KR101755826B1 - 웨이퍼 세정장치 및 웨이퍼 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 오존수가 담긴 제1오존조에서 세정하는 제1오존조 세정단계와; 제1오존조 세정단계 후, 웨이퍼를 HF수용액이 담긴 HF조에서 세정하는 HF조 세정단계와; HF조 세정단계 후, 웨이퍼를 오존수가 담겨진 제2오존조에서 세정하는 제2오존조 세정단계를 포함하고, 제2오존조 세정단계는, 초기설정시간 동안 제2오존조 내의 오존수 유동을 대기한 후 초기설정시간이 경과되면 제2오존조 내의 오존수를 유동시켜, 제2오존조 세정단계에서 웨이퍼 외표면에 균일한 산화막을 형성할 수 있고, 웨이퍼의 헤이즈 패턴을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Description

웨이퍼 세정장치 및 웨이퍼 세정방법{Wafer cleaning apparatus and Wafer cleaning method}
본 발명은 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정장치 및 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 HF수용액에 의한 웨이퍼 세정 후 오존수에 의한 웨이퍼 세정을 실시하는 웨이퍼 세정장치 및 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.
반도체 제조장비는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 칭함)에 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 연마 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등으로 이어지는 다수의 공정을 수행하여 웨이퍼를 제조할 수 있다.
다수의 공정 중 세정 공정은 웨이퍼 표면의 금속 불순물이나 각종 유기물 등의 오염 물질을 제거하는 공정으로, 웨이퍼의 불량율을 최소화하게 실시되는 것이 바람직하다.
세정 공정은 다수의 세정조를 포함하는 웨이퍼 세정장치에서 실시될 수 있고, 웨이퍼는 웨이퍼 세정장치에서 오존수, HF(Hydrogen Fluoride: 불화수소) 수용액, 순수(DeIonized water: 탈이온수) 등에 순차적으로 담겨질 수 있다.
웨이퍼 세정방법은 간단한 구조 및 비용으로 웨이퍼의 헤이즈 패턴(Haze pattern)을 최소화하는 것이 바람직하다.
JP 특개 2006-269960호(2006년10월05일)
종래 기술에 따른 반도체 기판의 세정방법은 HF 수용액에 의한 세정과 오존수에 의한 세정 사이에 반도체기판을 순수로 세정하는 별도의 공정이 실시되므로, 순수가 담겨지기 위한 별도의 수조가 필요하여 구조가 복잡하고 전체적인 세정시간이 길게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 HF 수용액에 의한 세정 후 오존수에 의한 세정을 실시하였을 때 발생되는 불량 패턴을 간단한 구조와 저비용으로 최소화할 수 있는 웨이퍼 세정장치 및 웨이퍼 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 세정방법은 웨이퍼를 오존수가 담긴 제1오존조에서 세정하는 제1오존조 세정단계와; 상기 제1오존조 세정단계 후, 상기 웨이퍼를 HF수용액이 담긴 HF조에서 세정하는 HF조 세정단계와; 상기 HF조 세정단계 후, 상기 웨이퍼를 오존수가 담겨진 제2오존조에서 세정하는 제2오존조 세정단계를 포함하고, 상기 제2오존조 세정단계는, 초기설정시간 동안 상기 제2오존조 내의 오존수 유동을 대기한 후 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 제2오존조 내의 오존수를 유동시킨다.
상기 제2오존조 세정단계는 상기 제2오존조로 공급되는 오존수를 조절하는 오존수 조절기가 상기 초기 설정시간동안 오프 유지되고, 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 오존수 조절기가 온될 수 있다.
상기 초기설정시간은 50초 내지 100초일 수 있다.
상기 웨이퍼는 300mm/sec 이상 500mm/sec 이하의 속도로 상기 HF조에서 외부로 인출될 수 있다.
상기 웨이퍼는 500mm/sec 이상 3000mm/sec 이하의 속도로 상기 제2오존조 내부로 진입될 수 있다.
상기 웨이퍼가 상기 HF조에서 인출되는 제1속도는 상기 웨이퍼가 상기 제2오존조로 진입되는 제2속도 보다 느릴 수 있다.
