KR20080040452A - 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법 - Google Patents

웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080040452A
KR20080040452A KR1020060108443A KR20060108443A KR20080040452A KR 20080040452 A KR20080040452 A KR 20080040452A KR 1020060108443 A KR1020060108443 A KR 1020060108443A KR 20060108443 A KR20060108443 A KR 20060108443A KR 20080040452 A KR20080040452 A KR 20080040452A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
process vessel
wafer
cleaning
deionized water
supplying
Prior art date
Application number
KR1020060108443A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100935718B1 (ko
Inventor
이재홍
김만석
윤효근
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020060108443A priority Critical patent/KR100935718B1/ko
Publication of KR20080040452A publication Critical patent/KR20080040452A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100935718B1 publication Critical patent/KR100935718B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법은, 외부 프로세스 용기; 외부 프로세스 용기로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기; 외부 프로세스 용기와 대응되도록 배치되어 웨이퍼와 외부 공기를 차단시키는 상부 커버; 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부; 상부 커버와 연결되어 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트; 상부 커버와 연결되어 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트; 및 상부 커버와 제1 포트 및 제2 포트를 연결하는 드레인 포트를 포함한다.
프로세스 용기, 상부 커버, 밀폐

Description

웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법{Device of cleaning for wafer and the method for cleaning of wafer using the same}
도 1은 종래 기술의 건조 과정에서 워터마크가 발생하는 과정을 설명하기 위해 나타내보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 웨이퍼 표면 위에 산화막 및 질화막 등의 박막을 형성하고 사진식각을 진행하는 등의 여러 공정을 순차적으로 반복하여 제조한다. 이러한 과정을 진행하는 중에 불순물 및 오염물이 발생하게 되고, 이로 인해 웨이퍼에 결함(defect)이 발생하게 된다. 이렇게 웨이퍼 상에 발생한 결함을 제거하지 않을 경우, 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 됨에 따라 불순물 및 오염물을 제거하는 세정 공정의 중요성이 더욱 증대되고 있다.
웨이퍼의 세정 공정은 화학 용액 처리 공정, 수세 공정, 그리고 건조 공정으로 나눌 수 있다. 여기서 건조 공정은 웨이퍼를 화학 용액을 이용하여 세정하고, 초순수(DIW; De-ionized water)로 화학 용액을 제거하는 린스 공정을 진행한 다음 초순수를 제거하는 공정 단계를 일컫는다. 건조 공정은 건조 대상물, 예를 들어 웨이퍼, 엘씨디 또는 포토마스크를 고속 회전하여 건조시키는 회전식, 이소프로필 알코올(Isopropyl alcohol)을 이용하여 건조하는 IPA 방식 등이 있다.
종래 기술에 따른 세정 공정은 다음과 같은 방식으로 진행된다. 먼저, 세정조(bath)에 웨이퍼를 투입하고, 습식 세정 용액을 이용하여 웨이퍼 표면의 자연 산화막(native oxide)을 제거한다. 다음에 습식 세정 용액을 세정조 내에서 제거하기 위하여 초순수(DIW)를 장시간 오버플로우(overflow) 하여 습식 세정 용액을 제거한다. 초순수에 의해 습식 세정 용액을 제거한 다음 초순수를 외부로 배출시키고, 건조 공정을 진행하여 웨이퍼를 건조시킨다. 그런데 이러한 세정 공정을 진행하는데 있어서, 습식 세정 용액을 세정조 외부로 배출하지 않은 상태에서 초순수를 세정조 내에 공급하여 오버플로우 시키므로 린스 공정 시간이 길어지게 된다. 이에 따라 린스 공정 시간을 단축시키기 위해 습식 세정 용액을 배출시킬 경우 웨이퍼가 공기 중의 산소(O2)에 노출되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 습식 세정 용액을 제거한 다음 초순수를 배출시키는 과정에서 웨이퍼는 공기에 노출되어 산소로 인한 워터마크가 발생할 수 있다. 