KR20090066969A - Apparatus and method for etching wafer edge - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for etching an edge of a wafer are provided to improve a straight characteristic of reaction gas in a dry etch process for an edge of a wafer by installing a reaction gas injection hole at the edge of the wafer. An apparatus for etching an edge of a wafer includes a chuck(12), a bottom electrode(14), an upper electrode(15), and an insulator(16). A rear surface of a wafer(11) including patterns is loaded on the chuck. A lower electrode is coupled between the chuck and an isolation ring(13). The lower electrode is formed to receive RF power in order to generate plasma. An upper electrode is positioned on an upper surface of the wafer. The upper electrode is formed to receive the RF power in order to generate the plasma. The upper electrode has a reaction gas injection hole(17). The insulator is coupled with a lower part of the upper electrode. The reaction gas injection hole is extended to the insulator. The insulator is formed in a predetermined interval from an upper surface of the wafer. The reaction gas injection hole is formed at an edge region of the wafer.

Description

웨이퍼 에지 식각 장비 및 방법{Apparatus and Method for Etching Wafer Edge}Wafer Edge Etching Equipment and Method {Apparatus and Method for Etching Wafer Edge}

본 발명은 웨이퍼 에지 식각 장비 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응가스의 플로우 방법을 개선하여 보다 효율적으로 웨이퍼의 에지를 건식식각 할 수 있는 웨이퍼 에지 식각 장비 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer edge etching equipment and method, and more particularly, to a wafer edge etching equipment and method that can dry-etch the edge of the wafer more efficiently by improving the flow method of the reaction gas.

반도체 제조공정 중에는 여러 단계의 증착공정에 의해 반도체 웨이퍼의 에지(edge)에서 원하지 않는 오염이 발생될 수 있다.During the semiconductor manufacturing process, undesired contamination may occur at the edges of the semiconductor wafer by various deposition processes.

이러한 오염은 후속공정에서 기판에 악영항을 미칠 수 있다. 예컨대 구리(Cu) 배선 공정에서 웨이퍼의 베벨(bevel) 또는 배면(back-side)에 형성된 구리막은 후속공정에서 열확산에 의해 소자의 작동에 나쁜 영향을 미친다.Such contamination can adversely affect the substrate in subsequent processing. For example, in the copper (Cu) wiring process, the copper film formed on the bevel or back-side of the wafer adversely affects the operation of the device by thermal diffusion in subsequent processes.

즉, 구리원자는 실리콘 기판을 매우 빠른 속도로 확산하며, 특히 BTS(biasable temperature stress)조건에서는 기판 상에 형성된 유전막내로 확산해 들어가 기판 상에 형성된 트랜지스터의 동작 특성에 영향을 줄 수 있다. 뿐만 아니 라, 웨이퍼의 배면에 형성된 구리막은 후속공정을 진행할 때, 다른 설비의 구동부위나 카세트(cassette), 공정챔버를 오염시킬 수 있다.In other words, the copper atoms diffuse at a very high speed, and in particular, in a biased temperature stress (BTS) condition, the copper atoms may diffuse into the dielectric film formed on the substrate and affect the operating characteristics of the transistor formed on the substrate. In addition, the copper film formed on the back surface of the wafer may contaminate the driving parts, cassettes, and process chambers of other equipment during the subsequent process.

통상 구리도금공정이 수행된 후에는 웨이퍼의 에지 부위의 베벨이나 배면을 세정액 또는 세정가스로 식각함으로써, 구리 오염을 억제하고 있다.Usually, after the copper plating process is performed, copper contamination is suppressed by etching the bevel or the back of the edge portion of the wafer with a cleaning liquid or a cleaning gas.

종래기술의 웨이퍼의 베벨 식각은 도 1에 개략적으로 도시된 웨이퍼 베벨 식각 장비를 사용하여 행해져 왔다.Bevel etching of wafers of the prior art has been done using the wafer bevel etching equipment shown schematically in FIG.

도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 구성도이다.1 is a block diagram of a wafer edge etching apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 패턴이 형성된 웨이퍼(11)의 배면이 장착되는 척(chuck, 12), 상기 척(12)과 격리링(Isolation ring, 13)을 사이에 두고 결합되면서 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 하부 전극(14), 상기 웨이퍼(11) 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받으며 반응가스주입구(17)를 갖는 상부전극(15), 및 상기 상부전극(15) 아래에 결합되면서 상기 반응가스주입구(17)가 연장되고 웨이퍼(11)의 상면과 소정 간격을 두고 형성되는 인슐레이터(16)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a chuck 12 having a back surface of a wafer 11 on which a pattern is formed is coupled with the chuck 12 and an isolation ring 13 interposed therebetween to generate plasma. A lower electrode 14 receiving RF power, an upper electrode 15 having a reaction gas inlet 17 and receiving RF power so as to be positioned above the wafer 11 to generate a plasma, and the upper electrode 15 The reaction gas inlet 17 is extended while being coupled to the bottom, and the insulator 16 is formed at a predetermined distance from the upper surface of the wafer 11.