상기 웨이퍼는 상기 초기설정시간의 도중에 상기 제2오존조의 내부로 진입될 수 있다.
상기 웨이퍼는 상기 초기설정시간의 시작부터 10초 내지 30초인 도중에 상기 제2오존조의 내부로 진입될 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는 오존수가 담긴 제1오존조와,HF수용액이 담긴 HF조와; 오존수가 담긴 제2오존조와; 웨이퍼가 상기 제1오존조와, HF조와, 제2오존조에 순차적으로 담겨지게 웨이퍼를 이동시키는 로봇과; 상기 제2오존조로 공급되는 오존수를 조절하는 오존수 조절기와; 상기 제2오존조에 의한 웨이퍼의 세정시, 초기설정시간 동안 상기 제2오존조 내의 오존수 유동을 대기한 후 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 제2오존조 내의 오존수가 유동되게 상기 오존수 조절기를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 웨이퍼가 상기 HF를 인출하는 제1속도와, 상기 웨이퍼가 상기 제2오존조 내부로 진입되는 제2속도가 상이하게 상기 로봇을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 초기설정시간 동안 제2오존조 내의 오존수 유동을 최소화하여 제2오존조에 의한 세정 초기에 제2오존조 내의 오존수 유동이 변동되는 것에 의해 발생될 수 있는 헤이즈 패턴을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 웨이퍼가 제2오존조로 진입될 때, 제2오존조 내의 유동 변동을 최소화하여 제2오존조 내의 유동 변동이 과다할 때 발생될 수 있는 헤이즈 패턴을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 웨이퍼가 HF조를 인출하는 속도를 조절하여, 화학 수용액 이물질이 웨이퍼 표면에 흡착되는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 웨이퍼 세정장치가 도시된 구성도,
도 2는 본 실시 예에 따른 웨이퍼 세정방법이 도시된 순서도,
도 3은 본 실시예의 웨이퍼 인출속도로 웨이퍼를 HF조에서 인출한 경우의 웨이퍼를 비교예와 비교한 도이다.
도 4는 본 실시예의 웨이퍼 진입속도로 웨이퍼를 제2오존조에서 진입한 경우의 웨이퍼를 비교예와 비교한 도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 제2오존조 세정 초기의 제2오존조 내부 및 제2오존조 세정 후기의 제2오존조 내부가 도시된 도,
도 6은 비교예의 제2오존조 세정 초기의 제2오존조 내부 및 제2오존조 세정 후기의 제2오존조 내부가 도시된 도이다.
도 7은 본 실시예의 웨이퍼 세정방법에 의해 세정된 웨이퍼와, 비교예에 의해 세정된 웨이퍼를 비교한 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시 예에 따른 웨이퍼 세정장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 실시 예에 따른 웨이퍼 세정방법이 도시된 순서도이다.
웨이퍼 세정장치는 웨이퍼(W)를 세정하는 적어도 하나의 세정조(2)(4)(6)와, 웨이퍼(W)를 세정조로 담근 후 웨이퍼(W)를 세정조에서 꺼내어 이동시키는 로봇(R)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 세정조(2)(4)(6)은 오존수가 담긴 제1오존조(2)와, HF수용액이 담긴 HF조(4)와, 오존수가 담긴 제2오존조(6)를 포함할 수 있다.
로봇(R)은 웨이퍼(W)를 제1오존조(2)와 HF조(4)와 제2오존조(6)에 순차적으로 넣었다가 꺼낼 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 제1오존조(2) 내부로 투입하여 제1오존조(2) 내부의 오존수에 담그고, 이후 웨이퍼(W)를 제1오존조(2)에서 꺼낼 수 있다. 로봇(R)은 제1오존조(2)를 빠져나온 웨이퍼(W)를 HF조(4) 내부로 투입하여 HF조(4) 내부의 HF수용액에 담그고, 이후 웨이퍼를 HF조(4)에서 꺼낼 수 있다. 로봇(R)은 HF조(4)에서 빠져나온 웨이퍼(W)를 제2오존조(6) 내부로 투입하여 제2오존조(6) 내부의 오존수에 담그고, 이후 웨이퍼를 제2오존조(6)에서 꺼낼 수 있다.
