KR20080005808A - 챔버 내에 파티클의 발생을 방지하는 반도체 소자 제조장치 - Google Patents

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Abstract

챔버 내에 파티클의 발생을 방지하는 반도체 소자 제조 장치가 제공된다. 상기 반도체 소자 제조 장치는 공정이 수행되는 챔버를 구비한다. 상기 챔버 내부에 안착된 웨이퍼를 회전시키는 척이 배치된다. 상기 척 내부에 고정된 상태로 배치되는 제 1 몸체, 상기 제 1 몸체의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼의 저면으로 케미컬을 분사하는 케미컬 분사 유닛 및 상기 케미컬 분사 유닛의 양측에 배치되어 상기 제 1 몸체의 상면에 잔존한 상기 케미컬을 제거하기 위한 클리닝액을 상기 제 1 몸체의 상면에 분사하는 적어도 하나의 제 1 몸체 클리닝 홀을 구비하는 약액 분사부가 배치된다.
반도체 소자 제조 장치, 파티클 제거

Description

챔버 내에 파티클의 발생을 방지하는 반도체 소자 제조 장치{Apparatus for fabricating semiconductor device preventing particle of chamber}
도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장치를 이용한 건조 공정의 진행시 잔존한 케미컬이 부유되어 상기 챔버 내에 형성된 파티클의 분포도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 약액 분사부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 동작을 나타낸 사시도이다.
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 챔버 내에 파티클의 발생을 방지하는 반도체 소자 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼 상에 소정의 막이 적층되고, 그 막이 일정한 패턴으로 형성됨으로써 제조될 수 있다. 상기 반도체 소자는 화학 기상 증착 공정, 사진 공정, 확산 공정, 식각 공정, 세정 공정 등 여러 가지 공정이 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성될 수 있다.
각 반도체 소자의 제조 공정은 공정 목적의 차이가 있기는 하나, 각 공정에서 상기 웨이퍼의 처리 과정은 상기 웨이퍼 상면에 약액 등을 제공하여 소정의 목적을 이룰 수 있다. 각 공정은 주로 상기 웨이퍼의 상면에 대하여 진행되나, 상기 웨이퍼가 300mm로 대형화 됨에 따라 제조 공정의 수율을 높이기 위해 상기 웨이퍼의 저면에도 진행될 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼의 저면에 제공되는 약액 등은 상기 웨이퍼의 하부에서 고정된 상태로 배치되는 약액 분사부, 예를 들면, 노즐 등에 의해 분사되어질 수 있다.
도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장치를 이용한 건조 공정의 진행시 잔존한 케미컬이 부유되어 상기 챔버 내에 형성된 파티클의 분포도이다.
도 1의 반도체 소자 제조 장치는 세정 장치이다. 상기 세정 장치는 상기 웨이퍼에 대한 케미컬 처리 공정, 린스(rinse) 공정 및 건조 공정을 수행할 수 있다. 상기 웨이퍼의 상, 저면에 대한 케미컬 처리 공정이 완료된 후, 상기 웨이퍼의 저면에 분사된 케미컬은 상기 약액 분사부에 잔존될 수 있다. 이는 상기 웨이퍼가 저속으로 회전할 경우, 상기 케미컬이 외부로 비산되지 않고, 상기 약액 분사부에 그대로 낙하하기 때문이다. 도 1에서처럼, 린스 공정이 완료된 후, 건조 공정시 상기 웨이퍼의 고속 회전으로 인하여 상기 웨이퍼의 하부에 기류가 형성된 결과, 잔존된 케미컬이 챔버 내부에서 기류를 따라 작은 파티클(1)로 부유될 수 있다. 심지어, 상기 파티클(1)이 상기 웨이퍼의 상면에 점착되어 반도체 소자 제조 공정의 수율을 저하시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼의 하부에 배치된 약액 분사부와 그 주위에 잔존한 케미컬을 제거하여 챔버 내에 파티클의 발생을 방지하는 반도체 소자 제조 장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 반도체 소자 제조 장치가 제공된다. 상기 반도체 소자 제조 장치는 공정이 수행되는 챔버를 구비한다. 상기 챔버 내부에 안착된 웨이퍼를 회전시키는 척이 배치된다. 상기 척 내부에 고정된 상태로 배치되는 제 1 몸체, 상기 제 1 몸체의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼의 저면으로 케미컬을 분사하는 케미컬 분사 유닛 및 상기 케미컬 분사 유닛의 양측에 배치되어 상기 제 1 몸체의 상면에 잔존한 상기 케미컬을 제거하기 위한 클리닝액을 상기 제 1 몸체의 상면에 분사하는 적어도 하나의 제 1 몸체 클리닝 홀을 구비하는 약액 분사부가 배치된다.
