KR20000021143A - 웨이퍼 표면 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼에 대한 저농도의 불산을 이용한 세정 공정과 헹금 공정을 포함하는 습식 웨이퍼 표면 처리 방법에 관한 것으로서, ⒜ 헹금액을 분사하는 샤워기와 헹금액이 공급되는 배관과 그 용액이 배출되는 배관 및 질소 기포를 발생시키는 기포 발생기가 설치된 처리조에 표면 처리가 필요한 웨이퍼를 탑재하여 불산 용액으로 웨이퍼에 대한 화학 처리를 진행하는 단계, ⒝ 상기 ⒜단계가 완료되면 불산 용액을 배관을 통하여 배출시킨 후에 샤워기로 헹금액을 분사하고 기포 발생기로 질소 기포를 발생시켜 웨이퍼에 대한 세정을 진행하는 단계, ⒞ 최종 헹금 처리조로 웨이퍼를 이송하여 헹금액을 공급하여 최종적인 웨이퍼 세정을 하는 단계; 및 ⒟ 세정이 완료된 웨이퍼를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 하나의 처리조에서 불산용액을 이용한 화학처리와 헹금이 이루어질 수 있기 때문에 종래에 비해 필요한 처리조의 수와 처리 시간이 감소되어 설비의 풋프린트를 단축시키고 에러 요소를 감소시키며 비용 절감의 효과까지 얻을 수 있다.

Description

웨이퍼 표면 처리 방법(Method for processing wafer surface)

본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 대한 저농도의 불산을 이용한 세정 공정과 헹금 공정을 포함하는 습식 웨이퍼 표면 처리 방법에 관한 것이다.

웨트 스테이션(wet station)은 웨이퍼 제조 공정에 필요한 식각 공정(etching step) 및 세정 공정(cleaning step)을 진행하기 위한 장치로서, 다수의 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어(wafer carrier) 단위로 식각 공정 및 세정을 진행하기 위하여 복수의 처리조를 가지고 있다. 이 웨트 스테이션은 현재 식각 공정보다는 세정 공정을 목적으로 하는 것이 주류를 이룬다. 웨트 스테이션에서의 세정 공정은 소정의 화학약품 또는 초순수물을 사용하는 처리조에서 이루어진다.

일반적으로 웨트 스테이션은 복수의 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 캐리어를 작업 위치로 이송하기 위한 로더(loader), 식각 또는 세정이 이루어지는 처리조, 웨이퍼를 건조시키는 스핀 건조기, 및 작업이 완료된 웨이퍼 캐리어를 이송시키는 언로더(unloader)를 구비하고 있다. 특히, 처리조는 그 작업의 성격에 따라 화학 처리조(chemical bath)와 헹금 처리조(rinse bath) 및 최종 헹금 처리조(final rinse bath)를 구비하고 있다.

현재 습식 세정 공정에서 사용되는 화학약품의 종류는 다양하고 그 수도 많다. 사용하는 화학약품의 특성상 점도가 높거나 초순수물(DeIonized water)로 헹구기 때문에 까다로운 것도 있으나, 묽게 희석시킨 불산과 같이 비교적 헹금이 용이한 화학약품도 있다. 다음은 저농도의 화학약품 처리를 한 후에 헹금 공정이 진행되는 예이다.

도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법에서 저농도의 불산 세정 공정과 헹금 공정의 진행 흐름도이다.

도 1a를 참조하면, 먼저, 화학 처리조(41)에 웨이퍼(21)가 담겨진 카세트(22)가 탑재된 후 불산과 초순수물의 혼합 용액(23)으로 웨이퍼(21)에 대한 화학 처리를 진행한다. 화학 처리조(41)에는 초순수물이 공급되는 배관(44)과 화학 처리조(41) 내부의 혼합 용액(23)을 외부로 배출하기 위한 배관(45)이 결합되어 있다.

화학 처리조(41)에서의 작업이 완료되면, QDR(Quick Dumped Rinse) 공정이 도 1b에서와 같이 진행된다. 배관(44)을 통하여 초순수물(24)이 공급되고 웨이퍼 카세트 하부에 설치된 기포 발생기(53)으로부터 질소 기포(26)가 발생되어 웨이퍼(21)를 헹그고, 헹금 처리조(51)의 양쪽 상부에 설치되어 있는 샤워기((58)에서 초순수물을 웨이퍼(21)에 분사하여 수세한다.

이와 같은 단계 후에 최종 헹금 처리조에서 웨이퍼에 대한 최종적인 세정을 하게 된다. 이 최종 헹금 처리조를 거친 후에 웨이퍼는 건조 설비로 이송되어 습기를 제거하게 된다.

그런데, 저농도의 불산 용액을 이용하는 작업 후에 헹금 처리를 하게되면, 처리조의 수가 늘어나게 되고, 그에 따라 처리시간 및 비용이 증가하고, 설비의 풋프린트(footprint)가 길어지며, 에러 요소가 많아지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 저농도의 불산을 이용하는 공정에서 헹금 과정을 생략하여 반도체 제조 공정의 작업 단계수를 감소시킬 수 있는 웨이퍼 표면 처리 방법을 제공하는 데 있다.