이를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술의 건조 과정에서 워터마크가 발생하는 과정을 설명하기 위해 나타내보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기 중의 산소가 물방울에 용해되고, 웨이퍼와 물방울 경계면으로 확산(diffusion)된다(a). 웨이퍼와 물방울 경계면으로 확산된 산소는 웨이퍼의 실리콘 표면에 산화막(SiO2)을 형성한다(b). 웨이퍼 표면에 형성된 산화막은 규산(Silicic acid, H2SiO3)이 되어 용해(elution)된다(c). 용해된 규산은 용액 내에서 확산을 하거나, 해리되어 확산(separation&diffusion)된다. 이와 같이 웨이퍼 상에 형성된 워터마크는 소자의 불량을 일으키거나 마스크 공정에서는 마스크 코팅 불량이 생겨 디포커스(defocus)를 일으키면서 패턴 형성에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼를 세정한 다음 린스 및 건조시키는 과정에서 산소 및 각종 불순물이 함유된 일반 대기를 건조중인 웨이퍼와 격리하여 웨이퍼 상에 워터마크 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는, 외부 프로세스 용기; 상기 외부 프로세스 용기로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기; 상기 외부 프로세스 용기와 대응되도록 배치되어 웨이퍼와 외부 공기를 차단시키는 상부 커버; 상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부; 상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트; 상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트; 및 상기 상부 커버와 제1 포트 및 제2 포트를 연결하는 드레인 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스 용기는 용기 외부와 연결되면서 개폐가 가능한 배기부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프로세스 용기는, 세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프; 및 상기 펌프와 연결되어 상기 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트를 더 포함할 수 있고, 상기 상부 커버는 상부가 볼록한 구조로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정방법은, 외부 프로세스 용기, 상기 외부 프로세스 용기와 대응되도록 배치된 상부 커버 및 내부 프로세스 용기를 포함하는 세정장치 내에 웨이퍼를 배치하는 단계; 상기 세정장치 내에 세정 용액을 공급하여 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 단계; 상기 웨이퍼를 외부와 밀폐시키기 위해 상기 외부 프로세스 용기를 상기 상부 커버로 덮는 단계; 상기 세정장치 내에 공기가 남지 않도록 탈이온수를 공급하는 단계; 상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 세정장치 내의 세정 용액을 배출하는 단계; 상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하여 오버 플로우시켜 상기 세정장치 내에 남아 있는 세정 용액을 배출하는 단계; 및 상기 프로세스 용기 내에 불활성 기체 및 이소프로필알콜을 공급하여 웨이퍼를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 세정장치 내에 남아 있는 세정 용액을 배출하는 단계 이후에, 상기 세정장치 내에 공기가 남지 않도록 탈이온수를 공급하는 단계; 및 상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 세정장치 내의 세정 용액을 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 용액은 불산(HF) 용액, 황산을 포함하는 용액, 오존(O3)을 포함하는 용액 및 암모늄을 포함하는 용액을 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 세정 용액을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 불활성 기체는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H) 및 질소(N2) 가스를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치는, 외부 프로세스 용기; 상기 외부 프로세스 용기로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기; 상기 내부 프로세스 용기를 덮을 수 있게 상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 갖도록 배치되면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버; 상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부; 상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트; 및 상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 프로세스 용기는 용기 외부와 연결되면서 개폐가 가능한 배기부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세스 용기는, 세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프; 