KR20110133280A - 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법 - Google Patents

반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110133280A
KR20110133280A KR1020100052920A KR20100052920A KR20110133280A KR 20110133280 A KR20110133280 A KR 20110133280A KR 1020100052920 A KR1020100052920 A KR 1020100052920A KR 20100052920 A KR20100052920 A KR 20100052920A KR 20110133280 A KR20110133280 A KR 20110133280A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pure water
cleaning
chemical
semiconductor substrate
recovery
Prior art date
Application number
KR1020100052920A
Other languages
English (en)
Inventor
함창열
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 KR1020100052920A priority Critical patent/KR20110133280A/ko
Publication of KR20110133280A publication Critical patent/KR20110133280A/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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법이 개시되어 있다. 반도체 기판의 세정 장치는 반도체 기판이 안착된 상태로 회전하는 웨이퍼 척, 세정 공정시 반도체 기판의 상면으로 세정액을 분사하는 분사 노즐, 반도체 기판으로부터 비산되는 세정액을 회수할 수 있도록 설치된 복수의 회수통들, 회수통들 중 일부의 저면에 각각 연결되어 재사용할 케미컬을 회수하는 케미컬 회수라인들과, 폐수처리될 케미컬 및 순수를 배출하는 케미컬 배출라인 및 케미컬 배출라인의 일단부에서 분기되어 모든 케미컬을 배제한 순수를 회수하는 순수 회수라인을 포함한다. 케미컬을 배제한 순수(DIW)의 회수가 가능함으로써, 반도체 기판의 제조 공정 시 용수 및 폐수처리 비용을 감소시킬 수 있다.

Description

반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법{Cleaning device of a semiconductor wafer and cleaning method of the semiconductor wafer using the same}
본 발명은 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 공정 사이에 세정 공정 수행 시 배출되는 폐수를 감소시키기 위한 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 미세 패턴 형성을 위한 증착, 식각, 세정 등의 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 반도체 장비로는, 크게 복수개의 반도체 기판을 처리하는 배치식 장비와, 하나씩의 반도체 기판을 처리하는 매엽식 장비로 구분된다. 상기 미세 패턴 형성을 위한 반도체 제조 공정 중 세정 공정을 수행하는 반도체 기판의 세정 장치는 매엽식의 장치 사용이 주를 이루고 있다.
한편, 배치식으로 반도체 기판을 세정하는 장치에서는 습식 세정을 위한 케미컬을 투입하는 케미컬 세정 장치와 순수(deionized water: DIW)로 세정하는 순수 세정 장치가 구분되어 있어, 순수 세정 장치로부터 배출된 순수(DIW)를 회수해서 용수로 재사용하고 있다.
반면에, 일반적인 매엽식으로 반도체 기판을 세정하는 장치는 하우징, 웨이퍼 척(wafer chuck), 분사 노즐 및 회수라인들을 가진다. 하우징은 내부에 식각 및 세정 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 웨이퍼 척은 하우징 내부에서 반도체 기판을 지지 및 회전시킨다. 분사 노즐은 회전하는 반도체 기판의 상면으로 처리액을 분사한다. 그리고, 회수라인들은 세정액들의 재사용을 위해, 세정 공정시 반도체 기판의 원심력으로 인해 반도체 기판로부터 비산되는 처리액들을 회수한다. 따라서, 매엽식으로 세정하는 장치는, 습식 세정을 위한 케미컬을 포함한 세정액, 순수(DIW) 등의 린스액, 질소 가스 등의 캐리어 가스 및 건조 가스가 상기 하우징 내부의 상기 공간 내에 투입된다. 따라서, 배출되는 처리액 중 순수(DIW)는 케미컬에 의해 오염되어 회수가 어려우므로, 전량 폐수로 처리되고 있다.
