KR20050002532A - 반도체 웨이퍼 습식세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 습식으로 균일하게 세정하는 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 반도체 웨이퍼와 소정의 세정액이 함유된 세정조를 구비하는 단계와, 상기 반도체 웨이퍼의 플랫존이 상기 세정조의 입구에 대향하지 않도록 정렬시키는 단계와, 상기 정렬된 반도체 웨이퍼를 세정조에 침적시키는 단계와, 상기 침적된 반도체 웨이퍼의 플렛존이 세정조의 입구에 대향하지 않도록 회전시키는 단계와, 상기 회전된 반도체 웨이퍼를 소정 시간동안 세정하는 단계와, 상기 세정된 반도체 웨이퍼를 상기 세정조 밖으로 침탈하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 웨이퍼 습식세정방법{The method for wet cleaning semiconductor wafer}

본 발명은 반도체 웨이퍼 습식세정방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 웨이퍼를 습식으로 균일하게 세정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 제조공정에서는 산화 및 확산 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 박막 증착 공정 등을 통해 웨이퍼에 반도체 소자를 집적시키는 과정에서 입자, 먼지 및 수분 등의 원치않는 불순물이 수반된다. 이 불순물은 반도체 소자의 물리적 결함 및 특성 저하를 일으키는 원인으로 작용하며, 결국 소자의 수율을 떨러뜨리게 된다. 이에 따라, 소자의 수율을 적정 상태로 유지할 수 있도록 원치않는 불순물을 제거하는 세정공정이 단위 공정의 전후에 실시되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 웨이퍼(10)의 표면으로부터 오염원을 제거하기 위해 웨이퍼(10)의 플랫존(Flat Zone)(12)을 소정의 방향으로 정렬시킨 후 웨이퍼(10)를 세정액을 함유하는 세정조(20)에 침적시킨다. 이 때, 웨이퍼(10)의 플랫존(12)은 세정조(20)의 입구에 대향하지 않는 방향으로 정렬된다. 이에 따라, 웨이퍼(10)는 A영역, B영역, C영역의 순으로 세정조(20)에 침적된다.

여기서, 세정액은 목표된 오염원을 제거하기 위한 적정한 용매 또는 화학적 용액으로 이루어진다. 도 1에서 화살표는 웨이퍼(10)가 세정조(20)에 침적되는 방향을 나타낸다.

그 다음, 웨이퍼(10) 표면의 목표된 오염원이 충분히 제거될 수 있도록 소정 시간 동안 웨이퍼(10)의 침적 상태를 유지시킨다. 이 때, 유기막, 이온성 입자, 및 약 3,000 Å 정도의 작은 입자를 효율적으로 제거하기 위해 울트라 또는 메가단 위의 초음파가 이용되기도 한다.

그 다음, 웨이퍼(10)를 세정조(20)로터 침탈한 후 스핀 드라이(Spin Dry)를실시하여 웨이퍼 표면에 남아 있는 세정액 건조함으로써 세정 공정을 완료한다.

이와 같이, 종래의 반도체 웨이퍼 세정방법에서는 웨이퍼의 플랫존을 기준으로 볼 때, 일정한 방향으로만 세정액에 침적하여 웨이퍼를 세정한다. 이 경우, 원치않은 불순물이 용해되어 흐름성 입자 결함이 발생된다.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 흐름성 입자결함을 나타낸 도면이다.

도 2a 및 도 b에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 세정방법에서는 반도체 웨이퍼의 특정 영역(C)에서만 세정액의 용해 속도차로 인한 불순물의 잔류가 나타나게 된다. 보다 상세하게, A영역에 비해 B 및 C영역이 보다 짧은 시간동안 세정액에 접촉되므로 A영역은 충분히 세정되는 반면에, B 및 C영역은 상대적은 짧은 세정시간을 거침에 의해 흐름성 입자결함 현상이 나타나게 된다.

이와 같은 흐름성 입자결함 현상은 소자의 전기적 특성 열화에 직접적인 영향을 미치는 큰 요인으로 작용하게 되며, 반도체 소자의 회로패턴의 미세화가 진척되고, 그 정밀도가 증가할수록 소자에 미치는 그 영향력은 더욱 커지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위해 웨이퍼를 세정조에 침적시킨 상태에서 소정의 방향으로 회전을 주어 웨이퍼의 영역별 용해 속도차를 완화시킴으로써, 흐름성 입자결함 현상을 방지하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 흐름성 입자결함을 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

