KR20150048451A

KR20150048451A - 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR20150048451A
Application number: KR1020130128539A
Authority: KR
Inventors: 김성인; 김혜신
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-05-07

Abstract

FOM 약액 내의 오존수의 농도를 일정하게 유지 및 제공할 수 있는 오존수 생성부를 구비하는 반도체 제조 장치가 개시된다. 반도체 제조 장치는, 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 장치에 FOM 용액을 제공하는 FOM 용액 생성부를 포함하고, 상기 FOM 용액 생성부는, 오존 가스를 발생시키는 오존 발생기, 상기 오존 발생기에서 생성된 오존 가스를 순수에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수 생성부 및 상기 오존수 생성부에 연결되어 불산을 상기 오존수에 혼합하여 FOM 용액을 형성하는 불산 공급부를 포함하여 구성된다.

Description

반도체 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 반도체 제조 장치에 오존수를 제공하는 오존수 생성부의 구성을 단순화하는 반도체 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photoresist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher)나 파티클 등의 불순물 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되는데, 이러한 공정의 진행에 따라 반도체 기판 내에는 식각이나 불순물 제거 공정으로 완전히 제거되지 않은 불순물이 남게 된다. 반도체 장치의 미세화가 진행됨에 따라 수율과 신뢰성 측면에서 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 불순물 제거의 중요성 또한 증대되고 있다. 이러한 불순물은 반도체 장치의 성능과 수율을 좌우하는 중요한 요소이기 때문에 반도체 장치를 제조하기 위한 각 공정을 진행하기 전에 세정 공정을 거쳐야 한다.

한편, 최근에는 반도체 소자가 점차 세밀화되면서, 기판 표면의 세정 상태에 따라 그 품질이 크게 달라지기 때문에, 기판의 세정을 최적화하기 위한 여러 방면의 노력을 기울이고 있다. 일 예로, 희석불산(Diluted HF, 이하, 'DHF'라 함)을 이용하여 기판 상에 형성된 오염 상태의 자연 산화막을 일차적으로 식각하고, 오존수(O₃ water), 순수(DI water) 등을 이용하여, 순수한 자연 산화막을 한번 더 성장시키는 과정을 진행시키고, 이를 통해, 기판 표면의 세정 상태를 최적화시킬 수 있다.

한편, 오존수는 화학적 산화막(chemical oxide)을 성장시키기에 유용하지만, 오존수를 생성하기 위해서는 오존 가스를 생성시키고, 불안정한 오존 가스를 순수에 용해시켜야 하는 번거로움이 있으며, 더욱이, 오존 가스가 순수로부터 해리되는 문제점이 있다. 기존의 오존수 생성장치는 O₂ 가스에 고전압을 방전하여 오존 가스로 변환시키는 오존 발생기(ozone generator), 오존 가스가 용해되는 순수를 공급하는 순수 공급부 및 오존 가스를 순수에 강제 용해시키기 위한 용해수단을 구비하고, 오존수를 생성하여 이를 공정 장치에 공급하게 된다.

그런데, 기존의 오존수 생성장치는 오존 가스를 발생시키는 오존 발생기와 오존수를 생성하는 오존수 생성기가 분리되어 있기 때문에, 오존수 생성장치에서 오존 발생기와 오존수 생성부 사이의 설치 위치에 따라서 오존의 농도가 변화되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시예들에 따르면 FOM 약액 내의 오존수의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있는 오존수 생성 장치를 구비하는 반도체 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 제조 장치는, 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 장치에 FOM(Fluoride ozone mixture) 용액을 제공하는 FOM 용액 생성부를 포함하고, 상기 FOM 용액 생성부는, 오존 가스를 발생시키는 오존 발생기, 상기 오존 발생기에서 생성된 오존 가스를 순수에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수 생성부 및 상기 오존수 생성부에 연결되어 불산을 상기 오존수에 혼합하여 FOM 용액을 형성하는 불산 공급부를 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 불산 공급부는 상기 오존수 생성부에서 상기 공정 장치를 연결하는 오존수 공급 라인에 연결되어서, 인라인(in-line)으로 상기 오존수와 상기 불산이 혼합되면서 FOM 용액이 형성되어 상기 공정 장치에 공급될 수 있다. 그리고 상기 오존수 공급 라인에는 상기 오존수의 유량을 조절하는 오존수 유량조절기가 구비되고, 상기 불산 공급부는 상기 오존수 유량조절기 이후에 연결될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 오존 발생기와 오존수 생성부를 일체로 형성하여, FOM 약액 내의 오존수의 농도를 일정하게 유지시키고 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치에서 FOM 용액 생성부의 모식도이다.
도 2는 도 1에서 FOM 용액 생성부의 구성을 보여주는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치(100)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치에서 FOM 용액 생성부의 모식도이다. 그리고 도 2는 도 1의 FOM 용액 생성부(20)의 구성을 보여주는 흐름도이다.

본 발명은, 반도체를 제조하기 위한 공정 장치(10)에 FOM 용액을 생성 및 공급하기 위한 FOM 용액 생성부(20)를 구비하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

참고적으로, 공정 장치(10)는 반도체를 제조하기 위한 장치로, 반도체 기판의 세정 장치, 식각 장치 등 FOM 용액을 사용하는 모든 장치에 해당된다.

