KR20080020387A - 웨이퍼 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싱글 타입 세정 장비를 이용한 웨이퍼 세정시 불순물 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 건조 공정을 개선시킬 수 있는 웨이퍼 세정방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 웨이퍼 세정방법은, 싱글 타입 세정 장비의 공정 챔버 내의 웨이퍼 척에 반도체 기판을 안착시키는 단계; 상기 챔버 내에 안착된 기판 상으로 케미컬을 분사시켜 상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 불순물이 제거된 기판 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사시켜 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계;를 포함하며, 상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계와 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계는, 상기 케미컬과 순수 및 IPA 증기가 상기 웨이퍼 표면으로부터 순간적으로 분리되도록 상기 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 반복적으로 주면서 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 세정방법{WAFER CLEANING METHOD}
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11 : 공정 챔버 12 : 회전 모터
13 : 웨이퍼 척 W : 웨이퍼
14 : 케미컬 용기 15 : 분사노즐
16 : 케미컬 17 : 불순물
본 발명은 웨이퍼 세정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 싱글 타입 세정 장비를 이용한 웨이퍼 세정시 불순물(Particle) 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 건조 공정을 개선시킬 수 있는 웨이퍼 세정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 과정은 웨이퍼 표면에 잔류하는 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 표면 피막 등의 다양한 불 순물을 제거하기 위한 세정 공정을 포함한다. 이러한 세정 공정은, 통상, 황산(H2SO4) 용액으로 세정하여 유기물이나 중금속들을 제거하고, HF 용액 또는 BOE(Buffer Oxide Etchant) 용액으로 세정한 다음, 순수(Deionized Water : DIW) 및 IPA 증기를 이용해서 상기 세정된 기판을 린스처리와 함께 건조시키는 일련의 공정으로 이루어진다.
한편, 최근 반도체 소자의 고집적화 추세에 따라 상기 세정 공정시 여러 장의 웨이퍼에 대해 동시에 세정을 진행하는 배치 타입(Batch Type) 세정 장비 대신, 하나의 웨이퍼에 대해서만 세정을 수행하므로 불순물 제거 측면에서 상대적으로 우수한 싱글 타입(Single Type) 세정 장비를 사용하게 되었다.
이하에서는, 상기 싱글 타입 세정 장비를 이용한 종래의 웨이퍼 세정방법을 간략하게 설명하도록 한다.
먼저, 싱글 타입 세정 장비의 공정 챔버 내의 웨이퍼 척 상에 반도체 웨이퍼를 안착시킨 후, 상기 웨이퍼 상에 분사 노즐을 통해 케미컬(Chemical), 예컨데, HF 용액 또는 BOE 용액을 분사하여 세정을 수행한다.
그 다음, 상기 세정 공정이 수행된 기판을 회전시키면서 상기 기판 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사시켜 기판을 린스처리함과 아울러 건조시키고, 이를 통해, 반도체 웨이퍼의 세정 공정을 완료한다.
그러나, 상기 싱글 타입의 장비를 사용하는 종래의 웨이퍼 세정시, 상기 세정 공정을 통해 세정 전의 불순물 수준을 유지하는 정도에 그치고 있다는 문제점이 있다.
이에, 웨이퍼 표면의 불순물 제거 효율을 개선시키기 위한 방법이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 상기 건조 공정시 웨이퍼의 회전이 약할 경우에는 건조가 제대로 이루어지지 않는다는 다른 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 싱글 타입 세정 장비를 이용한 웨이퍼 세정시 불순물 제거 효율을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 세정방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 세정시 건조 공정을 개선시킬 수 있는 웨이퍼 세정방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 세정방법은, 싱글 타입 세정 장비의 공정 챔버 내의 웨이퍼 척에 반도체 기판을 안착시키는 단계; 상기 챔버 내에 안착된 기판 상으로 케미컬을 분사시켜 상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계; 및 상기 불순물이 제거된 기판 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사시켜 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계;를 포함하며, 상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계와 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계는, 상기 케미컬과 순수 및 IPA 증기가 상기 웨이퍼 표면으로부터 순간적으로 분리되도록 상기 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 반복적으로 주면서 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 웨이퍼의 위치변화는 상기 웨이퍼가 상하 방향으로 각각 2∼3㎝만큼 5∼6㎝/s의 속도로 이동하도록 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼의 위치변화는 1∼5회의 횟수로 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼의 위치변화는 N2 가스를 퍼지(Purge)시키면서 수행하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 기술적 원리를 간략하게 설명하면, 본 발명은 싱글 타입 세정 장비를 이용한 웨이퍼 세정시 웨이퍼 상으로 케미컬을 분사하면서 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 반복적으로 준다. 또한, 웨이퍼의 건조시에도 상기 웨이퍼 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사하면서 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 반복적으로 준다.
이렇게 하면, 웨이퍼의 세정시 사용되는 케미컬 및 웨이퍼 상의 불순물이 순간적으로 웨이퍼와 분리되어 상기 불순물의 제거가 용이해지므로 불순물 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 웨이퍼의 건조시에도 수분이 웨이퍼와 순간적으로 이영되 어 상기 웨이퍼의 표면으로 수분이 용이하게 제거되므로 건조 공정을 개선할 수 있다.
