KR19990005888A - Wafer cleaning method - Google Patents
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Abstract
1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. Technical field to which the invention described in the claims belongs
본 발명은 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로 특히, 단일 세정조 타입(Single Bath Type)을 이용하는 반도체 소자의 세정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer cleaning method, and more particularly, to a semiconductor device cleaning method using a single bath type.
2.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. Technical problem that the invention tries to solve
웨이퍼 세정시 세정조와 접촉되는 웨이퍼 표면에 세정용액 잔존물로 인하여 소자의 전기적 특성 및 수율이 저하됨을 방지한다.When the wafer is cleaned, the cleaning solution residues on the surface of the wafer contacted with the cleaning bath are prevented from deteriorating the electrical characteristics and the yield of the device.
3.발명의 해결방법의 요지3. Summary of the solution of the invention
세정용액 잔존물이 제거되도록 세정공정 및 건조공정을 두차례 반복하여 실시한다.The washing process and the drying process are repeated twice to remove the residue of the washing solution.
4.발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
반도체 소자 제조공정중 웨이퍼 세정공정에 적용된다.It is applied to the wafer cleaning process in the semiconductor device manufacturing process.
Description
본 발명은 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로 특히, 단일 세정조 타입(Single Bath Type)을 이용하는 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer cleaning method, and more particularly, to a wafer cleaning method using a single bath type.
일반적으로 반도체 제조공정중 세정 공정에 사용되는 다중 세정조 타입(Multi Bath Type)의 습식 세정장비는 웨이퍼 사이즈가 대구경화로 바뀌어 가면서 장비의 크기도 계속 커지기 때문에 세정실(Clean Room)내에서 차지하는 면적도 증가되어 생산성을 저하시키는 문제가 발생된다. 따라서, 다중 세정조 타입의 습식 세정 장비가 가지는 상기 문제점을 해결하기 위하여 단일 세정조 타입의 습식 세정장비가 개발되었다. 단일 세정조 타입의 습식 세정장비는 밀폐된 1개의 세정조(Bath)만을 사용하여 종래의 장비에서 가능한 모든 세정 공정 및 건조 공정을 동시에 실시할 수 있으며, 여러 가지 종류의 세정액을 쉽게 조합하여 사용할 수 있도록 구성되어 있다.In general, the multi-bath type wet cleaning equipment used for the cleaning process in the semiconductor manufacturing process occupies an area in the clean room because the size of the equipment continues to increase as the wafer size changes to large diameter. The problem of increasing productivity also decreases. Therefore, in order to solve the problems of the multiple cleaning tank type wet cleaning equipment, a single cleaning tank type wet cleaning equipment has been developed. The single cleaning tank type wet cleaning equipment can carry out all cleaning and drying processes possible in the existing equipment at the same time by using only one closed cleaning bath, and various types of cleaning liquids can be easily combined. It is configured to.
종래 단일 세정 타입의 황산(H2SO4)을 이용한 습식세정 공정은 다음과 같다.The conventional wet cleaning process using a single cleaning type sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is as follows.
제 1 단계, 황산 세정공정은 미립자(Particle) 및 유기물을 제거하기 위한 공정으로 세정조내로 웨이퍼를 로딩(Loading)한 후 황산에 오존(O3)을 농축하여 열처리한 후 세정조 내부로 순환시켜 웨이퍼 표면을 세정한다.In the first step, the sulfuric acid cleaning process is a process for removing particles and organics. After loading the wafer into the cleaning tank, ozone (O 3 ) is concentrated in sulfuric acid, heat treatment, and then circulated inside the cleaning tank. Clean the wafer surface.
제 2 단계, 황산 세정공정을 종료한 후 N2가스를 이용하여 세정조내의 황산을 황산저장 탱크로 이동시키고, 순수(Deionized Water)를 사용하여 오버플로우(Overflow)시킨다. 그와 동시에 초음파 세정장치를 이용하여 세정조 내면 및 웨이퍼 표면의 잔여 세정액을 세정한다.After the second step, the sulfuric acid cleaning process is completed, sulfuric acid in the cleaning tank is transferred to a sulfuric acid storage tank using N 2 gas, and overflowed using deionized water. At the same time, an ultrasonic cleaning device is used to clean the remaining cleaning liquid on the inner surface of the cleaning tank and the wafer surface.