상기와 같이, 매엽식으로 반도체 기판을 세정하는 장치를 많이 사용하는 반도체 제조 공정에서는 배치식으로 세정하는 장치를 많이 사용하는 공정에 비해 순수의 회수율이 매우 낮아 용수 및 폐수처리 비용이 높은 편다. 그러므로, 매엽식의 반도체 기판의 세정 장치에서도 세정에 사용된 순수를 회수할 수 있도록 폐수 배출 구조의 개선이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 매엽식의 세정 장치에서 반도체 기판의 세정에 사용된 순수를 회수할 수 있도록 폐수 배출 구조가 개선된 반도체 기판 세정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 폐수 배출 구조가 개선된 반도체 기판 세정 장치를 이용하여 세정에 사용된 순수를 회수할 수 있는 반도체 기판의 세정 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치는, 반도체 기판이 안착된 상태로 회전하는 웨이퍼 척이 구비된다. 상기 웨이퍼 척의 상측에 위치하여 세정 공정시 상기 반도체 기판의 상면으로 세정액을 분사하는 분사 노즐이 구비된다. 상기 반도체 기판으로부터 비산되는 세정액을 구분하여 회수할 수 있도록 상기 세정액이 유입되는 유입구가 상하로 적층되고, 상기 웨이퍼 척의 측부를 따라 환형으로 나란하도록 배치되는 복수의 회수통들이 구비된다. 상기 회수통들 중 일부의 저면에 각각 연결되어 있고, 말단에는 케미컬 재생부들과 연결되어 있어 상기 세정액 중 재사용할 케미컬을 회수하는 케미컬 회수라인들이 구비된다. 상기 회수통들 중 상기 웨이퍼 척으로부터 가장 외각에 위치하는 회수통의 저면에 연결되어 상기 세정액 중 폐수처리될 케미컬 및 순수를 배출하는 케미컬 배출라인이 구비된다. 또한, 상기 케미컬 배출라인의 일단부에서 분기되어 모든 케미컬을 배제한 순수를 회수하는 순수 회수라인이 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 분기된 케미컬 배출라인 및 상기 순수 회수라인에는 상기 세정 공정시 상기 순수 회수라인으로 상기 모든 케미컬이 유입되는 것을 차단시키기 위한 제1 배출밸브 및 제2 배출밸브가 각각 연결되도록 설치될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 방법으로, 웨이퍼 척에 안착되어 회전하는 반도체 기판의 상면으로 세정액을 분사하고, 분사된 세정액은 회전되는 상기 반도체 기판의 회전력에 의해 상기 반도체 기판의 측부를 감싸도록 환형으로 제공되는 회수통들로 비산시켜 상기 반도체 기판을 세정한다. 상기 회수통들로 회수된 세정액은 상기 세정액의 종류에 따라 재사용할 케미컬은 상기 회수통들 중 일부의 저면에 각각 연결된 케미컬 회수라인들을 통해 케미컬 재생부들로 회수시키고, 폐수 배출용 케미컬은 상기 회수통들 중 가장 외각에 위치한 회수통의 저면에 연결된 케미컬 배출라인을 통해 배출시킨다. 상기 반도체 기판 표면의 잔류 세정액을 제거하는 린스액으로서 순수를 사용할 경우에, 상기 순수가 상기 케미컬 배출라인의 일부에서 분기되는 순수 회수라인을 통해서만 배출될 수 있도록 상기 케미컬 배출라인에 연결된 제1 배출밸브를 차단시키고, 상기 순수 회수라인에 연결된 제2 배출밸브를 열어준다. 또한, 상기 반도체 기판의 상면으로 순수를 분사하고, 상기 반도체 기판으로부터 비산된 순수를 상기 순수 회수라인에 연결된 순수 재생부로 회수한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반도체 기판의 세정 공정 이전에, 상기 제2 배출밸브를 닫고, 상기 제1 배출밸브를 열어줌으로써, 상기 순수 배출라인으로 모든 케미컬의 도입을 차단시켜 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반도체 기판의 순수 분사 시 상기 반도체 기판 표면의 잔류 케미컬이 상기 순수 재생부로 인입되지 않도록 상기 순수 회수라인에 연결된 상기 제2 배출밸브의 여는 시간을 지연시켜 줄 수 있다.
