KR20210027761A - 웨이퍼 클리닝 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 클리닝 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 클리닝 장치가 제공된다. 웨이퍼 클리닝 장치는 웨이퍼가 로딩되는 챔버, 웨이퍼의 상부에 배치되고, 웨이퍼의 상면에 약액을 제공하는 노즐, 웨이퍼의 하부에 배치되는 하우징, 웨이퍼에 레이저를 조사하는 레이저 모듈, 웨이퍼와 레이저 모듈 사이에 배치되는 투명 윈도우, 및 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되도록 제어하여, 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고, 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율은 30% 내지 50% 이다.

Description

웨이퍼 클리닝 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 클리닝 방법{Wafer cleaning apparatus and wafer cleaning method using the same}
본 발명은 웨이퍼 클리닝 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 클리닝 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 필수적인 웨트 클리닝(wet cleaning) 공정은 웨이퍼 상의 하드 마스크 등을 고온의 약액에 의해 식각하는 공정이다. 이러한 웨트 클리닝 공정은 기존의 방식에서는 배치(batch) 장비에 의해 수행되어 왔다. 배치 장비란 하나의 웨이퍼가 아닌 복수의 웨이퍼를 한 세트로 하여 동시에 약액에 침전시켜 한 세트의 웨이퍼를 웨트 클리닝하는 장비를 말한다.
이러한 배치 장비의 경우에 웨이퍼 상에 흐름성 결함(defect), 건조불량 및 산포 균일성의 저하 등의 문제가 생길 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 매엽 장비로의 전환이 촉구되어 왔다. 매엽 장비란, 각각의 웨이퍼를 하나씩 웨트 클리닝 공정에 적용하는 장비를 말한다.
그러나, 매엽 장비에서도 웨이퍼의 어느 위치냐에 따라 에치 레이트(etch rate, E/R)가 달라질 수 있다. 이러한 에치 레이트를 원하는 대로 조율하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시킴으로써 식각 효율을 향상시킨 웨이퍼 클리닝 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시킴으로써 식각 효율을 향상시킨 웨이퍼 클리닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 클리닝 장치의 몇몇 실시예는, 웨이퍼가 로딩되는 챔버, 웨이퍼의 상부에 배치되고, 웨이퍼의 상면에 약액을 제공하는 노즐, 웨이퍼의 하부에 배치되는 하우징, 웨이퍼에 레이저를 조사하는 레이저 모듈, 웨이퍼와 레이저 모듈 사이에 배치되는 투명 윈도우, 및 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되도록 제어하여, 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고, 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율은 30% 내지 50% 이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 클리닝 방법의 몇몇 실시예는, 챔버의 내부에 웨이퍼를 로딩하고, 웨이퍼의 상면 상에 약액을 제공하고, 레이저 모듈을 온(on)시켜 웨이퍼의 하면에 레이저를 조사하고, 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하여 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고, 웨이퍼의 온도가 미리 설정된 온도 범위 내로 유지되는 동안, 웨이퍼를 식각하고, 웨이퍼의 식각이 완료된 후에, 레이저 모듈을 오프(off)시키고, 웨이퍼를 챔버로부터 언로딩시키는 것을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 클리닝 방법의 다른 몇몇 실시예는, 챔버의 내부에 제1 막 및 제2 막을 포함하는 웨이퍼를 로딩시키고, 웨이퍼의 상면 상에 약액을 제공하고, 레이저 모듈을 온(on)시켜 웨이퍼의 하면에 레이저를 조사하고, 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하여 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고, 웨이퍼의 온도가 미리 설정된 온도 범위 내로 유지되는 동안, 웨이퍼의 제2 막을 식각하는 것을 포함하되, 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키는 것은, 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율이 30% 내지 50%인 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치에 위치하는 웨이퍼의 온도 변화를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법에서 웨이퍼가 식각되는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치에 위치하는 웨이퍼의 온도 변화를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 챔버(10), 보울(20), 하우징(100), 투명 윈도우(105), 레이저 모듈(110), 비구면 렌즈(115), 제어부(120), 레이저 공급부(125), 광 세기 검출기(130), 온도 센서(140), 스피너(150) 및 노즐(160)을 포함할 수 있다.
제1 방향(X)은 수평 방향 중 어느 한 방향일 수 있다. 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 다른 수평 방향 중 어느 한 방향일 수 있다. 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 서로 수직한 방향일 수 있다. 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 교차하는 방향일 수 있다. 제3 방향(Z)은 예를 들어, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 모두 수직한 방향일 수 있다. 제3 방향(Z)은 예를 들어, 수직한 방향일 수 있다. 이에 따라서, 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)은 서로 오소고날(orthogonal)한 방향일 수 있다.
챔버(10)의 내부에서는 습식 식각 공정 및 클리닝 공정이 수행될 수 있다. 웨이퍼(W)는 챔버(10) 내부로 로딩될 수 있다.
하우징(100)은 웨이퍼(W)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 하우징(100)과 웨이퍼(W)는 제3 방향(Z)으로 연속적으로 배치될 수 있다. 하우징(100)은 웨이퍼(W)의 하면을 가열할 수 있다. 하우징(100)의 상면은 웨이퍼(W)의 하면과 인접할 수 있다. 다만, 하우징(100)과 웨이퍼(W)는 서로 이격될 수 있다.
하우징(100)은 그 내부에 투명 윈도우(105), 레이저 모듈(110), 비구면 렌즈(115), 광 세기 검출기(130) 및 온도 센서(140)를 포함할 수 있다. 하우징(100)은 투명 윈도우(105), 레이저 모듈(110), 비구면 렌즈(115), 광 세기 검출기(130) 및 온도 센서(140) 각각의 위치를 고정시키고 지지하는 역할을 할 수 있다.
하우징(100)은 웨이퍼(W)의 하부에서 고정될 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전되더라도 하우징(100)은 회전되지 않을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서 하우징(100)이 웨이퍼(W)와 같이 회전하거나 별도로 회전할 수도 있다.
스피너(150)는 웨이퍼(W)의 측면과 접할 수 있다. 스피너(150)는 웨이퍼(W)의 측면에서 웨이퍼(W)를 홀딩하여 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다. 스피너(150)가 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전함에 따라, 웨이퍼(W)도 같은 방향으로 회전할 수 있다.
스피너(150)에 의해서 웨이퍼(W)가 회전하는 경우, 웨이퍼(W)의 상면에 공급되는 약액(161)이 웨이퍼(W)의 상면에 균일하게 분포될 수 있다. 스피너(150)에 의한 웨이퍼(W)의 회전은 웨이퍼(W) 상면의 에치 레이트가 균일하게 되는 것을 도울 수 있다.
스피너(150)는 그립부(151) 및 지지부(152)를 포함할 수 있다. 그립부(151)는 웨이퍼(W)의 측면과 접하는 부분일 수 있다. 그립부(151)는 웨이퍼(W)의 측면과 직접 접함으로써, 웨이퍼(W)와 고정될 수 있다. 이로 인해, 그립부(451)는 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 웨이퍼(W)와 동시에 회전될 수 있다.
그립부(151)는 단열재를 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)가 하우징(100) 내의 여러 구성 요소, 예를 들어, 레이저 모듈(110)에 의해서 가온 내지 가열될 때, 그립부(151)가 열의 전달을 차단하여 챔버(10) 내부의 다른 부분이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
지지부(152)는 그립부(151)와 연결될 수 있다. 지지부(152)는 그립부(151)의 아래쪽으로 연장될 수 있다. 지지부(152)는 그립부(151)를 지지할 수 있다. 지지부(152)는 하우징(100)의 외측면을 감쌀 수 있다.
지지부(152)는 그립부(151)와 함께 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전될 수 있다. 이 경우, 지지부(152)는 전체적으로 회전될 수도 있고, 지지부(152)의 일부만 회전될 수도 있다. 지지부(152)의 일부만이 회전되는 경우, 회전되는 부분은 지지부(152) 중 그립부(151)와 연결된 부분일 수 있다. 이를 통해서, 웨이퍼(W)는 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전될 수 있다.
스피너(150)는 웨이퍼(W)를 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전시키되, 적절한 속도로 회전시킬 수 있다. 왜냐하면, 스피너(150)의 회전 속도가 너무 빠른 경우 웨이퍼(W)의 엣지 부분이 상대적으로 냉각되어 온도가 균일하게 분포되지 못하기 때문이다. 이 경우, 에치 레이트도 웨이퍼(W)의 중심부와 엣지 부분이 차이날 수 있다.
따라서, 스피너(150)의 회전 속도는 예를 들어, 100~300rpm으로 제한될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
노즐(160)은 웨이퍼(W) 및 스피너(150)의 상에 위치할 수 있다. 노즐(160)은 웨이퍼(W)의 상면에 약액(161)을 공급할 수 있다. 노즐(160)은 웨이퍼(W)의 중심 부분에 약액(161)을 떨어뜨릴 수 있다. 웨이퍼(W)는 회전하면서 떨어진 약액(161)이 웨이퍼(W)의 상면 전체로 펼쳐지게 할 수 있다. 웨이퍼(W)의 고정 및 약액(161)의 균일한 배치를 위해서 아래 방향으로 플로우를 인가할 수 있다. 이를 통해서, 약액(161)은 웨이퍼(W)의 상면의 중심에서 주변으로 이동될 수 있다.
도 1에는 노즐(160)이 웨이퍼(W)의 상면에서 아래 방향으로 약액(161)을 분사하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 노즐(160)은 웨이퍼(W)의 상면보다 높은 지점에서 웨이퍼(W)의 측면에 배치될 수도 있다. 또한, 또 다른 몇몇 실시예에서, 노즐(160)은 약액(161)을 측면 방향으로 토출하여 웨이퍼(W)의 상면에 약액(161)을 공급할 수도 있다.
약액(161)은 웨이퍼(W)의 상면을 식각하는 용액일 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(W) 내의 실리콘 질화막(SiN)이나, 폴리 실리콘이 식각되는 대상일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
약액(161)은 식각되는 대상 물질에 따라서 달라질 수 있다. 약액(161)은 예를 들어, 인산, 암모니아수 및 TMAH(tetramethylammonium hydroxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
약액(161)은 노즐(160)에 의해서 공급될 수 있다. 노즐(160)은 약액(161)을 웨이퍼(W)의 상면에 토출하되, 적절한 양과 속도로 약액(161)을 제공할 수 있다. 왜냐하면, 약액(161)이 너무 많이 혹은 너무 빠르게 제공되면, 웨이퍼(W)의 온도의 상승이 그만큼 늦어질 수 있기 때문이다. 따라서, 예를 들어, 노즐(160)은 웨이퍼(W) 상에 약액(161)을 0.1L/min~1L/min의 속도로 제공할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
보울(20)은 웨이퍼(W), 스피너(150) 및 하우징(100)의 외부에 배치될 수 있다. 보울(20)은 웨이퍼(W)의 상면보다 높게 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 보울(20)은 약액(161) 및 약액(161)이 기화된 퓸(fume)의 외부 유출을 차단할 수 있다. 보울(20)에 의해서 챔버(10) 내부의 다른 부분이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
레이저 모듈(110)은 하우징(100) 내부에 배치될 수 있다. 레이저 모듈(110)은 웨이퍼(W)의 하면에 전체적으로 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 모듈(110)은 투명 윈도우(105)의 하부에 배치될 수 있다. 레이저 모듈(110)에 의해서 조사된 레이저(L1)는 투명 윈도우(105)를 통과하여 웨이퍼(W) 하면에 도달할 수 있다.
레이저 모듈(110)로부터 제공되는 레이저의 파장은 예를 들어, 300nm 내지 1100nm 일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
투명 윈도우(105)는 하우징(100)의 상면에 위치할 수 있다. 투명 윈도우(105)는 레이저(L)가 투과할 수 있는 투명한 재질일 수 있다. 예를 들어, 투명 윈도우(105)는 쿼츠(Quartz)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
투명 윈도우(105) 및 웨이퍼(W)는 매우 인접하게 배치될 수 있다. 이로 인해, 투명 윈도우(105)를 투과한 레이저(L)가 웨이퍼(W)의 하면이 아닌 다른 곳으로 유출되지 않을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
투명 윈도우(105) 및 웨이퍼(W)는 서로 이격될 수 있다. 왜냐하면, 웨이퍼(W)는 스피너(150)에 의해서 회전해야 하지만, 투명 윈도우(105)가 설치된 하우징(100)은 회전할 필요가 없기 때문이다.
웨이퍼(W)의 하면은 전체적으로 가열되어야 하므로, 웨이퍼(W)의 하면과 투명 윈도우(105)의 계면은 서로 대응될 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)의 엣지 부분도 투명 윈도우(105)에 의해서 레이저(L)에 노출될 수 있다.
비구면 렌즈(115)는 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 비구면 렌즈(115)는 레이저 모듈(110)에 연결될 수 있다.
비구면 렌즈(115)는 레이저를 가공할 수 있다. 구체적으로, 레이저 모듈(110)에 의해 공급된 레이저(L)는 가우시안 프로파일을 가질 수 있다. 비구면 렌즈(115)는 이러한 레이저의 프로파일을 필요한 형상으로 가공할 수 있다.
도 1에는 비구면 렌즈(115)가 하나의 렌즈로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 비구면 렌즈(115)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다.
레이저 공급부(125)는 레이저 모듈(110)에 레이저(L)를 공급할 수 있다. 도 1에는 레이저 공급부(125)가 제어부(120)에 연결되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 레이저 공급부(125)는 레이저 모듈(110)에 직접 연결될 수 있다.
레이저 공급부(125)는 외부로 연결되어 레이저(L)가 공급되는 경로를 형성할 수 있다. 레이저 공급부(125)는 예를 들어, 광섬유를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(120)는 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)를 제어할 수 있다. 도 1에는 제어부(120)가 하우징(100)과 스피너(150) 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 1에는 제어부(120)가 레이저 모듈(110)과 접하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)과 이격될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되도록 제어하여, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되도록 제어할 수 있다. 레이저 모듈(110)이 각각 한 번 온(on)/오프(off)되는 것을 하나의 사이클로 정의할 수 있다. 레이저 모듈(110)은 최초 온(on)된 후에, 오프(off) 및 온(on)되는 사이클이 반복될 수 있다.
예를 들어, 레이저 모듈(110)의 하나의 사이클 내에서, 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간의 비율은 30% 내지 50% 일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 레이저 모듈(110)의 하나의 사이클 내에서, 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간의 비율은 30%이고, 레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 시간의 비율은 70% 일 수 있다. 즉, t2(레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간):t1(레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 시간) = 3:7 일 수 있다.
도 4를 참조하면, 다른 몇몇 실시예에서, 레이저 모듈(110)의 하나의 사이클 내에서, 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간의 비율은 50%이고, 레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 시간의 비율은 50% 일 수 있다. 즉, t4(레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간):t3(레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 시간) = 5:5 일 수 있다.
레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간(t1)은 예를 들어, 0.5초 내지 3초 일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
레이저 모듈(110)로부터 조사되는 레이저(L2)의 파워(P)는 레이저 모듈(110)이 온(on)/오프(off)되는 각각의 경우에 일정하게 유지될 수 있다.
예를 들어, 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 경우, 레이저 모듈(110)로부터 조사되는 레이저(L)의 제2 파워(P2)는 0.1kW 내지 100kW 일 수 있다. 예를 들어, 레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 경우, 레이저 모듈(110)로부터 조사되는 레이저(L)의 제1 파워(P1)는 0kW 일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 레이저(L)의 제1 파워(P1)는 0kW보다 클 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부120)는 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 제1 온도(Tp1)와 제1 온도(Tp1)보다 높은 제2 온도(Tp2) 사이로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 온도(Tp1) 및 제2 온도(Tp2) 각각은 170℃ 내지 250℃ 일 수 있다. 예를 들어, 제1 온도(Tp1)는 170℃이고, 제2 온도(Tp2)는 250℃ 일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 레이저 모듈(110)이 최초 온(on)된 후에 상승될 수 있다. 이어서, 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 제1 온도(Tp1)와 제2 온도(Tp2) 사이로 유지될 수 있다.
웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 미리 설정된 온도 범위 내인 제1 온도(Tp1)와 제2 온도(Tp2) 사이로 유지되는 동안, 웨이퍼(W)에 대한 식각(예를 들어, 습식 식각) 공정이 수행될 수 있다. 웨이퍼(W)에 대한 식각 공정이 완료된 후에, 레이저 모듈(110)이 오프(off)되어 웨이퍼(W)의 온도가 제1 온도(Tp1)보다 낮아질 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부120)는 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 제3 온도(Tp3)와 제3 온도(Tp3)보다 높은 제4 온도(Tp4) 사이로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 온도(Tp3) 및 제4 온도(Tp4) 각각은 170℃ 내지 250℃ 일 수 있다. 예를 들어, 제3 온도(Tp3)는 170℃이고, 제4 온도(Tp4)는 250℃ 일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 레이저 모듈(110)이 최초 온(on)된 후에 상승될 수 있다. 이어서, 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 제3 온도(Tp3)와 제4 온도(Tp4) 사이로 유지될 수 있다.
웨이퍼(W)에 대한 식각(예를 들어, 습식 식각) 공정이 수행되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 미리 설정된 온도 범위 내인 제3 온도(Tp3)와 제4 온도(Tp4) 사이로 유지될 수 있다. 웨이퍼(W)에 대한 식각 공정이 완료된 후에, 레이저 모듈(110)이 오프(off)되어 웨이퍼(W)의 온도가 제3 온도(Tp3)보다 낮아질 수 있다.
웨이퍼(W)에 형성된 막질의 식각 속도는 식각액의 온도 및 농도에 주로 영향을 받는다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 예를 들어, 웨이퍼(W)가 실리콘 질화막(SiN) 및 실리콘 산화막(SiO2)을 포함하고, 실리콘 질화막(SiN)을 선택적으로 습식 식각할 수 있다.
식각 속도를 증가시키기 위해 식각 온도를 증가시키는 경우에, 실리콘 질화막(SiN)뿐만 아니라 실리콘 산화막(SiO2)이 식각되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 실리콘 질화막(SiN)이 선택적으로 습식 식각되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시킴으로써 실리콘 질화막(SiN)의 식각 효율을 향상시킬 수 있다.
광 세기 검출기(130)는 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
광 세기 검출기(130)는 웨이퍼(W)의 하면으로부터 반사된 레이저(L)를 검출하여 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)를 센싱할 수 있다. 제어부(120)는 광 세기 검출기(130)에 의해 검출된 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off) 정보를 이용하여 레이저 모듈(110)을 제어할 수 있다.
온도 센서(140)는 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
온도 센서(140)는 웨이퍼(W)의 온도를 센싱할 수 있다. 제어부(120)는 온도 센서(140)에 의해 센싱된 웨이퍼(W)의 온도 정보를 이용하여 레이저 모듈(110)을 제어할 수 있다.
이하에서, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다. 도 1에 도시된 웨이퍼 클리닝 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 반사판(270) 및 할로우 영역(280)을 포함할 수 있다.
할로우 영역(280)은 하우징(100)의 내부에서 투명 윈도우(205)와 레이저 모듈(110) 사이에 배치될 수 있다. 할로우 영역(280)은 하우징(100) 내부의 빈 공간일 수 있다. 할로우 영역(280)은 레이저 모듈(110)로부터 조사된 제1 레이저(L1)가 웨이퍼(W)의 하면으로 진행하는 영역일 수 있다.
할로우 영역(280)은 투명 윈도우(205)에 의해서 상면이 덮힐 수 있다. 이로 인해, 할로우 영역(280)은 하우징(100) 및 투명 윈도우(205)에 의해서 외부와 완전히 격리될 수 있다. 이는 레이저 모듈(110)과 할로우 영역(280)의 약액(161) 및 약액(161)에 의해서 발생하는 퓸에 의한 오염을 차단하기 위함일 수 있다.
할로우 영역(280)은 내부가 진공일 수 있다. 이를 통해서, 제1 레이저(L1)의 진행이 용이할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 할로우 영역(280)의 내부에는 제1 레이저(L1)의 진행에 방해되지 않는 기체 매질이 채워져 있을 수도 있다.
할로우 영역(280)은 반구형일 수 있다. 할로우 영역(280)은 웨이퍼(W)의 하면에 의해서 반사되는 레이저를 반사판(270)에 의해서 다시 반사시켜야 하므로 반구형으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 제1 레이저(L1)가 웨이퍼(W) 및 반사판(270)에 의해 순차적으로 반사되어 효율적으로 웨이퍼(W)의 하면으로 다시 도달할 수 있다.
반사판(270)은 할로우 영역(280)의 하면을 따라 배치될 수 있다. 레이저 모듈(110)로부터 조사된 제1 레이저(L1)는 웨이퍼(W)의 하면 및 반사판(270)에 의해 순차적으로 반사되어 제2 레이저(L2)를 생성할 수 있다. 반사판(270)에 의해 반사된 제2 레이저(L2)는 다시 웨이퍼(W)의 하면에 제공될 수 있다.
제1 레이저(L1)가 웨이퍼(W)의 하면에 의해서 반사되어 생성된 레이저는 챔버(10) 내부의 다른 부분에 도달하면 장치의 손상을 발생시킬 수 있다. 따라서, 반사판(270)은 반사된 레이저가 챔버(10)의 다른 부분에 닿지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다. 이와 동시에, 반사된 레이저를 다시 반사시켜 생성된 제2 레이저(L2)를 웨이퍼(W)의 하면에 도달하게 하여 웨이퍼(W) 가열의 효율도 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다. 도 1 및 도 5에 도시된 웨이퍼 클리닝 장치들과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 반사판(370)이 하우징(100)의 측벽 및 바닥면을 따라 배치될 수 있다. 할로우 영역(380)은 하우징(100)의 내부에서 투명 윈도우(105)와 반사판(370) 사이에 배치될 수 있다.
이하에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시된 웨이퍼 클리닝 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 스피너(450) 및 고정 로터 모듈(490)을 포함할 수 있다.
스피너(450)는 그립부(451), 케미컬 드레인 가이드(453), 단열 블록(454), 제1 로터부(455), 측벽부(458), 베어링(456) 및 고정부(457)를 포함할 수 있다.
스피너(450)는 웨이퍼(W)를 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전시킬 수 있다.
그립부(451)는 웨이퍼(W)의 측면과 접하는 부분일 수 있다. 그립부(451)는 웨이퍼(W)의 측면과 직접 접함으로써, 웨이퍼(W)와 고정될 수 있다. 이로 인해, 그립부(451)는 하우징(100)의 상면과 평행한 수평면 상에서 회전될 수 있다.
케미컬 드레인 가이드(453)는 약액(161)의 드레인 경로를 가이드할 수 있다. 케미컬 드레인 가이드(453)는 그립부(451)와 연결될 수 있다. 약액(161)은 웨이퍼(W)의 상면에서 식각 공정에 사용된 후에 플로우에 의해 웨이퍼(W)의 측면으로 밀려날 수 있다.
이후에, 약액(161)은 웨이퍼(W)의 측면의 그립부(451)를 거쳐 케미컬 드레인 가이드(453)에 도달하여 배출될 수 있다. 약액(161)은 케미컬 드레인 가이드(453)를 따라서 외부로 배출될 수 있다.
케미컬 드레인 가이드(453)는 보울(20)에 비해서 낮은 위치에 존재하므로, 약액(161)이 보울(20)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 케미컬 드레인 가이드(453)는 스피너(450)의 다른 구성요소 즉, 단열 블록(454), 제1 로터부(455), 측벽부(458), 베어링(456) 및 고정부(457)보다 웨이퍼(W) 기준으로 더 멀리 배치될 수 있다. 이로 인해, 약액(161)이 단열 블록(454), 제1 로터부(455), 측벽부(458), 베어링(456) 및 고정부(457)에 손상을 가하는 것을 방지할 수 있다.
단열 블록(454)은 그립부(451) 및 케미컬 드레인 가이드(453) 사이로 스피너(450)의 측벽을 구성하도록 배치될 수 있다. 단열 블록(454)은 단열재를 포함할 수 있다. 단열 블록(454)은 그립부(451) 및 케미컬 드레인 가이드(453)가 받는 열을 다른 스피너(450)의 구성으로 전달하지 않고 차단하는 역할을 할 수 있다.
도 1에는 단열 블록(454)이 그립부(451) 및 케미컬 드레인 가이드(453)에 접하는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 단열 블록(454)의 위치는 필요에 따라 변경될 수 있다.
또한, 도 1에는 단열 블록(454)이 단일의 구성 요소로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 단열 블록(454)은 복수의 구성 요소를 포함할 수 있다.
제1 로터부(455)는 스피너(450)를 자기 부상 방식으로 회전시킬 수 있다. 제1 로터부(455)는 자성체를 포함할 수 있다.
제1 로터부(455)는 스피너(450)의 단열 블록(454), 측벽부(458) 및 그립부(451)와 고정되어 있으므로, 제1 로터부(455)의 회전에 의해서 스피너(450)가 전체적으로 회전할 수 있다. 이로 인해, 웨이퍼(W)도 스피너(450)와 함께 회전될 수 있다.
측벽부(458)는 제1 로터부(455)와 접하여 스피너(450)의 측벽을 구성할 수 있다. 도 1에는 측벽부(458)가 제1 로터부(455) 및 베어링(456) 사이에 배치된 것으로 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 측벽부(458)는 스피너(450)의 측벽을 구성하는 모든 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 측벽부(458)는 도 1에 도시된 것처럼 단일 구성 요소를 포함할 수 있지만, 복수의 구성 요소를 포함할 수도 있다.
베어링(456)은 측벽부(458)와 고정부(457) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 베어링(456)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니다. 베어링(456)은 고정된 고정부(457)와 회전되는 제1 로터부(455) 사이라면 어디에도 배치될 수 있다.
베어링(456)은 스피너(450)가 회전할 수 있게 허용한다. 즉, 베어링(456)은 스피너(450)가 고정된 고정부(457)를 포함함에도 불구하고 회전이 가능하기 위한 최소한의 구성일 수 있다.
베어링(456)은 제1 로터부(455)가 회전함에 따라 같이 회전할 수 있다. 베어링(456)은 동시에 고정부(457)와 측벽부(458), 제1 로터부(455), 단열 블록(454), 그립부(451) 및 케미컬 드레인 가이드(453)를 연결할 수 있다. 이에 따라서, 스피너(450)는 고정됨과 동시에 회전이 가능할 수 있다.
고정부(457)는 스피너(450)의 하부에서 스피너(450)를 고정시키고, 지지할 수 있다. 고정부(457)는 회전하지 않을 수 있다. 대신에, 고정부(457)는 베어링(456)과 연결되어 스피너(450)의 일부가 회전할 수 있게 할 수 있다. 이로 인해, 스피너(450)는 고정부(457)를 제외한 몇몇 구성 요소들이 회전하여 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다.
고정 로터 모듈(490)은 스피너(450)와 이격될 수 있다. 고정 로터 모듈(490)은 스피너(450)를 둘러쌀 수 있다. 구체적으로, 고정 로터 모듈(490)은 케미컬 드레인 가이드(453)와 제1 로터부(455) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
고정 로터 모듈(490)은 제2 로터부(491) 및 로터 지지부(492)를 포함할 수 있다. 제2 로터부(491)는 상술한 제1 로터부(455)와 마찬가지로 스피너(450)를 자기 부상 방식으로 회전시킬 수 있다. 제2 로터부(491)는 스피너(450)의 단열 블록(454), 측벽부(458) 및 그립부(451)와 이격될 수 있다. 또한, 제2 로터부(491)는 로터 지지부(492)와 연결될 수 있다.
제2 로터부(491)는 자성체를 포함할 수 있다. 제2 로터부(491)는 제1 로터부(455)와 자기력을 통해서 회전력을 발생시킬 수 있다.
이하에서, 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다. 도 7에 도시된 웨이퍼 클리닝 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 반사판(570) 및 할로우 영역(580)을 포함할 수 있다.
할로우 영역(580)은 하우징(100)의 내부에서 투명 윈도우(505)와 레이저 모듈(110) 사이에 배치될 수 있다. 할로우 영역(580)은 투명 윈도우(505)에 의해서 상면이 덮힐 수 있다. 이로 인해, 할로우 영역(580)은 하우징(100) 및 투명 윈도우(505)에 의해서 외부와 완전히 격리될 수 있다. 할로우 영역(580)은 반구형일 수 있다.
반사판(570)은 할로우 영역(580)의 하면을 따라 배치될 수 있다. 레이저 모듈(110)로부터 조사된 제1 레이저(도 5의 L1)는 웨이퍼(W)의 하면 및 반사판(570)에 의해 순차적으로 반사되어 제2 레이저(도 5의 L2)를 생성할 수 있다. 반사판(570)에 의해 반사된 제2 레이저(도 5의 L2)는 다시 웨이퍼(W)의 하면에 제공될 수 있다.
이하에서, 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명한다. 도 7 및 도 9에 도시된 웨이퍼 클리닝 장치들과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 장치는 반사판(670)이 하우징(100)의 측벽 및 바닥면을 따라 배치될 수 있다. 할로우 영역(680)은 하우징(100)의 내부에서 투명 윈도우(105)와 반사판(670) 사이에 배치될 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 4, 도 11 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법을 설명한다.
도 11 및 12는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법을 설명하기 위한 순서도들이다. 도 13 내지 도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 클리닝 방법에서 웨이퍼가 식각되는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 4, 도 11을 참조하면, 웨이퍼(W)가 챔버(10) 내부에 로딩될 수 있다(S110). 웨이퍼(W)는 투명 윈도우(105) 상에 로딩될 수 있다. 웨이퍼(W)는 스피너(150)의 그립부(151)에 홀딩될 수 있다.
이어서, 웨이퍼(W)의 상면 상에 약액(161)이 제공될 수 있다(S120). 약액(161)은 노즐(160)을 통해 웨이퍼(W)의 상면 상에 제공될 수 있다.
이어서, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)을 온(on)시켜 웨이퍼(W)의 하면에 레이저(L)를 조사할 수 있다(S130).
이 경우, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저(L)는 제2 파워(P2)로 조사될 수 있다. 레이저(L)가 제2 파워(P2)로 조사되는 동안, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 제2 온도(Tp2) 이상으로 상승될 수 있다.
레이저 모듈(110)로부터 조사된 레이저(L)는 투명 윈도우(105)를 투과하여 웨이퍼(W)의 하면에 전체적으로 조사될 수 있다.
이어서, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)를 제어하여 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시킬 수 있다(S140). 즉, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)의 온(on)/오프(off)를 제어하여 웨이퍼(W)의 온도(Tp)를 제1 온도(Tp1) 내지 제2 온도(Tp2) 사이로 유지시킬 수 있다.
제1 온도(Tp1) 및 제2 온도(Tp2) 각각은 170℃ 내지 250℃ 일 수 있다. 예를 들어, 제1 온도(Tp1)는 170℃이고, 제2 온도(Tp2)는 250℃ 일 수 있다.
레이저 모듈(110)이 각각 한 번 온(on)/오프(off)되는 것을 하나의 사이클로 정의할 수 있다. 예를 들어, 레이저 모듈(110)의 하나의 사이클 내에서, 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간의 비율은 30% 내지 50% 일 수 있다. 레이저 모듈(110)이 온(on)되는 시간(t1)은 예를 들어, 0.5초 내지 3초 일 수 있다.
웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 제1 온도(Tp1) 내지 제2 온도(Tp2) 사이로 유지되는 동안, 웨이퍼(W)에 대한 식각(예를 들어, 습식 식각) 공정이 수행될 수 있다.
구체적으로, 도 13을 참조하면, 웨이퍼(W)는 제1 막(1) 및 제2 막(2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(W)는 교대로 적층된 제1 막(1) 및 제2 막(2)을 포함할 수 있다. 제1 막(1)은 예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2)이고, 제2 막(2)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiN) 일 수 있다. 웨이퍼(W)는 예를 들어, 제1 막(1) 및 제2 막(2) 각각을 제3 방향(Z)으로 관통하는 트렌치(R)를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 제2 온도(Tp2) 이상으로 상승한 이후에, 레이저 모듈(110)을 오프(off)시킬 수 있다.
도 12 및 도 14를 참조하면, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 제1 온도(Tp1)에 인접하게 하락하는 경우, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)을 온(on)시킬 수 있다.
레이저 모듈(110)이 온(on)되는 동안, 웨이퍼(W)에 형성된 트렌치(R)를 통해 식각액이 주입되어 웨이퍼(W)의 제1 막(1) 및 제2 막(2)이 식각될 수 있다(S141). 이 경우, 제1 막(1)과 비교하여 제2 막(2)이 더 식각될 수 있다. 즉, 제1 막(1)은 트렌치(R)에 노출된 제1 식각 영역(E1)에 해당하는 부분이 식각되고, 제2 막(2)은 트렌치(R)에 노출된 제2 식각 영역(E2)에 해당하는 부분이 식각될 수 있다. 제2 식각 영역(E2)은 제1 막(1) 사이에서 만입되도록 형성될 있다.
제1 막(1)(예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2))이 식각되는 반응식은 다음의 식 (1)과 같다.
SiO2 + 2H2O → Si(OH)4 (1)
제2 막(2)(예를 들어, 실리콘 질화막(SiN))이 식각되는 반응식은 다음의 식 (2)와 같다.
3Si3N4 + 27H2O +4H3PO4 → 4(NH4)3PO4 + 9H2SiO3 (2)
제1 막(1) 및 제2 막(2) 사이의 식각량의 차이는 식각액에 대한 제1 막(1) 및 제2 막(2)의 식각 선택비에 기인할 수 있다.
도 12 및 도 15를 참조하면, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 제2 온도(Tp2)로 상승하는 경우, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)을 오프(off)시킬 수 있다.
레이저 모듈(110)이 오프(off)되는 동안, 식각된 웨이퍼(W)의 제1 막(1)이 재생성될 수 있다(S142). 제1 막(1)은 제1 식각 영역(도 14의 E1)에 해당하는 부분에 재생성될 수 있다. 이 경우, 제1 막(1)은 웨이퍼(W)의 온도(Tp)가 제1 온도(Tp1)까지 하락할 때까지 재생성될 수 있다.
제1 막(1)(예를 들어, 실리콘 산화막(SiO2))이 재생성되는 반응식은 다음의 식 (3)과 같다.
Si(OH)4 → SiO2 + 2H2O (3)
제2 막(2)에 대한 식각이 완료될 때까지, 제1 막(1) 및 제2 막(2)에 대한 식각과 제1 막(1)의 재생성이 반복될 수 있다.
제2 막(2)에 대한 식각이 미리 설정된 식각량만큼 식각된 경우, 웨이퍼(W)에 대한 식각 공정이 완료될 수 있다(S143).
다시 도 1 내지 도 4, 도 11을 참조하면, 웨이퍼(W)에 대한 식각 공정이 완료된 후에, 제어부(120)는 레이저 모듈(110)을 오프(off)시킬 수 있다(S150). 레이저 모듈(110)을 오프(off)된 후에, 웨이퍼(W)의 온도(Tp)는 제1 온도(Tp1) 이하로 하락할 수 있다.
이어서, 웨이퍼(W)에 대한 세정 공정이 수행될 수 있다(S160). 웨이퍼(W)에 대한 세정 공정이 완료된 후에, 챔버(10)로부터 웨이퍼(W)가 언로딩될 수 있다(S170).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 챔버 20: 보울
100: 하우징 105: 투명 윈도우
110: 레이저 모듈 115: 비구면 렌즈
120: 제어부 125: 레이저 공급부
130: 광 세기 검출기 140: 온도 센서
150: 스피너 160: 노즐

Claims (20)

  1. 웨이퍼가 로딩되는 챔버;
    상기 웨이퍼의 상부에 배치되고, 상기 웨이퍼의 상면에 약액을 제공하는 노즐;
    상기 웨이퍼의 하부에 배치되는 하우징;
    상기 웨이퍼에 레이저를 조사하는 레이저 모듈;
    상기 웨이퍼와 상기 레이저 모듈 사이에 배치되는 투명 윈도우; 및
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)가 반복적으로 수행되도록 제어하여, 상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 상기 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율은 30% 내지 50%인 웨이퍼 클리닝 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 미리 설정된 온도 범위는 170℃ 내지 250℃인 웨이퍼 클리닝 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 상기 레이저 모듈이 온(on)되는 시간은 0.5초 내지 3초인 웨이퍼 클리닝 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은 상기 웨이퍼의 하면에 전체적으로 상기 레이저를 조사하는 웨이퍼 클리닝 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 모듈에 상기 레이저를 공급하는 레이저 공급부와,
    상기 레이저의 프로파일을 가공하는 비구면 렌즈를 더 포함하는 웨이퍼 클리닝 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼로부터 반사된 상기 레이저를 검출하여 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 센싱하는 광 세기 검출기를 더 포함하는 웨이퍼 클리닝 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저의 파장은 300nm 내지 1100nm인 웨이퍼 클리닝 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에서 상기 투명 윈도우와 상기 레이저 모듈 사이에 배치되는 할로우 영역과,
    상기 할로우 영역의 하면을 따라 배치되는 반사판을 더 포함하는 웨이퍼 클리닝 장치.
  9. 챔버의 내부에 웨이퍼를 로딩하고,
    상기 웨이퍼의 상면 상에 약액을 제공하고,
    레이저 모듈을 온(on)시켜 상기 웨이퍼의 하면에 레이저를 조사하고,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하여 상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고,
    상기 웨이퍼의 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내로 유지되는 동안, 상기 웨이퍼를 식각하고,
    상기 웨이퍼의 식각이 완료된 후에, 상기 레이저 모듈을 오프(off)시키고,
    상기 웨이퍼를 상기 챔버로부터 언로딩시키는 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키는 것은,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 상기 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율이 30% 내지 50%인 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키는 것은,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 상기 레이저 모듈이 온(on)되는 시간이 0.5초 내지 3초인 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 포함하고,
    상기 웨이퍼를 식각하는 것은 상기 실리콘 질화막이 식각되는 것인 웨이퍼 클리닝 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 식각하는 것은,
    상기 실리콘 산화막 및 상기 실리콘 질화막을 식각하고,
    식각된 상기 실리콘 산화막을 재생성하는 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상기 미리 설정된 온도 범위는 170℃ 내지 250℃인 웨이퍼 클리닝 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 하면에 레이저를 조사하는 것은,
    상기 레이저 모듈로부터 조사된 상기 레이저가 상기 레이저 모듈과 상기 웨이퍼 사이에 형성된 투명 윈도우를 투과하여 상기 웨이퍼의 하면에 조사되는 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  16. 챔버의 내부에 제1 막 및 제2 막을 포함하는 웨이퍼를 로딩시키고,
    상기 웨이퍼의 상면 상에 약액을 제공하고,
    레이저 모듈을 온(on)시켜 상기 웨이퍼의 하면에 레이저를 조사하고,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 제어하여 상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키고,
    상기 웨이퍼의 온도가 상기 미리 설정된 온도 범위 내로 유지되는 동안, 상기 웨이퍼의 상기 제2 막을 식각하는 것을 포함하되,
    상기 웨이퍼의 온도를 미리 설정된 온도 범위 내로 유지시키는 것은,
    상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)를 포함하는 하나의 사이클에서, 상기 레이저 모듈이 온(on)되는 시간의 비율이 30% 내지 50%인 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 막은 실리콘 산화막이고, 상기 제2 막은 실리콘 질화막인 웨이퍼 클리닝 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제2 막을 식각하는 것은,
    상기 제1 막 및 상기 제2 막을 식각하고,
    식각된 상기 제1 막을 재생성하는 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 레이저는 상기 웨이퍼의 하면에 전체적으로 조사되는 웨이퍼 클리닝 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 하면에 상기 레이저를 조사하는 것은,
    상기 레이저 모듈로부터 조사된 제1 레이저를 상기 웨이퍼의 하면에 조사하는 것과,
    상기 제1 레이저가 상기 웨이퍼의 하면 및 상기 챔버의 내부에 형성된 반사판으로부터 순차적으로 반사되어 생성된 제2 레이저를 상기 웨이퍼의 하면에 조사하는 것을 포함하는 웨이퍼 클리닝 방법.
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