KR19990026619A - 메가소닉 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 메가소닉을 이용하여 기판의 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 메가소닉 세정 방법은 기판의 저면에 메가소닉을 발생시키는 진동자를 직접 접촉시키고, 진동자에 기판이 흡착되도록 하며, 기판의 상부로부터 소정 거리에 설치된 노즐을 포함하여, 진동자에서 발생된 메가소닉에 의해서 오염물이 기판의 표면으로부터 이탈되고, 노즐에서 소정 유체를 분사하여 오염물을 제거한다.

Description

메가소닉 세정 방법(a megasonic cleaning method)
본 발명은 메가소닉 세정 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 공정에서 웨이퍼 또는 포토 마스크를 세정하기 위하여 사용되는 메가소닉 세정방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중에서 가장 기본적인 기술의 하나가 세정 기술이다. 반도체 제조 과정은 웨이퍼의 표면을 형성하기 위하여 여러 단계의 공정을 거치게 되는데, 각 단계에서 소정의 공정이 수행되는 반도체에는 각종 오염물이 생기고 잔존하게 되므로 일정 시간 간격으로 반도체를 세정하여 공정을 진행해야 한다. 그러므로 세정 기술은 반도체 제조 공정중에 발생하는 여러 가지 오염물을 물리적, 화학적 방법을 구사해서 제거하려는 것이다.
특히, 메모리 디바이스(memory device)가 고집적화됨에 따라 웨이퍼나 포토 마스크(photomask)에 미세 회로 패턴을 형성하는 반도체 제조 공정중에서 치명적인 결함으로 작용하는 파티클(particle)을 제거하기 위한 세정 공정의 중요성이 점차 증가하고 있다. 또한, 회로 설계가 미크론 이하로 줄어들면서 허용 가능한 파티클의 크기도 작아지고, 이러한 작은 크기의 파티클은 기판(substrate)와 작용하는 강한 점착력으로 기존의 세정 방법으로는 제거가 용이하지 않다.
이에 따라 세정 공정의 효율을 높이기 위하여 다각적인 연구가 진행되고 있으며, 그 핵심은 제거할 대상물의 점착력(adhesion force)을 극복할 수 있는 힘을 세정 대상물에 효과적으로 작용하는데 있다.
이러한 세정 방법의 하나로 메가소닉 세정 방법(megasonic cleaning method)이 사용되고 있다.
그러나, 상기 메가소닉 세정 방법은 화학 약품을 이용한 습식 세정(wet cleaning method)이다. 따라서, 중간 매질을 이용함므로써 발생되는 효율 감소와 화학 약품에 의한 웨이퍼 또는 포토 마스크상의 미세한 손상이 증폭될 수 있는 부담이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 화학 약품 등의 중간 매질을 이용하지 않고, 웨이퍼 또는 포토 마스크 상의 오염물을 제거할 수 있는 새로운 형태의 메가소닉 세정 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메가소닉 세정 방법이 적용되어 사용되는 상태를 도시한 블럭도,
도 2는 도 1에서 메가소닉을 발생하기 위한 진동자를 도시한 평면도,
도 3은 도 1에서 사용되는 노즐을 도시한 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 기판 12 : 메가소닉 진동자
14 : 오염물 16 : 노즐
18 : 분사홀
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 메가소닉을 이용하여 기판의 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 메가소닉 세정 방법은 기판의 저면에 메가소닉을 발생시키는 진동자를 직접 접촉시키고, 상기 진동자에 상기 기판이 흡착되도록 하며, 상기 기판의 상부로부터 소정 거리에 설치된 노즐을 포함하여, 상기 진동자에서 발생된 메가소닉이에 의해서 오염물이 상기 기판의 표면으로부터 이탈되고, 상기 노즐에서 소정 유체를 분사하여 상기 오염물을 제거한다.
이와 같은 본 발명에서 상기 기판은 웨이퍼이다. 상기 기판은 포토 마스크이다. 상기 진동자는 상기 기판의 윗면에 패턴이 형성되지 않은 상기 기판의 가장자리를 지지하도록 형성된다. 상기 진동자는 상기 기판의 윗면에 패턴이 형성되지 않은 상기 기판의 가장자리를 지지하도록 형성된다. 상기 기판은 상기 진동자가 접촉되지 않는 내부 면이 진공 흡착된다. 상기 노즐로부터 상기 유체가 분사될 때 상기 기판의 윗면에 예각으로 유입되도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도3에 의거하여 상세히 설명하며, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.
본 발명에 따른 메가소닉 세정방법은 화학 약품과 같은 중간 매질을 사용하지 않는다. 따라서, 반도체 제조 공정중에서 웨이퍼 또는 포토 마스크 상에 존재하는 미크론 이하의 오염물을 제거하기 위하여 세정 대상물에 초음파를 직접 전달시킬 필요가 있다.
