KR20110077604A - 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건식세정시 생성된 반응부산물을 고온에서 가열하지 않고도 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명의 웨이퍼 세정 장치는 건식세정챔버 및 상기 건식세정챔버와 연결되고, 가열수단과 케미컬분사노즐을 구비하는 습식세정챔버를 포함하고 있으며, 건식세정시 생성된 반응부산물을 습식세정을 통해 제거함으로써, 웨이퍼를 고온에서 가열하지 않고도 짧은 시간내에 안정적으로 반응부산물을 제거할 수 있는 효과가 있다.
세정챔버, COR챔버, PHT챔버, 건식세정, 습식세정
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 웨이페 세정 장치 및 이를 이용한 웨이페 세정방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 집적도가 증가함에 따라 저선택비 세정 방법이 요구되고 있으며, 이에 따라, 습식세정(Wet cleaning)이 아닌 건식세정(Dry cleaning)이 반도체 제조공정에 폭 넓게 적용되고 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 나타낸 도면으로, 도 1a는 웨이퍼 세정 장치의 전체모습을 나타낸 이미지, 도 1b는 도 1a에서 COR챔버를 구체적으로 나타낸 단면도, 도 1c는 도 1a에서 PHT챔버를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 종래기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 살펴보면, 웨이퍼(100) 상의 세정대상막 예컨대, 산화막(101)과 세정가스를 반응시켜 산 화막(101)을 제거하는 COR챔버(Chemical Oxide Removal, 10)와 COR챔버(10)에서 생성된 반응부산물을 열을 통해 제거하는 PHT챔버(Post Heating Treatment, 20)로 구성되어 있다. 이때, COR챔버(10)는 웨이퍼(100)를 지지하는 척(13), 세정가스가 주입되는 가스주입구(11), 가스배출구(12)로 이루어져 있다. 그리고, PHT챔버(20)는 웨이퍼(100)를 지지함과 동시에 웨이퍼(100)를 가열하는 히터가 내장된 척(23)과 가스배출구(22)로 이루어져 있다.
상술한 구조를 갖는 웨이퍼 세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, COR챔버(10)에 세정대상막 예컨대, 산화막(101)이 형성된 웨이퍼(100)가 이송되어 척(13)에 고정되면 가스주입구(11)를 통해 세정가스를 주입시킨다. 주입된 세정가스와 산화막(101)이 반응하여 산화막(101)이 제거되면서 반응부산물(R)이 웨이퍼(100) 상에 잔류하게된다.
다음으로, 반응부산물(R)이 잔류하는 웨이퍼(100)를 PHT챔버(20)로 이송하여 척(23)에 고정한 후에 웨이퍼(100)를 고온으로 가열하여 반응부산물(R) 제거한다.
하지만, 종래기술에 따른 웨이퍼 세정방법은 반드시 COR챔버(10)와 PHT챔버(20)를 거쳐야지만 반응부산물(R)이 제거되기 때문에 제조시간이 증가하고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, PHT챔버(20)는 웨이퍼(100)를 가열하여 반응부산물(R)을 제거하기 때문에 추가적으로 열적 안정화 시간을 필요로한다. 이로 인하여 제조시간이 더욱더 증가하고, 생산성은 더욱더 저하되는 문제점이 있다.
또한, PHT챔버(20)에서 열을 이용하여 반응부산물(R)을 제거하기 위해서는 적어도 100℃ 이상(100℃ ~ 400℃ 범위) 통상적으로 300℃ 내외의 온도로 웨이퍼(100)를 가열해야하기 때문에 고온에 의한 웨이퍼(100) 손상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 건식세정시 생성된 반응부산물을 고온에서 가열하지 않고도 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 세정공정 시간을 단축시킬 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이페 세정방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명의 웨이퍼 세정방법은 산화막이 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계; 불산가스(HF)와 암모니아가스(NH3)를 이용하여 상기 산화막을 제거하는 건식세정단계; 및 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하여 상기 건식세정시 발생된 반응부산물을 제거하는 습식세정단계를 포함한다. 이때, 산화막은 실리콘산화막(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기 건식세정은 10℃ ~ 40℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있다.
상기 습식세정은 가열된 케미컬을 상기 웨이퍼에 분사하는 방법으로 실시할 수 있다. 또한, 상기 습식세정은 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하면서 상기 웨이퍼를 가열하는 방법으로 실시할 수 있다.