설명한 것과 같이, 본 발명에 따른 반도체 기판의 세정 장치는 케미컬 배출라인에서 분기되어 케미컬을 배제한 순수(DIW)를 회수하는 순수 회수라인을 포함한다. 상기 반도체 기판의 세정 장치는 케미컬을 주요 세정액으로 투입하고 순수를 린스 등의 용도로 투입시키는 세정 공정에 있어서, 상기 순수 회수라인을 통해 케미컬을 배제시킨 순수를 회수할 수 있다. 특히, 상기 반도체 기판의 세정 장치는 케미컬을 사용하는 세정 공정과 순수를 사용하는 세정 공정이 번갈아 수행될 경우에 순수 배출밸브의 여는 시간을 지연시켜줌으로써, 케미컬 성분이 상기 순수 회수라인으로 인입되지 않도록 하고 순수를 회수할 수 있다. 또한, 상기 반도체 기판의 세정 장치는 순수를 주요 세정액으로 투입하는 세정 공정에서는, 상기 순수 회수라인을 통해 순수를 전량 회수할 수 있다. 따라서, 매엽식 반도체 기판 세정 장치를 사용하는 반도체 제조 공정에서의 순수 회수율이 증가되어 회수된 순수를 용수로 활용할 경우에, 용수 및 폐수처리 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 대상체, 기판, 각 층(막), 영역, 전극 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 대상체나 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예에서는 반도체 기판을 매엽식으로 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 소정의 처리액으로 기판을 처리하는 모든 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 기판의 세정 장치는 반도체 기판(이하, '웨이퍼'라 한다)(W)의 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징(110), 하우징(110)에 장착되고, 웨이퍼(W)를 안착시켜 회전하기 위한 웨이퍼 척(120), 웨이퍼 척(wafer chuck)(120)의 상측에 위치하며, 웨이퍼(W)의 상면으로 세정액을 분사시키기 위한 분사 노즐(130), 웨이퍼 척(120)의 측부를 따라 배치되고, 세정액이 유입되는 유입구가 상부에 형성되어 있어, 세정액을 구분하여 회수할 수 있는 복수의 회수통(140)들, 회수통(140)들 중 일부의 저면에 각각 연결되어 있고, 말단에는 케미컬 재생부(159)들과 연결되어 있어 상기 세정액 중 재사용할 케미컬을 회수하기 위한 케미컬 회수라인(150)들, 회수통(140)들 중 웨이퍼 척(120)으로부터 가장 외각에 위치하는 회수통의 저면에 연결되어 있어, 상기 세정액 중 폐수 처리될 케미컬 및 순수를 배출하기 위한 케미컬 배출라인(160), 그리고 케미컬 배출라인(160)의 일단부에서 분기되어 상기 모든 케미컬을 배제한 순수를 회수할 수 있는 순수 회수라인(162)을 포함한다.
하우징(110)은 내부에 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(110)은 상부가 개방된 원통형상을 가진다. 하우징(110)의 개방된 상부는 세정 공정시 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 기판 출입구로 사용된다.
웨이퍼 척(120)은 세정 공정시 하우징(110) 내부에서 웨이퍼(W)를 안착시켜 지지한다. 웨이퍼 척(120)은 안착된 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 웨이퍼 척(120)은 스핀헤드(spin head)(122) 및 회전축(124)을 포함한다. 스핀헤드(122)는 하우징(110) 내부에서 회전가능하도록 설치된다. 회전축(124)은 스핀헤드(122)를 회전시키기 위하여, 상단은 스핀헤드(122)의 하부 중앙에 결합되고, 하단은 구동부재(126)에 결합된다. 스핀헤드(122)의 상부에는 척킹핀(chucking pin)(122a)들이 설치되어 있다. 척킹핀(122a)들은 스핀헤드(122)의 상부면 가장자리를 따라 배치되어 있다. 각각의 척킹핀(122a)들은 세정 공정 수행 시 웨이퍼(W) 가장자리 일부를 척킹(chucking)하여 스핀헤드(122) 상에 웨이퍼(W)를 고정시킨다.
분사 노즐(130)은 세정 공정시 스핀헤드(122)에 놓여진 웨이퍼(W)의 상면으로 처리유체를 분사한다. 처리유체는 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 이물질의 제거를 위한 세정액, 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 세정액을 제거하기 위한 린스액, 웨이퍼(W) 표면을 건조하기 위한 건조 가스 및 세정액과 린스액을 이송시켜 웨이퍼(W) 표면에 기체 상태로 분사시키기 위한 캐리어 가스를 포함한다. 이러한 처리유체들을 분사하기 위해 분사 노즐(130)은 제1 내지 제3 세정액을 분사하는 세정노즐, 린스액을 분사하는 린스노즐, 건조 가스를 분사하는 건조노즐 및 캐리어 가스를 분사하는 이송노즐을 각각 구비할 수 있다.
분사 노즐(130)에는 이송암(transfer arm)(132)이 연결되어 있어 세정 공정시 노즐의 위치를 조절한다. 예컨대, 이송암(132)은 웨이퍼(W)의 세정이 수행되기 전에, 하우징(110) 외부에서 대기하는 분사 노즐(130)을 이동시켜 처리유체를 분사하기 위한 위치에 위치시킨다. 또한, 이송암(132)은 분사 노즐(130)이 처리유체를 분사할 경우에, 분사 노즐(130)을 회전운동 및 좌우 이동시켜 분사 노즐(130)이 웨이퍼(W)의 상면 전반에 고르게 처리유체를 분사시킨다.
