KR20080089710A - 반도체 장치의 세정 방법 - Google Patents

반도체 장치의 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080089710A
KR20080089710A KR1020070032209A KR20070032209A KR20080089710A KR 20080089710 A KR20080089710 A KR 20080089710A KR 1020070032209 A KR1020070032209 A KR 1020070032209A KR 20070032209 A KR20070032209 A KR 20070032209A KR 20080089710 A KR20080089710 A KR 20080089710A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
solution
cleaning liquid
substrate
supply
Prior art date
Application number
KR1020070032209A
Other languages
English (en)
Inventor
이금주
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070032209A priority Critical patent/KR20080089710A/ko
Publication of KR20080089710A publication Critical patent/KR20080089710A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture

Abstract

반도체 장치의 세정 방법으로, 제1 공급부로부터 화학 물질을 포함하는 세정액을 공급한다. 상기 세정액을 제2 공급부로부터 공급되는 가스를 이용하여 가압한다. 상기 가압된 세정액을 미스트 상태로 변화시킨다. 상기 미스트화된 세정액을 기판 표면으로 제공하여, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 물리적 및 화학적 방법으로 제거한다. 이로써, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

반도체 장치의 세정 방법{Method of cleaning a semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 세정 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 세정 방법이 적용되는 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 세정 장치 102: 지지대
104: 제1 공급부 106: 제2 공급부
108: 아토마이저(atomizer)
본 발명은 반도체 장치의 세정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 낱장 단위로 제공되는 매엽식 기판(single wafer)의 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 증착, 포토리소그래피, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 상기 단위 공정들 중에서 세정 공정은 각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 반도체 기판의 표면에 흡착된 오염 물질 또는 불필요한 막을 제거하는 공정이다.
최근 반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 미세화되고, 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라 상기 세정 공정에 대한 중요도가 점차 높아지고 있다. 상기 세정 공정은 다수의 반도체 기판을 동시에 세정하는 배치식 세정 장치를 사용하는 세정 공정과 낱장 단위로 반도체 기판을 세정하는 매엽식 세정 장치를 사용하는 세정 공정으로 구분된다.
상기 배치식 세정 장치를 사용하는 세정 공정은 반도체 기판을 세정하기 위한 세정액이 수용된 세정조에 다수의 반도체 기판을 침지시켜, 동시에 다수의 반도체 기판을 세정한다. 이때, 상기 세정조에 수용된 세정액에는 세정 효율을 향상시키기 위하여 초음파 진동(ultrasonic vibrations)이 인가될 수 있다.
반면에, 상기 매엽식 세정 장치를 사용하는 세정 공정은 노즐(nozzle) 또는 아토마이저(atomizer)를 이용하여 낱장 단위로 제공된 반도체 기판의 전면 또는 이면에 세정액을 분사한다. 이때, 세정 효율을 향상시키기 위하여 반도체 기판에 분사되는 세정액은 초음파 진동이 인가된 상태로 공급될 수도 있고, 반도체 기판 상에 공급된 상태에서 초음파 진동이 인가될 수도 있다.
특히, 최근의 고집적화 및 생산성 향상을 위하여 기판이 대구경화됨에 따라, 반도체 장치의 세정 공정에서는 상기 배치식 세정 장치에 비해 상기 매엽식 세정 장치를 사용하는 것을 선호하고 있다. 이는, 상기 매엽식 세정 장치를 사용하는 세정 공정의 경우, 공정을 제어하기가 용이하기 때문이다.
일반적으로, 매엽식 기판 세정 공정에 사용되는 아토마이저 장치에 공급되는 세정액은 탈이온수이다. 상기 아토마이저를 통과한 탈이온수는 미스트화되고, 상기 미스트화된 탈이온수는 기판 표면에 분사된다. 상기 분사된 탈이온수는 기판 표면에 흡착된 오염 물질과 충돌하여, 물리적으로 세정한다.
