KR100346524B1 - Apparatus for cleaning semiconductor wafer by means of plasma - Google Patents

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Abstract

플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치가 게시된다. 본 발명의 클리닝 장치는 외부환경으로부터 격리된 공간을 구비한 챔버; 챔버에 내장되며, 반도체 웨이퍼를 고정시켜 상하이동시키는 승강수단; 챔버의 상부일측에 구비되며, 반도체 웨이퍼의 가장자리측으로 플라즈마를 발생시키기 위한 에칭가스를 공급하는 에칭가스 공급수단; 챔버의 주연부에 구비되며, 에칭가스가 공급되는 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 전압을 공급하기 위한 방전수단; 및 챔버의 상부내측에 장착되며, 챔버내로 공급되는 에칭가스가 반도체 웨이퍼의 중앙부로 유동되는 것을 방지하기 위한 차단벽재를 포함한다. 전술한 본 발명의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치는 반도체 웨이퍼의 가장자리부에 증착된 이물질만을 제거하므로, 다이의 생산수율을 증가시킬 수 있으며, 반도체 웨이퍼당 생산되는 다이의 개수를 현저하게 증가시킬 수 있다.A semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma is disclosed. The cleaning apparatus of the present invention comprises a chamber having a space isolated from the external environment; An elevating means embedded in the chamber and configured to fix and move the semiconductor wafer; Etching gas supply means provided on one side of the upper chamber, supplying an etching gas for generating a plasma to the edge side of the semiconductor wafer; Discharge means provided at a periphery of the chamber, for supplying a voltage for generating a plasma in the chamber to which the etching gas is supplied; And a blocking wall material mounted inside the upper portion of the chamber and preventing the etching gas supplied into the chamber from flowing to the center portion of the semiconductor wafer. Since the semiconductor wafer cleaning apparatus using the plasma of the present invention described above removes only foreign substances deposited on the edge of the semiconductor wafer, it is possible to increase the production yield of the die and to significantly increase the number of dies produced per semiconductor wafer. have.

Description

플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치{APPARATUS FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFER BY MEANS OF PLASMA}Semiconductor wafer cleaning device using plasma {APPARATUS FOR CLEANING SEMICONDUCTOR WAFER BY MEANS OF PLASMA}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 가장자리에 증착된 이물질을 제거하기 위해 플라즈마를 이용하는 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning apparatus for a semiconductor wafer using plasma to remove foreign substances deposited on the edge of the semiconductor wafer.

일반적으로, 메모리(Memory) 또는 주문형 반도체(ASIC)와 같은 집적회로 제품을 개발하기 위한 화학증착공정, 화학기계연마 공정, 에칭공정 등과 같은 반도체 웨이퍼의 가공공정 후에는, 메탈, 폴리머(Polymer) 또는 폴리와 같은 이물질이 반도체 웨이퍼의 가장자리에 증착되어 잔류하게된다. 예를 들어, 화학기계연마 공정 후에는, 도1a에 도시된 바와 같이 이물질(1a)이 반도체 웨이퍼(1)의 주연부에 증착하여 잔류된다. 또한, 에칭공정 후에는, 도1b에 도시된 바와 같이 이물질(1a)이 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리 증착되어 잔류하게된다. 이와 같이 반도체 웨이퍼의 가장자리에 증착된 이물질은, 후속공정의 진행시, 파티클 소스(Particle Source)로 작용하여 반도체 웨이퍼의 가장자리 부근이나 전체 다이(Die)의 수율을 저하시키는 원인이 되므로, 상기 이물질은 반드시 제거되어야 한다.Generally, after a semiconductor wafer process such as a chemical vapor deposition process, a chemical mechanical polishing process, or an etching process for developing an integrated circuit product such as a memory or an application specific semiconductor (ASIC), a metal, a polymer or Foreign matter such as poly is deposited on the edge of the semiconductor wafer and remains. For example, after the chemical mechanical polishing process, as shown in FIG. 1A, foreign matter 1a is deposited and remains on the periphery of the semiconductor wafer 1. In addition, after the etching process, as shown in FIG. 1B, the foreign matter 1 a is deposited on the edge of the semiconductor wafer 1 and remains. As such, the foreign matter deposited on the edge of the semiconductor wafer acts as a particle source during the subsequent process, which causes the yield of the vicinity of the edge of the semiconductor wafer or the overall die to decrease. It must be removed.