제 3 단계, 웨이퍼 건조공정은 세정조내의 순수를 천천히 유출 시키면서 이소프로필알콜홀의 증기를 세정조 내부로 투입하여 상기 웨이퍼를 건조하는 공정이다.In the third step, the wafer drying process is a process of drying the wafer by introducing vapor of isopropyl alcohol hole into the cleaning tank while slowly flowing out pure water in the cleaning tank.
이때 상기 단일 세정조 타입의 습식 세정장비에 사용된 세정조는 세정액의 누설을 방지를 위하여 위 아래로 오-링(O-Ring)을 사용하여 완벽하게 밀폐시킬 수 있다. 그리고 상기 세정조는 각종 세정액으로부터 손상을 받지 않고, 청정도를 유지할 수 있는 재료를 사용해야 하므로 일반적으로 테프론(Teflon) 계통의 재료를 사용한다. 이러한 다공성 소재인 테프론 계열의 재료는 많은 마이크로 홀(Micro Hole)을 가지고 있다. 또한 웨이퍼 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading) 도중에 웨이퍼와 접촉되는 세정조 내의 웨이퍼 지지대는 충돌에 의한 표면의 손상으로 미세한 크랙(Crack)이 발생한다. 이때 웨이퍼 세정시, 테프론 재질에 대한 콘택 엥글(Contact Angle)이 작은 H2SO4등의 세정액은 상기 마이크로 홀이나 미세 크랙 속으로 침투하게 된다. 침투한 세정액은 연속되는 순수(Deionized Water)를 이용한 세정 공정에서 제거 되나, 세정조 내의 웨이퍼를 지지해주는 부분에서는 완벽하게 제거되지 않은 상태로 남아 있다. 이와같이 잔존하는 세정액은 이소프로필알코홀 건조공정에서 이소프로필알코홀 용액에 용출되어 세정조와 접촉되는 웨이퍼 표면에 세정용액 잔존물로 존재하게 되어 소자의 전기적 특성 및 수율을 저하시킨다.At this time, the cleaning tank used in the wet cleaning equipment of the single cleaning tank type can be completely sealed using an O-ring up and down to prevent leakage of the cleaning liquid. In addition, the cleaning tank generally uses a Teflon-based material because a material capable of maintaining cleanliness without being damaged by various cleaning solutions is used. Teflon-based materials, such porous materials, have many micro holes. In addition, the wafer support in the cleaning bath contacting the wafer during wafer loading and unloading generates fine cracks due to surface damage caused by collision. At this time, during the wafer cleaning, the cleaning solution such as H 2 SO 4 having a small contact angle with respect to the Teflon material penetrates into the micro holes or the micro cracks. The infiltrated cleaning liquid is removed in a continuous cleaning process using deionized water, but is not completely removed at the part supporting the wafer in the cleaning tank. Thus, the remaining cleaning solution is eluted to the isopropyl alcohol hole solution in the isopropyl alcohol hole drying process and remains as a cleaning solution residue on the surface of the wafer in contact with the cleaning bath, thereby lowering the electrical characteristics and yield of the device.
