KR100421171B1 - 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법 및 그 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전기 현상을 이용하여 실리콘웨이퍼 및 전도막이 코팅된 기판 표면의 입자성 오염물을 제거토록 한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 입자성 오염물이 부착된 기판을 전기적으로 고립시키는 단계, 상기 기판에 이온 발생 장치를 이용하여 단일 이온화 기체를 공급하여 입자성 오염물과 기판이 동일 극성의 정전기를 형성토록 하여 기판을 대전시키는 단계, 상기 단계후 주변장치를 이용하여 유도된 정전 극성과 동일한 극성의 바이어스 전압을 상기 기판에 인가하여 상기 기판에 부착된 입자성 오염물을 탈착시키는 단계, 상기 단계후 기판을 접지시켜 정전기를 제거하는 단계를 수행하여, 기판(전도막이 코팅된 기판)에 화학적/물리적 손상을 주지 않는 정전기 현상을 이용하여 세정하는 방법으로 오염 입자를 기판에서 완전히 탈착시키고, 탈착된 오염 입자들이 지속적으로 동일 극성의 정전기를 유지토록 하여 기판에 입자성 오염물이 재 부착되는 것을 방지한다.

Description

기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법 및 그 제거장치{Method for removing particulate contaminant on the surface of substrate and Apparatus for removing thereof}

본 발명은 기판(반도체용 실리콘웨이퍼, LCD 및 PDP 등의 제조를 위한 투명 전도체가 코팅된 기판) 표면의 입자성 오염물 제거 방법에 관한 것으로서, 특히 정전기 현상을 이용하여 기판 표면의 입자성 오염물을 제거토록 한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법에 관한 것이다.

좀 더 상세하게는, 기판에 화학적/물리적 손상을 주지 않는 정전기 현상을 이용하여 세정하는 방법으로 오염 입자를 기판에서 탈착시키고, 탈착된 오염 입자들이 지속적으로 동일 극성의 정전기를 유지토록 하여 바이어스(Bias) 전압이 인가된 기판에 오염물이 재 부착되는 것을 방지하도록 한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체용 실리콘웨이퍼의 세정을 위해서는, HF, H₂SO₄, H₂O₂, IPA 등의 고순도 화학약품을 사용하고 있으며, 실리콘웨이퍼 세정 후 고순도 탈이온수를 이용하여 웨이퍼를 린스(Rinse)한다.

그러나 상기와 같은 실리콘웨이퍼 재사용을 위한 습식 세정은 다량의 화학약품을 사용하므로, 화학약품 처리비용이 많이 드는 단점이 있으며, 또한 제조단가가 높은 고순도 탈이온수를 사용함으로 인하여 실리콘웨이퍼 재생단가가 상대적으로 높아지는 단점이 있었다.

또한 화학약품의 사용으로 실리콘웨이퍼 표면의 에칭이 수반되어 실리콘웨이퍼의 두께가 감소함에 따라 실리콘웨이퍼의 재생 횟수가 한정되는 단점도 있었다.

한편, 유리 및 석영과 같은 부도체 기판의 표면에 부착된 오염물 제거를 위해서는 정전기를 이용한 입자 오염의 제거 기술이 사용되고 있으나, 이러한 기술은 오염물 탈착 능력이 화학약품 사용 방법에 비해 떨어지고, 정전기력의 약화로 탈착된 오염물이 기판에 재 부착되는 부작용을 발생하였다.

또한, 전도성 물질을 코팅한 기판의 경우, 상기와 같은 정전기를 이용한 입자성 오염물 제거 기술은 현재 개발되고 있지 않은 상태이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 전도성 물질을 코팅한 기판의 입자성 오염물 제거시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 정전기 현상을 이용하여 전도막이 코팅된 기판 또는 실리콘웨이퍼 표면의 입자성 오염물을 제거토록 한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법을 제공하는 데 있다.

