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KR100626869B1 - System for cleaning semiconductor wafers - Google Patents

System for cleaning semiconductor wafers Download PDF

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Publication number
KR100626869B1
KR100626869B1 KR1020050083315A KR20050083315A KR100626869B1 KR 100626869 B1 KR100626869 B1 KR 100626869B1 KR 1020050083315 A KR1020050083315 A KR 1020050083315A KR 20050083315 A KR20050083315 A KR 20050083315A KR 100626869 B1 KR100626869 B1 KR 100626869B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
cleaning
bath
cleaning liquid
circulation pipe
Prior art date
Application number
KR1020050083315A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최은석
배소익
Original Assignee
주식회사 실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 실트론 filed Critical 주식회사 실트론
Priority to KR1020050083315A priority Critical patent/KR100626869B1/en
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Publication of KR100626869B1 publication Critical patent/KR100626869B1/en

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
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    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

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Abstract

반도체 웨이퍼 세정 시스템이 개시된다. 개시된 반도체 웨이퍼 세정 시스템은, 다수개의 웨이퍼가 수납되고, 상기 웨이퍼를 세정하기 위해 상기 웨이퍼로 세정액이 분사되도록 구비된 샤우어장치가 설치된 내부 배스와; 상기 내부배스의 외부 가장자리에 설치되어 세정액이 순환되도록 설치된 외부배스와; 상기 외부배스에서 상기 내부배스로 세정액이 순환되도록 설치된 순환배관과; 상기 순환배관의 일측에서 상기 외부배스와 연결 설치되어 세정액이 순환되도록 작동되는 순환펌프와; 상기 순환배관의 다른 일측에 설치되어 상기 웨이퍼의 세정 중 케미컬을 활성화시키기 위해 원하는 온도로 상승시키기 위한 히터와; 상기 순환배관의 또 다른 일측에 설치되어 상기 순환배관을 순환하는 세정액을 여과하는 필터와; 상기 내부배스로 세정액이 유입되도록 설치된 세정액 투입관;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. A semiconductor wafer cleaning system is disclosed. The disclosed semiconductor wafer cleaning system includes: an internal bath in which a plurality of wafers are accommodated, and a shower device is provided to spray cleaning liquid onto the wafer to clean the wafer; An outer bath installed at an outer edge of the inner bath to circulate the cleaning liquid; A circulation pipe installed to circulate the cleaning liquid from the external bath to the internal bath; A circulation pump installed at one side of the circulation pipe and connected to the external bath to operate a cleaning liquid; A heater installed at the other side of the circulation pipe to raise to a desired temperature to activate the chemical during cleaning of the wafer; A filter installed at another side of the circulation pipe to filter the cleaning liquid circulating through the circulation pipe; It characterized in that it comprises a; washing liquid inlet tube is installed so that the cleaning liquid flows into the inner bath.

본 발명에 따르면, 불산(HF) 세정 후에 소수성인 실리콘 웨이퍼의 표면을 친수성으로 만듦으로서 다음 단계의 세정으로 넘어가는 동안에 정전기로 인한 파티클의 재흡착을 막을 수 있어 세정 효율을 극대화 할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, by making the hydrophobic silicon wafer surface hydrophilic after hydrofluoric acid (HF) cleaning, it is possible to prevent resorption of particles due to static electricity during the next step of cleaning, thereby maximizing the cleaning efficiency. have.

웨이퍼, 불산, 오존수 Wafer, hydrofluoric acid, ozone water

Description

반도체 웨이퍼 세정 시스템{SYSTEM FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFERS}Semiconductor Wafer Cleaning System {SYSTEM FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFERS}

도 1은 종래의 기술에 따른 불산을 이용한 세정공정의 개략적인 순서도.1 is a schematic flowchart of a cleaning process using hydrofluoric acid according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.2 is a view schematically showing a configuration of a semiconductor wafer cleaning system according to the present invention.

도 3은 도 2의 샤우어장치의 상세도.Figure 3 is a detailed view of the shower device of Figure 2;

도 4는 도 3에서 A-A선을 따라 절개하여 나타내 보인 개략적인 단면도.Figure 4 is a schematic cross-sectional view shown by cutting along the line A-A in FIG.

도 5는 도 3에서 B-B선을 따라 절개하여 나타내 보인 개략적인 단면도.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 3. FIG.

도 6은 도 3의 'C'부를 보다 상세하게 나타내 보인 상세도.6 is a detailed view showing 'C' part of FIG. 3 in more detail.

