KR102231615B1 - semiconductor fabricating apparatus and method - Google Patents

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Abstract

반도체 세정 장치를 개시한다. 반도체 세정 장치는 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되는 챔버; 상기 챔버내에 배치되어, 상기 웨이퍼의 전면 및 배면중 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼를 지지하는 링타입 웨이퍼 지지대; 상기 웨이퍼의 상기 하나의 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 하나의 면에 존재하는 파티클을 DIW 를 이용하여 제거하도록 구성되는 스프레이 모듈; 상기 웨이퍼의 상기 전면 및 배면중 다른 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 다른 면에 존재하는 파티클을 고온의 스팀을 이용하여 제거하도록 구성되는 스팀 모듈; 및 상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하되, 상기 콘트롤러는 상기 웨이퍼가 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 챔버내에 로딩된 상태에서, 상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 대하여 세정 공정을 진행하도록 제어한다.Disclosed is a semiconductor cleaning device. A semiconductor cleaning apparatus includes: a chamber in which the wafer is loaded and unloaded so that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward; A ring type wafer supporter disposed in the chamber and supporting the wafer such that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward; A spray module arranged in the chamber to face the one surface of the wafer and configured to remove particles present on the one surface using DIW; A steam module arranged in the chamber to face the other of the front and rear surfaces of the wafer, and configured to remove particles present on the other surface using high-temperature steam; And a controller configured to control the spray module and the steam module, wherein the controller includes a state in which the wafer is loaded in the chamber so that the one side faces upward, the spray module and the steam module It is controlled to proceed with the cleaning process for the front and rear surfaces of the device.

Description

반도체 제조 장치 및 방법{semiconductor fabricating apparatus and method}Semiconductor manufacturing apparatus and method TECHNICAL FIELD

본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스팀 세정 공정과 스프레이 세정 공정을 이용한 반도체 세정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and method, and more particularly, to a semiconductor cleaning apparatus and method using a steam cleaning process and a spray cleaning process.

반도체 소자는 웨이퍼상에 박막 증착 및 식각 공정등과 같은 일련의 공정을 수행하여 제조되는데, 각 공정에서 웨이퍼의 표면에 원하지 않는 파티클이 발생하여 남아있게 된다. 이러한 파티클을 제거하기 위하여, 각 공정 전후에 세정 공정을 진행하여야 한다.Semiconductor devices are manufactured by performing a series of processes such as thin film deposition and etching processes on a wafer. In each process, unwanted particles are generated and left on the surface of the wafer. In order to remove these particles, a cleaning process must be performed before and after each process.

파티클은 반도체 소자의 성능에 주요한 영향을 미치게 되고, 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 이러한 파티클 세정 공정은 점점 중요시되고 있다. 대표적인 파티클 세정 방법으로, 약액을 사용한 화학적 처리를 통해 웨이퍼의 표면상의 파티클을 제거하는 방법과 물리적인 힘을 가하여 웨이퍼의 표면상의 파티클을 제거하는 방법이 있다.Particles have a major influence on the performance of semiconductor devices, and as semiconductor devices become highly integrated, such a particle cleaning process is becoming increasingly important. Representative particle cleaning methods include a method of removing particles on the surface of a wafer through chemical treatment using a chemical solution, and a method of removing particles on the surface of a wafer by applying a physical force.

도 1(a)을 참조하면, 종래의 반도체 세정 장치(100)는 챔버(110), 스프레이(121)를 구비하는 스프레이 모듈(120), 브러쉬(131)를 구비하는 브러쉬 모듈(130), 및 스핀 모듈(140)을 구비한다. 상기 스프레이 모듈(120) 및 브러쉬 모듈(130)은 웨이퍼(10)를 기준으로 상기 챔버(110)의 상측에 배열되고, 상기 스핀모듈(140)은 상기 웨이퍼(10)를 기준으로 상기 챔버(110)의 하측에 배열된다. 상기 스핀 모듈(140)은 스핀 베어링(141), 스핀 베어링 하우징(143), 및 스핀 모터(145)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 (a), a conventional semiconductor cleaning apparatus 100 includes a chamber 110, a spray module 120 having a spray 121, a brush module 130 having a brush 131, and A spin module 140 is provided. The spray module 120 and the brush module 130 are arranged on the upper side of the chamber 110 based on the wafer 10, and the spin module 140 is ) Is arranged on the lower side. The spin module 140 may include a spin bearing 141, a spin bearing housing 143, and a spin motor 145.

종래의 반도체 세정 방법은 웨이퍼(10)의 전면을 주로 DIW와 N2 를 사용하는 스프레이 모듈(120)을 이용하여 세정하고, 웨이퍼(10)의 배면을 접촉식 세정 방법인 브러쉬 모듈(130)를 이용하여 세정하였다.In the conventional semiconductor cleaning method, the front surface of the wafer 10 is cleaned using a spray module 120 mainly using DIW and N 2 , and the back surface of the wafer 10 is cleaned using a brush module 130 which is a contact cleaning method. And washed.

이러한 세정 방법은 웨이퍼의 배면이 상측을 향하도록 도1(b)의 반전(reverse) 유닛(150)을 통해 웨이퍼(10)를 반전시키는 공정, 반전된 웨이퍼의 배면이 상측을 향하도록 챔버(110)내로 로딩하는 공정, 배면의 파티클 제거를 위한 브러싱 세정 공정, 웨이퍼를 챔버로부터 언로딩하는 공정, 웨이퍼의 전면이 상측을 향하도록 웨이퍼를 상기 반전 유닛(150)을 통해 반전시키는 공정, 반전된 웨이퍼의 전면이 상측을 향하도록 웨이퍼를 챔버(100)내로 다시 로딩하는 공정, 웨이퍼의 전면의 파티클을 제거하기 위한 스프레이 세정 공정, 웨이퍼를 챔버로부터 다시 언로딩하는 공정 등을 포함한다.This cleaning method is a process of inverting the wafer 10 through the reverse unit 150 of Fig. 1(b) so that the back side of the wafer faces upward, and the chamber 110 so that the reverse side of the wafer faces upward. ) Loading process, brushing cleaning process for removing particles on the back side, unloading the wafer from the chamber, process of inverting the wafer through the reversing unit 150 so that the front surface of the wafer faces upward, and the reversed wafer A process of reloading the wafer into the chamber 100 so that the front surface of the wafer faces upward, a spray cleaning process for removing particles from the front surface of the wafer, and a process of unloading the wafer from the chamber again.

상기한 바와 같이, 통상적인 DIW 스크러버 공정은 웨이퍼를 반전시켜 로딩한 후 브러쉬(131)를 사용하여 배면을 세정 및 건조하고, 다시 웨이퍼를 반전시켜 로딩한 후 전면을 스프레이(121)를 사용하여 세정 및 건조하는 과정을 거쳐야 한다. 이러한 세정 방법은 브러쉬 공정을 통해 기판 세정을 수행하므로, 기판 표면에 스크래치를 유발할 뿐만 아니라 정기적으로 브러쉬를 교체하여야 하는 번거로움이 있었으며, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.As described above, in a conventional DIW scrubber process, the wafer is reversed and loaded, the back surface is cleaned and dried using a brush 131, and the wafer is reversed and loaded, and the front surface is cleaned using a spray 121. And drying process. Since such a cleaning method performs a substrate cleaning through a brush process, not only does it cause scratches on the surface of the substrate, but also has a problem of having to replace the brush regularly, thereby reducing productivity.

