KR20070112624A

KR20070112624A - Apparatus for cleaning a wafer

Info

Publication number: KR20070112624A
Application number: KR1020060045746A
Authority: KR
Inventors: 김인기; 박대범; 홍진석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-27

Abstract

A wafer cleaning apparatus is provided to eliminate effectively remaining cleaning liquids from the entire surface of the wafer, so that the reliability of a semiconductor device is enhanced by ensuring cleaning uniformity of a membrane. A cleaning bath(110) having an opening at the top portion contains a plurality of wafers(W). A guide member(120) includes a plurality of loads having slots, wherein edge portions of wafers are inserted into the slots to keep the wafers toward the vertical direction. A nozzle pipe is expanded along the aligned direction of the wafer; and comprises a first nozzle for spraying a process liquid to a first angle, and a second nozzle for spraying the process liquid to a second angle; and is installed at a lower part of the guard member.

Description

Wafer cleaning apparatus {Apparatus for cleaning a wafer}

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining a wafer cleaning apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 평면도이다.3 is a plan view illustrating the wafer cleaning apparatus of FIG. 2.

도 4는 도 2에 도시된 노즐의 다른 예를 설명하기 위한 측면도이다.4 is a side view illustrating another example of the nozzle illustrated in FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 웨이퍼 세정 장치 110 : 세정 용기100 wafer cleaning device 110 cleaning container

112 : 보조 용기 120 : 가이드 부재112: auxiliary container 120: guide member

122 : 제1 로드 124 : 제2 로드122: first rod 124: second rod

126 : 제3 로드 128 : 연결 부재126: third rod 128: connecting member

127 : 제1 개구부 129 : 제2 개구부127: first opening 129: second opening

130 : 제1 노즐 파이프 132 : 제1 노즐130: first nozzle pipe 132: first nozzle

136 : 제2 노즐 140 : 제2 노즐 파이프136: second nozzle 140: second nozzle pipe

142 : 제3 노즐 146 : 제4 노즐142: third nozzle 146: fourth nozzle

150 : 제3 노즐 파이프 160 : 제4 노즐 파이프150: third nozzle pipe 160: fourth nozzle pipe

θ1 : 제1 각도 θ2 : 제2 각도θ1: first angle θ2: second angle

θ3 : 제3 각도 θ4 : 제4 각도θ3: third angle θ4: fourth angle

θ5 : 제5 각도 θ6 : 제6 각도θ5: fifth angle θ6: sixth angle

본 발명은 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정액이 수용된 세정 용기 내부에 웨이퍼들을 침지시켜 웨이퍼 상에 존재하는 오염원을 제거하기 위한 웨이퍼 세정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer cleaning apparatus, and more particularly, to a wafer cleaning apparatus for removing contaminants present on a wafer by immersing the wafers in a cleaning container containing the cleaning liquid.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(FAB) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab (FAB) process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor wafer, an electrical die sorting (EDS) process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process; Each of the semiconductor devices is manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resins.

상기 팹 공정은 다양한 단위 공정들을 포함하며, 상기 단위 공정들은 반도체 기판 상에 전기적 소자를 형성하기 위하여 반복적으로 수행된다. 상기 단위 공정들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정 등을 포함한다. 상기 세정 공정은 수 ㎛ 이하의 미세한 패턴들이 형성되는 반도체 장치에서 다양한 문제점을 유발시킬 수 있는 오염원을 웨이퍼로부터 제거하는 공정이다. 상기 오염원 중에 주된 관심의 대상이 되는 것은 금속 오염, 파티클, 폴리머 등이 있다.The fab process includes various unit processes, and the unit processes are repeatedly performed to form an electrical device on a semiconductor substrate. The unit processes include a deposition process, a photolithography process, an etching process, a chemical mechanical polishing process, an ion implantation process, a cleaning process, and the like. The cleaning process is a process of removing contaminants from the wafer, which may cause various problems in a semiconductor device in which fine patterns of several micrometers or less are formed. Among the pollutants, the main concern is metal contamination, particles, polymers and the like.

구체적으로, 금속 오염의 경우는 콘택 저항 증가, 리프레시(refresh) 특성 저하, 항복 전압(breakdown voltage) 저하 등의 문제를 유발하며, 파티클은 패턴들 간의 브릿지(bridge)를 포함한 치명적인 문제를 야기할 수 있다. 파티클의 경우는 반도체 수율(yield)과 관련하여 크기 제한을 두고 있는데 보통 디자인 룰의 1/10 정도 이상의 크기를 수율에 영향을 미치는 크기로 보고 있다. 근래에 반도체 장치의 디자인 룰(design rule)이 크게 감소함에 따라 반도체 장치의 신뢰성에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 파티클의 크기도 작아지기 때문에 세정 공정의 중요성이 더욱더 강조되고 있다. 폴리머는 식각 공정에서 생성되는 식각 부산물에 의해 발생되는 화합물로 식각 부산물과 식각 가스와의 반응 또는 식각 가스의 응축(condensation) 등의 다양한 메커니즘을 통해 형성된다. 이러한 폴리머들은 보이드(void), 유전막 특성 저하, 식각 형상 변화 등의 영향을 미친다. 이러한 세정 공정은 증착 공정, 식각 공정 등과 같은 대부분의 단위 공정이 실시되기 전 또는 후에 수행되고 있으며, 팹 공정을 구성하는 단위 공정들의 약 20 내지 30%를 차지하고 있다.Specifically, metal contamination may cause problems such as increased contact resistance, reduced refresh characteristics, and lower breakdown voltage, and particles may cause fatal problems including bridges between patterns. have. Particles have a size limit in relation to the yield of semiconductors. Usually, about 1/10 or more of the design rule is regarded as the size that affects the yield. In recent years, as the design rule of the semiconductor device is greatly reduced, the size of the particles, which may have a fatal effect on the reliability of the semiconductor device, is also reduced. The polymer is a compound produced by the etching by-products generated in the etching process and is formed through various mechanisms such as the reaction between the etching by-products and the etching gas or the condensation of the etching gas. These polymers affect voids, dielectric film degradation, etch shape changes, and the like. The cleaning process is performed before or after most unit processes such as a deposition process and an etching process, and occupies about 20 to 30% of the unit processes constituting the fab process.