이에 따라, 종래에는 슬러리(Slurry)를 이용한 화학기계연마(Chemical-Mechenical Polishing) 방법으로 반도체 웨이퍼의 상면 가장자리에 증착되어 있는이물질을 제거한 다음, 상기 반도체 웨이퍼의 하면 가장자리에 증착되어 있는 이물질을 제거하고 있다.Accordingly, conventionally, foreign matter deposited on the upper edge of the semiconductor wafer is removed by chemical-mechanical polishing using a slurry, and then foreign matter deposited on the lower edge of the semiconductor wafer is removed. have.

그러나, 전술한 종래 기술의 화학기계연마 방법은 슬러리에 의한 반도체 웨이퍼 전체의 오염 가능성이 매우 큰 위험이 있으며, 이물질을 제거한 후에, 상기 슬러리를 제거하는 후속공정을 반드시 수행해야하는 번거로움이 있다.However, the above-described conventional chemical mechanical polishing method has a very high risk of contamination of the entire semiconductor wafer by the slurry, and after removing the foreign matter, it is cumbersome to perform the subsequent step of removing the slurry.

또한, 전술한 화학기계연마 방법은 반도체 웨이퍼의 상면과 하면에 증착된 이물질을 순차적으로 제거하므로, 이물질의 제거를 위한 공정시간이 증가하며, 이로 인해 다이의 생산수율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the above-described chemical mechanical polishing method sequentially removes foreign matters deposited on the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer, the process time for removing the foreign matters increases, which causes a problem that the production yield of the die is significantly reduced. .

이에 따라, 전술한 화학기계연마 방법의 문제점을 해결할 수 있는 기술로서, 종래에는 일본국 특개평 9-129581호에 기재된 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치가 게시되어 있다.Accordingly, as a technique capable of solving the problems of the above-described chemical mechanical polishing method, a cleaning apparatus for semiconductor wafers using plasma described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-129581 has been disclosed.

도2는 일본국 특개평 9-129581호에 기재된 종래 기술의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.Fig. 2 is a sectional view schematically showing a cleaning apparatus for a semiconductor wafer using plasma of the prior art described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9-129581.

도2에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치는 반도체 웨이퍼(1)가 지지수단(2)상에 고정되어 있는 진공상태의 챔버(3) 내부에 파이프(4)를 통해 에칭가스를 공급하고, 고주파 전원(5)으로부터 지지수단(2)으로 고주파 전력을 인가하면, 챔버(3)내에 플라즈마가 발생한다.As shown in Fig. 2, the cleaning apparatus for semiconductor wafers using the plasma of the prior art has a pipe 4 inside the chamber 3 in a vacuum state in which the semiconductor wafer 1 is fixed on the support means 2. When the etching gas is supplied and high frequency power is applied from the high frequency power supply 5 to the support means 2, plasma is generated in the chamber 3.

이때, 상기 플라즈마는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리에 증착된 이물질과 충돌하면서, 상기 이물질을 반도체 웨이퍼(1)로부터 분리시킨다.At this time, the plasma collides with the foreign matter deposited on the edge of the semiconductor wafer 1 and separates the foreign matter from the semiconductor wafer 1.

이러한 경우, 상기 에칭가스 및 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리부로부터 분리된 이물질 및 에칭가스는 배기펌프(6)의 동작에 의해 파이프(7)를 통해 외부로 흡출된다.In this case, the foreign matter and the etching gas separated from the edge of the etching gas and the semiconductor wafer 1 is drawn out through the pipe 7 by the operation of the exhaust pump (6).

그러나, 전술한 일본국 특개평 9-129581호에 기재된 플라즈마를 이용한 클리닝 장치는 플라즈마가 반도체 웨이퍼의 중앙부에 형성된 패턴과도 충돌하게 되므로, 패턴의 손상으로 인한 다이의 생산수율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.However, the cleaning apparatus using plasma described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-129581 mentioned above has a problem that the production yield of the die due to the damage of the pattern is significantly reduced because the plasma also collides with the pattern formed at the center portion of the semiconductor wafer. There is this.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치를 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma which can effectively solve the above problems of the prior art.

도1a는, 일반적인 화학기계연마 공정 후, 반도체 웨이퍼의 가장자리에 증착된 이물질을 나타내는 도면이다.1A is a view showing foreign matter deposited on the edge of a semiconductor wafer after a general chemical mechanical polishing process.

