KR20090035097A - 웨이퍼 세정 방법 - Google Patents

Abstract

척에 안착된 웨이퍼를 세정하는 기판 세정 방법이 제공된다. 이 웨이퍼 세정 방법은 웨이퍼 표면에 액체상태의 알코올로 이루어진 수막을 형성하고, 상기 수막에 초음파를 전달하여 상기 웨이퍼 표면을 세정한다. 이 웨이퍼 세정 방법에 의하면, 초음파에 의해 진동되는 액체상태의 알코올을 이용하여 웨이퍼 표면을 세정한다. 따라서, 웨이퍼 상에 형성된 패턴들의 미세한 공간에 존재하는 이물질을 제거함으써, 미세한 세정공정이 가능하다.

Description

웨이퍼 세정 방법{METHOD FOR CLEANING WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼를 처리하는 웨이퍼 세정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 상에 유체를 공급하여 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo-resist)의 도포, 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게되며, 각각의 공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위한 공정으로는 초순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning Process)이 있다.

일반적인 세정공정 장치는 한 장의 웨이퍼를 처리할 수 있는 웨이퍼 척(Wafer chuck)으로 웨이퍼를 고정시킨 후 모터에 의해 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼의 상부에서 분사노즐을 통해 약액 또는 초순수를 흘려주어, 웨이퍼의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 웨이퍼의 표면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, 최근 웨이퍼가 대형화되고, 웨이퍼 상에 형성된 패턴이 미세화되는 추세이다. 따라서 단순히 기판 표면에 초순수를 흘려주는 방식으로 진행되는 세정공정방식은 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 미세한 공간에 존재하는 이물질을 완전히 제거하는데 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판 상에 형성된 패턴들의 미세한 공간에 존재하는 이물질을 세정할 수 있는 기판 세정 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 방법은 웨이퍼 표면에 액체상태의 알코올로 이루어진 수막을 형성하고, 상기 수막에 초음파를 전달하여 상기 기판 표면을 세정한다.

본 실시예에서는 상기 알코올로서 이소 프로필 알코올(Iso Propyl Alcohol: IPA)이 사용된다.

본 발명에 의하면, 기판 표면에 이소프로필 알콜로 이루어진 수막을 형성하고, 상기 수막에 초음파를 전달하여 상기 기판 표면을 세정한다. 따라서, 본 발명은 기판 상에 형성된 패턴들의 미세한 공간에 존재하는 이물질을 완벽히 제거함으로써, 세정 능력이 향상된다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

본 발명에 따른 기판 세정 장치는 다수의 약액을 웨이퍼 상에 각각 공급하여 공정을 수행하는 다양한 장치에 적용가능하다. 또한, 본 실시예에서는 공정의 처리대상으로서 웨이퍼 등과 같은 반도체 기판을 예로 들어 설명하고 있으나 본 발명의 기판처리장치는 이에 한정되지 않고, 유리 기판과 같은 다양한 종류의 기판에도 적용될 수 있다.

이하 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 세정 장치의 웨이퍼 표면 세정 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 세정 장치(100)는 웨이퍼(W)가 안착되는 스핀 헤드(102)과, 스핀 헤드(102)에 안착된 웨이퍼(W)의 표면을 세정하기 위한 노즐부(110)를 포함한다. 또한 웨이퍼 세정 장치(100)는 스핀 헤드(102)와, 노즐부(110)를 구동시키는 적어도 하나의 구동 장치(104, 106)들과, 이들 구동 장치(104, 106)를 제어하는 컨트롤러(미도시됨)를 포함한다.

스핀 헤드(102)는 안착된 웨이퍼(W)를 세정하기 위하여, 하단부에 구비되는 구동 장치(예를 들어, 모터 등)(104)에 의해 회전된다. 그리고 스핀 헤드(102)는 내부 중앙을 관통하여 백 노즐(124, 126)이 배치된다.

노즐부(110)는 분사 노즐(112)과 소닉 진동자(114)를 포함한다.

상기 분사노즐(112)은 바(bar) 타입으로 구비되어 세정액 공급원(미도시됨)으로부터 세정액을 공급받아서 웨이퍼(W) 표면으로 세정액을 공급한다. 본 발명에서는 세정액으로서 세정 능력이 우수한 알코올 계열의 세정액을 사용한다. 바람직하게는 이소 프로필 알코올(Iso Propyl Alcohol: IPA)이 상기 세정액으로서 사용된다. 상기 소닉 진동자(114)는 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정액(IPA)을 진동시키기 위해 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정액으로 초음파(또는 마이크로웨이브 등)를 전달한다.

