KR100694798B1 - 기판의 세정 방법 - Google Patents

Abstract

세정 공정의 효율을 향상시키는 기판의 세정 방법이 제공된다. 기판의 세정 방법은 기판을 제공하는 단계, 기판 상에서 트랜스미터 내부에 배치되며 소정의 경로를 가지는 배관에 세정액을 제공하는 단계, 배관을 통과하는 세정액에 제1 메가소닉 에너지를 제공하여 라디칼 세정액을 형성하는 단계 및 기판 상에 상기 라디칼 세정액을 제공하는 단계를 제공하는 단계를 포함한다.

메가소닉 세정, 초순수, 수소수

Description

기판의 세정 방법{Method for cleaning the subsrtrate}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법에서 사용하는 메가소닉 세정 장치를 나타낸 개념도이다.

도 2a 내지 도 2e는 진동 유닛을 나타낸 사시도들 및 진동자와 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이다.

도 3a 및 도 3b는 진동 유닛을 나타낸 사시도 및 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이다.

도 4a 내지 도 4c는 진동 유닛을 나타낸 사시도 및 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법을 실시하는 공정을 나타낸 흐름도이다.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법을 실시하는 공정을 순차적으로 나타낸 개념도들이다.

(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)

1: 메가소닉 세정 장치 100: 챔버

200: 지지부 300: 회전 구동부

400: 진동 유닛 410: 트랜스미터

420: 진동자 425: 버퍼

430: 노즐 라인 440: 배관

500: 고주파 발진기 600: 제1 세정액 공급부

700: 제1 건조 기체 공급부 800: 진동 유닛 이동 제어부

900: 후면 노즐부

본 발명은 기판의 세정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세정 공정의 효율을 향상시키는 기판의 세정 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 또는 평판 표시 장치의 제조는 그 집적도가 높아져 감에 따라 패턴의 크기 및 패턴들 사이의 간격이 매우 작아지고 있다. 이에 따라 세정 공정의 중요성도 점차 증가하고 있다. 그 이유는 기판의 표면에 오염 입자가 존재할 경우 후속 공정시 패턴 불량이 유발될 수 있으며, 오염 입자가 도전막으로 이루어진 미세 패턴들 사이에 존재할 경우 반도체 소자 또는 평판 표시 장치의 오작동이 유발될 수 있기 때문이다.

이러한 세정 공정은 약액과 초순수를 사용하여 화학적으로 기판을 세정하는 RCA공정이 주로 사용되어 왔으나, 이 공정은 기판의 세정에 고농도의 약액이 고온에서 대량으로 사용되며 이 약액을 제거하는데 있어서 초순수가 대량 소비되는 단점을 가진다. 그래서 최근에 메가소닉 에너지를 이용하여 기판을 세정하는 메가소 닉 세정 방법이 연구되어지고 있다.

이러한 메가소닉 세정 방법은 기판 상에 분사되는 세정액에 고주파수의 메가소닉 에너지를 제공하여 진동시켜 강력한 유체의 음파 흐름(acoustic stream)을 만들어 내며, 이러한 흐름이 기판과 충돌하여 기판 상의 오염 입자를 제거하는 세정 방법이다.

메가소닉 세정 방법에서 주로 사용되는 세정액은 초순수를 포함하고 있는데 이러한 초순수는 메가소닉 에너지가 인가되면 강력한 세정력을 가지고 있는 것으로 각종 연구에서 밝혀지고 있다. 그러나, 메가소닉 세정 방법은 기판 상에 세정액에만 메가소닉 에너지를 전달하며, 기판 상에 분사되기 전의 세정액에 미리 메가소닉 에너지를 인가하지 않는다. 따라서 기존의 메가소닉 세정 방법은 기판 상의 오염 입자를 제거하는 효율 즉, 세정 공정의 효율을 저하시킨다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 세정 공정의 효율을 향상시키는 기판의 세정 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상에서 트랜스미터 내부에 배치되며 소정의 경로를 가지는 배관에 세정액을 제공하는 단계, 상기 배관을 통과하는 상기 세정액에 제1 메가소닉 에너지를 제공하여 라디칼 세정액을 형성하는 단계 및 상기 기판 상에 상기 라디칼 세정액을 제공하는 단계를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법을 상세히 설명하기로 한다

