KR19980028443A - 반도체 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 세정방법에 관한 것으로, 질소와 초순수를 혼합하여 웨이퍼를 세정함에 있어서, 상기 질소와 초순수의 혼합비율을 2:1로하여 상기 웨이퍼를 세정하므로써 웨이퍼의 세정시 초순수의 사용을 반으로 감소시키므로 폐수발생으로 인한 처리시설과 비용을 절감할 수 있으며, 폐수의 발생으로 인하여 유발되는 환경오염을 방지할 수 있다.

Description

반도체 세정방법(a cleaning method of a wafer)

본 발명은 반도체 세정방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 질소와 초순수를 혼합하여 웨이퍼를 세정하는 반도체 세정방법에 관한 것이다.

웨이퍼의 제조과정 중에서 가장 기본적인 기술의 하나가 세정기술이다. 웨이퍼 제조과정은 웨이퍼의 표면을 형성하기 위하여 여러 단계의 공정을 거치게 되는데, 이러한 공정들이 진행되는 동안 웨이퍼의 표면에는 각종 오염물이 생기거나 잔존할 가능성이 있다. 그러므로 세정 기술은 반도체 제조공정중에 발생되는 여러가지 오염물을 물리적, 화학적 방법을 구사해서 제거하려는 것이다.

상기에서 화학적인 방법은 표면의 오염을 수세 및 에칭, 그리고 산화 또는 환원반응 등에 의해서 제거하는 것으로, 여러 가지 화학약품이나 가스를 사용한다. 화학적 방법에서는 부착된 입자는 순수로 흘려 버리고, 유기물은 용재로 용해하거나 산화성 산으로 제거, 또는 산소 플라즈마 중에서 탄화하여 제거한다. 또 경우에 따라서는 표면을 일정량 에칭해서 새로운 청정 표면을 노출시키기도 한다. 상술한 화학적인 세정방법은 다량의 세정액이 사용되며 화학약품의 사용으로 인하여 폐수가 발생하게 된다.

도 1에 도시한 세정공정은 화학약품에 의해서 화학처리된 웨이퍼를 질소와 초순수를 사용하여 세정하는 세정공정을 순서도로 표현한 것이다. 이와 같이 초순수에 질소를 사용하는 이유는 질소를 사용하므로써 질소의 거품충격(bubble effect)을 이용하여 웨이퍼를 세정할 수 있기 때문이다.

상기에서 웨이퍼를 소정의 약품을 사용하여 화학처리하는 약품공정(10)과 상기 약품공정(10)을 마친 웨이퍼를 질소와 초순수를 사용하여 세정하는 세정공정(12)은 설비의 종류에 따라서 증감할 수 있다. 즉, 세정완료(14)의 필요에 따라 약품공정(10)과 세정공정(12)에 필요한 약품조 및 세정조를 증감시킬 수 있다는 것이다. 그리고 상기 세정공정(12)이 마무리되면, 상기 웨이퍼는 린스공정(16)을 통하여 최종으로 세정되고 건조공정(18)을 거쳐 세정작업을 완료하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 반도체 세정방법에 의하면, 상기 세정공정에서 초순수의 사용량이 상당히 많아서 발생되는 폐수의 처리시설이 과대하게 필요하며 상기 폐수의 계속적인 발생으로 인하여 환경오염이 유발되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 세정공정에서 사용되는 초순수와 질소의 비율을 파악하여 세정효과를 최대로 유지하면서 초순수의 사용량을 최소로 할 수 있는 반도체 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 반도체 세정공정을 개략적으로 나타낸 순서도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자료를 위하여 질소와 초순수량에 따른 상관관계를 분석한 그래프,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정방법을 사용하는 자동제어 세정조를 나타낸 간략도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 세정방법을 사용하는 수동제어 세정조를 나타낸 간략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30 : 세정액38 : 수조

34 : 콘트롤러36 : 질소공급라인

38 : 초순수공급라인40 : 제1 자동밸브

42 : 제2 자동밸브44 : 센서

50 : 제1 수동밸브52 : 제2 수동밸브

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 질소와 초순수를 혼합하여 웨이퍼를 세정함에 있어서, 상기 질소와 초순수의 혼합비율을 2:1로하여 상기 웨이퍼를 세정한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 약품을 제거하는 세정공정에서 초순수와 질소의 상관관계를 분석하기 위하여 실시한 실험결과이다.

