KR20050068063A - 회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비 및이를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법 - Google Patents

회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비 및이를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법 Download PDF

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이승건
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Abstract

회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비 및 이를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법을 제공한다. 상기 장비는 액체를 저장시키는 액조(wet bath) 및 상기 액조의 상부에 설치된 회전가능한 노즐들을 구비한다. 상기 액조 내에서 반도체 웨이퍼들이 탈이온수를 사용하여 린스된다. 상기 린스 공정 후에, 상기 탈이온수는 배출된다. 이어서, 상기 노즐들을 통하여 상기 반도체 웨이퍼들을 향하여 건조 가스가 분사된다. 상기 건조 가스가 분사되는 동안 상기 노즐들은 회전된다.

Description

회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비 및 이를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법{Rinsing and drying apparatus having rotatable drying gas nozzles and methods of rinsing and drying semiconductor wafers using the same}
본 발명은 반도체소자의 제조에 사용되는 장비에 관한 것으로, 특히 회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비 및 이를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법에 관한 것이다.
습식 세정공정 또는 습식 식각공정과 같은 습식 공정은 반도체기판, 즉 반도체 웨이퍼를 사용하는 반도체소자의 제조에 자주 사용된다. 따라서, 상기 습식 공정 후에 상기 습식 공정에 사용된 화학용액을 제거하기 위하여 린스 공정이 실시되어야 하고, 상기 린스 공정 후에 상기 린스 공정에 사용된 탈이온수를 제거하기 위하여 건조 공정이 실시되어야 한다. 상기 건조공정동안 상기 반도체기판 상의 탈이온수가 완전히 제거되지 않으면, 상기 반도체기판 상에 물반점들(water marks)이라고 불리우는 결함들(defects)이 생성된다. 이러한 결함들은 후속공정에서 파티클들 또는 콘택 불량들(contact fails)을 유발시킨다.
최근에, 마란고니 원리가 건조 효율을 극대화시키기 위하여 건조 공정에 널리 이용되고 있다. 상기 마란고니 원리를 이용하여 기판을 건조시키는 방법 및 장비가 미국특허 제5,884,640호에 "기판을 건조시키는 방법 및 장비"라는 제목으로 피쉬킨(Fishkin) 등에 의해 개시된 바 있다. 피쉬킨 등에 따르면, 저장용기 내의 탈이온수는 건조공정을 실시하는 동안 상기 저장용기의 배출구에 설치된 밸브를 통하여 배출된다. 또한, 상기 밸브는 액체수위 제어 시스템에 의해 제어된다. 따라서, 상기 저장용기 내의 액체의 수위를 점차적으로 낮추기 위해서는 상기 밸브를 정밀하게 제어하는 것이 요구된다.
이에 더하여, 반도체 웨이퍼들을 건조시키기 위한 또 다른 장비가 미국특허 제5,896,875호에 "반도체 웨이퍼를 세정, 식각 및 건조시키는 장비 및 그것의 사용방법(Equipment for cleaning, etching and drying semiconductor wafer and its using method)"라는 제목으로 요네다(Yoneda)에 의해 개시된 바 있다. 요네다에 따르면, 공정 챔버 내의 상부에 파이프 형태의 스프레이 노즐들이 설치되고, 상기 공정 챔버 내의 하부에 제1 회전가능한 아암이 제공된다. 또한, 상기 제1 아암의 양 단들 상에 한 쌍의 제2 회전가능한 아암들이 설치된다. 상기 제2 아암들은 상부를 향하여 화학용액 및 탈이온수를 분출시키는 분출구들(blow-out ports)을 갖는다. 따라서, 회전하는 상기 제1 및 제2 아암들을 통하여 상기 공정 챔버 내에 세정용액 및/또는 탈이온수가 제공되는 경우에, 상기 공정 챔버 내에 저장되는 화학용액 및/또는 탈이온수 내에 제트 흐름(jet stream)이 발생한다. 그 결과, 상기 공정 챔버 내에 로딩된 반도체 웨이퍼들의 세정효과 및/또는 린스 효과가 증대될 수 있다.
