KR100190287B1 - 웨이퍼 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 웨이퍼 세정시에 웨이퍼의 세정정도를 확인할 수 있도록 세정액의 비저항값을 측정하여 제공하는 비저항계의 고장 유무를 감지하여 웨이퍼 세정의 신뢰성을 향상시킬 있도록 한 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계의 측정값에 의해 웨이퍼 세정정도를 판별하는 웨이퍼 세정방법에 있어서, 웨이퍼를 투입하고 웨이퍼 세정을 진행하는 제1 단계; 상기 웨이퍼 세정중에 상기 비저항계를 통해 상기 세정액의 비저항값을 측정하고 상기 세정액의 비저항값과 소정의 제1 설정값과 비교하는 제2 단계; 상기 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이상이면 세정을 종료하고 웨이퍼를 배출하는 제3 단계; 상기 제3 단계 후 세정액의 공급을 중단하고, 이 상태에서 소정시간동안 시간을 지연시키는 제4 단계; 소정 시간지연 후 상기 세정액의 비저항값을 측정하여 이를 소정의 제2 설정값과 비교하는 제5 단계; 상기 제5 단계에서 세정액의 비저항값이 제2 설정값 이상이면 상기 비저항계에 이상이 있음을 경보하고, 상기 세정액의 비저항값이 상기 제2 설정값 이하이면 후속의 웨이퍼 세정공정을 진행하는 제6 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 이로써, 본 발명은 웨이퍼 세정의 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Description

웨이퍼 세정방법

본 발명은 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 웨이퍼 세정시에 웨이퍼의 세정정도를 확인할 수 있도록 세정액의 비저항값을 측정하여 제공하는 비저항계의 고장 유무를 감지하여 웨이퍼 세정의 신뢰성을 향상시킬 있도록 한 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 디바이스의 제조공정에는 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정공정도 포함되는데, 상기 웨이퍼 세정공정은 초기 세정, 게이트 산화전의 세정, 알루미늄(Al) 증착 전 세정(또는, 최종 세정; final rinse)등으로 나뉘어진다. 여기서, 상기 최종 세정은 탈이온수(DIW; 이하, DIW라 약칭한다) 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정한다.

상기와 같이 DIW를 이용하여 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼의 최종 세정 공정에 있어서, 종래에는 웨이퍼 세정정도의 판단을 다음과 같은 방식으로 하였다. 즉, 세정 대상 웨이퍼가 소정의 세정조(bath)에 투입되면, 투입된 세정 대상 웨이퍼를 소정시간동안 세정한 후, DIW의 비저항값을 측정하여 그 측정값이 설정된 비저항값 이상이 되었으면 세척이 종료된 것으로 판단하였다. 이를 도 1를 참조하면서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 세정공정 순서도에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼가 세정조에 투입되면 세정이 시작되고 소정시간동안 세정이 진행된다(S1,2 단계). 이전에, 세정조에 DIW 세정액이 공급되는 것은 물론이다. 웨이퍼의 세정은 미리 설정된 시간동안 진행되는데, 그 시간이 경과되기 전까지는 S2 단계, 즉 세정 공정을 계속한다(S3 단계). 만일, S3 단계에서 설정된 시간동안 웨이퍼의 세정이 진행되었다고 확인되면, S4 단계에서 DIW 세정액의 비저항값이 설정된 비저항값 이상인지를 판단한다. 이때, 세정액의 비저항값 측정은 세정조에 설치된 비저항계에 의한다. 만일, S4 단계에서 비저항계에 의해 측정된 DIW의 비저항값이 설정된 비저항값 이상이면, 세척을 종료하고 세척된 웨이퍼를 배출하지만(S5 단계), 만일 측정된 DIW 세정액의 비저항값이 설정된 비저항값보다 작으면, 경보를 발하여 세정공정에 이상이 있음을 알린다.

그런데, 상기와 같은 종래의 웨이퍼 세정방법의 경우, 세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계가 고장을 일으켜 세정정도에 상관없이 계속해서 세정액의 비저항값이 설정값 이상(세정이 충분히 완료된 상태)인 것으로 표시하였을 때, 이를 확인할 방법이 없어 후속공정에서 웨이퍼의 불량을 유발시키는 문제점이 있었다. 즉,웨이퍼가 충분히 세정되지 않은 상태에서 비저항계가 그 고장으로 인하여 세정액의 비저항값이 일정값(또는, 설정값)이상인 것으로 표시하면, 웨이퍼 세정시스템은 웨이퍼가 충분히 세정된 것으로 판단하여 화학약품 및/또는 오염물등이 완전히 세정되지 않은 웨이퍼를 다음 공정으로 이송하기 때문에, 이 경우 후속공정에서 웨이퍼의 치명적인 불량을 유발시키는 문제점을 가지게 되었다. 여기서, 웨이퍼의 세정불충분으로 인한 웨이퍼의 불량은 바로 이어지는 공정에서는 용이하게 발견되지 않고, 대부분이 최종 공정에서 발견되는 특성이 있어, 반도체 디바이스의 생산량을 저하시키는 원인이 되고 있다.