100: 반도체 웨이퍼 100a: 회전된 반도체 웨이퍼

102: 플랫존 200: 세정조

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법은, 반도체 웨이퍼와 소정의 세정액이 함유된 세정조를 구비하는 단계; 상기 반도체 웨이퍼의 플랫존이 상기 세정조의 입구에 대향하지 않도록 정렬시키는 단계; 상기 정렬된 반도체 웨이퍼를 세정조에 침적시키는 단계; 상기 침적된 반도체 웨이퍼의 플렛존이 세정조의 입구에 대향하지 않도록 회전시키는 단계; 상기 회전된 반도체 웨이퍼를 소정 시간동안 세정하는 단계; 및 상기 세정된 반도체 웨이퍼를 상기 세정조 밖으로 침탈하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 먼저, 반도체 웨이퍼(100)와 소정의 세정액이 함유된 세정조(200)를 구비한 후 반도체 웨이퍼(100)의 표면으로부터 오염원을 제거하기 위해 웨이퍼(100)의 플랫존(Flat Zone)(102)을 소정의 방향으로 정렬시킨 후 웨이퍼(100)를 세정조(200)에 침적시킨다. 이 때, 웨이퍼(100)의 플랫존(102)은 세정조(200)의 입구에 대향하지 않는 방향으로 정렬된다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(100)는 기존의 방법과 같이 A, B, C영역의 순으로 세정조(200)에 침적된다. 도 3a에서 화살표는 반도체 웨이퍼(100)의 침적 방향을 나타낸다.

한편, 상기 세정액은 반도체 웨이퍼(100)에 형성된 피세정물 즉, 산화막, 폴리머, 메탈 및 유기물 형태의 박막과, 반도체 웨이퍼(100)의 표면에 존재하는 입자 형태의 오염물을 제거하기 위한 용매 또는 화학적 용액을 함유한다. 이를 위해 세정액은 H₂SO₄, H₂O₂, NH₄OH, H₂O, HCL, HF, 또는 솔벤트를 함유하는 것이 바람직하다.

도 3b를 참조하면, 상술한 바와 같은 흐름성 입자결함 현상을 방지하기 위해 로울러와 같은 소정의 회전수단을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킨다. 이 때, 반도체 웨이퍼(100)의 플랫존(102)이 세정조(200)의 입구에 대향하도록 반도체 웨이퍼(100)를 시계방향 또는 반시계방향으로 180°회전시킨다. 도 3b에서 참조부호 300은 반도체 웨이퍼(100)의 회전방향을 나타내나.

그 다음, 회전된 반도체 웨이퍼(100a)를 소정시간 동안 침적 상태를 유지시켜 세정한다. 이에 따라 상기 용매 또는 화학적 용액이 회전된 반도체 웨이퍼(100a)의 표면에 반응함에 의해 상기 박막과 및 입자 형태의 오염물과 같은 피세정물이 제거된다.

그 다음, 세정이 완료되면, 그 세정된 반도체 웨이퍼를 세정조(200) 밖으로 침탈한다. 도 3b에서 화살표는 반도체 웨이퍼(100)이 침탈 방향을 나타낸다.

여기서, 주의할 점은 본 발명의 일 실시예가 낱장의 웨이퍼 뿐만 아니라 복수의 웨이퍼를 일괄적으로 세정하는 데에도 적용될 수 있다는 것이다.

복수의 웨이퍼를 일괄적으로 균일하게 세정하기 위한 방법으로 카세트를 이용할 수 있다. 이 경우 복수의 웨이퍼를 카세트에 장착한 후 복수의 웨이퍼의 플랫존이 세정조의 입구에 대향하지 않는 방향으로 정렬시키고, 그 정렬된 카세트를 세정조에 침적하여 상술한 일련의 세정공을 진행한다. 카세트를 이용한 세정방법은 상기의 본 발명의 일 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있으므로, 이하 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 웨이퍼를 세정조에 침적시킨 상태에서 소정의 방향으로 회전을 주어 웨이퍼의 영역별 용해 속도차를 완화하여 흐름성 입자결함 현상을 방지함으로써, 균일한 웨이퍼 세정이 가능해지며, 이로 인해 소자의 전기적 특성이 개선될 뿐만 아니라 소자의 수율이 증가되는 효과를 가져올 수 있다.

Claims (5)

1. 반도체 웨이퍼와 소정의 세정액이 함유된 세정조를 구비하는 단계;

   상기 반도체 웨이퍼의 플랫존이 상기 세정조의 입구에 대향하지 않도록 정렬시키는 단계;

   상기 정렬된 반도체 웨이퍼를 세정조에 침적시키는 단계;

   상기 침적된 반도체 웨이퍼의 플렛존이 세정조의 입구에 대향하지 않도록 회전시키는 단계;

   상기 회전된 반도체 웨이퍼를 소정 시간동안 세정하는 단계; 및

   상기 세정된 반도체 웨이퍼를 상기 세정조 밖으로 침탈하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼는 시계방향 또는 반시계방향으로 180°회전되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼는 카세트에 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정액은 산화막, 폴리머, 메탈 및 유기물 형태의 박막과, 입자 형태의 오염원을 제거하기 위한 용매 또는 화학적 용액인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼는 H₂SO₄, H₂O₂, NH₄OH, H₂O, HCL, HF, 또는 솔벤트를 함유한 세정액에 의해 세정되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 습식세정방법.