먼저, 본 발명의 실시예에서 사용하고 있는 메가소닉 세정 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법에서 사용하는 메가소닉 세정 장치를 나타낸 개념도이며, 도 2a 내지 도 2e는 진동 유닛을 나타낸 사시도들 및 진동자와 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이며, 도 3a 및 도 3b는 진동 유닛을 나타낸 사시도 및 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 진동 유닛을 나타낸 사시도 및 노즐 라인의 배치를 나타낸 평면도이다.

메가소닉 세정 장치(1)는 세정 공정이 진행되는 공간인 챔버(100), 기판(10)을 지지하는 지지부(200), 지지부(200)를 회전시키는 회전 구동부(300), 기판(10) 상에 제1 세정액을 공급하고, 기판(10) 상의 제1 세정액에 메가소닉 에너지를 전달하는 진동 유닛(400), 고주파 전기 신호를 발생시키는 고주파 발진기(500), 제1 세정액 공급부(600), 제1 건조 기체 공급부(700), 진동 유닛 이동 제어부(800) 및 기판(10)의 저면에 제2 세정액을 공급하는 후면 노즐부(900)를 포함한다.

챔버(100)는 기판(10)에 대한 식각 공정이 진행되는 공간이고, 챔버(100)는 상부가 개방된 형태로 된 외벽(110) 및 외벽(110)의 하부에 세정 공정이 완료된 세정액이 배출되도록 배치된 배출구(120)를 포함한다. 여기서 기판(10)은 식각 공정, 사진 공정, 증착 공정 등이 진행된 후에 이송된 것을 말한다

챔버(100)의 내부 중앙에는 기판(10)이 안착되는 지지부(200)가 배치된다. 지지부(200)는 세정 공정 진행시에 기판(10)을 고속으로 회전시키는 회전 테이블(210) 및 회전 테이블(210)의 외주연에 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 기판(10)의 측면을 고정시키는 클램프(220)를 포함한다. 도 1에서는 기판(10)의 고정 수단을 클램프(220)로 도시하고 있으나, 기판(10)을 진공 또는 다른 기구적인 방법으로 고정시킬 수 있는 수단을 사용할 수 있다.

지지부(200)의 아래에는 지지부(200)의 회전력을 제공하는 회전 구동부(300)가 배치된다. 회전 구동부(300)는 회전력을 발생하는 모터(310) 및 이러한 회전력을 회전 테이블(210)로 전달하는 회전축(320)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동 유닛(400)은 메가소닉 에너지를 기판(10) 상의 제1 세정액에 전달하는 원형의 트랜스미터(410), 메가소닉 에너지를 발생시키는 진동자(420), 진동자(420)와 트랜스미터(410) 사이에 배치된 버퍼(425), 진동자(420)에 고주파의 전기적 신호를 전달하는 도선(422), 기판(10) 상에 제1 세정액 또는 제1 건조 기체를 분사하는 노즐 라인(430) 및 외부로부터 제공되는 제1 세정액 또는 제1 건조 기체를 노즐 라인(430)에 제공하는 배관(440)을 포함한다.