도1b는, 일반적인 에칭공정 후, 반도체 웨이퍼의 가장자리에 증착된 이물질을 나타내는 도면이다.1B is a view showing foreign matter deposited on the edge of a semiconductor wafer after a general etching process.

도2는 종래 기술의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a cleaning apparatus for a semiconductor wafer using a plasma of the prior art.

도3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma according to an exemplary embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 클리닝 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼의 가장자리를 클리닝하는 상태를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state of cleaning the edge of a semiconductor wafer using the cleaning apparatus of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 챔버 20 : 리드10 chamber 20 lead

30 : 승강유닛 40 : 에칭가스 공급유닛30: lifting unit 40: etching gas supply unit

50 : 방전유닛 60 : 비활성가스 공급유닛50: discharge unit 60: inert gas supply unit

70 : 배기유닛70: exhaust unit

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치에 관한 것이다. 본 발명의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치는 외부환경으로부터 격리된 공간을 구비한 챔버; 챔버에 내장되며, 반도체 웨이퍼를 고정시켜 상하이동시키는 승강수단; 챔버의 상부일측에 구비되며, 반도체 웨이퍼의 가장자리측으로 플라즈마를 발생시키기 위한 에칭가스를 공급하는 에칭가스 공급수단; 챔버의 주연부에 구비되며, 에칭가스가 공급되는 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 전압을 공급하기 위한 방전수단; 및 챔버의 상부내측에 장착되며, 챔버내로 공급되는 에칭가스가 반도체 웨이퍼의 중앙부로 유동되는 것을 방지하기 위한 차단벽재를 포함한다.The present invention for achieving the above object relates to a semiconductor wafer cleaning apparatus using a plasma. The semiconductor wafer cleaning apparatus using the plasma of the present invention comprises a chamber having a space isolated from the external environment; An elevating means embedded in the chamber and configured to fix and move the semiconductor wafer; Etching gas supply means provided on one side of the upper chamber, supplying an etching gas for generating a plasma to the edge side of the semiconductor wafer; Discharge means provided at a periphery of the chamber, for supplying a voltage for generating a plasma in the chamber to which the etching gas is supplied; And a blocking wall material mounted inside the upper portion of the chamber and preventing the etching gas supplied into the chamber from flowing to the center portion of the semiconductor wafer.

이하, 첨부된 도3 및 도4를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치의 바람직한 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치는 챔버(10), 리드(20), 승강유닛(30), 에칭가스 공급유닛(40), 방전유닛(50), 비활성가스 공급유닛(60) 및 배기유닛(70)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the cleaning apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention includes a chamber 10, a lid 20, a lifting unit 30, an etching gas supply unit 40, a discharge unit 50, and an inert gas. And a supply unit 60 and an exhaust unit 70.