통상적인 세정 공정을 수행하기 위한 장치는 세정부, 린스부, 건조부 및 로봇암 등의 웨이퍼 이송부를 포함하여 구성된다. 상기 세정 공정은 먼저 로봇암을 이용해서 웨이퍼를 25매 내지 50매 단위로 파지한 후, 상기 웨이퍼들 상에 전이된 불순물을 제거하기에 적합한 세정액이 수용된 세정 용기 내부에 상기 웨이퍼들을 소정 시간 동안 침지시켜 수행된다. 다음에, 상기 웨이퍼들을 다시 순수(de-ionized water)와 같은 린스액이 수용된 세정 용기 내부에 침지시킨다. 상기 세정 용기 내부에는 세정 용기 중앙 부위를 향해 설치된 다수 개의 노즐들이 구비되어 있다. 이에 따라, 상기 세정 용기 노즐들을 통해 린스액을 상기 린스액에 침지된 웨이퍼들 상에 분사시킴으로서 상기 웨이퍼들 상에 잔류하는 세정액을 빠른 시간 내에 제거하게 된다. 마지막으로, 상기 건조부에서는 이소프로필 알콜(IPA)과 같은 휘발성 유기 용제를 포함하는 건조 가스를 제공하여 상기 웨이퍼들 상에 잔류하는 린스액을 제거한다.The apparatus for performing a conventional cleaning process comprises a wafer transfer part such as a cleaning part, a rinse part, a drying part and a robot arm. In the cleaning process, the wafers are first held by 25 to 50 sheets using a robot arm, and then the wafers are immersed for a predetermined time in a cleaning container containing a cleaning liquid suitable for removing impurities transferred on the wafers. Is performed. Next, the wafers are again immersed in a cleaning vessel containing a rinse liquid such as de-ionized water. The nozzle has a plurality of nozzles installed toward the center of the cleaning container. Accordingly, by spraying the rinse liquid on the wafers immersed in the rinse liquid through the cleaning vessel nozzles, the cleaning liquid remaining on the wafers is quickly removed. Finally, the drying unit provides a dry gas containing a volatile organic solvent such as isopropyl alcohol (IPA) to remove the rinse liquid remaining on the wafers.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도로서, 웨이퍼 세정 장치(1)는 다수의 웨이퍼들(W)을 수용하기 위한 세정 용기(10), 상기 세정 용기(10) 내부로 수용된 상기 웨이퍼들을 지지하기 위한 가이드(guide)(20) 및 상기 세정 용기(10)의 하부에 구비되며, 순수를 공급하기 위한 다수의 노즐 파이프(30)를 포함한다. 노즐 파이프(30)는 상기 세정 용기(10)의 저면의 양쪽 모서리 부위에 각각 한 개씩 구비되며, 상기 노즐 파이프(30) 상에는 다수 개의 노즐(32)들이 상기 웨이퍼(W)의 중심 부위를 향해 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view for explaining a wafer cleaning apparatus according to the prior art, the wafer cleaning apparatus 1 is a cleaning container 10 for accommodating a plurality of wafers (W), the inside of the cleaning container (10) A guide 20 for supporting the wafers and a lower portion of the cleaning vessel 10 may include a plurality of nozzle pipes 30 for supplying pure water. One nozzle pipe 30 is provided at each corner portion of the bottom surface of the cleaning container 10, and a plurality of nozzles 32 are formed on the nozzle pipe 30 toward the center of the wafer W. It is.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 웨이퍼 세정 장치(1)는 웨이퍼(W)가 대구경화됨에 따라 웨이퍼(W)를 단시간 내에 효과적으로 린스하지 못하는 문제가 발생한다. 특히, 웨이퍼(W)를 불산(HF) 용액을 이용하여 세정한 후에는 상기 웨이퍼(W) 상에 잔류하는 불산 용액을 빠른 시간 내에 제거해야 한다. 왜냐하면, 상기 불산 용액은 웨이퍼 상에 형성된 산화막과 같은 막질에 대한 식각률이 크기 때문에 웨이퍼 상에 국부적으로 잔류하는 불산 용액에 의해 상기 막질의 식각 균일도가 저하되기 때문이다.However, the wafer cleaning apparatus 1 having the structure as described above has a problem in that the wafer W may not be effectively rinsed in a short time as the wafer W is largely cured. In particular, after the wafer W is cleaned using the hydrofluoric acid (HF) solution, the hydrofluoric acid solution remaining on the wafer W must be removed in a short time. This is because the hydrofluoric acid solution has a large etching rate with respect to a film quality such as an oxide film formed on the wafer, and thus the etching uniformity of the film quality is lowered by the hydrofluoric acid solution remaining locally on the wafer.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼 상에 잔류하는 세정액을 단시간 내에 효율적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a wafer cleaning apparatus that can efficiently remove the cleaning liquid remaining on the wafer in a short time.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 세정 장치는, 상부가 개방되고 다수의 웨이퍼들을 수용하기 위한 세정 용기와, 상기 세정 용기 내에서 상기 웨이퍼들이 각각 수직 방향으로 유지되도록 상기 웨이퍼들의 가장자리 부위들이 삽입되는 슬롯들을 갖는 로드들을 포함하는 가이드 부재와, 상기 웨이퍼들의 배열 방향을 따라 연장하며 상기 웨이퍼들을 향하여 처리액을 제1 각도로 분사하기 위한 제1 노즐들과 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 처리액을 분사하기 위한 제2 노즐들을 갖는 노즐 파이프를 포함할 수 있다.A wafer cleaning apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a cleaning container for opening a top and accommodating a plurality of wafers, and the wafers in the cleaning container so that the wafers are maintained in a vertical direction, respectively. A guide member including rods having slots into which edge portions are inserted, first nozzles extending along the arrangement direction of the wafers, and spraying the processing liquid at a first angle toward the wafers, and different from the first angle. And a nozzle pipe having second nozzles for spraying the treatment liquid at a second angle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노즐 파이프는 상기 가이드 부재의 하부에 배치되며, 상기 제1 각도는 수평으로부터 상기 웨이퍼들을 향하여 45° 내지 90°이며, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도에 비해 10° 내지 15° 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 노즐들은 처리액이 상기 가이드 부재의 중앙 부위에 배열된 웨이퍼들을 향해 분사되도록 상기 노즐 파이프의 중앙 부위에 형성되고, 상기 제1 노즐들은 상기 노즐 파이프의 양단 부위에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 노즐들은 상기 노즐 파이프의 원주 방향으로 연장된 타원 또는 마름모 형태를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 노즐들은 장축 및 단축을 갖는 타원 또 는 마름모 형태를 가지며, 상기 제1 및 제2 노즐들의 장축들 및 단축들은 상기 노즐 파이프의 길이 방향으로 따라 교대로 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nozzle pipe is disposed under the guide member, wherein the first angle is 45 ° to 90 ° from the horizontal toward the wafers, and the second angle is at the first angle. Compared to 10 ° to 15 °. In addition, the second nozzles may be formed at a central portion of the nozzle pipe such that the processing liquid is injected toward the wafers arranged at the central portion of the guide member, and the first nozzles may be formed at both ends of the nozzle pipe. . The first and second nozzles have an ellipse or rhombus shape extending in the circumferential direction of the nozzle pipe. According to another embodiment of the present invention, the first and second nozzles have an ellipse or rhombus shape having long and short axes, and the long and short axes of the first and second nozzles extend in the longitudinal direction of the nozzle pipe. Can be arranged alternately accordingly.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 세정 장치는 상기 노즐 파이프와 평행하며, 상기 웨이퍼들을 향해 처리액을 상기 제1 각도와 마주하는 제3 각도로 분사하기 위한 제3 노즐들과, 상기 제2 각도와 마주하는 제4 각도로 처리액을 분사하기 위한 제4 노즐들을 갖는 제2 노즐 파이프를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 세정 장치는 상기 노즐 파이프와 평행하면서 상기 세정 용기의 하부 측벽들을 따라 연장하며, 상기 웨이퍼들을 향해 상기 제2 각도보다 작은 제5 각도 및 상기 제5 각도와 마주하는 제6 각도로 처리액을 각각 분사하기 위한 제3 노즐 파이프 및 제4 노즐 파이프를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the wafer cleaning apparatus includes: third nozzles parallel to the nozzle pipe, for spraying a processing liquid toward the wafers at a third angle facing the first angle; The apparatus may further include a second nozzle pipe having fourth nozzles for spraying the treatment liquid at a fourth angle facing the second angle. In addition, the wafer cleaning apparatus extends along the lower sidewalls of the cleaning vessel while being parallel to the nozzle pipe and is processed toward the wafers at a fifth angle less than the second angle and a sixth angle facing the fifth angle. The apparatus may further include a third nozzle pipe and a fourth nozzle pipe for respectively spraying the liquid.