여기서, 제1 내지 제 3 세정액은 웨이퍼(W)의 처리면에 잔류하는 이물질 및 불필요한 막을 제거하기 위한 처리액이고, 린스액은 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 세정액을 제거하기 위한 처리액이다. 그리고, 건조 가스는 웨이퍼(W) 표면을 건조하기 위한 가스이며, 캐리어 가스는 세정액 및 린스액을 이송시켜 웨이퍼(W)의 표면에 기체 상태로 분사시키기 위한 가스이다. 예컨대, 제1 내지 제3 세정액은 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), SC-1(standard clean-1) 용액, EKC 용액, LAL 용액 및 DSP(diluted sulfate peroxide) 용액으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나이다. 상기 EKC 용액은 용제 및 아민 성분을 포함하는 용액으로, 포토레지스트를 제거할 수 있다. 상기 LAL 용액은 불산(HF), 불화암모늄(NH4F) 및 순수(DIW)를 포함하는 용액으로, 실리콘을 제거할 수 있다. 그리고, 상기 DSP 용액은 황산(H3SO4), 과수(H2O2) 및 불산(HF)을 포함하는 용액으로, 금속 표면에 잔류하는 폴리머를 제거할 수 있다. 여기서, 상기 LAL 용액 및 DSP 용액은 약품 비용이 높은 편으로 재사용하기 위해 우선적으로 회수되는 용액이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 세정액으로 LAL 용액이 사용되고, 상기 제2 세정액으로 DSP 용액이 사용된다. 상기 린스액으로는 순수(DIW)가 사용되고, 캐리어 가스로는 질소 가스(N2 gas)가 사용된다.
복수의 회수통(140)들은 세정 공정 시 웨이퍼(W)로부터 비산되는 세정액을 구분하여 회수한다. 복수의 회수통(140)들은 제1 회수통(first recovery canister)(142), 제2 회수통(second recovery canister)(144) 및 제3 회수통(third recovery canister)(146)을 포함한다. 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)들 각각은 세정 공정시 사용된 세정액이 유입되는 유입구(142a, 144a, 146a)가 상하로 적층되고, 웨이퍼 척(120)의 측부를 따라 환형으로 나란하도록 설치된다. 제1 회수통(142)은 웨이퍼 척(120)과 가장 인접하게 배치되어 제1 세정액을 회수하고, 제2 회수통(144)은 제1 회수통(142)과 이웃하게 배치되어 제2 세정액을 회수하며, 제3 회수통(146)은 제2 회수통(144)과 이웃하게 배치되고, 웨이퍼 척(120)으로부터 가장 외곽에 위치하여 제3 세정액을 회수한다.
제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146) 각각에는 배기압력이 가해진다. 즉, 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146) 각각은 웨이퍼(W)로부터 비산되는 세정액들을 수용하므로, 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146) 내부에는 회수된 처리액으로부터 발생되는 연기(fume)가 발생된다. 따라서, 제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)에는 연기를 세정 장치(100) 외부로 강제배출시키기 위한 배기압력이 제공된다.
제1 내지 제3 회수통(142, 144, 146)의 저면에는 각각 제1 및 제2 케리컬 회수라인(152, 154)들과, 케미컬 배출라인(160)이 연결되어 있다. 또한, 제1 및 제2 케미컬 회수라인(152, 154)에는 각각 회수된 세정액들을 재사용이 가능하도록 재생시키기 위한 케미컬 재생부(159)들이 연결되어 있다. 구체적으로, 상기 제1 케미컬 회수라인(152)의 말단에는 제1 케미컬 재생부(156)가 연결되어 있어, 제1 회수통(142)으로 회수된 제1 세정액을 재사용하기 위하여 회수한다. 제2 케미컬 회수라인(154)의 말단에는 제2 케미컬 재생부(158)가 연결되어 있어, 제2 회수통(144)으로 회수된 제2 세정액을 재사용하기 위하여 회수한다.
케미컬 배출라인(160)은 제3 회수통(146)으로 회수된 제3 세정액을 배출시킨다. 상기 제3 세정액은 폐수처리될 케미컬 및 순수 등의 린스액을 포함한다.
여기서, 케미컬 배출라인(160)에는 일단부에서 분기되는 순수 회수라인(162)이 연결되어 있다. 순수 회수라인(162)의 말단에는 순수 재생부(168)가 연결되어 있어, 케미컬 배출라인(160)을 통해 배출되는 제3 세정액 내 모든 케미컬을 배제한 순수만을 재사용하기 위하여 회수한다.
본 발명의 일 실시예에서, 케미컬 배출라인(160)으로부터 분기된 케미컬 배출라인(160a)과 순수 회수라인(162) 각각에는 제1 배출밸브(164) 및 제2 배출밸브(166)가 연결되도록 설치된다. 제1 배출밸브(164)는 세정 공정시 제3 세정액 중 순수 등의 린스액 만이 사용되는 세정 공정 수행 시 순수 회수라인(162)으로 각종 케미컬이 유입되는 것을 차단시키기 위해 설치된다. 제2 배출밸브(166)는 세정 공정 시 폐수처리될 케미컬을 포함하는 제3 세정액 및 순수 등의 린스액을 순차적으로 사용하는 세정 공정 수행시 상기 케미컬을 주입하는 동안에는 열어두고 순수를 주입하는 동안에는 차단시키기 위해 설치된다. 예를 들어, 제1 및 제2 배출밸브(164, 166)는 각각 노말오픈 타입(normal open type) 공압밸브 및 노말클로즈 타입(normal closed type) 공압밸브를 사용할 수 있다.
설명한 것과 같이, 상기 반도체 기판의 세정 장치(100)에는 케미컬 배출라인(160)에서 분기되어 케미컬을 배제한 순수를 회수하는 순수 회수라인(162)이 연결되어 있다. 또한, 분기된 케미컬 배출라인(160a)과, 순수 회수라인(162)에는 각각 차단시킬 수 있는 배출밸브(164, 166)들이 구비되어 있다. 그러므로, 상기 반도체 기판의 세정 장치의 폐수 배관 구조는 케미컬을 주요 세정액으로 투입하고 순수(DIW)를 린스 등의 용도로 투입시키는 세정 공정에 있어서, 상기 순수 회수라인을 통해 상기 세정액 중 케미컬을 배제시킨 순수만을 회수할 수 있다. 또한, 순수(DIW)를 주요 세정액으로 투입시키는 세정공정에 있어서는, 모든 순수를 회수할 수 있다. 따라서, 반도체 기판 세정 장치를 사용하는 반도체 제조 공정에서는 순수 회수율이 증가될 수 있어, 회수된 순수를 용수로 활용함으로써 용수 및 폐수처리 비용이 크게 감소될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 상술한 반도체 기판의 세정 장치를 이용하는 세정 공정을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판의 세정 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 우선, 웨이퍼 척(120)에 반도체 기판(웨이퍼)(W)이 로딩된다(S 10). 복수의 회수통(140)들은 웨이퍼(W)의 측부를 감싸도록 환형으로 배치되고, 로봇암(도시되지 않음)은 스핀헤드(122) 상에 웨이퍼(W)를 안착시킨다.
웨이퍼 척(120)에 안착된 웨이퍼(W)의 상면에 세정액을 분사하고, 분사된 세정액은 회수통(140)들로 비산시켜 웨이퍼(W)를 세정한다(S 20).
웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(120)에 안착되면, 구동부재(126)는 회전축(124)을 회전시켜, 스핀헤드(122) 상에 놓여진 웨이퍼(W)를 기 설정된 회전속도로 회전시킨다. 웨이퍼(W)의 세정 시에 분사되는 세정액은 충분히 웨이퍼(W)의 표면과 반응할 수 있도록, 웨이퍼(W)의 린스 시의 웨이퍼(W)의 회전속도보다 낮은 회전속도를 갖도록 설정된다.
케미컬을 포함하는 세정액이 케미컬 배출라인(160)의 일부에서 분기된 순수 회수라인(162)으로 배출되지 않도록 분기된 케미컬 배출라인(160a)에 연결된 제1 배출밸브(164)는 열어주고, 순수 회수라인(162)에 연결된 제2 배출밸브(166)는 닫아준다. 예를 들어, 제1 및 제2 배출밸브(164, 166)들은 각각 노말오픈 타입(normal open type) 공압밸브 및 노말클로즈 타입(normal closed type) 공압밸브를 사용한다. 그리고, 분사 노즐(130)은 이송암(132)에 의해 세정액을 분사하기 위한 위치로 이동한 후 회전되는 웨이퍼(W)의 표면으로 세정액 및 세정액을 수송하기 위한 캐리어 가스를 분사한다.
상기 세정액으로는, 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), SC-1(standard clean-1) 용액, EKC 용액, LAL 용액 및 DSP(diluted sulfate peroxide) 용액으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나가 사용된다. 상기 세정액 중에서 상기 LAL 용액 및 DSP 용액은 제조 비용이 높아 우선적으로 회수시켜 재사용하는 용액이며, 나머지 용액들은 상대적으로 비용이 낮아 대부분 폐수처리된다. 그리고, 상기 캐리어 가스로는 질소 가스(N2 gas)가 사용된다. 분사된 세정액은 웨이퍼(W) 표면에 잔류하는 이물질을 제거한 후 웨이퍼의 회전력에 의해 웨이퍼(W)로부터 회수통(140)들로 비산된다.
웨이퍼(W)로부터 비산되는 세정액은 상기 세정액의 종류에 따라 회수통(140)들로 구분되어 회수된다. 즉, 상기 세정액은 회수통(140)들 중 재사용을 위한 회수통인 제1 회수통(142) 또는 제2 회수통(144)으로 회수되거나, 폐수 배출을 위한 회수통인 제3 회수통(146)으로 회수된다. 예를 들면, 상기 LAL 용액이나 DSP(diluted sulfate peroxide) 용액은 제1 회수통(142) 또는 제2 회수통(144)으로 각각 회수된다. 그리고, 상기 불산(HF), 황산(H3SO4), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), SC-1(standard clean-1) 용액 및 EKC 용액으로 이루어진 그룹 중 적어도 하나의 용액은 제3 회수통(146)으로 회수된다.
회수통(140)들로 회수된 세정액은 상기 세정액의 종류에 따라, 회수통(140)들과 각각 연결된 케미컬 회수라인(150)들을 통해 회수되거나, 케미컬 배출라인(160)을 통해 배출된다(S 30). 상기 제1 회수통(142) 및 제2 회수통(144)으로 회수된 세정액은 각각 제1 및 제2 케미컬 회수라인(152, 154)들을 통해 케미컬 재생부(159)들로 회수된다. 상기 제3 회수통(146)으로 회수된 세정액은 케미컬 배출라인(160)을 통해 폐수 배출 처리된다.
웨이퍼(W)의 세정이 완료되면, 웨이퍼(W) 표면의 잔류 세정액을 제거하는 린스액으로서 순수를 사용할 경우에, 케미컬 배출라인(160)에 연결된 제1 배출밸브(164)를 차단시키고, 순수 회수라인(162)에 연결된 제2 배출밸브(166)를 열어준다(S 40). 상기와 같은 밸브의 개폐를 조절함으로써, 이후에 분사되는 린스액을 케미컬 배출라인(160)의 일부에서 분기되는 순수 회수라인(162)을 통해서만 배출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 케미컬을 포함하는 세정액의 분사 후 잔류하는 세정액이 순수 재생부(168)로 인입되지 않도록 제2 배출밸브(166)의 여는 시간을 지연시킬 수 있다. 린스액 분사 초기에는 순수(DIW)와 케미컬을 포함하는 잔류 세정액이 배출된다. 따라서, 상기 케미컬을 포함하는 잔류 세정액이 모두 배출될 시간 동안에는 제2 배출밸브(166)가 열리지 않도록 오픈 지연 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 배출밸브(166)의 오픈 지연 시간은 3초 내지 6초 정도로 설정될 수 있다.
웨이퍼(W)의 상면으로 순수(DIW)를 분사하고, 웨이퍼(W)로부터 비산된 순수를 순수 회수라인(162)에 연결된 순수 재생부(168)로 회수한다(S 50). 즉, 웨이퍼(W)의 린스(rinse)가 수행된다.
구체적으로, 분사 노즐(130)은 회전되는 웨이퍼(W) 표면으로 린스액으로서 순수(DIW)를 분사한다. 분사된 순수(DIW)는 웨이퍼 표면에 잔류하는 세정액과 함께 웨이퍼(W)로부터 비산된다. 비산된 순수(DIW) 및 잔류 세정액은 회수통(140)들 중 폐수 배출을 위한 회수통인 제3 회수통(146)으로 회수된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 린스 초기에는 케미컬 배출라인(160)에 연결된 제1 배출밸브(164)가 열어 두고, 순수 회수라인(162)에 연결된 제2 배출밸브(166)는 차단할 수 있다. 이는 제3 회수통(146)으로 회수된 잔류 세정액이 순수 재생부(168)로 인입되지 않고, 케미컬 배출라인(160)을 통해 폐수 배출 처리되기 위함이다. 따라서, 순수(DIW)와 함께 상기 잔류 세정액이 모두 배출될 정도의 시간이 지난 후에, 순수 회수라인(162)으로 순수를 회수할 수 있다. 즉, 린스 공정이 진행되고 약 5초 정도의 시간이 지난 이후에 케미컬 배출라인(160)에 연결된 제1 배출밸브(164)를 차단시키고, 순수 회수라인(162)에 연결된 제2 배출밸브(166)를 열어준다.
상기와 같이 제1 및 제2 배출밸브(164, 166)들을 조절함에 따라, 제3 회수통(146)으로 회수된 모든 케미컬을 배제한 순수(DIW)는 케미컬 배출라인(160)을 거쳐, 케미컬 배출라인(160)으로부터 분기된 순수 회수라인(162)을 통해 순수 재생부(168)로 회수된다.
웨이퍼(W)의 건조가 수행된다(S 60). 분사 노즐(130)은 웨이퍼(W)의 표면으로 건조가스를 분사한다. 상기 건조가스로는 이소프로필 알코올 가스(isopropyl alcohol gas)가 사용될 수 있다. 분사된 건조가스는 웨이퍼(W)의 표면을 건조시킨다.