또한, 웨이퍼를 2번에 걸쳐 반전시켜 브러싱 세정 및 건조 그리고 스프레이 세정 및 건조 공정을 별도로 수행하여야 하는 번거로움이 있었을 뿐만 아니라 웨이퍼의 챔버로의 로딩 및 언로딩 공정도 2번에 걸쳐 수행되어야 하는 번거로움이 있었다. In addition, there was a hassle of separately performing brushing cleaning and drying and spray cleaning and drying processes by inverting the wafer twice, as well as loading and unloading the wafer into the chamber twice. There was resentment.

이에 따라, 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 제거하기 위한 공정수가 증가할 뿐만 아니라 상당히 긴 시간이 소요될 수 있다. 또한, 다수 회의 웨이퍼 핸들링에 따른 파손 가능성이 높아지고, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 게다가, 웨이퍼의 이동 동선 및 횟수가 증가함에 따라 파티클의 발생 확률이 증대되고, 이에 따라 세정 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.Accordingly, not only the number of processes for removing particles present on the front and rear surfaces of the wafer increases, but it may take a considerably longer time. In addition, there is a problem in that the possibility of breakage due to handling of a plurality of wafers is increased, and thus productivity is lowered. In addition, there is a problem in that the probability of generation of particles increases as the moving line and number of movements of the wafer increases, and thus the efficiency of the cleaning process decreases.

또한, 웨이퍼의 반전 공정은 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼를 챔버로부터 언로딩한 후 반전 유닛(150)으로 이송된 후 모터(155)를 이용하여 웨이퍼(10)를 180도 회전시켜 배면 또는 전면으로 반전시켜 주는 공정으로서, 챔버내에서 수행되는 세정 공정에 비해 상당히 긴 시간이 소요되므로, 전체적인 반도체 세정 시간이 증가하여 생산성이 크게 저하되는 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 1(b), the wafer inversion process is transferred to the inversion unit 150 after unloading the wafer from the chamber, and then the wafer 10 is rotated 180 degrees using the motor 155. As a process of reversing to the rear surface or the front surface of the chamber, a considerably longer time is required compared to the cleaning process performed in the chamber, and thus the overall semiconductor cleaning time increases, resulting in a significant decrease in productivity.

본 발명은 웨이퍼의 전면과 배면에 대하여 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정을 통해 동시에 또는 단속없이 연속적으로 수행하여 파티클 제어에 유리한 반도체 세정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor cleaning apparatus and method advantageous in controlling particles by performing a spray cleaning process and a steam cleaning process on the front and rear surfaces of a wafer simultaneously or continuously without interruption.

또한, 본 발명은 브러쉬 공정의 배제에 따른 기판의 스크래치 방지 및 브러쉬 교체에 따른 번거로움을 해소할 수 있는 반도체 세정 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a semiconductor cleaning apparatus and method capable of preventing a scratch of a substrate due to the exclusion of a brush process and eliminating the hassle of replacing a brush.

본 발명은 스팀 세정 공정과 스프레이 세정 공정을 통해 한번의 로딩/언로딩 공정만으로 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 간단히 제거하여 공정 단순화 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 반도체 세정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a semiconductor cleaning apparatus and method capable of simplifying the process and improving productivity by simply removing particles existing on the front and rear surfaces of a wafer with only one loading/unloading process through a steam cleaning process and a spray cleaning process. It has its purpose to do.

또한, 본 발명은 웨이퍼 반전 공정을 배제하고, 자계를 이용하여 공정 챔버내에 웨이퍼를 홀딩 및 회전시켜 줌으로써 공정 단순화 및 장치 구성을 간소화시키고, 그에 따라 제조 원가를 절감할 수 있는 반도체 세정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention eliminates the wafer reversal process, and uses a magnetic field to hold and rotate the wafer in the process chamber, thereby simplifying the process and simplifying the device configuration, thereby reducing the manufacturing cost. It has its purpose to provide.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 세정 장치는 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되는 챔버; 상기 챔버내에 배치되어, 상기 웨이퍼의 전면 및 배면중 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼를 지지하는 링타입 웨이퍼 지지대; 상기 웨이퍼의 상기 하나의 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 하나의 면에 존재하는 파티클을 DIW 를 이용하여 제거하도록 구성되는 스프레이 모듈; 상기 웨이퍼의 상기 전면 및 배면중 다른 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 다른 면에 존재하는 파티클을 고온의 스팀을 이용하여 제거하도록 구성되는 스팀 모듈; 및 상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하되, 상기 콘트롤러는 상기 웨이퍼가 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 챔버내에 로딩된 상태에서, 상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 대하여 세정 공정을 진행하도록 제어한다.A semiconductor cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a chamber in which the wafer is loaded and unloaded so that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward; A ring type wafer supporter disposed in the chamber and supporting the wafer such that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward; A spray module arranged in the chamber to face the one surface of the wafer and configured to remove particles present on the one surface using DIW; A steam module arranged in the chamber to face the other of the front and rear surfaces of the wafer, and configured to remove particles present on the other surface using high-temperature steam; And a controller configured to control the spray module and the steam module, wherein the controller includes a state in which the wafer is loaded in the chamber so that the one side faces upward, the spray module and the steam module It is controlled to proceed with the cleaning process for the front and rear surfaces of the device.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 세정 방법은 웨이퍼를 챔버에 로딩하는 단계; 상기 웨이퍼가 챔버에 로딩된 상태에서, 상기 웨이퍼의 하나의 면에 대응하여 챔버내에 배열된 스프레이 모듈을 이용한 스프레이 세정 공정과 상기 웨이퍼의 다른 하나의 면에 대응하여 상기 챔버내에 배열된 스팀 모듈을 이용한 스팀 세정 공정을 단속없이 진행하여 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 제거하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함한다.A semiconductor cleaning method according to an embodiment of the present invention includes: loading a wafer into a chamber; In a state in which the wafer is loaded into the chamber, a spray cleaning process using a spray module arranged in the chamber corresponding to one surface of the wafer and a steam module arranged in the chamber corresponding to the other surface of the wafer are used. Removing particles present on the front and rear surfaces of the wafer by performing a steam cleaning process without interruption; And unloading the wafer from the chamber.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법은 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면이 챔버의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼가 상기 챔버내로 로딩되는 단계; 상기 웨이퍼의 하나의 면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서, 상기 하나의 면에 대응하여 배열된 스프레이 모듈을 통해 DIW 를 이용하여 상기 하나의 면에 대해 스프레이 세정 공정을 진행하고, 다른 하나의 면에 대응하여 배열된 스팀 모듈을 통해 고온의 스팀을 이용하여 상기 다른 하나의 면에 대해 스팀 세정 공정을 진행하여 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 제거하는 단계; 및 모든 세정 공정이 완료되면, 상기 웨이퍼의 하나의 면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서 상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함한다.A semiconductor cleaning method according to another embodiment of the present invention includes loading the wafer into the chamber such that one of the front and rear surfaces of the wafer faces the upper side of the chamber; With one surface of the wafer facing the upper side of the chamber, a spray cleaning process is performed on the one surface using DIW through a spray module arranged corresponding to the one surface, and the other Performing a steam cleaning process on the other surface using high-temperature steam through a steam module arranged corresponding to the surface to remove particles present on the front and rear surfaces of the wafer; And when all the cleaning processes are completed, unloading the wafer from the chamber with one side of the wafer facing the upper side of the chamber.

본 실시 예들에 따르면, 이원화되어 있는 웨이퍼의 전면 및 배면에 대한 세정 공정을 스팀 세정 공정과 스프레이 세정 공정으로 일원화하여 웨이퍼의 이동 동선을 최소화함으로써 그에 따른 웨이퍼의 손상을 방지하고 파티클 제어에 유리하며 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼의 이동 동선 및 횟수를 감소시킴으로써 파티클의 발생을 억제하고, 이에 따라 세정 공정의 효율성을 증대시킬 수 있다.According to the present embodiments, the cleaning process for the front and rear surfaces of the binary wafer is unified into a steam cleaning process and a spray cleaning process, thereby minimizing the movement of the wafer, thereby preventing damage to the wafer, advantageous in particle control, and productivity. Can improve. In addition, the generation of particles can be suppressed by reducing the number of moving lines and the number of movements of the wafer, thereby increasing the efficiency of the cleaning process.