상기 챔버(10)는 외부환경으로부터 격리된 공간을 형성하며, 리드(20)에 의해 개폐되는 개구부를 상측에 구비한다. 상기 챔버(10)는, 클리닝 공정시, 진공상태로 유지된다. 이와 같은 챔버(10)내의 온도는 히터(Heater)(도시되지 않음)에 의해 상온에서 600℃이내로 유지된다. 여기서, 상기 리드(20)의 측벽은 플라즈마 튜브(20a)로서, 부도체, 예를 들어 세라믹으로 이루어진다. 상기 리드(20)의 상측에는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리에 대향하도록 제1영구자석(22)이 장착된다. 이때, 상기 제1영구자석(22)과 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리 끝부분 사이의 거리는 약 10㎜이내로 유지하며, 상기 제1영구자석(22)은 자속 밀도가 10가우스(Gauss) 이상인 것이 바람직하다. 상기 리드(20)의 내측에는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리에 대응하도록 차단벽재(24)가 장착된다. 상기 차단벽재(24)는 제1영구자석(22)보다 반도체 웨이퍼(1)의 이물질이 증착된 가장자리에 근접하게 위치되며, 세라믹 또는 사파이어와 같은 전기적인 특성을 갖는 소재로 이루어진다. 상기 차단벽재(24)와 반도체 웨이퍼(1)의 상면 사이의 간격은 5㎜이내로 조절되며, 상기 차단벽재(24)의 자유단부는 실질적으로 둥글게 가공되는 것이 바람직하다. 이와 같은 차단벽재(24)는 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부와 가장자리를 실질적으로 격리시킨다.The chamber 10 forms a space isolated from an external environment, and has an opening at an upper side thereof that is opened and closed by the lid 20. The chamber 10 is maintained in a vacuum state during the cleaning process. Such a temperature in the chamber 10 is maintained within 600 ° C at room temperature by a heater (not shown). Here, the side wall of the lead 20 is a plasma tube 20a, which is made of an insulator, for example, ceramic. The first permanent magnet 22 is mounted on the lead 20 so as to face the edge of the semiconductor wafer 1. In this case, a distance between the first permanent magnet 22 and the edge end of the semiconductor wafer 1 is maintained within about 10 mm, and the first permanent magnet 22 preferably has a magnetic flux density of 10 gauss or more. Do. Inside the lead 20, a barrier wall material 24 is mounted to correspond to the edge of the semiconductor wafer 1. The barrier wall material 24 is located closer to the edge where the foreign matter of the semiconductor wafer 1 is deposited than the first permanent magnet 22, and is made of a material having electrical characteristics such as ceramic or sapphire. The distance between the blocking wall material 24 and the upper surface of the semiconductor wafer 1 is adjusted within 5 mm, and the free end of the blocking wall material 24 is preferably processed substantially round. Such a barrier wall material 24 substantially isolates the center portion and the edge of the semiconductor wafer 1.

상기 승강유닛(30)은 챔버(10)에 내장되며, 상기 반도체 웨이퍼(1)를 챔버(10)내의 공정위치로 이동시킨다. 이와 같은 승강유닛(30)은 반도체 웨이퍼(1)를 진공흡착방식으로 고정시키는 흡착판(32)과, 상기 반도체 웨이퍼(1)가 고정된 흡착판(32)을 상하이동시키기 위한 리프트(34)를 구비한다. 그리고, 상기 흡착판(32)의 하측에는 제1영구자석(22)에 대향하도록 제2영구자석(36)이 장착된다. 이러한 경우, 상기 제2영구자석(36)의 극성은 제1영구자석(22)의 극성과 서로 반대되도록 위치된다. 상기 제2영구자석(36)은 자속 밀도가 10가우스(Gauss) 이상인 것이 바람직하다.The lifting unit 30 is embedded in the chamber 10, and moves the semiconductor wafer 1 to a process position in the chamber 10. The lifting unit 30 includes an adsorption plate 32 for fixing the semiconductor wafer 1 by vacuum adsorption and a lift 34 for moving the adsorption plate 32 to which the semiconductor wafer 1 is fixed. do. In addition, a second permanent magnet 36 is mounted to the lower side of the suction plate 32 so as to face the first permanent magnet 22. In this case, the polarity of the second permanent magnet 36 is positioned to be opposite to the polarity of the first permanent magnet 22. The second permanent magnet 36 has a magnetic flux density of 10 Gauss or more.

상기 에칭가스 공급유닛(40)은 리드(20)를 관통하여 흡착판(32) 상에 고정된 반도체 웨이퍼(1)의 이물질이 증착된 가장자리에 대향되는 에칭가스 공급관(42)과, 상기 에칭가스 공급관(42)의 일단부에 연통되는 에칭가스 탱크(44)와, 상기 에칭가스 공급관(42) 상에 장착되는 제1밸브(46)를 구비한다. 상기 에칭가스 탱크(44)는 소정압력의 에칭가스(예를 들어, 플르오린(Fluorine) 함유가스인 CF4, SF6, NF3및 상기 플르오린 함유가스 중 선택된 어느 하나에 O2가 혼합된 가스)를 저장하며, 상기 제1밸브(46)의 개방시, 상기 저장된 에칭가스를 에칭가스 공급관(42)으로 제공한다. 이때, 상기 에칭가스 공급관(42)은 에칭가스를 챔버(10)의 내측, 즉 이물질이 증착된 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리부로 공급하며, 상기 공급된 에칭가스는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리부를 따라 퍼진다. 본 실시예에서, 상기 챔버(10)내로 공급되는 에칭가스의 압력은 1토르(Torr)이하이다.The etching gas supply unit 40 penetrates through the lid 20 and is provided with an etching gas supply pipe 42 facing the edge where the foreign matter of the semiconductor wafer 1 fixed on the adsorption plate 32 is deposited, and the etching gas supply pipe. An etching gas tank 44 communicating with one end of the 42 is provided, and a first valve 46 mounted on the etching gas supply pipe 42. The etching gas tank 44 is an etching gas of a predetermined pressure (for example, fluorine (Fluorine) containing gas CF 4 , SF 6 , NF 3 and any one selected from the fluorine-containing gas O 2 is mixed) Gas), and when the first valve 46 is opened, the stored etching gas is provided to the etching gas supply pipe 42. In this case, the etching gas supply pipe 42 supplies the etching gas to the inside of the chamber 10, that is, the edge of the semiconductor wafer 1 on which the foreign matter is deposited, and the supplied etching gas is provided at the edge of the semiconductor wafer 1. Spreads along In this embodiment, the pressure of the etching gas supplied into the chamber 10 is less than 1 Torr.

