KR100417647B1 - 반도체 소자의 클리닝 방법 - Google Patents

반도체 소자의 클리닝 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, NH3초임계 유체(super critical liquid)의 성질을 이용하여 반도체 소자의 클리닝과 스크럼빙을 효율적으로 실시하여 파티클과 가벼운 유기 물질을 제거하며, 또한 NH3의 온도 및 압력을 조절하여 클리닝 공정 및 회수 공정을 용이하게 실시 함으로써 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 클리닝 방법이 제시된다.

Description

반도체 소자의 클리닝 방법
반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 클리닝(cleaning) 공정 중 NH3를 이용한 클리닝(cleaning) 방법에 관한 것이다.
종래에는 클리닝(cleaning)이나 스크럼빙(scrubbing)을 위해서 H2O를 매체(media)로 사용하여 고압에서 분사하거나 웨이퍼를 회전시킴으로써 원심력을 이용하여 파티클(particle)을 제거하였다. 그러나 이 방법은 웨이퍼를 1장씩 처리해야 함으로써 시간이 오래 걸리고, 표면에 H2O나 OH- 이온이 흡착되어 후추 공정에서 산화막 불순물(oxide impurity)을 형성하여 그레인(grain) 성장에 영향을 주거나 콘택(contact) 저항을 증가시키는 요인이 되었다.
따라서, 본 발명은 NH3초임계 유체를 사용하여 그레인(grain) 성장 및 콘택(contact) 저항에 영향을 미치지 않으면서 파티클(particle)을 효과적으로 제거할 수 있는 클리닝(cleaning) 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 카세트가 카세트 콘테이너에 장착되면 초임계 유체를 암모니아 저장 콘테이너에서 카세트 콘테이너로 유입시키는 단계와, 상기 카세트 콘테이너로 유입된 초임계 유체가 고온고압 상태에서 클리닝 및 스크럼빙을 수행하는 단계와, 상기 클리닝 및 스크럼빙을 수행한 후 모든 가스를 저온 상태의 암모니아 포집 콘테이너로 유입시키는 단계와, 상기 암모니아 포집 콘테이너에서 온도 및 압력을 낮추어 암모니아의 기체상과 액체상을 분리시킨 후 고압의 퍼징 가스 콘테이너의 퍼징 가스를 암모니아 저장 콘테이너로 밀어내고 가스상은 암모니아 포집 콘테이너로 유출시켜 암모니아 가스를 재사용하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
첨부 도면은 본 발명에 따른 NH3초임계 유체를 이용한 클리닝 방법을 수행하는 클리닝 장치의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : NH3저장 콘테이너 2 : 카세트 콘테이너
3 : 퍼징 가스 콘테이너 4 : NH3포집 콘테이너
5 : 냉각 파이프 6 : 카세트
7 : 온도계 8 : 압력 게이지
9 : 제 1 밸브 10 : 제 2 밸브
11 : 제 3 밸브
본 발명은 NH3초임계 유체를 이용하여 반도체 소자의 클리닝(cleaning)과 스크럼빙(scrubbing)을 효율적으로 실시하기 위한 방법을 제공한다. 또한 NH3를 끓는점(boiling point)과 임계점(critical point) 부근에서 온도와 압력을 조절하여 클리닝(cleaning) 공정과 회수 공정을 용이하고 효율적으로 시행할 수 있게 한다.
본 발명에서 초임계 유체로 사용되는 NH3의 끓는점은 239.82Tb/K(-33.18℃)이고, 임계점은 405.5Tc/K(132.5℃)이다. 따라서 임계 상태는 온도 405.5Tc/K(132.5℃) 이상이어야 하고, 압력은 약 3atm 이상이어야 한다. 일정 부피의 콘테이너(container)에 액체 NH3를 주입하면 액체상과 기체상이 존재하게 되는데 온도를 증가시키면 압력이 증가하다가 임계 온도에서 액상-기상의 계면이 없어지고, 균일한 초임계 유체가 형성된다. 초임계 유체는 염기성을 띠기 때문에 가벼운 유기(light organic) 물질을 제거할 수 있고, 임계 상태에서는 유체의 활동도가 매우 크므로 파티클(particle) 제거에도 효과적이다.
