KR102650020B1 - 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 회전가능한 테이블의 위에 웨이퍼를 유지하여, 상기 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 웨이퍼를 약액에 의해 세정처리하는 웨이퍼 세정처리장치로서, 상기 챔버는, 챔버 내에 가스를 급기하는 급기부 및 가스를 배기하는 배기부를 구비하고, 상기 웨이퍼를 유지하는 테이블을 둘러싸도록 배치되고, 회전한 웨이퍼로부터 떨쳐지는 세정 후의 약액을 포착하는 상하이동가능한 컵부와, 이 컵부의 외측에 배치되고, 상기 챔버의 내벽으로부터 내측으로 연재하는 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치이다. 이에 따라, 컵부의 승강에 의해 가스의 유로를 크게 변화시키는 일 없이, 챔버 내의 압력을 일정하게 유지하는 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법이 제공된다.

Description

웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법
본 발명은, 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.
웨이퍼 세정처리장치로서, 도 2에 나타낸 바와 같은 것이 알려져 있다. 도 2의 세정처리장치(20)는, 가스를 급기(給氣)하는 급기부(21) 및 배기를 행하는 배기부(22)를 구비한 챔버(23)와, 웨이퍼(24)를 지지하여 회전시키는 테이블(25)과, 비산한 약액을 회수 또는 배액을 행하기 위한 컵부(26)로 구성되어 있다.
비산한 약액을 회수 또는 배액을 행하기 위한 컵부(26)는, 웨이퍼의 반송을 행하기 위해 웨이퍼(24)위치보다 낮출 필요가 있어, 승강기구가 부착되어 있다.
도 2의 세정처리장치(20)에 있어서, 가스의 급기부(21)로부터 배기부(22)로의 가스의 유로는 컵부(26)의 내측을 통과하는 한 방향뿐이다.
이때, 컵부(26)는 웨이퍼를 반송하기 위해 웨이퍼(24)의 위치보다 낮출 필요가 있는데, 종래의 웨이퍼 세정처리장치에서는, 컵부(26) 하강시에 테이블부(25)와 컵부(26)와의 간극이 좁아져 가스의 유로가 제한된다. 그 영향으로 인해, 챔버(23) 내의 테이블부(25)의 상부의 압력이 상승하고, 급기부(21)로부터의 가스의 흐름에 흐트러짐이 발생하여, 가스가 말려 올라가게 된다.
그 결과, 가스의 흐름이 변화함으로써, 세정 중에 발생한 미스트가 챔버(23) 내에 확산되게 되어, 웨이퍼를 오염시키는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하기 위해, 급기량을 전자제어에 의해 조정하는 것(특허문헌 1 참조)이 제안되어 있다. 그러나, 급기량을 전자제어에 의해 조정하는 경우, 아무리 하여도 즉시 대응할 수 없어 압력변동을 일으켰었다.
일본특허공개 2008-060107호 공보
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 컵부 상승시와 컵부 하강시에 가스의 유로를 크게 변화시키는 일 없이, 챔버 내의 압력을 일정하게 유지하는 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 챔버 내에 배치된 회전가능한 테이블의 위에 웨이퍼를 유지하여, 상기 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 웨이퍼를 약액에 의해 세정처리하는 웨이퍼 세정처리장치로서, 상기 챔버는, 챔버 내에 가스를 급기하는 급기부 및 가스를 배기하는 배기부를 구비하고, 상기 웨이퍼를 유지하는 테이블을 둘러싸도록 배치되고, 회전한 웨이퍼로부터 떨쳐지는 세정 후의 약액을 포착하는 상하이동가능한 컵부와, 이 컵부의 외측에 배치되고, 상기 챔버의 내벽으로부터 내측으로 연재(延在)하는 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판을 구비하는 것인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치를 제공한다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 컵부 상승시와 하강시에 가스의 유로를 크게 변화시키는 일 없이, 챔버 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있으므로, 종래의 세정장치에 비해 웨이퍼를 보다 고품질로 세정하는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 급기측의 유량제어를 필요로 하지 않고 웨이퍼를 세정하는 것이 가능해진다.
