KR100567128B1 - Equipment for cleaning wafers and method of removing metallic residue - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 세정 설비는 웨이퍼를 담궈 처리하기 위한 황산세정용액을 수용하는 제 1 수조와, 황산세정용액의 일부를 순환시켜 정화하여 다시 제 1 수조로 공급하는 순환 경로와, 제 1 수조에서 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 탈이온수를 수용하는 제 2 수조와, 제 2 수조에서 세정된 웨이퍼를 담궈 처리하기 위한 알칼리세정용액을 수용하는 제 3 수조와, 알칼리세정용액을 혼합하여 제 2 수조에 공급하는 혼합 탱크와, 제 2 수조에서 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 탈이온수를 수용하는 제 4 수조와, 제 4 수조에서 세정된 웨이퍼를 건조하기 위한 건조기를 포함하며, 제 1 수조, 제 2 수조, 제 3 수조, 제 4 수조 및 건조기는 일괄처리 라인으로 구성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 하나의 설비에 서로 다른 두가지 케미컬을 수용하는 수조를 구비함으로써 설비의 이동에 의한 공정시간의 지연을 막을 수 있다. 또한, 심하게 오염될 수 있는 케미컬은 순환 라인이 구비된 수조에 수용하여 케미컬의 일부를 순환시켜 정화하여 케미컬을 교체하기 위한 대기시간을 줄일 수 있고, 케미컬 교체 주기도 연장할 수 있다.The cleaning apparatus according to the present invention includes a first bath containing a sulfuric acid cleaning solution for immersing and processing a wafer, a circulation path for circulating and purifying a portion of the sulfuric acid cleaning solution and supplying it back to the first water tank, and processing in the first tank. A second tank containing deionized water for rinsing the used wafers, a third bath containing an alkaline cleaning solution for immersing and treating the wafer cleaned in the second bath, and an alkaline cleaning solution are supplied to the second bath. A mixing tank, a fourth tank containing deionized water for rinsing the wafer processed in the second tank, and a dryer for drying the wafer cleaned in the fourth tank, the first tank, the second tank, The third tank, the fourth tank and the dryer are characterized in that the batch processing line. According to the present invention, it is possible to prevent the delay of the process time due to the movement of the facility by having a water tank for receiving two different chemicals in one facility. In addition, the highly contaminated chemical may be accommodated in a water tank equipped with a circulation line to circulate and purify a portion of the chemical to reduce the waiting time for chemical replacement, and to extend the chemical replacement cycle.
황산세정, 알칼리세정, 수조, 케미컬Sulfuric acid washing, alkali washing, water tank, chemical
Description
도 1은 종래의 웨이퍼 세정 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a conventional wafer cleaning facility.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of a wafer cleaning apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 세정 설비의 ARP 수조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a view showing the ARP tank of the cleaning equipment according to the present invention.
도 4은 본 발명에 따른 금속 잔유물 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for removing metal residues according to the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
50: 로더 52: 제 1 수조50: loader 52: first tank
54: 제 2 수조 56: 제 3 수조54: 2nd tank 56: 3rd tank
58: 제 4 수조 60: 건조기58: fourth tank 60: dryer
62: 언로더 70: 이송 아암62: unloader 70: transfer arm
본 발명은 반도체 소자 제조 설비 및 제조 공정에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 웨이퍼 세정 설비 및 이를 이용한 금속 잔유물 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing facility and a manufacturing process, and more particularly to a wafer cleaning facility and a method for removing metal residues using the same.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정에서, 처리되는 반도체 웨이퍼의 표면 에 부착된 유기물 또는 무기물 등의 피막이나 파티클 등의 불순물을 제거하기 위하여, 세정 장치가 사용되고 있다.Generally, in the manufacturing process of a semiconductor element, the washing | cleaning apparatus is used in order to remove impurities, such as a film | membrane and particle | grains, such as an organic substance or inorganic substance adhering to the surface of the semiconductor wafer to be processed.
도 1은 종래의 웨이퍼 세정 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a conventional wafer cleaning facility.