첨부된 도면은 본 발명에 따른 NH3초임계 유체를 사용한 클리닝(cleaning) 방법을 수행하는 장치의 구성도로서, 이를 이용하여 본 발명은 상세히 설명하기로 한다.
본 발명이 적용되는 장치의 구성은 30atm 이상의 고압에서 견딜 수 있는 NH3저장 콘테이너(container)(1)와 카세트 콘테이너(cassette container)(2), 그리고저온으로 유지되는 NH3포집 콘테이너(container)(4)가 필요하다. 또한 이들을 연결하는 파이프와 밸브(valve)(9, 10, 11), 압력과 온도를 측정할 압력 게이지(8)와 온도계(7)가 필요하다. 각 콘테이너(container)의 온도를 조절할 수 있는 가열과 냉각 장치가 갖추어져야 한다. 한편 유체 이동이나 퍼징(purging)을 위한 고압의 퍼징 가스 콘테이너(purging gas container)(3)가 갖추어져야 한다.
카세트(Cassette)(6)가 카세트 콘테이너(cassette container)(2)에 장착되면 온도와 부피를 크게하므로써 임계 상태를 유지하고 있는 초임계 유체를 NH3저장 콘테이너(container)(1)에서 확산 방식을 이용하여 제 1 밸브(valve)(9)를 통하여 카세트 콘테이너(cassette container)(2)로 유입시킨 후 제 1 밸브(valve)(9)를 잠근다. 카세트 콘테이너(cassette container)(2)로 유입된 초임계 유체는 고온고압 상태에서 가벼운 유기물(light organic)과 파티클(particle)을 제거한다. 이 단계에서는 카세트(cassette)와 카세트(cassette) 내의 모든 웨이퍼(wafer)들이 클리닝(cleaning)과 스크럼빙(scrubbing)의 대상이 된다. 클리닝(cleaning)과 스크럼빙(scrubbing) 단계가 완료되면, 모든 가스를 저온 상태인 NH3포집 콘테이너(container)(4)로 보낸다. NH3를 다시 사용하려면 온도를 낮추거나, 제 1 밸브(Valve)(9)를 작동하여 압력을 낮추어 NH3의 기체상과 액체상을 분리시킨 후에 고압의 퍼징 가스 콘테이너(purging gas container)(3)의 퍼징 가스(purging gas)를 NH3저장 콘테이너(container)(1)로 밀어내고 가스상은 NH3포집콘테이너(container)(4)로 보낸다. 퍼징 가스로는 H2, He, N2및 Ar 가스를 사용한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 초임계 유체 기술을 메모리 및 비메모리 소자의 클리닝(cleaning)에 적용함으로써 기술 향상이 기대되며, 소자의 처리량(throughput)의 증가와 NH3회수에 따른 경제성을 향상시킬 수 있으며, 소자의 오염을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 카세트가 카세트 콘테이너에 장착되면 초임계 유체를 암모니아 저장 콘테이너에서 카세트 콘테이너로 유입시키는 단계와,
    상기 카세트 콘테이너로 유입된 초임계 유체가 고온고압 상태에서 클리닝 및 스크럼빙을 수행하는 단계와,
    상기 클리닝 및 스크럼빙을 수행한 후 모든 가스를 저온 상태의 암모니아 포집 콘테이너로 유입시키는 단계와,
    상기 암모니아 포집 콘테이너에서 온도 및 압력을 낮추어 암모니아의 기체상과 액체상을 분리시킨 후 고압의 퍼징 가스 콘테이너의 퍼징 가스를 암모니아 저장 콘테이너로 밀어내고 가스상은 암모니아 포집 콘테이너로 유출시켜 암모니아 가스를 재사용하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 클리닝 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 퍼징 가스는 H2, He, N2및 Ar 가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 클리닝 방법.
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