KR20050112359A - 케미컬 공급 방법과 이를 수행하기 위한 장치 및 케미컬공급 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치 - Google Patents

케미컬 공급 방법과 이를 수행하기 위한 장치 및 케미컬공급 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼의 에지 부위에 불필요한 케미컬이 적하되는 것을 방지하기 위한 케미컬 공급 방법과 상기 방법을 수행하기 위한 케미컬 공급 장치 및 상기 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼을 처리하기 위한 케미컬을 노즐을 통해 상기 웨이퍼 상으로 공급한다. 다음, 상기 케미컬의 공급이 중단된 후, 상기 공급 배관에서 분기된 드레인 배관에 설치된 케미컬을 흡입하는 흡입밸브 및 진공부재를 이용하여 상기 공급 배관 및 상기 노즐에 잔류하는 상기 케미컬을 상기 드레인 배관에 형성된 진공압에 의해 흡입한다. 따라서, 상기와 같은 케미컬 공급 방법 및 장치는 후속 공정에 불필요한 상기 케미컬이 웨이퍼의 에지 부위에 적하(drop)되는 현상을 방지하여 막질이 들고 일어나는 현상(lifting)을 방지할 수 있다.

Description

케미컬 공급 방법과 이를 수행하기 위한 장치 및 케미컬 공급 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치 {METHOD FOR SUPPLYING CHEMICAL, APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME AND APPARATUS FOR PROCESSING A WAFER HAVING THE CHEMICAL SUPPLYING APPARATUS}
본 발명은 케미컬 공급 방법와 이를 수행하기 위한 케미컬 공급 장치 및 케미컬 공급 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 전면 또는 에지 부위에 불필요한 케미컬이 적하(drop)되는 현상을 방지하기 위한 케미컬 공급 방법와 이를 구현하기 위한 케미컬 공급 장치 및 케미컬 공급 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다.
최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어지고 있는 추세이다.
특히, 고성능 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 제조 장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다.
이와 같이, 고성능 디바이스를 구현하기 위한 반도체 장치 제조 공정에서 웨이퍼 표면에 케미컬을 공급하여 화학반응을 발생시켜, 도전막, 유전체막 등의 다양한 박막을 형성하는 공정이 필수적으로 수반되고 있다.
상기와 같은 다양한 박막들을 형성함에 있어 상기 케미컬 또한 다양하게 요구되고 있다.
이에 종래에는 상기 박막들을 형성하기 위해 웨이퍼 상에 하나의 케미컬을 공급하여 공정을 수행한 다음, 다른 케미컬을 웨이퍼 상에 공급하여 후속 공정의 수행 중에 이전의 케미컬이 적하되어 웨이퍼의 특성을 저하시키는 문제가 있어 이를 개선할 필요가 있다.
상기 케미컬을 웨이퍼 상에 공급하기 위한 시스템에 대한 일 예는 대한민국 공개특허 제10-1999-009774호에 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 케미컬 공급 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1을 참조하여 종래 케미컬 공급 시스템을 설명하면 다음과 같다.
저장탱크(10)에 저장된 케미컬은 에어 밸브(20)의 개폐 동작에 의해 챔버(40)로 공급되거나 차단되게 된다.
즉, 상기 에어 밸브(20)가 개방되면 상기 케미컬은 석백밸브(30)를 통해 상기 챔버(40) 내의 반도체 웨이퍼 상에 공급되고, 상기 에어 밸브(20)가 닫히면 상기 석백밸브(30)는 연결 배관(50) 내에 남아 있는 상기 케미컬을 흡입한다.
하지만, 상기와 같은 종래 케미컬 공급 시스템은 상기 케미컬이 물보다 비중이 작은 경우에는 상기 석백밸브(30)에 의해서 상기 연결 배관(50) 내에 잔류하는 상기 케미컬이 충분히 흡입되지만, 상기 케미컬이 물보다 비중이 큰 경우에는 상기 석백밸브(30)에 의해 흡입되지 않고 상기 챔버 (40)내의 웨이퍼 상으로 적하된다.