건조된 웨이퍼(W)는 언로딩(unloading)이 수행된다(S 70). 이송암(132)은 웨이퍼(W)의 언로딩을 위한 반출경로를 방해하지 않는 위치로 분사 노즐(130)을 이송시킨다. 그리고, 상기 로봇암은 스핀헤드(122) 상에 놓여진 웨이퍼(W)를 언로딩한 후 후속 공정이 수행되는 설비로 반출한다.
상기와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에 분사된 순수를 회수하는 공정에서 동일한 공간으로 처리유체가 분사되더라도 케미컬 배출라인(160)에서 구분된 순수 회수라인(162)을 통해 모든 케미컬이 배제된 순수가 회수될 수 있다. 또한, 처리유체 내 케미컬의 사용없이, 순수만을 사용하는 세정 공정 시에는 순수 회수라인(162)을 통해 사용된 순수가 전량 회수될 수 있다. 다만, EKC 용액과 같은 유기 케미컬을 포함하는 세정액이 사용되는 세정 공정 시에는 상기 유기 케미컬이 쉽게 제거되지 않으므로, 전량 폐수 처리되도록 배출한다. 이는 순수(DIW)로 웨이퍼(W)의 린스 수행 시 제2 배출밸브(166)를 상기 오픈 지연 시간 이후에 열어도 순수(DIW) 내에 상기 유기 케미컬을 완전히 제거하기 어렵기 때문으로, 케미컬 배출라인(160)을 통해 폐수 처리되도록 조절된다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 기판의 세정 장치를 이용한 세정 방법은, 케미컬을 포함하는 세정액으로부터 순수만으로 회수하는 순수 회수라인(162) 및 순수 재생부(168)로 모든 케미컬의 유입을 차단하기 위한 제2 배출밸브(166)에 의해 세정 공정시 사용된 순수를 회수할 수 있다. 따라서, 매엽식의 반도체 기판의 세정 장치가 요구되는 최근의 미세 패턴을 갖는 반도체 기판의 제조 공정에 있어서, 회수된 순수를 용수로 활용할 수 있어, 반도체 기판 제조 공정에서의 용수 및 폐수처리 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
상기 설명한 것과 같이, 본 발명의 반도체 기판의 세정 장치는 반도체 기판을 매엽식으로 처리하는 설비를 사용하는 경우에서 반도체 기판의 처리 공정 시 사용되는 처리액을 배제한 순수(DIW)를 회수시킬 수 있어, 폐수 발생량을 최소화시키는데 적용될 수 있다.
100 : 세정 장치 110: 하우징
120 : 웨이퍼 척 130 : 분사 노즐
140 : 회수통 150 : 케미컬 회수라인
160 : 케미컬 배출라인 162 : 순수 회수라인
164 : 제1 배출밸브 166 : 제2 배출밸브

Claims (5)

  1. 반도체 기판이 안착된 상태로 회전하는 웨이퍼 척;
    상기 웨이퍼 척의 상측에 위치하여 세정 공정시 상기 반도체 기판의 상면으로 세정액을 분사하는 분사 노즐;
    상기 반도체 기판으로부터 비산되는 세정액을 구분하여 회수할 수 있도록 상기 세정액이 유입되는 유입구가 상하로 적층되고, 상기 웨이퍼 척의 측부를 따라 환형으로 나란하도록 배치되는 복수의 회수통들;
    상기 회수통들 중 일부의 저면에 각각 연결되어 있고, 말단에는 케미컬 재생부들과 연결되어 있어 상기 세정액 중 재사용할 케미컬을 회수하는 케미컬 회수라인들;
    상기 회수통들 중 상기 웨이퍼 척으로부터 가장 외각에 위치하는 회수통의 저면에 연결되어 상기 세정액 중 폐수처리될 케미컬 및 순수를 배출하는 케미컬 배출라인; 및
    상기 케미컬 배출라인의 일단부에서 분기되어 모든 케미컬을 배제한 순수를 회수하는 순수 회수라인을 포함하는 반도체 기판의 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분기된 케미컬 배출라인 및 상기 순수 회수라인에는 상기 세정 공정시 상기 순수 회수라인으로 상기 모든 케미컬이 유입되는 것을 차단시키기 위한 제1 배출밸브 및 제2 배출밸브가 각각 연결되도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 장치.
