KR100190090B1 - 스크러버를 이용한 기판 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크러버(scrubber)를 이용한 세정방법에 관한 것으로서 스크러버를 기판과 접촉된 상태에서 기판의 중앙에서 바깥으로 이동시키면서 세정한 후 다시 기판의 중앙으로 이동시킬 때는 기판과 접촉되지 않은 상태로 이동시켜 기판 세정을 실시한다. 이와 같이 스크러버를 기판의 중앙으로 이동시킬 때 스크러버와 기판이 접촉되지 않게 함으로써 스크러버내에 항시 부착되어 있는 오염물질의 양을 최소화하고 기판에 남아 있는 오염물질을 기판의 바깥으로 최대한 제거하여 기판에 남아 있는 오염물질의 양을 최소화하여 기판의 세정효율을 극대화할 수 있다.

Description

스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법

본 발명은 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법에 관한 것으로서 특히, 기판 중심으로 스크러버를 이동시킬 때 기판과 스크러버가 접촉되지 않게 하여 기판에서의 오염물질의 제거효율을 극대화하는 방법에 관한 것이다.

반도체장치를 제조하는 공정에서 기판 프로세스(process)의 가장 기본적인 기술의 하나가 바로 세정기술이다. 기판 프로세스 자체가 많은 요소 기술을 가지고 있는데, 그중 세정기술은 말하자면 이들 많은 기술들 사이를 연결해주는 필수공정이라고 말할 수 있다.

현재의 LSI(Large Scale IC)기술에서는 이미 2미크론(㎛)수준의 치수를 갖는 디바이스가 양산되고 있는데, 그와 같은 미세한 디멘션(dimension)이 관여하는 프로세스에서는 당연히 초 세정 환경이 필요하고, 다시 그것을 유지하기 위한 표면처리, 세정기술이 필요하다. 일반적으로는 패턴 치수의 10분의 1 정도의 사이즈인 입자마저도 디바이스의 성능이나 수율에 관계한다고 하지만, 그것도 당연하다고 할 수 있다. 실제로는 입자의 사이즈나 오염의 면적보다, 그것이 여하히 치명적인 장소에 존재하느냐가 중요한 일인데, 어느 경우이건 실리콘 기판 표면의 오염은 제거되어야 한다.

반도체 디바이스의 제조과정에서는 실리콘 기판의 표면에 여려가지 물질을 도포하거나, 부착시키거나, 또 분위기 중에서 열처리하는 공정 등이 있지만, 그 동안 표면에는 각종 오염이 생기거나 잔조하거나 할 가능성이 있다. 세정기술은 이러한 여러가지 오염을 물리적, 화학적 방법을 사용하여 제거하는 기술이다.

실리콘 표면은 그 자신 일종의 촉매작용을 가지고 있고, 많은 물질의 흡착성을 가지고 있어서, 청정하면 어느 정도 활성이나 산화, 확산 등의 공정마다 대응하는 표면 세정화의 방식이 필요하다는 것은 말할 필요도 없다.

기판 프로세스에서 세정의 대상이 되는 것은 기판뿐만 아니라 제조공정에서 기판을 처리하기 위한 기구나 튜브, 용기 등도 동일하게 항상 청정화해 두어야 한다. 실리콘 기판에 있어서는 이들을 처리하기 위한 장치, 부품 등이 중요한 오염소스가 된다.

열 처리공정에서 사용되는 석영튜브나 보드 등에 대해서는 퇴적한 불순물이나 파티클의 원인이 되는 부착물을 정기적인 세정에 의해서 제거할 필요가 있고 공정관리상의 중요항목이다. 또 에픽텍셜 성장요 그래파이트 세섭트위에 퇴적되는 실리콘의 제거 등도 세정처리의 하나라고 할 수 있다.

증착용 벨 자(bell jar)나 내부 기구에의 부착물 제거도 정기적으로 행하는 중요한 세정기술의 하나이다. 이와 같이 프로세스에서의 세정의 대상물은 광범위해서 각각 개별의 세정방법이 연구되고 있다.

기본적 세정방법으로는 화학적 방법과 물리적 방법으로 분류할 수 있다. 화학적 세정방법은 표면의 오염을 순수를 이용하여 씻어내거나 에칭, 산화 환원반응등에 의해서 제거하는 것으로, 여러가지 약품이나 가스를 사용한 것이다.

화학적 세정방법에서는 기판이나 기타 세정대상물의 표면에 부착된 입자는 순수를 사용하여 흘려버리고, 유기물은 용제로 용해하여 제거하거나, 산화성 산으로 제거하거나, 산소플라즈마 중에서 탄화시켜 제거한다. 경우에 따라서는 표면을 일정량 에칭해서 새로운 청정 표면을 노출시키기도 한다.

화학적 방법과는 달리 물리적 방법을 이용하는 세정방법에서는 초음파를 이용하여 세정 대상물에서 흡착물을 제거하거나, 브러쉬(brush)나 고압수를 사용하는 스크러버로 세정대상물에서 오염물을 제거하고 있다. 일반적으로 물리적 세정방법은 화학적 세정방법과 조합함으로써 보다 효율적으로 세정을 행하고 있다.