트랜스미터(410)는 그 내부의 배관(440)을 통과하는 제1 세정액에 메가소닉 에너지를 제공하고, 기판(10)으로 분사된 제1 세정액에 직접 접촉하여 메가소닉 에너지를 제공하여 제1 세정액을 진동하게 한다. 트랜스미터(410)는 기판(10) 상의 제1 세정액과 넓은 면적으로 접촉하기 위하여 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 원형으로 형성된다. 이렇게 함으로써 트랜스미터(410)는 기판(10) 상에 흐르는 제1 세정액에 메가소닉 에너지를 균일하게 전달한다. 또한, 세정 공정 진행시 트랜스미터(410)는 주기적으로 기판(10)과 평행하게 수평 이동되어 기판(10)의 전 면적에 메가소닉 에너지 전달이 가능하다. 따라서 메가소닉 에너지를 제공받은 제1 세정액이 기판(10) 상에 동일한 에너지를 갖는 진동을 하게 되어 기판(10)의 전 부분에서 고른 세정을 한다. 그리고 트랜스미터(410)는 내부가 비어 있는 형태로 노즐 라인(430) 및 배관(440) 등을 배치할 수 있는 공간을 가진다. 또한, 트랜스미터(410)는 메가소닉 에너지를 기판(10) 상의 제1 세정액에 효과적으로 전달하기 위하여 비활성의 비오염 물질로 제조됨이 바람직하다. 대부분의 세정액에 내식성을 가지는 석영을 사용할 수도 있으나, 불화수소산을 함유하는 세정액은 석영으로 이루어진 트 랜스미터(410)를 부식시킬 수 있다. 따라서, 트랜스미터(410)는 사파이어, 탄화 규소, 질화 붕소 또는 탄소 유리로 이루어질 수 있다. 또한, 석영은 탄화 규소 또는 탄소 유리와 같이 불화수소산에 내식성 있는 물질로 코팅될 수도 있다.

진동자(420)는 고주파 발진기(500)에서 발생된 고주파의 전기적 신호를 도선(422)을 통하여 제공받아 메가소닉 에너지를 발생시키고, 이러한 메가소닉 에너지를 트랜스미터(410)에 제공한다. 진동자(420)는 트랜스미터(410)의 상면에 배치되며, 열경화 수지 등을 이용하여 접착 고정될 수 있다. 여기서, 진동자(420)는 압전 변환기(미도시) 등을 포함하여 제조되어질 수 있다.

그리고, 진동자(420)는 도 2d에 나타낸 바와 같이, 트랜스미터(410) 상면 전부를 덮어 트랜스미터(410)에 균일한 메가소닉 에너지를 제공할 수 있다. 또한, 진동자(420)는 트랜스미터(410) 상면의 소정의 위치에서 단수개 또는 복수개로 배치될 수 있다. 여기서, 진동자(420)가 복수개로 배치될 경우에 트랜스미터(410) 상면에 일정한 각도의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 진동자(420)는 트랜스미터(410)의 반경과 실질적으로 동일한 길이를 가지며 90도 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이렇게 함으로써 복수개의 진동자(420)들은 트랜스미터(410)의 상면의 각부분에서 동일한 주파수의 메가소닉 에너지를 발생하더라도 트랜스미터(410)에서 복합 공진이 발생하여 다양한 주파수를 가진 메가소닉 에너지를 기판(10) 상의 제1 세정액에 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 복수의 진동자들을 도 2d에서 나타낸 바와 같이, 90도의 간격으로 배치하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 복수의 진동자들이 원형의 트랜스미터에 메가소닉 에 너지를 효과적으로 제공할 수 있다면 진동자의 배치 및 모양은 다양한 형태로 변형될 수 있다.

진동자(420)와 트랜스미터(410) 사이에는 버퍼(425)가 배치된다. 버퍼(425)는 진동자(420)에서 발생되는 메가소닉 에너지를 손실없이 트랜스미터(410) 상면에 제공하게 하고, 버퍼(425)의 재질은 알루미늄 또는 석영으로 이루어질 수 있다.

한편, 노즐 라인(430)은 기판(10) 상에 제1 세정액 또는 제1 건조 기체를 제공하고, 노즐 라인(430)은 트랜스미터(410) 내의 하부에 위치한다. 노즐 라인(430)은 도 2e에 나타낸 바와 같이, 트랜스미터(410)의 하부에서 직경 방향으로 뻗은 직선 형태로 배치될 수 있다. 이렇게 하여, 기판(10)이 회전할 경우, 노즐 라인(430)은 기판(10) 상면의 모든 위치에 제1 세정액을 분사할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 노즐 라인(430)은 일 방향으로 뻗은 진동자(420)와 평행되게 배치될 수 있다. 그리고 3a 및 3b에 나타낸 바와 같이, 노즐 라인(430)은 십자 형태로 배치될 수 있으며, 90도 간격으로 이격된 진동자(420)들과 평행되게 배치될 수 있다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 나타낸 바와 같이, 노즐 라인(430)은 원형의 트랜스미터(410)의 중심에서부터 원을 그리는 형태로 배치될 수 있다.

