KR0134680Y1 - 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치 - Google Patents

반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 웨이퍼에 금속배선 형성을 위한 식각공정 수행후 세정시 순수용액에 의해 부식되는 것을 방지하는 세정장치에 관한 것으로, 상기 저장탱크에 그 일측이 장착되며, 그에 내재되는 순수와 혼합되어 웨이퍼 기판상에 분사되도록 외부로부터 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급수단을 구비하여 식각완료후의 웨이퍼 세정시 순수용액내에서 국부전지형성에 의해 금속막에 형성된 금속배선이 부식되는 것을 방지하여 순수의 비저항값을 저하시킨 상태로 웨이퍼상에 분사하므로서 금속배선의 부식을 방지하여 반도체 소자의 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치
제1도는 본 고안에 의한 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치의 일실시예를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 웨이퍼 2 : 웨이퍼 홀더
3 : 분사노즐 4 : 질소공급라인
5 : 배수구 6 : CO2공급라인
7 : 순수 공급라인 8 : 구동모터
9 : 혼합액 저장탱크 10 : 세척용기
12 : 혼합액 공급라인 13 : 유량계
본 고안은 반도체 소자의 제조공정 중 금속막 식각공정에 적용되는 세정장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 금속배선 형성을 위한 식각 공정을 수행한 다음, 상기 웨이퍼를 세정할 경우, 순수용액에 의해 반도체 소자에 형성된 금속배선이 부식되는 것을 방지하는 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조공정 중 금속막의 식각공정시, 웨이퍼의 금속배선 형성에 사용되는 막종류는 통상적으로 Al-Si 합금막이 주로 사용되고 있으며, 금속막의 특성개선이 요구됨에 따라 일렉트로 마이그레이션(Electro-Migration) 특성이 우수한 Al-Si-Cu 합금막을 사용하게 되었다.
그러나, 상기한 금속막은 금속배선의 형성을 위한 식각공정후, 금속막 표면에 잔류되는 염소(Chlorine)성분을 포함하는 폴리머에 의해 금속막의 부식현상이 발생되며, 심한 경우에는 금속배선이 끊어지는 등의 문제점이 있었다.
그래서, 종래에는 금속막 식각공정이 완료된 후에, 감광막을 제거하고 순수용액을 사용하여 세정하므로써, 폴리머에 의한 금속막의 부식을 방지하였다. 이때, 상기 순수용액을 이용한 세정공정은 별도의 세정장치를 설치하여 공정을 진행하거나, 금속막 식각장치에 세정장치를 설치해서 일괄공정으로 진행하였다.
그러나, 상기 순수용액을 사용하는 경우에는 순수용액 내에서 국부전지(Electro Gavanic Cell)가 형성되고, 상기 국부전지에 의해 웨이퍼 상의 금속배선이 부식되는 현상이 발생하게 되므로 종래의 문제점을 완전히 해결하지는 못하였다.
따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 순수용액이 비저항값을 낮추어 상기 순수용액 내에 국부전지가 형성되지 않도록 구현하므로써, 금속배선이 형성된 웨이퍼의 세정시, 금속배선이 부식되는 것을 방지하는 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 하단부에 배수구가 형성된 소정크기의 세척용기와, 상기 세척용기의 내부에 구비되며, 그 상면에 금속막이 형성된 웨이퍼를 장착하여 회전시키는 홀더와, 상기 홀더를 구동시키는 구동수단과, 상기 세척용기의 외부에 장착되되, 웨이퍼 상의 금속막을 세정하기 위한 순수용액을 수용하는 저장탱크와, 외부로부터 상기 저장탱크에 순수를 공급하는 순수 공급라인과, 상기 저장탱크에 수용된 순수를 웨이퍼 상에 공급하는 세정액 공급라인과, 상기 세정액 공급라인의 단부에 장착되어 순수를 웨이퍼 상에 분사시키는 분사노즐을 구비한 반도체 소자의 세정장치에 있어서, 상기 저장탱크와 연통되며, 상기 저장탱크에 수용되어 있는 순수 용액과 혼합되어 그의 비저항값을 저하시키도록 이산화탄소를 상기 저장탱크에 공급하는 이산화탄소 공급수단과, 상기 이산화탄소 공급수단의 소정위치에 장착되어 이산화탄소의 공급유량을 조절하는 가스유량 조절수단과, 상기 세척용기의 상측 개방부에 장착되어, 세정된 웨이퍼가 신속하게 건조되도록 상기 웨이퍼에 질소를 공급하는 질소공급라인을 포함하며, 상기 저장탱크에 공급되는 이산화탄소의 양이 10SCCM이하로 조절되어 상기 순수가 4mΩ이하의 비저항값을 가지게한 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 의한 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치의 일실시예를 나타낸 구성도이며, 도면에서 1은 웨이퍼, 2는 웨이퍼 홀더, 3은 분사노즐, 4는 질소공급라인, 5는 배수구, 6은 CO2공급라인, 7은 순수 공급라인, 8은 구동모터, 9는 혼합액 저장탱크, 10은 세척용기, 12는 혼합액 공급라인, 13은 유량계를 각각 나타낸다.
본 고안에 의한 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치는 금속배선이 형성된 실리콘 기판의 세정시, 순수용액 내에서 국부전지가 형성되어 실리콘 기판의 금속배선이 부식되는 것을 방지하기 위해 구현한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이, 상측은 개방되어 있고, 하단부에는 배수구(5)가 형성된 세척용기(10)를 구비한다.
여기서, 상기 세척용기(10)의 내부에는 웨이퍼(1)를 착탈시킬 수 있는 웨이퍼 홀더(2)와, 웨이퍼(1)가 상면에 장착된 웨이퍼 홀더(2)를 구동시키는 구동모터(8)가 장착된다.