따라서, 본 발명은 웨이퍼 표면에 잔존하는 세정용액을 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자의 세정방법을 제종하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for cleaning a semiconductor device capable of effectively removing the cleaning solution remaining on the wafer surface.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제 1 실시예는 웨이퍼를 황산 용액으로 상기 웨이퍼 표면을 세정하는 제 1 단계와, 순수를 이용하여 상기 웨이퍼 표면을 세정함과 동시에 초음파 세정장치를 이용하여 상기 세정조 내면 및 웨이퍼 표면의 잔존 세정액을 세정하는 제 2 단계와, 상기 세정조 내의 상기 순수를 일부분 유출한 후 건조 기체를 이용하여 상기 웨이퍼를 건조시키는 제 3 단계와, 상기 세정액 잔류물이 제거되도록 상기 웨이퍼를 고속회전 시킴과 동시에 음파가 공급되는 순수를 이용하여 웨이퍼 표면을 세정하는 제 4 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A first embodiment according to the present invention for achieving the above object is a first step of cleaning the wafer surface with a sulfuric acid solution of the wafer, and using an ultrasonic cleaning device while cleaning the wafer surface with pure water A second step of cleaning the remaining cleaning liquid on the inner surface of the cleaning tank and on the surface of the wafer; And a fourth step of cleaning the wafer surface using pure water supplied with sound waves while simultaneously rotating the wafer at a high speed.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제 2 실시예는 웨이퍼를 황산 용액으로 상기 웨이퍼 표면을 세정하는 제 1 단계와, 순수를 이용하여 상기 웨이퍼 표면을 세정함과 동시에 초음파 세정장치를 이용하여 상기 세정조 내면 및 웨이퍼 표면의 잔여 세정액을 1 차 세정하는 제 2 단계와, 상기 세정조 내의 상기 순수를 일부분 유출한 후 건조 기체를 이용하여 상기 웨이퍼를 1 차 건조시키는 제 3 단계와, 상기 순수 및 초음파를 이용하여 상기 웨이퍼 표면을 2 차 세정하는 제 4 단계와, 상기 건조기체를 세정조 내부로 투입하여 상기 웨이퍼를 2 차 건조 시키는 제 5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The second embodiment according to the present invention for achieving the above object is a first step of cleaning the wafer surface with a sulfuric acid solution of the wafer, and using an ultrasonic cleaning device at the same time to clean the wafer surface using pure water A second step of first cleaning the remaining cleaning liquid on the inner surface of the cleaning tank and the surface of the wafer; a third step of first drying the wafer using a drying gas after partially discharging the pure water in the cleaning tank; And a fourth step of secondly cleaning the wafer surface using ultrasonic waves, and a fifth step of secondly drying the wafer by introducing the dry matter into the cleaning tank.
본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is described in detail as follows.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 단일 세정조 타입의 황산(H2SO4) 세정 공정은 다음과 같다.The sulfuric acid (H 2 SO 4 ) cleaning process of the single cleaning tank type according to the first embodiment of the present invention is as follows.
제 1 단계, 웨이퍼를 세정조에 로딩한 후 상기 웨이퍼 표면의 미립자(Particle) 및 유기물이 제거되도록 황산에 오존(O3)을 농축하여 80 내지 100℃ 열처리한 후 5 내지 10분동안 세정조 내부로 순환시켜 웨이퍼를 세정한다.In the first step, after loading the wafer into the cleaning bath, ozone (O 3 ) is concentrated in sulfuric acid so as to remove particles and organics from the wafer surface and heat-treated at 80 to 100 ° C., and then into the cleaning bath for 5 to 10 minutes. The wafer is circulated to clean the wafer.
제 2 단계, N2가스를 이용하여 세정조내의 황산을 황산저장 탱크로 이동시킨 후 순수를 사용하여 오버플로우(Overflow)시킨다. 그와 동시에 초음파 세정장치를 이용하여 세정조 내면 및 웨이퍼 표면의 잔여 세정액을 세정한다. 세정 시간은 세정조 내로 어버플루오르된 순수의 저항력을 고려하여 16㏁ 이상에서 5분이상 실시한다.In the second step, sulfuric acid in the cleaning tank is transferred to a sulfuric acid storage tank using N 2 gas and then overflowed with pure water. At the same time, an ultrasonic cleaning device is used to clean the remaining cleaning liquid on the inner surface of the cleaning tank and the wafer surface. The washing time is performed at 16 kPa or more for 5 minutes or more in consideration of the resistance of the pure water fluorinated into the washing tank.
제 3 단계, 세정조내의 순수를 45 내지 65℃의 온도로 유지한 다음 상기 순수를 일부분 유출한다. 그 후 이소프로필알콜홀의 증기를 세정조 내부로 투입하여 상기 웨이퍼를 건조시킨다.In the third step, the pure water in the washing tank is maintained at a temperature of 45 to 65 ° C, and then the pure water is partially discharged. Thereafter, vapor of the isopropyl alcohol hole is introduced into the cleaning tank to dry the wafer.