상기에서 실험조건은 10:1의 비율로 희석된 불산의 화학약품에서 3분동안 약품공정을 진행하고 세정공정에 들어가는 조건은 동일하게 하였으며, 다음으로 진행하는 세정공정에서 초순수와 질소의 혼합비율을 변경하여 실험을 실시하였다. 그리고 일정시간 간격으로 진행되는 세정액의 순도를 측정하였다.

즉, 가로변에는 세정시간인 처리시간을 분으로 설정하고 세로변은 세정액의 순도를 설정하여 세정액의 종류에 따라 시간에 따른 순도의 변화를 그래프로 나타낸 것이다. 상기 세정액의 조건에서 A는 초순수만을 10ℓ 사용한 것이고, B는 초순수만을 20ℓ 사용한 것이고, C는 초순수 10ℓ와 질소 10ℓ 사용한 경우이고, D는 초순수 10ℓ와 질소 20ℓ 사용한 경우로 설정하여 실험을 하였다.

이와 같은 실험결과는 도 2에 도시된 바와 같이 초순수의 양에 따라 순도의 정도차이는 있으나 질소량을 배로 증가시키면 초순수량을 반으로 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 이것은 린스조에서 초순수량의 감소시 나타나는 순도저하와는 구별되는 것으로 세정공정에서는 처리시간에 따른 순도가 크게 나타나지 않음을 알 수 있다. 즉, 도 2에서 초순수 10ℓ와 질소 20ℓ 사용한 세정액(26)을 참조하면 처리시간이 2.5분되었을 때와 5분 경과되었을 때 차이가 거의 발생되지 않음을 알 수 있다.

이와 같은 결과는 금속이온분석과 분자이온분석에서 또한 처리시간별과 초순수, 그리고 질소의 변동에 따른 차이는 발생되지 않았다.

즉, 질소와 초순수의 비가 2:1를 유지하면 초순수의 사용을 최소로하면서 최상의 세정효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 세정액을 효율적으로 사용하기 위하여 콘트롤러(34)에 의해서 제어되는 세정조(32)를 나타낸 것이다. 질소를 상기 세정조(32)에 공급하는 질소공급라인(36)과 상기 세정조(32)에 초순수를 공급하는 초순수공급라인(38)이 있으며, 각 라인에는 흐름을 제어하기 위한 제1 자동밸브(40)와 제2 자동밸브(42)가 설치되어 있으며 상기 밸브는 각각 상기 콘트롤러(34)와 연결되어 상기 실험에서 얻은 결과에 맞추어 조절하도록 한다. 그리고 상기 세정조(32)에 센서(44)를 설치하여 상시 세정조(32)내의 상기 세정액(30)의 비율을 상기 콘트롤러(34)로 피이드백시켜서 교정할 수 있도록한다.

이와 같은 자동제어뿐만아니라 도 4에 도시한 바와 같이 간단한 수동제어를 통하여 세정액(30)의 배율을 조정할 수 있다. 즉, 질소공급라인(36)과 초순수공급라인(38)상에 각각 제1 수동밸브(50)와 제2 수동밸브(52)를 설치하고 열림을 조절하여 상기 세정조(32)의 세정액(30)의 비율을 조절할 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 웨이퍼의 세정시 초순수의 사용을 반으로 감소시키므로 폐수발생으로 인한 처리시설과 비용을 절감할 수 있으며, 폐수의 발생으로 인하여 유발되는 환경오염을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 질소와 초순수를 혼합하여 웨이퍼를 세정함에 있어서, 상기 질소와 초순수의 혼합비율을 2:1로하여 상기 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 반도체 세정방법.