KR20100002861U - 디아이 워터 공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 디아이 워터 공급장치에 관한 것으로, 특히 초음파를 이용한 미세기포 발생장치에 의해 디아이 워터에 미세기포 내지 초미세기포를 발생시키고, 이 결과 반도체 웨이퍼에서 미세패턴 사이에 흡착된 현상 오염물을 효과적으로 제거할 수 있는 디아이 워터 공급장치에 관한 것이다.
본 고안의 디아이 워터 공급장치는, 디아이 워터가 이동하는 통로가 되는 파이프; 초음파를 발생시켜 디아이 워터 내에 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치; 및 상기 미세기포가 발생된 디아이 워터를 실리콘 웨이퍼로 분사시키는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디아이 워터 공급장치{DEIONIZED WATER SUPPLYING APPARATUS}
본 고안은 디아이 워터 공급장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼를 세척하는 디아이 워터를 공급하는 디아이 워터 공급장치에 관한 것이다.
디아이 워터(DeIonized water) 공급장치는 트랙 디벨로퍼(track developer)의 다아이 린스 공정에 사용되는 것으로, 미세기포를 사용하여 오염물질을 효율적으로 제거하여 트랙 디벨롭 단위(track develop unit) 공정이 안정적으로 조정되도록 하기 위한 장치이다.
종래의 디아이 워터를 공급하는 공정에서는 디아이 워터 분사 전에 필터를 두어 디아이 워터 내의 버블(bubble)을 제거하는 것이 일반적이었다. 이와 같이 버블이 제거된 디아이 워터는 실리콘 웨이퍼 상의 현상액을 세정하기 위하여 노즐을 포함하는 디아이 워터 분사장치에 의해 실리콘 웨이퍼 상에 분사된다.
그러나 이렇게 종래의 디아이 워터 공급장치에 의해 세정된 디아이 워터로 실리콘 웨이퍼를 세척한 후에도, 반도체 소자의 미세 패턴 사이에는 현상 오염물 등이 흡착되어 남아 있어서 제거가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초음파를 이용한 미세기포 발생장치에 의해 디아이 워터에 미세기포 내지 초미세기포를 발생시키고, 이 결과 반도체 웨이퍼에서 미세패턴 사이에 흡착된 현상 오염물을 효과적으로 제거할 수 있는 디아이 워터 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 디아이 워터가 이동하는 통로가 되는 파이프; 초음파를 발생시켜 디아이 워터 내에 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치; 및 상기 미세기포가 발생된 디아이 워터를 상기 실리콘 웨이퍼로 분사시키는 분사노즐을 포함하여, 디아이 워터에 미세기포 내지 초미세기포를 발생시키고, 이 결과 반도체 웨이퍼에서 미세패턴 사이에 흡착된 현상 오염물을 효과적으로 제거하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 미세기포 발생장치는 제 1 미세기포 발생장치와 제 2 미세기포 발생장치를 포함하여, 미세기포 및 초미세기포까지 발생시키는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 제 1 미세기포 발생장치는 400 MHz의 초음파(Megasonic)를 약 20초 동안 주사하는 것이 바람직하다.
나아가 상기 미세기포 발생장치는, 상기 파이프에 인접하여 구비되고 초음파 공동현상에 의해 초음파를 발생시키는 고주파 전압 수정발진기를 포함하는 것을 특 징으로 한다.
나아가 상기 미세기포 발생장치는, 상기 고주파 전압 수정발진기와 상기 파이프를 연결하는 초음파 전달체를 더 포함하여, 상기 고주파 전압 수정발진기에서 발생된 초음파가 파이프까지 효과적으로 전달되는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 미세기포 발생장치는, 상기 고주파 전압 수정발진기의 대향하는 위치에 구비되어 상기 고주파 전압 수정발진기에서 발생한 초음파를 반사시키는 반사판을 더 구비하여, 상기 초음파의 효율을 더 증가시키는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 반사판은 금속 재질의 판 형상으로 이루어져, 상기 초음파의 반사 효율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 고주파 전압 수정발진기는 상기 파이프의 하단에 구비되고, 상기 반사판은 상기 파이프의 상단에 구비되는 것이 바람직하다.