이때, 상기 차폐판이, 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 높이위치보다 낮은 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 웨이퍼를 문제없이 반송하는 것이 가능해진다.
또한, 이때, 상기 차폐판은, 상기 컵부의 내경 이상 외경 이하의 내경의 구멍을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 컵부 상승시에 배기효율을 높여, 웨이퍼의 품질을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 이때, 상기 차폐판이, 상기 컵부 상승시에 상기 차폐판과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간을 완전히 막는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 컵부 상승시에 배기효율을 높여, 웨이퍼의 품질을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 이때, 상기 컵부 상승시에 상기 테이블과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적1로 하고, 상기 컵부 하강시에 상기 테이블과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적2로 하고, 상기 컵부 하강시에 상기 차폐판과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적3으로 했을 때에, 상기 차폐판이, 배기단면적2 및 배기단면적3의 합계가 배기단면적1 이상이 되는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 컵부 상승시는 테이블단의 풍속을 유지하기 위해 극간을 작게 하고, 컵부 하강시는 극간을 크게 함으로써 테이블단의 풍속을 느리게 할 수 있고, 난류에 의해 잔류미스트가 웨이퍼에 부착되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 이때, 상기 컵부가, 상기 컵부 하강시에 상기 테이블과 상기 컵부의 상단과의 사이에 극간을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치면, 컵부 하강시에 잔류미스트의 말려 올라감을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 이때, 상기 컵부가, 상부에 내측을 향하여 경사 또는 R형상을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 웨이퍼 세정처리장치이면, 세정 후의 약액을 잘 포착할 수 있음과 함께, 컵부 승강시에 챔버상부의 급기로부터 테이블아래로 흐르는 배기유로가 바뀔 일이 없다.
또한, 본 발명에서는, 상기 웨이퍼 세정처리장치를 이용하여, 상기 차폐판에 의해 상기 챔버 내의 가스의 흐름을 정리하면서, 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법을 제공한다.
이러한 웨이퍼 세정방법이면, 컵부 상승시와 하강시에 가스의 유로를 크게 변화시키는 일 없이, 챔버 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있으므로, 종래의 세정방법에 비해 웨이퍼를 보다 고품질로 세정하는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 웨이퍼 세정방법이면, 급기측의 유량제어를 반드시 필요로 하지 않고 웨이퍼를 세정하는 것이 가능해진다.
본 발명의 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법이면, 컵부 상승시와 하강시에 급기부로부터 배기부로의 가스의 유로를 거의 바꾸는 일 없이, 챔버 내의 압력변동을 억제함으로써 세정 후의 잔류미스트의 말려 올라감의 가능성을 없앨 수 있다. 따라서, 종래의 웨이퍼 세정장치에 비해, 보다 고품질의 웨이퍼를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법이면, 급기측의 유량제어를 필요로 하지 않는 웨이퍼 세정처리장치 및 웨이퍼 세정방법도 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치의 예를 나타내는 도면이다. (a)컵부 상승시, (b)컵 하강시.
도 2는 종래의 웨이퍼 세정처리장치의 예를 나타내는 도면이다. (a)컵부 상승시, (b)컵 하강시.
도 3은 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치에 있어서의 컵부 상승시(a) 및 컵 하강시(b)의 배기유로(실시예) 그리고 종래의 웨이퍼 세정처리장치에 있어서의 컵부 상승시(c) 및 컵 하강시(d)의 배기유로(비교예)를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예 및 비교예에 있어서의 세정후 증가결함수를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 및 비교예에 있어서의 챔버내 압력변동을 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 급기부로부터 취입하는 가스의 양의 전자제어에서는, 압력변동을 충분히 억제할 수 없어, 발생한 미스트가 웨이퍼를 오염시키는 문제가 있었다.