상술한 바와 같이, 웨이퍼 세정 장치가 가이드 부재 상에 지지된 웨이퍼들을 향해 서로 다른 각도로 처리액을 분사할 수 있는 노즐 파이프를 구비함으로서, 상기 웨이퍼들 상에 잔류하는 세정액을 보다 효율적으로 제거하여 상기 세정액에 의한 웨이퍼의 세정 균일도가 향상될 수 있다.As described above, the wafer cleaning apparatus includes a nozzle pipe capable of injecting the processing liquid at different angles toward the wafers supported on the guide member, thereby more efficiently removing the cleaning liquid remaining on the wafers. Cleaning uniformity of the wafer by the cleaning liquid may be improved.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에 서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 도는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of respective devices or films (layers) and regions are exaggerated for clarity of the invention, and each device may include various additional devices not described herein. If a film (layer) is referred to as being located on another film (or layer) or substrate, it may be formed directly on another film (layer) or substrate or an additional film (layer) may be interposed therebetween.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼 세정 장치를 설명하기 위한 평면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a wafer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view illustrating the wafer cleaning apparatus illustrated in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 세정 장치(100)는 웨이퍼들(W)을 수용하기 위한 세정 용기(110)(bath), 상기 세정 용기(110) 내에 웨이퍼들(W)을 위치시키기 위한 웨이퍼 가이드 부재(120), 상기 웨이퍼들(W)에 대하여 처리액을 분사하기 위한 제1 노즐 파이프(130)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the wafer cleaning apparatus 100 includes a cleaning container 110 for accommodating the wafers W and a position for placing the wafers W in the cleaning container 110. It comprises a wafer guide member 120, a first nozzle pipe 130 for injecting a processing liquid to the wafers (W).