및 상기 펌프와 연결되어 상기 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세스 용기는 프로세스 용기 하부로부터 용기 내로 불활성 기체를 공급하는 기체 공급부를 더 포함할 수도 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정방법은, 외부 프로세스 용기, 내부 프로세스 용기 및 상기 내부프로세스 용기를 덮을 수 있게 상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 가지면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버를 포함하는 세정장치 내에 웨이퍼를 배치하는 단계; 상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 갖는 상부 커버를 이동시켜 상기 내부 프로세스 용기를 덮는 단계; 상기 세정장치 내에 공기가 남지 않 도록 탈이온수를 공급하면서 오버플로우시키는 단계; 상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 상부 커버를 위로 이동시켜 상기 세정장치와 상부 커버 사이에 불활성 기체를 채우는 단계; 상기 세정장치 내의 탈이온수를 배출하는 단계; 및 상기 프로세스 용기 내에 불활성 기체 및 이소프로필알콜을 공급하여 웨이퍼를 건조시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
웨이퍼의 세정 공정은 화학 용액 처리 공정, 수세 공정, 그리고 건조 공정으로 나눌 수 있다. 그런데, 건조 공정을 진행하는 과정에서 산소 및 각종 불순물이 포함된 대기가 웨이퍼와 접촉하면서 웨이퍼의 표면에 워터마크(watermark)와 같은 결함을 발생시킬 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 웨이퍼가 탈이온수(DIW; Deionized water)에 잠겨 있는 상태에서 장치를 외부 대기로부터 완전히 차단시킨다. 즉, 산소가 없는 상태에서 웨이퍼 상에 린스 및 건조(Rinse and dry) 공정을 진행하여 웨이퍼가 산소를 포함한 일반 대기와 접촉하는 것을 원천적으로 차단함으로써 워터마크와 같은 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 세정방법을 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치는, 외부 프로세스 용기(200)와, 외부 프로세스 용기(200)로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼(w)를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기(202)와, 외부 프로세스 용기(200)와 대응되도록 배치되어 웨이퍼(w)와 외부 공기를 차단시키는 상부 커버(204)와, 내부 프로세스 용기(202)에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부(208)와, 상부 커버(204)와 연결되어 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트(210) 및 상부 커버(204)와 연결되어 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트(212)를 포함하여 구성된다. 여기서 상부 커버(204)는 그 상부가 볼록한 구조로 형성되며, 상하로 이동이 가능하도록 형성된다. 또한, 프로세스 용기는 세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프(214), 펌프(214)와 연결되어 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트(216)를 더 포함할 수 있다. 또한 프로세스 용기는 외부로 연결되면서 개폐가 가능한 배기부(218)를 더 포함할 수 있다.
이하, 이와 같은 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정방법은 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 외부 프로세스 용기(200) 내측에 소정 간격만큼 이격되어 배치된 내부 프로세스 용기(202) 내에 웨이퍼(w)를 로딩시킨다. 다음에 내부 프로세스 용기(202)에 로딩된 웨이퍼(w) 상에 FRD(fluorine rinse dry) 공정을 진행한다. 여기서 FRD 공정은 불산(HF)과 탈이온수(DIW; De-ionized water)를 혼합한 용액을 공급하여 진행할 수 있으며, FRD 공정을 진행하는 과정에서 웨이퍼(w) 표면의 이물질, 예를 들어 자연 산화막(natural oxide)이 제거된다.
도 3b를 참조하면, FRD 공정이 진행된 프로세스 용기 상에 외부 프로세스 용기(200)와 대응되도록 배치되어 있는 상부 커버(204)를 이동시켜 외부 프로세스 용기(200)와 접착, 밀폐하여 웨이퍼(w)와 외부 공기를 차단시킨다.
도 3c를 참조하면, 프로세스 용기 하부에 배치된 탈이온수 공급부(208)로부터 외부 프로세스 용기(200) 및 내부 프로세스 용기(202) 내에 탈이온수를 공급하여 프로세스 용기 및 상부 커버(204) 내부를 채운다. 여기서 상부 커버(204)와 연결된 제1 포트(210)에서 일부 배출될 때까지 탈이온수를 공급하여 내부에 산소(O2)를 포함한 공기가 남지 않도록 한다. 이 과정에서 프로세스 용기 내의 희석된 불산 용액은 UDHF(Ultra diluted HF) 용액으로 보다 더 희석된다. 이때 배기부(exhaust, 218)는 차단시키는 것이 바람직하다.