반도체 제조 장치는 기판에서 유기물을 제거하기 위해서 FOM(Fluoride ozone mixture) 용액을 이용하여 세정하는 공정을 수행하는 장치를 포함하여 구성된다. 여기서, 'FOM 용액'은 희석된 HF 용액에 오존(O₃) 가스가 혼합된 용액이다. 그리고 '오존수'라 함은 오존 가스를 순수에 용해시킨 용액이다.

FOM 용액 생성부(20)는 산소(O₂) 가스에 고전압을 방전하여 오존 가스로 변환시키는 오존 발생기(ozone generator)(23)와, 생성된 오존 가스를 순수에 용해시켜서 오존수를 생성하는 오존수 생성부(21)를 포함하여 구성된다. 그리고 FOM 용액 생성부(20)는 오존수에 불산을 혼합하여 FOM 용액을 생성하고, 이를 공정 장치(10)에 공급하게 된다. 또한, FOM 용액 생성부(20)는 오존수 생성부(21)에서 공정 장치(10)로 오존수가 공급되는 불산 공급부(211)에 불산을 공급하는 불산 공급부(27)가 연결되어서, 오존수가 공정 장치(10)에 공급되는 동안 오존수와 불산이 혼합되면서 인라인(in-line)으로 FOM 용액을 생성 및 공급한다.

이하의 설명에서는 FOM 용액 생성부(20)의 주요 구성 요소에 대해서 간략하게 설명하지만, 설명하지 않은 주변 구성 요소들의 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.

오존 발생기(23)는 산소 가스에 고전압을 방전시켜서 오존 가스를 발생시킨다. 오존 발생기(23)에는 산소 가스를 공급하는 산소 공급부(234)와 질소(N₂) 가스를 공급하는 질소 공급부(235)가 연결되고, 오존수 생성부(21)로 오존 가스를 공급하기 위한 오존 가스 탱크(232)와 오존 가스 공급 라인(231, 233)이 구비된다. 여기서, 오존 발생기(23)와 주변 구성 요소들의 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.

오존수 생성부(21)는 오존 발생기(23)에 연결되어, 오존 발생기(23)에서 공급되는 오존 가스와 순수를 혼합하여 오존수를 생성한다. 오존수 생성부(21) 일측에는 순수를 공급하기 위한 순수 공급부(25)와 순수 공급 라인(251)이 연결된다. 그리고 오존수 생성부(21)의 타측에는 오존수를 공정 장치(10)에 공급하기 위한 불산 공급부(211)이 구비된다. 또한, 불산 공급부(211)에는 공급되는 오존수의 유량을 조절하기 위한 오존수 유량조절기(212)가 구비된다.

불산 공급부(27)는 오존수 생성부(21)에 불산을 공급하여 오존수와 불산을 혼합함으로써 FOM 용액을 생성하고, 공정 장치(10)에 공급할 수 있도록 한다. 불산 공급부(27)는 불산을 공급하는 불산 공급 라인(271) 상에 펌프(272) 및 불산 유량조절기(273)가 구비될 수 있다.

여기서, 불산 공급부(27)는 불산 공급부(211)에서 오존수 유량조절기(212) 이후에 연결되어서, 오존수 생성부(21)에서 공정 장치(10)로 공급되는 오존수에 불산을 제공함에 따라 오존수와 불산이 혼합되어 FOM 용액이 생성되면서 공급된다.

본 실시예에 따르면, 오존수를 공급하는 라인 상에 불산을 공급하여 FOM 용액을 생성하면서 공급하기 때문에, 별도의 FOM 용액 생성 장치를 구비할 필요가 없어서 설비를 간소화하고, 설비의 크기를 줄일 수 있다. 그리고 인라인으로 오존수를 생성 및 공급하면서 FOM 용액을 생성하여 공급하게 되므로, 오존수 생성부(21)와 FOM 용액 생성부 사이의 거리로 인해 FOM 용액의 농도가 변화되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 오존을 발생시키는 오존 발생기(ozone generator)와 오존수를 생성하고 공급하는 오존수 생성부가 일체로 형성되므로, 오존수의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

10: 공정 장치
20: FOM 용액 생성부
21: 오존수 생성부
211: 오존수 공급 라인
212: 오존수 유량조절기
213: FOM 공급 라인
214: FOM 공급부
215: 오존수 배수부
23: 오존 발생기(ozonizer)
232: 오존 가스 탱크
231, 233: 오존 가스 공급 라인
234: 산소 공급부
235: 질소 공급부
25: 순수 공급부
251: 순수 공급 라인
27: 불산 공급부
271: 불산 공급 라인
272: 펌프
273: 불산 유량조절기

Claims

반도체 제조 공정이 수행되는 공정 장치에 FOM(Fluoride ozone mixture) 용액을 제공하는 FOM 용액 생성부를 포함하고,
상기 FOM 용액 생성부는,
오존 가스를 발생시키는 오존 발생기;
상기 오존 발생기에서 생성된 오존 가스를 순수에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수 생성부; 및
상기 오존수 생성부에 연결되어 불산을 상기 오존수에 혼합하여 FOM 용액을 형성하는 불산 공급부;
를 포함하는 반도체 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 불산 공급부는 상기 오존수 생성부에서 상기 공정 장치를 연결하는 오존수 공급 라인에 연결되어서, 인라인(in-line)으로 상기 오존수와 상기 불산이 혼합되면서 FOM 용액이 형성되어 상기 공정 장치에 공급되는 반도체 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 오존수 공급 라인에는 상기 오존수의 유량을 조절하는 오존수 유량조절기가 구비되고,
상기 불산 공급부는 상기 오존수 유량조절기 이후에 연결되는 반도체 제조 장치.