상기 세정 용기(110)의 측벽들은 상기 세정 용기(110)의 중심을 지나는 수직면에 대하여 좌우 대칭한 형태를 갖는다. 예를 들면, 상기 세정 용기(110)의 측벽들은 상부 및 하부가 개방된 직육면체 형태를 이룬다. 상기 세정 용기(110) 내에는 상기 웨이퍼들(W)을 화학적으로 세정하기 위한 세정액 또는 상기 웨이퍼들(W)의 표면들 상에 잔류하는 세정액을 제거하기 위한 린스액을 저장하게 된다. 상기 세정 용기(110)의 상부 측벽에는 오버플로우(overflow)되는 세정액 또는 린스액을 수용하기 위한 보조 용기(112)들이 구비된다. 즉, 상기 세정 용기(110) 내부에 상기 제1 노즐 파이프(130) 등에 의해 처리액이 분사되면 상기 세정 용기(110) 외부로 넘쳐 흐르는 처리액이 상기 보조 용기(112)에 수용되도록 한다. 도시되지는 않았으나, 상기 세정 용기(110)의 하부에는 상기 세정액 또는 린스액을 배출시키기 위한 배출구가 형성되며, 상기 세정 용기(110)의 일측에는 세정액 또는 린스액을 공급하 기 위한 세정액 공급 라인 또는 린스액 공급 라인이 연결되어 있다.Sidewalls of the cleaning container 110 may be symmetrical with respect to the vertical plane passing through the center of the cleaning container 110. For example, the side walls of the cleaning container 110 have a rectangular parallelepiped shape in which upper and lower sides are open. In the cleaning container 110, a cleaning liquid for chemically cleaning the wafers W or a rinse liquid for removing the cleaning liquid remaining on the surfaces of the wafers W is stored. The upper sidewall of the cleaning container 110 is provided with auxiliary containers 112 for receiving an overflowing cleaning liquid or rinse liquid. That is, when the processing liquid is injected into the cleaning container 110 by the first nozzle pipe 130, the processing liquid flowing out of the cleaning container 110 is accommodated in the auxiliary container 112. Although not shown, a discharge port for discharging the cleaning liquid or the rinse liquid is formed in the lower portion of the cleaning container 110, and a cleaning liquid supply line for supplying the cleaning liquid or the rinse liquid to one side of the cleaning container 110; The rinse liquid supply line is connected.

상기 세정액은 상기 웨이퍼의 표면에 존재하는 이물질, 예를 들면, 금속 이온, 파티클, 폴리머 등을 제거하기 위하여 제공된다. 상기 세정액의 예로는 불산 및 순수가 혼합된 희석된 불산 용액(diluted HF), 암모니아(NH₄OH)와 과산화수소(H₂O₂)와 순수(H₂O)가 일정 비율로 혼합된 SC-1(standard clean-1) 용액, 염산(HCl)과 과산화수소와 순수가 일정 비율로 혼합된 SC-2 용액, 황산(H₂SO₄)과 순수가 혼합된 SPM(sulfuric acid hydrogen peroxide mixture), 오존(O₃)이 용해된 불산 용액 등이 있다. 상기 린스액은 웨이퍼의 화학적 세정 후 상기 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 세정액을 희석시키거나 또는 상기 세정액과 치환하기 위하여 제공된다. 상기 린스액으로는 주로 순수(deionized water)가 사용된다.The cleaning solution is provided to remove foreign substances, such as metal ions, particles, polymers, etc., present on the surface of the wafer. Examples of the cleaning solution include dilute hydrofluoric acid solution (diluted HF) mixed with hydrofluoric acid and pure water, ammonia (NH ₄ OH), hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ), and pure water (H ₂ O) at a predetermined ratio. (standard clean-1) solution, SC-2 solution with hydrochloric acid (HCl), hydrogen peroxide and pure water in proportion, sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ), sulfuric acid hydrogen peroxide mixture (SPM) with pure water, ozone ( Hydrofluoric acid solution in which O ₃ ) is dissolved. The rinse liquid is provided to dilute or replace the cleaning liquid remaining on the surface of the wafer W after chemical cleaning of the wafer. Deionized water is mainly used as the rinse liquid.

상기 세정 용기(110) 내부에는 다수매의 웨이퍼들(W)을 각각 수직 방향으로 지지하며, 상기 세정 용기(110)의 개방된 상부를 통해 상하 이동하는 가이드 부재(120)가 배치된다. 구체적으로, 상기 가이드 부재(120)는 석영 재질로 이루어져 있으며, 웨이퍼를 수직으로 세웠을 때 그 측면 가장자리 부위가 삽입되는 슬롯(121)들을 갖는 한 쌍의 제1 로드(rod)(122) 및 제2 로드(124)를 갖는다. 이에 따라, 상기 가이드 부재(120) 상에 지지된 웨이퍼들(W)은 상기 로드들(122, 124)의 연장 방향을 따라 배열된다.In the cleaning container 110, a plurality of wafers W are supported in the vertical direction, respectively, and a guide member 120 is disposed to move up and down through an open upper portion of the cleaning container 110. In detail, the guide member 120 is made of quartz and has a pair of first rods 122 and a second rod having slots 121 into which side edge portions are inserted when the wafer is placed vertically. Has a rod 124. Accordingly, the wafers W supported on the guide member 120 are arranged along the extending direction of the rods 122 and 124.