도 3d를 참조하면, 상부 커버와 연결된 제2 포트(212)를 통해 프로세스 용기 내부로 불활성 기체를 공급한다. 여기서 프로세스 용기 내부로 불활성 기체를 공급하면서 프로세스 용기와 연결된 제3 포트(216)로 UDHF 용액을 외부로 배출한다. 이때, 웨이퍼(w)의 주위는 모두 불활성 기체로 둘러싸여 있으며 산소(O2) 가스를 포함 하는 외부 공기에 노출되지 않는다. 여기서 불활성 기체는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H) 및 질소(N2) 가스를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 바람직한 공정 과정을 설명하기 위해 질소 가스를 이용하였다.
도 3e를 참조하면, 프로세스 용기 외부로 UDHF 용액이 모두 배출된 후, 탈이온수 공급부(208)를 통해 내부 프로세스 용기(202) 상에 탈이온수를 공급하는 린스 공정을 진행한다. 이러한 린스 공정에 의해 프로세스 용기 내에 잔류하고 있는 불산(HF) 용액을 모두 제거할 수 있다. 여기서 탈이온수는 내부 프로세스 용기(202) 상에 오버플로우(overflow) 되도록 공급하는 것이 바람직하다. 이와 같이 프로세스 용기 상에 탈이온수(DIW)를 공급할 때는 불활성 기체, 예를 들어 질소(N2) 가스는 공급하지 않는다. 이때, 탈이온수(DIW)가 오버플로우되어 웨이퍼(w)가 탈이온수에 잠기게 되면 배출부(218)를 개방시킬 수 있다.
도 3f를 참조하면, 탈이온수를 오버플로우시키는 린스 공정을 진행한 다음 프로세스 용기 내에 탈이온수를 공급하여 외부 프로세스 용기(200), 내부 프로세스 용기(202) 및 상부 커버(204) 내부를 가득 채운다. 여기서 상부 커버(204)와 연결된 제1 포트(210)에서 일부 배출될 때까지 탈이온수를 공급하여 내부에 산소(O2)를 포함한 공기가 남지 않도록 한다. 이 과정에서 프로세스 용기 내의 희석된 불산 용액은 UDHF(Ultra diluted HF) 용액으로 보다 더 희석된다. 이때 배기부(exhaust, 218)는 차단시키는 것이 바람직하다.
도 3g를 참조하면, 상부 커버와 연결된 제2 포트(212)를 통해 프로세스 용기 내부로 불활성 기체, 예를 들어 질소(N2) 가스를 공급한다. 여기서 프로세스 용기 내부로 불활성 기체를 공급하면서 프로세스 용기와 연결된 제3 포트(216)로 UDHF 용액을 외부로 배출한다. 이때, 웨이퍼(w)의 주위는 모두 불활성 기체로 둘러싸여 있으며 산소(O2) 가스를 포함하는 외부 공기에 노출되지 않는다. 여기서 불활성 기체는 헬륨(He), 아르곤(Ar) 및 수소(H) 가스를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 가스를 이용할 수도 있다.
도 3h를 참조하면, 상부 커버(204)와 연결된 제2 포트(212)를 통해 불활성 기체 및 이소프로필 알콜(IPA; Isopropyl alcohol)을 공급하여 웨이퍼(w)를 건조시킨다. 이때, 프로세스 용기 내부의 탈이온수는 외부로 배출된 상태이다.