도 1을 참조하면, 종래의 웨이퍼 세정 설비는 웨이퍼 표면에 부착된 피막이나 파티클 등의 불순물을 화학적으로 처리하기 위한 케미컬을 수용하는 제 1 수조(12)와, 케미컬에 담궈 화학적으로 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 고온탈이온수를 수용하는 제 2 수조(14)와 상온탈이온수를 수용하는 제 3 수조(16)와, 세정된 웨이퍼를 건조하기 위한 건조기(18)를 포함한다. 이 설비는 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 로더(10)와 로더(10)로부터 웨이퍼를 각 수조 및 건조기에 순차적으로 운반하는 이송아암(30)과 세정 공정이 완료된 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 언로더(20)을 포함하는 일괄처리라인으로 구성된다. 종래에는 하나의 설비에서 한가지 화학적 세정 공정이 실시되고, 추가적인 세정공정은 별도로 설치된 다른 설비에서 실시되었다.Referring to FIG. 1, a conventional wafer cleaning apparatus includes a
예컨대, 코발트 실리사이드 형성공정에서 잔류된 금속을 제거하는 공정은 황산세정용액(SPM; Sulfuric Peroxide Mix)에 사용한 금속 잔유물 제거와, 알칼리 세정용액을 사용한 유기물 및 파티클 제거공정으로 구성된다. 황산세정용액을 사용한 금속 잔유물 제거에 상기 종래의 세정 설비가 사용되고, 알칼리 세정용액을 사용한 유기물 및 파티클 제거공정은 하나의 수조에서 화학적 처리와 린스를 처리할 수 있는 APR 방식의 수조에서 실시된다.For example, the process of removing the metal remaining in the cobalt silicide forming process includes removing metal residues used in a sulfuric acid cleaning solution (SPM), and removing organic materials and particles using an alkaline cleaning solution. The conventional cleaning equipment is used to remove the metal residues using the sulfuric acid cleaning solution, and the organic and particle removing process using the alkaline cleaning solution is performed in an APR tank that can process chemical treatment and rinse in one tank.
상기 종래의 세정 설비는 일정 수의 웨이퍼를 처리한 후에는 제 1 수조에 수용된 케미컬을 교체하여야 한다. 웨이퍼는 단시간에 세정됨에 비해 케미컬을 교체 하는 이 과정은 장시간이 소요되어 일반적으로 배치(batch) 당 약 85분정도의 세정 시간이 소요된다. 또한, 황산세정과 알칼리 세정 등 두가지 세정을 실시하여야 하는 경우에 두가지 공정을 연속적으로 실시할 수 없고 다른 세정 설비를 사용하여야 하는 문제가 있다. The conventional cleaning facility must replace the chemical contained in the first bath after processing a certain number of wafers. This process of chemical replacement takes longer than wafers being cleaned in a short amount of time, typically about 85 minutes per batch. In addition, when two cleaning processes, such as sulfuric acid cleaning and alkali cleaning, are to be performed, there is a problem in that the two processes cannot be performed continuously and other cleaning equipment must be used.
본 발명의 목적은 세정 시간을 단축할 수 있는 세정 설비를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a cleaning facility which can shorten the cleaning time.
본 발명의 다른 목적은 세정 시간을 단축할 수 있는 금속 잔유물 제거 공정을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal residue removal process that can shorten the cleaning time.
본 발명에 따른 세정 설비는 웨이퍼를 담궈 처리하기 위한 황산세정용액을 수용하는 제 1 수조와, 황산세정용액의 일부를 순환시켜 정화하여 다시 제 1 수조로 공급하는 순환 경로와, 제 1 수조에서 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 탈이온수를 수용하는 제 2 수조와, 제 2 수조에서 세정된 웨이퍼를 담궈 처리하기 위한 알칼리세정용액을 수용하는 제 3 수조와, 알칼리세정용액을 혼합하여 제 2 수조에 공급하는 혼합 탱크와, 제 2 수조에서 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 탈이온수를 수용하는 제 4 수조와, 제 4 수조에서 세정된 웨이퍼를 건조하기 위한 건조기를 포함하며, 제 1 수조, 제 2 수조, 제 3 수조, 제 4 수조 및 건조기는 일괄처리 라인으로 구성된 것을 특징으로 한다.The cleaning apparatus according to the present invention includes a first bath containing a sulfuric acid cleaning solution for immersing and processing a wafer, a circulation path for circulating and purifying a portion of the sulfuric acid cleaning solution and supplying it back to the first water tank, and processing in the first tank. A second tank containing deionized water for rinsing the used wafers, a third bath containing an alkaline cleaning solution for immersing and treating the wafer cleaned in the second bath, and an alkaline cleaning solution are supplied to the second bath. A mixing tank, a fourth tank containing deionized water for rinsing the wafer processed in the second tank, and a dryer for drying the wafer cleaned in the fourth tank, the first tank, the second tank, The third tank, the fourth tank and the dryer are characterized in that the batch processing line.
