KR100891527B1 - Detection method for pollution of wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면에 존재하는 저농도의 금속 오염 물질을 인-라인(In-Line) 형태로 검출할 수 있는 웨이퍼의 오염 검출 방법을 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법은, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 위치와 분포를 검출하기 위한 웨이퍼의 오염 검출 방법에 있어서, 상기 웨이퍼 표면에 존재하는 박막 형태의 금속 오염 물질을 케미컬 처리를 통해 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키며, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 X-레이 빔(Beam)을 조사하는 TXRF(Total X-ray Reflective Fluorescence) 방식을 통해 검출한다. The present invention discloses a method for detecting contamination of a wafer capable of detecting low concentrations of metal contaminants present on the wafer surface in an in-line form. In the contamination detection method of the wafer according to the present invention, the contamination detection method of the wafer for detecting the position and distribution of the pollutant present on the wafer surface, the chemical treatment of the metal contaminant in the form of a thin film present on the wafer surface Deformed into a particle-shaped metal contaminant through, and detects the position and distribution of the particle-shaped metal contaminant through a total X-ray Reflective Fluorescence (TXRF) method that irradiates an X-ray beam (Beam).

Description

웨이퍼의 오염 검출 방법{DETECTION METHOD FOR POLLUTION OF WAFER}Wafer contamination detection method {DETECTION METHOD FOR POLLUTION OF WAFER}

본 발명은 웨이퍼의 오염 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 웨이퍼 표면에 존재하는 저농도의 금속 오염 물질을 인-라인(In-Line) 형태로 검출할 수 있는 웨이퍼의 오염 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting contamination of a wafer, and more particularly, to a method for detecting contamination of a wafer capable of detecting a low concentration of metal contaminants present on a wafer surface in an in-line form. .

반도체 기판 상에 회로를 구성하는 공정은 매우 복잡하고 비용도 많이 소요된다. 그러나, 이러한 제조 공정을 끝낸 후, 기판에 형성된 회로가 제대로 동작하지 못하게 되면 그 반도체 칩은 불량한 제품이 되어 사용할 수 없게 되며, 이는 수율 감소로 이어질 뿐만 아니라, 비용 낭비로 이어지게 된다. The process of constructing a circuit on a semiconductor substrate is very complex and expensive. However, after such a manufacturing process, if the circuit formed on the substrate fails to operate properly, the semiconductor chip becomes a poor product and cannot be used, which not only leads to a decrease in yield but also a waste of cost.

여기서, 반도체 칩의 불량 원인 중 하나로서 웨이퍼 표면에 존재하는 금속 오염 물질(Pollutant)을 들 수 있는데, 반도체 소자의 고집적화 추세에 부합하여 셀 사이즈가 감소함에 따라 이러한 오염 물질을 검출해낼 수 있는 방법의 필요성이 증가하고 있는 실정이다. Here, one of the causes of the defect of the semiconductor chip is a metal pollutant (Pollutant) present on the surface of the wafer, in accordance with the trend of high integration of semiconductor devices, the method of detecting such contaminants as the cell size decreases The need is increasing.

일반적으로, 웨이퍼 표면에 존재하는 금속 오염 물질을 검출하기 위한 방법으로서 ICP-MS(Inductively Coupled-Plasma Mass Spectrometer) 방식을 주로 사용하고 있다.In general, an inductively coupled-plasma mass spectrometer (ICP-MS) method is mainly used as a method for detecting metal contaminants present on a wafer surface.

자세하게, 상기 ICP-MS 방식은 분석하고자 하는 샘플(Sample) 내에 존재하는 금속 오염 물질들이 샘플러(Sampler)를 통해 고온의 플라즈마를 통과하여 이온화된 후, 상기 이온화된 금속 오염 물질들을 진공 챔버에 통과시키는 과정으로 진행한다. 그리고 나서, 상기 진공 챔버를 통과한 금속 오염 물질 이온들은 원자량, 또는, 분자량과 하전량의 비에 따라 각각 분리된 다음, 검출기에 의해 분석된다. 상기 검출기는 이온을 생성시키는 부분인 유도 결합 플라즈마가 금속 오염 물질 이온들을 검출하는 질량 분석기로 이루어진 원소 분석기로서, 이러한 원소 분석기를 통해 70종 이상의 원소를 PP 레벨까지 정성, 정량 분석할 수 있다.In detail, the ICP-MS method allows metal contaminants present in a sample to be analyzed to ionize through a plasma through a sampler, and then pass the ionized metal contaminants into a vacuum chamber. Proceed to the process. Then, the metal contaminant ions passing through the vacuum chamber are respectively separated according to the atomic weight or the ratio of the molecular weight and the charged amount, and then analyzed by a detector. The detector is an element analyzer consisting of a mass spectrometer that detects metal contaminant ions by an inductively coupled plasma, which is a part of generating ions, through which such an element analyzer can qualitatively and quantitatively analyze 70 or more elements up to the PP level.