하지만, 상기 탈이온수만으로는 기판 표면에 흡착된 유기물 또는 금속물과 같은 오염 물질을 제거하는데는 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 장치의 세정 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 방법으로, 우선, 제1 공급부로부터 화학 물질을 포함하는 세정액을 공급한다. 상기 세정액을 제2 공급부로부터 공급되는 가스를 이용하여 가압한다. 상기 가압된 세정액을 미스트(mist) 상태로 변화시킨다. 다음에, 상기 미스트화된 세정액을 기판 표면으로 제공하여, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 물리적 및 화학적 방법으로 제거한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세정액은 APM(ammonium peroxide mixture) 용액, 불산(HF) 용액, 오존(O3) 용액 또는 암모니아 용액을 들 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세정액은 유기 용매을 들 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 유기 용매는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)을 들 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면,상기 가압된 세정액은 아토마이저(atomizer)를 이용하여 미스트 상태로 변화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판을 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 기판 표면에 대하여 아토마이저를 이용하여 미스트화된 세정액을 분사함으로써, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 물리적인 방법으로 세정할 수 있을 뿐 아니라, 동시에 화학적인 방법으로 세정할 수 있다.
이로 인해, 상기 반도체 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있으므로, 상기 오염 물질로 인하여 발생되는 반도체 장치의 불량을 예방할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 세정 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 세정 방법을 나타내는 공 정 순서도이다.
도 1을 참고하면, 제1 공급부로부터 세정액을 공급한다.(S100)
상기 세정액의 예로서는, 암모니아(NH3), 과산화수소(H2O2) 및 탈이온수(de-ionized water; DI)를 포함하는 APM(ammonium peroxide mixture) 용액, 희석된 불산(HF) 용액, 오존(O3) 용액, 암모니아 용액 등을 들 수 있다.
또는, 상기 세정액은 유기 용매를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)을 들 수 있다. 상기 이소프로필 알코올 등과 같은 유기 용매는 대기 중에서, 휘발성(volatile)을 가진다. 즉, 상기세정 공정 중에 유기 용매는 자연스럽게 휘발되므로, 건조 공정이 동시에 수행된다.
따라서, 상기 세정액으로 유기 용매가 이용될 경우, 세정 공정 후에 별도의 건조 공정이 필요하지 않으므로, 공정 시간 및 공정 비용을 감소시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 세정액은 화학 물질을 포함한다. 상기 화학 물질은 탈이온수만으로 제거가 불가능한 오염 물질과 화학적으로 반응함으로써, 상기 오염 물질을 용이하게 제거할 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면, 상기 APM 용액에 포함되어 있는 암모니아 및 과산화수소는 기판 상에 형성된 산화막 및 유기물과 화학적으로 반응함으로써, 상기 산화막 및 유기물을 제거하고, 상기 희석된 불산 용액에 포함되어 있는 불산은 자연 산화막(native oxide) 및 금속 이온과 화학적으로 반응함으로써, 상기 자연 산화막 및 금속 이온을 제거할 수 있다. 또한, 상기, 오존 용액은 포함되어 있는 오 존은 포토레지스트 레지듀 및 유기물과 화학적으로 반응함으로써, 상기 레지듀 및 유기물을 제거할 수 있다.
즉, 상기 세정액은 제거하고자 하는 오염 물질의 종류에 따라, 독립적으로 또는 순차적으로 다양하게 사용될 수 있다. 따라서, 세정액의 종류 및 특성에 따라 상기 세정액을 공급하는 제1 공급부는 다수개의 세정액 공급라인이 구비될 수 있다.
상기 세정액을 제2 공급부로부터 공급되는 가스를 이용하여 가압한다.(S110)
상기 가스는 세정액의 유속(flow rate)을 조절해주는 가압 가스인 동시에, 캐리어 가스로서의 역할을 한다. 이로 인해, 상기 세정액에 가해지는 가스의 압력 정도에 따라 오염 물질의 제거 능력이 좌우된다.
따라서, 상기 가스의 압력은 제거하고자 하는 오염 물질의 종류 및 오염 물질의 흡착 정도에 따라 다양하게 조절 가능하다. 상기 가스는 예를 들어, 질소, 불활성 가스(inert gas) 등을 들 수 있다
상기 가압된 세정액을 미스트(mist) 상태로 변화시킨다.(S120)
상기 가압된 세정액은 아토마이저(atomizer)를 이용하여 미스트 상태로 변화시킬 수 있다. 상기 아토마이저는 액체 상태의 세정액을 상기 가스 등과 같은 외부 에너지를 이용하여 작은 액체 입자의 미스트 상태로 전환시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 아토마이저에 구비된 프로브 팁(tip)의 지름은 제거하고자 하는 오염 물질의 종류 및 오염 물질의 흡착 정도에 따라 다양하게 조절 가능하다.
