KR20020010820A - Apparatus for cleaning wafer and mehtod of removing particle using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for cleaning a wafer is provided to prevent an unnecessary loss of a device and a scratch on the wafer, by using an electrical mutual action between particles and the wafer to prevent the particles adhered to the wafer. CONSTITUTION: A neutral gas spray unit sprays neutral gas to physically eliminate the particles on the wafer. A positive ion emission unit emits positive ions to separate the particles from the surface of the wafer, mounted in one side of the neutral gas spray unit. A negative ion emission unit emits negative ions to separate the particles from the surface of the wafer, mounted in the other side of the neutral gas spray unit.

Description

웨이퍼의 세정 장치 및 그를 이용한 파티클 제거 방법{APPARATUS FOR CLEANING WAFER AND MEHTOD OF REMOVING PARTICLE USING THE SAME}A wafer cleaning apparatus and a particle removal method using the same {APPARATUS FOR CLEANING WAFER AND MEHTOD OF REMOVING PARTICLE USING THE SAME}

본 발명은 반도체소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 존재하는파티클을 제거하기 위한 웨이퍼의 세정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for cleaning a wafer for removing particles present in the wafer.

일반적으로 웨이퍼표면에 존재하는 파티클은 반데르발스의 힘에 의해 웨이퍼 표면으로부터 약 10-8m까지의 범위내에 존재하는 파티클과, 정전기적 힘에 의해 반데르발스의 힘이 지배적인 영역을 벗어나면서부터 약 10-5m까지의 범위내에 존재하는 파티클이 있다.In general, particles present on the wafer surface are particles within the range of about 10 -8 m from the wafer surface by van der Waals forces, and the van der Waals forces dominate due to electrostatic forces. Particles are in the range of about 10 -5 m.

상기한 반데르발스의 힘에 의한 파티클은 파티클의 크기에 비례해 힘을 받으며 표면에 존재하는 전하와 파티클이 갖고 있는 전하의 극성에 의해 인력 또는 척력으로 작용하며 제거하기 위해서는 물리적인 효과 또는 화학적 식각을 사용해야 한다.The particles by van der Waals' forces are subjected to force in proportion to the size of the particles and act as attractive force or repulsive force by the polarities of the electric charges on the surface and the particles. Should be used.

그리고, 상기 정전기적 힘에 의한 파티클은 절대적으로 표면과 파티클의 전기적 극성에 의하며 이를 제거하기 위해서는 계면활성제의 pH레벨의 제어로서 이루어질 수 있다.In addition, the particles due to the electrostatic force are absolutely dependent on the surface and the electrical polarity of the particles and can be made as a control of the pH level of the surfactant to remove them.

상기와 같이, 웨이퍼상에 존재하는 파티클을 제거하기 위해 웨이퍼상의 파티클을 화학적으로 용해가능한 집합체로 만들어 용해를 시키는 습식세정(Wet cleaning)이 있고, 브러쉬(Brush) 또는 증류수(DeIonized Water; DI Water)를 이용하여 물리적으로 파티클을 제거하는 스크러빙(Scrubbing) 방법이 있다.As described above, there is wet cleaning in which particles on the wafer are chemically soluble aggregates to dissolve to remove particles present on the wafer, and brush or deionized water (DI water). There is a scrubbing method to physically remove particles using.

그러나, 습식세정의 경우, 원하지 않은 부분 예컨대, 웨이퍼나 필드산화막의 손실이 불가피하며, 물리적인 힘을 이용하는 스크러빙방법의 경우 웨이퍼 표면에 스크래치(Scratch)가 발생되는 문제점이 있다.However, in the case of wet cleaning, an undesired portion, for example, loss of a wafer or a field oxide film is inevitable, and in the case of a scrubbing method using physical force, scratches are generated on the wafer surface.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 웨이퍼나 필드산화막의 손실을 방지하고 접촉에 의한 스크래치의 발생을 방지하는데 적합한 웨이퍼의 세정 장치 및 그를 이용한 파티클 제거 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and provides an apparatus for cleaning a wafer and a method for removing particles using the same, which are suitable for preventing a loss of a wafer or a field oxide film and preventing scratches caused by contact. There is this.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치 및 그를 이용한 파티클 제거 방법을 도시한 도면,1A to 1B illustrate a wafer cleaning apparatus and a particle removing method using the same according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치 및 그를 이용한 파티클 제거 방법을 도시한 도면,2 is a view showing a wafer cleaning apparatus and a particle removing method using the same according to a second embodiment of the present invention;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 양이온 이온총 200 : 전자총100: cation ion gun 200: electron gun