상기 케미컬은 SPM(sulfuric acid-peroxide Mixture), APM(Ammonium hydroxide Peroxide Mixture), 및 탈이온수로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 혼합된 혼합용액을 포함할 수 있다.
상기 습식세정시 SPM을 사용하는 경우에 90℃ ~ 120℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있고, APM 또는 탈이온수를 사용하는 경우에 20℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 실시할 수 있다.
상기 건식세정 및 상기 습식세정은 동일 챔버에서 인시튜로 진행할 수 있고, 상기 건식세정 및 상기 습식세정은 각각 건식세정챔버 및 습식세정챔버에서 인시튜로 진행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명의 웨이퍼 세정 장치는 건식세정챔버 및 상기 건식세정챔버와 연결되고, 가열수단과 케미컬분사노즐을 구비하는 습식세정챔버를 포함한다.
또한, 상기 건식세정챔버는 웨이퍼를 지지하는 척, 가스주입구, 가스배출구 및 상기 척에 내장된 히터를 포함할 수 있다. 이때, 상기 건식세정챔버에서 상기 가스주입구는 사용되는 세정가스의 종류에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
상기 습식세정챔버는 상기 웨이퍼를 지지 및 회전시키는 회전척과 케미컬배출구를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 가열수단은 상기 회전척에 내장된 히터를 포함할 수 있다.
상기 습식세정챔버에서 상기 케미컬분사노즐은 사용되는 케미컬의 종류에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면에 따른 본 발명의 웨이퍼 세정 장치는 건식세정을 위한 가스주입구, 습식세정을 위한 케미컬분사노즐 및 가열수단을 구비하는 세정챔버를 포함할 수 있다. 또한, 상기 세정챔버는 웨이퍼를 지지 및 회전시키는 회전척과 가스 및 케미컬이 배출되는 배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 가열수단은 상기 회전척에 내장된 히터를 포함할 수 있다.
상기 가스주입구는 사용되는 세정가스의 종류에 따라 복수개를 구비할 수 있고, 상기 케미컬분사노즐도 사용되는 케미컬의 종류에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명은, 건식세정시 생성된 반응부산물을 습식세정을 통해 제거함으로써, PHT챔버의 경우처럼 열적 안정화 시간을 필요로하지 않으며, 1분 내외의 짧은 시간에 반응부산물을 제거할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해, 반도체 장치의 제조시간을 감소시키고, 생산성은 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 고온(예컨대, 300℃ 내외)에 기인한 웨이퍼 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 세정공정이 완료된 이후 잔류하는 세정대상막에 대한 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 기화된 반응부산물을 챔버 외부로 배출시키기 위한 별도의 펌프장치를 필요로하지 않기 때문에 웨이퍼 세정 장치의 구조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있 다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
후술할 본 발명은 건식세정(dry cleaning)시 생성된 반응부산물을 고온으로 가열하지 않고도 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명은 웨이퍼 상에 잔류하는 세정대상막을 제거하는 건식세정을 진행한 후에 건식세정시 발생된 반응부산물을 제거하기 위한 습식세정을 순차적으로 진행하는 것을 기술요지로 한다.
이하, 본 발명의 실시예들에서는 건식세정과 습식세정을 순차적으로 진행할 수 있는 웨이퍼 세정 장치에 대하여 구체적으로 설명함과 동시에 웨이퍼 세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 나타낸 도면으로, 도 2a는 웨이퍼 세정 장치의 전체모습을 나타낸 이미지, 도 2b는 도 2a에서 건식세정챔버를 구체적으로 나타낸 단면도, 도 2c는 도 2a에서 습식세정챔버를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는 건식세정챔버(30) 및 건식세정챔버(30)와 연결되고, 가열수단과 케미 컬분사노즐(44)을 구비하는 습식세정챔버(40)를 포함한다.