도 7은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템이 적용된 불산을 이용한 세정공정의 개략적인 순서도.7 is a schematic flowchart of a cleaning process using hydrofluoric acid to which a semiconductor wafer cleaning system according to the present invention is applied.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11. 내부배스11. Internal Bath

12. 외부배스12. External Bath

21. 순환펌프21. Circulation pump

22. 오존접촉기22. Ozone Contactor

24. 히터24. Heater

31. 순환배관31. Circulation piping

32. 외부배스 배수관32. External Bath Drain

33. 오존가스 투입관33. Ozone gas input pipe

34. 세정액 투입관34. Cleaning liquid input pipe

45. 급속 세정 밸브45. Quick Clean Valve

50. 샤우어장치50. Shredder

51. 웨이퍼51. Wafer

53. 밑면 샤우어 분사장치53. Bottom shower head sprayer

54. 전후면 샤우어 분사장치54. Front and rear shower sprayer

55. 측면 샤우어 분사장치55. Side shear spray

본 발명은 반도체 웨이퍼 세정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불산(HF)을 사용하여 웨이퍼(wafer)를 세정공정에서 린스(rinse), 불산세정, 다시 린스의 일련의 공정을 하나의 배스(bath)에서 진행되도록 개선된 반도체 웨이퍼 세정 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer cleaning system, and more particularly, a series of processes of rinsing, rinsing, and rinsing a wafer in a cleaning process using hydrofluoric acid (HF) in one bath. And a semiconductor wafer cleaning system that has been improved to proceed.

반도체 제조 공정에 있어서, 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing) 장비가 이용되고 있다. 이러한 CMP 장비는 폴리셔(polisher)와 크리너(cleaner)로 구성된다.In the semiconductor manufacturing process, chemical-mechanical polishing equipment, which combines chemical removal processing and mechanical removal processing in one processing method, is used to planarize the widened surface of the wafer as the wafer is large-sized. have. Such CMP equipment consists of a polisher and a cleaner.

이 중 상기 폴리셔에서는 단차를 가진 웨이퍼 표면을 폴리싱 패드 위에 밀착시킨 후, 연마제와 화학물질이 포함된 슬러리(slurry)를 웨이퍼와 폴리싱 패드사이에 주입시켜 웨이퍼의 표면을 평탄화시킨다.In the polisher, the wafer surface having the step is brought into close contact with the polishing pad, and then a slurry containing abrasive and chemical is injected between the wafer and the polishing pad to planarize the surface of the wafer.

그리고 크리너에서는 폴리싱이 끝난 후, 웨이퍼의 표면에 묻은 잔사(residue) 및 입자(particle)들을 제거한다.After polishing, the cleaner removes residues and particles on the surface of the wafer.

이와 같이 반도체 제조공정에 있어서, 잔사나 입자 등을 제거하는 세정 공정이 중요하다.Thus, in the semiconductor manufacturing process, the washing | cleaning process which removes a residue, particle | grains, etc. is important.

종래의 세정공정에는, 불산 또는 불산과 오존수를 이용하여 반도체 웨이퍼 공정 중 유기물 및 금속 이온을 제거하기 위하여 세정을 하고 린스를 하는 세정 방법에 관한 것으로 종래의 기술들은 발전하여 왔다. BACKGROUND ART Conventional cleaning processes are related to a cleaning method for cleaning and rinsing to remove organic materials and metal ions in a semiconductor wafer process using hydrofluoric acid or hydrofluoric acid and ozone water, and the related arts have been developed.

이러한 세정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 우선, 린스를 수행하고, 이어서 불산 세정을 실시하였다.(단계 110,120) 그리고 급속 세정과 린스를 수행한 후 건조를 수행하였다.(단계 130,140)In this cleaning method, as shown in FIG. 1, rinsing was performed first, followed by hydrofluoric acid washing (steps 110, 120), and rapid drying and rinsing were then performed (steps 130, 140).

그러나, 상기한 린스, 불산 세정, 린스 및 건조라는 일련의 공정이 각기 다른 배스1,2,3,4에서 별도로 진행이 되고, 웨이퍼 표면이 불안정한 소수성을 갖고 있기 때문에 외부로 노출되었을 경우 정전기 등에 의해 다음 공정 단계로 진행할 때에 이로 인한 파티클(particle)의 재 흡착 가능성이 있다.However, the above-mentioned rinsing, hydrofluoric acid cleaning, rinsing and drying processes are performed separately in different baths 1, 2, 3, and 4, and the wafer surface has unstable hydrophobicity. When proceeding to the next process step, there is a possibility of particle resorption.