여기서 웨이퍼(w)를 건조시키는 과정은 도 3i에 도시한 바와 같이, 내부 프로세스 용기(202)에만 탈이온수(DIW)를 채운 상태에서 탈이온수를 배출시키면서 웨이퍼(w)를 서서히 들어올려 건조시킬 수도 있다. 다음에 웨이퍼(w)가 탈이온수(DIW)에서 완전히 빠져나오면, 상부 커버(204)와 연결된 제2 포트(212)를 이용하여 이소프로필알콜(IPA)과 높은 온도의 질소(N2) 가스(hot N2)를 공급하여 건조시킨다. 이때, 웨이퍼(w)는 고정시키고 내부 프로세스 용기(202)의 탈이온수(DIW)를 서서히 배출하여 건조시킬 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세정장치 및 이를 이용한 세정방법은 프로세스 용기 내부에 웨이퍼(w)가 탈이온수(DIW)에 잠겨있는 상태에서 세정장치를 외부 프 로세스 용기와 대응되도록 배치된 상부 커버를 이용하여 웨이퍼(w)와 외부 공기를 밀폐, 차단시킨 후 린스 및 건조 공정을 진행한다. 즉, 웨이퍼를 산소가 없는 상태에서 린스 및 건조시킴으로써 외부 공기의 접촉에 의해 웨이퍼 상에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정장치를 설명하기 위해 나타내보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정장치는, 외부 프로세스 용기(300)와, 외부 프로세스 용기(300)로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼(w)를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기(302)와, 내부 프로세스 용기(302)를 덮을 수 있게 내부 프로세스 용기(302)보다 큰 사이즈를 갖도록 배치되면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버(304)와, 내부 프로세스 용기(302)에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부(308)와, 상부 커버(304)와 연결되어 상기 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트(310) 및 상부 커버(304)와 연결되어 상기 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트(312)를 포함하여 이루어진다. 여기서 프로세스 용기는 세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프(314), 펌프(314)와 연결되어 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트(316)를 더 포함할 수 있다. 또한 프로세스 용기는 외부로 연결되면서 개폐가 가능한 배기부(318)를 더 포함할 수 있다. 또한 프로세스 용기는 프로세스 용기 하부로부터 용기 내로 불활성 기체를 공급하는 기체 공급부(313)를 더 포함할 수도 있다.
이하, 이러한 세정장치를 이용한 웨이퍼의 세정방법은 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 외부 프로세스 용기(300) 내측에 소정 간격만큼 이격되어 배치된 내부 프로세스 용기(302) 내에 웨이퍼(w)를 로딩시킨다. 다음에 내부 프로세스 용기(302)에 로딩된 웨이퍼(w) 상에 FRD(fluorine rinse dry) 공정을 진행한다. 여기서 FRD 공정은 불산(HF)과 탈이온수(DIW; De-ionized water)를 혼합한 용액을 공급하여 진행할 수 있으며, FRD 공정을 진행하는 과정에서 웨이퍼(w) 표면의 이물질, 예를 들어 자연 산화막(natural oxide)이 제거된다.
도 5b를 참조하면, 내부 프로세스 용기(302)보다 큰 사이즈를 가지면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버(304)를 이동시켜 내부 프로세스 용기(302)를 덮는다. 여기서 상부 커버(304)는 내부 프로세스 용기(302)와 거의 밀착하도록 덮는 것이 바람직하다.
도 5c를 참조하면, 프로세스 용기 내에 탈이온수를 공급하여 내부 프로세스 용기(302) 및 내부 프로세스 용기(302)와 밀착되도록 덮는 상부 커버(304) 사이의 공간에 산소(O2)를 포함한 공기가 남지 않도록 오버플로우시킨다. 여기서 탈이온수는 상부 커버(304)와 연결된 제1 포트(310)에서 일부 배출될 때까지 공급하면서 오 버플로우시킬 수 있다.
도 5d를 참조하면, 내부 프로세스 용기(302) 내에 불활성 기체를 공급하면서 상부 커버(304)를 위로 이동시켜 프로세스 용기와 상부 커버(304) 사이에 불활성 기체를 채운다.
여기서 불활성 기체는 내부 프로세스 용기(302) 하부로부터 공급하거나 또는 상부 커버(304)와 연결된 제2 포트(312)를 통해 프로세스 용기 내부로 불활성 기체를 공급할 수 있다. 웨이퍼(w)의 주위는 모두 불활성 기체로 둘러싸여 있으며 산소(O2) 가스를 포함하는 외부 공기에 노출되지 않는다. 여기서 불활성 기체는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H) 및 질소(N2) 가스를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 가스를 이용할 수도 있다. 이때, 밀착된 내부 프로세스 용기(302)로부터 위로 이동시키는 상부 커버(304)의 속도는 너무 빠르지 않게 이동시킨다. 불활성 기체는 프로세스 용기 하부로부터 용기 내로 불활성 기체를 공급하는 기체 공급부(313)를 통해 공급될 수도 있다.