또한, 본 발명의 실시예는 브러쉬 공정의 배제에 따른 기판의 스크래치 방지 및 브러쉬 교체에 따른 번거로움을 해소할 수 있으며, 이에 따라 공정을 간소화하고 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the exemplary embodiment of the present invention, it is possible to prevent scratches on the substrate due to the exclusion of the brush process and to eliminate the hassle of replacing the brushes, thereby simplifying the process and improving the yield.

또한, 한번의 로딩/언로딩 공정을 통해 스팀 세정 공정과 스프레이 세정 공정을 단속없이 연속적으로 또는 동시에 진행하여, 웨이퍼의 전면 및 배면에 배열된 파티클을 제거해 줌으로써, 웨이퍼의 전면 및 배면으로의 반전 공정 및 유닛을 생략할 수 있으며, 웨이퍼의 반전에 따른 후속의 웨이퍼의 로딩/언로딩 공정을 생략할 수 있다. 그러므로, 공정 단순화에 따라 공정 시간 단축 및 세정 공정의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치 구성의 단순화에 따라 제조원가를 절감할 수 있다.In addition, through a single loading/unloading process, the steam cleaning process and the spray cleaning process are carried out continuously or simultaneously without interruption to remove particles arranged on the front and back sides of the wafer, thereby inverting the front and back sides of the wafer. And the unit may be omitted, and a subsequent wafer loading/unloading process due to the inversion of the wafer may be omitted. Therefore, it is possible to shorten the process time and increase the efficiency of the cleaning process according to the simplification of the process, and to reduce the manufacturing cost according to the simplification of the device configuration.

또한, 웨이퍼를 자계를 이용하여 홀딩하고 회전시켜 주는 메커니즘을 적용함으로써 종래의 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 척을 회전시켜 주기 위한 스핀 모듈을 배제할 수 있으므로, 장치 구성을 단순화하고 베어링이 사용되지 않으므로 파티클 제어에 유리한 이점이 있다.In addition, by applying a mechanism that holds and rotates the wafer using a magnetic field, the spin module for rotating the wafer chuck for supporting the conventional wafer can be eliminated. Therefore, the device configuration is simplified and the bearing is not used. There is an advantage in control.

도 1(a)는 종래의 반도체 세정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1(b)는 종래의 웨이퍼 반전 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 세정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼가 로딩된 챔버를 도시한 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 반도체 세정 방법에 있어서, 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정간의 파티클 세정율을 도시한 도면이다.1(a) is a diagram schematically showing the configuration of a conventional semiconductor cleaning apparatus.
1(b) is a diagram schematically showing the configuration of a conventional wafer inversion unit.
2 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view showing a chamber in which a wafer is loaded according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a semiconductor cleaning method according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a semiconductor cleaning method according to another exemplary embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a semiconductor cleaning method according to another exemplary embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a particle cleaning rate between a spray cleaning process and a steam cleaning process in the semiconductor cleaning method of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 세정 장치의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정 장치(200)는 공정 챔버(210)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 챔버(210)는 반도체 공정을 통해 그의 표면, 예를 들어 전면상에 박막이 형성된 웨이퍼(20)가 로딩/언로딩되는 챔버로서, 도 3에 도시된 바와 같이 밀폐형 구조를 가질 수 있다. Referring to FIG. 2, the semiconductor cleaning apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may include a process chamber 210. For example, the process chamber 210 is a chamber in which a wafer 20 having a thin film formed thereon through a semiconductor process is loaded/unloaded, and has a sealed structure as shown in FIG. 3. I can have it.

상기 반도체 세정 장치(200)는 물리적인 세정 장치로서 초순수 (deionized water, DIW)를 이용한 스크러버 장치일 수 있다. 본 발명의 반도체 세정 장치(200)는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼의 전면(frontside)상에 박막을 증착한 후 DOF(depth of focus) 마진을 확보를 위한 리소그라피 공정 전에, 웨이퍼의 전면에 존재하는 파티클을 제거하고 웨이퍼의 배면(backside)에 존재하는 불순물을 제거하는 데 적용될 수 있다.The semiconductor cleaning device 200 may be a scrubber device using deionized water (DIW) as a physical cleaning device. In the semiconductor cleaning apparatus 200 of the present invention, after depositing a thin film on the frontside of a wafer in a semiconductor manufacturing process, before a lithography process for securing a depth of focus (DOF) margin, particles present on the front surface of the wafer are removed. It can be applied to remove and remove impurities present on the backside of the wafer.

상기 웨이퍼(20)는 박막 형성 공정후 웨이퍼의 전면(21)과 배면(25)에 존재하는 파티클을 제거하기 위한 세정 공정을 위해 전면과 배면중 하나의 면, 예를 들어 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 로딩되고, 모든 세정 공정이 완료된 후 상기 웨이퍼(20)는 상기 전면이 상측을 향하고 있는 상태에서 웨이퍼 반전없이 상기 챔버(210)로부터 언로딩될 수 있다. The wafer 20 has one of the front and rear surfaces, for example, the front surface 21, for a cleaning process to remove particles present on the front surface 21 and the rear surface 25 of the wafer after the thin film formation process. The wafer 20 is loaded to face the upper side of the chamber 210, and after all cleaning processes are completed, the wafer 20 may be unloaded from the chamber 210 without inversion of the wafer while the front surface is facing the upper side.

본 발명의 실시예에서는 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)과 배면(25)중 상기 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 로딩되어 세정 공정이 수행되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 웨이퍼(20)의 배면(25)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 로딩되어 세정 공정이 수행될 수도 있다. In the embodiment of the present invention, it has been described that the front surface 21 of the front surface 21 and the rear surface 25 of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber 210 to perform a cleaning process. It is not limited, and a cleaning process may be performed by loading the rear surface 25 of the wafer 20 toward the upper side of the chamber 210.

상기 웨이퍼(20)는 웨이퍼 지지대(220)에 안착되어 지지될 수 있다. 상기 웨이퍼(20)를 지지하고 회전시켜 주기 위한 웨이퍼 지지대(220)는 상기 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면의 에지 부분만을 부분적으로 지지하고 상기 하나의 면의 중앙부분을 노출시켜 주는 구조를 가질 수 있다. 상기 웨이퍼(20)가 그의 전면(21)이 상기 공정 챔버(210)의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼 지지대(220)에 안착되는 경우, 상기 웨이퍼(20)의 배면(25)의 에지 일부분만이 돌기 부재(223)를 통해 지지되어 상기 배면(25)의 중앙 부분이 노출되도록 한다. 일 예로, 상기 웨이퍼 지지대(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 링 형상의 구조를 가질 수 있다. 상기 웨이퍼 지지대(220)는 웨이퍼 척일 수 있다. 구체적으로, 상기 웨이퍼 지지대는 로터(221)를 포함하는 웨이퍼 척일 수 있다. 상기 로터(221)는 상기 웨이퍼(20)의 전면(21) 뿐만 아니라 배면(25)도 노출되도록 대략 링 형상을 가지며, 상기 로터를 회전시켜 주기 위한 스핀 모터(225)가 결합될 수 있다.The wafer 20 may be seated and supported on the wafer support 220. The wafer support 220 for supporting and rotating the wafer 20 has a structure that partially supports only the edge portion of one of the front and rear surfaces of the wafer and exposes the central portion of the one surface. I can. When the wafer 20 is mounted on the wafer support 220 so that its front surface 21 faces the upper side of the process chamber 210, only a portion of the edge of the rear surface 25 of the wafer 20 protrudes. It is supported through the member 223 so that the central portion of the rear surface 25 is exposed. For example, as shown in FIG. 3, the wafer support 220 may have an approximately ring-shaped structure. The wafer support 220 may be a wafer chuck. Specifically, the wafer support may be a wafer chuck including a rotor 221. The rotor 221 has a substantially ring shape such that not only the front surface 21 but also the rear surface 25 of the wafer 20 is exposed, and a spin motor 225 for rotating the rotor may be coupled.

