KR20040076439A - method of cleaning a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판의 세정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부 표면에 금속 박막 패턴을 갖는 반도체 기판을 세정하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning a substrate, and more particularly, to a method for cleaning a semiconductor substrate having a metal thin film pattern on the upper surface.
최근, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 상기반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, manufacturing techniques have been developed for the semiconductor devices to improve the degree of integration, reliability, and response speed.
상기 제조 기술이 발전함에 따라, 상기 반도체 장치를 제조할 때 파티클 등과 같은 오염 물질에 대한 관리를 철저하게 실시하고 있다. 그러나, 상기 엄격한 관리에도 불구하고, 상기 반도체 장치로 제조하는 반도체 기판 표면에 상기 오염 물질이 흡착되는 경우가 빈번하게 발생한다. 따라서, 상기 반도체 장치의 제조에서는, 상기 오염 물질을 제거하기 위한 세정을 제조 전반에 걸쳐 수행한다.As the manufacturing technology is developed, management of contaminants such as particles and the like is thoroughly performed when the semiconductor device is manufactured. However, despite the strict management, the contaminants are frequently adsorbed on the surface of the semiconductor substrate manufactured by the semiconductor device. Therefore, in the manufacture of the semiconductor device, cleaning to remove the contaminants is performed throughout the manufacture.
상기 세정은 주로 단위 공정을 수행한 후, 기판에 묻어있는 오염 물질을 제거하는 것을 대상으로 한다. 여기서, 상기 세정은 세정액을 사용한 습식 세정과, 기체를 사용한 건식 세정으로 구분할 수 있다.The cleaning is mainly intended to remove contaminants on the substrate after performing the unit process. Here, the cleaning may be classified into wet cleaning using a cleaning liquid and dry cleaning using a gas.
상기 세정 중에서 습식 세정의 경우에는 탈이온수(deionized water) 및/또는 반응성 액체를 포함하는 세정액이 충전되어 있는 배스 내에 상기 기판을 침지 즉, 담구거나 또는 상기 세정액을 기판 상에 분사함으로서 달성된다. 그리고, 상기 세정액으로서는 탈이온수 이외에도 염산(HCl), 암모니아(NH4OH) 또는 과산화수소수(H2O2) 등을 널리 사용하고 있다.In the case of wet cleaning in the cleaning, it is achieved by immersing the substrate in a bath filled with a cleaning liquid containing deionized water and / or a reactive liquid, i.e., immersing or spraying the cleaning liquid onto the substrate. In addition to deionized water, hydrochloric acid (HCl), ammonia (NH 4 OH), hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ), and the like are widely used as the cleaning solution.
상기 염산, 암모니아 또는 과산화수소스를 세정액을 사용하는 세정 방법에 대한 예들은 일본국 특허 공개 소60-7233호 및 대한민국 특허 공개 2001-56346호 등에 개시되어 있다.Examples of the cleaning method using the cleaning solution using the hydrochloric acid, ammonia or peroxide source are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-7233 and Korean Patent Laid-Open No. 2001-56346.
또한, 상기 습식 세정에서는 상기 세정액을 단독으로 사용하는 방법 이외에도 세정 효율을 향상시키기 위하여 자성 교반기 또는 메가소닉을 부가적으로 사용하는 방법들도 적절하게 이용하고 있다.In addition to the method of using the cleaning solution alone in the wet cleaning, a method of additionally using a magnetic stirrer or megasonic in order to improve the cleaning efficiency is also suitably used.
상기 메가소닉을 부가적으로 사용하는 습식 세정에서는 메가소닉 변환 부재가 설치된 배스를 사용한다. 이에 따라, 상기 배스 내에 담구어진 기판에 메가소닉이 전달됨으로서 상기 세정 효율이 향상된다. 이때, 상기 메가소닉은 상기 기판으로 에너지를 전달하는 구성을 갖는다. 즉, 상기 메가소닉에 의한 에너지를 전달함으로서 상기 세정액 자체 내에서 형성되는 기포를 파열시킴으로서 상기 세정을 촉진시키는 것이다. 다시 말해, 상기 세정액 내에서 형성된 기포를 상기 메가소닉에 의한 에너지를 이용하여 파열시킴으로서 상기 파열에 따른 압력 및 온도에 의하여 상기 기판 상에 묻어있는 오염 물질을 제거하는 것이다.In the wet cleaning using the megasonic additionally, a bath provided with a megasonic converting member is used. Accordingly, the megasonic is transferred to the substrate dipped in the bath, thereby improving the cleaning efficiency. In this case, the megasonic has a configuration for transferring energy to the substrate. That is, the cleaning is promoted by breaking the bubbles formed in the cleaning liquid itself by transferring energy by the megasonic. In other words, the bubbles formed in the cleaning liquid are ruptured using the energy generated by the megasonic to remove contaminants on the substrate by the pressure and temperature according to the rupture.
