KR980012029A - 웨이퍼 세정장치 및 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치는 적어도 세개 이상의 분사노즐을 구비하고 있다. 따라서 이와 같은 세정장치를 사용하는 본 발명에 의한 세정방법에서는 웨이퍼에서 분리된 오염입자의 재 흡착율을 매우 낮게할 수 있다. 또한 웨이퍼 전면에 걸쳐서 분사되는 순수의 양이 많고 수막의 형성이 균일하므로 브러쉬등에 의해 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수도 있다.

Description

웨이퍼 세정장치 및 세정방법

본 발명은 웨이퍼 세저장치 및 이 장치를 이용한 세정방법에 관한 것으로서 특히, 다수의 세정액 분사용 노즐을 구비하는 세정장치와 이 장치를 이용한 세정방법에 관해 기술한다.

반도체장치의 제조공정에서는 형성하는 박막형성과정과 박막을 패터닝하는 과정에서 여러종류의 반응물질이 형성되고 이들 물질은 대부분이 웨이퍼상에 남아 있게된다. 이러한 물질들은 후 공정을 진행하기 전에 완전히 제거되어야 한다. 이러한 목적으로 실시하는 것이 세정공정인데 세정공정은 반도체장치의 제조공정의 매 단계에서 실시해야한다. 반도체장치의 고 집적화에 따라 이러한 세정공정의 중요성은 더욱 증가하고 있다.

일반적으로 웨이퍼 세정방법에는 세정화합물을 사용하는 화학적 방법과 스핀 스크러버(spin scrubber)를 사용하는 물리적방법이 있다. 이중 스핀 스크러버를 이용한 세정에는 스핀부에 로딩된 웨이퍼를 고속으로 회전시키면서 웨이퍼에 순수(DI water)를 분사여 소정의 세정효과를 얻는 린스(rinse)방식과 디-소닉(D-sonic) 파워가 인가된 순수를 웨이퍼에 분사하여 웨이퍼상에 있는 오염입자들을 제거하는 디-소닉방식이 있다. 또한, 자전 가능한 브러쉬(brush)에 의해 웨이퍼 상의 오염입자를 제거하는 브러쉬방식이 있다.

린스방식에서는 린스를 단독으로 사용하여 소정의 세정효과를 볼 수도 있지만, 통상 디-소닉 및 브러쉬 세정방식과 함께 사용한다. 따라서 웨이퍼 건조공정이 진행되기 전까지 계속적으로 웨이퍼에 순수를 공급하므로 웨이퍼에서 분리된 오염입자들이 다시 웨이퍼에 재 흡착되는 것을 방지하고 브러쉬를 순수에 젖은 상태로 유지할 수 있다. 세정공정이 진행되는 동안에 스핀 스크러버의 스핀부는 고속으로 회전하고 있다. 따라서 웨이퍼상에 분사된 순수는 웨이퍼중심으로부터 밖으로 금방 날라가 버리므로 웨이퍼 표면에는 건조된 부분이 발생하게 된다. 이 상태에서 브러쉬등에 의한 세정작업이 이루어질 경우 웨이퍼표면은 긁힘등에 의한 손상을 입을 수 있다. 따라서 세정공정이 완전히 끝날 때 까지 순수를 웨이퍼상에 공급해 주어야 한다. 회전상태에 있는 웨이퍼 상에 분사된 순수는 얇은 수막을 형성한다. 이때, 순수의 공급이 균일하지 못하여 웨이퍼상에 순수의 수막이 형성되지 못하면, 브러쉬나 디-소닉에 의해 웨이퍼에서 분리되었던 오염입자들이 웨이퍼와의 마찰등에 의한 정전기발생으로 다시 웨이퍼와 결합하게 되고 그 결합력은 세어지게 된다.

그런데 종래 기술에 의한 웨이퍼 세정장치는 도 1에 도시한 바와 같이 웨이퍼(10) 상에 순수를 분사하는 분사노즐(12)이 한 방향으로 설치되어 있어 순수의 분사가 한 방향으로 일어난다. 순수의 분사는 웨이퍼(10)가 회전되는 방향과 동일한 방향으로 분사된다. 이와 같이 한개의 분사노즐을 구비하는 세정장치를 이용한 세정방법에서 웨이퍼상의 순수 막(14)의 형태는 웨이퍼(10) 전면에 걸쳐 균일하지 못하다. 즉, 분사노즐(12)이 있는 부분에서 상대적으로 멀리 있는 웨이퍼 면에서의 수막의 두께는 불균일 해진다. 따라서 웨이퍼 전면에서 균일한 수막이 형성되지 않는다. 이에 따라 종래 기술에 의한 세정장치를 사용하여 웨이퍼 세정을 실시할 경우 분리된 오염입자의 재 흡착가능성 및 세정수단에 의한 수막형성이 불균일한 부분에서의 웨이퍼 손상가능성이 높다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래 기술이 갖는 문제점들을 해결하기 위해 웨이퍼 상에 균일한 수막을 형성할 수 있는 수단을 구비하는 웨이퍼 세정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명에 의한 세정장치를 이용한 세정방법을 제공함에 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 웨이퍼 세정장치에서 웨이퍼에 대한 분사노즐의 위치를 나타낸 도면이다.

제2도는 종래 기술에 의한 웨이퍼 세정장치를 이용할 때의 웨이퍼 상에서의 순수의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.

제3도는 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치에서 웨이퍼에 대한 분사노즐의 위치를 나타낸 도면이다.