300 : 노즐 400 : 중성가스관300: nozzle 400: neutral gas pipe

500 : 웨이퍼 홀더500: Wafer Holder

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼의 세정 장치는 소정 공정이 완료된 웨이퍼 표면의 파티클을 제거하는 장치에 있어서, 후속 파티클을 웨이퍼로부터 물리적으로 제거하기 위해 중성가스를 분출시키는 중성가스분출수단; 상기 중성가스분출수단의 일측에 장착되어 상기 웨이퍼 표면으로분터 파티클을 분리시키기 위해 양이온을 방출하는 양이온방출수단; 및 상기 중성가스분출수단의 타측에 장착되어 상기 웨이퍼 표면으로부터 파티클을 분리시키기 위해 음이온을 방출하는 음이온방출수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 그를 이용한 파티클 제거 방법은 소정 공정이 완료된 웨이퍼 표면에 부착된 파티클의 전기적인 극성에 따라 양이온 및 음이온을 방출하여 상기 웨이퍼표면으로부터 상기 파티클을 분리시키는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계후, 중성가스를 상기 웨이퍼 표면으로 분출시켜 상기 분리된 파티클을 제거하는 제 2 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.An apparatus for cleaning a wafer of the present invention for achieving the above object, the apparatus for removing particles on the surface of the wafer is a predetermined process, comprising: neutral gas ejection means for ejecting a neutral gas to physically remove the subsequent particles from the wafer; Cation release means mounted on one side of the neutral gas ejection means to release a cation to separate the powder particles from the wafer surface; And anion-emitting means mounted on the other side of the neutral gas ejection means to release anions to separate particles from the wafer surface, and the method for removing particles using the same is attached to the wafer surface on which a predetermined process is completed. A step of separating the particles from the wafer surface by releasing positive and negative ions according to the electrical polarity of the particles; And a second step of removing the separated particles by blowing neutral gas onto the wafer surface after the first step.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 세정 방법을 도시한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 세정장치는 양이온을 발생하여 방출하는 양이온 이온총(100), 전자(음이온)를 발생하여 방출하여 전자총(200), 중성가스관 (400)을 흐르는 중성가스를 높은 압력으로 분출시키는 노즐(300)로 구성된다.1A to 1B illustrate a method of cleaning a wafer according to an embodiment of the present invention, in which the cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention generates a cationic ion and emits a cation (100), an electron (anion). Generating and emitting the electron gun 200, the neutral gas flowing in the neutral gas pipe 400 is composed of a nozzle 300 for ejecting at a high pressure.

도 1a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(11) 표면의 양전하를 띠고 있는 파티클을 제거하기 위해 웨이퍼(11) 표면을 양전하(+)로 대전시켜 반발력으로서 파티클과 웨이퍼(11) 표면을 분리시키고 고압의 중성가스분자로 운동량을 전달하여 물리적으로 제거한다.As shown in FIG. 1A, in order to remove the positively charged particles on the surface of the wafer 11, the surface of the wafer 11 is charged with a positive charge (+) to separate the particle and the surface of the wafer 11 as a repulsive force. It removes physically by transmitting momentum with neutral gas molecule.

도 1b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(11) 표면의 음전하를 띠고 있는 파티클을 제거하기 위해 웨이퍼(11) 표면을 음전하(-)로 대전시켜 반발력으로서 파티클과 웨이퍼 표면을 분리시키고 고압의 중성가스분자로 운동량을 전달하여 물리적으로 제거한다.As shown in FIG. 1B, in order to remove negatively charged particles on the surface of the wafer 11, the surface of the wafer 11 is charged with negative charge (−) to separate the particles from the surface of the wafer as a repulsive force, and a high pressure neutral gas molecule. Physically removes momentum by

상술한 바와 같이, 음이온과 양이온을 주기적으로 방출하여 즉, 전기적으로 웨이퍼(11) 표면과 파티클의 전기적 극성을 제어하여 반발력이 발생되도록 함과 동시에 미세한 노즐(300)을 통해 높은 압력의 가스를 분출시킨다.As described above, the negative ions and positive ions are periodically released, that is, the electrical polarity of the surface of the wafer 11 and the particles are electrically controlled to generate a repulsive force, and at the same time, a high pressure gas is ejected through the fine nozzle 300. Let's do it.

다시 말하면, 중성가스 분자의 탄성충돌을 이용한 운동량을 전달하여 웨이퍼(11) 표면으로부터 반데르발스의 힘에 의한 영역과 정전기력에 의한 영역의 파티클을 모두 제거한다.In other words, the momentum using the elastic collision of the neutral gas molecules is transferred to remove particles from both the van der Waals force and the electrostatic force region from the wafer 11 surface.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼의 세정방법을 도시한 도면으로서, 양이온을 발생시키는 양이온 이온총(100), 전자(음이온)를 발생하여 방출하여 전자총(200), 중성가스관(400)을 흐르는 중성가스를 높은 압력으로 분출시키는 노즐(300)로 구성되는 세정장치를 이용하여 웨이퍼홀더(500)에 장착된 다수의 웨이퍼(11)를 세정한다.2 is a view illustrating a method of cleaning a wafer according to a second embodiment of the present invention, in which a cation ion gun 100 generating a cation, an electron (anion) is generated and released, and an electron gun 200, a neutral gas pipe ( A plurality of wafers 11 mounted on the wafer holder 500 are cleaned by using a cleaning device composed of a nozzle 300 which ejects the neutral gas flowing through 400 at a high pressure.

다시 말하면, 세정장치를 가로방향으로 운동시키고 웨이퍼 홀더 (500)를 회전운동시킬 경우, 웨이퍼(11) 표면에 존재하는 파티클을 균일하게 제거할 수 있고, 여러 웨이퍼를 한 공정에서 진행시킬 수 있다.In other words, when the cleaning apparatus is moved in the lateral direction and the wafer holder 500 is rotated, the particles present on the surface of the wafer 11 can be uniformly removed and several wafers can be advanced in one process.

도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예로, 운동량 전달로 인해 물리적으로 파티클을 제어하는 가스를 고에너지의 전기장을 이용해 중성의 가스분자보다 질량이 무거운 가스 클러스터(Gas cluster) 상태로 생성시켜 운동량을 전달시킬 수 있고, 양이온과 전자(음이온)를 가속시키는 가속단을 추가하여 파티클을 제거할 수 있다.Although not shown in the drawings, in another embodiment of the present invention, a gas that physically controls particles due to momentum transfer is generated in a gas cluster state in which a mass is heavier than neutral gas molecules using a high energy electric field. Particles can be removed by adding momentum and accelerating cations and electrons (anions).

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같은 본 발명의 웨이퍼의 세정 방법은 웨이퍼에 부착되어 있는 파티클을 제거하기 위해 파티클과 웨이퍼의 전기적 상호작용을 이용하므로써, 소자의 불필요한 손실을 방지할 수 있고, 웨이퍼표면상에 스크래치가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the wafer cleaning method of the present invention utilizes the electrical interaction between the particles and the wafer to remove particles adhering to the wafer, thereby preventing unnecessary loss of the device and causing scratches on the wafer surface. There is an effect that can be prevented.

Claims (7)

소정 공정이 완료된 웨이퍼 표면의 파티클을 제거하는 장치에 있어서,An apparatus for removing particles on a wafer surface where a predetermined process is completed, 후속 파티클을 웨이퍼로부터 물리적으로 제거하기 위해 중성가스를 분출시키는 중성가스분출수단;Neutral gas ejection means for ejecting neutral gas to physically remove subsequent particles from the wafer; 상기 중성가스분출수단의 일측에 장착되어 상기 웨이퍼 표면으로분터 파티클을 분리시키기 위해 양이온을 방출하는 양이온방출수단; 및Cation release means mounted on one side of the neutral gas ejection means to release a cation to separate the powder particles from the wafer surface; And 상기 중성가스분출수단의 타측에 장착되어 상기 웨이퍼 표면으로부터 파티클을 분리시키기 위해 음이온을 방출하는 음이온방출수단Anion release means mounted on the other side of the neutral gas blowing means for emitting anions to separate particles from the wafer surface 을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 제거 장치.Particle removal device, characterized in that comprises a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중성가스분출수단은,The neutral gas ejection means, 상기 양이온방출수단 및 음이온방출수단으로부터 방출된 양이온 및 음이온이 흐르는 제 1 관;A first tube through which the cations and anions discharged from the cation release means and the anion release means flow; 상기 중성가스가 흐르는 제 2 관; 및A second pipe through which the neutral gas flows; And 상기 중성가스를 상기 웨이퍼 표면으로 분출시키는 노즐A nozzle for blowing the neutral gas to the wafer surface 을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 제거 장치.Particle removal device, characterized in that comprises a. 웨이퍼의 세정 방법에 있어서,In the wafer cleaning method, 소정 공정이 완료된 웨이퍼 표면에 부착된 파티클의 전기적인 극성에 따라 양이온 및 음이온을 방출하여 상기 웨이퍼표면으로부터 상기 파티클을 분리시키는 제 1 단계; 및A first step of separating the particles from the wafer surface by releasing positive and negative ions according to the electrical polarity of the particles attached to the wafer surface on which the predetermined process is completed; And 상기 제 1 단계후, 중성가스를 상기 웨이퍼 표면으로 분출시켜 상기 분리된 파티클을 제거하는 제 2 단계After the first step, a second step of removing the separated particles by blowing a neutral gas to the wafer surface 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 제거 방법.Particle removal method characterized in that it comprises a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 양이온은 양이온을 방출하는 이온총을 이용하는 것을 특징으로 하는 파티클 제거 방법.The cation is a particle removal method, characterized in that using an ion gun to release a cation. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 음이온은 음이온을 방출하는 전자총을 이용하는 것을 특징으로 하는 파티클 제거 방법.The method of removing particles, wherein the anion uses an electron gun that emits anion. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 중성가스에 전기장을 인가하여 가스클러스터를 생성시켜 상기 파티클을 제거하는 것을 특징으로 하는 파티클 제거 방법.Particle removal method characterized in that to remove the particles by generating a gas cluster by applying an electric field to the neutral gas. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 가속단을 이용하여 상기 양이온 및 음이온을 가속시키는 것을 특징으로 하는 파티클 제거 방법.Particle removal method characterized in that to accelerate the cation and anion using an acceleration stage.
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