KR100780353B1 - 기판의 건식 세정공정 - Google Patents

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Abstract

다양한 사용방식으로 기판을 순차적으로 세정하는 건식 세정공정을 개시한다. 이러한 건식 세정공정은 기판이 적재된 FOUP을 로딩하는 단계와, FOUP에 적재된 기판을 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 플라즈마를 이용한 화학적 반응으로 통해 기판을 세정하는 단계와, 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 고압가스 세정챔버로 이송하여, 고압가스 세정챔버로 이송된 기판에 고압가스를 분사하여 기판을 세정하는 단계와, 고압가스 세정챔버에서 세정된 기판을 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 다시 플라즈마를 이용하여 기판을 세정하는 단계와, 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 증기 세정챔버로 이송하여, 증기 세정챔버로 이송된 기판에 증기를 분사하여 세정하는 단계 및 증기 세정챔버에서 세정된 기판을 FOUP으로 이송하는 단계로 이루어진다.

Description

기판의 건식 세정공정{Process for dry cleaning a substrate}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건식 세정장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건식 세정공정을 도시한 흐름도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : FOUP 20 : 트랜스퍼챔버
25 : 트랜스퍼유닛 30 : 고압가스 세정챔버
40 : 플라즈마 세정챔버 50 : 증기 세정챔버
본 발명은 기판의 세정공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합 건식 세정공정에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체소자 및 액정패널은 기판 상에 포토리소그래피, 식각, 애싱, 확산, 화학기상증착, 이온주입 및 금속증착 등의 공정을 선택적으로 반복 수행함으로써 적어도 하나 이상의 도전층, 반도체층, 부도체층 등을 적층하여 조합되게 하는 것으로 만들어진다.
상술한 바와 같이 반도체소자 또는 액정패널을 생산하는 각 제조공정의 과정에서 기판 상에는 공정가스나 케미컬 또는 공정에 의해 생성되는 폴리머 및 각종 파티클 등의 오염원이 잔존하게 된다. 이때, 소정 공정에서 생성되어 기판 상에 잔존하는 오염원은 후속공정에서 공정불량을 야기하게 되고, 생산되는 반도체소자 또는 액정패널 제품의 품질을 저하시키는 주요 원인이 된다. 따라서, 양질의 반도체소자 또는 액정패널을 생산하기 위해서는 각 제조공정의 수행 후 기판 상에 잔존하는 오염원을 제거하기 위한 세정공정을 수행하게 된다.
이때, 기판 상에 잔존하는 오염원을 제거하기 위한 세정공정은 케미컬, DIW(Deionized water) 등을 이용하는 습식 세정공정과, 고압가스, 플라즈마, VUV(Very deep ultraviolet) 광, 이온화된 공기, 증기 등을 이용하는 건식 세정공정으로 나누어진다.
하지만, 상술한 세정공정 중 습식 세정공정은 케미컬 또는 DIW가 담긴 배쓰(Bath)의 내부에 반도체기판을 이동시켜 오염원을 제거하는 것으로 세정 공정 시간이 길고 반도체기판의 세정 시 케미컬에 의한 2차오염이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 건식 세정공정은 습식 세정공정보다 세정 공정 시간이 짧은 장점이 있짐나 세정 능력이 습식 세정공정에 비해 떨어지는 문제점이 있다. 그리고, 건식 세정공정은 고압가스, 플라즈마, VUV, 이온화된 공기, 증기 등의 사용 방식에 따라 세정 가능한 오염원의 크기가 각각 다르며, 사용 방식에 따라 메탈, 유기물, 탄화수소 계열, 파우다성 파티클 등 세정 가능한 오염원의 종류가 각각 다르다. 이로 인해 종래의 건식 세정공정에서는 기판 상에 잔존하는 오염원의 크기와 종류에 따라 각각 별도의 건식 세정장치를 설치해야하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 를 세정 능력이 향상된 건식 세정공정을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 건식 세정공정은 기판이 적재된 FOUP을 로딩하는 단계와, 상기 FOUP에 적재된 기판을 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 상기 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 플라즈마를 이용한 화학적 반응으로 통해 기판을 세정하는 단계와, 상기 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 고압가스 세정챔버로 이송하여, 상기 고압가스 세정챔버로 이송된 기판에 고압가스를 분사하여 기판을 세정하는 단계와, 상기 고압가스 세정챔버에서 세정된 기판을 상기 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 상기 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 다시 플라즈마를 이용하여 기판을 세정하는 단계와, 상기 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 증기 세정챔버로 이송하여, 상기 증기 세정챔버로 이송된 기판에 증기를 분사하여 세정하는 단계 및 상기 증기 세정챔버에서 세정된 기판을 상기 FOUP으로 이송하는 단계로 이루어진다.