건식세정챔버(30)는 웨이퍼(200)를 지지하는 척(33), 척(33)에 내장되어 웨이퍼(200)를 가열시키는 히터(36), 세정가스가 주입되는 가스주입구(31), 미반응 세정가스등이 배출되는 가스배출구(32)를 포함할 수 있다. 이때, 가스주입구(31)는 건식세정챔버(30)에 주입되는 세정가스의 종류(또는 갯수)에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
습식세정챔버(40)는 웨이퍼(200)를 지지 및 회전(S)시키는 회전척(43), 가열수단으로 회전척(43)에 내장된 히터(46), 미반응세정용액등이 배출되는 배출구(42), 웨이퍼(200)로 케미컬(즉, 세정용액)을 분사하기 위한 케미컬분사노즐(44)을 포함할 수 있다. 이때, 케미컬분사노즐(44)은 습식세정챔버(40)에 주입되는 세정용액의 종류(또는 갯수)에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장비를 이용한 웨이퍼 세정방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서는, 세정대상막이 웨이퍼 상에 형성된 산화막 예컨대, 실리콘산화막(SiO2)인 경우를 예시하여 설명한다.
먼저, 건식세정챔버(30)에 산화막(201)이 형성된 웨이퍼(200)가 이송되어 척(33)에 고정되면 가스주입구(31)를 통해 세정가스를 주입시킨다. 이때, 세정가스로는 암모니아가스(NH3)와 불산가스(HF)를 사용할 수 있으며, 각각의 세정가스는 서로 다른 가스주입구(31A, 31B)를 통해 주입된다. 즉, 제1주입구(31A)로는 암모니아가스를 주입하고, 제2주입구(31B)로는 불산가스를 주입할 수 있다.
다음으로, 건식세정챔버(30)에 주입된 세정가스와 산화막(201)을 반응시켜 산화막(201)을 제거한다. 세정가스와 산화막(201) 사이의 반응은 아래 화학식1과 같다.
SiF4(g) + 2NH3(g) + 2HF(g) → (NH4)2SiF6(s)
위의 화학식1과 같이 산화막(201)과 세정가스가 반응하여 산화막(201)은 제거되면서 반응부산물(R)인 (NH4)2SiF6가 생성된다. 이때, 세정가스와 산화막(201) 사이의 반응성을 향상시키기 위해 웨이퍼(200)를 10℃ ~ 40℃ 범위의 온도로 가열한 상태에서 건식세정을 진행하는 것이 바람직하다.
건식세정시 발생된 반응부산물(R)은 웨이퍼(200) 상에 고체형태로 잔류하며, 건식세정챔버(30)에 주입된 세정가스로는 반응부산물(R)을 제거할 수 없다.
따라서, 반응부산물(R)을 제거하기 위해 웨이퍼(200)를 습식세정챔버(40)로 이송하여 회전척(43)에 고정시킨 후에 회전척(43)를 회전(S)시키면서 케미컬분사노즐(44)를 통해 웨이퍼(200)에 케미컬을 분사하여 반응부산물(R)을 제거한다. 이때, 케미컬로는 SPM(sulfuric acid-peroxide Mixture), APM(Ammonium hydroxide Peroxide Mixture) 및 탈이온수(H2O, DI)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하 나 이상을 사용할 수 있다.
케미컬을 이용하여 반응부산물(R)을 제거함에 있어서, 그 효율을 증대시키기 위해 케미컬로 SPM을 사용하는 경우에는 웨이퍼(200)를 90℃ ~ 120℃ 범위의 온도로 가열한 상태에서 세정공정을 진행하는 것이 바람직하다. 케미컬로 APM 또는 탈이온수를 사용하는 경우에는 웨이퍼(200)를 20℃ ~ 80℃ 범위의 온도로 가열한 상태에서 세정공정을 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼(200)를 가열하지 않고, 케미컬을 소정의 온도로 가열시켜 웨이퍼(200)에 가열된 케미컬을 케미컬분사노즐(44)를 통해 분사하여도 반응부산물(R)의 제거효율을 향상시킬 수 있다.
참고로, SPM은 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 탈이온수(H2O, DI)가 혼합된 혼합용액이며, APM은 수산화암모늄(NH4OH), 과산화수소 및 탈이온수가 혼합된 혼합용액이다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법은 건식세정시 생성된 반응부산물(R)을 제거하기 위하여 고온(300℃ 내외)을 필요로하는 PHT 챔버의 경우처럼 열적 안정화 시간이 불필요하며, 1분 내외의 짧은 시간에 반응부산물(R)을 제거할 수 있다. 또한, 기화된 반응부산물(R)을 챔버외부로 배출시키기 위한 별도의 펌프 장치도 불필요하다.
