KR100688746B1 - 웨이퍼 세정 장치 - Google Patents

Abstract

전기화학적인 방법으로 웨이퍼를 부식 또는 에칭시켜 웨이퍼 표면에 부착 및 고정되어 파티클을 빠르게 제거할 수 있는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치는 화학 용액이 채워져 있는 세정조와, 임의의 패턴이 형성된 웨이퍼의 에지부위 일부분에 형성된 작업 전극과, 작업 전극이 형성된 영역과 다른 부분에 형성된 레퍼런스 전극과, 세정조 내부에 위치하여 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 카운터 전극과, 작업 전극과 레퍼런스 전극 사이의 기준값 전압을 측정하는 측정부와, 웨이퍼가 세정조에 담겨진 상태에서 기준값 전압보다 낮은 전압을 상기 작업 전극과 카운터 전극에 공급하는 전원 공급부를 포함한다.

본 발명은 드랍성 파티클을 제거한 후에 웨이퍼 에지부위에 형성된 작업 전극 및 세정조 내부의 다른 영역에 형성된 카운터 전극에 기 설정된 전압을 공급하여 웨이퍼를 부식시켜 웨이퍼 표면에 고정, 부착된 파티클을 제거함으로써, 웨이퍼 표면에 고정 및 부착된 파티클을 효과적으로 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시키고, 전체적인 반도체 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 세정 장치{APPARATUS FOR CLEANING WAFER}

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치를 도시한 블록도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 세정조 110 : 작업 전극

115 : 레퍼런스 전극 120 : 웨이퍼

130 : 카운터 전극 140 : 전원 공급부

150 : 전원 측정부

본 발명은 웨이퍼 세정 방법에 관한 것으로, 특히 금속 배선 형성 공정 중에 발생되는 금속 파티클을 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자 제조 공정 진행 후에 발생되는 파티클을 제거하기 위한 공정으로 세정 공정이 필수적이다.

이러한 세정 공정에 대해서 간략하게 설명하면, 첫 번째로는 세정 장비 내부에 이송된 기판에 초순수(DI water)와 화학 용약을 스프레이 형태로 분사하면서 스크러버를 이용하여 기계적으로 세정을 실시함으로써 공정 진행에 따라 발생된 파티 클을 제거시킨다

두 번째로는 울트라(ultra) 또는 메가 소닉(mega-sonic)을 사용하여 기판에 공정 진행에 따라 발생된 파티클을 세정한 후 건조하는 방법이 있다.

이러한 첫 번째 및 두 번째 세정 방법은 드랍(drop)성 파티클의 제거에 유용하지만, 증착 도중에 발생하는 파티클이 부분적으로 주벽막에 부착되어 있는 경우에는 제거하기가 어려운 문제점이 있다.

세 번째로는 플라즈마를 이용하여 공정 진행 후에 발생된 파티클을 제거하는 방법이 있다.

그러나, 플라즈마를 이용하여 기판에 잔존하는 파티클을 세정하는 경우에, 세정 공정 중에 파티클 제거뿐만 아니라 기판이 손상을 입는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기화학적인 방법으로 웨이퍼를 부식 또는 에칭시켜 웨이퍼 표면에 부착 및 고정되어 파티클을 빠르게 제거할 수 있는 웨이퍼 세정 장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화학 용액이 채워져 있는 세정조와, 임의의 패턴이 형성된 웨이퍼의 에지부위 일부분에 형성된 작업 전극과, 상기 작업 전극이 형성된 영역과 다른 부분에 형성된 레퍼런스 전극과, 상기 세정조 내부에 위치하여 상기 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 카운터 전극과, 상기 작업 전극과 레퍼런스 전극 사이의 기준값 전압을 측정하는 측정부와, 상기 웨이퍼가 세정조에 담겨진 상태에서 상기 기준값 전압보다 낮 은 전압을 상기 작업 전극과 카운터 전극에 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 전원 공급에 따라 상기 웨이퍼가 부식되어 상기 웨이퍼에 고정 및 부착된 파티클이 세정된다.