제 2 수조에 알칼리세정용액을 공급하는 혼합 탱크는 알칼리 세정용액의 일 부를 순환시켜 정화하여 다시 혼합 탱크로 공급하는 순환 경로를 더 포함하고, 혼합 용액의 유입량을 측정하여 혼합비를 조절하고, 혼합용액의 온도를 소정 레벨로 유지할 수 있다. 본 발명의 세정 설비에서, 제 1 수조는 고온탈이온수를 수용하고, 상기 제 2 수조는 상온탈이온수를 수용할 수 있다.The mixing tank for supplying the alkaline washing solution to the second water tank further includes a circulation path for circulating and purifying a portion of the alkaline washing solution and supplying it to the mixing tank again, by measuring the flow rate of the mixed solution to adjust the mixing ratio, and the mixed solution. The temperature of can be maintained at a predetermined level. In the washing facility of the present invention, the first water tank may contain high temperature deionized water, and the second water tank may contain normal temperature deionized water.
구현예Embodiment
이하 도면을 참조로 본 발명의 구현예에 대해 설명한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of a wafer cleaning apparatus according to the present invention.
도 2를 참조하면 본 발명에 따른 세정 설비는 웨이퍼 표면에 부착된 피막을 화학적으로 처리하기 위한 케미컬을 수용하는 제 1 수조(52)와, 케미컬에 담궈 화학적으로 처리된 웨이퍼를 린스하기 위한 고온탈이온수를 수용하는 제 2 수조(54)와, 유기물 또는 파티클 등의 오염물을 세정하기 위한 케미컬을 수용하는 제 3 수조(56)와, 상온탈이온수를 수용하는 제 4 수조(58)와, 세정된 웨이퍼를 건조하기 위한 건조기(60)를 포함한다. 이 설비는 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 로더(50)와 로더(50)로부터 웨이퍼를 각 수조 및 건조기에 순차적으로 운반하는 이송아암(70)과 세정 공정이 완료된 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 언로더(62)을 포함하는 일괄처리라인으로 구성된다.Referring to FIG. 2, the cleaning apparatus according to the present invention includes a
제 1 수조(52)는 수용된 케미컬의 일부를 순환시켜 정화하여 다시 제 1 수조(52)로 공급하는 순환 경로를 포함한다. 이 순환 경로에는 케미컬에 처리된 금속 잔유물을 필터링하고 케미컬을 정화할 수 있는 필터(64)와, 케미컬의 온도를 유지하기 위한 히터(66)와, 케미컬의 흐름을 제어하기 위한 순환펌프(68)가 설치되어 있다.The
살리사이드(Salicide) 형성공정에서 실리사이드화되지 않은 금속 잔유물을 제거하는데 본 발명에 따른 세정 설비가 사용될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 수조(52)에는 금속 잔유물을 제거하기 위한 황산세정용액이 수용될 수 있고, 상기 제 3 수조(56)에는 유기물 및 파티클 등을 제거하기 위한 알칼리세정용액이 수용될 수 있다. 종래에는 배치 단위로 웨이퍼를 처리한 이후에 오염된 황산세정용액을 교체하는데 많은 시간이 소모되었다. 그러나, 본 발명에 따른 세정 설비는 제 1 수조에 순환 라인이 구비되어 있기 때문에 웨이퍼를 황산세정용액에 담궈 세정하는 동안에도 황산세정용액을 정화할 수 있다. 따라서, 황산세정용액의 교체주기가 길어지고, 공정 시간을 배치당 55분 이하로 줄일 수 있다.The cleaning apparatus according to the present invention can be used to remove unsilicided metal residues in a salicide forming process. In this case, a sulfuric acid cleaning solution for removing metal residues may be accommodated in the
상기 제 3 수조(56)은 혼합용액의 농도 및 온도를 조절할 수 있는 ARP 수조일 수 있다.The
도 3은 본 발명에 따른 세정 설비의 ARP 수조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a view showing the ARP tank of the cleaning equipment according to the present invention.
도 3을 참조하면, ARP 수조는 용액들을 혼합하여 소정의 혼합비를 유지하는 혼합 탱크(82)와, 혼합 탱크(82) 내의 혼합용액의 일부를 순환시켜 정화하고, 일정한 온도로 유지하는 순환 경로를 포함한다. 이 순환 경로에는 혼합 용액을 소정의 온도로 유지하기 위한 히터(86), 혼합 용액을 정화하기 위한 필터(88)와, 혼합 용액의 흐름을 제어하는 순환 펌프(84)가 설치되어 있다. 혼합 탱크(82)는 혼합되는 용액의 유입량을 측정하여 그 유입량을 조절함으로써 혼합 용액의 혼합비를 유지할 수 있다. 금속 잔유물 제거공정에서 사용되는 알칼리 용액은 알칼리 용액과 과산화 수소 및 탈이온수를 일정 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.Referring to FIG. 3, the ARP water tank includes a
도 4은 본 발명에 따른 금속 잔유물 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for removing metal residues according to the present invention.
