KR100602115B1 - 습식 세정장치 및 세정방법 - Google Patents

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Abstract

포토레지스트를 제거하는데 주로 사용하는 전 애싱(post ashing) 장비 등의 습식 세정장치 및 이 장치를 이용한 세정 방법에 관한 것으로, 포토레지스트 제거 및 SH 세정 등을 진행하는 습식 세정장치에 있어서, 각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 제1 및 제2 SPM 배쓰; 상기 제1 및 제2 SPM 배쓰에서 각각 포토레지스트가 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 세정하는 HQDR 배쓰; 상기 HQDR 배쓰에서 각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 파티클 및 유기물을 세정하는 제1 및 제2의 APR 배쓰; 및 상기 제1 및 제2의 APR 배쓰에서 각각 파티클 및 유기물이 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조기;를 포함하는 습식 세정장치를 제공한다. 따라서, 제1 웨이퍼 카세트의 웨이퍼는 제1 SPM 배쓰, HQDR 배쓰 및 제1 APR 배쓰를 순차적으로 거치면서 세정한 후 건조기를 거쳐 세정 공정을 완료하고, 제2 웨이퍼 카세트의 웨이퍼는 제2 SPM 배쓰, 상기 HQDR 배쓰 및 제2 APR 배쓰를 순차적으로 거치면서 세정한 후 상기 건조기를 거쳐 세정 공정을 완료함으로써 스루풋 타임을 단축할 수 있다.
습식 세정, 웨트, SPM, APR,

Description

습식 세정장치 및 세정방법{WET CLEANING APPARATUS AND METHOD}
도 1은 종래 기술에 따른 습식 세정장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 세정장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
본 발명은 포토레지스트를 제거하는데 주로 사용하는 전 애싱(post ashing) 장비 등의 습식 세정장치 및 이 장치를 이용한 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 순수 실리콘 웨이퍼는 사진 공정, 식각 공정, 애싱 공정, 이온 확산 공정, 박막 증착 공정 등 제반 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 장치인 칩으로 제조된다.
여기에서, 상기 사진 공정은 반도체 장치를 제조하기 위한 필수적인 공정중 하나로, 광화학적 반응 물질인 포토레지스트를 웨이퍼의 상면에 도포하는 포토레지스트 도포 단계와, 만들고자 하는 회로 패턴이 새겨진 레티클을 웨이퍼 위에 배치한 다음 소정 파장을 갖는 빛을 조사하여 레티클에 새겨진 회로 패턴을 웨이퍼 상면의 포토레지스트에 전사하는 노광 단계 및 노광된 웨이퍼 상면의 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트상에 회로 패턴을 형성하는 현상 단계를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기한 사진 공정 이후에는 웨이퍼 상면에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 포토레지스트 패턴이 있는 부분을 제외한 나머지 부분 등을 식각하는 식각 공정이 수행되고, 식각 공정 이후에는 웨이퍼 상면에 남아있는 포토레지스트 회로 패턴을 모두 제거하는 애싱 공정이 수행된다.
여기에서, 상기 애싱 공정은 소정 케미컬을 사용하여 포토레지스트를 제거하는 습식 애싱과, 플라즈마나 오존과 같은 소정의 애싱 가스를 사용하여 포토레지스트를 제거하는 건식 애싱으로 분류할 수 있다.
이 중에서, 상기한 습식 애싱을 진행하는 전 애싱(post ashing) 장비와 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 후 SH 세정 등을 진행하는 전 처리(post treatment) 장비 등의 종래 기술에 따른 습식 세정장치를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 습식 세정장치는 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)를 혼합한 SPM(Sulfuric Acid Peroxide Mixture)이 담겨지는 SPM 배쓰(102)와, 웨이퍼를 운반하는 로봇 척을 세정하는 C/C(Chuck Clean)(104)와, HQDR(Hot Quick Dump Rinse) 배쓰(106)와, 반도체 웨이퍼상의 파티클 및 유기물을 세정하는 APR(Ammonium Peroxide Replacement) 배쓰(108)와, 건조기(110)를 포함한다.