웨이퍼 세정장치는 제1오존조(2)로 오존수를 공급하는 오존수 공급부(5)를 포함할 수 있다. 오존수 공급부(5)는 내부에 오존수가 담겨지는 오존수 탱크로 구성되는 것이 가능하다.
제1오존조(2)는 내조와 외조의 이중구조로 구성될 수 있다. 제1오존조(2)에는 오존수를 제1오존조(2)로 안내하는 오존수 유입유로(23)가 연결될 수 있다. 오존수 유입유로(23)은 제1오존조(2)의 내조에 연결될 수 있다. 오존수 유입유로(23)는 일단이 오존수 공급부(5)에 연결될 수 있고, 타단이 제1오존조(2)에 연결될 수 있다. 제1오존조(2)에는 제1오존조(2)에서 유출된 오존수를 안내하는 오존수 유출유로(25)가 연결될 수 있다. 오존수 유출유로(25)는 일단이 제1오존조(2)에 연결될 수 있다. 오존수 유출유로는 제1오존조(2)의 외조에 연결될 수 있다. 오존수 유출유로(25)는 오존수를 오존수 공급부(5)로 안내하는 것도 가능하고, 오존수를 폐기하게 배치되는 것이 가능하다. 오존수 유출유로(25)가 오존수를 오존수 공급부(5)로 안내할 경우, 오존수 유출유로(25)는 오존수 공급부(5)에 연결될 수 있다.
웨이퍼 세정장치는 HF조(4)로 HF 수용액은 공급하는 HF 수용액 공급부(7)를 더 포함할 수 있다. HF 수용액 공급부(7)은 내부에 HF 수용액이 담겨지는 HF 탱크로 구성되는 것이 가능하다.
HF조(4)는 내조와 외조의 이중구조로 구성될 수 있다. HF조(4)에는 HF 수용액 공급부(7)의 HF 수용액을 HF조(4)로 안내하는 HF 유입유로(43)이 연결될 수 있다. HF 유입유로(43)는 HF조(4)의 내조에 연결될 수 있다. HF조(4)에는 HF조(4)에서 유출된 HF 수용액를 안내하는 HF 유출유로(45)가 연결될 수 있다. HF 유출유로(45)는 HF조(4)의 외조에 연결될 수 있다.
웨이퍼 세정장치는 제2오존조(6)로 오존수를 공급하는 오존수 공급부(8)를 포함할 수 있다. 오존수 공급부(8)는 내부에 오존수가 담겨지는 오존수 탱크로 구성되는 것이 가능하다.
제2오존조(6)에는 오존수를 제2오존조(6)로 안내하는 오존수 유입유로(63)가 연결될 수 있다. 오존수 유입유로(63)는 일단이 오존수 공급부(8)에 연결될 수 있고, 타단이 제2오존조(6)에 연결될 수 있다. 오존수 유입유로(63)는 제2오존조(6)의 내조에 연결될 수 있다. 제2오존조(6)에는 제2오존조(6)에서 유출된 오존수를 안내하는 오존수 유출유로(65)가 연결될 수 있다. 오존수 유출유로(65)는 일단이 제2오존조(6)에 연결될 수 있다. 오존수 유출유로(65)는 제2오존조(6)의 외조에 연결될 수 있다. 오존수 유출유로(65)는 오존수를 오존수 공급부(8)로 안내하는 것도 가능하고, 오존수를 폐기하게 배치되는 것이 가능하다. 오존수 유출유로(65)가 오존수를 오존수 공급부(8)로 안내할 경우, 오존수 유출유로(65)는 오존수 공급부(8)에 연결될 수 있다.
웨이퍼 세정장치는 제2오존조(6)로 공급되는 오존수를 조절하는 오존수 조절기(10)를 더 포함할 수 있다. 오존수 조절기(10)는 오존수 유입유로(63)와 오존수 유출유로(65) 중 적어도 하나에 설치된 오존수 조절밸브 또는 오존수 펌프를 포함할 수 있다. 오존수 조절기(10)의 온시, 오존수는 오존수 유입유로(63)를 통해 제2오존조(6) 내부로 유입되어 제2오존조(6) 내부를 유동할 수 있고, 오존수 조절기(10)의 오프시, 오존수는 제2오존조(6) 내부로 유입되지 않고, 오존수는 제2오존조(6) 내부에서 유동되지 않을 수 있다.
웨이퍼 세정장치는 로봇(R)과 오존수 조절기(10)을 제어하는 제어부(12)를 더 포함할 수 있다.
제어부(12)는 제2오존조(6)에 의한 웨이퍼의 세정시, 초기설정시간(T) 동안 제2오존조(6) 내의 오존수 유동을 대기한 후 초기설정시간(T)이 경과되면 제2오존조(6) 내의 오존수가 유동되게 오존수 조절기(10)를 제어할 수 있다. 초기설정시간(T)는 웨이퍼(W)에 헤이즈 패턴이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 시간이 설정되는 것이 바람직하고, 50초 내지 100초 사이의 특정 시간이 설정되는 것이 바람직하다.
제어부(12)는 웨이퍼(W)를 HF조(4)에서 인출하는 제1속도와, 웨이퍼(W)가 제2오존조(6) 내부로 진입되는 제2속도가 상이하게 로봇(R)을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 제1속도(V1)가 300mm/sec 이상 500mm/sec 이하 범위를 갖도록 로봇(R)을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 제2속도(V2)가 500mm/sec 이상 3000mm/sec 이하 범위를 갖도록 로봇(R)을 제어할 수 있다.
제어부(12)는 초기설정시간(T)의 도중에 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)의 내부로 진입되게 로봇(R)을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 초기설정시간의 시작부터 10초 내지 30초인 도중에 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)의 내부로 진입되게 로봇(R)을 제어할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 세정방법은 웨이퍼(W)를 오존수가 담긴 제1오존조(2)에서 세정하는 제1오존조 세정단계(S1)와; 제1오존조 세정단계 후, 웨이퍼(W)를 HF수용액이 담긴 HF조(4)에서 세정하는 HF조 세정단계(S2)와; HF조 세정단계(S2) 후, 웨이퍼(W)를 오존수가 담겨진 제2오존조(6)에서 세정하는 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)를 포함할 수 있다.
제1오존조 세정단계(S1)는 오존 전처리 단계로서, 웨이퍼(W)를 제1오존조(2)에 담겨진 오존수에 제1소정시간 딥핑(Deeping)할 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 잡고 웨이퍼를 제2오존조(2)에 넣은 후 제1소정시간 동안 대기할 수 있다. 웨이퍼(W)의 외표면에 있던 유기물은 제1오존조(2)의 오존수에 의해 분해될 수 있고, 웨이퍼(W)의 외표면에 있던 금속은 오존수에 의해 산화될 수 있다. 제1오존조 세정단계(S1)시, 웨이퍼(W)의 외표면에는 산화물 층(Oxide layer: 산화 막)이 형성될 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 제1오존조(2)에 딥핑한 후 제1소정시간 경과되면, 제2오존조(2)에서 웨이퍼(W)를 꺼낼 수 있다.
HF조 세정단계(S2)는 제1오존조(2)에서 빠져 나온 웨이퍼(W)를 HF조(4)의 HF 수용액에 제2소정시간 딥핑(Deeping)할 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 잡고 웨이퍼(W)를 HF조(4)에 넣은 후 제2소정시간 동안 대기할 수 있다. HF 수용액은 웨이퍼(W) 외표면에 형성된 산화물 층(Oxide layer: 산화 막)을 에칭(Etching)으로 제거할 수 있다. 이때, 이때, 웨이퍼(W) 표면의 금속이나 파티클 등도 함께 제거될 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 HF조(4)에 딥핑한 후 제2소정시간 경과되면, HF조(4)에서 웨이퍼(W)를 꺼낼 수 있다.
HF조 세정단계(S2)는 단글링 본드(dangling bond)에 의한 화학 수용액 이물질이 웨이퍼(W) 표면에 흡착되는 것을 최소화하는 것이 바람직하다. 웨이퍼(W)는 HF조 세정단계(S2)시, HF조(4)에서 제1속도(V1)으로 인출될 수 있다. 웨이퍼(W)는 HF조(4)에서 인출되는 제1속도(V1)에 따라 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)에서 상이한 산화막이 형성될 수 있다.