제4도는 본 발명에 의한 분사노즐을 사용할 경우 웨이퍼 상에서의 순수의 흐름상태를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 웨이퍼 42 : 노즐(Nozzle)

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치는 스핀 척과 세정액 분사노즐을 구비하는 세정장치에 있어서, 상기 분사노즐을 서로 동일한 사이각을 갖는 적어도 세개 이상의 다수의 분사노즐로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 세개의 분사노즐은 웨이퍼상에서 120°의 사이각으로 형성되어 있으며 서로 다른 부분을 가리키도록 설치되어 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 웨이퍼 세정방법은 스핀 척에 웨이퍼를 로딩하는 단계; 및 상기 웨이퍼상에 순수를 분사하여 웨이퍼 상의 오염입자를 제거하는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정방법에 있어서, 상기 순수의 분사에는 웨이퍼가 회전하는 방향으로 순수를 분사하는 일정한 사이각을 갖는 적어도 세개 이상의 다수의 분사노즐을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 세개 이상의 다수의 분사노즐은 웨이퍼 상의 서로 다른 부분을 가리키도록 설치하여 사용한다.

본 발명은 적어도 세개 이상의 다수의 분사노즐을 구비하는 세정장치를 사용하여 웨이퍼를 세정한다. 따라서 웨이퍼 전면에서 균일한 수막을 형성할 수 있으므로 세정공정에서 분리된 오염입자의 재 흡착을 방지하여 세정효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 수막이 형성되지 않은 부분의 발생에 기인하는 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치 및 이 장치를 이용한 세정방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치에서 웨이퍼에 대한 분사노즐의 위치를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 의한 분사노즐을 사용할 경우 웨이퍼 상에서의 순수의 흐름상태를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼(40) 상에서 적어도 3개 이상의 다수의 분사노즐(42)을 구비하고 있다. 상기 분사노즐(42)이 3개인 경우를 예로들어 설명한다. 상기 분사노즐(42)들은 서로 동일한 사이각(예컨대, 120°)을 갖는다. 상기 분사노즐(42)들의 분사방향은 웨이퍼(40)의 회전 방향과 동일한 방향을 향한다. 그리고 웨이퍼(40) 상에서 서로 다른 곳을 향하고 있다. 즉, 웨이퍼 표면에서 사이각이 120°인 상기 웨이퍼의 중심을 지나는 세 직선(a, b 및 c)을 긋는 다면, 상기 세 분사 노즐(42) 각각은 상기 세 직선(a, b 및 c)과 평행하지만, 상기 웨이퍼(40)의 중심으로부터 바깥으로 일정거리 만큼 이격되는 곳을 가리킨다. 따라서 상기 세 분사노즐(42)은 상기 웨이퍼(40) 상에서 서로 다른 방향을 향한다.

이와 같이 세 개의 분사노즐을 구비하는 웨이퍼 세정장치를 이용하는 세정방법을 설명한다. 먼저, 스핀 스크러버의 스핀 척(도시 하지 않음)상에 웨이퍼를 로딩한다. 이어서 상기 로딩된 웨이퍼상에 상기 본 발명에 의한 적어도 세 개의 분사노즐을 갖는 세정장치를 사용하여 순수를 분사하여 상기 웨이퍼를 세정한다. 이 과정에서 상기 순수의 분사방향을 상기 웨이퍼의 회전방향과 같은 방향으로 하여 반대방향으로의 와류형성을 최소화한다. 상기 린스방식에 디-소닉이나 브러쉬방식을 병행하여 실시할 수 있다. 상기 세 개의 분사노즐(도 3의 42)에서 분사된 순수의 웨이퍼 상에서의 형태는 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4를 참조하면, 웨이퍼 상에서의 수막(44)의 형상은 순수가 세개의 분사노즐(42)에 의해 분사되므로 세 군데에서 수막의 형성이 시작된다. 따라서 수막의 형성이 시작되는 영역이 종래 기술에 의한 세정방법에서 수막의 형성이 시작되는 영역보다 훨씬 넓으므로 웨이퍼 전면에서 수막의 형성이 종래보다 훨씬 균일해진다.

이상, 본 발명에 의한 웨이퍼 세정장치는 적어도 세개 이상의 분사노즐을 구비하고 있다. 이와 같은 세정장치를 사용하는 본 발명에 의한 세정방법에서는 웨이퍼에서 분리된 오염입자의 재 흡착율을 매우 낮게할 수 있다. 또한 웨이퍼 전면에 걸쳐서 분사되는 순수의 양이 많고 수막의 형성이 균일하므로 브러쉬등에 의해 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수도 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진자에 의하여 실시가능함은 명백하다.

Claims (4)

1. 스핀 척과 세정액 분사노즐을 구비하는 세정장치에 있어서, 상기 분사노즐을 서로 동일한 사이각을 갖는 적어도 세개 이상의 다수의 분사노즐로 구성한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세개의 분사노즐은 웨이퍼상에서 120°의 사이각으로 형성되어 있으며 서로 다른 부분을 가리키도록 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 세정장치.
3. 스핀 척에 웨이퍼를 로딩하는 단계; 및 상기 웨이퍼상에 순수를 분사하여 웨이퍼 상의 오염입자를 제거하는 단계를 포함하는 웨이퍼 세정방법에 있어서, 상기 순수의 분사에는 웨이퍼가 회전하는 방향으로 순수를 분사하는 일정한 사이각을 갖는 적어도 세개 이상의 다수의 분사노즐을 사용하는 것을 특징으로 하는 세정방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 세개 이상의 다수의 분사노즐은 웨이퍼 상의 서로 다른 부분을 가리키도록 설치하여 사용하는 것을 특징으로 하는 세정방법.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.