이는 상기 케미컬에 의하여 웨이퍼를 처리한 이후에 불필요한 케미컬이 웨이퍼의 전면 또는 에지 부위에 적하되어 웨이퍼의 전기적 특성이나 신뢰성 등을 저하시키는 문제점이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 웨이퍼 상에 불필요한 케미컬이 적하되는 현상을 방지하기 위한 케미컬 공급 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2목적은 상술한 바와 같은 케미컬 공급 방법을 실시하기 위한 케미컬 공급 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 상술한 바와 같은 케미컬 공급 방법을 실시하기 위한 웨이퍼 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케미컬 공급 방법에 따르면, 반도체 웨이퍼을 처리하기 위한 케미컬을 노즐을 통해 상기 웨이퍼 상으로 공급한다. 상기 케미컬을 상기 노즐에 공급하기 위한 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관을 따라 직렬로 설치된 흡입밸브와 진공부재 사이의 상기 드레인 배관의 내부를 진공으로 형성한다. 상기 웨이퍼 상에 상기 케미컬의 공급을 중단시킨 후, 상기 흡입밸브를 개방하여 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬을 진공으로 형성된 상기 드레인 배관으로 흡입한다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치는, 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 케미컬을 공급하기 위한 공급 배관과 연결되어 상기 케미컬을 상기 웨이퍼 상에 공급하기 위한 노즐과, 상기 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관에 설치되어 상기 케미컬을 흡입하는 흡입밸브와, 상기 흡입밸브로부터 상기 드레인 배관이 분기된 지점에 대향하는 방향으로 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 흡입밸브 후단의 상기 드레인 배관 부분을 진공으로 형성하기 위한 진공 부재와, 상기 케미컬의 공급이 중단된 후 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬이 상기 흡입밸브와 상기 진공 부재 사이에 형성된 진공압에 의해 상기 드레인 배관으로 흡입되도록 상기 흡입밸브 및 상기 진공 부재의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
상기 제3목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 처리 장치는, 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 척과, 상기 척과 연결되며 상기 웨이퍼가 지지된 척을 회전시키기 위한 회전 구동부와, 상기 웨이퍼를 처리하기 위해 케미컬을 공급하기 위한 공급 배관과 연결되어 상기 케미컬을 상기 웨이퍼 상에 공급하기 위한 노즐과, 상기 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관에 설치되는 상기 케미컬을 흡입하는 흡입밸브와, 상기 흡입밸브로부터 상기 드레인 배관이 분기된 지점에 대향하는 방향으로 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 흡입밸브 후단의 상기 드레인 배관 부분을 진공으로 형성하기 위한 진공 부재와, 상기 케미컬의 공급이 중단된 후 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬이 상기 흡입밸브와 상기 진공 부재 사이에 형성된 진공압에 의해 상기 드레인 배관으로 흡입되도록 상기 흡입밸브 및 상기 진공 부재의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 공정에 불필요한 상기 케미컬이 웨이퍼 상에 적하(drop)되는 현상을 방지하여 웨이퍼의 전기적 특성 및 신뢰성 등이 저하되는 결함을 제거할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 케미컬 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치 및 상기 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 회전구동부를 이용하여 반도체 웨이퍼를 회전시킨다(S200).
상기 회전하는 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 제1케미컬을 상기 웨이퍼 상으로 공급한다(단계 S210). 상기 제1 케미컬은 물보다 비중이 큰 용액으로서, 상기 웨이퍼를 식각하거나 상기 웨이퍼의 표면을 세정하는 수용액 등이 있다.
상기 제1 케미컬을 상기 노즐에 공급하는 제1 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관을 따라 직렬로 순차적으로 설치된 흡입밸브와 진공 부재 사이의 상기 드레인 배관의 내부를 진공으로 형성한다(S220).
여기서, 상기 드레인 배관의 내부를 진공으로 형성하기 위해서는 상기 흡입밸브를 닫은 상태에서 상기 진공 부재의 펌핑 작용 등을 이용하여 상기 드레인 배관의 내부 공기를 외부로 토출하므로써 형성한다.
이때, 상기 진공 상태는 상기 노즐 및 상기 제1 공급 배관 내에 잔류하는 상기 제1 케미컬을 상기 드레인 배관으로 흡입(S240)할 때까지 계속 유지하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 케미컬을 상기 웨이퍼 상에 공급하는 단계(S210)는 상기 드레인 배관의 내부를 진공으로 형성하는 단계(S220)에 선행하지만, 상기 진공 형성 단계(S220)에 후행하거나 동시에 수행될 수 있다.
상기 웨이퍼 상에 상기 제1 케미컬의 공급을 중단한다(S230).