좀 더 상세하게는, 기판(전도막이 코팅된 기판)에 화학적/물리적 손상을 주지 않는 정전기 현상을 이용하여 세정하는 방법으로 오염 입자를 기판에서 탈착 시키고, 탈착된 오염 입자들이 지속적으로 동일 극성의 정전기를 유지토록 하여 바이어스(Bias) 전압이 인가된 기판에 입자성 오염물이 재 부착되는 것을 방지하도록 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 "기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법"에 따르면,

입자성 오염물이 부착된 전도체 기판을 전기적으로 고립시키는 단계와;

상기 기판에 이온 발생 장치를 이용하여 단일 이온화 기체를 공급하여 입자성 오염물과 기판이 동일 극성의 정전기를 형성토록 하여 기판을 대전시키는 단계와;

상기 단계후 전기 공급 장치를 이용하여 유도된 정전 극성과 동일한 극성의 바이어스 전압을 상기 기판에 인가하여 상기 기판에 부착된 입자성 오염물을 탈착시켜 제거하는 단계와;

상기 단계후 기판을 접지시켜 잔류 정전기를 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 "기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법"은, 상기 기판을 접지시켜 정전기를 제거함과 동시에, 상기 이온 발생 장치를 이용하여 + 이온과 - 이온이 일정 주기(100㎐)로 변화하도록 이온을 발생시켜 정전기를 완전히 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

도1a 내지 도1f는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법을 보인 공정순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 ..... 기판

2 ..... 입자성 오염물

3 ..... 척(chuck)

5 ..... 이온 발생 장치

7 ..... 바이어스 전압

8 ..... 전기 공급 조절장치

11 ..... 정전기

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도1a 내지 도1f는 본 발명에 의한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법을 보인 공정도이다.

첨부한 도면 도1a 내지 도1f를 참조하여 본 발명에 의한 기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도1a에 도시된 바와 같이, 반도체인 실리콘웨이퍼 또는 투명 전도막이 코팅 된 기판(1)상에 입자성 오염물(2)이 존재하는 경우, 상기 입자성 오염물(2)이 부착된 기판(1)을 전기 공급 조절장치의 내부인 척(chuck)(3)에 올려놓는다. 그런 후 스위치(4)를 오프시켜 기판(1)을 전기적으로 고립시킨다. 즉, 상기 스위치(4)가도1a와 같이 오프된 상태일 경우에는, 기판(1)의 정전기 유도를 위하여 기판(1)이 전기적으로 고립된 상태를 나타낸다.

상기에서, 전기 공급 조절장치는 기본적으로 기판(1)의 전기적 상태를 조절하는 장치로, 반드시 도면과 동일한 구조일 필요는 없다.

다음으로, 도 1b와 같이 이온 발생 장치(5)를 이용하여 +이온 또는 -이온과 같은 단일 극성의 이온(6)만을 생성한 후 상기 입자성 오염물(2)이 부착된 기판(1) 표면에 이를 공급한다. 즉, 입자성 오염물(2)을 포함한 기판(1) 전면을 + 혹은 -의 단일 극성으로 대전(정전 유도)시키게 된다.

그러면 도1c에 도시한 바와 같이, 입자성 오염물(2)이 기판(1)과 동일 극성으로 대전됨에 따라, 기판(1) 표면에서 입자성 오염물(2)이 탈착되며, 이때 상기 전기 공급 조절장치(8)를 이용하여 상기 기판(1)에 유도 정전기와 동일 극성의 바이어스 전압(7)을 인가한다.

상기와 같이 기판(1)에 유도 정전기와 동일 극성의 바이어스 전압(7)을 인가하면, 입자성 오염물(2)과 기판(1)간의 정전기적 척력이 더욱 강해져 입자성 오염물(2)의 탈착이 더욱 용이해진다. 또한 정전기를 가진 입자성 오염물(2)이 기판(1)에 재 부착되는 것도 방지할 수 있다.