상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체의 상면에 상기 제 1 몸체 클리닝 홀과 대응되게 형성되는 그루부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 그루부는 상기 제 1 몸체의 끝단으로 갈수록 하향 경사질 수 있다.
상기 클리닝액은 초순수를 함유할 수 있다.
상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체와 상기 척 사이에 배치되는 제 2 몸체를 더 포함하되, 상기 제 2 몸체는 상기 제 2 몸체의 외주연을 따라 배치되며, 상기 척 내부에 잔존한 케미컬을 제거하는 클리닝액을 상기 척 내부에 분사하는 적어도 하나 이상의 척 클리닝 홀을 구비할 수 있다. 상기 클리닝액은 초순수를 함유할 수 있다.
상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체에서 상기 케미컬 분사 유닛의 일측에 배치되어 상기 웨이퍼의 저면에 린스액을 분사하는 린스액 분사 유닛을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 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. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 약액 분사부의 사시도이다. 여기서, 반도체 소자 제조 장치는 세정 장치로 예를 들어 설명하나, 식각 장치, 증착 장치, 스핀 장치 등에서도 적용이 가능하다.
반도체 소자 제조 장치(100)는 챔버(110), 상기 챔버(110) 내부에 배치되는 척(120),상기 척(120) 내부에 배치되는 약액 분사부(130), 상기 웨이퍼(W)의 상면에 약액을 분사하는 상면 분사부(150) 및 상기 웨이퍼(W)의 상면에 배치되는 진동 부(160)를 포함한다.
상기 챔버(110)는 상기 웨이퍼(W)에 대한 세정 공정이 진행되는 공간으로 상부가 개방된 형태일 수 있다. 여기서, 상기 웨이퍼(W) 식각 공정, 사진 공정, 증착 공정 등이 진행된 후에 상기 챔버(110) 내로 이송될 수 있다.
상기 챔버(110)의 내부 중앙에는 상기 척(120)이 배치된다. 상기 척(120)은 상기 웨이퍼(W)가 안착되어 이를 회전시킨다. 상기 척(120)은 상기 약액 분사부(130)가 배치되는 공간을 마련할 수 있도록 내부가 중공된 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 척(120)의 외주연을 따라 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 웨이퍼(W)의 측면을 고정시키는 클램프(122)가 설치될 수 있다. 도 2에서는 상기 웨이퍼(W)의 고정 수단을 클램프(122)로 도시하고 있으나, 상기 웨이퍼(W)를 진공 또는 다른 기계적인 방법을 이용한 고정 수단을 사용할 수 있다. 한편, 상기 척(120)의 하부에는 상기 척(120)에 회전력을 제공하는 회전축(126)이 배치될 수 있다.
상기 척(120)의 내부를 관통하여 고정된 상기 약액 분사부(130)가 배치된다. 도 3을 참조하면, 상기 약액 분사부(130)는 케미컬 또는 린스액의 약액을 분사시키는 것으로서 제 1 몸체(131)와 제 2 몸체(135)의 결합으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 몸체(131)의 상면의 중앙에는 상기 웨이퍼(W)의 저면에 대한 케미컬 처리 공정시 케미컬을 분사하는 케미컬 분사 유닛(132)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 몸체(131)의 상면에서 상기 케미컬 분사 유닛(132) 일측에 상기 웨이퍼(W)의 저면에 린스 공정을 수행하기 위한 린스액 분사 유닛(133)이 위치될 수 있다. 여기 서, 상기 케미컬 분사 유닛(132)과 상기 린스액 분사 유닛(133)은 상기 제 1 몸체(131)의 상면에 일렬로 형성된 다수의 홀들을 통해 케미컬과 린스액을 분사시킬 수 있다. 이러한 홀들은 상기 제 1 몸체(131) 내부에 위치된 라인과 연결되어 케미컬 공급부(142)와 린스액 공급부(144)로부터 각각 케미컬과 린스액을 제공받을 수 있다.