이러한 제1속도(V1)가 너무 빠를 경우, 화학 수용액 이물질이 웨이퍼(W)에 과다 잔류할 수 있고, 이러한 화학 수용액 이물질은 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)에서 오존수와 반응할 때 그 반응이 일정하지 않을 수 있다. 웨이퍼(W)에 잔류하는 화학 수용액 이물질은 제2오존조 세정단계(S3)에서 웨이퍼(W) 표면에 불균일한 산화막을 형성할 수 있고, 불균일한 산화막은 웨이퍼(W)의 헤이즈 패턴에 영향을 미칠 수 있다.
웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 인출되는 제1속도(V1)는 웨이퍼(W)의 소수성(Hydrophobic) 표면이 잘 건조될 수 있는 속도를 갖는 것이 바람직하고, 300mm/sec 이상 500mm/sec 이하일 수 있다.
제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)는 HF조(4)에서 빠져 나온 웨이퍼(W)를 제2오존조(6)의 오존수에 제3소정시간 딥핑(Deeping)할 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 잡고 웨이퍼(W)를 제2오존조(6)에 넣은 후 제3소정시간 동안 대기할 수 있다. 제2오존조(6)의 오존수는 웨이퍼(W) 외표면에 산화물 층(Oxide layer: 산화막)을 형성할 수 있다. 로봇(R)은 웨이퍼(W)를 제2오존소(6)에 딥핑한 후 제3소정시간 경과되면, HF조(4)에서 웨이퍼(W)를 꺼낼 수 있다.
제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)는 초기설정시간(T) 동안 제2오존조(6) 내의 오존수 유동을 대기한 후 초기설정시간(T)이 경과되면 제2오존조(T) 내의 오존수를 유동시킬 수 있다.
초기설정시간(T)은 제2오존조(6)에 의한 웨이퍼 세정의 개시시점부터 카운트될 수 있다. 여기서, 웨이퍼 세정의 개시시점은 HF조(4)에서 웨이퍼(W)가 인출 완료되었을 때의 웨이퍼 인출시점인 것이 가능하고, 제2오존조(6)로 웨이퍼(W)가 진입 개시될 때의 웨이퍼 진입개시시점인 것도 가능하며, 웨이퍼 인출시점과 웨이퍼 진입개시시점의 사이에 특정 시점인 것도 가능함은 물론이다.
초기설정시간(T)은 웨이퍼(W)의 헤이즈 패턴을 최소화할 수 있는 시간이 설정되는 것이 바람직하고, 수회의 실험에 의해 결정될 수 있다.
초기설정시간(T)은 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)에 의해 세정되는 시간인 제3소정시간 보다 짧게 설정되는 것이 바람직하다. 초기설정시간(T)은 제3소정시간의 절반 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제3소정시간이 3분일 경우, 초기설정시간(T)은 40초, 50초, 60초, 70초, 100초 등과 같은 특정 시간이 설치되는 것이 바람직하다.
웨이퍼(W)의 헤이즈 패턴은 제2오존조(6)의 크기, 웨이퍼(W)의 크기, 제2오존조 세정단계의 전체 시간 등의 다양한 인자에 의해 결정될 수 있고, 실험은 초기설정시간(T)만을 상이하게 하고, 초기설정시간(T) 이외에 다른 인자(예를 들면, 제2오존조(6)의 크기, 웨이퍼(W)의 크기, 제2오존조 세정단계의 전체 시간 등)를 모두 동일하게 한 상태에서 실시되었다. 초기설정시간(T)이 너무 과도하게 설정될 경우, 웨이퍼(W)의 세정 공정 전체가 길게 될 수 있고, 초기설정시간(T)은 웨이퍼(W)의 헤이즈 패턴이 발생되지 않는 시간이면서 최대한 짧게 형성되는 것이 바람직하다. 초기설정시간(T)은 50초 내지 100초일 수 있다. 초기설정시간(T)은 초기설정시간(T)은 60초일 수 있다.
또한, 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)시 웨이퍼(W)는 제2오존조(6) 내의 오존수 유동을 최소화하는 속도로 제2오존조(6)의 오존수로 투입하는 것이 바람직하다. 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)시 웨이퍼(W)는 제2오존조(6)에서 진입될 때 제2속도(V2)로 진입될 수 있다.
웨이퍼(W)가 제2오존조(6)의 오존수로 빠르게 진입할 경우, 제2오존조(6)의 오존수는 빠르게 진입되는 웨이퍼(W)에 의해 유동이 발생될 수 있고, 웨이퍼(W)의 빠른 진입에 의한 유동은 웨이퍼(W)의 헤이즈 패턴에 영향 미칠 수 있다.
웨이퍼(W)는 제2오존수(6)로 투입될 때, 제2오존조(6)의 오존수 유동을 최소화하는 제2속도로 진입되는 것이 바람직하고, 제2속도(V2)는 500mm/sec 이상 3000mm/sec 이하일 수 있다. 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)에서 진입되는 제2속도(V2)는 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 인출되는 제1속도(V1) 보다 빠를 수 있다.
웨이퍼(W)는 초기설정시간(T)의 도중에 제2오존조(6)의 내부로 진입될 수 있고, 제2오존조(6)의 내에 유동되지 않는 오존수에 점차 잠길 수 있다. 웨이퍼(W)는 초기설정시간(T)의 시작부터 10초 내지 30초인 도중에 제2오존조(6)의 내부로 진입될 수 있고, 웨이퍼(W)가 제2오존조(6) 내부로 진입 완료된 이후에, 제2오존조(6)의 내의 오준수 유동이 개시될 수 있다. 여기서, 초기설정시간(T)의 시작은 HF조(4)에서 웨이퍼(W)가 인출 완료되었을 때의 웨이퍼 인출시점인 것이 가능하고, 제2오존조(6)로 웨이퍼(W)가 진입 개시될 때의 웨이퍼 진입개시시점인 것도 가능하며, 웨이퍼 인출시점과 웨이퍼 진입개시시점의 사이에 특정 시점일 수 있다.
제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)는 초기설정시간이 경과되면, 그 때부터 제2오존조(6)의 오존수가 강제 유동되게 할 수 있다. (S4)(S5)
제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)는 제3소정시간 동안 실시될 수 있고, 제3소정시간이 경과되면 완료될 수 있다.
웨이퍼의 세정방법은 상기와 같은 제1오존조 세정단계(S1)와, HF조 세정단계(S2) 및 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)를 순차적으로 실시하는 것에 의해 웨이퍼(W) 표면의 금속 요염과 흡착성 파티클을 제거할 수 있다.
웨이퍼 세정방법은 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5) 이후에, SC-1을 이용한 SC-1 공정과, 순수를 이용한 제1 DIW 공정을 순차적으로 실시하여 미세 파티클을 제거할 수 있다.
그리고, 웨이퍼 세정방법은 제1 DIW 공정 이후에 SC-2 공정을 실시하여 웨이퍼(W) 표면의 금속 오염물을 제거할 수 있고, SC-2 공정 이후에 제2 DIW 공정과 제3오존 공정과, 고온 DIW 및 건조 공정을 실시하여 웨이퍼(W) 표면을 보호하면서 안정화시킬 수 있다.
웨이퍼 세정방법은 제2오존조 세정단계(S3)(S4)(S5)의 공정 이후의 공정들 중 일부 공정이 실시되지 않는 것이 가능하고, 그 순서가 바뀌는 것도 가능하며, 이 발명이 속하는 기술적 범주 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있다.
도 3은 본 실시예의 웨이퍼 인출속도로 웨이퍼를 HF조에서 인출한 경우의 웨이퍼를 비교예와 비교한 도이다.
도 3의 (a)는 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 500mm/s의 속도로 인출된 경우의 웨이퍼이고, 도 3의 (b)는 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 1000mm/s의 속도로 인출된 경우의 웨이퍼이며, 도 3의 (c)는 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 1500mm/s의 속도로 인출된 경우의 웨이퍼이다.
