KR19990048784A - 반도체소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 웨이퍼를 습식세정 및 드라이 하는 반도체소자의 제조방법에 있어서, 상기 드라이 공정은 드라이어의 핫 플레이트 온도를 낮추고 IPA 원액의 액면 높이를 높여 적정환경을 설정하고 드라이 공정을 실시함으로써 웨이퍼 표면에 유발되는 파티클의 수를 감소시키고, 에너지를 절감시키고, IPA 핫 플레이트의 열원으로 사용되는 발열봉 및 고온에 접촉되는 플레이트 등의 소모품 사용기간을 증가시켜 경제적으로 효과를 볼 수 있고, IPA 의 기화 속도가 종래보다 줄어들어 IPA 원액의 공급량도 줄어드는 효과가 있는 기술이다.

Description

반도체소자의 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 웨트 스테이션 ( wet station ) 에서 아이.피.에이. ( Iso-prophyl Alcohol, 이하에서 IPA 라 함 ) 드라이어 ( dryer ) 사용공정시 파티클 ( partcle ) 을 감소시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체소자의 제조공정은 습식세정공정후에 드라이어를 이용하여 세정용액을 제거한다.

도 1 은 IPA 드라이어를 도시한 개략도로서, 드라이어는 IPA 배쓰(15)의 하측에 IPA (13)액이 일정높이 채워지고, 그 상부에 트레이 ( tray )(21)가 구비되며 상기 트레이(21) 상측으로 쿨링 콘덴서 ( cooling condenser ) 가 구비되고, 상기 쿨링 콘덴서(17)와 트레이(21) 사이에 IPA 베이퍼 존 ( vapor zone ) 이 형성된다. 그리고, 상기 트레이(21)에 드레인 라인 ( drain line ) (25)이 연결되고, 상기 IPA (13)에 서플라이어 ( supplier ) (23)가 연결된다. 이때, 상기 드레인 라인(25)과 서플라이어(23)는 상기 IPA 배쓰(15)의 외부에 위치한다.

그리고, 상기 IPA 배쓰(15)의 하부에 IPA 핫 플레이트 ( hot plate ) (11)가 구비된다.

이때, 상기 IPA 핫 플레이트(11)는 최초 장비회사에서 220 ℃ 정도의 온도로 셋업 ( set up ) 하여 사용하며, IPA (13)의 높이는 90㎜ 를 적정수준으로 하였다. (도 1)

상기 도 1 과 같은 조건하에서 파티클 제어가 어려운 HF 나 BOE ( buffered oxide etchant ) 로 마지막 ( last ) 세정을 하였을 경우 다량의 파티클이 도 2a 와 같은 모양으로 발생하고, 이는 각 슬롯 ( slot ) 별로 IPA 기체가 균일 ( uniform ) 하게 제공되지 않아특정 슬롯에서는 오히려 파티클을 다량으로 발생시킬 수 있는 원인으로 작용한다는 것을 설명하는 것이다.

이러한 현상은 26매용 카세트 ( cassette ) 에 풀 ( full ) 로 웨이퍼를 넣고 실시하거나 여러장의 웨이퍼를 동시에 넣고 실시할 때 발생되는 문제이므로 반도체소자의 제조 공정에서 항상 야기되는 문제점이다. (도 2a, 도 2b)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, IPA 핫 플레이트의 온도와 IPA 의 높이를 변화시켜 적정환경을 구성하고 이를 이용하여 드라이 공정을 실시함으로써 파티클의 발생을 억제할 수 있는 반도체소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 반도체소자의 제조공정중 습식세정 공정후에 드라이(dry)시키는 드라이어의 구성을 도시한 개략도.

도 2a 및 도 2b 는 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 관계도.

도 3 내지 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 도시한 관계도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

11 : IPA 핫 플레이트 13 : IPA 원액

15 : IPA 배쓰 17 : 쿨링 콘덴서

19 : IPA 베이퍼 존 21 : 트레이

23 : 서플라이어 25 : 드레인 라인

31,41 : 웨이퍼 33,43 : 파티클

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은,

웨이퍼를 습식세정 및 드라이 하는 반도체소자의 제조방법에 있어서,

상기 드라이 공정은 드라이어의 핫 플레이트 온도를 165 ∼ 175 ℃ 정도로 하고, IPA 의 높이를 92 ∼ 94 ㎜ 정도로 하여 실시하는 것을 특징으로 한다.