또한 기존의 습식 세정을 이용할 경우(특히 12인치 이상의 웨이퍼) 다단계 세정으로 인한 장치 공간을 상당히 많이 차지하는 단점이 있다. In addition, using conventional wet cleaning (especially wafers of 12 inches or more) has a disadvantage of using a considerable amount of device space due to the multi-stage cleaning.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 불산 세정 후에 소수성인 실리콘 웨이퍼의 표면을 친수성으로 만들어 정전기로 인한 파티클의 재흡착을 막고, 장치를 간단하게 하여 장치가 차지하는 설비 공간을 최소화가 되도록 한 반도체 웨이퍼 세정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and after hydrofluoric acid cleaning to make the surface of the hydrophobic silicon wafer hydrophilic to prevent resorption of particles due to static electricity, and to simplify the device to minimize the equipment space occupied by the device It is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer cleaning system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 세정 시스템은, 다수개의 웨이퍼가 수납되고, 상기 웨이퍼를 세정하기 위해 상기 웨이퍼로 세정액이 분사되도록 구비된 샤우어장치가 설치된 내부배스와; 상기 내부배스의 외부 가장자리에 설치되어 세정액이 순환되도록 설치된 외부배스와; 상기 외부배스에서 상기 내부배스로 세정액이 순환되도록 설치된 순환배관과; 상기 순환배관의 일측에서 상기 외부배스와 연결 설치되어 세정액이 순환되도록 작동되는 순환펌프와; 상기 순환배관의 다른 일측에 설치되어 상기 웨이퍼의 세정 중 케미컬을 활성화시키기 위해 원하는 온도로 상승시키기 위한 히터와; 상기 순환배관의 또 다른 일측에 설치되어 상기 순환배관을 순환하는 세정액을 여과하는 필터와; 상기 내부배스로 세정액이 유입되도록 설치된 세정액 투입관;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. The semiconductor wafer cleaning system according to the present invention for achieving the above object comprises: an inner bath having a shower device provided with a plurality of wafers, and a cleaning liquid is injected to the wafer to clean the wafer; An outer bath installed at an outer edge of the inner bath to circulate the cleaning liquid; A circulation pipe installed to circulate the cleaning liquid from the external bath to the internal bath; A circulation pump installed at one side of the circulation pipe and connected to the external bath to operate a cleaning liquid; A heater installed at the other side of the circulation pipe to raise to a desired temperature to activate the chemical during cleaning of the wafer; A filter installed at another side of the circulation pipe to filter the cleaning liquid circulating through the circulation pipe; It characterized in that it comprises a; washing liquid inlet tube is installed so that the cleaning liquid flows into the inner bath.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.2 is a schematic view showing the configuration of a semiconductor wafer cleaning system according to the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템은, 다수개의 웨이퍼(51)가 수납되고, 이 웨이퍼(51)를 세정하기 위해 웨이퍼(51)로 초순수(De-Ionized(DI) water) 또는 오존수(DIO₃)의 세정액이 분사되도록 구비된 샤우어장치(50)가 설치된 내부배스(11)와, 이 내부배스(11)의 외부 가장자리에 설치되어 세정액이 순환되도록 설치된 외부배스(12)와, 이 외부배스(12)에서 내부배스(11)로 세정액이 순환되도록 설치된 순환배관(31)과, 이 순환배관(31)의 일측에서 외부배스(12)와 연결 설치되어 세정액이 순환되도록 작동되는 순환펌프(21)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, in the semiconductor wafer cleaning system according to the present invention, a plurality of wafers 51 are accommodated, and ultra-pure water (De-Ionized (DI) water) or the wafer 51 is used to clean the wafers 51. An inner bath (11) provided with a shower device (50) provided with a cleaning solution of ozone water (DIO₃), an outer bath (12) installed at an outer edge of the inner bath (11), and circulating with the cleaning solution; The circulation pipe 31 is installed to circulate the cleaning liquid from the outer bath 12 to the inner bath 11, and is connected to the outer bath 12 at one side of the circulation pipe 31 so as to operate the cleaning liquid to circulate. It is comprised including the pump 21.

그리고 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템에는, 상기 순환배관(31)의 다른 일측에 설치되어 웨이퍼(51)의 세정 중 케미컬을 활성화시키기 위해 원하는 온도로 상승시키기 위한 히터(24)와, 상기 순환배관(31)의 또 다른 일측에 설치되어 순환배관(31)을 순환하는 세정액을 여과하는 필터(filter)(25)와, 상기 내부배스(11)로 초순수 또는 오존수 등의 세정액이 유입되도록 설치된 세정액 투입관(34)이 구비된다.In addition, the semiconductor wafer cleaning system according to the present invention includes a heater 24 installed at the other side of the circulation pipe 31 to raise to a desired temperature for activating the chemical during cleaning of the wafer 51, and the circulation pipe. A filter 25 for filtering the cleaning liquid circulating in the circulation pipe 31 and installed on the other side of the 31, and a cleaning liquid input such that the cleaning liquid such as ultrapure water or ozone water flows into the internal bath 11. The tube 34 is provided.