또한, 상기 가이드 부재(120)는 상기 제1 및 제2 로드(124) 사이에 구비되고, 상기 웨이퍼(W)의 중앙 하부 가장자리 부위가 삽입되는 제3 로드(126)를 포함 할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 로드(122, 124, 126)의 양단은 상기 웨이퍼들(W)의 측면 부위들을 감싸도록 구비되는 가이드 부재(120) 바디(body)(125)에 의해 고정되어 있다. 여기서, 상기 제1 로드(122) 및 제3 로드(126) 사이와, 상기 제2 로드(124) 및 제3 로드(126) 사이에는 제1 개구부(127) 및 제2 개구부(129)가 각각 형성되어 있다.In addition, the guide member 120 may include a third rod 126 provided between the first and second rods 124 and inserting a central lower edge portion of the wafer (W). Both ends of the first to third rods 122, 124, and 126 are fixed by a guide member 120 body 125 provided to surround side portions of the wafers W. Here, the first opening 127 and the second opening 129 are respectively between the first rod 122 and the third rod 126, and between the second rod 124 and the third rod 126. Formed.

상기 세정 용기(110)의 하부에는 상기 웨이퍼들(W)의 배열 방향을 따라 연장함으로서, 상기 웨이퍼들(W)을 향하여 처리액을 제1 각도(θ1)로 분사하기 위한 제1 노즐(132)들과, 상기 제1 각도(θ1)와 다른 제2 각도(θ2)로 처리액을 분사하기 위한 제2 노즐(136)들을 동시에 갖는 제1 노즐 파이프(130)가 구비된다. 상기 제1 노즐 파이프(130)는 순수와 같은 린스액을 소정의 압력으로 상기 웨이퍼 상으로 분사함으로서 상기 웨이퍼들(W) 상에 잔류하는 세정액을 제거하기 위하여 제공된다. 구체적으로, 상기 제1 노즐(132)들은 상기 웨이퍼들(W)의 배열 방향을 따라 일 직선 상에 형성되며, 상기 제2 노즐(136)들은 상기 제1 노즐(132)들의 배열 방향과 동일하나, 상기 제1 노즐(132)들이 배열된 직선과 이격된 다른 직선 상에 배열된다.The first nozzle 132 for spraying the treatment liquid toward the wafers W at a first angle θ1 by extending along the arrangement direction of the wafers W in the lower portion of the cleaning container 110. And the first nozzle pipe 130 having the second nozzles 136 for spraying the treatment liquid at a second angle θ2 different from the first angle θ1. The first nozzle pipe 130 is provided to remove the cleaning liquid remaining on the wafers W by spraying a rinse liquid such as pure water onto the wafer at a predetermined pressure. Specifically, the first nozzles 132 are formed on one straight line along the arrangement direction of the wafers W, and the second nozzles 136 are the same as the arrangement direction of the first nozzles 132. The first nozzles 132 are arranged on another straight line spaced apart from the straight line on which the first nozzles 132 are arranged.

예를 들면, 상기 제1 노즐 파이프(130)는 상기 제1 및 제3 로드(122, 126) 또는 제2 및 제3 로드(124, 126) 사이 아래에 배치되어 상기 제1 개구부(127) 또는 제2 개구부(129)를 통해 처리액을 웨이퍼들(W) 상으로 분사할 수 있도록 구비된다. 예를 들면, 상기 제1 노즐 파이프(130)는 상기 제1 및 제3 로드(122, 126) 사이의 제1 개구부(127) 아래에 배치된다. 상기 제1 각도(θ1)는 상기 수평으로부터 상기 가이드 부재(120) 상에 지지된 웨이퍼들(W)로 45° 내지 90° 상방을 향한다. 상기 제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)와 10° 내지 15° 낮은 각도로 형성된다. 다시 말하면, 상기 제1 노즐(132)들이 배열되는 가상의 제1 직선(131)과, 상기 제2 노즐(136)들이 배열되는 가상의 제2 직선(135)은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 길이 방향 중심축에 대하여 10° 내지 15° 차이로 이격되어 있다.For example, the first nozzle pipe 130 may be disposed below the first and third rods 122 and 126 or between the second and third rods 124 and 126 to provide the first opening 127 or the like. The processing liquid may be sprayed onto the wafers W through the second opening 129. For example, the first nozzle pipe 130 is disposed below the first opening 127 between the first and third rods 122, 126. The first angle θ1 is upward from 45 ° to 90 ° from the horizontal to the wafers W supported on the guide member 120. The second angle θ2 is formed at an angle of 10 ° to 15 ° lower than the first angle θ1. In other words, the imaginary first straight line 131 on which the first nozzles 132 are arranged and the imaginary second straight line 135 on which the second nozzles 136 are arranged are the first nozzle pipe 130. Are spaced apart by 10 ° to 15 ° with respect to the longitudinal central axis of.