상기 플라즈마 세정챔버에서 기판을 세정하는 단계는 상기 FOUP으로부터 상기 고압가스 세정챔버로 기판을 이송하는 과정에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 고압가스 세정챔버에서 기판을 세정하는 단계 후 상기 플라즈마 세정챔 버에서 기판을 세정하는 단계는 기판을 상기 고압가스 세정챔버에서 상기 증기 세정챔버로 이송되는 과정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건식 세정장치를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 건식 세정장치에는 식각공정과 같은 선행공정이 수행된 기판이 적재된 FOUP(Front opening unified fod,10)이 로딩되는데, 이와 같은 FOUP(10)은 이 FOUP(10)에 적재된 기판을 후술할 고압가스 세정챔버(30)와, 증기 세정챔버(50)로 이송하는 역할을 수행하는 트랜스퍼유닛(25)이 구비된 트랜스퍼챔버(20)의 일측에 로딩된다.
이때, 트랜스퍼유닛(25)은 승강운동하는 구동축(26)과, 이 구동축(26)의 상부에 마련되어 신축 및 회전운동하는 다수의 링크를 구비한 암(27) 및 이 암(27)의 선단에 마련되는 튀이저(28)를 포함한다.
트랜스퍼챔버(20)의 양측면에는 FOUP(10)에 적재된 기판 즉, 선행공정을 수행하는 동안 오염원이 잔존하는 기판을 CO2, N2 등의 고압가스를 분사하여 세정하기 위한 고압가스 세정챔버(30)가 배치된다. 이때, 고압가스 세정챔버(30)에서는 고압가스를 분사함으로써 기판 상에 부착된 메탈, 유기물, 파우더성 파티클을 세정하게 되며, 마이크로미터 단위에서 밀리미터 단위의 오염원 즉, 상대적으로 큰 오염원을 세정하게 된다.
고압가스 세정챔버(30)와 트랜스퍼챔버(20)의 사이에는 플라즈마 세정챔 버(40)가 마련된다. 즉, 기판이 트랜스퍼챔버(20)로부터 고압가스 세정챔버(30)로 이송되거나 고압가스 세정챔버(30)로부터 트랜스퍼챔버(20)로 이송되는 과정에서 플라즈마를 이용한 건식 세정공정을 수행하게 된다. 이때, 플라즈마 세정챔버(40)에서는 이 플라즈마 세정챔버(40) 내부에 마련된 전극판(미도시)에 고주파를 인가함으로써 탄화수소 계열과, 유기물 등의 오염원을 세정하게 되며, 마이크로미터 단위 미만의 오염원 즉, 상대적으로 미세한 오염원을 세정하게 된다.
또한, 트랜스퍼챔버(20)의 일측에는 고압가스 세정챔버(30)와 플라즈마 세정챔버(40)로부터 세정공정을 수행한 기판을 증기를 사용하여 다시 세정하기 위한 증기 세정챔버(50)가 마련된다. 이때, 증기 세정챔버(50)에서는 기판 상에 부착된 메탈, 유기물, 파우더성 파티클 등을 세정하게 되며, 나노미터 단위에서 밀리미터 단위의 오염원을 세정하게 된다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 기판의 건식 세정공정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 선행공정이 수행된 기판이 적재된 FOUP(10)이 건식 세정장치 즉, 트랜스퍼챔버(20)에 로딩된다(S10).