실제로 사용되고 있는 기본적 세정방법에서 가장 중요한 과정은 순수를 사용하는 세정으로 그 밖의 약품등에 의한 세정공정을 정지시키고, 그것들의 약퓸 성분이나 표면 생성물을 유출 제거시키는 역할을 담당하고 있다. 따라서 효율적인 수세 방법 즉, 캐스캐이형 순수세정(오버플로우(overflow)방식)이나 초음파 조를 사용한 것, 브러쉬 또는 고압분류를 이용하는 스크러버(scrubber)의 사용 등이 행해진다. 세정대상물의 표면에서 제거된 입자나 먼지, 생성물 등은 수면에 뜨는 것이 많다. 따라서 오버플로 방식으로 유출시키는 것이 바람직하다. 초음파 조를 이용한 수세에서는 에너지나 시간에 따라서 디바이스에 손상을 주는 경우가 있다. 스크러버를 사용한 세정에서는 브러쉬등을 이용하므로 세정대상물에 부착된 고형 오염물질을 제거하는데 세정효율이 높다. 스크러버를 이용한 세정에서는 스크러버를 세정대상물의 표면 이곳 저곳을 회전상태로 이동시키면서 대상물에서 오염물질을 제거한다. 이때, 세정대상물도 회전상태에 있다. 따라서 세정대상물에서 제거된 오염물질의 이동 방향은 스크러버의 회전과 이동 및 세정대상물이 회전에도 영향을 받게 된다. 도 1에는 종래 기술에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법에서의 기판상에 있는 오염물질의 이동을 나타내었는데, 세정대상물(10)과 스크러버(12)는 세정내내 접촉된 상태로 있게 된다. 이와 같은 상태로 세정이 계속되면, 스크러버(12)의 가장자리에 위치한 오염물질의 이동방향(14)은 세정대상물(10)의 표면에서 분리되어 스크러버를 벗어나는 방향이지만, 스커러버(12)의 중심에 가까이 위치한 오염물질은 도 1에 도시한 바와 같이 세정대상물의 표면에 그대로 묻어 있는 상태로 원운동을 계속하게 된다.

상술한 바와 같이 다양한 세정방법중 스크러버를 이용한 세정방법에서는 항시 스크러버와 세정대상물이 접촉되어 있는 상태이므로 오염물질이 세정대상물이나 스크러버내에 항시 존재하여 스크러버의 오염가능성이 높아진다. 따라서 후속 다른 세정대상물의 세정에 장애를 줄 가능성이 높다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로 스크러버의 이동방식을 변경하여 스크러버에 오염물질이 묻는 것을 최소화하고 세정대상물에서 오염물질의 제거 효율을 극대화할 수 있는 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법에서의 기판상에 있는 오염물질의 이동을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법에서의 오염물질의 이동을 나타낸 도면들이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

40:기판.

42:스크러버(scrubber).

44:오염물질의 이동방향.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법은; 세정할 때는 스크러버(scrubber)를 세정대상물과 접촉시켜서 세정하고 세정과정에서 상기 스크러버를 상기 세정대상물의 다른 위치로 이동시킬 때는 상기 세정대상물과 비 접촉상태로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 스크러버를 상기 세정대상물의 중심에서 세정대상물의 바깥쪽으로 가져갈 때는 상기 세정대상물과 접촉상태로 이동시키고 상기 스크러버를 다시 상기 세정대상물의 중심으로 이동시킬 때는 상기 세정대상물과 비 접촉상태로 이동시킨다.

본 발명은 스크러버를 세정시는 세정대상물과 접촉시키고 이동시킬 때는 비 접촉상태로 하므로 스크러버와 세정대상물이 항시 접촉상태로 있는 종래 기술에 비해 스크러버에 오염물질이 묻어 있는 정도를 최소화할 수 있고 세정대상물로부터 오염물질의 제거효율을 높일 수 있어서 세정대상물의 세정효율을 높일 수 있다. 또한, 후속 다른 세정대상물의 세정에 양질의 스크러버를 제공할 수도 있어서 계속적으로 세정효율을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법에서의 오염물질의 이동을 나타낸 도면들이다. 도 2 내지 도 5에서는 오염물질의 이동뿐만 아니라 스크러버(42)의 이동도 볼 수 있다. 최초 스크러버(42)의 위치는 도 2에 도시한 바와 같이 스크러버(42)의 상단이 세정대상물(40)의 중앙에 접촉된 상태로 위치해 있다. 그리고 상기 스크러버(42)의 하단은 이미 상기 세정대상물(40)의 바깥을 벗어나 있다. 도 2 내지 도 5에는 도시하지 않았지만, 스크러버와 세정대상물은 회전하고 있다. 도 2에서 상기 스크러버(42)의 세정작용에 의해 세정대상물(40)에 묻어 있는 오염물질들의 이동방향(44)은 상기 세정대상물(40)의 아래방향을 향하고 있다.