상기 노즐 및 상기 제1 공급 배관 내에 잔류하는 상기 제1 케미컬을 상기 흡입밸브와 상기 진공 부재 사이의 드레인 배관에 형성된 진공압에 의해 상기 흡입밸브를 개방하여 상기 드레인 배관으로 흡입한다(S240).
상기 드레인 배관에 흡입된 제1 케미컬을 배출한다(S250).
즉, 상기 흡입된 제1 케미컬은 흡입과 동시에 상기 드레인 배관에 형성된 진공압에 의해 상기 진공 부재를 통해 배출된다.
도시되지 않았지만, 상기 흡입된 제1 케미컬은 배출되지 않고 액조에 저장될 수 있다.
상기 웨이퍼 상에 제2 케미컬을 공급하여 후속공정을 수행한다(S260).
상기 제2 케미컬은 물보다 비중이 작은 용액으로서, 상기 웨이퍼를 식각하거나 상기 웨이퍼의 표면을 세정하기 위한 불산수용액 등이 있다.
여기서, 상기 제2 케미컬은 상기 제1 케미컬이 배출됨과 동시에, 또는 배출된 이후에 상기 흡입밸브를 닫은 후 상기 노즐을 통해 회전하는 상기 웨이퍼 상에 공급된다.
상기 웨이퍼 상에 상기 제2 케미컬의 공급을 중단한다(S270).
상기 제2 케미컬의 공급을 중단함과 동시에 상기 노즐에 잔류하는 제2 케미컬이 상기 웨이퍼 상에 적하하는 것을 방지하기 위해 상기 잔류하는 제2 케미컬을 상기 노즐과 연결된 제2 공급 배관으로 흡입한다(S280).
도시되지 않았지만, 상기 흡입된 제2 케미컬은 배출되거나 액조에 저장될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 상기 케미컬 공급 방법을 실현하기 위한 케미컬 공급 장치 및 상기 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 반도체 웨이퍼(W)를 식각하거나 세정하기 위한 제1 케미컬(C1)을 저장하는 제1 액조(300)가 구비된다.
상기 제1 액조(300)에는 상기 제1 케미컬(C1)의 수위를 측정할 수 있는 제1 수위계(H1)가 구비되고, 상기 제1 케미컬(C1)의 농도를 측정할 수 있는 제1 농도 측정계(D1)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 케미컬(C1)은 상기 제1 액조(300)로부터 제1 공급 배관(324)을 따라 제1 항온조(304)를 경유하여 제1 밸브(308)에 공급된다. 상기 제1 액조(300), 상기 제1 항온조(304) 및 상기 제1 밸브(308)는 상기 제1 공급 배관(324)에 직렬로 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1 항온조(304) 및 상기 제1 밸브(308)는 제어부(352)에 의해 그 작동이 제어된다.
즉, 상기 웨이퍼(W)에 공급시키기 위한 상기 제1 케미컬(C1)의 온도를 상기 제어부(352)에 기 설정하고 상기 기 설정된 온도 데이터를 상기 제1 항온조(304)에 송신한다.
여기서, 상기 제1 항온조(304)에서는 수신된 온도 데이터와 일치되도록 상기 제1 케미컬(C1)의 온도를 조절하고, 상기 조절된 상기 제1 케미컬(C1)의 온도 데이터를 상기 제어부(352)에 송신한다.
이때, 상기 제어부(352)에 수신된 온도 데이터가 상기 기 설정된 온도 데이터와 일치하는 경우에는 상기 제1 밸브(308)를 개방시켜 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 제1 밸브(308)에서 연장된 상기 제1 공급 배관(324)으로 플루(flow)되게 하고, 일치하지 않는 경우에는 상기 제1 밸브(308)를 닫아 상기 제1 밸브(308)에서 분기되어 상기 제1 밸브(308)와 상기 제1 액조(300)를 연결하는 제1 바이패스 배관(325)을 통해 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 제1 액조(300)로 바이 패스(by-pass)시킨다.
한편, 상기 제1 밸브(308)를 통과한 상기 제1 케미컬(C1)은 제1 유량계(312)를 경유하여 제2 밸브(316) 및 제1 공급밸브(320)에 공급된다. 상기 제1 유량계(312) 및 상기 제1 공급밸브(320)는 상기 제1 공급 배관(324)에 직렬로 연결된다.