상기 메가소닉을 부가적으로 사용하는 세정 방법에 대한 예들은 대한민국 특허 등록 242271호 및 일본국 특허 공개 평2-257632호 등에 개시되어 있다.Examples of the cleaning method using the megasonic additionally are disclosed in Korean Patent Registration No. 242271 and Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-257632.
상기 세정액 및 메가소닉을 사용한 세정 방법은 오염 물질의 제거 능력이 우수하다. 그러나, 상기 세정 방법의 경우에는 기판을 손상시키는 상황이 발생한다. 특히, 금속 배선이 형성된 기판의 경우에는 상기 세정 방법에 의해 세정을 실시할 경우 상기 금속 배선이 부식(corrosion)되는 상황이 빈번하게 발생한다.The cleaning method using the cleaning liquid and megasonic is excellent in the ability to remove contaminants. However, in the case of the cleaning method, a situation occurs that damages the substrate. In particular, in the case of a substrate on which metal wiring is formed, a situation in which the metal wiring is corroded frequently occurs when cleaning is performed by the cleaning method.
또한, 상기 메가소닉을 사용한 세정에서는 상기 메가소닉에 의한 에너지가 다소 클 경우에도 불량이 발생한다. 즉, 상기 에너지의 전달에 의해 형성되는 기포가 과도하게 파단될 경우 파단 압력 등에 의해 상기 금속 배선의 패턴이 끊어지는 현상이 발생하는 것이다.In addition, in the cleaning using the megasonic, a defect occurs even when the energy by the megasonic is somewhat large. That is, when bubbles formed by the transfer of energy are excessively broken, a phenomenon in which the pattern of the metal wire is broken due to breaking pressure or the like occurs.
이와 같이, 종래에는 상기 세정액 또는 메가소닉에 의해 불량이 빈번하게 발생한다.As described above, defects are frequently caused by the cleaning liquid or megasonic.
따라서, 최근에는 상기 세정을 수행할 때 금속 배선이 부식되는 것을 줄일 수 있는 세정액의 개발이 요구되고 있고, 이와 더불어 상기 메가소닉에 의한 손상을 줄일 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in recent years, there has been a demand for the development of a cleaning liquid that can reduce the corrosion of the metal wiring when the cleaning is performed, and in addition, the development of a method for reducing the damage caused by the megasonic is required.
본 발명의 목적은, 기판에 끼치는 손상을 줄이기 위한 세정액을 사용한 세정 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a cleaning method using a cleaning liquid for reducing damage to a substrate.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판의 세정에 사용되는 스핀 스크러버를 나타내는 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a spin scrubber used for cleaning a substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판의 세정에 사용되는 배스를 나타내는 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram showing a bath used for cleaning a substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정도이다.3 is a flowchart illustrating a method of cleaning a substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정도이다.4 is a flowchart illustrating a method of cleaning a substrate according to a second embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은,The method of the present invention for achieving the above object,
탈이온수에 희석시킨 희석 황산수를 기판에 제공하는 단계; 및Providing the substrate with dilute sulfuric acid water diluted in deionized water; And
메가소닉을 상기 희석 황산수가 제공되는 기판에 전달함으로서 상기 희석 황산수에 의한 반응과 상기 메가소닉에 의한 반응을 통하여 상기 기판에 존재하는 오염 물질을 제거하는 단계를 포함한다.Transferring the megasonic to the substrate provided with the diluted sulfuric acid water to remove contaminants present on the substrate through the reaction with the diluted sulfuric acid water and the reaction with the megasonic.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은,Another method of the present invention for achieving the above object,
탈이온수에 희석시킨 희석 황산수를 배스에 마련하는 단계;Preparing dilute sulfuric acid water diluted in deionized water in the bath;
상기 희석 황산수에 기판을 담구는 단계; 및Dipping the substrate in the dilute sulfuric acid water; And
상기 기판이 담겨진 희석 황산수에 메가소닉을 전달함으로서 상기 희석 황산수에 의한 반응과 상기 메가소닉에 의한 반응을 통하여 상기 기판에 존재하는 오염 물질을 제거하는 단계를 포함한다.And removing the contaminants present in the substrate through the reaction by the diluted sulfuric acid water and the reaction by the megasonic by transferring the megasonic to the diluted sulfuric acid water containing the substrate.