상기 방전유닛(50)은 고주파 전력을 제공하기 위한 고주파 전원(52)과, 상기 고주파 전원(52)에 연결되며 리드(20)의 측벽 즉 플라즈마 튜브(20a)의 주연부를 에워싸도록 장착되는 고주파 코일(54)을 구비한다. 상기 고주파 코일(54)은 고주파 전원(52)으로부터 제공되는 전압을 플라즈마 튜브(20a)로 안내한다. 여기서, 상기 고주파 코일(54)에 공급되는 주파수는 1㎒이상인 것이 바람직하다. 상기 고주파 코일(54)은 고주파를 조절할 수 있도록 단일(Single) 또는 다중 턴 코일(Multi-turn coil)로 이루어진다. 이에 따라, 상기 에칭가스 공급관(42)을 통해 챔버(10)내로 에칭가스가 공급되고, 상기 고주파 코일(54)을 통해 플라즈마 튜브(20a)에 고주파 전압이 인가되면, 반도체 웨이퍼(1)의 이물질이 증착된 가장자리에는 플라즈마가 발생한다. 이러한 경우, 상기 플라즈마는 반도체 웨이퍼(1)에 증착된 이물질과 충돌하여, 상기 이물질을 반도체 웨이퍼(1)로부터 분리시킨다. 이때, 상기 제1 및 제2영구자석(22, 36)에 의해 발생되는 자기장은 플라즈마가 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부로 이동되는 것을 방지한다.The discharge unit 50 is a high frequency power source 52 for providing a high frequency power, and a high frequency power connected to the high frequency power source 52 and mounted to surround the periphery of the sidewall of the lead 20, that is, the plasma tube 20a. Coil 54 is provided. The high frequency coil 54 guides the voltage provided from the high frequency power supply 52 to the plasma tube 20a. Here, the frequency supplied to the high frequency coil 54 is preferably 1 MHz or more. The high frequency coil 54 is formed of a single or a multi-turn coil to adjust the high frequency. Accordingly, when the etching gas is supplied into the chamber 10 through the etching gas supply pipe 42, and a high frequency voltage is applied to the plasma tube 20a through the high frequency coil 54, the foreign matter of the semiconductor wafer 1. Plasma is generated at this deposited edge. In this case, the plasma collides with the foreign matter deposited on the semiconductor wafer 1 to separate the foreign matter from the semiconductor wafer 1. At this time, the magnetic fields generated by the first and second permanent magnets 22 and 36 prevent the plasma from moving to the center portion of the semiconductor wafer 1.