도 4를 참조하면, 금속 잔유물을 포함하는 웨이퍼를 황산세정용액에 담궈 처리한다(S1 단계). 이 동안에 황산세정용액의 일부를 순환라인을 통해 순환시키면서 정화하여 황산세정용액의 오염도를 낮출 수 있다. 따라서, 종래에 배치단위로 세정액을 교체한 것에 비해 복수의 배치를 처리한 이후에 황산세정용액을 교체할 수 있다.Referring to FIG. 4, the wafer containing the metal residue is immersed in a sulfuric acid cleaning solution and processed (step S1). In the meantime, a part of the sulfuric acid cleaning solution is circulated through the circulation line to purify the sulfuric acid cleaning solution. Therefore, the sulfuric acid cleaning solution can be replaced after treating a plurality of batches as compared with the conventional replacement of the cleaning solution by a batch unit.
황산세정용액에 처리된 웨이퍼를 탈이온수에 담궈 1차 린스한다(S2). 이 때 황산세정용액에 담궈 처리된 웨이퍼는 고온탈이온수(HQDR; Hot Quick Dump Rinse)에 담궈 린스할 수 있다. 1차 린스된 웨이퍼를 알칼리세정용액에 담궈 처리한다(S3). 종래에는 하나의 설비에서 한가지 세정이 이루어지기 때문에, 황산세정용액으로 처리된 웨이퍼는 린스 후 건조하고, 다른 설비로 옮겨져 추가적인 케미컬된다. 그러나, 본 발명에 따르면 1차 린스된 웨이퍼를 알칼리세정용액에 담궈 처리할 수 있다. 알칼리세정용액에 담궈 처리된 웨이퍼를 탈이온수에 담궈 2차 린스한다(S4). 이 때에는 상온탈이온수(QDR; Quick Dump Rinse)에 담궈 린스할 수 있다. 탈이온수에서 2차 린스된 웨이퍼는 건조기에서 건조된다(S5). 이 때 사용되는 건조기는 스핀 드라이어가 사용될 수 있다.The wafer treated with sulfuric acid cleaning solution is first rinsed in deionized water (S2). At this time, the wafer treated by dipping in sulfuric acid cleaning solution may be rinsed by soaking in hot deionized water (HQDR; Hot Quick Dump Rinse). The first rinsed wafer is treated by dipping in an alkaline cleaning solution (S3). Conventionally, since one cleaning is performed in one facility, the wafer treated with sulfuric acid cleaning solution is rinsed and dried, transferred to another facility, and further chemically processed. However, according to the present invention, the first rinsed wafer can be treated by soaking in an alkaline cleaning solution. The wafer soaked in alkaline cleaning solution is immersed in deionized water and then rinsed secondary (S4). At this time, it can be rinsed by soaking in Quick Dump Rinse (QDR). The wafer rinsed second in deionized water is dried in a dryer (S5). At this time, the dryer used may be a spin dryer.
지금까지 본 발명의 구체적인 구현예를 도면을 참조로 설명하였지만 이것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이고 발명의 기술적 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지며, 도면을 참조로 설명한 구현예는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 얼마든지 변형하거나 수정할 수 있다.Although specific embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, this is intended to be easily understood by those skilled in the art and is not intended to limit the technical scope of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is determined by the matters described in the claims, and the embodiments described with reference to the drawings may be modified or modified as much as possible within the technical spirit and scope of the present invention.
본 발명에 따르면 하나의 설비에 서로 다른 두가지 케미컬을 수용하는 수조를 구비함으로써 설비의 이동에 의한 공정시간의 지연을 막을 수 있다. 또한, 심하게 오염될 수 있는 케미컬은 순환 라인이 구비된 수조에 수용하여 케미컬의 일부를 순환시켜 정화하여 케미컬을 교체하기 위한 대기시간을 줄일 수 있고, 케미컬 교체 주기도 연장할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the delay of the process time due to the movement of the facility by having a water tank for receiving two different chemicals in one facility. In addition, the highly contaminated chemical may be accommodated in a water tank equipped with a circulation line to circulate and purify a portion of the chemical to reduce the waiting time for chemical replacement, and to extend the chemical replacement cycle.
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KR100825964B1 (en) | 2006-09-12 | 2008-04-29 | 세메스 주식회사 | Semiconductor cleanning equipment and method for processing thereof |
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2004
- 2004-12-29 KR KR1020040115771A patent/KR100567128B1/en not_active IP Right Cessation
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