만약 동일한 분사각을 갖는 노즐 파이프를 이용하여 처리액을 분사하는 경우, 상기 분사된 처리액이 상기 세정 용기(110)의 측벽들 또는 웨이퍼들(W)과 충돌하면서 와류가 발생할 확률이 커진다. 따라서, 상기와 같이 분사 각도가 다른 노즐들을 갖는 노즐 파이프를 구비함으로서, 상기 세정 용기(110) 내에 수용된 처리액 내부에 발생하는 와류 현상을 용이하게 제어할 수 있다.If the processing liquid is sprayed by using a nozzle pipe having the same spray angle, the sprayed processing liquid collides with the sidewalls or the wafers W of the cleaning container 110, and the probability of vortex is increased. Therefore, by providing a nozzle pipe having nozzles having different injection angles as described above, it is possible to easily control the vortex phenomenon occurring in the processing liquid accommodated in the cleaning container 110.

일 예로, 상기 제1 노즐(132)들은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 양단 부위에 형성됨으로서 상기 가이드 부재(120)의 양단부에 지지된 웨이퍼들(W) 상에 처리액을 제공한다. 반면에, 상기 제2 노즐(136)들은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 중앙 부위에 형성되어, 상기 가이드 부재(120)의 중앙 부위에 지지된 웨이퍼들(W) 상에 처리액을 공급한다. 즉, 상기 제1 노즐 파이프(130)는 상기 세정 용기(110)의 중앙 부위에 형성되는 와류를 억제하기 위하여 상기 제1 노즐(132)들과는 다른 분사각을 갖는 제2 노즐(136)들을 구비한다.For example, the first nozzles 132 are formed at both ends of the first nozzle pipe 130 to provide a treatment liquid on the wafers W supported at both ends of the guide member 120. On the other hand, the second nozzles 136 are formed at the central portion of the first nozzle pipe 130 to supply the processing liquid onto the wafers W supported at the central portion of the guide member 120. . That is, the first nozzle pipe 130 includes second nozzles 136 having different spray angles from those of the first nozzles 132 to suppress vortices formed in the central portion of the cleaning container 110. .

상기 제1 노즐(132)들 및 제2 노즐(136)들은 장축 및 단축을 가지고 일 방향으로 연장된 타원 또는 마름모 형태를 가진다. 이와 같이 제1 및 제2 노즐(136)이 원형이 아닌 일 방향으로 연장된 타원 또는 마름모 형태를 갖는 것은 상기 제1 및 제2 노즐(136)들을 통해 분사되는 분사액의 분사 반경을 크게 하기 위함이다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 노즐(136)들의 장축은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 길이 방향과 수직하면서 상기 제1 노즐 파이프(130)의 원주 방향을 따라 형성된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 노즐(136)은 원형의 노즐에 비해 처리액을 상기 제1 노즐 파이프(130)의 원주 방향으로 더 넓게 분사할 수 있다.The first nozzles 132 and the second nozzles 136 may have an ellipse or a rhombus shape having a long axis and a short axis and extending in one direction. As such, the first and second nozzles 136 having an ellipse or rhombus shape extending in one direction rather than a circular shape may increase the injection radius of the injection liquid that is injected through the first and second nozzles 136. to be. For example, the long axes of the first and second nozzles 136 are formed along the circumferential direction of the first nozzle pipe 130 while being perpendicular to the longitudinal direction of the first nozzle pipe 130. Therefore, the first and second nozzles 136 may spray the processing liquid more widely in the circumferential direction of the first nozzle pipe 130 than the circular nozzles.

도 4는 도 2에 도시된 제1 노즐 파이프 및 제2 노즐 파이프의 다른 예를 설명하기 위한 측면도이다.FIG. 4 is a side view illustrating another example of the first nozzle pipe and the second nozzle pipe shown in FIG. 2.

도 4를 참조하면, 제1 노즐 파이프(130)의 상기 제1 및 제2 노즐(132, 136)들의 장축들 및 단축들은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 길이 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 노즐 파이프(130)의 길이 방향으로 연장된 노즐(133)의 크기는 상기 제1 노즐 파이프(130)의 원주 방향으로 연장된 노즐(134)의 크기보다 작게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the long axes and short axes of the first and second nozzles 132 and 136 of the first nozzle pipe 130 may be alternately disposed along the length direction of the first nozzle pipe 130. have. In this case, the size of the nozzle 133 extending in the longitudinal direction of the first nozzle pipe 130 may be smaller than the size of the nozzle 134 extending in the circumferential direction of the first nozzle pipe 130.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 세정 장치(100)는 상기 제1 노즐 파이프(130)와 평행하며, 상기 가이드 부재(120)의 제2 로드(124) 및 제3 로드(126) 사이의 제2 개구부(129) 아래에 배치되는 제2 노즐 파이프(140)를 구비한다. 상기 제2 노즐 파이프(140)는 상기 제1 노즐 파이프(130)와 함께 린스액을 상기 웨이퍼들(W) 상으로 분사한다. 구체적으로, 상기 제2 노즐 파이프(140)는 상기 가이드 부재(120)에 수용된 웨이퍼들(W)을 향해 처리액을 상기 제1 각도(θ1)와 마주하는 제3 각도(θ3)로 분사하기 위한 제3 노즐(142)들과, 상기 제2 각도(θ2)와 마주하는 제4 각도(θ4)로 처리액을 분사하기 위한 제4 노즐(146)들을 갖는다. 또 한, 상기 제3 노즐(142)들은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 제1 노즐(132)들에 대응하도록 상기 제2 노즐 파이프(140)의 양단 부위에 형성되고, 상기 제4 노즐(146)들은 상기 제1 노즐 파이프(130)의 제2 노즐(136)들에 대응하도록 상기 제2 노즐 파이프(140)의 중앙 부위에 형성된다. 즉, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140), 상기 제1 및 제3 노즐(132, 142)들, 상기 제2 및 제4 노즐(136, 146)들은 상기 웨이퍼의 중심을 지나는 수직면에 대하여 거울 대칭되도록 배치된다.Referring again to FIGS. 2 and 3, the wafer cleaning apparatus 100 is parallel to the first nozzle pipe 130, and the second rod 124 and the third rod 126 of the guide member 120. And a second nozzle pipe 140 disposed below the second opening 129 therebetween. The second nozzle pipe 140 sprays the rinse liquid onto the wafers W together with the first nozzle pipe 130. Specifically, the second nozzle pipe 140 is for spraying the processing liquid toward the wafers W accommodated in the guide member 120 at a third angle θ3 facing the first angle θ1. Third nozzles 142 and fourth nozzles 146 for spraying the treatment liquid at a fourth angle θ4 facing the second angle θ2. In addition, the third nozzles 142 are formed at both ends of the second nozzle pipe 140 to correspond to the first nozzles 132 of the first nozzle pipe 130, and the fourth nozzle ( 146 are formed at a central portion of the second nozzle pipe 140 to correspond to the second nozzles 136 of the first nozzle pipe 130. That is, the first and second nozzle pipes 130 and 140, the first and third nozzles 132 and 142, and the second and fourth nozzles 136 and 146 are vertical surfaces passing through the center of the wafer. It is arranged to be mirror symmetric with respect to.