상기 비활성가스 공급유닛(60)은 리드(20)의 중앙부를 관통하여 흡착판(32) 상에 고정된 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부에 대향되는 비활성가스 공급관(62)과, 상기 비활성가스 공급관(62)의 일단부와 연통되는 비활성가스 탱크(64)와, 상기 비활성가스 공급관(62) 상에 장착되는 제2밸브(66)를 구비한다. 상기 비활성가스 탱크(64)는 소정압력의 비활성가스(예를 들어, 아르곤 가스 또는 헬륨 가스)를 저장하며, 상기 제2밸브(66)의 개방시, 상기 저장된 비활성가스를 비활성가스 공급관(62)으로 제공한다. 이때, 상기 비활성가스 공급관(62)은 제공되는 비활성가스를 챔버(10)의 내측, 즉 흡착판(32) 상에 고정된 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부로 공급한다. 본 실시예에서, 상기 챔버(10)내로 공급되는 비활성가스의 압력은 10토르(Torr)이하이다. 이러한 경우, 상기 비활성가스 공급관(62)으로부터 공급되는 비활성가스의 압력과 에칭가스 공급관(32)으로부터 공급되는 에칭가스의 압력차에 의해, 상기 에칭가스가 반도체 웨이퍼(1)의 중앙측으로 유입되는 것이 방지되며, 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리부로부터 분리된 이물질이 반도체 웨이퍼(1)의 중앙으로 이동되는 것이 방지된다.The inert gas supply unit 60 penetrates through the center portion of the lid 20 and is opposite to the center portion of the semiconductor wafer 1 fixed on the adsorption plate 32 and the inert gas supply tube 62. Inert gas tank 64 in communication with one end of the), and the second valve 66 is mounted on the inert gas supply pipe (62). The inert gas tank 64 stores inert gas of a predetermined pressure (for example, argon gas or helium gas), and when the second valve 66 is opened, the inert gas supply pipe 62 stores the inert gas. To provide. In this case, the inert gas supply pipe 62 supplies the provided inert gas to the center of the semiconductor wafer 1 fixed on the inside of the chamber 10, that is, the adsorption plate 32. In the present embodiment, the pressure of the inert gas supplied into the chamber 10 is 10 Torr or less. In this case, the etching gas is introduced into the center side of the semiconductor wafer 1 by the pressure difference between the pressure of the inert gas supplied from the inert gas supply pipe 62 and the etching gas supplied from the etching gas supply pipe 32. This prevents foreign matter separated from the edge of the semiconductor wafer 1 from moving to the center of the semiconductor wafer 1.

상기 배기유닛(70)은 챔버(10)를 관통하도록 장착되는 파이프(72)와, 상기 파이프(72)를 통해 챔버(10)내의 가스 및 이물질을 흡출시키기 위한 배기펌프(74)를 구비한다. 이에 따라, 본 발명의 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼(1)의 클리닝 공정 중에, 상기 에칭가스 및 반도체 웨이퍼(1)로부터 분리된 이물질은 에칭가스보다 고압인 비활성가스 및 배기펌프(74)에 의해 챔버(10)의 벽면을 따라 하측으로 배출된다.The exhaust unit 70 includes a pipe 72 mounted to penetrate the chamber 10, and an exhaust pump 74 for sucking gas and foreign substances in the chamber 10 through the pipe 72. Accordingly, during the cleaning process of the semiconductor wafer 1 using the plasma of the present invention, the foreign matter separated from the etching gas and the semiconductor wafer 1 is separated from the etching gas and the exhaust pump 74 by the inert gas and the exhaust pump 74. It is discharged downward along the wall of 10).

도4는 본 발명의 클리닝 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼의 가장자리를 클리닝하는 상태를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a state of cleaning the edge of a semiconductor wafer using the cleaning apparatus of the present invention.

도4에 도시된 바와 같이, 먼저, 승강유닛(30)의 흡착판(32)상에 반도체 웨이퍼(1)가 고정되면, 상기 리프트(34)는 반도체 웨이퍼(1)를 공정위치로 이동시킨다. 이때, 상기 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부는 비활성가스 공급관(62)과 대향되고, 상기 반도체 웨이퍼(1)의 이물질이 증착된 가장자리부가 에칭가스 공급관(42)과 대향되게 위치된다. 그리고, 상기 챔버(10)는 진공상태로 유지된다.As shown in FIG. 4, first, when the semiconductor wafer 1 is fixed on the suction plate 32 of the lifting unit 30, the lift 34 moves the semiconductor wafer 1 to the process position. In this case, the center portion of the semiconductor wafer 1 is opposed to the inert gas supply pipe 62, and the edge portion on which the foreign matter is deposited on the semiconductor wafer 1 is positioned to face the etching gas supply pipe 42. In addition, the chamber 10 is maintained in a vacuum state.

