KR20090068633A - 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치에 관한 것으로서, 내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와, 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 공급홀의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되는 공급 튜브를 포함한다. 따라서, 본 발명은 배스(bath) 내부의 케미컬 또는 초순수의 농도 구배를 일정하게 유지시킴으로써 배스 내에 위치하는 웨이퍼들간의 식각량 또는 세정 정도를 균일하게 하여 웨이퍼의 유니포머티(uniformity)를 향상시키고, 이로 인해 반도체 소자의 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.
배스, 공급 튜브, 공급홀, 케미컬, 초순수

Description

반도체 소자 제조용 습식 세정 장치{Wet cleaning apparatus for manufacturing a semiconductor device}
본 발명은 배스(bath) 내부의 케미컬 또는 초순수의 농도 구배를 일정하게 유지시킴으로써 배스 내에 위치하는 웨이퍼들간의 식각량 또는 세정 정도를 균일하게 하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 배스 타입(bath type)의 습식 세정 장치는 웨이퍼 표면에 존재하는 파티클(particle), 유기물, 메탈 오염물 등과 같은 오염 물질을 SC1(standard cleaning-1), SC2(standard cleaning-2), Piranha, 인산(phosphoric acid) 등과 같은 적절한 케미컬을 사용하여 화학 반응으로 제거하는 역할을 할 뿐만 아니라 동시에 산화막이나 질화막 등을 제거하는 습식 식각(wet etch)의 용도로서도 사용되고 있다.
종래의 반도체 소자를 제조하기 위해 사용되는 습식 세정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치를 도시한 사 시도로서, 식각 공정을 실시하는 경우를 예로 들었다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치(10)는 내측에 다수의 웨이퍼가 카세트에 의해 놓여짐과 아울러 식각을 위한 케미컬이 채워지는 배스(bath; 11)와, 배스(11) 내측의 하부에 외부로부터 공급되는 케미컬(chemical)을 배스(11) 내부로 공급하는 공급 튜브(12)를 포함한다.
공급 튜브(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일단으로부터 공급되는 케미컬을 배스(11) 내부로 공급하기 위하여 상부에 길이방향을 따라 등간격으로 동일한 직경을 가진 공급홀(13)이 다수로 형성되고, 식각되는 막질의 종류에 따라 다양한 케미컬이 공급된다.
따라서, 종래의 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치(10)는 케미컬이 채워진 배스(11)에 다수의 웨이퍼가 카세트에 의해 내측으로 로딩되면, 식각되는 막질의 종류에 따라 알맞은 케미컬이 공급 튜브(12)로 유입되어 공급홀(13)을 통해 배스(11) 내측으로 정해진 시간 동안 새로운 케미컬을 지속적으로 공급한다.
상기한 바와 같은 종래의 기술에 의한 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치는 습식 식각을 실시하는 경우 공급 튜브가 일단으로부터 유입되는 케미컬을 길이방향을 따라 형성되는 공급홀을 통해 배스 내부로 공급하는데, 이 때, 공급 튜브에 동일한 직경의 공급홀이 등간격으로 형성되고, 공급홀을 통해 빠져나가는 케미컬의 양은 공급 튜브 내부의 압력과 비례하며, 공급 튜브 내부의 압력은 유입되는 케미컬의 양과 비례하게 되므로 공급 튜브에서 케미컬이 유입되는 측으로부터 끝단으로 갈수록 공급홀을 통해 시간당 공급되는 케미컬의 양이 감소되어 배스 내부의 케미컬의 농도 구배가 불균일해지고, 이로 인해 공급 튜브에서 케미컬이 유입되는 측과 그 반대되는 끝단에 위치하는 웨이퍼들간에 식각량에 차이가 생기며, 이로 인해 반도체 소자의 수율을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 이러한 문제점은 상기한 습식 세정 장치를 사용하여 케미컬로 웨이퍼를 세정하는 경우는 물론 초순수로 웨이퍼를 린스하는 경우에도 동일하게 적용된다.
