KR100532950B1 - Wet-cleaning method of wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 습식 세정 방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 웨이퍼 습식 세정 방법은, 습식 세정용기 내에 서로 섞이지 않는 극성 케미컬층과 무극성 케미컬층으로 이루어진 2층의 케미컬액을 상기 무극성 케미컬층이 위에 배치되게 채우는 단계; 상기 습식 세정용기 내의 극성 케미컬층 내에 잠기도록 웨이퍼를 수직 방향으로 인입시켜 상기 웨이퍼 표면으로부터 입자성 이물을 제거하는 단계; 및 상기 표면의 입자성 이물이 제거된 웨이퍼를 상기 습식 세정용기 밖으로 인출시키는 단계;를 포함하며, 상기 웨이퍼 표면으로부터 제거된 입자성 이물은 극성 케미컬 내에 부유되며, 상기 습식 세정용기 밖으로의 웨이퍼 인출시 상기 극성 케미컬 내에 부유하고 있는 입자성 이물은 상기 무극성 케미컬층의 방해 작용에 의해 상기 웨이퍼 표면에 재흡착되는 것이 방지되는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses a wafer wet cleaning method. The disclosed wet cleaning method of the present invention comprises the steps of: filling a non-chemical chemical layer disposed thereon with a two-layered chemical liquid comprising a polar chemical layer and a non-polar chemical layer which are not mixed with each other in a wet cleaning container; Removing particulate foreign material from the wafer surface by drawing the wafer in a vertical direction to be immersed in the polar chemical layer in the wet cleaning vessel; And drawing out the wafer from which the particulate foreign material on the surface has been removed from the wet cleaning container, wherein the particulate foreign material removed from the wafer surface is suspended in the polar chemical and is removed from the wet cleaning container. Particulate foreign matter suspended in the polar chemical is prevented from being resorbed on the surface of the wafer by the interference action of the non-polar chemical layer.
Description
본 발명은 웨이퍼 세정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 케미컬액을 이용하여 웨이퍼 표면의 입자성 이물을 제거하는 웨이퍼 습식 세정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer cleaning method, and more particularly, to a wafer wet cleaning method for removing particulate foreign matter on a wafer surface using a chemical liquid.
일반적으로 알려진 바와 같이, 반도체 소자가 고집적화 및 고성능화됨에 따라 실리콘 웨이퍼에 대한 세정도 요구가 더욱 엄격해지고 있다. 따라서, 청정도가 높은 웨이퍼 표면을 확보하는 세정 기술이 무엇보다도 절실하게 요구되고 있다.As is generally known, as semiconductor devices become more integrated and higher performance, the demand for cleaning of silicon wafers becomes ever more stringent. Therefore, above all, there is an urgent need for a cleaning technology for securing a wafer surface having high cleanliness.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of wet cleaning a wafer according to the related art.
종래 기술에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법은, 먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 습식 세정용기(1) 내에 케미컬액(4)을 채운다. 이때, 상기 케미컬액(4)은 웨이퍼 표면의 입자성 이물을 제거하기 위한 것으로서, HF 또는 DI.W(DeIonized Water) 등을 이용한다. In the wafer wet cleaning method according to the related art, first, as shown in FIG. 1A, the chemical liquid 4 is filled into the wet cleaning container 1. At this time, the chemical liquid 4 is for removing particulate foreign matter on the wafer surface, using HF or DI.W (DeIonized Water).
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 습식 세정용기(1) 내로 웨이퍼(3)를 수직 방향으로 인입시켜 상기 웨이퍼(3)가 케미컬액(4) 내로 완전히 잠기도록 한다. 이때, 상기 웨이퍼(3) 표면의 입자성 이물(2)은 상기 케미컬액(4)과 상호 인력 작용에 의해 웨이퍼(3) 표면으로부터 제거된다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the wafer 3 is drawn vertically into the wet cleaning container 1 so that the wafer 3 is completely submerged into the chemical liquid 4. At this time, the particulate foreign material 2 on the surface of the wafer 3 is removed from the surface of the wafer 3 by mutual attraction action with the chemical liquid 4.