도 1a와 도 1b는 종래 기술에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법에서 저농도의 불산 세정 공정과 헹금 공정의 진행 흐름도,

도 2a와 도 2c는 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법에서 불산 세정 공정과 헹금 공정의 진행 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11; 처리조 12; 탑재대

13; 기포 발생기 14,15,34,35; 배관

16,17,36,37; 밸브 18; 샤워기

21; 웨이퍼 22; 웨이퍼 카세트

23; 불산 용액 24,25,29; 초순수물

26; 질소 기포 31; 수세조

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법은

⒜ 헹금액을 분사하는 샤워기와 헹금액이 공급되는 배관과 그 용액이 배출되는 배관 및 질소 기포를 발생시키는 기포 발생기가 설치된 처리조에 표면 처리가 필요한 웨이퍼를 탑재하여 불산 용액으로 웨이퍼에 대한 화학 처리를 진행하는 단계;

⒝ 상기 ⒜단계가 완료되면 불산 용액을 배관을 통하여 배출시킨 후에 샤워기로 헹금액을 분사하고 기포 발생기로 질소 기포를 발생시켜 웨이퍼에 대한 세정을 진행하는 단계;

⒞ 최종 헹금 처리조로 웨이퍼를 이송하여 헹금액을 공급하여 최종적인 웨이퍼 세정을 하는 단계; 및

⒟ 세정이 완료된 웨이퍼를 건조시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다. 보통 헹금액으로는 초순수물을 사용한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2a와 도 2c는 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 처리 방법에서 불산 세정 공정과 헹금 공정의 진행 흐름도이다.

도 2a를 참조하면, 먼저 불산 용액(23)을 처리조(11)에 공급하여 웨이퍼(21)에 대한 화학처리를 진행한다. 이때, 처리조(11)는 초순수물을 웨이퍼(21)에 분사하는 샤워기(18)가 상부에 설치되어 있고, 초순수물이 공급되는 배관(14)과 처리조(11) 내부의 용액이 배출되는 배관(15)이 하부에 설치되어 있으며, 질소 기포를 발생시키는 기포 발생기(13)가 처리조 내부에 설치되어 있다. 공정은 복수의 웨이퍼(21)가 적재된 카세트(22)를 처리조(11)의 탑재대(12) 위에 올려놓은 후에 공급된 불산과 초순수물이 소정의 비율로 혼합된 불산 용액(23)에서 화학처리가 이루어진다. 화학처리가 완료되면 사용된 불산 용액(23)은 배관(15)을 통하여 배출된다. 초순수물을 공급하는 배관(14)과 용액이 배출되는 배관(15)에는 밸브(16,17)가 설치되어 공급과 배출이 조절된다.

다음에 불산 용액(23)으로 화학처리가 완료된 웨이퍼(21)에 대한 헹금 공정을 진행한다. 이때, 공정은 동일한 처리조에서 이루어진다. 불산 용액(23)이 이미 배관(15)을 통하여 배출된 상태이기 때문에 처리조(11) 내부에는 웨이퍼(21)가 적재된 카세트(22)만 존재하게 된다. 이 상태에서 도 2b에서와 같이 초순수물(24)이 배관(14)을 통하여 공급되어 처리조(11)에 소정 수위를 가지게 되면 기포 발생기(13)에서 질소 기포(26)를 발생시켜 초순수물(24)에 진동을 주며 웨이퍼에 대한 수세를 하고, 초순수물(23)이 배관(17)을 통하여 배출됨과 동시에 샤워기(18)에서 초순수물(25)이 웨이퍼를 향하여 분사되어 웨이퍼(21)를 세정한다. 이와 같은 헹금 공정이 반복적으로 진행되어 웨이퍼(21)에 대한 세정 공정이 이루어진다.

도 2c를 참조하면, 다음에 최종 헹금 처리조(31)로 웨이퍼(21)를 이송하여 초순수물(29)를 공급하여 최종적으로 웨이퍼에 대한 수세를 한다. 세정이 완료된 웨이퍼는 건조기로 옮겨져 건조된다.

이상과 같은 본 발명에 의한 웨이퍼 표면 처리 방법에 따르면 하나의 처리조에서 불산용액을 이용한 화학처리와 헹금이 이루어질 수 있기 때문에 종래에 비해 필요한 처리조의 수와 처리 시간이 감소되어 설비의 풋프린트를 단축시키고 에러 요소를 감소시키며 비용 절감의 효과까지 얻을 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (2)

1. ⒜ 헹금액을 분사하는 샤워기와 초순수물이 공급되는 배관과 용액이 배출되는 배관 및 질소 기포를 발생시키는 기포 발생기가 설치된 처리조에 표면 처리가 필요한 웨이퍼를 탑재하고 불산 용액을 처리조에 공급하여 웨이퍼에 대한 화학 처리를 진행하는 단계;

   ⒝ 상기 ⒜단계가 완료되면 불산 용액을 배관을 통하여 배출시킨 후에 샤워기로 헹금액을 분사하고 기포 발생기로 질소 기포를 발생시켜 웨이퍼에 대한 세정을 진행하는 단계;

   ⒞ 최종 헹금 처리조로 웨이퍼를 이송하여 초순수물을 공급하여 최종적인 웨이퍼 세정을 하는 단계; 및

   ⒟ 세정이 완료된 웨이퍼를 건조시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 처리방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 ⒝단계는 반복적으로 복수회 진행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 처리방법.