반응가스주입구(17)를 통해 반응가스를 흘려주면서 동시에 상부전극(15)과 하부전극(14)에 RF 전원을 인가하면 상기 웨이퍼 에지 식각 장비 내에 플라즈마가 형성된다. 이때, 상기 플라즈마와 웨이퍼(11)의 에지영역의 패턴들이 반응하여 식각이 진행된다.When the reaction gas flows through the reaction gas inlet 17 and RF power is applied to the upper electrode 15 and the lower electrode 14, plasma is formed in the wafer edge etching equipment. At this time, etching is performed by reacting the plasma and patterns of the edge region of the wafer 11.

다만 상기와 같이 반응가스주입구(17)가 웨이퍼(11)의 중앙에 위치하여 반응 가스(20)의 직진성이 떨어져 식각 효율이 떨어지는 문제점이 있다.However, as described above, the reaction gas inlet 17 is located at the center of the wafer 11, so that the reaction gas 20 is not linearly etched, thereby reducing the etching efficiency.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반응가스의 플로우 방법을 개선하여 반응가스의 직진성을 확보함으로서 웨이퍼 에지 식각의 효율을 높일 수 있는 웨이퍼 에지 식각 장비 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the wafer edge etching equipment that can improve the efficiency of the wafer edge etching by improving the flow method of the reaction gas to ensure the straightness of the reaction gas and The purpose is to provide a method.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 에지 식각 장비는 패턴이 형성된 웨이퍼의 배면이 장착되는 척(chuck); 상기 척과 격리링(Isolation ring)을 사이에 두고 결합되면서 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 하부 전극; 상기 웨이퍼 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받으며 반응가스주입구를 갖는 상부전극; 및 상기 상부전극 아래에 결합되면서 상기 반응가스주입구가 연장되고 웨이퍼의 상면과 소정 간격을 두고 형성되는 인슐레이터를 포함하는 웨이퍼 에지 식각 장비에 있어서, 상기 반응가스주입구는 상기 웨이퍼의 에지 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.Wafer edge etching equipment of the present invention for achieving the above object is a chuck (mounting) is mounted on the back of the patterned wafer; A lower electrode supplied with RF power to generate a plasma while being coupled between the chuck and an isolation ring; An upper electrode positioned on the wafer and receiving RF power to generate a plasma and having a reaction gas inlet; And an insulator coupled to the upper electrode to extend the reaction gas inlet and formed at a predetermined distance from an upper surface of the wafer, wherein the reaction gas inlet is formed in an edge region of the wafer. It features.

또한, 상기 반응가스주입구는 상기 웨이퍼의 센터를 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 상기 웨이퍼 에지의 양쪽에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction gas inlet is formed on both sides of the wafer edge spaced at equal intervals with respect to the center of the wafer.

본 발명의 또 다른 측면으로서, 본 발명의 웨이퍼 에지 식각 방법은 웨이퍼 에지 식각 장비에 웨이퍼가 로딩되는 단계; 반응가스주입구를 통해 반응가스를 흘려주면서 동시에 상부전극과 하부전극에 RF 전원을 인가하여 웨이퍼 에지 식각 장비 내에 플라즈마가 형성되는 단계; 상기 플라즈마와 웨이퍼의 에지영역의 패턴들이 반응하여 식각이 진행되는 단계;를 포함하며, 상기 반응가스는 상기 웨이퍼 에지의 양쪽에 웨이퍼의 센터를 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 형성되는 반응가스주입구를 통하여 공급되는 것을 특징으로 한다.As another aspect of the invention, the wafer edge etching method of the present invention comprises the steps of loading a wafer into the wafer edge etching equipment; Forming a plasma in the wafer edge etching equipment by applying a RF power to the upper electrode and the lower electrode while flowing the reaction gas through the reaction gas inlet; Etching is performed by reacting the plasma and patterns of the edge region of the wafer; wherein the reaction gas is formed at both sides of the wafer edge by a reaction gas inlet spaced at equal intervals from the center of the wafer. It is characterized in that the supply.

본 발명에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비 및 방법에 의하면 웨이퍼 에지 식각 장비에 구비된 반응가스주입구를 웨이퍼의 에지에 설치함으로서 웨이퍼의 에지에 대한 건식식각시 반응가스의 직진성을 향상시킬 수 있다.According to the wafer edge etching apparatus and method according to the present invention by installing the reaction gas inlet provided in the wafer edge etching equipment on the edge of the wafer can improve the straightness of the reaction gas during the dry etching to the edge of the wafer.