이처럼, 본 발명은 웨이퍼 세정 시간을 단축시킬 있으며, 이를 통해 제조시간을 감소시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고온으로 웨이퍼(200)를 가열시킬 필요가 없기 때문에 고온에 기인한 웨이퍼(200) 손상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에서는 건식세정챔버(30)와 습식세정챔버(40)로 이루어진 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치보다 구조 및 세정방법을 단순화시킬 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 세정방법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 제2실시예에서는 건식세정챔버(30)와 습식세정챔버(40)가 하나의 세정챔버로 결합된 구조의 웨이퍼 세정 장치를 제공한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는 세정챔버(50), 건식세정을 위한 세정가스가 주입되는 가스주입구(51), 습식세정을 위한 케미컬이 분사되는 케미컬분사노즐(54), 웨이퍼(300)를 지지 및 회전(S)시키는 회전척(53), 회전척(53)에 내장된 히터(56), 미반응가스 또는 미반응 케미컬등을 외부로 배출시키는 배출구(52)를 포함한다.
여기서, 가스주입구(31)는 세정챔버(50)에 주입되는 세정가스의 종류(또는 갯수)에 따라 복수개를 구비할 수 있으며, 케미컬분사노즐(44)도 세정챔버(50)에 주입되는 세정용액의 종류(또는 갯수)에 따라 복수개를 구비할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 웨이퍼 세정 장치를 이용한 웨이퍼 세정방법은 세정챔버(50)로 웨이퍼(300)를 로딩하여 회전척(53)에 고정한 후, 가스주입구(51)를 통해 세정가스를 주입하여 건식세정을 실시한 후, 연속해서 회전척(53)을 회전(S)시키면서 케미컬분사노즐(54)를 통해 웨이퍼(300)에 케미컬을 분사하여 건식세정시 발생된 반응부산물을 제거하는 일련의 순서로 진행할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치는 세정대상막을 세정 하기 위한 건식세정과 건식세정시 생성된 반응부산물을 제거하기 위한 습식세정을 하나의 세정챔버(50)에서 진행하기 때문에 챔버와 챔버 사이를 이동할 필요가 없어 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치보다 세정시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 제조시간을 더욱더 감소시키고, 생산성은 더욱더 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 이용하면 세정공정이 완료된 이후, 세정대상막의 균일도(Uniformity)를 향상시킬 수 있다. 아래 표1 내지 표 4는 종래기술에 따른 웨이퍼 세정 장치와 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 이용하여 산화막에 대한 세정공정을 진행한 이후, 산화막의 두께변화를 나타낸 것이다.
구분(단위 Å) | 세정전 | 세정후 |
최대값 | 56.57 | 13.94 |
최소값 | 55.98 | 11.07 |
평균값 | 56.31 | 12.58 |
변화량(균일도) | 0.59 | 2.87 |
구분(단위 Å) | 세정전 | 건식세정 | 습식세정(SPM) |
최대값 | 56.30 | 148.94 | 16.19 |
최소값 | 55.70 | 144.40 | 13.69 |
평균값 | 55.96 | 146.65 | 14.67 |
변화량(균일도) | 0.60 | 4.53 | 2.50 |
구분(단위 Å) | 세정전 | 건식세정 | 습식세정(APM) |
최대값 | 56.67 | 150.82 | 13.86 |
최소값 | 56.11 | 146.31 | 12.83 |
평균값 | 56.36 | 148.57 | 13.50 |
변화량(균일도) | 0.57 | 4.51 | 1.03 |
구분(단위 Å) | 세정전 | 건식세정 | 습식세정(DI) |
최대값 | 56.85 | 156.96 | 17.42 |
최소값 | 56.20 | 145.65 | 14.96 |
평균값 | 56.57 | 151.29 | 15.98 |
변화량(균일도) | 0.65 | 11.31 | 2.46 |
위 표1 내지 표4에 나타낸 바와 같이, 종래기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 이용하여 산화막을 세정공정을 진행한 후에 웨이퍼 전체에서 잔류하는 산화막의 두께차이(즉, 균일도)가 2.87Å인데 반해, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 이용하여 산화막 세정공정을 진행한 후에 웨이퍼 전체에서 잔류하는 산화막의 두께차이는 습식세정시 사용된 케미컬에 따라 각각 2.5Å, 10.3Å, 2.46Å으로 종래기술보다 균일도가 향상되었음을 확인할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 웨이퍼 세정 장치를 나타낸 도면.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼 세정 장치를 도시한 단면도.
