KR20080021307A

KR20080021307A - Vapor generating apparatus in semiconductor device fabricating equipment

Info

Publication number: KR20080021307A
Application number: KR1020060084563A
Authority: KR
Inventors: 강원규; 서원규; 신동훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-03-07

Abstract

An apparatus for generating IPA(isopropyl alcohol) vapor in semiconductor device fabricating equipment is provided to smoothen generation of vapor by preventing generation of vapor from being reduced by rapid cooling of a vapor generating tank. An IPA vapor generating apparatus is used to handle a material for fabricating an integrated circuit device, including first and second tanks(12,10). The firs tank receives pressure gas and an IPA chemical source to generate IPA vapor. The second tank surrounds the first tank to delay the temperature decrease of the first tank, separated from the first tank by a predetermined interval. A buffering solution for preventing the temperature decrease can be filled in the second tank to a predetermined height.

Description

Vapor generating apparatus in semiconductor device fabricating equipment

도 1은 종래기술에 따른 아이피에이 베이퍼 생성장치의 베이퍼 생성블록도1 is a block diagram of a wafer generation of the IP wafer production apparatus according to the prior art

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아이피에이 베이퍼 생성장치의 베이퍼 생성블록도FIG. 2 is a block diagram illustrating a wafer generating apparatus of an IP vapor generator according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 소자 제조장비에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 등과 같은 소재를 건조하기 위한 아이피에이(IPA:Isopropyl alcohol) 베이퍼 생성장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device manufacturing equipment for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an IPA (Isopropyl alcohol) vapor generating device for drying a material such as a semiconductor wafer.

근래에, 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채 널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어지는 추세이다. 특히, 하이 퍼포먼스 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 제조 장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다. In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, the functions of semiconductor devices such as semiconductor memories have been developed remarkably. In the case of recent semiconductor products, high integration of products is essential for low cost and high quality to secure competitiveness. In order to achieve high integration, scale-down including thinning and shortening of gate oxide film thickness and channel length of a transistor device is accompanied, and accordingly, semiconductor manufacturing processes and manufacturing equipments are also developed in various forms. In particular, as users demand high-performance devices, the function and operation performance of manufacturing equipment for manufacturing such semiconductor devices are very important.

통상적으로, 반도체 제조공정에 있어서 웨이퍼를 가공하는 제조장비는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송로봇과, 웨이퍼의 상부에 원하는 물질막을 형성하는 박막형성 장비와, 웨이퍼 상에 감광액을 도포하는 코터(coater)와, 상기 도포된 감광액을 베이킹하는 베이크 유닛과, 상기 웨이퍼를 일정한 위치에 정렬시키기 위한 정렬기와, 마스크나 레티클의 패턴이 웨이퍼 상부의 감광막에 전사되도록 하기 위해 노광원을 제공하는 노광기와, 상기 노광된 감광막을 현상하여 식각 마스크로서 사용되어질 감광막 패턴이 얻어지도록 하는 현상기와, 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 노출된 막을 식각하는 식각장치와, 상기 웨이퍼를 공정 전후에 세척한 후 건조하기 위한 건조장치를 포함한다. In general, a manufacturing apparatus for processing a wafer in a semiconductor manufacturing process includes a transfer robot for transferring a wafer, a thin film forming apparatus for forming a desired material film on top of the wafer, a coater for applying a photoresist on the wafer, A bake unit for baking the applied photosensitive liquid, an aligner for aligning the wafer at a predetermined position, an exposure unit for providing an exposure source to transfer a pattern of a mask or a reticle to the photosensitive film on the wafer, A developing device for developing a photoresist film to obtain a photoresist pattern to be used as an etching mask, an etching apparatus for etching an exposed film using the photoresist pattern as an etching mask, and a drying apparatus for washing the wafer before and after the process and drying it It includes.

상기한 반도체 제조 장비들 중에서 웨이퍼 등과 같은 소재를 건조하기 위한 장비는 아이피에이 베이퍼 생성장치로서 본 분야에서 알려져 있다. Among the above semiconductor manufacturing equipment, equipment for drying a material such as a wafer is known in the art as an IP wafer generator.