나아가 디아이 워터가 보관된 탱크와 연결되어 상기 디아이 워터를 디아이 워터 공급장치로 공급하는 디아이 워터 서플라이를 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가 상기 디아이 워터의 유동 및 유속을 조정하는 투웨이 밸브 및 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 디아이 워터 공급장치 내에서 상기 파이프의 압력을 측정하는 압력 게이지를 더 포함하여 디아이 워터 공급장치의 압력을 감시하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 디아이 워터 내의 큰 버블을 제거하는 디가스 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가 상기 분사 노즐은 두 개 구비되고, 상기 디아이 워터의 흐름을 두 개의 분사노즐로 분배하기 위한 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 디아이 워터 공급장치는 초음파를 이용한 미세기포 발생장치에 의해 디아이 워터에 미세기포를 형성시키고, 이 결과 반도체 웨이퍼에서 미세패턴 사이에 흡착된 현상 오염물을 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 디아이 워터 공급장치의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치를 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치는 디아이 워터 서플라이(20; DI water supply), 투웨이 밸브(22; 2-way valve), 레귤레이터(24; regulator), 압력 게이지(26; pressure gauge), 디가스 모듈(30; degas module), 핀 플로우(40; fin flow), 필터(45; filter), 미세기포 발생장치(10), 분배기(46) 및 디아이 워터 분사 노즐(50)을 포함한다.
이 각각의 구성들을 설명하면, 먼저 디아이 워터 서플라이(20)는 디아이 워터 탱크(미도시) 등과 연결되어 디아이 워터를 디아이 워터 공급장치로 공급하는 구성이다. 투웨이 밸브(22)와 레귤레이터(24)는 디아이 워터의 유동 및 유속을 조정하는 장치이고, 압력 게이지(26)는 디아이 워터 공급장치 내에서 파이프(2)의 내부 압력을 측정하는 구성이다. 디가스 모듈(30)은 디아이 워터 내에 존재하는 밀리 미터(mm) 단위의 비교적 큰 버블(bubble; 공기방울)을 제거하는 장치이고, 핀 플로우(40) 및 필터(45)는 디아이 워터 내의 기타 오염물질들을 제거하는 장치이다.
그리고 미세기포 발생장치(10; 10a 및 10b)는 초음파(ultrasonic, supersonic)를 이용하여 디아이 워터 내에 마이크로 미터(㎛) 단위의 초미세 기포(ultra micro bubble)를 발생시키는 장치이다. 다음으로, 분배기(46)는 디아이 워터의 흐름을 두 개의 노즐(50)로 분배하는 구성이고, 분사노즐(50)은 세정된 디아이 워터를 실리콘 웨이퍼(1)로 분사하는 구성이다. 파이프(2)는 상기 각각의 구성들을 통하여 디아이 워터가 유동하는 통로가 되는 구성이다.
이 중 미세기포 발생장치(10)의 원리에 대하여 살펴보면, 미세기포 발생장치(10)는 초음파 공동현상(ultrasonic cavitation)을 이용하는 방법으로, 디아이 워터 같은 액체 내에는 보통 기체가 포함되어 있으므로, 이 액체에 초음파를 가하게 되면 원자나 분자 크기에 비례하는 크기의 기포가 성장하게 된다. 즉 용액 내에 초음파를 조사하면 압축력(정압)과 팽창력(부압)이 반복적으로 나타나게 되고, 이 압축력과 팽창력이 액체 분자를 밀었다 당겼다 하는 현상이 반복적으로 일어난다. 이후 액체 분자의 응집력이 파괴되면서 수만 개의 미세한 공동이 발생하게 되는데, 이 공동이 바로 미세기포가 된다. 이후 이 미세기포는 파괴되면서 분자 형태로 미세하게 분열되는데, 파괴가 일어나는 순간 기포에서는 수백 °C 의 고온과 수십 kg/cm2 의 충격파가 발생하고, 이 충격파에 의해 실리콘 웨이퍼와 오염물질 사이에 틈을 만든 후, 그 틈으로 미세기포가 침투하여 폭발하면서 오염물질을 완전하게 제 거하게 된다.
도 2는 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치에서 미세기포 발생장치를 도시한 개략도이다. 도 2를 참고하면 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치에서 미세기포 발생장치(10)는 고주파 전압 수정발진기(12)와 초음파 전달체(14) 및 반사판(16)을 포함하여 이루어진다.
미세기포 발생장치(10)는 파이프(2)에 인접하게 설치되고, 파이프(2)의 하단에 구비된 고주파 전압 수정발진기(12) 및 초음파 전달체(14), 파이프(2)의 상단에 구비된 반사판(16)을 포함한다.
