KR20000037982A

KR20000037982A - 반도체 웨이퍼 건조장치 및 건조방법

Info

Publication number: KR20000037982A
Application number: KR1019980052818A
Authority: KR
Inventors: 이봉기
Original assignee: 김규현; 아남반도체 주식회사
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-07-05

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 건조장치 및 건조방법을 개시한다.

본 발명은 진공 척 내부에 설치되는 척 히터와, 웨이퍼 위에 증발된 IPA기체를 분사할 수 있도록 설치되는 공급라인과, IPA용액 및 기체를 저장하며 공급라인에 증발된 IPA를 공급할 수 있도록 연결되는 IPA용기와, IPA용기에 저장된 IPA용액을 가열하여 증발시킬 수 있도록 IPA용기의 바깥면에 설치되는 IPA 히터로 구성된다.

본 발명에 따르면, 잔존하는 수분을 완전히 제거할 수 있으면서도 건조시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 건조장치 및 건조방법

본 발명은 습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 실시하는 반도체 웨이퍼 건조공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 표면에 잔존하는 수분을 완전히 제거할 수 있으면서도 건조시간을 단축할 수 있는 반도체 웨이퍼 건조장치 및 건조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼 제조공정에서 습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에는 웨이퍼를 건조하는 공정이 수행된다.

웨이퍼를 건조하는 방법으로는 주로 원심력을 이용한 스핀 건조방식(spin dryer)과 IPA(Isopropyl alcohol) 기체의 치환을 이용한 증발 건조방식(vaper dryer)이 이용되고 있다.

도 1은 종래의 스핀 건조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

종래의 스핀 건조장치(1)는 모터(2)와 진공 척(3)으로 구성되어 있다. 진공 척(3)은 모터(2)에 의해 회전되며, 진공 척(3) 위에는 웨이퍼(w)가 장착된다. 모터(2)의 회전에 의해 진공 척(3) 및 웨이퍼(W)가 회전되면서 원심력에 의해 이전 공정을 수행하는 과정에서 잔류된 수분이 제거된다.

그런데 이와 같은 종래의 스핀 건조방식은 빠르게 건조가 가능하나 웨이퍼(W) 표면에는 패터닝된 형상에 따라 존재하는 단차의 깊은 골에 잔존한 수분은 원심력만으로 완전히 제거하는데는 어려움이 있다.

도 2는 종래의 증발 건조방식을 도시한 도면이다.

종래의 증발 건조방식은 IPA용기(4)에 액상의 IPA를 저장하고, 액상의 IPA 상부에 웨이퍼(W)를 위치하게 한 다음 히터(5)로 IPA용기(4)에 저장된 IPA를 가열하여 증발시킨다. IPA는 끓는점이 83℃로 약 80℃로 가열하면 증발된다. 증발된 IPA는 수분과 화학적으로 반응을 일으켜 웨이퍼(W)에 잔존하는 수분을 제거하게 된다.

미설명 부호 6은 보트를 나타낸다.

그런데 이와 같은 종래의 증발 건조방식은 웨이퍼(W)의 깊은 골에 존재하는 수분까지 완전한 제거가 가능하나 건조시간이 오래걸리며, IPA 소모량도 많아 환경친화적이지 못한 단점이 있다.

또한, 증발 건조방식은 배치 공정(batch process)에만 적용 가능하며 단일 공정(single process)에는 적용하기 곤란하여 웨이퍼(W)의 완전한 건조는 어려운 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 반도체 웨이퍼를 건조하는 공정에 있어서, 잔존하는 수분을 완전히 제거할 수 있으면서도 건조시간을 단축할 수 있는 반도체 웨이퍼 건조장치 및 건조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터와, 모터에 의해 회전되며 그 위에 웨이퍼가 고정되는 진공 척을 구비하는 반도체 웨이퍼 건조장치에 있어서, 진공 척 내부에 설치되는 척 히터와, 웨이퍼 위에 증발된 IPA기체를 분사할 수 있도록 설치되는 공급라인과, IPA용액 및 기체를 저장하며 공급라인에 증발된 IPA를 공급할 수 있도록 연결되는 IPA용기와, IPA용기에 저장된 IPA용액을 가열하여 증발시킬 수 있도록 IPA용기의 바깥면에 설치되는 IPA히터로 구성된다.

또한, 본 발명은 습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 수행되는 반도체 웨이퍼 건조공정에 있어서, 진공 척 위에 웨이퍼를 올려놓고 모터를 고속으로 회전시키는 단계와; IPA히터를 가열하여 IPA용기의 IPA용액을 증발시키는 단계와; 모터를 정지시키고 척 히터를 가열하여 웨이퍼를 소정온도로 가열하는 단계와; 가열된 웨이퍼 위에 IPA기체를 공급라인을 통해 분사하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래의 반도체 웨이퍼 건조장치를 도시한 개략도,

도 2는 종래의 반도체 웨이퍼 건조장치를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조장치를 도시한 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조공정의 바람직한 실시예를 도시한 공정진행순서 그래프.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

11 ; 모터 12 ; 진공 척

13 ; 척 히터 14 ; 공급라인

15 ; IPA용기 16 ; IPA히터

17 ; 노즐 18 ; N₂가스라인

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 건조장치를 도시한 개략 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 회전력을 구동시키는 모터(11)와, 모터(11)에 의해 회전되며 웨이퍼(W)를 압착고정하는 진공 척(12)과, 진공 척(12) 내부에 설치되는 척 히터(13)와, 웨이퍼(W) 위에 증발된 IPA기체를 분사할 수 있도록 설치되는 공급라인(14)과, IPA용액 및 기체를 저장하며 공급라인(14)에 증발된 IPA를 공급할 수 있도록 연결되는 IPA용기(15)와, IPA용기(15)에 저장된 IPA용액을 가열하여 증발시킬 수 있도록 IPA용기(15)의 바깥면에 설치되는 IPA히터(16)로 구성된다.

