KR20050082835A - 기판 세정 장치 및 그 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 박막 형태로 성장되는 자연 산화막(natural oxide)이나 공기중의 오염물질들이 기판 표면에 흡착되어 형성된 파티클 성분을 제거하기 위한 기판 세정 장치 및 세정방법에 관한 것으로, 본 발명의 기판 세정 장치는 내조와 외조를 갖는 베스와; 상기 베스의 내조에 초순수를 공급하는 초순수 공급부; 상기 베스의 내조에 약액을 공급하는 약액 공급부; 상기 내조에서 외조로 오버플로우되는 약액과 초순수의 혼합액을 상기 내조로 순환시키는 순환부를 포함한다. 상기 순환부는 상기 내조와 외조를 연결하는 순환라인; 상기 순환라인에 설치되어 상기 외조에서 상기 내조로 상기 혼합액을 순환시키기 위한 순환펌프를 포함한다.

Description

기판 세정 장치 및 그 세정 방법{A METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATES}
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 세정처리를 실시하기 위한 기판세정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판 상에 박막 형태로 성장되는 자연 산화막(natural oxide)이나 공기중의 오염물질들이 기판 표면에 흡착되어 형성된 파티클 성분을 제거하기 위한 기판 세정 장치 및 세정방법에 관한 것이다.
예컨대, 반도체 디바이스의 제조공정에 있어서는, 기판의 표리양면, 특히 반도체 디바이스가 형성되는 기판의 표면의 청정도를 높게 유지해야 한다. 이 때문에, 여러 가지의 제조 프로세스의 전후에서 기판의 표면의 세정이 행하여지고 있다.
이러한 세정은 복수의 세정 베스(bath)들을 구비한 웨트 스테이션(wet station)에 의해 행하여지고 있으며, 이 웨트 스테이션의 세정 베스들 중에는 HF(불산)와 초순수(D.I water)가 혼합되어진 화학처리제를 이용하여 기판을 세정하는 HF 베스가 있다. 이 HF 베스는 딥 타입과 오버플로우 타입으로 구분된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 딥(dip) 타입의 HF 베스(10)에서의 기판 세정은 믹싱 탱크(12)에서 HF와 DI가 1:100 또는 1:200으로 혼합된 후, 그 혼합된 처리액이 HF 베스(10)로 공급되는 방식으로 공정 시간이 길다는 단점이 있다. 또한, 믹싱 탱크(12) 및 순환 라인(14) 등으로 이루어지는 믹싱 유닛 장착으로 설비 면적 및 생산성 저해 등의 문제점도 발생되고 있다. 그 뿐만 아니라, 기존에는 1배치(batch)- 1드레인(drain)으로 불필요하게 많은 양의 처리액이 사용되는 단점이 있다(믹싱 탱크에 잔존하는 처리액도 모두 드레인함).
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 HF 베스에서의 세정 시간을 단축할 수 있는 새로운 형태의 반도체 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 딥 방식과 오버플로우 방식을 선택적으로 실시하거나 병행하여 실시할 수 있는 HF 베스를 갖는 새로운 형태의 반도체 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 HF 처리액의 사용량을 줄일 수 있는 새로운 형태의 반도체 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 믹싱 유닛이 필요 없는 새로운 형태의 반도체 기판 세정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위한 본 발명의 기판 세정 장치는 내조와 외조를 갖는 베스와; 상기 베스의 내조에 초순수를 공급하는 초순수 공급부; 상기 베스의 내조에 약액을 공급하는 약액 공급부; 상기 내조에서 외조로 오버플로우되는 약액과 초순수의 혼합액을 상기 내조로 순환시키는 순환부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 순환부는 상기 내조와 외조를 연결하는 순환라인; 상기 순환라인에 설치되어 상기 외조에서 상기 내조로 상기 혼합액을 순환시키기 위한 순환펌프를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 약액은 불화수소산(HF)일 수 있다.
상술한 기술적 과제들을 이루기 위한 본 발명의 기판 세정 방법은 베스의 내조에 약액과 초순수를 기설정된 비율로 공급하는 단계; 상기 베스의 외조에서 상기 베스의 내조로 상기 약액과 초순수의 혼합액을 순환하는 순환단계; 상기 혼합액의 농도와 온도가 기설정된 조건에 맞으면 순환을 중단하고, 상기 베스의 내조로 기판들을 담그는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 기판들이 담겨진 상기 베스의 내조로 초순수를 오버플로우 되도록 공급하여, 상기 혼합액을 초순수로 치환하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 치환하는 단계에서 상기 베스의 외조로 오버플로우되는 혼합액은 드레인된다.
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 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 세정 장치의 전체적인 구성도이고, 도 3은 약액 베스와 이 약액 베스에서의 화학처리제 공급 과정을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 4는 약액 베스에서의 기판 세정 과정을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 기판 세정 장치(100)는 장치 내로 또는 그것으로부터 캐리어가 로딩 또는 언로딩되는 로딩/언로딩부(110)와, 상기 캐리어로부터 기판들을 로딩(인출) 또는 언로딩(수납)하는 그리고 그 기판들을 정렬하는 정렬부(120), 그리고 기판의 세정처리가 이루어지는 세정부(130)로 이루어진다.
상기 세정부는 다수의 약액 베스(132)와, 다수의 린스 베스(134)들 그리고 건조 베스(미도시됨)로 구성되며, 상기 약액 베스(132)에서는 NH4OH:H2O2:H2O가 1:2:13의 비로 혼합된 유기물(organic) 화학처리제를 사용하여 반도체 기판을 세정하거나, 또는 HF:DI가 1:100 또는 1:200으로 혼합된 화학처리제를 사용하여 DHF(dilution HF) 세정을 하거나, 또는 HCl:H2O2:H2O가 1:1:6의 비로 혼합된 비유기물(inorganic) 화학처리제를 사용하여 반도체 기판을 세정한다. 그리고, 상기 린스 베스(134)는 초순수를 사용하여 기판을 QDR(quick dump rinse)한다.
도 3 및 도 4는 상기 세정부의 약액 베스에서 기판을 세정하는 과정을 설명하기 위한 도면 및 플로우챠트이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 약액 베스(132)는 내조(132a)와 외조(132b)로 이루어진다. 상기 내조(132a)에는 초순수 공급부(136)와 약액 공급부(138)를 통해 초순수와 약액(화학처리제)이 일정한 비율로 직접 공급된다(S10). 그리고 상기 초순수와 약액은 상기 약액 베스(132)의 내조(132a)에서 외조(132b)로 오버플로우되도록 과다 공급되며, 상기 약액 베스의 외조(132b)로 오버플로우되는 혼합액(초순수와 약액이 혼합된 화학처리제)은 순환부(140)에 의해 상기 내조(132a)로 순환되면서 농도와 온도를 공정에 적합한 수준으로 조절되게 된다(S20). 이렇게, 혼합액의 농도와 온도가 조절되면, 혼합액의 순환은 중단되고, 상기 약액 베스(132)의 내조에는 세정을 위한 기판들이 담겨진 후 케미컬 세정을 실시하게 된다(S30). 세정을 마친 기판은 다음 공정인 QDR(quick dump rinse)을 위한 린스 베스로 이동된다(S40).
한편, 본 발명의 약액 베스(132)에서는 기판들을 혼합액에 담그어 세정하는 딥방식으로 기판을 세정할 수 있다. 또는 상기 약액 베스(132)에 기판을 담근 후, 상기 약액 베스(132)의 내조에 초순수만을 공급 오버플로우 시킴으로써, 혼합액을 초순수로 치환하는 오버플로우 방식으로 기판을 세정할 수 있다. 또 다른 방법으로는, 딥 방식과 오버플로우 방식을 병합하여 기판을 세정할 수 있다.
여기서, 상기 기판은 포토레티클(reticlo: 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판이나 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등의 표시 패널 기판, 하드 디스크용 기판, 반도체 장치 등의 전자 디바이스용 웨이퍼 등을 뜻한다.
한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 기판세정장치 및 방법은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 처리 방법의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 약액의 혼합이 베스에서 직접 이루어짐으로써, 전체적인 설비 면적으로 줄일 수 있으며, 세정 시간을 단축할 수 있다. 또한, 한번의 세정 공정을 마친 후 버려지는 약액(혼합액)을 줄일 수 있다. 특히, 본 발명은 딥 방식과 오버플로우 방식을 선택적으로 실시하거나 병행하여 실시할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 약액 베스에서의 화학처리제 공급과정을 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 세정 장치의 전체적인 구성도;
도 3은 약액 베스와 이 약액 베스에서의 화학처리제 공급 과정을 설명하기 위한 도면;
도 4는 약액 베스에서의 기판 세정 과정을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
132 : 약액 베스
132a : 내조
132b : 외조
136 : 초순수 공급부
138 : 약액 공급부