이와 같이, 본 발명은 상기 기판을 세정함에 있어 탈이온수에 희석시킨 희석 황산수를 세정액으로 사용한다. 따라서, 상기 기판 특히, 상기 금속 배선을 갖는 기판에서 상기 금속 배선이 부식되는 것을 줄일 수 있다. 또한, 상기 세정액의 적용은 메가소닉의 의존성을 떨어뜨릴 수 있다. 즉, 상기 세정액의 사용에 따른 세정 효율이 향상되기 때문에 상기 메가소닉에 의해 생성되는 에너지의 크기를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 메가소닉의 에너지에 의해 가해지는 기판의 손상을 줄일 수 있다.As described above, the present invention uses dilute sulfuric acid water diluted in deionized water as a cleaning liquid in cleaning the substrate. Therefore, it is possible to reduce the corrosion of the metal wiring on the substrate, in particular, the substrate having the metal wiring. In addition, the application of the cleaning liquid may reduce the dependence of megasonics. That is, since the cleaning efficiency according to the use of the cleaning liquid is improved, it is possible to reduce the amount of energy generated by the megasonic. Therefore, damage to the substrate applied by the energy of the megasonic can be reduced.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
상기 기판의 세정에 사용되는 세정액에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the cleaning liquid used for cleaning the substrate as follows.
상기 세정액은 탈이온수에 희석시킨 희석 황산수이다. 이때, 상기 희석 황산수에 희석된 황산의 농도가 10ppm 미만인 경우에는 세정 효율을 다소 저하되기 때문에 적절하지 않고, 상기 황산의 농도가 1,000ppm을 초과할 경우에는 상기 기판 특히, 금속 배선에 손상을 끼치기 때문에 적절하지 않다. 따라서, 상기 희석 황산수에 희석된 황산의 농도는 10 내지 1,000ppm 정도인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 희석 황산수에 있어, 상기 탈이온수와 황산의 혼합비가 500 : 1 미만인 경우에는 상기 세정을 수행할 때 기판에 손상을 끼치기 때문에 적절하지 않고, 상기 탈이온수와 황산의 혼합비가 8,000 : 1을 초과할 경우에는 상기 세정 효율이 저하되기 때문에 적절하지 않다. 따라서, 상기 희석 황산수의 경우에는 상기 탈이온수와 황산의 혼합비가 500 내지 8,000 : 1 정도인 것이 바람직하다.The washing liquid is dilute sulfuric acid water diluted in deionized water. At this time, when the concentration of sulfuric acid diluted in the diluted sulfuric acid water is less than 10ppm, the cleaning efficiency is slightly lowered, and when the concentration of sulfuric acid exceeds 1,000ppm, the substrate, in particular, the metal wiring is damaged. Because it is not appropriate. Therefore, the concentration of sulfuric acid diluted in the diluted sulfuric acid water is preferably about 10 to 1,000ppm. In the dilute sulfuric acid water, when the mixing ratio of the deionized water and sulfuric acid is less than 500: 1, it is not suitable because it damages the substrate when the cleaning is performed, and the mixing ratio of the deionized water and sulfuric acid is 8,000: 1. When exceeding, since the said washing | cleaning efficiency falls, it is not suitable. Therefore, in the case of the diluted sulfuric acid water, it is preferable that the mixing ratio of the deionized water and sulfuric acid is about 500 to 8,000: 1.
상기 세정액을 사용한 기판의 세정 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the cleaning method of the substrate using the cleaning solution as follows.
상기 희석 황산수를 사용할 경우 상기 기판 상에 형성하는 구조물 중에서 금속 배선의 부식을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 세정이 이루어지는 기판은 그것의 표면에 금속 배선을 갖는 것이 바람직하다.When using the diluted sulfuric acid water it is possible to reduce the corrosion of the metal wiring in the structure formed on the substrate. Therefore, it is preferable that the board | substrate with which the said cleaning is performed has a metal wiring on the surface.