또한 상기 순환배관(31)의 일측에는 내부배스(11)에 세정액이 채워진 후 오버플로우(overflow)되면 외부배스(12)를 경유하며 배출되도록 외부배스 배수관(32)이 설치된다.In addition, one side of the circulation pipe 31 is provided with an external bath drain pipe 32 so as to be discharged via the external bath 12 when overflowed after the cleaning solution is filled in the internal bath 11.

그리고 상기 순환배관(31)의 일측에는 오존수의 농도 저하를 방지하여 일정한 농도가 유지되도록 하는 오존수 농도저하 방지장치가 설치되는데, 이 오존수 농도저하 방지장치는 오존 가스가 투입되도록 하는 오존가스 투입관(33)과, 이 오존가스 투입관(33)의 일측으로 순환배관(31)에 설치되어 투입된 오존 가스로 오존수 가 형성되도록 하는 오존접촉기(22)를 포함하여 구성된다.And on one side of the circulation pipe 31 is installed an ozone water concentration reduction prevention device to prevent a decrease in the concentration of ozone water to maintain a constant concentration, this ozone water concentration reduction prevention device is an ozone gas inlet pipe (10) 33) and an ozone contactor 22 which is installed in the circulation pipe 31 to one side of the ozone gas input pipe 33 so that ozone water is formed by the injected ozone gas.

또한 상기 내부배스(11) 일측에는 보조히터(26)가 설치된다. 따라서 케미컬의 가열은 히터(24) 또는 보조히터(26)의 작동에 따라 순환배관(31)을 순환하는 과정 중에 또는 상기 내부배스(11) 내에서 공급되거나, 동시에 공급될 수 있다.In addition, an auxiliary heater 26 is installed at one side of the inner bath 11. Therefore, the heating of the chemical may be supplied in the process of circulating the circulation pipe 31 in the operation of the heater 24 or the auxiliary heater 26 or in the internal bath 11, or simultaneously.

되고, 그리고 상기 내부배스(11)의 일측에는 웨이퍼(51)의 세정이 이루어진 후 내부배스(11) 내의 케미컬을 긴급 배수하기 위한 급속 세정(QDR, Quick Dump Rinse) 밸브(45)가 설치된다.Then, one side of the inner bath 11 is provided with a quick cleaning (QDR, Quick Dump Rinse) valve 45 for urgently draining the chemical in the inner bath 11 after the wafer 51 is cleaned.

그리고 상기 샤우어장치(50)는, 웨이퍼(51)의 상하 및 좌우에서 세정액이 분사되도록 구성된다.The shower device 50 is configured such that the cleaning liquid is injected from above, below, and left and right of the wafer 51.

구체적으로는, 상기 샤우어장치(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(51)의 전면과 후면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 웨이퍼(51)를 향해 세정액을 분사하는 전후면 샤우어 분사장치(54)와, 상기 웨이퍼(51)의 저면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 웨이퍼(51)를 향해 세정액을 분사하는 밑면 샤우어 분사장치(53)와, 또한 상기 웨이퍼(51)의 좌우측면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 웨이퍼(51)를 향해 세정액을 분사하는 측면 샤우어 분사장치(55)를 포함하여 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 3, the shower device 50 is provided with a plurality of jetting means at predetermined intervals on the front and rear surfaces of the wafer 51 to spray the cleaning liquid toward the wafer 51. Front and rear side shower injector 54, and a lower side shower injector 53, which are provided with a plurality of spraying means at predetermined intervals on the bottom surface of the wafer 51, and spray the cleaning liquid toward the wafer 51; A plurality of injection means are installed on the left and right sides of the wafer 51 at regular intervals, and the side shower injection device 55 sprays the cleaning liquid toward the wafer 51.

그리고 상기 다수개의 각 분사수단은 도면에는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 각 샤우어 분사장치(53,54,55)에 형성된 분사공 내지 분사노즐로 이루어질 수 있어 특별한 분사수단으로 한정하지 않는다. 그러나 효과적인 웨이퍼(51)의 세정이 이루어지기 위해서는 분사노즐을 이용하는 것이 바람직하다.Although each of the plurality of injection means is not shown in detail in the drawing, it may be composed of injection holes or injection nozzles formed in each shower injection device (53, 54, 55) is not limited to a special injection means. However, in order to perform effective cleaning of the wafer 51, it is preferable to use a spray nozzle.