따라서 웨이퍼의 에지 식각의 효율을 높일 수 있다.Therefore, the efficiency of the edge etching of the wafer can be improved.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 동작 순서도이다.1 is a block diagram of a wafer edge etching equipment according to the prior art, FIG. 2 is a block diagram of a wafer edge etching equipment according to the present invention, Figure 3 is a flow chart of the operation of the wafer edge etching equipment according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 에지 식각 장비는 패턴이 형성된 웨이퍼(11)의 배면이 장착되는 척(chuck, 12); 상기 척(12)과 격리링(Isolation ring, 13)을 사이에 두고 결합되면서 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 하부 전극(14); 상기 웨이퍼(11) 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받으며 반응가스주입구(17)를 갖는 상부전극(15)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the wafer edge etching apparatus of the present invention includes a chuck 12 on which a rear surface of the patterned wafer 11 is mounted; A lower electrode 14 coupled to the chuck 12 and an isolation ring 13 to receive RF power to generate a plasma; It is located on the wafer 11 and is supplied with RF power to generate a plasma and includes an upper electrode 15 having a reaction gas inlet 17.

그리고 상기 상부전극(15) 아래에 결합되면서 상기 반응가스주입구(17)가 연장되고 웨이퍼(11)의 상면과 소정 간격을 두고 형성되는 인슐레이터(16)를 포함한다.And an insulator 16 coupled to the upper electrode 15 to extend the reaction gas inlet 17 and formed at a predetermined distance from an upper surface of the wafer 11.

여기서, 상기 반응가스주입구(17)는 상기 웨이퍼(11)의 센터를 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 상기 웨이퍼(11) 에지의 양쪽에 형성된다.Here, the reaction gas inlets 17 are spaced at equal intervals with respect to the center of the wafer 11 and are formed at both edges of the wafer 11.

상기 반응가스주입구(17)가 상기 웨이퍼(11)의 에지의 상부에 형성되어 웨이퍼의 에지 식각시 반응가스의 직진성을 향상시킬 수 있다.The reaction gas inlet 17 may be formed on the edge of the wafer 11 to improve the straightness of the reaction gas during edge etching of the wafer.

이하 도 3을 참조하여 상기의 구성을 가지는 웨이퍼 에지 식각 장비의 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of the wafer edge etching apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 가장 먼저 웨이퍼 에지 식각 장비에 웨이퍼(11)가 로딩이 된다.As shown in FIG. 3, the wafer 11 is first loaded into the wafer edge etching equipment.

그 다음에는 반응가스주입구(17)를 통해 반응가스(20)를 흘려주면서 동시에 상부전극(15)과 하부전극(14)에 RF 전원을 인가하여 웨이퍼 에지 식각 장비 내에 플라즈마가 형성된다.Thereafter, the reaction gas 20 flows through the reaction gas inlet 17 and RF power is applied to the upper electrode 15 and the lower electrode 14 to form a plasma in the wafer edge etching equipment.

여기서 상기 반응가스(20)는 상기 웨이퍼(11) 에지의 양쪽에 웨이퍼(11)의 센터를 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 형성되는 반응가스주입구(17)를 통하여 공급이 된다.Here, the reaction gas 20 is supplied to both sides of the edge of the wafer 11 through the reaction gas inlet 17 formed at equal intervals with respect to the center of the wafer 11.

마지막으로 플라즈마와 웨이퍼(11)의 에지영역의 패턴들이 반응하여 식각이 진행된다.Finally, the etching is performed by the reaction between the plasma and the patterns of the edge region of the wafer 11.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변경되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. will be.

도 1은 종래기술에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 구성도,1 is a block diagram of a wafer edge etching apparatus according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 구성도,2 is a block diagram of a wafer edge etching apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 식각 장비의 동작 순서도.3 is an operational flowchart of a wafer edge etching apparatus according to the present invention.

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

11 : 웨이퍼 12 : 척11: wafer 12: chuck

13 : 격리링 14 : 하부전극13: isolation ring 14: lower electrode

15 : 상부전극 16 : 인슐레이터15: upper electrode 16: insulator

20 : 반응가스20: reaction gas

Claims (2)

패턴이 형성된 웨이퍼의 배면이 장착되는 척;A chuck on which a back side of the patterned wafer is mounted; 상기 척과 격리링을 사이에 두고 결합되면서 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 하부 전극;A lower electrode supplied with RF power to generate a plasma while being coupled with the chuck and the isolation ring interposed therebetween; 상기 웨이퍼 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받으며 반응가스주입구를 갖는 상부전극; 및 An upper electrode positioned on the wafer and receiving RF power to generate a plasma and having a reaction gas inlet; And 상기 상부전극 아래에 결합되면서 상기 반응가스주입구가 연장되고 웨이퍼의 상면과 소정 간격을 두고 형성되는 인슐레이터를 포함하며,And an insulator coupled to the upper electrode to extend the reaction gas inlet and formed at a predetermined distance from an upper surface of the wafer. 상기 반응가스주입구는 상기 웨이퍼의 에지 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 식각 장비. Wafer edge etching equipment, characterized in that the reaction gas inlet is formed in the edge region of the wafer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응가스주입구는 상기 웨이퍼의 센터를 기준으로 동일한 간격으로 이격되어 상기 웨이퍼 에지의 양쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 식각 장비.The reaction gas inlet is formed on both sides of the wafer edge spaced at equal intervals with respect to the center of the wafer wafer edge etching equipment, characterized in that.
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