그리고, 상기 세정액의 제공은 스프레이 타입과 침지 타입의 두 가지 방법에 의해 달성된다.In addition, the supply of the cleaning liquid is achieved by two methods, a spray type and an immersion type.
먼저, 스프레이 타입에 의한 세정액의 제공은 다음과 같다.First, the provision of the cleaning liquid by the spray type is as follows.
상기 스프레이 타입에 의한 세정액의 제공에는 세정 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스핀 스크러버를 사용한다. 상기 스핀 스크러버는 기판이 놓여지는 척, 상기 척에 놓여진 기판 상에 세정액을 스프레이 타입으로 제공하기 위한 노즐을 포함한다. 이에 따라, 상기 세정을 실시할 때 상기 척에 의해 회전하는 기판 상에 상기 노즐을 통하여 상기 세정액을 제공한다. 이때, 상기 기판의 회전 속도가 8rpm 미만일 경우에는 상기 기판에 제공되는 세정액이 상기 기판 전면에 균일하게 분포하지 못한다. 즉, 상기 기판의 회전에 의한 원심력이 약하기 때문에 상기 세정액이 상기 기판의 주연 부위까지 밀려나지 못하기 때문이다. 그리고, 상기 기판의 회전 속도가 50rpm을 초과할 경우에는 상기 기판에 제공되는 세정액이 상기 기판으로부터 빠르게 튕겨져 버리는 상황이 발생한다. 즉, 상기 기판의 회전에 의한 원심력이 너무 빠르기 때문에 상기 세정액이 상기 기판으로부터 그대로 흘러내리는 것이다. 따라서, 상기 척에 의한 기판의 회전 속도는 8 내지 50rpm 정도인 것이 바람직하다.As the cleaning apparatus, a spin scrubber is used as the cleaning apparatus for providing the cleaning liquid by the spray type. The spin scrubber includes a chuck on which a substrate is placed and a nozzle for spraying a cleaning liquid onto the substrate placed on the chuck. Accordingly, the cleaning liquid is provided through the nozzle on the substrate that is rotated by the chuck when the cleaning is performed. At this time, when the rotational speed of the substrate is less than 8rpm, the cleaning liquid provided to the substrate is not evenly distributed over the entire surface of the substrate. That is, because the centrifugal force due to the rotation of the substrate is weak, the cleaning liquid cannot be pushed to the peripheral portion of the substrate. When the rotation speed of the substrate exceeds 50 rpm, a situation in which the cleaning liquid provided to the substrate is quickly bounced off the substrate. That is, since the centrifugal force by rotation of the said board | substrate is too fast, the said cleaning liquid flows out from the said board | substrate as it is. Therefore, the rotational speed of the substrate by the chuck is preferably about 8 to 50rpm.
그리고, 본 발명에서는 상기 세정을 수행할 때 상기 세정액이 제공되는 기판에 메가소닉을 전달하는 구성을 갖는다. 따라서, 상기 스핀 스크러버는 상기 기판에 메가소닉을 전달하기 위한 메가소닉 전달 부재를 갖는다. 상기 메가소닉 전달 부재는 상기 메가소닉을 생성하기 위한 파워부 및 상기 메가소닉을 전달하기 위하여 상기 기판 상면과 마주하는 위치에 배치되는 바를 포함한다. 이때, 상기 메가소닉 전달 부재에 의해 전달되는 메가소닉이 너무 약할 경우에는 상기 세정에 따른 세정 효율이 저하되기 때문에 바람직하지 않고, 상기 메가소닉이 너무 강할 경우에는 상기 세정이 이루어지는 기판에 손상을 끼치기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 메가소닉은 적적할 범위 내에서 전달되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 메가소닉의 크기는 상기 메가소닉 파워부의 파워에 의해 결정되는데, 상기 적절한 범위는 5 내지 15watt 정도인 것이 바람직하다. 이때, 상기 세정은 30 내지 120초 동안 수행하는 것이 바람직하고, 상온의 온도 분위기 즉, 20 내지 30℃ 정도에서 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the megasonic is delivered to the substrate on which the cleaning liquid is provided when the cleaning is performed. Thus, the spin scrubber has a megasonic transfer member for transferring megasonic to the substrate. The megasonic transfer member includes a power unit for generating the megasonic and a bar disposed at a position facing the upper surface of the substrate to transfer the megasonic. In this case, when the megasonic delivered by the megasonic transmission member is too weak, the cleaning efficiency due to the cleaning is lowered, which is not preferable. Not desirable Therefore, the megasonic is preferably delivered within a suitable range. At this time, the size of the megasonic is determined by the power of the megasonic power unit, the appropriate range is preferably about 5 to 15watts. At this time, the washing is preferably performed for 30 to 120 seconds, it is preferable to perform at room temperature atmosphere, that is, about 20 to 30 ℃.