그리고, 본 발명자들은 상기의 문제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 약액을 포착하기 위한 컵부의 외측에, 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판을 배치한 웨이퍼 세정처리장치이면, 종래의 웨이퍼 세정처리장치에 비해 웨이퍼를 보다 고품질로 세정가능하게 되는 것을 발견하여, 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명의 장치는, 챔버 내에 배치된 회전가능한 테이블의 위에 웨이퍼를 유지하여, 상기 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 웨이퍼를 약액에 의해 세정처리하는 웨이퍼 세정처리장치로서, 상기 챔버는, 챔버 내에 가스를 급기하는 급기부 및 가스를 배기하는 배기부를 구비하고, 상기 웨이퍼를 유지하는 테이블을 둘러싸도록 배치되고, 회전한 웨이퍼로부터 떨쳐지는 세정 후의 약액을 포착하는 상하이동가능한 컵부와, 이 컵부의 외측에 배치되고, 상기 챔버의 내벽으로부터 내측으로 연재하는 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판을 구비하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명에 있어서의 웨이퍼 세정처리장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
웨이퍼 세정처리장치(10)에 있어서, 웨이퍼(14)는, 회전구동하는 테이블(15) 상에 유지되어 있다. 이 웨이퍼(14)를 회전시키면서, 웨이퍼(14)를 약액에 의해 세정처리한다. 세정 중 챔버(13) 중에, 급기부(11)로부터 가스가 도입되고, 배기부(12)로부터 배기되도록 되어 있다.
또한, 테이블(15)을 둘러싸도록, 상하이동가능한 컵부(16)가 배치되어 있고, 회전한 웨이퍼(14)로부터 떨쳐지는 세정 후의 약액을 컵부(16)에 의해 포착한다.
이때, 컵부(16)의 외측에, 챔버(13)의 내벽으로부터 내측으로 연재하는 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판(17)이 배치된다. 이러한 차폐판(17)을 설치함으로써, 매우 간단하게 챔버 내의 압력변동을 없앨 수 있으므로, 웨이퍼를 보다 고품질로 세정하는 것이 가능해진다.
즉, 종래의 웨이퍼 세정처리장치(20)에서는, 컵부(26) 상승시에는, 도 2(a) 및 도 3(c)의 배기유로(D)에 의해 배기하면서, 비산한 약액의 회수 또는 배액을 행하는데, 컵부(26) 하강시에는, 테이블(25)과 컵부(26)로 형성되는 도 2(b) 및 도 3(d)의 배기유로(E)가 작아져, 가스의 유로가 제한된다. 이 때문에, 컵부(26) 승강시에 챔버(23) 내의 압력변동이 발생하여, 세정 중에 발생한 잔류미스트가 말려올라가, 웨이퍼를 오염시키고 있었다.
본 발명의 웨이퍼 세정처리장치(10)이면, 컵부(16) 상승시는 배기유로(A)를 작게 함으로써 테이블(15)단의 풍속을 유지하고, 또한, 컵부(16) 하강시는 배기유로(B) 및 배기유로(C)로 이루어지는 컵부(16) 외주의 극간을 크게 함으로써 테이블(15)단의 풍속을 약하게 하여, 컵부(16) 상승시와 컵부(16) 하강시에 가스의 유로를 크게 변화시키는 일 없이 챔버 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있으므로, 발생한 미스트에 의한 웨이퍼의 오염을 억제하는 것이 가능해진다.
나아가, 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치이면, 챔버 내의 압력이 거의 변동하지 않으므로 반드시 급기량을 조정할 필요가 없어져, 보다 간편하게 웨이퍼를 세정하는 것이 가능해진다.
차폐판(17)을 설치하는 높이위치는 특별히 한정되지 않으나, 테이블(15)에 유지된 웨이퍼(14)의 높이위치보다 낮은 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 차폐판의 높이위치이면, 웨이퍼의 출입시에 간섭하지 않으므로, 웨이퍼를 문제없이 반송하는 것이 가능해진다.
