KR100600307B1 - 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼가 이온수에 장시간 동안 침지되지 않도록 함으로써 갈바닉 부식의 생성을 억제하며, 웨이퍼에 물리적인 힘이 최소한으로 가해지도록 함으로써 웨이퍼의 파손을 방지하며, 웨이퍼가 이온수에 의해 샤워되도록 함으로써 세정효과를 높일 수 있는, 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법에 관한 것으로서,

본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법에 있어서, 상기 백그라인딩 웨이퍼를 이소프로필 알코올로 세정하는 단계; 상기 이소프로필 알코올 세정이 완료된 웨이퍼를 QDR 세정하는 단계; 및 상기 QDR 세정이 완료된 웨이퍼를 이소프로필 알코올 건조하는 단계를 포함하여 이루어진다.

웨이퍼, 배쓰, 오버플로우, 샤워, 노즐, 튜브, 이온수, IPA, 오존수

Description

본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법{Cleaning method for wafer having bonding pad after back grinding}

도 1은 금속 피팅이 발생된 본딩패드의 모습을 보여주는 SEM 사진이다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정 방법을 적용하기 위한 장치의 구성도이다.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정 방법에 의한 세정후 본딩패드의 모습을 보여주는 SEM 사진이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 배쓰 2 : 오버플로우 노즐

3 : 제1 이온수 공급펌프 4 : 드레인 밸브

5 : 샤워 노즐 6 : 제2 이온수 공급펌프

이 발명은 반도체 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼가 이온수에 장시간 동안 침지되지 않도록 함으로써 갈바닉 부식의 생성을 억제하며, 웨이퍼에 물리적인 힘이 최소한으로 가해지 도록 함으로써 웨이퍼의 파손을 방지하며, 웨이퍼가 이온수에 의해 샤워되도록 함으로써 세정효과를 높일 수 있는, 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법에 관한 것이다.

일반적으로 본딩패드가 형성된 웨이퍼는 백그라인딩 공정을 진행하고, 백그라인딩 공정 완료후에는 백그라인딩 세정 공정을 진행하게 된다.

상기한 백그라인 세정 공정에서는, 백그라인딩 공정에서 본딩패드 영역을 보호하기 위한 테이프 등의 제거후 잔류 이물질 및 웨이퍼 후면의 이물질을 제거하기 위하여 1차 세정을 하고, 다음에 1차 세정 잔존물이 웨이퍼에 남는 것을 방지하기 위하여 2차 세정을 하고, 이어서 건조를 진행하게 된다.

일반적으로, 백그라인딩 세정을 하는 경우에, 백그라인딩된 웨이퍼는 백그라인딩 이전의 웨이퍼에 비해서 두께가 얇기 때문에 백그라인딩 세정을 할 때 웨이퍼가 파손되거나 웨이퍼에 스트레스가 가해지는 것을 방지하기 위하여, 웨이퍼에 물리적인 힘을 가하는 공정은 가급적 회피하고 있는 추세이다.

따라서, 종래 웨이퍼의 백그라인딩 세정은 백그라인딩이 진행된 웨이퍼를 20~40분동안 이온수(Deionized water, DIW)를 오버플로우시키며 세정하는 오버플로우(ob\verflow) 세정방식을 이용하고 있다.

그러나, 종래의 오버플로우 세정 방식에서는, 알루미늄 및 구리 합금으로 이루어진 본딩패드가 이온수(DIW)에 침지(DIP)되어 이온수(DIW)와 장시간 접촉하게 되면서 갈바닉 부식이 발생함에 따라 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 본딩패드상에 금속 피팅(metal pitting)이 발생하게 되는 문제점이 있다.

본딩패드상에 금속 피팅이 발생하게 되면, 웨이퍼의 칩위에 와이어본딩(wire bonding)을 할 때, 와이어본딩이 잘 이루어지지 않게 되는 문제점을 유발시킨다.

일반적으로 본딩 패드는 알루미늄 및 구리 합금으로 이루어지며, 알루미늄 및 구리 합금이 스퍼터링된 뒤에 구리(Cu)가 서로 응결되어서 구리(Cu)가 많은 영역과 적은 영역으로 나뉘어지게 되는데, 이러한 모양을 갈바닉 셀(galvanic cell)이라고 한다.

상기한 갈바닉 셀과 같이 다른 2종류의 금속이, 부식성의 용액(전해질)중에 접촉되어 이용되는 경우에 한쪽의 금속에 부식이 집중되는 것이 자주 관찰되는데, 이것은 이온화 경향이 다른 두 금속 사이에 전위차가 생겨 금속을 통해서 전류가 흐른 것에 기인된 현상이며, 이를 갈바닉 부식(galvanic corrosion)이라 한다. 다시 말하면, 모든 금속은 각각의 고유한 전위를 갖고 있으며, 서로 다른 두 금속이 동일한 전해질 내에서 전기적으로 연결될 경우에 낮은 전위를 갖는 금속이 급격이 부식되는 데, 이를 갈바닉 부식이라 한다.