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원리는, 제공된 열량과 액체가 기화되는 속도와의 관계를 이용한 것으로, IPA 핫 플레이트의 온도가 높거나 IPA 원액의 액면높이가 낮으면 IPA 원액이 끓어 ( bp = 82 ℃ ) 기체가 되는 기화속도가 높아져 웨이퍼 표면에 IPA 의 기체가 접촉함으로써 표면의 물을 흡수하여 드라이되는 효과가 반감되어 오히려 많이 발생된 IPA기체가 방울로 뭉쳐져 표면에서 흘러내려 파티클 발생의 원인이 되는 작용을 한다. 반대의 경우는 IPA 기체 영역이 충분히 형성되지 못하여 충분한 드라이를 하지 못하는 결과가 있기 때문에 IPA 핫 플레이트 온도를 165 ∼ 175 ℃, 바람직하게는 170 ℃ 정도로 하고, IPA 원액 액면 높이를 92 ∼ 94 ㎜, 바람직하게는 93 ㎜ 로 하는 적정환경으로 결정해 주어 파티클을 최소화하는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3 은 IPA 핫 플레이트의 온도변화에 따른 파티클의 변화를 도시한 그래프도이다. 도 4 는 IPA 핫 플레이트가 160 ℃ 의 온도일때 실시된 드라이 공정시 웨이퍼에 발생되는 파티클을 도시한 평면도이다. 도 5 는 160 ℃ 정도의 온도에서 IPA 원액의 높이를 90 또는 93 ㎜ 의 높이로 변화시켜 실시한 드라이 공정시 웨이퍼에 발생되는 파티클을 도시한 그래프도이다. 도 6 은 상기 도 3,4,5 를 참고로 하여 최종적으로 IPA 핫 플레이트의 온도를 170 ℃ 로 하고 IPA 원액의 높이를 93 ㎜ 로 하여 모니터링한 데이타를 도시한 그래프도이다.

본 발명은 현재 실험완료후 반도체 소자 제조공정에 적용 중인 결과이므로 실험내용을 바탕으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 습식세정을 실시하고, QDR 이나 오버 플로우 ( over flow ) 방식으로 린스 ( rinse ) 공정을 실시한다. 이때, 상기 습식세정공정과 린스공정은 습식세정 조건 ( recipe ) 에 따라 반복적으로 실시할 수도 있다.

그 다음에, 마지막 린스 ( final rinse ) 공정을 실시하고 IPA 드라이 공정을 실시한다.

여기서, 상기 IPA 드라이 공정은, 도 1 에 도시된 드라이어를 이용하여 IPA 베이퍼 존 내부에 드라이 하고자 하는 웨이퍼를 위치시켜 습식세정 및 린스공정을 실시하고, 린스 공정후에 웨이퍼 표면에 남은 초미량의 세정액과 DI 순수를 IPA 기체에 흡수시켜 웨이퍼 표면에서 떼어내는 작용을 하는 것이다.

상기 도 3a 와 도 3b 는 IPA 핫 플레이트 온도를 220 ℃, 190 ℃, 170 ℃, 160 ℃ 로 설정하여 실험한 결과를 도시한 것으로서, 각각 #10 슬롯, #26 슬롯에서 온도변화에 따른 파티클의 유발정도를 도시한다.

이때, 상기 도 3a 는 #26 슬롯에서 파티클이 IPA 핫 플레이트 온도에 따라 변하지 않는 것을 볼 수 있다. 그리고, 도 3b 의 #10 슬롯 결과는 IPA 핫 플레이트 온도에 크게 관련되어 있으며 실험결과 160 ℃ 와 170 ℃ 가 적절한 온도임을 알 수 있다.

상기 도 5 는 160 ℃ 의 IPA 핫 플레이트 온도에서 각각 90 ㎜ 와 93 ㎜ 의 IPA 원액 높이에서의 파티클 변화를 보여주고 있는데 #10 슬롯과 #26 슬롯의 경우 모두 도 4 와 같이 구름모양으로 파티클이 발생되는 문제점이 관찰되었다.

그리하여, 170 ℃ 를 적정조건으로 하여 도 2a 와 도 4 의 문제점이 발생하지 않는 조건을 설정하되, IPA 핫 플레이트 온도 170 ℃ 정도로, IPA 액면 높이 93 ㎜ 로 각각 설정하여 도 6 과 같은 모니터링 데이타 ( monitoring data ) 를 모을 수 있었다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은, IPA 핫 플레이트의 온도를 220 ℃ 에서 170 ℃ 로 낮춤으로서 에너지 절감 차원에서 그 효과를 기대할 수 있으며, IPA 핫 플레이트의 열원으로 사용되는 발열봉 및 고온에 접촉되는 플레이트 등의 소모품 사용기간을 증가시켜 경제적으로 효과를 볼 수 있고, IPA 의 기화 속도가 종래보다 줄어들어 IPA 원액의 공급량도 줄어드는 효과가 있다.또한, 반도체소자 제조공정에 있어 습식세정에서 발생된 파티클로 야기되는 문제점을 해결할 수 있으므로 수율 및 성능 향상을 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼를 습식세정 및 드라이 하는 반도체소자의 제조방법에 있어서,

   상기 드라이 공정은 드라이어의 핫 플레이트 온도를 165 ∼ 175 ℃ 정도로 하고, IPA 원액의 액면 높이를 92 ∼ 94 ㎜ 정도로 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드라이 공정은 IPA 드라이어를 이용한 IPA 드라이 공정인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 드라이 공정은 HF 또는 BOE 등과 같은 산화막 식각용액을 이용하여 마지막 크리닝 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.