차폐판(17)의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 컵부(16)의 내경 이상 외경 이하인 내경의 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 차폐판의 형상이면, 컵상승시에 배기효율을 높여, 웨이퍼품질을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 차폐판(17)은, 컵부(16) 상승시에 차폐판(17)과 컵부(16)에 의해 형성되는 극간을 완전히 막는 것이 바람직하다. 이러한 차폐판의 형상이면, 컵상승시에 배기효율을 높여, 웨이퍼품질을 향상시키는 것이 가능해진다.
컵부(16) 상승시에 테이블(15)과 컵부(16)에 의해 형성되는 도 1(a) 및 도 3(a)의 배기유로(A)의 면적을 배기단면적1로 하고, 컵부(16) 하강시에 테이블(15)과 컵부(16)에 의해 형성되는 도 1(b) 및 도 3(b)의 배기유로(B)의 면적을 배기단면적2로 하고, 컵부(16) 하강시에 차폐판(17)과 컵부(16)에 의해 형성되는 도 1(b) 및 도 3(b)의 배기유로(C)의 면적을 배기단면적3으로 했을 때에, 차폐판(17)이, 배기단면적2 및 배기단면적3의 합계가 배기단면적1 이상이 되는 것이 바람직하다. 이러한 차폐판(17)을 구비하는 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치이면, 컵부 상승시는 테이블단의 풍속을 유지하기 위해 극간을 작게 하고, 컵부 하강시는 극간을 크게 함으로써 테이블단의 풍속을 느리게 할 수 있고, 난류에 의해 잔류미스트가 웨이퍼에 부착되는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 이때, 배기단면적2 및 배기단면적3의 합계는 배기단면적1의 3.0배 정도 크면 충분하다.
컵부(16)가, 컵부(16) 하강시에 테이블(15)과 컵부(16)의 상단과의 사이에 극간을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 컵부이면, 컵부(16) 하강시의 잔류미스트의 말려 올라감을 방지하는 것이 가능해진다.
이 경우, 컵부(16)가, 상부에 내측을 향하여 경사 또는 R형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 컵부이면, 컵부(16) 승강시에 챔버(13) 상부의 급기부(11)로부터 테이블(15) 아래로 흐르는 배기유로가 바뀌지 않는다. 즉, 컵부(16) 하강시에, 가스는 컵부(16) 내주부의 배기유로(B)에 더하여 컵부 외주부의 배기유로(C)를 흐르게 되는데, 컵 상승시에 있어서의 배기유로(A)와 비교했을 때 배기유로는 크게 바뀌지 않는다.
다음에, 본 발명의 웨이퍼 세정방법을 설명한다. 본 발명의 웨이퍼 세정방법에서는, 웨이퍼 세정장치(10)를 이용하여, 차폐판(17)에 의해 상기 챔버(13) 내의 가스의 흐름을 정리하면서, 웨이퍼(14)를 세정한다.
종래의 웨이퍼 세정방법에서는, 컵부(26) 승강시에 챔버 내의 압력변동이 발생하여, 세정 중에 발생한 잔류미스트가 말려올라가, 웨이퍼를 오염시켰는데, 본 발명의 웨이퍼 세정방법에서는, 매우 간단히 압력변동을 없앨 수 있어, 웨이퍼를 보다 고품질로 세정하는 것이 가능해진다.
또한, 종래의 웨이퍼 세정방법에서는 급기량 조정이 필요하였으나, 본 발명의 웨이퍼 세정방법에서는, 챔버(13) 내의 압력이 거의 변동하지 않으므로, 반드시 급기량을 조정할 필요가 없어져, 보다 간편하게 웨이퍼를 세정하는 것도 가능해진다.
나아가, 본 발명의 웨이퍼 세정방법이면, 컵부(16) 상승시와 컵부(16) 하강시에, 챔버(13) 상부의 급기부로부터 테이블(15) 아래로 흐르는 배기유로가 바뀌지 않으므로, 챔버(13) 내의 압력을 일정하게 유지하는 것도 가능해진다.
