internal space having a first height for accommodating a wafer to be cleaned, 상기 QDR 세정조의 상단에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제1 분사 노즐과, A first injection nozzle installed at an upper end of the QDR cleaning tank for injecting a cleaning liquid into an internal space of the QDR cleaning tank; 상기 QDR 세정조의 내측벽에서 상기 제1 높이보다 작은 제2 높이의 위치에 설치되어 상기 QDR 세정조의 내부 공간에 세정액을 분사하기 위한 제2 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 뱃치식 습식 세정 장치. And a second spray nozzle installed at a position of a second height smaller than the first height on the inner wall of the QDR cleaning tank, for spraying the cleaning liquid into the internal space of the QDR cleaning tank. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이의 1/2인 것을 특징으로 하는 뱃치식 습식 세정 장치. And said second height is one-half of said first height. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 분사 노즐은 상기 QDR 세정조의 내측벽중 상호 대면하는 2개의 측벽에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 뱃치식 습식 세정 장치. And said second spray nozzle is provided on two side walls facing each other among the inner walls of said QDR cleaning tank. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 세정액은 순수인 것을 특징으로 하는 뱃치식 습식 세정 장치. Batch type wet cleaning apparatus, characterized in that the cleaning liquid is pure water.
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CN109201608A (en) * 2018-10-09 2019-01-15 无锡亚电智能装备有限公司 A kind of wafer high-efficiency washing device and cleaning method

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