노즐 라인(430)과 연결된 배관(440)은 외부로부터 제공되는 제1 세정액 또는 제1 건조 기체를 통과시켜서 노즐 라인(430)에 이들을 제공한다. 배관(440)은 트랜스미터(410) 내부에서 노즐 라인(430)과 연결되는 지점까지 소정의 경로를 가진다. 배관(440, 442)의 경로는 도 2a에 나타낸 바와 같이, 수직 방향으로 뻗는 형태를 가지거나, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 지그재그 형태를 가질 수 있다. 여기서, 지 그재그 형태의 배관(442)은 직선 방향의 배관(440)보다 제1 세정액이 트랜스미터(410) 내부를 통과하는 시간이 길어지므로 트랜스미터(410)로 제공된 메가소닉 에너지를 더 장시간으로 전달받는 형태를 가진다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 배관(444, 446)은 노즐 라인(430) 방향으로 나선 형태의 경로를 가질 수 있고, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 나선의 반경이 노즐 라인(430) 방향으로 점진적으로 증가할 수 있다. 이런 나선 형태의 경로도 제1 세정액이 트랜스미터(410) 내부를 통과하는 시간이 길어지므로 메가소닉 에너지를 장시간으로 전달받는 형태를 가진다. 제1 세정액에 장시간 메가소닉 에너지를 제공함으로써 제1 세정액은 화학 반응이 일어나 라디칼을 형성하고, 이러한 라디칼을 포함하는 제1 세정액은 강력한 활성을 가진다. 따라서, 이러한 제1 세정액은 기판(10)의 오염 입자와 화학적인 반응을 하여 오염 입자를 효과적으로 제거하거나 이미 제거된 오염 입자가 기판(10)에 재점착되지 않도록 한다. 도면에서는 배관이 제1 세정액과 제1 건조 기체 둘다 통과되는 것으로 도시하고 있으나, 제1 건조 기체가 통과되는 배관을 제1 세정액이 통과되는 배관과 별도로 설치할 수 있다.

제1 세정액 공급부(600)는 진동 유닛(400)으로 제1 세정액을 공급한다. 제1 세정액은 초순수(deionized water)를 포함할 수 있으며, 트랜스미터(410) 내부를 흐를 때, 제1 세정액에서 라디칼의 발생을 더 촉진시키기 위하여 수소 기체를 포함할 수도 있다. 여기서, 수소 기체는 초순수에 일정 농도의 범위로 용존되는데, 예를 들면 수소 기체의 농도는 1.0 내지 1.5ppm일 수 있다.

고주파 발진기(500)는 고주파 전기 신호를 발생하여, 진동자(420)에 도선 (422)을 통하여 제공한다. 이때 고주파 발진기(500)에서 발생하는 고주파의 주파수는 0.1 내지 4MHz일 수 있다. 여기서 1MHz 이상의 주파수는 배관(440)을 통과하는 초순수를 분해하여 H 라디칼과 OH 라디칼을 생성하게 한다. 또한, 0.7 내지 1.0MHz 범위의 고주파는 기판(10) 상의 제1 세정액에서 케비테이션(cavitation)을 형성시키지 않고, 기판(10) 상의 제1 세정액의 분자로 하여금 강력한 음파 가속도를 가지게 한다. 이러한 강력한 음파 가속도를 가진 제1 세정액은 기판(10)과 충돌하여 오염 입자를 이탈시켜 제거한다. 이러한 음파 가속도에 의한 세정은 케비테인션에 의한 세정보다 기판(10)의 손상을 주지 않는 장점이 있다.

제1 건조 기체 공급부(700)는 메가소닉 에너지를 이용하여 기판의 오염 입자를 제거한 다음, 기판(10) 상의 잔존하는 제1 세정액을 제거하기 위해 제1 건조 기체를 진동 유닛(400)에 제공한다. 이때 제1 건조 기체는 비활성 기체로서 주로 질소 기체를 사용한다. 본 발명의 실시예에서는 제1 건조 기체가 제1 세정액이 통과되는 배관으로 통과하나, 이와는 별도의 배관을 배치하여 통과할 수 있다.