한편, 상기 케미컬 분사 유닛(132) 및 상기 린스액 분사 유닛(133)의 양측에는 상기 제 1 몸체(131)의 상면에 적어도 하나의 제 1 몸체 클리닝 홀(138)이 배치된다. 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)은 케미컬 처리 공정으로 인해 상기 제 1 몸체(131)의 상면에 잔존한 케미컬을 제거하기 위해 클리닝액을 분사하는 부분이다. 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)들은 일직선으로 배열되고, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)의 방향은 상기 제 1 몸체(131)의 양 상면을 향하도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 클리닝액은 초순수를 함유할 수 있으며, 린스 공정에서 사용되는 린스액과 동일한 액체를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)은 상기 제 1 몸체(131) 내부에 위치된 라인(134)과 연결되어 상기 린스액 공급부(144)로부터 상기 클리닝액을 제공받을 수 있다.
상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)과 대응되어 상기 제 1 몸체(131)의 상면에 그루부(139)가 형성될 수 있다. 상기 그루부(139)는 상기 제 1 몸체(131)의 상면에 "V"자 형상으로 형성되어, 잔존한 케미컬이 상기 그루부(139)의 경사면을 따라 오목한 부분으로 모이게 할 수 있다. 그리고, 상기 그루부(139)는 잔존한 케미컬을 외부로 용이하게 배출시키기 위해 상기 제 1 몸체(131)의 끝단으로 갈수록 하향 경 사질 수 있다. 이때, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)은 상기 그루부(139)의 오목한 부분과 대응되게 배치되어 상기 클리닝액이 오목한 부분을 따라 분사되게 할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 몸체(131)와 상기 척(120) 사이에 배치된 상기 제 2 몸체(135)의 외주연을 따라 적어도 하나의 척 클리닝 홀(137)이 배치될 수 있다. 상기 척 클리닝 홀(137)은 케미컬 처리 공정이 완료되고 난 후, 상기 척(120) 내부에 잔존한 케미컬을 제거하기 위한 클리닝액을 분사하는 부분이다. 여기서, 상기 클리닝액은 초순수를 함유할 수 있으며, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)에서 사용하는 클리닝액과 동일할 수 있다. 그리고, 상기 척 클리닝 홀(137)은 상기 제 1 몸체(131) 내부의 라인과 연결되어 상기 린스액 공급부(144)로부터 상기 클리닝액을 제공받을 수 있다.
상기 웨이퍼(W)의 상에는 상기 웨이퍼(W)의 상면에 약액을 분사하는 상면 분사부(150)가 배치될 수 있다. 상기 상면 분사부(150)는 케미컬 분사 노즐(152)과 린스액 분사 노즐(154)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 케미컬 분사 노즐(152)은 외부로부터 SC(Standard Clean)-1 등의 케미컬을 공급받을 수 있다. 또한, 상기 린스액 분사 노즐(154)은 외부로부터 초순수를 포함하는 린스액을 공급받을 수 있다.
상기 웨이퍼(W)의 상면에 대한 케미컬 처리 공정이 진행되는 경우에 상기 웨이퍼(W) 상면의 케미컬에 진동에너지를 주기 위하여 상기 챔버(110)의 일측에 진동부(160)가 배치될 수 있다. 상기 진동부(160)는 진동자(162)와 상기 진동자(162)에 제공되는 진동에너지를 발생시키는 고주파 발진기(164)를 포함한다. 상기 진동 자(162)는 상기 웨이퍼(W)의 상면과 근접한 거리로 위치되고, 상기 웨이퍼(W) 상면으로 분사된 케미컬의 표면과 접촉함으로써, 케미컬에 진동을 주어 세정을 효과적으로 수행할 수 있다. 그리고, 상기 진동자(162)는 좌우로 이동되어 상기 웨이퍼(W)가 상기 척(120)에 안착될 경우, 상기 웨이퍼(W)의 상면을 향하여 접근할 수 있다. 또한, 상기 진동자(162)는 케미컬에 내식성을 가지는 석영을 사용할 수 있다. 불화수소산을 함유하는 케미컬의 경우, 상기 진동자(162)는 사파이어, 탄화 규소, 질화 붕소 또는 탄소 유리로 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 동작에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 동작을 나타낸 사시도이다.