상기 미스트화된 세정액을 반도체 기판 표면으로 제공한다.(S130)
상기 미스트화된 세정액이 반도체 기판 표면으로 제공되면, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질은 가압 에너지를 가진 미스트화된 세정액 입자들과 충돌함으로써, 1차적으로 물리적인 세정 효과를 얻는다. 동시에, 상기 오염 물질은 상기 세정액 입자들에 포함된 화학 물질과 화학적으로 반응함으로써, 2차적으로 화학적인 세정 효과를 얻는다.
일반적으로, 매엽식 기판 세정 공정에 사용되는 아토마이저 장치에 공급되는 세정액은 탈이온수이다. 상기 아토마이저를 이용하는 세정 공정을 간략하게 설명하면, 우선, 상기 아토마이저를 통과한 탈이온수는 미스트 상태가 되고, 상기 미스트화된 탈이온수는 기판 표면에 분사된다.
이후, 상기 분사된 탈이온수는 기판 표면에 흡착된 오염 물질과 충돌함으로써, 상기 오염 물질은 물리적인 방법으로 제거된다. 하지만, 상기 탈이온수만으로는 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 제거하는데는 한계가 있다.
하지만, 본 발명에 따르면, 아토마이저를 이용한 분사방식을 통하여, 물리적 세정 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 화학 물질을 포함하는 세정액을 이용함으로써, 화학적 세정 효과를 동시에 얻을 수 있다. 이로 인해, 오염 물질의 제거력을 향상시킬 수 있다.
상기 미스트화된 세정액이 공급되는 단계에서, 상기 반도체 기판을 회전하는 단계를 동시에 수행함으로써, 물리적 및 화학적 세정 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 반도체 기판의 회전 속도는 제거하고자 하는 오염 물질의 종류 및 오염 물질의 흡착 정도에 따라 다양하게 조절 가능하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 세정 방법이 적용되는 세정 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 세정 방법이 적용되는 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 세정 장치(100)는 지지대(102), 제1 공급부(104), 제2 공급부(106) 및 아토마이저(atomizer; 108)를 구비한다.
이를 구체적으로 설명하면, 상기 지지대(102)는 제거하고자 하는 오염 물질이 흡착된 웨이퍼(W)를 지지하기 위하여 구비된다. 상기 지지대(102)의 일측에는 상기 지지대(102)를 회전시킬 수 있는 회전축(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 공급부(104)는 세정액을 공급하기 위하여 구비되며, 상기 제1 공급주(104)는 상기 세정액의 종류 및 특성에 따라 다수개의 세정액 공급라인이 구비될 수 있다.
일 예로서, 상기 세정액으로 APM 용액 및 오존 용액을 사용할 경우, 상기 제1 공급부(104)는 상기 APM 용액을 공급하는 제1 세정액 공급라인(미도시) 및 상기 오존 용액을 공급하는 제2 세정액 공급라인(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 세정액 공급라인 및 제2 세정액 공급라인을 통하여 공급되는 세정액들의 공급 순서는 세정 조건에 따라 다양하게 조절 가능하다.
상기 제2 공급부(106)는 상기 세정액을 가압하기 위한 가스를 공급하기 위하여 구비되며, 상기 제2 공급부(106)눈 가스의 종류 및 특성에 따라 다수개의 가스 공급라인이 구비될 수 있다.
일 예로서, 상기 가스로 질소 가스 및 아르곤 가스를 사용할 경우, 상기 제2 공급부(106)는 상기 질소 가스를 공급하는 제1 가스 공급라인(미도시) 및 상기 아르곤 가스를 공급하는 제2 가스 공급라인(미도시)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 가스 공급라인 및 제2 가스 공급라인을 통하여 공급되는 가스들의 공급 순서는 세정 조건에 따라 다양하게 조절 가능하다.
상기 아토마이저(108)는 상기 가압된 세정액을 미스트 상태로 변화시키기 위하여 구비된다. 상기 아토마이저(108)는 다수개의 프로브 팁(미도시)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 세정 장비(100)를 이용하여 기판 표면 상에 흡착된 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 화학 물질을 포함하는 세정액을 미스트 상태로 변화시켜서, 상기 미스트화된 세정액을 기판 표면에 분사함으로서, 상기 기판 상에 흡착된 오염 물질을 제거할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 분사 방식에 의한 물리적인 세정효과 및 세정액에 포함되어 있는 화학 물질에 의한 화학적인 세정효과를 동시에 얻을 수 있으므로, 오염 물질에 대한 제거력을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 오염 물질로 인하여 발생되는 반도체 장치의 불량을 예방할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.