본 발명은, 배스(bath) 내부의 케미컬 또는 초순수의 농도 구배를 일정하게 유지시킴으로써 배스 내에 위치하는 웨이퍼들간의 식각량 또는 세정 정도를 균일하도록 한다.
본 발명의 일 실시예로서, 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치는 반도체 소 자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서, 내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와, 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 공급홀의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되는 공급 튜브를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치는 반도체 소자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서, 내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와, 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 공급홀간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성되는 공급 튜브를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치는 반도체 소자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서, 내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와, 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 공급홀의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되며, 공급홀간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성되는 공급 튜브를 포함한다.
본 발명은 배스(bath) 내부의 케미컬 또는 초순수의 농도 구배를 일정하게 유지시킴으로써 배스 내에 위치하는 웨이퍼들간의 식각량 또는 세정 정도를 균일하도록 하여 웨이퍼의 유니포머티(uniformity)를 향상시키고, 이로 인해 반도체 소자의 수율을 증대시키는 효과를 가지고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치(100)는 케미컬을 사용하여 웨이퍼에 대한 식각 공정 또는 세정 공정을 실시하거나, 초순수를 사용하여 웨이퍼에 대한 린스 공정을 실시하기 위한 장치로서, 배스(bath; 110)와, 배스(110) 내측에 설치되는 공급 튜브(120)를 포함한다.
배스(110)는 내측에 다수의 웨이퍼가 카세트에 장착되어 놓여지고, 내부에 케미컬 또는 초순수가 채워지기 위한 공간을 제공하며, 내부에 채워지는 케미컬 또는 초순수를 오버 플로우시켜서 배출시키거나 배출구를 통해 외부로 배출시킨다.
공급 튜브(120)는 배스(110) 내측의 하부에 수평되게 설치되거나, 배스(110) 내측의 상부에 수평되게 설치될 수 있는데, 본 실시예에서는 배스(110) 내측의 하 부에 설치되는 하나 또는 2 이상의 제 1 공급 튜브(121)와 배스(110) 내측의 상부에 설치되는 하나 또는 2 이상의 제 2 공급 튜브(122)로 이루어진다.
제 1 및 제 2 공급 튜브(121,122)는 서로 교차되도록 설치됨이 바람직하고, 제 1 공급 튜브(121)는 그 길이 방향이 배스(110) 내부에 장착되는 웨이퍼의 배열 방향과 일치하도록 설치되는 경우 제 2 공급 튜브(122)는 그 길이 방향이 배스(110) 내부에 장착되는 웨이퍼의 폭 방향과 일치하도록 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 공급 튜브(121)는 외부의 케미컬 공급부 또는 초순수 공급부로부터 일측을 통해 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스(110) 내부로 공급하기 위한 공급홀(121a)이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 배스(110) 내측의 하부에 설치되어 공급홀(121a)이 상측을 향하도록 형성됨으로써 케미컬 또는 초순수가 상방으로 공급되도록 한다.
또한, 제 2 공급 튜브(122)는 외부의 케미컬 공급부 또는 초순수 공급부로부터 일측으로 통해 유입되는 케미컬 또는 초순수를 배스(110) 내부로 공급하기 위한 공급홀(122a)이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 배스(110) 내측의 상부에 설치되어 공급홀(122a)이 하측을 향하도록 형성됨으로써 케미컬 또는 초순수가 하방으로 공급되도록 한다.