도 5e를 참조하면, 세정장치 내에 잔여하고 있는 탈이온수를 배출한다. 다음에 상부 커버(304)와 연결된 제2 포트(312)를 통해 불활성 기체 및 이소프로필 알콜(IPA; Isopropyl alcohol)을 공급하여 웨이퍼(w)를 건조시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법은, 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 가지면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버를 이동시켜 내부 프로세스 용기와 거의 밀착하도록 덮은 다음 린스 및 건 조 공정을 진행함으로써 웨이퍼 상에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법에 의하면, 웨이퍼를 린스 또는 건조시키는 프로세스 용기를 전부 또는 일부분 밀폐시켜 웨이퍼와 외부 대기가 접촉하는 것을 방지함으로써 웨이퍼 상에 워터마크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (13)

  1. 외부 프로세스 용기;
    상기 외부 프로세스 용기로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기;
    상기 외부 프로세스 용기와 대응되도록 배치되어 웨이퍼와 외부 공기를 차단시키는 상부 커버;
    상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부;
    상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트;
    상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트; 및
    상기 상부 커버와 제1 포트 및 제2 포트를 연결하는 드레인 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 용기는 용기 외부와 연결되면서 개폐가 가능한 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로세스 용기는,
    세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프; 및
    상기 펌프와 연결되어 상기 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 커버는 상부가 볼록한 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  5. 외부 프로세스 용기, 상기 외부 프로세스 용기와 대응되도록 배치된 상부 커버 및 내부 프로세스 용기를 포함하는 세정장치 내에 웨이퍼를 배치하는 단계;
    상기 세정장치 내에 세정 용액을 공급하여 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 단계;
    상기 웨이퍼를 외부와 밀폐시키기 위해 상기 외부 프로세스 용기를 상기 상부 커버로 덮는 단계;
    상기 세정장치 내에 공기가 남지 않도록 탈이온수를 공급하는 단계;
    상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 세정장치 내의 세정 용액을 배출하는 단계;
    상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하여 오버 플로우시켜 상기 세정장치 내에 남아 있는 세정 용액을 배출하는 단계; 및
    상기 프로세스 용기 내에 불활성 기체 및 이소프로필알콜을 공급하여 웨이퍼 를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 세정장치 내에 남아 있는 세정 용액을 배출하는 단계 이후에, 상기 세정장치 내에 공기가 남지 않도록 탈이온수를 공급하는 단계; 및
    상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 세정장치 내의 세정 용액을 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 세정 용액은 불산(HF) 용액, 황산을 포함하는 용액, 오존(O3)을 포함하는 용액 및 암모늄을 포함하는 용액을 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 세정 용액을 이용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 불활성 기체는 헬륨(He), 아르곤(Ar), 수소(H) 및 질소(N2) 가스를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상의 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정방법.
  9. 외부 프로세스 용기;
    상기 외부 프로세스 용기로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격되어 배치되면서 웨이퍼를 탑재할 수 있는 내부 프로세스 용기;
    상기 내부 프로세스 용기를 덮을 수 있게 상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 갖도록 배치되면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버;
    상기 내부 프로세스 용기에 탈이온수를 공급하는 탈이온수 공급부;
    상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기 내 세정용액의 공급 및 배출을 조절하는 제1 포트; 및
    상기 상부 커버와 연결되어 상기 프로세스 용기에 불활성 기체의 공급 및 배출을 조절하는 제2 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세스 용기는 용기 외부와 연결되면서 개폐가 가능한 배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프로세스 용기는,
    세정 용액을 순환시킬 수 있는 펌프; 및
    상기 펌프와 연결되어 상기 세정 용액 또는 탈이온수의 배출을 조절할 수 있는 제3 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세스 용기는 프로세스 용기 하부로부터 용기 내로 불활성 기체를 공급하는 기체 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정장치.