도 1(a)에 도시된 종래의 반도체 세정 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 지지대인 웨이퍼 척(15)을 회전시켜 주기 위한 스핀 모듈(140)이 웨이퍼의 하측에 배열되기 때문에, 브러쉬 모듈(130)과 스프레이 모듈(120)이 웨이퍼(10)의 상측에 배열해야만 하였으며, 이에 따라 웨이퍼의 전면 또는 배면이 각각 챔버의 상측을 향하도록 도 1(b)의 반전 유닛(150)을 통해 반전시켜 준 다음 로딩/언로딩 공정을 수행하고, 웨이퍼의 전면 및 배면에 대하여 각각 세정 공정을 분리하여 별도로 진행하였다.In the conventional semiconductor cleaning apparatus 100 shown in FIG. 1(a), a spin module 140 for rotating the wafer chuck 15, which is a support for supporting the wafer 10, is arranged on the lower side of the wafer. Therefore, the brush module 130 and the spray module 120 had to be arranged on the upper side of the wafer 10, and accordingly, the inversion unit 150 of FIG. 1(b) so that the front or rear surface of the wafer faces the upper side of the chamber, respectively. ), and then the loading/unloading process was performed, and the cleaning process was separated for each of the front and rear surfaces of the wafer and proceeded separately.

그러나, 본 발명에서는 상기 웨이퍼(20)를 지지하기 위한 지지대인 웨이퍼 척(220)에 포함된 로터(221)와 스핀 모터(225)간에 생성된 자계에 의해 웨이퍼를 챔버내에서 홀딩하고 회전시켜 줄 수 있으므로, 종래의 웨이퍼의 하부에 배열된 스핀 모듈을 제거할 수 있다. 따라서, 스핀 모듈의 제거에 따라 반도체 세정 장치의 구조를 단순화할 수 있으며, 챔버(210)내 웨이퍼(20) 하부에 공간적인 여유를 제공할 수 있다. 또한, 스핀 베어링을 포함하는 스핀모듈 대신에 자계에 의해 회전 가능한 메카니즘을 적용함으로써, 장치 및 공정 단순화에 따른 제조원가 절감 및 파티클 제어에 더욱 유리한 이점이 있다.However, in the present invention, the wafer is held and rotated in the chamber by the magnetic field generated between the rotor 221 and the spin motor 225 included in the wafer chuck 220, which is a support for supporting the wafer 20. Thus, it is possible to remove the spin modules arranged under the conventional wafer. Accordingly, as the spin module is removed, the structure of the semiconductor cleaning apparatus can be simplified, and a spatial margin can be provided under the wafer 20 in the chamber 210. In addition, by applying a mechanism capable of rotating by a magnetic field instead of a spin module including a spin bearing, there is a more advantageous advantage in reducing manufacturing cost and controlling particles according to simplification of devices and processes.

예를 들어, 종래의 세정공정은 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면, 예를 들어 배면이 상측을 향하도록 로딩하는 공정이 5 내지 10 초 소요되고, 브러싱 세정 공정이 40 내지 60 초 소요되며, 언로딩 공정이 5 내지 10 초 소요되고, 웨이퍼의 전면이 상측을 향하도록 로딩하는 공정이 5초 정도 소요되며, 스프레이 세정 공정이 40 내지 60 초 정도 소요되고, 언로딩 공정이 5초 정도 소요된다고 가정하면, 대략 100 내지 150 초 정도 소요될 수 있다. 본 발명에서는 웨이퍼의 로딩/언로딩 공정이 한번만 수행되고, 스팀 공정과 스프레이 공정이 동시에 수행되는 경우 50 내지 70초 정도가 소요되므로 공정 시간을 상당히 단축시켜 수율을 향상시킬 수 있다.For example, in the conventional cleaning process, it takes 5 to 10 seconds to load one of the front and back surfaces of the wafer, for example, so that the rear surface faces upward, and the brushing cleaning process takes 40 to 60 seconds, It is said that the unloading process takes 5 to 10 seconds, the loading process with the front of the wafer facing upward takes about 5 seconds, the spray cleaning process takes about 40 to 60 seconds, and the unloading process takes about 5 seconds. Assuming it may take about 100 to 150 seconds. In the present invention, when the wafer loading/unloading process is performed only once, and when the steam process and the spray process are performed at the same time, it takes about 50 to 70 seconds, and thus the process time can be significantly shortened and the yield can be improved.

상기 반도체 세정 장치(200)는 상기 웨이퍼(20)의 전면과 배면에 존재하는 파티클을 위한 제거하기 위한 스프레이 모듈(230)과 스팀 모듈(230)을 더 구비할 수 있다. 상기 스프레이 모듈(230)은 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)에 존재하는 파티클을 제거하기 위한 구성으로서, 상기 챔버(210)내에서 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)에 대향 배치된다. 상기 스팀 모듈(240)은 상기 웨이퍼(20)의 배면(25)에 존재하는 파티클을 제거하기 위한 구성으로서, 상기 챔버(210)내에서 상기 웨이퍼(20)의 배면(25)에 대향 배치된다. 상기 스프레이 모듈(230)은 상기 나노 스프레이(231)를 통해 상기 웨이퍼의 전면으로 DIW(deionized water)를 분사하고, 상기 스팀 모듈(240)은 스팀 스프레이(241)를 통해 상기 웨이퍼의 배면으로 스팀을 분사할 수 있다. The semiconductor cleaning apparatus 200 may further include a spray module 230 and a steam module 230 for removing particles existing on the front and rear surfaces of the wafer 20. The spray module 230 is a component for removing particles present on the front surface 21 of the wafer 20, and is disposed opposite to the front surface 21 of the wafer 20 in the chamber 210. The steam module 240 is configured to remove particles present on the rear surface 25 of the wafer 20 and is disposed in the chamber 210 to face the rear surface 25 of the wafer 20. The spray module 230 sprays DIW (deionized water) to the front surface of the wafer through the nano spray 231, and the steam module 240 transmits steam to the rear surface of the wafer through a steam spray 241. Can be sprayed.