본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 파티클 제거를 위한 웨이퍼 세정 장치를 나타내는 블록도이다.

먼저, 금속 배선 형성 공정을 진행한 후에 발생된 드랍성 파티클은 스크러버를 이용하여 기계적으로 제거된다.

이후 본 발명에 따른 세정 장치를 이용하여 기판에 고정 및 부착되어 파티클이 제거되는데, 세정 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 화학 용액(105)이 담겨져 있는 세정조(100)와, 금속 배선이 형성된 웨이퍼(120)와, 웨이퍼(120) 에지(edge) 부위에 형성된 작업 전극(110) 및 레퍼런스 전극(115)과, 작업 전극(110)에 인가되는 전원과 반대극을 갖는 전원이 인가되는 카운터 전극(130)과, 레퍼런스 전극(115)과 작업 전극(110) 사이의 전압량을 측정하는 전원 측정부(150)와, 작업 전극(110)과 카운터 전극(130)에 전압을 공급하는 전원 공급부(140)를 포함한다.

여기서, 세정조(100)에 채워져 있는 화학 용액으로는 HF, HCl, H2NO3 등을 들 수 있고, 카운터 전극(130)에 사용되는 금속 물질로는 Pt, Pd 도는 Au를 들 수 있다.

웨이퍼(120)의 에지부위에는 전기적으로 절연된 금속 로드(rod) 도는 와이어(wire)를 이용하여 작업 전극(110)이 형성되며, 전원 측정부(150)는 세정 공정을 실시하기 전에 작업 전극(110)과 레퍼런스 전극(115)에 흐르는 전압량을 측정한다.

전원 공급부(140)는 전원 측정부(150)에서 측정된 전압량보다 낮은 전압을 작업 전극(110)과 카운터 전극(130)에 인가하며, 이러한 전압의 인가에 따라 웨이퍼(100) 표면이 부식된다.

웨이퍼(100) 표면의 부식에 따라 웨이퍼(100)의 표면에 부착 및 고정되어 있는 파티클이 제거된다. 웨이퍼(100)가 부식될 때 평탄화되어 있는 금속 배선 부분보다 웨이퍼(100)의 표면에 돌출되어 있는 파티클이 먼저 제거된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 드랍성 파티클을 제거한 후에 웨이퍼 에지부위에 형성된 작업 전극 및 세정조 내부의 다른 영역에 형성된 카운터 전극에 기 설정된 전압을 공급하여 웨이퍼를 부식시켜 웨이퍼 표면에 고정, 부착된 파티클을 제거함으로써, 웨이퍼 표면에 고정 및 부착된 파티클을 효과적으로 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시키고, 전체적인 반도체 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 화학 용액이 채워져 있는 세정조와,

   임의의 패턴이 형성된 웨이퍼의 에지부위 일부분에 형성된 작업 전극과,

   상기 작업 전극이 형성된 영역과 다른 부분에 형성된 레퍼런스 전극과,

   상기 세정조 내부에 위치하여 상기 작업 전극에 공급되는 전원과 반대극을 갖는 전압을 공급받는 카운터 전극과,

   상기 작업 전극과 레퍼런스 전극 사이의 기준값 전압을 측정하는 측정부와,

   상기 웨이퍼가 세정조에 담겨진 상태에서 상기 기준값 전압보다 낮은 전압을 상기 작업 전극과 카운터 전극에 공급하는 전원 공급부를 포함하며,

   상기 전원 공급에 따라 상기 웨이퍼가 부식되어 상기 웨이퍼에 고정 및 부착된 파티클이 세정되는 웨이퍼 세정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 화학 용액은, HF, HCl, H2NO3 중 어느 하나 인 웨이퍼 세정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 카운터 전극은, Pt, Pd, Au 중 어느 하나 인 웨이퍼 세정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원 공급부는, 상기 작업 전극과 카운터 전극에 정전압을 공급하는 정전압 장치인 웨이퍼 세정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 작업 전극은, 전기적으로 절연된 금속 로드 또는 와이어를 이용하여 상기 에지부위에 형성되는 웨이퍼 세정 장치.

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