통상적으로, 최종세정과 건조는 세정챔버에서 웨이퍼 세정후 로봇암(Robot Arm)을 이용하여 건조챔버로 이송시켜 건조하는 방식이 있었고, 기화된 IPA(Isopropyl alcohol)를 사용하여 웨이퍼 표면에 있는 탈이온수층을 IPA층으로 치환시킨 후 IPA를 기화시켜 건조하는 IPA 건조드라이어방식도 있으며, 웨이퍼를 회전시킴으로서 발생되는 원심력으로 웨이퍼 표면의 탈이온수층을 제거하는 스핀 린스 드라이어방식도 있었다. 또한, 웨이퍼를 서서히 들어올려서 공기와 접촉시켜 웨이퍼의 표면 탈이온수층을 기화시켜 건조하는 방법도 있었다.In general, final cleaning and drying were carried out by cleaning the wafer in the cleaning chamber and transferring it to the drying chamber by using a robot arm, and deionized water on the wafer surface using vaporized IPA (Isopropyl alcohol). There was also an IPA drying dryer method in which a layer was replaced with an IPA layer, followed by vaporization and drying of IPA. There was also a spin rinse dryer method in which a deionized water layer on the wafer surface was removed by centrifugal force generated by rotating the wafer. Another method is to lift the wafer gradually and contact it with air to vaporize and dry the surface deionized water layer of the wafer.

도 1은 종래기술에 따른 아이피에이 베이퍼 생성장치의 베이퍼 생성블록도이다. 1 is a block diagram of a wafer generation of the IP wafer generating apparatus according to the prior art.

도면을 참조하면, 아이피에이(IPA) 베이퍼를 생성하기 위한 베이퍼 생성탱크(10)에는 2개의 인입 배관과 1개의 출력 배관이 연결된 것이 보여진다. 인입 배관라인(20)은 IPA 케미컬 소오스를 공급하는 공급라인이고, 인입 배관라인(21)은 상기 IPA 케미컬 소오스를 가압하여 베이퍼가 생성되도록 하기 위한 가압용 가스라인이다. 출력 배관라인(22)은 상기 생성탱크(10)의 상부에서 생성된 IPA 베이퍼 입자(36)들이 건조 대상물로 제공되도록 하기 위한 출력라인다. 도 1에서, 참조부호 34는 가스층을 나타내고, 참조부호 30은 IPA 케미컬을 가리키고, 참조부호 32는 질소 가스를 나타낸다. 또한, 참조부호 24는 질소 가스의 하부 확산을 위한 확산 플레이트이다. Referring to the drawings, it is shown that the vapor generating tank 10 for generating the IPA vapor is connected with two inlet pipes and one output pipe. The inlet pipe line 20 is a supply line for supplying an IPA chemical source, and the inlet pipe line 21 is a pressurized gas line for pressurizing the IPA chemical source to generate a vapor. The output pipe line 22 is an output line for allowing the IPA vapor particles 36 generated at the top of the production tank 10 to be provided as a drying object. In Fig. 1, reference numeral 34 denotes a gas layer, reference numeral 30 denotes an IPA chemical, and reference numeral 32 denotes a nitrogen gas. Further, reference numeral 24 denotes a diffusion plate for lower diffusion of nitrogen gas.

도 1과 같은 IPA 베이퍼 생성 방식 중 용기에 IPA 케미컬을 일정량 담고 질소 가스를 넣어서 베이퍼를 생성하는 방식은, 시간의 경과에 따라 IPA 케미컬의 온도가 급격히 하강하는 경향이 있다. 따라서, 온도의 급격한 하강에 따라 IPA 베이퍼 생성량이 감소되는 단점이 있다. In the method of generating IPA chemicals by adding a certain amount of IPA chemicals to a container and generating nitrogen by adding nitrogen gas, the temperature of the IPA chemicals tends to drop rapidly over time. Therefore, there is a disadvantage in that the amount of IPA vapor generation is reduced with a sharp drop in temperature.

이와 같이, 종래에는 IPA 베이퍼 량이 감소함으로써 건조 장치의 건조 능력 저하가 발생한다. 또한, 건조장치의 건조능력이 저하되어 반도체 웨이퍼 상에 건조문제로 인한 불량이 발생하는 문제점이 있다. As described above, in the related art, a decrease in the drying capacity of the drying apparatus occurs by decreasing the amount of the IPA vapor. In addition, the drying capacity of the drying apparatus is reduced, there is a problem that a defect due to the drying problem occurs on the semiconductor wafer.