Claims (6)

  1. 제1 공급부로부터 화학 물질을 포함하는 세정액을 공급하는 단계;
    상기 세정액을 제2 공급부로부터 공급되는 가스를 이용하여 가압하는 단계;
    상기 가압된 세정액을 미스트(mist) 상태로 변화시키는 단계; 및
    상기 미스트화된 세정액을 기판 표면으로 제공하여, 상기 기판 표면에 흡착된 오염 물질을 물리적 및 화학적 방법으로 제거하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정액은 APM(ammonium peroxide mixture) 용액, 불산(HF) 용액, 오존(O3) 용액 또는 암모니아 용액인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 세정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정액은 유기 용매인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 세정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유기 용매는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 세정 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가압된 세정액은 아토마이저(atomizer)를 이용하여 미스트 상태로 변화시키는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 세정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 세정 방법.
KR1020070032209A 2007-04-02 2007-04-02 반도체 장치의 세정 방법 KR20080089710A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032209A KR20080089710A (ko) 2007-04-02 2007-04-02 반도체 장치의 세정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032209A KR20080089710A (ko) 2007-04-02 2007-04-02 반도체 장치의 세정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080089710A true KR20080089710A (ko) 2008-10-08

Family

ID=40151158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070032209A KR20080089710A (ko) 2007-04-02 2007-04-02 반도체 장치의 세정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080089710A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937147B1 (ko) * 2008-05-30 2010-01-15 동서울대학 산학협력단 기판건조용 건조가스 제조장치
KR20160081299A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 세메스 주식회사 홈포트, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 분위기 조성 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100937147B1 (ko) * 2008-05-30 2010-01-15 동서울대학 산학협력단 기판건조용 건조가스 제조장치
KR20160081299A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 세메스 주식회사 홈포트, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 분위기 조성 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100335450B1 (ko) 반도체 장치의 세정 장비 및 반도체 장치의 세정 방법
EP1583136B1 (en) Control of ambient environment during wafer drying using proximity head
US5723019A (en) Drip chemical delivery method and apparatus
US7494549B2 (en) Substrate treatment apparatus and substrate treatment method
US20050124518A1 (en) Substrate treating apparatus
JPH1027771A (ja) 洗浄方法及び洗浄装置
US7364625B2 (en) Rinsing processes and equipment
JP2013248582A (ja) 電子材料用基板等の被洗浄物の洗浄装置およびその洗浄方法
KR100682538B1 (ko) 반도체 웨이퍼 세정설비 및 세정방법
KR101457732B1 (ko) 조기 건조를 방지하는 장치, 시스템, 및 방법
KR20080089710A (ko) 반도체 장치의 세정 방법
WO2006028983A2 (en) Megasonic processing system with gasified fluid
JP2014130882A (ja) 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
JP2003103228A (ja) 電子工業用基板表面附着物の除去装置及び除去方法
JP2003045842A (ja) 表面付着異質物質の除去方法及び除去装置
US20090255555A1 (en) Advanced cleaning process using integrated momentum transfer and controlled cavitation
US20020179112A1 (en) Method of cleaning electronic device
JP2002261068A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP6020626B2 (ja) デバイス用Ｇｅ基板の洗浄方法、洗浄水供給装置及び洗浄装置
KR20060129790A (ko) 기판 세정 건조 장치
US20030093917A1 (en) Apparatus and methods for processing electronic component precursors
US11728185B2 (en) Steam-assisted single substrate cleaning process and apparatus
WO2021161824A1 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
WO2015189933A1 (ja) デバイス用Ｇｅ基板の洗浄方法、洗浄水供給装置及び洗浄装置
JP2014225570A (ja) デバイス用Ｇｅ基板の洗浄方法、洗浄水供給装置及び洗浄装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination