웨이퍼 회전이 가능한 배치타입 세정장치 및 세정방법 document_id A220623057716

일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 웨이퍼 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조 시에는 웨이퍼에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 세정공정이 수행된다. 반도체 웨이퍼의 세정을 위한 세정 방식은 크게 건식 세정 방식 및 습식(Wet) 세정 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 세정 방식은 여러 가지 약액을 이용한 세정 방식으로서, 복수의 웨이퍼를 동시에 세정하는 배치타입(batch type)과 낱장 단위로 웨이퍼를 세정하는 매엽식(single wafer type)으로 구분된다. 배치타입 세정장치는 세정액이 수용된 수용조에 복수의 웨이퍼를 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치타입 세정장치는 웨이퍼의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않으며 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치타입 세정장치는 세정공정 중에 하나의 웨이퍼이라도 파손될 경우 동일 수용조 내에 있는 웨이퍼 전체가 파손될 수 있으며, 다량의 웨이퍼 불량이 발생할 수 있는 위험이 있다. 매엽식 세정장치는 낱장의 웨이퍼 단위로 처리하는 세정장치로서, 고속으로 회전시킨 웨이퍼 표면에 세정액을 분사함으로써 웨이퍼의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다. 통상적으로 웨트 스테이션(wet station)이라 불리는 배치타입 세정장치는 웨이퍼가 세정처리부의 처리 경로를 따라 이송되면서 일련의 처리 과정을 거치게 된다. 그리고, 세정처리부에는 여러 가지 약액이 일정 비율로 혼합된 세정액이 수용되어 웨이퍼에 대한 세정공정이 수행되는 복수의 세정 유닛이 구비되고, 약액 세정공정이 완료된 웨이퍼에서 약액을 제거하기 위해 순수를 이용하여 린스 공정이 수행되는 린스 유닛이 구비된다. 한편, 기존의 배치타입 세정장치는 25매 또는 50매씩 복수의 웨이퍼가 동시에 리프트 유닛에 안착된 상태에서 세정조 내에 침지되어 세정공정이 수행된다. 여기서, 웨이퍼는 세정액에 수직 방향으로 배치되어 있어서, 웨이퍼의 하부가 상부에 비해 세정액에 먼저 입수되고 나중에 인출되므로 웨이퍼의 상부와 하부에서 세정액과의 접촉 시간에 차이가 발생하게 된다. 이로 인해, 세정액과 접촉 시간에 따라 웨이퍼의 세정 효과가 차이가 발생하게 되므로, 웨이퍼 전면에 대해 균일하게 세정이 이루어지지 않는 문제점이 있다.