상기 웨이퍼(W)가 상기 척(120)에 안착되어 상기 클램프(122)에 의해 고정될 수 있다. 이어서,상기 척(120)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(W)는 회전될 수 있다. 이후, 상기 웨이퍼(W)의 상, 저면에 대한 케미컬 처리 공정을 진행하기 위해 상기 케미컬 분사 노즐(152) 및 상기 케미컬 분사 유닛(132)은 케미컬을 분사할 수 있다. 이와 동시에, 상기 진동자(162)가 상기 웨이퍼(W)의 상면으로 접근하여 상기 웨이퍼(W) 상면의 케미컬에 진동에너지를 제공할 수 있다.
이어서, 상기 웨이퍼(W)의 상, 저면에 대한 린스 공정이 진행하기 위해 상기 린스액 분사 노즐(154) 및 상기 린스액 분사 유닛(133)은 린스액을 분사할 수 있다. 여기서, 상기 웨이퍼(W)는 케미컬 처리 공정시의 회전 속도보다 더 빨리 회전할 수 있다. 한편, 상기 웨이퍼(W)의 저면에 대한 상기 케미컬 처리 공정 후에 상 기 제 1 몸체(131) 상면에 잔존한 케미컬을 제거하기 위해 린스 공정 진행 중, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)에서는 상기 클리닝액이 상기 그루부(139)를 향하여 분사될 수 있다. 도 3의 확대도에서 도시된 바와 같이, 상기 그루부(139) 상에 오목한 부분으로 모인 잔존 케미컬(C)은 상기 그루부(139)의 경사를 따라 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 몸체(131)의 상면을 클리닝할 수 있다.
또한, 상기 척(120) 내부의 잔존한 케미컬을 제거하기 위해 상기 척 클리닝 홀(137)에서는 상기 클리닝액이 방사형으로 분사될 수 있다. 케미컬은 상기 배출구(112)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
린스 공정이 완료된 후, 상기 척(120)은 상기 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시켜 상기 웨이퍼(W)에 대한 건조 공정이 진행될 수 있다. 이때, 건조 공정의 효율을 위해 질소 기체가 제공될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상기 제 1 몸체 클리닝 홀(138)에서 분사되는 상기 클리닝액에 의해 상기 약액 분사부(130)의 상면에 잔존한 케미컬을 제거함으로써 케미컬이 부유되어 상기 챔버(110) 내에서 파티클로 발생됨을 방지할 수 있다. 이는 반도체 소자 제조 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 상기 약액 분사부의 상면에 그 상면을 클리닝하는 클리닝액을 분사하는 홀들을 배치함으로써, 상기 약액 분사부의 상면에 잔존한 케미컬이 제거되어질 수 있다. 또한, 상기 약액 분사부의 외주연에 척 내부를 클리닝하는 클리닝액을 분사하는 홀들를 배치함으로써, 상기 척 내 부에 잔존한 케미컬이 제거되어질 수 있다. 그 결과, 상기 챔버 내부에서 상기 케미컬이 부유되어 파티클로 발생됨을 방지하고, 반도체 소자 제조 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 공정이 수행되는 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 안착된 웨이퍼를 회전시키는 척; 및
    상기 척 내부에 고정된 상태로 배치되는 제 1 몸체, 상기 제 1 몸체의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼의 저면으로 케미컬을 분사하는 케미컬 분사 유닛 및 상기 케미컬 분사 유닛의 양측에 배치되어 상기 제 1 몸체의 상면에 잔존한 상기 케미컬을 제거하기 위한 클리닝액을 상기 제 1 몸체의 상면에 분사하는 적어도 하나의 제 1 몸체 클리닝 홀을 구비하는 약액 분사부를 포함하는 반도체 소자 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체의 상면에 상기 제 1 몸체 클리닝 홀과 대응되게 형성되는 그루부를 더 포함하는 것을 특징으로 반도체 소자 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 그루부는 상기 제 1 몸체의 끝단으로 갈수록 하향 경사지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클리닝액은 초순수를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체와 상기 척 사이에 배치되는 제 2 몸체를 더 포함하되,
    상기 제 2 몸체는 상기 제 2 몸체의 외주연을 따라 배치되며, 상기 척 내부에 잔존한 케미컬을 제거하기 위한 클리닝액을 상기 척 내부에 분사하는 적어도 하나의 척 클리닝 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 클리닝액은 초순수를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 분사부는 상기 제 1 몸체 상면에서 상기 케미컬 분사 유닛의 일측에 배치되어 상기 웨이퍼의 저면에 린스액을 분사하는 린스액 분사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
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