결국, 베이퍼 생성량이 급격히 줄어듦이 없이 반도체 웨이퍼의 건조를 위한 베이퍼 생성을 원활히 행할 수 있게 하는 바람직한 해결책이 절실히 요망된다. As a result, there is an urgent need for a preferable solution that can smoothly produce a wafer for drying a semiconductor wafer without sharply reducing the amount of vapor generation.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 아이피에이 베이퍼 생성장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an IP wafer generation device that can solve the above-mentioned problems.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 건조능력의 저하를 방지할 수 있는 아이피에이 베이퍼 생성장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an IP wafer production apparatus that can prevent a decrease in wafer drying capacity.

본 발명의 또 다른 목적은 IPA 베이퍼 생성량의 감소를 개선할 수 있는 아이피에이 베이퍼 생성장치를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide an IPA vapor generating apparatus capable of improving a reduction in IPA vapor generation.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따라 아이피에이 베이퍼 생성장치는, 가압용 가스와 아이피에이 케미컬 소오스를 공급받아 아이피에이 베이퍼를 발생시키는 제1 탱크와; 상기 제1 탱크의 온도 하강을 지연하기 위해 상기 제1 탱크를 일정공간 만큼 이격시킨 채로 감싸는 제2 탱크를 구비한다. In accordance with an aspect of the present invention for achieving the above object, the IP vapor generating device comprises: a first tank supplied with a pressurized gas and an IP chemical source to generate an IP vapor; In order to delay the temperature drop of the first tank is provided with a second tank surrounding the first tank spaced apart by a predetermined space.

바람직하기로, 상기 제2 탱크의 내부에는 온도 하강 방지용 버퍼링 용액이 일정 높이 까지 충진된다. 또한, 상기 제2 탱크의 하부에는 상기 버퍼링 용액이 인입되고 배출될 수 있는 입출력 배관부들이 형성될 수 있다. Preferably, the inside of the second tank is filled with a buffering solution for preventing the temperature drop to a certain height. In addition, an input / output pipe part through which the buffering solution is introduced and discharged may be formed at a lower portion of the second tank.

상기 제2 탱크의 하부의 바닥면에는 아이피에이 베이퍼의 생성을 가속화시키기 위한 고주파 진동판이 더 구비될 수 있다. 여기서, 상기 고주파 진동판은 메가 소닉 진동판일 수 있다. The bottom surface of the lower portion of the second tank may be further provided with a high frequency diaphragm for accelerating the generation of the IP wafer. Here, the high frequency diaphragm may be a mega sonic diaphragm.

본 발명의 방법적 양상에 따라, 아이피에이 베이퍼를 생성하는 구조 중 탱크에 질소를 넣어 가압하고 아이피에이 베이퍼를 생성하는 방법은, 베이퍼를 생성하기 위한 탱크의 구조를 2중으로 준비하고 내부 탱크와 외부 탱크의 사이에는 온도 하강 방지용 버퍼링 용액을 필링한 다음, 아이피에이 베이퍼를 생성하는 것을 특징으로 한다. According to the method aspect of the present invention, a method of adding and pressurizing nitrogen in a tank and generating an IP vapor of the structure for generating an IP vapor, preparing a double structure of the tank for producing the vapor and the inner tank and the external After filling the buffering solution for preventing the temperature drop between the tank, it is characterized in that to produce the IP vapor.

상기한 바와 같은 본 발명의 장치적 및 방법적 구성에 따르면, 베이퍼 생성 탱크의 급속적 냉각에 따라 베이퍼의 생성이 심하게 줄어들던 문제가 해결되어 베이퍼 생성이 원활하게 되는 효과가 있다.According to the apparatus and method configuration of the present invention as described above, the problem that the generation of the vapor is severely reduced by the rapid cooling of the vapor generating tank is solved, there is an effect that the production of the smoother.

이하에서는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조장비에서의 아이피에이 베이퍼 생성장치에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 비록 서로 다른 도면에 표시되어 있더라도 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 참조부호로서 나타나 있다. Hereinafter, a preferred embodiment of an IP wafer generator in a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although shown in different drawings, components that perform the same or similar functions are represented by the same reference numerals.