이러한 상태에서, 상기 제1밸브(46) 및 제2밸브(66)가 개방되면, 상기 에칭가스는 에칭가스 탱크(44)로부터 에칭가스 공급관(42)을 따라 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리로 공급되고, 상기 비활성가스는 비활성가스 탱크(64)로부터 비활성가스 공급관(62)을 따라 반도체 웨이퍼(1)의 중앙으로 공급된다. 이때, 상기 에칭가스는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리부를 따라 퍼진다. 동시에, 상기 고주파 전원(52)으로부터 고주파 전압이 공급되면, 상기 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리측에는 플라즈마가 발생된다. 상기 플라즈마는 반도체 웨이퍼(1)의 가장자리에 증착된 이물질과 충돌하여, 상기 이물질(1a)을 반도체 웨이퍼(1)로부터 분리시킨다. 이러한 경우, 상기 에칭가스 및 반도체 웨이퍼(1)로부터 분리된 이물질(1a)은 에칭가스보다 고압인 비활성가스 및 배기펌프(74)에 의해 챔버(10)의 벽면을 따라 하측으로 배출된다. 또한, 상기 제1 및 제2영구자석(22, 36)은 플라즈마의 플럭스가 반도체 웨이퍼(1)의 중앙으로 이동되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 차단벽재(24)는 반도체 웨이퍼(1)의 중앙부와 가장자리의 플라즈마 발생을 분리시킨다.In this state, when the first valve 46 and the second valve 66 are opened, the etching gas is supplied from the etching gas tank 44 along the etching gas supply pipe 42 to the edge of the semiconductor wafer 1. The inert gas is supplied from the inert gas tank 64 to the center of the semiconductor wafer 1 along the inert gas supply pipe 62. At this time, the etching gas is spread along the edge of the semiconductor wafer (1). At the same time, when a high frequency voltage is supplied from the high frequency power supply 52, plasma is generated on the edge side of the semiconductor wafer 1. The plasma collides with the foreign matter deposited on the edge of the semiconductor wafer 1 to separate the foreign matter 1a from the semiconductor wafer 1. In this case, the foreign matter 1a separated from the etching gas and the semiconductor wafer 1 is discharged downward along the wall surface of the chamber 10 by the inert gas and the exhaust pump 74 which are higher in pressure than the etching gas. In addition, the first and second permanent magnets 22 and 36 prevent the flux of the plasma from moving to the center of the semiconductor wafer 1. The barrier wall material 24 separates plasma generation at the center and the edge of the semiconductor wafer 1.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

전술한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼의 클리닝 장치는 반도체 웨이퍼의 가장자리부에 증착된 이물질만을 제거하므로, 다이의 생산수율을 증가시킬 수 있다.The above-described cleaning apparatus for semiconductor wafers using plasma according to the present invention removes only foreign substances deposited on the edges of the semiconductor wafer, thereby increasing the production yield of the die.

또한, 본 발명의 장치는 에칭가스 공급관, 차단벽재, 제1 및 제2영구자석의 위치를 조절하여 플라즈마에 의한 반도체 웨이퍼의 클리닝 영역을 조절할 수 있으므로, 반도체 웨이퍼당 생산되는 다이의 개수를 극대화할 수 있다.In addition, the apparatus of the present invention can adjust the cleaning area of the semiconductor wafer by the plasma by adjusting the position of the etching gas supply pipe, the blocking wall material, the first and second permanent magnets, thereby maximizing the number of dies produced per semiconductor wafer Can be.

Claims (10)