제 1 및 제 2 공급 튜브(121,122)는 공급홀(121a,122a)의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성된다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치에서 다른 실시예에 따른 공급 튜브(130)는 배스(110; 도 3에 도시) 내부에 수평되게 설치되고, 이전 실시예의 공급 튜브(120)와 마찬가지로 제 1 및 제 2 공급 튜브(131,132)로 이루어질 수 있으며, 각각에 형성되는 공급홀(131a,132a)간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성된다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치에서 또 다른 실시예에 따른 공급 튜브(140)는 배스(110; 도 3에 도시) 내부에 수평되게 설치되고, 이전의 실시예의 공급 튜브(120)와 마찬가지로 제 1 및 제 2 공급 튜브(141,142)로 이루어질 수 있으며, 각각에 형성되는 공급홀(141a,142a)은 그 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되며, 서로 간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
배스(110) 내측에 다수의 웨이퍼가 카세트에 의해 놓여지면, 웨이퍼에 대한 식각 공정 또는 세정 공정에 필요한 케미컬이나 웨이퍼의 린스 공정에 사용되는 초순수가 제 1 공급 튜브(121,131,141)와 제 2 공급 튜브(122,132,142)로 유입됨으로써 공급홀(121a,122a,131a,132a,141a,142a)을 통해 배스(110) 내부로 공급되어 웨이퍼에 대한 식각 이나 세정 또는 린스가 이루어지도록 한다.
이 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공급 튜브(121,122)가 서로 교차되도록 설치됨으로써 배스(110) 내부의 와류 발생을 방지하고, 배스(110) 내부의 케미컬 또는 초순수의 농도를 균일하도록 한다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공급 튜브(121,122)의 공급홀(121a,122a) 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공급 튜브(131,132)의 공급홀(131a,132a) 간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 공급 튜브(141,142)의 공급홀(141a,142a)의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성됨과 아울러 공급홀(141a,142b) 간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성됨으로써 제 1 및 제 2 공급 튜브(121,122,131,132,141,142) 전체 길이에 걸쳐서 시간당 공급되는 케미컬 또는 초순수의 양을 균일하도록 보상하여 케미컬 또는 초순수의 배스(110) 내의 농도가 균일하도록 한다.
그러므로, 배스(110) 내의 케미컬 또는 초순수의 농도 구배를 일정하게 유지시킴으로써 배스(110) 내에 위치하는 웨이퍼들간의 식각량 또는 세정 정도를 균일하게 하여 웨이퍼의 유니포머티(uniformity)를 향상시키고, 이로 인해 반도체 소자의 수율을 증대시킨다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명 하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 기술에 다른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브를 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브를 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브의 다른 실시예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치의 공급 튜브의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 배스 121,131,141 : 제 1 공급 튜브
121a,122a,131a,132a,141a,142a : 공급홀 122,132,142 : 제 2 공급 튜브

Claims (5)

  1. 반도체 소자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서,
    내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와,
    상기 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 상기 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 상기 공급홀의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되는 공급 튜브
    를 포함하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치.
  2. 반도체 소자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서,
    내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와,
    상기 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 상기 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 상기 공급홀간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성되는 공급 튜브
    를 포함하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치.
  3. 반도체 소자를 제조하기 위한 습식 세정 장치에 있어서,
    내측에 다수의 웨이퍼가 놓여지며, 케미컬 또는 초순수가 채워지는 배스와,
    상기 배스 내측에 수평되게 설치되고, 일측을 통해서 유입되는 케미컬 또는 초순수를 상기 배스 내부로 공급하기 위한 공급홀이 길이 방향을 따라 다수로 형성되되, 상기 공급홀의 직경이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 크게 형성되며, 상기 공급홀간의 간격이 케미컬 또는 초순수의 유입측으로부터 멀어질수록 작게 형성되는 공급 튜브
    를 포함하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 튜브는,
    상기 배스의 하부에 설치되며, 상기 공급홀이 상측을 향하도록 형성되는 하나 또는 2 이상의 제 1 공급 튜브와,
    상기 배스의 상부에 설치되며, 상기 공급홀이 하측을 향하도록 형성되는 하나 또는 2 이상의 제 2 공급 튜브
    를 포함하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 공급 튜브는,
    서로 교차되도록 설치되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 습식 세정 장치.
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