또, 상기 제2 밸브(316)는 상기 제1 유량계(312) 및 상기 제1 공급밸브(320)를 연결하는 상기 제1 공급 배관(324)으로부터 분기된 제2 바이패스 배관(326) 상에 설치된다.
상기 제2 밸브(316) 및 상기 제1 공급밸브(320)는 상기 제어부(352)에 의해 그 작동이 제어된다.
즉, 상기 웨이퍼(W)에 공급시키기 위한 상기 제1 케미컬(C1)의 유량을 상기 제어부(352)에 기 설정하고, 상기 제1 유량계(312)에서 측정된 상기 제1 케미컬(C1)의 유량 데이터는 상기 제어부(352)에 송신된다.
이때, 상기 제어부(352)에 수신된 유량 데이터가 상기 기 설정된 유량 데이터와 일치하는 경우에는 상기 제2 밸브(316)를 닫은 상태에서 상기 제1 공급밸브(320)를 개방시켜 노즐(328)에 공급시키고, 일치하지 않는 경우에는 상기 제1 공급밸브(320)를 닫은 상태에서 상기 제2 밸브(316)를 개방시켜 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 제2 바이패스 배관(326)을 통해 상기 제1 액조(300)로 바이 패스(by-pass)시킨다.
한편, 상기 제1 공급밸브(320)를 통과한 상기 제1 케미컬(C1)은 상기 노즐(328)을 통해 챔버(332) 내의 척(333) 상에 안착된 상기 웨이퍼(W)에 공급된다(A). 특히 상기 노즐(328)은 상기 척(333)에 지지된 웨이퍼(W)의 에지 부위의 상부에 배치되어 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 웨이퍼(W)의 에지 부위에 공급한다.
상기 척(333)은 수직축(334a)과 회전 모터(motor)(334b) 등으로 구성된 회전구동부(334)와 연결되어 상기 수직축(334a)의 회전에 의해 회전하게 된다. 따라서 상기 척 상의 웨이퍼(W)도 동시에 회전하게 된다.
상기 제1 공급밸브(320) 및 상기 노즐(328)은 상기 제1 공급 배관(324)에 직렬로 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 케미컬(C1)과 제2 케미컬(C2)은 동일 노즐(328)에서 분사되나, 서로 다른 노즐에서 분사될 수 있다.
상기 노즐(328)을 통해 상기 웨이퍼(W) 상에 분사되는 상기 제1 케미컬(C1)의 공급을 중단한 후 상기 노즐(328)에 잔류하는 상기 제1 케미컬(C1)이 상기 웨이퍼(W) 상에 적하되기 전에 드레인 배관(336)에 설치된 흡입 밸브(340)를 개방시켜 상기 제1 공급 배관(324) 및 상기 노즐(328)에 잔류하는 상기 제1 케미컬(C1)을 진공 부재(344)로 흡인한다(B).
상기 드레인 배관(336)은 상기 제1 공급밸브(320)와 상기 노즐(328)을 연결하는 상기 제1 공급 배관(324)으로부터 분기되고, 상기 드레인 배관(336)에는 상기 흡입 밸브(340)와 상기 진공 부재(344)가 직렬로 설치된다.
여기서, 상기 진공 부재(344)는 상기 제1 공급밸브(320) 및 상기 진공 부재(344) 사이의 드레인 배관(336)을 진공으로 형성하기 위해 펌핑 작용 등에 의해 상기 제1 공급밸브(320)를 닫은 상태에서 상기 흡입 밸브(340)와 상기 진공 부재(344) 사이의 내부 공기를 외부로 토출한다.
상기와 같이 형성된 진공 상태는 상기 흡입 밸브(340)를 개방시켜 상기 잔류하는 제1 케미컬(C1)이 흡입되기까지 유지된다.
따라서, 상기 제1 케미컬(C1)이 상기 노즐(328)을 통해 상기 웨이퍼(W) 상에 공급되는 동안에는 상기 흡입 밸브(340)는 닫힌 상태로 유지되고, 상기 진공 부재(344)는 계속해서 펌핑 작용 등을 수행하여 상기 흡입 밸브(340)와 상기 진공 부재(344) 사이의 드레인 배관(336)을 진공 상태로 유지한다.