종래에는 구리(Cu)의 조성적인 차이로 인해서 본딩 패드에 국부적으로 애노드영역과 캐소드영역이 형성됨으로써 갈바닉 셀이 형성되면, 상기한 바와 같이 이온수(DIW)로 세정을 하는 과정에서 갈바닉 부식이 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼가 이온수에 장시간 동안 침지되지 않도록 함으로써 갈바닉 부식의 생성을 억제할 수 있는, 본딩패드가 형성된 웨이퍼 의 백그라인딩 세정방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼에 물리적인 힘이 최소한으로 가해지도록 함으로써 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는, 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼가 이온수에 의해 샤워되도록 함으로써 세정효과를 높일 수 있는, 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법에 있어서, 상기 백그라인딩 웨이퍼를 이소프로필 알코올로 세정하는 단계; 상기 이소프로필 알코올 세정이 완료된 웨이퍼를 QDR 세정하는 단계; 및 상기 QDR 세정이 완료된 웨이퍼를 이소프로필 알코올 건조하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은, 상기 QDR 세정은, 상기 웨이퍼를 이온수가 담겨져 있는 배쓰에 침지하는 단계; 상기 배쓰의 이온수를 10~15초동안 느리게 드레인시키는 단계; 드레인이 완료되고 난 후 이온수를 배쓰의 하단에서 공급함과 동시에 배쓰의 상단에서도 이온수를 공급하여 웨이퍼를 샤워하며 상기 배쓰를 채우는 단계; 상기 이온스를 드레인시키는 단계와 배쓰를 채우는 단계를 수회 반복하는 단계; 상기 이온수가 채워진 배쓰에서 상기 이온수를 오버플로우하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은, 상기 배쓰를 채우는 단계는 약 1분동안 진행되도록 하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기 오버플로우하는 단계는 약 1분동안 하면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 이온수를 드레인하는 단계와 배쓰를 채우는 단계를 5회 내지 6회 반복하면 바람직하다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법을 적용하기 위한 장치의 구성도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법을 적용하기 위한 장치의 구성은, 웨이퍼가 침 지되는 배쓰(1)와, 상기한 배쓰(1)의 하부에 설치되어 이온수를 공급하기 위한 오버플로우 노즐(2)과, 상기한 오버플로우 노즐(2)과 튜브를 통하여 연결되어 있는 제1 이온수 공급펌프(3)와, 상기한 배쓰(1)의 하부에 설치되어 이온수를 드레인시키기 위한 드레인 밸브(4)와, 상기한 배쓰(1)의 상부에 설치되어 이온수를 공급하기 위한 샤워 노즐(5)과, 상기한 샤워 노즐(5)과 튜브를 통하여 연결되어 있는 제2 이온수 공급펌프(6)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법의 작용은 다음과 같다.

먼저 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 공정 이후 웨이퍼를 세정하기 위하여, 웨이퍼에 물리적인 힘을 가하게 되는 스프레이 방식 대신에 세정액에 의한 세정이 진행되는데, 이 경우에 웨이퍼상에 본딩 패드가 이미 오픈되어 있기 때문에 강력한 세정 효과를 가진 세정액을 사용하지 않고, 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol, IPA)과 같은 중성용액을 세정액으로서 사용하게 된다.

상기한 이소프로필 알코올(IPA)은 분자량 60.09의 무색투명한 유동성 액체로 가연성이며, 비중은 0.7863(20/20℃)이고, 융점은 -89.5℃이고, 비점은 82.4℃이고, 인화점은 11.7℃이고, 발화온도는 460℃이고, 발화점은 425℃이고, 연소범위는 20~12.0%이고, 증기밀도는 2.1 이고, 증기압은 32mmHg(20℃)이며, 물, 알코올, 에테르에 녹는 성질을 갖는다.

이와 같이 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 중성용액으로 세정을 한 후, 종래 오버플로우 방식과는 달리 웨이퍼에 가해지는 물리적인 힘을 최소화하며 웨이퍼 와 이온수(DIW)의 접촉시간을 최소화한 QDR(Quick Dump Rinse) 공정을 진행한다.

본 발명에 따라 웨이퍼에 가해지는 물리적인 힘을 최소화하며 웨이퍼와 이온수(DIW)의 접촉시간을 최소화한 QDR 공정은, 먼저 제1 이온수 공급펌프(3)를 작동시켜서 배쓰(1)에 오버플로우노즐(2)을 통하여 이온수(DIW)가 공급되도록 한 뒤에, 웨이퍼를 이온수(DIW)가 담겨져 있는 배쓰(1)에 침지시킨다.

다음에, 제1 이온수 공급펌프(3)의 작동을 중지시킨 후, 드레인 밸브(4)를 작동시켜서 배쓰(1) 안에 채워져 있는 이온수를 드레인시킨다. 이때, 이온수의 드레인은 10초 미만의 시간안에 빠르게 드레인을 하는 일반적인 방법을 사용할 경우에는 웨이퍼에 물리적인 힘이 가해지므로 이와는 달리 이온수(DIW)가 10~15초동안 느리게 드레인되도록 함으로써 이온수의 드레인에 의해 웨이퍼에 가해지는 물리적인 힘을 최소화하며 웨이퍼를 세정한다.

이후, 이온수의 드레인이 완료되면, 제1 이온수 공급펌프(3)를 다시 작동시켜서 배쓰(1)에 오버플로우노즐(2)을 통하여 이온수(DIW)가 공급되도록 하여 배쓰(1)를 채움과 동시에, 제2 이온수 공급펌프(6)를 작동시켜서 샤워노즐(5)을 통하여 배쓰(1)의 상단에서도 이온수가 공급되도록 하여 웨이퍼가 샤워되도록 한다. 이때, 배쓰(1)에 이온수가 완전히 채워지는 시간은 일실시예로 1분정도 소요되도록 한다.

그리고, 배쓰(1)에 이온수가 완전히 채워지면 상기와 같이 이온수를 드레인하는 동작을 반복한다.

이와 같이 배쓰(1)에서 이온수를 트레인한 후 배쓰(1)에 이온수를 채움과 동시에 웨이퍼를 샤워하는 동작을 5회 내지 6회 반복하여 웨이퍼를 세정한 후, 마지 막 샤워동작에서 제1 이온수 공급펌프(3)를 계속 작동시켜서 배쓰(1)에 오버플로우 노즐(2)을 통하여 이온수가 계속 공급되도록 함으로써 이온수(DIW)가 오버플로우되도록 한다. 상기한 오버플로우시간은 약 1분동안 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에서는 종래 일반적인 QDR과는 달리 이온수의 드레인을 10~15초동안 느리게 진행하여 웨이퍼에 가해지는 물리적인 힘을 최소화하며, 드레인과 이온수의 채움 및 샤워동작을 다수회 반복하여 세정효율을 향상시키며 오버플로우동작을 최소화하여 웨이퍼가 이온수와 접촉하는 시간을 최소화함으로써 본딩패드상에서의 갈바닉 부식(galvanic corrosion)의 발생을 억제할 수 있으며, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 금속 피트(metal pit)의 발생을 억제할 수가 있다.

이후, QDR 이 완료된 웨이퍼를 건조하게 되는데, 웨이퍼에 물리적인 힘을 가하게 되는 스핀건조 대신에 이소프로필 알코올(IPA) 건조를 하게 된다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 백그라인딩 세정을 하는 과정에서, 웨이퍼가 이온수에 장시간 동안 침지되지 않도록 함으로써 갈바닉 부식의 생성을 억제하며, 웨이퍼에 물리적인 힘이 최소한으로 가해지도록 함으로써 웨이퍼의 파손을 방지하며, 웨이퍼가 이온수에 의해 샤워되도록 함으로써 세정효과를 높일 수 있는, 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법에 있어서,

   상기 백그라인딩 웨이퍼를 이소프로필 알코올로 세정하는 단계;

   상기 이소프로필 알코올 세정이 완료된 웨이퍼를 QDR 세정하는 단계; 및

   상기 QDR 세정이 완료된 웨이퍼를 이소프로필 알코올 건조하는 단계를 포함하며,

   상기 QDR 세정은,

   상기 웨이퍼를 이온수가 담겨져 있는 배쓰에 침지하는 단계;

   상기 배쓰의 이온수를 10~15초동안 느리게 드레인시키는 단계;

   드레인이 완료되고 난 후 이온수를 배쓰의 하단에서 공급함과 동시에 배쓰의 상단에서도 이온수를 공급하여 웨이퍼를 샤워하며 상기 배쓰를 채우는 단계;

   상기 이온스를 드레인시키는 단계와 배쓰를 채우는 단계를 5회 내지 6회 반복하는 단계; 및

   상기 이온수가 채워진 배쓰에서 상기 이온수를 오버플로우하는 단계를 포함하는 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법.
3. 제 2항 있어서, 상기 배쓰를 채우는 단계는 약 1분동안 진행되도록 하는 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 오버플로우하는 단계는 약 1분동안 하는 본딩패드가 형성된 웨이퍼의 백그라인딩 세정방법.
5. 삭제

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