또한 상기 밑면 샤우어 분사장치(53)는 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(51)의 3방향에서 분사되도록 이루어지도록 ∪자 형태로 이루어진다. 그리고 상기 전후면 샤우어 분사장치(54)는 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(51)의 4방향에서 분사되도록 □자 형태로 이루어진다. In addition, as shown in FIG. 4, the lower side shower injection device 53 is formed in a U-shape to be sprayed in three directions of the wafer 51. In addition, the front and rear side shower injection device 54 is formed in a □ -shape to be injected in the four directions of the wafer 51, as shown in FIG.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기한 샤우어 분사장치(53,54,55)의 분사수단의 간격은 예컨대, 8인치의 경우 약 6.34mm 간격으로 구비되는 것이 바람직하다.In addition, as shown in Figure 6, the spacing of the injection means of the shear injection device (53, 54, 55) is, for example, 8 inches is preferably provided at intervals of about 6.34mm.

한편, 도 2에서 설명되지 않은 참조부호 41,42,43,44는 후술하는 바와 같이 각 관의 일측에 설치되어 세정액 등의 유입 및 배출을 단속하기 위한 밸브를 나타내 보인 것이고, 도 3 내지 도 6의 참조부호 52는 초순수 또는 오존수의 샤우어(shower)를 나타내 보인 것이다.On the other hand, reference numerals 41, 42, 43, 44, which are not described in FIG. 2, are provided at one side of each pipe as described below to show a valve for controlling the inflow and discharge of the cleaning liquid and the like, and FIGS. 3 to 6 Reference numeral 52 denotes a shower of ultrapure or ozone water.

그리고 참조부호 23은 순환배관(31)에 설치된 댐퍼(damper)를 나타내 보인 것이다.And reference numeral 23 shows a damper (damper) installed in the circulation pipe (31).

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the semiconductor wafer cleaning system according to the present invention having the configuration as described above is as follows.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템은, 내부배스(11)에서 외부배스(12)로 그리고 순환펌프(21), 댐퍼(23), 히터(24) 및 필터(25) 등을 경유하여 다시 상기 내부배스(11)로 순환되면서 웨이퍼(51)는 세정된다. Referring back to the drawings, the semiconductor wafer cleaning system according to the present invention includes an internal bath 11 to an external bath 12 and a circulation pump 21, a damper 23, a heater 24, a filter 25, and the like. The wafer 51 is cleaned while being circulated to the inner bath 11 again.

그리고 상기와 같은 순환으로 웨이퍼가 세정될 경우에는 웨이퍼(51) 표면을 친수성으로 만들 수 있고, 이에 따라 세정 후 이동과정에서의 파티클의 재흡착을 방지 할 수 있다.In addition, when the wafer is cleaned by the circulation as described above, the surface of the wafer 51 may be made hydrophilic, thereby preventing resorption of particles during the movement after cleaning.

이를 보다 구체적으로 설명한다.This will be described in more detail.

우선, 린스 공정을 수행할 때에 순환배관(31)상의 밸브(42,44)를 잠그고, 외부배스 배수관(32)과 세정액 투입관(34)의 밸브(41,43)를 연다. 그리고 상기 세정액 투입관(34)을 통하여 초순수를 내부배스(11)에 공급하고, 오버플로우된 초순수는 외부배스(12)를 통하여 순환배관(31) 및 외부배스 배수관(32)을 통해 배수된다.First, when performing the rinse process, the valves 42 and 44 on the circulation pipe 31 are closed, and the valves 41 and 43 of the external bath drain pipe 32 and the cleaning liquid inlet pipe 34 are opened. The ultrapure water is supplied to the inner bath 11 through the cleaning liquid inlet pipe 34, and the overflowed ultrapure water is drained through the circulation pipe 31 and the external bath drain pipe 32 through the external bath 12.

그리고 일련의 린스 공정이 끝난 후, 불산을 오존수와 함께 공급하고 순환하면서 세정을 실시한다. 상기한 오존수는 웨이퍼(51)의 표면을 산화하는 역할을 하고, 불산은 에칭 역할을 하면서 세정이 진행된다.After a series of rinsing steps, the hydrofluoric acid is supplied together with ozone water and rinsed while circulating. The ozone water serves to oxidize the surface of the wafer 51, and the hydrofluoric acid performs cleaning while acting as an etching.

또한 충분한 세정이 이루어진 후에는 모든 밸브(41,42,43,44)를 잠그고, 상기 급속 세정 밸브(45)를 열어 내부배스(11) 내의 케미컬을 긴급 배수한다. 이렇게 배수된 케미컬은 회수하여 재 사용할 수 있다. In addition, after sufficient cleaning is performed, all the valves 41, 42, 43, 44 are closed, and the rapid cleaning valve 45 is opened to emergencyly drain the chemical in the internal bath 11. This drained chemical can be recovered and reused.

또한 에칭된 웨이퍼(51)의 표면은 소수성으로 되어 불안하기 때문에 정전기 등으로 인한 파티클의 흡착이 가능하기 때문에 샤우어장치(50)를 통해 웨이퍼(51)의 수분이 제거되거나 워터마크 등을 방지하고, 세정을 지속하기 위해 초순수를 공급한다. 이때 초순수는 오존수로 대체할 수 있다. In addition, since the surface of the etched wafer 51 becomes hydrophobic and unstable, particles can be adsorbed due to static electricity or the like, so that moisture of the wafer 51 is removed or watermarks are prevented through the shower device 50. Ultrapure water is supplied to continue cleaning. Ultrapure water can be replaced with ozone water.

그리고 배수가 완료된 후에 상기 급속 세정 밸브(45)를 닫은 후 세정액 투입관(34)상의 밸브(43)를 열어 내부배스(11)로 초순수 혹은 오존수를 공급하여 린스를 수행한다.After the drainage is completed, the rapid cleaning valve 45 is closed and the valve 43 on the cleaning liquid inlet pipe 34 is opened to rinse the ultrapure water or the ozone water to the internal bath 11.

이때 오존수를 공급하여 내부배스(11)가 다 채워질 때까지 계속 공급을 한다. 상기 내부배스(11)가 다 채워진 후에 오버플로우된 것들은 외부배스(12)를 경 유하고 순환배관(31)과 외부배스 배수관(32)을 통해 배수된다.At this time, the ozone water is supplied to continue supplying until the inner bath 11 is filled. Those overflowed after the inner bath 11 is filled up are drained through the outer bath 12 and through the circulation pipe 31 and the outer bath drain pipe 32.

한편, 오존수를 이용한 린스의 장점은, 웨이퍼(51)의 표면을 친수화하여 배스 외부로 웨이퍼(51)가 노출되었을 때 파티클의 흡착을 방지할 수 있다.On the other hand, the advantage of rinsing with ozone water is that the surface of the wafer 51 is made hydrophilic to prevent adsorption of particles when the wafer 51 is exposed to the outside of the bath.

이와 같은 방법을 이용하여 도 7에 도시된 바와 같이 일련의 린스, 세정 및 린스를 하나의 내부배스(배스 1)(11)에서 실시할 수 있다.(단계 210,220,230) 그리고 린스 과정이 끝난 웨이퍼(51)는 건조기를 통해 건조를 한다.(단계 240) 이 건조는 다른 배스인 배스 2에서 이루어진다.Using this method, a series of rinsing, cleaning and rinsing can be performed in one internal bath (bath 1) 11 as shown in FIG. 7 (steps 210, 220, 230) and the wafer 51 having been rinsed. ) Dry through a dryer (step 240). This drying takes place in another bath, bath 2.

그리고 세정을 진행함에 있어서 케미컬을 활성화시키기 위해서 원하는 온도에서 상승시켜 사용할 수 도 있다. 이때 상기 히터(24)를 사용하여 온도를 상승시킨다. 경우에 따라서는 보조히터(26)를 함께 사용할 수도 있다. In addition, in order to activate the chemicals in the cleaning process, it may be used by raising the temperature. At this time, the temperature is increased by using the heater 24. In some cases, the auxiliary heater 26 may be used together.

또한 불산 세정에서 함께 사용되는 오존수의 공급은 다음과 같은 과정을 거쳐 사용된다.In addition, the supply of ozone water used together in the hydrofluoric acid cleaning is used through the following process.

불산 세정에 사용되는 오존수 농도저하 방지장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 케미컬 순환과정 중 오존가스 투입관(33)을 통해 오존 가스를 공급하고, 오존접촉기(22)를 통하여 오존수가 형성되도록 구비된다. 이러한 오존수 농도저하 방지장치는, 케미컬 세정에 있어 순환과정 중 오존수 특성상 반감되는 오존을 지속적으로 보충해 줌으로서 오존수의 농도 저하를 방지하고, 일정한 농도를 유지하기 위해서 이다.As shown in FIG. 2, the ozone water concentration lowering prevention device used for hydrofluoric acid cleaning is provided to supply ozone gas through the ozone gas inlet tube 33 during the chemical circulation process, and to form ozone water through the ozone contactor 22. do. The ozone water concentration reduction prevention device is to prevent the lowering of the concentration of ozone water and to maintain a constant concentration by continuously replenishing ozone which is halved due to the characteristic of ozone water during the circulation process in chemical cleaning.

그리고 상기 샤우어장치(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(51) 전체에 걸쳐 고르게 세정액을 분사하여 린스가 이루어지고, 불산 세정에 의해 소수화된 표면의 대기 노출을 방지한다.As shown in FIG. 3, the shower apparatus 50 rinses the cleaning liquid evenly over the entire wafer 51 to prevent rinsing and to expose the surface of the hydrophobized surface by hydrofluoric acid cleaning.

또한 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(51) 양쪽면, 밑면 및 측면의 전 방향에 걸쳐 분사되도록 전후면, 밑면 및 측면 세정액 분사장치가 구비된다. 그리고 샤우어장치(50)의 분사공 또는 분사노즐의 분사수단의 간격은 일반적인 8인치의 경우 카세트 내 웨이퍼(51) 간 거리인 6.34mm 간격으로 분사한다. 이는 웨이퍼(51)의 크기에 따라 카세트 내 웨이퍼(51)간 거리가 달라질 수 있고, 그 거리도 그에 따라 변경될 수 있다. 4 and 5, the front and rear surfaces, the bottom surface, and the side cleaning liquid injectors are provided to be sprayed over the wafer 51 on both sides, the bottom, and the side surfaces thereof. And the interval between the injection hole of the shower device 50 or the injection means of the injection nozzle is ejected at a distance of 6.34mm, which is the distance between the wafer 51 in the cassette in the case of a general 8 inches. The distance between the wafers 51 in the cassette may vary according to the size of the wafer 51, and the distance may be changed accordingly.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the semiconductor wafer cleaning system according to the present invention has the following effects.

종래에는 불산 세정을 거치면서 표면이 소수성이 되어 웨이퍼 표면은 불안한 상태가 되고, 배스에서 나오는 도중 혹은 이동 중에 정전기로 인한 파티클의 재흡착 오염 문제가 있었다.Conventionally, the surface becomes hydrophobic due to hydrofluoric acid cleaning, and the wafer surface becomes unstable, and there is a problem of resorption and contamination of particles due to static electricity during or out of the bath.

하지만, 본 발명에서는 일련의 세정과정을 한 개의 배스에서 수행하기 때문에, 불산(HF) 세정 후에 소수성인 실리콘 웨이퍼의 표면을 친수성으로 만듦으로서 다음 단계의 세정으로 넘어가는 동안에 정전기로 인한 파티클의 재흡착을 막을 수 있고, 상기와 같이 린스와 세정을 하나의 배스에서 수행함으로써 장치의 공간을 크게 줄일 수 있다.However, in the present invention, since a series of cleaning processes are performed in one bath, the hydrophobic silicon wafer surface is made hydrophilic after hydrofluoric acid (HF) cleaning, thereby resorbing particles due to static electricity during the next step of cleaning. The space of the apparatus can be greatly reduced by performing rinsing and cleaning in one bath as described above.

특히, 12인치 이상의 대면적 웨이퍼의 경우, 장치가 차지하는 공간을 상당 부분 줄일 수 있다. In particular, for large area wafers larger than 12 inches, the space taken up by the device can be significantly reduced.

또한 웨이퍼 전방향에 걸쳐 세정액을 균일하게 분사할 수 있는 세정액 분사장치가 구비되어 있어 웨이퍼가 대기 중에 노출되어 건조 과정 중 발생할 수 있는 워터 마크를 차단할 수 있다. In addition, a cleaning liquid injector capable of uniformly injecting the cleaning liquid over the entire wafer direction is provided so that the wafer is exposed to the air to block water marks that may occur during the drying process.

그리고 웨이퍼 표면을 친수화할 수 있기 때문에 웨이퍼 표면 위에 파티클의 재흡착을 방지할 수 있다. 따라서 세정 효율을 극대화 할 수 있다.And since the surface of the wafer can be made hydrophilic, it is possible to prevent particles from resorbing on the wafer surface. Therefore, the cleaning efficiency can be maximized.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (13)

다수개의 웨이퍼가 수납되고, 상기 웨이퍼를 세정하기 위해 상기 웨이퍼로 세정액이 분사되도록 구비된 샤우어장치가 설치된 내부배스와;An internal bath in which a plurality of wafers are stored, and a shower device is provided to spray the cleaning liquid onto the wafer to clean the wafers; 상기 내부배스의 외부 가장자리에 설치되어 세정액이 순환되도록 설치된 외부배스와;An outer bath installed at an outer edge of the inner bath to circulate the cleaning liquid; 상기 외부배스에서 상기 내부배스로 세정액이 순환되도록 설치된 순환배관과;A circulation pipe installed to circulate the cleaning liquid from the external bath to the internal bath; 상기 순환배관의 일측에서 상기 외부배스와 연결 설치되어 세정액이 순환되도록 작동되는 순환펌프와;A circulation pump installed at one side of the circulation pipe and connected to the external bath to operate a cleaning liquid; 상기 순환배관의 다른 일측에 설치되어 상기 웨이퍼의 세정 중 케미컬을 활성화시키기 위해 원하는 온도로 상승시키기 위한 히터와;A heater installed at the other side of the circulation pipe to raise to a desired temperature to activate the chemical during cleaning of the wafer; 상기 순환배관의 또 다른 일측에 설치되어 상기 순환배관을 순환하는 세정액을 여과하는 필터와;A filter installed at another side of the circulation pipe to filter the cleaning liquid circulating through the circulation pipe; 상기 내부배스로 세정액이 유입되도록 설치된 세정액 투입관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.And a cleaning solution inlet tube installed so that the cleaning solution flows into the inner bath. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 순환배관의 일측에는 상기 내부배스에 세정액이 채워진 후 오버플로우되면 상기 외부배스를 경유하며 배출되도록 외부배스 배수관이 설치된 것을 특징으 로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the circulation pipe is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the external bath drain pipe is installed to be discharged via the external bath when the cleaning solution is filled in the inner bath and overflows. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 외부배스 배수관의 일측에는 상기 외부배스 배수관을 단속하기 위한 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the external bath drain pipe is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that a valve for controlling the external bath drain pipe is installed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 순환배관의 일측에는 오존수의 농도 저하를 방지하여 일정한 농도가 유지되도록 하는 오존수 농도저하 방지장치가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the circulation pipe is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the ozone water concentration lowering prevention device is installed to prevent a decrease in the concentration of ozone water to maintain a constant concentration. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 오존수 농도저하 방지장치는,The ozone water concentration reduction prevention device, 상기 순환배관의 일측에 설치되어 오존 가스가 투입되도록 하는 오존가스 투입관과;An ozone gas input pipe installed at one side of the circulation pipe to allow ozone gas to be introduced; 상기 오존가스 투입관의 일측으로 상기 순환배관에 설치되어 투입된 오존가스로 오존수가 형성되도록 하는 오존접촉기;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.And an ozone contactor installed at one side of the ozone gas inlet pipe so that ozone water is formed from the ozone gas introduced into the circulation pipe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부배스의 일측에는 보조용 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the inner bath is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the auxiliary heater is installed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부배스의 일측에는 상기 웨이퍼의 세정이 이루어진 후 상기 내부배스 내의 케미컬을 긴급 배수하기 위한 급속 세정 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the inner bath is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the rapid cleaning valve for emergency draining the chemical in the inner bath after the cleaning of the wafer is installed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샤우어장치는, 상기 웨이퍼의 상하 및 좌우에서 세정액이 분사되도록 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.The shower device is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the cleaning liquid is provided so as to spray the upper and lower sides and the left and right of the wafer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 샤우어장치는, The shower device, 상기 웨이퍼의 전면과 후면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 상기 웨이퍼를 향해 세정액을 분사하는 전후면 샤우어 분사장치와;Front and rear shower injectors provided with a plurality of spray means at predetermined intervals on the front and rear surfaces of the wafer to spray the cleaning liquid toward the wafer; 상기 웨이퍼의 저면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 상기 웨이퍼를 향해 세정액을 분사하는 밑면 샤우어 분사장치와;A bottom shower injection device in which a plurality of injection means are installed at a predetermined interval on the bottom surface of the wafer to inject a cleaning liquid toward the wafer; 상기 웨이퍼의 좌우측면에 일정 간격으로 다수개의 분사수단이 설치되어 상기 웨이퍼를 향해 세정액을 분사하는 측면 샤우어 분사장치;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.And a side shower injector disposed at left and right sides of the wafer at predetermined intervals to inject a cleaning liquid toward the wafer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 밑면 샤우어 분사장치는, The bottom shower shower device, 상기 웨이퍼의 3방향에서 분사되도록 이루어지도록 ∪자 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.The semiconductor wafer cleaning system, characterized in that it is made of a U-shape to be injected in three directions of the wafer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전후면 샤우어 분사장치는,The front and rear side shower injection device, 상기 웨이퍼의 4방향에서 분사되도록 □자 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.The semiconductor wafer cleaning system, characterized in that the shape of the □ to be injected in the four directions of the wafer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 분사수단은 분사노즐을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.And the jetting means comprises a jetting nozzle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 순환배관과 상기 세정액 투입관의 일측에는 세정액 등의 유입 및 배출을 단속하기 위한 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 세정 시스템.One side of the circulation pipe and the cleaning liquid inlet pipe is a semiconductor wafer cleaning system, characterized in that a valve for controlling the inflow and discharge of the cleaning liquid and the like.
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