그리고, 상기 세척용기(10)의 외부에는 웨이퍼(1)를 세정하기 위한 혼합액이 수용되는 저장탱크(9)가 장착되며, 상기 혼합액 저장탱크(9)에는 순수 공급라인(7)과 이산화탄소 공급라인(6)이 연결되며, 상기 순수 공급라인(7)은 외부의 공급원으로부터 상기 저장탱크(9)에 순수용액을 공급하고, 상기 이산화탄소 공급라인(6)은 저장탱크(9)에 순수용액의 비저항값을 저하시키는 이산화 탄소(이하, CO2라 칭함)를 공급한다. 또한, 상기 CO2공급라인(6)의 관로상에는 유량계(13)가 장착되어 저장탱크(9)로 공급되는 CO2의 양이 항상 일정하도록 유량을 조절하며, 이때 상기 유량계(13)에 의해 제어되는 유량에 따라 상기 순수용액의 비저항값을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 혼합액 저장탱크(9)에는 세척용기(10)의 개방부측으로 연장된 혼합액 공급라인(12)이 장착되며, 상기 혼합액 공급라인(12)은 저장탱크(9)에 수용된 순수와 CO2의 혼합액을 웨이퍼(1) 상에 공급한다. 여기서, 상기 혼합액 공급라인(12)의 일단부에는 분사노즐(3)이 장착되며, 상기 분사노즐(3)은 혼합액 공급라인(12)으로부터 공급되는 혼합액을 상기 웨이퍼(1) 상에 분사한다.
또한, 상기 세척용기(10)의 상측 개방부에는 웨이퍼(1)의 상면에 질소를 공급하는 질소공급라인(4)이 장착되어, 혼합액 분사공정이 수행된 웨이퍼(1)가 신속하게 건조되도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 고안은, 외부로부터 순수 공급라인(7)과 CO2공급라인(6)을 통해 저장탱크(9)에 순수와 소정량의 CO2가스를 공급하면, 상기 순수는 CO2가스에 의해 국부전지가 형성되지 않을 정도의 비저항값을 가지게 된다. 여기서, 상기 혼합액 저장탱크(9) 내의 순수와 CO2가스 혼합액은 혼합액 공급라인(12)과 분사노즐(3)을 통해 웨이퍼(1) 상에 분사되어, 상기 웨이퍼(1)를 세정한다.
이때, 상기 혼합액 저장탱크(9)로 공급되는 CO2가스의 양은 유량계(13)에 의해 통상 10SCCM 이하로 조절되어, 순수가 4mΩ이하의 비저항값을 가지도록 함으로써, 적은 양의 이산화탄소를 순수에 혼합하는 것으로도 순수용액내에서 국부전지의 형성을 방지한다.
한편, 상기와 같이 순수용액에 의해 세정된 웨이퍼(1)은 질소공급라인(4)을 통해 분사된 질소가스에 M의해 신속하게 건조된다.
본 고안의 다른 실시예로서, 상기 저장탱크에서 순수와 CO2가스를 혼합하지 않고, 상기 순수 공급라인에 직접 CO2공급라인을 연결하여 상기 CO2가스량을 조절하면서 주입할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 고안은, 저장탱크에 공급되는 이산화탄소의 양을 10SCCM이하로 조절하여 순수용액의 비저항값을 4mΩ이하로 저하시키므로써, 상기 순수 용액 내에서 국부전지가 형성되지 않게 되고, 이에 따라 세정시, 웨이퍼 상에 형성된 금속배선이 순수용액에 의해 부식되는 것을 방지하고, 질소를 분사하여 세정된 웨이퍼를 신속하게 건조시키므로써 반도체 소자의 생산수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 하단부에 배수구가 형성된 소정크기의 세척용기와, 상기 세척용기의 내부에 구비되며, 그 상면에 금속막이 형성된 웨이퍼를 장착하여 회전시키는 홀더와, 상기 홀더를 구동시키는 구동수단과, 상기 세척용기의 외부에 장착되되, 웨이퍼 상의 금속막을 세정하기 위한 순수용액을 수용하는 저장탱크와, 외부로부터 상기 저장탱크에 순수를 공급하는 순수 공급라인과, 상기 저장탱크에 수용된 순수를 웨이퍼 상에 공급하는 세정액 공급라인과, 상기 세정액 공급라인의 단부에 장착되어 순수를 웨이퍼상에 분사시키는 분사노즐을 구비한 반도체 소자의 세정장치에 있어서, 상기 저장탱크와 연통되며, 상기 저장탱크에 수용되어 있는 순수용액과 혼합되어 그의 비저항값을 저하시키도록 이산화탄소를 상기 저장탱크에 공급하는 이산화탄소 공급수단과, 상기 이산화탄소 공급수단의 소정위치에 장착되어 이산화탄소의 공급유량을 조절하는 가스유량 조절수단과, 상기 세척용기의 상측 개방부에 장착되어, 세정된 웨이퍼가 신속하게 건조되도록 상기 웨이퍼에 질소를 공급하는 질소공급라인을 포함하며, 상기 저장탱크에 공급되는 이산화탄소의 양이 10SCCM이하로 조절되어 상기 순수가 4mΩ이하의 비저항값을 가지게한 반도체 소자의 부식방지를 위한 세정장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100425999B1 (ko) * 2001-12-27 2004-04-06 동부전자 주식회사 반도체 소자의 비아홀 린스 방법
KR100493251B1 (ko) * 1997-05-23 2005-08-05 세즈 아게 웨이퍼형물품처리장치
KR100563843B1 (ko) * 1998-11-02 2006-03-23 동경 엘렉트론 주식회사 기판세정장치 및 기판세정방법

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