여기서, 상기 세정액과 메가소닉에 의한 세정 메카니즘에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Here, the cleaning mechanism by the cleaning liquid and megasonic will be described as follows.
상기 회전하는 기판 상에 세정액을 제공할 경우 상기 세정액은 상기 기판의 회전력에 의해 상기 기판 상에 일정한 두께를 갖는 박막 형태로 형성된다. 그리고, 상기 세정액이 제공되는 기판에 메가소닉을 전달한다. 이에 따라, 상기 세정액인 희석 황산수는 화학적 반응을 진행한다. 따라서, 상기 기판 상에 존재하는 폴리머 또는 파티클 등과 같은 오염 물질이 제거된다. 또한, 상기 세정액 내에 포화되어있는 기체는 상기 메가소닉에 의해 파열된다. 따라서, 상기 파열에 의해 파열 압력 및 온도가 변화함으로서 물리적 반응을 진행한다. 그러므로, 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질이 제거된다.When the cleaning liquid is provided on the rotating substrate, the cleaning liquid is formed in the form of a thin film having a predetermined thickness on the substrate by the rotational force of the substrate. Then, the megasonic is delivered to the substrate provided with the cleaning liquid. Accordingly, dilute sulfuric acid water, which is the cleaning solution, undergoes a chemical reaction. Thus, contaminants such as polymer or particles present on the substrate are removed. In addition, the gas saturated in the cleaning liquid is ruptured by the megasonic. Therefore, the burst pressure and the temperature are changed by the burst, so that the physical reaction proceeds. Therefore, contaminants present on the substrate are removed.
상기 스핀 스크러버를 사용하여 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질을 제거한다. 그리고, 탈이온수 등을 사용하여 상기 기판을 린스한다. 이어서, 상기 린스에 의해 기판 상에 묻어있는 물기 등을 제거하기 위하여 건조를 실시한다. 이때, 상기 건조는 질소 가스를 사용한 건식 건조 또는 이소프로필 알코올을 이용하는 마란고니 효과에 의한 습식 건조 등에 의해 달성된다.The spin scrubber is used to remove contaminants present on the substrate. Then, the substrate is rinsed using deionized water or the like. Subsequently, drying is performed in order to remove the moisture etc. which have adhered to the board | substrate by the said rinse. At this time, the drying is achieved by dry drying using nitrogen gas or wet drying by a marangoni effect using isopropyl alcohol.
이와 같이, 상기 스핀 스크러버를 사용한 세정에서는 상기 기판 상에 세정액을 제공함과 아울러 상기 세정액이 제공되는 기판에 상기 메가소닉을 전달함으로서 세정 효율을 높일 수 있다. 특히, 상기 세정액으로서 희석 황산수를 사용함으로서 상기 세정 효율의 향상 뿐만 아니라 상기 메가소닉을 약하게 전달함으로서 기판에 끼치는 손상도 다소 줄일 수 있다.As described above, in the cleaning using the spin scrubber, the cleaning efficiency may be improved by providing the cleaning liquid on the substrate and delivering the megasonic to the substrate on which the cleaning liquid is provided. In particular, by using dilute sulfuric acid water as the cleaning liquid, not only the cleaning efficiency can be improved, but also the damage to the substrate can be somewhat reduced by weakly transferring the megasonic.
그리고, 침지 타입에 의한 세정액의 제공은 다음과 같다.And the provision of the cleaning liquid by the immersion type is as follows.
상기 침지 타입에 의한 세정액의 제공에는 세정 장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 배스를 사용한다. 이에 따라, 상기 세정을 실시할 때 상기 세정액이 충전되어 있는 배스에 상기 기판을 침지시킨다.As the cleaning apparatus, a bath is used to provide the cleaning liquid by the immersion type, as shown in FIG. Thus, the substrate is immersed in a bath filled with the cleaning liquid when the cleaning is performed.