이하에 본 발명의 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 1에 나타낸 바와 같은 본 발명의 웨이퍼 세정처리장치를 이용하여, 웨이퍼의 세정을 행하였다.
최종연마 그리고 세정이 종료된 5매의 웨이퍼를 이용하여 미리 표면의 결함측정을 행하였다. 그리고 웨이퍼를 세정한 후, 재차, 표면의 결함측정을 행하고, 미리 한 측정에 대하여 증가한 결함만을 평가하였다. 측정은 KLA-Tencor사제 Surfscan SP5를 이용하여 입경 19nm 이상의 결함의 측정을 행하였다.
(비교예)
도 2에 나타낸 바와 같은 종래의 웨이퍼 세정처리장치를 이용하여, 웨이퍼의 세정을 행한 것 이외는 실시예와 마찬가지로 5매의 웨이퍼를 이용하여, 측정을 행하였다.
도 4에 실시예 및 비교예의 세정 후 증가결함수의 결과를 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 실시예는 비교예에 대하여 세정 후 증가결함수가 감소하고, 건조시의 파티클 증가가 발생하지 않게 되었다.
또한, 도 5에 실시예 및 비교예의 세정처리에 있어서의 컵부승강시의 챔버 내 압력변동의 결과를 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 비교예에서는 컵부 하강시에 챔버 내의 압력이 상승하고, 그대로가 되었으나, 실시예에서는 챔버 내의 압력변동은 거의 없다. 마찬가지로 컵부 상승시, 비교예에서는 챔버 내의 압력이 낮아져, 큰 압력변동이 있으나, 실시예에서는 압력변동은 거의 발생하지 않는다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 효과를 나타내는 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
10: 웨이퍼 세정처리장치, 11: 급기부, 12: 배기부, 13: 챔버, 14: 웨이퍼, 15: 테이블, 16: 컵부, 17: 차폐판, A, B, C: 배기유로, 20: 세정처리장치, 21: 급기부, 22: 배기부, 23: 챔버, 24: 웨이퍼, 25: 테이블, 26: 컵부, D, E: 배기유로

Claims (8)

  1. 챔버 내에 배치된 회전가능한 테이블의 위에 웨이퍼를 유지하여, 상기 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 웨이퍼를 약액에 의해 세정처리하는 웨이퍼 세정처리장치로서,
    상기 챔버는, 챔버 내에 가스를 급기하는 급기부 및 가스를 배기하는 배기부를 구비하고,
    상기 웨이퍼를 유지하는 테이블을 둘러싸도록 배치되고, 회전한 웨이퍼로부터 떨쳐지는 세정 후의 약액을 포착하는 상하이동가능한 컵부와,
    이 컵부의 외측에 배치되고, 상기 챔버의 내벽으로부터 내측으로 연재하는 중앙구멍이 있는 형상의 차폐판을 구비하며,
    상기 차폐판은, 상기 컵부의 내경 이상 외경 이하인 내경의 구멍을 갖고, 상기 테이블에 유지된 웨이퍼의 높이 위치보다 낮은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차폐판이, 상기 컵부 상승시에 상기 차폐판과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간을 완전히 막는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컵부 상승시에 상기 테이블과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적1로 하고,
    상기 컵부 하강시에 상기 테이블과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적2로 하고,
    상기 컵부 하강시에 상기 차폐판과 상기 컵부에 의해 형성되는 극간의 면적을 배기단면적3으로 했을 때에,
    상기 차폐판이, 배기단면적2 및 배기단면적3의 합계가 배기단면적1 이상이 되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컵부가, 상기 컵부 하강시에 상기 테이블과 상기 컵부의 상단과의 사이에 극간을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컵부가, 상부에 내측을 향하여 경사 또는 R형상을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정처리장치.
  8. 제1항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 세정처리장치를 이용하고,
    상기 차폐판에 의해 상기 챔버 내의 가스의 흐름을 정리하면서, 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
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