한편, 상기 세정공정 및 린스 공정 후에 건조 공정이 실시된다. 상기 건조공정 동안 상기 스프레이 노즐들은 상기 공정 챔버 내로 건조가스를 공급한다. 이 경우에, 상기 공정 챔버 내로 주입되는 상기 건조가스를 균일하게 분포시키는 것이 어렵다. 이는, 상기 스프레이 노즐들이 상기 공정 챔버에 고정되어 있기 때문이다. 결과적으로, 상기 건조공정의 효율을 극대화시키는 데에 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 건조효율을 극대화시키기에 적합한 회전가능한 건조가스 노즐들을 갖는 린스/건조 장비를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 건조효율을 극대화시킬 수 있는 린스/건조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들은 린스/건조 장비들을 제공한다. 이 장비들은 액체를 저장시키는 액조(wet bath) 및 상기 액조의 상부에 설치된 적어도 하나의 건조 가스관을 포함한다. 상기 건조 가스관에 복수개의 회전가능한 노즐들(a plurality of rotatable nozzles)이 부착된다. 상기 노즐들은 상기 건조 가스관 내로 인입된 건조가스를 상기 액조 내부로 분출시킨다.
몇몇 실시예들에서, 상기 회전가능한 노즐들의 각각은 슬릿형 분출구(slit-type opening)을 갖는다. 또한, 상기 노즐들은 상기 노즐들의 중심점들을 지나는 수직 축들을 회전축으로 하여 회전한다. 이 경우에, 상기 노즐들은 동력원에 의해 회전될 수 있다. 상기 동력원은 모터일 수 있다. 이와는 달리, 상기 노즐들은 상기 노즐들을 통하여 상기 건조가스가 공급되는 동안 동력원없이 스스로 회전될 수도 있다.
이에 더하여, 상기 노즐들이 모터와 같은 동력원에 의해 회전되는 경우에, 상기 모터는 벨트를 통하여 상기 노즐들을 회전시킨다. 상기 노즐들의 각각은 그것의 외측벽으로부터 돌출된 복수개의 돌출부들을 가질 수 있고, 상기 벨트는 상기 돌출부들이 삽입되는 홀들을 가질 수 있다.
다른 실시예들에서, 상기 건조 가스는 질소 가스일 수 있다.
더 나아가서, 상기 액조의 상부는 뚜껑(lid)으로 덮여질 수 있다. 이 경우에, 상기 적어도 하나의 건조 가스관은 상기 뚜껑의 하부면에 부착될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 뚜껑의 하부면에 이소프로필 알코올 노즐들이 추가로 설치될 수 있다. 상기 이소프로필 알코올 노즐들은 상기 액조 내부를 향하여 이소프로필 알코올 가스를 분사시킨다.
본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 상기 린스/건조 장비들은 액체를 저장시키는 액조(wet bath) 및 상기 액조의 상부를 덮는 뚜껑(lid)를 구비한다. 상기 뚜껑의 하부면에 적어도 하나의 건조 가스관이 부착된다. 상기 건조 가스관에 복수개의 회전가능한 노즐들이 부착된다. 상기 노즐들은 상기 건조 가스관 내로 인입된 건조가스를 상기 액조 내부로 분출시킨다. 상기 건조 가스관에 제1 동력원이 고정된다. 상기 제1 동력원은 벨트를 통하여 상기 노즐들을 회전시킨다. 또한, 상기 노즐들은 상기 건조 가스관의 중심축을 회전축으로 하여 스윙한다. 상기 노즐들은 일정각도 내에서 제2 동력원에 의해 스윙(swing)된다.
본 발명의 또 다른 실시예들은 린스/건조 방법들을 제공한다. 이 방법들은 액조 내의 반도체기판들을 탈이온수를 사용하여 린스시키는 것을 포함한다. 상기 액조의 상부에 설치된 복수개의 회전하는 노즐들을 통하여 상기 린스된 반도체기판들을 향하여 건조가스를 분사시킨다.