진동 유닛 이동 제어부(800)는 기판(10)이 로딩 또는 언로딩될 경우나 기판(10)과 진동 유닛(400)을 소정의 간격을 두고 제1 세정액을 분사하는 경우에 진동 유닛(400)을 상하로 이동시키도록 한다. 또한, 진동 유닛 이동 제어부(800)는 진동 유닛(400a)이 기판(10)의 전부분에 균일한 메가소닉 에너지를 전달하기 위하여 진동 유닛(400a)을 기판(10)과 평행하게 이동시킬 수 있다.

후면 노즐부(900)는 기판(10)의 저면에 제2 세정액을 분사하여 기판(10)의 저면에 점착된 오염 입자를 제거한다. 후면 노즐부(900)는 제2 세정액 공급부 (910), 제2 건조 기체 공급부(920) 및 후면 노즐(930)을 포함한다.

제2 세정액 공급부(910)는 후면 노즐(930)과 연결되어 기판(10)의 저면의 오염 입자를 제거하기 위하여 제2 세정액을 공급한다. 이때, 제2 세정액은 제1 세정액 공급부(600)에서 사용하는 제1 세정액과 동일한 초순수를 포함할 수 있다.

제2 건조 기체 공급부(920)는 후면 노즐(930)과 연결되어 기판(10) 저면에서 제2 세정액의 분사가 완료한 후, 기판(10) 저면에 잔존하는 제2 세정액을 제거하기 위하여 제2 건조 기체를 공급한다. 이때, 제2 건조 기체는 제1 건조 기체 공급부(700)에서 사용하는 제1 건조 기체와 동일한 질소 기체를 포함할 수 있다.

후면 노즐(930)은 기판(10)의 저면에 제2 세정액 또는 제2 건조 기체를 공급한다. 후면 노즐(930)은 회전축(320) 내부를 따라 배치될 수 있다. 또한, 후면 노즐(930)은 외벽(110)을 관통하여 지지부(200) 하부의 소정의 위치까지 연장되어 형성될 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 메가소닉 세정 장치를 이용하여 기판을 세정하는 과정을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법을 실시하는 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법을 실시하는 공정을 순차적으로 나타낸 개념도들이다.

도 6을 참조하면, 로봇암(미도시) 등의 이송 수단에 의해 기판(10)을 지지부(200)에 로딩하여 안착시키고, 진동 유닛 이동 제어부(800)에 의해 진동 유닛(400)을 기판(10) 쪽으로 하강시킨다.(S510)

이어서, 도 7을 참조하면, 제1 세정액 공급부(600)는 진동 유닛(400)의 배관(440)으로 제1 세정액(30)을 제공한다.(S520) 계속해서, 진동자(420)로부터 제공된 제1 메가소닉 에너지를 전달받은 트랜스미터(410)는 제1 세정액(30)에 제1 메가소닉 에너지를 제공한다.(S530) 이때, 고주파 발진기(500)는 제1 메가소닉 에너지의 주파수로 1 내지 3MHz의 주파수를 발생시킨다. 이 범위의 제1 메가소닉 에너지는 수소 기체가 용존된 초순수 등의 제1 세정액(30)이 배관(440)을 통과할 때, 제1 세정액(30) 중 초순수를 H 라디칼과 OH 라디칼로 분해시킨다. 여기서, 수소 기체의 용존 농도는 1.0 내지 1.5ppm이 바람직하다. 수소 기체는 OH 라디칼과 다시 재결합하여 초순수를 생성시키고, H 라디칼을 초순수에 잔존시켜 라디칼 세정액(40)을 형성한다.(S540)

라디칼 세정액(40)을 회전하는 기판(10) 상에 제공하고(S540), 라디칼 세정액(40)은 기판(10)에 점착된 오염 입자와 화학 반응을 통하여 오염 입자를 기판(10)에서 이탈시킨다. 자세히 설명하면, 라디칼 세정액(40)은 강력한 활성을 가지고 있어 이러한 라디칼 세정액(40)은 기판(10)이나 오염 입자에 존재하는 불안정한 결합 접점에 대하여 활성화를 방지하고, 오염 입자와 화학 반응을 하여 기판(10)에서 오염 입자를 이탈시킨다. 여기서, 기판(10)과 진동 유닛(400) 사이의 간격(L)은 15 내지 25mm으로 함이 바람직하며, 기판(10)의 회전 속도는 라디칼 세정액(40)이 기판(10) 상에 머무는 시간을 오래하기 위하여 제1 세정액(30)으로 세정할 때의 기판(10)의 회전 속도보다 느리게 함이 바람직하다.