  13. 외부 프로세스 용기, 내부 프로세스 용기 및 상기 내부프로세스 용기를 덮을 수 있게 상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 가지면서 상하로 이동이 가능한 상부 커버를 포함하는 세정장치 내에 웨이퍼를 배치하는 단계;
    상기 내부 프로세스 용기보다 큰 사이즈를 갖는 상부 커버를 이동시켜 상기 내부 프로세스 용기를 덮는 단계;
    상기 세정장치 내에 공기가 남지 않도록 탈이온수를 공급하면서 오버플로우시키는 단계;
    상기 세정장치 내에 불활성 기체를 공급하면서 상기 상부 커버를 위로 이동시켜 상기 세정장치와 상부 커버 사이에 불활성 기체를 채우는 단계;
    상기 세정장치 내의 탈이온수를 배출하는 단계; 및
    상기 프로세스 용기 내에 불활성 기체 및 이소프로필알콜을 공급하여 웨이퍼를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 세정방법.
KR1020060108443A 2006-11-03 2006-11-03 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법 KR100935718B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060108443A KR100935718B1 (ko) 2006-11-03 2006-11-03 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060108443A KR100935718B1 (ko) 2006-11-03 2006-11-03 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080040452A true KR20080040452A (ko) 2008-05-08
KR100935718B1 KR100935718B1 (ko) 2010-01-08

Family

ID=39648123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060108443A KR100935718B1 (ko) 2006-11-03 2006-11-03 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100935718B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102099267B1 (ko) 2019-03-05 2020-05-06 주식회사 유닉 기판 세정 및 건조 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101648792B1 (ko) * 2014-12-26 2016-08-17 주식회사 현대케피코 공기유량센서 클리닝 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6158449A (en) * 1997-07-17 2000-12-12 Tokyo Electron Limited Cleaning and drying method and apparatus
JP2000133629A (ja) 1998-10-23 2000-05-12 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および方法
DE10007439C2 (de) * 1999-10-19 2002-01-10 Steag Micro Tech Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von Substraten
KR100625318B1 (ko) * 2004-10-08 2006-09-18 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102099267B1 (ko) 2019-03-05 2020-05-06 주식회사 유닉 기판 세정 및 건조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100935718B1 (ko) 2010-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6757989B2 (en) Wafer drying apparatus
US7360546B2 (en) Cleaning apparatus for semiconductor wafer
JP4584783B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法、ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体
KR100935718B1 (ko) 웨이퍼 세정장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 세정방법
JP2007005479A (ja) 基板処理装置および基板処理方法ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体
JPH10247635A (ja) ウェーハ等の洗浄処理装置及びその方法
JP4541422B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
US20050121142A1 (en) Thermal processing apparatus and a thermal processing method
JPH09162156A (ja) 処理方法及び処理装置
JP3892102B2 (ja) 基板処理方法及び同装置
US20020023663A1 (en) Apparatus and method for preventing the re-adherence of particles in wafer-cleaning process
JP2008251655A (ja) 基板処理装置
KR100845964B1 (ko) 기판 건조 장비 및 방법
JP2004063513A (ja) 半導体基板の洗浄乾燥方法
JP3910757B2 (ja) 処理装置及び処理方法
KR20060059785A (ko) 3베쓰 1배치식 웨이퍼 자동세정장치
JPH05160095A (ja) 半導体ウェハーの洗浄乾燥方法
JPH07283194A (ja) 洗浄・乾燥方法と洗浄装置
KR20030095589A (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JP2000133629A (ja) 基板処理装置および方法
KR100321546B1 (ko) 이송 로봇의 척 세정 방법 및 장치
JP2000100777A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2000005710A (ja) 基板洗浄装置
JP2000114228A (ja) 基板処理装置および基板処理システム
KR100481157B1 (ko) 기판 건조 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee