KR20190006806A - 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 반도체 세정방법 - Google Patents

초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 반도체 세정방법 Download PDF

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강남우
강수현
권준성
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Abstract

본 발명은, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 이를 이용한 반도체 세정방법에 관한 것으로, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지부; 초순수 수증기 및 가스를 상기 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정 노즐; 상기 세정 노즐에 상기 가스를 공급하는 가스 공급부; 및 상기 세정 노즐에 상기 초순수 수증기를 공급하는 수증기 공급부; 를 포함하는, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 이를 이용한 반도체 세정방법에 관한 것이다.

Description

초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 반도체 세정방법{SYSYTEM FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WITH DEIONIZE WATER AND METHOD FOR CLEANING SEMICONDUCTOR USING THE SAME}
본 발명은, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템 및 이를 이용한 반도체 세정방법에 관한 것이다.
반도체 세정 공정은, Wet process 및 Dry process와 같은 다양한 기능과 형태로 적용되고 있다. 대부분의 세정 방식은 인체에 유독한 화학 약품을 다량으로 사용하고 있어 작업자의 안전상에 문제가 있고, 화학 용액 사용 시 화재 및 폭발 위험 가능성이 있고, 약품의 처리에 따른 환경 오염 문제 및 막대한 처리 비용이 발생할 수 있다.
최근에서 휘발성 유기 용제 기반의 세정 방식의 문제점을 해결하기 위해 친환경 세정 방식으로 변화하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
반도체 공정용 친환경 세정 방식은, 정량적 세정 효과가 95 % 이상 달성되어야 하고, 반도체 공정용 친환경 세정 시스템을 제작하기 위해서는 기존에 사용하는 아세톤, 메탄올, 에탄올, IPA와 같은 휘발성 용제의 대체가 가능하고, 반도체 공정에서 적용되는 PR(Photo-Resister) 제거 공정도 함께 이루어져야 하므로, 세정 효과와 친환경 세정 공정을 동시에 만족시킬 수 있는 새로운 반도체 세정 시스템 및 세정 공정이 요구된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고압의 초순수 수증기를 이용하여 친환경적이고, 세정 효과가 우수한 반도체 세정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템을 이용한 반도체 세정방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 하나의 양상은,
웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지부; 초순수 수증기 및 가스를 상기 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정 노즐; 상기 세정 노즐에 상기 가스를 공급하는 가스 공급부; 및 상기 세정 노즐에 상기 초순수 수증기를 공급하는 수증기 공급부; 를 포함하는, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 웨이퍼 지지부는, 상기 웨이퍼를 진공척으로 고정하는 지지대 및 상기 지지대를 회전시키는 회전축; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 세정 노즐은, 90 ℃ 이상의 온도 및 0.5 MPa 이상의 분사 압력으로 초순수 수증기 및 가스를 분사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 수증기 공급부는, 수증기 발생기에서 배출된 초순수 수증기가 수증기 공급 조절부로 이동하는 제1 수증기 공급관; 상기 제1 수증기 공급관에 따라 이동된 초순수 수증기를 상기 세정 노즐에 공급하는 수증기 공급 조절부; 및 상기 수증기 공급 조절부에서 배출된 상기 초순수 수증기가 상기 세정 노즐로 이동하는 제2 수증기 공급관; 을 포함하고, 상기 제1 수증기 공급관 및 상기 제2 수증기 공급관을 가열하는 히터; 를 더 포함하고, 상기 제1 수증기 공급관 및 상기 제2 수증기 공급관은, 90 ℃ 내지 200 ℃ 온도로 유지되고, 상기 제1 수증기 공급관 대 상기 제2 수증기 공급관의 직경비는, 1:0.1 내지 0.9일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 세정 노즐을 고정하고, 상기 웨이퍼 상에서 상기 세정 노즐의 위치, 높이 또는 이 둘을 조절하는 세정 노즐 구동부; 를 더 포함하고, 상기 세정 노즐 구동부는, 웨이퍼의 좌우 방향으로 상기 세정 노즐을 스윙 회전하고, 상기 웨이퍼의 직경 범위 내에서 상기 세정 노즐을 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은,
초순수 수증기 및 가스를 세정 노즐에 공급하는 단계; 상기 초순수 수증기 및 가스를 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 웨이퍼를 세정하는 단계; 및 상기 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계; 를 포함하고, 상기 세정하는 단계는, 상기 웨이퍼 상에 불순물, 포토레지스트 잔여물 또는 이 둘을 제거하는 것인, 본 발명에 의한 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템을 이용한, 반도체 세정방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 세정하는 단계는, 상기 웨이퍼, 상기 세정 노즐 또는 이 둘이 회전하고, 상기 세정 노즐은, 스윙 회전하면서 웨이퍼 직경 범위 내에서 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은, 마이크로 노즐을 이용한 고압의 수증기를 분사하여, 아세톤, IPA, 에탄올, 메탄올 등과 같은 휘발성 유기용제 세정액을 대신해서 반도체 웨이퍼 표면에 붙어 있는 불순물과 잔여 PR(Photo resist) 등을 세정 및 제거할 수 있는 친환경적이고, 안전성, 신속성 및 편리성이 향상된 반도체 세정 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은, 기존의 반도체 세정 공정인 Wet process에 따른 유기 용제 등을 포함하는 폐수에 의한 환경 오염 및 처리 비용을 낮출 수 있으므로, 반도체 세정 공정의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은, 정량적 세정 효과가 95 % 이상을 달성할 수 있고, 친환경적인 반도체 세정 시스템 및 이를 이용한 반도체 세정방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 단면도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 세정 공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 세정 노즐의 단면도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 웨이퍼 및 세정 노즐의 작동 공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템을 이용한 반도체 세정방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따라, 세정된 반도체 웨이퍼의 광학 이미지를 나타낸 것이다.
도 7은, 본 발명의 실시예에 따라 세정된 반도체 웨이퍼의 세정효율에 대한 그래프를 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 반도체 세정 시스템은, 고압 및 고온의 초순수 수증기를 이용하여, 친환경적이고 간단한 공정으로 반도체 웨이퍼를 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 단면도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 1을 참조하면, 상기 반도체 세정 시스템은, 웨이퍼 지지부(110); 웨이퍼 구동부(120); 세정 노즐(130); 세정 노즐 구동부(140); 가스 공급부(150); 및 수증기 공급부(160)를 포함하고, 공기 가열부(170)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 웨이퍼 지지부(110)는, 웨이퍼를 고정하고 회전시키는 것으로, 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지대(111) 및 회전축(112)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼 지지대(111)는, 스피코터 진공척, 웨이퍼 에지 그립 등의 방식으로 웨이퍼를 고정하여 세정 공정 중에 웨이퍼의 흔들림, 이탈 등을 방지할 수 있다.
예를 들어, 회전축(112)은, 웨이퍼 지지대(111)를 지지하고, 웨이퍼 지지대(111)를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 일 예로, 웨이퍼 구동부(120)는, 모터 등과 같은 구동 유닛 및 구동유닛의 제어부(도면에 도시하지 않음)를 포함하고, 이러한 구동 유닛에 의해 회전축(112)을 작동시켜 세정 공정 중에 웨이퍼 지지대(111)를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 일 예로, 세정 노즐(130)은, 웨이퍼 상에 초순수 수증기 및 가스(S)를 분사하여 웨이퍼를 세정할 수 있다.
예를 들어, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 세정 공정을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 2를 참조하면, 세정 노즐(130)에서 분사된 초순수 수증기 및 가스(S)에 의해서 웨이퍼 표면 상에 흡착된 불순물, 반도체 공정 중에 적용된 약품의 잔여물 및 부반응 생성물 등에 따른 유기물, 무기물, 이온, 흡착분자, 입자 등을 세정 및 제거할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 초순수 수증기를 미립화시켜 가스와 함께 분사하는 것으로, 세정 노즐(130) 내부의 혼합실에서 상기 초순수 수증기 및 가스가 혼합되어 분사되는 이류체 노즐일 수 있다. 즉, 상기 이류체 노즐은, 상기 초순수 수증기의 액체압력 및 가스압력의 상호 증감에 따라 분사되는 유량의 용이한 조절이 가능할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 원형 분사 패턴으로 분사하는 토출구 또는 부채꼴 스프레이 패턴으로 분사하는 토출구를 포함할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 마이크로 노즐이며, 상기 마이크로 노즐은 고압의 초순수 수증기를 미립화시켜 분사하므로, 기존의 휘발성 유기 용제의 적용 없이 반도체 웨이퍼를 효과적으로 세정할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 50 ㎛ 이하; 1 ㎛ 내지 30 ㎛의 미세 액적으로 미립화된 초순수 수증기를 분사시킬 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 와류형 노즐(Swirl type)이며, 예를 들어, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 반도체 세정 시스템의 세정 노즐의 단면도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 3에서 상기 와류형 노즐(Swirl type)은, 노즐 내부에서 가압된 가스가 토출 전에 삽입되어 있는 회전 와류자를 통해 고속으로 회전하면서, 공급되는 초순수 수증기를 회전 전단력으로 미립화시켜 토출시킬 수 있다. 즉, 상기 와류형 노즐은, 낮은 압력으로 가압 가스에 의한 원심력으로 쉽게 초순수 수증기를 미립화시켜 토출시킬 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 가스분사압력 0.5 bar 이상의 압력에서 초순수 수증기를 미립화하고, 0.5 Mpa 이상; 0.5 내지 1.0 Mpa; 또는 0.5 내지 3.0 Mpa의 분사 압력 및 200 mL/min 내지 500 mL/min의 분사 유량으로 초순수 수증기를 분사할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도의 초순수 수증기 및 가스를 분사시킬 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐(130)은, 1인치 이상; 4 인치 이상; 20 인치 이상;의 대면적의 웨이퍼를 세정할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 세정 노즐 구동부(140)는, 세정 노즐(130)을 고정시키고, 웨이퍼 상에서 세정 노즐(130)의 위치, 높이, 회전 및 분사각도를 제어하는 것으로, 세정 노즐(130)을 지지하는 지지대(141, 142); 세정 노즐(130)의 회전, X축(직경) 및 Y축 (높이) 이동 및 세정 노즐(130)의 기울기 조절을 위한 구동 유닛(143); 및 구동 유닛(143)의 제어부(144); 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 살펴보면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 세정 노즐 구동부(140)의 작동 방식을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 4에서 세정 노즐 구동부(140)는, 세정 노즐(130)을 웨이퍼의 좌우 방향으로 스윙 회전시킬 수 있고, 웨이퍼의 직경 방향(X축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 즉, 이러한 회전 및 이동에 의해서 웨이퍼의 전면적에 대한 세정이 이루어지고, 세정 노즐(130)의 높이 및/또는 분사 각도를 조절하여 특정 부위에 대한 분사 세기, 분사 유량 및 분사 범위를 조절하여 정밀하고 균일한 세정이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예로, 가스 공급부(150)는, 고압 및 고온의 가스를 세정 노즐(130)에 공급하는 것으로, 가스 공급부(150)는, 가스주입부(151); 가스 가열부(152); 제1 가스 공급관(153); 가스 공급 조절부(154); 및 제2 가스 공급관(155); 을 포함할 수 있다.
예를 들어, 가스 가열부(152)는, 가스주입부(151)에서 공급된 가스를 가열하고, 제1 가스 공급관(153)을 통하여 가열된 가스를 배출할 수 있다.
예를 들어, 상기 가스는, 공기, 질소, 아르곤, 수소 등의 비활성 가스, 및 산소로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 가스 공급관(153)은, 가스 가열부(152)에서 배출된 가열된 가스를 가스 공급 조절부(154)로 이동시키고, 제1 가스 공급관(153)은, 히터(H)를 구비하여 일정 온도로 유지할 수 있다. 예를 들어, 상기 히터는 제1 가스 공급관(153)을 둘러싸는 열선일 수 있으며, 제1 가스 공급관(153)은, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 유지될 수 있다.
예를 들어, 가스 공급 조절부(154)는, 가스의 압력 및 유량을 조절하여 세정 노즐(130)에 가스를 공급할 수 있다.
예를 들어, 제2 가스 공급관(155)은, 가스 공급 조절부(154)에서 배출된 가스를 세정 노즐(130)로 이동시키는 것으로, 제2 가스 공급관(155)은, 히터(H)를 구비하여 일정 온도로 유지할 수 있다. 예를 들어, 히터(H)는 제2 가스 공급관(155)를 둘러싸는 열선일 수 있으며, 제2 가스 공급관(155)은, 제1 가스 공급관(153)과 동일하거나 또는 상이한 온도로 유지될 수 있으며, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 유지될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스 공급관(153) 대 제2 가스 공급관(155)의 직경비는 1:0.1 내지 0.9; 또는 1:0.3 내지 0.5일 수 있다. 즉, 제2 가스 공급관(155)는 제1 가스 공급관(153) 보다 관의 직경이 더 작으므로, 세정 노즐(130)로 공급되는 고온의 가스의 주입 압력을 유지하거나 또는 팽창을 유도하여 압력을 높여 초음파 수증기의 미립화를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 초순수 수증기 공급부(160)는, 고압 및 고온의 초순수 수증기를 세정 노즐(130)에 공급하는 것으로, 초순수 수증기 공급부(160)는, 수증기 생성부(161); 제1 수증기 공급관(162); 수증기 공급 조절부(163); 및 제2 수증기 공급관(164); 을 포함할 수 있다.
예를 들어, 수증기 생성부(161)는, 초순수를 가열하여 수증기를 생성하고, 제1 수증기 공급관(162)을 통하여 가열된 수증기를 배출할 수 있다.
예를 들어, 제1 수증기 공급관(162)은, 수증기 생성부(161)에서 배출된 가열된 수증기를 수증기 공급 조절부(163)로 이동시킨다. 제1 수증기 공급관(162)은, 히터(H)를 구비하여 일정 온도로 유지할 수 있다. 예를 들어, 히터(H)는, 제1 수증기 공급관(162)을 둘러싸는 열선일 수 있으며, 제1 수증기 공급관(162)은, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 유지될 수 있다.
예를 들어, 수증기 공급 조절부(163)는, 수증기의 압력 및 유량을 조절하여 노즐(130)에 수증기를 공급할 수 있다.
예를 들어, 제2 수증기 공급관(164)은, 수증기 공급 조절부(163)에서 배출된 수증기를 노즐(130)로 이동시키는 것으로, 제2 수증기 공급관(164)은, 히터(H)를 구비하여 일정 온도로 유지할 수 있다. 예를 들어, 히터(H)는 제2 수증기 공급관(164)를 둘러싸는 열선일 수 있으며, 제2 수증기 공급관(164)은, 제1 수증기 공급관(162)과 동일하거나 또는 상이한 온도로 유지될 수 있고, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도로 유지될 수 있다.
예를 들어, 제1 수증기 공급관(162) 대 제2 수증기 공급관(164)의 직경비는 1:0.1 내지 0.9; 또는 1:0.3 내지 0.5일 수 있다. 즉, 제2 수증기 공급관(164)은, 제1 수증기 공급관(162) 보다 관의 직경이 더 작으므로, 세정 노즐(130)로 공급되는 고온의 수증기의 주입 압력을 유지하거나 또는 100 ℃ 이상에서 팽창을 유도하여 압력을 높여 초음파 수증기의 미립화를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 공기 가열부(170)는, 가스 주입기(151)에서 공급된 공기를 가열하고, 가열된 공기를 수증기 생성부(161)로 공급하여 초순수를 가열할 수 있다.
본 발명은, 초순수를 이용한 반도체 세정방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 초순수를 이용한 반도체 세정방법은, 본 발명에 의한 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템을 적용하여, 반도체 각 공정 이후에 웨이퍼 상에 붙어 있는 불순물, 약품 잔여물 등에 대한 우수한 세정 효과를 제공하고, 신속하고 친환경적으로 반도체를 세정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명에 의한 반도체 세정방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 5에서 상기 반도체 세정방법은, 초순수 수증기 및 가스를 세정 노즐에 공급하는 단계(S100); 웨이퍼를 세정하는 단계(S200); 및 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계(S300);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 초순수 수증기 및 가스를 세정 노즐에 공급하는 단계(S100)는, 세정 노즐에 고압 및 고온의 초순수 수증기 및 가스를 공급하는 단계이다.
예를 들어, 초순수 수증기 및 가스는 고온 및 고압으로 가열되어 일정한 온도 및 압력을 유지하는 공급관을 통하여 세정 노즐에 공급되고, 상기 초순수 수증기 및 가스는 노즐 내에 혼합된 이후 초순수 수증기를 미립화되어 토출될 수 있다.
예를 들어, 초순수 수증기 및 가스는, 90 ℃ 이상; 90 ℃ 내지 200 ℃; 또는 100 ℃ 내지 180 ℃의 온도 및 0.5 MPa 이상의 압력으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스는, 공기, 질소, 아르곤, 수소 등의 비활성 가스, 및 산소로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 웨이퍼를 세정하는 단계(S200)는, 상기 세정 노즐에 공급된 초순수 수증기 및 가스를 지지대에 고정된 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 상기 웨이퍼를 세정하는 단계이다.
본 발명의 일 예로, 웨이퍼를 세정하는 단계(S200)는, 노즐, 웨이퍼 또는 이둘을 이동하면서 웨이퍼를 세정할 수 있다.
예를 들어, 세정 노즐의 높이, 위치, 분사각도 중 적어도 하나 이상을 조절하여 상기 노즐에서 공급되는 초순수 수증기 및 가스의 분사 범위, 분사 위치, 분사 세기 등을 조절하여 상기 웨이퍼의 전면적을 균일하게 세정할 수 있다.
예를 들어, 상기 노즐은, 스윙 회전하면서 상기 웨이퍼 직경 범위 내에서 이동하여 상기 웨이퍼를 세정할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지대에 고정된 웨이퍼를 회전하면서 상기 웨이퍼를 세정할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지대에 고정된 웨이퍼를 회전하면서 상기 세정 노즐의 높이, 위치 또는 이 둘을 조절하여 상기 웨이퍼를 세정할 수 있다. 예를 들어, 상기 세정 노즐의 분사 각도를 조절하여 상기 웨이퍼를 세정할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼를 세정하는 단계(S200)는, 90 ℃ 이상의 온도 및 0.5 MPa 이상의 분사 압력으로 1초 이상; 5초 이상; 30초 이상; 또는 10분 동안 초순수 수증기 및 가스를 분사하여 세정할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼를 세정하는 단계(S200)는, 웨이퍼 불순물, 반도체 각 공정에 따른 약품, 잔여물, 부반응물 등에 따른 불순물, 예를 들어, 포토레지스트 잔여물 등을 세정할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계(S300)는, 웨이퍼를 세정하는 단계(S200) 이후에 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계이며, 열을 적용하여 세정된 웨이퍼를 건조할 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼를 90 ℃ 이상의 온도로 가열하여 초순수를 증발시겨 건조시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 세정된 웨이퍼를 검사하는 단계(S400); 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 세정된 웨이퍼를 검사하는 단계(S400)는, 세정된 웨이퍼의 표면을 검사하여 세정 상태를 확인하는 단계이며, 광학 현미경 등을 이용할 수 있다.
예를 들어, 세정된 웨이퍼의 검사 단계(S400)는, 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계(S300) 이전 및/또는 이후에 적용될 수 있고, 웨이퍼의 세정 상태 및 세정이 필요한 부분을 신속하게 파악하여 웨이퍼를 세정하는 단계(S200) 및/또는 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계(S300)를 1회 이상 반복적으로 실시할 수 있다.
실시예
이류형 마이크로 노즐을 이용하여 4인치 웨이퍼를 90 ℃ 온도 및 0.5 MPa 분사압력의 초순수 수증기 및 질소 가스를 분사하여 포토 레지스트 코팅된 웨이퍼를 세정하였다. 세정된 웨이퍼의 광학 이미지를 측정하여 도 6에 나타내고, 세정 시간에 따른 잔여 포토레지스트 입자의 두께 및 세정 효율을 측정하여 도 7에 나타내었다.
도 6을 살펴보면, 순수 웨이퍼 베어, 포토레지스트 코팅된 웨이퍼 및 세정된 웨이퍼의 광학 이미지를 나타낸 것으로, 이들의 비교 시 세정된 웨이퍼는, 순수 웨이퍼 베어와 같은 광학이미지를 제공하므로, 포토레지스트 코팅 물질이 세정된 것을 확인할 수 있다.
도 7을 살펴보면, 노즐 분사 시간 2초 이후에 95 % 이상의 세정 효율을 갖는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은, 초순수 수증기를 이용하여 95 % 이상의 세정 효율로 반도체 웨이퍼를 세정할 수 있으므로, 이는 기존의 유기 세정제 등에 따른 유독성, 환경 오염 등을 수반하지 않는 친환경적이 세정이 가능하고, 반도체 웨이퍼 세정 비용의 경제성을 높이고, 공정을 단순화시킬 수 있는 반도체 세정 시스템 및 반도체 세정 방법을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지부;
    초순수 수증기 및 가스를 상기 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 상기 웨이퍼를 세정하는 세정 노즐;
    상기 세정 노즐에 상기 가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 세정 노즐에 상기 초순수 수증기를 공급하는 수증기 공급부;
    를 포함하는,
    초순수를 이용한 반도체 세정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지부는, 상기 웨이퍼를 진공척으로 고정하는 지지대 및 상기 지지대를 회전시키는 회전축;을 포함하는 것인, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세정 노즐은, 90 ℃ 이상의 온도 및 0.5 MPa 이상의 분사 압력으로 초순수 수증기 및 가스를 분사하는 것인, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수증기 공급부는,
    수증기 발생기에서 배출된 초순수 수증기가 수증기 공급 조절부로 이동하는 제1 수증기 공급관;
    상기 제1 수증기 공급관에 따라 이동된 초순수 수증기를 상기 세정 노즐에 공급하는 수증기 공급 조절부; 및
    상기 수증기 공급 조절부에서 배출된 상기 초순수 수증기가 상기 세정 노즐로 이동하는 제2 수증기 공급관; 을 포함하고,
    상기 제1 수증기 공급관 및 상기 제2 수증기 공급관을 가열하는 히터; 를 더 포함하고,
    상기 제1 수증기 공급관 및 상기 제2 수증기 공급관은, 90 ℃ 내지 200 ℃ 온도로 유지되고,
    상기 제1 수증기 공급관 대 상기 제2 수증기 공급관의 직경비는, 1:0.1 내지 0.9인 것인, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세정 노즐을 고정하고, 상기 웨이퍼 상에서 상기 세정 노즐의 위치, 높이 또는 이 둘을 조절하는 세정 노즐 구동부; 를 더 포함하고,
    상기 세정 노즐 구동부는, 웨이퍼의 좌우 방향으로 상기 세정 노즐을 스윙 회전하고, 상기 웨이퍼의 직경 범위 내에서 상기 세정 노즐을 이동하는 것인, 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템.
  6. 초순수 수증기 및 가스를 세정 노즐에 공급하는 단계;
    상기 초순수 수증기 및 가스를 웨이퍼 상에 동시에 분사하여 웨이퍼를 세정하는 단계; 및
    상기 세정된 웨이퍼를 건조하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 세정하는 단계는, 상기 웨이퍼 상에 불순물, 포토레지스트 잔여물 또는 이 둘을 제거하는 것인, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 초순수를 이용한 반도체 세정 시스템을 이용한, 반도체 세정방법.
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