실험은 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 인출되는 속도 이외의 타 인자 예를 들면, HF조(4)의 크기, 웨이퍼(W)의 크기, HF조 세정단계의 전체 시간 등을 모두 동일하게 한 상태에서 실시되었다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 인출되는 웨이퍼 인출속도가 1000mm/s이거나 1500mm/s일 경우, 웨이퍼(W)에 헤이즈 패턴(HP)이 형성되는 것을 확인할 수 있고, 웨이퍼(W)가 HF(4)에서 인출되는 웨이퍼 인출속도가 500mm/s일 경우, 웨이퍼(W)에 헤이즈 패턴(HP)이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있다.
웨이퍼(W)가 HF조(4)에서 인출되는 웨이퍼 인출속도는 500mm/s 이하인 것이 바람직하다.
도 4는 본 실시예의 웨이퍼 진입속도로 웨이퍼를 제2오존조에서 진입한 경우의 웨이퍼를 비교예와 비교한 도이다.
도 4의 (a)는 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)로 500mm/s의 속도로 진입된 경우의 웨이퍼이고, 도 4의 (b)는 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)로 300mm/s의 속도로 인출된 경우의 웨이퍼이다.
실험은 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)에서 진입되는 속도 이외의 타 인자 예를 들면, 제2오존조(6)의 크기, 웨이퍼(W)의 크기, 제2오존조 세정단계의 전체 시간 등을 모두 동일하게 한 상태에서 실시되었다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)로 진입되는 웨이퍼 진입속도가 300mm/s일 경우, 웨이퍼(W)에 다수의 헤이즈 패턴(HP)이 형성되는 것을 확인할 수 있고, 웨이퍼(W)가 제2오존조(6)에서 진입되는 웨이퍼 진입속도가 500mm/s이면, 웨이퍼 진입속도가 300mm/s일 경우 보다 적은 헤이즈 패턴(HP)이 형성되는 것이 확인될 수 있다. 제2오존조(6)로 진입되는 웨이퍼 진입속도는 500mm/s 이상인 것이 바람직하다.
도 5는 본 실시예에 따른 제2오존조 세정 초기의 제2오존조 내부 및 제2오존조 세정 후기의 제2오존조 내부가 도시된 도이고, 도 6은 비교예의 제2오존조 세정 초기의 제2오존조 내부 및 제2오존조 세정 후기의 제2오존조 내부가 도시된 도이다.
도 6의 (a)는 도 5의 (a)의 경우와 비교되는 비교예이고, 제2오존조(6)에 의한 웨이퍼(W) 세정 개시시 오존수 조절기(10)를 온시킨 상태가 도시된 도이며, 제2오존조(6) 내의 각종 불순물(X)(Y))은 제2오존조 세정 초기에 제2오존조(6)에서 유동되는 오존수에 의해 웨이퍼(W) 표면에 흡착될 수 있다. 여기서, 웨이퍼(W)의 표면에 흡착되는 각종 불순물은 웨이퍼(W)와 함께 제2오존조(6)의 내부로 진입된 HF 수용액 이물질(X)이나 파티클(Y)일 수 있고, 웨이퍼(W)의 표면에 산화물 층이 형성되는 도중에, 즉 안정적인 산화물 층이 형성되기 이점에 산화물 층(O')에 포함될 수 있다.
도 6의 (b)는 본 발명의 도 5의 (b)의 경우와 비교되는 비교예로서, 웨이퍼(W)의 외표면에는 불균일한 산화막(O')이 형성될 수 있고, 이러한 불균일한 산화막(O')은 웨이퍼(W)의 외표면에 안정적인 산화물 층이 형성되기 이전에 흡착된 제2오존조(6) 내의 각종 불순물(X)(Y)을 포함할 수 있다.
반면에, 도 5의 (a)는, 초기설정시간(T) 동안 오존수 조절기(10)를 오프 유지한 상태에서 웨이퍼(W)를 제2오존조(6)의 오존수에 담근 상태가 도시된 도로서, 제2오존조(6) 내의 각종 불순물(X)(Y)은 초기설정시간(T) 동안 제2오존조(6)의 오존수가 강제 유동되지 않기 때문에, 웨이퍼(W)의 외표면에 흡착되는 것이 최소화될 수 있고, 웨이퍼(W)의 외표면에는 이러한 불순물(X)(Y)이 포함되지 않는 순수한 산화물 층(O)이 점차 형성될 수 있다.