모터(11)와 진공척은 웨이퍼(W)를 회전시켜 원심력에 의해 이전 공정을 수행하는 과정에서 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 수분 및 이물질을 제거한다.

척 히터(13)는 진공 척(12) 위에 압착고정된 웨이퍼(W)를 소정온도로 가열하는데 이용된다.

IPA(Isopropyl alcohol)는 기체 상태에서 수소와 치환반응을 일으켜 수분을 제거하는 약액(chemical)이다.

IPA용기(15)는 IPA용액 및 IPA기체를 저장하며, IPA히터(16)에 의해 IPA용액은 증발된다. 이를 위해 IPA히터(16)는 IPA용기(15)의 외주연에 설치된다.

공급라인(14)은 증발된 IPA기체를 웨이퍼(W) 위에 고르게 분사하는데 이용된다. 이를 위해 공급라인(14)의 끝단부에는 공급노즐(17)이 마련된다.

한편, 공급라인(14)의 일단에는 웨이퍼(W)에 가열된 N₂가스를 분사할 수 있도록 N₂가스라인(18)이 추가되어 연결되는 것도 가능하다.

가열된 N₂가스는 최종적으로 웨이퍼(W)를 건조시키는데 유리하다.

이와 같은 반도체 웨이퍼 건조장치를 이용한 건조공정을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 건조공정의 바람직한 실시예를 도시한 공정진행순서 그래프이다.

반도체 웨이퍼 건조공정은 통상적으로 습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 수행된다.

먼저, 진공 척(12) 위에 웨이퍼(W)를 올려놓고 모터(11)를 고속으로 회전시킨다. 예컨대, 2000∼3000rpm의 회전속도로 2∼30초 동안 회전시키면 웨이퍼(W) 표면에 잔존하는 수분 및 이물질이 원심력에 의해 99% 이상 제거된다.

이어서, 모터(11)를 정지시키고 척 히터(13)를 작동하여 웨이퍼(W)를 일정온도로 가열한다. 한편, IPA용기(15)에서는 IPA히터(16)를 가열하여 IPA용액을 증발시킨다. IPA용액의 끊는점은 표준상태에서 83℃이므로 대략 70℃∼100℃로 가열하면 증발이 일어난다.

이와 같이 증발된 IPA기체는 공급라인(14)을 통해 일정온도로 가열된 웨이퍼(W) 위에 분사된다. 가열된 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W) 표면에 잔존하는 수분을 제거하는데 가열되지 않은 웨이퍼(W)보다 유리하다.

여기서 IPA기체는 MFC(Mass Flow Controller)를 이용해 2초∼45초 동안 200∼1000㎖를 공급하는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같은 건조공정에 추가하여 80∼100℃로 가열된 N₂가스를 2초∼30초 동안 500∼1000㎖를 공급하면 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 수분을 완전히 제거하는데 유리하다.

이상, 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 잔존하는 수분을 완전히 제거할 수 있으면서도 건조시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

모터와, 상기 모터에 의해 회전되며 그 위에 웨이퍼가 고정되는 진공 척을 구비하는 반도체 웨이퍼 건조장치에 있어서,

상기 진공 척 내부에 설치되는 척 히터와;

상기 웨이퍼 위에 증발된 IPA 기체를 분사할 수 있도록 설치되는 공급라인과;

상기 IPA 용액 및 기체를 저장하며 상기 공급라인에 증발된 IPA를 공급할 수 있도록 연결되는 IPA 용기와;

상기 IPA 용기에 저장된 IPA 용액을 가열하여 증발시킬 수 있도록 상기 IPA 용기의 바깥면에 설치되는 IPA 히터로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼에 가열된 N₂가스를 분사할 수 있도록 상기 공급라인의 일단에 N₂가스라인이 추가되어 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건조장치.
습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 수행되는 반도체 웨이퍼 건조공정에 있어서,

진공 척 위에 웨이퍼를 올려놓고 모터를 고속으로 회전시키는 단계와;

IPA히터를 가열하여 IPA용기의 IPA용액을 증발시키는 단계와;

모터를 정지시키고 척 히터를 가열하여 웨이퍼를 소정온도로 가열하는 단계와;

가열된 웨이퍼 위에 IPA기체를 공급라인을 통해 분사하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 건조방법.
습식 세척(wet cleaning) 또는 습식 식각(wet etching) 후에 수행되는 반도체 웨이퍼 건조공정에 있어서,

진공 척 위에 웨이퍼를 올려놓고 모터를 고속으로 회전시키는 단계와;

IPA히터를 가열하여 IPA용기의 IPA용액을 증발시키는 단계와;

모터를 정지시키고 척 히터를 가열하여 웨이퍼를 소정온도로 가열하는 단계와;

가열된 웨이퍼 위에 IPA 기체를 공급라인을 통해 분사하는 단계와;

상기 IPA 기체 분사후 웨이퍼 위에 N₂가스를 분사하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 건조방법.