이 중에서 상기 APR 배쓰(108)는 케미컬 처리 및 린스 작업을 동시에 처리하 는 원 베스 타입(one bath type)으로 이루어지며, APR 배쓰(108)에서 공정을 진행하기 위해서는 알칼리 케미컬, 과산화수소 및 고온의 탈이온수(hot DIW)를 미리 혼합한 후 혼합 용액(112)을 공정 온도인 70℃까지 승온시켜 APR 배쓰에 공급하는 탱크(108')를 구비한다.
이와 같은 구성의 종래의 습식 세정장치를 이용한 습식 세정 공정은 SPM 세정 공정→HQDR 세정 공정→APR 세정 공정→건조 공정의 순서로 이루어지며, 전체적으로 장치당 소요되는 시간, 즉 스루풋 타임(throughput time)이 대략 38분 정도이다.
이에 종래에는 상기한 습식 세정장치에 대한 설비 투자를 실시하여 보다 많은 양의 웨이퍼를 처리하고 있는데, 이는 불필요한 설비 투자로 인한 원가 상승의 문제점을 초래하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 설비 투자로 인한 원가 상승을 최소화 하면서도 스루풋 타임을 단축할 수 있는 습식 세정장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 습식 세정장치를 이용한 세정 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
포토레지스트 제거 및 SH 세정 등을 진행하는 습식 세정장치에 있어서,
각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 제1 및 제2 SPM 배쓰;
상기 제1 및 제2 SPM 배쓰에서 각각 포토레지스트가 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 세정하는 HQDR 배쓰;
상기 HQDR 배쓰에서 각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 파티클 및 유기물을 세정하는 제1 및 제2의 APR 배쓰; 및
상기 제1 및 제2의 APR 배쓰에서 각각 파티클 및 유기물이 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조기;
를 포함하는 습식 세정장치를 제공한다.
그리고, 상기 제1 및 제2의 APR 배쓰는, 알칼리 케미컬, 과산화수소 및 탈이온수를 혼합한 혼합 용액을 공정 온도까지 승온시킨 후 상기 제1 및 제2 APR 배쓰에 공급하는 탱크를 더 포함한다.
그리고, 상기한 구성의 습식 세정장치를 이용한 세정 방법은,
제1 웨이퍼 카세트의 웨이퍼는 제1 SPM 배쓰, HQDR 배쓰 및 제1 APR 배쓰를 순차적으로 거치면서 세정한 후 건조기를 거쳐 세정 공정을 완료하고, 제2 웨이퍼 카세트의 웨이퍼는 제2 SPM 배쓰, 상기 HQDR 배쓰 및 제2 APR 배쓰를 순차적으로 거치면서 세정한 후 상기 건조기를 거쳐 세정 공정을 완료하도록 구성한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안되며, 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 세정장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
본 실시예의 습식 세정장치는 세정 공정의 전체적인 스루풋 타임에 가장 큰 요인으로 작용하는 APR 배쓰를 추가하고, APR 배쓰에 혼합 용액을 공급하는 탱크의 용량을 증가시키며, 또한 SPM 배쓰를 추가하여 전체적인 스루풋 타임을 종래의 절반 수준으로 개선하는 것을 특징으로 한다.
이를 도 2를 참조로 보다 상세하게 설명하면, 본 실시예의 습식 세정장치는 제1 및 제2 SPM 배쓰(12a,12b)와, C/C와(14), HQDR 배쓰(16)와, 제1 및 제2 APR 배쓰(18a,18b)와, 알칼리 케미컬, 과산화수소 및 탈이온수를 혼합한 혼합 용액(22)을 공정 온도까지 승온시킨 후 상기 제1 및 제2 APR 배쓰(18a,18b)에 공급하는 탱크(18')와, 건조기(20)를 구비한다.