한편, 상기 웨이퍼 세정 장치(100)는 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)와 평행하면서 상기 세정 용기(110)의 하부 측벽들을 따라 연장하는 한 쌍의 제3 노즐 파이프(150) 및 제4 노즐 파이프(160)를 구비한다. 상기 제3 및 제4 노즐 파이프(150, 160)는 웨이퍼들(W)의 중심부를 향해 린스액을 분사하기 위하여 제공된다. 상기 제3 노즐 파이프(150)는 상기 제2 각도(θ2)보다 작은 제5 각도(θ5)로 처리액을 분사하기 위한 제5 노즐들을 구비하며, 상기 제4 노즐 파이프(160)는 사익 제4 각도(θ4)보다 작은 제6 각도(θ6)로 처리액을 분사하기 위한 제6 노즐들을 구비한다. 예를 들면, 상기 제5 노즐들은 30° 내지 70°의 제5 각도(θ5)를 갖도록 형성되며, 상기 제6 노즐들은 상기 제5 각도(θ5)와 마주보는 제6 각도(θ6)를 갖도록 배치된다.Meanwhile, the wafer cleaning apparatus 100 may include a pair of third nozzle pipes 150 extending in parallel with the first and second nozzle pipes 130 and 140 and extending along lower sidewalls of the cleaning container 110. The fourth nozzle pipe 160 is provided. The third and fourth nozzle pipes 150 and 160 are provided to spray the rinse liquid toward the center of the wafers W. As shown in FIG. The third nozzle pipe 150 has fifth nozzles for injecting the processing liquid at a fifth angle θ5 smaller than the second angle θ2, and the fourth nozzle pipe 160 has a fourth wing Sixth nozzles for spraying the processing liquid at a sixth angle θ6 smaller than the angle θ4 are provided. For example, the fifth nozzles are formed to have a fifth angle θ5 of 30 ° to 70 °, and the sixth nozzles are arranged to have a sixth angle θ6 facing the fifth angle θ5. do.

상기 제3 및 제4 노즐 파이프(150, 160)에 의해 제공되는 린스액은 상기 세정 용기(110)의 중앙 부위로 수렴된 후 원을 그리며 상기 세정 용기(110)의 측벽들 부위로 이동하는 루트를 통해 순환될 수 있다. 또는, 상기 가이드 부재(120) 상에 삽입된 웨이퍼들(W)의 가장자리 부위와 인접하도록 상기 웨이퍼들(W)의 상부로 수 렴된 후에 상기 웨이퍼들(W)의 하부로 순환한다. 상술한 어떤 경우라도, 상기 제3 및 제4 노즐 파이프(150, 160)를 통해 분사된 린스액을 순환 루트를 가지며, 상기 린스액의 순환 루트 상에는 와류가 발생할 수 있으며, 상기 제3 및 제4 노즐 파이프(150, 160)만으로 상기 웨이퍼들(W) 상에 잔류하는 세정액을 단시간 내에 완전히 제거하는 데에는 한계가 있다.The rinse liquid provided by the third and fourth nozzle pipes 150 and 160 converges to the central portion of the cleaning vessel 110 and then routes to the sidewalls of the cleaning vessel 110 in a circle. Can be cycled through. Alternatively, after converging to the top of the wafers W so as to be adjacent to edge portions of the wafers W inserted on the guide member 120, the wafers circulate to the bottom of the wafers W. FIG. In any of the above cases, the rinse liquid injected through the third and fourth nozzle pipes 150 and 160 may have a circulation route, and vortex may occur on the circulation route of the rinse liquid, and the third and fourth There is a limit to completely remove the cleaning liquid remaining on the wafers W in a short time with only the nozzle pipes 150 and 160.