다음으로 FOUP(10)에 적재된 기판을 트랜스퍼유닛(25)을 이용하여 고압가스 세정챔버(30) 측으로 이송시키는데, 이때의 고압가스 세정챔버(30)와 건식 세정장치의 트랜스퍼챔버(20) 사이에 설치된 플라즈마 세정챔버(40)를 통과하여 이송된다. 이때, 트랜스퍼유닛(25)에 의해 이송되는 기판이 플라즈마 세정챔버(40)의 통 과 시 이 플라즈마 세정챔버(40)의 내부에 플라즈마를 이용한 래디칼을 생성하여 이 레디칼과 탄화수소 계열과, 유기물 등의 오염원 등을 화학적 반응을 통해 제거한다(S20).
그리고, 플라즈마 세정챔버(40)를 통과한 기판이 고압가스 세정챔버(30)에 도달되면 기판에 CO2, N2 등의 고압가스를 분사함으로써 메탈, 유기물, 파우더성 파티클 등의 물리적 오염원을 물리적 충돌 또는 기체 팽창 에너지를 이용하여 세정하게 된다(S30).
이 후 고압가스 세정챔버(30)에서 기판의 세정이 완료되면 다시 트랜스퍼유닛(25)에 의해 플라즈마 세정챔버(40)를 통과하여 트랜스퍼챔버(20) 측으로 이송되는데, 플라즈마 세정챔버(40)를 통과하는 과정에서 플라즈마를 이용하여 다시 한번 기판의 세정을 수행하여 잔여 오염원을 제거한다(S40).
그리고, 플라즈마 세정챔버(40)에서 다시 한번 세정된 기판은 트랜스퍼유닛(25)에 의해 증기 세정챔버(50)로 이송된다. 이와 같이 증기 세정챔버(50)로 기판이 이송되면 기판을 향해 증기를 분사하여 기판 상의 미세한 오염원을 제거한다(S50).
다음으로, 증기 세정챔버(50)에서 증기에 의해 세정된 기판을 트랜스퍼유닛(25)을 이용하여 FOUP(10)으로 이송시키면 기판의 건식 세정공정이 완료된다(S60).
따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 다양한 방식의 건식 세정공정을 순차적으로 수행함으로써 선행공정이 수행된 기판 상에 오염된 오염원의 크기나 종류에 관계없이 모든 종류의 오염원을 세정하게 되는 것이다.
또한, 본 발명에서는 다양한 방식의 건식 세정공정을 순차적으로 수행함으로써 습식 세정공정과 같은 세정효과를 가짐과 동시에 짧은 세정 공정 시간을 가지게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 건식 세정공정에서는 플라즈마분사, 고압가스분사, 플라즈마분사, 증기분사 등의 건식 세정공정을 순차적으로 진행함으로써, 짧은 시간 내에 오염원을 제거하고 다양한 크기와 종류를 가진 오염원을 세정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 기판이 적재된 FOUP을 로딩하는 단계;
    상기 FOUP에 적재된 기판을 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 상기 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 플라즈마를 이용한 화학적 반응으로 통해 기판을 세정하는 단계;
    상기 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 고압가스 세정챔버로 이송하여, 상기 고압가스 세정챔버로 이송된 기판에 고압가스를 분사하여 기판을 세정하는 단계;
    상기 고압가스 세정챔버에서 세정된 기판을 상기 플라즈마 세정챔버로 이송하여, 상기 플라즈마 세정챔버로 이송된 기판에 다시 플라즈마를 이용하여 기판을 세정하는 단계;
    상기 플라즈마 세정챔버에서 세정된 기판을 증기 세정챔버로 이송하여, 상기 증기 세정챔버로 이송된 기판에 증기를 분사하여 세정하는 단계; 및
    상기 증기 세정챔버에서 세정된 기판을 상기 FOUP으로 이송하는 단계를 포함하는 건식 식각세정공정.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 세정챔버에서 기판을 세정하는 단계는 상기 FOUP으로부터 상기 고압가스 세정챔버로 기판을 이송하는 과정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 건식 세정공정.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고압가스 세정챔버에서 기판을 세정하는 단계 후 상기 플라즈마 세정챔버에서 기판을 세정하는 단계는 기판을 상기 고압가스 세정챔버에서 상기 증기 세정챔버로 이송되는 과정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 건식 세정공정.
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