KR20020078431A - 웨이퍼 세정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 플루오르화수소 처리 공정 시간을 5초로 제한하고 로봇 업 시간을 보다 빠르게 진행하여 웨이퍼 표면이 소수화되는 것을 방지함으로써, 웨이퍼 표면에 물반점 형태의 디펙이 발생되는 문제점을 해소한다.
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세정액으로 인해 웨이퍼 표면에 디펙이 발생되는 것을 방지하기 위한 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 기판에 게이트 영역을 형성하기 위한 초기 공정시에는 메모리 셀 영역은 실리콘 기판이 노출되어 있고, 주변회로 영역은 산화막과 실리콘 패턴이 울타리 형태를 이루고 있는 상태가 된다. 즉, 반도체 기판 전면에 게이트 산화막 및 게이트 전극으로서 기능하는 다결정 실리콘막을 형성한 뒤, 메모리 셀 영역에만 사진 및 식각공정을 실시하여 게이트 산화막 및 다결정 실리콘막으로 이루어지는 게이트영역을 형성하게 된다. 그러므로, 주변회로 영역은 반도체 기판이 게이트 산화막 및 다결정 실리콘막으로 덮여 있으나, 메모리 셀 영역은 게이트 영역을 제외한 일부 실리콘 기판과 필드 산화막이 노출되어 있는 상태가 되는 것이다.
상기 게이트 영역을 형성하기 위한 초기 공정을 완료한 후, 웨이퍼 표면의 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거하기 위하여 세정 공정을 실시한다. 통상적으로 상기 세정 공정은 SC1 (Standard Cleaning; NH4OH와 H2O2및 H2O가 1:4:20의 비로 혼합된 유기물) 용액과 DHF 용액을 이용한 화학 세정 공정이다. 이때, 상기 DHF 용액은 SC1 처리후 발생되는 자연산화막을 제거하기 위한 목적으로 실시하는데, 현 공정에서 자연산화막을 제거하기 위하여 DHF 처리를 할 경우, 웨이퍼 표면이 소수성을 띠게 되고 이처럼 소수성을 띠는 웨이퍼가 대기중에 노출될 경우 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 웨이퍼 표면, 특히 실리콘 기판이 노출되어 있는 메모리 셀 영역에 물반점 형태의 디펙(defect)(참조부호 "A")이 형성된다.
이러한 물반점 형태의 디펙이 형성되는 메카니즘을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
SC1 용액과 DHF 용액을 이용한 세정 공정을 완료한 후, 웨이퍼 표면에 존재하는 상기 SC1 용액과 DHF 약액을 제거하기 위하여 초순수(D.I water)를 이용하여 수세 공정을 실시한다. 그리고 나서, 상기 초순수를 이용한 수세 공정으로 인한 웨이퍼 표면의 습기를 제거하기 위하여 IPA 건조 장비로 웨이퍼를 이동시킨다. 이처럼 상온의 초순수 린스 처리를 거친 웨이퍼가 고온의 IPA 건조 장비내로 투입되면증기 영역이 낮아지는 현상이 발생하여 건조 장비 상부의 증기 밀도가 낮아지게 된다. 이어서, 낮아진 증기 영역이 원상태로 회복되면서 웨이퍼 하부부터 증기의 치환이 발생되어 웨이퍼 표면이 건조되는 것이다. 그러나, IPA 건조 장비의 증기 영역의 회복 속도가 늦거나 웨이퍼 상부에 수분이 밀집해 있을 경우에 IPA와 초순수의 치환이 완전히 이루어지기 전에 대기중의 산소가 수분에 용해되어 웨이퍼 표면에 SiO2또는 H2O 형태의 물반점이 형성된다. 물반점의 성분 SiO2또는 H2O의 표면은 다량의 댕글링 본드(결합되어 있지 않은 화학 결합 손)를 가지는 무정형의 분자 구조를 가지고 있다. 또한, 가수 분해된 형태이므로 SiO 형태의 분자 구조를 형성하고 있다. 따라서, 반도체 장치 구조상 주변회로 영역은 게이트 산화막 및 다결정 실리콘막으로 울타리가 형성되어 있는 반면에, 메모리 셀 영역은 실리콘 기판이 노출되어 있으므로, DHF 처리후 소수화된 웨이퍼 표면이 대기중에 노출되는 과정에서 물반점 표면에 실리콘 입자가 성장하여 얇은 산화막이 형성되고 응고되면서 물반점 형태의 디펙을 남기는 것으로 볼 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 세정 공정시 웨이퍼 표면에 물반점 형태의 디펙을 형성시키지 않는 웨이퍼 세정 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 웨이퍼 세정 방법에 있어서: SC1 용액을 이용하여 반도체 기판 표면을 1차 세정하는 단계와; 상기 1차 세정을 완료한 뒤, 반도체 기판 표면의 자연산화막을 제거하기 위하여 플로오르화수소 계열의 물질을 이용한 처리 시간을 약 5초로 제한하고, 로봇 업 시간을 빠르게 진행하는 2차 세정 단계를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법을 제공한다.
도 1은 물반점 형태의 디펙이 형성된 웨이퍼 표면을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 세정 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 세정 공정후의 웨이퍼 표면을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 세정 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 필드 산화막(102)이 형성되어 있는 반도체 기판(100)이 도시되어 있다. 게이트 산화막 및 다결정 실리콘막을 차례로 증착한 뒤, 패터닝하여 메모리 셀 영역에 게이트 영역(도시하지 않음)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 게이트 영역이 형성되어 있지 않은 반도체 기판(100) 표면의 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거하기 위하여 SC1 (Standard Cleaning; NH4OH와 H2O2및 H2O가 1:4:20의 비로 혼합된 유기물) 용액을 이용하여 1차 세정 공정을 실시한다. 이어서, 상기 SC1 용액을 이용한 1차 세정 공정 후, 반도체 기판(100) 상부의 자연산화막을 제거하기 위하여 DHF 용액을 이용하여 2차 세정 공정을 실시한다.
이때, 본 발명에서는 상기 DHF 용액을 이용하는 2차 세정 공정 시간을 5초로 제한하고, 로봇 업 시간을 빠르게 진행한다. 그 결과, 반도체 기판(100)의 표면에 물반점 형태의 디펙 발생이 방지되며, 이는 하기의 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 상기와 같은 조건에 따른 세정 공정을 실시한 후의 웨이퍼 표면을 나타내는 도면으로서, 종래에서와 같은 물반점 형태의 디펙이 발생되지 않았음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼 표면을 세정함에 있어서 플루오르화수소의 처리 시간을 5초로 제한하고 로봇 업 시간을 보다 빠르게 진행하여 웨이퍼 표면이 소수성을 띠는 것을 방지한다. 그 결과, 웨이퍼 표면에 물반점 형태의 디펙이 발생되는 종래의 문제점이 해소된다.
Claims (2)
- 웨이퍼 세정 방법에 있어서:SC1 용액을 이용하여 반도체 기판 표면을 1차 세정하는 단계와;상기 1차 세정을 완료한 뒤, 반도체 기판 표면의 자연산화막을 제거하기 위하여 플로오르화수소 계열의 물질을 이용한 처리 시간을 약 5초로 제한하고, 로봇 업 시간을 빠르게 진행하는 2차 세정 단계를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 2차 세정을 완료한 후, 초순수를 이용한 세정 단계 및 웨이퍼 건조 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
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2001
- 2001-04-09 KR KR1020010018790A patent/KR20020078431A/ko not_active Application Discontinuation
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