몇몇 실시예들에서, 상기 회전하는 노즐들의 각각은 슬릿형 분출구를 가질 수 있다. 또한, 상기 노즐들은 모터에 접속된 벨트를 사용하여 회전시킬 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 노즐들이 회전하는 동안 상기 노즐들은 스윙될 수도 있다. 상기 노즐들을 스윙시키는 것은 상기 노즐들이 부착된 적어도 하나의 수평 건조 가스관을 일정각도 내에서 시계방향(clockwise direction) 및 반시계방향(counterclockwise direction)을 향하여 번갈아가면서 반복적으로(alternately and repeatedly) 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 이 경우에, 상기 건조 가스관의 회전축은 상기 건조 가스관의 중심축이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 린스/건조 장비의 측단면도(side cross-sectional view)이고, 도 2는 도 1의 화살표 "A"로 표시된 방향을 향하여 보여진 정단면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 화살표 "B"로 표시된 방향을 향하여 보여진 뚜껑의 배면도(bottom plan view)이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 화학용액 또는 탈이온수와 같은 액체를 저장시키기 위한 액조(wet bath; 1)가 제공된다. 상기 액조(1)는 세정 공정, 린스 공정 또는 건조 공정을 위한 공간을 제공한다. 상기 액조(1)의 기저부(base portion)의 소정영역은 배출관(exhaust conduit; 1a)에 연결된다. 상기 액조(1) 내의 액체는 상기 배출관(1a)을 통하여 배출될 수 있다. 상기 액조(1)의 상부는 뚜껑(lid; 3)으로 덮여질 수 있다. 상기 뚜껑(3)은 상부면(3a) 및 하부면(3b)을 갖는다. 상기 뚜껑(3)의 하부면(3b)에 복수개의 링들이 고정된다. 상기 복수개의 링들은 제1 내지 제3 그룹들의 링들(5a, 5b, 5c)을 포함할 수 있다. 상기 각 그룹의 링들은 적어도 2개의 링들을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제1 그룹의 링들(5a)은 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 링들로 구성될 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 그룹의 링들(5a)은 도 3에 보여진 바와 같이 상기 뚜껑(3)의 중심점을 지나는 일 직선 상에 위치하도록 설치된다. 다시 말해서, 상기 제1 그룹의 링들(5a)은 상기 액조(1)의 중심부의 상부를 가로지르는 일 직선 상에 위치하도록 설치된다. 상기 제1 그룹의 링들(5a) 내에 제1 가스관(7a)이 끼워진다.
상기 제1 가스관(7a)의 양 옆에 각각 제2 그룹의 링들(5b) 및 제3 그룹의 링들(5c)이 설치된다. 상기 제2 및 제3 그룹들의 링들(5b, 5c) 역시 상기 뚜껑(3)의 하부면(3b)에 고정된다. 상기 제2 그룹의 링들(5b) 내에 제2 가스관(7b)이 끼워지고, 상기 제3 그룹의 링들(5c) 내에 제3 가스관(7c)이 끼워진다. 결과적으로, 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)은 그들의 중심축들(도 1 및 도 2의 "CA" 참조)을 회전축으로 하여 회전하는 것이 가능하다. 상기 제2 및 제3 가스관들(7b, 7c)은 상기 제1 가스관(7a)에 평행하도록 배치된다. 또한, 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)은 상기 액조(1) 내에 로딩되는 반도체 기판들(53), 즉 반도체 웨이퍼들의 상부를 가로지르도록 설치된다. 상기 반도체 웨이퍼들(53)은 웨이퍼 캐리어(51)에 의해 지지된다. 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)은 건조 가스관을 구성한다. 그러나, 상기 건조 가스관은 본 실시예에 한정되지 않고 단일 가스관(a single gas conduit)일 수도 있다. 이에 더하여, 상기 건조 가스관은 2개의 가스관들(a pair of gas conduits) 또는 적어도 4개의 가스관들로 구성될 수도 있다. 상기 건조 가스관, 즉 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)은 상기 뚜껑(3)의 일 측에 고정된 주 건조 가스관(main drying gas conduit; 7)에 연결된다.
상기 제1 가스관(7a)에 제1 그룹의 회전가능한 노즐들(rotatable nozzle; 9a)이 부착된다. 상기 제1 그룹의 노즐들(9a)은 상기 제1 가스관(7a)에 평행하도록 일직선 상에 배열된다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 및 제3 가스관들(7b, 7c)에 각각 제2 및 제3 그룹들의 회전가능한 노즐들(9b, 9c)이 부착된다. 상기 제2 그룹의 노즐들(9b) 역시 일직선 상에 배열되고, 상기 제3 그룹의 노즐들(9c) 역시 일직선 상에 배열된다.
상기 노즐들(9a, 9b, 9c)의 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 슬릿형 분출구(slit-type opening; 9s)를 가질 수 있다. 또한, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 그들의 중심점들을 지나는 수직축들을 회전축으로 하여 회전될 수 있다. 상기 가스관들(7a, 7b, 7c) 내에 인입된 건조 가스는 상기 슬릿형 분출구들(9s)을 통하여 상기 액조(1) 내의 상기 반도체기판들(53)을 향하여 분사된다. 따라서, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)이 회전하는 경우에, 상기 건조 가스는 상기 액조(1) 내부로 균일하게 분사될 수 있다. 다시 말해서, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)이 회전하는 경우에, 상기 건조 가스는 상기 반도체 웨이퍼들(53) 사이의 모든 갭 영역들에 균일하게 공급될 수 있다. 그 결과, 상기 반도체 웨이퍼들(53)의 건조 효율이 증대될 수 있다. 결과적으로, 상기 반도체 웨이퍼들(53)의 피치 사이즈(P)의 증가 없이도 상기 반도체 웨이퍼들(53) 상에 물반점들(water narks)과 같은 결함들(defects)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 건조 가스는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol; IPA) 및 질소 가스중 적어도 하나의 가스일 수 있다. 상기 질소 가스는 상온보다 높은 온도를 갖는 가열된 질소 가스(hot nitrogen gas)일 수 있다.
더 나아가서, 본 발명에 따른 실시예들은 상기 가스관들(7a, 7b, 7c) 사이의 상기 뚜껑(3)의 하부면(3b)에 부착된 이소프로필 알코올(IPA) 노즐들(9i)을 추가로 구비할 수 있다. 이 경우에, 상기 회전가능한 노즐들(9a, 9b, 9c)은 질소 가스만을 분출시키고, 상기 IPA 노즐들(9i)은 IPA 가스만을 분출시킨다.
한편, 상기 제1 내지 제3 그룹들의 노즐들(9a, 9b, 9c)은 제1 동력원에 의해 회전될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 내지 제3 그룹들의 노즐들(9a, 9b, 9c)은 각각 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)에 의해 회전된다. 이 경우에, 상기 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)은 각각 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)의 단부들(ends)에 고정되는 것이 바람직하다. 상기 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)의 회전축들에 각각 제1 내지 제3 도르래들(pulleys; 13a, 13b, 13c)이 끼워지고 고정된다. 상기 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)의 회전축들은 각각 상기 제1 내지 제3 그룹들의 노즐들(9a, 9b, 9c)의 회전축들에 평행하도록 설치되고 상기 제1 내지 제3 도르래들(13a, 13b, 13c)은 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)과 동일한 레벨에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 모터들(11a, 11b, 11c)이 동작하는 경우에, 상기 도르래들(13a, 13b, 13c)의 회전력은 제1 내지 제3 벨트들(15a, 15b, 15c)를 통하여 상기 제1 내지 제3 그룹들의 노즐들(9a, 9b, 9c)에 전달된다. 특히, 상기 모터들(11a, 11b, 11c)의 회전력의 전달효율을 극대화시키기 위하여, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c) 및 상기 도르래들(13a, 13b, 13c)은 각각 그들의 외측벽(outer sidewall)으로부터 돌출된 돌출부들(9p) 및 돌출부들(13p)을 구비할 수 있다. 이 경우에, 상기 벨트들(15a, 15b, 15c)은 상기 돌출부들(9p, 13p)이 끼워지는 홀들(15h)을 구비한다.
이와는 달리(alternatively), 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 스프링클러(sprinkler)처럼 회전할 수도 있다. 즉, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 상기 모터들(11a, 11b, 11c)과 같은 동력원의 사용없이 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)을 통하여 건조 가스가 분출되는 동안 스스로 회전할 수도 있다. 이 경우에, 상기 회전가능한 노즐들(9a, 9b, 9c)의 각각은 상기 슬릿형 분출구들(9s) 대신에 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)의 하부면의 가장자리에 위치하는 적어도 하나의 경사진 분출구(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 상기 경사진 분출구는 상기 노즐의 중심 및 상기 분출구의 끝 부분을 지나는 수직면(vertical plane)에 대하여 일정각도를 갖도록 설치된다. 이 경우에, 상기 분출구를 통하여 분사되는 건조가스는 상기 노즐들이 스스로 회전할 수 있는 힘을 제공한다.
이에 더하여, 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)은 그들의 중심축들(CA)을 회전축들로 하여 일정 각도(도 2의 "α" 참조) 내에서 시계방향(clockwise direction) 및 반시계방향(counterclockwise direction)을 향하여 번갈아가면서 반복적으로(alternately and repeatedly) 회전될 수 있다. 그 결과, 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)에 부착된 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 상기 일정각도(α) 내에서 스윙한다.
상기 노즐들(9a, 9b, 9c)을 스윙시키기 위하여 제2 동력원(21)이 사용될 수 있다. 상기 제2 동력원(21)은 상기 뚜껑(3)에 고정된 모터일 수 있다. 이 경우에, 상기 제2 동력원(21)은 회전축(23)을 갖고, 상기 회전축(23)은 보조 바(auxiliary bar; 25), 완충 바(buffer bar; 27) 및 수평 바(horizontal bar; 19)를 통하여 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 내지 제3 가스관들(7a, 7b, 7c)에 각각 제1 내지 제3 수직 바들(vertical bars; 17a, 17b, 17c)이 부착될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 수직 바들(17a, 17b, 17c)은 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)에 고정된다. 상기 수직 바들(17a, 17b, 17c)의 단부들(ends)에 상기 수평 바(horizontal bar; 19)가 핀으로 연결된다. 상기 수평 바(19)는 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)을 가로지르는 방향에 평행하도록 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 수평 바(19)가 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)을 가로지르는 방향을 따라서 왕복운동하는 경우에, 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)에 부착된 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 일정각도(α) 내에서 스윙할 수 있다.
또한, 상기 수평 바(19)의 일 단은 상기 완충 바(27)의 일 단에 핀으로 연결되고, 상기 완충 바(27)의 타 단은 상기 보조 바(25)의 일 단에 핀으로 연결된다. 상기 보조 바(25)의 타 단은 상기 회전축(23)에 고정된다. 상기 제2 동력원(21)의 회전축(23)은 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)에 평행하도록 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 상기 제2 동력원(21)이 동작하여 상기 회전축(23)을 회전시키면, 상기 수평 바(19)가 왕복운동하고 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)이 스윙한다. 특히, 상기 제2 동력원(21)에 의해 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)이 스윙하는 경우에, 상기 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)은 각각 상기 제1 내지 3 가스관들(7a, 7b, 7c)에 고정되어 상기 가스관들(7a, 7b, 7c)과 함께 움직이는 것이 바람직하다.
결과적으로, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)을 회전 및 스윙시키면, 상기 액조(1) 내로 건조 가스를 더욱 균일하게 공급할 수 있다.
이제, 도 1 내지 도 3에 도시된 린스/건조 장비를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스 및 건조시키는 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 린스/건조 방법들을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 액조(1) 내의 반도체 웨이퍼들(53)을 탈이온수(De-ionized water; DI water)를 사용하여 린스시킨다(도 4의 단계 103). 상기 린스 공정 전에, 상기 액조(1) 내의 반도체 웨이퍼들(53)은 화학용액을 사용하여 세정되거나 식각될 수 있다(도 4의 단계 101). 상기 린스 공정은 통상의 방법을 사용하여 실시될 수 있다. 예를 들면, 상기 린스 공정은 상기 액조(1) 내에 탈이온수를 지속적으로 공급하고 오버 플로우시킴으로써 이루어질 수 있다. 이 경우에, 상기 탈이온수는 상기 액조(1)의 기저부(base portion)의 소정영역에 접속된 탈이온수 인입구(DI water inlet; 도시하지 않음)를 통하여 상기 액조(1) 내로 공급될 수 있다.
상기 린스 공정 후에, 상기 액조(1)의 상부에 설치된 이소프로필 알코올 노즐들(9i)을 통하여 상기 탈이온수의 표면을 향하여 이소프로필 알코올 가스가 공급될 수 있다(도 4의 단계 105). 그 결과, 상기 탈이온수의 표면에 이소프로필 알코올층이 형성된다. 계속해서, 상기 액조(1) 내로 상기 이소프로필 알코올 가스가 공급되는 동안 상기 탈이온수는 상기 액조(1)의 기저부에 연결된 배출관(exhaust conduit; 1a)을 통하여 서서히 배출된다(도 4의 단계 107). 그 결과, 상기 탈이온수의 표면 및 상기 반도체 웨이퍼들(53)의 표면이 서로 접하는 부분에서 표면장력의 차이에 기인하여 상기 탈이온수가 이소프로필 알코올로 치환된다(replaced). 결과적으로, 상기 탈이온수가 배출된 후에, 상기 반도체 웨이퍼들의 표면들 상에 상기 탈이온수 대신에 상기 이소프로필 알코올이 잔존할 수 있다.
상기 탈이온수를 배출시킨 후에, 회전가능한 노즐들(9a, 9b, 9c)을 통하여 상기 액조(1) 내로 건조 가스, 예컨대 질소 가스가 공급된다(도 4의 단계 109). 상기 질소 가스는 상온보다 높은 온도를 갖는 가열된 질소 가스일 수 있다. 상기 건조 가스가 공급되는 동안 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 회전되는 것이 바람직하다. 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 상기 건조가스가 공급되는 동안 제1 내지 제3 모터들(11a, 11b, 11c)로 구성된 제1 동력원들에 의해 회전될 수 있다. 이와는 달리, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 상기 제1 동력원들의 사용없이 상기 건조가스가 공급되는 동안 스프링클러처럼 스스로 회전될 수도 있다.
이에 더하여, 상기 노즐들(9a, 9b, 9c)은 제2 동력원(21)에 의해 스윙될 수 있다. 그 결과, 상기 회전 및 스윙하는 노즐들(9a, 9b, 9c)을 통하여 상기 액조(1) 내로 상기 건조가스가 균일하게 분사된다. 이에 따라, 상기 반도체 웨이퍼들(53) 상에 물반점들과 같은 결함들이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 회전 및 스윙하는 노즐들을 통하여 액조 내로 건조 가스를 균일하게 분사시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 액조 내에서 린스된 반도체 웨이퍼들의 건조 효율을 현저히 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 린스/건조 장비의 측단면도(side cross-sectional view)이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 린스/건조 장비의 정단면도(front cross-sectional view)이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 린스/건조 장비의 뚜껑(lid)의 배면도(bottom plan view)이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 보여진 린스/건조 장비를 사용하여 반도체 웨이퍼들을 린스/건조시키는 방법을 설명하기 위한 공정 순서도(process flow chart)이다.

Claims (28)

  1. 액체를 저장시키는 액조(wet bath);
    상기 액조의 상부에 설치된 적어도 하나의 건조 가스관; 및
    상기 건조 가스관에 부착되어 상기 건조 가스관 내로 인입된 건조가스를 상기 액조 내부로 분출시키는 복수개의 회전가능한 노즐들을 포함하는 린스/건조 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액조는 세정 공정, 린스 공정 또는 건조 공정을 위한 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 건조 가스관은 상기 액조의 중심부의 상부를 가로지르는 제1 가스관과 아울러서 상기 제1 가스관의 양 옆에 각각 배치된 제2 및 제3 가스관들을 포함하되, 상기 제1 내지 제3 가스관들은 상기 액조 내에 로딩되는 반도체 기판들에 수직하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 가스관들에 연결된 주 건조 가스관(main drying gas conduit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가능한 노즐들의 각각은 슬릿형 분출구(slit-type opening)을 갖고, 상기 노즐들의 회전축들은 상기 노즐들의 중심점들을 지나는 수직 축들인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조 가스는 이소프로필 알코올 가스 및 질소 가스중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 질소 가스는 상온보다 높은 온도로 가열된 질소가스(hot nitrogen gas)인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐들은 모터에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모터는 벨트를 통하여 상기 노즐들을 회전시키되, 상기 노즐들의 각각은 그것의 외측벽으로부터 돌출된 복수개의 돌출부들을 갖고 상기 벨트는 상기 돌출부들이 삽입되는 홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 건조 가스관에 고정된 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 액조의 상부를 덮는 뚜껑(lid)을 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 건조 가스관은 상기 뚜껑의 하부면에 부착되는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 액조의 상부에 설치되어 상기 액조 내부로 이소프로필 알코올 가스를 공급하는 이소프로필 알코올 노즐들을 더 포함하되, 상기 회전가능한 노즐들은 질소 가스만을 공급하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  13. 액체를 저장시키는 액조(wet bath);
    상기 액조의 상부를 덮는 뚜껑(lid);
    상기 뚜껑의 하부면에 부착된 적어도 하나의 건조 가스관;
    상기 건조 가스관에 부착되어 상기 건조 가스관 내로 인입된 건조가스를 상기 액조 내부로 분출시키는 복수개의 회전가능한 노즐들;
    상기 건조 가스관에 고정되어 상기 노즐들을 벨트를 통하여 회전시키는 제1 동력원; 및
    상기 건조 가스관의 중심축을 회전축으로 하여 상기 노즐들을 일정각도 내에서 스윙(swing)시키는 제2 동력원을 포함하는 린스/건조 장비.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 건조 가스관에 연결된 주 건조 가스관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전가능한 노즐들의 각각은 슬릿형 분출구(slit-type opening)을 갖고, 상기 노즐들의 회전축들은 상기 노즐들의 중심점들을 지나는 수직축들인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 건조 가스는 이소 프로필 알코올(IPA) 가스 및 질소 가스중 적어도 하나의 기체인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 동력원은 모터인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 노즐들의 각각은 그것의 외측벽으로부터 돌출된 복수개의 돌출부들을 갖고, 상기 벨트는 상기 돌출부들이 삽입되는 홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 동력원은 상기 뚜껑에 고정된 모터인 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 건조 가스관에 고정된 수직 바; 및
    상기 수직 바의 단부에 핀을 통하여 연결되고 상기 건조 가스관에 수직하도록 설치된 수평 바를 더 포함하되, 상기 제2 동력원은 상기 수평 바를 상기 건조 가스관을 가로지르는 방향을 따라서 왕복운동시키어 상기 노즐들을 스윙시키는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 건조 가스관을 둘러싸는 복수개의 링들을 더 포함하되, 상기 링들은 상기 뚜껑에 고정되어 상기 적어도 하나의 건조 가스관을 지지하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 장비.
  22. 액조 내의 반도체기판들을 탈이온수를 사용하여 린스시키고,
    상기 액조의 상부에 설치된 복수개의 회전하는 노즐들을 통하여 상기 린스된 반도체기판들을 향하여 건조가스를 분사시키는 것을 포함하는 린스/건조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 반도체기판들을 린스시키기 전에, 상기 액조 내의 상기 반도체기판들을 세정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 회전하는 노즐들의 각각은 슬릿형 분출구를 갖고, 상기 노즐들을 회전시키는 것은 모터에 접속된 벨트를 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 노즐들이 회전하는 동안 상기 노즐들을 스윙시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 노즐들을 스윙시키는 것은 상기 노즐들이 부착된 적어도 하나의 수평 건조 가스관을 시계방향(clockwise direction) 및 반시계방향(counterclockwise direction)을 향하여 일정 각도 내에서 번갈아가면서 반복적으로(alternately and repeatedly) 회전시키는 것을 포함하되, 상기 건조 가스관의 회전축은 상기 건조 가스관의 중심축인 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 건조 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 건조가스를 분사시키기 전에, 상기 액조의 상부에 설치된 이소프로필 알코올 노즐들을 통하여 상기 액조 내로 이소프로필 알코올 가스를 공급하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 린스/건조 방법.
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