  3. 웨이퍼 척에 안착되어 회전하는 반도체 기판의 상면으로 세정액을 분사하고, 분사된 세정액은 회전되는 상기 반도체 기판의 회전력에 의해 상기 반도체 기판의 측부를 감싸도록 환형으로 제공되는 회수통들로 비산시켜 상기 반도체 기판을 세정하는 단계;
    상기 회수통들로 회수된 세정액은 상기 세정액의 종류에 따라 재사용할 케미컬은 상기 회수통들 중 일부의 저면에 각각 연결된 케미컬 회수라인들을 통해 처리액 재생부들로 회수시키고, 폐수 배출용 케미컬은 상기 회수통들 중 가장 외각에 위치한 회수통의 저면에 연결된 케미컬 배출라인을 통해 배출시키는 단계;
    상기 반도체 기판 표면의 잔류 세정액을 제거하는 린스액으로서 순수를 사용할 경우에, 상기 순수가 상기 케미컬 배출라인의 일부에서 분기되는 순수 회수라인을 통해서만 배출될 수 있도록 상기 케미컬 배출라인에 연결된 제1 배출밸브를 차단시키고, 상기 순수 회수라인에 연결된 제2 배출밸브를 열어주는 단계; 및
    상기 반도체 기판의 상면으로 순수를 분사하고, 상기 반도체 기판으로부터 비산된 순수를 상기 순수 회수라인에 연결된 순수 재생부로 회수하는 단계를 포함하는 반도체 기판의 세정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 반도체 기판의 세정 공정 이전에,
    상기 제2 배출밸브를 닫고, 상기 제1 배출밸브를 열어줌으로써, 상기 순수 배출라인으로 모든 케미컬의 도입을 차단시켜 주는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 반도체 기판의 순수 분사 시 상기 반도체 기판 표면의 잔류 케미컬이 상기 순수 재생부로 인입되지 않도록 상기 순수 회수라인에 연결된 상기 제2 배출밸브의 여는 시간을 지연시켜 주는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 세정 방법.
KR1020100052920A 2010-06-04 2010-06-04 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법 KR20110133280A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100052920A KR20110133280A (ko) 2010-06-04 2010-06-04 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100052920A KR20110133280A (ko) 2010-06-04 2010-06-04 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110133280A true KR20110133280A (ko) 2011-12-12

Family

ID=45501012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100052920A KR20110133280A (ko) 2010-06-04 2010-06-04 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110133280A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104014497A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 细美事有限公司 喷嘴组件、基板处理设备以及处理基板的方法
KR101460272B1 (ko) * 2013-02-28 2014-11-13 세메스 주식회사 노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 이를 이용한 기판 처리 방법
KR20160021404A (ko) * 2014-08-14 2016-02-25 세메스 주식회사 배기 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104014497A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 细美事有限公司 喷嘴组件、基板处理设备以及处理基板的方法
KR101460272B1 (ko) * 2013-02-28 2014-11-13 세메스 주식회사 노즐 어셈블리 및 이를 포함하는 기판 처리 장치, 그리고 이를 이용한 기판 처리 방법
US10395915B2 (en) 2013-02-28 2019-08-27 Semes Co., Ltd. Nozzle assembly, substrate treatment apparatus including the nozzle assembly, and method of treating substrate using the assembly
KR20160021404A (ko) * 2014-08-14 2016-02-25 세메스 주식회사 배기 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7037853B2 (en) Wafer cleaning apparatus
TWI547984B (zh) Liquid processing apparatus and liquid processing method
JP2004006618A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2000114233A (ja) 半導体湿式エッチング装置
KR100923268B1 (ko) 매엽식 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치의 세정 방법
JP7055467B2 (ja) 半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置
JP7149087B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP3341727B2 (ja) ウエット装置
KR101017102B1 (ko) 습식 기판 세정 장치 및 그 세정 방법
KR100912702B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20110133280A (ko) 반도체 기판의 세정 장치 및 이를 이용한 반도체 기판의 세정 방법
US6360756B1 (en) Wafer rinse tank for metal etching and method for using
KR100871821B1 (ko) 기판 처리 장치
WO2006105125A2 (en) Systems and methods for single integrated substrate cleaning and rinsing
KR100765900B1 (ko) 기판의 가장자리 식각장치 및 상기 장치를 구비하는 기판처리 설비, 그리고 기판 처리 방법
KR20080009838A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JP2009021617A (ja) 基板処理方法
KR100890615B1 (ko) 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치의 세정 방법
JPH06333899A (ja) 薬液処理方法およびその処理装置
KR20100060094A (ko) 기판 이면 세정 방법
US11806767B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR20100046793A (ko) 매엽식 기판 처리 장치 및 방법
KR101052821B1 (ko) 기판 처리 장치 및 그 방법
JP2000340632A (ja) 基板の化学的処理装置および基板の化学的処理方法
KR100749549B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법

Legal Events

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