자세하게, 도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 세정방법을 설명하기 위한 도면으로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도 1a를 참조하면, 싱글 타입 세정 장비의 공정 챔버(11) 내의 웨이퍼 척(13)에 반도체 웨이퍼(W)를 안착시킨다. 그런 다음, 상기 웨이퍼 척(13)과 연결된 회전 모터(12)를 이용해서 상기 웨이퍼(W)를 회전시키코, 이와 동시에, 상기 웨이퍼(W) 표면 상에 분사 노즐(15)을 통해 케미컬(16)을 분사시킨다.
여기서, 도면부호 14는 케미컬 용기를 나타내고 상기 케미컬(16)으로는 통상 HF 용액이나 BOE 용액 및 NH4OH 용액 등을 사용하며, 이러한 케미컬(16)은 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물과 같은 불순물(17)을 제거하는 역할을 한다.
도 1b를 참조하면, 상기 케미컬(16) 및 불순물(17)이 분사와 함께 웨이퍼(W)에 급격한 위치변화를 준다. 상기 웨이퍼(W)의 위치변화는 웨이퍼(W)를 급강하시키면서 수행하며, 상기 웨이퍼(W)의 위치변화를 통해 케미컬(16) 및 불순물(17)이 웨이퍼(W)로부터 순간적으로 분리된다.
이때, 보다 급격한 위치변화를 위해 상기 웨이퍼(W)를 상부로 2∼3㎝ 정도 이동시킨 후, 하부로 다시 5∼6㎝ 정도 이동시킴으로써 웨이퍼(W) 위치변화의 폭을 증가시킨다.
여기서, 상기 웨이퍼(W)는 5∼6㎝/s 정도의 속도로 이동하며, 이를 통해, 케미컬(16) 및 불순물(17)과 웨이퍼(W)를 순간적으로 분리시켜 상기 웨이퍼(W)로부터의 불순물(17) 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼(W)의 위치변화는 1∼5회 정도의 횟수만큼 반복 수행한다. 아울러, 웨이퍼(W)의 위치변화시, 챔버 내에 N2 가스를 퍼지가스로 유입시키며, 이에 따라, 본 발명은 상기 불순물(17)의 제거 효율을 보다 효율적으로 향상시킬 수 있다.
이후, 도시하지는 않았지만, 상기 세정 공정이 수행된 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 상기 웨이퍼에 순수와 IPA 증기를 분사하여 린스 및 건조 공정을 수행한다.
이때, 상기 린스 및 건조 공정시 상기 세정 공정과 마찬가지 방식으로 웨이퍼(W)에 급격한 상하 방향으로의 위치변화를 가해 줌으로써 상기 건조 공정을 개선할 수 있다.
자세하게, 웨이퍼 척에 안착된 웨이퍼 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사하면서, 상기 웨이퍼를 상부로 2∼3㎝ 정도 이동시킨 후, 하부로 다시 5∼6㎝ 정도 이동시킨다. 이때, 상기 웨이퍼(W)의 이동 속도는 5∼6㎝/s 정도이며, 상기 웨이퍼의 위치변화를 통해 웨이퍼 상의 수분과 웨이퍼를 순간적으로 분리시킬 수 있으므로, 상기 웨이퍼 표면으로부터 수분이 용이하게 제거되어 건조 공정을 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼(W)의 위치변화를 1∼5회 정도의 횟수만큼 반복 수행하며, 웨이퍼(W)의 위치변화시 N2 가스를 퍼지가스로 유입시킴으로써 상기 건조 공정을 더욱 개선시킬 수 있다.
여기서, 본 발명은 싱글 타입 장비를 이용한 웨이퍼 세정시 상기 웨이퍼에 급격한 위치변화를 가해 줌으로써 케미컬 및 불순물과 웨이퍼를 순간적으로 분리시켜 웨이퍼로부터의 불순물 제거 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼의 건조시에도 마찬가지 방식으로 상기 웨이퍼에 급격한 위치변화를 가해 줌으로써 건조 공정을 개선시킬 수 있다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 싱글 타입 장비를 이용한 웨이퍼의 세정 및 건조 공정시 상기 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 가해 줌으로써, 불순물 제거 효율 및 건조 공정을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 싱글 타입 세정 장비의 공정 챔버 내의 웨이퍼 척에 반도체 기판을 안착시키는 단계;
    상기 챔버 내에 안착된 기판 상으로 케미컬을 분사시켜 상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계; 및
    상기 불순물이 제거된 기판 상으로 순수 및 IPA 증기를 분사시켜 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계;를 포함하며,
    상기 기판 상의 불순물을 제거하는 단계와 상기 기판 결과물을 건조시키는 단계는,
    상기 케미컬과 순수 및 IPA 증기가 상기 웨이퍼 표면으로부터 순간적으로 분리되도록 상기 웨이퍼에 상하 방향으로의 급격한 위치변화를 반복적으로 주면서 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케미컬은 HF 용액, BOE 용액 및 NH4OH 용액으로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 위치변화는 상기 웨이퍼가 상하 방향으로 각각 2∼3㎝만큼 5∼6㎝/s의 속도로 이동하도록 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 위치변화는 1∼5회의 횟수로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 위치변화는 N2 가스를 퍼지(Purge)시키면서 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정방법.
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