상기 잔류하는 제1 케미컬(C1)은 상기 흡입 밸브(340)와 상기 진공 부재(344) 사이에 진공압이 유지된 상태에서 상기 흡입 밸브(340)를 개방시키면 상기 진공압에 의해 드레인 배관(336)으로 흡입되고, 상기 흡입된 제1 케미컬(C1)은 드레인되거나, 도시되지 않았지만 상기 제1 액조(300)에 공급된다(B).
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 노즐(328) 및 상기 제1 공급 배관(324)에 잔류하는 상기 제1 케미컬(C1)이 상기 진공으로 형성된 상기 드레인 배관(336)에 흡입되면, 상기 웨이퍼(W)를 식각하거나 세정하기 위한 제2 케미컬(C2)이 저장된 제2 액조(300a)에서 상기 제2 케미컬(C2)이 제2 공급 배관(360)으로 공급되기 시작한다.
상기 제2 액조(300a)에는 상기 제2 케미컬(C2)의 수위를 측정할 수 있는 제2 수위계(H2)가 구비되고, 상기 제2 케미컬(C2)의 농도를 측정할 수 있는 제2 농도 측정계(D2)가 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로 설명할 제2 항온조(304a), 제3 밸브(308a), 제3 바이패스 배관(362), 제2 유량계(312a), 제4 밸브(316a) 및 제4 바이패스 배관(364)의 구성 및 작용은 순서대로 상기 제1 항온조(304), 상기 제1 밸브(308), 상기 제1 바이패스 배관(325), 상기 제1 유량계(312), 상기 제2 밸브(316) 및 상기 제2 바이패스 배관(326)의 구성 및 작용과 동일하다.
따라서, 다음의 설명은 상기 제2 유량계(312a)에서 측정된 상기 제2 케미컬(C2)의 유량 데이터가 상기 제어부(352)에 기 설정된 유량 데이터와 동일한 경우이다.
즉, 상기 제2 케미컬(C2)의 유량 데이터가 상기 제어부(352)에 기 설정된 유량 데이터와 동일한 경우, 상기 제2 유량계(312a)를 통과한 상기 제2 케미컬(C2)은 상기 제2 공급배관(360)을 개폐시키는 제2 공급밸브(356)를 개방시켜 상기 노즐(328)에 공급시킨다.
상기 제2 유량계(312a), 상기 제2 공급밸브(356) 및 상기 노즐(328)은 상기 제2 공급 배관(360)과 직렬로 순서대로 설치된다.
한편, 상기 제2 공급밸브(356)를 통과한 상기 제2 케미컬(C2)은 상기 노즐(328)을 통해 챔버(332) 내의 척(333) 상에 안착된 상기 웨이퍼(W)에 공급된다(C). 상기 웨이퍼(W)는 상기 회전구동부(334)를 구성하는 상기 회전모터(334b)가 상기 수직축(334a)을 회전시키므로써 회전하게 된다.
또한, 공정에서 상기 제2 케미컬(C2)이 불필요한 경우에는 상기 제2 공급밸브(356)를 닫히게 하여 상기 제2 케미컬(C2)이 상기 노즐(328)에 공급되는 것을 중단시킨다.
이때, 상기 제2 케미컬(C2)의 공급을 중단하고 상기 노즐(328) 및 상기 제2 공급 배관(360)에 잔류하는 상기 제2 케미컬(C2)은 상기 제2 공급밸브(356)와 연결된 펌프(미도시)에 의해 상기 노즐(328)로부터 상기 제2 공급 배관(360)으로 흡입된다(D). 한편, 상기 제2 공급밸브(356)는 석백밸브를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 흡입된 제2 케미컬(C2)은 제4 밸브(316a)를 개방시켜 상기 제4 바이패스 배관(364)을 통해 상기 제2 액조(300a)에 공급되거나, 도시되지 않았지만 배출되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 밸브(308), 상기 제2 밸브(316), 상기 제1 공급밸브(320), 상기 흡입 밸브(340), 상기 제3 밸브(308a), 상기 제4 밸브(316a) 및 상기 제2 공급밸브(356)는 상기 제어부(352)에서 발생되는 신호에 의해 상기 밸브들의 개폐 동작을 조절하는 솔레노이드 밸브이거나, 도시되지 않았지만, 에어(air)의 공급과 차단에 따라 밸브를 개폐하는 에어 밸브인 것을 특징으로 한다.
상기에서, 상기 제1 공급밸브(320), 상기 흡입 밸브(340), 상기 진공 부재(344) 및 상기 제2 공급밸브(356) 상호간의 메카니즘은 상기 제어부(352)에 의해 조절된다.