그런다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 습식 세정용기(1)로부터 표면의 입자성 이물이 제거된 웨이퍼(3)를 인출시킨다. Then, as shown in FIG. 1C, the wafer 3 from which the particulate foreign matter on the surface is removed from the wet cleaning container 1 is taken out.
그러나, 종래의 기술에서는 습식 세정용기 내에 케미켈액으로서 단일의 액체를 이용하여 웨이퍼 표면의 입자성 이물을 세정하였다. However, in the prior art, the particulate foreign material on the wafer surface was cleaned using a single liquid as the chemical liquid in the wet cleaning container.
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즉, 종래의 기술에서는 HF 또는 DI.W 등의 단일의 케미컬액이 담긴 습식 세정용기 내로 웨이퍼를 인입시켜 케미컬액의 표면 장력에 의해 웨이퍼 표면의 입자성 이물을 제거하였다. 그런데, 이와같은 종래 기술에서는 웨이퍼 표면으로부터 제거된 입자성 이물이 케미컬액 내에 부유하게 되는 바, 상기 웨이퍼를 세정용기 밖으로 인출시키는 과정에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 케미컬액(4) 내에 부유하고 있던 입자성 이물(2)이 웨이퍼(3) 표면에 재흡착되는 문제가 발생된다. That is, in the prior art, the wafer was introduced into a wet cleaning container containing a single chemical liquid such as HF or DI.W to remove particulate foreign matter on the surface of the wafer by the surface tension of the chemical liquid. However, in such a prior art, the particulate foreign material removed from the wafer surface becomes suspended in the chemical liquid, and as shown in FIG. 2, in the process of drawing the wafer out of the cleaning container, the chemical liquid 4 is contained in the chemical liquid 4. A problem arises in which the suspended particulate matter 2 is resorbed on the surface of the wafer 3.
이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 케미컬액 내의 부유하고 있는 입자성 이물이 다시 웨이퍼에 재흡착되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 습식 세정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer wet cleaning method which can prevent the particulate foreign matter suspended in the chemical liquid from being resorbed to the wafer again.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법은, 습식 세정용기 내에 서로 섞이지 않는 극성 케미컬층과 무극성 케미컬층으로 이루어진 2층의 케미컬액을 상기 무극성 케미컬층이 위에 배치되게 채우는 단계; 상기 습식 세정용기 내의 극성 케미컬층 내에 잠기도록 웨이퍼를 수직 방향으로 인입시켜 상기 웨이퍼 표면으로부터 입자성 이물을 제거하는 단계; 및 상기 표면의 입자성 이물이 제거된 웨이퍼를 상기 습식 세정용기 밖으로 인출시키는 단계;를 포함하며, 상기 웨이퍼 표면으로부터 제거된 입자성 이물은 극성 케미컬 내에 부유되며, 상기 습식 세정용기 밖으로의 웨이퍼 인출시 상기 극성 케미컬 내에 부유하고 있는 입자성 이물은 상기 무극성 케미컬층의 방해 작용에 의해 상기 웨이퍼 표면에 재흡착되는 것이 방지되는 것을 특징으로 한다. Wafer wet cleaning method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of filling the non-polar chemical layer disposed on the two-layer chemical liquid consisting of a polar chemical layer and a non-polar chemical layer is not mixed with each other in a wet cleaning container; Removing particulate foreign material from the wafer surface by drawing the wafer in a vertical direction to be immersed in the polar chemical layer in the wet cleaning vessel; And drawing out the wafer from which the particulate foreign material on the surface has been removed from the wet cleaning container, wherein the particulate foreign material removed from the wafer surface is suspended in the polar chemical and is removed from the wet cleaning container. Particulate foreign matter suspended in the polar chemical is prevented from being resorbed on the surface of the wafer by the interference action of the non-polar chemical layer.