웨이퍼를 탈이온수로 최종세정하고 웨이퍼 표면의 탈이온수층을 IPA층으로 대체시킨 후, IPA를 기화시켜 동일한 챔버내에서 웨이퍼를 건조시키는 웨이퍼 세정 및 건조방법이 본 분야에 공지되어 있다. 그러한 방법에서, 최종세정이 완료되어진 웨이퍼가 담긴 탈이온수의 상면에 IPA막을 형성시키고, 탈이온수의 상부에 IPA베이퍼를 형성시키고, 탈이온수 내에 잠겨있는 웨이퍼를 서서히 IPA막을 통과시켜서 웨이퍼 표면에 IPA막을 형성시키면서 세정 및 건조를 행하는 작업이 행해진다. BACKGROUND OF THE INVENTION Wafer cleaning and drying methods are known in the art in which a wafer is finally cleaned with deionized water and the deionized water layer on the wafer surface is replaced with an IPA layer, followed by vaporization of the IPA to dry the wafer in the same chamber. In such a method, an IPA film is formed on the upper surface of the deionized water containing the wafer after the final cleaning is completed, an IPA vapor is formed on the deionized water, and the wafer submerged in the deionized water is gradually passed through the IPA film to form an IPA film on the wafer surface. The operation | work which washes and dry is performed, forming.

본 발명에서는, IPA 케미컬 내부에 질소 가스를 넣어 IPA 베이퍼를 생성시키는 경우에 시간의 흐름에 따라 IPA 케미컬의 온도가 급격히 하강되어 IPA 베이퍼 량이 현격히 줄어드는 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은 문제 해결을 위한 원인 분석을 파악한 끝에, 그러한 온도의 급격한 하강 원인은 질소 가스가 투입되는 하부 바닥이 외부로부터 온도를 비교적 쉽게 빼앗기기 때문인 것이라는 것을 확인하였다. In the present invention, in order to solve the conventional problem that the temperature of the IPA chemical is drastically lowered over time when the nitrogen gas is put into the IPA chemical to generate the IPA vapor, the amount of IPA vapor is drastically reduced. After grasping the cause analysis for this, it was confirmed that the cause of the sudden drop in temperature was that the lower floor into which nitrogen gas was injected is relatively easily deprived of temperature from the outside.

따라서, 탱크 하부 바닥의 온도 하강을 급격하게 하지 않는 대책이 필요하게 됨을 인지하고, 2중의 탱크 구조를 도 2에서 보여지는 바와 같이 창작하였다. Therefore, recognizing that a countermeasure against sudden drop in temperature at the bottom of the tank is required, a double tank structure was created as shown in FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아이피에이 베이퍼 생성장치의 베이퍼 생성블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a wafer generation of the IP wafer generator according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 건조장치에 IPA 베이퍼를 생성하는 구조 중 탱크에 질소를 넣어 가압하고 IPA 베이퍼를 생성하는 도 1의 장치 구조에 더하여, 탱크의 구조를 2중으로 하고 내부 탱크와 외부 탱크의 사이에는 온도 하강 방지용 버퍼링 용액을 필링한 구조가 보여진다. Referring to the drawings, in addition to the apparatus structure of FIG. 1 in which the nitrogen is put into the tank and pressurized and the IPA vapor is generated in the drying device, the tank structure is doubled, and between the inner tank and the outer tank. The structure which filled the buffering solution for temperature fall prevention is shown.

보다 구체적으로, 2중의 탱크 구조는, 질소 등과 같은 가압용 가스와 아이피에이 케미컬 소오스를 공급받아 아이피에이 베이퍼를 발생시키는 제1 탱크(12)와, 상기 제1 탱크(12)의 온도 하강을 막기 위해 상기 제1 탱크(12)를 일정공간 만큼 이격시킨 채로 감싸는 제2 탱크(10)를 구비한다. More specifically, the double tank structure prevents the temperature drop of the first tank 12 and the first tank 12 from receiving the pressurized gas such as nitrogen and the IP chemical source to generate the IP vapor. In order to cover the first tank 12 spaced apart by a predetermined space for providing a second tank (10).

여기서, 상기 제2 탱크(10)의 내부에는 온도 하강 방지용 버퍼링 용액 예컨대 단열용 오일(50)이 일정 높이 까지 충진된다. 또한, 상기 제2 탱크(10)의 하부 에는 상기 버퍼링 용액이 인입되고 배출될 수 있는 입출력 배관부들(40,42)이 형성되어 있다.Here, the inside of the second tank 10 is filled with a buffering solution for preventing the temperature drop, for example, the insulating oil 50 to a certain height. In addition, input and output pipe parts 40 and 42 through which the buffering solution is introduced and discharged are formed in the lower part of the second tank 10.

상기 제2 탱크(10)의 하부의 바닥면에는 아이피에이 베이퍼의 생성을 가속화시키기 위한 고주파 진동판이 더 구비될 수 있다. 여기서, 상기 고주파 진동판은 메가 소닉 진동판일 수 있다.The bottom surface of the lower portion of the second tank 10 may be further provided with a high frequency diaphragm for accelerating the generation of the IP wafer. Here, the high frequency diaphragm may be a mega sonic diaphragm.

결국, 본 발명에서는 기존의 베이퍼 생성의 단점을 보완하여 IPA 베이퍼의 생성을 극대화하는 구조이다. 즉, 도 2에서 도시된 바와 같이, IPA 케미컬의 온도가 떨어져 베이퍼 생성량이 감소하는 문제를, 2중의 탱그 구조로 변경하고, 내부 탱크는 기존과 동일하게 구성을 하고 외부 탱크에 항온조 역할의 액체(50)를 삽입하여 내부 탱크에 담겨 있는 IPA 케미컬의 온도가 급격히 하강되는 것을 방지하게 된다. 또한, 외부 탱크(10)의 바닥 면에 메가 소닉 진동판을 부착하여 고주파 진동을 일어나게 함으로써, IPA 베이퍼의 생성을 가속화시키는 것에 의해, IPA 베이퍼의 생성을 극대화한다. 이에 따라, 반도체 건조장치의 웨이퍼 건조능력이 개선된다. As a result, the present invention is a structure for maximizing the generation of the IPA vapor by supplementing the disadvantages of the existing vapor generation. That is, as shown in Figure 2, the problem that the amount of vapor generation is reduced due to the temperature of the IPA chemical is reduced to a double tank structure, the inner tank is configured in the same manner as the conventional tank and the liquid ( 50) to prevent the temperature of the IPA chemical contained in the inner tank from dropping rapidly. In addition, the megasonic diaphragm is attached to the bottom surface of the outer tank 10 to generate high frequency vibration, thereby maximizing the generation of the IPA vapors by accelerating the production of the IPA vapors. Accordingly, the wafer drying capability of the semiconductor drying apparatus is improved.

상기한 설명에서는 본 발명의 실시예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 외부 탱크의 감싼 형상이나 사이즈, 그리고 버퍼링 용액물질을 변경할 수 있음은 물론이다. In the above description, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, for example. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. . For example, if the case is different, it is possible to change the outer shape and size of the outer tank and the buffering solution material.

상기한 바와 같이 본 발명의 아이피에이 베이퍼 생성장치에 따르면, 베이퍼 생성 탱크의 급속적 냉각에 따라 베이퍼의 생성이 심하게 줄어들던 종래의 문제가 해결되어 베이퍼 생성이 원활하게 되는 효과가 있다. 그러므로 본 발명의 장치를 웨이퍼 건조를 위한 장비에 적용할 경우에 제조공정의 신뢰성이 증대되는 장점이 있다. As described above, according to the IP wafer generating apparatus of the present invention, the conventional problem that the generation of the vapor is severely reduced by the rapid cooling of the vapor generating tank is solved, so that the generation of the vapor is smoothed. Therefore, there is an advantage that the reliability of the manufacturing process is increased when the apparatus of the present invention is applied to equipment for wafer drying.

Claims

In the IP vapor generator device used to handle materials for manufacturing integrated circuit devices:

A first tank supplied with a pressurized gas and an IP chemical source to generate an IP vapor;

And a second tank surrounding the first tank while being spaced apart by a predetermined space in order to delay the temperature drop of the first tank.

The apparatus of claim 1, wherein the second tank is filled with a buffering solution for preventing a temperature drop to a predetermined height.

The apparatus of claim 2, wherein an input / output pipe part through which the buffering solution is introduced and discharged is formed in a lower portion of the second tank.

The apparatus of claim 2, wherein the bottom surface of the lower portion of the second tank further comprises a high frequency diaphragm for accelerating the generation of the IP vapor.

The apparatus of claim 4, wherein the high frequency diaphragm is a mega sonic diaphragm.

In a method of forming an IP vapor, pressurizing nitrogen into a tank and generating an IP vapor, in which a structure of a tank for generating a vapor is prepared in duplicate and a buffer for preventing temperature drop between the inner tank and the outer tank. Filling the solution and then producing an IP vapor.