상기 스프레이 타입과 마찬가지로, 상기 침지 타입의 세정 또한 상기 세정액이 제공되는 기판에 메가소닉을 전달하는 구성을 갖는다. 따라서, 상기 배스에는 상기 기판에 메가소닉을 전달하기 위한 메가소닉 전달 부재가 설치된다. 상기 메가소닉 전달 부재는 상기 메가소닉을 생성하기 위한 파워부 및 상기 메가소닉을 전달하기 위한 바를 포함한다. 이때, 상기 메가소닉 전달 부재의 바는 상기 배스의 저부에 설치되는 것이 일반적이다. 이에 따라, 상기 세정을 수행할 때 메가소닉 전달 부재의 바를 통하여 상기 기판으로 메가소닉이 전달된다. 상기 스핀 스크러버에 의한 메가소닉의 전달에서와 마찬가지로, 상기 메가소닉은 적적할 범위 내에서 전달되는 것이 바람직하되, 상기 적절한 범위는 5 내지 15watt 정도인 것이 바람직하다. 또한, 상기 세정은 30 내지 120초 동안 수행하는 것이 바람직하고, 상온의 온도 분위기 즉, 20 내지 30℃ 정도에서 수행하는 것이 바람직하다.Similar to the spray type, the immersion type cleaning also has a configuration that delivers megasonic to the substrate on which the cleaning liquid is provided. Therefore, the bath is provided with a megasonic transfer member for transferring the megasonic to the substrate. The megasonic transmission member includes a power unit for generating the megasonic and a bar for transmitting the megasonic. At this time, the bar of the megasonic transmission member is generally installed at the bottom of the bath. Accordingly, the megasonic is transferred to the substrate through the bar of the megasonic transfer member when performing the cleaning. As in the delivery of the megasonic by the spin scrubber, the megasonic is preferably delivered within a suitable range, but the appropriate range is preferably about 5 to 15 watts. In addition, the washing is preferably performed for 30 to 120 seconds, it is preferable to perform at room temperature atmosphere, that is, about 20 to 30 ℃.
그리고, 상기 배스를 사용한 오염 물질의 제거를 실시한 후, 린스 및 건조를 더 수행함으로서 일련의 세정이 달성된다.Then, after the removal of contaminants using the bath, a series of cleanings is achieved by further performing rinsing and drying.
여기서, 상기 침지 타입을 통하여 이루어지는 세정액과 메가소닉에 의한 세정 메카니즘 또한 상기 스핀 스크러버 타입과 동일하다.Here, the cleaning liquid made through the immersion type and the cleaning mechanism by megasonic are also the same as the spin scrubber type.
이하, 상기 스핀 스크러버를 사용한 기판의 세정 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the cleaning method of the board | substrate using the said spin scrubber is demonstrated.
도 3은 상기 스핀 스크러버를 사용한 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정도이다.3 is a flowchart for explaining a method of cleaning a substrate using the spin scrubber.
도 3을 참조하면, 척 상에 기판을 올려놓는다.(S31) 그리고, 상기 기판을 설정된 회전 속도로 회전시킨다.(S33) 이어서, 상기 회전하는 기판 상에 세정액으로서 희석 황산수를 제공한다.(S35) 이때, 상기 희석 황산수는 상기 기판의 중심 부위에 제공된다. 따라서, 상기 기판의 회전에 의해 상기 기판에 제공되는 희석 황산수는 상기 기판의 주연 부위까지 균일하게 밀려난다. 때문에, 상기 세정액은 박막 형태의 두깨를 갖는 형태로 제공된다. 이와 같이, 상기 세정액이 제공됨으로서 상기 세정액에 의해 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질이 제거된다. 이어서, 상기 희석 황산수가 제공된 기판에 메가소닉을 전달한다.(S37) 이에 따라, 상기 메가소닉에 의해 상기 희석 황산수 내에 존재하는 기포가 파열됨으로서 상기 파열에 의한 파열 압력 및 온도로서 상기 기판에 존재하는 오염 물질의 제거가 이루어진다.Referring to Fig. 3, the substrate is placed on the chuck. (S31) Then, the substrate is rotated at a set rotational speed. (S33) Then, diluted sulfuric acid water is provided as a cleaning liquid on the rotating substrate. S35) At this time, the diluted sulfuric acid water is provided to the central portion of the substrate. Therefore, the diluted sulfuric acid water provided to the substrate by the rotation of the substrate is uniformly pushed to the peripheral portion of the substrate. Therefore, the cleaning liquid is provided in a form having a thin film form. As such, the cleaning liquid is provided to remove contaminants present on the substrate by the cleaning liquid. Subsequently, megasonic is delivered to the substrate provided with the diluted sulfuric acid water (S37). As a result, bubbles existing in the diluted sulfuric acid water are ruptured by the megasonic, thereby presenting the burst pressure and temperature due to the rupture. To remove the contaminants.