(실시예)이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of wet cleaning a wafer according to the present invention.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 습식 세정용기(10) 내에 서로 섞이지 않는 극성 케미컬층(11)과 무극성 케미컬층(12)으로 이루어진 2층의 케미컬액을 채운다. 이때, 상기 무극성 케미컬층(12)이 위에 배치되도록 채운다. 여기서, 상기 극성 케미컬층(11)은 표면 장력이 강한 NH4OH, HCl, HF, NaOH, HNO3, H2O2, ROH(R은 알킬기), 숙신산(HOOCCH2CH2COOH), 시트르산(C3H4(OH)(COOH)3) 중 어느 하나의 케미컬액 또는 하나 이상을 혼합한 케미컬액을 사용하며, 1∼10000ℓ용량으로 채운다. 상기 무극성 케미컬층(12)은 상기 극성 케미컬층(11)에 비해 표면 장력이 작은 에테르(RCOOR'), 벤젠(C6H6), 아세톤((CH3)2C0), 사염화탄소(CCl4) 및 핵산(Nucleic acid) 중 어느 하나의 케미컬액 또는 하나 이상의 혼합액을 사용하며, 1∼10000ℓ용량으로 채운다. 한편, 상기 습식 세정용기(10)의 재질로는 테프론(teflon) 또는 쿼츠(quartz) 등을 이용한다.First, as shown in FIG. 3A, two layers of chemical liquids, which are not mixed with each other, of the polar chemical layer 11 and the nonpolar chemical layer 12 are filled in the wet cleaning container 10. At this time, the non-polar chemical layer 12 is filled to be disposed thereon. Here, the polar chemical layer 11 is NH4OH, HCl, HF, NaOH, HNO3, H2O2, ROH (R is an alkyl group), succinic acid (HOOCCH2CH2COOH), citric acid (C3H4 (OH) (COOH) 3) having a strong surface tension Use any one of the chemical liquids or a mixture of one or more chemical liquids, and fill with 1 to 10000 l capacity. The non-polar chemical layer 12 has a lower surface tension than the polar chemical layer 11 ether (RCOOR '), benzene (C6H6), acetone ((CH3) 2C0), carbon tetrachloride (CCl4) and nucleic acid (Nucleic acid) Any one of the chemical liquids or one or more mixed liquids are used, and is filled with a capacity of 1 to 10000 l. Meanwhile, a material of the wet cleaning container 10 uses teflon or quartz.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 습식 세정용기(10) 내로 웨이퍼(13)를 수직 방향으로 인입시키되, 웨이퍼(13)가 극성 케미컬층(11)에 완전히 잠기도록 한다. 이때, 상기 웨이퍼(13)의 크기는 4인치 이상을 이용한다. 또한, 상기 습식 세정용기(10)의 온도는 -10∼200℃을 유지한다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, the wafer 13 is introduced into the wet cleaning container 10 in the vertical direction, so that the wafer 13 is completely immersed in the polar chemical layer 11. At this time, the size of the wafer 13 uses 4 inches or more. In addition, the temperature of the wet cleaning vessel 10 is maintained at -10 ~ 200 ℃.
이 과정에서, 상기 웨이퍼(13) 표면의 입자성 이물(14)은 극성 케미컬층(11)의 강한 표면 장력에 의해 웨이퍼(13)의 표면으로부터 분리되며, 분리된 입자성 이물(14)은 극성 케미컬층(11)에 부유하게 된다.In this process, the particulate foreign material 14 on the surface of the wafer 13 is separated from the surface of the wafer 13 by the strong surface tension of the polar chemical layer 11, and the separated particulate foreign material 14 is polarized. It will float in the chemical layer 11.
