KR940005284B1 - 웨이퍼 표면 세척방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 일반적인 웨트 스테이션(Wet Station)의 개략도
제2도는 종래의 불화질회수소 탱크의 단면도
제3도는 본 발명에 따른 질화수소증기를 이용한 웨이퍼 표면 세척장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 웨이퍼 5 : 불화수소용액
6, 13 : 뚜껑 7 : 웨이퍼 로딩부
8 : 입구 9 : 출구
10 : 깔판 11 : 불화수소증기
12 : 불화수소증기세척부 14 : 웨이퍼언로딩부
본 발명은 반도체 장치의 제조에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 표면 오염을 막고 세척 효과의 향상을 도모한 웨이퍼 표면 세척방법에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼의 표면을 세척하는 방법은 물리적 방법, 물리 및 화학적방법 화학적 방법으로 나누어지며, 그중에서 현재는 화학적방법이 가장 널리 사용되고 있고 또한 물리적 방법의 일종인 원심 스프레이기술과 메가소닉(Megasonic) 기술이 널리 대두되고 있다.
이들중 화학적 방법은 주로 웨트 스테이션(Wet Station)의 용액조나 싱크(Sink)를 이용한 침전세척으로 진행되고 원심 스프레이 기술 및 메가소닉 기술은 특별히 제조된 시스템에 의하여 진행되고 있다.
화학적 방법중에서 웨트 스테이션을 이용한 침전세척 방법을 웨트 스테이션의 개략도인 제1도와 불화수소탱크의 단면도인 제2도에 의해 설명하면 불화 수소 탱크(1)에 웨이퍼(4)를 침전시키고 초순수탱크(2)에 다시 웨이퍼(4)를 담구어서 표면에 물은 화학물질을 씻어낸 후 기타 용액 탱크(3)에 침전시키는 절차로 되어 있다. 대부분의 웨트 스테이션의 불화수소탱크(1)는 제2도와 같이 불화수소용액(5)이 외부에 노출되는 형태로 되어 있다.
이와 같은 종래 기술은 불화수소용액이 외부에 노출되어 있기 때문에 외부에 있는 입자가 불화수소 용액에 용해되어 웨이퍼를 오염시키며, 또한 불화수소용액 자체에 함유되어 있는 입자 및 중금속이 웨이퍼를 오염시키는 문제점이 있었다.
더욱이, 불화수소용액에 침전한 후 즉시 초순수에 세척하기 때문에 웨이퍼 표면에 남아있는 불소가 초순수 중에 있는 질소와 이온교환 작용을 하여 웨이퍼 표면을 질화시켜 다음 스텝의 다른 용액에서 세척되는 것을 방해하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 불화수소증기를 이용한 웨이퍼 표면 세척방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 방법을 수행하기 위한 웨이퍼 표면 세척장치를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.
본 발명의 웨이퍼 표면세척은 우선 불화수소증기에 의해 웨이퍼 표면의 박막을 녹기 쉬운 반응물로 만들어서 다음 스텝의 화학용액의 사용시 제거시키는 것으로 이루어지며, 제3도에 본 발명에 따른 불화수소증기를 이용한 웨이퍼 표면 세척장치의 단면도를 도시하였다.
도시한 바와 같이 개폐용 뚜껑(6)을 가지며 웨이퍼(4)를 로딩시키기 위한 웨이퍼로딩부(7)와, 외부와 단절되어 있으며 로딩된 웨이퍼(4)를 불화수소용액(5)의 수면위에서 그 증기(11)로 세척시키기 위한 불화수소증기세척부(12)와, 개폐용 뚜껑(13)을 가지며 웨이퍼(4)를 언로딩시키기 위한 웨이퍼언로딩부(14)로 구성된다. 미설명 부호 8은 자동문으로 웨이퍼(4)의 로딩입구이며, 9는 자동문으로 웨이퍼(4)의 언로딩출구이며, 10은 불화수소용액(5)의 수면위에서 웨이퍼(4)를 지지함과 동시에 불화수소증기(11)를 통과시키기 위한 구멍을 갖는 깔판이다.
웨이퍼 로딩부(7)의 뚜껑(6)을 열고 웨이퍼(4)를 로딩시킨 후, 뚜껑(6)을 닫고 로딩입구(8)을 열어 웨이퍼(4)를 불화수소증기(11)로 세척하게 된다.
이때 반도체 제조중 수많은 공정단계를 거치는 동안 장치간의 이동등에 의한 대기 노출로 인하여 생성된 웨이퍼 표면에 오염물질인 박막성분(SiO2)이 불화수소증기(HF)에 의해 수용성의 반응물질로 만들어져 다음 공정인 RCA 세정에서 제거된다. 이 과정의 반응식은 SiO2(오염물질박막)+6HF→H2SuF6(수용성의 반응물)+2H2O과 같이 된다.
여기서 2H2O는 액체상태로 소량생성된다.
따라서, H2SiF6와 H2O가 반응을 하나 H2O가 소량이므로 웨이퍼 표면에서 H2SiF6를 제거시킬 수 있는 정도가 되지 못한다.
세척이 완료되면 언로딩 출구(9)를 열어 웨이퍼(4)를 웨이퍼 언로딩부(14)에 언로딩시키고 언로딩 출구(9)를 닫은 후 웨이퍼 언로딩부(14)의 뚜껑(13)을 열고 웨이퍼(4)를 끄집어 내게 된다.
본 발명에서는 불화수소용액에 침전시킴으로써 웨이퍼의 표면에 있는 박막을 제거하지 않고, 불화수소증기에 의해 표면의 박막을 녹기 쉬운 반응물로 만들어 초순 수세척공정을 생략하여 다음 스텝의 다른 화학용액으로 제거하게 된다.
즉, 웨이퍼를 웨이퍼 표면 세척장치에서 끄집어내어 다음 공정인 화학용액처리인 RCA 세척을 행한다.
다시 말하면 NH4OH : H2O =1 : 1 : 5
HCI : H2O2: H2O =1 : 1 : 6의 반응비로 혼합된 화학용액을 처리하면 웨이퍼 표면세척장치에서 수용성 반응물질로 된 H2SiF6는 RCA 세정의 대부분을 차지하는 H2O와 반응하여 제거된다.
그러므로, 초순수 세정공정을 생략할 수 있다.
여기서 RCA 세정대신에 초순수 세정공정을 할 수는 있으나 중금속 등에 의한 오염 물질을 완전히 제거하고, 부착력이 강한 화학결합등은 초순수제정만으로 제거가 어렵기 때문에 RCA 세정을 합니다.
또한 본 발명의 세척장치는 불화수소증기의 밀도를 탱크내의 공간 및 시간적으로 일정하게 유지하기 위해 외부와 단절시키고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 불화수소용액이 외부와 단절되어 있어 외부의 오염물이 불화수소용액에 오염되는 경로가 차단되면, 종래에는 웨이퍼 HF 용액에 담그어 반응시키며 HF 용액은 여러번 사용되므로 오염물질물이 HF 용액표면에 잔존하여 있다가 세정후 웨이퍼를 꺼낼 때 용액표면에서 재 오염되나, 본 발명에서는 불화수소증기로 세척하여 웨이퍼의 오염박막을 수용성 반응물로 반응시킨 후 꺼내기 때문에 기판의 표면이 오염물질에 접촉되지 않으므로 불화수소자체의 오염물이 웨이퍼에 재오염되는 것이 방지된다.
더욱이, 불화수소증기에 의한 웨이퍼 세척후 기존의 초순수 세척을 생략할 수 있으므로 웨이퍼 표면의 질화를 방지하여 다음 스텝의 세척효과를 높여주고 불화수소용액을 오래 사용할 수 있으므로 생산성 향상 및 경제적인 면에 이점이 있다.
Claims (1)
- 반도체 장치의 제조공정에 있어서, 웨이퍼 표면 세척장치내에 웨이퍼를 로딩하여 불화수소증기에 의하여 웨이퍼의 표면의 산화막을 수용성 반응물로 만든 후 웨이퍼를 상기 장치에서 끄집어내어 다음 스텝의 화학용액으로 수용성 반응물로 반응된 물질을 제거시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면세척 방법.
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