고주파 전압 수정발진기(12)는 상술한 바와 같이 초음파 공동현상(ultrasonic cavitation)을 이용하여 초음파를 발생시키는 구성이고, 초음파 전달체(14)는 고주파 전압 수정발진기(12)와 파이프(2)를 연결하여, 고주파 전압 수정발진기(12)에서 발생한 초음파를 파이프(2)까지 원활하게 전달하는 구성이다. 그리고 반사판(16)은 금속 재질의 판 형상 등으로 구성되고, 고주파 전압 수정발진기(12)에서 발생한 초음파가 외부로 방출되지 않고 다시 파이프(2)로 전달될 수 있도록 하여, 초음파 발생 효율을 향상시키기 위한 구성이다.
이와 같이 구성된 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
다아이 워터 서플라이(20)로부터 공급된 디아이 워터는 파이프(2)를 통하여 디가스 모듈(30)까지 공급되고, 이 디가스 모듈(30)에서 큰 공기방울 등은 제거된다. 이 과정에서 투웨이 밸브(22)과 레귤레이터(24)에 의해 디아이 워터의 유동 및 유속이 조정되고, 압력 게이지(26)에 의해 디아이 워터의 유동 압력이 측정된다. 이후 팬 플로우(40) 및 필터(45)를 지나면서 공기방울 외 부유물 등 기타 오염물 등이 제거되고, 디아이 워터는 미세기포 발생장치(10)를 통과하게 된다.
먼저 제 1 미세기포 발생장치(10a)를 통과할 때 400 MHz의 초음파(Megasonic)가 약 20초 동안 주사되고, 이 초음파에 의하여 디아이 워터 내에는 미세기포가 발생된다. 그리고 이렇게 발생된 미세기포는 제 2 미세기포 발생장치(10b)를 통과하면서 2차로 분쇄되어 입자가 더 작은 초미세기포가 된다. 이러한 초미세기포를 포함한 디아이워터는 분배기(46)를 통하여 분배된 후, 분사노즐(50)을 통하여 실리콘 웨이퍼(1)의 표면으로 분사되면서 실리콘 웨이퍼(1) 상의 이물질을 제거하게 된다.
이와 같은 본 고안의 디아이 워터 공급장치는 초음파를 이용한 미세기포 발생장치에 의해 디아이 워터에 미세기포 내지 초미세기포를 발생시키고, 이러한 미세기포를 포함한 디아이 워터가 반도체 웨이퍼에서 미세패턴 사이에 흡착된 현상 오염물을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
본 고안은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치를 도시한 도면; 그리고,
도 2는 본 고안에 따르는 디아이 워터 공급장치에서 미세기포 발생장치를 도시한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 실리콘 웨이퍼 2 : 파이프
10 : 미세기포 발생장치 12 : 고주파 전압 수정 발진기
14 : 초음파 전달체 16 : 반사판
20 : DI 워터 서플라이 22 : 투웨이 밸브
24 : 레귤레이터 26 : 압력게이지
30 : 디가스 모듈 40 : 핀 플로우(Fin flow)
45 : 필터 50 : 분사노즐

Claims (13)

  1. 디아이 워터가 이동하는 통로가 되는 파이프;
    초음파를 발생시켜 디아이 워터 내에 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생장치; 및
    상기 미세기포가 발생된 디아이 워터를 상기 실리콘 웨이퍼로 분사시키는 분사노즐;
    을 포함하는 디아이 워터 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는 제 1 미세기포 발생장치와 제 2 미세기포 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 미세기포 발생장치는 400 MHz의 초음파(Megasonic)를 약 20초 동안 주사하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는, 상기 파이프에 인접하여 구비되고 초음파 공동현상에 의해 초음파를 발생시키는 고주파 전압 수정발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는, 상기 고주파 전압 수정발진기와 상기 파이프를 연결하는 초음파 전달체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 미세기포 발생장치는, 상기 고주파 전압 수정발진기의 대향하는 위치에 구비되어 상기 고주파 전압 수정발진기에서 발생한 초음파를 반사시키는 반사판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반사판은 금속 재질의 판 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 고주파 전압 수정발진기는 상기 파이프의 하단에 구비되고,
    상기 반사판은 상기 파이프의 상단에 구비되는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 디아이 워터를 보관 탱크로부터 상기 파이프로 공급하는 디아이 워터 서플라이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 디아이 워터의 유동 및 유속을 조정하는 투웨이 밸브 및 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 디아이 워터 공급장치 내에서 상기 파이프의 압력을 측정하는 압력 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 디아이 워터 내의 버블을 제거하는 디가스 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사 노즐은 두 개 구비되고,
    상기 디아이 워터의 흐름을 두 개의 분사노즐로 분배하기 위한 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아이 워터 공급장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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