이와 같이 라디칼 세정액(40)을 일정 시간 동안 기판(10)에 제공한 다음, 진 동 유닛(400)을 하강시키면서 기판(10)과 진동 유닛(400) 사이의 간격이 1 내지 5mm의 범위로 될 때까지 라디칼 세정액(40)을 기판(10)에 제공한다.(S550)

이어서, 도 8을 참조하면, 진동 유닛(400)의 하강이 완료된 후, 진동 유닛(400)에서 제1 세정액(30)을 회전하는 기판(10) 상에 제공하고(S560), 트랜스미터(410)는 기판(10) 상에 흐르는 제1 세정액(30)으로 인해 형성된 액체층(20)에 제2 메가소닉 에너지를 제공한다.(S570) 이때, 고주파 발진기(500)는 제2 메가소닉 에너지의 주파수로 0.7 내지 1MHz의 주파수를 발생시킨다. 이러한 제2 메가소닉 에너지는 액체층(20)을 진동시켜, 액체층(20)을 이루는 제1 세정액(30)이 강력한 음파 가속도를 가지게 된다. 이런 가속도를 가진 제1 세정액(30)의 분자는 강한 충격력으로 기판(10)과 충돌하여 기판(10)에 점착된 오염 입자를 물리적으로 흔들고 기판(10)과 오염 입자 사이로 침투하여 오염 입자를 이탈시킨다. 또한, 제2 메가소닉 에너지는 기판(10)을 진동시켜서 오염 입자를 이탈시킨다. 여기서, 기판(10)과 진동 유닛(400) 사이의 간격(W)은 1 내지 5mm으로 함이 바람직하다. 또한, 도면에서와 같이, 진동 유닛(400)을 기판(10)과 평행한 방향으로 이동시켜 메가소닉 에너지를 액체층(20)의 전부분에 균일하게 전달할 수 있다.

그리고, 배관(440)을 통과하는 제1 세정액(30)은 수소 기체가 용존된 초순수를 포함하고 있어 제1 세정액(30)은 제2 메가소닉 에너지에서도 미량이지만 H 라디칼을 포함하는 초순수로 될 수 있다. 이러한 제1 세정액(30)은 강력한 활성을 가지게 되어 상술한 화학 반응에 의해 오염 입자를 기판(10)에서 이탈시킬 수 있다. 또한, 이러한 제1 세정액(30)은 이미 이탈된 오염 입자가 기판(10)에 재점착됨을 방 지한다.

이렇게 이탈된 오염 입자들은 회전하는 기판(10)의 원심력에 의해 완전히 분리되어 배출구(120)를 통해 배출된다.

기판(10) 상에 제1 세정액(30)을 제공함과 동시에 후면 노즐부(900)는 기판(10)의 저면에 초순수를 포함하는 제2 세정액을 제공하여 오염 입자를 제거할 수 있다. 기판의 저면에 제2 세정액의 제공은 기판() 상에 제1 세정액을 제공하는 단계와 동시에 하는 것에 제한되지 않고, 어느 단계에서든 동시에 가능하다.

이어서, 도 9를 참조하면, 기판(10) 상에 제1 세정액 및 제2 세정액의 제공을 중단하고(S580), 회전하는 기판(10)에 질소 기체로 이루어진 제1 및 제2 건조 기체를 기판 상, 저면에 제공하여 기판(10) 상에 잔존한 제1 및 제2 세정액을 제거한다.

이어서, 도 10을 참조하면, 진동 유닛(400)이 진동 유닛 이동 제어부(800)에 의해 상승하고, 로봇암(미도시) 등의 이송 수단을 통하여 기판(10)을 지지부(200)에서 언로딩한다.(S590) 이로써 기판의 세정 방법에 의한 기판의 세정 공정이 완료된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 메가소닉 세정 장치를 사용하여 기판을 세정하는 과정으로 도면에서는 트랜스미터가 원형이고, 배관의 경로가 수직 방향으로 뻗은 형태로 도시하고 있으나, 트랜스미터의 모양 및 배관의 경로는 상술한 실시예들에 의해서도 세정 공정을 진행할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예들을 설명하면서 들고 있는 기판은 웨이퍼를 예시로 하여 설명하고 있으나, 진동 유닛 단면의 형상은 본 발명의 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 변형이 가능하므로 웨이퍼 이외에도 포토레티클(reticle; 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판, 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기판의 세정 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

수소 기체가 용존된 초순수를 포함하는 세정액을 기판 상에 제공하기 전에 트랜스미터 내부에서 메가소닉 에너지를 제공하여 수소 라디칼을 포함하는 라디칼 세정액을 형성한다. 이러한 라디칼 세정액은 강력한 활성을 가져 화학 반응에 의해 오염 입자를 효과적으로 제거한다. 따라서 이러한 세정 공정을 추가시킴으로써 기판 상의 세정액에만 메가소닉 에너지를 제공하여 세정하는 공정보다 세정 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 기판을 제공하는 단계;

   상기 기판 상에서 트랜스미터 내부에 배치되며 소정의 경로를 가지는 배관에 세정액을 제공하는 단계;

   상기 배관을 통과하는 상기 세정액에 제1 메가소닉 에너지를 인가하여 라디칼 세정액을 형성하는 단계;

   상기 기판 상에 상기 라디칼 세정액을 제공하는 단계; 및

   상기 기판 상의 세정액에 제2 메가소닉 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 기판의 세정 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 배관에 세정액을 제공하는 단계에서 상기 세정액은 초순수 및 수소 기체를 포함하는 기판의 세정 방법.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 세정액 중 수소 기체의 용존 농도는 1.0 내지 1.5ppm인 기판의 세정 방법.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 라디칼 세정액을 제공하는 단계는 상기 기판과 상기 트랜스미터의 간격 이 15 내지 25mm인 기판의 세정 방법.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 라디칼 세정액을 제공하는 단계는 상기 기판과 상기 트랜스미터 사이의 간격이 1 내지 5mm의 범위가 될 때까지 진행하는 기판의 세정 방법.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 배관을 통과하는 세정액에 제1 메가소닉 에너지를 제공하는 단계는 상기 세정액에 1 내지 3MHz의 주파수를 가진 메가소닉 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 기판의 세정 방법.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 기판 상의 세정액에 제2 메가소닉 에너지를 제공하는 단계 전에,

   상기 기판 상에 상기 세정액을 공급하는 단계를 더 포함하는 기판의 세정 방법.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 기판 상의 세정액에 제2 메가소닉 에너지를 제공하는 단계는 상기 기판과 상기 트랜스미터 사이의 간격이 1 내지 5mm인 기판의 세정 방법.
9. 제1 항에 있어서,

   상기 기판 상의 세정액에 제2 메가소닉 에너지를 제공하는 단계는 상기 세정액에 0.7 내지 1MHz의 주파수를 가진 메가소닉 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 기판의 세정 방법.
10. 제1 항에 있어서,

    상기 기판 상의 세정액에 제2 메가소닉 에너지를 제공하는 단계 후, 상기 기판 상에 건조 기체를 제공하는 단계를 포함하는 기판의 세정 방법.
11. 제1 항에 있어서,

    상기 기판을 제공하는 단계와 상기 배관에 세정액을 제공하는 단계 사이, 상기 배관에 세정액을 제공하는 단계와 상기 라디칼 세정액을 형성하는 단계 사이 및 상기 라디칼 세정액을 형성하는 단계와 상기 라디칼을 제공하는 단계 사이 중 적어도 하나에서 상기 기판의 저면에 상기 세정액을 제공하는 단계를 더 포함하는 기판의 세정 방법.

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