즉, 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 노즐(328)에 공급하는 동안에는 상기 제어부(352)는 상기 제1 공급밸브(320)를 개방시키고, 상기 제2 공급밸브(356)는 닫힌 상태로 유지시키며, 동시에 상기 흡입 밸브(340)는 닫히게 하고, 상기 진공 부재(344)는 펌핑 작동 등을 계속 수행하게 하여 상기 흡입 밸브(340)와 상기 진공 부재(344) 사이의 드레인 배관(336)을 진공 상태로 유지시킨다.
반면, 상기와 달리, 상기 제1 케미컬(C1)을 상기 노즐(328)에 공급하는 것을 중단하고 상기 노즐(328) 및 상기 제1 공급 배관(324)에 잔류하는 상기 제1 케미컬(C1)을 흡입하는 경우에는, 상기 제어부(352)는 상기 제1 공급밸브(320)를 닫히게 하고 상기 흡입 밸브(340)를 개방시켜 상기 잔류하는 제1 케미컬(C1)을 진공압에 의해 상기 드레인 배관(336)으로 흡입시키고, 상기 제1 케미컬(C1)이 흡입되면 상기 흡입 밸브(340)는 닫히게 하고, 상기 제2 공급밸브(356)를 개방시켜 상기 제2 케미컬(C2)을 상기 제2 공급 배관(360)을 통해 상기 노즐(328)에 공급시킨다.
이상에서와 같이, 상기 제1 케미컬(C1)을 흡입하기 위해서는 상기 제2 케미컬(C2)을 흡입하는 것과는 달리 진공으로 형성된 드레인 배관(336)이 요구된다.
이는 상기 제2 케미컬(C2)은 물보다 비중이 작기 때문에, 상기 웨이퍼(W)로의 공급을 중단함과 동시에 상기 노즐(328)에서 곧바로 자유낙하를 하여 상기 노즐(328)에 방울을 생성하지 않는다. 따라서 별도의 진공 부재가 없어도 상기 웨이퍼로의 공급을 중단한 후 상기 노즐에 잔류하는 상기 제2 케미컬(C2)은 석백 밸브에 의해 용이하게 흡입될 수 있다.
상기 제2 케미컬(C2)이 자유낙하를 하는 이유는 상기 제2 케미컬(C2)의 입자에 대한 표면장력보다 상기 제2 케미컬(C2)의 입자에 미치는 중력이 더 크기 때문이다.
이와 달리, 상기 제1 케미컬(C1)은 물보다 비중이 크기 때문에, 상기 웨이퍼(W)로의 공급을 중단하면, 상기 노즐(328)에서 자유낙하를 하지 않고 방울로 남아 있다가 후속 공정 진행 중에 상기 웨이퍼(W) 상에 적하되어 상기 웨이퍼(W)에 불량을 야기시키므로, 진공압에 의해 흡입될 수 있도록 상기 드레인 배관(336), 상기 진공 부재(344) 및 상기 흡입 밸브(340)가 요구된다.
도시되지 않았지만, 상기 진공으로 형성된 드레인 배관(336) 이외에 상기 제1 공급 배관(324)에 석백 밸브를 설치하여 상기 잔류하는 제1 케미컬(C1)을 상기 드레인 배관(336)에 형성된 진공에 의해 흡입하고, 동시에 상기 석백 밸브에 의해서도 흡입되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 석백 밸브는 상기 제1 공급밸브(320)와 대체되어 설치될 수 있다.
상기 제1 케미컬(C1)이 자유낙하를 하지 않는 이유는 상기 제1 케미컬(C1)의 입자에 대한 표면장력보다 상기 제1 케미컬(C1)의 입자에 미치는 중력이 더 작기 때문이다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 드레인 배관은 진공압에 의해 상기 웨이퍼에 공급하고 남은 잔량의 케미컬이 상기 노즐에서 상기 웨이퍼의 전면 또는 에지 부위에 적하(drop)되지 않도록 흡입한다.
따라서, 본 발명은 공정에 불필요한 케미컬이 웨이퍼에 적하되는 현상을 방지하여 웨이퍼의 전기적 특성 및 신뢰성 등이 저하되는 결함을 제거할 수 있다.
특히, 불필요한 케미컬이 웨이퍼의 에지 부위에 적하되어 막질이 들고 일어나는 현상을 방지할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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.