따라서 노즐부(110)는 스핀 헤드(102)에 안착된 웨이퍼(W)의 표면으로 세정액(IPA)을 공급하고, 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정액(IPA)으로 초음파를 발생시켜서 웨이퍼(W) 표면을 세정한다. 이와 같이, 초순수를 흘려주는 방식으로 웨이퍼 표면을 세정하는 종래와는 달리 알코올 계열의 세정액을 초음파로 진동시켜 웨이퍼 표면을 세정한다. 이에 따라 웨이퍼 상에 형성된 패턴들의 미세한 공간에 존재하는 이물질을 확실히 제거할 수 있다.

한편, 구동 장치(106)는 소닉 진동자(114)를 웨이퍼(W) 표면과 소정의 간격, 일례로 약 1.2 미리 간격을 유지한 채 웨이퍼(W) 상부에서 왕복 이동한다. 따라서 노즐부(110)는 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정액(IPA)을 초음파로 진동시켜서 이물질을 웨이퍼(W) 표면으로부터 떨어지게 하여 세정한다.

그리고 컨트롤러(미도시됨)는 노즐부(110)와 복수의 구동 장치(104, 106)들 과 전기적으로 연결되어, 웨이퍼 세정 장치(100)의 제반 동작을 제어한다. 예컨대, 컨트롤러는 웨이퍼(W) 표면 및 후면을 세정하는 공정을 처리하기 위해, 세정액 공급원으로부터 분사 노즐(112)와 백 노즐(124)로 세정액(IPA)을 공급시키고, 소닉 진동자(114)를 제어하여 초음파를 발생시킨다. 또한 상기 컨트롤러는 소닉 진동자(114)가 왕복 이동되도록 구동 장치(106)를 제어하거나, 구동 장치(104)를 제어하여 스핀 헤드(102)을 회전시키는 등의 제반 동작을 제어한다.

요약하면, 본 발명의 웨이퍼 세정 장치(100)는 웨이퍼(W) 표면의 상부에 배치되는 소닉 진동자(114) 및 알코올 계열의 세정액을 토출하는 분사 노즐(112)을 구비하고, 이들을 개별 또는 동시에 구동시킴으로써, 웨이퍼(W) 표면을 세정한다.

결과적으로 본 발명의 웨이퍼 세정 장치(100)는 초순수 대신 세정액(IPA)으로서 알코올 계열의 이소 프로필 알코올을 사용하고, 소닉 진동자(114)를 이용하여 웨이퍼(W) 표면에 형성된 알코올 계열의 세정액으로 이루어진 수막을 진동시켜 세정함으로써, 세정능력을 향상시킨다.

계속해서 상술한 웨이퍼 세정 장치(100)를 이용하여 웨이퍼(W)를 세정하는 웨이퍼 세정 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서, 웨이퍼 세정 방법은 웨이퍼(W) 표면을 세정하기 위해 컨트롤러(미도시됨)가 처리하는 프로그램으로, 이 프로그램은 컨트롤러의 메모리에 저장된다.

먼저, 웨이퍼 세정 장치(100)는 스핀 헤드(102)에 웨이퍼(W)를 안착시키고, 분사 노즐(112)을 통해 웨이퍼(W) 표면으로 알코올 계열의 세정액(IPA)을 공급한다. 이에 따라 웨이퍼(W) 표면에서 알코올 계열의 세정액(IPA)으로 이루어진 수막 이 형성된다. 이어서, 소닉 진동자(114)를 통해 웨이퍼(W) 표면에 형성된 상기 수막으로 초음파(또는 마이크로웨이브 등)를 전달한다. 이에 따라 웨이퍼(W) 표면에 형성된 수막은 진동하게 된다. 이후, 백 노즐(124)을 통해 웨이퍼(W) 후면에 세정액(IPA)을 토출한다. 이어서 웨이퍼(W) 표면 및 후면을 세정한다.

여기서는 본 발명의 웨이퍼 세정 방법을 웨이퍼(W) 표면 세정 및 웨이퍼 후면 세정을 순차적으로 설명하였으나, 이 수순은 시간적으로 전후 조절이 가능하며, 물론 웨이퍼 표면 및 후면 세정을 동시에 처리할수도 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 세정 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 세정 장치의 기판표면의 세정 상태를 나타내는 도면이다.

Claims (2)

1. 척에 안착된 웨이퍼를 세정하는 웨이퍼 세정 방법에 있어서,

   상기 웨이퍼 표면에 액체상태의 알콜로 이루어진 수막을 형성하고, 상기 수막에 초음파를 전달하여 상기 웨이퍼 표면을 세정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 알콜은 이소 프로필 알콜(Iso Propyl Alcohol: IPA)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정 방법.

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