KR20080099625A - 웨이퍼 제조 공정에서 약액을 공급하는 노즐 및 웨이퍼세정 장치 - Google Patents

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박형근
맹동조
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Abstract

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 매엽식 웨이퍼 세정 공정의 약액 공급 노즐은 적어도 하나의 분사 구멍 및 적어도 하나의 나선형 구조를 포함한다. 분사 구멍은 상기 노즐의 웨이퍼와 접하는 면에 위치하여 약액을 분사한다. 나선형 구조는 적어도 하나의 분사 구멍 상측에 위치하며, 약액이 통과하는 방향으로 진행한다.
상기 적어도 하나의 나선형 구조들은 서로 다른 굵기를 가질 수 있다. 상기 적어도 하나의 약액 분사 구멍들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세정력을 높이기 위하여 약액 공급 노즐 내부에 나선형 구조를 구비한 약액 공급 노즐을 제공하는 데 있다. 또한 매엽식 웨이퍼 공정에 있어서, 약액 공급 장치의 노즐을 웨이퍼 중앙에 위치시키는 매엽식 웨이퍼 세정 장치를 제공하는 데 있다.

Description

웨이퍼 제조 공정에서 약액을 공급하는 노즐 및 웨이퍼 세정 장치{A nozzle for supplying solution at semiconductor wafer manufacturing, and apparatus for cleaning wafers}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 약액 공급 장치이다.
도 2는 본 발명에 따른 약액 공급 노즐의 실시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 약액 공급 노즐의 하면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 노즐이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 노즐의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 약액 공급 노즐의 하면도이다.
본 발명은 매엽식 웨이퍼 클리닝(cleaning) 공정에 사용되는 약액 공급 노즐에 관한 것이다.
웨이퍼 제작에 있어서, 세정 공정은 웨이퍼의 각 공정에서 사용되는 솔루 션(solution)을 제거하고, 불순물을 제거하여 웨이퍼의 순도를 높이기 위하여 중요한 공정이다. 모든 웨이퍼 공정은 불순물을 제공하고, 반도체 소자의 성능과 수율을 높이기 위하여 이러한 불순물을 최대한 제거하는 것이 중요하다. 따라서 각 공정 전후에는 불순물을 제거하기 위하여 세정 공정이 포함된다.
일반적으로, 웨이퍼 세정 장치는 배치식(batch-type) 웨이퍼 세정 장치와 매엽식(single wafer-type) 웨이퍼 세정 장치로 대별될 수 있다. 배치식 웨이퍼 세정 장치는 한번에 여러 장의 웨이퍼를 세정하기 때문에 생산효율이 큰 반면에 세정 효율이 떨어진다. 이에 반하여, 매엽식 웨이퍼 세정장치는 1회에 낱장의 웨이퍼를 처리하기 때문에 생산 효율이 낮은 대신 세정 효율이 큰 장점이 있다.
도 1은 종래의 매엽식 웨이퍼 세정장치의 약액 공급 장치를 나타낸 도면이다.
종래의 매엽식 웨이퍼 세정장치에서는 약액 공급 장치(110)가 웨이퍼(100)의 가장자리(edge) 부분에 위치하여 가장자리로부터 중심쪽으로 약액을 공급하였다. 가장자리 부분에 약액을 공급하는 방식은 가장자리에서 중심으로 약액이 퍼져나가면서 웨이퍼 전체에 약액이 공급된다. 이러한 방식은 약액 공급 장치(110)가 웨이퍼의 중앙이 아닌 가장자리에 위치함으로 인해서, 약액을 균일하게 공급하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 종래의 약액 공급 장치는 일반적인 파이프 형태 또는 노즐 형태였다. 그러나 종래의 약액 공급 장치는 단순히 약액을 파이프 구조 등을 통해서 공급할 뿐이어서, 세정력을 높이는데 한계가 있었다. 또한, 파이프 구조를 통해 공급되는 경우 파이프에서 흘러나오는 수압에 의해 분사되는 약액의 수압이 결정될 뿐, 약액의 수압을 조절할 수 없었다. 따라서 노즐의 구조를 변화시켜 웨이퍼 표면을 세정하는 능력을 향상시키고, 노즐의 구조에 따라 수압이 조절되는 노즐이 요구되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세정력을 높이기 위하여 약액 공급 노즐 내부에 나선형 구조를 구비한 약액 공급 노즐을 제공하는 데 있다.
또한 매엽식 웨이퍼 공정에 있어서, 약액 공급 장치의 노즐을 웨이퍼 중앙에 위치시키는 매엽식 웨이퍼 세정 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 매엽식 웨이퍼 세정 공정의 약액 공급 노즐은 적어도 하나의 분사 구멍 및 적어도 하나의 나선형 구조를 포함한다. 분사 구멍은 상기 노즐의 웨이퍼와 접하는 면에 위치하여 약액을 분사한다. 나선형 구조는 적어도 하나의 분사 구멍 상측에 위치하며, 약액이 통과하는 방향으로 진행한다.
상기 적어도 하나의 나선형 구들은 서로 다른 굵기를 가질 수 있다. 상기 적어도 하나의 약액 분사 구멍들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 매엽식 웨이퍼 세정 장치의 약액 공급 노즐은 약액을 공급하는 공급부, 및 상기 공급부 끝단에 위치하여 웨이퍼 표면에 상기 약액을 분사하고, 적어도 하나의 약액 분사 구멍을 구비하는 분사부를 포함하고, 상기 노즐은 상기 노즐이 부착된 약액 공급 파이프로부터 상기 웨이퍼와 수평하게 길 이 방향으로 연장되고, 상기 약액 공급 파이프를 축으로 상기 웨이퍼 상에서 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기 약액 분사 구멍 상측에 상기 약액이 통과하는 방향으로 진행하는 적어도 하나의 나선형 구조를 구비할 수 있다. 상기 적어도 하나의 나선형 구조들은 서로 다른 굵기를 가질 수 있다. 상기 적어도 하나의 약액 분사 구멍들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 상기 노즐은 상기 약액 공급 파이프와 수직이고 상기 웨이퍼와 수평하게 길이 방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매엽식 웨이퍼 세정 장치는, 약액을 공급하는 약액 공급 파이프, 및 상기 약액 공급 파이프 끝단에 위치하고, 적어도 하나의 약액 분사 구멍을 구비하고, 상기 약액 분사 구멍 상측에 상기 약액이 통과하는 방향으로 진행하는 적어도 하나의 나선형 구조를 구비하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 상기 웨이퍼 중심 위에 위치할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 약액 공급 노즐의 실시도이다.
본 발명에 따른 약액 공급 노즐(200)은 약액 공급 파이프(300) 끝단에 위치하고, 웨이퍼(100)의 중앙 위쪽에 위치한다. 매엽식 웨이퍼 세정 공정에서 웨이퍼는 낱장으로 수평하게 위치하며 약액 공급 노즐(200)은 웨이퍼의 상공에서 약액을 분사하여 웨이퍼 표면의 불순물을 제거한다. 약액은 웨이퍼의 세정 공정에서 사용 되는 세정액으로 SC1(Standard clean 1), APM(Ammonia peroxide mixture) 등이 있다.
본 발명에 따른 약액 공급 노즐(200)은 공급부(210) 및 분사부(220)를 구비한다. 공급부(210)는 약액 공급 파이프(300)와 연결되어 약액 공급 파이프(300)로부터 공급되는 약액을 분사부(220)에 제공한다. 분사부(200)는 공급부(210)로부터 공급되는 약액을 웨이퍼(100) 표면으로 분사한다.
분사부(200)는 약액이 공급되는 방향으로 진행되는 나선형 구조(230, 240)를 구비한다. 나선형 구조(230, 240)는 공급되는 약액에 회전력을 실어준다. 이로 인해 약액은 회전하면서 웨이퍼 표면으로 분사된다. 약액에 회전력이 실려서 분사됨으로 인하여, 약액이 웨이퍼 표면을 세정하는 능력은 회전력이 없는 경우보다 향상된다. 나선형 구조(230, 240)는 노즐의 하면에 위치하는 분사 구멍(250) 위쪽에 위치한다. 따라서 약액은 나선형 구조(230, 240)를 통과하면서 회전력을 얻고, 분사 구멍(250)을 통하여 노즐로부터 분사된다.
또한, 분사되는 약액의 수압이 약액 공급 파이프(300)의 수압에 직접적으로 의존하지 않고, 나선형 구조(230, 240)의 형태, 굵기, 개수, 및 배치에 따라 변화된다. 이는 나선형 구조(230, 240)의 설계시에 목표 수압을 정하여 나선형 구조(230, 240)의 형태, 굵기, 개수, 및 배치를 설정하여 약액이 분사될 때의 수압을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로 나선형 구조(230, 240)들은 모두 동일한 형태일 수도 있고, 도시된 바와 같이 서로 다른 구조(230, 240)를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예로 상기 나선형 구조(230, 240)들은 서로 다른 굵기를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 약액 공급 노즐의 하면도이다.
본 발명에 따른 약액 공급 노즐(200)은 하면에 적어도 하나의 분사 구멍(250), 바람직하게는 복수개의 분사 구멍(250)을 갖는다. 분사 구멍(250)의 크기는 약액이 일정 수준 이상의 수압을 유지할 수 있도록 설정한다.
본 발명의 일 실시예로 상기 복수개의 분사 구멍(250)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 노즐이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 노즐(400)은 약액 공급 파이프(300) 끝단에 일측이 연결되고, 상기 약액 공급 파이프(300)와 소정의 각을 유지하고 웨이퍼(100)와 수평하게 위치하여, 약액 공급 파이프(300)를 중심축으로 하여 회전한다. 약액 공급 노즐(400)은 웨이퍼 상공에서 360도로 회전하면서 웨이퍼(100) 표면에 약액을 분사한다.
도 5는 도 4의 약액 공급 노즐의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 노즐(400)은 공급부(410) 및 분사부(420)를 구비한다. 공급부(410)는 약액 공급 파이프(300)로부터 약액을 공급받아 분사부(420)에 공급한다. 분사부(420)는 적어도 하나의, 바람직하게는 복수개의 분사 구멍(430)을 통해서 약액을 웨이퍼(100) 표면으로 분사한다.
분사부(420)는 각각의 분사 구멍(430) 위쪽에 나선형 구조(230, 240)를 구비 한다. 나선형 구조(230, 240)는 모두 동일한 구조이거나, 서로 다른 구조(230, 240)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예로 나선형 구조(230, 240)는 서로 다른 굵기를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 공급 노즐의 하면도이다.
본 발명의 다른 실시예는 웨이퍼에 수평하게 길이 방향으로 연장된 노즐(400)에 적어도 하나의, 바람직하게는 복수개의 분사 구멍(430)을 구비한다. 분사 구멍(430)의 크기는 약액이 일정 수준의 수압을 유지하도록 설정된다.
본 발명의 일 실시예로 복수개의 분사 구멍(430)은 다른 크기를 가질 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 나선형 구조를 갖는 매엽식 웨이퍼 세정 장치의 노즐은 나선형 구조를 통해 약액이 분사됨으로 인해, 약액에 회전력이 실리 게 되고, 약액의 회전력으로 인하여 웨이퍼 세정 능력이 향상되는 효과가 있다.
또한, 노즐을 웨이퍼 중앙에 위치시키거나, 웨이퍼 중앙에서 노즐을 연장시켜 회전시킴으로 인해, 웨이퍼 표면에 약액을 균일하게 분사하여, 웨이퍼 표면에 약액이 고르게 공급되는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 매엽식 웨이퍼 세정 장치에서 약액을 분사하는 노즐에 있어서,
    상기 노즐의 웨이퍼와 접하는 면에 위치하여 약액을 분사하는 적어도 하나의 분사 구멍; 및
    상기 적어도 하나의 분사 구멍마다 구비되고, 상기 적어도 하나의 분사 구멍 상측에 위치하며, 약액이 통과하는 방향으로 진행하는 적어도 하나의 나선형 구조를 포함하는 매엽식 웨이퍼 세정 장치에서 약액을 공급하는 노즐.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 나선형 구조들은 서로 다른 굵기를 갖는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 약액 분사 구멍들은 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 나선형 구조 상측에 위치하여 약액을 공급하는 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  5. 매엽식 웨이퍼 세정 장치에서 약액을 분사하는 노즐에 있어서,
    약액을 공급하는 공급부; 및
    상기 공급부 끝단에 위치하여 웨이퍼 표면에 상기 약액을 분사하고, 적어도 하나의 약액 분사 구멍을 구비하는 분사부를 포함하고,
    상기 노즐은 상기 노즐이 부착된 약액 공급 파이프로부터 상기 웨이퍼와 수평하게 길이 방향으로 연장되고, 상기 약액 공급 파이프를 축으로 상기 웨이퍼 상에서 회전하는 것을 특징으로 하는 매엽식 웨이퍼 세정 장치에서 약액을 공급하는 노즐.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 약액 분사 구멍 상측에 상기 약액이 통과하는 방향으로 진행하는 적어도 하나의 나선형 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 나선형 구조들은 서로 다른 굵기를 갖는 것을 특징으로 하는 약액 공급 노즐.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 약액 분사 구멍들은 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으 로 하는 약액 공급 노즐.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 약액 공급 파이프와 수직이고 상기 웨이퍼와 수평하게 길이 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 매엽식 웨이퍼 세정 장치에서 약액을 공급하는 노즐.
  10. 매엽식 웨이퍼 세정 장치에 있어서,
    약액을 공급하는 약액 공급 파이프; 및
    상기 약액 공급 파이프 끝단에 위치하고, 적어도 하나의 약액 분사 구멍을 구비하고, 상기 약액 분사 구멍 상측에 상기 약액이 통과하는 방향으로 진행하는 적어도 하나의 나선형 구조를 구비하는 노즐을 포함하고,
    상기 노즐은 상기 웨이퍼 중심 위에 위치하는 매엽식 웨이퍼 세정 장치.
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