*도면 주요 부분에 대한 부호 설명*
30 : 건식세정챔버 40 : 습식세정챔버
50 : 세정챔버 31, 31A, 31B, 51, 51A, 51B : 가스주입구
32 : 가스배출구 42 : 케미컬배출구
52 : 배출구 33 : 척
43, 53 : 회전척 44, 54 : 케미컬분사노즐
36, 46, 56 : 히터 200, 300 : 웨이퍼
201 : 산화막 R : 반응부산물
Claims (21)
- 산화막이 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계;불산가스(HF)와 암모니아가스(NH3)를 이용하여 상기 산화막을 제거하는 건식세정단계; 및상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하여 상기 건식세정시 발생된 반응부산물을 제거하는 습식세정단계를 포함하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 산화막은 실리콘산화막(SiO2)을 포함하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 건식세정은 10℃ ~ 40℃ 범위의 온도에서 실시하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 습식세정은 가열된 케미컬을 상기 웨이퍼에 분사하는 방법으로 실시하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 습식세정은 상기 웨이퍼에 케미컬을 분사하면서 상기 웨이퍼를 가열하는 방법으로 실시하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 케미컬은 SPM(sulfuric acid-peroxide Mixture), APM(Ammonium hydroxide Peroxide Mixture), 및 탈이온수로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 혼합된 혼합용액을 포함하는 웨이퍼 세정방법.
- 제6항에 있어서,상기 습식세정시 SPM을 사용하는 경우에 90℃ ~ 120℃ 범위의 온도에서 실시하는 웨이퍼 세정방법.
- 제6항에 있어서,상기 습식세정시 APM 또는 탈이온수를 사용하는 경우에 20℃ ~ 80℃ 범위의 온도에서 실시하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 건식세정 및 상기 습식세정은 동일 챔버에서 인시튜로 진행하는 웨이퍼 세정방법.
- 제1항에 있어서,상기 건식세정 및 상기 습식세정은 각각 건식세정챔버 및 습식세정챔버에서 인시튜로 진행하는 웨이퍼 세정방법.
- 건식세정챔버 및 상기 건식세정챔버와 연결되고, 가열수단과 케미컬분사노즐을 구비하는 습식세정챔버를 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 건식세정챔버는 웨이퍼를 지지하는 척, 가스주입구, 가스배출구 및 상기 척에 내장된 히터를 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 건식세정챔버에서 상기 가스주입구는 사용되는 세정가스의 종류에 따라 복수개를 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 습식세정챔버는 상기 웨이퍼를 지지 및 회전시키는 회전척 및 케미컬배출구를 더 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제14항에 있어서,상기 가열수단은 상기 회전척에 내장된 히터를 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제11항에 있어서,상기 습식세정챔버에서 상기 케미컬분사노즐은 사용되는 케미컬의 종류에 따 라 복수개를 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
- 건식세정을 위한 가스주입구, 습식세정을 위한 케미컬분사노즐 및 가열수단을 구비하는 세정챔버를 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제17항에 있어서,상기 세정챔버는 웨이퍼를 지지 및 회전시키는 회전척과 가스 및 케미컬이 배출되는 배출구를 더 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제18항에 있어서,상기 가열수단은 상기 회전척에 내장된 히터를 포함하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제17항에 있어서,상기 가스주입구는 사용되는 세정가스의 종류에 따라 복수개를 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
- 제17항에 있어서,상기 케미컬분사노즐은 사용되는 케미컬의 종류에 따라 복수개를 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
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WO2018026251A1 (ko) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 무진전자 주식회사 | 반도체 웨이퍼 세정 방법 및 장치 |
KR20190072006A (ko) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | (주)원익머트리얼즈 | 반도체 제조 공정용 건식 세정 가스 및 이를 사용하는 세정 방법 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018026251A1 (ko) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 무진전자 주식회사 | 반도체 웨이퍼 세정 방법 및 장치 |
KR20190072006A (ko) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | (주)원익머트리얼즈 | 반도체 제조 공정용 건식 세정 가스 및 이를 사용하는 세정 방법 |
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