상기 반도체 세정 장치(200)는 상기 스팀을 생성하여 상기 스팀 디스펜서(243)로 공급하기 위한 스팀 발생기(260)를 더 포함할 수 있다. 상기 스팀은 DIW를 가열하여 생성되는 수증기를 의미할 수 있다. 상기 스팀 세정 공정을 위한 스팀의 온도는 적어도 150 ℃ 이므로, 실온의 DIW 에서 수행되는 스프레이 세정 공정 또는 80 내지 90 ℃ 의 핫 DIW 를 이용한 세정 공정에 비하여 세정 효율이 상대적으로 크며, 써멀 에너지에 의한 세정으로 세정력을 강화시킬 수 있다.The semiconductor cleaning apparatus 200 may further include a steam generator 260 for generating and supplying the steam to the steam dispenser 243. The steam may mean water vapor generated by heating DIW. Since the temperature of the steam for the steam cleaning process is at least 150°C, cleaning efficiency is relatively high compared to the spray cleaning process performed in DIW at room temperature or the cleaning process using hot DIW at 80 to 90°C, and cleaning by thermal energy The cleaning power can be strengthened.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정 방법에 있어서, 웨이퍼의 배면에 대한 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정간의 파티클 세정율을 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 실온에서 스프레이 세정 공정을 진행하는 경우 파티클의 91 내지 94 % 정도가 제거되는 반면에, 고온 스팀을 이용한 스템 세정 공정을 진행하는 경우 파티클의 94 내지 97 % 정도 제거됨을 알 수 있다.7 is a diagram illustrating a particle cleaning rate between a spray cleaning process and a steam cleaning process on the rear surface of a wafer in a semiconductor cleaning method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, it can be seen that when the spray cleaning process is performed at room temperature, about 91 to 94% of the particles are removed, whereas when the stem cleaning process using high-temperature steam is performed, about 94 to 97% of the particles are removed. have.

상기 웨이퍼(20)의 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 로딩되는 경우, 상기 스프레이 모듈(230)은 웨이퍼 지지대(220)을 중심으로 상기 챔버(210)의 상측에 배열되고 상기 스팀 모듈(240)은 상기 웨이퍼 지지대(220)을 중심으로 상기 챔버(210)의 하측에 배열될 수 있다. 즉, 상기 스팀 모듈(240)은 상기에서 설명한 바와 같이 상기 스핀 모듈의 제거에 따라 제공된 웨이퍼 하부 공간에 배열될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 반전없이 한번의 로딩/언로딩 공정을 통해 웨이퍼의 전면(21) 및 배면(25)에 대해 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정을 단속없이 연속적으로, 예를 들어 인시튜(in-situ)적으로 진행하거나 또는 동시에 진행하여 웨이퍼 전면 및 배면의 파티클을 제거할 수 있다.When the front surface 21 of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber 210, the spray module 230 is arranged on the upper side of the chamber 210 around the wafer support 220 The steam module 240 may be arranged under the chamber 210 with the wafer support 220 as a center. That is, as described above, the steam module 240 may be arranged in a space under the wafer provided by the removal of the spin module. Therefore, the spray cleaning process and the steam cleaning process for the front surface 21 and the rear surface 25 of the wafer through one loading/unloading process without inversion of the wafer are continuously performed without interruption, for example, in-situ (in-situ). ) Or at the same time to remove particles on the front and rear surfaces of the wafer.

상기 스프레이 모듈(230)은 상기 웨이퍼를 중심으로 상기 챔버(210)내의 상측에 배열되어 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)으로 초순수(DIW)를 분사하기 위한 나노 스프레이(231), 나노 스프레이 디스펜서(233), 및 상기 상기 나노 스프레이(231)와 나노 스프레이 디스펜서(233)를 수직 이동 및 회전시켜 주기 위한 나노 스프레이 모터(235)를 구비할 수 있다. The spray module 230 is a nano-spray 231, a nano-spray dispenser for spraying ultrapure water (DIW) to the front surface 21 of the wafer 20 by being arranged on the upper side of the chamber 210 around the wafer 233, and a nano spray motor 235 for vertically moving and rotating the nano spray 231 and the nano spray dispenser 233 may be provided.

상기 스팀 모듈(240)은 상기 웨이퍼를 중심으로 상기 챔버(210)내의 하측에 배열되어 상기 웨이퍼(20)의 배면(25)으로 스팀을 분사하기 위한 스팀 스프레이(241), 스팀 디스펜서(243), 및 상기 스팀 스프레이(241)와 상기 스팀 디스펜서(243)를 수직 이동 및 회전시켜 주기 위한 스팀 모터(245)를 구비할 수 있다. The steam module 240 is arranged at the lower side of the chamber 210 with the wafer as a center, and a steam spray 241 for spraying steam to the rear surface 25 of the wafer 20, a steam dispenser 243, And a steam motor 245 for vertically moving and rotating the steam spray 241 and the steam dispenser 243.

본 발명의 반도체 세정 장치(200)는 상기 반도체 세정 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 콘트롤러(250)를 더 구비할 수 있다.The semiconductor cleaning device 200 of the present invention may further include a controller 250 for controlling the overall operation of the semiconductor cleaning device.

예를 들어, 상기 콘트롤러(250)는 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 배열된 상태에서, 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여, 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼(20)의 전면을 세정하고 단속없이 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면을 연속적으로(in-situ) 세정하도록 할 수 있다. 다른 예로서, 상기 콘트롤러(250)는 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여, 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면을 세정한 다음 단속없이 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼의 전면을 연속적으로(in-situ) 세정하도록 할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 콘트롤러(250)는 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여 상기 스프레이 모듈(230)이 상기 웨이퍼의 전면을 세정하는 동안 상기 스팀 모듈(240)이 상기 웨이퍼의 배면을 동시에 세정하도록 할 수 있다.For example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 in a state in which the front surface 21 of the wafer 20 faces the upper side of the chamber 210. By controlling, the spray module may clean the front surface of the wafer 20 and the steam module may continuously clean the rear surface of the wafer without intermittent control (in-situ). As another example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 so that the steam module cleans the rear surface of the wafer, and then the spray module cleans the front surface of the wafer without interruption. It can be cleaned in-situ. As another example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 so that the steam module 240 cleans the front surface of the wafer while the spray module 230 cleans the front surface of the wafer. The back side of the wafer can be cleaned at the same time.

한편, 상기 웨이퍼(20)의 전면(21)이 상기 챔버(210)의 하측을 향하도록 로딩되는 경우, 상기 스프레이 모듈(230)은 웨이퍼 지지대(220)을 중심으로 상기 챔버(210)의 하측에 배열되고 상기 스팀 모듈(240)은 상기 웨이퍼 지지대(220)을 중심으로 상기 챔버(210)의 상측에 배열될 수 있다. 즉, 상기 스프레이 모듈(230)은 상기 스핀 모듈의 제거에 따라 제공된 웨이퍼 하부 공간에 배열될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 반전없이 한번의 로딩/언로딩 공정을 통해 웨이퍼에 대하여 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정을 단속없이 연속적으로, 또는 동시에 진행하여 웨이퍼 전면 및 배면의 파티클을 제거할 수 있다.On the other hand, when the front surface 21 of the wafer 20 is loaded toward the lower side of the chamber 210, the spray module 230 is located on the lower side of the chamber 210 with the wafer support 220 as a center. And the steam module 240 may be arranged on the upper side of the chamber 210 with the wafer support 220 as a center. That is, the spray module 230 may be arranged in a space under the wafer provided by the removal of the spin module. Accordingly, it is possible to remove particles on the front and rear surfaces of the wafer by continuously or simultaneously performing a spray cleaning process and a steam cleaning process on the wafer through a single loading/unloading process without reversing the wafer.

일 예로서, 상기 콘트롤러(250)는 상기 웨이퍼의 배면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 배열된 상태에서 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여, 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼(20)의 배면을 세정한 다음 단속없이 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼의 전면을 연속적으로(in-situ) 세정하도록 할 수 있다. 다른 예로서, 상기 콘트롤러(250)는 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여, 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼의 전면을 세정한 다음 단속없이 연속적으로(in-situ) 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면을 세정하도록 할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 콘트롤러(250)는 상기 스프레이 모듈(230)과 상기 스팀 모듈(240)을 제어하여, 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼(20)의 전면을 세정함과 동시에 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면을 세정하도록 할 수 있다. As an example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 in a state in which the rear surface of the wafer faces the upper side of the chamber, so that the steam module After cleaning the rear surface of 20), the spray module may continuously clean the front surface of the wafer without interruption. As another example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 so that the spray module cleans the entire surface of the wafer and then continuously (in-situ) the steam It is possible to allow the module to clean the back side of the wafer. As another example, the controller 250 controls the spray module 230 and the steam module 240 so that the spray module cleans the entire surface of the wafer 20 and the steam module You can have the back of the body clean.