그런 다음, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 입자성 이물(14)이 분리된 웨이퍼(13)를 상기 무극성 케미컬층(12)을 통과하여 세정용기(10) 밖으로 인출시킨다. 이때, 상기 웨이퍼(13)의 인출 속도는 0.0001∼1000mm/sec를 유지한다.Then, as illustrated in FIGS. 3C and 3D, the wafer 13 from which the particulate foreign material 14 is separated is drawn out of the cleaning container 10 through the nonpolar chemical layer 12. At this time, the extraction speed of the wafer 13 is maintained at 0.0001 to 1000mm / sec.
여기서, 본 발명에서는 웨이퍼(13)의 인출시 상기 웨이퍼(13)가 무극성 케미컬층(12)을 통과하면서 상기 표면 장력이 작은 무극성 케미컬층(12)의 방해 작용으로 인해 상기 극성 케미컬층(11) 내에 부유하고 있는 입자성 이물(14)이 상기 웨이퍼(13) 표면에 재흡착되는 것이 방지된다.Here, in the present invention, when the wafer 13 is taken out, the polar chemical layer 11 may pass through the non-polar chemical layer 12, and the polar chemical layer 11 may be prevented due to the interference action of the non-polar chemical layer 12 having a small surface tension. The particulate foreign matter 14 floating in the inside is prevented from being resorbed on the surface of the wafer 13.
따라서, 본 발명은 웨이퍼 표면의 입자성 이물을 제거하기 위한 케미컬액으로서 극성 케미컬층과 무극성 케미컬층의 2중층으로 이루어진 케미컬액을 사용함으로써 상기 극성 케미컬액에 의해 웨이퍼 표면으로부터 입자성 이물을 제거할 수 있으며, 또한, 상기 무극성 케미컬액에 의해 상기 분리된 입자성 이물이 웨이퍼 표면에 재흡착되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the present invention uses a chemical liquid consisting of a dual layer of a polar chemical layer and a nonpolar chemical layer as a chemical liquid for removing particulate foreign matter on the wafer surface, thereby removing particulate foreign matter from the wafer surface by the polar chemical liquid. In addition, the separated particulate matter may be prevented from being resorbed on the wafer surface by the nonpolar chemical liquid.
이상에서와 같이, 본 발명은 습식 세정용기 내에 극성 케미컬층/무극성 케미컬층의 2중층으로 이루어진 케미컬액을 공급한 다음, 상기 케미컬액을 이용하여 웨이퍼를 습식 세정함으로써, 상기 극성 케미컬층의 강한 표면 장력에 의해 웨이퍼 표면으로부터 입자성 이물을 제거할 수 있으며, 또한, 상기 무극성 케미컬층의 방해 작용을 통해 상기 분리된 입자성 이물이 웨이퍼 표면에 재흡착되는 것을 방지할 수 있다. As described above, the present invention provides a strong surface of the polar chemical layer by supplying a chemical liquid consisting of a double layer of a polar chemical layer / a non-polar chemical layer in a wet cleaning container, and then wet cleaning the wafer using the chemical liquid. It is possible to remove particulate foreign matter from the wafer surface by tension, and also to prevent the separated particulate foreign material from being resorbed on the wafer surface through the blocking action of the nonpolar chemical layer.
따라서, 본 발명은 청정도가 높은 웨이퍼 표면을 확보 가능함으로써, 생산 수율 및 높은 신뢰성의 반도체 디바이스를 확보할 수 있는 이점이 있다. Therefore, the present invention can secure a wafer surface with high cleanliness, and thus there is an advantage that a semiconductor device with high production yield and high reliability can be secured.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법을 설명하기 위한 공정단면도.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of wet cleaning a wafer according to the related art.
도 2는 종래 기술에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법의 문제점을 도시한 도면.2 illustrates a problem of a wafer wet cleaning method according to the prior art.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 웨이퍼 습식 세정 방법을 설명하기 위한 공정단면도.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of wet cleaning a wafer according to the present invention.
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