도 5의 (b)는 초기설정시간(T)이 경과된 후, 오존수 조절기(10)가 온된 상태로서, 이 경우, 웨이퍼(W)는 그 외표면에 균일한 산화물 층(O)이 생성된 상태이고, 제2오존조(6) 내의 각종 불순물(X)(Y)은 제2오존조(6) 내의 오존수가 유동되더라도 웨이퍼(W)의 산화물 층(O)에 포함되지 않고, 제2오존조(6) 내의 오존수와 함께 유동될 수 있다.
도 7은 본 실시예의 웨이퍼 세정방법에 의해 세정된 웨이퍼와, 비교예에 의해 세정된 웨이퍼를 비교한 도이다.
도 7의 (a)는 본 실시예의 웨이퍼 세정방법에 의해 세정된 웨이퍼(W)의 외면이 도시된 평면도이고, 도 7의 (b)는 비교예의 웨이퍼 세정방법에 의해 세정된 웨이퍼(W)의 외면이 도시된 평면도이며, 도 7의 (a)와 도 7의 (b)를 참조하면, 도 7의 (b)에 도시된 웨이퍼(W)는 헤이즈 패턴(HP)이 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 길게 형성되는 것을 확인할 수 있고, 도 7의 (a)에 도시된 웨이퍼(W)에는 도 7의 (b)에 도시된 헤이즈 패턴(HP)이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2: 제1오존조 4: HF조
6: 제2오존조 8: 오존수 공급부
10: 오존수 조절기 12: 제어부

Claims (10)

  1. 웨이퍼를 오존수가 담긴 제1오존조에서 세정하는 제1오존조 세정단계와;
    상기 제1오존조 세정단계 후, 상기 웨이퍼를 HF수용액이 담긴 HF조에서 세정하는 HF조 세정단계와;
    상기 HF조 세정단계 후, 상기 웨이퍼를 오존수가 담겨진 제2오존조에서 세정하는 제2오존조 세정단계를 포함하고,
    상기 제2오존조 세정단계는, 초기설정시간 동안 상기 제2오존조 내의 오존수 유동을 대기한 후 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 제2오존조 내의 오존수를 유동시키고,
    상기 웨이퍼가 상기 HF조에서 인출되는 제1속도는 상기 웨이퍼가 상기 제2오존조로 진입되는 제2속도 보다 느린 웨이퍼 세정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2오존조 세정단계는 상기 제2오존조로 공급되는 오존수를 조절하는 오존수 조절기가 상기 초기설정시간 동안 오프 유지되고, 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 오존수 조절기가 온되는 웨이퍼 세정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기설정시간은 50초 내지 100초인 웨이퍼 세정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 300mm/sec 이상 500mm/sec 이하의 속도로 상기 HF조에서 외부로 인출되는 웨이퍼 세정방법.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 500mm/sec 이상 3000mm/sec 이하의 속도로 상기 제2오존조 내부로 진입되는 웨이퍼 세정방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 상기 초기설정시간의 도중에 상기 제2오존조의 내부로 진입되는 웨이퍼 세정방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 상기 초기설정시간의 시작부터 10초 내지 30초인 도중에 상기 제2오존조의 내부로 진입되는 웨이퍼 세정방법.
  9. 오존수가 담긴 제1오존조와,
    HF수용액이 담긴 HF조와,
    오존수가 담긴 제2오존조와,
    웨이퍼가 상기 제1오존조와, HF조와, 제2오존조에 순차적으로 담겨지게 웨이퍼를 이동시키는 로봇과;
    상기 제2오존조로 공급되는 오존수를 조절하는 오존수 조절기와;
    상기 제2오존조에 의한 웨이퍼의 세정시, 초기설정시간 동안 상기 제2오존조 내의 오존수 유동을 대기한 후 상기 초기설정시간이 경과되면 상기 제2오존조 내의 오존수가 유동되게 상기 오존수 조절기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 웨이퍼가 상기 HF를 인출하는 제1속도와, 상기 웨이퍼가 상기 제2오존조 내부로 진입되는 제2속도가 상이하게 상기 로봇을 제어하는 웨이퍼 세정장치.
  10. 삭제
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