도 1은 종래 웨이퍼 세정방법의 단계를 도시한 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법의 단계를 도시한 공정도.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 웨이퍼 세정 공정중에 세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계의 정상동작 유무를 확인함으로써 웨이퍼 세정의 신뢰성이 향상될 수 있도록 한 웨이퍼 세정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 웨이퍼 세정 공정중에 세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계가 정상적으로 작동할 경우, 웨이퍼 세정중에 세정액의 비저항값이 점진적으로 증가하여 최고치에 도달하는 형태로 표시하고, 세정이 종료되고 웨이퍼가 배출된 후에는 세정액의 비저항값이 점진적으로 낮아져 소정 시간이 경과하면 소정의 설정값 이하로 떨어지는 형태로 표시한다는 점에 착안하여, 비저항계의 고장(예를 들면, 세정이 불충분하게 되었음에도 불구하고 세정액의 비저항값을 소정의 설정값 이상으로 표시하는 상태)으로 인하여 웨이퍼가 불충분한 세정상태로 배출된 것을 감지할 수 있도록 된 웨이퍼 세정방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법은,

세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계의 측정값에 의해 웨이퍼 세정정도를 판별하는 웨이퍼 세정방법에 있어서,

웨이퍼를 투입하고 웨이퍼 세정을 진행하는 제1 단계; 상기 웨이퍼 세정중에 상기 비저항계를 통해 상기 세정액의 비저항값을 측정하고 상기 세정액의 비저항값과 소정의 제1 설정값과 비교하는 제2 단계; 상기 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이상이면 세정을 종료하고 웨이퍼를 배출하는 제3 단계; 상기 제3 단계 후 세정액의 공급을 중단하고, 이 상태에서 소정시간동안 시간을 지연시키는 제4 단계; 소정 시간지연 후 상기 세정액의 비저항값을 측정하여 이를 소정의 제2 설정값과 비교하는 제5 단계; 상기 제5 단계에서 세정액의 비저항값이 제2 설정값 이상이면 상기 비저항계에 이상이 있음을 경보하고, 상기 세정액의 비저항값이 상기 제2 설정값 이하이면 후속의 웨이퍼 세정공정을 진행하는 제6 단계;를 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 단계에서 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이하이면 제1 단계의 웨이퍼 세정을 진행시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값과 같거나 그 이하이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼 세정방법은 상기 비저항계에 이상이 있음을 알리는 경보가 발생되면, 그 전에 세정되었던 웨이퍼를 재차 세정하는등의 재처리 공정단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법은, 웨이퍼 세정시에 웨이퍼의 세정정도를 확인할 수 있도록 세정액의 비저항값을 측정하여 제공하는 비저항계의 고장 유무를 감지하여 웨이퍼 세정의 신뢰성이 향상될 수 있도록 한 것으로서, 웨이퍼를 투입하고 웨이퍼 세정을 진행하는 제1 단계(S10)와, 상기 웨이퍼 세정중에 상기 비저항계를 통해 상기 세정액의 비저항값을 측정하고 상기 세정액의 비저항값과 소정의 제1 설정값과 비교하는 제2 단계(S20)와, 상기 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이상이면 세정을 종료하고 웨이퍼를 배출하는 제3 단계(S30)와, 상기 제3 단계(S30) 후 세정액의 공급을 중단하고, 이 상태에서 소정시간동안 시간을 지연시키는 제4 단계(S40)(S50)와, 소정 시간지연 후 상기 세정액의 비저항값을 측정하여 이를 소정의 제2 설정값과 비교하는 제5 단계(S60), 및 상기 제5 단계(S60)에서 세정액의 비저항값이 제2 설정값 이상이면 상기 비저항계에 이상이 있음을 경보하고, 상기 세정액의 비저항값이 상기 제2 설정값 이하이면 후속의 웨이퍼 세정공정을 진행하는 제6 단계(S70)(S80);를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제2 설정값은 바람직하게 상기 제1 설정값과 같거나 그 이하로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 제2 단계(S20)에서 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이하이면 제1 단계(S10)의 웨이퍼 세정을 바람직하게 진행시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명은 상기 비저항계에 이상이 있음을 알리는 경보가 발생되면, 그 전에 세정되었던 웨이퍼를 재차 세정하는등의 재처리 공정을 바람직하게 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법의 작용을 도 2를 참조하면서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 세정액이 공급되는 세정조(bath)에 웨이퍼를 투입하여 웨이퍼를 세정한다(S10 단계). 웨이퍼가 세정되는 중에 세정액의 비저항값은 소정의 비저항계에 의해 측정된다. 상기 비저항계에 의해 측정된 세정액의 비저항값은 미리 설정된 제1 설정값과 비교되어, 만일 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이상이면, 웨이퍼 세정을 종료하여 웨이퍼를 배출하며, 만일 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이하(또는, 미만)이면 웨이퍼 세정이 계속 진행되도록 한다(S20, S30단계). 여기서, 상기 제1 설정값은 실험을 통해 용이하게 결정될 수 있다는 것을 당업자 수준에서 이해될 것이다.