반도체 웨이퍼의 가장자리부에 증착된 이물질을 제거하기 위한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치에 있어서,In the semiconductor wafer cleaning apparatus for removing the foreign matter deposited on the edge of the semiconductor wafer, 외부환경으로부터 격리된 공간을 구비한 챔버;A chamber having a space isolated from the external environment; 상기 챔버에 내장되며, 상기 반도체 웨이퍼를 고정시켜 상하이동시키는 승강수단;An elevating means embedded in the chamber and configured to fix and move the semiconductor wafer; 상기 챔버의 상부일측에 구비되며, 상기 반도체 웨이퍼의 가장자리측으로 플라즈마를 발생시키기 위한 에칭가스를 공급하는 에칭가스 공급수단;Etching gas supply means which is provided at an upper side of the chamber and supplies etching gas for generating plasma to an edge side of the semiconductor wafer; 상기 챔버의 주연부에 구비되며, 상기 에칭가스가 공급되는 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 전압을 공급하기 위한 방전수단; 및Discharge means provided at a periphery of the chamber for supplying a voltage for generating a plasma in the chamber to which the etching gas is supplied; And 상기 챔버의 상부내측에 장착되며, 상기 챔버내로 공급되는 에칭가스가 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부로 유동되는 것을 방지하기 위한 차단벽재A barrier wall material mounted inside the upper portion of the chamber to prevent the etching gas supplied into the chamber from flowing to the center portion of the semiconductor wafer; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.Semiconductor wafer cleaning apparatus using a plasma comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버의 상부 중앙측에 구비되며, 상기 에칭가스의 압력보다 강한 압력의 비활성 가스를 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부로 공급하기 위한 비활성가스 공급수단을 더 포함하여,It is provided on the upper center side of the chamber, further comprising an inert gas supply means for supplying an inert gas of a pressure stronger than the pressure of the etching gas to the central portion of the semiconductor wafer, 상기 플라즈마 및 상기 플라즈마에 의해 상기 반도체 웨이퍼의 가장자리로부터 분리되는 이물질이 상기 비활성 가스의 압력에 의해 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부로 이동하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.The plasma and the semiconductor wafer cleaning apparatus using the plasma characterized in that the foreign matter separated from the edge of the semiconductor wafer by the plasma is prevented from moving to the center portion of the semiconductor wafer by the pressure of the inert gas. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차단벽재보다 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부에 근접하게 위치되며, 상기 플라즈마가 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부측으로 유동되는 것을 방지하는 적어도 하나의 자기장 발생수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.The semiconductor wafer cleaning apparatus using the plasma is located closer to the center portion of the semiconductor wafer than the blocking wall material, and at least one magnetic field generating means for preventing the plasma flow to the center portion of the semiconductor wafer. . 제3항에 있어서, 상기 자기장 발생수단이The magnetic field generating means of claim 3, 영구자석인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.Semiconductor wafer cleaning apparatus using a plasma, characterized in that the permanent magnet. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전수단은The discharge means according to any one of claims 1 to 4, wherein 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원;A high frequency power supply for supplying high frequency power; 상기 챔버의 측벽을 형성하며, 부도체로 이루어진 플라즈마 튜브; 및A plasma tube forming sidewalls of the chamber and formed of an insulator; And 상기 플라즈마 튜브의 주연부에 설치되어, 상기 고주파 전원으로부터 공급되는 고주파 전압을 상기 플라즈마 튜브로 안내하는 고주파코일A high frequency coil installed at the periphery of the plasma tube to guide the high frequency voltage supplied from the high frequency power source to the plasma tube; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.Semiconductor wafer cleaning apparatus using a plasma comprising a. 제5항에 있어서, 상기 플라즈마 튜브는The method of claim 5, wherein the plasma tube 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.Semiconductor wafer cleaning apparatus using a plasma, characterized in that made of ceramic. 제6항에 있어서, 상기 에칭가스는The method of claim 6, wherein the etching gas 플르오린(Fluorine) 함유가스인 CF4, SF6및 NF3중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.A semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma, comprising any one selected from CF 4 , SF 6, and NF 3 , which are fluorine-containing gases. 제7항에 있어서, 상기 에칭가스는The method of claim 7, wherein the etching gas 상기 플르오린 함유가스 중 어느 하나에 O2가 혼합된 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.A semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma, characterized in that it comprises a gas in which O 2 is mixed with any one of the fluorine-containing gas. 제6항에 있어서, 상기 비활성가스 공급수단은The method of claim 6, wherein the inert gas supply means 상기 챔버의 상측 중앙을 관통하여 상기 반도체 웨이퍼의 중앙부에 대향되도록 장착되는 공급관;A supply pipe mounted to face the central portion of the semiconductor wafer through the upper center of the chamber; 상기 공급관의 일단부와 연통되며, 상기 비활성가스를 저장하고 있는 가스탱크; 및A gas tank communicating with one end of the supply pipe and storing the inert gas; And 상기 공급관 상에 장착되는 밸브를 포함하며,A valve mounted on the supply pipe, 상기 밸브의 개방시, 상기 가스탱크내의 비활성가스가 상기 공급관에 의해 안내되어 상기 챔버내로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.And an inert gas in the gas tank is guided by the supply pipe to be supplied into the chamber when the valve is opened. 제9항에 있어서, 상기 비활성가스는The method of claim 9, wherein the inert gas 아르곤 가스 또는 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 웨이퍼 클리닝 장치.A semiconductor wafer cleaning apparatus using plasma, which is argon gas or helium gas.
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