그리고, 상기 오염 물질을 제거한 기판을 린스(S39)시키고, 이후에 건조(S41)를 실시함으로서 상기 기판의 세정이 이루어진다.In addition, the substrate is removed by rinsing (S39) and then drying (S41) to clean the substrate.
이하, 상기 배스를 사용한 기판의 세정 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the cleaning method of the board | substrate using the said bath is demonstrated.
도 4는 상기 배스를 사용한 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정도이다.It is process drawing for demonstrating the cleaning method of the board | substrate using the said bath.
도 4를 참조하면, 상기 세정액으로서 희석 황산수가 충전되어 있는 배스를 마련한다.(S51) 그리고, 상기 배스 내의 희석 황산수에 상기 기판을 침지시킨다.(S53) 따라서, 상기 기판에는 희석 황산수가 제공된다. 아울러, 상기 배스 내에 설치된 메가소닉 전달 부재의 바를 통하여 상기 기판으로 메가소닉을 전달한다. 이에 따라, 상기 메가소닉에 의해 상기 희석 황산수 내에 존재하는 기포가 파열됨으로서 상기 파열에 의한 파열 압력 및 온도로서 상기 기판에 존재하는 오염 물질의 제거가 이루어진다. 또한, 상기 세정액의 화학적 반응을 통해서도 상기 기판에 존재하는 오염 물질의 제거가 이루어진다.Referring to Fig. 4, a bath filled with dilute sulfuric acid water is prepared as the cleaning liquid. (S51) Then, the substrate is immersed in dilute sulfuric acid water in the bath. (S53) Thus, dilute sulfuric acid water is provided on the substrate. do. In addition, the megasonic is transferred to the substrate through the bar of the megasonic transfer member installed in the bath. As a result, bubbles present in the dilute sulfuric acid water are ruptured by the megasonic to remove contaminants present in the substrate at the burst pressure and temperature due to the rupture. In addition, the chemicals of the cleaning solution remove the contaminants present on the substrate.
그리고, 상기 오염 물질을 제거한 기판을 린스(S55)시키고, 이후에 건조(S57)를 실시함으로서 상기 기판의 세정이 이루어진다.In addition, the substrate is removed by rinsing (S55) and then drying (S57) to clean the substrate.
이와 같이, 상기 실시예 1 및 실시예 2의 세정에서는 세정액으로서 희석 황산수를 사용한다. 때문에, 상기 세정에 따른 효율이 향상된다. 그리고, 부가적으로 사용하는 메가소닉을 약하게 전달할 수 있다. 이는, 상기 희석 황산수를 사용할 경우 세정 효율이 양호하기 때문이다. 이와 같이, 상기 메가소닉을 약하게 전달하기 때문에 상기 세정을 실시할 때 기판에 끼치는 손상을 줄일 수 있다.Thus, in the washing | cleaning of Example 1 and Example 2, dilute sulfuric acid water is used as a washing | cleaning liquid. Therefore, the efficiency by the said washing | cleaning improves. And the megasonic used additionally can be delivered weakly. This is because the cleaning efficiency is good when the dilute sulfuric acid water is used. In this way, since the megasonic is delivered weakly, damage to the substrate during the cleaning can be reduced.
이하, 상기 희석 황산수를 사용한 세정 효율에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the cleaning efficiency using the dilute sulfuric acid water will be described.