상술한 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)는 상기 제3 및 제4 노즐 파이프(150, 160)가 커버하기 용이하지 않은 웨이퍼들(W)의 중심부를 향해 린스액을 분사함으로서 상기 잔류 세정액의 제거 시간을 단축시킬 수 있다. 특히, 상기 각각의 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)가 2개의 분사각을 가짐으로서, 상기 세정 용기(110)의 중앙 부위에서 생성되는 와류를 억제시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)의 분사 반경이 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)의 분사 반경보다 크기 때문에 상기 와류를 용이하게 제거할 수 있다. 여기서, 분사 반경이 커지면 분사 거리는 상대적으로 짧아질 수 있으나, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)를 상기 웨이퍼들(W)과 인접하게 배치함으로서 짧아지는 분사 거리를 보상할 수 있다.The first and second nozzle pipes 130 and 140 described above may be formed by spraying the rinse liquid toward the center of the wafers W, which are not easily covered by the third and fourth nozzle pipes 150 and 160. The removal time of a washing | cleaning liquid can be shortened. In particular, each of the first and second nozzle pipes 130 and 140 has two injection angles, thereby suppressing vortices generated at the central portion of the cleaning container 110. In addition, since the spray radii of the first and second nozzle pipes 130 and 140 are larger than the spray radii of the first and second nozzle pipes 130 and 140, the vortex may be easily removed. In this case, as the injection radius increases, the injection distance may be relatively short. However, by disposing the first and second nozzle pipes 130 and 140 adjacent to the wafers W, the injection distance may be compensated for.

예를 들면, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)는 상기 가이드 부재(120)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 가이드 부재(120)의 로드들의 양단에는 상기 가이드 부재(120)와 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)를 연결하기 위한 연결 부재(125)가 구비된다. 이때, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)는 그 내부로 제공되는 린스액의 압력에 저항할 수 있도록 상기 연결 부재(125)와 안정적으로 고 정된다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 노즐 파이프(130, 140)의 양단에는 나사부(139, 149)가 각각 구비되어 상기 가이드 부재(120)의 연결 부재(125)와 나사 결합된다.For example, the first and second nozzle pipes 130 and 140 may be integrally formed with the guide member 120. Both ends of the rods of the guide member 120 are provided with connecting members 125 for connecting the guide member 120 and the first and second nozzle pipes 130 and 140. In this case, the first and second nozzle pipes 130 and 140 are stably fixed to the connection member 125 to resist the pressure of the rinse liquid provided therein. For example, threads 139 and 149 are provided at both ends of the first and second nozzle pipes 130 and 140, respectively, to be screwed with the connection member 125 of the guide member 120.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 웨이퍼 상에 잔류하는 세정액을 웨이퍼의 전면에 걸쳐 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 습식 세정 공정시 상기 세정액에 의한 웨이퍼 상에 형성된 막의 세정 균일도를 용이하게 확보함으로서 반도체 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, the cleaning liquid remaining on the wafer can be effectively removed over the entire surface of the wafer. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved by easily securing the uniformity of cleaning of the film formed on the wafer by the cleaning liquid during the wet cleaning process.

또한, 상기 웨이퍼들 상에 잔류하는 세정액을 제거하는 린스 공정의 시간이 단축되어 단위 시간당 처리량이 증가하는 효과가 있다.In addition, the time of the rinsing process of removing the cleaning liquid remaining on the wafers is shortened, thereby increasing the throughput per unit time.

상기에서는 본 발명의 바람직한 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.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims

A cleaning vessel for opening a top, for holding a plurality of wafers;

A guide member including rods having slots into which edge portions of the wafers are inserted such that the wafers are held in the vertical direction in the cleaning vessel; And

First nozzles extending along the arrangement direction of the wafers and spraying the processing liquid toward the wafers at a first angle, and second nozzles for spraying the processing liquid at a second angle different from the first angle; A wafer cleaning apparatus comprising a nozzle pipe having.

2. The nozzle of claim 1, wherein the nozzle pipe is disposed under the guide member, wherein the first angle is 45 ° to 90 ° from the horizontal toward the wafers, and the second angle is 10 ° relative to the first angle. Wafer cleaning apparatus, characterized in that less than 15 °.

The nozzle of claim 1, wherein the second nozzles are formed at a central portion of the nozzle pipe such that a processing liquid is sprayed toward wafers arranged at a central portion of the guide member, and the first nozzles are disposed at both ends of the nozzle pipe. Wafer cleaning apparatus, characterized in that formed.

The wafer cleaning apparatus of claim 1, wherein the first and second nozzles have an ellipse or rhombus shape extending in the circumferential direction of the nozzle pipe.

The nozzle assembly of claim 1, wherein the first and second nozzles have an ellipse or rhombus shape having long and short axes, and the long and short axes of the first and second nozzles are alternately disposed along a length direction of the nozzle pipe. Wafer cleaning apparatus, characterized in that.

3. The apparatus of claim 1, further comprising: third nozzles parallel to the nozzle pipe and configured to spray processing liquid toward the wafers at a third angle facing the first angle, and a fourth angle facing the second angle And a second nozzle pipe having fourth nozzles for spraying furnace treatment liquid.

The processing liquid of claim 1, wherein the processing liquid extends along the lower sidewalls of the cleaning vessel while being parallel to the nozzle pipe, and has a fifth angle toward the wafers at a fifth angle smaller than the second angle and a sixth angle facing the fifth angle. Wafer cleaning apparatus further comprises a third nozzle pipe and a fourth nozzle pipe for spraying the respective.