이때, 상기 ICP-MS 방식은 케미컬(Chemical)을 사용하여 진행하고, VPD(Vapor Phase Decomposition) 방법을 통해 시료를 채취하며, VPD GF-AAS(Graphite Furnace- Atomic Absorption Spectrometry) 방식, 또는, VPD ICP-MS 방식 등이 사용된다.In this case, the ICP-MS method proceeds using a chemical, collects a sample through a VPD (Vapor Phase Decomposition) method, a VPD GF-AAS (Graphite Furnace-Atomic Absorption Spectrometry) method, or a VPD ICP -MS method is used.

하지만, 이러한 ICP-MS 방식은 웨이퍼 표면에서 1×1010원자/cm2 이하의 저농도로 존재하는 금속 오염 물질들을 검출할 수 있다는 장점이 있으나, 인-라인 형태의 모니터링이 불가능하며, 오염 물질의 분석에도 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다.However, this ICP-MS method has the advantage of detecting metal contaminants present at a low concentration of 1 × 10 10 atoms / cm 2 or less on the wafer surface, but it is impossible to monitor in-line form. The disadvantage is that it takes a long time to analyze.

한편, 웨이퍼의 오염 검출 방법으로서 웨이퍼 표면의 금속 오염 물질을 인-라인 형태로 모니터링할 수 있는 TXRF(Total X-ray Reflective Fluorescence) 방식을 들 수 있다.On the other hand, as a method for detecting the contamination of the wafer, a TXRF (Total X-ray Reflective Fluorescence) method for monitoring metal contaminants on the wafer surface in-line form may be used.

상기 TXRF 방식은 웨이퍼 표면에 존재하는 금속 오염 물질들을 인-라인으로 검출할 수 있지만, 저농도로 존재하는, 예컨데, 웨이퍼 표면에서 1×1010원자/cm2 이하의 저농도로 존재하는 금속 오염 물질들을 검출할 수 없는 한계를 가지고 있다. The TXRF method can detect metal contaminants present on the wafer surface in-line but exist at low concentrations, for example, metal contaminants present at low concentrations of less than 1 × 10 10 atoms / cm 2 at the wafer surface. It has a limit that cannot be detected.

본 발명은 웨이퍼 표면에 존재하는 저농도의 금속 오염 물질을 인-라인(In-Line) 형태로 검출할 수 있는 웨이퍼의 오염 검출 방법을 제공한다.The present invention provides a method for detecting contamination of a wafer capable of detecting a low concentration of metal contaminants present on a wafer surface in an in-line form.

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법은, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 위치와 분포를 검출하기 위한 웨이퍼의 오염 검출 방법에 있어서, 상기 웨이퍼 표면에 존재하는 박막 형태의 금속 오염 물질을 케미컬 처리를 통해 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키며, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 X-레이 빔(Beam)을 조사하는 TXRF(Total X-ray Reflective Fluorescence) 방식을 통해 검출한다.In the contamination detection method of the wafer according to the embodiment of the present invention, in the contamination detection method of the wafer for detecting the position and distribution of the pollutant present on the wafer surface, the metal contaminant in the form of a thin film present on the wafer surface. Through chemical treatment, the particles are transformed into particle-shaped metal contaminants, and the position and distribution of the particle-shaped metal contaminants are detected by a total X-ray reflective fluorescence (TXRF) method that irradiates an X-ray beam. .

여기서, 상기 케미컬 처리는 웨이퍼에 DIW(Deionized Water) + HF 증기를 분사하여 수행한다.Here, the chemical treatment is performed by spraying DIW (Deionized Water) + HF vapor on the wafer.

상기 DIW + HF 증기는 3∼5분 동안 분사한다.The DIW + HF steam is injected for 3 to 5 minutes.

상기 DIW + HF 증기의 분사는 샤워 헤드(Shower Head) 방식의 장치를 사용하여 진행한다.The injection of the DIW + HF vapor proceeds using a shower head type device.

상기 TXRF 방식은 형광성 X-레이 빔을 0.1∼1°의 경사각으로 조사하여 수행한다.The TXRF method is performed by irradiating a fluorescent X-ray beam at an inclination angle of 0.1 to 1 °.

상기 X-레이 빔은 100∼500초 동안 조사한다.The X-ray beam is irradiated for 100 to 500 seconds.

상기 TXRF 방식은 28∼32㎸의 전압과 250∼350㎃의 전류 조건으로 수행한다.The TXRF method is performed under a voltage of 28 to 32 mA and a current of 250 to 350 mA.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법은, 금속 오염 물질을 포함하는 자연 산화막이 형성된 웨이퍼의 표면을 케미컬 처리하여 상기 자연 산화막을 제거하는 단계; 상기 자연 산화막이 제거된 웨이퍼를 건조시켜 상기 웨이퍼 표면의 금속 오염 물질을 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키는 단계; 및 상기 건조된 웨이퍼에 TXRF 방식으로 X-레이 빔을 조사하여 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 검출하는 단계;를 포함한다. In addition, the contamination detection method of the wafer according to an embodiment of the present invention, the step of chemically treating the surface of the wafer formed with a natural oxide film containing a metal contaminant to remove the natural oxide film; Drying the wafer from which the natural oxide film has been removed to transform metal contaminants on the surface of the wafer into metal contaminants in the form of particles; And irradiating the dried wafer with an X-ray beam in a TXRF manner to detect the position and distribution of the particle-shaped metal contaminants.

여기서, 상기 케미컬 처리는 DIW + HF 증기를 분사하여 수행한다.Here, the chemical treatment is performed by injecting DIW + HF steam.

상기 DIW + HF 증기는 3∼5분 동안 분사한다.The DIW + HF steam is injected for 3 to 5 minutes.

상기 DIW + HF 증기의 분사는 샤워 헤드 방식의 장치를 사용하여 진행한다.The injection of the DIW + HF vapor proceeds using a shower head type device.

상기 TXRF 방식은 형광성 X-레이 빔을 0.1∼1°의 경사각으로 조사하여 수행한다.The TXRF method is performed by irradiating a fluorescent X-ray beam at an inclination angle of 0.1 to 1 °.

상기 X-레이 빔은 100∼500초 동안 조사한다.The X-ray beam is irradiated for 100 to 500 seconds.

상기 TXRF 방식은 28∼32㎸의 전압과 250∼350㎃의 전류 조건으로 수행한다.The TXRF method is performed under a voltage of 28 to 32 mA and a current of 250 to 350 mA.

이상에서와 같이, 본 발명은 웨이퍼 표면에 박막 형태로 존재하는 금속 오염 물질을 파티클 형태로 변형시키고, 변형된 파티클 형태의 금속 오염 물질을 TXRF(Total X-ray Reflective Fluorescence) 장비를 이용해 검출할 수 있다.As described above, the present invention can transform the metal contaminants present in the form of a thin film on the wafer surface into particles, and detect the deformed particle metal contaminants using TXRF (Total X-ray Reflective Fluorescence) equipment. have.

따라서, 본 발명은 상기 웨이퍼 표면에 존재하는 저농도의 금속 오염 물질까지도 검출할 수 있으며, 상기 금속 오염 물질을 인-라인(In-Line) 형태로 검출하여 금속 오염 물질의 위치와 분포를 맵핑(Mapping)할 수 있다. Accordingly, the present invention can detect even a low concentration of metal contaminants present on the wafer surface, and map the location and distribution of metal contaminants by detecting the metal contaminants in an in-line form. )can do.

본 발명은 웨이퍼 표면에 자연 산화막과 함께 존재하는 박막 형태의 금속 오염 물질을 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키며, 상기 변형된 파티클 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 웨이퍼에 TXRF 방식을 통해 X-레이 빔(Beam)을 조사한다. The present invention transforms a metal contaminant in a thin film form with a natural oxide film on a wafer surface into a metal contaminant in a particle form, and X-rays through a TXRF method on a wafer in which the deformed particle metal contaminant is present. Irradiate the beam.

이렇게 하면, 상기 웨이퍼의 표면에 저농도로 존재하는 금속 오염 물질을 효과적으로 검출할 수 있으며, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질을 인-라인 형태로 검출하여 웨이퍼 표면 상에 존재하는 금속 오염 물질의 위치와 분포를 맵핑할 수 있다.In this way, metal contaminants present in low concentration on the surface of the wafer can be effectively detected, and the metal contaminants in the form of particles are detected in-line and the position and distribution of metal contaminants present on the wafer surface. Can be mapped.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views of processes for describing a method for detecting contamination of a wafer according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 박막 형태의 금속 오염 물질(120)을 포함하는 자연 산화막(110)이 형성된 웨이퍼(100)를 제공한다. 상기 자연 산화막(110)은 실리콘 웨이퍼(100)의 표면에 존재하는 실리콘 산화막으로서, 실리콘 웨이퍼(100)를 제조한 후 일반적인 FAB 환경에 노출되었을 경우 자연적으로 생성되는 산화막이다. Referring to FIG. 1A, a wafer 100 on which a natural oxide layer 110 including a metal contaminant 120 in a thin film form is formed is provided. The natural oxide film 110 is a silicon oxide film present on the surface of the silicon wafer 100 and is naturally formed when the silicon wafer 100 is manufactured and then exposed to a general FAB environment.

즉, 상기 금속 오염 물질(120)로 인해 웨이퍼(100)의 표면에 오염되었을 경우에, 금속 오염 물질(120)은 도시된 바와 같이 이러한 자연 산화막(110)의 표면 상이나, 또는, 자연 산화막(110)과 실리콘 웨이퍼(100)의 표면 사이에 박막 형태로 존재하게 된다.That is, when the metal contaminant 120 is contaminated on the surface of the wafer 100, the metal contaminant 120 is on the surface of the natural oxide film 110 as shown, or the natural oxide film 110. ) And a surface of the silicon wafer 100 in a thin film form.

도 1b를 참조하면, 상기 웨이퍼(100)의 표면을 케미컬 처리하여 상기 자연 산화막을 제거한다. 여기서, 상기 케미컬 처리는 DIW + HF 증기를 분사하여 수행하며, 상기 DIW + HF 증기는 샤워 헤드 방식의 장치를 사용하여 3∼5분 동안 분사함이 바람직하다. Referring to FIG. 1B, the surface of the wafer 100 is chemically removed to remove the natural oxide layer. Here, the chemical treatment is performed by injecting DIW + HF steam, the DIW + HF steam is preferably sprayed for 3 to 5 minutes using a shower head type apparatus.

이때, 상기 DIW + HF 증기를 사용하는 케미컬 처리를 통해 웨이퍼(100) 표면의 자연 산화막은 분해(Decomposition)되어 제거되며, 웨이퍼(100)의 표면은 소수성(Hydrophobic)을 띤 상태가 된다.At this time, the natural oxide film on the surface of the wafer 100 is decomposed and removed by chemical treatment using the DIW + HF vapor, and the surface of the wafer 100 is hydrophobic.

도 1c를 참조하면, 상기 자연 산화막이 제거된 웨이퍼(100)를 상기 웨이퍼(100)의 표면이 윗 쪽을 향하게 하여 자연 건조시킨다. 여기서, 웨이퍼(100)의 표면은 상기 케미컬 처리를 통해 소수성을 띤 상태이므로, 상기 웨이퍼(100) 표면에 존재하던 박막 형태의 금속 오염 물질이 파티클 형태의 금속 오염 물질(120a)로 변형된다.Referring to FIG. 1C, the wafer 100 from which the natural oxide film is removed is naturally dried with the surface of the wafer 100 facing upward. Here, since the surface of the wafer 100 is hydrophobic through the chemical treatment, the metal contaminant in the form of a thin film on the surface of the wafer 100 is transformed into the metal contaminant 120a in the form of a particle.

도 1d를 참조하면, 상기 건조되어 파티클 형태의 금속 오염 물질(120a)이 존재하는 웨이퍼(100)에 TXRF 방식으로 X-레이 빔을 조사하여 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질(120a)의 위치와 분포를 검출한다. 상기 TXRF 방식은 형광성 X-레이 빔을 0.1∼1°정도의 경사각으로 100∼500초 정도 동안 조사하며, 28∼32㎸ 정도의 전압과 250∼350㎃ 정도의 전류 조건으로 수행한다.Referring to FIG. 1D, a position and distribution of the particle-shaped metal contaminant 120a are irradiated with an X-ray beam to the wafer 100 on which the dried-type metal contaminant 120a is present by a TXRF method. Detect. The TXRF method irradiates a fluorescent X-ray beam at an inclination angle of about 0.1 to 1 ° for about 100 to 500 seconds, and is performed under a voltage of about 28 to 32 mA and a current of about 250 to 350 mA.

여기서, 본 발명은 박막 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 웨이퍼에 VPD(Vapor Phase Decomposition) 공정을 수행하여 상기 박막 형태의 금속 오염 물질을 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시킨 후, X-레이 빔을 조사하는 TXRF 방식을 통해 그 위치와 분포를 검출한다.Herein, the present invention performs a VPD (Vapor Phase Decomposition) process on a wafer in which metal contaminants in a thin film form are transformed into a metal contaminant in a particle form, and then emits an X-ray beam. The position and distribution are detected through the TXRF method of investigation.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 표면에서 박막 형태로 존재하는 금속 오염 물질은 상기 VPD 공정을 통해 파티클 형태로 변형시킴으로써, 상기 웨이퍼의 표면에서 1×1010원자/cm2 이하의 저농도로 존재하는 금속 오염 물질들을 효과적으로 검출할 수 있다.In addition, according to the present invention, the metal contaminants present in the form of a thin film on the surface of the wafer are transformed into particles through the VPD process, so that the metal contaminants present at a low concentration of 1 × 10 10 atoms / cm 2 or less on the surface of the wafer are present. The substances can be detected effectively.

게다가, 본 발명은 상기 VPD 공정시 기존의 방식과 달리 케미컬 처리된 오염 물질을 회수 과정을 생략하는 방식으로 수행하기 때문에, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질을 인-라인으로 모니터링할 수 있으며, 이를 통해, 검출된 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 맵핑할 수 있다.In addition, since the present invention performs a method in which the chemically treated contaminant is omitted in the VPD process in a manner of eliminating a recovery process, the metal contaminant in the form of particles can be monitored in-line, thereby The location and distribution of the metal contaminants in the detected particle form can be mapped.

이하에서는, 도 2a 내지 도 2c 및 도 3을 참조하여 전술한 금속 오염 물질의 변형을 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the deformation of the metal contaminants described above with reference to FIGS. 2A to 2C and 3 will be described in detail.

도 2a 내지 도 2c는 웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 형태에 따른 글랜싱(Glancing) 각도와 형광성 강도의 관계를 도시한 그래프이다.2A to 2C are graphs showing the relationship between the glancing angle and the fluorescent intensity according to the type of contaminants present on the wafer surface.

일반적으로, 상기 TXRF 방식은 웨이퍼 표면을 스캔(Scan)할 때 약 1°정도의 경사각을 가지고 X-레이 빔을 조사하여 성분을 분석하는데, 상기 경사각 및 오염 물질의 표면 흡착 상태에 따라 반사되어 검출되는 형광성 강도가 다르게 나타나며, 이러한 경사각에 의한 형광성 강도 값의 의존성을 앵글스캔(Anglescan)이라 한다.In general, the TXRF method analyzes a component by irradiating an X-ray beam with an inclination angle of about 1 ° when scanning a wafer surface, and reflects and detects it according to the inclination angle and surface adsorption state of contaminants. The fluorescent intensity is different, and the dependence of the fluorescent intensity value on the inclination angle is called Anglescan.

도 2a 내지 도 2c는 이상적인 실리콘 웨이퍼의 표면 상태에서 동일한 오염 물질의 양이 존재할 경우에 웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 형태에 따른 각도와 강도의 관계를 도시한 그래프로서, 도 2a는 파티클 형태의 오염 물질에 대한 그래프이고, 도 2b는 박막 형태의 오염 물질에 대한 그래프이며, 도 2c는 벌크(Bulk) 형태의 오염 물질에 대한 그래프이다. 그리고, 각 그래프에서의 Φc는 임계 각도를 의미한다. Figures 2a to 2c are graphs showing the relationship between the angle and the intensity according to the type of contaminants present on the wafer surface when the same amount of contaminants in the surface state of the ideal silicon wafer, Figure 2a is a particle form A graph of contaminants, FIG. 2B is a graph of contaminants in thin film form, and FIG. 2C is a graph of contaminants in bulk form. Φ c in each graph means a critical angle.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 처리를 실시하기 전(A)과 후(B)의 글랜싱 각도와 형광성 강도의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the glazing angle and the fluorescent intensity before (A) and after (B) before performing the chemical treatment according to the embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 케미컬 처리를 실시하기 전에는 박막 형태의 오염 물질에 대한 그래프인 도 2b와 유사한 포물선 형상의 곡선이 도시되었고, 케미컬 처리를 실시한 후에는 파티클 형태의 오염 물질에 대한 그래프인 도 2a와 유사한 곡선이 도시되었다. 이에 따라, 본 발명은 케미컬 처리에 의해 웨이퍼의 표면에 박막 형태의 금속 오염 물질이 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형되었음을 알 수 있다.As shown, a parabolic curve similar to FIG. 2B, which is a graph of contaminants in the thin film form before chemical treatment, is shown, and a graph of contaminants in the form of particles after chemical treatment, is shown in FIGS. Similar curves are shown. Accordingly, the present invention shows that the metal contaminant in the form of a thin film is transformed into the metal contaminant in the form of particles on the surface of the wafer by chemical treatment.

구체적으로, 상기 형광성 강도는 웨이퍼 표면에 박막 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 경우보다 파티클 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 경우에, 임계 각도(Φc)에서 약 60% 이상 증가하게 된다. 따라서, TXRF 방식을 0.1°정도의 임계 각도(Φc) 조건으로 수행할 때, 웨이퍼 표면에 박막 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 경우보다 파티클 형태의 금속 오염 물질이 존재하는 경우에 형광성 강도가 50∼60% 정도 증가하게 된다. Specifically, the fluorescent intensity is increased by about 60% or more at the critical angle Φ c when the particle-shaped metal contaminants are present than the thin film-type metal contaminants on the wafer surface. Therefore, when the TXRF method is performed at a critical angle (Φ c ) of about 0.1 °, the fluorescent intensity is 50 when the metal contaminants in the form of particles are present rather than the metal contaminants in the form of thin films on the wafer surface. The increase is about 60%.

따라서, 웨이퍼 표면에 박막 형태로 존재하는 금속 오염 물질을 파티클 형태로 변형시키면 기존의 TXRF 방식에 의해 측정할 수 없는 오염 물질까지도 검출해낼 수 있으므로, 본 발명은, 1×109원자/cm2 이하의 금속 오염 물질을 효과적으로 검출할 수 있다.Thus, when deforming the metal contaminants present in a thin film form on the wafer surface as a particle form can pull detection even contaminants that can not be measured by conventional TXRF manner, the present invention, 1 × 10 9 atoms / cm 2 or less Can effectively detect metal contaminants.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법에 따라 맵핑된 결과를 도시한 사진이다.Figure 4 is a photograph showing the results mapped according to the contamination detection method of the wafer according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 본 발명은 케미컬 처리된 오염 물질을 회수 과정을 생략하기 때문에, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질을 인-라인으로 모니터링할 수 있으며, 이에 따라, 도시된 바와 같이 웨이퍼 표면에 존재하는 파티클 형태의 금속 오염 물질, 예컨데, Fe 및 Ni을 비롯한 금속 오염 물질의 위치와 분포를 맵핑할 수 있다.As described above, the present invention omits the recovery process of the chemically treated contaminants, so that the particle-shaped metal contaminants can be monitored in-line, and thus, present on the wafer surface as shown. The location and distribution of metal contaminants in particle form, such as Fe and Ni, can be mapped.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of processes for describing a method for detecting contamination of a wafer according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 형태에 따른 글랜싱 각도와 형광성 강도와의 관계를 도시한 그래프.2A to 2C are graphs showing the relationship between the glazing angle and the fluorescent intensity according to the type of contaminants present on the wafer surface.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케미컬 처리를 실시하기 전과 후의 글랜싱 각도와 형광성 강도의 관계를 도시한 그래프.3 is a graph showing the relationship between the glazing angle and the fluorescent intensity before and after performing the chemical treatment according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 오염 검출 방법에 따라 맵핑된 결과를 도시한 사진.Figure 4 is a photograph showing the results mapped according to the contamination detection method of the wafer according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 웨이퍼 110 : 자연 산화막100: wafer 110: natural oxide film

120 : 박막 형태의 금속 오염 물질120: thin metal contaminants

120a : 파티클 형태의 금속 오염 물질120a: Particle-type metal contaminants

Claims (14)

웨이퍼 표면에 존재하는 오염 물질의 위치와 분포를 검출하기 위한 웨이퍼의 오염 검출 방법에 있어서,In the contamination detection method of the wafer for detecting the position and distribution of contaminants present on the wafer surface, 상기 웨이퍼 표면에 존재하는 박막 형태의 금속 오염 물질을 웨이퍼에 DIW(Deionized Water) + HF 증기를 3∼5분 동안 분사하는 케미컬 처리를 통해 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키며, 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 X-레이 빔(Beam)을 조사하는 TXRF(Total X-ray Reflective Fluorescence) 방식을 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The metal contaminant in the form of a thin film on the surface of the wafer is transformed into a metal contaminant in the form of particles through a chemical treatment in which DIW (Deionized Water) + HF vapor is sprayed on the wafer for 3 to 5 minutes. The contamination detection method of the wafer, characterized in that for detecting the position and distribution of the contaminant through a total X-ray Reflective Fluorescence (TXRF) method that irradiates the X-ray beam (Beam). 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DIW + HF 증기의 분사는 샤워 헤드(Shower Head) 방식의 장치를 사용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The jetting of the DIW + HF vapor is carried out using a shower head type apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 TXRF 방식은 형광성 X-레이 빔을 0.1∼1°의 경사각으로 조사하여 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The TXRF method is a contamination detection method of a wafer, characterized in that performed by irradiating a fluorescent X-ray beam at an inclination angle of 0.1 ~ 1 °. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 X-레이 빔은 100∼500초 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.And the X-ray beam is irradiated for 100 to 500 seconds. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 TXRF 방식은 28∼32㎸의 전압과 250∼350㎃의 전류 조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The TXRF method is a contamination detection method of a wafer, characterized in that performed under a voltage of 28 to 32 kHz and a current of 250 to 350 kHz. 금속 오염 물질을 포함한 자연 산화막이 형성된 웨이퍼의 표면에 대해 DIW + HF 증기를 3∼5분 동안 분사하는 케미컬 처리를 수행하여 상기 자연 산화막을 제거하는 단계;Performing a chemical treatment of spraying DIW + HF vapor for 3 to 5 minutes on the surface of the wafer on which the natural oxide film including the metal contaminant is formed to remove the natural oxide film; 상기 자연 산화막이 제거된 웨이퍼를 건조시켜 상기 웨이퍼 표면의 금속 오염 물질을 파티클 형태의 금속 오염 물질로 변형시키는 단계; 및Drying the wafer from which the natural oxide film has been removed to transform metal contaminants on the surface of the wafer into metal contaminants in the form of particles; And 상기 건조된 웨이퍼에 TXRF 방식으로 X-레이 빔을 조사하여 상기 파티클 형태의 금속 오염 물질의 위치와 분포를 검출하는 단계;Irradiating the dried wafer with an X-ray beam by TXRF to detect the position and distribution of the particle-shaped metal contaminants; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법. Contamination detection method of a wafer comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 DIW + HF 증기의 분사는 샤워 헤드 방식의 장치를 사용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.And spraying the DIW + HF vapor using a shower head type apparatus. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 TXRF 방식은 형광성 X-레이 빔을 0.1∼1°의 경사각으로 조사하여 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The TXRF method is a contamination detection method of a wafer, characterized in that performed by irradiating a fluorescent X-ray beam at an inclination angle of 0.1 ~ 1 °. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 X-레이 빔은 100∼500초 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.And the X-ray beam is irradiated for 100 to 500 seconds. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 TXRF 방식은 28∼32㎸의 전압과 250∼350㎃의 전류 조건으로 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 오염 검출 방법.The TXRF method is a contamination detection method of a wafer, characterized in that performed under a voltage of 28 to 32 kHz and a current of 250 to 350 kHz.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000954A (en) * 2000-06-22 2002-01-09 이 창 세 Method for analysis of impurities in silicon wafer through local etching
KR20020074757A (en) * 2001-03-21 2002-10-04 삼성전자 주식회사 Collection apparatus and method of metal impurities on the semiconductor wafer
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020000954A (en) * 2000-06-22 2002-01-09 이 창 세 Method for analysis of impurities in silicon wafer through local etching
KR20020074757A (en) * 2001-03-21 2002-10-04 삼성전자 주식회사 Collection apparatus and method of metal impurities on the semiconductor wafer
JP2003163247A (en) * 2001-11-28 2003-06-06 Ntt Advanced Technology Corp Semiconductor wafer inspecting method and its apparatus

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