본 발명의 반도체 세정 장치는 DIW 와 적어도 150℃ 이상의 스팀의 2류체를 이용하여 반도체 기판을 세정하는 비접촉식 세정 장치로서, 스팀 스프레이와 DIW 스프레이를 사용하므로 스팀 스프레이 모듈과 DIW 스프레이 모듈을 미러 타입으로 구동시켜 기판을 세정할 수도 있다.The semiconductor cleaning device of the present invention is a non-contact cleaning device that cleans a semiconductor substrate by using a two-fluid of DIW and steam of at least 150°C. Since steam spray and DIW spray are used, the steam spray module and the DIW spray module are driven in a mirror type. To clean the substrate.

또한, 브러싱 세정 대신 스팀 세정을 진행하므로, 브러쉬에 의한 웨이퍼 파손 및 재오염등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 실내온도에서 수행되는 브러싱 세정 공정에 비해 고온 스팀으로 세정 공정을 진행할 수 있으므로, 세척력 및 세척 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, since steam cleaning is performed instead of brushing cleaning, wafer damage and re-contamination due to brushes can be prevented, and the cleaning process can be performed with high-temperature steam compared to the brushing cleaning process performed at room temperature. Efficiency can be improved.

이하 본 발명의 반도체 세정 방법을 도 4 내지 6을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a semiconductor cleaning method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예에 따른 반도체 세정 방법은 웨이퍼의 전면이 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서 스팀 세정 공정 및 스프레이 세정 공정을 통해 단속없이 연속적으로 수행하여 웨이퍼의 전면 및 배면의 파티클을 제거하는 방법이다. 본 발명의 반도체 세정방법은 일 예로, 웨이퍼의 전면상에 박막이 형성된 후 리소그라피 공정을 진행하기 전에 수행될 수 있다.4 is a view for explaining a semiconductor cleaning method according to an embodiment of the present invention. The semiconductor cleaning method according to an embodiment is a method of removing particles from the front and rear surfaces of the wafer by continuously performing without interruption through a steam cleaning process and a spray cleaning process in a state in which the front surface of the wafer is loaded toward the upper side of the chamber. . The semiconductor cleaning method of the present invention may be performed, for example, after a thin film is formed on the front surface of a wafer and before proceeding with a lithography process.

먼저, 웨이퍼(20)의 전면과 배면중 하나의 면, 예를 들어 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼(20)를 상기 챔버(210)내로 로딩한다(S410).First, the wafer 20 is loaded into the chamber 210 so that one of the front and rear surfaces of the wafer 20, for example, the front surface 21 faces the upper side of the chamber 210 (S410). .

이어서, 상기 웨이퍼(20)의 전면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서, 상기 전면에 대해 스프레이 모듈(230)을 이용하여 스프레이 세정 공정을 진행하고(S420), 이어서 단속없이 상기 배면에 대해 스팀 모듈(240)을 이용하여 스팀 세정 공정을 연속적으로 진행한다(S430).Then, in a state where the front surface of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber, a spray cleaning process is performed using the spray module 230 for the front surface (S420), and then the rear surface is applied without intermittent control. On the other hand, the steam cleaning process is continuously performed using the steam module 240 (S430).

상기 모든 세정 공정이 완료되면, 상기 웨이퍼의 전면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서, 파티클이 제거된 상기 웨이퍼를 상기 챔버(210)로부터 언로딩할 수 있다(S440).When all the cleaning processes are completed, the wafer from which particles have been removed may be unloaded from the chamber 210 while the front surface of the wafer is facing the upper side of the chamber (S440).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 브러싱 공정 대신에 스팀 공정을 통해 세정 공정을 진행함으로써, 브러싱에 의한 기판 손상을 방지하고 및 브러쉬 교체에 따른 번거로움을 제거할 수 있다. 또한, 반전 유니트를 이용한 웨이퍼의 반전 공정없이 한번의 로딩/언로딩 공정만으로도 웨이퍼의 전면 및 배면에 대한 세정 공정을 단속없이 연속적으로 진행함으로써, 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상 및 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by performing a cleaning process through a steam process instead of a brushing process, it is possible to prevent damage to the substrate due to brushing and eliminate the hassle of replacing the brush. In addition, a single loading/unloading process without a wafer reversal process using a reversing unit can continuously perform the cleaning process for the front and rear surfaces of the wafer without intermittent interruption, thereby simplifying the process and shortening the process time. Thus, it is possible to improve productivity and prevent damage to the wafer.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법은 웨이퍼의 배면이 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서 스팀 세정 공정 및 스프레이 세정 공정을 통해 단속없이 웨이퍼의 전면 및 배면의 파티클을 연속적으로 제거하는 방법이다. 다른 실시예에 따른 반도체 세정방법은 일 예로, 웨이퍼의 전면상에 박막이 형성된 후 리소그라피 공정을 진행하기 전에 수행될 수 있다5 is a view for explaining a semiconductor cleaning method according to another embodiment of the present invention. A semiconductor cleaning method according to another embodiment is a method of continuously removing particles from the front and rear surfaces of a wafer through a steam cleaning process and a spray cleaning process in a state in which the rear surface of the wafer is loaded toward the upper side of the chamber. The semiconductor cleaning method according to another embodiment may be performed, for example, after a thin film is formed on the front surface of a wafer and before proceeding with a lithography process.

먼저, 웨이퍼(20)의 전면과 배면중 하나의 면, 예를 들어 배면(25)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼(20)를 상기 챔버(210)내로 로딩한다(S510).First, the wafer 20 is loaded into the chamber 210 so that one of the front and rear surfaces of the wafer 20, for example, the rear surface 25 faces the upper side of the chamber 210 (S510). .

이어서, 상기 웨이퍼(20)의 배면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서, 상기 배면에 대해 스팀 모듈(240)을 이용하여 스팀 세정 공정을 진행하고(S520), 이어서 단속없이 상기 전면에 대해 스프레이 모듈(230)을 이용하여 스프레이 세정 공정을 연속적으로 진행한다(S530).Subsequently, in a state in which the rear surface of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber, a steam cleaning process is performed on the rear surface using a steam module 240 (S520), and then on the front surface without interruption. On the other hand, the spray cleaning process is continuously performed using the spray module 230 (S530).

상기 모든 세정 공정이 완료되면, 상기 웨이퍼의 배면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서, 파티클이 제거된 상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩할 수 있다 (S540).When all the cleaning processes are completed, the wafer from which particles have been removed may be unloaded from the chamber while the rear surface of the wafer is facing the upper side of the chamber (S540).