상기 탱크(18')는 APR 배쓰의 추가로 인한 용량 증가가 선행되어야 하는데, 종래에는 탈이온수 용량이 18리터이고 히터의 용량이 12㎾인 탱크(도 1의 108' 참조)를 사용하였다. 이에, 본 실시예는 탈이온수 용량이 24리터이며 히터의 용량이 24㎾인 탱크(18')를 사용한다. 이러한 구성의 탱크(18')에 의하면, 제1 및 제2 APR 배쓰(18a,18b)에 공급하는 혼합 용액을 준비하는데 소요되는 시간을 종래 대비 절반 수준인 15분 내외로 단축할 수 있다.
이하에서는 상기한 구성의 습식 세정장치를 사용한 세정 방법을 설명한다.
패턴이 형성되어 있는 웨이퍼가 적재되어 있는 웨이퍼 카세트(이하에서는 '제1 웨이퍼 카세트'라 한다)가 적재되면, 상기 제1 웨이퍼 카세트는 로더에 의해 황산-과산화수소가 일정한 중량비, 예컨대 6:1의 중량비로 혼합된 제1 SPM 배쓰(12a)로 옮겨져 포토레지스트가 제거되는 공정이 수행된다.
그리고, 상기한 포토레지스트 제거 공정이 수행되는 동안 다른 한 개의 웨이퍼 카세트(이하에서는 '제2 웨이퍼 카세트'라 한다)가 제2 SPM 배쓰(12b)로 옮겨져 포토레지스트가 제거되는 공정이 수행된다.
여기에서, 상기 제1 및 제2 웨이퍼 카세트는 일정한 시간차를 두고 제1 및 제2 SPM 배쓰(12a,12b)로 각각 공급된다.
상기 제1 SPM 배스(12a)에서 포토레지스트가 제거된 제1 웨이퍼 카세트는 HQDR 배쓰(16)로 옮겨져 웨이퍼 세정 공정이 수행되며, 이후 알칼리 케미컬, 예를 들어 암모니아(NH4OH), 과산화수소 및 탈이온수가 일정한 중량비, 일례로 0.2:1:10으로 혼합된 혼합 용액이 담겨진 제1 APR 배쓰(18a)로 옮겨져 파티클 및 유기물 세정 공정이 수행된 후 건조기(20)에서 건조된다.
한편, 상기 제1 웨이퍼 카세트가 제1 APR 배쓰(12a)로 옮겨지게 되면 제2 웨이퍼 카세트가 HQDR 배쓰(16)로 옮겨져 세정 공정이 수행되며, 이후에는 제1 웨이퍼 카세트와 동일한 순서에 따라 처리된다.
이러한 구성에 의하면 웨이퍼 카세트의 웨이퍼를 세정하는 세정 공정에 소요되는 시간을 종래 대비 절반 수준인 20분 이내로 단축할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 SPM 배쓰와 APR 배쓰만 추가하더라도 스루풋 타임을 종래 대비 절반 정도로 단축할 수 있어 생산성 대비 설비 추가를 최소화 할 수 있어 원가 절감이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 포토레지스트 제거 및 SH 세정 등을 진행하는 습식 세정장치에 있어서,
    각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 포토레지스트를 제거하는 제1 및 제2 SPM 배쓰;
    상기 제1 및 제2 SPM 배쓰에서 각각 포토레지스트가 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 세정하는 HQDR 배쓰;
    상기 HQDR 배쓰에서 각각 순차적으로 공급되는 반도체 웨이퍼상의 파티클 및 유기물을 세정하기 위한 제1 및 제2 APR 배쓰; 및
    상기 제1 및 제2의 APR 배쓰와 연결되어 알칼리 케미컬, 과산화수소 및 탈이온수를 혼합한 혼합 용액을 공정 온도까지 승온시킨 후 상기 제1 및 제2 APR 배쓰에 공급하는 탱크, 및
    상기 제1 및 제2 APR 배쓰에서 각각 파티클 및 유기물이 제거되어 공급되는 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조기;
    를 포함하는 습식 세정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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