KR100840127B1 - 웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 이를 이용한 웨이퍼백사이드 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 웨이퍼 백사이드 세정방법에 관한 것으로, 웨이퍼 백사이드 세정시스템은 세정챔버와, 상기 세정챔버 내에 구비된 스핀척과, 상기 스핀척의 상측에 구비되며 로딩된 웨이퍼를 파지하여 180도 회전시킨 후, 상기 스핀척에 로딩 또는 언로딩시키는 로테이터와, 웨이퍼의 상면으로 세정액을 분사하는 세정부를 포함하여 이루어져, 웨이퍼의 불량발생을 최소화하고 웨이퍼 상의 파티클 잔류여부 확인을 위한 검사과정을 생략시켜 인력 및 시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.

반도체, 웨이퍼, 백사이드, 파티클, 세정, 로테이터, 스핀척

Description

웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 백사이드 세정방법 {The Cleaning System for Wafer Backside And The Cleaning Method using same}

도 1은 본 발명의 웨이퍼 백사이드 세정시스템을 개략적으로 도시한 사시도

도 2는 본 발명의 웨이퍼 백사이드 세정방법의 진행순서를 도시한 블럭도

* 도면의 주요 부분에 부호의 설명 *

10 : 스핀척 20 : 로테이터

22 : 그립압 26 : 그립제어부

28 : 회전구동부 29 : 수직이송부

30 : 세정부

본 발명은 웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 웨이퍼 백사이드 세정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세정챔버로 로딩된 웨이퍼를 180도 반전시켜 웨이퍼 백사이드를 세정시킴으로써, 공정 중의 웨이퍼 불량 발생을 방지하고 제품 수율을 향 상시킬 수 있도록 한 웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 백사이드 세정방법에 관한 것이다.

최근에, 반도체 장치의 고집적화, 고밀도화, 미세화 및 고신뢰화에 따라 반도체 장치는 미세한 파티클에 의해서도 동작불량이 발생하므로 반도체 장치 제조과정에서 발생될 수 있는 파티클을 제거하는 세정작업이 매우 중요하게 대두되고 있다.

그러나, 종래의 세정작업은 웨이퍼의 프론트 사이드(front-side) 세정에 치중되어 이루어졌던 바, 웨이퍼의 백사이드(back-side)에 잔존하는 파티클 또한 노광공정시나 에칭공정시에 치명적인 불량을 야기시킬 수 있었으나 이에 대한 구체적인 대비가 없었다.

따라서, 백사이드에 파티클 등이 잔존된 웨이퍼가 규정된 플로우에 의해 공정진행시 웨이퍼가 실장되었던 오븐(oven)이나 척(chuck), 스테퍼(stepper) 등에도 파티클이 묻을 수 있어 이는 웨이퍼의 패턴 불량 문제를 일으킬 수도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 웨이퍼의 백사이드에 잔존한 파티클을 완전히 제거하여 패턴 불량 발생을 방지하고, 안정적인 공정을 구현함으로써 비용절감 및 품질 향상을 도모할 수 있도록 한 웨이퍼 백사이드 세정시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 백사이드 세정방법을 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼의 세정이 진행되는 공간인 세정챔버와, 상기 세정챔버의 내측 하부에 구비되며, 상면에 웨이퍼가 안착시 웨이퍼를 흡착한 채 회전되는 스핀척과, 상기 스핀척의 상측으로 소정거리 이격된 채 구비되며, 외부로부터 로딩된 웨이퍼를 파지하여 180도 회전시킨 후, 상기 스핀척에 로딩 또는 언로딩시키는 로테이터와, 상기 스핀척의 일측에서 회전축을 중심으로 회전하며, 회전축과 연결된 세정암을 통해 상기 웨이퍼의 상면으로 세정액을 분사하는 세정부를 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 로테이터는 상기 웨이퍼를 양측에서 파지하도록 구비된 그립암과, 상기 그립암이 출몰하도록 상기 그립암의 일단부가 삽입되고, 상측에 실린더가 구비된 그립제어부와, 상기 그립제어부 및 그립암을 회전시킬 수 있도록 그립제어부와 축방향으로 연결된 회전구동부와, 상기 회전구동부와 연결되어 상기 그립제어부 및 그립암을 승하강시키도록 구비된 수직 이송부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 백사이드 세정방법으로서, 상기 세정챔버에 웨이퍼가 로딩되는 단계와, 로딩된 웨이퍼의 백사이드가 상측이 되도록 상기 로테이터가 웨이퍼를 180도 회전시킨 후 하강하여 상기 스핀척에 로딩시키는 단계와, 상기 스핀척에 웨이퍼가 로딩된 후, 상기 세정부의 세정암이 회전하여 상기 웨이퍼 상에 세정액을 분사시키므로써 웨이퍼의 백사이드를 세정하는 단계와, 상기 웨이퍼 백사이드의 세정이 완료된 후, 상기 로테이터가 상기 웨이퍼를 파지한 채 상승하여 다시 180도 회전시킨 후 세정챔버의 외부로 언로딩하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 백사이드 세정시스템은 우선, 세정이 진행되는 공간을 정의하는 세정챔버(미도시)가 구비되고, 상기 세정챔버의 내측 하부에는 웨이퍼(w)에 대한 세정이 진행될 수 있는 기본적인 장치, 즉 스핀척(10)이 구비된다.

상기 스핀척(10)은 웨이퍼(w)가 상면에 안착되면 미도시된 진공시스템에 의해 진공이 인가되어 웨이퍼(w)를 흡착한 채 회전하도록 되어 있어, 웨이퍼(w) 상에 세정액 낙하시 세정액의 도포 및 세정을 촉진시켜준다.

또한, 상기 세정챔버 내에는 상기 스핀척(10)의 상측으로 소정거리 이격된 채 구비되며, 외부로부터 세정챔버 내로 로딩된 웨이퍼(w)를 파지하는 로테이터(20)가 구비된다.

상기 로테이터(20)는 상기 웨이퍼(w)를 양측에서 파지하도록 구비된 그립암(22)과, 상기 그립암(22)이 출몰하도록 상기 그립암(22)의 일단부가 삽입되고, 상측에 실린더(24)가 구비된 그립제어부(26)와, 상기 그립제어부(26) 및 그립 암(22)을 회전시킬 수 있도록 그립제어부(26)와 축방향으로 연결된 회전구동부(28)와, 상기 회전구동부(28)와 연결되어 상기 그립제어부(26) 및 그립암(22)을 승하강시키도록 구비된 수직 이송부(29)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 그립암(22)의 일단부에는 그립암(22)이 웨이퍼(w)를 파지시 웨이퍼(w)와 직접적으로 접촉하는 그리퍼(23)가 구비되어 있다.

상기 그립제어부(26)의 내부에는 상기 실린더(24)에 의해 외부로부터 공압 또는 유압이 인가되면 상기 그립암(22)을 방출 또는 흡입시키는 소정의 구동수단(미도시)이 내장되어 있다. 상기 구동수단은 칼라(collar) 및 탄성부재로 이루어질 수 있으며, 이는 통상의 그립암 출몰수단으로써 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 스핀척(10)의 일측에는 회전축(32)을 중심으로 회전하는 세정암(34)과, 상기 세정암(34)의 단부에 형성된 노즐(36)로 이루어진 세정부(30)가 구비되는데, 이 세정부(30)는 상기 스핀척(10) 상에 웨이퍼(w)가 로딩되면 상기 세정암(34)을 회전시켜 웨이퍼(w) 상으로 세정액을 분사시킨다. 상기 세정부(30)에서 사용되는 세정액은 통상의 웨이퍼 세정액인 순수(DI water)가 이용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 백사이드 세정시스템을 이용하여 웨이퍼를 세정하는 방법은 다음과 같다.

우선, 상기 세정챔버에 프론트사이드가 상측이 된 채로 웨이퍼(w)가 로딩되면 상기 로테이터(20)가 웨이퍼(w)를 파지한 채 180도 회전시킨다.

이후, 웨이퍼(w)의 백사이드가 상측이 되도록 로테이터(20)가 웨이퍼(w)를 파지한 채 하강하여 상기 스핀척(10)의 상면에 로딩시킨다.

상기 스핀척(10)에 웨이퍼(w)가 로딩된 후, 상기 세정부(30)의 세정암(34)이 회전하여 상기 웨이퍼(w) 상에 세정액을 분사시키면서 웨이퍼(w)의 백사이드를 세정한 후, 세정이 완료되면 상기 로테이터(20)가 웨이퍼(w)를 파지한 채 다시 상승한다.

그런후, 상기 로테이터(20)가 상기 웨이퍼(w)를 다시 180도 회전시켜 최초 상태로 반전시킨 후 웨이퍼(w)를 세정챔버의 외부로 언로딩시킨다.

이와 같이 구성된 본 발명은 웨이퍼의 백사이드에 잔류하는 파티클을 효과적으로 제거함과 동시에 공정 중간마다 웨이퍼 백사이드에 파티클 잔류여부를 검사하는 작업이 불필요하게 되어 인력 및 시간을 절감할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 세정시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼에 감광막을 도포하는 단계(S100)와 패턴을 형성하는 단계(S300), 감광막 제거단계(S400)로 이루어진 웨이퍼 패턴형성 공정 중에 사용되도록 하는데, 이 경우 바람직하게 감광막을 도포하는 단계(S100) 후 패턴을 형성하는 단계(S300) 전에 백사이드 세정단계(S200)를 투입하여 웨이퍼의 파티클이 완전히 제거된 채 패턴이 형성될 수 있도록 한다.

이는, 상기 감광막 도포시에는 웨이퍼 백사이드에 소정의 파티클이 잔류하는 것은 문제되지 않으나, 웨이퍼에 파티클이 잔류한 채 패턴이 형성되고 감광막이 제거된 후 오븐 및 스테퍼장비에 웨이퍼가 진입하면 웨이퍼의 불량발생 확률이 증가되고, 파티클의 제거가 용이하지 않기 때문이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 반도체 제조공정 중에 웨이퍼 백사이드 세정 과정을 추가하여 별도의 웨이퍼 검사를 불필요하게 함으로써 인력 및 시간절감을 꾀할 수 있는 것이다.

아울러, 웨이퍼 상에 파티클 잔류없이 공정이 진행되어 웨이퍼의 불량발생을 현저히 저감시키고 품질을 향상시키는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼의 세정이 진행되는 공간인 세정챔버와;

   상기 세정챔버의 내측 하부에 구비되며, 상면에 웨이퍼가 안착시 웨이퍼를 흡착한 채 회전되는 스핀척과;

   상기 스핀척의 상측으로 소정거리 이격된 채 구비되며, 외부로부터 로딩된 웨이퍼를 파지하여 180도 회전시킨 후, 상기 스핀척에 로딩 또는 언로딩시키는 로테이터와;

   상기 스핀척의 일측에서 회전축을 중심으로 회전하며, 회전축과 연결된 세정암을 통해 상기 웨이퍼의 상면으로 세정액을 분사하는 세정부;를 포함하고,

   상기 로테이터는 상기 웨이퍼를 양측에서 파지하도록 구비된 그립암과;

   상기 그립암이 출몰하도록 상기 그립암의 일단부가 삽입되고, 상측에 실린더가 구비된 그립제어부와;

   상기 그립제어부 및 그립암을 회전시킬 수 있도록 그립제어부와 축방향으로 연결된 회전구동부와;

   상기 회전구동부와 연결되어 상기 그립제어부 및 그립암을 승하강시키도록 구비된 수직 이송부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 백사이드 세정시스템.
2. 삭제
3. 제 1항의 웨이퍼 백사이드 세정시스템을 이용한 웨이퍼 백사이드 세정방법으로서,

   상기 세정챔버에 웨이퍼가 로딩되는 단계와;

   로딩된 웨이퍼의 백사이드가 상측이 되도록 상기 로테이터가 웨이퍼를 180도 회전시킨 후 하강하여 상기 스핀척에 로딩시키는 단계와;

   상기 스핀척에 웨이퍼가 로딩된 후, 상기 세정부의 세정암이 회전하여 상기 웨이퍼 상에 세정액을 분사시키므로써 웨이퍼의 백사이드를 세정하는 단계와;

   상기 웨이퍼 백사이드의 세정이 완료된 후, 상기 로테이터가 상기 웨이퍼를 파지한 채 상승하여 다시 180도 회전시킨 후 세정챔버의 외부로 언로딩하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 백사이드 세정방법.

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