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일 실시예와 마찬가지로 브러싱 공정 대신에 스팀 공정을 통해 세정 공정을 진행함으로써, 브러싱에 의한 기판 손상을 방지하고 및 브러쉬 교체에 따른 번거로움을 제거할 수 있다. 또한, 한번의 로딩/언로딩 공정만으로도 웨이퍼의 전면 및 배면에 대한 세정 공정을 진행함으로써, 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상 및 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, by performing a cleaning process through a steam process instead of a brushing process, as in the embodiment, damage to a substrate due to brushing can be prevented, and trouble due to brush replacement can be eliminated. In addition, by performing the cleaning process for the front and back surfaces of the wafer with only one loading/unloading process, not only can the process be simplified, but the process time can be shortened, thereby improving productivity and preventing damage to the wafer. I can.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또 다른 실시예에 따른 반도체 세정 방법은 웨이퍼의 전면이 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서 스팀 세정 공정 및 스프레이 세정 공정을 동시에 진행하여 웨이퍼의 전면 및 배면의 파티클을 제거하는 방법이다. 또 다른 실시예에 따른 반도체 세정방법은 일 예로, 웨이퍼의 전면상에 박막이 형성된 후 리소그라피 공정을 진행하기 전에 수행될 수 있다 6 is a view for explaining a semiconductor cleaning method according to another embodiment of the present invention. A semiconductor cleaning method according to another embodiment is a method of removing particles from the front and rear surfaces of a wafer by simultaneously performing a steam cleaning process and a spray cleaning process while the wafer is loaded with the front side facing the upper side of the chamber. The semiconductor cleaning method according to another embodiment may be performed, for example, after a thin film is formed on the front surface of a wafer and before proceeding with a lithography process.

먼저, 웨이퍼(20)의 전면과 배면중 하나의 면, 예를 들어 전면(21)이 상기 챔버(210)의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼(20)를 상기 챔버(210)로 로딩한다(S610).First, the wafer 20 is loaded into the chamber 210 so that one of the front and rear surfaces of the wafer 20, for example, the front surface 21 faces the upper side of the chamber 210 (S610). .

이어서, 상기 웨이퍼(20)의 전면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서, 상기 전면에 대해 스프레이 모듈(230)을 이용하여 스프레이 세정 공정을 진행함과 동시에 상기 배면에 대해 스팀 모듈(240)을 이용하여 스팀 세정 공정을 진행한다(S620).Subsequently, in a state where the front surface of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber, a spray cleaning process is performed using a spray module 230 for the front surface and a steam module 240 for the rear surface is performed. ) To proceed with the steam cleaning process (S620).

상기 모든 세정 공정이 완료되면, 상기 웨이퍼의 전면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서, 파티클이 제거된 상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩할 수 있다 (S630).When all the cleaning processes are completed, the wafer from which particles have been removed may be unloaded from the chamber while the front surface of the wafer is facing the upper side of the chamber (S630).

다른 예로서, 상기 웨이퍼(20)의 배면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서, 상기 전면에 대해 스프레이 모듈(230)을 이용하여 스프레이 세정 공정을 진행함과 동시에 상기 배면에 대해 스팀 모듈(240)을 이용하여 스팀 세정 공정을 진행할 수도 있다.As another example, in a state in which the rear surface of the wafer 20 is loaded toward the upper side of the chamber, a spray cleaning process is performed using a spray module 230 for the front surface and a steam module for the rear surface is performed. The steam cleaning process may be performed using 240.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 일 실시예와 마찬가지로 브러싱 공정 대신에 스팀 공정을 통해 세정 공정을 진행함으로써, 브러싱에 의한 기판 손상을 방지하고 및 브러쉬 교체에 따른 번거로움을 제거할 수 있다. 또한, 한번의 로딩/언로딩 공정만으로도 웨이퍼의 전면 및 배면에 대한 세정 공정을 진행함으로써, 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상 및 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, by performing a cleaning process through a steam process instead of a brushing process, as in the embodiment, damage to a substrate due to brushing can be prevented, and trouble due to brush replacement can be eliminated. In addition, by performing the cleaning process for the front and back surfaces of the wafer with only one loading/unloading process, not only can the process be simplified, but the process time can be shortened, thereby improving productivity and preventing damage to the wafer. I can.

또한, 웨이퍼의 전면 및 배면에 대한 세정 공정을 동시에 진행함으로써, 보다 더 공정을 단순화하고 공정 시간을 단축할 수 있으며, 생산성을 보다 더 향상시킬 수 있다.In addition, by simultaneously performing the cleaning process for the front and rear surfaces of the wafer, the process can be further simplified, the process time can be shortened, and productivity can be further improved.

본 발명의 반도체 세정 방법 및 장치에서는 웨이퍼의 전면에 박막이 증착된 후 리소그라피 공정을 진행하기 전에 수행되는 것으로 설명하였으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 반도체 소자를 제조하는 공정에 다양하게 적용 가능하다.In the semiconductor cleaning method and apparatus of the present invention, it has been described that the thin film is deposited on the entire surface of the wafer and is performed before the lithography process is performed, but the present invention is not limited thereto, and can be applied in various ways to a process of manufacturing a semiconductor device.

또한, 본 발명의 반도체 세정 장치 및 방법은 웨이퍼 세정 뿐만 아니라 디스플레이 제조 공정중 기판 세정 공정등과 같은 다양한 기판 세정 공정에 적용가능하다.In addition, the semiconductor cleaning apparatus and method of the present invention can be applied not only to wafer cleaning, but also to various substrate cleaning processes such as a substrate cleaning process during a display manufacturing process.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains, since the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. Only do it. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

200: 반도체 세정 장치 210: 공정 챔버
220: 웨이퍼 지지대 221: 로터
223: 돌기 부재 230: 스프레이 모듈
240: 스팀 모듈 231, 241: 스프레이
233, 243: 디스펜서 225, 235, 245: 모터
250: 콘트롤러 200: semiconductor cleaning device 210: process chamber
220: wafer support 221: rotor
223: protrusion member 230: spray module
240: steam module 231, 241: spray
233, 243: dispenser 225, 235, 245: motor
250: controller

Claims (16)

웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되는 챔버;
상기 챔버내에 배치되어, 상기 웨이퍼의 전면 및 배면중 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 상기 웨이퍼를 지지하는 링타입 웨이퍼 지지대;
상기 웨이퍼의 상기 하나의 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 하나의 면에 존재하는 파티클을 DIW 를 이용하여 제거하도록 구성되는 스프레이 모듈;
상기 웨이퍼의 상기 전면 및 배면중 다른 면에 대향하도록 상기 챔버내에 배열되어, 상기 다른 면에 존재하는 파티클을 고온의 스팀을 이용하여 제거하도록 구성되는 스팀 모듈; 및
상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈을 제어하도록 구성되는 콘트롤러를 포함하되,
상기 콘트롤러는 상기 웨이퍼가 상기 하나의 면이 상측을 향하도록 챔버내에 로딩된 상태에서, 상기 스프레이 모듈과 상기 스팀 모듈이 단속없이 인시튜적으로 또는 동시에 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 대하여 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정을 진행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 장치.A chamber in which the wafer is loaded and unloaded so that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward;
A ring-type wafer supporter disposed in the chamber and supporting the wafer such that one of the front and rear surfaces of the wafer faces upward;
A spray module arranged in the chamber to face the one surface of the wafer and configured to remove particles present on the one surface using DIW;
A steam module arranged in the chamber so as to face the other of the front and rear surfaces of the wafer, and configured to remove particles present on the other surface using high-temperature steam; And
Including a controller configured to control the spray module and the steam module,
The controller includes a spray cleaning process and steam for the front and rear surfaces of the wafer in-situ or at the same time without interruption in the spray module and the steam module while the wafer is loaded into the chamber so that the one side faces upward. A semiconductor cleaning apparatus characterized by controlling to proceed with a cleaning process. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 전면이 상측을 향하도록 로딩되고, 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼의 전면에 대향하도록 상기 챔버의 상측에 배열되며, 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면에 대향하도록 상기 챔버의 하측에 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 장치.The chamber of claim 1, wherein the wafer is loaded so that its front surface faces upward, the spray module is arranged above the chamber to face the front surface of the wafer, and the steam module faces the rear surface of the wafer. A semiconductor cleaning device, characterized in that arranged on the lower side of the. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 배면이 상측을 향하도록 로딩되고, 상기 스프레이 모듈이 상기 웨이퍼의 전면에 대향하도록 상기 챔버의 하측에 배열되며, 상기 스팀 모듈이 상기 웨이퍼의 배면에 대향하도록 상기 챔버의 상측에 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 장치.The chamber of claim 1, wherein the wafer is loaded with a rear surface facing upward, and the spray module is arranged at a lower side of the chamber to face the front surface of the wafer, and the steam module faces the rear surface of the wafer. A semiconductor cleaning device, characterized in that arranged on the upper side of the. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지대는 로터를 구비하는 웨이퍼 척을 포함하며,
상기 로터에는 스핀 모터가 결합되어, 로터와 스핀 모터간의 자계에 의해 상기 웨이퍼를 홀딩 및 회전시켜 줌으로써, 상기 웨이퍼 척 하부에 상기 스팀 모듈 또는 스프레이 모듈이 배치될 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 장치.The method according to claim 2 or 3,
The wafer support includes a wafer chuck having a rotor,
A semiconductor cleaning, characterized in that a spin motor is coupled to the rotor to hold and rotate the wafer by a magnetic field between the rotor and the spin motor, thereby securing a space in which the steam module or spray module is disposed under the wafer chuck. Device. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 스팀 모듈은 적어도 150 ℃ 이상의 스팀을 이용하여 웨이퍼에 대한 세정 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 장치.The semiconductor cleaning apparatus according to claim 1, wherein the steam module performs a cleaning process on the wafer using steam of at least 150°C or higher. 웨이퍼를 챔버에 로딩하는 단계;
상기 웨이퍼가 챔버에 로딩된 상태에서, 상기 웨이퍼의 하나의 면에 대응하여 챔버내에 배열된 스프레이 모듈을 이용한 스프레이 세정 공정과 상기 웨이퍼의 다른 하나의 면에 대응하여 상기 챔버내에 배열된 스팀 모듈을 이용한 스팀 세정 공정을 단속없이 인시튜적으로 또는 동시에 진행하여 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 제거하는 단계; 및
상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함하는 반도체 세정 방법.Loading the wafer into the chamber;
With the wafer loaded in the chamber, a spray cleaning process using a spray module arranged in the chamber corresponding to one surface of the wafer and a steam module arranged in the chamber corresponding to the other surface of the wafer are used. Removing particles present on the front and rear surfaces of the wafer by performing a steam cleaning process in-situ or simultaneously without interruption; And
And unloading the wafer from the chamber. 제7항에 있어서, 상기 파티클을 제거하는 단계는 상기 웨이퍼의 하나의 면이 상기 챔버의 상측을 향하도록 로딩된 상태에서, 상기 웨이퍼의 하나의 면에 존재하는 파티클을 상기 챔버의 상기 상측에 배열된 상기 스프레이 모듈을 이용한 스프레이 세정 공정을 통해 제거하고, 상기 웨이퍼의 다른 면에 존재하는 파티클을 상기 챔버의 하측에 배열된 상기 스팀 모듈을 이용한 스팀 세정 공정을 통해 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The method of claim 7, wherein the removing of the particles comprises arranging particles present on one side of the wafer on the top side of the chamber while one side of the wafer is loaded so as to face the top side of the chamber. And removing particles present on the other side of the wafer through a steam cleaning process using the steam module arranged on the lower side of the chamber. Semiconductor cleaning method. 제8항에 있어서, 상기 웨이퍼의 하나의 면에 대한 스프레이 세정 공정은 상기 다른 하나의 면에 대한 스팀 세정 공정을 진행하기 전에 또는 스팀 세정 공정을 진행한 후에 단속없이 연속적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The method of claim 8, wherein the spray cleaning process for one surface of the wafer is continuously performed without intermittently before or after the steam cleaning process for the other surface is performed. Semiconductor cleaning method. 제7항에 있어서, 상기 하나의 면은 상기 웨이퍼의 전면이고, 상기 다른 하나의 면은 상기 웨이퍼의 배면이며,
상기 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정은 상기 웨이퍼의 전면상에 박막을 증착한 다음 리소그라피 공정전에 단속없이 인시튜적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The method of claim 7, wherein the one surface is a front surface of the wafer, and the other surface is a rear surface of the wafer,
The spray cleaning process and the steam cleaning process are performed in-situ without interruption before the lithography process after depositing a thin film on the entire surface of the wafer. 제7항에 있어서, 상기 스팀 세정은 적어도 150 ℃ 이상의 스팀을 이용하여 웨이퍼에 대하여 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The semiconductor cleaning method according to claim 7, wherein the steam cleaning is performed on the wafer using steam of at least 150°C or higher. 웨이퍼의 전면 및 배면중 하나의 면이 챔버의 상측을 향하도록 상기 웨이퍼가 상기 챔버내로 로딩되는 단계;
상기 웨이퍼의 하나의 면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서, 상기 하나의 면에 대응하여 배열된 스프레이 모듈을 통해 DIW 를 이용하여 상기 하나의 면에 대해 스프레이 세정 공정을 진행하고, 다른 하나의 면에 대응하여 배열된 스팀 모듈을 통해 고온의 스팀을 이용하여 상기 다른 하나의 면에 대해 스팀 세정 공정을 진행하되, 상기 스프레이 세정 공정과 상기 스팀 세정 공정을 연속적으로 또는 동시에 진행하여 상기 웨이퍼의 전면 및 배면에 존재하는 파티클을 제거하는 단계; 및
모든 세정 공정이 완료되면, 상기 웨이퍼의 하나의 면이 상기 챔버의 상측을 향하고 있는 상태에서 상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩하는 단계를 포함하는 반도체 세정 방법.Loading the wafer into the chamber such that one of the front and rear surfaces of the wafer faces the upper side of the chamber;
With one surface of the wafer facing the upper side of the chamber, a spray cleaning process is performed on the one surface using DIW through a spray module arranged corresponding to the one surface, and the other A steam cleaning process is performed on the other side by using high-temperature steam through a steam module arranged in correspondence with the side, and the spray cleaning process and the steam cleaning process are continuously or simultaneously performed to the front surface of the wafer. And removing particles present on the rear surface. And
And when all cleaning processes are completed, unloading the wafer from the chamber with one side of the wafer facing the upper side of the chamber. 삭제delete 제12항에 있어서, 상기 웨이퍼의 하나의 면에 대한 스프레이 세정 공정은 상기 다른 하나의 면에 대한 스팀 세정 공정을 진행하기 전에 단속없이 연속적으로 진행하거나 또는 스팀 세정 공정을 진행한 후에 단속없이 연속적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The method of claim 12, wherein the spray cleaning process on one surface of the wafer is continuously performed without intermittent before proceeding with the steam cleaning process on the other surface, or after the steam cleaning process is performed, A semiconductor cleaning method, characterized in that to proceed. 제12 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나의 면은 상기 웨이퍼의 전면이고, 상기 다른 하나의 면은 상기 웨이퍼의 배면이며,
상기 스프레이 세정 공정과 스팀 세정 공정은 상기 웨이퍼의 전면상에 박막을 증착한 다음 리소그라피 공정전에 단속없이 연속적으로 또는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the one surface is a front surface of the wafer, and the other surface is a rear surface of the wafer,
The spray cleaning process and the steam cleaning process are performed continuously or simultaneously without interruption before the lithography process after depositing a thin film on the entire surface of the wafer. 제12항에 있어서, 상기 스팀 세정은 적어도 150 ℃ 이상의 스팀을 이용하여 웨이퍼에 대하여 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 세정 방법.

13. The semiconductor cleaning method of claim 12, wherein the steam cleaning is performed on the wafer using steam of at least 150°C or higher.
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