Claims (7)

  1. 기판 세정 장치에 있어서:
    내조와 외조를 갖는 베스와;
    상기 베스의 내조에 초순수를 공급하는 초순수 공급부;
    상기 베스의 내조에 약액을 공급하는 약액 공급부;
    상기 내조에서 외조로 오버플로우되는 약액과 초순수의 혼합액을 상기 내조로 순환시키는 순환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환부는 상기 내조와 외조를 연결하는 순환라인;
    상기 순환라인에 설치되어 상기 외조에서 상기 내조로 상기 혼합액을 순환시키기 위한 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 약액은 불화수소산(HF)인 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 기판 세정 방법에 있어서:
    베스의 내조에 약액과 초순수를 기설정된 비율로 공급하는 단계;
    상기 베스의 외조에서 상기 베스의 내조로 상기 약액과 초순수의 혼합액을 순환하는 순환단계;
    상기 혼합액의 농도와 온도가 기설정된 조건에 맞으면 순환을 중단하고, 상기 베스의 내조로 기판들을 담그는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판들이 담겨진 상기 베스의 내조로 초순수를 오버플로우 되도록 공급하여, 상기 혼합액을 초순수로 치환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 치환하는 단계에서 상기 베스의 외조로 오버플로우되는 혼합액은 드레인되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 공급 단계는 상기 베스의 내조로 공급되는 약액과 초순수가 상기 베스의 외조로 오버플로우 되도록 과다 공급되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
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KR100759017B1 (ko) * 2005-09-29 2007-09-14 세메스 주식회사 케미컬 공급 장치
KR102232835B1 (ko) * 2019-12-31 2021-03-29 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

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