도 3은 상기 스크러버(42)가 상기 세정대상물에서 좀 더 아래쪽으로 이동한 상황을 나타낸다. 구체적으로는 상기 스크러버(42)의 상단은 상기 세정대상물(40)의 중심을 지나 아래쪽에 위치해 있다. 상기 스크러버(42)의 위쪽 절반은 상기 세정대상물(40)의 아래쪽에 있고 절반은 상기 세정대상물(40)의 바깥쪽에 있다. 따라서 도 2에서 상기 세정대상물(40)의 아래쪽에 있던 일부 오염물질들은 상기 세정대상물(40)의 아래쪽으로 제거된다. 상기 스크러버(42)와 세정대상물(40)은 서로 회전상태에 있으므로 도 3에서 상기 스크러버(42)의 상기 세정대상물(40)과 접촉되어 있는 부분은 상기 세정대상물(40)에서 오염물질을 제거하여 상기 세정대상물(40)의 아래쪽으로 제거한다. 따라서 상기 스크러버(42)의 하향이동과 함께 상기 세정대상물(40)에서 오염물질은 제거된다. 그리고 상기 스크러버(42)도 상기 세정대상물(40)과 비 접촉되어 있는 부분에서는 회전에 의해 상기 스크러버(42) 자체에 묻어 있는 오염물질을 최대한 제거할 수 있다. 계속해서 상기 스크러버(42)를 점점 더 상기 세정대상물(40)의 아래방향으로 이동시켜서 상기 세정대상물(40)과 상기 스크러버(42)가 접촉되는 면적이 작아지게 한다(도 4 및 도 5). 도 5 이후에는 상기 스크러버(42)는 상기 세정대상물로부터 완전히 벗어나게 된다. 상기 세정대상물(40)의 세정을 이와 같이 한번으로는 완전해 지지 않고 아직 세정되지 않은 부분이 있다. 따라서 상기 스크러버(42)를 상기 세정대상물(40)의 중심으로 이동시켜서 상기 세정대상물의 다른 방향으로 세정을 실시한다. 이때, 상기 스크러버(42)를 상기 세정대상물의 중심에 재 위치시키기 위해 이동시킬 때는 상기 세정대상물(40)과 상기 스크러버(42)를 비 접촉 상태로 이동시킨다. 도 2 내지 도 5를 다시 참조하면, 상기 세정대상물(40)의 아래방향으로 세정을 하면서 이동한 상기 스크러버를 상기 세정대상물(40)의 윗 쪽으로 들어올려서 상기 세정대상물(40)과 일정간격 이격시킨다. 이어서 이 상태를 유지하면서 상기 스크러버(42)를 상기 세정대상물(40)의 중심 위치로 이동시킨 후 상기 스크러버(42)를 서서히 내려서 상기 세정대상물(40)과 접촉시킨다. 상기 스크러버(42)가 상기 세정대상물(40)과 완전히 접촉되면 상기 세정대상물의 세정하지 않은 부분으로 상기 스크러버(42)를 이동시켜 세정을 실시한다. 상기 기술한 내용은 상기 스크러버(42)에 의한 상기 세정대상물(40)의 세정이 완전히 종료될 때까지 반복적으로 실시한다. 즉, 상기 스크러버(42)를 세정시는 접촉상태로 유지하고 이동시에는 비 접촉상태로 유지한다. 이와 같은 본 발명에 의한 실시예에서는 상기 스크러버(42)의 상태가 세정시와 이동시 달라지는데 반해 종래 기술에 의한 세정방법에서는 스크러버를 세정대상물로부터 완전히 이탈시키지 않고 스크러버의 일정부분 또는 전면을 항시 세정대상물과 접촉상태를 유지하면서 세정대상물의 이곳 저곳을 이동하여 세정대상물을 세정한다.

따라서 본 발명에 의한 실시예에서는 스크러버를 세정대상물의 일정방향으로 세정을 실시한 후 완전히 이탈시키고 다시 상기 세정대상물의 중심으로 비 접촉상태로 이동시켜서 세정대상물의 다른 방향으로 세정을 실시한다. 따라서 스크러버와 세정대상물이 항시 접촉상태로 있는 종래 기술에 비해 스크러버에 오염물질이 묻어 있는 정도를 최소화할 수 있고, 세정대상물로부터 오염물질의 제거효율을 높일 수 있어서 세정대상물의 세정효율을 높일 수 있다. 또한, 후속 다른 세정대상물의 세정에 양질의 스크러버를 제공할 수도 있어서 계속적으로 고 효율의 세정을 유지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.

Claims (2)

1. 세정할 때는 스크러버(scrubber)를 세정대상물과 접촉시켜서 세정하고 세정과정에서 상기 스크러버를 상기 세정대상물의 다른 위치로 이동시킬 때는 상기 세정대상물과 비 접촉상태로 이동시키는 것을 특징으로 하는 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크러버를 상기 세정대상물의 중심에서 세정대상물의 바깥쪽으로 가져갈 때는 상기 세정대상물과 접촉상태로 세정하면서 이동시키고 상기 스크러버를 다시 상기 세정대상물의 중심으로 이동시킬 때는 상기 세정대상물과 비 접촉상태로 이동시키는 것을 특징으로 하는 스크러버(scrubber)를 이용한 기판 세정방법.