상기와 같이 비저항계에 의해 측정된 세정액의 비저항값이 제1 설정값 이상이 되어 웨이퍼를 배출했으면, 세정조로의 세정액 공급을 중단하고 일정시간동안 시간을 지연시킨다(S40, S50단계). 이와 같이 하는 이유는 세정액의 비저항값을 줄이기 위해서이다. 웨이퍼가 배출된 후, 소정 시간이 지연되었으면, 상기 비저항계를 통해 세정액의 비저항값을 재차 측정한다. 만일, 상기 비저항계에 의해 재차 측정된 세정액의 비저항값이 미리 설정된 제2 설정값 이상이면, 비저항계에 이상이 있는 것이므로 경보를 발생한다(S60, S70 단계). 상기와 같이 경보를 발하는 이유는, 웨이퍼 배출 후 소정시간이 지연되면, 세정액의 비저항값은 그 특성에 의해 일정 값(예를 들면, 제2 설정값)이하로 필연적으로 감소되게 되는데, 이를 상기 비저항계가 적절하게 측정하지 못한 것으로 볼 수 있기 때문이다. 여기서, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값과 같게 하게나 그 이하로 하는 것이 바람직하며, 이 값은 실험을 통해서 용이하게 결정될 수 있다.

상기와 같이 해서 비저항계에 이상이 발생했다는 경보가 발생되면, S10-S30단계의 공정을 통해 배출된 웨이퍼를 재차 세정하거나 다른 처리공정에 투입시킨다. 이와 같이 하는 이유는 전 단계에서 비저항계의 세정액 측정값이 잘못되어 웨이퍼가 불충분하게 세정되었을 수 있기 때문이다.

그러나, 상기 S60 단계에서 상기 비저항계에 의해 측정된 세정액의 비저항값이 제2 설정값 이하이면, 이는 상기 비저항계가 세정액의 비저항값을 정상적으로 측정하고 있다는 것을 나타내는 것임으로 다른 웨이퍼의 세정공정이 진행되도록 한다(S80 단계).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 세정방법은, 웨이퍼 세정액의 비저항값을 측정하여 웨이퍼의 세정정도를 판단하도록 하는 비저항계의 정상작동 유무를 확인함으로써 웨이퍼 세정의 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Claims (4)

1. 세정액의 비저항값을 측정하는 비저항계의 측정값에 의해 웨이퍼 세정정도를 판별하는 웨이퍼 세정방법에 있어서,

   웨이퍼를 투입하고 웨이퍼 세정을 진행하는 제1 단계; 상기 웨이퍼 세정중에 상기 비저항계를 통해 상기 세정액의 비저항값을 측정하고 상기 세정액의 비저항값과 소정의 제1 설정값과 비교하는 제2 단계; 상기 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이상이면 세정을 종료하고 웨이퍼를 배출하는 제3 단계; 상기 제3 단계 후 세정액의 공급을 중단하고, 이 상태에서 소정시간동안 시간을 지연시키는 제4 단계; 소정 시간지연 후 상기 세정액의 비저항값을 측정하여 이를 소정의 제2 설정값과 비교하는 제5 단계; 상기 제5 단계에서 세정액의 비저항값이 제2 설정값 이상이면 상기 비저항계에 이상이 있음을 경보하고, 상기 세정액의 비저항값이 상기 제2 설정값 이하이면 후속의 웨이퍼 세정공정을 진행하는 제6 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 단계에서 세정액의 비저항값이 상기 제1 설정값 이하이면 제1 단계의 웨이퍼 세정을 계속 진행시키도록 한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값과 같거나 그 이하인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 세정방법은 상기 비저항계에 이상이 있음을 알리는 경보가 발생되면, 그 전에 세정되었던 웨이퍼를 재차 세정하는 재처리 공정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.