시험예Test Example
세정액으로서 황산과 탈이온수가 1 : 1,000 정도의 비율을 갖는 희석 황산수를 준비하였다. 그리고, 스핀 스크러버를 사용하여 금속 배선을 형성한 기판을 대상으로 세정을 실시하였다. 상기 세정은 약 30℃의 온도 분위기에서 약 30초 동안 실시하였다. 그리고, 상기 기판의 회전 속도가 약 30rpm이 되도록 조절하였다. 또한, 약 10watt의 파워로 생성한 메가소닉을 전달하였다.Dilute sulfuric acid water having a ratio of about 1: 1,000 sulfuric acid and deionized water was prepared as a washing liquid. Then, cleaning was performed on the substrate on which the metal wiring was formed using the spin scrubber. The cleaning was carried out for about 30 seconds in a temperature atmosphere of about 30 ℃. Then, the rotational speed of the substrate was adjusted to be about 30 rpm. It also delivers megasonics generated at about 10 watts of power.
상기 세정 결과, 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질의 약 60%가 제거되는 것을 확인하였고, 상기 금속 배선에 부식이 발생하지 않는 것을 확인하였다.As a result of the cleaning, it was confirmed that about 60% of the contaminants present on the substrate were removed, and no corrosion occurred in the metal wiring.
비교 시험예 1Comparative test example 1
세정액으로서 탈이온수를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 시험예1과 동일한 방법으로 세정을 실시하였다.Cleaning was carried out in the same manner as in Test Example 1, except that deionized water was used alone as the washing liquid.
상기 세정 결과, 상기 금속 배선에 부식이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 그러나, 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질의 약 2%만이 제거되는 것을 확인하였다.As a result of the cleaning, it was confirmed that no corrosion occurred in the metal wiring. However, only about 2% of the contaminants present on the substrate were found to be removed.
비교 시험예 2Comparative Test Example 2
세정액으로서 핫(hot) 탈이온수를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 시험예1과 동일한 방법으로 세정을 실시하였다.The cleaning was performed in the same manner as in Test Example 1, except that hot deionized water was used alone as the cleaning liquid.
상기 세정 결과, 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질의 약 10%만이 제거되는 것을 확인하였고, 상기 금속 배선에 부식이 다량으로 발생하는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the cleaning, it was confirmed that only about 10% of the contaminants present on the substrate were removed, and it was confirmed that a large amount of corrosion occurred in the metal wiring.
비교 시험예 3Comparative Test Example 3
세정액으로서 암모니아와 탈이온수 약 1 : 1,000의 혼합비를 갖는 혼합액을 사용하는 것을 제외하고는 상기 시험예1과 동일한 방법으로 세정을 실시하였다.Cleaning was carried out in the same manner as in Test Example 1, except that a mixed solution having a mixing ratio of ammonia and deionized water of about 1: 1,000 was used as the cleaning solution.
상기 세정 결과, 상기 기판 상에 존재하는 오염 물질의 약 68%가 제거되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 상기 금속 배선에 부식이 다량으로 발생하는 것을 확인할 수 있었다.As a result of the cleaning, it was confirmed that about 68% of the contaminants present on the substrate were removed. However, it was confirmed that a large amount of corrosion occurred in the metal wiring.
이상에서 살펴본 바와 같이, 세정액으로서 상기 희석 황산수를 사용할 경우 상기 오염 물질의 제거 능력이 향상되고, 상기 금속 배선에서의 부식을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.As described above, it can be seen that when the dilute sulfuric acid water is used as the cleaning liquid, the ability to remove the contaminants is improved and corrosion in the metal wiring can be reduced.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 기판의 세정 특히 상부에 금속 배선을 갖는 기판을 세정할 때 희석 황산수를 사용함으로서 상기 금속 배선이 부식되는 상황을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 세정에 따른 불량을 줄일 수 있음으로 반도체 장치의제조에 따른 신뢰성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, the use of dilute sulfuric acid water when cleaning the substrate, particularly when cleaning the substrate having the metal wiring thereon, can reduce the corrosion of the metal wiring. Therefore, since the defects caused by the cleaning can be reduced, the reliability of the semiconductor device can be improved.
또한, 상기 희석 황산수에 의한 세정 효율의 향상을 통하여 다소 약한 메가소닉의 사용이 가능하다. 때문에, 상기 메가소닉에 의해 상기 금속 배선이 끊어지는 것과 같은 불량 또한 줄일 수 있다.In addition, it is possible to use a rather weak megasonic through the improvement of the cleaning efficiency by the dilute sulfuric acid water. Therefore, defects such as breaking of the metal wiring by the megasonic can also be reduced.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.
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