제 4 단계, 세정액 잔류물이 제거되도록 D-소닉 세정기(Deionized water-Sonic scrubber)장비를 이용하여 1000 내지 6000 RPM으로 고속회전 시키고, D-음파가 공급되는 순수를 웨이퍼 전면 및 뒷면을 세정하여 제거한다.Step 4, using a Dionized water-Sonic scrubber equipment to rotate at a high speed of 1000 to 6000 RPM to remove the residue of the cleaning solution, and removes pure water supplied with D-sound by washing the front and back of the wafer do.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 단일 세정조 타입의 황산(H2SO4) 세정 공정은 다음과 같다.The sulfuric acid (H 2 SO 4 ) cleaning process of the single cleaning tank type according to the second embodiment of the present invention is as follows.
제 1 단계, 웨이퍼를 세정조에 로딩한 후 상기 웨이퍼 표면의 미립자 및 유기물이 제거되도록 황산에 오존(O3)을 농축하여 80 내지 100℃ 열처리한 후 5 내지 10분 동안 세정조 내부로 순환시켜 웨이퍼를 세정한다.In the first step, after loading the wafer into the cleaning bath, ozone (O 3 ) is concentrated in sulfuric acid to remove particulates and organics on the surface of the wafer, followed by heat treatment at 80 to 100 ° C., and then circulated inside the cleaning bath for 5 to 10 minutes. Clean.
제 2 단계, N2가스를 이용하여 세정조내의 황산을 황산저장 탱크로 이동시킨 후 순수를 사용하여 오버플로우(Overflow)시킨다. 그와 동시에 초음파 세정장치를 이용하여 세정조 내면 및 웨이퍼 표면의 잔여 세정액을 1차 세정한다. 세정 시간은 세정조 내 순수의 저항력을 고려하여 16㏁ 이상에서 5분이상 실시한다.In the second step, sulfuric acid in the cleaning tank is transferred to a sulfuric acid storage tank using N 2 gas and then overflowed with pure water. At the same time, the residual cleaning liquid on the inner surface of the cleaning tank and on the wafer surface is first cleaned using an ultrasonic cleaning device. The washing time is performed at 16 kPa or more for 5 minutes or more in consideration of the resistance of pure water in the washing tank.
제 3 단계, 세정조 내의 순수를 45 내지 65℃의 온도로 유지한 다음 상기 순수를 일부분 유출한다. 그 후 이소프로필알콜홀의 증기를 세정조 내부로 투입하여 상기 웨이퍼를 1 차 건조시킨다.In the third step, the pure water in the washing tank is maintained at a temperature of 45 to 65 ° C, and then the pure water is partially discharged. Thereafter, vapor of the isopropyl alcohol hole is introduced into the cleaning tank to dry the wafer first.
제 4 단계, 초음파와 순수를 이용하여 상기 웨이퍼를 2차 세정한다.In a fourth step, the wafer is second cleaned using ultrasonic waves and pure water.
제 5 단계, 세정조 내의 순수를 45 내지 65℃의 온도로 유지한 다음 상기 순수를 일부분 유출한다. 그 후 이소프로필알콜홀의 증기를 세정조 내부로 투입하여 상기 웨이퍼를 2 차 건조시킨다.In the fifth step, the pure water in the washing tank is maintained at a temperature of 45 to 65 ° C, and then the pure water is partially discharged. Thereafter, vapor of the isopropyl alcohol hole is introduced into the cleaning bath to dry the wafer secondly.
상술한 바와같이 웨이퍼의 잔여 세정액이 효과적으로 제거되므로 반도체 소자의 신뢰성 및 전기적 특성이 향상되는 효과가 있다.As described above, since the residual cleaning liquid of the wafer is effectively removed, the reliability and electrical characteristics of the semiconductor device may be improved.
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KR1019970030106A KR19990005888A (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Wafer cleaning method |
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Cited By (2)
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KR100606132B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for Cleaning Wafer by Megasonic |
CN114769199A (en) * | 2022-04-22 | 2022-07-22 | 福建北电新材料科技有限公司 | Wafer cleaning method and apparatus |
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1997
- 1997-06-30 KR KR1019970030106A patent/KR19990005888A/en not_active Application Discontinuation
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