이와 같은 필요에 의해서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 메가소닉을 이용하여 기판의 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 메가소닉 세정 방법은 웨이퍼 또는 포토 마스크 등 기판(10)의 저면에 메가소닉을 발생시키는 진동자(12)를 직접 접촉시키고, 상기 진동자(12)에 상기 기판(10)이 흡착되도록 하며, 상기 기판(10)의 상부로부터 소정 거리에 노즐(16)을 설치한다. 이와 같은 메가소닉 세정방법은 상기 진동자(12)에서 발생된 메가소닉에 의해서 오염물(14)이 상기 기판(10)의 표면으로부터 이탈되고, 상기 노즐(16)에서 소정 유체를 분사하여 상기 오염물(16)되도록 하는 것이다.
이때, 본 발명에 따른 세정방법의 기본 원리는 상기 진동자(12)로부터 발생되는 메가소닉의 진동수를 상기 기판(10)의 두께에 따라 최적화시키는 것이다. 이와 같이 상기 기판(10)의 두께에 따라 최적화된 메가소닉의 진동수에 의해서 상기 기판(10) 상의 오염물(14)에 대한 에너지 전달 효율이 최대가 되어 상기 기판(10) 내를 진행하는 진행파와 반사파로부터 정상파를 발생시킨다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 메가소닉 세정방법은 높은 세정 효율을 유지할 수 있다.
한편, 상기 기판(10)이 웨이퍼 또는 포토 마스크일 경우에 상기 기판(10)의 윗면에는 반도체 제조 공정에 의해서 소정 패턴이 형성되게 된다. 이때, 상기 진동자(12)가 상기 기판(10)에 형성된 패턴에 직접 작용하게 되면 상기 패턴이 손상될 유려가 있다. 따라서, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 진동자(12)는 상기 기판(10)의 윗면에 패턴이 형성되지 않은 상기 기판(10)의 가장자리를 지지하도록 형성된다.
한편, 상기 진동자(12)에서 메가소닉을 발생하여 상기 기판(10)의 오염물(14)을 세정하기 위하여 상기 기판(10)을 상기 진동자(12)에 밀착시킬 필요가 있다. 따라서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 기판(10)은 상기 진동자(12)가 접촉되지 않는 내부 면이 진공 흡착(가)되도록 한다.
이와 같은 세정방법은 먼저, 상기 기판(10)을 상기 진동자(12)에 진공 흡착(가)시킨다. 그리고, 상기 진동자(12)에서 메가소닉을 발생시키면, 상기 기판(10)은 상기 진동자(12)와 밀착되어 있으므로 상기 진동자(12)로부터 발생된 메카소닉에 의해서 상기 기판(10)의 표면은 수 kHz에서 MHz의 진동수로 진동하게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 기판(10)에 부착되어 있던 오염물(14)들은 순간적으로 상기 기판(10)의 표면으로부터 이탈하게 된다. 이때, 상기 기판(10)의 상부로부터 소정 거리에 설치된 노즐(16)에서 탈 이온수 또는 질소와 같은 가스 등이 분사되어 상기 오염물(14)을 상기 기판(10)의 표면으로부터 세정시키는 것이다.
한편, 상기 오염물(14)을 상기 기판(10)으로부터 세정되도록 탈 이온수 또는 질소 등의 유체를 분사시키는 상기 노즐(16)은 도 3에서 도시한 바와 같이 상기 기판(10)의 전체 폭보다 길게 형성되고, 다수 개의 분사홀(18)이 형성되며, 상기 기판(10)의 윗면과 예각으로 경사를 이루도록 설치되므로써 상기 노즐(16)로부터 상기 유체가 분사될 때 상기 기판(10)의 윗면에 예각으로 유입되도록 한다.
이와 같은 본 발명을 적용하면 화학 약품과 같은 중간 매질을 이용하지 않으므로 확학 약품에 의해서 발생되는 오염을 방지할 수 있다. 또한, 세정하고자 하는 웨이퍼 또는 포토 마스크와 같은 기판에 직접 메가소닉이 작용하여 짧은 시간에 세정 공정을 맞칠 수 있으므로 세정 효율을 증가시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 메가소닉을 이용하여 기판의 표면에 부착된 오염물을 제거하기 위한 메가소닉 세정 방법에 있어서,
    기판의 저면에 메가소닉을 발생시키는 진동자를 직접 접촉시키고, 상기 진동자에 상기 기판이 흡착되도록 하며, 상기 기판의 상부로부터 소정 거리에 설치된 노즐을 포함하여, 상기 진동자에서 발생된 메가소닉에 의해서 오염물이 상기 기판의 표면으로부터 이탈되고, 상기 노즐에서 소정 유체를 분사하여 상기 오염물을 제거하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 포토 마스크인 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 진동자는 상기 기판의 윗면에 패턴이 형성되지 않은 상기 기판의 가장자리를 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 기판의 전체 폭보다 길게 형성되고, 다수 개의 분사홀이 형성되어 상기 기판의 전면에 상기 유체를 분사하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 진동자가 접촉되지 않는 내부 면이 진공 흡착되는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐로부터 상기 유체가 분사될 때 상기 기판의 윗면에 예각으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 메가소닉 세정 방법.
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