도 1은 종래 기술에 따른 케미컬 공급 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 케미컬 공급 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 케미컬 공급 장치 및 상기 장치를 갖는 웨이퍼 처리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
324 : 제1 공급 배관 328 : 노즐
332 : 챔버 333 : 척
334 : 회전구동부 336 : 드레인 배관
340 : 흡입 밸브 344 : 진공 부재
W : 웨이퍼

Claims (12)

  1. 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 케미컬을 노즐을 통해 상기 웨이퍼 상으로 공급하는 단계;
    상기 케미컬을 상기 노즐에 공급하기 위한 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관을 따라 직렬로 설치된 흡입밸브와 진공 부재 사이의 상기 드레인 배관의 내부를 진공으로 형성하는 단계;
    상기 케미컬의 공급을 중단하는 단계; 및
    상기 흡입밸브를 개방하여 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬을 진공으로 형성된 상기 드레인 배관으로 흡입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡입밸브를 통해 흡입된 상기 케미컬을 드레인시키는 단계를 더 포함하는 케미컬 공급 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 케미컬은 물보다 비중이 큰 용액인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 케미컬은 상기 웨이퍼 상에 형성된 막을 제거하기 위한 식각액 또는 상기 웨이퍼를 세정하기 위한 세정액인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 케미컬이 드레인 배관으로 흡입된 후,
    상기 웨이퍼 상으로 제2 케미컬을 공급하는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 상기 제2 케미컬의 공급을 중단하는 단계; 및
    상기 노즐 및 상기 제2 공급 배관 내에 잔류하는 상기 제2 케미컬을 흡입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 케미컬은 물보다 비중이 작은 용액인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판을 회전시키는 단계를 더 포함하며, 상기 케미컬은 회전하는 반도체 기판의 에지 부위로 공급되는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 방법.
  8. 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 케미컬을 공급하기 위한 공급 배관과 연결되어 상기 케미컬을 상기 웨이퍼 상에 공급하기 위한 노즐;
    상기 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관에 설치되어 상기 케미컬을 흡입하는 흡입밸브;
    상기 흡입밸브로부터 상기 드레인 배관이 분기된 지점에 대향하는 방향으로 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 흡입밸브 후단의 상기 드레인 배관 부분을 진공으로 형성하기 위한 진공 부재; 및
    상기 케미컬의 공급이 중단된 후 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬이 상기 흡입밸브와 상기 진공 부재 사이에 형성된 진공압에 의해 상기 드레인 배관으로 흡입되도록 상기 흡입밸브 및 상기 진공 부재의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 노즐과 연결되어 상기 웨이퍼로 제2케미컬을 공급하기 위한 제2공급 배관 중에 설치되며, 상기 제2공급 배관을 개폐하기 위한 공급 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공급 밸브는 상기 제2케미컬의 공급이 중단된 후 상기 제2공급 배관 및 상기 노즐에 잔류하는 제2케미컬을 흡입하기 위한 석백 밸브인 것을 특징으로 하는 케미컬 공급 장치.
  11. 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 척;
    상기 척과 연결되며 상기 웨이퍼가 지지된 척을 회전시키기 위한 회전 구동부;
    상기 웨이퍼를 처리하기 위해 케미컬을 공급하기 위한 공급 배관과 연결되어 상기 케미컬을 상기 웨이퍼 상에 공급하기 위한 노즐;
    상기 공급 배관으로부터 분기된 드레인 배관에 설치되는 상기 케미컬을 흡입하는 흡입밸브;
    상기 흡입밸브로부터 상기 드레인 배관이 분기된 지점에 대향하는 방향으로 상기 드레인 배관에 설치되어 상기 흡입밸브 후단의 상기 드레인 배관 부분을 진공으로 형성하기 위한 진공 부재; 및
    상기 케미컬의 공급이 중단된 후 상기 노즐 및 상기 공급 배관 내에 잔류하는 케미컬이 상기 흡입밸브와 상기 진공 부재 사이에 형성된 진공압에 의해 상기 드레인 배관으로 흡입되도록 상기 흡입밸브 및 상기 진공 부재의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 웨이퍼 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 노즐은 상기 척에 지지된 웨이퍼의 에지 부위의 상부에 배치되며, 상기 웨이퍼의 에지 부위로 상기 케미컬을 공급하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 장치.
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