다음으로, 도1d에 도시된 바와 같이, 상기 이온 발생 장치(5)를 이용하여 동일 극성의 이온화 기체를 지속적으로 공급하여 기체 흐름(9)에 의해 탈착된 입자성 오염물(2)을 기판(1) 표면으로부터 완전히 제거한다. 여기서 이온 발생 장치(5)를 이용하여 지속적으로 동일 극성의 이온화 기체를 공급하면, 탈착된 입자성오염물(2)은 정전기를 유지하게되므로 기판(1)에 재 부착되는 것을 방지할 수 있다. 도1d에서 참조부호 10은 동일 극성의 전압을 지속적으로 공급해주는 것을 표시해주기 위한 표시 일 예이다.

다음으로, 도1e에 도시된 바와 같이, 입자성 오염물(2)을 완전히 제거한 상태에서, 기판(1) 및 그 주변 영역에 존재하는 정전기(11)를 제거하기 위해서, 상기 전원 공급 조절장치(8)를 제거하고, 척(3)을 접지시켜 기판(1)에 잔류하는 정전기(11)를 제거한다.

이때 상기 이온 발생 장치(5)를 이용하여 +이온과 -이온을 일정한 주기(100㎐이하)로 발생하여 기판(1) 및 그 주변 영역에 존재하는 정전기(11)를 완전히 제거하게 된다.

도1f는 정전기(11) 및 입자성 오염물(2)이 제거된 기판(1)을 보인 것이다.

이상에서 상술한 본 발명에 의한 "기판 표면의 입자성 오염물 제거 방법"에 따르면, 정전기력에 의해 기판에 부착된 입자성 오염물을 완전히 제거할 수 있으므로, 화학약품 사용으로 인한 화학약품 구매 및 처리비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 화학약품을 사용하지 않으므로, 기판의 화학적/물리적 손상을 방지할 수 있으며, 화학 약품을 사용하지 않으므로 반복 세정 시에도 에칭 등의 문제를 사전에 방지할 수 있어 기판의 수명 연장도 가능한 이점이 있다.

또한, 정전기력에만 의존하지 않고 기판에 동일 극성의 바이어스 전압을 인가함으로써, 입자성 오염물의 탈착이 더욱 용이해지는 장점이 있으며, 아울러 입자성 오염물이 기판에 재 부착되는 것도 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 입자성 오염물이 부착된 기판을 전기적으로 고립시키는 단계;

   이온 발생 장치를 통하여 상기 기판상으로 단일 극성의 이온화 기체를 공급하여 상기 입자성 오염물의 표면과 상기 기판의 표면에 동일 극성의 정전기를 형성하도록 대전시키는 단계;

   상기 기판에 부착된 상기 입자성 오염물의 탈착을 강화하기 위하여 상기 기판의 바닥에 유도된 정전기의 극성과 동일한 극성의 바이어스 전압을 인가하는 단계; 및

   상기 기판상으로 상기 단일 극성의 이온화 기체를 계속 공급하면서 상기 기판으로부터 탈착된 상기 입자성 오염물을 제거하는 단계를 포함하는 기판 표면의 입자성 오염물 제거방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 입자성 오염물을 제거하는 단계 이후에, 상기 기판을 접지시켜 상기 기판에 잔류하는 정전기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면의 입자성 오염물 제거방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 기판을 접지시켜 상기 기판에 잔류하는 정전기를 제거하는 단계는, 상기 기판의 접지와 동시에 상기 이온 발생 장치를 이용하여 양이온과 음이온을 일정 주기로 변화시키면서 발생시켜 상기 기판에 잔류하는 정전기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면의 입자성 오염물 제거방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼 또는 표면에 전도성 물질이 코팅된 기판인 것을 특징으로 하는 기판 표면의 입자성 오염물 제거방법.
6. 기판을 장착할 수 있는 척;

   상기 척에 장착되는 상기 기판상으로 단일 극성의 이온화 기체를 공급할 수 있는 이온 발생 장치;

   상기 척과 연결되어 상기 척상에 장착되는 상기 기판의 접지여부를 결정하는 스위치; 및

   상기 척과 연결되어 상기 척에 일정한 극성의 바이어스 전압을 인가할 수 있는 전기 공급 조절장치를 포함하는 기판 표면의 입자성 오염물 제거장치.